南京大学重点推介科技成果项目汇编

重金属废水处理技术

   针对电镀、电子、印刷线路板（PCB）等行业生产废水排放的提标升级，本项目在国家环保部、江苏省科技厅等单位的支持下，成功开发出以纳米复合树脂强化吸附为核心、耦合化学沉淀等常规处理单元的重金属废水深度处理与回用集成技术（专利号ZL 200710191355.3）。工程应用结果表明，该类废水经处理后可满足《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/T1072-2007）和电镀行业废水排放新标准（GB 21900-2008），深度处理成本<0.56元/m3（废水）。

城市生活垃圾渗滤液处理的关键技术及装备

   本项目已开发出两级反硝化、两级硝化和膜分离的组合工艺（即衍生型膜生化反应器），并在多项垃圾渗滤液处理工程中得到应用； 开发出以树脂吸附为核心的浓缩液处理集成工艺，处理后浓缩液体积降低10倍，并建成一套工业化处理装置； 申请国家发明专利4项。

   已筛选出适合高浓度DOM吸附的树脂吸附剂，其对垃圾渗滤液膜滤浓缩液中DOM具有较好的去除效果，同时具有较高的吸附容量和较好的再生性能，扩大了树脂的应用范围，为树脂吸附剂在DOM处理中的应用提供了科学依据； 针对垃圾渗滤液膜滤浓缩液的治理，开发出一种经济有效的处理工艺，由此可以完善垃圾渗滤液生化+膜技术处理工艺，对国际国内城市生活垃圾渗滤液的处理有极大的促进作用。

高效污水生物处理集成综合技术

    适用范围

工业园区污水、工业废水处理(轻工、发酵、食品、化工、印染、医药、日化等行业)

生活污水处理(生活、洗浴、餐饮等)其它(含有机污染物废水)

   技术原理

厌氧和好氧联合技术是处理有机废水的首选技术，本项技术采用高效厌氧反应器(UASB、EGSB、HAF、HUSB)与复合好氧反应器(CASB、HAS)进行串联组合，辅助以厌氧和好氧衔接过渡生物反应器，实现了该项技术高效、低耗、污染降解彻底和完善的除磷脱氮功能，充分展现了其可持续发展特征。

   技术关键

高效厌氧和好氧反应器的优化设计、启动和稳定运行控制；

高活性无载体颗粒污泥（厌氧污泥、好氧污泥）的快速培养技术；

性能优良的厌氧和好氧的高效过渡反应器的优化设计和控制技术；

快速的污泥活性及状态的监控技术；

完善的工艺过程动态自动化控制技术及系统。

有毒有机化工废水的处理和资源化

   有毒有机化工废水主要指染料、农药、医药等精细化工行业排放的废水，一般污染物浓度高、毒性大、难以生物降解。本项目针对废水中污染物的不同性质开发成功系列具有不同孔结构和表面物化性质的树脂吸附剂，同时采用树脂吸附法去除废水中的污染物并对其中的有用物质进行分离回收，实现了废水治理与污染物资源化的有机结合。

   该技术可以对苯酚、对硝基酚、2,3-酸、2-萘酚、氯化苯、DSD酸、苯乙酸、富马酸、1，2，4-酸、苯肼、邻苯二胺、邻(对)甲苯胺和间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠等生产废水进行有效治理。目前已在10省、市建成40余套工业化装置，年处理精细化工废水300多万吨，相应回收化工原料4万多吨，直接经济价值超亿元。

微污染水源安全饮用水处理技术

   目前已开发出包括生物和物化预处理、常规及其强化工艺、深度处理工艺和管网二次污染控制技术在内的微污染水源安全饮用水处理成套技术，可根据不同水源水质、对饮用水质的要求以及当地经济发展水平进行组合，形成有针对性的工艺流程，使出厂水达到并优于国家有关标准，该成果已通过省级科技成果鉴定，并申请专利两项。

应用范围:

