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 1、項目背景：據(jù)統(tǒng)計，世界發(fā)達(dá)國家的藥物和醫(yī)療器械的行業(yè)產(chǎn)值的比例約為1.1:1，而中國這個比例為4:1，其間的巨大差異顯示了醫(yī)療器械作為一個朝陽行業(yè)在中國發(fā)展的光明遠(yuǎn)景。縱觀商界，諸如柯達(dá)、強(qiáng)生、甚至五糧液等傳統(tǒng)行業(yè)列強(qiáng)斥巨資搶灘醫(yī)療器械行業(yè)的行為也很好地印證了上述發(fā)展趨勢。業(yè)內(nèi)專家指出，中國醫(yī)療器械市場已成為繼美國和日本之后的世界第三大市場。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計顯示，我國目前醫(yī)療器械市場年銷售已達(dá)近600億元，且以每年近10%的速度增長，高端醫(yī)

博理3D打印高分子材料的研發(fā)與生產(chǎn)，解決了傳統(tǒng)光固化3D打印材料性能單一的應(yīng)用局限性問題，從分子設(shè)計和合成出發(fā)，實現(xiàn)了材料性能的強(qiáng)度可調(diào)、硬度可調(diào)、顏色可調(diào)、韌性可調(diào)等主要技術(shù)指標(biāo)。目前博理已研發(fā)5000多種材料配方，可替代大部分傳統(tǒng)的塑料類制品，為3D打印打開了廣泛的應(yīng)用場景，開啟了“3D打印+行業(yè)應(yīng)用”新局面。 ELASTO 彈性體材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐彎折疲勞性能，是一種快回彈性的3D打印材料，通過歐盟RoHS和美國加州CP-65檢測認(rèn)證，具有良好的安全性，被大量應(yīng)用于鞋中底、汽車坐墊、防震頭盔、文物囊匣、防震晶格等領(lǐng)域； PLASTO 塑性體材料，一種具有高延伸率和卓越柔韌性的類聚丙烯樹脂，它可用來堅韌性部件，廣泛用于汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、消費(fèi)電子、家居用品等領(lǐng)域； 醫(yī)療專用材料，醫(yī)療專用系列材料具有更高成型精度，更高強(qiáng)度，符合醫(yī)療等相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，在齒科模型等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用； 定制材料，博理可根據(jù)用戶的產(chǎn)品性能要求定制研發(fā)相應(yīng)的材料。  

本項目的開發(fā)是將上述材料實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，為制藥行業(yè)提供所需的樹脂，特別是為中藥現(xiàn)代化提供高選擇性的吸附樹脂及相應(yīng)的中藥成分分離技術(shù)。南開大學(xué)開發(fā)的天然產(chǎn)物的樹脂吸附法提取工藝和針對甜菊甙、人參皂甙、絞股藍(lán)皂甙等研制出的吸附樹脂和脫色樹脂，都已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并在其它天然成分的分離中也顯示出良好性能。90年代，針對多酚類研制出ADS系列吸附樹脂，完成了銀杏葉、沙棘葉、苦蕎、山楂、白芍、喜樹果、穿心蓮等藥材的樹脂吸附提取工藝研究，這些中藥材含黃酮類、皂甙類、生物堿類、酯類等典型成分，因而可推廣到其它許多中藥的提取。樹脂吸附提取工藝和ADS吸附樹脂已在十多個廠家（包括天津、上海、山東、浙江、云南、湖北等地的廠家）使用。近年來研制的固相有機(jī)合成載體樹脂，已小批量生產(chǎn)，除少量提供給國內(nèi)研究單位使用外，大部分產(chǎn)品出口到歐、美等國家。/line南開大學(xué)針對中藥成分的復(fù)雜性，研究出多種具有原始創(chuàng)新性和自主知識產(chǎn)權(quán)的特種吸附樹脂，包括給體型、受體型和混合型氫鍵吸附劑、凝膠型吸附樹脂、分子篩吸附樹脂等。這些樹脂在原料、結(jié)構(gòu)、吸附機(jī)理和性能上均不相同，分別對中藥的不同主要成分具有選擇性，因而能得到高質(zhì)量的提取物。在常規(guī)條件下，用普通吸附樹脂從銀杏葉中提取黃酮類成分，其含量只能達(dá)到20%左右；但用氫鍵吸附樹脂提取，黃酮類成分的含量可達(dá)到35%。/line南開大學(xué)研制的新型吸附分離樹脂新品種有氫鍵吸附樹脂ADS-17、21，   凝膠吸附樹脂ADS-F8，絡(luò)合吸附樹脂（尚未命名）和分子篩吸附樹脂（尚未命名）等，國內(nèi)外尚無此類產(chǎn)品。 固相有機(jī)合成載體是南開大學(xué)近年開發(fā)的另一類反應(yīng)性高分子材料，南開大學(xué)研制的系列固相有機(jī)合成載體有氯甲基樹脂、氨甲基樹脂、芐醇基樹脂、王樹脂、三苯基樹脂、磺酰肼樹脂和磺酰胺樹脂等。隨著基因組工程的完成，生命科學(xué)的下一個重點(diǎn)將是蛋白組工程，在蛋白組工程中,固相多肽合成將會發(fā)揮很大的作用。因此，固相合成載體的市場近幾年來以非常快的速度增長，將來的用量會越來越大。據(jù)歐、美幾屆展覽會了解，僅匈牙利有這種產(chǎn)品出售。

