成果介绍根据待净化的污染物特性对纳米纤维膜进行针对性的功能化修饰处理，将功能化纳米纤维膜与基膜复合，设计新型过滤净化滤膜，达到良好的物理过滤性能和化学污染物的深度净化效果。技术创新点及参数本项目研制了一种新型喷头，制备效率较现有的单一喷针提高20倍以上，能与常规的静电纺丝装置匹配，不需要特殊的设备，喷头不易堵、容易清理；一种无喷头静电纺丝法量产纳米纤维的技术和装置（授权专利号： 201210532449.3），利用液态薄膜与电场相互作用自身产生的大量微小突起或波峰作为射流源，产量大幅提高。本项目提供的纳米纤维的量化制备技术，可制备多种材料纳米纤维，作为纳米纤维过滤介质产品，作为高端过滤产品应用广泛。市场前景能连续、稳定地大量制备纳米纤维，批间性能稳定、质量可控，同时水和有机溶剂兼容，消除制备材料的局限性；2、根据待净化的污染物特性对纳米纤维膜进行针对性的功能化修饰处理，将功能化纳米纤维膜与基膜复合，设计新型过滤净化滤膜，达到良好的物理过滤性能和化学污染物的深度净化效果；3、研制成功的功能化纳米纤维膜具有环境友好、性能稳定、对目标污染物吸附选择性高、容易再生的特点。

成功开发具有自主知识产权的新型浅色导电晶须，用晶须替代纳米颗粒作为 基体制备导电填料加入纤维基体中，具有比导电超细颗粒更好的分散性，而且由 于晶须是棒状结构，分散在纤维中可以通过搭接的方式首尾相接，更利于纤维导 电。浅色导电晶须的开发研究对白色导电纤维的制备提供了理论和实践基础，葛 明桥教授团队开发的白色导电纤维经检测达到 109Ώ（熔融纺丝）和 106Ώ（湿法 纺丝）达到导电纤维要求，是国内导电纤维领域的一项重大突破，可提高白色导 电纤维自产率，应用前景广阔。 2 关键技术 （1）将高速搅拌与化学共沉积法结合，制备出的浅色导电二氧化钛纳米晶 须的电阻率达到了 103 Ώ•cm。 （2）将纳米晶须添加入纺丝液中，通过湿法纺丝方法制备出复合导电纤维，315 该种纤维的电阻达到了 106Ώ。 （3）与企业合作制备导电母粒，进而通过熔融纺丝方法制备出各种复合结 构的导电纤维，该种纤维的电阻达到了 109Ώ。 3 知识产权及项目获奖情况 发表学术论文 9 篇；申请专利 6 项 4 项目成熟度 建立了 50L 的纳米晶须合成反应釜，实现产业化生产 5 投资期望及应用情况 目前已与部分企业合作，成功制备该导电材料并应用于化纤、纤维素等。

卤系阻燃聚酰胺（尼龙）材料由于在燃烧过程中会释放有毒烟雾及腐蚀性气体而日益受限，此外传统的无卤阻燃聚酰胺技术也存在阻燃剂添加量大、阻燃剂带色、材料制备工艺复杂以及对环境污染等问题。本项目建立了反应性挤出制备三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）阻燃聚酰胺纳米复合材料的新方法，其以三聚氰胺和氰尿酸为原料，聚酰胺为基体树脂，水为分散介质，同时通过在体系中引入分子复合剂，在挤出加工过程中，实现MCA的原位合成以及阻燃聚酰胺纳米复合材料的制备。该方法将MCA的合成和阻燃聚酰胺纳米复合材料的制备统一在一个过程中完成，大幅简化了MCA及无卤阻燃复合材料的制备工艺，原位生成的MCA具有一定的长径比，并以纳米尺度均匀分散在聚酰胺基体树脂中。 主要技术指标： 所制备的无卤阻燃聚酰胺纳米复合材料可达到如下指标： 阻燃性能：UL94 1.6mm V-0级, 极限氧指数>30; 力学性能：拉伸强度70.6MPa，缺口冲击强度5.0kJ/m2; 原位合成的MCA粒径：60——90nm. 建设投产条件： 在普通双螺杆挤出机中即可实现本技术所涉及的工艺流程。

