东华大学拟申报2015年度上海市科学技术奖项目公示

    按照上海市科学技术委员会《关于开展2015年度上海市科学技术奖推荐工作的通知》和上海市教委有关通知要求,现将我单位拟申报2015年度上海市科学技术奖项目予以公示,公示期为201556日至2015512日。

拟申报2015年度上海市科学技术奖项目清单

序号

项目名称

主要完成单位

主要完成人

其他信息

1

非线性发展方程整体适定性和吸引子的研究

1东华大学,2华北水利水电大学,3河南大学

1秦玉明,2黄兰,3汪永海,4蒋丽敏

项目简介和知识产权

2

多功能树状大分子纳米平台的构建及相关纳米医学研究

1东华大学

1史向阳,2郭睿,3沈明武,4曹雪雁

项目简介和知识产权

3

II-VI/IV基异质结纳米线制备及其荧光、振动特性研究

1东华大学,2香港中文大学

1王春瑞,2李泉,3徐靖,4徐晓峰,5邢怀中

项目简介和知识产权

4

静电纺纳米纤维用于组织再生的研究

1东华大学,2上海市第六人民医院,3上海市第十人民医院

1莫秀梅,2何创龙,3王红声,4范存义,5王胜

项目简介和知识产权

5

聚合物纳米复合材料的结构性能调控及多功能化应用

1东华大学

1张清华,2陈大俊,3赵昕

项目简介和知识产权

6

基于磷化合物的高效协同阻燃体系设计、制备与工业化应用

1东华大学,2湖南美莱珀科技发展有限公司,3苏州金辉纤维新材料有限公司,4公安部上海消防研究所

1彭治汉,2杨佳庆,3王朝生,4谈辉,5王华平,6陈龙,7江振林,8郑耀伟

项目简介和知识产权

7

高品质纳米纤维素纤维高效制备及应用关键技术

1东华大学,2上海奕方农业科技股份有限公司,3嘉兴学院

1王华平,2黄锦荣,3陈仕艳,4洪枫,5顾益东,6张玉梅,7丁彬,8杨敬轩,9李喆,10洪永修,11雷学峰

项目简介和知识产权

8

健康防护功能杂化材料及其高值化聚酯纤维设计开发关键技术

1东华大学,2上海德福伦化纤有限公司,3太仓荣文合成纤维有限公司,4苏州金辉纤维新材料有限公司,5上海康必达科技实业有限公司

1朱美芳,2孙宾,3杨卫忠,4周哲,5谈辉,6陈龙,7全潇,8陈文萍,9陈彦模,10戴彦彤

项目简介和知识产权

9

耐用高效荧光照明灯的节能环保制备关键技术集成及产业化

1东华大学,2浙江山蒲照明电器有限公司

1宁伟,2江涛,3汪庆卫,4江波,5王宏志,6吕碧飞,7陈健,8李丽琴,9罗理达,10李建民,11路飞,12左启军,13陈贵康,14应威胜

项目简介和知识产权

 

任何单位或个人对拟申报项目有异议的,可在公示期内以书面形式向我处提出。异议应当加盖单位公章或签署真实姓名,并注明联系方式,否则不予受理。

 

联系电话:02167792023

传真:02167792133

联 系 人:陈 辉

联系地址:上海市松江区人民北路2999

邮政编码:201620

                                              东华大学科研处

                                               2015612

  

附件:项目简介和知识产权情况

  

 

1项目简介和知识产权情况

本项目研究内容属数学与应用数学学科,偏微分方程领域。在现代科学技术的研究与应用领域,特别是在应用数学、力学、物理学及其他相关学科中,非线性(双曲-抛物耦合)发展型方程有着重要的理论意义和应用背景。本项目主要对力学中几类典型的发展型方程(组)进行理论分析,建立了若干重要的理论框架,发展完善了一些重要的且有很好应用前景的数学分析方法。主要研究内容、特点如下:

1.对一维和高维球 ()对称非真空非等熵可压缩 Navier-Stokes(NS)方程组和一维热粘弹性力学方程组,建立了其 H^i (i=1,2,4)整体解的存在性、指数稳定性的理论框架。该框架在对高维具有剪切粘性的可压NS方程(组)、一维p次牛顿流体方程组、一维辐射流体模型、一维辐射磁流体方程组、一维具第二声热弹方程组和一维含真空变粘性系数可压NS方程组的后续研究中,得到进一步的应用、发展和完善,成为研究一类一维非线性双曲-抛物耦合方程组 H^i (i=1,2,4)解(经典解)的存在性和渐近性的基本方法之一。国际著名数学家 Y. Giga和法国 A. Novotny邀请申请人在国际著名出版社Springer由他们主编的系列丛书《Handbook of Mathematical Analysis in Mechanics of Viscous Fluids》中,撰写第九章第二节,并建议列入以上关于一维非等熵可压缩NS方程组强解的整体存在性和渐近性结果。法国科学研究中心(CNRS) LeFloch教授评价本部分一工作“是一篇优秀的文献”。法国著名学者 Ducomet等评价本部分的方法“是精明的思想”。另一工作被称为“是一篇原创的文章”。

2.对一维和高维球对称非真空非等熵可压缩NS方程组和一维热粘弹方程组,建立了其在 H^i (i=1,2,4)空间中整体弱吸引子存在性的完整的理论框架,改进了国际同行处理相应问题时留下的相空间不完备的缺陷,是处理一类一维双曲-抛物耦合组吸引子存在性的基本方法之一。Giga Novotny教授建议在上述《Handbook》中列入本部分整体吸引子存在性结果。国际数学家大会特邀报告者Feireisl称以上两部分工作“是对发展型偏微分方程领域有价值的贡献”。

3.对非自治非线性发展方程,建立了新的拉回吸引子存在性和稳定性(上半连续性)的理论框架,它被国际同行广泛地应用和引用,成为研究拉回吸引子存在性和上半连续性的基本方法之一。法国科学院院士 Temam称本框架是“基于解算子回拉渐近紧性的准则”。

本项目所得结果和提出的理论框架得到国内外同行的极大关注,很多相关的工作在此基础上得以跟进,不断发展完善。项目组成员多次被邀请在国际学术会议上作学术报告。在国际著名 Springer出版集团出版学术专著2部(代表作【1】、【2】),代表作【1】被列为 Adv. PDEs (偏微分方程进展)系列第184卷;代表作【2】入选2010年菲尔兹奖得主 C. Villani教授等主编的“Frontiers in Mathematics”(数学前沿)系列。据不完全统计,本项目20篇核心论文(著),他引209次,SCI论文他引133次,专著他引4次,其中2部专著(代表作【1】、【2】)他引24次,其中SCI论文他引15次;单篇最高他引55次(SCI论文他引38次);代表作【1】被论文大段地引用。

  

2项目简介和知识产权情况

本项目属于功能高分子研究领域。近年来,发展新型的、多功能造影剂或抗癌药物纳米载体体系用于癌症的早期靶向诊断和治疗得到了人们广泛的重视和极大的研究兴趣。本项目在国家自然科学基金、973计划子课题和上海市高校特聘教授(东方学者)奖励计划等项目支持下,以第五代聚酰胺胺树状大分子为研究平台,克服了常规纳米载体体系(如脂质体、胶束)存在的负载效率低、稳定性差、难以多功能化等问题,构建出用于肿瘤早期诊断的纳米造影剂,抗肿瘤药物纳米输送体系。本项目取得的主要成果为:

i)将树状大分子与具有X-射线衰减功能的金纳米颗粒或银纳米颗粒结合构建了具有CT成像效果的纳米造影剂,其X-射线衰减特性优于临床使用的碘类造影剂,并且在体内具有长循环时间,在国际上首次报道了复合金/银的树状大分子可以实现CT成像;

ii)创新性地将含碘的小分子泛影酸和金纳米颗粒与树状大分子相结合构建了双元素的纳米CT造影剂,发现其X-射线衰减特性明显优于单一金元素或碘类的造影剂,并在动物CT成像实验中进行了验证;

