十六项中国科学院海西研究院项目成果资料

1、十六项中国科学院海西研究院项目成果推介1.项目名称：无水染色成套设备及关键零部件的研制项目简介：通过建立动态超临界条件下的染料溶解及上染的热力学模型，有效解决三原色拼染的难题，并对选择和配比染料、提高染色效果、优化系统参数等方面发挥重大作用；开发了常温和短周期的无水染色工艺，连续性量产、常温和短染色周期等指标均处于世界领先水平，特别在化纤染色领域，染色效果、染色成本、生产效率等方面均显著优于传统水染色；目前已开发的样机经试验和中试，符合无水染色试验和小批量量产的要求，已实现所需关键零部件的标准化开发。根据无水染色的动力学模型、技术工艺、装备及关键性零部件等开发进展情况，已具备产业化开发及应用条

2、件。主要优势：两釜或多釜式无水染色设备及工艺，成功实现高效、短周期的半连续无水染色工艺。除了生态环保优势外，无水染色技术在染色效率和成本方面均有较大优势。现处阶段：中试转化方式：获得风险投资项目负责人：林锦新2.项目名称：数码热转印纳米墨水的研发与产业化项目简介：数码热转移印花技术是把传统的热转印技术和数码打印技术相结合，以无制版形式印制彩色图像的一项新技术，具有绿色环保、印刷方法简单、使用寿命长、投入少、经济效益好等突出特点，因此，在纺织印花领域有着巨大的市场空间和应用潜力。热转移印花墨水作为数码热转移印花工艺所使用的必备耗材，同样有着广阔的市场空间和巨大的需求量。虽然国内厂家也生产热转移墨

3、水，但由于基础条件限制，墨水的储存稳定性和印花效果与国外同类产品相比仍有较大差距，已严重制约国内数码热转移印花工业化发展。该项目采用纳米分散技术和分散安定化技术，通过筛选合适的分散染料，利用分散剂的分散作用，将不溶于水的分散染料分散成水溶性分散染料色浆。根据数码印刷设备的实际要求，制备出具有打印流畅性良好、分散稳定性优秀、色彩鲜艳的热转移印花墨水。主要优势：1.染料分散均一稳定：全部粒径200nm，粘度50Pa.s；2.打印流畅性：单色连续打印100m2不出现卷边、堵头、墨滴、偏头等情况；3.稳定性高：70加速老化一周，粒度与粘度不发生明显变化，未发生絮凝沉淀；4.色彩饱和度：与Manouki

4、an墨水打印图案目视比较，无明显色偏差；5.性价比优异：所用材料是工业原材料，廉价易得；6.生产工艺简单，可以在23年内迅速形成产业化。现处阶段：批量生产转化方式：技术入股、合作兴办新企业、获得风险投资项目负责人：张健3.项目名称：里程延长式电动汽车增程器总成系统开发和产业化项目简介：伴随新材料、新技术的发展和人们对健康环保的要求，电动汽车作为目前世界上唯一能达到零排放的机动车进入了发展的黄金时期。但是由于有限的电池容量不足以支持足够的行驶里程，电动汽车目前最大的问题是续程里程不够，所以插电式电动汽车都必须配备里程延长器，即由内燃发动机驱动的发电机组，在行驶中根据电池充电度，驱动工况，优化策略

5、等参数，智能化地给动力电池充电，或给驱动电机提高额外电能。采用增程式发电机组的电-电混合方式是目前较为合理的解决方案。里程延长器专用内燃发动机和发电机组，采用蚌线发动机作为电动汽车的增程器，通过蚌线技术运动机构替代传统的曲轴连杆，重点关注二者在结构上和性能上的整体匹配，以及动力总成的控制策略优化。主要研究内容包括开发增程器专用的汽油内燃发动机、进行发动机和发电机的机体一体化设计、研发发动机/发电机组整体电控单元和建立制定电动汽车动力总成的整体测试标定平台及标准。主要优势：该项目的实施将显著提高增程系统的总体效率，实现低噪音平稳运行，体积、重量降低25%30%。续航后，电动汽车行驶里程，可实现从

