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項目成果/簡介:近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊通過深入解析生物質微觀結構，提出了一種利用生物質天然納米結構的全新的生物質表面納米化策略，基于這種策略構筑了一種可持續新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。該策略巧妙地利用了木屑等生物質中天然的纖維素納米纖維，將其暴露在木屑顆粒表面，并使其互相交聯從而構筑無需任何粘合劑的高性能人造木材。運用這種策略所制備的人造木材在各方向上具有相同的力學強度，且超越了實木材和傳統人造板。這種新型人造木材自下而上的制備方式使其在尺寸上將不受限制，可以克服大塊實木材料的稀缺性，大大拓寬了這類木質材料的應用范圍。另外，其還表現出優異的阻燃性性和防水性。在這種高性能人造木材中，微米級木屑顆粒的暴露著大量的納米尺度的纖維素纖維，這些納米纖維通過離子鍵、氫鍵、范德華力以及物理糾纏等相互作用結合在一起，微米級的木屑顆粒也被這些互相纏繞的納米纖維網絡緊密地結合一起形成高強度的致密結構，而無需添加任何粘結劑。這種結構特征帶來了高達170 MPa的各向同性抗彎強度和約10 GPa的彎曲模量，遠超天然實木的力學強度。此外，新型人造木材還顯示出優異的斷裂韌性，極限抗壓強度，硬度，抗沖擊性，尺寸穩定性以及優于天然木材的阻燃性。作為一種全生物基的環保材料，新型人造木材不僅不含任何粘結劑，還具有遠超樹脂基材料和傳統塑料的力學性能，因此具有非常廣泛的應用前景。 此外，這種由納米纖維構成的網絡也為制備木基納米復合材料提供了一種新途徑。通過將碳納米管（CNT）摻入木屑顆粒間的納米網絡當中，可以獲得導電智能人造木材，因碳納米管能夠在其中形成連續的三維網絡，因此其具有比傳統聚合物/碳納米管復合材料更好的導電網絡和更高電導率。基于這種智能人造木材的高導電性，它可以實現傳感、自發熱以及電磁屏蔽等多種應用。這種智能人造木材表現出了出色的電磁屏蔽性能（X波段超過90 dB），可以滿足精密電子儀器屏蔽標準的要求。這種智能人造木材還可以在1.75 V低電壓下（約等于兩節五號電池的電壓）實現自發熱，可在5分鐘內升至60攝氏度，這種在低電壓下即可自發熱木材可有效地確保自加熱設備的安全性，同時減少能耗。 這項研究提出了一種生物質顆粒表面納米化方法和策略，可用于構筑全生物質，不含任何粘結劑，具有優異的力學性能，可復合的新型人造木材。同時，這種全新的生物質表面納米化策略也可以擴展到其他生物質（例如，樹葉、稻草和秸稈等），并可以實現多功能化，有望用于制造一系列綠色全生物質的可持續結構材料，將進一步推動人造板行業向綠色、環保和低碳方向發展。

研發階段/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為對作物生長有利的藍紫光（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為能量相對較低的藍紫光，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，作物產量提高5-10%左右；在番茄、甜玉米、黃

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），相關論文發表在國際期刊《科學·進展》上。這種新材料輕、強、韌、尺寸穩定，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合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代現有的工程塑料。同時，該材料還具有極高尺度穩定性，熱膨脹系數極低，遠優于傳統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。

利用微針技術遞送藥物至局部組織，是一種微創、無痛、便利的治療新模式，隨著微針設計與構建的發展與創新，其中負載內容物逐漸豐富，從單一的藥物到具有功能的亞單位和亞結構，再到多種多樣的生物活體。目前現有的研發較為熱門的遞送藥物微針有實心微針、空心微針、包衣微針，但大部分都存在如下問題：1、斷針等安全性問題；2、給藥不準確，無法準確做到劑量的精準控制；3、暴露的微孔道有感染風險；4、需要操作者有一定的醫學背景。 大多數微針貼片的基底層附著在皮膚上，可能會被汗水或環境液體浸濕而增加感染風險，并且在刮擦過程中容易導致微針脫落。而且常規微針貼片無法自發完成數據信息存儲（需要信息反復利用電子設備存儲和讀取），難以提高工作效率，并可能導致信息誤差，誤導醫患。因此，開發具備高效藥物遞送和便于數據儲存與訪問的新策略具有重要意義。 本成果研發了一種仿生智能微針平臺（MILD），獨有的仿生蘑菇形態針頭可實現針尖簡易分離、注射點長效標記、藥物輕便遞送以及藥物智能響應。利用該平臺，本團隊以新冠疫苗為例，已完成動物試驗階段，取得了理想的試驗數據，科研成果已在ACS Nano發表，學術媒體廣泛報道。 疫苗接種效果與皮下注射相當，抗體濃度≥50AU/ml，標記時間≥28天。

本發明公開了一種兩棲仿生龜機器人，它具有四條相同結構的腿模塊單元，十六個獨立可控關節通過冗余驅動可同時實現陸地及水中運動，具有很強的環境適應性。陸地運動步態以髖關節、俯仰關節和膝關節為驅動關節，旋轉關節冗余；水下運動步態則以髖關節、俯仰關節和旋轉關節為驅動關節，膝關節冗余。機器人還配備浮力調節系統，能夠自由控制整機在水中的上浮下潛。機器人系統的動力系統和控制系統放置在機身密封艙內進行保護，關鍵部件的防水密封則采用浸油密封與接縫處涂抹密封膠的方法。本發明具有運動形式豐富，承載能力強、關節回轉角度大，機

本發明提供了一種多用途仿生螃蟹機器人，包括頂部模塊、底板模塊、腿部模塊、右側鉗模塊、左側鉗模塊、雙目視覺模塊，通過上述模塊的組合設計，組成一套仿生螃蟹式的具有多用途的機器人，特點在于頂部模塊能完成頂部重物的適應性角度頂起，且能進行圓周方向的鋸切；腿部模塊能適應較多的地形，實現全方位行走；右側鉗與左側鉗的單獨或配合，能完成多種任務，滿足一些特殊需要的場合的要求；雙目視覺模塊能夠單獨或協作的完成對周圍全方位的觀察，指導機器人的使用作業情況；采用液壓作為動力，動力強勁，簡單可靠。

研究團隊打破傳統運動組織損傷修復的固定治療模式，發展了一種仿生多尺度結構可拉伸螺旋纖維支架，并成功用于無固定模式下運動組織動態修復。

根據骨組織工程模型，設計和優化骨支架結構，提高骨在支架內的長入效果，加快骨支架的結合速度；根據數學模型優化骨支架結構，減少骨支架對骨內力學環境干擾，提高骨和支架的結合壽命，解決或延遲骨支架松動問題。

本發明涉及生物支架材料的制備及蠶絲蛋白的加工利用領域，特別涉及一種組織工程用絲素/海藻酸鈉復合納米纖維支架材料的制備方法。本發明的基本步驟是將脫膠后的纖維狀絲素溶解在濃度為9mol/L的LiBr溶液中，控制溫度37℃，時間6h，溶解后經過濾、透析、風干濃縮后獲得不同重量濃度的絲素蛋白溶液，將500mg海藻酸鈉溶于100ml去離子水中，60℃水浴中溶解1h，再磁力攪拌溶解1h，制成0.5%（w/v）的海藻酸鈉溶液等，本發明采用熱致相分離法制備絲素/海藻酸鈉復合納米纖維支架材料，制備工藝簡單，無需其他復雜設備，條件易控制，成本低廉，可進行規模化批量生產。