本发明公开了一种大分子链模板法制备聚丙烯酸类复合高分子水凝胶的方法，以具有配位功能的大分子链为模板，在金属离子的配位作用下引导丙烯酸单体配位、聚合，制备出具有高机械强度和自修复性能的高分子水凝胶。以质量分数计，该自修复水凝胶原料组分组成包括大分子模板２．５～１０份，单体５～２５份，水３０～６０份，金属离子０．１～２．５份，引发剂０．１～２．５份。其特征是大分子模板的存在有效引导规整聚合物的制备，同时增加了水凝胶的机械强度和自修复能力。本发明所制备的复合水凝胶具有良好的力学性能及常温下优异的自修复性能

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 谢冬蕊 石工院/石油工程 2020/2024 202031010183 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 谢刚 石工院 讲师 油气井工程 四、项目简介 1.目前国内外页岩气水平井大多数采用油基钻井液钻井，但油基钻井液存在不环保和成本高的问题，因此发展一种高性能水基钻井液来代替油基钻井液已成为一种必然趋势； 2.现阶段对页岩地层的封堵还存在问题，常规的封堵剂由于其尺寸问题，无法对纳米级别的孔隙和裂缝进行有效封堵，因此有必要合成一种纳米封堵剂；

从寒假到现在，清华大学天津高端装备研究院表界面微纳技术研究所（以下简称清华高端院表界面所）的实验室里，科研人员已连续忙碌了好多天。为了赶制捐献给抗疫医务人员的消毒除菌凝胶，留在天津的研究所员工几乎全部上岗。由于生产线工人没有复工，这些科研工作者们就成了“临时工”，实验室成了“临时生产线”。“相比传统喷洒消毒液的方式，缓释二氧化氯可以实现长期持续消毒，无死角覆盖，是一种更好的消毒方式。”清华高端院表界面所常务副所长杜川说。在北京清华长庚医院执行院长董家鸿院士的建议下，大年初二，高端院应急专项小组紧急集结，针对除菌消毒的应用需求，在之前技术储备的基础上，以最快的速度研发出以缓释二氧化氯技术为核心的消毒除菌凝胶，为这场特殊战“疫”提供绿色、安全、长期高效的消毒除菌新手段。经广东省微生物分析检测中心检测，杀菌率达到99.9%。一瓶消毒除菌凝胶可以在10—20平方米的房间使用1—2个月，而且其挥发浓度仅为美国国家职业安全卫生协会建议暴露限值0.1ppm浓度（parts per million）的三分之一，在保证消杀效果的同时，不会对人体健康产生影响。

眼角膜作为视觉成像系统中一个至关重要的组织，是眼睛最前面的凸形高度透明物质，可以保护眼内的微结构及组织，并为眼睛提供大部分屈光力。但是角膜损伤、感染及一些先天性因素导致角膜疾病成为全球第二大致盲疾病。同种异体角膜、人工角膜及人的羊膜移植是三类临床上应用最广泛的角膜疾病治疗方法，但是这些方法都会存在一定的问题或缺陷。因此，利用先进的生物制造工程的方法（Biofabrication）开发出一种治疗性的角膜支架，用于替代受疾病影响的角膜组织或诱导角膜组织自身再生，是至关重要的。目前，角膜组织诱导再生的难点在于角膜基质层，该层组织是角膜的主要组成部分，具有多层正交定向的纳米纤维板层组成的复杂结构，利用传统的生物工程的方法很难真实地模拟基质层的结构。纤维板层之间分布着角膜基质细胞，这种细胞在体外培养及角膜组织损伤时很容易转化为角膜成纤维细胞及肌成纤维细胞，导致角膜出现瘢痕。因此，制备能够模拟天然角膜基质结构的支架，同时保持角膜基质细胞的表型，诱导角膜基质的再生，是一个重大的挑战。针对这一难题，弥胜利和孙伟课题组提出了使用近场静电纺丝技术制备网格状的亚微米纤维支架，并和水凝胶技术结合，制备了纤维水凝胶复合支架，用于模拟正交定向的角膜基质板层结构和板层之间起连接作用的糖蛋白。课题组提出了一种最优的拓扑结构及化学因子的组合，可以抑制角膜基质细胞的成纤维分化，保持其表型，并最终实现角膜基质的诱导再生。图1：（a）近场静电纺丝技术制备的具有不同纤维间距的PECL网格状亚微米纤维支架在不同放大倍数下的SEM图片；（b）接种在100um网格状纤维支架上的角膜缘基质干细胞进行细胞骨架及细胞核染色，细胞可以在支架上沿着纤维方向生长；（c）5% GelMA水凝胶内封装的角膜缘基质干细胞进行活死染色图片；（d）5% GelMA水凝胶内封装的角膜缘基质干细胞进行细胞骨架及细胞核染色图片；（e）纤维水凝胶复合支架的SEM图片。目前近场静电纺丝技术应用最广泛的材料是PCL，但是由于PCL是疏水材料，不利于细胞的粘附，因此该研究利用PEG作为引发剂，合成了PEG和PCL的共聚物PECL，显著提高了PCL的亲水性。课题组首次利用近场静电纺丝技术成功制备了正交定向的PECL亚微米纤维支架 (图1a)，角膜缘基质干细胞可以在支架表面黏附并沿着纤维方向铺展及生长 (图1b)。研究通过将MA修饰到明胶大分子链上合成了GelMA，探究出最优的MA修饰度及GelMA浓度，可以使封装在GelMA水凝胶内的角膜缘基质干细胞保持高的细胞活性(图1c)并能铺展开(图1d)。课题组采用模具灌注的方式制备了纤维水凝胶复合支架 (图1e)，通过研究不同纤维间距的网格状支架对纤维水凝胶复合支架理化性能的影响，找出了最优的拓扑结构可以使纤维水凝胶在力学性能、透光度和溶胀性方面最接近于天然的角膜组织。研究将角膜缘基质干细胞接种在2D的细胞培养皿、3D的GelMA水凝胶及最优的纤维水凝胶复合支架内，并研究角膜缘基质干细胞在含血清及不含血清的培养基中的分化及角膜基质细胞表型的维持。研究表明，这种最优的纤维水凝胶的拓扑结构及无血清培养基可以抑制角膜基质细胞向成纤维细胞分化。图2 大鼠角膜基质内板层移植实验及评估：（a）5种支架移植后裂隙灯观察图片；（b）支架移植后OCT观察图片，标尺是1000um；（c）术后不同时间段中央角膜的厚度；（d）术后1个月和3个月免疫荧光染色图片观察组织诱导再生情况，标尺是100um；（e）术后1个月和3个月HE染色图片观察组织诱导再生情况，标尺是100um。最后，研究使用大鼠进行角膜内的板层移植实验，分别进行了3D GelMA水凝胶、含化学因子3D GelMA、最优纤维水凝胶支架及含化学因子最优纤维水凝胶支架的移植，对照组为自体角膜移植（图2a）。术后通过OCT、免疫荧光染色及HE染色进行3个月的研究观察（图2b-e）发现相比于其他的支架，含化学因子的最优纤维水凝胶支架的移植可以最好地实现角膜基质的诱导再生。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-14887-9

