功能薄膜材料的案例
楊曉明：打破國外專利封鎖 開辟薄膜復合材料新天地
目前，浙江歐仁新材料公司生產的功能性薄膜復合材料包括吸波屏蔽材料、鋰電子封裝材料、顯示屏材料、石墨散熱膜等，已用于消費電子領域，客戶包括蘋果、華為、三星等。"這些材料在國際上都處于技術領先的位置。"楊曉明表示。
為了能夠讓公司的產品滿足更多用戶的需求，讓"中國創造"更加深入人心，楊曉明和他的團隊正緊鑼密鼓地擴大生產。目前，公司已經建成擁有超過2.2萬平方米的高凈化無塵車間及 6條多功能復合精密涂布生產線，可以滿足不同用戶的需求。
除了在消費電子領域有所收獲外，在大飛機領域，楊曉明團隊研發的功能性薄膜復合材料也打破了國外企業的壟斷。
"在大飛機上，我們研發的功能性薄膜復合材料采用高分子結構與性能設計、超聲/磁控聚合改性等高精尖技術，擁有隔音、隔熱、絕緣、阻燃等多種性能，可以滿足各種惡劣條件下的測驗。"楊曉明說，公司已與中航國際建立了長期合作關系，未來希望能夠與國外企業一決高下。
展望未來，楊曉明希望借此次大賽為契機，讓更多人關注歐仁公司的產品和技術，讓更多國外的企業主動來找他談合作，讓"中國創造"響徹世界。（戈清平）
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展開 同濟大學閆冰教授課題組AFM：稀土功能化氫鍵有機框架基水凝膠薄膜材料應用研究取得重要進展
近日，同濟大學化學科學與工程學院閆冰教授課題組以氫鍵有機框架材料為功能化對象，制備了一種銪離子功能化的氫鍵有機框架水凝膠薄膜，該薄膜具有長達1.99秒的長余輝，可用于兩種喹諾酮（氧氟沙星和氟甲喹）的熒光檢測，并且可以通過利用對兩種喹諾酮獨特的熒光響應實現信息的加密、解密和解碼。相關研究成果在線發表于國際知名期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials ）(IF = 16.836) (DOI: 10.1002/adfm.202103321)。
智能可以被定義為感知、存儲、分析和響應周圍環境或信息的一種能力。由于其智能光學應用，如熒光傳感、防偽、生物成像、熒光標簽、光電設備和微芯片等，智能發光材料已經成為了材料科學中的一個研究熱點。對于智能發光材料來說，熒光響應是賦予發光材料智能的關鍵因素，常常表現為通過熒光增強、猝滅以及發射峰的移動來輸出信號。而熒光傳感和化學防偽技術均可利用熒光響應來實現。可發光的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜作為智能發光材料，不僅制備簡單、攜帶方便，而且可以提高防偽技術的安全等級。因此，制備雙發射的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜在應用前景上顯示出了巨大的優勢。
同濟大學化學科學與工程學院閆冰教授課題組在多年開展金屬有機框架功能化組裝稀土光功能雜化材料研究的基礎上，逐漸拓展至非金屬的有機框架晶態基元雜化材料的構筑及功能化。比如，在共價有機框架材料的后合成功能化方面取得了系列進展(J. M. Wang, B. Yan*, et al., Inorg.
