本成果国际领先

本项目开发的超细晶高强多孔铁合金具有精细细小（均小于5微米），强度高、韧性好、质轻等特点。根据不同需要可制备出孔隙率从10-50%的多孔结构，孔径在1微米左右。当孔隙率为20%时，最高抗压强度超过了1000MPa。当孔隙率达到50%左右时，抗压强度超过了400MPa，压缩率超过50%而不断裂。该合金具有非常好的软磁性能，可用于轻质铁磁性材料的制备。

单车聚丙烯材料用量的多少，在一定程度上反映了一个国家汽车工业发展的水平。对于聚丙烯这种材料而言，其缺口冲击差的问题严重制约了它在汽车领域的应用。常用提高韧性的方法是通过在线聚合分散或后改性的方法在体系中引入橡胶类弹性体。加入橡胶类弹性虽然可显著提高基体的韧性并降低材料发生脆韧转变的温度，但这种韧性的提高是以牺牲宝贵的刚性和耐热性能为代价的。对于常温刚性和耐热性能仅属中等的聚丙烯而言，要在汽车工业获得更大应用，不仅需要大幅提高其韧性，而且需要同时进一步提高刚性及耐热等级。我们拟开发一种同时提高聚丙烯刚性、韧性和耐热性能的新技术，扩大在汽车上的应用。

目前无卤低烟阻燃热塑性弹性体电缆料虽然已有较多应用，但不论在技术发展上或市场 应用上，无卤低烟阻燃TPEE电缆料依然潜藏着很大的发展潜力。但目前该产品在使用和推广 中仍存在着很多实际问题，例如阻燃难、加工性能不好、发烟量较大及成本较高等。根据市场 应用情况和技术发展情况，本项目以TPEE为基材，开发无卤低烟阻燃TPEE电缆专用料，并考 虑添加合适的抗滴落剂防止燃烧中的滴落现象。同时设计采用膨胀型阻燃剂体系，使无卤阻燃 TPEE电缆在具有良好的低烟阻燃性能。

本项目完成了新型单组分磷氮膨胀型阻燃剂的合成方法及合成工艺的研究，进一步获得了多种具有良好耐热性的新型单组分磷氮膨胀型阻燃剂。进一步研究开发出具有火灾危险性较低、环境友好、力学性能优异的分磷氮膨胀阻燃复合材料，本质上阐明了单组分磷氮膨胀阻燃PS的阻燃机理。通过小尺寸燃烧实验和大尺寸实体火灾实验，获得了阻燃符合材料燃烧特性参数，并建立通过小尺寸燃烧实验预测阻燃材料在真实火灾中燃烧行为的科学方法，完成对基于杯芳烃模块的单组分磷氮膨胀阻燃PS复合材料的火灾危险性的全面评价。同时，基于本项目的成果，发表了SCI 13篇，申请国家发明专利4项。项目实施过程中培养专业硕士研究生10名。

成果简介：赤泥复合阻燃剂属于环保型无机阻燃剂，具有高效阻燃、低的热释放速率、低的产烟量及低成本的优势。可应用于阻燃聚乙烯、阻燃聚丙烯等通用塑料及乙丙胶等橡胶材料。在阻燃电缆料、铝塑复合板等领域有广泛 应用前景。已建成 1000t/a赤泥复合型阻燃剂试验线。

涤纶因其出色的性能，是应用最为广泛的纺织面料。在服装、汽车内饰面料和室内装饰面料上应用最 多。但涤纶不亲水，服用不舒适，有闷热感;同时，作为重要的室内装饰面料和汽车内饰面料，易染而产生 的火灾是造成财产、生命损失的重要因素。。超亲水高阻燃涤纶改性技术,可以同时赋予涤纶织物超亲水性、 阻燃性。经改性的涤纶织物是超亲水织物，水滴接触角降为0。同时，涤纶织物具有良好的阻燃性，水平燃 烧测试,基本不燃；垂直点燃,在火源离开后,迅速熄灭；极限氧指数达到30 - 31% ,是难燃织物。该处理工艺流程短,投资彳氐,成本合理。改性涤纶织物具有耐久性,不因存放和洗涤而丧失功能。

