功能膜材料的案例
光學膜 | 2.5億元！東材科技綿陽投建年產2萬噸新型顯示技術用光學膜項目
來源 ：東材科技公告
6月3日晚間，東材科技公告，
公司擬通過全資孫公司四川東材功能膜材料科技有限公司（暫定名，具體以市場監督管理局的核準內容為準，以下簡稱“四川膜材”）在四川綿陽投資建設“年產2萬噸新型顯示技術用光學級聚酯基膜項目”，本項目為“年產20萬噸功能膜材料產業化項目”的一期項目。
投資項目名稱：年產2萬噸新型顯示技術用光學級聚酯基膜項目，本項目 為“年產20萬噸功能膜材料產業化項目”的一期項目。
投資金額：人民幣25,341萬元
一、項目實施主體的基本概況
1、公司名稱：四川東材功能膜材料科技有限公司
2、注冊資本：3 億元
3、法定代表人：羅春明
4、公司性質：有限責任公司
5、注冊地址：四川省綿陽市游仙區新融路 8 號
6、成立日期：待公司股東大會審議通過后，辦理工商登記手續。
展開 北航趙勇教授《先進功能材料》：具有可逆門控規律的仿生溫度響應石墨烯膜
將復合物水分散液壓濾得到薄膜后發現，在低接枝密度下， GO膜表現為正溫度響應性，即溫度升高，通量增大；而在高接枝密度下，GO膜則表現為負溫度響應性，即溫度升高，通量減小（圖1）。
圖1. 調控PNIPAM接枝密度制備具有可逆門控規律的仿生GO膜。
作者通過實驗表征和DFT計算手段對GO膜可逆溫度響應規律的機理進行了探討。他們認為當PNIPAM接枝密度較低時， PNIPAM鏈在GO片層上主要呈平鋪形式，溫度升高時PNIPAM鏈收縮，暴露出更多的流體通道，從而使GO膜表現為正溫度響應性質；而當PNIPAM接枝密度較高時，在空間位阻效應下，PNIPAM鏈直立于GO片層間，溫度升高時相鄰的PNIPAM鏈更易形成分子間的氫鍵，減小了通道尺寸，從而使GO膜表現為負溫度響應性質（圖2）。進而，作者通過協同具有相反門控性質的兩種溫度響應GO膜，設計了一種具有自適應性的流體系統，可以實現分子的智能分離與流體的智能傳輸（圖3）。該項研究為設計新型的智能流體系統提供了新思路，并且在化工生產、水處理和微/納流控芯片等領域中都有著潛在的應用。
圖2. GO膜具有可逆門控響應規律的機理分析。
圖3. 具有自適應性的智能流體系統。
該工作通過簡單調控聚合物在GO上的接枝密度，制備了具有可逆門控規律的石墨烯膜器件，打破了傳統門控器件只具有單一響應規律的限制，為下一代仿生門控薄膜的設計制備提供了指導和借鑒。該研究工作得到了國家自然科學基金、中組部萬人計劃青年撥尖人才的支持。論文計算方面得到了澳洲國立大學于利娟博士和西澳大學Amir Karton教授的協助。
來源：高分子科學前沿
展開 離型膜 | 韓國東麗尖端材料開發出全球首款MLCC用水性離型膜
CINNO Research產業資訊，東麗（TORAY）韓國法人東麗尖端材料于3月7日宣布，開發出全球首款以水為溶劑的環保型多層陶瓷電容器（MLCC）用水性離型膜。
東麗尖端材料開發出全球首款用于多層陶瓷電容器的水性離型膜（圖片來源：wowkorea）
在MLCC用水性離型膜中，使用水代替有機溶劑作為離型劑涂層工藝中使用的液體制劑。這種方法可以從根本上消除有機溶劑干燥過程中產生的有害氣體和高溫氧化處理過程，減少碳排放和能源消耗。
東麗尖端材料歷時兩年研發的MLCC用水性離型膜，在高溫下不會產生收縮變形、具有聚合物分散和抗靜電功能，除了環保外還在質量上受到了優于常規產品的好評。
東麗尖端材料為韓國薄膜領域的龍頭企業，擁有從基膜到高端加工一體化的生產系統的工廠，此外還通過為每個產品構建生產線的專業化定制，保持了卓越的品質和穩定性，并不斷將 IT相關材料推向市場。
東麗尖端材料擁有從MLCC到偏光板、有機發光二極管（OLED）等多種用途的離型膜產品系列。隨著對環保產品需求的增長，預計 MLCC 用水性離型膜的需求將不斷增加。
展開 《先進材料》根特大學：陽離子水凝膠誘導的細胞膜破壞使膜不透物的直接胞質遞送成為可能
最后，
