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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們健康意識(shí)的提高，生物材料在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。各種人工生物材料如，人工導(dǎo)尿管、人工體腔引流管、人工靜脈導(dǎo)管、人工血液透析或腹膜透析管、人工氣管插管、人工心臟瓣膜、人工骨、人工聲帶等廣泛使用。統(tǒng)計(jì)顯示，全球每年有上百萬(wàn)的生物材料制成的醫(yī)療裝置植于體內(nèi)，僅在北美每年的尿路導(dǎo)管（urethral cathers and urinary stents）的使用量就高達(dá)1億支。但是，生物材料在給臨床治療帶來(lái)便捷的同時(shí)，仍存在某

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界每年死于細(xì)菌感染的人數(shù)已超過(guò)1700萬(wàn)人。從歷次疾病流行的教訓(xùn)中，人們清楚地認(rèn)識(shí)到,有害細(xì)菌的傳播能通過(guò)各種途徑迅速蔓延。因此，這就迫切需要開(kāi)發(fā)用于日常生活的抗菌材料解決憂關(guān)人們健康的難題，例如：各種衛(wèi)生紙巾、擦拭紙、食品包裝材料、醫(yī)藥包裝、過(guò)濾、口罩或面罩、一次性醫(yī)療用品、包裝標(biāo)簽等。然而,傳統(tǒng)的上述材料并不具備殺菌功能。行之有效的方法就是讓材料或紙張表面具有自然抑制或阻止病菌生長(zhǎng)和傳播的能力。抗菌材料，其性能是破壞病菌

抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長(zhǎng)的材料的總稱(chēng)，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類(lèi)：無(wú)機(jī)抗菌材料、有機(jī)抗菌材料、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機(jī)抗菌材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)，將二者優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 細(xì)菌是感染疾病和食源性疾病中常見(jiàn)的病原體，特別是在醫(yī)療資源匱乏和公共衛(wèi)生相對(duì)差的地區(qū)，細(xì)菌感染己成為近年來(lái)主要的健康威脅之一。目前，針對(duì)細(xì)菌感染問(wèn)題的主要處理方法是使用抗生素。但是，近年來(lái)由于抗生素的濫用，導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)細(xì)菌耐藥性的增加以及耐藥菌感染的不斷加劇。因此，開(kāi)發(fā)新型高效的廣譜抗菌材料勢(shì)在必行。 抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長(zhǎng)的材料的總稱(chēng)，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類(lèi)：無(wú)機(jī)抗菌材料、有機(jī)抗菌材料、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機(jī)抗菌材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)，將二者優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性。

給體片段以氟原子修飾的n型給受體聚合物熱電材料，利用聚合物鏈間的給受體相互作用維持聚合物的電子遷移率，通過(guò)引入氟原子增加聚合物的電子親和性以提高n摻雜效率，兩者的協(xié)同作用大幅度提高了聚合物的n型電導(dǎo)率。通過(guò)進(jìn)一步提高聚合物的塞貝克系數(shù)，成功地將n型給受體聚合物的熱電性能提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)。引入氟原子的聚合物的n型電導(dǎo)率提升至1.3 S/cm，功率因子提升至4.6 μW/mK2，是目前n型給受體聚合物熱電材料的最佳性能。?通過(guò)對(duì)聚合物在摻雜狀態(tài)下的電子順磁共振譜、紫外光電子能譜和X射線光電子能譜的表征證明了氟原子的引入提高了聚合物的n摻雜能力。場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件結(jié)果則表明氟原子的引入提高了聚合物在n摻雜狀態(tài)下的電子遷移率。這兩者的協(xié)同作用使得該聚合物的電導(dǎo)率相比沒(méi)有引入氟原子的聚合物提高了1000倍。此外，掠入射X射線衍射、原子力顯微鏡以及導(dǎo)電原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)證明了氟原子的引入改變了聚合物的分子排列，提高了聚合物與摻雜劑的混溶性，使聚合物從“局部摻雜”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬鶆驌诫s”狀態(tài)，從而維持了摻雜聚合物較高的n型塞貝克系數(shù)。

【技術(shù)背景】 細(xì)菌是感染疾病和食源性疾病中常見(jiàn)的病原體，特別是在醫(yī)療資源匱乏和公共衛(wèi)生相對(duì)差的地區(qū)，細(xì)菌感染己成為近年來(lái)主要的健康威脅之一。目前，針對(duì)細(xì)菌感染問(wèn)題的主要處理方法是使用抗生素。但是，近年來(lái)由于抗生素的濫用，導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)細(xì)菌耐藥性的增加以及耐藥菌感染的不斷加劇。因此，開(kāi)發(fā)新型高效的廣譜抗菌材料勢(shì)在必行。 抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長(zhǎng)的材料的總稱(chēng)，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類(lèi)：無(wú)機(jī)抗菌材料、有機(jī)抗菌材料、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機(jī)抗菌材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)，將二者優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性。 【痛點(diǎn)問(wèn)題】 目前已經(jīng)有研究者開(kāi)始嘗試合成锍鹽聚合物并將其作為抗菌類(lèi)產(chǎn)品使用，如Kanazaw等的合成4 -乙烯芐基四亞甲基锍四氟硼酸鹽聚合物，結(jié)果顯示該類(lèi)聚合物只對(duì)金黃色葡糖球菌在內(nèi)的革蘭氏陽(yáng)性類(lèi)細(xì)菌抗菌活性較高，而對(duì)大腸桿菌在內(nèi)的革蘭氏陰性類(lèi)細(xì)菌的抗菌活性較低，廣譜性較差。而Hirayama合成的三（正烷基苯基）锍鹽（TAPSs）雖然抗菌活性高，但是其急性毒性和皮膚刺激比較強(qiáng)。由此，合成出毒性低且具有廣譜抗菌性的锍鹽類(lèi)陽(yáng)離子聚合物仍是本領(lǐng)域所面臨的技術(shù)難題。 【解決方案】 本成果提供了一種具有抗菌性能的锍鹽類(lèi)陽(yáng)離子聚合物及制備技術(shù)，該類(lèi)基于锍鹽的陽(yáng)離子聚合物具有較低的紅細(xì)胞溶血毒性：本成果锍陽(yáng)離子聚合物在濃度HC50≥5300µg/mL時(shí)，其紅細(xì)胞溶血率依舊≤50%，具有良好的生物相容性，可以達(dá)到抗菌劑使用的安全要求；具有優(yōu)異的抗菌效果，殺菌速度快，抗菌效果突出。在聚合物濃度為100µg/mL時(shí)，即可對(duì)革蘭氏陽(yáng)性類(lèi)細(xì)菌及革蘭氏陰性類(lèi)細(xì)菌均有99.9%的殺菌率，殺菌活性高，具有廣譜抗菌性能。

