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生物質聚乳酸基復合材料的開發與產業化
聚乳酸被全球公認為21世紀最有發展前景的生物質塑料，它具有良好的生物降解性/相容性、力學性質、熱塑性、成纖性、透明度高，適用于吹塑、擠出、注塑等多種加工方法，加工方便，部分性能優于現有通用塑料；但其同時也存在著強度較低、脆性大、耐熱性差等不足，使得其應用僅局限于生產通用塑料、薄膜等領域，要想應用于條件較為苛刻的汽車、航空航天、建筑業等領域，必須對其進行改性以提高其耐熱性能和力學性能。本項目擬采用課題組多年來積累的研究成果，與相關企業展開合作，進行成果的轉化和產業化工作，最終形成具有市場潛力的系列化改性聚乳酸復合材料制備技術，例如天然纖維增強聚乳酸、高韌性聚乳酸、高填充級聚乳酸、阻燃級聚乳酸和纖維級聚乳酸等的制備技術，通過這些技術制備的改性聚乳酸樹脂將具有更加優異和針對性的性能，主要用于生產聚乳酸纖維、薄膜、板材和容器等，可應用在生活快消品、農用地膜、飛機/汽車內飾用材料等領域。項目目標是通過深入研究，對部分尚不完善的技術環節進行最后的攻關，然后整合已有的技術與專利成果，并進一步放大實驗和標準化測試，形成一系列可直接產業化的系統化解決方案技術包，最終順利完成相關技術成果的產業化轉化工作。 本項目研究采用的原材料為可生物降解的聚乳酸，經過本團隊十多年的研發，目前已實現產業化。本項目的主要工作是梳理課題組多年來對聚乳酸樹脂改性的相關技術，與授權專利等成果整合，進一步放大成系列化的產品技術，最終順利相關技術成果的產業化轉化工作。 項目中的大部分關鍵技術均已被攻克，目前需要做的是有目的的對所有技術進行梳理和整合，查漏補缺，對部分尚不完善的技術環節進行最后的攻關，從而形成完整的系統化的產品技術，并與相關授權專利進行整合，最后打包形成一系列可直接產業化的系統化解決方案技術包。目前70%的聚乳酸市場在對性能要求不太高的包裝行業中，隨著人們環保意識的增加，該市場容量會繼續增加，但由于聚乳酸整體市場的快速增長，包裝材料所占聚乳酸市場比例會逐漸縮小。在汽車、家電及電子產品行業中對更高性能聚乳酸改性材料的使用是個新趨勢，市場份額雖然不大，但會持續增長。目前聚乳酸在全球市場的總容量預計為100億元，且有很好的成長潛力。本項目技術面對的正是高性能、高附加值的潛在市場，其產業化預期會有良好的經濟效益；項目產品在環境污染治理和防護方面的貢獻將會產生良好的社會效益。
同濟大學
2021-04-11
基于蚯蚓生物效應的城市污泥處理技術研究與工程實踐
利用蚯蚓動物反應器將有機廢棄物與脫水污泥進行同步處理，能夠解決區域一定范圍內的以污水處理廠污泥為主的有機廢棄物污染問題。蚯蚓的適應和消化能力強，能夠起到分解混合物中的有機物，調節系統的氧化還原條件和改善微生物群落結構等作用，迅速的完成將污泥到處理產物(蚯蚓糞和蚯蚓)的轉化。本研究從資源循環利用角度出發，主要研究蚯蚓動物反應器對污泥處理的最佳反應條件及處理產物的應用前景，以期為更好的將有機廢棄物與污泥一并資源化利用提供科學指導與理論依據。
浙江大學
2021-04-11
生物轉化生產2-酮基-D-葡萄糖酸