HyPore 采用相對簡單但靈活的材料，可以在保持較低生產成本的同時進行升級。盡管 HyPore 可能不是直接在體內使用的首選，但建議將此方法作為一種高度通用且具有成本效益的技術，用于高通量細胞溶質貨物遞送，用于細胞的離體操作。
參考文獻
：
doi.org/10.1002/adma.202008054
版權聲明
：「
高分子材料科學
」旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。上述僅代表作者個人觀點。商業轉載，投稿，薦稿或合作請后臺聯系編輯。感謝各位關注！
領先的光子學仿真工具Ansys Lumerical功能詳解：分析多層膜的優秀仿真工具
STACK是分析多層膜的最佳仿真工具，和求解麥克斯韋方程相比能迅速仿真如抗反射膜、OLED、VCSEL等組件的光學特性。能精準描述多層膜的波動光學特性，如干涉以及微腔效應，并支持平面波和偶極子光源。STACK支持腳本運算，通過API能和Python或Matlab互操作。
規格概要
· 支持平面波和偶極子
· 支持大面積多層膜設計
· 考慮微腔和干涉效應
STACK的主要應用
· OLED
· VCSEL
· 抗反射膜
．微腔
· 多層薄膜
主要特點
STACK分析求解器
STACK求解器比直接仿真Maxwell方程的速度更快。它適用千薄膜應用的快速原型設計，并且可使用平面波和偶極 子光源照明。求解器考慮干涉和微腔效應。
通過腳本進行互操作
通過Lumerical腳本語言、自動化API以及Python和 MATLABAPI實現互操作性。
Ansys光學軟件產品推薦
ZEMAX
Ansys Zemax是一套綜合性的光學設計軟件，它提供先進的、且符合工業標準的分析、優化、公差分析功能，能夠快速準確的完成光學成像及照明設計。
SPEOS
Speos是Ansys公司開發的專業用于光學設計、環境與視覺模擬系統、成像應用的光學仿真軟件,已經廣泛用于航空, 航天, 軍工，汽車，軌道交通、通用照明等領域，也可依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行的場景仿真。
展開 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 妙用Stl幾何輸出輸入功能建立膜結構多場耦合模型
膜結構設計中，找形分析是一個關鍵步驟，通過找形分析獲得膜結構的初始形態，以此作為荷載分析、裁剪設計的依據。絕大多數膜結構具有比較奇異復雜的造型，對其利用CFD方法進行風荷載分析，以及進一步流固耦合分析，是目前新興熱點的研究方向。但如何通過找形后的結果重新建立膜結構——流場的復雜模型是一個比較麻煩的工作，非常耗時費力。已有的個別文獻多針對一些簡單的膜結構建立耦合物理模型，建模工作相對簡單，可適用于科研研究，但對于復雜的工程實踐而言，操作性較差。
以往一般的做法往往通過專業的膜結構設計軟件獲得找形模型，根據找形結果，采用專業3DCAD軟件重新擬合膜曲面，眾所周知，網格模型逆向生成多義面，存在精度損失，網格面越復雜，精度損失越大。ADINA8.6增加了stl格式幾何文件的導入和輸出功能，極大方便了此類問題的處理。
過程總結如下：
1、
利用ADINA的膜單元（2D SOLID membrane選項）建立零狀態膜結構模型，采用小彈性模量法、降溫法和支座提升法實現膜結構找形。膜結構找形的操作在此不贅述，有興趣的朋友可以多查查各大專業論壇。我03年在鋼結構論壇發了很多用ansys做膜結構找形的帖子，可供參考。
2、
在ADINA后處理中將找形得到的網格直接輸出為stl格式幾何。
3、
大多數3Dcad程序均較難實現復雜網格面的三維曲面逆向生成，本帖子的方法是：直接將stl模型文件導入icem cfd，很傻瓜，icem自動實現了曲面的轉換，且非常光滑。依據流場尺度和膜結構的關系，在icem中完成流場——膜結構三維幾何模型的構建，很簡單，一般只需要添加幾條線就可以了。
4、
直接利用icem完成耦合場模型網格劃分，導入adina。在adina中完成邊界和湍流參數即可計算。
這種方法由于找形曲面信息丟失、精度損失很少，在工程上具有相當精度，可以實現復雜工程的流場模型構建。
