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課題組此前在國際上率先開展了酰亞胺基n-型高分子半導體材料的研究。目前，酰亞胺基高分子已經逐漸發展成為重要的n-型半導體材料，能夠實現全聚合物太陽能電池領域中的最高能量轉化效率。盡管酰亞胺基高分子半導體取得了巨大成功，但其對太陽能光的吸收不足是限制其性能進一步提升的瓶頸。 針對此問題，課題組開發了基于苯并噻二唑的新穎n-型高分子半導體，該半導體具有對太陽光更為有效的吸收，實現了超過8%

伴隨著5G、大數據、人工智能、物聯網、工業4.0、國家重大戰略需求等領域的技術發展，電子器件正朝著高功率、高集成化和便攜式的方向發展，這亟需高效、輕質和高穩定性的熱管理材料和方案來保證電子產品的效率、可靠性、安全性、耐用性和持續穩定性。如何大幅提高導熱材料的熱導率一直是熱管理材料行業的技術痛點，也是促進消費電子、5G設備、高功率芯片、集成電路、電池等突破功率限制的關鍵。由于傳統導熱材料如金屬、無機導熱材料存在質量大、柔性差等缺點，導熱聚合物的應用正在不斷向高導熱材料領域滲透。聚合物導熱材料在成本、可加工性、柔韌性及穩定性等方面更有優勢。但絕大多數的聚合物自身的導熱性很差（一般導熱系數為0.2 ~ 0.5 W/mK），無法滿足高導熱的需求，開發高導熱的聚合物復合材料已經成為該領域的一個研究熱點。采用復合高導熱填料（如石墨烯、碳納米管、氮化硼、金屬氧化物等）是一種簡單而高效的方式來提高聚合物基體的熱導率，目前在工業生產已經有了廣泛的應用。現有的大量研究表明，在聚合物材料內部構建導熱網絡可以在低添加量的條件下實現熱導率的大幅度提高，這種三維滲流網絡（如圖1所示）可以為聲子的快速傳遞提供通道，從而加速熱量沿著三維網絡進行傳遞。 封偉團隊在綜述中重點介紹了不同三維導熱網絡的構建及在制備聚合物導熱復合材料方面的最新進展，如石墨烯三維網絡、碳納米管網絡、氮化硼網絡、金屬三維導熱網絡等。討論了不同導熱材料三維網絡的構建方法、結構取向調控方法及影響導熱性能的關鍵因素（取向性、界面連接性、網絡密度等）。同時，比較了不同的填料形式（分散顆粒填料與三維連續填料網絡）對復合材料熱導率的影響。相比于共混法制備的導熱復合材料，基于三維填料網絡的復合材料在填充比、分散性、取向控制及熱導率提升率上都具有明顯的優勢。毫無疑問，三維連續導熱網絡的形成對于提升聚合物熱導率至關重要。可以預見，三維導熱填料網絡的設計將作為一種實現聚合物高導熱率的重要手段，成為新一代熱管理系統的研究熱點。 極端環境熱管理系統在能源化工、通訊衛星、高速飛行器及人工智能等領域都發揮重要作用。導熱復合材料作為熱管理系統的關鍵材料，直接影響著其在不同環境內的熱傳導方向和效率。近年來，天津大學封偉教授團隊以高導熱碳復合材料為研究基礎，針對其存在的導熱各向異性、易損傷、壓縮回彈性差以及與高彈性難以兼顧的問題，提出了通過微觀結構設計、界面優化、分子級相互作用優化，分別實現復合材料的定向高導熱、彈性高導熱及自修復高導熱，探索其在復雜界面和極端環境熱傳導領域的應用。

傳統制備聚合物/層狀無機物納米復合材料的方法如插層復合法工藝復雜，需要加入增容劑或對層狀無機物進行有機化處理，此外單體插層聚合涉及復雜的化學反應，而熔體插層則要求聚合物的熔體粘度低。針對傳統插層復合法存在的問題，本項目將固相力化學方法引入聚合物/層狀無機物納米復合材料領域，利用磨盤形力化學反應器獨特的三維剪結構所提供的強大擠壓剪切力場和粉碎、混合、分散及固相力化學反應功能，在磨盤碾磨過程中同時實現層狀無機物的粉碎、片層滑移和剝離，聚合物的粉碎和嵌入，聚合物與無機填料的固相分散和混合，得到聚合物/層狀無機物復合粉體，再經進一步加工成型，可制備用途廣泛的聚合物/層狀無機物納米復合材料，如具有良好力學性能的結構材料和具有導電、導熱、電磁屏蔽、阻隔或隔音降噪的功能材料等。 主要技術指標： 可制備具有良好力學性能的結構材料及具有導電、導熱、電磁屏蔽、阻隔或隔音降噪的功能材料等; 所制備的PP導電導熱納米復合材料的電導率可達5.2×10-4 S×cm-1，導熱率可達0.69 W×m-1×k-1; HDPE導電導熱納米復合材料的電導率可達10-3 S×cm-1, 導熱系數可達2.2 W×m-1×k-1 建設投產條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設施狀況等）： 需要帶分級裝置的磨盤形力化學反應器、雙螺桿擠出機及注射/熱壓成型機。

