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基本信息

項(xiàng)目名稱：
新型半纖維素基智能水凝膠的制備
小類：
能源化工
簡介：
目前，生物質(zhì)資源的開發(fā)利用已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。開發(fā)新型生物質(zhì)基功能材料是解決資源和環(huán)境問題的重要途徑。本作品以生物質(zhì)資源（黃竹和麥草秸稈）為原料提取的木聚糖類半纖維素，制備新型、可生物降解、功能化的智能水凝膠，并研究該水凝膠在藥物控釋方面的應(yīng)用。作品的實(shí)施對實(shí)現(xiàn)半纖維的高附加值利用具有重要的促進(jìn)作用，同時(shí)也助于推動以生物質(zhì)基新材料低碳經(jīng)濟(jì)新模式的建立。
詳細(xì)介紹：
本作品通過清潔高效分離技術(shù)從農(nóng)林廢棄物（黃竹、麥草）中分離純化出半纖維素，并通過綠色轉(zhuǎn)化途徑構(gòu)建了具有吸附、保水、緩釋等功能的智能水凝膠。與各種合成高分子水凝膠相比，半纖維素基水凝膠具有難以比擬的優(yōu)勢：I.某些獨(dú)特的理化性能：親水性、高的物質(zhì)滲透性及良好的智能回彈性；II.環(huán)境友好性；III.生物兼容性；IV.無毒；V.生物可降解性。 本研究開發(fā)對環(huán)境響應(yīng)，如對溫度、pH、有機(jī)溶劑、離子、溫度等響應(yīng)的半纖維素基智能水凝膠，對于半纖維素功能材料的工業(yè)應(yīng)用具有重要的意義。可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生物組織工程材料等領(lǐng)域，如土壤保濕、污水處理、藥物緩釋、重金屬離子的吸附等，故本作品具有廣泛的科研應(yīng)用前景和商業(yè)化潛力，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對生物質(zhì)資源的高值化利用，對資源安全和生態(tài)環(huán)境安全是十分有益的。本研究是生物質(zhì)功能材料科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域，在國際上處于領(lǐng)先水平。

作品圖片

  • 新型半纖維素基智能水凝膠的制備

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的與思路：隨著化石資源的短缺和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，對生物質(zhì)資源的開發(fā)利用已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。開發(fā)新型生物質(zhì)基功能材料是解決資源和環(huán)境問題的重要途徑。本作品以生物質(zhì)資源（黃竹和麥草秸稈）為原料，通過清潔高效分離技術(shù)，提取的木聚糖類半纖維素并對其進(jìn)行功能衍生化，制備新型、可生物降解、功能化的智能水凝膠，并研究該水凝膠在藥物控釋方面的應(yīng)用。 創(chuàng)新點(diǎn) （1）通過在半纖維素分子鏈上引入功能性基團(tuán)制備具有對環(huán)境（pH,離子或鹽、溫度等）智能響應(yīng)且可生物降解的水凝膠，為半纖維素的功能化開發(fā)提供新的思路及途徑。 （2）對所制備的水凝膠的藥物負(fù)載、藥物緩釋、金屬離子的吸附及脫附、抗菌性能進(jìn)行研究，極大促進(jìn)半纖維素基功能材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。 技術(shù)關(guān)鍵 （1）半纖維素基智能水凝膠的制備。 （2）水凝膠的功能化、智能化。 （3）水凝膠響應(yīng)行為的調(diào)節(jié)。 主要技術(shù)指標(biāo)：高的溶脹平衡；對pH、溫度、離子的快速響應(yīng)性能；優(yōu)良的金屬離子吸附及脫附性能；高的藥物負(fù)載及合適的緩釋性能；高的抗菌生理活性。

科學(xué)性、先進(jìn)性

水凝膠是一類具有吸附、保水、緩釋等功能的高分子材料。水凝膠其獨(dú)特的軟組織狀、親水性、高的物質(zhì)滲透性及良好的回彈性而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生物工程材料等領(lǐng)域。與各種合成高分子水凝膠相比，半纖維素基水凝膠具有難以比擬的優(yōu)勢，如某些獨(dú)特的理化性能、環(huán)境友好性、生物兼容性、無毒及可降解性等，在醫(yī)藥、重金屬離子吸附等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。現(xiàn)有半纖維素基水凝膠的研究非常有限，在功能比較單一，尤其在智能水凝膠方面的研究甚少，同時(shí)在醫(yī)藥、金屬離子吸附方面的研究也非常有限。因而，開發(fā)對環(huán)境響應(yīng)，如對溫度、pH、有機(jī)溶劑、離子、溫度等響應(yīng)的半纖維素基智能水凝膠對于半纖維素功能材料的工業(yè)應(yīng)用具有重要的意義，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對生物質(zhì)資源的充分利用。為此，我們通過在半纖維分子鏈上引入功能性基團(tuán)，以實(shí)現(xiàn)該類水凝膠的智能響應(yīng)行為，并對其在藥物緩釋、抗菌、金屬離子吸附方面的應(yīng)用進(jìn)行研究。 因而，新型、可降解半纖維素基智能水凝膠的制備及其應(yīng)用研究是生物質(zhì)功能材料科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

2011年3月底與華南理工大學(xué)參加了華南理工大學(xué)“賽萊拉”第十二屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，并獲“二等獎”。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

正在與企業(yè)聯(lián)合，建立產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目合作

作品可展示的形式

圖紙、實(shí)物產(chǎn)品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

本研究開發(fā)對環(huán)境響應(yīng)，如對溫度、pH、有機(jī)溶劑、離子、溫度等響應(yīng)的半纖維素基智能水凝膠，對于半纖維素功能材料的工業(yè)應(yīng)用具有重要的意義?？捎糜诠I(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生物組織工程材料等領(lǐng)域，如土壤保濕、污水處理、藥物緩釋、重金屬離子的吸附等，故本作品具有廣泛的科研應(yīng)用前景和商業(yè)化潛力，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對生物質(zhì)資源的高值化利用，對資源安全和生態(tài)環(huán)境安全是十分有益的。

同類課題研究水平概述

本研究是生物質(zhì)功能材料科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域，在國際上處于領(lǐng)先水平。
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