展開 中科大朱彥武團隊《先進功能材料》：三維石墨烯/PDMS復合薄膜應變傳感器兼具高靈敏度和廣應變范圍
另一方面，引入三維結構能夠有效改善石墨烯的電機械性能，因為材料的三維骨架結構在承受應力時可在連接處向應力方向發生偏轉，從而均勻分攤材料承受的應力并保持較完整的石墨烯晶格結構，因而電學性能得以保持。采用泡沫鎳作為基底，生長的三維泡沫石墨烯可應用于大范圍可拉伸電子器件領域（Nat. Mater.2011, 10, 424. & Chem. Commun. 2015, 51, 3169.），拉伸范圍最大可至95%，但電阻變化較小，可作為性能優異的彈性導體但無法應用于大范圍應變傳感器領域。對石墨烯應用于應變傳感器領域而言，靈敏度和拉伸范圍都有待進一步提升。
【成果簡介】
近日，中國科學技術大學朱彥武教授（通訊作者）研究組采用多孔銅箔（Porous Copper Foil,PCF）作為基底，利用化學氣相沉積（Chemical VaporDeposition, CVD）生長出一種三維石墨烯膜（Three-DimensionalGraphene Films, 3D-GFs），將其直接轉移到柔性基底聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）上，制備了3D-GFs和PDMS的復合薄膜——3D-GFs/PDMS，該復合薄膜的電阻隨彎曲或拉伸應變的產生和恢復在較大范圍內呈現可逆變化。研究發現，3D-GFs/PDMS的電機械性能與生長溫度緊密相關。
展開 VirtualLab Fusion應用：功能性薄膜
功能膜層的選項窗口提供了三個主要參數，這些參數可能會向窗口引入附加參數：
測量數據的導入
可以根據偏振、入射角和波長指定功能膜層。由于后兩者需要輸入數據點，因此也可以指定插值方法。
VirtualLab Fusion應用：功能性薄膜
主要參數
功能膜層的選項窗口提供了三個主要參數，這些參數可能會向窗口引入附加參數：
Dependent on …：確定表面的反射率和透射率是否應統一定義或取決于偏振、入射角或波長。
Phase Change ?φ：指定與表面相互作用時應向場添加多少相位。如果未選中，則將添加π相位，以從光密度較低的介質過渡到光密度較高的介質。
Absorption：未選中時，反射率和透射率可以彼此獨立定義，否則它們的總和將始終為 1。
Dependent on ….
可以根據偏振、入射角和波長指定功能膜層。由于后兩者需要輸入數據點，因此也可以指定插值方法。
測量數據的導入
在“Set Sampled Data”下，可以選擇或導入與波長和/或角度相關的透射率/反射率數據。使用導入選項時，將自動打開向導以指導用戶完成整個過程。
Phase ChangeΔΦ
功能膜層反射后的場相位
示例：角度決定HR 膜層
示例：HR 膜層的角度掃描
功能膜層的導入數據
文檔信息
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展開 VirtualLab Fusion應用：功能性薄膜
Phase ChangeΔΦ
功能膜層反射后的場相位
示例：角度決定HR 膜層
示例：HR 膜層的角度掃描
功能膜層的導入數據
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Stratified Media Component
光學膜｜住友化學運用AI和轉基因微生物技術制造高功能薄膜
住友化學與一家美國初創公司共同研發了一項技術，使用轉基因微生物生產用于移動終端的高功能薄膜。該技術可望在2021年內應用于主要制造商的移動終端。如果消耗大量能源的化學合成能夠被生物生產所取代，將有助于減少二氧化碳（CO2）的排放。
美國Zymergen和住友化學利用AI和轉基因技術開發的高功能薄膜（照片來源：Zymergen）