6、100公里以下有效延长至250公里以上（以10L的油箱为例），这大大解决了传统电动汽车里程短的问题，为我国电动汽车行业的长足发展奠定坚实的基础。现处阶段：研发转化方式：获得风险投资4.项目名称：快速成型用3D打印光敏树脂项目简介：我国现有的SLA用3D打印光敏树脂绝大多数依赖于进口。国外厂家以垄断的价格在华高价销售。省内外SLA 3D打印销售企业及用户迫切需要价廉质优的SLA 3D打印树脂。海西研究院开发了一系列SLA用3D打印树脂，该树脂已用于海西院自主研发的405nm立体光固化成型3D打印机，并打印出相关产品。主要优势：1.与进口树脂相比价格可大幅降低，成本不到进口的1

7、/10；2.与市场同类产品相比，精度更好、力学强度更高、气味更小。现处阶段：完成前期试验阶段技术积累，目前产品处于性能优化阶段，该树脂已可用于SLA打印机中。转化方式：技术转让、技术入股项目负责人：吴立新5.项目名称：微驱动器用大电致应变陶瓷材料及其关键技术项目简介：基于压电效应设计的微驱动器，具有控制精度高、响应速度快、功耗低、小型化等优点，在精密加工、光学仪器、半导体制造、自动化控制等领域有着广泛的应用。当前这一领域所用的压电材料多为锆钛酸铅基陶瓷，随着人类社会的发展，铅基材料有被限制使用的趋势。中科院福建物质结构研究所易志国课题组开发出了一种高性能无铅压电陶瓷，不仅具有环境友好的特点，而

8、且室温下其电致应变高达0.56%，大大超出锆钛酸铅基陶瓷，该材料体系在微驱动器件制造领域具有良好的应用前景。主要优势：1.高性能无铅压电陶瓷所含成分由廉价化学元素组成，不含有毒有害元素。2.该陶瓷制备过程所需设备简单、工艺可控、易于实现批量化生产。3.该陶瓷具有大的压电系数和巨大电致应变效应，在微驱动器件领域有重要的应用前景。市场前景：新型无铅压电微驱动器技术及产业化，符合新一代微驱器的发展方向，在微电子技术、微型机械设计、激光技术等微加工领域，将有良好的市场需求。微电子技术领域主要包括LED驱动器、驱动电源等；精密机械领域包括各种伺服电机驱动及精密丝杠传动等超精密测量、超精密定位和超精密测量

9、加工；激光技术领域则涉及压电平移台、压电扫描台等。保守估计，可产生数千万的产值和市场需求。现处阶段：中试转化方式：技术转让、合作开发 项目负责人：易志国6.项目名称：微电子结构关键尺寸（CD）测试/分析技术项目简介：微电子芯片结构关键尺寸（CD）测试，是保证以集成电路为代表的微电子芯片研制、加工等工艺实现能够满足设计要求的关键测试分析技术。该技术利用光的衍射手段检测微电子周期结构的衍射光谱，包括强度，以及与偏振、相位相关的多种光学参数，并通过对光衍射的模拟，材料结构的初始参数，结合优化分析技术，得出关键尺寸（CD）。由于采用光衍射技术，通常简称OCD。OCD是目前实现微电子结构CD测

10、试分析最有效的检测方法，也是唯一能实现生产线在线检测的方法。该方法对任何材料都可实现无损伤检测，测试系统和对环境的要求相对简单，对各种复杂结构的测试/分析功能主要靠复杂的软件系统来实现。目前，国内乃至亚太地区半导体集成电路技术迅速发展，但相关的制造、测试设备全依赖从欧美进口，OCD设备也不例外。项目团队基于国外产业化的技术基础为起点，研究开发了具有自己独特的技术的算法并以此建立模拟分析软件平台。在效率、分析的精度方面都有自己的创新并显示出优势。目前我们基于算法的软件系统已经达到实用阶段，硬件系统也在建立、完善之中。可以说从系统技术研发方面看，已具备产业化转移的能力。主要优势：该项目的核心技术在

11、于算法及软件，它决定了测试分析系统的精度、效率和应用的范围。由于测试目标的复杂性，很难找到某种算法的软件实现可以“全能”地对待各种测试/分析的要求。我们技术的创新点是基于多种算法研究的基础上，开发体现综合各种算法优势的软件系统，同时结合硬件系统的设计，使得软硬件系统的结合达到最佳状态，综合实现提高精度或效率。团队负责人在美国硅谷相关企业工作多年，在该技术领域完成了6项美国发明专利。以美国硅谷的产业技术为基础，针对近年来产业发展的特点，我们开发了具有自己技术特点的软件平台，并结合设计硬件测试系统。由于该技术属于高端仪器类，不存在中试、规模生产等问题。只要技术指标能达到并且稳定，就可以实现产业化。

