本项目曾获得德国亚历山大·冯·洪堡基金会（Alexander Von Humboldt Foundation，2008,03-2009,06），相关专利正在申请中。 电场纺丝已经被认为是制备高分子纳米纤维最有前景的技术。但是，由于一些高分子溶液的高粘度和溶剂的难挥发性制约了电场纺丝的成功应用。一种可能的解决方法是将高压（近临界）二氧化碳溶解于富含高分子的流体相中，可以数倍地降低粘度，或是通过近临界二氧化碳提取低分子的溶剂，都可有效地促成高分子物质在电场纺丝过程中形成干燥固化的纤维。 已经成功利用高压CO2流体辅助电场纺丝由聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）的二氯甲烷（DCM）溶液成功制备得到空心结构的PVP纳米纤维,这样的特殊结构在生物组织支架材料，生物传感器，新型吸附材料方面有潜在的应用空间。而对于在常压下采用常规的电场纺丝制备空心纤维，必须使用两种互不相溶的聚合物溶液和同心双轨喷头，并在后处理过程中使用加热或溶剂溶解方式将芯部聚合物除去。相比而言，利用高压CO2辅助电场纺丝，能够较为便利地得到空心结构的纳米纤维。并详细探讨了过程参数（电压，粘度，气压，温度，流体速度，溶液浓度和电极距离等）对纤维结构的影响。 该技术在生物医学工程、人工组织支架材料、纳米能源载体等方面有着广阔的应用前景。

项目自主创新的“锥形体超高速电纺丝”和“压缩气体喷丝”两项高产率纳米纤维制备技术，实验测得两种方法制备效率均在10克/分钟以上，效率较传统静电纺丝提升500～1000倍。经改进的制备技术，制备工艺及成本更为经济、高效，将大规模生产纳米纤维变为现实。产品物理和力学性质完全达到同类产品国际水平，因此两项成本更为经济的纳米纤维规模化制备技术不仅能为企业创造可观的利润，也对提升行业的技术水平，跻身国际前沿有着重要的现实意义。

项目以改善NPC太阳能电池的光伏性能为最终目的，采用模板组装技术制备高质量的NPC电池用有序大/介孔复合电极膜，该法既简化了制备工艺，又可对薄膜的质量进行控制。该研究推动了NPC太阳能电池的产业化进程，同时该技术符合国家能源可持续发展的需要，在改善日益严重的能源危机及环境污染有非常重要的现实意义。

纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催化和传感领域有潜在的应用价值。以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法。

本发明公开了一种用于微纳米颗粒表面修饰的装置，包括：反 应腔，其内部形成的空腔用于作为前驱体与微纳米颗粒的反应空间； 多个前驱体供应装置，其分别通过管道与所述反应腔相通以提供不同的前驱体；载气输送系统，前驱体通过该载气输送系统输出的载气输 送到反应腔中；以及粉体颗粒装载装置，用于承载待修饰的微纳米颗 粒；通过多个前驱体供应装置分别向反应腔交替地输送前驱体，并进 入旋转的粉体颗粒装载装置中以与微纳米颗粒表面接触进行原子层沉 积反应，从而在微纳米颗粒的表面形成包覆薄膜，实现表面修饰。本 发明还公开了利用

本发明公开了一种用于微纳米颗粒表面修饰的装置，包括：反应腔，其内部形成的空腔用于作为前驱体与微纳米颗粒的反应空间；多个前驱体供应装置，其分别通过管道与所述反应腔相通以提供不同的前驱体；载气输送系统，前驱体通过该载气输送系统输出的载气输送到反应腔中；以及粉体颗粒装载装置，用于承载待修饰的微纳米颗粒；通过多个前驱体供应装置分别向反应腔交替地输送前驱体，并进入旋转的粉体颗粒装载装置中以与微纳米颗粒表面接触进行原子层沉积反应，从而在微纳米颗粒的表面形成包覆薄膜，实现表面修饰。本发明还公开了利用上述装置进行微

纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催化和传感领域有潜在的应用价值。以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法，在多孔结构表面沉积纳米一维和二维纳米材料如纳米氧化钛、纳米氧化锰等半导体材料以及石墨烯、石墨烯量子点、氮化碳等材料，制备出复合结构材料，以获得良好的储能、催化、传感性能。