富营养化水源饮用水处理

微量有机物污染水源饮用水处理

高NH4+-N水源饮用水处理

优质饮用水处理或小区直饮水处理

其它微污染水源安全饮用水处理

甲醛废水治理及资源化

   甲醛是一种重要的化工原料，在化工﹑制药等化学合成及其他工业领域，尤其是在农药及其中间体合成领域有着举足轻重的作用。由于甲醛只有在水溶液中才具有高的反应性，因此在多种农药的生产过程中不可避免地会产生含甲醛的农药废水。这些废水由于甲醛的存在，而变得难以用传统的生化法来处理，这是因为废水中的甲醛会杀死微生物。含甲醛的农药废水量大，直接排放不仅不符合环保要求，而且造成甲醛资源的浪费。    

本项目采用专用的金属膜片作为甲醛废水的分离媒介，通过特种剥离和浓缩塔器精制方法将废水中的甲醛回收成为含量30%以上的甲醛溶液回用，剩余废水中仅含微量甲醛，达到资源循环利用和废水处理的双重目的，具有极高的社会效益和经济效益。

用于治理机动车尾气的金属蜂窝载体催化剂

   通过技术攻关研发出一种在金属箔片蜂窝载体上制备尾气催化剂的方法，(专利号：ZL2004100411787)该催化剂以活性氧化铝为涂层，负载了多种活性组分和微量贵金属，具有起燃快速，催化活性高，对发动机排气阻力小等诸多优点。

催化剂的起燃温度在200℃-250℃之间，CO净化率大于99%，HC净化率大于90％，NOx净化率大于85％，生产设备和投产原材料可全部实现国产化，生产工艺过程环节少，并能有效控制所需要的生产和产品质量管理人员数量。

该技术可直接工业化生产，能快速形成规模产业，也可用于工业废气治理、油烟废气净化等方面，具有广阔的市场前景。

氮氧化物（NOx）废气治理及其资源化

    NOx废气的治理是一个国际性难题。其难度不在于它的化学反应机理和工艺过程原理的复杂，而在于是否能找到一条经济、高效的适合于大规模工业化治理的工艺路线。

根据NOx废气的化学特性，对它的治理主要采用干法催化转化和湿法吸收两种方法。前者一般需要价格高昂的催化剂，且需要经常更换，故运行成本较高，难以实现大规模生产。后者一般又分两种工艺：碱吸收和水吸收。碱吸收将产生盐类废物，易造成二次污染，同时也需要连续不断向系统补充碱液，造成资源浪费和运行成本上升。

本项目采用空气－水氧化吸收法，是一种典型的绿色工艺路线，该工艺路线不仅采用的绿色原料，同时可以实现处理后“零排放”，而且可以将NOx制成60％左右的硝酸产品，实现资源的循环利用。

分布式工程监测系统方案及产品

    适用于各类工程检测与监测的新型应变、应力、位移和温度等分布式光纤传感器件和采集终端，开发和集成应用于各类工程的分布式光纤监测系统，提供从监测系统的设计、安装到应用以及后期数据分析、处理和评价等工程技术服务，并参与相关技术标准的制定。到目前为止，已申请国家发明专利4项，先后承担了南京市鼓楼隧道、玄武湖隧道，昆明白泥井隧道，粤赣高速公路边坡等多项重大工程质量的监测和健康诊断，广泛应用于隧道、桩基础、锚杆（索）、桥梁、地铁、铁路、高速公路、滑坡、深基坑、钢及混凝土结构、堤防、油气管线、大型储罐等工程设施和结构的智能监测、健康诊断、灾害预警和安全评估等方面，取得了显著的社会、经济和工程效益。

大尺度快速线结构激光扫描三维形貌测量技术

    本项目提出一种可进行大尺度主动式的基于线结构激光的非接触多视点三维轮廓的快速测量方法。利用线结构激光对被测物体进行照射，通过数字图像传感器进行采集，数字处理器处理，生成三维尺寸数据用以进行三维模型建模。本项目的成功研究可以实现在数十米的范围内进行快速三维形貌测量。主要研究内容为基于图像无人工标志物的匹配实现测量平台稳定性的实时校正，该技术的实现将大大提高线结构激光的测量尺度范围和对复杂物体表面的测量精度。