iii)为了进一步提高分子影像诊断的准确度,项目将包裹纳米金颗粒的树状大分子组装到Fe3O4磁性纳米颗粒表面得到了CT/T2 MRI双模态造影剂,成功实现了小鼠主要脏器的CTMR成像;

iv)为克服抗癌药物对正常组织的毒副作用,将靶向试剂和荧光分子修饰到树状大分子表面,并将抗癌药物负载到其内部空腔,实现了抗癌药物和基因药物的靶向输送和示踪。

项目共申请国家技术发明专利19项(其中已授权15项),发表SCI收录论文34篇,研究工作主要发表在BiomaterialsJ Mater. Chem., Biomacromolecules, NanoscalePolym. Chem.J Phys. Chem C等国际主流期刊上,总影响因子168.5,其中影响因子>3.0的文章有26篇,>6.0的有10篇,封面文章1篇,封底文章2篇。其中,发表在Biomaterials上的涉及到利用树状大分子包裹的纳米金颗粒作为体内肿瘤模型CT成像造影剂,以及利用多功能树状大分子作为载体用于癌细胞的靶向治疗载体等4篇论文均被isiknowledge.com评为ESI高引用文章。研究成果得到了同行专家的高度认同,代表性的8篇论文被SCI他引269次,单篇最高他引89次。

本项目发明的树状大分子包裹的或稳定化的金属纳米颗粒,部分已经成功地应用于动物肿瘤模型的早期诊断。这对将来发展具有我国自主知识产权的相关纳米生物医学产品和技术,如分子影像学造影剂、纳米肿瘤药物载体等具有很大的促进作用。

  

3项目简介和知识产权情况

该项目属于物理学科涉及新材料领域。

半导体异质结纳米线是纳米科技领域最活跃的研究领域之一。半导体纳米线异质结在裁剪同质半导体纳米线的物性起到重要作用,除了具备同质纳米线具备的特性又具有同质纳米线不具备的新特性,使其在微纳光电子和电子等领域应用中具有巨大优势和潜力。本项目所研究的半导体异质结纳米线是指径向异质结纳米线,即芯-鞘结构或并轴结构。窄带隙芯纳米线外面包裹宽带隙鞘纳米线,可以起到保护和钝化窄带隙芯纳米线,实现载流子和能带工程;芯-鞘材料的晶格失配引起的应变作为改变芯材料能带结构的一种方法以及芯-鞘材料能带差异产生负肖特基势垒(即欧姆接触)形成透明导电通道和消除杂质散射,解决同质纳米线应用中存在的电接触的肖特基势垒和载流子迁移率减小的瓶颈问题,有利于提高器件的性能;这是器件应用时亟需解决的关键问题。所以在微纳电子、光电子器件应用中,并轴异质结纳米线具有同质(或单一成分)纳米线不具备的独特优势。

该项目以II-VIII=Zn, Cd; VI=O, S,Se)半导体材料和IV(Si,Ge)半导体材料为研究对象,II-VI族半导体材料具有优良的光电特性,通常由于自补偿效应具有N型导电性;IV族半导体材料是半导体工业的支柱材料,可以是n型也可以是p型。II-VIIV材料结合可以形成NnNp型异质结,实现载流子和能带工程。II-VI/IV Np型异质结本身就是一个pn结,具有II-VIIV同质材料不具备的特性,而且II-VI/IV异质结集II-VI优良光电性能和IV成熟工艺于一体。主要的科学发现:(1)发现了Si基异质结纳米电缆的生长机制,不需要额外的Si源首次在Si衬底上直接制备出单晶Si/CdSe异质结纳米电缆,且Si亚纳米线和CdSe亚纳米线尺寸均匀,解决Si基异质结纳米线结构的单晶化、尺寸不均匀的问题,开创了II-VI/IV异质结纳米结构的研究;(2)发现了II-VI宽带半导体纳米材料的光电性能的尺寸、位形和孪晶效应,从而实现通过尺寸、位形和孪晶等来调控II-VI纳米线材料的光电性能;首次制备出ZnSe周期性孪晶纳米线,为孪晶调制纳米线的性能的研究奠定基础。并首次在II-VI纳米线的荧光光谱中发现孪晶效应;3)提出共生机制,发展了一步热蒸发实现了II-VI/IV异质结纳米线的可控制备,并通过结构可以调控其荧光和振动特。

