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北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料研究室研制開發(fā)的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫(yī)用生物材料，可用于人關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)或替代。本項(xiàng)目成果屬國內(nèi)外首創(chuàng)，其應(yīng)用和推廣不但會(huì)產(chǎn)生100萬元／年的經(jīng)濟(jì)效益，而且能帶來巨大的社會(huì)效益。利用反復(fù)冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結(jié)晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來，這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過三次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（共19個(gè)月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產(chǎn)生任何炎性反應(yīng)和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行PVAHE生物學(xué)評(píng)價(jià)并通過產(chǎn)品注冊檢測。目前，已達(dá)到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來，本項(xiàng)目的研究和研制開發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金（3962006）、國家自然科學(xué)基金（59775038）和北京市科技項(xiàng)目合同（954020400）資助下歷時(shí)5年完成的。多年實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產(chǎn)業(yè)化前景的醫(yī)用表面修復(fù)材料，它具有以下特點(diǎn)：（1）潤滑性能良好（摩擦系數(shù)0.05，磨損系數(shù)小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強(qiáng)度高（壓縮模量14MPa，壓縮強(qiáng)度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強(qiáng)度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結(jié)構(gòu)和性能非常接近于人關(guān)節(jié)軟骨，其主要用途是在矯形外科手術(shù)中用于修復(fù)或替代關(guān)節(jié)軟骨。典型產(chǎn)品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。

非晶合金（又稱金屬玻璃）是一種結(jié)構(gòu)/功能一體化新型金屬材料，被譽(yù)為繼鋼鐵、塑料之后的第三次材料工業(yè)革命性材料。非晶合金因其特殊的原子結(jié)構(gòu)（長程無序）而擁有一系列獨(dú)特的性能，如非晶合金是地球上最強(qiáng)和最耐腐蝕的金屬材料；非晶合金具有高耐磨性能以及優(yōu)異催化降解性能等。非晶合金及其衍生產(chǎn)品（粉末、涂層、催化劑）在海洋工業(yè)、石油化工、3D打印、水處理等行業(yè)具有非常廣泛的應(yīng)用前景。利用所團(tuán)隊(duì)研發(fā)的非晶合金粉末，可通過堆焊、激光、熱噴涂等技術(shù)制備不同高性能非晶涂層，能賦予零部件防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、抗沖擊、防腐蝕等優(yōu)異性能，極大延長使用壽命。

目前針對(duì)納米尺度的生物醫(yī)學(xué)研究，如何快速、準(zhǔn)確、友好、高效地獲取研究對(duì)象高特異性、高靈敏度、高空間分辨、高時(shí)間分辨、高通量、多參數(shù)的信息是商品化成像與傳感光學(xué)儀器所面臨的關(guān)鍵性問題。 南開大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所微納光學(xué)實(shí)驗(yàn)室以顯微成像的超高分辨率、傳感檢測的超高靈敏度、拉曼光譜增強(qiáng)效應(yīng)等傳統(tǒng)研究領(lǐng)域以及表面等離激元（SPP）等新一代光學(xué)手段為基礎(chǔ)的研究工作為動(dòng)態(tài)全光控表面等離激元新型高性能多參量光學(xué)顯微鏡的開發(fā)提供原創(chuàng)設(shè)計(jì)思想與關(guān)鍵核心技術(shù)和方案。顯微成像、傳感檢測、拉曼光譜三個(gè)功能單元

本成果先在綿陽賽茂科技有限公司實(shí)施產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)新增產(chǎn)值4900萬元，利稅919萬元，后技術(shù)轉(zhuǎn)讓乳源東陽光磁性材料有限公司，兩年多時(shí)間內(nèi)共實(shí)現(xiàn)新增銷售收入12250萬元，利稅2295萬元。 本成果獲得國家發(fā)明專利14項(xiàng)，形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)，發(fā)表論文40余篇。本成果促進(jìn)了電子整機(jī)系統(tǒng)的多功能集成化、小型輕量化和提高可靠性，提高了我國軟磁鐵氧體企業(yè)的市場競爭力和產(chǎn)品定價(jià)話語權(quán)，推動(dòng)了我國軟磁鐵氧體材料及器件產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步。 本成果原創(chuàng)性地建立了Ni2

