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。

在光学窗口和红外头罩领域，由于特殊的耐高温和耐腐蚀性要求，能够满足恶劣工况下军事应用的材料十分有限，对于新一代武器系统，目前成熟的材料只有蓝宝石单晶。然而该材料具有成本高昂、加工困难、难以制备成特殊形状等缺点，此外，其红外截止波长不到5微米，很多实际应用受限。具有优异力学性能和较长红外透过能力的大尺寸光学窗口材料属于我国极缺的军用材料，对国防安全具有特殊的意义。本实验室以所掌握的透明陶瓷制备技术为核心，针对国防军工对高性能窗口和头罩的具体要求，积极开拓其在导弹头罩、侧向窗口、各种高温光学元件保护窗口等军用、民用领域的应用。

传统上多采用Ni/Au金属作为LED的电极，降低出光效率，因此，需要采用 透明电极。针对LED对透明电极的要求，利用磁控溅射法在玻璃衬底上设计不同 气氛、衬底温度、工作气压、溅射功率、靶距、溅射时间等参数下的实验制备 CI0和ZA0薄膜，探寻制备两类薄膜的合适的工艺条件；并研究了退火处理对制 备薄膜的结构和性能的影响。制备出高质量、高性能的CI0和ZA0薄膜，发现薄 膜的透光率均在80%以上，甚至可高达91%,电阻率达到10-3Q. cm数量级或 更低，达到了 LED用透明电极薄膜材料的性能要求。

中试阶段/n透明导电薄膜是平台式材料，是光电产业上游重要产品。柔性透明导电薄膜可以用于大尺寸柔性触控，柔性显示与照明、薄膜太阳能电池，可穿戴设备等战略性新兴柔性光电子产业，解决陶瓷基透明电极面临主要成分的资源短缺和固有的脆性等不利因素，在相关领域取代ITO薄膜及金属网格。本项目开发从材料到薄膜加工工艺的全链条技术，开发一系列面向不同光电器件需求的产品。目前，团队通过第三方机构认证的样品透过率导电性耐弯折特性处于国际先进水平。目前，正在进行小试阶段的研发工作，高纯原料和部分装备可国产化。

透明柔性电子皮肤是一种基于少壁碳纳米管取向阵列/高分子复合薄膜的通用器件结构，能够监测人体关节的弯曲以及拉伸情况。在柔性高分子基底上平铺一层少数壁碳纳米管取向阵列的透明薄膜，再涂覆一层超薄的弹性高分子以形成表面光滑的碳纳米管复合材料，蒸镀上电极后即完成柔性电子皮肤的制备。测试弯曲电子皮肤的在不同电压下的电学特性，显示其为欧姆特性，而且电流大小与电子皮肤的弯曲角度呈现出高灵敏度、高度可重复的线性响应，即使弯曲上万次仍能保持

传统上多采用Ni/Au金属作为LED的电极，降低出光效率，因此，需要采用透明电极。针对LED对透明电极的要求，利用磁控溅射法在玻璃衬底上设计不同气氛、衬底温度、工作气压、溅射功率、靶距、溅射时间等参数下的实验制备CIO和ZAO薄膜，探寻制备两类薄膜的合适的工艺条件；并研究了退火处理对制备薄膜的结构和性能的影响。制备出高质量、高性能的CIO和ZAO薄膜，发现薄膜的透光率均在80%以上，甚至可高达91％，电阻率达到10－3Ω.cm数

透明质酸钠（sodium hyaluronate）又名玻尿酸，是一种酸性粘多糖，N-乙酰氨基葡萄糖胺和葡萄糖醛酸以β-1，3-糖苷键连接而成的二糖单体重复构建而成的杂多糖 。具有许多天然粘多糖共有的性质：呈白色，为无定形固体，无臭无味，有强吸湿性，溶于水，不溶于有机溶剂。

品摩擦特性稳定、磨损率 小、耐高温，具有传扭柔和平稳、使用寿命长、耐高温和过载保护能力 强等突出优点。 申报发明专利和实用新型专利18项，全部技术拥有自主知识产权，国 防科工局鉴定结论认为整体技术达到国际先进水平。性能指标：1

芳纶纸基材料是采用芳纶纤维和芳纶浆粕为原料，抄造成纸张，然后热压成型。与无纺布成型方式比较，造纸的办法可以将多种纤维原料复合在一起，纤维在材料中的排列方式可从XYZ三个方向灵活地调整，纤维在材料中的分布非常均匀。因此，该材料具有强韧的机械性能、优良的电介质强度、良好的耐高温性能、化学稳定性和适应性等多项优点。 芳纶纸制成SANDWICH复合结构材料可作为次受力结构部件大量应用于飞机、汽车、船舶等交通工具上以减轻重量；可以用于耐高温和腐蚀等环境的过滤材料；发电机、马达、变压器绝缘材料；