液態(tài)金屬是一類低熔點(diǎn)的金屬單質(zhì)或者合金，能夠在室溫下形成液態(tài)共晶。考慮到液態(tài)金屬兼具流體和金屬導(dǎo)體的性質(zhì)，液態(tài)金屬可用作功能性流動填料，以實現(xiàn)高分子功能材料的柔性和高導(dǎo)電性并存，使得此類材料可作為潛在的電子柔性器件。之前有論文報道通過光刻等方法預(yù)先制備微通道，之后往微通道中注入液態(tài)金屬來制得電阻和電容傳感器。然而這種方法成本很大，而且僅基于微孔道的形變，限制了材料的力學(xué)性質(zhì)和電學(xué)感應(yīng)能力。科研團(tuán)隊通過將液態(tài)金屬作為流動導(dǎo)電填料并利用其對自由基的催化功能，成功在20秒內(nèi)制得液態(tài)金屬水凝膠功能材料。不同于以前的微通道(Microchannels)模式的液態(tài)金屬傳感器，因液態(tài)金屬表面氧化層和單體極性基團(tuán)之間的錨定作用，實現(xiàn)了液態(tài)金屬在體系中的均勻分散，同時發(fā)現(xiàn)了液態(tài)金屬與過氧化物引發(fā)劑發(fā)生反應(yīng)而顯示出的催化活性。因液態(tài)金屬的流體性質(zhì)和高導(dǎo)電性，液態(tài)金屬賦予材料以超長的拉伸性能（斷裂伸長率=1500[[%]]），良好的力學(xué)和電學(xué)穩(wěn)定性。此外由于液態(tài)金屬在材料內(nèi)部的不對稱形變，材料能夠辨別物體在其表面的運(yùn)動方向，可識別個人的電子簽名和作為潛在的電子皮膚。

人類文明的高度發(fā)展，既帶來了生活的便利與舒適，同時也增添了病菌傳播的機(jī)會。近年 來世界上大規(guī)模傳染性疾病的時有發(fā)生，例如，1996年日本發(fā)生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國、蒙古等國家發(fā)生的口蹄疫事件，2003年我國流行的SARS事件，至今在許 多國家相繼爆發(fā)的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結(jié)核病和肝炎等，都給世 界帶來了震驚和恐慌，也給人類生命財產(chǎn)造成了重大的損失，促進(jìn)了人類對健康生存環(huán)境的追 求。自上世紀(jì)80年代以來，各種各樣的抗微生物材料發(fā)展十分迅速。抗微生物制品在保護(hù)人類 健康、減少疾病、改善生活環(huán)境等方面可以起到綠色屏障的作用。據(jù)CBS調(diào)查，52％的美國民 眾購買日用品時，會注意產(chǎn)品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無論是以歐美為代表采用有機(jī)抗菌劑，還是以日本為代表采用無機(jī)銀離子或納米級 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術(shù)都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應(yīng)該同時對絕大多數(shù)微生物有效，而且不應(yīng)該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機(jī)等都會因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數(shù)有機(jī)抗生素的作用機(jī)理在于影響微生物的新陳代謝，進(jìn)而達(dá)到抑制其生 長繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導(dǎo)致微生物抗藥性的增加，會給人類健康帶來更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點(diǎn)的抗菌劑，如陽離子型抗菌劑，通 過正負(fù)電荷的靜電吸引作用，破壞細(xì)胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發(fā)展方向。 本項目創(chuàng)建了一類高效、廣譜、對人體安全無毒的抗微生物材料，其特點(diǎn)是將特定的陽 離子型功能團(tuán)齊聚物鍵合到應(yīng)用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經(jīng)久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，是抗微生物材料方面一個有 突破意義的發(fā)明。

