医用聚乙烯醇海绵的绿色制造技术研究
针对于传统的 PVA 止血海绵依赖于化学试剂、毒性高,难清洗、材料可反应位点少等挑战,采用课题组提出的冷冻组装策略新工艺,完全摒弃传统工艺中的化学交联剂及发泡剂等毒性分子;通过冰晶生长控制 PVA 物理交联(氢键),实现力学性能及稳定性可控,同时利用可控冰晶颗粒实现无表面活性剂造孔;因此无需大量水洗且止血性能基本达到行标:YY/T 1803-2021《聚乙烯醇止血海绵》
针对于传统的 PVA 止血海绵依赖于化学试剂、毒性高,难清洗、材料可反应位点少等挑战,采用课题组提出的冷冻组装策略新工艺,完全摒弃传统工艺中的化学交联剂及发泡剂等毒性分子;通过冰晶生长控制 PVA 物理交联(氢键),实现力学性能及稳定性可控,同时利用可控冰晶颗粒实现无表面活性剂造孔;因此无需大量水洗且止血性能基本达到行标:YY/T 1803-2021《聚乙烯醇止血海绵》
功能性大分子多糖材料在药物递送、组织工程、伤口敷料、骨科应用、医美等生物医用领域具有广泛的应用前景,是高端医疗器械的核心原材料。团队经过十余年的研究,结合临床需求导向设计,实现了多糖材料的结构精准修饰和功能调控,其中,促再生多糖材料、抗菌性多糖材料、免疫调控多糖材料、多糖止血材料已经实现了小批量生产,部分多糖材料已经成功申报国家 II 类医疗器械。相关多糖材料已获国家发明专利 15 项。
高温超导技术是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。第二代高温超导带材具有高超导转变温度、高载流能力以及高不可逆场,在可控核聚变、超导电力等强磁、强电领域有着巨大的应用前景。高温超导带材结构中,超导层是陶瓷脆性材料,力学性能较差,需要金属基带作为涂层导体的载体。目前,高温超导基带材料全部依赖进口且价格昂贵,本项目研制的高温超导基带材料预期替代进口高温合金基带,大大降低成本,进而促进我国超导相关产业的发展。
低温绝缘材料聚焦特殊使役环境应用要求,如低温(液氦温度-269℃)、强磁场(>10T)、强电场(>30kV)、射线辐照(中子、伽马射线)等,通过自主研发和技术创新,开发出具有耐低温、高强度、高韧性、耐高压、耐高能辐照等特性的多系列特种树脂基材料,广泛应用于 MRI 磁体、聚变超导磁体、航天运载器、超临界储氢罐、轻量化复合材料、高压电气绝缘等重要领域。与国外竞品相比,性能优异,无毒无害,技术壁垒高,全国产化。
自日本东京大学的藤岛昭教授发现二氧化钛光敏材料 (光触媒)以来,纳米光触媒等在能源环境等多个领域的研究相 当活跃,为相关产业带来了功能性变革。但是,该类纳米光敏材 料太阳光利用效率低等不足亟待克服。 2014 年,我们在国际上率先发现了国际上光敏性能最高的碳点。 该类碳基纳米光敏材料高效利用太阳光,产生活性氧量子效率大 于 1,且耐高温耐光照,在可见光降解甲醛、毒气模拟物、除灭 病毒/细菌、真菌等方面性能优异。其中在太阳光照射下,降解 印染废水方面优于产业化应用纳米二氧化钛(P25)100 倍。经 过 10 年的努力,于 2024 年突破了该高性能新型碳基纳米光敏剂 的公斤级制备关键技术,为我国开发具有自主知识产权的高性能 光敏材料奠定了坚实的基础,为在空气/水体净化、生化防护、 医药器械、食品保鲜、太阳能电池吸光材料等领域推广应用提供 了源头支撑。
本项目主要研发电催化重整技术,借助该技术实现废 弃塑料 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)向生物可降解塑料 PGA(聚 乙醇酸)转化。 PGA 可应用于生命医疗、油气开采、食品包装、 农业产生等领域,根据《中国可降解塑料年度报告》预测,国内 对 PGA 的远期需求有望达到百万吨级。本项目已经解决三个关 键技术问题:催化电极的设计与合成(国际领先水平),电解槽 系统的设计与组装(国际首次),分离提纯工艺的开发(国际首 次)。本项目符合国家的塑料循环经济发展战略,可以为 PGA 的 绿色、低成本制备提供支撑,并为日后的 PGA 大规模产业化铺路。