基于污水处理厂提标升级改造的生物强化技术开发

    水处理厂提标排放是有效缓解水环境危机的有效途径之一，是国家或地方实施减排战略的重要举措。随着日益严格的环境新标准的出台和日益复杂化的污水水质，中国将在“十一五”期间投资3000亿元以推进城市污水处理和利用，中国污水处理行业由此迎来高速发展期，污水处理提标和新建高标准的污水处理设施成为近5-10年我国控制和发展的重点。生物强化技术是指在生物处理系统中，通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，达到提高废水处理效果的手段和方法。生物增强作用比一般的废水处理方法更能提高系统对BOD5、COD、TOC或某种特定难降解物的去除效果。以生物强化技术为核心的、经济上可行、技术上适应现有污水处理设施状况的污水提标升级改造成套技术，对实现区域的减排目标起到重要的支撑作用。

垃圾填埋气发电及资源化综合利用成套装置

    通过技术攻关研发出垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其结构简单，灵活方便，可通过模块组合，组成直接发电的成套装置或组成垃圾填埋气热能利用成套装置。(专利号：ZL200310112728.5)

该装置可满足不同规模的垃圾填埋场中填埋气的资源化利用需求，在垃圾填埋气资源化利用工程中，只需要一次性投入建设成本，工程运行中无需过多维护和管理费用，工程建成并运行2-3年后就能收回成本。该装置已在南京、上海、常州、泰州、宁波等地垃圾填埋场得到应用。

光催化陶瓷净化技术和设备

   光催化陶瓷是将二氧化钛光催化剂负载于炻器（一类特种陶瓷）表面，在紫外线作用下产生氧化能力很强的羟基自由基，从而有效地降解各类有机污染物和杀灭细菌。该技术已由南京大学和江苏高淳陶瓷股份有限公司开发成水和空气净化器。运转表明：水处理设备可以有效地处理染料、农药、军工和制药等行业的废水，实现中水的生产回用；自来水经处理后能达到国家纯净水标准；空气处理设备可以有效地杀灭细菌以及去除甲醛、甲苯和易挥发性有机物等。

极深紫外光源与纳米器件制造

徐永兵课题组于2014年启动了国家重大仪器研究计划（飞秒级时间分辨并自旋分辨电子能谱探测系统，项目编号61427812）。此项目就是旨在建立国内第一套极深紫外的光源系统。目前已经成功地在实验室中，实现了波长为120~24 nm左右的脉冲光源，脉冲重复频率为1kHz，单个脉冲为30fs。单个光子能量最大到50 eV左右，亮度为1 ´ 1011光子/s。从光通量上看，已经在世界上的同类光源中做到了第一，比第二的英国卢瑟福实验室的XUV光源还高出一个数量级。课题组已经成功申请了多项发明技术专利。

实验室中，正在进行第二代的XUV光源开发。计划将脉冲光源的重复频率提高到10 kHz。重复频率提高10倍，理论上可以提高XUV光源的亮度10倍。利用XUV光源的实验将可以大幅度缩短数据采集时间，使得普通的实验室，可以真正获得了相当于同步辐射光源的测量速度。

这种实验室内的桌面上的极深紫外光源可以部分取代同步辐射的功能，在众多的科研院所有广泛的需求。大型的、高亮度的极深紫外光源，也可以用于开发先进的紫外光刻光源。高能光子对于科研领域有重要的意义，在物理、材料、生物等领域有广泛的需求。

高端生长设备与新型微纳电子材料

新型微纳电子材料的不断涌现，尤其是最近几年二维材料（石墨烯、二硫化钼、拓扑绝缘体等）的出现，对生长设备提出了更高的要求。在科研生产领域，以分子束外延系统为代表的高端生长设备，长期被欧美进口设备所垄断。目前，国内的真空设备厂家的技术加工的硬件水平已经达标，所欠缺的就是一个整体系统设计。徐永兵课题组的青年千人何亮教授在超高真空薄膜生长领域，具有超过十五年的研究工作经验。熟悉物理薄膜沉积的各种技术，尤其是分子束外延技术，已获得发明专利5项。2014年回国以后，我们团队已经在南京大学自主设计，并制造了一套分子束外延系统（英国代工），一套超高真空互联系统（中国制造），一套脉冲激光沉积系统（中国制造）。目前已正常运行，达到设计指标，完全媲美了欧美的同类产品。我们计划，瞄准科研领域，具有广泛需求的紧凑型分子束外延生长系统，超高真空磁控溅射系统，脉冲激光沉积系统等市场，大力推进国内的高端生长设备。

