ü 新型吸附材料与装置用于收集陆地和水面的石油或石油产品，同样也可应用于水处理设备中去除乳化石油产品、工业、生活油脂等。这种新型材料具有高油容性：35-40公斤/公斤；可吸附物质系列广泛；吸附速度高：3-4公斤/分钟/公斤；可以挤压释放吸附油品500次以上；工作的温度范围：水：+4℃-+50℃；空气：-20℃-+50℃；对于各种石油产品的油容稳定，当挤压时可释放70%的吸附石油产品。ü 自行设计的分离器适用于分离稳定与超稳定水包油乳液型水流的高效工业装置。该分离器用

本成果针对目前聚乳酸（PLA）存在的易燃和脆性等问题，采用合成反应型阻燃扩链剂的方法制备具有永久阻燃性能的聚乳酸。通过引入少量的反应型无卤阻燃剂及复合纳米技术，得到阻燃效果优异的阻燃聚乳酸。本成果开发的阻燃聚乳酸，相比于市面上普通的添加型阻燃剂，表现出对基体力学性能的影响小，阻燃效率高等特点。并通过复合增韧技术，使阻燃型聚乳酸具有良好的韧性。阻燃性能指标可达到LOI大于30，UL-94 V-0级。本成果采用的新技术使得聚乳酸附加值高，性能优异，可适于电子电器类产品等领域。因此，这种来源于生物质具有可完全降解的阻燃型聚乳酸是新一代生物基环境友好型功能塑料。 主要技术、指标： LOI > 30, UL-94 V-0;  HRR < 250 kW/m2 拉伸强度>50MPa；断裂伸长率> 100%； 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 10000吨/年规模投资1800万，厂房面积2000平方米。

新型微纳电子材料的不断涌现，尤其是最近几年二维材料（石墨烯、二硫化钼、拓扑绝缘体等）的出现，对生长设备提出了更高的要求。在科研生产领域，以分子束外延系统为代表的高端生长设备，长期被欧美进口设备所垄断。目前，国内的真空设备厂家的技术加工的硬件水平已经达标，所欠缺的就是一个整体系统设计。徐永兵课题组的青年千人何亮教授在超高真空薄膜生长领域，具有超过十五年的研究工作经验。熟悉物理

采用等离子喷涂方法在机械零部件表面进行涂层加工，使机械零部件具有良好的耐磨、防腐、热障、散热等性能，广泛应用于轧辊、发动机关键零部件、生物医疗、电子器件等领域。所研制的WC-Co、Ni-Al2O3、Cr2O3、Al2O3-TiO2、ZrO2等涂层已成功在多家企业获得应用，大大提高了工件的使用寿命并大幅度降低成本，经济效益明显

首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。这些成果突破了无机块体材料依赖高温烧结定形的传统途径，可以在常温条件下实现构建，为功能材料的制备提供革命性的科学新基础，特别适合在生物体内开展仿生合成。目前已经颠覆性地实现以下突破： 1）结合生物矿化实现人体牙釉质的再生（Sci Adv 2019），再生层与天然牙釉结构完全一致，拥有相同的生物力学特性。该工作打破了传统口腔医学中牙釉质不能再生的认知，引领新一代口腔材料从“填充型”转变为“再生型”。目前已进入转化研究阶段，样品能够高效地修复牙齿表面的微小缺损。 2）结合传统有机聚合发展出有机-无机共聚新技术，可以制备出有机-无机共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。与传统的有机无机复合材料不同，共聚型新材料能够在分子尺度上实现有机和无机相之间的相互融合，从而构建出结构完全均一、具有优异力学性能的轻质高强材料。特别是在传统高分子材料中引入无机离子键可以显著增强材料原有的力学性能，例如通过无机离子寡聚体可以大幅度改善传统塑料材料。 “无机离子聚合”可以构建出柔性无机离子材料，开发出矿物基塑料替代新材料，被称为“石头变塑料” （Adv Mater 2022）。矿物基塑料材料与传统塑料相比在保持制备可塑性和结构韧性的同时，具有高强、高硬和高热稳定性等新特征，而其矿物的本质特征还可以使材料能够融入到自然的矿物循环中，为解决塑料污染问题提供新策略，是一种环保型的新材料。

