绿色材料技术创新中心

作者: 发布时间:2025-04-09

一、研发室简介

绿色材料技术创新中设立于2019年,由加拿大工程院院士刘焕明教授领衔,汇聚了来自于材料科学与工程物理学、动力工程及工程热物理等学科领域的科研团队。中心与香港科技大学、佛山大学、顺德职业技术学院、中集模块化建筑投资有限公司、佛山巧弯科技有限公司等高校和企业建立了长期的合作关系。

中心以国家对发展绿色新能源和低碳经济的需求以及相关国际发展前沿为导向,围绕多功能涂层、抗菌纳米分子涂层技术、煤基纳米碳的研究与应用、红外光学的科学研究与应用、碳中和研究、金属离子电池技术六大技术领域开展原创性科学研究,目标是打造具有国际一流水平的科研团队,形成一批具有影响力的研发成果,推动相关的技术转让与孵化。

中心瞄准碳中和及纳米产业技术创新,积极助推佛山新材料、新能源、大健康产业发展,已牵头或参与省市级科研项目10余项,转化科研成果近20项,转化金额近1000万元;依托核心技术在佛山孵化公司4个;联合中集模块化建筑投资有限公司建成零碳技术示范联合实验室;为企业提供“量身定做”技术服务超2000次。

二、主要研究成果

1.多功能涂层技术:通过物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)技术,为外观产品、半导体、柔性显示、光学镀膜、太阳能电池及锂电池等领域的薄膜研发和生产提供优质的技术服务和一体化解决方案。目前为工业重要零部件、高档奢侈品和珠宝首饰等领域提供抗氧化涂层;为例如电子组件、手机柔性显示屏、芯片、医疗设备等,对于气体或水分等环境因素都比较敏感的高端电子产品提供纳米封装技术。

2.抗菌纳米分子涂层技术:采用动能驱动化学反应的环保理念,利用氢气做弹射粒子,在真空环境下,使表面的纳米有机抗菌分子涂层固化交联,并形成稳定不易溶的抗菌表面。该过程环境温和,可适用于塑料、金属、玻璃等大多数基材。

3.煤基纳米碳研究与应用:成功从煤中制备出煤基纳米碳,并应用作柔性导电发热膜生产的原材料,用于可穿戴红外理疗产品以及供暖系列产品。同时,在混凝土增强方面也取得了一定效果。

4.红外光学研究与应用:在煤基纳米碳的研究与应用课题方向制备出的导电纳米碳柔性发热膜,其通电后具有高红外发射率,可发射出有利人体吸收的红外波长,针对导电纳米碳发热膜制备可穿戴红外理疗和红外辐射供暖开展科学研究,开展红外光学的科学研究与应用。

5.碳中和技术:围绕“双碳”目标,开展太阳能的热/电利用、节能设备与材料、水处理与利用、智慧绿色建筑等“双碳”领域研究与应用,现有研究产品、系统和技术包括光伏组件(PV)、光伏光热组件(PVT)、液流窗、空气源热泵等。

6.金属离子电池技术:通过掺杂,结构优化以及形貌设计等手段完成了锂,钠,钾,锌等离子电池阴极的性能优化。同时面对锌金属电池不可控枝晶生长的世纪难题,设计了一种新型电解质阴离子调整电解质离子鞘结构,从而在水系电解质中实现无枝晶的锌沉积。

三、典型案例

1.纳米镀膜:

针对震德塑料机械有限公司需求,使用PVD技术代替目前的高温氮化和电镀工艺,为其注塑机用来熔解塑料的关键部件--螺杆(耐磨、耐压、耐温)提供镀层服务;针对广东万和电气股份有限公司需求,使PVD技术为其燃气灶上的关键部件--炉头提供样品镀层,提高部件的耐腐蚀性和抗氧化性;针对深圳悦刻科技有限公司需求,使用ALD技术在其电子烟嘴上制备超薄氧化铝和二氧化钛复合涂层,大幅提升其抗氧化性及超疏油性能。

2.壳聚糖抗菌纳米分子膜:

秉持“绿色化学”理念,将把从虾蟹壳提取具有抗菌功能的壳聚糖制成珠宝表面的抗菌纳米分子膜,调控膜厚薄至不改变珠宝成色,已完成技术转移给某跨国珠宝集团,并建立量产。

3.红外理疗产品及室内节能供暖产品:

将可见光和中红外光学工程、热绝缘工程、室内供暖与节能绿色工程、红外理疗、纳米工程和智能制造技术相结合。成功开发出一系列新型红外理疗产品与室内节能供暖产品,其中“远红外热疗”技术已成功在国际高端家电品牌THOMSON(法国汤姆逊)公司推广应用,在此技术基础上研发出全球首款真正具备红外光疗功效的智能穿戴式热暖仪器。

4.离电网负能耗零碳屋:

通过整合碲化镉光伏幕墙、液流窗、中空保温隔热窗、自适应辐射窗、热管嵌入式金属幕墙、太阳能光伏/光热一体化组件、气凝胶防火保温板、碳排放在线监测等多项技术,对太阳能与建筑一体化技术、新型建筑围护结构、新型建筑保温材料、碳排放等技术进行示范。