2-酮基-D-葡萄糖酸 (2-keto-D-gluconic acid，2KGA) 是工業上大規模生產的一種有機酸，主 要用于食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及D-異抗壞血酸鈉的合成。本項目采用氧化葡萄糖酸桿菌 靜息細胞轉化法生產2-KGA。轉化反應體系中，底物葡萄糖濃度達到300g/l左右，2-KGA的產 率在95%以上，時空產率達到13.48g/l/h。國內外報道的最高發酵生產水平是11.4g/l/h。 現有的2-KGA生產，主要通過熒光假單胞菌發酵葡萄糖或淀粉水解糖。工藝面臨的主要問 題是抗噬菌體菌株的篩選、連續發酵的周期長、菌體與CaSO4 的分離等。 本項目采用靜息細 胞轉化法生產2-KGA。本項目和發酵法比較，具有轉化反應簡單、易控制、時間短、后處理容 易等優勢。
華東理工大學
2021-04-11
化妝品用和醫用生物活性膠原蛋白生產技術
成果描述：采用高效預處理、低溫酶萃取、鹽析和膜分離等成套技術，從新鮮動物皮、魚皮、魚鱗等不同原料中制備未變性膠原蛋白，解決了獲取大量高純度、未變性的化妝品用和醫用生物活性膠原的技術難題；掌握了通過物理與化學改性手段調控未變性膠原的熱穩定性、流變學等性能的方法和原理，為未變性化妝品用和醫用膠原的產業化利用提供了技術支撐。目前，化妝品用和醫用生物活性膠原蛋白生產技術已分別在成都新際生物活性膠原開發有限公司和廣東勝馳生物科技有限公司成功實現產業化，產品技術參數與天然膠原標準品一致，經濟效益顯著，具有較強的市場競爭力。市場前景分析：生物活性膠原即未變性膠原，具有三股螺旋結構，分子量為30萬，能夠促進細胞生長、可生物降解，且生物相容性與機械力學性能良好，已廣泛用于美容護膚、組織工程等領域。膠原作為一種高技術含量的生物材料在生物醫學、化妝品等領域具有巨大的潛在市場。首先生物活性膠原作為一種生物材料本身具有無限的生命力，是全世界科學家都在研究開發的新型材料之一，國內當前處于探索性開發階段，因此只要抓住這個先機將來就可以獲得良好的回報；其次生物活性膠原的深加工產品擁有巨大的消費群體，這主要是由于生物活性膠原具有其它化妝品的活性成分所無可比擬的增強皮膚彈性，祛除細小皺紋，優良的保濕、護膚的確切效果，先期投入的第一代產品已被市場認可。目前，本項目的先期產品技術已在成都、廣東的2家公司實現生物活性膠原原料的產業化，制備的精華液、面膜、眼貼膜等護膚產品市場反應效果良好，作為醫用膠原海綿、骨修復材料的原料也即將投入市場，產品市場仍存在很大的開拓空間。與同類成果相比的優勢分析：化妝品用和醫用生物活性膠原液體（4mg/mL）每毫升售價約為20元，而生產成本每毫升僅約為2元，因此每公斤生物活性膠原液體的利潤為1.8萬元。可見，本項目技術生產的未變性膠原功能材料具有很大的利潤空間，經濟效益非常顯著，具有很強的市場競爭力。
四川大學
2021-04-10
一種1, 2-二酮衍生物及其制備方法
本發明公開了一種重要的化學合成中間體1，2-二酮衍生物，其結構如式(1)所示，R1為取代苯基、萘基、吡咯基、噻吩基或呋喃基；R2為苯基或噻吩基。本發明還公開了上述1，2-二酮衍生物的制備方法，包括：將1，3-二酮化合物、亞硝酸叔丁酯、無水三氯化鐵加入到有機溶劑中，在20～35℃下攪拌反應完全。該制備方法操作簡單，反應過程使用的催化劑價廉易得、生物相容性好，制備過程環境友好。
浙江大學
2021-04-11
一種生物相容的人工耳及其體外快速構建方法
本發明可用于外科整形手術替換病人的畸形外耳；復合人工耳蝸組件后，該人工耳可用于聽力缺陷的治療和恢復。
清華大學
2021-04-10
一種高分辨率的生物傳感器
本發明公開了一種高分辨率的生物傳感器。第一絕緣層、納米功能層和第二絕緣層構成的基本單元的中心設有納米孔從而組成納米功能層單元，第一電泳電極或微泵、第一儲藏室、第二儲藏室、第二電泳電極或微泵和微納米分離通道構成微納米流體器件單元，納米功能層單元、源電極、漏電極、介電層、柵電極構成場效應晶體管單元。當生物分子在微納米流體器件中經過納米孔，并與納米功能層發生相互作用時，由場效應晶體管單元測量該相互作用導致的場效應特征的變化，達到檢測生物分子的目的。本發明解決了將納米孔集成于納米功能層的技術難點，可以控制生物分子穿越納米孔時形態的變化，解決了達到檢測生物分子的特征結構的分辨率，傳感器的制備方法簡單。
