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人工關節軟骨材料——半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體
北京科技大學材料科學與工程學院生物醫用材料研究室研制開發的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫用生物材料，可用于人關節軟骨的修復或替代。本項目成果屬國內外首創，其應用和推廣不但會產生100萬元／年的經濟效益，而且能帶來巨大的社會效益。利用反復冷凍－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，這種人工關節軟骨材料通過三次動物實驗（共19個月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產生任何炎性反應和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學評價并通過產品注冊檢測。目前，已達到臨床應用的水平。從1996年以來，本項目的研究和研制開發工作是在北京市自然科學基金（3962006）、國家自然科學基金（59775038）和北京市科技項目合同（954020400）資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產業化前景的醫用表面修復材料，它具有以下特點：（1）潤滑性能良好（摩擦系數0.05，磨損系數小于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，強度高（壓縮模量14MPa，壓縮強度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結構和性能非常接近于人關節軟骨，其主要用途是在矯形外科手術中用于修復或替代關節軟骨。典型產品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。
北京科技大學
2021-04-11
高性能防腐耐磨非晶粉末與熱噴涂非晶涂層
非晶合金（又稱金屬玻璃）是一種結構/功能一體化新型金屬材料，被譽為繼鋼鐵、塑料之后的第三次材料工業革命性材料。非晶合金因其特殊的原子結構（長程無序）而擁有一系列獨特的性能，如非晶合金是地球上最強和最耐腐蝕的金屬材料；非晶合金具有高耐磨性能以及優異催化降解性能等。非晶合金及其衍生產品（粉末、涂層、催化劑）在海洋工業、石油化工、3D打印、水處理等行業具有非常廣泛的應用前景。利用所團隊研發的非晶合金粉末，可通過堆焊、激光、熱噴涂等技術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、防腐蝕等優異性能，極大延長使用壽命。
華中科技大學
2021-04-10
納米石材微晶玉石
納米石材微晶玉石微晶玉石又稱微晶玻璃、晶化石、玉晶石。它是以傳統原材料為基礎，加入特殊化工原料，經熔窯熔制、水淬、晶化窯燒結、磨拋切割，而形成的一種高檔人造納米級石材。微晶玉石是一種新型綠色環保材料。它具有板面平整潔凈、色調均勻一致、紋理清晰雅致、光澤柔和晶瑩、色彩絢麗璀璨、不吸水防污染、耐酸堿抗風化、綠色環保、無放射性毒害等優良特質。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不含有對人體有害的有機物。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、管路及構件等應用。具有廣闊的市場前景和巨大的經濟效益和社會效益。
清華大學
2021-04-13
超細晶高強鋼
本項目經過多年研發，掌握了一種粉末冶金超細晶粒（均小于5微米）高強度鋼（抗壓強度達到2000MPa以上）的制備技術，該新型材料可用于高精度模具、精密齒輪、高強軸承等高精部件的制備。
西南交通大學
2015-01-26
非晶軟磁項目
成果簡介： 在2016年8月份國務院最新發布的《“十三五”國家科技創新規劃》中，重點提及發展先進結構材料技術，重點是高溫合金、高品質特殊鋼、先進輕合金、特種工程塑料、高性能纖維及復合材料、特種玻璃與陶瓷等技術及應用。技術團隊能提供非晶軟磁材料相關制品的全套技術方案，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
南京工業大學
2021-01-12
晶華洗衣粉
山東晶華洗滌日化有限公司
2021-09-08
長壽命磷酸鹽鈉離子電池正極材料
研發團隊針對NASICON型結構鈉離子電池正極材料面臨的瓶頸問題，通過新穎的合成方法和材料晶體結構設計理念，成功開發了具有自主知識產權的長壽命、高功率和低成本的鈉離子電池及其超穩定的正極材料。材料合成方法簡單，反應條件溫和，不需要特殊設備，目前已完成實驗室中試，具備了公斤級的制備能力。成果具有高的振實密度，可實現高體積能量密度，具有非常優秀的實用化潛力。
意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持
東北師范大學
2025-05-16
高性能低膨脹鋁基復合材料及構件
衛星在軌運行和返回過程中需經歷極端高低溫環境，構件尺寸的穩定是保證衛星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關鍵。針對衛星搭載的某寬帶微波載荷與衛星本體材料之間熱膨脹系數不匹配極易導致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩定、信息傳輸不連續等問題。我校陳駿教授團隊以原創的負熱膨脹技術研發了具有輕質、熱膨脹系數低、力學性能優異、尺寸穩定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內置件、環件等高性能低膨脹構件，首次將負熱膨脹技術應用到我國的衛星上，填補了高性能低膨脹金屬構件在工程應用領域的空白。該技術使得某寬帶微波載荷與衛星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛星成功返回。
圖1 實踐十九號衛星成功返回（圖片來源國家航天局）
圖2 高性能低膨脹鋁基復合材料及構件應用于全球首顆可重復使用返回式技術試驗衛星（圖片來源央視新聞頻道）
北京科技大學
2025-05-21
錫納米晶為模板合成具有帶隙可調的錫鍺合金納米材料
通過精細調控Ge2+離子前驅體溶液與已制備的錫納米顆粒反應，合成帶隙可調的半導體錫鍺合金納米晶（0.51 eV至0.71 eV）。使用的錫納米晶模板可以大大降低反應的成核、結晶和生長的反應能壘。與以前報道的反應溫度（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理，清晰揭示了從不均勻核殼結構到均勻合金結構的演變過程。
南方科技大學
2021-04-13
一種利用壓力來調控貴金屬納米材料晶相含量的新策略
自然界中，貴金屬金（Au）的塊體只能以其熱力學穩定結構面心立方(fcc)相存在。只有在納米尺度，利用濕法化學合成方法，人們才能獲得具有獨特光學性質的，密排六方hcp-4H結構的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4H相的Au變為fcc結構，獲得更多的結構信息。但是，具體的結構性質和相轉變過程仍然無法確定。本工作利用金剛石對頂砧（DAC）技術對4H相的Au納米材料進行研究，探索其結構和相變過程，達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結構逐漸轉變為fcc相。同時，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，相比純4H相的Au納米帶，具有4H與fcc相交替多相結構的4H/fcc Au納米棒更容易發生高壓相變。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，可以促進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和密度泛函理論（DFT）計算的結合，首次觀測到了原子尺度的Au相變路徑。發現Au由4H-fcc的相變機理為（-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相的相變機制完全不同。該工作不僅對Au納米結構的穩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、表面增強拉曼散射、波導、光熱療法、傳感、清潔能源等領域中。
南方科技大學
2021-04-13