该成果培育了高抗赤霉病且综合农艺性状比较优良的品系。筛选到与主效抗性紧密关联的分子标记，可用于标记辅助育种。

成果与项目的背景及主要用途：组织工程是近来备受关注的交叉领域， 其潜在市场巨大。其中可吸收手术缝合线和人造皮肤都已进入市场，而骨移植材料及杂化骨组织将是下一个实现临床应用的高科技产品。磷酸钙、碳酸钙和硫酸钙是目前研究最多的无机骨修复材料。其中硫酸钙骨基植入物是目前进入国际市场的骨组织主导产品之一，也是唯一兼具生物相容性又可被完全吸收的骨修复材料，国外对此进行了大量的临床和细胞生物学研究，其产品 OsteoSet 已进入临床应用，国外产品价格约为 40 元/片（每片约 100mg）。 硫酸钙基骨植入物可用来填充骨缺损部位，提供良好的骨生长支架和环境；也可载活性因子或药物，兼具缓慢释放治疗作用。 技术原理与工艺流程简介：硫酸钙具有凝结性，在凝结过程中而逐渐成型，而显现出高的力学性能。硫酸钙具有骨传导作用，植入到骨缺损部位后，它起到桥梁作用，允许细骨胞粘附爬行。随着材料的吸收，骨细胞不断前进，最后形成新骨。主要工艺流程如下： 医用硫酸钙制备 → 配料 → 成型 → 检验 → 包装 → 灭菌技术水平及专利与获奖情况：本研究得到了天津市科委的资助，相关的研究成果已申报了国家发明专利 5 项，其中 1 项已授权。 应用前景分析及效益预测：硫酸钙骨修复材料既可用作植骨材料，也可用作骨髓炎用植入型药物局部释放体系。硫酸钙作为植骨材料 1998 年在美国的市场份额为 470 万美元（价格为 5cc: $240），排在人工骨修复材料的第 2 位（21%），仅次于来源于珊瑚的植骨材料。随着医学的发展和人们认可度的提高，人工骨的应用会越来越普及。 德国默克公司的 Septopal 为载庆大霉素的聚合物局部释放体系（价格为30beads：74 欧元），在治疗骨髓炎方面显示出良好的疗效，在欧洲早已临床应用。硫酸钙载药植骨材料将克服 Septopal 存在的严重不足，推向市场后其经济效益相当可观。我们所制备的上述产品的成本大约在 6 元左右，利润空间非常大，为高回报产品，属于国家鼓励优先发展的高技术产业。 应用领域：医疗器械、生物材料制品、组织工程制品技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：原材料均为国产，价格低廉。所需设备投资不大。常规医药行业的厂房基本上能满足要求，主要生产车间 100 平方米。 合作方式及条件：面谈

功能高分子新型材料与国民经济、国防建设和人民生活密切相关，是我国集 中研究与重点发展的产业之一。树脂型高分子功能新材料的特性主要是依靠助剂包括增塑剂和热稳定剂等体现出来的，其应用领域十分广阔。本项目针对助剂领域全球无毒化的趋势和要求，将化学工程与催化、分离科学原理应用于环保塑料助剂清洁生产技术工程化，建立化工过程中高品质调控技术体系，提出开展环保塑料助剂的催化与合成调控研究的思路，形成了多种环保塑料助剂的清洁生产工艺并成功实现了产业化，可以工业化多品种替代邻苯类增塑剂及重金属热稳定剂，多项技术获得国家发明专利。

青橙创客教育将从科技创新人才培养的角度出发，通过课程、活动、服务、空间四个维度为学生提供服务。我们将以中国学生发展核心素养为导向，采用以设计思维为核心的创新教育方法论，全面培养具有跨学科学习能力和沟通协作能力的学生，帮助青少年成为能运用最新科技解决问题的创新者。

仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。