一、成果简介 β-胡萝卜素是类胡萝卜素中最重要的一种，具有良好的着色性和营养功能，包括可有效地预防 DNA 和脂蛋白的氧化损伤，维持细胞功能，延缓机体衰老，阻止低密度脂蛋白-胆固醇氧化物的形 成，增强机体免疫力等。目前，β-胡萝卜素的功能特性已多次被FDA、欧盟、日本和WHO 等专家 认可，广泛应用于食品、医药、化工、保健、饲料和化妆品等行业。然而阻碍β-胡萝卜素产品在食品或其他领域直接使用的最主要因素

一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 银具有优良的导电性和化学稳定性，广泛应用于电子、化工、医药、能源等行业。近年来，随着电子工业、太阳能光伏的迅速发展，对以银粉为主要功能相的电子浆料的需求快速增长。国外微纳米银粉生产技术与导电银胶、导电银浆的配方和生产都属于保密技术。经本项目团队二十多年的研发，在微纳米银粉的液相可控合成、导电（胶）浆料生产技术方面具备产业化条件，实现产品系列化，满足不同行业的需求。

本发明公开了一种亚纳米厚度的纳米孔传感器。第二电泳电极或微泵、第二储藏室、第二微纳米分离通道、基板、第一绝缘层、亚纳米功能层、第一微纳米分离通道、第一储藏室、第一电泳电极或微泵顺次放置，亚纳米功能层的中心设有纳米孔，第一绝缘层的中心设有第一绝缘层开孔，基板的中心设有基板开口，第一微纳米分离通道中部设有测量离子电流的第一电极，第二微纳米分离通道的中部设有测量离子电流的第二电极。本发明解决了将亚纳米功能层集成于纳米孔的技术难点，其制备亚纳米功能层的方法简单；解决了DNA或RNA碱基穿越纳米孔时由于碱基可能存在的不同取向而导致对碱基与亚纳米功能层的相互作用的影响。

该技术通过分子设计和环境友好的水解反应，利用顶角-戴帽法和官能团剪裁等手段制备带有多种可反应性基团的中空笼型纳米材料。材料具有质轻、透气、超低介电常数、耐热、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，体现了不同于传统纳米材料的优点，与聚合物有非常好的相容性和分散性。这类有机－无机杂化材料实现了将有机材料的耐热性能和高强度与有机高分子材料的加工工艺简单完美结合的目的。 笼型倍半硅氧烷与高分子聚合物的相容性良好，基本可以达到分子级均匀分散，这是普通无机填料无法达到的，得益于笼型倍半硅氧烷分子具有有机部分，既使在惰性基团取代笼型倍半硅氧烷中也可以与有机基体实现良好的相容行为。同时，材料的耐热性能指标（如玻璃化转变温度，5%质量损失热降解温度）均有大幅度提高，这是因为笼型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了优异的抵抗热冲击性能，此外，还可以利用多官能化笼型倍半硅氧烷进行交联反应实现三维交联结构，以进一步提高耐温性能。另外，笼型倍半硅氧烷可以作为各种催化剂和其他功能性材料的载体，在拓宽这些功能材料使用温度的同时提高其某些性能，如提高电致发光材料的发光效率和发光纯度，提高催化剂的催化效率和选择性。 可以预见，随着各个交叉学科领域的不断扩展，笼型倍半硅氧烷作为典型的有机-无机杂化材料的优异性能将会引起人们越来越浓厚的研究兴趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根据官能团不同，可溶解于有机溶剂或水；颜色：白色；耐热性：热分解温度在250℃以上。可用于耐高温材料、航空航天材料、复合材料、超低介电材料、塑料及纤维改性、功能高分子材料、特种涂料、生物材料等制备。在高附加值材料领域，应用前景广阔。项目投资300～400万。