项目8篇代表性论文被国际学术刊物引用528次,其中他引498次,SCI他引440次。20篇核心论文(含8篇代表作)被国际学术刊物引用658次,其中他引607次,SCI他引530次。

  

4项目简介和知识产权情况

本项目属于生物医学工程科学技术领域,是研究静电纺纳米纤维及其在各种组织再生中的应用。主要研究内容包括三个方面:1)制备合成材料和天然材料的复合纳米纤维及其结构性能的研究,2)同轴共纺和乳液静电纺皮芯结构纳米纤维及其生物功能的研究,3)制备静电纺纳米纤维支架及其用于不同组织再生的研究。

1)制备合成材料和天然材料的复合纳米纤维及其结构性能的研究:首次制备出胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维,发现当壳聚糖含量为20%时材料的弹性增加,断裂生长到达80%;首次制备出胶原蛋白-壳聚糖-P(LLA-CL)复合纳米纤维和丝素蛋白-P(LLA-CL)复合纳米纤维,克服了天然材料与合成材料不相容的问题,发现当天然材料含量为25%时力学性能最佳断裂强度最大,同时细胞相容性最好,甚至高过天然材料。

2)同轴共纺和乳液静电纺皮芯结构纳米纤维及其生物功能的研究:同轴静电纺和乳液静电纺都可以将不可纺的活性分子纺入纳米纤维芯层,透过皮层缓慢释放予以纳米纤维特殊功能。我们首次将紫杉醇同轴共纺于P(LLA-CL)纳米纤维的芯层,得到的紫杉醇-P(LLA-CL)纳米纤维可缓慢释放紫杉醇,表现出对癌细胞的抑制生长作用,此纳米纤维可用于癌症切除后的组织隔离膜。我们首次将四环素同轴共纺于P(LLA-CL)纳米纤维,得到的四环素-P(LLA-CL)纳米纤维可缓慢释放四环素,表现出对革兰氏阴性大肠杆菌的抑制生长作用,此纳米纤维可用于抗菌伤口辅料。我们将神经生长因子乳液静电纺入P(LLA-CL)纳米纤维中,发现在高压静电场下神经生长因子仍然可以保持活性,从纳米纤维中缓释出后与PC12细胞共培养可使其长出轴突,此纳米纤维可用于活性神经导管的制备。我们首次将肝素同轴共纺于P(LLA-CL)纳米纤维中,得到的肝素-P(LLA-CL)纳米纤维具有阻止血小板粘附的功能。此纳米纤维血管支架被用于植入狗的股动脉中,发现有肝素的支架血管通畅率明显高于不含肝素的纳米纤维血管支架。同样采用绿色环保的电纺工艺成功构建了丝素/醇质体复合纳米纤维经皮给药系统[Feng Han 2014]。丝素具有优异的皮肤相容性,醇质体则具有优良的促透性能,再结合纳米纤维的大比表面积特性,使得这种新型经皮给药系统有望兼具强大透皮性能和优良皮肤相容性,从而在透皮给药领域获得较为理想的应用效果。

  3)制备静电纺纳米纤维支架及其用于不同组织再生的研究:首次制备出胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维膜,植入体内3周后成功地修复了大鼠背部2X50px的皮肤缺损。首次制备出丝素-P(LLA-CL)纳米纤维管,植入体内4周后成功地修复了大鼠坐骨神经的25px长缺损,发现丝素蛋白的加入促进了神经的快速再生。首次制备出胶原蛋白-壳聚糖-P(LLA-CL)复合纳米纤维管状支架,植入体内3个月后成功地修复了狗的股动脉75px长缺损。首次制备出胶原蛋白-P(LLA-CL)复合纳米纱线膜,载上肌腱干细胞4周后在裸鼠背部形成了异位肌腱组织,同时4周后修复了髌腱的缺损。

