科技成果

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成果名称: 面向材料功能化的表面改性技术基础

成果登记号: 9612020J0072

第一完成单位: 陕西师范大学

联 系 人: 王彩红

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 生物、医药和医疗器械

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

材料功能化既是化学、材料学的重要基础研究,也是生物医药等诸多高新技术应用中的关键环节之一。其相关市场价值已达千万亿美元,并列入国家中长期科技创新规划之中。实现材料功能化的关键技术之一是材料表面改性,从而在不改变材料本体性能的前提下经济高效地赋予材料多种功能。本项成果独辟蹊径,自主发展了基于蛋白质可控聚集与界面粘附的表面涂层和改性体系,系统、深入地取得了从基础研究到技术应用的一系列国际领先的全链条成果。第一,建立蛋白质构象调控和可控聚集的新方法,并实现相应宏观尺寸材料的高效制备。基于分子内二硫键精准还原反应,提出天然蛋白质在室温、中性水溶液中从α-螺旋到β-折叠的快速相转变概念,继而在几分钟内就能获得平方米级、无色透明、基于解折叠蛋白质链淀粉样聚集的相转变纳米薄膜; 第二,提出蛋白质淀粉样聚集体在不同材料表界面的多位点粘附机制,基于此实现了相转变纳米薄膜在多种材料表界面的稳定粘附。通过一步水相浸涂、喷涂等方法,可于数分钟内在各类材料表界面构筑粘附稳定的多功能涂层,建立了超越聚多巴胺等经典仿生表界面化学的普适性材料表界面改性新体系; 第三,开拓蛋白质淀粉样聚集体的非传统功能,通过将生物相容性好的多功能相转变纳米薄膜应用于多种材料表界面,解决了材料表面改性层所面临的稳定性低、后功能化难、制备复杂、生物相容性差等共性问题。此项研究成果为绿色、高效、低能耗地实现材料多功能化及创新应用提供了普适性原理和关键技术基础。研究成果受到国内外学术界关注,相关五篇代表性研究论文总被引用272次,其中他引210次。引用者当中有许多化学和材料科学领域著名专家领导的研究团队,如中国工程院院士王玉忠,瑞士苏黎世联邦理工学院教授Raffaele Mezzenga等。