12、目前，硬件测试系统已在建立之中，从技术上已具备实现产业化的能力。现处阶段：已经达到实用阶段转化方式：融资或其他合作等方式项目负责人：陈树强7.项目名称：高性能关节轴承用酚醛树脂胶黏剂项目简介：酚醛树脂胶黏剂是合成胶黏剂中使用最早、用量最大的品种之一，具有黏接强度高、耐高温、耐水、耐油、价格便宜、容易生产、本身易进行改性等优点。然而，游离酚和游离醛对人体和环境有害，且酚醛树脂的反应活性低、固化反应放出缩合水，使得固化必须在高温高压条件下进行，因此对酚醛树脂改性显得十分必要。但是目前国内的改性酚醛树脂胶黏剂具有一定的脆性、易龟裂，黏接强度及耐热性能低，尤其是水溶性酚醛树脂与脲醛树脂相比固化时间较长

13、、固化温度高，对含水率要求苛刻，与国外同类进口产品相比具有较大的差距。项目组长期从事环保型胶黏剂的应用开发，在胶黏剂领域具有较为完备的产品研发技术，形成了一整套完整的小试、中试、放大技术支撑。本技术以酚类与醛类化合物在碱催化作用下制备具有高固化活性的酚醛树脂，以柔韧性线型高分子化合物改善酚醛树脂胶黏剂的韧性，以有机硅树脂提高酚醛树脂胶黏剂的耐热性能，制得具有耐候、耐磨、耐热、黏接强度高、使用范围广、稳定性好等高性能酚醛树脂结构胶黏胶。可在-73200时使用，短期可在300使用。适用于金属-金属，金属-塑料等材料的黏接，可应用于飞机、船舶、汽车与拖拉机、航空航天等行业。产品经小试，测试指标基本符

14、合实际应用要求，其钢对钢黏接测试最大负载大于2600N，衬垫织物与钢板黏接测试剥离强度最大值大于1.0N/mm，平均剥离强度达0.7N/mm以上（合格剥离强度 0.35N/mm）。主要优势：本项目以聚乙烯醇缩醛及有机硅对酚醛树脂进行复合改性，提高树脂的黏接强度及耐热性能，改善酚醛树脂的脆性，增加复合材料的力学强度，可作为瞬时耐高温金属结构胶黏剂，尤其可应用于关节轴承及航空航天等领域。现处阶段：研发转化方式：技术转让、技术入股项目负责人：高冬寿8.项目名称：高比能新型锂离子电池正极材料富锂三元镍钴锰的产业化项目简介：富锂三元镍钴锰基材料的比容量可达到250mAh/g以上，是目前为止比容

15、量最高的锂离子电池正极材料，被认为是最有利于满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度要求的正极材料。由于Li2MnO3组份电子导电性较差，富锂三元镍钴锰基材料在较小的电流倍率或较高的温度下工作才可以获得较高的放电比容量，大倍率性能不够理想。而电动工具和电动车所用动力电池一般需要在5C、10C倍率下连续放电，同时具有20C、30C下的脉冲放电能力。显然，富锂三元镍钴锰基材料具备高的倍率性能才能匹配动力锂离子电池的要求。制备富锂三元镍钴锰基材料，其核心技术在于制得的材料在具备高容量的基础上，同时具备长循环寿命和高倍率性能。本项目开发了成熟稳定的高比能富锂层状正极材料的制备工艺，尤其是制备的材料的

16、稳定性和一致性良好，并兼具出色的倍率性能和长循环寿命。制得材料性能可以达到预期指标，在同类产品中处于领先水平。目前已达到的技术指标如下：平均粒径：1013um；振实密度：>2.02.4g/cm ；比表面积：<1.3gm ；0.2C：250mAh/g（4.6V）；1.0C：215mAh/g（4.6V）；1.0C；循环性能：500周；循环容量保持率：90%；10C：140mAh/g（4.6V）、160mAh/g （4.8V）。主要优势：本项目组开发的富锂三元镍钴锰基材料制备工艺，具有如下优势：1.工艺简单、可行、稳定；2.成本低；3.对环境无污染；4.适合