根據日媒日本經濟新聞報道，住友化學利用新技術研發的是一種名為Hyaline的薄膜材料。它是一種無色透明樹脂，厚度為幾十微米，可作為智能手機等設備的觸摸面板的薄膜材料。住友化學與位于美國加州的納斯達克上市公司Zymergen共同研發了使用微生物的制造技術。
住友化學公布稱：“Zymergen的數據庫記錄了微生物以糖等物質為食所產生的各種物質數據，通過運用人工智能（AI）和轉基因技術，研發出了Hyaline薄膜材料”。
為了使微生物有效地生產薄膜材料，Zymergen按照人工智能的指令將其進行了基因組編輯操作。如果把這些微生物放在罐子里培養，它們將繼續生產樹脂材料。
與傳統的石油化工生產方式相比，利用微生物生產的新材料更加透明，并具有耐久性和易于導電的優越性。新材料即使在折疊時性能也不會下降，因此適用于可折疊的智能手機等便攜式設備。據Zymergen稱，未來將從石油基生產轉向微生物生產。
Zymergen表示，「使用Hyaline薄膜材料將實現比現有傳統產品更明亮、更清晰、電池壽命更長的顯示器」。2019年4月，住友化學與Zymergen開始了業務合作。
展開 ：利用蜂窩狀薄膜為模板制備仿生分級功能結構
【引言】
自然界中的分級結構，如昆蟲眼睛、蝴蝶翅膀、壁虎腳和荷葉等，能夠實現諸如控制光傳播和表面潤濕性的界面功能。目前，通過熱壓印、電沉積、靜電噴涂和近場光刻等方法已經成功制備了多種仿生結構，但是這些方法過程繁瑣且比較耗時，還要依賴特殊的實驗裝置。蜂窩狀薄膜的出現和發展為快速、簡便地制備仿生分級結構開辟了新的途徑，然而近年來研究焦點主要集中在利用呼吸圖案法制備微孔形貌可控的蜂窩狀薄膜，利用這些有序結構來構建仿生分級結構并用于實際的光學和功能表面應用還鮮有報道。
【成果簡介】
近日，東南大學顧忠澤教授課題組利用呼吸圖案法獲得了一種蜂窩狀薄膜，并將其作為模板實現了仿生分級功能結構的制備。研究還發現，二氧化硅納米粒子能夠在薄膜微孔內進行限域自組裝得到復合薄膜，該復合薄膜具有可控的光學性質。將薄膜模板除去后即可得到二氧化硅納米粒子陣列，該陣列具有疏水表面和可控的潤濕性能。該成果以題為"Fabrication of Bioinspired Hierarchical Functional Structures by Using Honeycomb Films as Templates"發表在材料領域著名期刊Advanced Functional Material上。
【圖文導讀】
圖1 蜂窩狀薄膜的SEM表征
(A) 在連續的潮濕氮氣流條件下制備的蜂窩狀薄膜的SEM圖像；
(B) 蜂窩狀薄膜橫截面的SEM圖像。
展開 材料｜奧來德有機薄膜封裝材料通過和輝量產線測試，已開始交付產品
來源 ：CINNO綜合整理
吉林奧來德有機薄膜封裝材料已經通過和輝量產線測試，獲得首批訂單并且正式交付產品。吉林奧來德成為封裝材料國內首家合格供應商。
有機薄膜封裝材料作為柔性OLED屏體的關鍵物料，其主要作用是與無機薄膜一起使用，起到隔絕水氧的作用，保護有機發光材料不被氧化，保持屏體的長壽命。自柔性屏量產以來，薄膜封裝材料生產技術一直被國外壟斷，并且朝著更薄的方向發展，要求更好的成膜性和打印特性，其敏感的材料特性要求嚴苛的生產環境和品控管理。奧來德公司通過多次實驗和品控把關，攻克層層難關，生產出滿足客戶需求的穩定性產品。
奧來德封裝材料的開發成功并量產供貨，繼蒸發源產品之后再次解決“卡脖子”問題，將會成為奧來德公司的又一重要產品，為國內多條G6柔性產線助力，為國產化替代更進一步。
在有機發光材料方面，奧來德自 2005 年成立以來，一直致力于電致發光材料的研發工作。公司 形成了比較完善的研發機制，建立了穩定的研發團隊，積淀了較為深厚的研發技術經驗。
展開 薄膜/基底復合材料刻劃仿真
1.avi
簡介：
