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超敏感的可调性：功能解耦及生物意义
超敏感是自然界的一个神奇性质，在诸如机体发育、细胞应激、胰岛素响应等复杂生物过程（图1）中发挥着关键作用。该论文揭示了可逆共价修饰（图2）这一基本生化反应是产生高度可调的超敏感的根源；并将敏感性的调节分解为两种正交的模式。论文指出，虽然串扰始终存在，这两种模式可通过一个简单的方法实现近似解耦，从而使得生命体能够举重若轻地实现复杂的调控。
南方科技大学
2021-04-13
有机气敏薄膜生长调控与敏感机理研究
本项目属复合材料与传感器研究领域。主要针对气体传感器特异性响应与识别机理、气体信息与电信号转换机制以及薄膜表面/界面效应等基础科学问题开展了深入研究，提出并发展了有机纳米复合气敏材料新领域，为有机/无机纳米薄膜组装与结构调控提供了新途径，同时建立了传感器微观响应模型，对发展新型复合薄膜气体传感器具有重要的科学意义。发表SCI论文71篇，SCI他引905次，均为正面引用，研究成果受到敏感材料与传感器领域研究者的广泛关注与认可。本项目申请国家发明专利49项，授权29项，研制出了灵敏度高、响应快（<
电子科技大学
2021-04-14
纳米纤维基凝胶电解质
凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。 纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。
北京科技大学
2021-02-01
轻质高强隔热聚酰亚胺气凝胶
气凝胶是一种有着纳米多级结构的特殊多孔材料，由于其独特的结构和诸多优越的性能，在许多领域有着广泛的应用前景。目前制约其工业化生产和应用的最大瓶颈就是其极差的力学性能，因此获得高模量的气凝胶是研究人员一直以来努力的目标。聚酰亚胺气凝胶作为一种力学性能较好，热稳定性高，隔热性能好的有机气凝胶近年来受到人们的广泛关注。通常线性聚酰亚胺气凝胶是通过等摩尔的初始单体二酐和二胺合成，其主要缺点在于样品收缩大，热、力学性能差强人意。收缩大是聚酰亚胺气凝胶制备过程中较难解决的问题，较大的收缩导致气凝胶的密度一般较高。由于隔热材料的热导率这一性能和材料的密度是紧密相关的，通常密度低意味着隔热效果更好，因而降低聚酰亚胺气凝胶的密度是提升其隔热性能的有效手段。同时，较低的密度也会导致材料的模量下降，影响其力学性能。所以，获得低密度、高模量，也就是高比模量的聚酰亚胺气凝胶是正真提升其应用价值的核心问题。相较之下，交联型的聚酰亚胺气凝胶有着更为优异的性能，这是由于在其凝胶网络中引入了某些功能化的胺类，也叫交联剂。交联剂的引入使得聚酰亚胺聚合物链通过共价键进行结合，形成丰富的三维网络结构，可以极大降低样品的密度和热导率，同时提升其热、力学性能。然而，交联剂的售价异常昂贵，或是需要通过复杂的合成工艺获得，这一瓶颈极大地限制了交联型聚酰亚胺气凝胶的大规模生产和应用。因此，采用更为廉价易得的交联剂获得低收缩、低密度、低热导的聚酰亚胺气凝胶成为研究学者们亟待解决的一个难点。本团队的相关科技成果提供了一种适用范围广、成本低廉、反应周期短、可能工业放大的低密度、高模量交联型聚酰亚胺气凝胶材料的制备方法以及一种适用范围广、成本低廉、反应周期短、可能工业放大的低密度交联型聚酰亚胺气凝胶类材料的低成本制备方法。 聚酰亚胺气凝胶作为一种力学性能较好，热稳定性高，隔热性能好的有机气凝胶近年来受到人们的广泛关注。该技术研制了一种适用范围广、成本低廉、反应周期较短、可能工业放大的交联型聚酰亚胺气凝胶材料的制备方法。
同济大学
2021-02-01
轻质高强隔热聚酰亚胺气凝胶
高校科技成果尽在科转云
同济大学
2021-04-10
纳米纤维基凝胶电解质
凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。纳米纤维凝胶电解质具有以下优势:1）具有足够的化学和电化学稳定性，有一定的耐湿性和耐腐蚀性；纳米纤维凝胶电解质膨胀收缩现象不明显，小于 5%，电化学稳定窗口在 0-5 183 / 298V，满足锂离子电池使用要求，甚至为高压正极材料提供保证。2）对电解液润湿性好，有足够的吸液保湿能力；纳米纤维高的孔隙率，且大部分孔都是连通孔，保证了凝胶电解质与电极之间良好的浸润性，增加了离子导电性，提高电池的容量，改善电池的充放电效率和循环性能。3）高低温性能优异，电导率高；电池的使用温度范围通常在-20-60 ºC，商用 PP 膜在 100 ºC 保持 10 min 收缩率达 10%，但纳米纤维隔膜在 140 ºC 下横向和纵向收缩率<2%，在 50 ºC 高温条件下，相比于商用隔膜循环小于 100 次，纳米纤维隔膜在循环 300 次后容量保持在 83.5%。4）具有一定的抗张强度和抗刺穿强度；纳米纤维膜的垂直拉伸强度>3.035 N，避免了凝胶电解质被锂枝晶刺穿，发生短路，提高安全性。5）成本低，适用于大规模工业化生产；我们从设备到工艺已实现自主研制和开发，静电纺纳米纤维膜已实现大规模生产。