聚烯烃（PP，PE）是产量较大的一类通用塑料，由于重量轻、低毒性、良好的电气绝缘性、耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于建筑、交通、家庭装饰、电子电器和电线电缆等行业。然而聚烯烃的极限氧指数低，属易燃性材料，且燃烧时产生大量融滴，不易熄灭，使得在一些重要领域（如电子电器、电线电缆、日用消费用品、装饰及服装等）的应用受到了限制。为解决烯烃类聚合物难于阻燃的问题，本项技术采用自制研发的膨胀型高效无卤阻燃剂，及复合纳米技术和催化技术，针对聚烯烃的阻燃设计而成，这种阻燃剂具有较高的阻燃效率，在较少的添加分数时即可对聚烯烃（PP，PE，EVA等）起到优异的阻燃效果，在燃烧时不产生熔融滴落现象，氧指数明显提高，热释放速率显著降低，满足国家标准要求。烟雾产生量明显低于同类产品。此外这种阻燃剂还具有热稳定性好、耐析出对基体的力学性能损伤小、低烟无卤、环境友好等优点。产品质量与性能优于或达到国外同类产品技术水平，具有十分广泛的市场应用前景。本项目已申请多项发明专利。 主要技术、指标： 膨胀型阻燃剂在N2或空气中Tonset≥255 ℃，700℃残余量m≥40 %；用于阻燃PP，添加量18 %时，可以达到LOI>30，垂直燃烧V-0级，热释放速率小于150 kJ/m 2；用于阻燃LDPE，添加量25 %时，可以达到LOI≥30，垂直燃烧V-0级，热释放速率小于160 kJ/m2。 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 设备投资：900万元，厂房：2000平方米。

《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0

　　可视型智能试剂柜优势一智能、安全 　　1、嵌入式系统 　　嵌入式系统“试剂柜管理系统V2.0”，液晶显示，触摸屏操作，可监测柜内温湿度，空气质量等信息。 　　2、外接控制软件 　　双模式-可外接控制软件“试剂柜控制软件V2.0”，实现多柜连接管控，试剂出入库管理，查询试剂信息。 　　3、智能定位层板 　　产品需连接外接软件，通过射频技术精准定位到每层、每个孔位，主动识别试剂信息，无需扫码操作，多种孔位可选。 　　4、多柜并联、系统交互 　　嵌入式系统和控制软件可以通过WIFI功能进行远程交互、多柜并联，存储空间无限扩大，试剂信息统计更为便利、准确，导出、打印各式样报表，数据海量存储，长久保存。 　　5、空气过滤系统 　　内置活性炭空气过滤系统，有效解决化学品气味影响实验员身体健康的问题。可更换的过滤材料，大风量风扇、保证内部空气每分钟循环三次。 　　6、双人双锁 　　有效解决试剂的安全管理，符合《公安部第154号令》对于易制毒、易制爆危险化学品的管理要求。对于常规试剂也可方便的实现单人单锁控制。 　　可视型智能试剂柜优势二经济、方便 　　1、超大的存储容量 　　JPG-2000试剂柜的单柜存储容量达到了920L，并可多柜并联。 　　2、可调节层板 　　灵活存储，层高调节极为方便，每层可根据需求放置不同规格的试剂瓶。 　　3、RFID刷卡模块 　　通过刷卡及输入密码可方便的开关柜门，IC卡片具有多种样式供用户选择，在断电的情况下具有柜门自动锁止功能，可通过钥匙手动开关柜门。 　　4、全模具化设计 　　模具化设计降低了客户采购成本，并提高了产品一致性及制造精度，使工件的质量有所改善和提高，加强了标准结构互换性，现场组装方便快捷。 　　可视型智能试剂柜优势三灵活、扩展 　　1、智能摄像系统 　　无人值守，可实现24小时全天候视频监控，360°无死角，硬盘存储可达30天，并可无限扩充。 　　2、UPS电源 　　具有断电续航能力，符合公安部《易制爆危险化学品储存场所治安防范要求》，并可根据用户需求定制。