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硬核！近期科研成果巡览

2021-10-20 10:10:28 · 陕西科技大学

内容摘要：

速读文章内容

硬核！近期科研成果巡览

近期，我校科研人员在《西安市“十四五”知识产权发展规划》、辐射降温能源材料、《Advanced Functional Materials》等国际知名期刊、纳米纤维素高效制备及柔性薄膜构筑、全国职教教师创新团队建设评价标准研究课题、碳基能源材料等项目工作与研究领域相继取得重要进展。

我校凭借学科优势在专业领域攻克技术难关，拓宽本校专业内涵发展，为各领域的研究提供了重要的理论依据，进一步扩大了我校的学术影响力。

我校承担的《西安市“十四五”知识产权发展规划》正式发布

我校薛朝华教授团队在辐射降温能源材料研究领域取得新进展

我校轻工学院马建中教授团队在《AdvancedFunctionalMaterials》等国际知名期刊发表多篇高水平论文

陕科大张素风教授团队《Green Chem.》：在纳米纤维素高效制备及柔性薄膜构筑研究中取得新进展

教育学院郭国法教授团队承担的国家级课题研究取得阶段性成果

材料学院刘晓旭教授在国内顶级期刊Electrochemical Energy Reviews发表高水平综述论文

#01

我校承担的《西安市“十四五”知识产权发展规划》正式发布

内容摘要

近日，西安市市场监督管理局（西安市知识产权局）、西安市发展和改革委员会印发《西安市“十四五”知识产权发展规划》（以下简称《规划》），全面总结“十三五”知识产权工作，安排部署全市“十四五”知识产权工作。

2020年11月，西安市市场监督管理局发布《西安市知识产权“十四五”规划编制竞争性磋商公告》。我校经管学院马广奇教授团队积极准备，成功中标。科学把控项目进度和研究质量，按时、高质完成了《规划》的研究与编制工作。

本次《规划》编制工作的顺利开展与完成，是我校国家知识产权试点示范高校获批，《高等学校知识产权管理规范》标准试点贯标验收，西安市高价值专利培育与运营示范中心建设等工作的又一次新的实践，是“政产学研金”模式合作创新开展的重要体现，进一步彰显了我校在社会公共服务、高校智库建设等方面的特色优势，为我校科研创新与合作、社会服务与影响力提升等方面提供扎实的实践支撑，为地方经济发展、政府科技创新决策提供智力支持，为“省、市、校”的协同创新发展提供高水平智库服务。

课题负责人

经管学院马广奇教授团队

相关链接

https://www.sust.edu.cn/info/1214/13826.htm

#02

我校薛朝华教授团队在辐射降温能源材料研究领域取得新进展

内容摘要

近日，轻工科学与工程学院薛朝华教授团队研究成果在材料领域国际期刊《Applied Materials Today》上发表，题目为“Superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling”。薛朝华教授为唯一通讯作者，博士研究生王慧迪为第一作者，陕西科技大学为第一单位和唯一通讯单位。

辐射降温材料即使在炎热夏天的太阳直射下仍能保持低于环境温度而不消耗能量，展现出优异的降温效果，从而成为能源环境致冷材料研究领域的一个关注热点。该材料的降温原理主要利用材料的太阳光反射特性以及中红外发射特性，即可通过8~13 μm之间的“大气透明窗口”将热量以电磁波的方式发射到寒冷的外太空。然而，该类材料在户外环境中经长时间的雨水冲刷、灰尘积淀或微生物滋生之后，其降温效果会大幅下降。

超疏水辐射降温薄膜PVDF-HFP/PDMS的制备及性能

薛朝华教授团队针对辐射降温材料在户外使用中存在的上述问题，发明了一种超疏水自清洁辐射降温薄膜及其制备方法，利用非溶剂诱导相分离法使聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯/聚二甲基硅氧烷(PVDF-HFP/PDMS)复合聚合物形成具有微/纳双重粗糙结构的三维多孔薄膜材料。利用PVDF-HFP和PDMS在中红外区（8-13 μm）的高发射特性和膜材料内部多孔结构所提供的高反射率和高红外发射率，结合P(VDF-HFP)和PDMS的低表面能性质和薄膜材料表面的微纳粗糙结构赋予材料表面超疏水性能，使材料兼具辐射自降温和自清洁功能。制备的材料放置室外一个月仍能保持优异的辐射降温性能，保障了降温效果的持久性。该发明的研究实验由博士生柳冰莹完成，于2019年8月21日申请了国家发明专利并于2021年6月15日获批授权（ZL201910774588.9），2019年11月8日申请国际发明专利并于2021年2月23日获批授权（US 10927244B1）。