本实用新型涉及一种盆栽基质压实装置，包括手柄，手柄内部设有受力杆，手柄下部位置设有限位孔，受力杆穿过限位孔设置；受力杆中部位置设有弹簧，弹簧上部和下部位置分别设有弹簧固定点A和弹簧固定点B；受力杆顶部设有主动齿轮；主动齿轮上部啮合有被动齿轮；被动齿轮右侧设有指针；指针设在带有刻度的刻度盘上；受力杆下部设有可更换压板；该装置还包括配套压板和固定螺丝。该实用新型装置能够定量的压实盆栽基质，使盆栽植物根系能够获得适宜的紧实度一致的生长条件。

本实用新型涉及一种穴盘基质打孔装置。本实用新型包括固定架和固定板。所述的固定架上固定设置有驱动电机，以及用于电机传动的皮带轮组件，皮带轮组件输出轴与固定板通过两个连杆铰接。固定架和固定板之间设有导杆，对打孔锤的上升和下降起到导向的作用。导杆的一端固定设置在固定板上，另一端穿设于固定架上。固定板上设有多个打孔锤，多个打孔锤均匀设置在固定板上。打孔锤内部设有储种仓和出种槽，储种仓与出种槽之间设有通孔，出种槽外设置有气动装置。本实用新型通过在打孔锤内设置储种仓和出种槽，使得打孔装置在具有打孔功能的同时，也具备了播种功能。在打孔的同时完成了播种，既节约了空间，也提高了工作效率。

该项目研制的有机育苗基质成型机将经过处理后的以禽畜粪便为主要成分的有机基质制成育苗营养钵。主要采用带轮、齿轮、槽轮等传动方式，运用曲柄滑块机构的急回特性，可改善有机育苗基质的成型效果。能够通过更换不同的成型模盘、调节成型冲头的高度、更换不同的成型冲头等方法，满足不同的有机基质的成型需求，根据不同作物的生长特性，制作出不同尺寸和压缩比的营养钵。作为一种小型的基质成型机，具有结构简单、传动和成型的可靠性高，生产和维护成本低，使用方便等特点。基质块日生产量可达6000个左右，只需三相电机即可工作，可以与变频器配套使用用于调速。 该成型机可以用于各类有机基质的成型要求，适应性广，采用机械传动，结构简单可靠，维护成本低，操作简单，具有较好的市场应用前景。使用电力作为能源，清洁可靠。作为基质处理设备，生产效率高，具有较高的经济效益。 成果完成时间：2017年5月

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利用现有的电脱盐装置和工艺，通过评选，筛选出相互匹配的破乳剂和脱钙剂，可在电脱盐装置上实施原油脱钙技术。实施原油脱钙技术后，在从原油中脱除钙的同时，还可高效脱除原油中镁、铁、钠等金属。由于原油脱钙后，质量得到改善，凝点、粘度、电导率均有所降低，这不但对电脱盐装置稳定运行有好处；而且对后序加工装置的“长、安、稳、满”运行、提高产品质量和经济效益都有积极的作用。如用脱钙原油生产的渣油作渣油催化裂化装置的原料，轻油收率可以提高0.78%~1.65%，还可减轻油相结垢、提高换热设备的换热效率。