研發階段/n內容簡介：本項目采用改性PPV和其它聚合物，同時進行有效摻雜等技術，制備PLED（聚合物發光二極管）。現在PPV發光二極管已經進入了商業化開發階段。它具有很強的電致發光性能,由于有較高分子量可形成高質量的薄膜,目前已開發出許多PPV衍生物。通過加入不同的側鏈，決定PPV聚合物的顏色。如MEM-PPV,BuEH-PPV等聚合物。本項目是項目負責人在德國著名大學進行的研究成果之一。技術指標：器件工作電壓小于3Ｖ,亮度高達6000ｃｄ/ｍ2。壽命可以達到10000小時。應用領域：聚合物發光二極

何鳳課題組以共軛聚合物PPV嵌段為成核嵌段設計合成了兩親性嵌段共聚物PPV-b-P2VP，以該嵌段共聚物為構筑單元，使其在異丙醇溶液中進行“溶解-降溫-陳化”這一簡單過程，制備得到了均一分散的二維正方形自組裝膠束。通過調節共聚物嵌段長度比和溶液濃度，可以實現對所得二維正方形自組裝結構的尺寸進行較為精確的調控。利用PPV嵌段良好的光學特性，對二維結構的組裝過程進行了追蹤表征，結合高分辨顯微鏡照片、SEAD、GIWAXS和分子動力學模擬，可以確認所得二維材料的非晶態以及PPV嵌段間的π-π相互作用對于二維正方形膠束形成的驅動作用。 本項研究采用非結晶手段成功實現了聚合物可控二維自組裝膠束的形成，為二維微納材料的構筑提供了新的思路，對于聚合物二維自組裝的研究有著重要的貢獻。同時，通過簡單手段獲得的二維正方形軟材料，有著良好的光學和電學特性，是一種可以預見的具有潛在應用價值的功能微納材料。

成果簡介近年來，一類新型多孔材料---配位聚合物【也稱金屬有機骨架（MOFs）】的研究得到迅猛發展，已成為化學和材料科學領域的研究熱點，正從基礎研究過渡到實際應用。這類材料具有晶態網絡結構，容易可控合成，比表面積大，孔隙率高，結構多樣可調，性能獨特，在吸附、分離、催化等領域具有極大應用前景。我們發展了這類材料的設計合成方法，對其性能進行了有效調控，獲得了多例具有良好穩定性和特殊孔性質的新MOFs，這些材料在氣體分離、氫氣和甲烷儲存、成膜及膜分離、綠色催

變色玻璃（又稱智能玻璃）是能夠按照人們的需求改變光線進入（射出）強度和能量的功能化玻璃。通過對光線的調節可以使室內亮度和溫度保持在合適的范圍，改善了生活質量也降低了能耗。這在當今全球能源緊缺的情況下更是意義重大。各發達國家對該領域的研發工作都非常重視。 聚合物分散液晶（PDLC）變色玻璃是近十幾年發展起來的新型智能玻璃材料。其以透明度高的聚合物為基體，將小分子液晶分散在基體中。與其他變

項目研究內容及用途： 本項目采用一種氣體輔助擠出成型技術，其技 術關鍵是通過氣體輔助控制系統精確控制氣體壓力， 采用氣體輔助擠出口 模使聚合物擠出時在口模內壁形成一層穩定的氣墊膜層， 從而實現擠出由 非滑移粘著剪切口模擠出機理轉化為完全滑移非粘著剪切口模擠出機理， 將口模壁面對擠出熔體的阻力降到最低限，從而達到減小擠出脹大、降低 口模壓降和制品內應力、提高制品表面和內在質量的目的。聚合物氣體輔

糠醛來源于自然界的C5糖，是已大規模工業化生產的生物質基化工產品，其原料來源是農業和林業的廢料，包括玉米芯、稻殼、木材廢料等。由于這些可再生資源數量非常龐大，且其綜合利用不與人類競爭糧食，通過它們生產糠醛，進而發展生物質糠醛基化工產品具有非常大的潛力。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 隨著碳中和概念的提出，生物基材料，乃至生物基可降解材料，憑借其良好的環保特性而受到人們的廣泛關注。糠醛來源于自然界的C5糖，是已大規模工業化生產的生物質基化工產品，其原料來源是農業和林業的廢料，包括玉米芯、稻殼、木材廢料等。由于這些可再生資源數量非常龐大，且其綜合利用不與人類競爭糧食，通過它們生產糠醛，進而發展生物質糠醛基化工產品具有非常大的潛力。關鍵挑戰在于糠醛是單官能團化的化合物，在聚合物工業中難以發揮重要作用，因此盡管其生產原料廣泛、工業生產技術成熟，但市場容量非常有限，嚴重限制了以糠醛為基礎原料的聚合物工業應用。

一、成果簡介 針對我國控釋肥領域存在的成本偏高、控釋性較差、膜材難降解、工藝相對落后等問題，中國農業大學經過幾年攻關，首次采用國際先進的包膜工藝，研發出新型可降解高分子膜材料，自主開發出與膜材相配套的一整套包膜設備，建成了一條完整的生產線，研制出具有完全自主知識產權的新型包膜控釋肥料，實現500公斤/小時小型工業化生產，專家鑒定整體水平達到國際領先水平。生產過程能耗少，生成過程無“三廢”產生，產品無毒、無味。包膜生產線可以在現有的舊的設備上改造，設備