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仿生表面織構(gòu)起源 傳統(tǒng)摩擦學(xué)認(rèn)為光滑表面具有較低摩擦力和磨損，反之，非光滑表面會(huì)帶來(lái)較大的摩擦力和磨損。而自然界進(jìn)化過(guò)程中，某些生物的表面微觀結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑和抗磨減磨性能，如鯊魚(yú)皮表面微溝槽表現(xiàn)的超低流體阻力，穿山甲表面微結(jié)構(gòu)的優(yōu)異耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其機(jī)理，則可進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。 鉆頭軸承及壓裂泵柱塞密封系統(tǒng)仿生織構(gòu)潤(rùn)滑減磨設(shè)計(jì)及應(yīng)用 織構(gòu)化鉆頭軸承 鉆頭作為破碎巖石形成井眼的重要工具之一，在高溫高壓、沖擊動(dòng)載及貧脂潤(rùn)滑的惡劣環(huán)境下，其核心部件鉆頭滑動(dòng)軸承易發(fā)生黏著磨損從而最終導(dǎo)致鉆頭整體失效破壞，亟需降耗增壽的新技術(shù)來(lái)為其安全、可靠使用和延壽經(jīng)濟(jì)運(yùn)行保駕護(hù)航。 發(fā)明了基于多物理場(chǎng)耦合的超快激光精準(zhǔn)高效制備的冰霜輔助超快激光刻蝕分束技術(shù)（US17026096，ZL202011229792.1），形成了鉆頭軸承軸徑曲面仿生織構(gòu)的納秒/皮秒的激光加工與表征評(píng)價(jià)方法；目前正在與中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所和中石化江鉆石油機(jī)械有限公司開(kāi)展鉆頭軸承織構(gòu)工業(yè)化的超快激光加工與質(zhì)量檢測(cè)流水線建設(shè)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究測(cè)試，可滿足織構(gòu)化鉆頭2000支的年產(chǎn)量需求。 建立了織構(gòu)鉆頭軸承潤(rùn)滑減磨性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論研究與實(shí)驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系數(shù)、磨損量、油膜厚度、溫升和無(wú)量綱承載能力等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于理論研究、單元實(shí)驗(yàn)和全尺寸的臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，模擬測(cè)試工況下初步優(yōu)選的圓形、橢圓形、人字形溝槽織構(gòu)可使鉆頭軸承減磨性能和壽命提升50%以上。 織構(gòu)化柱塞密封系統(tǒng) 柱塞動(dòng)密封系統(tǒng)是油氣增產(chǎn)壓裂作業(yè)實(shí)施中壓裂泵裝備的關(guān)鍵部件之一，其在超高壓、沖擊動(dòng)載及交變往復(fù)運(yùn)動(dòng)工況下，壓裂泵柱塞動(dòng)密封系統(tǒng)易發(fā)生磨損失效而導(dǎo)致密封刺漏等失效，是制約壓裂泵工作性能、可靠性和作業(yè)成本的關(guān)鍵因素， 亟需創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法來(lái)提升壓裂泵柱塞動(dòng)密封系統(tǒng)的壽命及可靠性。 發(fā)明了柱塞表面仿生織構(gòu)大尺寸拼接刻蝕工藝規(guī)劃及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法（ZL201910892024.5）， 創(chuàng)新研發(fā)了柱塞織構(gòu)批量化激光分束加工的軟件控制系統(tǒng)和配套夾具系統(tǒng)。 發(fā)明了表面織構(gòu)化壓裂泵柱塞及其動(dòng)密封系統(tǒng)性能抗磨減磨性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論研究與試驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)方法(ZL201310423514.3)，基于理論模擬、單元及全尺寸臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，初步優(yōu)選的圓形和橢圓形織構(gòu)布置于壓裂泵柱塞表面可實(shí)現(xiàn)柱塞動(dòng)密封系統(tǒng)的摩擦系數(shù)和溫升降低45%以上，壽命延長(zhǎng)30%以上，目前正在與中石油第四石油機(jī)械有限公司和中油國(guó)家鉆井裝備工程技術(shù)研究中心有限公司開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)測(cè)試。 未來(lái)應(yīng)用前景及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè) 該技術(shù)垂直應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橛蜌饪碧介_(kāi)發(fā)裝備、油氣集輸裝備、通用機(jī)械裝備的潤(rùn)滑、密封、抗沖蝕與減阻等領(lǐng)域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的裝備失效是由磨損引起的。兩者造成的損失相當(dāng)于GDP2%-7%，2019年我國(guó)的GDP為99萬(wàn)億元，按5%計(jì)算約為4.95萬(wàn)億元。