超疏水辐射降温薄膜EPDM/SiO2的制备及性能

在上述发明的基础上，团队进一步拓展超疏水辐射降温聚合物薄膜的制备方法及机理研究。博士生王慧迪通过溶剂交换法制备出具有多孔结构的三元乙丙橡胶/疏水二氧化硅(EPDM/SiO2)有机无机复合薄膜。复合薄膜的接触角为162°，滚动角为1.2°；在太阳光波段的平均反射率可达96%，大气透明窗口的平均发射率为95%。在炎热强日光照射下的空气流通环境中，该薄膜可实现比周围环境平均温度低7℃左右；在无空气对流和传导的理想条件下降温12℃。另外，薄膜的超疏水自清洁特性使其表面避免被外界污染从而保持稳定的降温效果，并且复合薄膜经酸碱盐溶液浸泡、紫外光照射和物理摩擦后仍可以保持稳定的超疏水性能和辐射降温性能。该成果于2021年9月发表在材料领域国际期刊Applied Materials Today上。

该工作通过对聚合物材料的微观结构进行调控实现了辐射降温性能和超疏水性能的协同共存，极大地延长了辐射降温材料的使用寿命，并且该材料的制备可通过溶液浇筑或涂布的方式进行大面积生产，有望为节约能源和保护环境提供有效的解决方案。该课题得到了国家自然科学基金、博士后科研基金和陕西省自然科学基金等项目的支持。

文章作者

[1] Chaohua Xue, Bingying Liu, Huidi Wang, Shuntian Jia.Superhydrophobic and self-cleaning radiative cooling film and preparation method thereof: US 10927244 B1 [P].2021-2-23.

[2]薛朝华，柳冰莹，王慧迪，贾顺田.一种超疏水自清洁辐射降温薄膜及其制备方法:CN 110483924B[P].2021-6-15.

[3] Hui-Di Wang,Chao-Hua Xue*, Xiao-Jing Guo, Bing-Ying Liu, Zhan-You Ji, Meng-Chen Huang, Shun-Tian Jia. Superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling[J].Applied Materials Today2021, 24: 101100.

相关链接

https://www.sust.edu.cn/info/1071/13922.htm

#03

我校轻工学院马建中教授团队在《Advanced Functional Materials》等国际知名期刊发表多篇高水平论文

内容摘要

近日，轻工科学与工程学院马建中教授团队（科锐新材料研究所）在皮革基多响应变色材料、功能涂层材料、明胶基量子点材料等领域取得了系列研究进展，相继在国际知名期刊Advanced Functional Materials（IF=18.808）、Chemical Engineering Journal（IF=13.273）、Journal of Hazardous Materials（IF=10.588）、Green Chemistry（IF=10.182、封面文章）上发表4篇高水平论文。

基于皮革的多响应变色材料方面，利用皮革独特的微纳结构，将颜料和染料通过真空抽滤在皮革表面沉积并渗透进皮革内部，构筑具有紫外光/热/电致变色响应和可探测紫外光强度的皮革基材料。研究成果以“Leather-based multi-stimuli responsive chromisms”为题，发表在材料领域国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上，我校为论文第一通讯单位，第一作者为我校贾潞博士生，通讯作者为我校马建中教授，共同通讯作者为美国康涅狄格大学孙陆逸教授。

