北京科技大学材料科学与工程学院生物医用材料研究室研制开发的半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种新型医用生物材料，可用于人关节软骨的修复或替代。本项目成果属国内外首创，其应用和推广不但会产生100万元／年的经济效益，而且能带来巨大的社会效益。利用反复冷冻－融化法可将聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，缩写PVA）水溶液凝胶化而制成聚乙烯醇水凝胶弹性体（PVA hydrogel elastomers, 缩写PVAHE），由于其PVA结晶度为50％－60％，因此又称为半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体。1998年以来，这种人工关节软骨材料通过三次动物实验（共19个月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周围组织未产生任何炎性反应和退变。2000年6月至2001年10月曾在中国药品生物制品检定所动物实验室进行PVAHE生物学评价并通过产品注册检测。目前，已达到临床应用的水平。从1996年以来，本项目的研究和研制开发工作是在北京市自然科学基金（3962006）、国家自然科学基金（59775038）和北京市科技项目合同（954020400）资助下历时5年完成的。多年实验室试验和动物试验表明，半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种很有产业化前景的医用表面修复材料，它具有以下特点：（1）润滑性能良好（摩擦系数0.05，磨损系数小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）弹性大，强度高（压缩模量14MPa，压缩强度4MPa）；（5）能与宿主骨（软骨下骨）牢固连接（界面剪切强度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体的结构和性能非常接近于人关节软骨，其主要用途是在矫形外科手术中用于修复或替代关节软骨。典型产品为厚度2~3mm的平板状水凝胶弹性体（白色、不透明、触感类似于橡胶）。

活性碳酸钙是由轻质碳酸钙经表面处理后所得到的钙盐产品，它与轻质碳酸钙的不同之处在于它同基料高分子有很好的相容性，能均匀地分散在基料中，从而实现很好的填充剂补强作用。活性碳酸钙是20世纪90年代初期由日本开发研究成功，并广泛应用于塑料，涂料，油漆，橡胶等一般生产中，主要是起填充或补强之作用。现在大多数国家都在研究，使用它。我国也在20世纪后期形成工业生产，使用活性碳酸钙于橡胶，塑料，涂料等工业生产，并收到了良好的应用效果。 石灰石和焦炭或无烟煤按一定的比例加入到立窑中在高温下燃烧，生成的石灰经消化。除去固体杂质，用CO2气体在碳化塔中进行碳化反应，沉淀物经压滤，洗涤，干燥，粉碎，再加入表面活性剂在高速混合机中进行表面处理，即可得到活性碳酸钙产品。