感官控制的人机交互(human-machine interface, HMI)可以在人和外界 设备之间建立新的自然交流途径，有利于提高人们的生活品质，例如，有意识 地眨一下眼睛，即可开/关电灯。传统的采用眼为微弱的体表生物电信号，却 忽略了眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动。本项目采用摩擦纳米发电技术 (triboelectric nanogenerator, TENG ),设计一种微运动 / 位移传感器 (mechnosensationalENG, msTENG),对于该微小运动的探测有极高的灵敏度 (数百倍于同步眼电信号)，并且相对于传统的眼电探测电极具有更好的耐久 性和稳定性。通过与眼部巧妙的附着方式，获取高灵敏度和持久稳定的眨眼 信号采集，并将此眼部微动传感器用于人机交互，构建了眼动控制家用电器 和眼动虚拟打字界面等人机交互系统。这一研究的开展，给感官控制人机交 互领域注入了新的设计理念，使得通过眨眼来控制外部设备有希望从实验室走 向我们的日常生活。 关键技术： (1)  基于摩擦纳米发电技术的眼部微动传感器设计(包括工作模式的选择, 摩擦材料、电极材料的选择及加工等)以及器件制作工艺水平，都将直接影响 传感器的灵敏度、稳定性、美观舒适性，这在整个系统中是最为关键的技术。 (2)  眼部微动传感器在眼部周围附着方式的设计，需要保证器件的灵敏度、 信号的稳定性和操作的方便性，并考虑使用上的舒适美观。这是这项技术能否进 入人们实际生产生活的重要因素之一。 (3)  基于眼部微动传感器的人机交互界面的开发，要求功能适用、界面友 好、操作简易、性能稳定，便于正常人群和闭锁综合征LLock-in，)患者等特 殊人群的使用，这是这项技术具有重要应用前景的关键技术之一。创新点： (1)     首次将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动高灵敏传感器作为替 代传统生物电传感器应用于感官控制的人机交互系统，为人工智能领域注入了 新的传感器设计理念。 (2)     将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动眼部微动传感器巧妙地固 定在眼镜架上，并做到位置可微调，对比传统的眼电传感器将多电极贴在眼部 附近，不仅美观舒适、成本低廉和操作简单，而且采集的信号灵敏度高，信号 输出稳定可靠。 (3)     摩擦电和静电感应耦合的传感技术，采用的单电极信号采集，直 接采集微运动引起的电信号，从信号采集源头上突破了传统的生物电信号采集 弊端(采集多电极间势差变化信号)，可提高传感器的灵敏度数百倍。因此，避 免了传统眼电系统中精准识别算法的开发和严格操作技术的培训等。市场及经济效益分析： 基于摩擦纳米发电技术的微动传感器制作成本低廉，因其高灵敏度和 可靠性带来的后端设备简化，以及其操作的简易性和侃戴的美观舒适性，都 将促成该项研究成果走出实验室服务于广大群众，特别是渴望与外界因此具有非常大的市场价值。恢复交流的特殊疾病患者们，而这一群体在中国高达20 万人并有逐年上升的趋势。

纳米颗粒材料是最早研究开发和获得应用的纳米材料产品之一，然而一种纳米颗粒能否产业化，关键之一仍在于这一产品是否具有明确且具有一定数量的市场需求。不同于其它纳米颗粒材料产品，气相法制备的纳米二氧化钛颗粒材料具有明确的市场需求。世界范围内纳米二氧化钛的需求已超过2万吨，产值达到5亿美元以上。国内目前纳米二氧化钛的市场已有相当量的需求，估计在1000吨/年以上，主要从国外进口，进口价超过3万美元/吨。随汽车工业、化妆品等行业的发展，最近10年纳米二氧化钛的需求将保持高的增长率。纳米二氧化钛产业化的实施，对于促进汽车工业、化妆品等行业的发展具有重要意义。 本项目开发了多重射流燃烧反应器，利用预混火焰燃烧和扩散火焰燃烧制备了粒度和晶型可控的纳米二氧化钛颗粒，该产品在紫外光和可见光区域都具有很高的光催化活性，在可见光辐照下对染料RhB的脱色率明显优于商用P25 TiO2。 利用气相扩散火焰燃烧制备了锌和铁掺杂的纳米二氧化钛颗粒，发现Zn主要富集在二氧化钛纳米晶表面，铁掺杂导致二氧化钛晶粒尺寸变小，Zn和Fe掺杂显著提高了纳米二氧化钛的光催化活性。 设计开发了可供工业化应用的多重射流燃烧反应器等核心设备,建成了百吨/年规模的纳米二氧化钛颗粒的中试装置，形成了氢氧焰燃烧合成过程中颗粒形态结构可控的工业制备集成技术。 研究了纳米二氧化钛颗粒在空气净化中的应用性能，发现气相燃烧合成的纳米二氧化钛颗粒具有良好的光催化活性。通过酯化-缩聚及共混方法制备了纳米二氧化钛复合涤纶聚酯，显著提高了涤纶聚脂的紫外线屏蔽功能。