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一、 項目簡介電磁生物效應(yīng)主要研究生物體在電磁場下所產(chǎn)生的與生命現(xiàn)象有關(guān)的響應(yīng)。實驗室建立了工頻電磁場環(huán)境、特高壓輸電環(huán)境等電磁生物效應(yīng)研究平臺，開展了工頻強磁場對正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的作用影響、特高壓輸電對生物體的作用研究，進行動物實驗，研究電磁場對生物體細(xì)胞和組織器官的影響。實驗室開展了人體植入器件無接觸能量傳輸研究，建立了小型無線傳能實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的微型化，并對系統(tǒng)工作時對人體產(chǎn)生的生物效應(yīng)進行了研究。二、 項目技術(shù)成熟程度電磁仿生屬于功能仿生，集電路設(shè)計、電磁兼容與防護、電磁生物效應(yīng)、仿生技術(shù)于一身，研究和模擬生物體的結(jié)構(gòu)、功能、行為及其調(diào)控機制，為工程技術(shù)提供新的設(shè)計理念、工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成。實驗室開展了基于仿生原理的電磁防護自修復(fù)技術(shù)的攻關(guān)研究。通過研究生物體電磁信息傳遞及抗擾機理，建立電磁仿生防護模型，探尋從模型到電路設(shè)計的領(lǐng)域轉(zhuǎn)換方法，為實現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境下電子系統(tǒng)的仿生防護奠定基礎(chǔ)，該研究獲得總裝備部“十二五”預(yù)研項目“XXXXX”資助。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）近年來完成河北省自然科學(xué)基金重大項目1項，承擔(dān)其它省部級項目5項，發(fā)表論文數(shù)十篇，其中大部分被SCI、EI檢索，申請專利2項，已批準(zhǔn)1項。四、 高清成果圖片3-4張小型無線傳能系統(tǒng)實驗平臺

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊通過深入解析生物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，提出了一種利用生物質(zhì)天然納米結(jié)構(gòu)的全新的生物質(zhì)表面納米化策略，基于這種策略構(gòu)筑了一種可持續(xù)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(zhì)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(lián)從而構(gòu)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(xué)強度，且超越了實木材和傳統(tǒng)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(zhì)材料的應(yīng)用范圍。另外，其還表現(xiàn)出優(yōu)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(jié)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(wǎng)絡(luò)緊密地結(jié)合一起形成高強度的致密結(jié)構(gòu)，而無需添加任何粘結(jié)劑。這種結(jié)構(gòu)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(yuǎn)超天然實木的力學(xué)強度。此外，新型人造木材還顯示出優(yōu)異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環(huán)保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結(jié)劑，還具有遠(yuǎn)超樹脂基材料和傳統(tǒng)塑料的力學(xué)性能，因此具有非常廣泛的應(yīng)用前景。 此外，這種由納米纖維構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也為制備木基納米復(fù)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(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，可以獲得導(dǎo)電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)，因此其具有比傳統(tǒng)聚合物/碳納米管復(fù)合材料更好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和更高電導(dǎo)率。基于這種智能人造木材的高導(dǎo)電性，它可以實現(xiàn)傳感、自發(fā)熱以及電磁屏蔽等多種應(yīng)用。這種智能人造木材表現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)五號電池的電壓）實現(xiàn)自發(fā)熱，可在5分鐘內(nèi)升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發(fā)熱木材可有效地確保自加熱設(shè)備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質(zhì)顆粒表面納米化方法和策略，可用于構(gòu)筑全生物質(zhì)，不含任何粘結(jié)劑，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可復(fù)合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質(zhì)表面納米化策略也可以擴展到其他生物質(zhì)（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現(xiàn)多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質(zhì)的可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料，將進一步推動人造板行業(yè)向綠色、環(huán)保和低碳方向發(fā)展。

項目成果/簡介:近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊通過深入解析生物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，提出了一種利用生物質(zhì)天然納米結(jié)構(gòu)的全新的生物質(zhì)表面納米化策略，基于這種策略構(gòu)筑了一種可持續(xù)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(zhì)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(lián)從而構(gòu)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(xué)強度，且超越了實木材和傳統(tǒng)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(zhì)材料的應(yīng)用范圍。另外，其還表現(xiàn)出優(yōu)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(jié)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(wǎng)絡(luò)緊密地結(jié)合一起形成高強度的致密結(jié)構(gòu)，而無需添加任何粘結(jié)劑。這種結(jié)構(gòu)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(yuǎn)超天然實木的力學(xué)強度。此外，新型人造木材還顯示出優(yōu)異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環(huán)保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結(jié)劑，還具有遠(yuǎn)超樹脂基材料和傳統(tǒng)塑料的力學(xué)性能，因此具有非常廣泛的應(yīng)用前景。 此外，這種由納米纖維構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也為制備木基納米復(fù)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(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，可以獲得導(dǎo)電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)，因此其具有比傳統(tǒng)聚合物/碳納米管復(fù)合材料更好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和更高電導(dǎo)率。基于這種智能人造木材的高導(dǎo)電性，它可以實現(xiàn)傳感、自發(fā)熱以及電磁屏蔽等多種應(yīng)用。這種智能人造木材表現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)五號電池的電壓）實現(xiàn)自發(fā)熱，可在5分鐘內(nèi)升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發(fā)熱木材可有效地確保自加熱設(shè)備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質(zhì)顆粒表面納米化方法和策略，可用于構(gòu)筑全生物質(zhì)，不含任何粘結(jié)劑，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可復(fù)合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質(zhì)表面納米化策略也可以擴展到其他生物質(zhì)（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現(xiàn)多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質(zhì)的可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料，將進一步推動人造板行業(yè)向綠色、環(huán)保和低碳方向發(fā)展。

