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长沙演化生物科技有限公司
2025-05-19
中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-02-01
中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-04-11
金属卟啉仿生催化氧化合成含氧有机化学品
含氧有机产品如己内酯、环氧环己烷均是重要的有机合成中间体。己内酯主要用于合成聚己内酯和与 其它酯类共聚或共混改性，其中聚己内酯具有独特的生物相容性、降解性以及良好的渗透性，在环保和医 用材料方面具有广泛的应用。环氧环己烷开环反应可制备大量中间体，是合成盐酸苯海索、农药三环锡、 克螨特、1,2-环己二醇、聚碳酸酯等的重要原料，广泛应用于医药、农药、固化剂、增塑剂等领域。由于 己内酯和环氧环己烷的合成存在生产的安全性和产品的稳定性等方面的难题，因此其合成技术难度大，目 前只有美、英、日等国的很少几家公司在生产，而我国主要依靠进口。 仿生催化氧化技术就是模拟血红素的活性中心结构，通过设计合成与酶结构相似的化合物，模拟与酶 催化反应相似的反应历程，实现温和条件下的催化氧化过程。本技术以氧气为氧化剂，以类酶结构的化合 物为催化剂，实现在温和条件下环己酮、环己烯高选择性氧化制得己内酯和环氧环己烷的仿生催化工艺。 本技术成果已申请国家发明专利，是我国拥有自主知识产权的制备己内酯和环氧环己烷新工艺，目前正处 在中试阶段。本技术成果填补了目前氧气氧化环己酮、环己烯制备己内酯和环氧环己烷的国内外技术空白。
中山大学
2021-04-10
一种仿生微孔表面泡沫金属填充太阳能真空集热管
本发明公开了一种仿生微孔表面泡沫金属填充太阳能真空集热管，该真空集热管嵌套有玻璃外管(1)和仿生微孔表面金属内管(2)，玻璃外管(1)上端开口，且对接有合金短管(6)；仿生微孔表面金属内管(2)上端开口，且沿其开口端的外表面固定连接有金属环形盖(5)，所述的金属环形盖(5)外延与合金短管(6)固定连接，在真空集热管嵌套有玻璃外管(1)与仿生微孔表面金属内管(2)之间形成真空；在仿生微孔表面金属内管(2)管壁的外侧涂覆选择性吸收涂层(3)，在仿生微孔表面金属内管(2)内部插入泡沫金属填充体(4)。该真空集热管提高太阳能利用率、承压效果好，可增强内部换热降低热损失，有效提高太阳能热水器效率。
东南大学
2021-04-11
气动人工肌肉在仿生机器人中的应用技术（技术）
成果简介：气动人工肌肉驱动器具有较强的柔性及仿生性，其高功率/质量 比的特点使之在仿人机器人技术领域中具有无可比拟的优势。对气动人工肌 肉的静、动态特性深入进行了建模与实验研究，进行了气动人工肌肉驱动的关节特性分析及位置控制研究。分别研制出气动人工肌肉驱动的仿人灵巧手，以及十四自由度双臂机器人，通过简单的材料制作出性能优异的气动人 工肌肉，辅之模糊自适应控制、协调控制等高精度气动伺服控制技术，实现 了灵巧手基于数据手套的主从抓持操作、机械臂自动驾驶方向盘等动
北京理工大学
2021-04-14
一种采用凸轮传动的小行程精密模切装置
本发明公开一种采用凸轮传动的小行程精密模切装置，包括支撑板，支撑板四顶角处分别穿插一拉杆，拉杆上端连接模架上板，拉杆下端连接模架下板，模架上板设有模切刀，模架下板设有凸轮传动机构，凸轮传动机构连接直线驱动机构的输出轴；凸轮传动机构包括凸轮支架，凸轮支架的两侧分别连接一凸轮，两凸轮销轴分别穿过销轴座后连接一轴承内圈，两轴承外圈分别与一凸轮的轮廓面形成配合，凸轮支架连接直线驱动机构的输出轴；直线驱动机构工作，驱使凸轮支架带动凸轮做水平往复直线运动，进而带动模架下板、拉杆和模架上板做垂直往复运动，模切刀完成模切工作。本发明结构紧凑，模切位移和切力可精密调整，易于精确控制模切深度。
华中科技大学
2021-04-11
我国科学家成功调控马约拉纳零能模阵列
8日，《自然》发表了一项关于马约拉纳零能模的重要成果。我国科学家首次在铁基超导材料锂铁砷中成功调控大面积、高度有序的马约拉纳零能模格点阵列。这一成果对实现马约拉纳零能模的编织以及拓扑量子计算具有里程碑意义。
科技日报
2022-06-10
一种基于多模波导的新型光调制器
本实用新型公开了一种基于多模波导的新型光调制器。其结构是具有多模调制结构的电致吸收调制器、具有多模调制结构的相位调制器或者具有多模调制结构的马赫泽德干涉仪调制器，多模调制结构包含模式复用器、模式解复用器、第一多模连接波导、多模波导光调制区、第二多模连接波导，多模调制结构是以模式复用器的输入端作为多模调制结构的输入端，以模式复用器的输入端或者模式解复用器的输出端作为多模调制结构的输出端。本实用新型利用多模波导光调制区以及模式复用‑解复用技术，使得光能够以不同模式的方式多次经过光调制区，显著增强对光场的调控效果，可降低驱动电压，并提升消光比和调制速度等性能，适用于各种光调制结构和原理。
浙江大学
2021-04-13
多模废热驱动汽车空调关键技术研究
随着经济的快速发展，我国的能源问题已经变得日益尖锐，能源已成为制 约我国长期持续发展的一个重要因素。与此同时，随着居民收入的相应提高， 我国的汽车保有量也在逐年高速增长，汽车能耗在总能耗的占有比例也越来越 大。目前，汽车空调仍以蒸汽压缩式制冷的工作方式最多，它消耗一部分的发 动机功率来获得制冷量。由于发动机的一部分功率流向了空调压缩机，所以汽 车油耗也会相应的升高，平均增加了 16%-20%，燃料消耗增加，有毒气体排放 量增多，空气质量越来越差。 针对此问题,本项目研发成功一种多模废热汽车空调系统。通过回收汽车废 热，用于驱动压缩/喷射制冷循环，主要包括制冷机、制冷机/喷射器、喷射器三 种工作模式，针对汽车不同工况下的行驶状态，通过对三种工作模式的最优控 制，在满足空调制冷需求的同时，实现能源消耗最小的目标。 本项目属于低品位能源利用、控制技术和汽车空调技术交叉前沿方向，具 有自主知识产权，对汽车节能减排，保护环境具有重要意义。
山东大学
2021-04-13