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隨著工業(yè)生產(chǎn)的加快以及人類生活品質(zhì)的提高，對多相分離中的分離效率和膜材料的使用壽命都有了更高的要求。本項目旨在研究制備仿生液體復(fù)合膜材料。通過仿生多孔膜材料與功能液體的協(xié)同物理化學(xué)設(shè)計，制備的仿生液體復(fù)合膜材料突破傳統(tǒng)固/液界面設(shè)計的限制，應(yīng)用全新的動態(tài)固/液/液界面設(shè)計制備液體復(fù)合膜材料，可用于污水處理和工業(yè)生產(chǎn)中的油/氣/水分離，較傳統(tǒng)商業(yè)膜在抗污節(jié)能，力學(xué)性能，耐用性和使用壽命等方面有顯著提高。同時通過構(gòu)筑應(yīng)力響應(yīng)等仿生響應(yīng)性液體復(fù)合膜材料，也將為實現(xiàn)新型智能可控膜體系的構(gòu)建與成果產(chǎn)業(yè)化提供技

本發(fā)明公開了一種具有非對稱結(jié)構(gòu)的殼聚糖基仿生膜材料的制備方法，步驟包括：將殼聚糖分散于醋酸水溶液中，待完全溶解后，加入無水甲醇和乙酸酐反應(yīng)，之后離心去除沉淀物；在攪拌條件下滴入堿性凝固液，過濾得到殼聚糖微凝膠；將上述微凝膠加入丙三醇水溶液中，注入模具，靜置瀝干水分，一部分凍干得到殼聚糖基多孔海綿材料，另一部分烘干得到殼聚糖基致密膜材料；將兩者用生物膠粘合，得到具有非對稱結(jié)構(gòu)的殼聚糖基仿生膜材料。本發(fā)明制備工藝簡單，制備的殼聚糖基膜材料兼具多孔海綿結(jié)構(gòu)和致密膜結(jié)構(gòu)，遇水不卷曲，具有骨誘導(dǎo)再生性能良好、降解可控等優(yōu)點，可作為引導(dǎo)骨組織再生膜材料廣泛應(yīng)用于種植牙、骨關(guān)節(jié)炎、骨缺損等領(lǐng)域的治療。

研發(fā)階段/n仿生型膜通過在普通的白色薄膜中添加轉(zhuǎn)光劑，使陽光中對作物無用的紫外光轉(zhuǎn)變?yōu)閷ψ魑锷L有利的藍(lán)紫光（430nm-480nm）及紅光（630nm-680nm），從而促進作物生長速度的提高和產(chǎn)量的增加。由于仿生型膜能將陽光中的能量較高的紫外光轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰肯鄬^低的藍(lán)紫光，因此，用仿生型膜包裝水果、蔬菜等綠色食品，可起到保護水果、蔬菜的功效。在甜玉米、黃瓜、轉(zhuǎn)基因番茄、棉花營養(yǎng)體上進行田間應(yīng)用實驗，均提高了苗期生長速度，作物開花結(jié)果提前3-15天左右，作物產(chǎn)量提高5-10%左右；在番茄、甜玉米、黃

本項目以天然氣轉(zhuǎn)化和二氧化碳資源化利用為背景，從應(yīng)用過程對膜材料及膜的要求出發(fā)，運用材料化學(xué)工程的基礎(chǔ)理論，開展膜材料的設(shè)計、膜材料及膜的制備、膜反應(yīng)過程的設(shè)計及機理研究以及氧分離器的設(shè)計四個方面的研究工作。基于膜反應(yīng)過程，通過研究氧傳輸機理和膜反應(yīng)機理、膜材料及膜微結(jié)構(gòu)成形機理和控制方法、反應(yīng)過程與膜分離過程的匹配理論以及膜微結(jié)構(gòu)在反應(yīng)條件下的演變規(guī)律，建立面向反應(yīng)過程的膜材料設(shè)計與制備的理論基礎(chǔ)；提出天然氣轉(zhuǎn)化、二氧化碳利用的創(chuàng)新流程，為膜反應(yīng)過程的工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