浙江大學
2021-04-11
我校在生物分子動力學熒光成像領域取得新進展
觀測活細胞內生物大分子的動力學過程和信號小分子對生物大分子的調控作用對于探索生理病理新機制及疾病治療新方法具有重要的科學意義。 我校物質科學與信息技術研究院張忠平課題組（張瑞龍、田肖和、韓光梅、劉正杰），針對上述關鍵科學問題，通過設計一系列多響應、多重定位的新型光學探針，實現了活細胞內信號分子對蛋白/酶活性的調控以及遺傳物質動力學的分子影像分析，在理解細胞內生物分子動力學領域取得了重要科學發現。代表性進展主要包含：（1）氣體信號分子對細胞內酶活性的調控； (2）膜穿透性碳點對活體內DNA和RNA結構及動力學的超分辨影像分析；（3）超分辨成像揭示活性氧調控線粒體核蛋白動力學；（4）超分辨STED和電鏡關聯成像對細胞微管蛋白超精細結構的分析。 上述進展解決了生物探針對細胞內多種組分和細胞器的特異性識別問題，不僅有效避免了熒光光譜的重疊，還同步結合電鏡對生物大分子精細結構的進行研究，為我校雙一流學科生物醫學探針和成像方向再添新成果。
安徽大學
2021-02-01
生物基乙烯、醋酸乙烯及VAE成套生產技術及工程應用
"我國是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化學品的消費、生產大國，但一直不掌握先進的生物基乙烯、乙烯法醋酸乙烯及VAE生產關鍵技術。開發具有自主知識產權以生物質為原料的大規模生產技術，對我國相關產業的技術提升、實現大宗化學品的生物制造及可持續發展具有重要意義。主要科技創新如下： 1．開發出高空速、水蒸氣協同的乙醇制乙烯反應工藝，空速達750h-1（GHSV），轉化率大于99.6%，選擇性大于98%，并有效抑制了催化劑積碳。與國外技術相比較，原料乙醇消耗降低2.7%，蒸汽消耗降低11.4%。 2．探明了CO在Pd-Au催化劑上與表面吸附氧的作用及轉化規律，修正了醋酸乙烯生產關鍵原料乙烯的質量控制指標，CO濃度由小于5mL/m3放寬至小于500 mL/m3，使乙烯低溫精制過程能耗降低40%以上。 3．開發出沸騰水移熱固定床反應器殼方結構，提出了放大準則并用于醋酸乙烯合成反應器設計與制造；探明了氧氣混合過程安全機制，開發出本質安全型氧混器并實現工程應用。實現了關鍵設備的自主創新。 4．開發出以復配聚乙烯醇等為表面活性劑、過氧化氫為氧化劑的VAE生產技術，生產出具有優異性能的VAE新產品。
天津大學
2021-04-10
好氧/厭氧一體化沼氣安全生物脫硫裝置
本發明公開了一種好氧/厭氧一體化沼氣安全生物脫硫裝置。它包括相連接的單質硫沉淀區、好氧沼氣生物脫硫段、厭氧沼氣生物脫硫段和噴淋系統。單質硫沉淀區設有倒錐形排硫斗和排硫管；好氧沼氣生物脫硫段設有盤形曝氣器、溶解氧探頭、錐形集氣器、環形擋氣斜板、導氣管、營養液輸入筒和營養液輸出筒；厭氧沼氣生物脫硫段設有盤形布氣器、生物填料層和沼氣收集管；噴淋系統設有進水箱、蠕動泵和盤形噴淋器。本裝置的優點有：①好氧沼氣生物脫硫段環形擋氣斜板和錐形集氣器的設計以及厭氧沼氣生物脫硫段與空氣的完全隔絕，保證了沼氣生物脫硫的安全進行；②沼氣中硫化氫氣體經好氧、厭氧脫硫細菌的共同作用下，可使凈化后沼氣達標利用；③形成單質硫，可回收部分處理費用。
浙江大學
2021-04-11