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衛星在軌運行和返回過程中需經歷極端高低溫環境，構件尺寸的穩定是保證衛星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關鍵。針對衛星搭載的某寬帶微波載荷與衛星本體材料之間熱膨脹系數不匹配極易導致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩定、信息傳輸不連續等問題。我校陳駿教授團隊以原創的負熱膨脹技術研發了具有輕質、熱膨脹系數低、力學性能優異、尺寸穩定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內置件、環件等高性能低膨脹構件，首次將負熱膨脹技術應用到我國的衛星上，填補了高性能低膨脹金屬構件在工程應用領域的空白。該技術使得某寬帶微波載荷與衛星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛星成功返回。 圖1 實踐十九號衛星成功返回（圖片來源國家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復合材料及構件應用于全球首顆可重復使用返回式技術試驗衛星（圖片來源央視新聞頻道）

針對現有血液凈化材料的血液相容性不理想、臨床使用時需不斷加入抗凝劑這一 問題，提出類肝素自抗凝血的全新思路和方法，實現了聚醚砜表面類肝素化，從而提高其血液相容性，設計研發的類肝素抗凝膜及體外抗凝裝置,拓展了血液吸附材料在尿毒癥以外的多種疾病中應用。 此外，國產品牌血液透析器生產線現已投產，其性能完全媲美進口高價的FILATECH生產線,降低了國產透析器的生產成本，迫使國外血液透析器產品連續幾次大幅度降低價格，從20多年前的每個透析器上千元人民幣降低到目前的120元人民幣左右，極大程度地降低了醫療成本和治療費用，使我國腎衰竭患者的治療率不斷提升。在此基礎上實現第二代(高通量)血液透析器產業化，累計銷售量800余萬支，直接經濟效益達13.1億元，打破了國外壟斷。在國家重點研發計劃支持下，現已研發出便攜式人工腎的第一代原型機，并正推進新一代佩戴式人工腎所需要材料和關鍵加工技術研發及產業化。 高通量聚醚砜中空纖維膜血液透析器 血液透析是一種有效治療腎衰竭的醫療手段并已廣泛應用于臨床治療。采用“相轉化”原理，利用“干噴濕紡”的紡絲工藝紡制出具有類肝素結構及良好血液相容性的聚醚砜中空纖維膜并成功實現了透析器產品的國產化與規模化；臨床治療效果顯著，安全性高。從原料、生產設備、關鍵工藝技術到透析器產業鏈國產化等方面突破了目前領域的卡脖子問題，降低生產成本并推動了國產血液透析器行業的發展與轉變。 中空纖維膜血液透析器 原材料   提出類肝素結構血液凈化膜概念 研制出優異血液相容性的聚醚砜中空纖維膜

項目成果/簡介: 針對現有血液凈化材料的血液相容性不理想、臨床使用時需不斷加入抗凝劑這一 問題，提出類肝素自抗凝血的全新思路和方法，實現了聚醚砜表面類肝素化，從而提高其血液相容性，設計研發的類肝素抗凝膜及體外抗凝裝置,拓展了血液吸附材料在尿毒癥以外的多種疾病中應用。 此外，國產品牌血液透析器生產線現已投產，其性能完全媲美進口高價的FILATECH生產線,降低了國產透析器的生產成本，迫使國外血液透析器產品連續幾次大幅度降低價格，從20多年前的每個透析器上千元人民幣降低到目前的120元人民幣左右，極大程度地降低了醫療成本和治療費用，使我國腎衰竭患者的治療率不斷提升。在此基礎上實現第二代(高通量)血液透析器產業化，累計銷售量800余萬支，直接經濟效益達13.1億元，打破了國外壟斷。在國家重點研發計劃支持下，現已研發出便攜式人工腎的第一代原型機，并正推進新一代佩戴式人工腎所需要材料和關鍵加工技術研發及產業化。 高通量聚醚砜中空纖維膜血液透析器 血液透析是一種有效治療腎衰竭的醫療手段并已廣泛應用于臨床治療。采用“相轉化”原理，利用“干噴濕紡”的紡絲工藝紡制出具有類肝素結構及良好血液相容性的聚醚砜中空纖維膜并成功實現了透析器產品的國產化與規模化；臨床治療效果顯著，安全性高。從原料、生產設備、關鍵工藝技術到透析器產業鏈國產化等方面突破了目前領域的卡脖子問題，降低生產成本并推動了國產血液透析器行業的發展與轉變。中空纖維膜血液透析器 原材料  提出類肝素結構血液凈化膜概念 研制出優異血液相容性的聚醚砜中空纖維膜知識產權類型:發明專利技術先進程度:達到國際先進水平成果獲得方式:獨立研究

