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。

本发明公开了一种两栖仿生龟机器人，它具有四条相同结构的腿模块单元，十六个独立可控关节通过冗余驱动可同时实现陆地及水中运动，具有很强的环境适应性。陆地运动步态以髋关节、俯仰关节和膝关节为驱动关节，旋转关节冗余；水下运动步态则以髋关节、俯仰关节和旋转关节为驱动关节，膝关节冗余。机器人还配备浮力调节系统，能够自由控制整机在水中的上浮下潜。机器人系统的动力系统和控制系统放置在机身密封舱内进行保护，关键部件的防水密封则采用浸油密封与接缝处涂抹密封胶的方法。本发明具有运动形式丰富，承载能力强、关节回转角度大，机

本发明提供了一种多用途仿生螃蟹机器人，包括顶部模块、底板模块、腿部模块、右侧钳模块、左侧钳模块、双目视觉模块，通过上述模块的组合设计，组成一套仿生螃蟹式的具有多用途的机器人，特点在于顶部模块能完成顶部重物的适应性角度顶起，且能进行圆周方向的锯切；腿部模块能适应较多的地形，实现全方位行走；右侧钳与左侧钳的单独或配合，能完成多种任务，满足一些特殊需要的场合的要求；双目视觉模块能够单独或协作的完成对周围全方位的观察，指导机器人的使用作业情况；采用液压作为动力，动力强劲，简单可靠。

研究团队基于cGAMP设计制备了一种肺部仿生纳米颗粒（PS-GAMP）来模拟流感病毒肺部感染，发现其能够在不破坏肺部表面活性剂（PS）和肺泡上皮屏障（AEC）的情况下，激活AMs和AECs，促进疫苗产生高效的体液和CD8+ T细胞保护性免疫反应，以抵抗多种异型流感病毒的攻击。研究结果提示AECs在产生广泛的交叉保护以抵御各种流感病毒方面具有十分重要的作用，表明PS-GAMP可能是一种“通用”流感疫苗的潜在粘膜佐剂。

一种含通道的仿生结构及其电磁力训练装置和方法，属于生物组织工程机生物医疗器械领域。本发明使用电磁场力训练装置在体外训练含通道的、多功能和多系统的三维仿生结构。该通道在结构主体上呈两端通孔、两端盲孔或一端盲孔一端通孔状态，通道之间相交、平行、共线或异面。本发明将仿生结构在电场、磁场或复合电磁场中训练或脉动培养，使细胞在微流体通道中逐层定向排布。该结构至少含一种细胞；通道外壁、内壁或通道孔内至少分布有一种细胞。所述仿生结构主体为细胞和天然高分子水凝胶的混合物。所述多通可具备循环、神经和免疫功能。

一种欠驱动的仿生四足机器人，属于仿生机器人领域，解决现 有仿生四足机器人腿部的质量和转动惯量过大的问题，同时减小与地 面碰撞产生的能量损失，增加腿的柔顺性。本发明由机身以及前左腿、 前右腿、后左腿、后右腿组件构成，前左腿、前右腿、后左腿和后右 腿组件的结构相同，前左腿、前右腿组件左右对称、分别连接于机身 前部的左右两侧，后左腿、后右腿组件左右对称、分别连接于机身后 部的左右两侧。本发明驱动电机都布置在机身上，减小了腿部的质量 和转动惯量，提高机器人运动速度；通过拉线方式实现膝关节和踝关 节联动，减小了主动电机的数量；腿部拉簧顺应机构和踝关节处扭簧， 可以降低与地面碰撞带来的能量损失，提高能量的利用效率。