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本研究以多元低維碳材料為發(fā)熱主體，構(gòu)建由不同形態(tài)的碳材料之間協(xié)同作用，搭建三維立體載流子傳輸通道的水性電熱油墨體系。通過理論分析與實驗數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，揭示導電填料的微觀形貌、粒徑、導電性以及流變性與油墨電熱性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 一、項目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 創(chuàng)新性： 本研究以多元低維碳材料為發(fā)熱主體，構(gòu)建由不同形態(tài)的碳材料之間協(xié)同作用，搭建三維立體載流子傳輸通道的水性電熱油墨體系。通過理論分析與實驗數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，揭示導電填料的微觀形貌、粒徑、導電性以及流變性與油墨電熱性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系。根據(jù)發(fā)熱器件的實際使用需求，指導油墨配方的調(diào)整，明確提高電熱轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵因素，并以此為指導得到高電熱轉(zhuǎn)化效率、低成本、低功耗、可大規(guī)模生產(chǎn)制備的碳系水性電熱油墨。 先進性： 進入二十一世紀以來，國內(nèi)外許多公司和科研機構(gòu)都致力于研發(fā)低成本高電熱效率的電熱膜，快速的加熱性能和低驅(qū)動電壓是其核心目標；大規(guī)模低成本的制備工藝、均勻的加熱分布、電熱膜的耐用性及其規(guī)?；a(chǎn)仍然是一個挑戰(zhàn)；良好的柔韌性以及動態(tài)穩(wěn)定性是實現(xiàn)其大范圍應(yīng)用的關(guān)鍵；環(huán)保無毒害是未來發(fā)展的必然趨勢。針對上述問題，本項目構(gòu)建了一種多元碳體系水性電熱油墨。該油墨以水為溶劑，炭黑、納米級石墨片、少層石墨烯和碳納米管等碳系材料作為導電發(fā)熱填料，水性樹脂作為連接料，利用不同形態(tài)碳材料之間的橋接效應(yīng)和協(xié)同作用，降低電熱油墨的滲流閾值并提升電加熱性能。該電熱油墨具備低功耗、低成本、低單位面積使用量的特性。研究了碳材料本身的結(jié)構(gòu)和性能、不同配合體系油墨的導電、導熱機理，優(yōu)化制備方法，形成高電熱轉(zhuǎn)化效率、適用于各種復雜場景使用的多元碳體系電熱油墨，具有較高理論和實踐意義。 獨占性 針對目前市場上的碳體系電熱油墨工作電壓高（220 V）、實際電熱轉(zhuǎn)化率低、功耗大、發(fā)熱性能難以滿足復雜多變的應(yīng)用場景、難以規(guī)模化生產(chǎn)等問題。本項目擬以低成本、大規(guī)模制備、高電熱轉(zhuǎn)化效率、綠色環(huán)保為目標，構(gòu)建多元碳體系電熱油墨。利用機器學習方法揭示額定條件下油墨的電熱轉(zhuǎn)化效率與體系中碳材料的形貌結(jié)構(gòu)、碳材料與連接劑和分散劑等的配比以及制備工藝之間的關(guān)聯(lián)性；探討界面處發(fā)生的各種熱力學和動力學問題；研究多元碳材料之間的協(xié)同作用。構(gòu)建了在24 V~220 V條件下均可使用且能量內(nèi)耗低、電熱轉(zhuǎn)化效率大于90 %、油墨用量少的環(huán)保性碳系水性電熱油墨。并實現(xiàn)絲網(wǎng)、凹版一次印刷即可滿足24 V工作電壓的使用需求，提高了生產(chǎn)效率，拓寬了應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。