17、规模化制备。本工艺制备的富锂三元镍钴锰基材料，同LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiCoO2材料相比具有以下几个方面的显著优势：1.成本低：钴在其中的含量只有10%15%，成本仅为LiCoO2的1/3；2.克容量高：截止电压在4.6V，0.2C倍率下，克容量发挥可达250mAh/g，1.0C倍率下可达215mAh/g，相当于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的1.2倍，LiCoO2的1.8倍，电池的能量密度可提高45%，极大提升了电池的能量密度和供电时间；3.倍率性能高：10C倍率下充放电，截止电压4.6V，放电容量可达140mAh/g，4.8V时，放电容量可达160mAh/g；4

18、.安全性好：锰的比例较高，锰是三元材料起结构稳定性的重要元素，因而富锂富锰基材料电池，具有较高的安全性。现处阶段：中试 转化方式：技术转让、合作开发、合作兴办新企业、获得风险投资项目负责人：王要兵9.项目名称：优质纳米硅及其纳米结构复合材料项目简介：由中国科学院海西研究院远翔纳米硅碳材料工程技术中心研发的优质纳米硅及其纳米结构复合材料，通过对福建省远翔化工有限公司的纳米二氧化硅进行纳米结构优化、表面改性、孔径结构设计与调整等关键技术突破，采用简单的一步法水热反应合成工艺路线，生产出纳米结构均匀，比表面积大、较高耐磨强度的优质纳米硅及其纳米结构复合材料的高端产品。该产品可替代进口纳微二

19、氧化硅产品及其相关产品用于高性能橡胶和塑料等添加剂、化工催化剂的载体或催化剂的原材料、吸附材料、纳米结构功能材料、纳米硅碳膜材料。现处阶段：研发转化方式：技术转让、技术入股、合作开发项目负责人：陶有胜10.项目名称：聚酯制品的复合增韧改性及优化项目简介：以聚碳酸酯、PET、不饱和聚酯为代表的聚酯制品具有众多优异性能，但在低温下其抗冲击强度较低，限制了它的应用。例如，普通聚碳酸酯在-30下的缺口冲击强度仅是常温下的1/5左右。一些应用要求更高的抗冲击性能。例如，当聚碳酸酯用作手机外壳和笔记本电脑外壳的材料时，在低温下容易被摔裂；当用作防暴盾牌的材料时，在低温下不耐击打等。中科院海西研究院采用多重

20、复合增韧的方法提高聚酯材料在低温下的抗冲击强度，从材料配方、工艺优化和产品结构设计三方面进行研发，大幅提高了相关产品的抗低温冲击强度，扩大了产品的应用范围。主要优势：本项目负责人吴立新博士曾在美国和加拿大从事12年的高分子复合材料研发工作，主持、参与了多项美国能源部及宇航局研究项目；团队中有3名博士和多名硕士，他们在高分子材料增韧改性研究、碳纤维复合材料结构设计等方面均具备丰富的研发经验。成果样品：与泉州海滨玻璃钢制品厂合作开发耐低温抗击打PC防暴盾牌，产品经相关标准测试，超出国家标准要求的40%。现处阶段：批量生产转化方式：技术转让、技术入股项目负责人：吴立新11.项目名称：激光显示关键材料

21、与器件的集成研究项目简介：激光显示技术是未来高端显示业的主流产品，具有显示图像色彩鲜艳、丰富、真实等优点，而其产业化的瓶颈是激光光源的低成本化问题。海西研究院科研团队建立了激光显示系统中激光光源所需的光学超晶格极化晶体、基于极化晶体的绿色激光器、红-绿-蓝三基色激光白光模组设计与制造全套工艺生产线，能够有效降低激光显示系统所需激光光源的体积和成本。现处阶段：海西研究院与四川三合投资有限公司以及战略投资人共同设立福建中科晶创光电科技有限公司，作为海西院从极化晶体核心材料到激光显示应用技术的唯一产业化平台现有主要应用于OPO的大尺寸PPLN、应用于蓝绿光产生的小尺寸PPLN、用于全光波长转换的PP