基于皮革的微纳孔洞结构构筑的对紫外光、电、热多响应变色材料

有机/无机纳米复合涂层方面，将负载碳量子点和二硫化钼量子点的树枝状纤维形纳米二氧化硅（DFNS@CQDs-MoS2）引入水性聚氨酯丙烯酸酯（HWPUA）乳液中，构筑兼具疏水性和抗菌性的纳米复合功能涂层，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉菌均表现出显著的抗粘附性和抗菌性。研究成果以“CQDs-MoS2QDs loaded on dendritic fibrous nanosilica/hydrophobic waterborne polyurethane acrylate for antibacterial coatings”为题发表在化工领域国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上，我校为论文唯一通讯单位，论文主要完成人为我校硕士研究生刘晨艳，通讯作者为我校马建中教授，共同通讯作者为我校青年教师闫凯博士。

HWPUA/DFNS@CQDs-MoS2抗菌涂层材料制备示意图

明胶基量子点方面，基于明胶易改性、廉价易得、生物相容性好等特点，并利用其上丰富的羧基、氨基等活性基团，代替油酸、油胺等传统配体，钝化锡卤钙钛矿量子点，提升量子点稳定性。研究成果以“Highly-stable tin-based perovskite nanocrystals produced by passivation and coating of gelatin”为题，发表在环境领域国际知名期刊《Journal of Hazardous Materials》上，我校为论文唯一通讯单位，第一作者为我校吕斌教授，通讯作者为我校高党鸽教授、马建中教授。

高稳定性明胶-锡卤钙钛矿量子点的作用机理示意图

水性聚合物涂层方面，以改性生物质芳香族单体双键化香草醛（DV）和双键化丁香酚（DE），分别作为石油基原料苯乙烯（St）替代物和生物质基交联剂，与丙烯酸丁酯（BA）共聚，制得P(DV-BA-DE)细乳液，将其作为石油基苯丙乳液替代物，应用于皮革涂饰，涂饰后皮革表现出明显的抗菌性能。研究成果以“A sustainable waterborne vanillin-eugenol-acrylate miniemulsion with suitable antibacterial properties as a substitute for the styrene-acrylate emulsion”为题，发表在化学领域国际知名期刊《Green Chemistry》上，并被选为封面文章，我校为论文第一通讯单位，第一作者为我校张雷博士生，通讯作者为我校马建中教授，共同通讯作者为我校张跃宏副教授和英国苏格兰农学院Vijay Kumar Thakur教授。

P(DV-BA-DE) 细乳液的分子结构示意图及其涂饰皮革抗菌性测试照片

文章作者

第一篇论文作者：我校为论文第一通讯单位，第一作者为我校贾潞博士生，通讯作者为我校马建中教授，共同通讯作者为美国康涅狄格大学孙陆逸教授。

第二篇论文作者：我校为论文唯一通讯单位，论文主要完成人为我校硕士研究生刘晨艳，通讯作者为我校马建中教授，共同通讯作者为我校青年教师闫凯博士。

第三篇论文作者：我校为论文唯一通讯单位，第一作者为我校吕斌教授，通讯作者为我校高党鸽教授、马建中教授。

第四篇论文作者：我校为论文第一通讯单位，第一作者为我校张雷博士生，通讯作者为我校马建中教授，共同通讯作者为我校张跃宏副教授和英国苏格兰农学院Vijay Kumar Thakur教授。

相关链接

第一篇论文：

https://网址未加载/10.1002/adfm.202104427

第二篇论文：

https://网址未加载/10.1016/j.cej.2021.132170

第三篇论文：

https://网址未加载/10.1016/j.jhazmat.2020.123967

第四篇论文：

https://网址未加载/10.1039/D1GC01766G

#04

陕科大张素风教授团队

在纳米纤维素高效制备及柔性薄膜构筑研究中取得新进展

发表期刊

《Green Chemistry》

内容摘要

该论文结合国家重点发展的柔性薄膜材料，以纳米纤维素为原料，通过湿法造纸过程构建了高透明度和高雾度兼得柔性薄膜。本研究针对纤维素多羟基结构特点，提出了一种绿色高效的 MnO4-氧化解链和羧基化方法，制备过程中，反应物本身形成自催化，促进了反应的高效性和绿色化，协同轻微均质化的分散作用，高得率（96%）制备出羧基化纤维素纳米纤维（COOH-CNFs）。该制备方法由于反应过程简单、使用较少量的绿色化学品而优于传统方法，这代表了工业中潜在的绿色路线。而 COOH-CNFs 很好地保留了纸浆的“结晶-非晶区”共存的晶体结构，赋予了 COOH-CNFs 及其薄膜优异的性能，包括高强度（75 MPa）、高分散性（zeta 电位 –35.6 mV）、高透光率（95.39%）和高雾度（＞90%）。并对其多项性能与其他已报道的方法进行比较，最后将该光学薄膜应用于LED显示设备，在光学材料的应用中显示出巨大的潜力和前景。