產(chǎn)品詳細介紹 全不銹鋼真空碳管爐  產(chǎn)品編號：898435416  ◎產(chǎn)品說明  設(shè)備特點：  本電爐為周期作業(yè)式，廣泛用于功能陶瓷、光學材料、碳復合材料、硬質(zhì)合金、粉末治金等高溫下進行上海燒結(jié)處理，也可在充氣保護下成型燒結(jié)。  技術(shù)參數(shù)：  1、型號：ZT-20-22   2、 額定功率：20KW   3、 額定溫度：2200℃  4、儀表控溫精度：正負1℃   5、控溫方式：鎢錸熱電偶+紅外衣  6、工作區(qū)尺寸：直徑80x100mm   7、冷態(tài)極限真空度：5x10-3 Pa   8、壓升率：2Pa/h   9、電源電壓：380V 50Hz 單相  10、充氣壓力：<0.03Mpa（可充氮氣、氬氣）   11、發(fā)熱元件：石墨管（高純石墨）  結(jié)構(gòu)組成與說明  1、爐體：采用雙層水夾層結(jié)構(gòu)，"內(nèi)層為不銹鋼（1Gr18N9Ti）拋光。上、下法蘭組焊筒形結(jié)構(gòu)，法蘭平面開設(shè)封閉槽。采用“0”圈真空密封，并設(shè)有水冷裝置（防止因溫度過高“0”圈老化）。開設(shè)有抽氣、熱電偶、紅外儀等。  2、爐蓋：采用雙層水夾層封頭結(jié)構(gòu)，設(shè)有觀察窗，屏蔽鎖緊、開啟裝置，并通水冷。  3、爐底：采用雙層水夾層封頭結(jié)構(gòu)，設(shè)有電極引出裝置，支撐平臺等，并設(shè)有水冷裝置。  4、爐架：山型鋼及鋼板組焊成箱式結(jié)構(gòu)，爐體安裝放在箱體內(nèi)，美觀大方。  5、真空系統(tǒng)：又一臺K-100擴散泵配冷阱，一臺2XZ-8D直聯(lián)泵、手動高真空蝶閥、真空壓力表（Pa）、充氣閥、放氣閥和真空管路等組成，擴散泵采用金屬波紋軟管快速接頭聯(lián)接（減緩震動），真空度的測量采用數(shù)顯復合真空計。  6、控制系統(tǒng)PLC控制：控制系統(tǒng)是由我公司自行開發(fā)人機對話操軟件，畫面顯示友好，操作簡單，要以爐內(nèi)工況進行實時監(jiān)測，軟件彩色模擬屏顯示，加熱升溫顯示及真空閥門的控制都集成到電腦上操作，現(xiàn)場也可以手動操作，需要電腦操作時，直聯(lián)由232接口連接到筆記本電腦上啟動軟件，可檢測到各種狀態(tài)，也可通過485通訊連接到辦公室操作，本設(shè)備可采納溫度、真空度曲線和燒結(jié)時間，方便用戶根據(jù)歷史曲線分析燒結(jié)工藝?？販胤绞綖?300℃以下熱電偶升溫。1000℃-2200℃紅外儀表自動控制。壓力控制可采用手動及自動方式?？刂葡到y(tǒng)上設(shè)有過流、超溫及斷水等分類報警功能。  7、氣路系統(tǒng)：整個系統(tǒng)中設(shè)有1個j進氣口、1個放氣口、可沖氣氛。  8、電氣控制：采用各種管道閥等相關(guān)裝置組成，具有斷水聲光報警自動切斷電源能。 

產(chǎn)品詳細介紹  紅外碳硫分析儀 1HW型 紅外碳硫分析儀 是冶金與機械行業(yè)重要的分析儀器之一，可對鋼、鐵、合金、碳化合物、礦石、水泥、陶瓷、玻璃等固體材料中的碳和硫進行分析。我公司生產(chǎn)的1HW型紅外碳硫分析儀是集光、機、電、計算機、分析技術(shù)等于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，具有測量范圍寬、分析結(jié)果準確可靠等特點，屏幕顯示的圖、文及數(shù)據(jù)的采集、處理等都達到了目前國內(nèi)先進水平，是諸多行業(yè)測定碳、硫兩元素理想的分析設(shè)備。 紅外碳硫分析儀  主要技術(shù)參數(shù): 1、 測量范圍：   碳：0.0001%-6.0000%(可擴至99.999%) 硫：0.0001%-0.3500%(可擴至99.999%) 2、 準確度及精密度： 準確度：  碳符合ISO9556-94標準 硫符合ISO4935-94標準 精密度：  符合國家計量檢定規(guī)程JJG395-97標準 3、 分析時間：25-60秒可調(diào)，一般在35秒左右 4、 最小讀數(shù)：0.00001% 5、 電子天平：稱量范圍：210g 讀數(shù)精度：0.001g（可選配精度為0.0001g的電子天平） 紅外碳硫分析儀  的結(jié)構(gòu)： 本儀器共分五個部分：紅外檢測部分、高頻感應(yīng)加熱部分、電腦、打印機、電子天平等，紅外檢測裝置中有模塊電源、電源插座、保險絲和主機板。另有雙層屏蔽氣體分析室，室內(nèi)有碳測試室和硫測試室。 紅外碳硫分析儀 紅外檢測原理 CO2、SO2等氣體分子在紅外光波段，具有選擇性吸收譜圖，當此特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體后，能產(chǎn)生強烈的光吸收，由于探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，當探測器工作在線性區(qū)域內(nèi)，  當選定某一特定波長并且確定了分析池（吸收池）長度時，由測量光強能換算出混合氣體中被測氣體的濃度，這就是紅外吸收法能定量測量氣體濃度的基本原理。本儀器選定的測量波長：CO2為4.26um，SO2為7.4um。 更多有關(guān)紅外碳硫儀資料信息可參考這個網(wǎng)站：http://www.nsfcn.com