（電鍍材料）在工程中被廣泛應用，但由于制得的薄膜涂層材料和基底材料在力學、熱學以及加工穩定性等方面的差異性，導致了涂層材料的失效機理成為了日益研究的重點方向。對于成型后的薄膜和基底材料，兩者之間的結合力和外力作用下表面涂層的脫落是評價薄膜質量的關鍵指標，是保證薄膜滿足機械、物理和化學等使用性能的基本前提。因此，薄膜材料界面結合性能的表征在實際應用中具有非常重要的意義。
由于影響劃痕實驗結果的參數有很多，就其本質的因素來說，不同的材料體系對結果有著很大的影響，因此對材料的本構關系進行研究是必要的。通過研究發現，可把各種不同的材料組合歸結為以下四種：彈性薄膜/彈性基底，彈性薄膜/韌性基底，韌性薄膜/彈性基底和韌性薄膜/韌性基底。通過選取適當的參數，分別建立了以上四種體系的有限元模型，并對劃痕模型進行了分析，如下使用的是彈性薄膜/彈性基底。
仿真：
通過建立變切深刻劃銀膜有限元模型，對薄膜受到外物的劃檫時產生的應力應變情況以及失效行為進行分析，為了減少網格數量，加快計算速度，模型只建立對稱的一半。其中圓錐壓頭錐尖半徑為50微米，銀膜尺寸為1.5×0.6×0.03（mm），基底尺寸為1.5×0.6×0.1（mm）。對于材料屬性方面，由于銀材料塑性模型尚未獲得，因此使用其他接近材料進行替代。為了實現變切深刻劃目的，將銀膜和基底材料進行傾斜0.6°處理，控制圓錐壓頭水平運動實現劃痕深度的逐漸穩定增加。分析步中使用動態顯示分析，在歷史輸出中進行位移和壓頭受力輸出。對于壓頭和銀膜之間的接觸，本例中使用的是通用接觸，防止壓頭劃穿銀膜對基底產生破壞，也可以使用面面接觸設置，同時把壓頭設置成剛體并設置參考點對于 銀膜和基底之間的關系使用綁定命令連接在一起。接觸屬性中對底面進行固定，對稱面中邊界條件設置對稱約束，壓頭運動以速度形式進行加載。
展開 一種用于熱管理的柔性相變薄膜材料
圖2.材料的XRD結構示意圖。
圖3.相變薄膜材料的防漏實驗。
圖4.相變薄膜的自愈合過程。
圖5.相變膜光學圖片以及材料的TGA/DSC曲線。
圖6.熱管理性能應用示意圖。
END
★ 平臺聲明
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基于comsol進行共振薄膜聲學超材料的模態分析
研究背景：
從聲學超材料出現到薄膜型和薄板型聲學超材料局域共振隔聲機理的廣泛研究，其負等效質量和負等效密度特性打破了傳統吸隔聲材料質量定律的限制，為低頻吸隔聲提供了新途徑。由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關。對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
研究內容：
由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關，對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
圖1.薄膜型結構
圖2.無中心質量塊薄膜型結構的固有模態分析
圖3. 含中心質量塊薄膜型結構的固有模態分析
數值模擬：
分別對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，預應力模態仿真選取的聚酰亞胺薄膜彈性模量為 2.35GPa，泊松比為 0.38，選取的結構鋼質量塊彈性模量為 200GPa，泊松比為 0.30。進行COMSOL 預應力模態仿真時，圓形薄膜結構采用膜單元(Membrane)，薄膜中心質量塊結構進行添加質量處理，除邊界條件的設置外，還需在薄膜表面施加初始面應力 200N/m。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖4.幾何模型的構建
（2）設置物理場
圖5.物理場的設置
（3）模態分析
無附加質量塊張緊圓膜結構和附加圓形質量塊薄膜型結構的前6階固有頻率和模態振型仿真結果如圖。可以看出在comsol中利用膜單元對薄膜型結構的固有模態分析結果與原文中對應的十分準確。
圖6. 復現無中心質量塊薄膜型結構的固有模態
圖7.
