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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
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
2021-02-01
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
金屬卟啉仿生催化氧化合成含氧有機化學品
含氧有機產(chǎn)品如己內(nèi)酯、環(huán)氧環(huán)己烷均是重要的有機合成中間體。己內(nèi)酯主要用于合成聚己內(nèi)酯和與 其它酯類共聚或共混改性，其中聚己內(nèi)酯具有獨特的生物相容性、降解性以及良好的滲透性，在環(huán)保和醫(yī) 用材料方面具有廣泛的應用。環(huán)氧環(huán)己烷開環(huán)反應可制備大量中間體，是合成鹽酸苯海索、農(nóng)藥三環(huán)錫、 克螨特、1,2-環(huán)己二醇、聚碳酸酯等的重要原料，廣泛應用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、固化劑、增塑劑等領域。由于 己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷的合成存在生產(chǎn)的安全性和產(chǎn)品的穩(wěn)定性等方面的難題，因此其合成技術難度大，目 前只有美、英、日等國的很少幾家公司在生產(chǎn)，而我國主要依靠進口。 仿生催化氧化技術就是模擬血紅素的活性中心結構，通過設計合成與酶結構相似的化合物，模擬與酶 催化反應相似的反應歷程，實現(xiàn)溫和條件下的催化氧化過程。本技術以氧氣為氧化劑，以類酶結構的化合 物為催化劑，實現(xiàn)在溫和條件下環(huán)己酮、環(huán)己烯高選擇性氧化制得己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷的仿生催化工藝。 本技術成果已申請國家發(fā)明專利，是我國擁有自主知識產(chǎn)權的制備己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷新工藝，目前正處 在中試階段。本技術成果填補了目前氧氣氧化環(huán)己酮、環(huán)己烯制備己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷的國內(nèi)外技術空白。
中山大學
2021-04-10
一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管
本發(fā)明公開了一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管，該真空集熱管嵌套有玻璃外管(1)和仿生微孔表面金屬內(nèi)管(2)，玻璃外管(1)上端開口，且對接有合金短管(6)；仿生微孔表面金屬內(nèi)管(2)上端開口，且沿其開口端的外表面固定連接有金屬環(huán)形蓋(5)，所述的金屬環(huán)形蓋(5)外延與合金短管(6)固定連接，在真空集熱管嵌套有玻璃外管(1)與仿生微孔表面金屬內(nèi)管(2)之間形成真空；在仿生微孔表面金屬內(nèi)管(2)管壁的外側涂覆選擇性吸收涂層(3)，在仿生微孔表面金屬內(nèi)管(2)內(nèi)部插入泡沫金屬填充體(4)。該真空集熱管提高太陽能利用率、承壓效果好，可增強內(nèi)部換熱降低熱損失，有效提高太陽能熱水器效率。
東南大學
2021-04-11
氣動人工肌肉在仿生機器人中的應用技術（技術）
成果簡介：氣動人工肌肉驅動器具有較強的柔性及仿生性，其高功率/質量 比的特點使之在仿人機器人技術領域中具有無可比擬的優(yōu)勢。對氣動人工肌 肉的靜、動態(tài)特性深入進行了建模與實驗研究，進行了氣動人工肌肉驅動的關節(jié)特性分析及位置控制研究。分別研制出氣動人工肌肉驅動的仿人靈巧手，以及十四自由度雙臂機器人，通過簡單的材料制作出性能優(yōu)異的氣動人 工肌肉，輔之模糊自適應控制、協(xié)調控制等高精度氣動伺服控制技術，實現(xiàn) 了靈巧手基于數(shù)據(jù)手套的主從抓持操作、機械臂自動駕駛方向盤等動
