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項(xiàng)目成果/簡介:1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國家 863 重大汽車電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:南開大學(xué)在碳納米材料的制備及應(yīng)用研究方面取得了一批開創(chuàng)性成果，該項(xiàng)目技術(shù)的推廣，將促進(jìn)我國新材料、微電子、儲(chǔ)能、資源保護(hù)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，為我國在這一新型納米材料領(lǐng)域占據(jù)有利地位，提高國際競(jìng)爭力，做出重要貢獻(xiàn)。

本發(fā)明提供了花生維生素E合成相關(guān)基因AhPK及其在提高植物維生素E含量和耐鹽性中的應(yīng)用，將該AhPK基因在花生中超量表達(dá)后，得到生育酚含量和活性最高的α生育酚含量顯著提高的轉(zhuǎn)基因植株。實(shí)驗(yàn)證明，將本發(fā)明的AhPK基因超量表達(dá)可顯著提高花生葉片的維生素E含量，且可明顯增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因花生種子的耐鹽性。本發(fā)明的蛋白及其編碼基因?qū)τ谥参锞S生素E合成機(jī)制的研究，以及提高植物的維生素E含量、活性和植株的抗逆性具有重要的理論及實(shí)際意義，應(yīng)用前景廣闊。

本發(fā)明公開了一種ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復(fù)合納米材料及其制備方法。首先采用共電紡絲方法，沉積得到復(fù)合納米纖維，然后經(jīng)過適宜的退火工藝制得ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復(fù)合納米材料，ZnFe2O4納米顆粒均勻穩(wěn)定的附著在ZnO納米纖維上。另外，本發(fā)明首次將ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復(fù)合納米材料用于葡萄糖色比傳感測(cè)試，測(cè)試方法簡單且靈敏度高。ZnFe2O4-ZnO形成II型異質(zhì)節(jié)半導(dǎo)體，交叉的能級(jí)結(jié)構(gòu)有利于減小載流子的復(fù)合，提高其催化性能、傳感性能。另外，將ZnFe2O4納米顆粒復(fù)合到ZnO納米纖維上解決了顆粒團(tuán)聚問題，進(jìn)一步增強(qiáng)了其催化性能與傳感性能。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國家 863 重大汽車電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明提供了一株樺褐孔菌QD04及其轉(zhuǎn)化虎杖生成白藜蘆醇、三萜皂苷和多糖的方法，所述樺褐孔菌QD04保存于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，編號(hào)為CCTCC?M?2015036，本發(fā)明利用藥用真菌QD04將植物中的白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，大大提高了其白藜蘆醇的收率，工藝簡單，重復(fù)性好；菌體能夠利用虎杖合成自身活性物質(zhì)三萜皂苷和多糖；發(fā)酵產(chǎn)物樺褐孔菌菌絲體含有豐富的人體必需氨基酸，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值；一次發(fā)酵過程同時(shí)獲得白藜蘆醇、三萜皂苷、多糖和樺褐孔菌菌絲體4種產(chǎn)品，生產(chǎn)過程附加值高；所述樺褐孔菌能夠更加徹底地水解虎杖纖維素，使虎杖生物質(zhì)資源得到充分利用，減少了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

本發(fā)明提供了一種AMF+DSE組合菌劑及其在制備促進(jìn)黃瓜生長與抗根結(jié)線蟲的制劑中的應(yīng)用，本發(fā)明設(shè)置不同的AMF+DSE組合對(duì)黃瓜進(jìn)行接種試驗(yàn)，分析了不同AMF+DSE組合的侵染率、叢枝著生率、叢枝類型等對(duì)黃瓜生長發(fā)育及其根結(jié)線蟲病害的影響。通過試驗(yàn)結(jié)果確定最佳的抗南方根結(jié)線蟲的AMF+DSE組合為G.m+S.a+A.l+Ph.l，此組合處理的株高、莖粗、地上部干重、根系干重和單株產(chǎn)量最高、而病情指數(shù)最低，該最佳組合菌劑具有促進(jìn)黃瓜生長與提高黃瓜植株抗根結(jié)線蟲的功效，本發(fā)明為進(jìn)一步探索AMF和DSE的相互作用與機(jī)制提供了依據(jù)、奠定了基礎(chǔ)。