隨著科技的不斷發展，笨重的陰極射線管(CRT)顯示器越來越不能滿足需求。而液晶顯示器(LCD)則因具有能耗低、重量輕、超薄、圖像柔和等一系列突出的性能得到了迅猛發展。 液晶材料是液晶顯示器的核心材料之一，它賦予液晶顯示器各種優良的性能。國內高檔液晶材料主要被大日本油墨化學工業株式會社、日本Chisso公司、德國Merck公司壟斷。目前，國內只有幾家企業能批量生產中低檔液晶材料，尚無廠家

1、主要功能及應用領域 透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。 2、特色與先進性技術指標 特色：利用低成本、無污染的溶膠在透明基底形成網狀模板，利用模板制作金屬網格；通過轉移石墨烯在金屬網格上制作一種石墨烯/金屬網格復合電極。其復合電極表現出優異的光電特性。通過結合單層石墨烯的高透光性和金屬網格的導電性，有效地彌補了化學氣相沉積法（CVD）-石墨烯多晶結構的缺陷和金屬網格不利于制作依賴垂直電流傳輸器件的的缺點，從而提高透明復合電極的光電特性。 圖1 制備的石墨烯及拉曼圖，可以看到非常清楚的2D峰，右圖為金屬網孔的顯微圖。 3.技術指標 復合電極：面電阻為 21.2 、透光率為92%（在550nm波長測得），下圖表明其寬帶的透射光譜特性。 圖2 復合電極的透過率 將復合電極制作在PET基底上，使其可以表現出優異的機械柔軟性。在將透明電極從正向到反向彎曲，其彎曲角度從-150o達到150o時，其電導率也只下降3.4%，反復彎折100次，電導率幾乎沒有什么變化。 4、產業化的關鍵性問題 高性能的透明電極在許多光電器件是必不可少的，例如觸摸屏、光伏電池、有機發光二極管等。目前商業上，由于氧化銦錫（ITO）薄膜的高光學透過率、低面電阻和成熟的制造工藝，在作為透明電極方面已廣泛地應用在各種光電器件中。但銦是稀有金屬，在地殼中的分布量比較小且分散，主要以微量存在于錫石和閃鋅礦中，且隨著液晶顯示器和觸摸屏等產品的普及，因此銦的價格在急劇上漲。此外，氧化銦錫透明電極缺乏柔韌性，不易彎曲，化學穩定性差，不適合應用于柔性透明電極。 傳統上制備金屬網采用光刻法及蝕刻工藝。但是，通過采用光刻法制備的金屬網格不僅成本較大、工藝復雜、效率低，而且在制備的工藝條件、設備要求也較高。 本實驗采用了低成本高效率的方法制備金屬網格，再通過CVD法生長大面積石墨烯并轉移在金屬網格上。實驗過程中工藝簡單、成本低、效率高，并可制備大面積-高質量的透明電極。