展開 一種新型高導熱系數的BN/硅橡膠復合薄膜材料
此外，有限元調制和模型擬合表明，由于焊接材料和BN填料之間的晶格結構相同，原位焊接BN- BN可以有效降低BN- BN的ITR。更重要的是，硅橡膠基體優異的可壓縮性和柔韌性，保證了充分的變形，充分填補空隙，從而減少了熱源與TIM之間的接觸熱阻，在不同壓力下，該復合薄膜的接觸熱阻遠低于商用熱界面材料。該策略為現代電子器件的高性能TIM開辟了一種新穎的高通量制備策略。
研究成果以“Design of Silicon Rubber/BN Film with High Through-plane Thermal Conductivity and Ultra-low Contact Resistance”為題發表于《Chemical Engineering Journal》。
03
圖文導讀
圖1.復合膜的制備以及微觀結構表征。
圖2.材料的XRD結構示意圖。
圖3.聚合物/w-BN復合膜的熱性能。
圖4.RTV SR/w-BN復合膜的基本性能。
圖5.復合薄膜在CPU冷卻系統中的熱管理性能。
END
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展開 《先進材料》高溫電容器介質薄膜重要進展！
高溫電容器聚合物電介質薄膜規模化處理的工藝方法示意圖
為解決上述問題，課題組提出采用等離子體增強化學氣相沉積技術在聚合物薄膜表面快速沉積具有寬能帶隙的納米絕緣層，以提高電極/介質界面處的電荷注入勢壘，從而抑制聚合物電介質薄膜在高溫下的泄漏電流，大幅提高了聚合物電介質薄膜在高溫、高電場下的儲能特性。該方法能夠實現在大氣壓條件下快速沉積，具備連續處理的能力；其室溫沉積特性使得該方法直接適用于任意聚合物介質薄膜。通過引入卷對卷薄膜加工技術和動態沉積，可實現規模化、連續化生產。該方法具有無污染、簡便、高效、低成本等特點，并且可與現有聚合物電容器薄膜生產線相兼容。目前課題組已在該技術領域申請多項國內專利和PCT專利，并正與相關企業聯合進行產業化開發。
薄膜沉積區照片、電介質薄膜表面納米絕緣層斷面掃描電鏡圖和薄膜高溫介電儲能特性
近年來，李琦副教授專注于先進電介質材料的基礎研究和產業化開發，在材料結構設計和加工方法等領域取得了多項重要成果。相關工作發表在《自然》（Nature）、《美國科學院院刊》（PNAS）、《先進材料》（Advanced Materials）、《材料研究年度評述》（Annual Review of Materials Research）等期刊上。
該論文第一作者為清華大學電機系2014級博士生周垚，通訊作者為清華大學電機系李琦副教授、何金良教授以及美國賓夕法尼亞州立大學王慶教授，合作者還包括清華大學電機系曾嶸教授、胡軍副教授及中科院電工研究所邵濤教授。該研究成果得到了國家自然基金面上項目和北京市自然基金的支持。
來源：清華大學
展開 Comsol 薄膜型聲學超材料隔聲性能（嵌入質量塊）
薄膜型聲學超材料的隔聲原理主要涉及到聲波在材料中的傳播和反射。 當聲波進入薄膜型聲學超材料時，它們會遇到由多層薄膜構成的結構單元。由于這些單元的尺寸接近于聲波波長，聲波會產生與材料中的結構單元相互作用的效應，這種效應會產生反射、衍射和干涉等現象。 通過合理設計和優化材料結 構，薄膜型聲學超材料可以實現對特定頻率范圍內聲波的反射和吸收，從而達到隔聲的效果。具體來說，當聲波遇到薄膜型聲學超材料時，一部分聲波會被反射回去，另一部分聲波則會被吸收或繼續穿透材料，但其強度會受到一定程度的衰減。通過層層反射和吸收，材料可以將聲波的傳播和干擾效應降到最小，從而實現隔聲的目的。
薄膜型聲學超材料的隔聲效果受到材料結構、厚度、孔徑大小以及聲波入射角度等因素的影響，因此需要進行合理的設計和優化，才能達到最佳的隔聲效果。
一、搭建模型
中間位置為薄膜包覆的質量塊結構
二、網格劃分
應力分布
傳遞損失曲線
透射系數曲線
在隔聲谷位置的透射系數很高。
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