生物降解高分子材料制品生產(chǎn)技術(shù)主要包括聚乳酸等聚酯型生物降解高分子材料、熱塑性淀粉及其共混物成型加工技術(shù)，成型制品包括以PLA、PBS、PHA或熱塑性淀粉為基體，輔以添加劑的薄膜、板材、容器、注射零部件。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)為：在一定的堆肥條件下，制品發(fā)生完全降解，轉(zhuǎn)化成CO2和H2O及可用于種植的肥料。產(chǎn)品的力學(xué)性能和特殊使用性可通過配方進(jìn)行調(diào)節(jié)。

成果創(chuàng)新點(diǎn) 團(tuán)隊以加工路線圖為指導(dǎo)，研發(fā)能源環(huán)境為應(yīng)用導(dǎo)向 的微孔功能膜、信息顯示為應(yīng)用導(dǎo)向的光學(xué)膜和可持續(xù)農(nóng) 業(yè)發(fā)展的功能農(nóng)膜，力爭建成具有國際影響力、服務(wù)我國 高性能薄膜產(chǎn)品研發(fā)的基地。成果基于薄膜加工參數(shù)空間 材料基因圖譜可實現(xiàn)多重尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，解決了行業(yè) 薄膜結(jié)構(gòu)、形貌穩(wěn)定性差，力學(xué)性能低，厚度波動大、產(chǎn) 品一致性差，成品率低，生產(chǎn)效率低下等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。 技術(shù)成熟度

團(tuán)隊以加工路線圖為指導(dǎo)，研發(fā)能源環(huán)境為應(yīng)用導(dǎo)向的微孔功能膜、信息顯示為應(yīng)用導(dǎo)向的光學(xué)膜和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的功能農(nóng)膜，力爭建成具有國際影響力、服務(wù)我國高性能薄膜產(chǎn)品研發(fā)的基地。成果基于薄膜加工參數(shù)空間材料基因圖譜可實現(xiàn)多重尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，解決了行業(yè)薄膜結(jié)構(gòu)、形貌穩(wěn)定性差，力學(xué)性能低，厚度波動大、產(chǎn)品一致性差，成品率低，生產(chǎn)效率低下等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。 

隨著我國四個現(xiàn)代的高速發(fā)展，對高分子材料制品提出了各種新的要求。為了滿足不同用途的需要，除了積極發(fā)展新的合成橡膠和合成樹脂之外，還應(yīng)該在現(xiàn)有樹脂或橡膠加工成制品的過程中，利用化學(xué)方法或物理方法改變制品的一些性能，以達(dá)到預(yù)期的目的，這就是高分子材料改性。高分子材料改性一般可分為化學(xué)改性和物理改性。物理改性分為填充改性和共混改性等。填充改性是指在高分子材料成型加工過程中加入無機(jī)或有機(jī)填充劑，不僅能使高分子材料制品價格大大降低，而且更重要的是能顯著改善高分子材料的機(jī)械性能或增加其他功能性，如導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光學(xué)性能等等。然而，無機(jī)填料和高分子材料間密度的差異妨礙了填料在基體中的均勻分散，因而給混煉成型加工帶來了困難。又因為兩者表面能不同，在遇到外力時，高分子材料與填料界面上應(yīng)力集中易產(chǎn)生空隙，加速材料的老化。為了提高填料與高分子材料的親和能力，需要對填料進(jìn)行活化處理。本項目即涉及用于塑料和橡膠中大部分填料的表面處理技術(shù)，包括多種填料，如炭黑、碳納米管、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸鈣、鐵粉等等。該處理技術(shù)簡單，易產(chǎn)業(yè)化，并具有成功產(chǎn)業(yè)化案例：某企業(yè)要求向再生丁基橡膠中加入鐵粉和鈣粉，需大量填充使膠料密度達(dá)到2.7，但直接添加，根本加不進(jìn)去如此大量的填料，經(jīng)本技術(shù)改性后，成功添加到膠料中，且密度達(dá)到要求。

在塑膠包裝行業(yè)，鐳雕標(biāo)記技術(shù)日益興起，近年來，利用激光在聚丙烯等塑膠制品表面進(jìn)行雕刻標(biāo)記得到了廣泛應(yīng)用，但鐳雕高分子材料僅能夠進(jìn)行黑色、白色和灰色的激光標(biāo)記，色彩單一且缺乏視覺吸引力。江南大學(xué)開發(fā)出新型彩色鐳雕激光打標(biāo)母粒，與聚合物材料熔融共混，幾乎不影響任何聚合物自身性能， 制備出色彩豐富的鐳雕激光打標(biāo)聚丙烯材料。本技術(shù)拓寬了激光打標(biāo)應(yīng)用，提高激光打標(biāo)色彩豐富度與外觀效果，增強(qiáng)了激光標(biāo)記產(chǎn)品的市場競爭力，已在國內(nèi)外企業(yè)推廣使用。