磁存储芯片与自旋技术

自旋芯片具有存储数据非易失性、寿命长、低功耗、抗辐射等诸多优点，在工业自动化、嵌入式计算、网络和数据存储、汽车和航空航天等重要的民生、国防领域具有巨大的应用价值。2010年美国国家自然科学基金会提出“自旋电子科学的发展及应用将预示着第四次工业革命的到来”。自旋电子学的发展与应用，强烈预示着未来以调控自旋为基础的新时代将取代调控电荷的时代，未来将引发数据存储与处理技术的革命。

徐永兵教授和何亮教授在磁存储芯片的研究领域有非常突出的贡献，处于国际国内研究的前沿领域。目前在承担着和磁存储芯片相关的多项国家研究计划，包括：973国家重大科学研究计划（徐永兵教授，首席科学家）；国家重大科学研究计划（何亮教授，课题负责人）；国家自然科学基金面上项目（徐永兵、何亮）等等。

关于MRAM的研制，我们目标是在实验室内制造出SOT-MRAM的原型器件，证明其工作原理，与低能耗。同时开发大规模制造的工艺。

色散控制模块和波长阻隔器

本发明成果提供一种色散控制模块和包含上述色散控制模块的波长阻隔器，可以便多种波长的光在空间上线性分布。所述色散控制模块，包括色散棱镜和反射光栅，含多波长成分的平行光经色散棱镜入射到反射光栅表面产生一级衍射，衍射光再一次透过色散棱镜，使得不同波长的衍射光在空间上线性分布。所述波长阻隔器，包含上述色散控制模块，还包括微型准直器、准直镜、波长阻隔模块，微型准直器位于准直镜的焦平面上，含多波长成分的入射光经微型准直器准直后经准直镜整合成平行光，经色散控制模块，使得不同波长的衍射光在空间上线性分布，然后经准直镜进入波长阻隔模块，进行处理。本发明色散的线性度表现非常优异，给其他光学器件的设计和制作带来了便利。

创新要点：

(1)、与常用的波长阻隔器相比，本发明中波长阻隔器在色散控制方面有比较独特的设计。通过两个具有非线性色散的光学元件(反射光栅和色散棱镜)的巧妙结合，本发明中色散的线性度表现非常优异，这也给其他光学器件的设计和制作带来了便利，有助于降低成本。

(2) 、本发明中的波长阻隔器，应用了液晶的光电特性，实现了用电来控制光。在此基础上，可以实现对光路的远程控制，这一点在系统层面上有比较好的应用。同时，只需要很小的电压就能驱动液晶，有效降低了能耗。

(3) 、本发明中的设置，结构相对简单，元件来源广泛、便宜，在科研和生活中应用广泛，具有广阔的前景。

技术指标：

波长阻隔器的对比度基本在40dB 以上

波长阻隔器在3dB 的通道带宽约为73.8GH，在30dB 的阻带带宽约为6 1. OGHz，，对波长的偏移有较好的容忍度。

各个通道的偏振相关损耗(PDL)分别小于0.4dB 、0.7dB和1. 1dB ，本发明中波长阻隔器的偏振相关损耗(PDL)基本达到使用标准。

各个通道的回波损耗(RL)大于60dB ，本发明中波长阻隔器的回波损耗(RL)完全能满足市场的要求。

太赫兹液晶材料与波片

本发明提供一种在太赫兹频段具有大双折射的液晶泪晶材料，该液晶材料具有目前THz 频段内最大的双折射率，兼具宽温液晶相(-15~1500 C) 和低粘度的特点，能够实现低工作电压、快速响应、紧凑型THz 调制器件的制备。