產(chǎn)品詳細介紹  紅外碳硫儀主要特點： 1.      品牌電腦，進口品牌電子天平等均保證了操作的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的可靠性。 2.      不需動力氣體，化學試劑，只需使用氧氣。 3.      全中文菜單操作，測試軟件功能齊全，對任何操作人員均不存在障礙。 4.      擁有自我診斷和保護功能，出現(xiàn)錯誤自動報警，并可進行遠程診斷。 5.      大功率高頻電路設(shè)計，采用高頻功率管，減輕高頻燃燒系統(tǒng)的負載，提高使用壽命；可根據(jù)客戶需求，任意設(shè)置碳吸收池、硫池吸收數(shù)量，保證了高碳、低碳、高硫、低硫測定的精密度和準確度。 紅外碳硫儀主要技術(shù)參數(shù)： 1.      測量范圍: 碳：0.00001%～99.9999% 硫：0.00001%～99.9999% 2.      測量時間：25～60秒可調(diào) （一般在35秒） 3.      測量精度：符合國家計量檢定規(guī)程JJG395-97標準 4.      測量準確度：碳：符合ISO9556～94標準 硫：符合ISO4935～94

量子隱形傳態(tài)是建立遠距離量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比二維系統(tǒng)，高維量子網(wǎng)絡(luò)具有更高的信道容量、更高的安全性等優(yōu)點，受到人們的廣泛關(guān)注。如何實現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)，從而實現(xiàn)高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)是當前量子信息領(lǐng)域的研究熱點之一。 為了實現(xiàn)高維量子通信，李傳鋒、柳必恒等人從2016年開始采用光子的路徑自由度編碼，解決了路徑比特的相干性問題[PRL 117, 220402 (2016)]，制備出了高保真度的三維糾纏態(tài)[PRL 117, 170403(2016)]；解決路徑維度擴展問題，實現(xiàn)了32維量子糾纏態(tài)[PRL 125, 080503 (2020)]；解決路徑自由度的傳輸問題，實現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)在11公里光纖中的有效傳輸[Optica 7, 738 (2020)]等。研究組從2017年起開始了高維量子隱形傳態(tài)的實驗研究。然而理論研究表明，在線性光學體系中，必須采用輔助粒子才能實現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)。 為了實現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)，研究組首先巧妙的提出了糾纏輔助的方式，利用log2d-1個輔助糾纏光子對就可以高效的實現(xiàn)d維的量子隱形傳態(tài)，從而解決了資源消耗問題。然后實驗上利用主動反饋技術(shù)實現(xiàn)路徑間的相位鎖定，干涉可見度在45小時內(nèi)保持在0.98的水平，從而利用六光子系統(tǒng)實現(xiàn)了三維的量子隱形傳態(tài)。研究組對三維量子隱形傳態(tài)過程做了過程層析，保真度達到0.596，以7個標準差超過了經(jīng)典極限值1/3，證實了三維量子隱形傳態(tài)過程的量子特性。高效的高維量子隱形傳態(tài)的實現(xiàn)為構(gòu)建高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)打下堅實的基礎(chǔ)。

