【項目精選】315期：新能源材料技術(shù)項目推薦（二）
項目一：柔性二氧化鈦納米晶薄膜太陽能電池的關(guān)鍵技術(shù)研究
項目簡介：
新能源開發(fā)被列為今后五十年人類面臨十大問題之首。染料敏化太陽電池是太陽能領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，柔性二氧化鈦納米晶膜太陽電池具有多方面的優(yōu)勢，是近年來研究的熱點(diǎn)。
課題組設(shè)計鈦箔做陽極基板，鈦網(wǎng)做陰極基板，光線從陰極入射，以“三明治”方式組裝了一種全鈦基背投式大面積柔性染料敏化太陽能電池。在戶外太陽光輻照下，該電池的光電轉(zhuǎn)化效率為6.69%，輸出功率為0.368 W。金屬鈦良好的延展性、導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和對電解質(zhì)的抗腐蝕性使之成為染料敏化電池柔性基板的優(yōu)選材料，采用鈦網(wǎng)和背投式的光入射（光陰極），使太陽光能被電池充分吸收，有利于提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率。成果報道在Advanced Materials等重要刊物上，此項成果將加速柔性染料敏化太陽能電池的實(shí)用化進(jìn)程。
項目二、超吸水性材料
項目簡介：
超吸水性材料是一種吸水能力特別強(qiáng)的新型功能高分子材料 .它可以吸收自身重量的幾百倍甚至幾千倍的水,而且其保水能力也非常好,即使在加壓的情況下也不脫水,或者脫水很少。超吸水性材料已在農(nóng)林園藝、生理衛(wèi)生用品、醫(yī)藥、食品、土木建筑日用化工等方面取得了廣泛的應(yīng)用。
項目技術(shù)從粘土的結(jié)構(gòu)層型、層電荷、層間距、陽離子交換容量、比表面積和膨脹率等各方面綜合比較研究粘土礦物的性質(zhì)，選擇了高嶺土、膨潤土和絹云母這三種粘土礦物作為無機(jī)填料，制備粘土—有機(jī)聚合物超吸水性復(fù)合材料。該方法不僅可以顯著地降低生產(chǎn)成本而且能有效地發(fā)揮粘土作為功能填料的作用，改善該超吸水性復(fù)合材料的綜合性能。
項目三、柔性透明導(dǎo)電膜的制備
項目簡介：
根據(jù)導(dǎo)電層材料的不同，目前應(yīng)用的透明導(dǎo)電膜主要分為:金屬系、氧化物膜系(或稱半導(dǎo)體)、高分子膜系、復(fù)合膜系及其他透明導(dǎo)電膜。金屬系、氧化物系，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高，并且無機(jī)材料一般難以應(yīng)用在柔性基底上。金屬復(fù)合系一般很難處理團(tuán)聚，要添加分散劑，從而影響導(dǎo)電性。雖然ITO可撓曲性差，但由于ITO優(yōu)異的導(dǎo)電和透明性，目前，其占據(jù)很大市場比重。
本項目選擇最合適的基材PET，及最優(yōu)的高分子導(dǎo)電材料PEDOT：PPS（目前最好的工藝可將純PEDOT：PSS的導(dǎo)電率做到1000S/cm左右），保證了膜的柔性；另外，為提高高分子系柔性透明導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性能,我們綜合采用摻雜和改性的手法（通過成熟的工藝，改性的PEDOT：PPS有望做到大于3000S/cm的范圍）。
