重大科技成果信息表

1、重大科技成果信息表成果名稱新型先進(jìn)碳納米復(fù)合材料所屬領(lǐng)域碳納米復(fù)合材料所屬高校（院、所）北京科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)主要成員鄭裕東 吳健，劉樹敏，喬堃，溫曉曉，史湘寧，岳麗娜團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人簡介鄭裕東，女，北京科技大學(xué)材料學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，生物醫(yī)用 材料研究中心副主任， 主要研究方向：高分子復(fù)合材料、納米碳基復(fù)合材料、生物醫(yī)用復(fù) 合材料的制備、改性、表征 和應(yīng)用研究承擔(dān)多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和國際合作項(xiàng)目、十一五，十二五 國家科技支撐項(xiàng)目子課題，以及省部級和北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目，在 國內(nèi)外主要刊物上發(fā)表 50余篇學(xué)術(shù)論文， SCI,EI 收錄 30余篇，獲 得 8 項(xiàng)國家發(fā)明專利。 2011 年獲得國家計(jì)生

2、委十一五優(yōu)秀科技項(xiàng)目 三等獎。 培養(yǎng)或聯(lián)合培養(yǎng)博士生 8 人，培養(yǎng)碩士生 25 人?，F(xiàn)任中 國復(fù)合材料學(xué)會理事，生物復(fù)合材料專業(yè)委員會委員；中國生物醫(yī) 學(xué)工程學(xué)會，生物材料分會第五屆委員會委員，中國生物材料學(xué)會 理事。聯(lián)系人鄭裕東 電話傳真手-mailzhengyudongmater成果簡介一、新型先進(jìn)碳納米復(fù)合材料簡介本成果基于碳納米管的特殊性能，通過多種復(fù)合材料的制備， 研究了生物相容性良好的碳納米管 / 高分子復(fù)合材料、碳納米管增 強(qiáng)復(fù)合材料自修復(fù)微膠囊、碳納米管復(fù)合修飾生物傳感電極。 1 碳納米管及其復(fù)合導(dǎo)電水凝膠涂層修飾電極 本成

3、果研究開發(fā)了在金屬電極表面制備碳納米管及其復(fù)合導(dǎo) 電水凝膠涂層 ， 具有優(yōu)良的電化學(xué)催化活性、 良好的生物相容性， 克服了傳統(tǒng)的金屬電極 / 生物界面的相容性差、易引發(fā)炎癥以及引 起電極失效等缺點(diǎn)， 可以用在生物電化學(xué)傳感器電極表面來提高傳 感器的靈敏度。特點(diǎn)：（1）采用電泳沉積和流延涂覆等方法，可在多種金屬電 極上制備碳納米管復(fù)合導(dǎo)電水凝膠涂層。涂層與金屬基體結(jié)合牢 固，結(jié)構(gòu)均勻可控，穩(wěn)定性優(yōu)異，開辟了一條新的對電化學(xué)傳感器 電極進(jìn)行修飾與改性的方法。制備過程易于控制，工藝成熟，適合 于導(dǎo)電水凝膠涂層修飾電極的工業(yè)生產(chǎn)。 易團(tuán)聚、潛在的生物安 全性風(fēng)險(xiǎn)等問題。（2）本成果所獲得碳納米管復(fù)合導(dǎo)

4、電水凝膠涂層 修飾電極，有優(yōu)異的電化學(xué)活性和良好的生物相容性，在模擬人體 體液中對多巴胺等生物小分子有明顯的電化學(xué)響應(yīng)，靈敏度高，檢 測極限低。主要用于生物傳感器及生物相容性良好的燃料電池2 定向碳納米管陣列增強(qiáng)復(fù)合水凝膠薄膜 本研究是一種定向碳納米管陣列增強(qiáng)復(fù)合水凝膠薄膜的制備 方法，使制備出的定向碳納米管陣列增強(qiáng)復(fù)合水凝膠具有優(yōu)秀的力 學(xué)、電學(xué)性能，以及良好的生物分子吸附性和細(xì)胞親和性，并可根 據(jù)使用要求對上述性能進(jìn)行調(diào)控。該碳納米管復(fù)合材料具有以下特點(diǎn)： （ 1）定向排列的碳納米管 能充分發(fā)揮碳納米管在力學(xué)、電學(xué)方面的優(yōu)異性能，通過碳源的供 應(yīng)量控制碳納米管的生長，達(dá)到碳納米管長度可控的