我们还公开了宽频可调的太赫兹波片器件，包括二片石英基板，石英基板内侧均设置有金属线栅，且两侧金属线栅相互平行，二片石英基板通过框胶结合构成液晶盒，液晶盒包括光控取向层和液晶材料;液晶为电控大双折射率液晶材料;液晶盒的光控取向层和液晶材料通过光控取向的方式实现液晶的平行取向，且光控取向层取向方向与金属线栅方向成45°，使该液晶盒在太赫兹频段均达到可调四分之一或半波片。本发明具有宽频段、自偏振、透过率高、调制量大、响应快速等特性;另外，制备成本低、效率高、可批量生产，应用前景十分广阔。

本发明成果还公开了一种基于多孔石墨烯透明电极的宽带可调液晶太赫兹波片。在入射面的基板内侧设置有亚波长金属线栅，出射面的基板内侧设置有多孔石墨烯，两片熔融石英基板通过框胶结合构成液晶盒；液晶盒中的金属线栅与多孔石墨烯之间夹设有两层光控取向层，两层光控取向层中间夹设有液晶材料，液晶材料为太赫兹电控大双折射率液晶材料；液晶盒通过光控取向的方式实现液晶的平行取向，且取向方向与金属线栅方向成45°。本发明利用液晶的电控双折射特性，通过电压调节寻常光与非常光的相位延迟来实现对应不同频率的特定波片，具有超宽频段、自偏振、透过率高、调制量大、响应快速等特性，能在蓬勃发展的太赫兹领域发挥广泛应用。

创新要点：

1.一种在太赫兹频段具有大双折射的液晶泪晶材料，由70-85%的具有氟代二苯乙炔苯骨架结构的系列衍生物R1-PPT(2，6-F)P-R2 作为a 组分、10-15% 的具有氟代二苯吡啶骨架结构的系列衍生物R1-P'(3-F)PP-F 作为b 组分、2 -10%的具有二苯乙炔骨架结构的系列衍生物R1-PTP-R2 作为c组分、2-10% 的具有氟代二苯乙炔骨架结构的系列衍生物R1-PT(2，6-F)P-R2作为d 组分按总量100% 熔融混合形成的液晶混晶

2.金属线栅作为对特定偏振波透明的电极

3.采用无接触的光取向技术

4.利用多孔石墨烯作为透明电极，能够保证太赫兹在超宽的频带范围内都具有超过97%的高透过率

5.双层叠盒以获取更大位相延迟

快速响应型液晶光学器件

本发明成果包括一种快速响应的光开关，采用两基板同为周期交替且相邻区域取向方向相互垂直的水平取向液晶盒:液晶盒盒厚为5±2μm，两个相邻取向的宽度之比为1:1；包括上下二片ITO 玻璃基片及涂覆的光敏取向剂，并经过线偏振紫外或蓝光片对ITO 玻璃基片上光敏取向剂进行曝光，赋予两基片预设的取向方向；灌入双频液晶，制成一个可调节的液晶光栅，实现光开关功能，具有低电压、低能耗、高开关比、快速开关响应、偏振无依赖等特性。制备成本低、效率高、适于批量生产，器件的稳定性和重复性都满足实用要求，在光通信、光纤传感、集成光学等领域都能发挥广泛应用。

本发明成果还提供一种可调光衰减器，包括:可调光源、光纤环行器、光纤准直器、双折射晶体、蓝相液晶盒、反射棱镜和光强度计。其中，可调光源发出的激光经过光纤环形器和光纤准直器，再通过双折射晶体变成两束偏振方向相互垂直的偏振光，然后通过蓝相液晶盒，经过反射棱镜反射，最终沿回路至光强度计，基于蓝相液晶盒上施加电压与透过光强的对映匹配关系，来控制光衰减量。本发明利用蓝相液晶盒，使衰减器的响应时间达到微秒量级，较向列相液晶快了两个数量级以上，提高了对比度和调制量:且工作波段范围宽、低电压、低能耗，制备方案简便高效、廉价、可批量生产，光衰减器性能稳定，满足光通信、光纤传感、集成光学等领域的实用要求。