北京理工大學
2021-04-14
水下機器人自排油式浮力調節(jié)裝置
本發(fā)明公開了一種水下機器人自排油式浮力調節(jié)裝置，蓄能器、下艙蓋、艙筒、上艙蓋和皮囊依次固定連接，防水接頭固定連接在上艙蓋上；所述深度壓力傳感器安裝在下艙蓋上，用于檢測水下深度壓力；上閥塊、液控單向閥和下閥塊通過管路依次相連，下閥塊固定在下艙蓋上；所述泵口壓力傳感器和蓄能器壓力傳感器均安裝于下閥塊上；換向閥與上閥塊通過管路相連；液壓泵電機總成和溢流閥均通過管路與下閥塊相連；所述深度壓力傳感器、泵口壓力傳感器和蓄能器壓力傳感器均與控制器相連；控制板通過防水接頭分別與外部電源和上位機相連。本發(fā)明采用完全的液壓方案；通過蓄能器，實現(xiàn)主動排油被動回油；疊加閥塊設計使結構緊湊，具有可靠、節(jié)能等優(yōu)點。
浙江大學
2021-04-11
一種生物油的分子蒸餾分離方法
本發(fā)明公開了一種生物油的分子蒸餾分離方法,包括:將生物油原油進行顆粒與水分脫除預處理后獲得的預處理后的生物油經(jīng)分子蒸餾分離過程,在蒸餾溫度為常溫至200℃,蒸餾壓力為10Pa至1800Pa下,獲得生物油餾分;以獲得的生物油中質餾分為原料,在蒸餾溫度為常溫至200℃,蒸餾壓力為10Pa至1800Pa下,經(jīng)多次分子蒸餾分離過程,提取生物油餾分內(nèi)的羧酸類、醛類、酮類、醇類、酚類或糖類化合物。本發(fā)明工藝將分子蒸餾分離技術引入熱敏性生物油的分離領域,解決了分離過程中生物油品質下降與結焦的問題,可提供特性各異的生物油餾分和多種高附加值化工產(chǎn)品。
浙江大學
2021-04-11
疏水+疏油+抗污+防粘表面處理劑
本產(chǎn)品能使表面具有防水、防油、抗污，易清潔等功能，同時兼有防粘性能。可廣泛用于金屬、陶瓷、塑料等材料表面，如鋁材、鎂合金、玻璃、PVC以及地磚、墻磚、雕塑、廚房及浴室用品等，可使物體長期保持清潔干凈，還可有效防止小廣告等的亂貼亂畫。 主要技術指標： 該產(chǎn)品系有機化學合成產(chǎn)品，性狀為無色透明液體，噴涂或刷涂后膜透明，不影響物體原有表觀效果。用戶應根據(jù)使用對象可選擇噴涂、刷涂、淋涂等工藝。表面干燥時間在自然溫度（室溫）下需3-5分鐘，在60℃左右條件下需要30-60秒。 應用范圍： 表面處理行業(yè)是該產(chǎn)品的應用領域，市場非常大。
四川大學
2021-04-11
生物航空煤油和生物航空潤滑油制備技術
生物能源是太陽能在生物體內(nèi)以化學能儲存的能量形式,是最安全潔凈，持續(xù)可再生的重要能源，也是解決可替代交通運輸燃料的最有效手段。生物航空煤油是利用非食用植物油（麻風樹油，微藻油等）為原料，進行加氫，去氧，裂解異構化等改性處理后獲得生物航空煤油。生物航空潤滑油，利用蓖麻油為原料，通過酯化反應獲得耐高溫多元醇酯，替代石油基的潤滑油，同時也是新一代耐高溫新型航空潤滑油的重要保障。
北京航空航天大學
2021-04-13
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植物油基多元醇及其PURF材料制備技術
用可再生植物油為主要原料，制備多元醇。用常規(guī)聚氨酯生產(chǎn)工藝和裝置制備聚氨酯硬質泡沫材料。 以植物油為原料，采用一步法衍生得到多元醇，可再生生物基原料含量80％以上（重量），多元醇羥值400～450，酸值≤2.0。進一步與多聚異氰酸酯（PAPI）反應，制備聚氨酯硬質泡沫材料（PURF）。所得PURF材料性能達到或優(yōu)于通用聚酯多元醇制備的相應材料（材料性能對比見下表）。工藝路線：1. 植物油 多元醇（催化劑，一步反應）2. 多元醇 聚氨酯硬泡材料（PAPI，催化劑、助劑、發(fā)泡劑，模具）應用范圍：硬質聚氨酯泡沫材料所需生產(chǎn)條件：主要原材料（植物油，PAPI，聚氨酯助劑）； 設備及投資（機械攪拌反應釜（200℃，真空10 mmHg）環(huán)保情況：零排放
南京工業(yè)大學
2021-04-13