研究流程示意图

氧化反应机理

原料和 COOH-CNFs 的宏观和微观形态

文章作者

陕西科技大学为论文唯一通讯单位，博士生刘亚丽为第一作者，张素风教授为第二作者和论文唯一通讯作者。

相关链接

https://pubs.网址未加载/en/content/articlelanding/2021/gc/d1gc02657g

#05

教育学院郭国法教授团队承担的国家级课题研究取得阶段性成果

内容摘要

9月16日在北京国家教育行政学院，教育部教师工作司副司长宋磊专门听取了由我校教育学院郭国法教授团队承担的《全国职教教师创新团队建设评价标准研究》课题的研究进展情况。参加本次报告会的还有国家级职业教育教学创新团队秘书处负责人刘冬主任、我校教育学院院长刘正安以及团队成员杨晓教授和张力跃教授。

郭国法教授就课题的背景、目的和意义以及推进过程进行了汇报。课题立项以来，组织团队成员认真学习相关文件厘清思路，先后进行了初期现状调研、中期广泛调研和三期专家靶向调研，其间走访广西、天津、重庆、酒泉等“双高计划”院校，还南下到经济发达、技术先进的南京、上海、无锡等龙头企业，同时采用深入访谈和网络问卷等形式，掌握职业教育教师创新团队的建设现状和存在问题，确定了研究思路和研究方法；构建了“三级课题研究新模式”，即学校内部开题、共同体诊断、专家开题；制定了评价原则“五结合”，即“突出增量评价与兼顾前期基础相结合、建设成果评价与过程创新评价相结合、团队总体建设评价与教师个人专业能力发展评价相结合、团队全面建设评价与团队特色评价相结合、评价建设成效与彰显示范引领相结合”。按照IPO模式，根据团队建设任务，初步构建了内涵明确、边界清晰、简便易操、特色鲜明、导向正确、科学合理的全国职教教师创新团队建设评价指标体系，该体系设计一级指标4个二级指标24个三级指标67个。

教育部教师工作司宋磊副司长（左一）进行专题指导

宋磊副司长在听取汇报后指出，陕西科技大学在推进双一流高校建设的同时，高度重视职业教育教师团队建设，深入推进职业教育体系化课题研究，取得了很大进展。研究团队前期调研充分，研究思路清晰、研究手段科学、评价标准严谨，指标体系构建科学，将对教师创新团队的建设起到很好的引导作用。同时他还提出了四点建议，一是指标构建要贯彻党的教育方针，充分体现党的全面领导。二是要加强团队建设，不断提升学校师资水平，促进教师教育教学能力提升。三是要破除“五唯“，根据职业教育特点科学构建评价体系。四是要与时俱进，更新观念，在工业转型升级、数字化改造过程中，推动新专业目录落地，促进高水平，结构化师资队伍的建设。

课题主持人

教育学院郭国法教授团队

相关链接

https://www.sust.edu.cn/info/1214/14015.htm

#06

材料学院刘晓旭教授在国内顶级期刊

Electrochemical Energy Reviews发表高水平综述论文

发表期刊

《Electrochemical Energy Reviews》（IF=28.9）

内容摘要

本文以碳层的结晶与缺陷为明线，以储钾的热力学与动力学规律为暗线；整理了现有文献中的微结构和储钾性能的系统数据，建立了储钾构效关系数据库；以碳层的结晶与缺陷去打通石墨、硬碳、软碳、可膨胀石墨、石墨烯、RGO的材料界限，获得相对普适的储钾机制与构效关系认知；最后利用现有文献中的储钾构效关系数据库，计算机机器学习，预测了实验中没有被制备的合理微结构的纯碳材料的储钾性能。

该论文的发表极大地提高了我校在碳基能源材料领域的国际影响力，同时代表着我校的国际合作取得了新进展。