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有光催化降解甲醛功能的超雙疏涂料及其制備方法和應(yīng)用，所述超雙疏涂料是以二氧化鈦納米粒子作為中心核，利用含氟的硅氧烷和硅酸酯類物質(zhì)共水解形成氟硅納米小球，緊緊包裹二氧化鈦納米粒子，所形成的具有核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子的懸浮液。本發(fā)明所得超雙疏涂料可以用于玻璃，紙片，鋼鐵等不同的基底上；所制備的涂層不僅疏水疏油，而且對(duì)一些如乙二醇，甲苯等有機(jī)物也表現(xiàn)出良好的排斥作用；所制備的涂層在紫外燈的照射下，還具有一定的光催化降解甲醛的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅所制備的涂層制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉、有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而且所制備的涂層具有多種性能，如自清潔、超雙疏、光催化、抗油污、抗結(jié)冰等。

本項(xiàng)目提出并突破了超凈（低）排放用節(jié)能型水刺濾料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)一系列 關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，建立了完整的產(chǎn)業(yè)化工藝技術(shù)，技術(shù)水平達(dá)國(guó)際先進(jìn)。項(xiàng)目產(chǎn) 品與傳統(tǒng)針刺濾料相比，由于可有效降低濾料的克重 18%左右，產(chǎn)品綜合成本 與傳統(tǒng)針刺濾料產(chǎn)品接近，但項(xiàng)目產(chǎn)品的整體性能卻得到了大幅度提升，不僅 解決 PM2.5 微細(xì)粉塵的排放問(wèn)題，而且屬于節(jié)能型產(chǎn)品，具有顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu) 勢(shì)。300 2 關(guān)鍵技術(shù) 基于水刺開(kāi)纖技術(shù)構(gòu)建濾料表面超細(xì)纖維致密層； 高密度低損傷復(fù)合加固工藝技術(shù)； 濾料表面精細(xì)化工藝技術(shù)； 針孔自動(dòng)封閉技術(shù)。 產(chǎn)品：節(jié)能型超凈水刺濾料。 3 知識(shí)產(chǎn)權(quán)及項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況 授權(quán)發(fā)明專利 7 項(xiàng)、實(shí)用新型專利 1 項(xiàng)。獲中國(guó)紡織聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一 等獎(jiǎng) (2017)；獲江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（2018）。 4 投資期望及應(yīng)用情況 本項(xiàng)目自 2012 年開(kāi)始研究，期間進(jìn)行了中試和試生產(chǎn)，2014 年底開(kāi)始全 面推廣應(yīng)用。2014 年-2016 年三年累計(jì)新增銷售額 31198.24 萬(wàn)元、新增利潤(rùn) 3971.77 萬(wàn)元、新增稅收 1789.66 萬(wàn)元。 本項(xiàng)目產(chǎn)品已在中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司、唐山三友化工股 份有限公司熱電分公司、南京中聯(lián)水泥有限公司、大連市熱電集團(tuán)東海熱電廠 等一大批國(guó)內(nèi)大型熱電廠和水泥廠的推廣應(yīng)用，粉塵排放濃度一直保持在 10 mg/Nm3 以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了超凈（低）排放。