項目成果/簡介:量子隱形傳態(tài)是建立遠距離量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比二維系統(tǒng)，高維量子網(wǎng)絡(luò)具有更高的信道容量、更高的安全性等優(yōu)點，受到人們的廣泛關(guān)注。如何實現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)，從而實現(xiàn)高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)是當前量子信息領(lǐng)域的研究熱點之一。 為了實現(xiàn)高維量子通信，李傳鋒、柳必恒等人從2016年開始采用光子的路徑自由度編碼，解決了路徑比特的相干性問題[PRL 117, 220402 (2016)]，制備出了高保真度的三維糾纏態(tài)[PRL 117, 170403(2016)]；解決路徑維度擴展問題，實現(xiàn)了32維量子糾纏態(tài)[PRL 125, 080503 (2020)]；解決路徑自由度的傳輸問題，實現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)在11公里光纖中的有效傳輸[Optica 7, 738 (2020)]等。研究組從2017年起開始了高維量子隱形傳態(tài)的實驗研究。然而理論研究表明，在線性光學體系中，必須采用輔助粒子才能實現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)。 為了實現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)，研究組首先巧妙的提出了糾纏輔助的方式，利用log2d-1個輔助糾纏光子對就可以高效的實現(xiàn)d維的量子隱形傳態(tài)，從而解決了資源消耗問題。然后實驗上利用主動反饋技術(shù)實現(xiàn)路徑間的相位鎖定，干涉可見度在45小時內(nèi)保持在0.98的水平，從而利用六光子系統(tǒng)實現(xiàn)了三維的量子隱形傳態(tài)。研究組對三維量子隱形傳態(tài)過程做了過程層析，保真度達到0.596，以7個標準差超過了經(jīng)典極限值1/3，證實了三維量子隱形傳態(tài)過程的量子特性。高效的高維量子隱形傳態(tài)的實現(xiàn)為構(gòu)建高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)打下堅實的基礎(chǔ)。

項目成果/簡介:福州大學至誠學院孫磊教授為第一作者、物信學院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發(fā)表的題為“Al2O3過渡層優(yōu)化對ZnO量子點與CuO納米線復合結(jié)構(gòu)的場發(fā)射增強作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統(tǒng)一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時 ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發(fā)射性能，提出了詳細的電勢疊加效應(yīng)和形成機制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現(xiàn)孤島狀分布且生長密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長提供了良好的成核表面，同時可以降低基體表面的電子勢壘高度。這種金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)在很多應(yīng)用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質(zhì)結(jié)密度提高，具有固有光捕獲效應(yīng)等優(yōu)點。研究成果為改善單一納米材料器件的場發(fā)射性能提供了有效途徑，也為制備新型結(jié)構(gòu)的場發(fā)射器件奠定理論基礎(chǔ)。

