新型功能材料教育部重點實驗室

實驗室定位於開拓生態環境材料的系統研究和人才培養，支撐綠色發展、服務國家安全。創始人左鐵鏞院士等老一輩材料學家，從上世紀90年代創立生態環境材料新型交叉學科，以全生命周期分析(LCA)為指引，從源頭替代毒害與稀缺元素、製備流程與使役過程節能減排及污染控制，到高效循環再造。在難熔金屬及稀土材料、生態環境材料基礎、高效能源及低維光電功能材料三個特色方向，取得研究成果、人才團隊和基地建設成效顯著。

基本介紹

• 中文名：新型功能材料教育部重點實驗室
• 主管部門：北京工業大學

研究方向

1、難熔金屬與稀土材料相穩定性控制

建立鎢基材料性能主導相穩定性控制、納米晶材料熱穩定性模型，被30多個國際知名研究機構的同行採用、Chem. Soc. Rev.、Nat. Commun.、Nano Lett.等列圖詳細介紹。突破鎢材性能調控的國際瓶頸問題，套用解決社會民生和國家重大裝備需求；含鈧鎢基陰極研究引起了美國國防部門關注。發現稀土鉺的微合金化作用，引發了國內外該方向研究，系列高性能鋁鉺合金工程套用。

2、多金屬“配合-沉澱”理論及稀缺金屬高效循環再造

闡明鈷鎳鎢再生金屬結構缺陷產生及抑制規律，構建多金屬“配合-沉澱”分離模型，形成稀缺金屬循環再造理論與新技術；發明氨循環錳與鎳鈷兩步法沉錳分離，實現了鈷鎳高效分離回收、再生鈷鎳粉體結構性能修復、特殊粉體合成，關鍵技術套用年處理兩萬噸以上各種廢棄鈷鎳材料、年產兩千噸超細鈷鎳粉和三千噸鈷鎳精細化工材料。

3、材料LCA與生態設計基礎

以材料全生命周期內資源能源消耗與環境負荷最低為目標，建立了材料性能與環境負荷關聯表征評價模型，突破了材料流程LCA特徵化的難題；套用於材料流程和產品的環境負荷最佳化。建立的模型、方法和基礎數據發表在Int. J. Life Cycle Assess.、Environ. Sci. Technol.、J. Clean. Prod.等國際學術期刊上，被美國科技政策研究院和國家實驗室、國際鎂業協會等國際知名機構廣泛採用。

4、多相界面設計與光電功能調控

針對多相複合的高效能量轉換、存儲體系，創新了界面光能管理、電能輸出的調控技術以及多相、晶疇的調控設計，突破了面向高效矽基異質結(SHJ)光伏電池的界面鈍化和前表功能層的陷光、載流子輸運和儲能電池的容量低、循環差等難題，相關研究成果已建成600MW異質結光伏電池生產線、在Angew.Chem.Int.Ed.、Nano Energy、Nano Lett.等國際知名期刊發表。

實驗室基礎研究創新，提供系列新技術源頭，工程套用解決了國家重大需求，形成了年產值數百億元的新興產業，引導環境友好材料產業發展，支撐了上百項國家和行業標準的制/修訂。上次評估以來，共獲國家科技進步一等獎2項(第2、4)、二等獎6項(牽頭2項)，國家技術發明二等獎2項(牽頭1項)，國家自然科學二等獎1項(第2)，國家級教學成果二等獎1項(牽頭)；授權發明專利200餘件。

發展歷史

新型功能材料教育部重點實驗室2000年8月經教育部批准，依託北京工業大學材料國家重點學科建設，2002年驗收。上輪評估(2007年)為“優秀”(地方高校中第一個)。

科研成就

實驗室主持國家主體科技計畫和首都建設重點任務，成果十餘次獲國家科技進步一、二等獎和國家技術發明二等獎、國家自然科學二等獎。解決了多型號器件陰極和焊接電極的放射性熱發射材料替代、稀缺金屬電子材料循環再造、大型裝備高性能構件、高效矽基異質結光伏電池、新型電子節能玻璃、大宗基礎材料節能減排等國家重大工程難題和民生髮展需求，關鍵材料技術形成了數百億產值的新興生態環境材料產業。

實驗室始終倡導、踐行生態文明建設，是全球 LCA聯盟中方成員、中國材料學會環境材料分會掛靠單位，固定人員年發表SCI論文百餘篇，在LCA國際最核心期刊 Int. J. Life Cycle Assess. (聯合國環境署及多個國家學會聯合會刊)發表了中國作者中 50%以上論文，多次受邀為期刊和領域系列國際會議綜述進展；擔任國際知名期刊如國際難熔和硬質合金的副主編、國際生命周期分析的中國區責任編委、資源節約和循環再生等編委，多屆中國材料學會副理事長、中國有色金屬學會副會長。

實驗室在稀土難熔金屬熱電子發射、難熔金屬/稀土複合相穩定性、材料全生命周期環境負荷評估、多金屬二次資源‘配合-沉澱’分離、高效能量轉換等方面取得基礎研究突破，發表Nat. Commun.、Adv. Mater.、Acta Mater. 等SCI論文500餘篇，他引累計超過兩萬次。出版生態環境材料專著、叢書十多冊。

人才培養

實驗室近年入選了國家自然科學基金委創新研究群體(生態環境材料與製備技術)等創新團隊，新當選中國工程院院士、3名傑青/長江、4名優青。2016年實驗室主任牽頭申報工業大數據套用技術國家工程實驗室，獲國家發改委批准組建，支撐流程工業及產品全生命周期多維評價大數據技術研發和工程化。