华东理工大学在国家“863”项目和上海市纳米专项项目的资助下，模拟人体天然红细胞的结构，采用四步改性复乳法工艺，以具有良好生物相容性的可降解聚合物为壳材同时包埋血红蛋白、酶，构建粒径大小为70～200nm、包封率高、高铁含量低、具有良好携氧功能的纳米微囊型血液代用品。通过协调溶剂的扩散速率与复乳液滴的纳米化过程，来调控和优化微球的粒径、包封率和表面三维结构，采用过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、以及高铁血红蛋白强还原剂和血浆中小分子还原剂的协同效应来控制微球中高铁血红蛋白的含量。建立了微囊中高铁血红蛋白含量的控制方法，以小分子为探针，研究了微球表面物质的传递规律；以Bruno等人建立的血红蛋白血氧饱和度的经典测试方法为基础，借鉴脉冲血氧饱和度仪利用近红外光波对微球的强穿透性以及还原态血红蛋白和氧合态血红蛋白吸收光谱差值较大的特点，设计了一种可用于纳米微囊血液代用品有效性测试的无损检测方法。经检测，其携氧性能指标如P50，Hill系数等与天然血红蛋白接近，表现出优良的携氧性能。所研制的纳米微囊型血液代用品很好地克服了现有血红蛋白基血液代用品的缺点，有望为临床血液的严重短缺和战伤救治应急输血提供新的物质保证。

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。

X射线管是X射线成像系统最为核心的部件。现有的X射线管存在启动速度慢、工作温度高、获取高分辨率困难、辐射损伤大、功耗高、无法实现对运动物体同步成像、无法实现剂量和能量分别可控等致命缺点，无法满足下一代X射线成像系统的基本要求。特别地，现在的CT球管存在生产成本高昂的缺点、寿命非常短，对人的辐射伤害非常大等缺点，严重阻碍了CT成像系统的发展。 本项目成果采用独有的兼备高电流密度和大发射电流的碳纳米管场致发射阵列为电子源，并设计了高效的栅极结构和精细的聚焦透镜的电子枪，制备出具有划时代的意义的高速碳纳米管X射线管及碳纳米管CT球管，具有快速启动、超低剂量辐射、高分辨率、低功耗、运动闪拍等传统X射线管无法实现的性能，可满足新一代CT设备或全数字X光透射成像设备中快速启动、高速响应、与运动物体同步、高分辨率、X射线剂量和能量可控等要求，进而推动整个CT产业和全数字X光成像设备步入全新的发展阶段。 应用领域及在该领域的特色和先进性： 1.医学成像领域：本项目成果应用于CT成像系统时可以实现快怕功能，有效X射线的剂量不到现有CT机的10%，对人体的损害降低了10倍以上，并且分辨率更高，超低功耗。特别地，在运动器官检测领域和乳腺CT中和有独特优势。 2.无损探测领域：本项目可以非常容易实现超高分辨率检测，可以实现100nm至30um的纳焦点和微焦点超高分辨率X射线管。 技术指标：启动时间小于10ns；最高快拍频率1MHz；分辨率；微纳焦点X射线管：100nm-30微米；大功率高分辨X射线管：0.1mm；CT球管：0.6mm；最高耐压 120kV；最大电流密度 2.5A/cm2；最大束流：500mA；靶倾角：5°~20°；寿命 5万次完整拍照 本项目产品已经解决产业化的关键问题。可以摆脱国外对我国在高端X射线成像领域的垄断，使我国X射线成像领域步入世界先进行列。

X射线管是X射线成像系统最为核心的部件。现有的X射线管存在启动速度慢、工作温度高、获取高分辨率困难、辐射损伤大、功耗高、无法实现对运动物体同步成像、无法实现剂量和能量分别可控等致命缺点，无法满足下一代X射线成像系统的基本要求。特别地，现在的CT球管存在生产成本高昂的缺点、寿命非常短，对人的辐射伤害非常大等缺点，严重阻碍了CT成像系统的发展。 本项目成果采用独有的兼备高电流密度和大发射电流的碳纳米管场致发射阵列为电子源，并设计了高效的栅极结构和精细的聚焦透镜的电子枪，制备出具有划时代的意义的高速碳纳米管X射线管及碳纳米管CT球管，具有快速启动、超低剂量辐射、高分辨率、低功耗、运动闪拍等传统X射线管无法实现的性能，可满足新一代CT设备或全数字X光透射成像设备中快速启动、高速响应、与运动物体同步、高分辨率、X射线剂量和能量可控等要求，进而推动整个CT产业和全数字X光成像设备步入全新的发展阶段。