成果與項目的背景及主要用途：術(shù)后粘連是有手術(shù)史以來國內(nèi)外亟待解決的 重要醫(yī)學(xué)難題之一。在外科領(lǐng)域開展的手術(shù)中，絕大多數(shù)都涉及到防止組織之間 粘連的問題。術(shù)后粘連可以引起嚴(yán)重的并發(fā)癥，如腹部、盆腔等均可引起粘連性 腸梗阻，甲狀腺手術(shù)后引起喉返神經(jīng)損傷以及因盆腔組織粘連而導(dǎo)致的女性不育 癥。90%的患者在術(shù)后均有不同程度的粘連產(chǎn)生，60%的患者需要采取一定的防 粘連措施。 目前防止術(shù)后粘連國際上采用較多的是“短期屏障"法，即術(shù)后在容易發(fā)生 粘連的部位植入隔離材料。隨著 70 年代后美國醫(yī)用材料方面的突破，可生物降 解吸收材料已得到醫(yī)療市場的認(rèn)可。現(xiàn)有的美國 FDA 批準(zhǔn)的術(shù)后防粘連產(chǎn)品有 三種。本課題組設(shè)計和研制了一種結(jié)構(gòu)獨特的可拋型防粘連膜材料 AntiTriplex。 它是一種生物相容性良好、安全、無毒、無刺激、可降解吸收的薄膜材料，其獨 特的表面結(jié)構(gòu)特性可以將手術(shù)創(chuàng)面和周圍組織有效隔離開，有效地保護好手術(shù)創(chuàng) 面。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：該術(shù)后防粘連膜由多糖分子、多肽大分子和合成 大分子組裝而成的三元膜。該三元膜綜合了三種材料的優(yōu)點，使膜材料的力學(xué)性 能、水穩(wěn)定性、降解速率、臨床可操作性、防粘連效果等得到全面提升。主要工 藝流程如下： 多肽大分子 ↓ 合成大分子 → 反應(yīng)器 --→成膜 → 后處理 → 干燥 → 成品膜 → 包裝 → 滅菌 ↑ 改性多糖大分子 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：該新型術(shù)后防粘連膜獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計代表了當(dāng) 今該領(lǐng)域國際先進水應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：不管是傳統(tǒng)的腹腔、心血管、椎板外科手術(shù)，還 是新興的微創(chuàng)手術(shù)，均會存在不同程度的粘連現(xiàn)象。現(xiàn)階段歐美已經(jīng)形成了一個 龐大的防粘連材料市場，據(jù)統(tǒng)計，在美國每年用于治療腹腔、盆腔粘連的費用高 達(dá)約 12 億美元。美國在 2000 年有 750 萬例出現(xiàn)術(shù)后粘連，預(yù)計到 2006 年將增 加到 2000 萬。雖然美國 FDA 已批準(zhǔn)了 3 個防粘連材料，但均有缺陷。中國人口 眾多，醫(yī)療水平不及美國，如以 1500 萬人保守數(shù)字計，每人需要防粘連材料一 份（至少），每份約 200 元，市場容量將是 30 億，利稅近 10 億，是國家鼓勵優(yōu) 先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）：原材料 均為國產(chǎn)，價格低廉。所需設(shè)備為常用設(shè)備，投資不大。常規(guī)醫(yī)藥行業(yè)的廠房基 本上能滿足要求，主要生產(chǎn)車間 150 平方米。投資規(guī)模依生產(chǎn)規(guī)模而定。 合作方式及條件：面談平, 目前已申報國家發(fā)明專利 2 項。 

鈀膜具有超強氫分離能力且操作簡單，已被廣泛用于氫氣與氫同位素的純化。為克服傳統(tǒng)軋制型鈀膜所存在的貴金屬消耗多、工藝復(fù)雜、能耗高、強度差等缺點，自主研發(fā)了負(fù)載型管式鈀膜，膜厚度僅5μm左右，單位膜面積的高純氫產(chǎn)量提高了一個數(shù)量級。負(fù)載型鈀膜具有更高膜強度，安裝和操作十分方便。除氫氣純化之外，鈀膜還可以用于氫同位素的分離與純化。基于高性能鈀膜材料，我們開發(fā)了各種氫氣純化器，并將純化器與電解氫氣發(fā)生器相結(jié)合開發(fā)了高純氫發(fā)生器，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

融入空間自由度，力學(xué)，生物，仿生步態(tài)等諸多跨學(xué)科知識。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊成功研制出一種新型納米纖維素仿生結(jié)構(gòu)材料（英文簡稱CNFP），相關(guān)論文發(fā)表在國際期刊《科學(xué)·進展》上。這種新材料輕、強、韌、尺寸穩(wěn)定，綜合性能突出，將在輕量化抗沖擊防護和緩沖材料、空間材料、精密儀器結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。據(jù)介紹，這種天然納米纖維素高性能結(jié)構(gòu)材料的密度非常低，僅為鋼的1/6、鋁合金的一半，其單位密度下強度、單位密度下韌性均超過傳統(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代現(xiàn)有的工程塑料。同時，該材料還具有極高尺度穩(wěn)定性，熱膨脹系數(shù)極低，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)合金材料和工程塑料，即使在受到劇烈熱沖擊條件下，力學(xué)性能與尺寸依然高度穩(wěn)定。此外，該材料還具有極高的抗沖擊性能、高損傷容限以及能量吸收性能。

氣體分離膜材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開發(fā)出多種應(yīng)用如：膜覆蓋式養(yǎng)殖畜禽糞便高溫好氧發(fā)酵；氣體分離膜在農(nóng)用產(chǎn)品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用；氣體分離膜在活魚運輸上的應(yīng)用。