纳米磁力印刷技术的开发及其在智能生物材料领域的应用

近年来，仿生图案化结构的智能材料开始成为科技领域的前沿热点。然而，受制于现有技术的加工效率，这些功能独特的新兴材料尚难于推广。针对这一现状，本课题组提出一种革新性的纳米图案化组装理念："纳米磁力印刷技术"。该技术受宋代活版印刷技术的启发，结合课题组多年来在智能结构与磁性材料领域的技术优势，将微/纳米级别的磁性材料作为复杂纳米结构的组织者，通过可变磁场控制的"成型-磁力分离-再成型"过程，使磁性材料如同活版印刷中的字模被反复利用，从而实现不同规格的智能材料的批量制备。整个制备过程快捷方便、绿色环保、无需额外活性剂和催化剂，不仅能极大地提高智能材料的生产效率，还能确保同批次智能材料的质量和均一性。该项目填补了我国在智能生物材料批量制备领域的技术空白，为这些新兴材料的量产化、商品化和市场化提供理论依据和技术支持，具有重大学术价值和现实意义。

如何提升纳米磁力印刷材料的耐久性，是本基金项目的主要研究方向。自2012年起，针对这一命题，项目负责人先后尝试了蜜蜡、蜂胶、松脂、低温热熔胶、聚多巴胺等多种材料固定方案，并最终在2013年取得重要突破，项目负责人利用鸡蛋清中蛋白质遇热变性凝结这一特性，首次将其作为表面修饰剂，用于优化仿生多级纳米材料的表面活性。通过调节加热参数，结合纳米磁印技术，可精确控制鸡蛋清中复合蛋白质的成膜形貌以及孔径大小。经鸡蛋清膜修饰的多级材料，在保持材料原有活性的同时，其结构稳定性、疏水性以及生物相容性均得到显著提升。整个成膜过程可在一小时内完成。相较于现今常见的有机表面修饰材料，如壳聚糖、聚多巴胺和热熔胶等，鸡蛋清蛋白质修饰技术具有快速成膜，形貌精确可调，价格低廉，生物相容性好，易降解回收等独特优势。本项目相关论文已在Scientific Reports (IF=5.078)，Journal of Materials Chemistry(IF=6.626)，Nanoscale (IF=6.739)，Electrochimica Acta (IF=4.086)，Applied Surface Science (IF=2.538)等国际权威期刊中发表，发表论文平均影响因子达5.0134。应美国英国出版社邀请，撰写科技专著各一章，申请专利5项、其中3项已获得授权。相关工作在业内引起较大反响，例如，2012年,项目负责人作为核心完成人获吉林省科技进步奖一等奖。同年，作为第一完成人获吉林省自然科学学术成果奖一等奖；2013年国际医疗信息网站NewsRX对于项目负责人相关工作发表专题报道；2014年4月，项目负责人被任命为南昌大学转化医学研究院院长助理；6月，受聘为高功率半导体国家重点实验室客座教授；10月，应第十三届中国国际纳米科技（成都）研讨会邀请，做特邀报告并担任纳米科学与基础研究分会主席。