本项目的特点是系统地研究了静电纺纳米纤维在生物医药领域的研究,重点探讨了在组织工程中的应用。研究文章被广泛应用,发表文章被引次数为3750多次。有一项专利已转让给湖北天南星实业责任有限公司。

  

5项目简介和知识产权情况

本项目属于高分子物理领域。

聚合物的高性能化和多功能化是改善聚合物性质、扩大聚合物应用领域的重要手段。聚合物纳米复合材料的微观结构设计与调控,是实现高分子材料高性能化与多功能化的简单且有效的途径之一。如何表征和调控纳米填充相在聚合物基体中的分散/取向状态,是获得高性能与多功能聚合物基纳米复合材料的关键。本项目主要致力于聚合物纳米复合材料的结构与性能关系研究,分别以一维/二维/三维纳米颗粒为填充组分,通过聚合物/无机纳米材料的结构设计,围绕纳米填充相在聚合物基体中的分散状态、界面相互作用及填充相对聚合物性能的影响等关键问题开展了系统深入的研究,并对聚合物纳米复合材料的多功能化应用做了探索。研究团队经多年努力,取得如下主要研究成果:

1.揭示了聚合物纳米复合材料的动态流变行为与填充相分散状态的相互关系,建立了以宏观方式评价纳米填充相在聚合物基体中分散状态的新方法。针对表征纳米材料在聚合物基体中分散状态的难点,利用复合材料在低频区的动态流动特性对微观结构变化的敏感性,发现可通过检测复合体系流动特性来定性分析填充物在基体中的分散状态,从而提出了流变渗滤行为的概念。研究结果有助于进一步理解聚合物纳米复合体系中微观结构与材料宏观性能之间的关系。

2.实现了碳纳米管/石墨烯/炭黑与聚合物之间的纳米/分子水平的复合,阐明了不同维度的纳米填充相对聚合物力学、电学及电化学等性能的影响。针对纳米材料在聚合物基体中易团聚的问题,利用化学修饰、喷雾技术、层层组装、原位生长、静电纺丝等多种方法,使纳米颗粒在聚合物基体中得到了均匀分散,并通过研究有机-无机两相间的相互作用,建立了微相结构与聚合物各种性能的关系,为制备高性能化和功能化聚合物复合材料提供了理论基础。

3.提出了以无机纳米粒子替代化学交联剂构筑聚合物纳米复合水凝胶的新思路,并实现了金属纳米颗粒/聚合物复合材料的多功能化应用。针对聚合物纳米复合材料多功能化应用的开发,较早地采用无机纳米粒子作为交联剂制备了聚合物纳米复合水凝胶,并制备了高度均匀的以金属颗粒为壳,聚合物为核的复合微球,为聚合物复合材料的多功能化开辟了新的方向。

本项目8篇代表性论文SCI他引733次,他引总次数858次,单篇SCI最高SCI他引348次,他引总次数408次;其中1篇论文被Thomson Reuters ESI数据库列为Top 1%高被引论文。20篇主要论文SCI他引936次,他引总次数1094次。获授权中国发明专利20项。项目期间获两项国家自然科学基金、一项教育部新世界人才计划和两项上海市人才项目等资助。项目第一完成人张清华入选2014年百千万人才工程国家级人选,并被授予有突出贡献中青年专家荣誉称号。

  

6项目简介和知识产权情况

项目属新材料技术领域,是阻燃材料制备与应用技术重大发明创新。

随着高分子材料在建筑、交通、电子电器等领域应用的日益扩展,因其易燃而带来的防火问题面临着越来越严重的考验。大量的试验和事实证明,阻燃剂在高分子材料中的应用可以有效减少火灾的发生,目前全球阻燃剂用量约为180万吨。尽管卤素阻燃剂具有高效阻燃的特征,但其生烟量大、烟气腐蚀性和毒性大等缺陷,尤其是一些多溴芳烃类阻燃剂还存在对人体健康的潜在危害,因此卤系阻燃剂的应用受到限制,而磷系阻燃剂由于其耐热性、高效、低烟、低毒、环保等优良性能,符合阻燃剂高效、环保的发展要求,因此研究设计具有高效阻燃性能、安全环保的含磷化合物及其在阻燃材料中的应用,对提升阻燃高分子材料的安全性、可靠性具有重要意义。

