2018年东华大学中央高校专项资金学科交叉重点计划项目-科研处.DOC

附件1 2018 学科交叉重点计划项目主要。组织开展、、、高效产能源气/液碱性膜反应催化体系的设计与二氧化碳电催化转化性能调控、功能化纳米纤维素的可控制备及其在生态染整中的应用碳纤维复合材料短脉冲激光制孔工艺与质量控制方法基于多模态影像技术的可视化组织工程研究零价铁对污泥厌氧消化过程中抗生素抗性基因水平转移过程影响机制研究项重点，为提供科技支撑。 本专项以项目为单元组织申报，项目执行期3年。。2018年项目申报指南如下 1. 人体—材料交互系统 研究内容：凝聚材料学科的优势，聚焦纳米复合纤维功能化、智能化和器件化重要科学问题。通过设计与制备具有力、电、热、磁感应的多重功能单元，利用精准化学修饰实现智能模块构筑，通过外力场作用诱导多层级组装，实现聚合物基复合纤维的功能“协同化”与“放大化”，发展纤维状可编织器件的组装新策略，获得具有人体生理信号集成分析和材料功能特性智能响应的应答系统，推动新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业跨越发展。 考核指标：（1）发表SCI学术论文10-15篇，申请10项以上专利。（2）建立材料、器件制备新方法，并取得原创性成果。（3）为先进能源、智能感应、航空航天、军事国防等产业提供基础理论、核心器件和智能系统，抢占科技与产业发展制高点。 2. 碳纤维/金属混杂车身结构设计、分析与评价 研究内容：对混杂结构的材料样条进行制备，并按照国际标准测试和评价，建立相关材料数据库为车身结构设计提供数据基础。对混杂结构的典型结构进行制备，建立相关测试及评价标准。对典型结构件的连接样件进行制备，建立测试和评价方法。基于材料数据及典型结构数据开展混杂结构车身的设计与优化。考虑造型、舒适、关键部件连接及安全等关键设计因素，开展车身尺寸、材料混杂比例、纤维铺层、金属车身连接与装配等设计。针对混杂结构车身的力学性能，开展强度、刚度和固有频率测试与评价。 考核指标：开发一款碳纤维/金属混杂结构车身；发表高水平学术论文至少篇，申请发明专利至少1项。培养博士研究生1-2名，硕士研究生名。3. 高效、节能水处理膜的设计与开发 研究内容：（1）膜材料的设计：聚合物高分子材料的设计与合成、新型高光热转换材料的开发与制备、有机-无机复合纳米材料的合成；材料结构的调控、孔道的调节、亲疏水的调变以及稳定性的改进；材料结构和性能的表征。（2）膜技术的开发：成膜技术的建立、成膜性能的考察；膜稳定性、力学性能的考察；膜水处理效果的评价。（3）膜处理工艺的建立：开发膜生产技术和膜使用技术；开发高效太阳能利用技术和清洁水收集技术；建立膜水处理装置。 考核指标：（1）开发2~3种新型水处理膜，与“时代沃顿”合作，向工业生产转化，争取实现5-10亿产值；培养学生10人，其中水处理膜专业人才8人。（2）发表SCI论文10篇，其中一区论文4篇；申请专利10项，其中授权专利4项；争取申请国家重大课题的资助。（3）建立水处理膜材料设计以及膜处理工艺标准1~2项。 4. 高效产能源气/液碱性膜反应催化体系的设计与二氧化碳电催化转化性能调控 研究内容：通过生物工程技术制备结构可控细菌纳米纤维素材料，并以该纳米纤维素材料为模板，尝试构建一类新型的具有超大三维纳-微有序多级结构Cu/Sn/Bi氧化物及其N掺杂碳负载复合催化剂体系和离子交换膜，探索气体扩散电极（GDL）负载催化剂的表面结构、组成、形貌以及微纳米尺寸与CO2电化学还原催化活性与稳定性的构效关系。特别是碱性阴离子交换膜骨架结构、季铵基团组成、电导率对促进CO2电化学还原的反应途径以及选择性。基于纳米纤维素材料合成功能性复合电极材料和膜材料，有效改善CO2电化学还原催化活性与稳定性。深入对比连续式反应器酸/碱性离子交换膜结构体系CO2还原电流效率的变化规律。采用多场多尺度模型对CO2电催化还原过程进行有效模型计算，揭示CO2高效产能源气/液的反应机制，从而实现从微观到宏观尺度的跨越，为实现CO2碳基资源高效电催化转化和利用提供可靠的数据支撑和理论指导。 考核指标：（1）获得三种及以上CO2高效转化甲酸的纳-微有序多级结构催化剂以及高性能PVA或纳米纤维素基碱性阴离子交换膜/膜电极；实现法拉第效率70%-90%。（2）在国内外具有影响力的学术期刊上发表SCI 收录源论文4篇以上，申请发明专利2-3项。（3）培养博士研究生1-2名，硕士研究生3-4名。 5. 功能化纳米纤维素的可控制备及其在生态染整中的应用 研究内容：（1）纳米纤维素的可控制备研究：分析废旧纺织品中棉纤维的物化性状，研究其纤维素大分子的结构及形态特征，明晰溶剂及热、机械耦合作用下纤维素大分子的断裂机制，靶向定位氢键断裂点，并优选环保节能型复配溶剂及处理工艺，实现纤维素纳米晶，纤维素纳米线以及再生纳米纤维素的可控制备，建立