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項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱(chēng)型微結(jié)構(gòu)包層、 以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單 模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 9 項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利 4 項(xiàng) （ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。 性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá) 1500μm 2 以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為 20~30cm 的

塑料激光焊接技術(shù)是通過(guò)激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無(wú)菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過(guò)原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過(guò)程中樹(shù)脂降解少，熱損壞和熱變形小，無(wú)飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒(méi)有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線(xiàn)（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長(zhǎng)，相對(duì)其它波長(zhǎng)對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見(jiàn)光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長(zhǎng)卻沒(méi)有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類(lèi)型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

塑料激光焊接技術(shù)是通過(guò)激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無(wú)菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過(guò)原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過(guò)程中樹(shù)脂降解少，熱損壞和熱變形小，無(wú)飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒(méi)有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線(xiàn)（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長(zhǎng)，相對(duì)其它波長(zhǎng)對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見(jiàn)光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長(zhǎng)卻沒(méi)有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類(lèi)型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱(chēng)型微結(jié)構(gòu)包層、以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)（ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá)1500μm2以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為20~30cm的條件下

荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚(yú)體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。    目前課題組已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線(xiàn)和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶(hù)外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。 此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。課題組已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。

在國(guó)際上首創(chuàng)出血型超快速檢測(cè)試紙，利用染料顯色反應(yīng)進(jìn)行血型表型檢測(cè)，僅需一滴血液即可在30 秒內(nèi)完成AB0正定型和Rh血型檢測(cè)，速度較現(xiàn)有主流技術(shù)提升40倍以上。同時(shí) 在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)AB0正反定型同步直接檢測(cè)(2分鐘完成)，無(wú)需離心過(guò)程。其檢測(cè)卡為便攜式設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單，肉眼即可通過(guò)顏色變化判斷血型；無(wú)需大型 儀器設(shè)備，可滿(mǎn)足室內(nèi)、外使用。此外，也可配合自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試紙卡的 自動(dòng)加樣、檢測(cè)、出報(bào)告，滿(mǎn)足臨床大樣本檢測(cè)需求。現(xiàn)已構(gòu)建出AB0血型卡、 ABD血型卡、ABO&Rh血型卡、其他稀有血型卡等以適應(yīng)不同需求；同時(shí)可做成4 人份或8人份等，滿(mǎn)足臨床多人份檢測(cè)需要;經(jīng)6000余例樣本測(cè)試，準(zhǔn)確率100%。 

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚(yú)體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線(xiàn)和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶(hù)外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。張旭教授課題組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，取得了目前已知除美國(guó)Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級(jí)制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過(guò)該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專(zhuān)利、獲獎(jiǎng)等情況）噴涂在材料表面對(duì)油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請(qǐng)四項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。四、 市場(chǎng)前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線(xiàn)和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗?duì)于如何防水、防油一直以來(lái)都是熱衷討論的話(huà)題，畢竟沒(méi)有人會(huì)愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機(jī)掉進(jìn)水里當(dāng)場(chǎng)報(bào)銷(xiāo)損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國(guó)南北交界地區(qū)冬季長(zhǎng)出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對(duì)風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線(xiàn)支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動(dòng)角可使材料表面無(wú)水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽(yáng)能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開(kāi)發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過(guò)、水不過(guò)的特點(diǎn)。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過(guò)篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動(dòng)角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達(dá)到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進(jìn)入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國(guó)防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時(shí)涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶(hù)外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對(duì)武器裝備無(wú)疑具有最強(qiáng)保護(hù)作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過(guò)的雨具，無(wú)水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機(jī)可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開(kāi)發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線(xiàn)作用，對(duì)戶(hù)外墻體具有較強(qiáng)的粘附性，同時(shí)開(kāi)發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對(duì)高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動(dòng)角，對(duì)戶(hù)外的金屬制品具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達(dá)到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過(guò)程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對(duì)燃油就會(huì)節(jié)省很多，海藻之類(lèi)吸附在船底的現(xiàn)象也會(huì)減少很多，對(duì)于船舶的護(hù)理會(huì)減輕很多工作，其實(shí)也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動(dòng)能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過(guò)特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運(yùn)動(dòng)引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對(duì)于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對(duì)通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項(xiàng)重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因?yàn)橐后w產(chǎn)生的阻力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動(dòng)能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說(shuō)是一個(gè)福音，例如一些電子原件需要進(jìn)入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問(wèn)題。  在電子元件上覆蓋厚度遠(yuǎn)比人類(lèi)頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無(wú)法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對(duì)其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長(zhǎng)壽命，使用功效不會(huì)降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場(chǎng)地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無(wú)三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國(guó)Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價(jià)格為：底層涂層約人民幣70萬(wàn)/噸、表層涂層人民幣140萬(wàn)/噸。八、 合作方式共同開(kāi)發(fā)市場(chǎng)。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號(hào)E-mail：[email protected]：022-60200443