項(xiàng)目針對(duì)國(guó)內(nèi)外脂溶性功能因子微膠囊化產(chǎn)品儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差、生物利用率低、 配料安全性問(wèn)題等諸多品質(zhì)不足，提出以構(gòu)建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化體系為基礎(chǔ)，進(jìn)行包載脂溶性功能因子的高生物利用率、高穩(wěn)態(tài)化、可控型納米顆粒及固態(tài)粉末產(chǎn)品的綠色制備。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白，縮小了我國(guó)食品配料產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。取得了一系列創(chuàng)新性成果。 針對(duì)脂溶性營(yíng)養(yǎng)素微膠囊化產(chǎn)品載量低、生物利用率差等問(wèn)題，利用天然蛋白質(zhì)的分子柔順性和復(fù)雜大分子結(jié)構(gòu)，采用增溶、乳化-溶劑揮發(fā)高效制備技術(shù)，提高營(yíng)養(yǎng)素載量，同時(shí)收縮載體分子體積、減小粒徑，制備獲得高載量、安全、無(wú)油型包載營(yíng)養(yǎng)素的蛋白質(zhì)納米顆粒。該產(chǎn)品粒徑范圍在 60-100nm，β-胡蘿卜素載量較普通含油型載體提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小腸吸收特性，β-胡蘿卜素生物利用率是未包埋時(shí)的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。針對(duì)蛋白質(zhì)易在等電點(diǎn) pH、高鹽、高溫等極端環(huán)境下因變性而失穩(wěn)，采用Maillard 糖基化反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行接枝，通過(guò)控制反應(yīng)進(jìn)程及糖基供體，獲得等電點(diǎn)不沉淀、乳化穩(wěn)定性提高 5-7 倍，變性溫度提高 10℃以上的高穩(wěn)定蛋白。以 其為載體制備的抗環(huán)境因子干擾型納米顆粒在pH2.0-10.0 范圍內(nèi)粒徑均穩(wěn)定在 100nm 以下，4 °C 下儲(chǔ)藏 6 個(gè)月，營(yíng)養(yǎng)素保留率達(dá) 92%以上。 針對(duì)液態(tài)乳化產(chǎn)品在儲(chǔ)藏過(guò)程中的不穩(wěn)定性，利用淀粉的結(jié)構(gòu)可塑性，在確低黏度且兼具乳化和成膜雙重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出同步改性-乳化-干燥技術(shù)，構(gòu)建了脂溶性營(yíng)養(yǎng)素的粉末化制品。通過(guò)分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度與功能因子儲(chǔ)藏穩(wěn)定性及生物有效性之間的相關(guān)性，獲得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末產(chǎn)品。復(fù)水后乳液 保持納米級(jí)粒徑，室溫下儲(chǔ)藏半年保留率達(dá) 95%以上。 針對(duì)不易使用熱處理手段的熱敏性風(fēng)味油脂，提出納米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的兩步非熱固化技術(shù)。創(chuàng)新性的采用“熱液處理”原淀粉結(jié)合生物酶法打孔，制備得到吸油率為 135%的高吸附型多孔淀粉。強(qiáng)揮發(fā)性薄荷油納米乳液多孔淀粉吸附產(chǎn)品，在室溫敞口放置 40 天，保留率可達(dá) 98%以上，且產(chǎn)物在 160-200℃ 高溫條件下具有緩釋特性。

研發(fā)背景：抗凝血藥物的臨床應(yīng)用極為廣泛，在骨科手術(shù)，心臟手術(shù)，抗腦卒中等方面具有數(shù)十年的使用歷史。肝素類藥物，包括目前大范圍應(yīng)用的低分子肝素與合成肝素等是針對(duì)諸多臨床適應(yīng)癥不可替代的抗凝血藥物。作為肝素結(jié)構(gòu)上的類似物，巖藻糖基化硫酸軟骨素(FuCS)是近年來(lái)被重點(diǎn)關(guān)注的具有抗凝血活性的新結(jié)構(gòu)分子。其可從天然海參中提取得到，深入的天然產(chǎn)物化學(xué)研究表明FuCS九糖片段具有與市售低分子量肝素相當(dāng)?shù)目鼓钚裕乙延^測(cè)到此類結(jié)構(gòu)多糖的口服抗凝活性。繼續(xù)研究這一新結(jié)構(gòu)多糖的抗凝活性機(jī)制并對(duì)相關(guān)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化是開(kāi)發(fā)新一代類肝素抗凝藥物的必要舉措。 前景預(yù)測(cè)：肝素的抗凝活性極為出色，目前每年的全球銷售額可達(dá)數(shù)十億美元并繼續(xù)保持著較高的增長(zhǎng)率。但由于其口服無(wú)活性的性質(zhì)，使得相關(guān)臨床應(yīng)用僅局限于醫(yī)院等專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)。另一方面，肝素的潛在出血風(fēng)險(xiǎn)是限制肝素大范圍應(yīng)用的另一問(wèn)題。我們所研究的FuCS九糖是肝素寡糖的結(jié)構(gòu)類似物，同屬于糖胺聚糖家族，但由于FuCS獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使得其具有口服抗凝活性，且藥理活性機(jī)制表明其可選擇性激活內(nèi)源性凝血通路，因而在出血傾向方面相比肝素具有更高的安全性。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種可以簡(jiǎn)便合成FuCS九糖的化學(xué)合成工藝。這一工藝的實(shí)現(xiàn)可以提高FuCS的可獲得性，降低目標(biāo)藥物的獲取難度，并且保障其后續(xù)開(kāi)發(fā)中的質(zhì)控水平。該工藝是支撐目前FuCS分子庫(kù)建立、后期藥物篩選與中式放大的最優(yōu)合成路線，應(yīng)用前景廣闊。