创新要点：1.快速响应光开关：

1)液晶光控取向技术，实现了相互正交取向的位相光栅，确保了光开关的偏振无依赖性；

2)利用双频液晶，实现了低于15 V 的工作电压下的可控快速开关，开关时间均达到亚毫秒量级，较普通向列相液晶快了两个数量级;

3)平行取向电控光开关和混合取向电控光开关；

4)制各方案简便、高效、廉价、可批量生产，光开关对比度高、性能稳定，各项指标达到光通信、光纤传感、集成光学等领域的实用要求。

2.可调光衰减器：

1)利用蓝相液晶，器件的响应时间达到微秒量级，较向列相液晶快了两个数量级以上；

2)无需取向层，无残余位相，提高了对比度和调制量；

3)工作波段范围宽、低电压、低能耗，制备方案简便高效、廉价、可批量生产，光衰减器性能稳定，各项指标满足光通信、光纤传感、集成光学等领域的实用要求。

新型能源环境材料--微孔配位聚合物

   储氢技术是氢能源开发应用的关键环节。南京大学项目课题组已有经验基础上，系统研究微孔配位聚合物的形成方法，规律，结构和作为氢等战略分子的储存性能。同时对性孔配位聚合物的结构和储存性能之间的构效关系进行有益的探索。这一问题的解决不仅能探索微孔配位聚合物的微观结构和吸附性能的特定关系，而且有利于不断推进结构的设计和性能的提高。我校在高对称配体的微孔配位聚合物设计合成方面已取得国内外较为认可的进展，同时也与国内外相关科研机构建立了良好的合作关系。

新型非极化LED材料和器件

   南京大学通过国家“863”计划支持，开发了新型非极性LED材料生长和器件制作技术。用MOCVD方法在γ-LiAlO2衬底上生长M面GaN和非极化GaN/InGaN量子阱材料。由非极化GaN/InGaN量子阱材料的室温光致发光谱可以观察到GaN/InGaN/GaN用MOCVD方法在γ-LiAlO2衬底上制备非极化GaN/InGaN LED结构材料和LED管芯，分别实现非极化GaN/InGaN LED结构材料和LED管芯的蓝色、绿色电致发光，LED结构材料的室温波长分别为363nm（FWHM：20nm）、414nm（FWHM：68nm）、519nm（FWHM：70nm）的发光峰，LED管芯的室温电致发光谱显示波长为522nm （正向偏压：10 V，电流：70 mA）的发光峰。

非极性绿光LED

LED芯片平面俯视照片(所示管芯尺寸为400um×400um)

Cu纳米材料及无酶葡萄糖传感器

   葡萄糖检测在临床诊断、生物技术和食品工业中非常重要，常用的方法是利用葡萄糖氧化酶来催化葡萄糖氧化成为葡萄糖酸内酯，通过测量电流变化来测定葡萄糖。然而，由于酶的活性很容易受到温度、湿度和pH值的影响，所以，无酶葡萄糖传感器（一种长期稳定的葡萄糖传感器）的研制是十分重要的。我们提出一种简单绿色的方法合成了片状铜纳米结构，采用这种材料修饰的惰性电极对葡萄糖氧化具有良好的响应，对葡萄糖浓度的变化显示了很好的响应线性关系、高的灵敏度和选择性，这使得这种拼图结构Cu纳米晶修饰的惰性电极可以作为葡萄糖传感器用于实际的葡萄糖检测。本项目已申请专利。

铜片状拼图结构的SEM图片

葡萄糖浓度从0～75 μM连续增加时铜拼图结构修饰的电极的电流响应信号变化

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料

    该技术通过对无机矿物蒙脱土的有机化处理，解决了纳米粒子易团聚的问题，使蒙脱土粒子纳米级分散在尼龙6基材中，获得了高稳定、高性能的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料。

    该材料具有优异的力学性能和耐热性，拉伸强度85～100MPa，弯曲模量3000～4500MPa，冲击强度120～200J/m，热变形温度(1.82MPa)120～150℃，密度1.15～1.18g/m3。在电器及电动工具的外壳、汽车零部件、体育用品制造等领域有很好的应用前景。

