近日，中科院宁波材料技术与工程研究所（下称宁波材料所）的生物基高分子团队通过研究，利用人们以往视为废料的秸秆，研发出新型“仿木”复合材料，把秸秆变成了“木材”。
根据团队负责人、宁波材料研究员介绍，这种材料以常见的塑料、橡胶为基体，对秸秆、芦苇、椰子纤维、麻纤维、竹纤维等进行包裹加工，植物纤维的最高含量达到80%。“材料中不含甲醛、不会霉烂，阻燃性也非常好，而且价格比人造板材和新型木塑复合材料更低。”他说。
利用秸秆与高分子树脂，生产出新型“仿木”复合材料的粒料。
在研发这种新型“仿木”复合材料过程中，宁波材料所与山东潍坊一家科技公司合作，开发出了高速共混设备，解决了植物纤维高效收集等问题；团队尝试对植物纤维与树脂基体分步阻燃处理，最终让新型“仿木”复合材料达到最高阻燃等级了V0级标准（对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下）。
目前，团队通过优化新型“仿木”复合材料的生产工艺路线，已经使之具备一定的量产能力。“我们相信，用这种材料加工的新产品进入市场后，肯定能帮助缓解人们生产、生活中对木材的依赖性。”研究人员说。
近日，中国科学院深圳先进技术研究院与香港城市大学研究人员合作，成功研制出一种具有光热响应的智能生物材料，该材料可用于促进骨缺损部位的再生修复。
热疗是一种对正常组织损伤较小的传统疗法，自古代以来就被广泛地用于治疗诸多慢性疾病。然而常规的热疗方法受限于外部直接加热传递效率低下的问题，治疗效果较为有限。近年来随着纳米技术的快速发展，纳米光热治疗已经成为肿瘤治疗领域的一个研究热点，具有适用范围广、选择性强、操作简便等显著优点。
受肿瘤光热治疗研究的启发，团队基于前期黑磷基生物材料方面的研究合作(Angew. Chem. Int. Ed. 55, 5003, 2016; Small 13, 1602896, 2017; Adv. Sci. 5, 1700848, 2018)，将黑磷纳米片与可生物降解的医用高分子PLGA相复合，制备出一种具有光热响应作用的新型骨科植入材料。此种新型的复合生物材料仅需要添加0.2%的黑磷纳米片，就能够在肌肉组织覆盖下具有较高的光热转化效果，甚至在植入大鼠骨缺损部位后仍对近红外光照具有很强的光热响应。研究团队进一步研究发现，40~42℃范围的局部光热刺激就能够显著促进骨缺损部位的组织再生，而黑磷纳米片的添加还能够调控高分子基材的降解，因此可用作一种理想的骨科植入材料。在此项工作中，研发团队还深入探讨了光热促成骨的分子生物学机制，为骨科植入材料的功能设计提供了一条全新思路。
黑磷基复合生物材料：调控PLGA基材降解并且能够在近红外光照刺激通过光热转化作用实现微热刺激成骨。
中国科学技术大学研究团队采用一种新型生物合成法首次制备出系列宏观尺度功能纳米复合材料，该创新成果近日在线发表于《国家科学评论》。该方法可与目前食品工业细菌纤维素生产工艺灵活结合，有望实现高性能纳米复合材料块材的工业化生产，具有广阔的应用前景。
该研究团队发展的的生物合成方法是固态基底—气溶胶生物合成法。该方法通过将传统木醋杆菌液态发酵基底替换为固态，稳定了微生物合成纳米纤维素的界面，并通过程序化控制，在纳米纤维素生长界面上沉积不同纳米单元，实现纳米纤维素与纳米单元均匀复合，首次成功制备出一系列纳米结构单元含量可控、形状规则的宏观尺度大块细菌纤维素纳米复合材料。与传统浆料法相比，该生物合成过程完整地保留了细菌纤维素的三维纳米网络结构，所制备的复合材料在保留其纳米单元纳米尺度优良性能的同时，具有更优异的力学强度。
研究表明，这种合成法是一种通用方法，可制备一系列由不同纳米材料与细菌纤维素组成的宏观复合块材，包括零维纳米单元(二氧化硅纳米球、四氧化三铁微球、炭黑颗粒等)、一维纳米单元(碳纳米管、硅酸钙纳米线、碳化硅线等)、二维纳米单元(氮化硼纳米片、氧化石墨烯、纳米黏土片等)。在所制备的块材中，纳米材料含量重量比在0~85%范围内可调，而且微观纳米材料可均匀地分布在宏观尺度的三维纳米纤维素块材网络中。
据介绍，运用这种方法制备的块材能很好保留其纳米单元纳米尺度的优良性能。其中，所制备的碳纳米管/细菌纤维素复合材料薄膜的导电性与力学强度综合性能优于以往报道的所有同类材料。在保持高强度的同时，这种复合材料薄膜的电磁屏蔽性能也优于已报道的同类材料。此外，这种常温常压下的微生物发酵过程不使用任何有机溶剂，也不产生和排放任何有害物质，具有环境友好、成本低等优势。
纳米材料具有许多优异性能，将纳米材料组装成宏观尺度体材料可实现微观性能向宏观的“集成”，并具有单个纳米颗粒所不具备的性质，如光学、磁学、电学及离子传导性能等。但如何将纳米材料组装成宏观尺度体材料并保持其纳米尺度的独特性能，是纳米材料获得实际应用的关键，也是目前面临的重要挑战之一。
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