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中國科大研制一種可替代塑料的仿生可持續(xù)結構材料
項目成果/簡介:塑料制品給現(xiàn)代生活帶來極大便利的同時，也正造成嚴重的環(huán)境問題。大多數(shù)塑料來自于石油產(chǎn)品，由于其極端的穩(wěn)定性，廢棄后在環(huán)境中長時間也難以降解，最終造成持續(xù)性的環(huán)境污染問題。研發(fā)一系列可持續(xù)的高性能結構材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現(xiàn)有的生物基可持續(xù)結構材料都受到機械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產(chǎn)規(guī)模上制約了這類材料的應用。因此，引入先進的仿生結構設計來制造新型的可持續(xù)高性能結構材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應用范圍，加速可持續(xù)材料替代不可降解塑料的進程。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊將仿生結構設計理念運用于高性能生物基結構材料的研制，發(fā)展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實現(xiàn)了具有仿生結構的高性能可持續(xù)材料的規(guī)模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團隊成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復合制備了具有仿生結構的高性能可持續(xù)結構材料。所獲得的結構材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產(chǎn)品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結構材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結構設計，這種仿生設計有效地改善了材料的力學性能。珍珠母所具有的磚-泥結構，使其可以基于普通的天然物質(zhì)構筑高性能的材料，并兼具高強度和高韌性的優(yōu)良特性。研究人員通過多尺度的仿生結構設計和表面化學調(diào)控，成功構筑了這種兼具高強韌特點的天然生物基可持續(xù)結構材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結構中的磚塊，一方面為結構材料提供了遠高于工程塑料的強度，另一方面，還通過裂紋偏轉等仿生結構原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性能，為該材料作為一種新興的可持續(xù)材料替代現(xiàn)有的不可降解塑料打下了堅實的基礎。
中國科學技術大學
2021-04-11
中國科大成功融合遠距離量子密鑰分發(fā)和光纖振動傳感
中國科學技術大學潘建偉、張強等與濟南量子技術研究院王向斌、劉洋等合作，實現(xiàn)了一套融合量子密鑰分發(fā)和光纖振動傳感的實驗系統(tǒng)，在完成光纖雙場量子密鑰分發(fā)（TF-QKD）的同時，實現(xiàn)了658公里遠距離光纖傳感，定位精度達到1公里，大幅突破了傳統(tǒng)光纖振動傳感技術距離難以超過100公里的限制。
中國科學技術大學
2022-06-02
植物化學物在防治過敏性鼻炎及過敏性哮喘中的應用
項目所涉研究公開了大量植物化學物，如姜黃素及其代謝產(chǎn)物四氫姜黃素、花色苷及其代謝產(chǎn)物原兒茶酸、鞣花酸及其代謝產(chǎn)物尿石素A以及甜菜苷等于防治過敏性氣道疾病方面的良好改善效應。其中尿石素A與四氫姜黃素相關研究現(xiàn)已獲國家專利授權(專利號:ZL202210101559.8，ZL201810569066.0)。上述植物化學成分經(jīng)研究均可緩解過敏性氣道疾病小鼠氣道病變程度，顯著改善氣道炎癥反應，并調(diào)節(jié)氧化應激及 Th細胞比例失衡狀態(tài)，表現(xiàn)出良好的防治過敏性氣道疾病效應，未來可應用于開發(fā)相關藥物或營養(yǎng)補充劑。
中山大學
2025-05-08
中國科大實現(xiàn)首個具有黎曼曲面的彎曲碳納米螺線管材料
中國科學技術大學杜平武教授課題組實現(xiàn)了首個具有黎曼曲面的彎曲碳納米螺線管材料，該工作填補了分子基彎曲碳螺旋材料領域的空白。
中國科學技術大學
2022-03-11
青科大簽署山東省單筆最高金額校企合作項目
7月21日，青島科技大學與山東亙元生物科技有限公司戰(zhàn)略合作暨高性能鋰電用系列化學品項目簽約儀式在威海市舉行。校企雙方共簽訂7.7億元合作項目，是目前為止山東省單筆最高金額的校企合作項目。山東省科技廳黨組書記、廳長唐波，山東省教育廳總督學仲紅波，威海市委副書記、代市長孔凡萍，青島科技大學黨委書記李興偉、校長陳克正等出席簽約儀式。
青島科技大學
2022-07-23
安大科大學者聯(lián)合攻關電化學合成氨
安徽大學材料科學與工程學院杜袁鑫副教授、化學化工學院朱滿洲教授與中國科學技術大學陳艷霞教授、朱彥武教授課題組合作，通過調(diào)控金屬納米團簇的內(nèi)在活性，合理設計并合成了高效的M4Ni2NCs(M=Au,Ag)催化劑進行N2合成NH3反應。
安徽大學
2022-06-01
中國科大實現(xiàn)基于粒子不可分辨性的量子相干生成和應用
基于全同粒子不可分辨性的量子相干性可以提高相位鑒別的成功幾率，并且能與基于單個粒子相干疊加的相干性同時存在，因此將在具體的量子信息任務中獲得應用。
中國科學技術大學
2022-06-02
中國科大實現(xiàn)硅基量子芯片中自旋軌道耦合強度的高效調(diào)控
郭國平教授、李海歐教授等人與中科院物理所張建軍研究員、紐約州立大學布法羅分校胡學東教授以及本源量子計算有限公司合作，在硅基鍺空穴量子點中實現(xiàn)了自旋軌道耦合強度的高效調(diào)控，為該體系實現(xiàn)自旋軌道開關以及提升自旋量子比特的品質(zhì)提供了重要的指導意義。
中國科學技術大學
2022-06-02
中國科大研制用于快充鋰電池的新型雙梯度石墨負極材料
中國科大俞書宏院士團隊與姚宏斌、倪勇教授團隊合作提出了在不犧牲鋰離子電池能量密度的前提下，在石墨負極內(nèi)部引入顆粒尺寸以及孔隙率的梯度異質(zhì)分布結構設計，實現(xiàn)了石墨負極快充性能提升。
中國科學技術大學
2022-06-02
“兩院院士評選2024年中國/世界十大科技進展新聞”揭曉
此項年度評選活動至今已舉辦31次
中國科學報
2025-01-22