机械与汽车工程学院智慧能源与环境科技创新团队近期取得系列研究成果

机械与汽车工程学院智慧能源与环境科技创新团队自2019年成立以来，在刘伟军教授带领下，在智慧能源与环境领域取得系列重要进展，以我校为第一单位发表10篇高水平SCI学术论文，授权专利5项，获批国家青年自然科学基金和扬帆计划项目各1项，获上海市科委重大项目立项1项，获企业委托多项立项，主要成果如下：

1.新能源与可再生能源、天然气综合利用方向

郭韵副教授在新能源与可再生能源、天然气综合利用研究方向取得重要系列成果，在国家自然科学基金项目（项目编号：5197061184）支持下，近期发表SCI论文3篇，相关专利授权5项。近期对接国家能源战略，主动拓展研究领域，在太阳能集成真空冷冻干燥和建筑空调系统、新能源餐车、智慧储能等研究方面又有新突破，主持的“长三角地区智慧储能关键技术继承解决方案研究及商业化综合应用示范”成功获得2019年上海市科委 “长三角构建区域创新共同体领域项目”重大专项资助（项目编号：19195810800）。黄兴华副教授承担企业委托项目多项，为学科与团队科研发展贡献重要支撑。

2.新能源器件构建研究方向

杨方博士近期在高性能超级电容器复合电极材料设计与制备上取得了重要进展。直接在碳纤维纸、泡沫镍等导电基底上设计并可控制备了NiCo₂O₄@NiO和Co₃O₄@NiMoO₄复合材料，研究了复合材料形貌与电化学性能之间的构效关系，为构建高性能复合电极材料提供了重要的理论和实验依据。研究成果分别以“Structure-designed synthesis of hierarchical NiCo₂O₄@NiO composites for high-performance supercapacitors”和“Hierarchical multicomponent electrode with NiMoO₄ nanosheets coated on Co₃O₄ nanowire arrays for enhanced electrochemical properties”为题，分别发表在Journal of Colloid and Interface Science （2019，556，386-391；IF=6.361，二区）和Journal of Alloys and Compounds （2019，781，1127-1131；IF=4.175，二区）上。上述研究工作受到国家自然科学基金的支持。

3.多相流研究方向

肖兰兰博士所在研究小组致力于介观尺度下的多相流数值研究，主要包括微血管内细胞的迁移运动以及微流控装置中的颗粒流等。在《Biomechanics and Modeling in  Mechanobiology》上发表题为“Effects of red blood cell aggregation on the blood flow in a symmetrical stenosed microvessel”的论文（全文链接：https://doi.org/10.1007/s10237-019-01202-9）。

微血管狭窄处的血液流动特点包含着与血液循环疾病（如脑梗、冠状动脉微血管病等）相关的重要信息。该文针对红细胞聚集的这一特性分析了在低流速条件下，红细胞的聚集程度对于血液流经狭窄处的流动的影响（如文中图11）。该文研究结果表明当细胞核心区的直径大于狭窄处的尺寸时，红细胞的聚集程度的增加会明显降低血液的流动速度，大大增加了血液的表观粘度，对于理解微血栓的形成机理提供了一定的理论依据。以上研究受到上海市科委“扬帆计划”人才项目（No:19YF1417400）和上海工程技术大学博士校级启动项目的资助。

Figure 11. Snapshots of RBCS motion through the stenosis for D_e = 0.2μJ/m² (left column, (a)-(d)) and 0.5μJ/m² (right column, (e)-(h)) at t = 0ms (a) (e), 73.2ms (b) (f), 146.4ms (c) (g) and 219.6ms (d) (h), “green” and “blue” represent the RBC located near the vessel wall and in the center of the microvessel respectively; and corresponding displacements along the flow direction of green RBC and blue RBC (i)

此外，相关肿瘤细胞转移的力学机理研究已在著作《Molecular, Cellular, and Tissue Engineering of the Vascular System》中章节名为“Modeling Cell Adhesion and Extravasation in Microvascular System”（2018，1097：219-234）中进行了具体介绍。上述工作的主要合作者和共同作者有美国纽约城市大学的付冰梅教授、香港理工大学的刘扬教授、同济大学的陈硕教授、林晨森博士及中国计量大学的严薇薇教授。

4.能源材料与节能减排研究方向

刘伟军教授指导研究生近期在防红外辐射膜材料、复合相变蓄热材料设计与制备及传热理论、NO_x吸附催化脱出技术取得系列成果。设计与制备结构完整的掺杂改性六钛酸钾晶须（PTW）的Al₂O₃-SiO₂复合干凝胶隔热材料，导热系数达到0.0604 W/(m.K)，在400nm—1400nｍ波段内的红外透过率降低明显。用聚甲基丙烯酸甲酯与PTWAl₂O₃-SiO₂复合干凝胶制备的隔热膜，红外辐射阻隔率达到62.1%，紫外辐射阻隔率达到73.9%。研究成果分别以“Improving anti-infrared radiation and heat insulation by potassium hexatitanate whisker-doped Al₂O₃-SiO₂ composite xerogel”和“Preparation and Properties of Anti-infrared Transparent Thermal-Insulating Film Based on Polymethyl Methacrylate”为题，分别发表在R. Soc. open sci. （2018,12；IF=2.515，三区）和ENERGY（2019,12；IF=5.537，二区）上。

关于无机盐混合相变蓄热材料设计与制备及其热性能分析，低温吸附催化剂（Ce-Fe-Mn/ACFN）的制备、吸附与脱除NO性能研究成果，分别以“Preparation and Characterization of New Nano-particle Mixed as Thermal Storage Material”和“NO adsorption and removal at low temperature by adsorption Catalyst (Ce-Fe-Mn/ACFN)”为题，分别发表在Applied Thermal Engineering（2019,12；IF=4.026，二区）和Catalysis Letters（2019,11；IF=2.372，三区）上。

Fig. 3. SEM images of MN (a), C (b) and CMN (c).