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近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊通過深入解析生物質微觀結構，提出了一種利用生物質天然納米結構的全新的生物質表面納米化策略，基于這種策略構筑了一種可持續新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。該策略巧妙地利用了木屑等生物質中天然的纖維素納米纖維，將其暴露在木屑顆粒表面，并使其互相交聯從而構筑無需任何粘合劑的高性能人造木材。運用這種策略所制備的人造木材在各方向上具有相同的力學強度，且超越了實木材和傳統人造板。這種新型人造木材自下而上的制備方式使其在尺寸上將不受限制，可以克服大塊實木材料的稀缺性，大大拓寬了這類木質材料的應用范圍。另外，其還表現出優異的阻燃性性和防水性。在這種高性能人造木材中，微米級木屑顆粒的暴露著大量的納米尺度的纖維素纖維，這些納米纖維通過離子鍵、氫鍵、范德華力以及物理糾纏等相互作用結合在一起，微米級的木屑顆粒也被這些互相纏繞的納米纖維網絡緊密地結合一起形成高強度的致密結構，而無需添加任何粘結劑。這種結構特征帶來了高達170 MPa的各向同性抗彎強度和約10 GPa的彎曲模量，遠超天然實木的力學強度。此外，新型人造木材還顯示出優異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩定性以及優于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結劑，還具有遠超樹脂基材料和傳統塑料的力學性能，因此具有非常廣泛的應用前景。 此外，這種由納米纖維構成的網絡也為制備木基納米復合材料提供了一種新途徑。通過將碳納米管（CNT）摻入木屑顆粒間的納米網絡當中，可以獲得導電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續的三維網絡，因此其具有比傳統聚合物/碳納米管復合材料更好的導電網絡和更高電導率。基于這種智能人造木材的高導電性，它可以實現傳感、自發熱以及電磁屏蔽等多種應用。這種智能人造木材表現出了出色的電磁屏蔽性能（X波段超過90 dB），可以滿足精密電子儀器屏蔽標準的要求。這種智能人造木材還可以在1.75 V低電壓下（約等于兩節五號電池的電壓）實現自發熱，可在5分鐘內升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發熱木材可有效地確保自加熱設備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質顆粒表面納米化方法和策略，可用于構筑全生物質，不含任何粘結劑，具有優異的力學性能，可復合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質表面納米化策略也可以擴展到其他生物質（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質的可持續結構材料，將進一步推動人造板行業向綠色、環保和低碳方向發展。

本發明涉及一種生物溶液濃度的光譜傳感測試方法,依據了包層介質的光學響應遵循的物理學因果性原理,根據因果性原理,包層折射率的實部

利用農業廢棄物秸稈生產生物炭，返施農田，并輔助其它技術， 可以達到固定重金屬污染農田，在微污染農田中生產出合格產品，挽 救因重金屬污染造成的農田損失；同時可以減少化肥施用量，達到減 施以保護地表環境免受富營養化污染。目前重金屬造成農田的污染修 復以及化肥減施大部分屬于國家公益項目。 農田重金屬固定技術已經在天津東麗區區示范運行 3 年，運行效 果好，蔬菜重金屬達到標準，增加農作物產量，減少化肥施用，因此， 廣受農民歡迎。