  非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology，NMT）源于美国MBL实验室（54位诺贝尔奖得主的摇篮），由神经学家Lionel F. Jaffe（美国扬格公司创始人之一）于1974年发明，2001年，美国扬格公司正式推出现代NMT。NMT是一种研究活体材料的底层核心技术，研究人员基于NMT能够建立自己独有的Me-Only 研究平台，从而获得极具创新的研究成果。   NMT可在不接触、不损伤样品的情况下，检测分子/离子进出生物活体的流速（流动速率和方向），可测样品种类繁多，小到菌、单细胞、液泡，大到组织、器官、整体都可检测。基于NMT商业化的设备统称为非损伤微测系统。   扬格/旭月的非损伤微测系统包含BIO系列、CONFLUX系列（共聚焦/荧光NMT）、NMT100系列、NMT200系列、NMT100S系列、NMT200S系列、NMT150系列、NMT活体工作站系列、NMT Physiolyzer®系列等，已发展至第七代自动化智能产品。扬格/旭月的NMT系统全部采用从美国扬格（旭月北京）研发中心自主研发的imFluxes智能操作软件，将十余年的NMT应用大数据与设备实现完美结合，并且在产品一体化、自动化、智能化、扩展升级等诸多方面都有大幅提升。   扬格/旭月已取得基于NMT的数十项专利及软件著作权，拥有完善的专利保护体系，所有产品全部通过中关村NMT联盟认证和ISO9001质量体系认证。扬格/旭月所销售的NMT专用耗材，已通过中关村NMT联盟认证，所有耗材是扬格/旭月研发中心结合十余年的经验、摸索并自主研发生产的。NMT专用耗材较传统的通用型耗材保质期更长，性能更稳定、可靠，所有对外销售的耗材全部经过严格的生产、检验流程。   扬格/旭月的NMT研究平台已经帮助国内外科研单位取得近百项各类专利，以及包含Nature、Cell在内的500多篇论文。同时，已销往欧洲的瑞士苏黎世大学（拥有包括爱因斯坦在内10余位诺贝尔奖得主），以及中国科学院、中国林科院、中国农科院、农业部下属的众多科研院所与高校，以及北大、上海交大等知名高校。 名称：钙离子工作站 代数：第七代 品牌：旭月 产地：中国 已获得认证：中关村NMT联盟认证，ISO9001国际质量体系认证 简介：钙离子工作站是一款针对第二信使Ca2+信号功能研究而特别设计的活体生理功能检测平台，可在保持样品完整的情况下，检测进出活体样品内外的分子、离子的流速，实时观察Ca2+信号变化，分辨率高达10-12 mol级别。能满足信号转导、能量代谢、极性生长等动植物领域各方向的研究需求。 1 活体、原位、非损伤测量 对整体或分离后的样品不造成损伤，获取正常生理状态下的信息。 2 无需标记 预先知道测定的是何种指标，无需用放射性、化学或药理学等标记方法，安全且环保。 3 不用提取样品 可直接检测，不需要研磨等传统的提取方法。 4 实时、动态检测 动态实时（最短在6秒左右）检测和获取数据。 5 长时间持续检测 可进行长达8个小时以上的实时和动态监测。 6 可测指标 采购相对应耗材后可单独检测Ca2+、H2O2浓度和流速。 预留指标检测升级端口，可升级指标包含：IAA、O2、Cd2+、Pb2+、Cu2+、H+、K+、Na+、NH4+、NO3-、Cl-、Mg2+的浓度和流速检测。 预留双指标检测升级端口，升级后可单独检测一种离子或分子，也可同时检测两种离子或一种离子与一种分子的浓度和流速，用于离子/分子相关性研究及更前沿的科研探索。 7 可测样品种类繁多 整体、器官、组织等都可以检测（理论值：150μm-10cm均可）。 8 自动化操作 X方向自动/手动操控传感器移动，Y、Z方向手动操控传感器移动。 9 数据采集方式 X方向一维数据采集。 型号 功能 可升级功能 NMT-CAP 1.标配两种指标：Ca2+、H2O2。 2.操作方式：一维自动。 3.检测样品：可检测150μm-10cm样品。 4.数据：1D。可直接检测、输出流速和浓度数据。 5.检测方式：单传感器检测 6.异常报警：有 1.可升级指标：膜电势、IAA、O2、Cd2+、Pb2+、Cu2+、H+、K+、Na+、NH4+、NO3-、Cl-、Mg2+。 2.可扩展：未来新研发指标可扩展升级。 3.操作方式：可升级至三维自动。 4.检测样品：检测样品尺寸为5μm-10cm。 5.可升级检测方式：单/双传感器检测可选。 6.数据：1D/3D可选。可直接检测、输出流速和浓度数据。                                                                                                                                                                                                                                                      

该成果采用钛酸钾晶须、碳纤维改性聚醚醚酮等聚合物，获得高强、高耐磨聚合物复合材料（耐磨垫片），或以其为内衬、金属为外层，通过特殊结构设计和预处理在高温高压使两者结合，得到所需金属/聚合物复合材料制品（复合轴承）。相关产品实现高强、高耐磨、防抱死、免维护功能，与国外产品相比，具有部分功能（耐磨性、耐热性等）与成本优势。 该成果在科技部国家国际合作专项、湖南省国际合作重点项目的支持下取得一系列创新性成果，包括2个发明专利，并于2013年获得湖南省科技进步二等奖（主持）。通过与长沙精达高分

