材料服役、环境修复材料、高端装备检测 多项成果亮相西南交大成果转化专场

科技成果转化能力，是衡量一所高校的社会贡献与科研产出的重要指标之一。

当前，我国高校科技成果转化活动持续活跃。《中国科技成果转化2021年度报告（高等院校与科研院所篇）》显示，2020年，全国3554家高校院所的合同项数为466882项，合同总金额为1256.1亿元，以转让、许可、作价投资和技术开发、咨询、服务方式转化科技成果超过1亿元的高校院所数量为261家。

不过，科技成果转化作为一项复杂的系统工程，面临着从样品到产品再到商品的挑战。为了加速高校的科技成果转化步伐，新材料在线®联合我国各大高校科研院所共同举办系列“科技成果转化专场线上论坛”，助推产-学-研-用紧密合作。

8月20日，由西南交通大学、新材料在线®、材料谷®联合主办的“科技成果转化专场线上论坛-西南交通大学专场”成功举办。西南交通大学7位教授分别介绍了各自研究领域的代表性成果研究进展及应用方向。论坛吸引了1万余位听众参与及互动。

《钢轨高速打磨磨石自主化研制及工程应用》、《低成本高性能石墨烯润滑油脂》、《材料服役行为一体化技术服务》

朱旻昊 西南交通大学材料科学与工程学院院长

随着我国各工业领域机械装备朝大型化、复杂化和高速化等方向发展，越来越多的关键机械零部件需要在复杂工况、极端环境下运行，配合界面的振动加剧，微动损伤已成为影响重大工程及高端装备服役安全及可靠性的共性关键问题之一。

朱旻昊院长介绍了全模式微动磨损测试系统，据了解，该系统突破了研究手段的欠缺，在传统单一模式的基础上，拓展了扭动微动、转动微动和冲击磨损等单一运行模式，以及径向+切向复合、冲击+切向复合和扭动+转动复合等多种复合运行模式，实现了所有微动磨损运行模式的全面覆盖。

“经第三方计量机构测试校准，试验系统的直线位移控制精度最高可达0.1μm，角位移控制精度可达0.01°，法向载荷自动补偿加载精度优于0.1N，核心参数指标国际领先。本系统的构建为微动摩擦学研究领域提供了先进的基础研究科学仪器和试验方法，并可用于指导重大工程关键零部件的服役安全评估。”

他还介绍了螺栓连接的研究情况。据悉，朱旻昊院长研究团队从螺栓连接结构的选材、表面防护、装配质量、接触界面控制、螺纹防松设计和特殊条件下的需求等入手，开展了大量理论和试验研究以提高螺栓连接的安全性和可靠性。基于接触力学和微动摩擦学理论，根据螺栓连接各类设计标准，通过创新团队开发的工具软件可提供螺栓连接具有高质量的有限元模型和/或高精度有限元分析技术服务。

他介绍了针对当前高速铁路和城市轨道交通快速发展形式下，对钢轨打磨的重大需求，为实现国产化替代，朱旻昊教授团队开发了树脂基高速钢轨打磨磨石材料，通过材料配方和工艺的反复优化迭代，目前已完成台架和装车试验，以及小批量试制，开发出的磨石材料性能和寿命可以与当前进口的国外产品相媲美，而成本上有巨大的优势。

为解决高端装备传动部件磨损损耗问题，团队研究开发了低成本高性能的石墨烯润滑油脂材料，其中攻克了系列关键技术，包括高效率、规模化、低成本和环境友好地制备高质量石墨烯及其功能化调控和油品调制技术，石墨烯在润滑油脂中的分散和抗沉降技术，产品通过了企业的示范应用，入选了工信部重点新材料首批次示范应用指导，在第一届烯美天下杯石墨烯应用科技创新创业大赛中获得了第一名的好成绩。