项目在深入研究磷系阻燃剂阻燃机理、稳定性控制的基础上,设计合成了一系列含磷高效阻燃剂及其协同阻燃体系,如具有高成炭性的环状磷系阻燃剂、磷/氮和磷/溴协同阻燃剂、磷--溴催化协同阻燃体系等;针对电缆用防火涂料失火高温炭化后绝缘性差,影响救援过程的安全,研究设计了以季戊四醇双环磷酸酯为碳源的膨胀防火阻燃体系,并将其运用于电线电缆的防火涂料中,有效提高了涂层的抗弯曲性能,同时该防火涂料在失火高温下膨胀形成致密的绝缘层,防止涂层被击穿,为消防营救争取30-80min的时间。针对建筑装饰用板阻燃效果差,高含量阻燃添加对纹理破坏严重等问题,设计开发透明具有硅/磷协同阻燃效果的季戊四醇双环磷酸酯,实现低发烟量防火木板阻燃等级达到VI级透明高效阻燃体系。针对传统磷系阻燃剂具有挥发性,易水解的问题,而大分子流动性差,与基体材料难以相容等问题,通过主链中引入苯基三嗪类结构单元,提高其加工稳定性和成炭性,开发了热分解温度高,且成碳性高、流动性高、阻燃不析出耐水解磷/氮协同阻燃体系。同时利用利用苯代三聚氰胺羟乙基次磷酸缩合物(BMCEPA)中酰胺基与尼龙基体相容性作用,开发高添加量阻燃改性尼龙母粒,实现高效磷系阻燃剂在尼龙体系中均匀分散与高效阻燃。针对聚酯纤维高效阻燃改性困难,分别以开发对称结构端羟基二羟甲基苯基氧化膦,实现磷含量高于10000ppm的高效聚酯母粒及纤维的开发。为解决四溴双酚A醚类阻燃剂在阻燃PP制品中易析出等问题,以自行设计合成的三聚氰胺次磷酸盐、可产生叔碳自由基的含磷丁烷衍生物为基础,开发磷--溴与自由基结合的催化阻燃体系,实现在1.5wt%添加达到UL94 V2级阻燃的聚丙烯无锑无析出高效阻燃。项目获授权发明专利13项,发表国内外论文9篇。成果验收鉴定表明:总体技术达到国际先进、国内领先水平。

项目建成年产6000吨磷系阻燃剂生产线,成功开发了高成碳量环状稳定磷系阻燃剂、磷/氮协同阻燃剂、溴催化协同阻燃磷系阻燃剂等新产品4个,2012-2014年新增销售、利润、税收分别达到13708万元、1444万元、769万元。产品性能优异,被应用于电缆、装饰木板,聚丙烯、尼龙6工程塑料,涤纶纤维等领域,实现了磷系阻燃剂低添加高效阻燃的统一。

 

7项目简介和知识产权情况

本项目属纳米纤维制备及应用技术集成创新研究

生物纳米纤维素纤维是由微生物在温和条件下通过代谢糖源,经体内合成的一种天然纳米纤维材料,又称细菌纤维素,其原料天然,合成过程温和、高效,最终产物环境友好,是最具竞争力的纳米纤维,也是国际重点关注的高科技材料。我国生物纳米纤维素纤维成本高,附加值低,无法满足高档食品、医用材料要求,亟待攻克原料资源拓展、连续稳定制备、品质控制、多功能修饰等关键技术瓶颈。

