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金屬基復合材料問世不足三年，但由于其制備工藝簡單，價格便宜，具有高比強、高比剛及高耐磨性等優良性能，在國外已廣泛用于航空、航天、汽車、軍工等領域。我校于80年代開始進行鋁基復合材料的制備、性能及應用研究，已獲得許多重要成果，現已可用穩定工藝制備管材、棒材及形狀較為復雜的零部件，如汽車連桿、汽缸套、油田抽油機缸套、汽車摩擦片、皮帶輪等機器構件，還可用于開發各

碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、韌性高，能夠廣泛用于能源、交通、化工等領域的關鍵部件，比如摩擦制動材料、耐化學腐蝕葉片等。

化學學院歐陽鋼鋒教授團隊揭示封裝模式是如何影響酶@MOFs的生物功能，并提供一種新的策略可制備具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人員以6種工業用途廣泛的酶為模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、細胞色素C (Cyt C)、辣根過氧化物酶(HRP)、過氧化氫酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脫氫酶(ADH)），研究了它們原位封裝于ZIF-8空腔后的活性轉化。研究結果發現部分酶可保持較高的生物活性，但另一部分酶活性則嚴重下降甚至完全失活。接著，研究人員通用過系統的表征手段發現酶的活性轉化與其封裝模式密切相關：1）在基于酶誘導ZIF-8成核驅動的快速封裝模式中，得到的酶@ZIF-8保持較高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀緩慢封裝模式中（此過程中酶不參與ZIF-8成核），由于過量配體（2-甲基咪唑）的去折疊效應和競爭配位，得到的酶@ZIF-8趨向于失活（圖1A）。有趣的是，這兩種封裝模式與酶的表面電荷性質有關。研究人員通過酶表面氨基酸殘基的化學修飾調節酶的表面電荷，可實現酶@ZIF-8封裝方式的有效調控，進而改善酶@MOFs的生物活性。接著，研究人員探討了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物傳感領域的應用。我們首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8對H2O2進行可視化傳感。谷胱甘肽(GSH)是一種生物硫醇，與糖尿病、肝病、白內障、阿爾茨海默病和帕金森病等多種病癥相關。H2O2可氧化GSH進而影響酶@MOFs的H2O2傳感性能(圖1B)。鑒于這一原理，我們建立了一種GSH的可視化酶@MOFs傳感平臺，并具有較高的檢測靈敏度和較寬的線性范圍（圖1C）。與單酶催化相比，多酶催化級聯反應是生物體內一類重要的化學轉化過程，在生物信號轉導和代謝途徑中起著關鍵作用。研究人員將多種酶（GOx和HRP）共封裝于MOFs（簡稱ECMN，圖1D），模擬細胞內級聯催化過程；同時，可以通過調控酶的封裝模式，提高ECMN的級聯催化性能（圖1E），并實現葡萄糖的高靈敏、可視化檢測? 此外，研究團隊從封裝策略及應用兩方面總結了酶@MOFs的最新研究進展：重點介紹了MOFs孔徑結構和酶生物界面與金屬離子的相互作用對酶封裝效率的影響及影響酶活性轉化的關鍵因素；并展示了酶@MOFs在生物傳感、催化和納米催化治療等領域的前沿應用。

本技術開發了先進的磷酸鎂基快速修補材料。通過使用分子模擬技術，聯合數學模型的建立，能夠指導高耐水性快速修補材料的合成。

首先設計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結構和高導電的 Fe 主體網絡，該化合物表現出與純硼截然不同的電化學性質， 1400 次循環后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質和高分散的一維硼鏈結構首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環反應過程中 Fe 基質不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學計算發現 B2O3 與鋰發生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發生該反應的逆反應發生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

金屬基復合材料是近幾年來迅速發展起來的一種高技術的新型工程材料，它具有高的比剛度，比強度，優良的高溫性能，低的熱膨脹系數以及良好的耐磨、減摩性。由于其優良的加工、成型性能，明顯的性能價格比之優勢，在世界許多國家，如美國、英國、日本以及印度、巴西等對它的研究和應用開發正多層次大面積的展開。金屬基復合材料的成功應用首先是在航空、航天領域，如美國宇航局（NASA

鈦及鈦合金在生物醫學領域的應用日益廣泛。隨著表面改性技術的發展，經表面生物活化改性的多孔鈦材料不僅具有良好的生物相容性和骨傳導性，還可具有骨誘導性。中心在國家“十一五”、“十二五”科技支撐計劃資助下，利用獨特的多孔金屬制備技術及表面電化學改性技術制備出骨誘導多孔鈦材料，其力學性能與人體自然骨匹配良好，在應用于承力部位骨修復方面具有極大的優勢。

TiC顆粒增強鋼基及鐵基復合材料適用于在苛刻條件和環境（如：強負荷下的強磨損，高溫下的磨料磨損，強腐蝕氣氛中的沖蝕等）工作的設備零部件。這種新材料以合金鋼為基體，以TiC為增強體，具有常規的金屬材料難以比擬的一系列特征：1.耐磨損：在各種試驗條件下，它的耐磨損性能遠優于與其成分相似但不含TiC的合金鋼；2.工藝性能好：尤其是它的熱加工（包括鍛、軋和熱擠壓等）性能，優于一般的高合金鋼；3.性能的可調性：可以根據使用要求，調整成分，形成不同性能（強度、硬度、塑性及耐磨損性能）配合的材料； 4. 熱膨脹系數小：尺寸穩定性好；5.強度高：特別是它的高溫強度和抗蠕變性能高于與其成分相似，但不含TiC的合金鋼；6.成本低：新材料采用原位合成法應工藝制備。這種工藝方法先進，流程合理，易于實現工業化生產。

本發明涉及用于鐵路路基基床底層的泡沫輕質混凝土材料。本發明針對由散粒巖土體材料填筑而成的鐵路路基存在的缺點，公開了一種替代常規鐵路路基基床底層填料的工程材料。本發明的技術方案是，用于鐵路路基基床底層的泡沫輕質混凝土材料，由適當配比的水泥、水、發泡劑及外加劑，采用混凝土工藝經物理化學反應硬化形成。本發明的泡沫輕質混凝土材料可替代常規鐵路路基基床底層填料，其主要特點是：輕質、整體性強、強度高、性能穩定、無塑性變形、施工周期短、地基層處理深度減少等。可保證列車運行的平穩與舒適性，減少路基病害，節約運營期間的維護成本。本發明的泡沫輕質混凝土材料特別適合高速鐵路路基填筑。