 TP53作為最著名的抑癌基因之一，其編碼的p53蛋白控制著一個(gè)廣泛而靈活的生物網(wǎng)絡(luò)，并承擔(dān)著基因組守護(hù)者的角色。TP53基因的缺失或突變與各種癌癥的形成、發(fā)展有著至關(guān)重要的聯(lián)系。正是由于p53蛋白在控制腫瘤中所具有的重要作用，不論是醫(yī)藥企業(yè)還是科研界都在積極地開(kāi)發(fā)靶向p53生物通路的抗腫瘤候選藥物。本研究利用仿生合成策略首次合成了天然產(chǎn)物rhytidenones家族中化學(xué)結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的rhytidenone A分子，并且運(yùn)用化學(xué)生物學(xué)手段進(jìn)一步闡明了該家族中抗腫瘤活性最強(qiáng)的rhytidenone F的靶點(diǎn)蛋白及生物作用機(jī)制。該研究發(fā)現(xiàn)：rhytidenone F通過(guò)共價(jià)作用于蛋白酶體激活因子PA28γ的Cys92位點(diǎn)，從而阻礙了p53蛋白的有效降解，進(jìn)一步導(dǎo)致p53蛋白在細(xì)胞內(nèi)積累，最終激活Fas信號(hào)通路并引起腫瘤細(xì)胞凋亡。該工作揭示了天然產(chǎn)物rhytidenone F作為第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的PA28γ小分子抑制劑，有望成為靶向p53信號(hào)通路的新一代抗腫瘤候選藥物分子；同時(shí)，該分子也可以作為化學(xué)探針，幫助進(jìn)一步研究p53蛋白降解途徑的新的生物機(jī)制。目前正在進(jìn)一步將積極推進(jìn)該候選藥物分子的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究和臨床前抗腫瘤藥物開(kāi)發(fā)。

基于MDE具有明確活性中心結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步結(jié)合原位/在線X射線吸收光譜和理論計(jì)算深入揭示了取代基調(diào)控催化劑性能的機(jī)理（圖3）。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，NiPc MDEs的CO2還原起峰電位與Ni中心的部分還原緊密相關(guān)，而不簡(jiǎn)單取決于理論計(jì)算中的反應(yīng)能壘。氰基（CN）取代可以使分子更容易被還原，因此具有更正的起峰電位。此外，OMe取代可以提高催化過(guò)程中Ni-N鍵強(qiáng)度并促進(jìn)CO中間體脫附，從而提高催化劑穩(wěn)定性。

本成果基于廉價(jià)易得的功能型離子液體、低共熔溶劑，可從海洋廢棄生物質(zhì)（比如蝦蟹殼，海藻，海帶等）中高選擇性制備甲殼素、殼聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)化合物的結(jié)構(gòu)性能提升（如抗菌等）或者轉(zhuǎn)化為高附加值衍生產(chǎn)品（如醫(yī)藥用品或者藥物載體等）。該新技術(shù)有望解決傳統(tǒng)酸堿制備方法中水耗高、污染大等問(wèn)題，具備水耗低、污染少、能耗低、流程少等潛在優(yōu)點(diǎn)。此外，新技術(shù)具有良好的拓展性和靈活性，可從蝦蟹殼直接制備甲殼素敷料、繃帶等醫(yī)療用品。 主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）處理的原料來(lái)源于當(dāng)?shù)氐奈r蟹殼，海帶/海藻等，無(wú)需特別分級(jí)處理。 （2）所得甲殼素收率大于90%，純度大于95%，聚合度可調(diào)，介于400——4000。 （3）所得殼聚糖收率大于90%，純度大于95%，脫乙酰度值大于85%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 29941-2013。 （4）所得海藻酸收率大于90%，純度大于95%。 （5）可制備得海藻酸基功能材料（膜、纖維、水凝膠、氣凝膠等），具備自愈合、阻燃等特點(diǎn)。

本成果基于廉價(jià)易得的功能型離子液體、低共熔溶劑，可從海洋廢棄生物質(zhì)（比如蝦蟹殼，海藻，海帶等）中高選擇性制備甲殼素、殼聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)化合物的結(jié)構(gòu)性能提升（如抗菌等）或者轉(zhuǎn)化為高附加值衍生產(chǎn)品（如醫(yī)藥用品或者藥物載體等）。該新技術(shù)有望解決傳統(tǒng)酸堿制備方法中水耗高、污染大等問(wèn)題，具備水耗低、污染少、能耗低、流程少等潛在優(yōu)點(diǎn)。此外，新技術(shù)具有良好的拓展性和靈活性，可從蝦蟹殼直接制備甲殼素敷料、繃帶等醫(yī)療用品。 主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）處理的原料來(lái)源于當(dāng)?shù)氐奈r蟹殼，海帶/海藻等，無(wú)需特別分級(jí)處理。 （2）所得甲殼素收率大于90%，純度大于95%，聚合度可調(diào)，介于400~4000。 （3）所得殼聚糖收率大于90%，純度大于95%，脫乙酰度值大于85%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 29941-2013。 （4）所得海藻酸收率大于90%，純度大于95%。 （5）可制備得海藻酸基功能材料（膜、纖維、水凝膠、氣凝膠等），具備自愈合、阻燃等特點(diǎn)。