项目将纳米纤维素纤维生物合成机理与生物工程相结合,发明了薄层透氧、连续喷淋准静态收集等工程化关键技术与装备,强化了氧、温度、粘度、组分等因素对纤维多重结构的有效调控,建立了高效连续低成本制备技术体系,大大提升了制备效率与品质。系统研究了魔芋、菊芋等低成本碳源的生物纳米纤维素纤维制备机理,发明了魔芋葡甘露聚糖、菊糖等稀酸水解及酶水解综合发酵技术,实现了低成本碳源与品质的统一;基于天然色素共轭双键及电负性与生物纳米纤维素纤维纳米级孔径及表面氢键相互作用,发明了酒精转移染色、微乳染色制备高色牢度的彩色椰果产品技术,攻克了传统彩色椰果容易掉色、串色难题;利用生物纳米纤维素纤维表面羟基原位还原纳米银,成功开发了生物纳米纤维素水凝胶敷料,降温贴及复合纳米银抗菌敷料;基于占位效应与器壁效应协同作用,发明了原位致孔技术,实现生物纳米纤维素材料孔径的调控,开发了生物纳米纤维素纤维敷料及植入可修复材料;发明了以生物纳米纤维素为模板的纳米无机颗粒可控生长机理,制备了传感元件、光催化纤维、光致变色膜、磁性膜等功能材料,为生物纳米纤维素在光电信息领域应用提供依据。

项目新建年产1万吨生物纳米纤维素发酵与年产2万吨深加工生产线,生产连续稳定,发酵时间

7-8天缩短至5天,得率达到12g/L,纳米纤维直径20-80nm,质量稳定;开发了椰果果酱、椰果饼干

椰果奶糖等膳食纤维素系列新产品,成功应用于光明乳业、蒙牛乳业、可口可乐等乳制品、饮料行业。项目形成了生物纳米纤维素纤维制备、原位复合、功能修饰及产品开发集成技术体系,授权发明专利22项,实用新型专利8项,形成了完整的自主知识产权体系。项目创新性强,经专家鉴定,达到国际先进水平。

2012-2014年,新增产值45916万元,利税3563万元。项目为生物纳米纤维规模化、生态化制备提供了新的途径,实现了农副产品综合、高效、高附加值利用,为食品行业、功能材料、医用材料提供原料支撑,为我国椰果行业的技术进步与产业升级,起到引领与示范作用。

 

8项目简介和知识产权情况

本项目属纤维加工技术与聚合物基复合材料交叉学科领域。针对化纤产业转型升级与可持续发展急需的高值化功能纤维及纺织品开发中存在的功效性、耐久性和可加工性难以统一的难题,项目以占化纤产量80%的聚酯纤维的功能化为主线,在聚酯的合成、纤维成形和纺织后加工中引入主客体杂化及功能组装技术,设计发明了具有特定形态、组成和结构的健康防护抗菌功能杂化材料,创造发明了功能材料在聚酯基体中均匀稳定分散新方法,发现并揭示了杂化体系在纤维成形过程介观结构演变规律、杂化功能纤维的成形机理及其结构和形貌调控的新机制。项目的主要技术发明点如下:

1创造发明了抗菌功能纳米杂化聚酯的溶胶原位聚合和可控原位氧化-还原制备关键技术,实现了银、铜等金属离子在高粘度聚酯熔体中的均匀稳定分散和客体超低含量(仅ppm量级)杂化聚酯纤维的高功能化,制备过程流程短、成本低、能耗小;2创新发明了具有可控形态和微纳结构的高分散性负载金属离子抗菌功能杂化材料及其杂化树脂制备技术,特别是解决了Ag+高温加工过程易被氧化和在基体中难以可控释放而持久抗菌的难题。载银磷酸锆(AB-AC)粒径和形貌可控,高温熔融加工不氧化变色;多糖类负载一价(Ag+)和二价(Cu2+)金属离子抗菌杂化材料(AB-AS)粒径在20-800nm可调,对大肠杆菌的抗菌率达99%以上;3)协同发明了高感性健康防护功能(抗菌、阻燃等)纤维细旦、异形、复合纺加工技术,建立了杂化树脂材料、功能纤维、针织品、功能后整理及制品开发的创新技术链,实现了兼具健康防护功能性和舒适性的系列聚酯短纤维、长丝及复合超细纤维的规模化应用,制品具有高效广谱持久抗菌效果,符合FZ/T 73023-2006《抗菌针织品》AAA级,同时还兼具有阻燃、导湿、凉感、抗紫外等多重复合功能。