展開 東華大學《ACS Nano》：基于仿生多孔Murray膜的吸濕快干功能性面料
圖1仿生多孔Murray膜的制備過程及其吸濕快干性能
圖2 仿生多孔Murray膜的自驅動逆重力導水過程
該工作中提出的通過構筑仿生多級孔道以及表面能梯度結構為吸濕快干微納米纖維膜材料的設計和性能提升提供了一種新思路，有望取代現有商業化吸濕快干面料，實現其在高檔功能服裝及醫衛材料等領域的廣泛應用。未來工作中將進一步優化微納米纖維膜材料的多級潤濕結構，揭示水分在纖維膜孔道中的定向輸運機制，獲得高性能的吸濕快干材料。研究成果以“Biomimetic Fibrous Murray Membranes with Ultrafast Water Transport and Evaporation for Smart Moisture-Wicking Fabrics”為題發表在《ACS Nano》上，文章DOI: 10.1021/acsnano.8b08242。東華大學紡織學院王先鋒研究員為論文第一作者，東華大學紡織科技創新中心丁彬教授為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、上海市“東方學者”崗位計劃、上海市青年科技啟明星等項目的支持。
原文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b08242 來源：高分子科學前沿
展開 妙用Stl幾何輸出輸入功能建立膜結構多場耦合模型
這種方法還可以用于充氣膜結構找形、荷載分析，比如類似水立方的氣枕工程，也可以用在充氣帳篷、安全氣囊等分析
下面按照順序附圖。
妙用Stl幾何輸出輸入功能建立膜結構多場耦合模型流程圖.rar
two stl body.rar
南林黃超伯教授團隊和北林雷建都教授合作：仿狗尾草結構氣紡纖維膜在水凈化中的多功能應用
工業纖維膜無法有效處理含有大量可溶性染料和微生物等污染物的復雜含油廢水系統。特別是染料和微生物吸附在膜表面造成的污染，會限制膜的滲透通量，縮短膜的使用壽命，甚至可能對水體造成二次污染。因此，有必要設計一種簡單而經濟的方法來構筑一種多功能水處理纖維膜。
為了解決上述問題，近日，
南京林業大學黃超伯教授團隊聯合
北京林業大學雷建都教授以氣體紡絲構筑的聚丙烯腈（PAN）納米纖維膜為基底，
通過原位合成聚苯胺（PANI）以及水熱法生長納米氧化鋅（ZnO）開發了一種仿狗尾草結構的ZnO/PANI/PAN多功能纖維膜，實現了對“水包油（oil-in-water）”乳液的高通量分離（圖1）。由于ZnO與PANI的電子協同作用，纖維膜具有良好的抗菌活性和可見光降解有機染料的能力。此外，ZnO/PANI/PAN纖維膜的微/納米孔徑也保證了其優異的乳液分離性能，包括超高無表面活性劑乳液滲透通量（~8597.40 L
m
-2
h
-1）、超高表面活性劑穩定乳液滲透通量（~2253.50 L
m
-2
h
-1）和優異的分離效率（99.9%）。該復合膜能夠在各種惡劣環境下（pH 1-14）保持了穩定的親水性和水下超疏油性（水下油接觸角UOCA>150°）。
圖1. 材料表面形貌以及纖維膜孔徑分布
測量了納米纖維膜在空氣中的水接觸角（WCAs）和水下的油接觸角（UOCAs），研究了納米纖維膜的表面潤濕性（圖2）。與原始PAN和PANI/PAN纖維膜相比，在表面生長針狀ZnO的納米纖維膜顯示出更好的親水性。
展開 《先進材料》綜述：Janus膜在能源領域的研究進展
近幾年來隨著膜制備和膜改性技術的進步，Janus膜已經成為了膜材料與膜過程領域的一個新興方向。其利用在膜兩側的相反性質實現了一系列新功能。日前英國劍橋大學、美國阿貢國家實驗室以及澳大利亞新南威爾士大學科研人員共同撰寫了Janus膜的最新綜述《Janus Membranes: Creating Asymmetry for Energy Ef?ciency》，并發表在了《Advanced Materials》上。文章系統總結了Janus膜在能源相關領域的研究進展，并且對Janus膜的制備方法、應用前景進行了探討。綜述文章的第一作者為Hao-Cheng Yang博士，通訊作者為Jingwei Hou博士及Darling Seth博士。