項目成果/簡介:近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊通過深入解析生物質微觀結構，提出了一種利用生物質天然納米結構的全新的生物質表面納米化策略，基于這種策略構筑了一種可持續新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。該策略巧妙地利用了木屑等生物質中天然的纖維素納米纖維，將其暴露在木屑顆粒表面，并使其互相交聯從而構筑無需任何粘合劑的高性能人造木材。運用這種策略所制備的人造木材在各方向上具有相同的力學強度，且超越了實木材和傳統人造板。這種新型人造木材自下而上的制備方式使其在尺寸上將不受限制，可以克服大塊實木材料的稀缺性，大大拓寬了這類木質材料的應用范圍。另外，其還表現出優異的阻燃性性和防水性。在這種高性能人造木材中，微米級木屑顆粒的暴露著大量的納米尺度的纖維素纖維，這些納米纖維通過離子鍵、氫鍵、范德華力以及物理糾纏等相互作用結合在一起，微米級的木屑顆粒也被這些互相纏繞的納米纖維網絡緊密地結合一起形成高強度的致密結構，而無需添加任何粘結劑。這種結構特征帶來了高達170 MPa的各向同性抗彎強度和約10 GPa的彎曲模量，遠超天然實木的力學強度。此外，新型人造木材還顯示出優異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩定性以及優于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結劑，還具有遠超樹脂基材料和傳統塑料的力學性能，因此具有非常廣泛的應用前景。 此外，這種由納米纖維構成的網絡也為制備木基納米復合材料提供了一種新途徑。通過將碳納米管（CNT）摻入木屑顆粒間的納米網絡當中，可以獲得導電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續的三維網絡，因此其具有比傳統聚合物/碳納米管復合材料更好的導電網絡和更高電導率。基于這種智能人造木材的高導電性，它可以實現傳感、自發熱以及電磁屏蔽等多種應用。這種智能人造木材表現出了出色的電磁屏蔽性能（X波段超過90 dB），可以滿足精密電子儀器屏蔽標準的要求。這種智能人造木材還可以在1.75 V低電壓下（約等于兩節五號電池的電壓）實現自發熱，可在5分鐘內升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發熱木材可有效地確保自加熱設備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質顆粒表面納米化方法和策略，可用于構筑全生物質，不含任何粘結劑，具有優異的力學性能，可復合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質表面納米化策略也可以擴展到其他生物質（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質的可持續結構材料，將進一步推動人造板行業向綠色、環保和低碳方向發展。

通常情況下，高分子納米囊泡的制備需要借助有機溶劑，這既不環保又耗費時間， 也不利于產業化。本項目的技術創新點在于通過在水中直接溶解高分子的方法來制備一 種既生物相容又可生物降解的高分子納米囊泡，簡化囊泡的制備過程，既環保又經濟， 便于大規模生產，非常符合低碳經濟的要求。 此外，由于直接使用抗癌藥譬如阿霉素會對人體產生較強毒副作用，本項目提出將 抗癌藥包在高分子囊泡中，以 EPR 效應將藥物累積到腫瘤位置進行緩釋，減少藥物的毒 副作用，提高抗腫瘤的效果。與不可降解的藥物載體相比，本項目所研制的既生物相容 又可生物降解的納米囊泡就有明顯的優勢，在提高藥物的抗腫瘤效果、減少藥物的毒副 作用以及納米粒子本身的安全性等方面具有非常重要的意義。

項目將蠶絲經生化技術和粉碎技術處理，制成絲素蛋白納米材料，對其進行化學修飾，制得了帶有不同活性基的絲素蛋白納米材料；將合成纖維浸漬在改性后的絲素蛋白溶液中，及將絲素蛋白溶液直接涂刷在織物上，制度得了絲素蛋白改性纖維或改性織物，提高了合成纖維織物的吸水、抗菌等服用性能。

利用農業廢棄物秸稈生產生物炭，返施農田，并輔助其它技術，可以達到固定重金屬污染農田，在微污染農田中生產出合格產品，挽救因重金屬污染造成的農田損失；同時可以減少化肥施用量，達到減施以保護地表環境免受富營養化污染。目前重金屬造成農田的污染修復以及化肥減施大部分屬于國家公益項目。 農田重金屬固定技術已經在天津東麗區區示范運行 3 年，運行效果好，蔬菜重金屬達到標準，增加農作物產量，減少化肥施用，因此，廣受農民歡迎。

