静电纺丝法制备的纳米纤维空气过滤材料，具有高拦截效率高透气性的特点，对0.3微米的颗粒物可以达到99%的拦截效率，同时空气阻力小于90Pa。另外采用静电纺丝技术可一步制备具有抗菌、防紫外、阻燃等功能的防水透气纳米纤维膜。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 静电纺丝法制备的纳米纤维空气过滤材料，具有高拦截效率高透气性的特点，对0.3微米的颗粒物可以达到99%的拦截效率，同时空气阻力小于90Pa。另外采用静电纺丝技术可一步制备具有抗菌、防紫外、阻燃等功能的防水透气纳米纤维膜。原料广泛（高聚物、生物降解聚合物、可回收材料），不含氟。该纳米纤维膜具有微多孔结构，孔径小于30nm，孔隙率70%以上，热熔胶贴合后的面料具有高耐水压，高透气性，柔软轻薄（<7g/m2）的特点，适用于户外运动服装、汽车内饰及帐篷布等，可替代Gore-tex，完全无氟防水。耐水压可达10000mmH2O，透湿度10000g/m2/24h，透气性0.3cm3/cm2/s，真正实现防水面料的“可呼吸”。

项目成果/简介:稀土上转换发光纳米粒子能将近红外光转换成可见光，并拥有诸多优点，如低毒性、高化学稳定性、优异的光稳定性、窄带发射和长的发光寿命等。特别是红外光作为激发光源带来了许多优势，如较深的光穿透深度、对生物组织几乎无损伤、生物组织不会发光（无背景荧光）等，因而在生物应用上倍受青睐，可以应用于生物标记、细胞成像、病变检测等。

利用不同的高分子嵌段聚合物为模板，得到多孔及大孔的二氧化硅材料，分析化学中的应用主要集中在磁性核壳结构的多功能材料用于蛋白质组学分析。 

开发了多种结构的纳米复合催化材料，用于高性能的电解水制氢电极材料。

本发明涉及一种用于锂离子电池、超级电容器的高能量密度的碳纳米球/NiCo2O4 复合材料及其制备 方法与应用，所述的碳纳米球/NiCo2O4 复合材料是粒径为 100-300nm 的核壳结构纳米微球，其内层是粒 径为 50-200nm 的碳纳米球，外层是厚度为 20～100nm 的 NiCo2O4 包覆层。其制备方法为：先将粒径为 50-200nm 的碳纳米球与油酸钠混合后超声分散均匀；然后加入弱碱、Co2+和 Ni2+，混合均匀后水热处 理得

对秸秆还田实际生产问题，在研究理论上，明确了秸秆还田对大田作物的化感作用不影响作物出苗和幼苗生长，秸秆还田导致作物出苗差的原因是由于整地质量差、秸秆覆盖不均匀导致种子与土壤接触不紧密造成；揭示了不同轮作体系及还田方式的作物秸秆腐解及养分释放规律，为秸秆直接还田利用、秸秆还田条件下调整施肥技术和减量施肥提供了理论基础；阐明了长期秸秆还田通过改善土壤有机质组分和团聚体结构进而提升土壤保肥能力与优化供肥能力的机制。在关键技术上，提出了秸秆还田条件下大田作物单季生产的氮肥“后肥前移”运筹方式；制定了不同地力的秸秆还田钾肥替代标准；确定了长期秸秆还田条件下周年轮作生产的化肥减施比例。在技术集成与应用上，集成了以氮肥后肥前移、钾肥减量施用、周年化肥减施、种肥协同管理、秸秆机械化还田和秸秆促腐技术等为核心的秸秆还田综合技术；建立了适合于长江中游集约化高强度种植的稻-油、稻-麦、稻-稻-油、棉-油等不同轮作体系秸秆还田综合模式8套。 年来在湖北省共计推广1.1987亿亩，技术应用增产5.6%以上，每亩周年节省氮肥1.9公斤、磷肥0.8公斤、钾肥2.6公斤，肥料利用率提高5.3%-14.3%。 成果完成时间：2017年4月