作者認為廣義的Janus膜是膜兩側具有不同性質的分離膜，而狹義的Janus膜則必須要求膜兩側有著相反的性質。基于狹義Janus膜的定義，作者分別就親水/疏水以及帶正電/負電兩大類Janus膜進行了闡述。文章首先介紹了親水/疏水膜在涉及兩相界面的過程中的應用（如油水分離、鼓泡、乳化、破乳等），表明了利用Janus膜可以有效降低涉及兩相界面的膜過程的能耗。
圖1 親水/疏水Janus膜在收集霧滴、鼓泡、乳化以及油水分離中的應用
隨后作者進一步就正電/負電類型的Janus膜進行了討論，并且展示了其在濃差極化產電以及高效率納濾過程中的應用。以濃差極化產電為例，Janus體系的意義在于可以有效實現某一種帶電離子的選擇性透過，而用傳統膜則無法有效實現該功能。
圖2 正電/負電Janus膜在濃差極化發電過程中的離子選擇透過原理
文章中作者還進一步詳盡介紹了Janus膜的制備方法以及在儲能材料、納濾、界面催化和控溫等方面的應用。
圖3 導電/絕緣Janus膜在儲能材料中的應用
來源：高分子科學前沿
展開 
：一種穩定的具有抗污和調節巨噬細胞極化功能的植入體細胞膜涂層
傳統的骨科/牙科植入體由于缺乏適當的表面功能，在手術后容易引起異物反應和受細菌侵襲，導致炎癥、感染，最終導致植入失敗。大量研究通過合成抗污、抗菌涂層實現植入體表面功能化來解決此類問題。然而，這些方法很難完整復制生物系統中的天然生物界面功能，容易引起異物反應等問題。
近日，李建樹教授、羅珺副研究員團隊利用具有合適生物功能的天然材料細胞膜，通過簡單方法賦予植入體表面更好的生物功能。具體通過將聚單寧酸作為橋梁，連接紅細胞膜和植入體表面，在植入體表面形成一層穩定的、具有良好的抗污及調節巨噬細胞極化的紅細胞膜涂層。該方法可用于不同材料及不規則三維物體表面。
圖1. (A)材料制備流程圖及(B)應用于不同材料表面和(C)三維不規則表面的染色紅細胞膜涂層圖。
圖2. (A)水接觸角；(B)抗蛋白黏附性能熒光強度半定量；(C)抗蛋白黏附熒光圖；(D)抗細菌黏附SEM圖。
圖3. (A) CD47熒光圖及熒光強度半定量；(B) 巨噬細胞形態熒光圖；(C) 巨噬細胞鋪展面積；(D) 巨噬細胞伸長比；(E-H) CD206，CD86，IL-10和TNF-α基因表達。
該涂層可有效抑制模型蛋白以及細菌在植入體表面黏附，并促進巨噬細胞向M2型極化，表現出良好的抗炎效果，并展現出良好的生物相容性和穩定性。該方法為植入體表面改性提供一種新思路。
展開 高性能復合材料樹脂傳遞膜技術( RTM)研究
樹脂傳遞模塑法(RTM)是一種低成本、效益好的復合材料成型工藝。研究了RTM用樹脂體系、預成型技術、成型模具、成型工藝以及RTM在航空航天領域的應用。
目前，高性能復合材料的低成本制造技術成為復合材料研究領域中令人矚目的新發展動向，它打破了長久以來高性能復合材料必然具有高制造成本的慣例，為高性能復合材料開辟了廣闊的應用領域，RTM工藝正是在這思想指導下出現的復合材料制造工藝。它采用低粘度樹脂注入閉合模具中，樹脂流動，浸潤已合理鋪放好或預成型的增強材料，并固化成型。與其它傳統復合材料生產技術相比，RTM有許多優點：能夠制造高質量、高精度、低孔隙率、高纖維含量的復雜復合材料構件，無需膠衣樹脂也可獲得光滑的雙表面，產品從設計到投產時間短，生產效率高。RTM模具和產品可采用CAD進行設計，模具制造容易，材料選擇廣。RTM成型的構件與管件易于實現局部增強以及局部加厚，帶芯材的復合材料能一次成型。RTM成型過程中揮發份少，有利于勞動保護和環境保護。
RTM對基體樹脂工藝性的要求為：室溫或工作溫度下具有低的粘度（一般應小于l.OPa．s）及一定的貯存期(如t≥48h)；樹脂對增強材料具有良好的浸潤性、匹配性、粘附性；樹脂在固化溫度下具有良好的反應性，且后處理溫度不應過高（如T≤200°C凝膠化、固化到脫模的時間較短；固化時發熱量少。