多孔骨支架材料是修復(fù)骨缺損最有前景骨替代材料，但制約其臨床應(yīng)用的瓶頸是支架深部骨再生能力，本研究在復(fù)習(xí)文獻，總結(jié)現(xiàn)有骨支架材料的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出仿生多孔復(fù)合骨支架材料的設(shè)想。自骨單位——哈弗斯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點得到啟發(fā)，從結(jié)構(gòu)與成分仿生出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)有的生物合金、水凝膠及陶瓷支架的優(yōu)勢特點，設(shè)計了一種新型鎂合金/水凝膠/生物陶瓷復(fù)合骨支架。支架內(nèi)部由力學(xué)強度較高的多孔鎂合金支架構(gòu)成核心，支撐支架形態(tài)，可體內(nèi)降解，且降解產(chǎn)物有助于成骨；支架其余部分由仿生多孔水凝膠/陶瓷復(fù)合骨支架填充，具有中央大孔和周圍放射層板狀孔隙結(jié)構(gòu)（圖1）。該孔隙結(jié)構(gòu)開放度高，骨傳導(dǎo)性強（圖2）；水凝膠/陶瓷支架可在體內(nèi)降解，并模擬骨組織細(xì)胞外基質(zhì)特點，為成骨細(xì)胞提供適宜的微環(huán)境（圖3）。新型仿生多孔鎂合金/水凝膠/生物陶瓷復(fù)合支架具有力學(xué)強度適宜，可體內(nèi)降解，生物活性優(yōu)良等特點，有望逐步取代現(xiàn)有的陶瓷或金屬骨支。

融入空間自由度，力學(xué)，生物，仿生步態(tài)等諸多跨學(xué)科知識。

課題主要研究在模擬及真實口腔環(huán)境中，發(fā)展缺損牙齒和種植體表面蛋白質(zhì)組裝體等生物調(diào)控因子的程序化構(gòu)筑和仿生礦化修復(fù)技術(shù)，并從微、介到宏觀尺度探究材料生長過程中蛋白質(zhì)組裝體介導(dǎo)的生物礦化機制。該研究為原位仿生礦化方法修復(fù)牙損傷提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)；

以酶類結(jié)構(gòu)的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專一活化氧氣的技術(shù)難 題，實現(xiàn)高附加值含氧有機化物的合成，并致力于實現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，填補國內(nèi)外技術(shù)空白，從本質(zhì) 上解決化工領(lǐng)域氧化過程的安全隱患。

原理：以蜜蜂為活體生物轉(zhuǎn)化器，利用體內(nèi)酶系進行生物轉(zhuǎn)化，將果汁轉(zhuǎn)化為果蜜創(chuàng)新點：世界上首次提出“以飼代采”生物釀蜜概念，以大宗水果為原料，經(jīng)前處理，飼喂蜜蜂，實現(xiàn)定場養(yǎng)蜂，實現(xiàn)蜂蜜工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用案例：2023年，在沈陽建立200群的生物釀蜜示范基地，輻射東北地區(qū)成果獲獎：第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外科技活動大賽，三等獎成果評價：完全顛覆國內(nèi)外幾千年的蜂蜜生產(chǎn)模式，實現(xiàn)0→1的突破，為蜂蜜生產(chǎn)打開一扇全新的大門，規(guī)避了傳統(tǒng)蜂蜜生產(chǎn)的限制因素以及不利因素，實現(xiàn)蜂蜜生產(chǎn)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、機械化、智能化，蜂蜜生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)提高3-4倍，解決了水果滯銷、儲運損失的問題。

本項目設(shè)計了一種特殊多連桿機構(gòu)，能通過腕關(guān)節(jié)屈伸產(chǎn)生的自身力源，來實現(xiàn)簡單抓取動作的仿人型截肢者用假手。該假手可以用于掌部截肢者，在外觀、結(jié)構(gòu)、運動功能等方面進行了仿人化設(shè)計，目的是提供一種接近人體手指正常運動功能的佩戴式機械仿真手指裝置。它不但具備了人體手指的屈伸運動功能，而且還具備了抓握、拿捏功能，其裝置小巧，外形接近人體手指大小，適合佩戴在殘缺了的手上。