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隨著工業(yè)生產(chǎn)的加快以及人類生活品質的提高，對多相分離中的分離效率和膜材料的使用壽命都有了更高的要求。本項目旨在研究制備仿生液體復合膜材料。通過仿生多孔膜材料與功能液體的協(xié)同物理化學設計，制備的仿生液體復合膜材料突破傳統(tǒng)固/液界面設計的限制，應用全新的動態(tài)固/液/液界面設計制備液體復合膜材料，可用于污水處理和工業(yè)生產(chǎn)中的油/氣/水分離，較傳統(tǒng)商業(yè)膜在抗污節(jié)能，力學性能，耐用性和使用壽命等方面有顯著提高。同時通過構筑應力響應等仿生響應性液體復合膜材料，也將為實現(xiàn)新型智能可控膜體系的構建與成果產(chǎn)業(yè)化提供技

本發(fā)明公開了一種具有非對稱結構的殼聚糖基仿生膜材料的制備方法，步驟包括：將殼聚糖分散于醋酸水溶液中，待完全溶解后，加入無水甲醇和乙酸酐反應，之后離心去除沉淀物；在攪拌條件下滴入堿性凝固液，過濾得到殼聚糖微凝膠；將上述微凝膠加入丙三醇水溶液中，注入模具，靜置瀝干水分，一部分凍干得到殼聚糖基多孔海綿材料，另一部分烘干得到殼聚糖基致密膜材料；將兩者用生物膠粘合，得到具有非對稱結構的殼聚糖基仿生膜材料。本發(fā)明制備工藝簡單，制備的殼聚糖基膜材料兼具多孔海綿結構和致密膜結構，遇水不卷曲，具有骨誘導再生性能良好、降解可控等優(yōu)點，可作為引導骨組織再生膜材料廣泛應用于種植牙、骨關節(jié)炎、骨缺損等領域的治療。

研發(fā)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?yōu)閷ψ魑锷L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(chǎn)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?yōu)槟芰肯鄬^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(yǎng)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(chǎn)量提高5-10%左右；在番茄、甜玉米、黃

本項目以天然氣轉化和二氧化碳資源化利用為背景，從應用過程對膜材料及膜的要求出發(fā)，運用材料化學工程的基礎理論，開展膜材料的設計、膜材料及膜的制備、膜反應過程的設計及機理研究以及氧分離器的設計四個方面的研究工作。基于膜反應過程，通過研究氧傳輸機理和膜反應機理、膜材料及膜微結構成形機理和控制方法、反應過程與膜分離過程的匹配理論以及膜微結構在反應條件下的演變規(guī)律，建立面向反應過程的膜材料設計與制備的理論基礎；提出天然氣轉化、二氧化碳利用的創(chuàng)新流程，為膜反應過程的工程應用奠定基礎。

成果與項目的背景及主要用途：術后粘連是有手術史以來國內外亟待解決的 重要醫(yī)學難題之一。在外科領域開展的手術中，絕大多數(shù)都涉及到防止組織之間 粘連的問題。術后粘連可以引起嚴重的并發(fā)癥，如腹部、盆腔等均可引起粘連性 腸梗阻，甲狀腺手術后引起喉返神經(jīng)損傷以及因盆腔組織粘連而導致的女性不育 癥。90%的患者在術后均有不同程度的粘連產(chǎn)生，60%的患者需要采取一定的防 粘連措施。 目前防止術后粘連國際上采用較多的是“短期屏障"法，即術后在容易發(fā)生 粘連的部位植入隔離材料。隨著 70 年代后美國醫(yī)用材料方面的突破，可生物降 解吸收材料已得到醫(yī)療市場的認可。現(xiàn)有的美國 FDA 批準的術后防粘連產(chǎn)品有 三種。本課題組設計和研制了一種結構獨特的可拋型防粘連膜材料 AntiTriplex。 它是一種生物相容性良好、安全、無毒、無刺激、可降解吸收的薄膜材料，其獨 特的表面結構特性可以將手術創(chuàng)面和周圍組織有效隔離開，有效地保護好手術創(chuàng) 面。 技術原理與工藝流程簡介：該術后防粘連膜由多糖分子、多肽大分子和合成 大分子組裝而成的三元膜。該三元膜綜合了三種材料的優(yōu)點，使膜材料的力學性 能、水穩(wěn)定性、降解速率、臨床可操作性、防粘連效果等得到全面提升。主要工 藝流程如下： 多肽大分子 ↓ 合成大分子 → 反應器 --→成膜 → 后處理 → 干燥 → 成品膜 → 包裝 → 滅菌 ↑ 改性多糖大分子 技術水平及專利與獲獎情況：該新型術后防粘連膜獨特的結構設計代表了當 今該領域國際先進水應用前景分析及效益預測：不管是傳統(tǒng)的腹腔、心血管、椎板外科手術，還 是新興的微創(chuàng)手術，均會存在不同程度的粘連現(xiàn)象。現(xiàn)階段歐美已經(jīng)形成了一個 龐大的防粘連材料市場，據(jù)統(tǒng)計，在美國每年用于治療腹腔、盆腔粘連的費用高 達約 12 億美元。美國在 2000 年有 750 萬例出現(xiàn)術后粘連，預計到 2006 年將增 加到 2000 萬。雖然美國 FDA 已批準了 3 個防粘連材料，但均有缺陷。中國人口 眾多，醫(yī)療水平不及美國，如以 1500 萬人保守數(shù)字計，每人需要防粘連材料一 份（至少），每份約 200 元，市場容量將是 30 億，利稅近 10 億，是國家鼓勵優(yōu) 先發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)。 應用領域：醫(yī)療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）：原材料 均為國產(chǎn)，價格低廉。所需設備為常用設備，投資不大。常規(guī)醫(yī)藥行業(yè)的廠房基 本上能滿足要求，主要生產(chǎn)車間 150 平方米。投資規(guī)模依生產(chǎn)規(guī)模而定。 合作方式及條件：面談平, 目前已申報國家發(fā)明專利 2 項。 

鈀膜具有超強氫分離能力且操作簡單，已被廣泛用于氫氣與氫同位素的純化。為克服傳統(tǒng)軋制型鈀膜所存在的貴金屬消耗多、工藝復雜、能耗高、強度差等缺點，自主研發(fā)了負載型管式鈀膜，膜厚度僅5μm左右，單位膜面積的高純氫產(chǎn)量提高了一個數(shù)量級。負載型鈀膜具有更高膜強度，安裝和操作十分方便。除氫氣純化之外，鈀膜還可以用于氫同位素的分離與純化。基于高性能鈀膜材料，我們開發(fā)了各種氫氣純化器，并將純化器與電解氫氣發(fā)生器相結合開發(fā)了高純氫發(fā)生器，擁有自主知識產(chǎn)權。

融入空間自由度，力學，生物，仿生步態(tài)等諸多跨學科知識。

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(fā)表在國際期刊《科學·進展》上。這種新材料輕、強、韌、尺寸穩(wěn)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(jù)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(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代現(xiàn)有的工程塑料。同時，該材料還具有極高尺度穩(wěn)定性，熱膨脹系數(shù)極低，遠優(yōu)于傳統(tǒng)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(wěn)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。

氣體分離膜材料在農業(yè)領域開發(fā)出多種應用如：膜覆蓋式養(yǎng)殖畜禽糞便高溫好氧發(fā)酵；氣體分離膜在農用產(chǎn)品包裝領域的應用；氣體分離膜在活魚運輸上的應用。