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專家建議加快推進海洋生物材料產(chǎn)業(yè)化
5月21日,中國生物材料學(xué)會海洋生物材料分會成立大會暨首次高層學(xué)術(shù)論壇在青島舉行。與會專家建議,應(yīng)進一步推進海洋生物材料產(chǎn)業(yè)化。
論壇上,暨南大學(xué)教授、中國生物材料學(xué)會海洋生物材料分會主任委員周長忍介紹,生物材料是專門用于人體治病、診斷、康復(fù)、保健的材料。海洋生物材料,顧名思義,是指從海洋生物里面提取的材料,相比于其他生物材料,海洋生物材料多是人體可以吸收的,與人體的相容性好。不同于陸地生物會感染傳染性疾病,海洋生物的安全性更高。同時,海洋生物材料來源豐富,價格也相對低廉。
2016年,青島市實現(xiàn)海洋生產(chǎn)總值2515億,占GDP比重超過四分之一。其中,海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)增加值48億元,占海洋經(jīng)濟比重達12%。青島擁有中國海洋大學(xué)、中國科學(xué)院海洋研究所等研發(fā)機構(gòu),十分重視海洋生物材料的發(fā)展。青島市副市長張德平說,當(dāng)前,青島市正積極推進海洋科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力,海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)將作為重點產(chǎn)業(yè)進一步推進。
中國生物材料學(xué)會副理事長、北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院研究員奚廷斐認(rèn)為,目前我國海洋生物材料的產(chǎn)業(yè)化并不理想。從科研成果到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),需要穩(wěn)定成熟的技術(shù)作支撐,這對于企業(yè)和科研人員來說都是一場博弈。作為科研工作者,要推動海洋生物材料成果轉(zhuǎn)化,一方面科研要瞄準(zhǔn)市場,緊盯產(chǎn)業(yè)化的源頭,另一方面要尋求志同道合、不急功近利、有社會責(zé)任感的合伙人。
據(jù)悉,本次論壇由中國生物材料學(xué)會主辦,由青島博益特生物材料股份有限公司承辦,旨在為生物材料工作者提供一個多學(xué)科交叉對話和交流的平臺。
中國從玉米芯里“變出”石墨烯
近日,由黑龍江大學(xué)和濟南圣泉集團股份有限公司聯(lián)合完成的“生物質(zhì)石墨烯材料綠色宏量制備工藝”項目通過專家組鑒定。鑒定認(rèn)為,該項目在國際上首創(chuàng)了從生物質(zhì)中提取制備石墨烯材料的技術(shù)路徑。
傳統(tǒng)印象里石墨烯只能來源于石墨礦物質(zhì),現(xiàn)如今有一種顛覆傳統(tǒng)的新方法,中國專家利用從玉米芯中提取糠醛等物質(zhì)后剩余的纖維素為原料,制備了生物質(zhì)石墨烯材料,還實現(xiàn)了批量生產(chǎn),已創(chuàng)超億元產(chǎn)值。
付宏剛教授帶領(lǐng)的黑龍江大學(xué)功能無機材料化學(xué)實驗室獨辟蹊徑,利用玉米芯里的纖維素進行化學(xué)重組,合成生物質(zhì)石墨烯材料。該團隊通過“基團配位組裝析碳法”實現(xiàn)了生物質(zhì)石墨烯材料的宏量制備,還在研發(fā)利用玉米秸稈制備石墨烯的制備工藝。2014年建立了世界上首條年產(chǎn)20噸的生物質(zhì)石墨烯材料宏量制備生產(chǎn)線,2016年擴產(chǎn)至100噸。據(jù)悉,項目首創(chuàng)將生物質(zhì)石墨烯材料應(yīng)用于多種纖維復(fù)合并成功均勻分散,首次實現(xiàn)了生物質(zhì)石墨烯材料的成果轉(zhuǎn)化和石墨烯纖維制品的商業(yè)化。