適用于RTM工藝的基體樹脂主要包括環氧樹，脂、雙馬來酰亞胺樹脂、酚醛樹脂和氰酸酯樹脂等。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 樹脂膜滲漬法----新興的復合材料成型工藝
直到不久前,樹脂膜滲法（resin film infusion—縮寫為RFI）還未獲得廣泛應用。但現在已有跡象表明，這種方法已加入到復合材料成型技術的主流之中，它已在汽車、船舶、航空航天等領域獲得商業應用。
成型原理
RFI成型工藝明智而簡單。它基于如下設計理念：
如果把樹脂施加到干纖維鋪層或預制體的一側，然后使其滲透整個材料厚度到達另一側，那么，為了獲得快速而完全的浸透，樹脂通過纖維的路程就必須很短。工藝工程師們通過研究發現，如果采用樹脂薄膜為原料，加熱使其熔化，并使用真空或壓力助其滲透纖維，就可達到上述目的。于是就產生了 RFl工藝。
工藝過科簡介
把經過預先催化的樹脂膜片放入模具內，在其上面覆以干的增強材料。用密封定位的真空袋封閉模腔。然后用一烘箱加熱，熔化樹脂。樹脂在真空作用下滲透纖維層后固化。對疊得較厚的布層，可在于布層間插入附有分離統的半硬樹脂膜。這種方法還較靈活，不僅限于使用真空袋，還可使用壓力袋甚至對模。在要求較高纖維含量和固化度的場合，亦可使用熱壓罐代替供箱。
優點
RFI工藝與現有的成型技術相比具有顯著的優點。在樹脂傳遞模塑（RTM）或真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）工藝中，液態樹脂通過推壓或抽吸方式通過模具內的纖維預制體，形成最終制件形狀。這些方法使樹脂經歷較長的有時甚至較復雜的路徑。為了保證前部樹脂均勻推進，不留孔隙或干區，需要仔細的工藝設計和細節考慮。廢品率可能較高（至少在初期如此）。這些方法需要使用對模，使制模費用增高。成型廠商必須配混樹脂，加入適量的固化劑和催化劑，用量須與纖維和模具類型相適。如果不能保持一致，則會導致產品質量不均。
RFI工藝克服了這些缺點。加熱和用真空（或壓力）幫助樹脂滲透連續的纖維預制體使得樹脂分布均勻，制品成型周期短。
展開 《Science Advances》通過多層膜陶瓷提高MAX相材料輻照穩定性！
這也是材料科學家一直在尋找能夠承受惡劣輻照環境的新材料的原因之一。目前一種被證明可用于制備抗輻照金屬材料的策略是制備金屬多層膜，因為這會產生高密度的界面，而界面可以吸收材料缺陷，導致輻照損傷的恢復和復合。此外，這些界面還可以通過設計提高材料的強度、韌性和抗氧化性，從而對材料性能發揮重要作用。
現在，威斯康星大學麥迪遜分校的科學家們將類似的策略應用于一類基于 MAX 相材料、SiC和TiC的抗輻照陶瓷多層膜材料，他們仔細研究了這種多層陶瓷在各個界面上發生的過程，借此提出了增強該材料輻照穩定性的方法。這項工作為創造新型層狀陶瓷打開了大門，這類陶瓷多層膜材料可用作核反應堆的結構和涂層材料等強輻照環境之中。該研究以Enhancing the phase stability of ceramics under radiation via multilayer engineering為題發表在2021年6月的《Science Advances》雜志上。
論文鏈接：
http://advances.sciencemag.org/content/7/26/eabg7678
“陶瓷通常具有良好的耐腐蝕性和高溫穩定性，因此它們在核應用中可以發揮特殊作用，”威斯康星大學麥迪遜分校材料科學與工程教授 Izabela Szlufarska 說。“多層膜的方法在金屬系統中是成功的。但是陶瓷的行為與金屬截然不同。問題之一是界面是否對陶瓷有益，因為這些材料中的缺陷行為更為復雜。此外，陶瓷通常由彼此截然不同的元素組成，這些元素中的每一個都可能與界面發生不同的相互作用，從而導致對輻照的復雜反應。”
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