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的TEM照片(50000倍)

纳米复合稀土永磁材料

    永磁材料是一类重要的功能材料。己被广泛用于全球的支柱产业和其他高新技术产业中，如计算机工业、汽车工业、通讯信息产业、医疗工业、交通工业、音像工业、办公自动化与家电工业等。稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍，它促进了永磁器件向高性能、小型化发展。

    我校开发的低成本高性能纳米复合NdFeB粘结永磁体，Nd含量少，原料成本低；合金成分范围宽，便于获得多种性能特点的材料，以满足不同的需要，实现产品的多样化。我校对纳米复合NdFeB磁体的交换耦合机制以及提高材料性能的工艺路线等进行了大量研究，（专利号：ZL200510123111.2)。

GaN基材料及紫外探测器

    GaN基紫外探测器比传统Si探测器有突出的优点：(1)探测灵敏度高，(2)光谱响应分布好，特别适合可见光盲和太阳盲区的紫外辐射探测，不需要加昂贵的滤波器，(3)可通过加Al元素调整光谱响应范围，长波限可在蓝光至紫外范围内调节，(4)体积小，重量轻，(5)耐高温，耐腐蚀，抗辐照，(6)规模化生产成本将比传统紫外探测器大幅降低。国外公司已有商品GaN基紫外探测器，但价格昂贵。目前国内水平都是实验室样品，尚未见转化成产品的探测器和探测器系统整机。南京大学物理系通过国家自然科学基金以及国家“863”计划等项目支持已经开发研究的MSM和PIN型GaN基紫外光电探测器可用于紫外光功率计中代替传统的Si紫外探测器，可以减小体积，减轻重量，无需昂贵的滤波器，成本约为Si紫外探测器的十分之一至几百分之一。

相关技术已经申请专利(专利和专利申请号：ZL02112696.X，200410065181.2，200610086105.9，200610088286.9)

紫外探测器芯片紫外探测器试验器件

GaN肖特基功率二极管的漏电流抑制技术研究

   以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体材料具有大禁带宽度、强击穿电场、高电子饱和漂移速度和良好化学稳定性等一系列材料性能优势，是研制新型功率半导体器件的热门材料。SiC肖特基功率二极管在美国已经实现产业化，但受到SiC衬底技术垄断等因素的限制，SiC肖特基功率二极管的价格非常昂贵，无法实现大范围推广。相比之下，GaN技术没有材料来源上的限制；而且，由于GaN材料普遍被生长在便宜的蓝宝石衬底上，高性能GaN功率器件有望实现低成本制备，利于向广阔的民用市场推广。基于以上原因，GaN基功率器件是当今世界范围内的研究和开发热点。

江苏省光电信息功能材料重点实验室近年来集中开展了GaN肖特基功率二极管的研制，并已取得了阶段性的进展；实现了具有低漏电流的小功率GaN肖特基二极管，目前正在推进GaN肖特基功率二极管的实用化进程。

超大规模集成电路用超低介电薄膜

   随着集成电路特征尺寸的逐渐减小，超低介电常数绝缘介质材料可应用于大规模集成电路、在CPU生成中替代传统SiO2以及其他现有低介电薄膜，可十分有效地减少发热和延迟。

我校研究人员已获得低于2.0的超低介电常数的纳米孔氧化硅薄膜材料，优点显著：1、介电常数低与2.0；2、薄膜中的纳米微孔分布均匀；3、薄膜中的微孔大小尺寸可调；4、薄膜的刚性、柔性可调控；5、薄膜电学性质稳定；6、与硅片的粘附性好。国内处于领先位置，和国外报道的相近，有较好的发展前景。（专利号：ZL200410044831.5，ZL200510037695.1)。

环氧沥青

    环氧沥青是环氧树脂和沥青及固化剂按一定比例混合的多相聚合物，具有强度高、耐车辙、疲劳性能好等特点，是钢桥桥面、高等级路面、超重交通路面等路面铺装的最好材料。目前国内环氧沥青铺装材料都是从美国进口的，价格在每吨六万元人民币以上，是普通沥青价格的十到二十倍。