半导体纳米线是一种独特的准一维纳米材料。它不仅是电荷的最小载体，也是构建新的复杂体系和新概念纳米器件的基元。在该领域中，新现象和新概念层出不穷，推动着材料、物理、化学等交叉学科的发展，并将对未来电子、光电子、通讯等产业产生重大影响。在这一当今最前沿的研究领域中，国际上尤其是发达国家集中了最精锐的研发力量，以期望在纳米器件的实用化方面有所突破，在未来高科技争夺战中，保持领先并居于主导地位。在纳米研究领域，美国政府仅在2005年就投入10亿美元，而日本在同一年的投入约12亿美元。 我国的《国家中长期科技发展规划纲要》中也已经把纳米科技作为基础研究重大研究计划，列入重点支持范围。其中一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究是目前纳米材料研究的世界热点。 张跃教授承担了973、863、重大国际合作、自然科学基金杰出青年基金和面上项目等各类纳米研究方向的课题，通过创新合成方法、优化合成工艺，实现了多种形貌的一维功能纳米材料的可控制备，利用等多种手段对纳米材料的形貌、结构进行了表征，并对其生长机理、力学性能以及光致发光、场发射、导电性等物理性能进行了系统和深入的研究，特别是在碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用领域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改进了ZnO和掺杂ZnO一维纳米材料的制备方法。采用化学气相沉积法，在较低温条件下，通过不同工艺成功制备了纯ZnO及In、Mn、Sn等掺杂ZnO纳米棒、纳米线、纳米带、纳米电缆、纳米阵列、四针状纳米棒、纳米梳、纳米盘等多种形貌结构的纳米材料，实现了一维ZnO纳米材料较低温度条件下形态和尺度控制生长，产物品质纯净、产率高、质量好，易于工业化生产。制备方法受到国际同行的高度评价，认为是半导体制造领域中氧化物纳米结构集成方法的重大进步，不仅对从事纳米材料研究的科学家，而且对半导体产业意义重大。有关双晶ZnO纳米带的论文发表在国际知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，论文被引用60余次，位列该期刊2003至2007年被引用前50名之内。 2.提出了一维氧化锌纳米材料新的生长机理。首次合成四针状纳米氧化锌材料并揭示了该结构的八面体孪晶核生长的理论模型，该研究结果的论文发表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是达到了130 余次。首次发现和论证了一维氧化锌纳米结构中的螺旋位错诱导晶体生长机理，观察到了一维氧化锌纳米材料存在的大量螺旋位错、周期性的位错及生长台阶，发现生长是沿着位错进行，且与其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究单根ZnO和In-ZnO纳米线的力学行为。利用TEM对单根纳米线加载交变电压使其发生共振，原位测量其本征共振频率，通过计算得出氧化锌纳米线的弯曲模量。氧化锌纳米线可以构建纳米悬臂梁和纳米谐振器，通过氧化锌纳米线构建的纳米秤，测量了黏附在纳米线自由端的纳米颗粒质量。该研究论文发表在英国物理协会的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被评为该期刊2006年度的顶级论文(Top paper)，位列其中第九名，是该年度该期刊22篇Top papers研究论文中唯一由中国研究人员完成的成果。 4.合成了多种ZnS准一维纳米材料，并提出了四针状ZnS纳米结构的生长机理，指出其生长过程由立方相形核和六方相孪晶生长机制共同控制。同时率先报道了ZnS四针状纳米材料的光致发光性能，发光波长相对其它ZnS 纳米材料发生蓝移4.8~32.8nm。该研究论文发表在国际著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在发表后的第一个季度内，下载量就超过250次，成为该期刊排名前10％的热点文章。 5.碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用取得了重要突破。采用涂敷和CVD两种方法成功制备了多种大面积碳纳米管阴极，采用水热合成法制备了大面积一维纳米ZnO阵列阴极。首次研究了纳米阴极的强流脉冲发射性能，其中碳纳米管阴极的发射电流密度高达344 A/cm2，ZnO阴极的发射电流密度达到123A/cm2。系列研究成果发表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等国际著名期刊上。研制的多种纳米阴极在线性感应加速器上已经得到成功应用，阴极的发射电流强度及发射电子的均匀性远远高于现有的阴极性能指标。 张跃教授有关纳米材料的研究成果获教育部高等学校科学技术奖（自然科学奖）二等奖1项（2006-052），完成专著1部，另合作出版专著1部，发表论文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果发表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等国际知名期刊上，申报12项发明专利（已授权5项）。发表研究论文中的4 篇代表性论文，已被引用300余次，单篇他引超过130次。

成果介绍以国家需求为导向，通过医工结合，系统研究了多种重要纳米材料的毒理学效应与机制、构建了纳米生物安全性评价与研究的新方法。技术创新点及参数1、传统毒理学评价程序基本适用于对纳米材料的毒理学评价，但必须在材料制备、分散、表征、尺寸、结构、修饰、暴露方式等方面予以约定；2、率先构建了基于秀丽线虫、用于纳米材料急性、慢性、神经、生殖毒性等毒理学评价与研究替代模型；3、基于纳米材料的修饰改性及与生物界面相互作用原理，原创性设计了基于氮掺杂碳纳米管、过氧化物酶及其底物识别的高灵敏度纳米生物传感器。市场前景建立纳米生物安全性评价体系实施条件1、酶、荧光小分子和量子点标记的新型纳米生物探针；2、了环境污染健康效应生物标志检测信号放大新原理新方法；3、基于石墨烯的多种蛋白质和DNA损伤检测传感器，并用于环境污染致DNA损伤的快速检测。

在脊柱外科临床治疗中，进行脊柱稳定性重建时，对生物材料的需求巨大。鉴于NBA/CDACP复合材料的优良性能，我们将该复合材料用于研制脊柱重建内植物，拟完成以下主要研究目标和任务： 1）设计制备NBA/CDACP复合材料脊柱内植物产品（脊柱椎间融合器、人工椎体、人工椎板），并进行产品的生物力学研究； 2）完成NBA/CDACP复合材料脊柱内植物产品的动物实验； 3）完成NBA/CDACP复合材料脊柱内植物产品的临床应用研究； 4) 培养2-3名生物纳米材料临床应用研究方面的科研人才和研究生，在国内外发表约5篇相关科研论文，申请2项国家专利，3项省内专利； 5) 初步建立活性纳米复合生物材料及制品的标准动物实验和临床应用研究程序和模式，初步形成该类材料和制品的行业评价标准，为将来制定国家标准奠定基础； 6）临床应用研究完成后，将该产品向国家申请生产许可证，进行批量生产，进行临床推广使用。

本项目发展了一种新的高分子纳米粒子制备技术，研制了超高效纳米球粒制备平台，制备高分子粒子种类包括：单烯和双烯类化合物为单体的系列高分子纳米球粒材料。球粒形态有球体、囊状、纺锤以及核壳结构。此制备平台所得到的超高效球粒特点是不含任何表面活性剂和离子基团，纳米球体在水溶液中可稳定存在，不团聚。球体粒径可控在30-800nm，球体表面光洁、组份单一、具有单分散性。 超高效纳米吸附材料在制药中具有重要应用前景，多种吸附药物的试验结果表明，此类纳米粒子具有超常的溶胀和吸附能力。另外，对药物结晶