    本项目形成了功能杂化树脂、纤维及其加工技术三大知识产权体系,获得授权国家发明专利10项。具有自主知识产权和商标注册权的系列功能聚酯纤维,酷魔丝库思玛等在世界知名服装品牌(李宁、雅戈尔、安踏、阿迪达斯、优衣库等)得到成功应用,对改善人民健康、提高生活品质有重要贡献。直接应用本成果的原材料和纤维企业,取得了显著的经济效益。应用企业的创新技术水平和产品竞争力大大提高,如上海德福伦和苏州金辉新材料作为国内功能性短纤维与功能长丝的领军企业,被授予国家差别化聚酯新材料产品开发基地国家功能性差别化纤维开发基地称号。系列发明技术在针织、染整、家纺、卫生与医疗等领域的应用,有力促进了功能杂化材料、纤维及相关产业的科技进步、转型升级和节能减排,在学科交叉、技术发明、工程化开发方面具有示范作用。

9项目简介和知识产权情况

本项目主要涉及新材料领域和电光源领域。其中节能灯玻璃管和荧光粉属于新材料领域,而节能灯的组装及荧光粉应用属于电光源领域。

众所周知,5w的节能灯相对于40W的白炽灯的亮度,因此近几年节能灯得到快速发展。但是之前的节能灯管以铅玻璃为主,对环境影响较大,而且生产制备时铅挥发严重。同时由于灯管中含有钠,易与节能灯中的汞形成钠汞齐而缩短了节能灯使用寿命。此外荧光灯的光效和光通量等参数都有较大提高的空间,能进一步强化节能灯的节能优势。本项目将从节能灯玻璃管、荧光粉和节能灯装配集成出发,系统提高节能灯的使用寿命和发光效率。

本项目的主要技术内容为高性能节能灯的开发及产业化。根据节能灯的工艺流程把技术内容主要分为三大部分。首先是长寿高效节能灯玻璃管的研制及产业化。节能灯由于需要涂敷荧光粉,因此对节能灯玻璃管有特殊的要求,本项目结合国家科技部项目长寿无铅无钠节能灯玻璃管的研制及产业化,成功开发了无铅高透过率节能灯,在提高节能灯性能的同时,降低了铅和钠的含量,一方面减少了铅对环境的污染,也阻止了玻璃管中的钠与汞反应生成钠汞齐,从而大大延长了节能灯的使用寿命。

其次是高效率荧光粉的研发。我们不仅从荧光粉的配方出发,开发了高温固相法、溶胶-凝胶法合成了可被近紫外光/蓝光激发的,具有自主知识产权的CaTiO3:Eu3+红色荧光材料,并通过有效控制荧光粉的粒径和表面形貌,提高荧光粉的效率,使得荧光灯的发光效率与普通配置相比提高了8%,实现了节能灯高效和长寿。

最后是节能灯的技术集成及产业化实施技术。通过在灯管内壁上镀上高性能氧化铝保护薄膜,不仅防止钠汞齐的生产,并有效保护荧光粉,降低了光衰。同时还通过高频灯丝设计,使32WT8荧光灯能够同时输出45W的功率,并且两种工作状态下光效都超过100lm/W

本项目的技术已经成功推广到多家企业,其中高性能无铅玻璃管已经在浙江山蒲照明电器有限公司、上海罗金玻璃有限公司、扬州天灿有限公司等多家实施,制备的无铅玻璃管已经效果国内各个节能灯制造厂家;而荧光粉和节能灯的技术集成,主要与浙江山蒲照明电器有限公司合作完成,目前已经建立了年产2亿支节能灯的规模。目前该高效长寿节能灯已经得到欧普照明集团、欧司朗和飞利浦等公司的广泛应用,收到厂家的一致好评。相关的效益报告和用户报告见附件。

本项目在实施过程中,发表SCI等论文6篇,申请授权专利6项,并获得显著的经济效益和社会效益。三年累积新增产值达70.9亿元,节支达2.5亿元,而目前每年2亿支35W节能灯,按每支节能50%计算,则每年节约电能6.13*1011kwh,相应减少CO2排放约6.07*108吨,减排SO21.839*107吨。

 

 

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