據(jù)悉,中國玉米芯年產(chǎn)量高達1億噸,年產(chǎn)100噸生物質(zhì)石墨烯材料支撐的產(chǎn)品線可帶來3億~5億元產(chǎn)值。
烏克蘭成功研發(fā)出生物相容性鈦合金植入材料
日前,烏克蘭國家科學(xué)院材料科學(xué)研究所成功研發(fā)出一種全新鈦基(Ti-Si-Nb)生物相容性合金,這種鈦合金材料的特點是彈性模量低,從而優(yōu)化與骨材料的相容性。鈦合金材料元素對人體無毒,在一定程度上對人體有益。
根據(jù)烏克蘭國家醫(yī)學(xué)科學(xué)院傷骨科研究所進行的對比試驗結(jié)果,這種新型鈦合金材料生物力學(xué)相容性比目前廣泛用于醫(yī)藥領(lǐng)域的金屬材料(不銹鋼,鈦合金ВТ6)的性能超過5%~20%。烏克蘭國家衛(wèi)生部、烏克蘭預(yù)防毒理學(xué)、食品安全和化學(xué)品國家科研中心對該種鈦合金材料植入體運用給予積極評價。
此外,該研究所還成功開發(fā)出生物活性陶瓷支架用于培育病人的自體細(xì)胞,醫(yī)學(xué)專家在再生醫(yī)學(xué)中使用這種材料代替供體骨,用于恢復(fù)大量喪失的骨組織。在鈦植入體表面使用無菌生物活性陶瓷涂層,可提高骨植入體的可靠性,符合強度要求,同時確保植入體與傷口感染處骨組織的快速融合。
新型聚合物材料能讓顯示屏自我修復(fù)
近日,美國加州大學(xué)河濱分校的科研人員開發(fā)出一種具有延展性并能導(dǎo)電的透明聚合物材料,可實現(xiàn)電子設(shè)備和機器人的自我修復(fù),特別適用于手機屏幕和手機電池。該研究成果在2017年舉辦的第253屆美國化學(xué)學(xué)會年會上展出。
自我修復(fù)材料是一種在物體開裂或受損時能自動進行修復(fù)的新型材料,人類皮膚就具備自我修復(fù)的能力。自我修復(fù)材料可應(yīng)用于手機和電池上,讓摔裂的手機屏修復(fù)如新,或讓摔斷的電池恢復(fù)供電功能。
自我修復(fù)的關(guān)鍵是化學(xué)鍵。材料中存在兩種類型的鍵:一種是較強的共價鍵,一旦斷裂不容易重新整合;另一種是較弱的非共價鍵,非常有活性,比如氫鍵。大多數(shù)自我修復(fù)聚合物主要依靠氫鍵或金屬配體構(gòu)成,但這些非共價鍵并不適合制造離子導(dǎo)體。
此次,研究人員采用了離子偶極相互作用的非共價鍵,其具備一種特殊的黏合力,這種力存在于帶電離子和極性分子之間。離子偶極相互作用此前從未應(yīng)用于設(shè)計自我修復(fù)聚合物,新實驗證明,其特別適合離子導(dǎo)體。
新的自我修復(fù)材料由一種極性可延展的聚合物——偏氟乙烯和六氟丙烯聚合物以及離子鹽構(gòu)成,可以拉伸到正常尺寸的50倍,其斷為兩半后,能在一天之內(nèi)實現(xiàn)完全自動對接。為了測試新材料,研究人員利用它制作了一種“人造肌肉”,在兩層離子導(dǎo)體間放置了一個絕緣膜。結(jié)果顯示,新材料可對電信號作出反應(yīng),帶動人造肌肉移動。目前,研究人員正在高濕度環(huán)境等惡劣條件下對此材料進行測試。此前的自修復(fù)聚合物在高濕度環(huán)境下表現(xiàn)不佳,因為材料進水后,會改變機械性能。目前,他們正在對聚合物進行微調(diào),以使其更接近實際應(yīng)用。