由于采用簡單的類似于印刷的涂布方法，即可制備出可隨意撓曲，且具備優(yōu)良透明性和導(dǎo)電性的PET基底膜，生產(chǎn)工藝簡單，使生產(chǎn)成本大大降低。其屬一種特殊的經(jīng)過改性的高分子復(fù)合系柔性透明導(dǎo)電膜。柔性透明導(dǎo)電膜還常應(yīng)用于透明電磁屏蔽、防靜電透明導(dǎo)電膜、防霜透明電熱膜等。
本項目制備的柔性透明導(dǎo)電膜不但彌補(bǔ)了傳統(tǒng)透明導(dǎo)電材料的缺陷，還由于有機(jī)原料可合成，工藝簡單的優(yōu)勢，大大降低了柔性透明導(dǎo)電膜的價格。如果投入生產(chǎn)，不僅其導(dǎo)電和透明性能可與ITO的PET基膜相近，還具備隨意撓曲的柔性。一般ITO價格為1500元每平方米，而運(yùn)用我們的配方及方法制成的柔性透明導(dǎo)電膜估計大約在400元每平方米，并且PEDOT：PPS屬有機(jī)物，可再合成，不易枯竭。
項目四、新型固體酒精的研發(fā)及其應(yīng)用
項目簡介：
本項目技術(shù)制備的固體酒精具有更清潔、更安全、燃燒熱值更高、燃燒時間更長，成本更低廉等特點(diǎn)。
新型固體酒精的制備方法簡單易行、成本低廉、儲運(yùn)安全、產(chǎn)品燃燒熱值高且清潔環(huán)保，適用于醫(yī)院、酒店、戶外旅行、實(shí)驗(yàn)室等場合。制得的固體酒精具有燃燒時間長、不融化、熱值高、殘渣量少等優(yōu)點(diǎn)，可直接用于各種器件制品的加熱。除了應(yīng)用在固體酒精燃料領(lǐng)域外，還可應(yīng)用于焰火設(shè)計材料、抗菌殺菌材料、清香緩釋劑、驅(qū)蟲劑、驅(qū)蚊劑、藥物載體、導(dǎo)電凝膠、干洗手凝膠等其他領(lǐng)域，從而達(dá)到一種聚合物多種功用的效果。
圖1-4 實(shí)物樣品
項目五、自組裝膜的超長程能量轉(zhuǎn)移及界面比率熒光傳感方法
項目簡介：
為突破傳統(tǒng)能量轉(zhuǎn)移距離極限，解決其應(yīng)用的瓶頸問題，本項目擬以光學(xué)性能優(yōu)異和波長可調(diào)的量子點(diǎn)作為能量供體，建立全新的多重能量轉(zhuǎn)移識別模式。
項目針對不同識別物種，設(shè)計能量給體和/或受體，及不同的組裝層,構(gòu)筑新型的自組裝膜能量轉(zhuǎn)移的識別模型，用于對生命科學(xué)具有重要意義的核酸、糖、肽和蛋白質(zhì)等的高靈敏比率傳感，并開展識別傳感的構(gòu)-效關(guān)系研究，為研究核酸-蛋白等生物分子的相互作用提供定性定量檢測的方法，為生物大分子的微觀測距打造高精度的熒光“納米尺”。
項目六、剝離-重堆垛法構(gòu)筑氧化物半導(dǎo)體介孔光催化材料
項目簡介：
課題組研制出具有高量子效率和高太陽能利用率的光催化環(huán)境凈化材料，是當(dāng)前乃至今后幾年光催化研究領(lǐng)域中的重中之重。項目采用超聲技術(shù)，發(fā)展了單分子層剝離-重堆垛法制備技術(shù)。首次實(shí)現(xiàn)了鉭鎢酸鹽、四鈦酸鹽和鈦鈮酸鹽等二維納米片層的單分子層剝離；基于摻雜調(diào)控能帶結(jié)構(gòu)和異質(zhì)結(jié)提高載流子壽命的策略，以氧化鈦和氧化錫等納米粒子為客體，以鈦酸鹽、鈮酸鹽和鉭鎢酸鹽等為主體，制備了10多種具有優(yōu)越光催化性能的插層型與柱撐型氧化物半導(dǎo)體介孔材料。
項目拓展和深化了氧化物半導(dǎo)體納米片層基功能材料的研究，在無機(jī)基復(fù)合材料的剝離-重堆垛制備技術(shù)和光催化劑的異質(zhì)結(jié)耦合上具有鮮明的特色。
