一种相变-红外隐身双功能材料的应用项目

20230112

科学研究和技术服务业

按GJB 7688-2012装备技术成熟度等级划分标准，该成果目前技术成熟度等级为第5级。 1.本项目产品提供的范例是以硬脂酸+癸酸为复合相变微胶囊的芯材，以碳酸钙为壁材，通过液相原位聚合，后经洗涤、过滤、干燥等步骤制得复合相变微胶囊。样品红外隐身效果评价是将其植于口罩夹层中，然后对戴着该口罩的人体口鼻部位进行红外热成像来观察样品的红外隐身效果，结果表明，本项目样品具有良好的红外隐身性能。 2.产品制备工艺成熟稳定：已完成实验室放大实验及产品结构、热稳定性、热焓值和相变温度、热循环寿命、红外隐身性能的测试评价研究。 3.研究团队：团队负责人为吴秀文教授（博士生导师）。其所在的矿物物理与应用研究团队隶属于中国地质大学（北京）数理学院物理学专业，目前拥有教师8人，均具有博士学位。教授3人，副教授4人，讲师1人；博导3人，硕导3人。团队师生共计30余人。团队成员年龄结构合理，精力旺盛，能够确保项目转化与合作的后期技术支持。 4.实验条件：团队所属的中国地质大学（北京）物理实验中心、矿物材料加工国家实验室和具有长期合作的清华大学材料学院凌云汉老师所在的实验室拥有样品合成和测试的基本条件，能够满足实验室放大实验的要求。 5.吴秀文教授团队在相变材料研究方面积累了丰富的研究经验，截止2022年，研究团队发表相关研究论文50余篇，取得授权专利6项，其中发明专利4项，实用新型专利2项。这些经验，也为后期专利转化提供强有力的支持。

1.提供中试平台：专利转让，专利实施，横向课题，门槛金结合销售提成等多种合作方式，或共同合作研发升级产品。推动产品大试，同时进行多方体验测试，不断优化产品使用效果。中国地质大学（北京）数理学院矿物物理研究团队在近十年发展历程中，在科技创新、人才储备、治理结构的完善、系统管理制度的建立、人文环境和创业文化的形成等方面都已经快速发展，为校企合作提供了良好的准备。 2.企业重视研发：企业每年能够拿出20%用于新产品的研发。近年我国经济形势的好转，国家政策的扶持，带动了很多科技企业的飞速成长。而企业的飞速发展的离不开人才，而成果转化和共同研发为基础的校企合作很好地解决了很多企业研发能力有限，人才不足的问题。 3.重视人才培养：企业有员工继续教育的相关政策。有相对较浓厚的爱科学，爱创新的工作氛围。 4.相互信任，互利互惠：合成的基础是信任，希望合作双方遇到问题能够开诚布公，直奔主题，提供工作效率。此外，为了合作走得更远，互利互惠，利益捆绑，也是合作的必要条件。 5.中国地质大学（北京）科技处作为我校官方第一责任人，具有监督项目转化、项目合作的合同条款，以及相关经费使用的权力，为项目转化和项目合作提供了健康的环境。

仅限国内转让

该产品可应用多个方面和领域，军事上红外隐身方面如下： 1.目标物红外隐身 将本专利产品填充于覆盖物夹层中，然后将其覆盖在目标物高温部位，如汽车的发动机部位，尾气口周围等，可实现机车红外隐身。 2.红外隐身涂料 本专利产品与其它涂料混合制成红外隐身涂料，将其涂敷于目标物表面可实现红外隐身。 3.红外隐身衣 将本专利产品填充于隐身衣夹层中。 该专利产品除可以实现红外隐身外，还可以为目标物提供良好的温度环境，如红外隐身衣，除提供红外隐身功能外，基于相变材料的蓄热（冷）特点和双向温度开关效应，通过相变温度的选择，为人体提供适宜的温度，可避寒，可防酷暑。 民用方面： 1.开发孕妇服 将本专利产品植于孕妇服的腹部部位。由于该材料对电磁波有波能转化为热能的特点，可有效防止电磁波对胎儿带来的伤害。 2.开发防辐射服 将本专利产品植于防辐射服夹层中。由于各种射线也是一种波场，可利用该专利产品的“波—热”转化功能实现辐射线的吸收。 中国为军事强国，基于军方市场该专利产品的转化，其目标利润在1亿元。再加上相应的民用周边产品开发，目标利润在1.2亿元。 产品研发投入小，研究周期短。欢迎具有军方资源的企业合作，共同打造中国的军事强国，为现代战争军事制导武器下的目标物提供红外隐身。

北京市科技成果转化平台建设（高校院所技术转移能力建设）

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

物体红外辐射普遍存在，根据目标与背景红外线辐射的差异性，热红外探测在现代军事侦察中发挥着越来越重要的作用，严重威胁到某些军事目标的生存能力。热红外隐身材料可使目标和背景间的红外辐射强度差值降低到热红外探测器识别不出的程度，从而达到隐身的目的。 本专利范例是以硬脂酸和葵酸为复合芯材，以碳酸钙为壁材，通过原位聚合法和共掺杂纳米铁粉于壁材中，合成了核壳结构的相变红外隐身复合微胶囊粉体材料。其主要性能参数如下，相变焓 130 J/g，相变温度在 20—55°C 区间可调，热传导系数介于 0.34 W/(m K)—2.60 W/(m K)，红外发射率介于 0.39 — 0.86。 该专利产品可以开发红外隐身衣，发动机红外隐身覆盖布，红外隐身涂料。民用方面，还可以开发孕妇服，防辐射服等。市场前景广阔，利润空间大。 产品生产，加工和应用时绿色环保，无三废排放。 目前，红外隐身商业化产品主要是蒙皮，由于其为生物材料，在强冷和强热环境下其服役寿命一般为1—2年；而本项目产品热循环寿命不少于10年，这也是本专利产品的优势之一，很大程度上降低了经济成本。此外，由于二者的工作原理不同，蒙皮主要是利用其良好的绝热性能，延迟了目标物表面热量的扩散，从而实现红外隐身；而本研究的相变微胶囊是利用其较大的相变焓，为目标产物表面释放的热量提供较大的热量存储空间，且可根据实际情况设计热量存储空间的大小，为红外隐身提供了更长的隐身时间选择。