重大科技成果信息表

1、重大科技成果信息表成果名称新型先进碳纳米复合材料所属领域碳纳米复合材料所属高校（院、所）北京科技大学团队主要成员郑裕东 吴健，刘树敏，乔堃，温晓晓，史湘宁，岳丽娜团队负责人简介郑裕东，女，北京科技大学材料学院教授，博士生导师，生物医用 材料研究中心副主任， 主要研究方向：高分子复合材料、纳米碳基复合材料、生物医用复 合材料的制备、改性、表征 和应用研究承担多项国家自然科学基金项目和国际合作项目、十一五，十二五 国家科技支撑项目子课题，以及省部级和北京市科技计划项目，在 国内外主要刊物上发表 50余篇学术论文， SCI,EI 收录 30余篇，获 得 8 项国家发明专利。 2011 年获得国家计生

2、委十一五优秀科技项目 三等奖。 培养或联合培养博士生 8 人，培养硕士生 25 人。现任中 国复合材料学会理事，生物复合材料专业委员会委员；中国生物医 学工程学会，生物材料分会第五届委员会委员，中国生物材料学会 理事。联系人郑裕东 电话传真手-mailzhengyudongmater成果简介一、新型先进碳纳米复合材料简介本成果基于碳纳米管的特殊性能，通过多种复合材料的制备， 研究了生物相容性良好的碳纳米管 / 高分子复合材料、碳纳米管增 强复合材料自修复微胶囊、碳纳米管复合修饰生物传感电极。 1 碳纳米管及其复合导电水凝胶涂层修饰电极 本成

3、果研究开发了在金属电极表面制备碳纳米管及其复合导 电水凝胶涂层 ， 具有优良的电化学催化活性、 良好的生物相容性， 克服了传统的金属电极 / 生物界面的相容性差、易引发炎症以及引 起电极失效等缺点， 可以用在生物电化学传感器电极表面来提高传 感器的灵敏度。特点：（1）采用电泳沉积和流延涂覆等方法，可在多种金属电 极上制备碳纳米管复合导电水凝胶涂层。涂层与金属基体结合牢 固，结构均匀可控，稳定性优异，开辟了一条新的对电化学传感器 电极进行修饰与改性的方法。制备过程易于控制，工艺成熟，适合 于导电水凝胶涂层修饰电极的工业生产。 易团聚、潜在的生物安 全性风险等问题。（2）本成果所获得碳纳米管复合导

4、电水凝胶涂层 修饰电极，有优异的电化学活性和良好的生物相容性，在模拟人体 体液中对多巴胺等生物小分子有明显的电化学响应，灵敏度高，检 测极限低。主要用于生物传感器及生物相容性良好的燃料电池2 定向碳纳米管阵列增强复合水凝胶薄膜 本研究是一种定向碳纳米管阵列增强复合水凝胶薄膜的制备 方法，使制备出的定向碳纳米管阵列增强复合水凝胶具有优秀的力 学、电学性能，以及良好的生物分子吸附性和细胞亲和性，并可根 据使用要求对上述性能进行调控。该碳纳米管复合材料具有以下特点： （ 1）定向排列的碳纳米管 能充分发挥碳纳米管在力学、电学方面的优异性能，通过碳源的供 应量控制碳纳米管的生长，达到碳纳米管长度可控的

5、目的。 （2） 采 用熔融液渗入法促进碳纳米管与基体水凝胶的结合， 提高增强相与 基体相的界面强度。采用物理交联法实现凝胶化转变，保持去生物 活性。应用领域：人工关节软骨、组织工程支架、神经细胞载体、 仿生植入电极材料等生物医用领域。3 生物相容性可降解高分子 / 碳纳米管复合材料 本成果提供一种生物相容性医用生物高分子 / 碳纳米管复合材 料的制备方法，使其具有优良的力学性能、表面润湿性、对蛋白质 和生物分子吸附性以及细胞亲和性和生物降解性并可根据使用要 求对上述性能进行调控。特点：（1）本发明采用羧基化和表面活性剂对碳纳米管进行表 面活化，活化后的碳纳米管杂质减少，碳纳米管表面上结合羧基和

6、 表面活性剂基团，减少了碳纳米管在溶液中的聚集及缠结现象。解 决了碳纳米管在高分子中的团聚问题， 并与聚合物形成牢固的界面 相互作用，明显提高可降解高分子的力学性能。 （ 2）采用复相溶液 分散、浇注成型与热处理工艺方法制备生物医用高分子 / 碳纳米管 复合材料，可控制其表面形貌和聚集态结构，通过改变成型过程的 温度和后处理条件， 可得到不同尺寸和形状的高强度和高韧性的碳 纳米管 /降解高分子复合材料。 （3）该复合材料表面润湿性、对蛋 白质和生物分子吸附性以及细胞亲和性和生物降解性良好。应用： 农业、园林、土木、材潢、生活、卫生、杂品、医疗 用材等增强型可降解环保材料；胶囊药物释放体系、骨科

7、内固定材 料、组织修复材料、手术缝合线等生物医学材料和器械。4 碳纳米管增强环氧树脂自修复微胶囊本成果 使活化碳纳米管与环氧树脂均匀的分散在水相中， 制备 微胶囊，可用于复合材料自修复 。特点和应用：可有效改善了自修复微胶囊的修复效果，提高复 合材料的力学性能。 该技术也可用于其它敏感成分和易挥发成分等 的微胶囊化、隔离保护、控制释放等。二、知识产权与科研经费1.已获得专利项目名称及专利号可降解生物相容性高分子 / 碳纳米管复合材料的制备方法200810056233生物相容性定向碳纳米管阵列增强复合水凝胶的制备方法200910235547一种碳纳米管增强环氧树脂自修复微胶囊的制备方法申请号201110147435.5一种制备碳纳米管 复合导电 水凝胶涂层修饰电极的 方法2009102355472 经费来源（1）纳米复合材料医用安全性评价； 国家科技支撑项目子课题。（2）纳米导电水凝胶的自组装定向结构控制与生物电响应研究与 应用， 国家自然科学基金国际交流项目（3）连续相导电水凝胶的定向结构控制及生物电应答作用与机理； 国家自然科学基金三、市场转化的可行性、预期效益及希望合作的企业1. 市场转化的可行性本系列成果有很好的市场需求，产品原料供应充足，厂房建设规 模可控，工艺路线成熟，设备选型简单，低功耗，低污染，具有较 高市场前景。所属高校院、所）推荐意见2. 预期效益 本