納米石材微晶玉石微晶玉石又稱微晶玻璃、晶化石、玉晶石。它是以傳統(tǒng)原材料為基礎(chǔ)，加入特殊化工原料，經(jīng)熔窯熔制、水淬、晶化窯燒結(jié)、磨拋切割，而形成的一種高檔人造納米級(jí)石材。微晶玉石是一種新型綠色環(huán)保材料。它具有板面平整潔凈、色調(diào)均勻一致、紋理清晰雅致、光澤柔和晶瑩、色彩絢麗璀璨、不吸水防污染、耐酸堿抗風(fēng)化、綠色環(huán)保、無放射性毒害等優(yōu)良特質(zhì)。01 玉石型微晶玻璃02 花崗巖型微晶玻璃板03 大理石型微晶玻璃板04 玉石型微晶玻璃板05 玉石工藝屏風(fēng)06 玉石棋盤07 防腐耐磨板08 泡沫微晶玻璃09 微晶玻璃閥門、管道10 家庭裝飾用玉石板材特點(diǎn)不含有對(duì)人體有害的有機(jī)物。原材料來源廣泛，成本低廉。可加工切削，用于裝飾材料、禮品定制、管路及構(gòu)件等應(yīng)用。具有廣闊的市場前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本項(xiàng)目經(jīng)過多年研發(fā)，掌握了一種粉末冶金超細(xì)晶粒（均小于5微米）高強(qiáng)度鋼（抗壓強(qiáng)度達(dá)到2000MPa以上）的制備技術(shù)，該新型材料可用于高精度模具、精密齒輪、高強(qiáng)軸承等高精部件的制備。

成果簡介： 在2016年8月份國務(wù)院最新發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，重點(diǎn)提及發(fā)展先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料技術(shù)，重點(diǎn)是高溫合金、高品質(zhì)特殊鋼、先進(jìn)輕合金、特種工程塑料、高性能纖維及復(fù)合材料、特種玻璃與陶瓷等技術(shù)及應(yīng)用。技術(shù)團(tuán)隊(duì)能提供非晶軟磁材料相關(guān)制品的全套技術(shù)方案，具體包括非晶合金、非晶帶材、納米晶超薄帶、非晶磁芯、非晶器件等，可以滿足市場的多方

通過精細(xì)調(diào)控Ge2+離子前驅(qū)體溶液與已制備的錫納米顆粒反應(yīng)，合成帶隙可調(diào)的半導(dǎo)體錫鍺合金納米晶（0.51 eV至0.71 eV）。使用的錫納米晶模板可以大大降低反應(yīng)的成核、結(jié)晶和生長的反應(yīng)能壘。與以前報(bào)道的反應(yīng)溫度（約300 ℃）相比，課題組的方法可以在較低的溫度下（60-180 ℃）得到錫鍺合金納米晶。課題組深入闡明了從錫到錫鍺合金納米晶的相變機(jī)理，清晰揭示了從不均勻核殼結(jié)構(gòu)到均勻合金結(jié)構(gòu)的演變過程。

自然界中，貴金屬金（Au）的塊體只能以其熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面心立方(fcc)相存在。只有在納米尺度，利用濕法化學(xué)合成方法，人們才能獲得具有獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)的，密排六方hcp-4H結(jié)構(gòu)的Au納米材料。雖然通過配體交換或外延生長貴金屬的方式，可以在溶液中誘導(dǎo)4H相的Au變?yōu)閒cc結(jié)構(gòu)，獲得更多的結(jié)構(gòu)信息。但是，具體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和相轉(zhuǎn)變過程仍然無法確定。本工作利用金剛石對(duì)頂砧（DAC）技術(shù)對(duì)4H相的Au納米材料進(jìn)行研究，探索其結(jié)構(gòu)和相變過程，達(dá)到高壓貴金屬相工程的目的。? 高壓X射線衍射表明，壓力在1.2 – 26.1 GPa之間，Au的4H結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閒cc相。同時(shí)，該過程的不可逆性使得貴金屬高壓相工程成為了可能。即通過控制最高壓力，獲得不同4H/fcc相含量的Au納米材料。同時(shí)，相比純4H相的Au納米帶，具有4H與fcc相交替多相結(jié)構(gòu)的4H/fcc Au納米棒更容易發(fā)生高壓相變。這主要是由于4H/fcc多相Au納米棒中大量相邊界提供的相變成核位點(diǎn)，可以促進(jìn)4H-fcc的相變過程。此外，課題組通過高分辨透射電子顯微技術(shù)和密度泛函理論（DFT）計(jì)算的結(jié)合，首次觀測到了原子尺度的Au相變路徑。發(fā)現(xiàn)Au由4H-fcc的相變機(jī)理為（-112）4H晶面的整平，并伴隨著密堆積方向的改變。這與以往觀測到的金屬高壓hcp-fcc相的相變機(jī)制完全不同。該工作不僅對(duì)Au納米結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和相變提出了新的見解，而且提供了一種利用壓力來調(diào)控貴金屬納米材料晶相含量的新策略，該策略可用于研究基于晶相的催化、表面增強(qiáng)拉曼散射、波導(dǎo)、光熱療法、傳感、清潔能源等領(lǐng)域中。