光致變色聚合物具有光學(xué)各異性的晶體所特有的雙折射性，在某個(gè)溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體二者特性，也稱(chēng)為流動(dòng)的晶格。具有變色聚合物的多數(shù)物質(zhì)呈現(xiàn)螺旋狀分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物構(gòu)成，多數(shù)為液晶聚合物，通常螺距（P）在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，當(dāng)螺距為可見(jiàn)光區(qū)某一波長(zhǎng)時(shí)，就顯示對(duì)應(yīng)的色彩，如紅、綠、藍(lán)色，三基色是顯示各種顏色的基礎(chǔ)，三基色按照不同的比例合成產(chǎn)生千萬(wàn)種顏色的變化。自發(fā)現(xiàn)100多年了，在幾度至幾十度，能達(dá)到寬溫100℃以上的變色材料很少，特別是變色聚合物研究起步晚，變色區(qū)間窄而不穩(wěn)定，東北大學(xué)制備的變色聚合物寬達(dá)250℃以上，最高達(dá)300℃以上，居國(guó)際領(lǐng)先，寬溫變色物質(zhì)為應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。變色聚合物具有下列獨(dú)特性能： 1.修復(fù)功能，表明材料可以在高低溫之間反復(fù)使用。 2.光致變色性能。選擇反射與選擇透過(guò)：在外界光源照射下，垂直于觀察綠色聚合物膜時(shí)，看到綠色，即反射綠光，而透過(guò)光為紅光，即選擇透過(guò)；Bragg反射：斜觀察綠板為藍(lán)色或藍(lán)紫色，取決于觀察角度。這種獨(dú)特性能是其它物質(zhì)不具有的。以上性能性能用于防偽具有原創(chuàng)性。 本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)十幾年的理論與技術(shù)創(chuàng)新研究，發(fā)明并研制出具有選擇反射的光功能高分子材料，實(shí)驗(yàn)研究表明，它具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能，除可用作不可復(fù)制的防偽材料（它是集一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)防偽于一身的防偽材料）外，還可以在光學(xué)（如光學(xué)開(kāi)關(guān)、屏蔽材料）、輕工（如服裝、裝飾、涂層、紡織）、信息（新型大容量信息存儲(chǔ)材料）等領(lǐng)域獲得奇特的應(yīng)用。 從表中可見(jiàn)彩色聚合物無(wú)論在研究與生產(chǎn)都具有原創(chuàng)性與先進(jìn)性   獲7項(xiàng)專(zhuān)利，核心技術(shù)獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

本項(xiàng)目以聚合物驅(qū)采出液為研發(fā)的重點(diǎn)，以 TL 為起始劑(TL 為多乙烯多 胺、甲醛、雙酚 A 為原料合成的起始劑)合成開(kāi)發(fā)出具有多枝型的聚醚原油破乳 劑，形成了包括 15 種二嵌段、15 種三嵌段、3 種三嵌段的破乳劑系列產(chǎn)品，目 前已完成中試試驗(yàn)。

本項(xiàng)目以聚合物驅(qū)采出液為研發(fā)的重點(diǎn)，以TL為起始劑(TL為多乙烯多胺、甲醛、雙酚A為原料合成的起始劑)合成開(kāi)發(fā)出具有多枝型的聚醚原油破乳劑，形成了包括15種二嵌段、15種三嵌段、3種三嵌段的破乳劑系列產(chǎn)品，目前已完成中試試驗(yàn)。

聚合物復(fù)合PTC材料是近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展很快的高科技產(chǎn)品，該種材料其電阻隨溫度作非線性變化，具有正溫度系數(shù)（即所謂PTC特性），當(dāng)溫度上升到某一值時(shí)，電阻急劇增加。利用這一特性做出的自控溫加熱材料，能根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率，具有保溫和控溫的功能。美國(guó)將此項(xiàng)技術(shù)列為不轉(zhuǎn)讓類(lèi)技術(shù)。 與陶瓷PTC材料相比，聚物合復(fù)合PTC材料具有成本低，易于加工

1）  高效的界面大分子反應(yīng)增容技術(shù) 特點(diǎn)：環(huán)保，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，適用體系廣泛（PC/ABS，PA/PE，PC/PBT等體系），增容體系剛韌平衡 2）  形態(tài)控制技術(shù) 特點(diǎn)：大幅提高材料剛性與韌性，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，適用體系廣泛（PC/ABS，PA/PE，PC/PBT等體系）