本成果获发明专利授权。在多年新型多孔铁合金材料研究的基础上，以自制的纳米铁合金粉末为原料，通过与美国圣地亚哥州立大学粉末技术实验室合作，成功的制备了具有微纳米多孔结构的块体铁合金材料，该合金不但具有高的孔隙率、大的比表面积、还表现出了优异的力学和减震性能，通过对对工艺的控制可以实现10%～50%孔隙率的超细晶多孔铁合金的制备，当孔隙率在50%左右时，压缩强度依然可以达到600 MPa以上，比目前市场上销售的高致密普通粉末冶金制品的强度高200 MPa左右。在轴承、齿轮、减震垫板、能量吸收装置等关键零部件上有很好的应用前景，潜在的应用价值和市场空间非常巨大。部分研究成果得到了世界著名粉末冶金专家Randall M. German教授的高度评价。

自然界中，贵金属金（Au）的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度，利用湿法化学合成方法，人们才能获得具有独特光学性质的，密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式，可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构，获得更多的结构信息。但是，具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧（DAC）技术对4H相的Au纳米材料进行研究，探索其结构和相变过程，达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明，压力在1.2 – 26.1 GPa之间，Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时，该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力，获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时，相比纯4H相的Au纳米带，具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点，可以促进4H-fcc的相变过程。此外，课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论（DFT）计算的结合，首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为（-112）4H晶面的整平，并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解，而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略，该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。

2、有机光电功能共轭聚合物的合成、纳米化及其复合材料在传感器、超滤 膜和纳滤膜等领域的应用研究3、在 Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Chem. C, Dalton Trans.等发表相关论文 30 余篇; 授权发明专利 2 项，申请发明专利 4 项，其中国际专利 1&nb

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 孙文萱 环境工程 2021年 202131043118 张慧敏 国际经济与贸易 2020年 202031100409 张靖宜 国际经济与贸易 2020年 202031100430 马亮 经济学 2020年 202031100251 王冰冰 环境工程 2021年 202131043201 刘思怡 化学工程与工艺 2021年 202131042204 王芊蕙 应用化学 2021年 202131041304 林静媛 广播电视编导 2021年 202131153132 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 张连红 化学化工学院 教授 绿色化工与废弃物资源化 徐余跃 经济管理学院 讲师，团委办公室 四、项目简介 灰常好为一款新型纯无机涂料，本产品采用无机纳米改性硅溶胶技术、独立成膜技术，并将改性粉煤灰作为功能填料加入其中，不仅在防火阻燃、耐擦洗易清洗、抗菌防霉、抗碱抗水特性、抗缩涨剥离、保色性等方面性能优越，同时不含有有机大分子组分，不会释放voc等有毒物质，真正做到了绿色健康环保。

内容介绍： 碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅等无机粉体在油中分散时存在易结块、 难于分散均匀等问题，因此不经过表面处理难于应用到塑料等行业。目前 粉体处理剂的种类比较多，但当粉体经亲油处理后，难于在水中分散。针 对此问题，研发分散剂，经该分散剂处理后的粉体，具有较低的亲油值， 即可以在塑料等行业应用，同时经处理的粉体又具有良好的水分散性，解 决了粉体既要在油中分散，同时又要有良好亲水性的问题。 该技术达到国内领先水平，获发明专利1项。

CFB 锅炉、垃圾焚烧炉等锅炉炉膛耐火材料磨损后的粘贴修补用胶黏剂。目前市场上尚没有同类产品，其粘结的标准耐火试块的抗拉强度稳定 > 10 MPa，抗折强度稳定 > 30 Mpa。而用磷酸二氢铝粘结的试块的抗拉强度 < 1 MPa，抗折强度 < 5 Mpa。本产品已进行过工业化实验，其修补的 CFB 锅炉稳定运行两年不出现修补料的剥落、起翘、脱落等异常情况。本胶黏剂直接进行成果转让，转让后交付配方并且进行施工工艺培训，保证粘贴材料两年内不起翘、开裂、剥落、磨损。