鹽堿、干旱、高溫、凍害和洪澇等逆境脅迫嚴(yán)重影響作物的正常生長發(fā)育，是造成農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降的主要原因之一，嚴(yán)重影響 農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對(duì)于糧食作物和多數(shù)經(jīng)濟(jì)作物來說， 其功能葉片中的同化產(chǎn)物和衰老葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)不斷向產(chǎn)量器官 的轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的形成具有重要的作用，作物的過早 衰老不僅直接影響糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等要素，對(duì)于綠葉類作物和 觀賞花卉還會(huì)影響到其貨架壽命以及觀賞價(jià)值等。 克隆葉片衰老和逆境抗性相關(guān)基因，并利用生物工程技術(shù)調(diào)控其 在主要經(jīng)濟(jì)作物中的表達(dá)方式和表達(dá)水平，是提高和穩(wěn)定作物產(chǎn)量、 改善作物品質(zhì)性狀的有效手段，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然 而，很多衰老或逆境抗性相關(guān)基因在植物細(xì)胞中高表達(dá)后，在增強(qiáng)轉(zhuǎn) 基因植株對(duì)特定脅迫的抗性、延緩植株衰老的同時(shí)，往往伴隨著對(duì)植 株正常生長和發(fā)育的不利影響，如導(dǎo)致植株矮小、生長遲緩或產(chǎn)量下 降等，導(dǎo)致該基因無法直接應(yīng)用于抗逆作物的培育。如果可以特異性 地表達(dá)這些基因，讓它們?cè)谔囟ǖ陌l(fā)育階段或脅迫條件下高表達(dá)，而 在正常的生長過程中維持在較低的基礎(chǔ)水平，可以大大提高它們?cè)诨?因工程中的應(yīng)用性。 課題組前期克隆了一個(gè)植物葉片衰老的負(fù)調(diào)控因子。在轉(zhuǎn)基因植 物中過表達(dá)該基因可以顯著延緩植物的衰老，并賦予植物對(duì)高鹽、干 旱等脅迫的抗性，但是，轉(zhuǎn)基因植物的生長發(fā)育受到明顯抑制，導(dǎo)致 該基因無法被直接應(yīng)用于抗逆作物的育種工作。課題組前期還分離鑒 定了一段含有 14 個(gè)氨基酸的多肽序列，命名為 WX01。我們對(duì) WX01 的功能研究發(fā)現(xiàn)其包含獨(dú)特的蛋白降解信號(hào)，能夠響應(yīng)發(fā)育與環(huán)境信號(hào)，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控與它融合的目的蛋白的穩(wěn)定性，從而使目的蛋 白在光下正常旺盛生長的植株中降解、但在啟動(dòng)衰老或者高鹽、高溫 和失水等多種逆境脅迫條件下特異積累。我們利用 WX01 與前述衰 老負(fù)調(diào)節(jié)因子構(gòu)建了融合基因 WX02，并轉(zhuǎn)入模式植物擬南芥中，發(fā) 現(xiàn)該融合基因可以恢復(fù)衰老負(fù)調(diào)節(jié)因子積累造成的植株矮小、生長抑 制的表型，但是保留了其延緩衰老、促進(jìn)光合和提高轉(zhuǎn)基因植物對(duì)高 鹽、干旱等逆境脅迫的抗性的功能。課題組進(jìn)一步將 WX02 融合基因 轉(zhuǎn)入經(jīng)濟(jì)作物大豆中進(jìn)行功能驗(yàn)證，獲得了可穩(wěn)定遺傳的多個(gè)株系單 拷貝純合轉(zhuǎn)基因大豆材料。對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆的表型分析同樣證明， WX02 轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)高鹽、干旱脅迫的抗性顯著提高。上述研究結(jié)果 表明 WX02 融合基因在抗逆轉(zhuǎn)基因作物新品種培育中具有重要的應(yīng) 用價(jià)值。圍繞該項(xiàng)目已經(jīng)申請(qǐng)了 2 項(xiàng)國家發(fā)明專利，1 項(xiàng)國際 PCT 專 利，其中 1 項(xiàng)國家發(fā)明專利已經(jīng)獲得授權(quán)。 

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá) 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為 0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過 透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二 維平面結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明公開了一種鈣基二氧化碳/二氧化硫吸收劑及其制備方 法，該制備方法為將含有鈉鹽化合物或鉀鹽化合物配制成質(zhì)量百分濃 度為 5％～25％的鹽溶液；接著，將含氧化鈣的粉末投入到該鹽溶液 中；然后，在 20℃～90℃干燥，接著，在 700℃～950℃煅燒即得到鈣 基二氧化碳/二氧化硫吸收劑。本發(fā)明通過對(duì)制備方法中關(guān)鍵的工藝步 驟，如水合反應(yīng)與浸漬反應(yīng)的時(shí)機(jī)、鹽溶液的濃度與施加量、氧化鈣 原料的粒徑大小等進(jìn)行改進(jìn)，能夠制備組織均勻的鈣基吸收劑，該吸 收劑還具有高循環(huán)轉(zhuǎn)化率以及穩(wěn)定的孔隙結(jié)構(gòu)，尤其在多次循環(huán)中該 吸收劑的吸收容量比天然的吸收劑可以提高 130％以上。

近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院2019級(jí)材料物理專業(yè)本科生嚴(yán)錦同學(xué)在氧化物薄膜晶體管摻雜工程及其穩(wěn)定性研究中取得新進(jìn)展，作為第一作者在微電子器件頂級(jí)期刊《IEEETransactionsonElectronDevices》上發(fā)表了以“Electrospinning-DrivenInHfOxNanofiberChannelField-EffectTransistorsandHumidityStabilityExploration”為題的論文。