北京大學量子材料中心王健研究組在硅襯底上外延生長了高質(zhì)量超薄晶態(tài)鉛膜，與北京大學謝心澄院士、林熙研究員和北京師范大學劉海文研究員合作在極低溫下觀測到反常量子格里菲斯奇異性，并給出理論解釋。這一發(fā)現(xiàn)揭示了超導漲落與自旋軌道耦合效應(yīng)對于量子相變的重要影響，揭示出量子格里菲斯奇異性在二維超導金屬相變中的普適性。 超導-絕緣體與超導-金屬相變是量子相變的經(jīng)典范例，已有三十余年的研究歷史。所謂量子相變，是指在絕對零度下系統(tǒng)處于量子基態(tài)時隨著參數(shù)變化而發(fā)生的相變。近年來，隨著薄膜和器件制備工藝的提高，二維晶態(tài)超導體系逐漸成為了研究量子相變的理想平臺，得到了國際學術(shù)界的廣泛關(guān)注。王健研究組與謝心澄院士、馬旭村研究員、林熙研究員、薛其坤院士等合作者在前期二維超導的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)了超導-金屬相變中的量子格里菲斯奇異性 (Science 350, 542 (2015)), 并被同期perspective評論文章Science 350, 509 (2015)專題報道。隨后被液態(tài)柵極技術(shù)發(fā)明人東京大學Iwasa教授的綜述文章Nature Reviews Materials 2, 16094 (2016)譽為二維晶態(tài)超導中三個最重要的主題之一。量子格里菲斯奇異性的研究表明，無序可以定性地改變量子相變的臨界行為，其主要特征是趨于量子臨界點時，二維超導體系的動力學臨界指數(shù)發(fā)散。 最近，王健研究組通過超高真空分子束外延生長技術(shù)在硅襯底上制備出宏觀尺度高質(zhì)量晶態(tài)薄膜，并實現(xiàn)了厚度為亞納米尺度的原子層級可控生長。在此基礎(chǔ)上，王健教授與謝心澄院士、林熙研究員、劉海文研究員等人合作，在4個原子層厚（約1納米）的晶態(tài)鉛膜中發(fā)現(xiàn)了一種具有反常相邊界的超導-金屬相變，并揭示了其中的反常量子格里菲斯奇異性。根據(jù)平均場理論，超導體的上臨界場會隨著溫度降低而逐漸增加。然而，系統(tǒng)的極低溫實驗表明，4個原子層厚的鉛膜的相邊界在低溫下具有非常新奇的反常特性：隨著溫度降低，鉛膜的上臨界場（onset Bc2）在低溫下也逐漸降低。沿著反常相邊界對鉛膜的磁阻曲線進行標度理論分析發(fā)現(xiàn)，在趨近于量子臨界點附近臨界指數(shù)隨著磁場減小而迅速增大直至發(fā)散，該現(xiàn)象與前期實驗中發(fā)現(xiàn)的臨界指數(shù)隨著磁場增大而發(fā)散的行為不同，故稱為反常量子格里菲斯奇異性?？紤]到這類二維超導體系具有很強的自旋軌道耦合，研究團隊基于超導漲落理論發(fā)展了一套新的唯象理論模型，定量地解釋了這一反常相邊界。在自旋軌道耦合與超導漲落效應(yīng)的共同作用下，超導-金屬相邊界偏離平均場理論而向外突出，并在反常相邊界處呈現(xiàn)出量子格里菲斯奇異性。這一新奇量子相變的發(fā)現(xiàn)，證實了量子格里菲斯奇異性在不同相邊界的超導-金屬相變中具有普適性，并進一步揭示出自旋軌道耦合與超導漲落效應(yīng)對于超導-金屬相變的影響，為深入理解二維晶態(tài)超導體中的量子相變現(xiàn)象提供了一個新的視角。圖1 四個原子層厚晶態(tài)鉛膜中的反常量子格里菲斯奇異性。(a) 鉛膜在零磁場下的超導轉(zhuǎn)變曲線。插圖是輸運測量結(jié)構(gòu)示意圖。(b) 在0到5特斯拉不同外加磁場下鉛膜電阻隨溫度的變化曲線。 (c) 鉛膜在低溫下表現(xiàn)出反常相邊界，與超導漲落唯象理論模型一致。 (d) 臨界指數(shù)隨著磁場減小而迅速增大，直至發(fā)散，是反常量子格里菲斯奇異性的特征。圖2 反常量子格里菲斯奇異性相圖示意圖。在自旋軌道耦合和超導漲落的作用下，平均場理論的相邊界（藍色虛線）向外突出形成新的相邊界（紅色實線）。當溫度低于T^'時，紅色實線代表反常相邊界。沿著反常相邊界趨于無限隨機量子臨界點B_c^*可以觀測到反常量子格里菲斯奇異性。 該工作于2019年8月12日發(fā)表于著名學術(shù)期刊《自然?通訊》。(Nature Communications 10, 3633 (2019) DOI: 10.1038/s41467-019-11607-w): https://www.nature.com/articles/s41467-019-11607-w 北京大學王健研究組博雅博士后劉易和研究生王子喬為文章共同第一作者，北京大學王健教授和北京師范大學劉海文研究員是本文的共同通訊作者。其余作者包括謝心澄院士，林熙研究員，以及王健研究組本科生唐鉞、博士生劉超飛、陳澄、邢穎（已畢業(yè)）、博士后王慶艷（已出站），和林熙組博士生閃普甲。 該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、量子物質(zhì)科學協(xié)同創(chuàng)新中心、中科院卓越創(chuàng)新中心、北京市自然科學基金、博士后科學基金、中央高?；究蒲谢鸬闹С?。