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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
可持续社区规划的策略研究
成果简介： 可持续的社区、城市建设已成为当代世界的研究热点，如何创建环境友好型的居住环境，已成为城市发展、城市规划中很重要的议题。在我国，城市迅速扩大，城市化以前所未有的速度推进，二氧化碳排放、能源安全、废物处理、交通压力，以及城市环境变化对于生态环境的影响等等问题已经形成城市建设过程中不可忽视的压力。
南京工业大学
2021-01-12
一种新型纳米纤维素仿生结构材料
近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队成功研制出一种新型纳米纤维素仿生结构材料（英文简称CNFP），相关论文发表在国际期刊《科学·进展》上。这种新材料轻、强、韧、尺寸稳定，综合性能突出，将在轻量化抗冲击防护和缓冲材料、空间材料、精密仪器结构件等领域具有广阔应用前景。据介绍，这种天然纳米纤维素高性能结构材料的密度非常低，仅为钢的1/6、铝合金的一半，其单位密度下强度、单位密度下韧性均超过传统合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代现有的工程塑料。同时，该材料还具有极高尺度稳定性，热膨胀系数极低，远优于传统合金材料和工程塑料，即使在受到剧烈热冲击条件下，力学性能与尺寸依然高度稳定。此外，该材料还具有极高的抗冲击性能、高损伤容限以及能量吸收性能。
中国科学技术大学
2021-04-11
一种粮食持续干燥机与粮食可持续干燥方法
其他成果/n种粮食持续干燥机与粮食可持续干燥方法。该粮食干燥机是一个长方体，主要由预热层、进风层、排风层、布料器、排料斗、排料装置和风机、换热器、水分仪等组成；干燥机从上到下设置：振动布料器、预热层、进风层、干燥层、排风层、排料斗、排料嘴和摇块排料控量装置；可持续干燥方法的工艺过程包括：a.均匀布料工艺过程，b顺流与逆流相结合的干燥工艺，c干燥介质工况参数在线控制，d干燥机尾气的温度控制，e粮食干燥过程中的水分在线控制：本发明所具有的有益效果是：粮食干燥机可适应不同品种的粮食干燥,排料嘴的排料断面积
武汉轻工大学
2021-01-12
青藏高原冬虫夏草资源可持续利用研究
冬 虫 夏 草 O p h i o c o r d y c e p s sinensis青藏高原的特色传统名贵药材，目前面临分布区萎缩、资源量减少的问题，资源可持续利用引起了普遍关注。通过在西藏高寒灌丛及青海高寒草甸冬虫 夏草适生地建立研究基地，对冬虫夏草资源可持续利用关键技术进行了研究。
中山大学
2021-04-10
内蒙荒漠特色资源可持续利用与扶贫开发
本研究在新疆塔克拉玛干沙漠腹地及内蒙古阿拉善沙漠开 展固沙植物柽柳生态林寄生管花肉苁蓉药材的种植、加工及药 理学研究，提出并实施对寄主柽柳宽窄行种植、建立种子选育 园及套袋采收、水枪射流钻洞接种及微波湿法加工工艺等系统 工程创新技术
中山大学
2021-04-10
可持续运行功能强化的人工湿地水质净化技术
本项目从提高系统溶解氧水平、增大碳源利用效率、优化季节性湿地植物 配置、提高湿地植物经济附加值等角度入手，开展了近十年的系列技术研发， 发明了嵌套式增氧、分段进水、人工弓棚、季节性湿地植物混合配置、湿地植 物高附加值资源化材料制备等技术，显著提高了人工湿地水质净化技术的污染 物去除效率和运行的稳定性。
山东大学
2021-04-13
仿生液体复合膜材料
随着工业生产的加快以及人类生活品质的提高，对多相分离中的分离效率和膜材料的使用寿命都有了更高的要求。本项目旨在研究制备仿生液体复合膜材料。通过仿生多孔膜材料与功能液体的协同物理化学设计，制备的仿生液体复合膜材料突破传统固/液界面设计的限制，应用全新的动态固/液/液界面设计制备液体复合膜材料，可用于污水处理和工业生产中的油/气/水分离，较传统商业膜在抗污节能，力学性能，耐用性和使用寿命等方面有显著提高。同时通过构筑应力响应等仿生响应性液体复合膜材料，也将为实现新型智能可控膜体系的构建与成果产业化提供技
厦门大学
2021-01-12
可标记和简易分离的仿生智能微针平台
利用微针技术递送药物至局部组织，是一种微创、无痛、便利的治疗新模式，随着微针设计与构建的发展与创新，其中负载内容物逐渐丰富，从单一的药物到具有功能的亚单位和亚结构，再到多种多样的生物活体。目前现有的研发较为热门的递送药物微针有实心微针、空心微针、包衣微针，但大部分都存在如下问题：1、断针等安全性问题；2、给药不准确，无法准确做到剂量的精准控制；3、暴露的微孔道有感染风险；4、需要操作者有一定的医学背景。
大多数微针贴片的基底层附着在皮肤上，可能会被汗水或环境液体浸湿而增加感染风险，并且在刮擦过程中容易导致微针脱落。而且常规微针贴片无法自发完成数据信息存储（需要信息反复利用电子设备存储和读取），难以提高工作效率，并可能导致信息误差，误导医患。因此，开发具备高效药物递送和便于数据储存与访问的新策略具有重要意义。
本成果研发了一种仿生智能微针平台（MILD），独有的仿生蘑菇形态针头可实现针尖简易分离、注射点长效标记、药物轻便递送以及药物智能响应。利用该平台，本团队以新冠疫苗为例，已完成动物试验阶段，取得了理想的试验数据，科研成果已在ACS Nano发表，学术媒体广泛报道。
疫苗接种效果与皮下注射相当，抗体浓度≥50AU/ml，标记时间≥28天。
华中科技大学
2023-03-03