北京科技大学
2021-04-13
空气净化用气凝胶材料
针对气体中有毒有害污染物的去除，开发了一系列氨基改性气凝胶作为气体中固相和气相污染物的去除，包括氨基杂化SiO2气凝胶、氨基杂化TiO2气凝胶、氨基杂化ZrO2气凝胶和氨基杂化有机/无机复合气凝胶。氨基杂化气凝胶的制备采用自催化一步溶胶-凝胶工艺，其合成工艺简捷、且不需要加入酸/碱催化剂，相对于传统的气凝胶制备工艺，该工艺更安全、环保、成本更低。氨基杂化气凝胶对空气中的固相和气相污染物有良好的去除效果，大大优于传统的活性炭、P25、HEPA等材料。
南京工业大学
2021-01-12
智能水凝胶的合成及其应用
水凝胶是交联高聚物在水中溶胀所形成的体系，它在工农业生产、日常生活 及医疗领域具有广泛的应用。例如在医用材料领域可以用于药物缓释载体、组织 工程材料、栓塞微球、皮肤伤口敷料、手术防粘剂、降温冰袋等用途。合成所用 原料是天然产物，例如海藻酸钠、透明质酸、壳聚糖、纤维素及改性淀粉等，也 可以用小分子单体进行合成。 本团队长期进行水凝胶的研究和产品开发，合成了各种类型的水凝胶。我们 可以根据用户实际需要进行各类水凝胶产品的设计和制备，优化合成工艺，解决 用户在制备和使用水凝胶过程中碰到的技术问题，对产品性能和质量进行控制， 满足用户的要求。 技术特点：经济技术指标与应用效果：用天然材料制备水凝胶，产物具有优 异的生物相容性和降解性，成本低廉，产品附加值高。 2、创新要点: 采用了现代先进合成方法、包括纳米材料制备技术，所得水凝胶产品具有优 异的环境响应性和适宜的力学性能及热性能。 3、效益分析: 医用材料具有巨大的市场，本项目投资与规模：可根据用户需要确定。 4、推广情况 合作方式：技术开发；提供技术服务。
江南大学
2021-04-13
甘露聚糖酶及其在石油开采中的应用
随着我国石油勘探和开发程度的提高，低渗透油田储量所占的比例越来越大。在当前石油 后备储量紧张的形势下，更好地开发低渗透油田储量，对我国石油工业的持续稳定发展具有十 分重要的现实意义。 为了提高低渗透油气藏的油井产量，可以向油井中注入含有支撑剂的高压水基压裂液凝 胶，在高压下，含油岩层会被压裂产生缝隙，压裂液凝胶裹挟着支撑剂进入裂缝中将其支撑开 来，之后关闭油井，使压裂液凝胶在破胶剂作用下裂解，随后将裂解后的压裂液从井中返排出 来，由于支撑剂的存在，使油层中形成具有很好导流能力的裂缝，从而有利于油井产量提高。 目前常用的水基压裂液凝胶是以瓜尔胶及其衍生物为基础的高分子凝胶。瓜尔胶作为一种 天然的半乳甘露聚糖，其主链由甘露糖通过β-1,4-糖苷键连接而成，利用甘露聚糖酶可以催化 主链上β-1,4-糖苷键的水解，从而降低其溶液的黏度。 本项目从土壤中分离获得一株嗜热菌，并从中克隆获得一个高活性的嗜热甘露聚糖酶，该 酶在80℃下的半衰期为46 h。与进口的商品化耐高温生物酶破胶剂Pyrolase®160相比，我们的 甘露聚糖酶具有高温下破胶活性好，而室温条件下破胶活性低(不到80℃环境中的5%)的突出优 点，从而可以有效地防止配制的水基压裂液凝胶在没有达到预定位置之前过早地破胶，降低压 裂效果。 目前，国内石油供应严重依赖进口，自给率不断下降，能源供给存在潜在隐患，严重威胁 国家安全。创新研发中国自主品牌和知识产权的高温型生物破胶酶制剂，促进其在高温油气藏 三次采油领域的广泛应用，提高我国油气田的采收率，将具有重大战略意义和经济价值。
华东理工大学
2021-04-11
耐热、高活性β-葡聚糖酶的构建及生产
β-葡聚糖酶是啤酒工业和饲料工业主要的酶制剂。目前该酶制剂主要存在 的问题是耐热性差和产酶水平不高的问题。本项目通过基因工程和蛋白质工程手段，从酶分子结构着手，构建耐热、酸性条件下活性高的β-葡聚糖酶。在不提高酶生产成本的前提下，酶的活性不低于 50000U/g，在酸性 55-80℃条件下孵育 20 min，酶活性大于 80%。达到国外同类产品的水平，但价格仅是国外同类产品 的三分之一，具有广阔的市场前景。 2、创新要点 （1）采用基因融合、蛋白质分子改造技术从本质上提高酶分子的耐热性和表达水平； （2）β-葡聚糖酶的耐热性在 80℃条件下处理 30 分钟，酶的残余活性大于90%，酶的活性活性不低于 5000U/g。
江南大学
2021-04-11