長期以來，山楂鮮食的疲軟和加工技術的薄弱與老化嚴重制約著山楂種植與加工產業的發展，針對此背景，本項目系統的研究了山楂果實的品質成分和營養功能特性，通過生物轉化技術開發出了新型天然食品添加劑、高品質凝膠食品、健康食品原料、山楂發酵飲料等系列產品，引領行業技術革命。主要體現為：    （1）山楂寡糖的生物加工及寡糖基天然食品防腐劑：項目首次發明了山楂寡糖連續大量生產的軸式-仿膜式生物反應器，穩定的生產出平均聚合度 5.4 的山楂寡糖；開發的寡糖基天然食品防腐劑在飲料、面制品和肉制品等食品上的保質保鮮效果顯著優于目前市售的化學合成防腐劑山梨酸鉀和天然食品防腐劑Nisin與那他霉素。    （2）山楂寡糖對脂質代謝的調節作用與機制：首次發現聚合度 5-8 的山楂寡糖具有顯著的抑制肥胖、改善脂質代謝紊亂和內臟脂肪蓄積的功能，并闡明了其通過 ADP/AMPK 和 ADP/ PPARα 信號通路的作用機制。作為健康食品原料/配料，在相關企業推廣應用中收到了良好的作用反饋效果和顯著的經濟效益。    （3）高品質糖制凝膠食品加工技術：首次系統的闡明了山楂果膠的化學構造和食品學性質，通過生物酶法修飾技術，提高了山楂果膠的凝膠性和粘彈性，在生產高品質山楂糖制凝膠類食品上取得了技術突破。    （4）山楂制汁及山楂酵素飲料生產技術：研發的中溫結合酸性微環境控制技術和純化的多聚半乳糖醛酸酶分解技術成功解決了目前山楂汁生產中存在的褐變和褪色等瓶頸問題，極大的降低了山楂汁中的甲醇含量。利用選育馴化的植物乳桿菌發酵山楂果汁，開發出了功能、營養和色香味俱佳的山楂飲料，填補了市場空白。    （5）主要成果及應用情況：經過項目的運行，授權發明專利 5 件，發表相關論文 60 余篇，其中 SCI 檢索 30 余篇，培養研究生 50 余人。項目技術和產品在相關企業進行了推廣應用，近三年累計直接經濟效益 3.52 億元。項目成果同時對遼寧省食品加工業和山楂種植與加工業的發展起到了積極的促進與推動作用，近年新增山楂種植面積 2 萬多畝，每年為遼寧省解決 10 萬多噸山楂的銷售出路，為果農增加收入 4 億多元，輻射經濟效益達 10 多億元，為社會提供了 300 多人的就業機會，經濟與社會效益顯著。

采用大石化乙烯產品鏈合成乙二醇的一種副產物二甘醇為原料，通過采用發明的高效催化劑體系聚對二氧環己酮(PPDO)具有優良的生物相容性和生物降解性，同時又具有很高的強度和良好的韌性。本成果研究開發的PPDO不僅可應用于可生物降解手術縫合線等醫用領域，而且可以用于其他一次性使用的塑料制品領域，特別是采用納米復合技術來制備新型的PPDO/ 納米復合材料，具有較高的熔體強度，容易吹塑成型，并且其膜制品具有較好的氣體阻隔性，可用于不同領域的一次性塑料制品。對于回收回來的廢棄PPDO產品，可以在簡單的條件下回收其聚合單體，回收率高達93-99%，并且回收的單體又可用于PPDO的聚合，可實現反復循環利用；對于不宜回收的應用領域，PPDO又可完全生物降解。因此，PPDO是高分子家族中少有的既具有可完全生物降解性，又易于回收為單體的高分子品種，是一類真正的“綠色高分子材料”。本成果采用新的聚合方式和途徑獲得高分子量的 PPDO，使 PPDO 的成本成為目前完全生物降解聚合物中最具競爭力的品種之一。 PPDO塑料廢棄物的PDO單體回收率：≥93%，并且可以完全用于合成PPDO。 PPDO塑料制品的性能: 拉伸強度：30~60MPa，斷裂伸長率：300~600%，可完全生物降解。 PPDO塑料廢棄物的PDO單體回收率：≥93%，并且可以完全用于合成PPDO。 產品可應用于生物醫用領域(手術縫合線、固定材料、藥物緩釋材料等)、一次性使用塑料產品（如垃圾袋、購物袋、快餐具等）。由于該產品易于回收單體和重復聚合利用，并且成本與普通塑料相當,因此PPDO的制品可望取代現有的一次性使用的既不能生物降解又不易回收單體進行反復利用的領域塑料產品，是目前具有市場競爭力的環境友好一次性使用塑料產品，可創造巨大的經濟與社會效益。