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纳米磁力印刷技术的开发及其在智能生物材料领域的应用
  • 项目名称:纳米磁力印刷技术的开发及其在智能生物材料领域的应用
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:21103159
  • 申请代码:B030102
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:王小磊
  • 依托单位:中国科学院长春应用化学研究所
  • 批准年度:2011
中文摘要:

近年来,仿生图案化结构的智能材料开始成为科技领域的前沿热点。然而,受制于现有技术的加工效率,这些功能独特的新兴材料尚难于推广。针对这一现状,本课题组提出一种革新性的纳米图案化组装理念"纳米磁力印刷技术"。该技术受宋代活版印刷技术的启发,结合课题组多年来在智能结构与磁性材料领域的技术优势,将微/纳米级别的磁性材料作为复杂纳米结构的组织者,通过可变磁场控制的"成型-磁力分离-再成型"过程,使磁性材料如同活版印刷中的字模被反复利用,从而实现不同规格的智能材料的批量制备。整个制备过程快捷方便、绿色环保、无需额外活性剂和催化剂,不仅能极大地提高智能材料的生产效率,还能确保同批次智能材料的质量和均一性。该项目填补了我国在智能生物材料批量制备领域的技术空白,为这些新兴材料的量产化、商品化和市场化提供理论依据和技术支持,具有重大学术价值和现实意义。

结论摘要:

如何提升纳米磁力印刷材料的耐久性,是本基金项目的主要研究方向。自2012年起,针对这一命题,项目负责人先后尝试了蜜蜡、蜂胶、松脂、低温热熔胶、聚多巴胺等多种材料固定方案,并最终在2013年取得重要突破,项目负责人利用鸡蛋清中蛋白质遇热变性凝结这一特性,首次将其作为表面修饰剂,用于优化仿生多级纳米材料的表面活性。通过调节加热参数,结合纳米磁印技术,可精确控制鸡蛋清中复合蛋白质的成膜形貌以及孔径大小。经鸡蛋清膜修饰的多级材料,在保持材料原有活性的同时,其结构稳定性、疏水性以及生物相容性均得到显著提升。整个成膜过程可在一小时内完成。相较于现今常见的有机表面修饰材料,如壳聚糖、聚多巴胺和热熔胶等,鸡蛋清蛋白质修饰技术具有快速成膜,形貌精确可调,价格低廉,生物相容性好,易降解回收等独特优势。本项目相关论文已在Scientific Reports (IF=5.078),Journal of Materials Chemistry(IF=6.626),Nanoscale (IF=6.739),Electrochimica Acta (IF=4.086),Applied Surface Science (IF=2.538)等国际权威期刊中发表,发表论文平均影响因子达5.0134。应美国英国出版社邀请,撰写科技专著各一章,申请专利5项、其中3项已获得授权。相关工作在业内引起较大反响,例如,2012年,项目负责人作为核心完成人获吉林省科技进步奖一等奖。同年,作为第一完成人获吉林省自然科学学术成果奖一等奖;2013年国际医疗信息网站NewsRX对于项目负责人相关工作发表专题报道;2014年4月,项目负责人被任命为南昌大学转化医学研究院院长助理;6月,受聘为高功率半导体国家重点实验室客座教授;10月,应第十三届中国国际纳米科技(成都)研讨会邀请,做特邀报告并担任纳米科学与基础研究分会主席。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 6
  • 2
  • 0
  • 2
  • 0
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