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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。

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?；谶@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。

研發階段/n仿生型膜通過在普通的白色薄膜中添加轉光劑，使陽光中對作物無用的紫外光轉變為對作物生長有利的藍紫光（430nm-480nm）及紅光（630nm-680nm），從而促進作物生長速度的提高和產量的增加。由于仿生型膜能將陽光中的能量較高的紫外光轉變為能量相對較低的藍紫光，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、轉基因番茄、棉花營養體上進行田間應用實驗，均提高了苗期生長速度，作物開花結果提前3-15天左右，作物產量提高5-10%左右；在番茄、甜玉米、黃

近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊成功研制出一種新型納米纖維素仿生結構材料（英文簡稱CNFP），相關論文發表在國際期刊《科學·進展》上。這種新材料輕、強、韌、尺寸穩定，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、精密儀器結構件等領域具有廣闊應用前景。據介紹，這種天然納米纖維素高性能結構材料的密度非常低，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合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代現有的工程塑料。同時，該材料還具有極高尺度穩定性，熱膨脹系數極低，遠優于傳統合金材料和工程塑料，即使在受到劇烈熱沖擊條件下，力學性能與尺寸依然高度穩定。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。

利用微針技術遞送藥物至局部組織，是一種微創、無痛、便利的治療新模式，隨著微針設計與構建的發展與創新，其中負載內容物逐漸豐富，從單一的藥物到具有功能的亞單位和亞結構，再到多種多樣的生物活體。目前現有的研發較為熱門的遞送藥物微針有實心微針、空心微針、包衣微針，但大部分都存在如下問題：1、斷針等安全性問題；2、給藥不準確，無法準確做到劑量的精準控制；3、暴露的微孔道有感染風險；4、需要操作者有一定的醫學背景。 大多數微針貼片的基底層附著在皮膚上，可能會被汗水或環境液體浸濕而增加感染風險，并且在刮擦過程中容易導致微針脫落。而且常規微針貼片無法自發完成數據信息存儲（需要信息反復利用電子設備存儲和讀取），難以提高工作效率，并可能導致信息誤差，誤導醫患。因此，開發具備高效藥物遞送和便于數據儲存與訪問的新策略具有重要意義。 本成果研發了一種仿生智能微針平臺（MILD），獨有的仿生蘑菇形態針頭可實現針尖簡易分離、注射點長效標記、藥物輕便遞送以及藥物智能響應。利用該平臺，本團隊以新冠疫苗為例，已完成動物試驗階段，取得了理想的試驗數據，科研成果已在ACS Nano發表，學術媒體廣泛報道。 疫苗接種效果與皮下注射相當，抗體濃度≥50AU/ml，標記時間≥28天。

成果描述：本項目主要針對國家機器人戰略新興產業對高可靠精密諧波減速器設計制造的重大需求，結合諧波齒輪傳動基礎理論研究前沿與發展方向，開展諧波齒輪傳動動態服役行為，高剛度、高傳動精度諧波齒輪傳動的新型齒廓設計技術，短筒柔輪諧波齒輪傳動的高剛度與輕量化設計技術，諧波減速器關鍵零部件材料熱處理與表面改性技術，諧波傳動關鍵零部件精密加工制造技術，基于界面力學的失效機理研究與摩擦學性能優化設計技術，諧波齒輪傳動振動噪聲評估與控制技術，諧波齒輪傳動可靠性分析與壽命評估技術，諧波齒輪傳動綜合性能精密測試試驗技術等設計、制造、測試、試驗評價中的關鍵核心技術研究。形成自主知識產權與自主研制能力，研制出多個系列高可靠精密諧波減速器，性能指標達到國際先進水平，培養一批諧波齒輪傳動的設計制造關鍵技術人才，推動我國精密諧波傳動技術進步。市場前景分析：形成自主知識產權與自主研制能力，研制出多個系列高可靠精密諧波減速器，性能指標達到國際先進水平，培養一批諧波齒輪傳動的設計制造關鍵技術人才，推動我國精密諧波傳動技術進步。與同類成果相比的優勢分析：小模數諧波齒輪裝置原理樣機：溫度范圍：-40℃～+120℃；傳動精度、回差＜3’（最高可達1’）；傳動效率60~85%；壽命＞10000h；噪聲＜65dB；扭轉剛度8.4×103~1.6×104 Nm/rad。

專利名稱：

研究內容及用途 ：焊接機器人是焊接自動化發展的主要方向，在汽車 制造、工程機械等產業已有廣泛的應用。本項目用半導體激光器作為主動 光源，柱面透鏡組產生結構光片， ICCD 攝取光紋圖樣送計算機、經高速 數據采集、數值濾波等運算，給出焊縫位置信息，送運行機構實現智能控 制．《弧焊機器人結構光三維視覺傳感器》外型尺寸 40x 70xll0mm ，距焊 件 80mm 處產生線長 30-40mm，線寬 1mm