光学相干层析术( Optical Coherence Tomography简称oCT)利用宽带光波场的低相干性来探测被测组织内部不同深度处的散射光信号,是继超声波、XCT、MR技术之后的一种全新的医疗检测和成像技术。自1991年首次被提出以来,该技术便得到了国际生物医学光子学界和医学成像领域研究人员的高度重视,并被证实在临床医学中有着巨大的应用前景,已成为现代生物医疗仪器领域的一个极其重要的研究热点,在眼睛、耳鼻喉科、胃肠病、妇科、牙科等等医学领域有广泛的应用价值。    主要指标：    OCT技术的探测深度为15~2毫米,分辨率为几到十几微米,可非接触、无创、原位及实时地诊断表皮、上真皮及皮肤附属器的一些病变特性,如活动性炎症、坏死和角化过度、角化不全、真皮内空洞形成、大疱性疾病、恶性黑色素瘤、湿疹、疥螨及银屑病等皮肤疾病,可精确给出病灶或可疑病灶区域的大小、形状和所在位置。    应用状况：    OCT技术涉及光、机、电、控制、图像处理、信号处理、光生物学及生物医学诊断等多个学科的知识。我校自2003年底以来一直从事光学相干层析术的研究,搭建了光纤型光学相干层析系统样机,在进一步优化系统各项技术指标的同时,开展了大量的实验和理论研究工作,包括系统的噪声分析、图像处理及信号处理等,为皮肤病无创检测系统的实用化打下了良好的基础。

光学相干层析术 (Optical Coherence Tomography，简称OCT) 利用宽带光波场的低相干性来探测被测组织内部不同深度处的散射光信号，是继超声波、X-CT、MRI技术之后的一种全新的医疗检测和成像技术，并被证实在临床医学中有着巨大的应用前景，已成为现代生物医疗仪器领域的一个极其重要的研究热点，在眼睛、耳鼻喉科、胃肠病、妇科、牙科等等医学领域有广泛的应用价值。 OCT技术的探测深度为1.5～2毫米，分辨率为几～十几微米，可非接触、无创、原位及实时地诊断表皮、上真皮

共轭聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等优点，在柔性显示、电子皮肤和生物传感等功能器件中有潜在的应用价值。高均匀性的大面积加工是共轭聚合物作为有机半导体材料向实际应用转化的重要一步，但具有很强的挑战性。由于共轭聚合物的分子间强相互作用和复杂的链缠结，溶液加工过程中往往产生结晶与无定形区域、排列缺陷、厚度变化等非均匀性现象，限制了共轭聚合物的大面积加工。即使在稀溶液中，共轭聚合物分子之间仍具有一定程度的聚集。因此，如何通过调控聚合物从溶液到固相薄膜的聚集行为和组装过程，从而实现共轭聚合物的大面积加工，并进一步实现“从下而上”器件加工方式，成为了很有挑战性的科学问题。本研究实现了聚合物单分子薄膜大面积加工，并获得了优异的电子传输性能，有望应用于加工制备大面积、高性能的有机场效应晶体管。  共轭聚合物由于分子之间的π−π相互作用和链段缠结，在溶液中形成了特征的1D蠕虫状组装结构，组装体在溶液加工过程中进一步的生长，形成了网络状组装结构，最终通过沉积方法可以在基底上形成2D聚合物单分子层网络（图1）。研究人员首先通过混合溶剂策略调控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段与联二噻吩（2T）片段形成的共轭聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中组装行为，并通过垂直提拉法表征了沉积薄膜的形貌。原子力显微镜（AFM）高度图表明在氯仿溶液中沉积得到的薄膜具有特征的网络状形貌，且厚度在很大的实验加工窗口内均保持聚合物单分子层量级（约4 nm）。薄膜吸收光谱、AFM高度以及掠入射X射线散射证明了聚合物单分子层的厚度，且表明单分子层的形成具有宽的加工窗口。聚合物单分子层的形成与基底的性质关系较小，在具有不同接触角的基底均可以沉积得到聚合物单分子层网络。宽的加工窗口和弱的基底相关性非常有利于加工大面积和高均匀性的聚合物薄膜。

本项目属敏感电子学与传感器研究领域。主要围绕电子聚合物纳米气敏薄膜调控与气体传感器敏感动力学开展了系统研究，在电子聚合物分子结构设计与合成、敏感聚合物有序薄膜聚集方法及性能调控机制、气体传感器敏感机理等方面取得了一系列创新性成果，为气敏材料的设计与调控以及传感器性能的改善提供了科学依据，开拓了电子聚合物薄膜气体传感器新领域。发表SCI论文87篇，SCI他引839次，其中在国际化学传感器权威期刊《Sensors and Actuators B》上发表论文16篇，受到了国内外同行的高度评价和认可。本项目

近日，傅正义院士团队平航副研究员在材料过程仿生制备新技术研究方面取得创新性进展，成果以“Mineralization Generates Megapascal Contractile Stresses in Collagen Fibrils”为题，发表在国际顶级期刊《Science》（科学）上。