成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的 116天津大学科技成果选编 各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每 年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。 我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估 计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约 1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的 重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进 的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。 目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械 镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用 热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保 护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、 热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、 耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高， 具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需 要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本 低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术 的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原 理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金 粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置 在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的 共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚 度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚 动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和 扩散速度并提高渗金属效率。 与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是：(1)涂层均匀性和致密性好、与 基体为冶金结合附着强度很高；(2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐 腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层；(3)将传统化学热处理的热扩散温度由 900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过 程耗能明显降低；(4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响；(5)设备投 资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿 色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热 117天津大学科技成果选编 扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织 的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科 委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前 景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具 有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学 热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争 力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水 平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前 我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前 景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三 废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀 加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防 腐技术。 我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国 内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价 格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以 建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值 可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括：（1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理；（3）船舶制造：各 种紧固标准件、管件和锚链等；（4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等；（5） 航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等；（6）海洋工程：搭建海上油田各种 构件；（7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件；（8）工程机 械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等；（9）汽车制造：各种螺钉、螺母、 垫圈及配件等；（10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。 9 海洋生物材料——骨水泥

1.项目简介：《用超细APT制备纳米钨粉的研究》由我校余世鑫教授主持与江西省崇义章源钨制品有限公司联合研究，并由该公司工业试生产成功。该项目经过课题组人员的共同努力和卓有成效的研究，取得了重大突破。2003年11月28日江西省科技厅组织专家鉴定组对该项目进行了鉴定。2.技术特点：本项目采用精细化工技术，依据相转移合成法的原理，采用独特的离子交换高峰液的处理技术、固液分离技术和结晶晶形控制技术，生产出超细颗粒仲钨酸铵(APT，费氏粒度 1～10μm)。然后在通用的回转管炉煅烧和四管炉还原，采用露点-70℃的高纯氢气和粉末钝化技术，制得纳米钨粉。其生产表明，与等离子法、流态化还原法等相比，采用该技术生产纳米钨粉具有设备投资少、成本低、规模生产易控制、重现性好的特点。易于实现工业化生产。该项目采用的工艺技术独特、新颖、可行，属国内首创。

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。

这种基于单臂碳纳米管和石墨烯复合材料的新型纳米材料，可吸附电磁辐射和屏蔽电磁干扰，并具有比传统用材重量更轻、机械性能更好和热稳定性更高的优点，以有效抑制各种电磁波造成的辐射、干扰和信息泄露。该新型纳米材料经过数十家科研机构的实际应用，已相继开发生产出高性能锂离子电池、多功能复合材料和超级电容器、高频晶体管等，并获得了国家“863”纳米专项、国家自然科学基金和天津市重点项目基金的支持，进一步推动了碳纳米管和石墨烯的产业化应用。

模具是现代工业中不可缺少的关键装备之一，市场潜力巨大。为避免模具过早失效，模具型腔及相对运动件表面必须具有高硬度及自润性，以达到耐磨、减磨、耐蚀及抗疲劳的作用。因此,表面强化技术是充分发挥模具潜力、提高其使用寿命的一条行之有效的途径，它是国内外模具工业与技术的主要发展方向之一。为此,东南大学研究了镀液配方中主盐、还原剂、络合剂、稳定剂、分散剂等对模具表面镀层的硬度、耐磨性、结合力、表面光洁度、耐腐蚀性等的影响规律，优化的纳米改性层硬度为HV900以上，纳米改性层与模具基体结合力大于150MPa，处理后表面光洁度不低于处理前；处理前后表面厚度变化小于30mm；纳米改性后塑料成型模次提高30%以上。 /line此外，采用先进的反应磁控溅射离子镀方法，研究开发了Ti－Al－C－N系纳米复合硬质涂层，系统研究了碳含量，铝含量，氮流量，沉积温度和偏压对涂层微观结构和性能的影响。研究表明涂层的性能与微观纳米结构密切相关，通过工艺参数优化后的纳米复合TiAlCN涂层具有HV2400的显微硬度，同时具有0.2的低摩擦系数，并且具有良好的膜基结合性能和抗氧化性能。