    南京大学经过多年的研究，确定了沥青与环氧树脂及其固化剂、相容剂、促进剂、稀释剂、增强剂等的种类和含量，提高了沥青和环氧树脂之间的相容性，提高了环氧沥青材料的力学性能，增加了环氧树脂中沥青的填充量，降低了材料的成本。抗拉强度和断裂伸长率超过了国家规定的技术指标，达到了国外同类产品的技术指标。

高透光率光伏玻璃用纳米薄膜制备和性能研究

   在高透光率光伏玻璃用薄膜的制备上，目前主流的制备技术缺点是易吸水、易擦伤。我校采用改进技术在低铁超白玻璃表面制备高透光率(透光率≥96％)光伏玻璃用纳米薄膜，克服传统技术缺点，从而增加太阳能电池用玻璃太阳光的透过率，因而提高太阳能电池的光电转化效率，发展具有自主知识产权的高透光率光伏玻璃用纳米薄膜制备技术。目前通过前期的研究，已经在实验室成功制备出高透光率(透光率≥96％)的光伏玻璃用纳米薄膜。

低铁超白玻璃和通过改进Sol-Gel技术制备薄膜光伏玻璃的透射谱图

高活性金属镍催化剂

   我校通过使用最新的介孔载体材料，制备了担载型金属镍催化剂，其特点如下：（1）有利于金属镍在载体表面的分散，（2）有利于反应物分子的扩散，（3）具有很高的金属镍活性表面，（4）由于催化剂具有很高的活性表面积，因而具有很高的催化活性，（5）提高反应的活性及选择性，（6）催化剂可以成型，即它们既可以是粉末态，用于液相加氢反应，亦可以成型，用于固定床反应器。该催化剂系列已达国际领先水平。使用本系列催化剂将能够在更加缓和的条件下进行加氢反应，提高生产能力，提高产物的选择性，有利于降低能耗，减少环境污染，降低生产成本，获得更好的经济效益。

粉末催化剂

成型催化剂

高耐温增强聚氨酯材料

   聚氨酯材料本身所具有的耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性能好，粘接力强等特点，使其广泛应用于工业、建筑业、家电、航天、声学、生物医学等领域，高性能聚氨酯材料的研究也成为聚氨酯材料发展的关键方向。南京大学一直从事功能聚氨酯材料研究，目前研发了一系列含有笼型结构（POSS）的有机硅高支化聚氨酯材料,相关技术已获国家发明专利授权。这类具有特殊笼型结构的的聚氨酯材料在力学强度上比原有聚氨酯材料大大提高的同时还保持了很好的伸长率。并且，该材料还具有优异的耐温性能和阻燃性能。同时，我课题组可按照需求控制材料固化温度，可中温固化，也可以室温固化，也可以制成乳液并可以在材料中添加活性助剂使材料具有抗菌防霉性能。

技术指标：机械性能：断裂强度大于30MPa时伸长率大于300%；断裂强度大于20MPa时伸长率大于800%。使用温度区间：-30℃至+200℃。分解温度大于300℃，400℃残碳率大于50%。

具有NTC和CTR特性的电缆料

   NTC负温度电阻效应，CTR临界电阻温度特性，是指相关样品的电阻率随着温度变化的情况。两种电缆料主要用作火灾预警用线性感温电缆。将具有这样特性的电缆敷设在需要不间断监控温度变化的场合，如高楼电缆井、大型储罐、长途输油管线等，如果这些设备或地点的某个点出现温度过度升高的现象，则电缆料的电阻率会发生明显变化，从而使得两根平行电缆之间的电容发生改变，给出一个信号，通过检测器检测该信号并变换运算，可以判断出现温度过度升高的地点并报警，从而实现远距离、不间断的火灾预警。南京大学已经成功获得NTC特性的基于PVC材料的电缆料。CTR特性的电缆料已经完成了实验室规模的测试，结果良好，目前正在进行放大试验中。