纳米聚苯胺纤维在防腐涂料、超级电容器等领域具有重要的应用前景。超重力旋转床作为一种新型反应器，在化工过程强化等领域具有总要的应用，且无明显放大效应。采用超重力法制备纳米聚苯胺纤维，具有反应速度快，产品形貌均一，长径比大，分散性好等特点。目前已达到中试水平。

中原工学院纺织服装产业研究院教授何建新团队在高效病毒防护用纳米纤维空气滤材与口罩关键技术及装备方向的研究取得了突破性进展。通过自主研发的线性电极静电纺丝技术制备出直径50—150nm的纳米纤维，以此类超细纤维为原料可加工出过滤精度100nm的超薄非织造滤材，能够高效拦截呼吸道飞沫、PM2.5、病毒、油性颗粒等病原体传播介质。同时，该技术可通过原液掺杂纳米银、中草药提取物而使材料具备生物杀菌功能，能从根本上抑制病毒的传播。 1.可高效防护杀病毒的纳米纤维制备关键技术。通过自主研发的线性电极静电纺丝技术制备出直径50-150nm的纳米纤维，以此类超细纤维为原料可加工出过滤精度100nm的超薄非织造滤材，能够高效拦截呼吸道飞沫、PM2.5、病毒、油性颗粒等病原体传播介质，同时该技术可通过原液掺杂纳米银、中草药提取物而使材料具备生物杀菌功能，能从根本上抑制病毒的传播。 2.自主知识产权的纳米纤维量产装备研发。团队自主开发了高速线性静电纺丝技术及装备，独立研制了线性电极纺丝系统、封闭式溶液涂布系统、连续化接收系统、循环供液系统、恒温恒湿系统、溶剂回收系统以及超声复合系统，与国内外多针头纺丝设备相比，单台设备的生产效率提高了10倍，并把设备成本大幅度降低至30%，在行业内处于国际领先水平。本装备采用独特的线型电极系统来制备纳米纤维，具有操作简单，扩展性强，模块化操作，灵活性应用的特点，可以通过该设备快速制备高品质的纳米纤维。 3.高效低阻抗病毒纳米纤维过滤防护材料。依托自主研发的静电纺丝技术及产业化装备，团队先后开发了高效低阻复合滤材、纳米纤维防雾霾窗纱、纳米纤维过滤海绵、可清洗纳米高效低阻滤材等一系列产品。纳米纤维滤材具有高过滤精度和高过滤效率的特点，对细菌、病毒等病原体具有良好的过滤效果，可用于生物安全实验室空气过滤器、医用防护口罩等领域。 4.抗病毒防护口罩开发。完成了具有病毒防护功能的纳米纤维防护口罩的开发，该口罩采用熔喷静电棉和纳米纤维复合结构形从微米到微纳米级别的梯度过滤效应，对0.3μm的标准颗粒物过滤效率在99.5%以上（测试条件：在全自动滤料测试系统TSI8130A上，风速流量35L/min，0.3μm的NaCl人工尘），完全去除静电后过滤效率依然稳定在82%以上。而且，利用病毒杀灭剂改性纺丝原液，在纳米纤维中掺杂了具有抗病毒效果的中草药植物提取物，从物理拦截和生物杀灭两个方面做到对病毒的安全彻底防护。

本发明涉及生物支架材料的制备及蚕丝蛋白的加工利用领域，特别涉及一种组织工程用丝素/海藻酸钠复合纳米纤维支架材料的制备方法。本发明的基本步骤是将脱胶后的纤维状丝素溶解在浓度为9mol/L的LiBr溶液中，控制温度37℃，时间6h，溶解后经过滤、透析、风干浓缩后获得不同重量浓度的丝素蛋白溶液，将500mg海藻酸钠溶于100ml去离子水中，60℃水浴中溶解1h，再磁力搅拌溶解1h，制成0.5%（w/v）的海藻酸钠溶液等，本发明采用热致相分离法制备丝素/海藻酸钠复合纳米纤维支架材料，制备工艺简单，无需其他复杂设备，条件易控制，成本低廉，可进行规模化批量生产。