22、LN以及基于PPLN的不同功率的激光器、全光波长转换器等产品。合作方式：获得风险投资项目负责人：梁万国12.项目名称：一种高效节能分解水制取氢气的方法项目简介：氢能是一种高效无污染的可再生能源，具有广阔的市场前景。其获取途径通常有两种方式：天然气重整制氢和电解水制氢。本方法是在电解水制氢的基础上，通过新型催化剂的使用和新工艺设计，采用两步法方案实现电解水制氢。本方法的优势在于省电、高效、无污染。保守估计，可产生上亿元的产值和市场需求。技术优势：（1）通常电解水制备氢气所需电势必须大于理论电势1.23V，本方法只需要所加电势0.60.8V就能高效电解水制备氢气，而且该电压下制备氢气的速率远远大于

23、通常所加电压1.23V电解水制备氢气的速率，能够极大地节约电能。（2）该方法所需的电势完全可以利用太阳能电池提供，制备氢气所需的材料完全能够实现循环利用，可高效利用太阳能，将太阳能转换成无毒无害无污染，绿色环保氢能，为解决能源危机与环境污染提供一条有效途径。现处阶段：中试 转化方式：技术转让、合作开发项目负责人：易志国13.项目名称：光通讯核心部件的研制与产业化示范项目简介：海西研究院引进国外人才和技术，通过自主创新，攻克了半导体光器件的多项关键技术，成功生产出具有自主知识产权的高质量、低成本光通信用半导体激光器和探测器。产品技术指标达到或者部份优于市场上同类产品，成功实现了光纤通信

24、核心器件的国产化。技术优势：本项目所涉及的半导体激光器从芯片的设计出发，采用具有应变量子阱和应变量子垒的混合结构，选用合适材料配比，生产的半导体激光器与市场现有产品比较，具有更低的阀值和更高的出光效率，在产品良率和通信带宽上也有不同程度的提升，相关技术已获得国家发明专利。现处阶段：2011年8月，成立了福建中科光芯光电科技有限公司作为产业化平台。公司已经建成国内第一条完整的MOCVD外延生长、芯片工艺及自动封装测试老化生产线，实现了包括FP、DFB、APD、SLED芯片和器件等产品的量产，成功成为中兴通讯、华为科技的供应商，一举打破国外厂商的技术及价格垄断。合作方式：获得风险投资项目负责人：苏

25、辉14.项目名称：工业用光纤激光器研制与产业化示范项目简介：相较于传统的激光器，新型的光纤激光器能够对每瓦的泵浦光转换效率提高10倍以上，且具有更稳定可靠的产品性能、更低的综合运行成本、更长的产品使用寿命以及免运行维护的产品优势，输出光束质量至少比典型的CO2激光器和Nd：YAG固体激光器光束质量提高一个数量级，是高质量工业用打标机、切割机的理想光源。技术优势：1.结构简约紧凑，体积小质量轻，便于移动潜入；2.性能稳定，免于维护，故障率极低；3.使用寿命长，易于柔性加工，综合使用成本低；4.散热效果好，无需庞大的水冷系统，只需风冷即可；5.中心波长适中，对大部分材料吸收效率高；6.光束质量优，

26、能用于高精确加工，可免后期处理步骤。现处阶段：海西研究院以“团队人才+项目”的产业化模式，引进国外光纤激光器优秀人才团队与福建企联超越投资有限公司以及战略投资人共同出资设立福建中科光汇激光科技有限公司。目前，公司主要有GQM系列脉冲光纤激光器和GTL系列连续波光纤激光器两个主推系列：1.GQM系列脉冲光纤激光器是针对高效激光标刻专门设计的产品，目前主要有10瓦、20瓦、30瓦等不同功率型号。主要应用领域：产品打标、微加工、雕刻、条码及二维码标记等。2.GTL系列连续波光纤激光器旨在提1064/1080nm左右连续波功率。该系列主要有10瓦、20瓦、30瓦、200瓦、500瓦等功率型号。主要应用领域：一般元器件测试、科研实验、半导体芯片标记、塑料产品标记、焊接、切割等。 合作方式：获得风险投资  项目负责人：杨健15.项目名称：高效节能、长寿命半导体照明的研制与产业化示范项目简介：海西研究院科研团队成功研发了L