《生态环境高分子材料》

周祚万 西南交通大学材料科学与工程学院教授、前沿科学研究院院长

针对“双碳”背景下的高分子材料绿色发展和“限塑”、“禁塑”的全球共识，提出“以竹代塑”策略，不仅减少对化石资源的过度依赖，减少碳排放和塑料污染，而且可以助力乡村振兴，实现“绿水青山就是金山银山”的发展理念。

周祚万教授介绍道，以生物基高分子代替石油基高分子是实现“碳中和”的有效途径，竹子不仅具有与木材等生物质材料类似的高分子化合物成分，而且具有远超木材甚至是热带雨林的固碳能力和生长速度。我国森林资源匮乏，但竹资源丰富，占全球1/3，居世界首位。

在多项国家级和省部级科研项目资助下，并通过产学研紧密合作，周祚万教授领衔的科研团队基于10多年的工作积累，研发了系列竹基高分子材料产品和技术，包括：可降解竹基薄膜、竹基纤维素纤维环保新溶剂及绿色纺丝工艺、高得率竹本色纸、竹基纤维素纳米材料等。

周祚万教授还介绍了科研团队在长效抗菌材料的设计研制以及在载人航天任务、家用电器、家具建材、纺织产品等领域的应用技术。

《环境与可持续发展功能材料研究》

李琦 西南交通大学材料科学与工程学院教授

环境修复型功能材料研究是环境治理技术不断发展的基础，成为当前国际材料科学研究的前沿和重要方向。

李琦教授介绍了具有“记忆”效应的系列高效可见光光催化材料、高效除砷材料的材料判据与系列高效除砷材料、高效去除水中多种致癌阴离子的催化还原净水材料等，并将展望下一步环境修复型功能材料研究如何降低材料成本，优化材料体系，从而满足可持续发展要求。

据介绍，光催化材料能够利用光照能量在环境中生成高活性的氢氧活性基团、超氧活性基团等，能够与各种有机污染物、微生物反应，从而分解有机污染物、杀灭有害微生物，达到净化环境的目的。

研究团队自主研发出具有“记忆”效应的光催化材料，打破了光催化过程必须在光照条件下进行的传统认识，大大拓宽了光催化技术在环境领域的应用范围，在国际上引起了强烈反响。通过光催化“记忆”效应可以实现利用太阳光的全天候广谱杀菌与净化效果，可以以涂层、滤材和粉剂等多种方式应用于各种净化环境中，应用范围广阔。

他还介绍了重金属吸附材料与处理技术、溴酸根污染处理等技术。

《环境净化材料及其在轨道交通客室的应用》

杨建 西南交通大学材料科学与工程学院教授

轨道交通领域面临VOCs超标问题，严重影响旅客的身心健康。

据介绍，针对该问题，课题组从源头溯源，提出了材料-部件-整车的VOCs全链条识别与控制技术。此外，课题组也进行了主动防护技术的研究，包括纳米净化材料在空气净化领域的研究，先后开发一系列可见光响应的纳米催化剂并实现其对甲苯等典型VOCs的持续降解能力。如其中一类纳米催化剂可以在LED灯光照下，在1小时实现甲苯去除率大于99%以上。

杨建教授表示，团队与中车旗下的企业合作，先后开展了针对VOCs高效降解的原理样机及相关催化部件的开发工作。团队近年来累计合同经费在1000万元以上，发表相关SCI论文30余篇，申请或授权专利5项。

据了解，可见光响应纳米催化材料可应用于各种室内外环境的空气净化、水处理等，在太阳光、LED灯光源驱动下实现对挥发性有机污染物的降解。此外，该类催化剂也具有一定的抗菌抗霉性能，在后疫情时代具有重要的应用价值。

《金属粉体表面改性技术及应用》

崔国栋 西南交通大学材料科学与工程学院高级工程师

金属粉体材料广泛应用于精密粉末冶金制件、3D打印、增材制造等领域。随着高端制造业的发展，对金属粉体材料的要求越来越高，尤其是对金属粉末成分的均匀性和多样性以及金属粉末的化学稳定性提出了更高的要求。

