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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
新型連鑄用耐火材料——浸入式水口、長水口和整體塞棒
北京科技大學榮源連鑄耐火材料研究發展中心采用最新科技自主研制開發的新型連鑄用耐火材料——鋼包至中間包的長水口，中間包內的整體塞棒和從中間包到結晶器的浸入式水口。 本項目產品以市場為導向，特別開發了國內首創的使用無碳內壁浸入式水口和長壽命水口，將增加鋼鐵工業所需優質、節能、長壽和綠色型耐火材料生產量，滿足潔凈鋼和高效連鑄對連鑄耐火材料要求。配套建設了最先進的生產線，產品技術性能領先，質量優異，在低成本的生產條件下產品價格低于進口同類產品，將在國內市場競爭中處于優勢地位，同時可取代部分進口同類產品。本項目獲得遼寧省科技進步一等獎。 新型連鑄用耐火材料與連續鑄鋼工藝技術溶為一體，用于連續鑄鋼中鋼水保護澆鑄和控制鋼水流量，其特點是要求材料高性能，屬于耐火材料高技術領域。無碳內壁防堵塞浸入式水口用于潔凈鋼連鑄中。
北京科技大學
2021-04-11
一種含稀土的氧化物紅色發光材料及其制備方法
該項目（專利號：200410009747.x）涉及一種含稀土的氧化物在紫外線激發下發射紅色熒光的熒光粉及其制備方法。該發光材料是一種化學穩定性好、發光亮度高、單色性好、成本相對降低的紅色發光材料。 該項目含稀土的氧化物的紅色發光材料的化學組成為（Y1－x－y－z Gd x Al y Eu z）2O3，其中0＜x ≤0.7 , x為基質組分Gd的含量；0＜y＜0.26, y為基質組分Al的含量； 0.02≤z ≤0.12, z為激活劑Eu的含量。含稀土的氧化物的紅色發光材料是由Y2O3、Gd2O3、Al2O3和Eu2O3經1280℃高溫灼燒，形成具有立方結構的（Y Gd Al Eu）2O3固熔體，因而具有化學穩定性好、發光亮度高、單色性好的特點，并且由于非稀土元素Al對稀土元素Y、Gd的部分取代，導致稀土元素用量減少，降低產品成本。 應用范圍：主要在燈用熒光粉等三基色紅粉中應用。
北京科技大學
2021-04-11
汽車件快速成型復合材料用高溫韌性環氧樹脂體系的研制
碳纖維復合材料要真正應用于汽車領域，必須適應高產量汽車生產的成本和生產速度，因此對復合材料的規模化、自動化、快速成型技術提出了更高的要求。高效率批量化生產要求新型的快速固化成型環氧樹脂復合材料。其中主要涉及到的是預浸料的模壓成型工藝：利用固化時間在2~5min的環氧樹脂預浸料模壓成型工藝生產。首先使用2～3分鐘即可硬化的環氧樹脂和碳纖維制造預浸料，然后再放入模具加熱，在3～10MPa的高壓下沖壓成型。成型周期僅為約10分鐘，在熱硬化性CFRP中生產效率上佳。 北京化工大學先進材料研究院中心將化學流變學理論應用于碳纖維預浸料專用樹脂體系的設計指導通過流變學調控樹脂體系的初始粘度，實現樹脂對纖維的充分浸潤。通過化學反應降低預浸料的樹脂流動度，提高預浸料的工藝性能。已申請專利6項。在工藝設備創新方面，采用雙行星雙動力的攪拌方式，低速運轉的行星攪拌錨使物料上下翻動混合，高速運轉的行星分散盤使物料產生強烈的碰撞和剪切。課題組充分利用北京化工大學的高分子學科優勢，基于國產碳纖維的產能擴張，結合不同級別國產碳纖維(T300、T700、T800) 的表面特性，自主設計了不同耐溫等級的環氧樹脂體系，開發了系列化(80、90、100、120、180度)的預浸料專用樹脂體系，以開拓國產碳纖維的下游加工應用。 在快速固化耐高溫韌性環氧樹脂體系的研制方面，環氧樹脂分子設計需要滿足幾個條件，1、含有噁唑烷酮環的環氧樹脂固化后不僅具有較好的耐熱性，其玻璃化轉變溫度和熱分解溫度亦高于純環氧樹脂和其他的傳統環氧熱固性材料。2.具備出色的電氣絕緣性能，物理機械性能。3.噁唑烷酮結構極性基團的存在使得環氧樹脂與碳纖維的粘結強度增加。4.聚氨酯柔性鏈的存在，使得樹脂的柔韌性提高。固化體系設計包括：固化劑的液化改性；儲存穩定性；吸水性；分散性。MHT150-PN預浸料樹脂是中高溫固化快速成型的阻燃環氧樹脂體系，具有高耐熱、環保阻燃和高韌性等特點，主要用于汽車件等快速固化預浸料領域，具有優異的操作性及貼合性。
北京化工大學
2021-02-01
粉煤灰等固廢耦合制備莫來石耐火材料新技術
北京大學工學院科研團隊通過多年的研究，開發了具有自主知識產權的利用粉煤灰等工業固廢制備莫來石耐火材料新技術。此技術的核心發明是通過研究粉煤灰、煤矸石、鋁礬土等高溫燒結過程中莫來石化的機理和莫來石化過程中晶粒的生長、聚集及網狀結構的發展等顯微結構變化，獲得了粉煤灰等固廢耦合制備莫來石復相耐火材料新技術。目前，該技術已進行工業示范。
北京大學
2021-02-01
共價有機框架材料可見光催化還原CO2的最新成果
CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應引起的環境問題，而且還可以解決日益嚴峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅動力的光催化還原CO2生成有機物是較為理想的途徑之一，也是極具挑戰性的前沿方向。含氮共價有機框架材料（COF）擁有良好吸光能力和電荷傳輸能力，具有高穩定性、高CO2吸附量、易于設計調控和修飾等優點，是一類非常有潛力的光催化固碳材料。我所通過胺醛縮合席夫堿反應合成了一系列具有相同結構不同官能團的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能團對該類材料光催化還原CO2性能的影響。結果表明，官能團的引入會影響TpBD的可見光吸收能力，改變其能帶結構；與吸電子基團相比，該COF材料中的給電子基團更有利于光催化還原CO2的進行，其活性順序為-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。結合各種表征技術，發現給電子基官能團可以增強該類材料的共軛效應，提高可見光吸收，加快光生電荷分離與遷移，進而提高光催化還原CO2活性。該研究不僅可以拓展COF材料的實際應用，還可以豐富光催化理論，對于CO2的固定轉化具有重要的理論指導意義和實際應用價值。
浙江師范大學
2021-04-30
金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝
金屬玻璃（又稱非晶合金）是指在固態下原子排列具有短程有序而長程無序，并在一定溫度范圍內保持這種狀態相對穩定的金屬合金。近十幾年來，塊體金屬玻璃的發展更是其發展過程的一個里程碑，使得金屬玻璃作為結構材料成為可能。 與傳統晶體材料相比，塊體金屬玻璃很高的強度、大的彈性極限（2%～3%）及良好的耐腐蝕性等突出優點。正是由于其獨特性能，使得塊體金屬玻璃在體育用品、電子、醫學及國防等領域得到了越來越廣泛的應用。 本項目開發了一種短流程、適合于大規模工業生產、并能獲得完全清潔復合界面的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝。 設備構成為，由真空系統、預熱系統、加熱系統、冷卻系統、牽引機構組成。牽引機構上下各有一個導輪，兩導輪豎直方向相切，且下部導輪與電機相連，可以將制備的絲直接纏繞起來，實現連續生產；冷卻裝置緊置于坩堝下部，保證包覆的合金液快速凝固形成金屬玻璃。 工藝過程為：將按照名義成分配好的合金先用電弧爐熔煉成均勻的母合金，然后將母合金和金屬絲裝在底部帶有小孔的坩堝中，金屬絲一端自內而外穿過坩堝的小孔，在加熱爐中重熔母合金并保溫，然后通過牽引機構由電機帶動下拉浸漬在熔體中的金屬絲，使其表面均勻浸漬一層合金液，在穿過加熱區后通過冷卻介質快速冷卻形成金屬玻璃，最終獲得具有較高強度與延伸率的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料。 技術特點：金屬絲可以選用具有較高熔點及較高強度的鎢絲，金屬玻璃合金可以選用具有較強玻璃形成能力及較好力學性能的鋯基合金體系。電機牽引拉絲速率為1-5mm/min,冷卻裝置的冷卻速率為所吹氬氣流速1-5m/s。 已申請專利：張勇，陳曉華，陳國良，張興超，王自東，“一種金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝”，中國發明專利申請號：200710120355.4，專利申請時間：2007.08.00，專利公開日：2008年3月12日。
北京科技大學
2021-04-11
?酶催化可控釋放一氧化氮生物材料制備方法
該材料具有良好的加工性，能制備成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及靜電紡絲纖維膜等多種產品。由于一氧化氮能夠可控按需釋放，CS-NO及其復合材料可用于治療糖尿病下肢缺血、皮膚損傷和心梗疾病。
南開大學
2021-04-10
一種負電性藍綠色固體熒光材料的制備方法及其應用
一種負電性藍綠色熒光材料，是由四苯乙烯四芐溴和磺化杯[4]芳烴交聯而成的一種無規聚合物，其構筑基元為四苯乙烯?磺化杯[4]芳烴聚合物。本發明的目的是針對上述技術分析和存在問題，提供一種負電性藍綠色熒光材料的制備方法及其應用，該負電性藍綠色熒光材料對于4-(4-(二甲基氨基)苯乙烯)-N-甲基吡啶鎓碘鹽分子有著極佳的吸附性能、四苯乙烯-磺化杯[4]芳烴聚合物不僅能限制4-(4-(二甲基氨基)苯乙烯)-N-甲基吡啶陽離子的分子內扭轉并且可以和其發生高效的固態熒光共振能量傳遞，隨著被吸附4-(4-(二甲基氨基)苯乙烯)-N-甲基吡啶陽離子的量的改變，在365nm紫外光照射條件下，熒光顏色由藍綠色漸變為黃色至橙紅色。
南開大學
2021-04-10
一種粉煤灰/氧化石墨烯復合吸附材料的制備方法
（專利號：ZL 201510193865.9） 簡介：本發明公開了一種粉煤灰/氧化石墨烯復合吸附材料的制備方法，屬于環保材料技術領域。該方法具體制備步驟是：以1g粉煤灰，加入1mL質量濃度為1～5％的殼聚糖溶液浸漬2～3h，然后在50?80度干燥2～3h，再加入10～20mL2～5g/L氧化石墨烯溶液浸漬8?12h，同時攪拌2～3h，加水稀釋至固相濃度到40g/L時，加入0.5～2mL戊二醛在50～80度下交聯3h，濾去液相并用無水乙醇洗滌至中性，在60℃真空干燥5～6h得粉煤灰/氧化石墨烯復合吸附材料。本法制備的復合吸附材料克服了氧化石墨烯難于分離的缺點，又能夠同時吸附陰陽離子染料及多種污染物。
安徽工業大學
2021-04-11