5、目的。 （2） 采 用熔融液滲入法促進(jìn)碳納米管與基體水凝膠的結(jié)合， 提高增強(qiáng)相與 基體相的界面強(qiáng)度。采用物理交聯(lián)法實(shí)現(xiàn)凝膠化轉(zhuǎn)變，保持去生物 活性。應(yīng)用領(lǐng)域：人工關(guān)節(jié)軟骨、組織工程支架、神經(jīng)細(xì)胞載體、 仿生植入電極材料等生物醫(yī)用領(lǐng)域。3 生物相容性可降解高分子 / 碳納米管復(fù)合材料 本成果提供一種生物相容性醫(yī)用生物高分子 / 碳納米管復(fù)合材 料的制備方法，使其具有優(yōu)良的力學(xué)性能、表面潤濕性、對蛋白質(zhì) 和生物分子吸附性以及細(xì)胞親和性和生物降解性并可根據(jù)使用要 求對上述性能進(jìn)行調(diào)控。特點(diǎn)：（1）本發(fā)明采用羧基化和表面活性劑對碳納米管進(jìn)行表 面活化，活化后的碳納米管雜質(zhì)減少，碳納米管表面上結(jié)合羧基和

6、 表面活性劑基團(tuán)，減少了碳納米管在溶液中的聚集及纏結(jié)現(xiàn)象。解 決了碳納米管在高分子中的團(tuán)聚問題， 并與聚合物形成牢固的界面 相互作用，明顯提高可降解高分子的力學(xué)性能。 （ 2）采用復(fù)相溶液 分散、澆注成型與熱處理工藝方法制備生物醫(yī)用高分子 / 碳納米管 復(fù)合材料，可控制其表面形貌和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，通過改變成型過程的 溫度和后處理?xiàng)l件， 可得到不同尺寸和形狀的高強(qiáng)度和高韌性的碳 納米管 /降解高分子復(fù)合材料。 （3）該復(fù)合材料表面潤濕性、對蛋 白質(zhì)和生物分子吸附性以及細(xì)胞親和性和生物降解性良好。應(yīng)用： 農(nóng)業(yè)、園林、土木、材潢、生活、衛(wèi)生、雜品、醫(yī)療 用材等增強(qiáng)型可降解環(huán)保材料；膠囊藥物釋放體系、骨科

7、內(nèi)固定材 料、組織修復(fù)材料、手術(shù)縫合線等生物醫(yī)學(xué)材料和器械。4 碳納米管增強(qiáng)環(huán)氧樹脂自修復(fù)微膠囊本成果 使活化碳納米管與環(huán)氧樹脂均勻的分散在水相中， 制備 微膠囊，可用于復(fù)合材料自修復(fù) 。特點(diǎn)和應(yīng)用：可有效改善了自修復(fù)微膠囊的修復(fù)效果，提高復(fù) 合材料的力學(xué)性能。 該技術(shù)也可用于其它敏感成分和易揮發(fā)成分等 的微膠囊化、隔離保護(hù)、控制釋放等。二、知識產(chǎn)權(quán)與科研經(jīng)費(fèi)1.已獲得專利項(xiàng)目名稱及專利號可降解生物相容性高分子 / 碳納米管復(fù)合材料的制備方法200810056233生物相容性定向碳納米管陣列增強(qiáng)復(fù)合水凝膠的制備方法200910235547一種碳納米管增強(qiáng)環(huán)氧樹脂自修復(fù)微膠囊的制備方法申請?zhí)?01110147435.5一種制備碳納米管 復(fù)合導(dǎo)電 水凝膠涂層修飾電極的 方法2009102355472 經(jīng)費(fèi)來源（1）納米復(fù)合材料醫(yī)用安全性評價(jià)； 國家科技支撐項(xiàng)目子課題。（2）納米導(dǎo)電水凝膠的自組裝定向結(jié)構(gòu)控制與生物電響應(yīng)研究與 應(yīng)用， 國家自然科學(xué)基金國際交流項(xiàng)目（3）連續(xù)相導(dǎo)電水凝膠的定向結(jié)構(gòu)控制及生物電應(yīng)答作用與機(jī)理； 國家自然科學(xué)基金三、市場轉(zhuǎn)化的可行性、預(yù)期效益及希望合作的企業(yè)1. 市場轉(zhuǎn)化的可行性本系列成果有很好的市場需求，產(chǎn)品原料供應(yīng)充足，廠房建設(shè)規(guī) ?？煽兀に嚶肪€成熟，設(shè)備選型簡單，低功耗，低污染，具有較 高市場前景。所屬高校院、所）推薦意見2. 預(yù)期效益 本