透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。

大健康是未來世界發展的趨勢，在未來10年內將產生10萬億美元的產業。我國在近期提出的健康中國，著眼于擴大在線健康服務，依托大數據提出診斷和治療建議，實現大社區健康管理與大健康服務。實現這一體系的關鍵，在于各種柔性電子、傳感器技術，與物聯網、云通信技術，以及大數據與人工智能相結合。 隨著經濟的發展，人們對于健康的重視程度越來越高，在皮膚表面進行檢測人們身體健康狀況的柔性傳感器，是未來電子科技發展的一個重要方向，將會有巨大的市場前景。在以智能手機為主體的電子元器件的開發日益盛行，開發一種柔性智能傳感器，舒服的貼在皮膚表面，這種傳感器既能夠檢測人們生命體征（如血壓、心跳、體溫、血糖等）的變化，又能夠無線連接手機。醫院的醫生能夠通過互聯網、云通訊、分布式的監測和管理每個病房的病人的身體狀況，既節省大量人力時間成本，又能夠及時的檢測到病人的生命體征變化；結合無線互聯網、云通訊,能實現分布式醫護,虛擬空間管理；與大數據與人工智能結合，進行智能健康管理,實現智慧醫療（圖1）。 圖1 基于柔性傳感器的智慧醫療系統 本項目主要應用生物相容的蠶絲材料作為傳感單元主要組成部分，以無線藍牙模塊與無源RFID標簽作為人機數據交互單元，以大數據為手段對平臺進行管理，瞄準柔性電子與智能大數據前沿領域，具有重要的科學意義。具體如下： （1）柔性電子皮膚等智能傳感新技術與器件開發 近年來，蠶絲等柔性材料作為醫用生物材料漸漸進入人們的視線，具有良好的生物相容性和極佳的力學性能。以此為基礎開發柔性電子制造技術，通過柔性材料的光刻、打印等加工技術，制備傳感單元。 （2）人體傳感信號實時監測的云系統的開發 通過建立皮膚表面傳感器無線信號傳輸技術，實現體溫、心跳等信號的遠程監測，符合國家精準醫療精神。通過云系統可對老年社區、醫院等場所進行智能化、集成化的監控，實現健康的大數據管理。除此以外，也可實現個體的遠程診療體系。向“健康中國2030”靠攏，依托大數據提出診斷和治療建議。 （3）將系列傳感器材料制備技術與無線信號傳輸云平臺結合，實現個人和醫院的對自身和病人的健康指標數據進行檢測和管理。以此無線體征檢測的平臺框架為基礎，后續又可以引入更多傳感與控制體系，適應場景的多樣化。 二、前期研究基礎 （1）模仿神經元突觸的蠶絲憶阻器 在神經系統中，當神經沖動從軸突傳導到末端時，Ca2+離子大量涌入突觸前膜引起遞質的分泌，從而改變突觸后膜的導電性。我們通過仿生該過程，利用Ag+離子在外加電場作用下WK@AuNCs蠶絲蛋白薄膜的遷移行為來模擬阻值漸變和阻值記憶的過程。其電學特性表明其具有獨特的突觸特性，并具有突觸學習能力。 （2）蠶絲基應力傳感器—柔性電子皮膚 人體電子皮膚傳感器是未來傳感器發展的新方向之一，超薄超柔的特性使其可以在人體幾乎難以察覺異狀的情況下，完成多種生理指標的采集。我們通過研制柔性壓力傳感器，已在運動檢測、發聲檢測、脈搏檢測等方面開展了大量研究。 （3）纖維傳感器 可穿戴設備在未來智能裝備領域具有廣泛的應用前景，而我們平時穿戴的衣物均是由纖維編織而成，智能穿戴設備設計的最高境界為對其本身必須的纖維材料的功能化。我們通過對纖維材料進行改造和設計，制備除了纖維狀溫度、壓力傳感器。對纖維傳感器進行編織可實現多維度傳感，并可適應多種場景，這項工作與傳統紡織行業結合開創了尖端智能科技研究新領域。

一種多層柔性薄膜的剝離裝置，剝離裝置的剝離刀為橫截面為 圓角多邊形的柱狀結構，具有多個不同彎曲半徑和彎曲角度的圓弧剝 離面，使用時可根據不同的薄膜選擇不同剝離面進行剝離加工，無須更換剝離刀，大大提高了剝離刀的適用范圍，并進一步運用剝離刀的 幾何參數與剝離效果的關系理論，設計優化得到最優的剝離刀結構， 得到最佳的剝離質量和剝離效率，剝離裝置結構簡單、成本低廉，在 大面積柔性器件的封裝領域具有廣闊應用前景。