崔国栋博士介绍了团队在金属粉体材料表面改性方面取得的一系列成果。据了解，崔国栋博士团队提出了一系列金属粉体表面改性技术，先后成功开发了具有微纳米多孔结构的Fe-N合金粉末、Fe-Ni-P复合粉末、Fe-Cu-Ni-P纳米镀层复合粉末、磁性碳粉体材料、高氮不锈钢粉末和Ti-N-O复合粉末等多种新型金属粉体材料，丰富了金属粉体材料的成分和性能，显著改善了金属粉末的品质和环境稳定性。

据介绍，表面改性处理赋予了金属粉体材料更丰富的成分和性能，使得其在高性能精密粉末冶金制件、生物医用金属材料、3D打印、增材制造、磁流体、化工、功能涂料等领域具有很好应用前景。“本项目涉及的金属粉体表面改性技术成熟度高，具有自主知识产权，可进行大批量产业化生产。”

《基于高熵设计的金属材料结构功能一体化》

徐轶 西南交通大学材料科学与工程学院副教授

徐轶教授重点介绍了ODS增强合金粉末材料及制备技术，基于高熵化设计的新型阻尼合金。

据了解，增材制造已经越来越多应用在航空航天、国防军事等领域，对于复杂结构、难加工的零部件制造具有优势。增材制造工艺提升的同时，增材制造所需的粉末与丝材对最后的部件组织结构与性能具有重要影响。

徐轶教授团队已开发出高性能钛合金、高温合金粉末；另外，新开发出氧化钇弥散强化（ODS）钛合金粉末、氧化钇弥散强化（ODS）中熵合金粉末。通过微量添加，实现原位生成稀土氧化物纳米颗粒，增强合金基体性能。对于细化晶粒，提高力学及耐磨、腐蚀性能具有重要作用。“微合金化设计可显著改善增材制造工艺及缺陷，提高材料及部件性能，具有广泛应用前景。”

同时随着航空航天、轨道交通等领域提速需求，对于零部件的减振、降噪提出更多挑战。基于此，开发出具有良好力学性能、耐蚀性能，同时兼顾阻尼减振性能的高熵阻尼合金孕育而生。在航空航天、轨道交通、轮船潜艇具有广泛应用前景。

《高端装备关键部件服役状态超声检测技术及设备》

苟国庆 西南交通大学材料科学与工程学院教授

高端装备的服役安全状态十分重要。

据介绍，苟国庆教授及其研发团队，历时十余年，突破关键技术的瓶颈，研发了可用于高端装备关键部件螺栓预紧力、残余应力的检测系统，以及在线监测系统。采用FPGA技术设计开发了首台套超声波螺栓预紧力系统、超声波残余应力检测系统，并基于现场需要开发了纵波超声传感器、横波超声传感器、横纵波超声传感器、电磁超声传感器等集成式多用途传感器。

上述检测系统技术优势如下：

1，检测数据可靠度高，误差小、重复性高；

2，解决了现有国内超声板卡产品（200MSps/8bits）采样率低的问题，同时开发出了纵波超声传感器、横波超声传感器、横纵波超声传感器、电磁超声传感器等集成式多用途传感器；

3，时延估算速度从785ms/万点提升至85ms/万点，有效地改善了螺栓预紧力测量速度，实现了残余应力场主应力分布实时重构。

4，基于鸿蒙系统，开发出了高可靠度的检测软件系统，在此基础上研发出应力检测及监测系统。

研究成果已经在中国中车、长江电力、国家管网、中航工业等行业领域得到了非常广泛的应用。

据了解，该系列线上论坛将以推动我国高校科研院所科技成果转化为目标，各大高校材料/冶金/化工学院通过直播形式进行科技成果发布推介。

据主办方新材料在线®介绍，除了联合高校打造“科技成果转化专场线上论坛”，新材料在线®旗下还设立材料谷®，是新材料科技成果转化服务平台，新材料创新创业服务平台，新材料孵化器、加速器、产业园等空间载体+产业服务+产业投资模式打造新材料创新创业生态圈。

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