近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队通过深入解析生物质微观结构，提出了一种利用生物质天然纳米结构的全新的生物质表面纳米化策略，基于这种策略构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。该策略巧妙地利用了木屑等生物质中天然的纤维素纳米纤维，将其暴露在木屑颗粒表面，并使其互相交联从而构筑无需任何粘合剂的高性能人造木材。运用这种策略所制备的人造木材在各方向上具有相同的力学强度，且超越了实木材和传统人造板。这种新型人造木材自下而上的制备方式使其在尺寸上将不受限制，可以克服大块实木材料的稀缺性，大大拓宽了这类木质材料的应用范围。另外，其还表现出优异的阻燃性性和防水性。在这种高性能人造木材中，微米级木屑颗粒的暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维，这些纳米纤维通过离子键、氢键、范德华力以及物理纠缠等相互作用结合在一起，微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合一起形成高强度的致密结构，而无需添加任何粘结剂。这种结构特征带来了高达170 MPa的各向同性抗弯强度和约10 GPa的弯曲模量，远超天然实木的力学强度。此外，新型人造木材还显示出优异的断裂韧性，极限抗压强度，硬度，抗冲击性，尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性。作为一种全生物基的环保材料，新型人造木材不仅不含任何粘结剂，还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能，因此具有非常广泛的应用前景。 此外，这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径。通过将碳纳米管（CNT）掺入木屑颗粒间的纳米网络当中，可以获得导电智能人造木材，因碳纳米管能够在其中形成连续的三维网络，因此其具有比传统聚合物/碳纳米管复合材料更好的导电网络和更高电导率。基于这种智能人造木材的高导电性，它可以实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。这种智能人造木材表现出了出色的电磁屏蔽性能（X波段超过90 dB），可以满足精密电子仪器屏蔽标准的要求。这种智能人造木材还可以在1.75 V低电压下（约等于两节五号电池的电压）实现自发热，可在5分钟内升至60摄氏度，这种在低电压下即可自发热木材可有效地确保自加热设备的安全性，同时减少能耗。 这项研究提出了一种生物质颗粒表面纳米化方法和策略，可用于构筑全生物质，不含任何粘结剂，具有优异的力学性能，可复合的新型人造木材。同时，这种全新的生物质表面纳米化策略也可以扩展到其他生物质（例如，树叶、稻草和秸秆等），并可以实现多功能化，有望用于制造一系列绿色全生物质的可持续结构材料，将进一步推动人造板行业向绿色、环保和低碳方向发展。

项目成果/简介:近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队通过深入解析生物质微观结构，提出了一种利用生物质天然纳米结构的全新的生物质表面纳米化策略，基于这种策略构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。该策略巧妙地利用了木屑等生物质中天然的纤维素纳米纤维，将其暴露在木屑颗粒表面，并使其互相交联从而构筑无需任何粘合剂的高性能人造木材。运用这种策略所制备的人造木材在各方向上具有相同的力学强度，且超越了实木材和传统人造板。这种新型人造木材自下而上的制备方式使其在尺寸上将不受限制，可以克服大块实木材料的稀缺性，大大拓宽了这类木质材料的应用范围。另外，其还表现出优异的阻燃性性和防水性。在这种高性能人造木材中，微米级木屑颗粒的暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维，这些纳米纤维通过离子键、氢键、范德华力以及物理纠缠等相互作用结合在一起，微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合一起形成高强度的致密结构，而无需添加任何粘结剂。这种结构特征带来了高达170 MPa的各向同性抗弯强度和约10 GPa的弯曲模量，远超天然实木的力学强度。此外，新型人造木材还显示出优异的断裂韧性，极限抗压强度，硬度，抗冲击性，尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性。作为一种全生物基的环保材料，新型人造木材不仅不含任何粘结剂，还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能，因此具有非常广泛的应用前景。 此外，这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径。通过将碳纳米管（CNT）掺入木屑颗粒间的纳米网络当中，可以获得导电智能人造木材，因碳纳米管能够在其中形成连续的三维网络，因此其具有比传统聚合物/碳纳米管复合材料更好的导电网络和更高电导率。基于这种智能人造木材的高导电性，它可以实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。这种智能人造木材表现出了出色的电磁屏蔽性能（X波段超过90 dB），可以满足精密电子仪器屏蔽标准的要求。这种智能人造木材还可以在1.75 V低电压下（约等于两节五号电池的电压）实现自发热，可在5分钟内升至60摄氏度，这种在低电压下即可自发热木材可有效地确保自加热设备的安全性，同时减少能耗。 这项研究提出了一种生物质颗粒表面纳米化方法和策略，可用于构筑全生物质，不含任何粘结剂，具有优异的力学性能，可复合的新型人造木材。同时，这种全新的生物质表面纳米化策略也可以扩展到其他生物质（例如，树叶、稻草和秸秆等），并可以实现多功能化，有望用于制造一系列绿色全生物质的可持续结构材料，将进一步推动人造板行业向绿色、环保和低碳方向发展。

研发阶段/n仿生型膜通过在普通的白色薄膜中添加转光剂，使阳光中对作物无用的紫外光转变为对作物生长有利的蓝紫光（430nm-480nm）及红光（630nm-680nm），从而促进作物生长速度的提高和产量的增加。由于仿生型膜能将阳光中的能量较高的紫外光转变为能量相对较低的蓝紫光，因此，用仿生型膜包装水果、蔬菜等绿色食品，可起到保护水果、蔬菜的功效。在甜玉米、黄瓜、转基因番茄、棉花营养体上进行田间应用实验，均提高了苗期生长速度，作物开花结果提前3-15天左右，作物产量提高5-10%左右；在番茄、甜玉米、黄

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。

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。