基于光动力杀菌高分子多孔材料的可穿戴设备研发

2024/09/18
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项目计划总投入:10万元
奖励金额:面议
单位名称:福建奥晟科技有限公司
所属领域:生物医药与大健康
技术需求类型:关键零部件、材料及工艺的技术瓶颈
期望合作方式:委托专家团队长期技术服务
联系人:肖*
联系电话:18959166695

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项目需求说明

随着可穿戴设备的广泛应用,市场对具备光动力杀菌功能的可穿戴设备需求日益增加。我们希望通过合成具有光动力杀菌属性的高分子多孔框架材料,结合自身的合成橡胶技术,开发出具有抗菌特性的橡胶部件应用于可穿戴设备。为此,我们计划招标一个具有高分子多孔框架材料合成及杀菌性能研究的团队,专注于材料的设计与合成。

本项目的需求是设计并合成出一种将高分子多孔框架材料,将其与合成橡胶、弹性体或者高弹塑料混合,赋予复合材料光动力杀菌功能的同时仍能保持其良好的机械性能和可穿戴性。

技术难题与发展瓶颈:

材料的光动力杀菌特性:需要开发能够有效吸收特定波长光线并产生活性氧物质来实现杀菌的高分子材料。现有的合成橡胶材料在光吸收和反应性方面存在局限,需探索新的材料组合。

多孔框架的结构设计:需要设计出具有优良透气性和机械强度的多孔框架材料,以确保在使用过程中既能保持舒适性,又能有效发挥杀菌功能。多孔结构的形成与合成工艺的控制密切相关。

材料的生物相容性:可穿戴设备直接接触皮肤,要求所用材料具备良好的生物相容性,避免引起皮肤过敏或其他不适反应。

① 技术攻关方向:

新型高分子材料的开发:研究新型高效、环保的光敏杀菌多孔框架材料,探索并研究设计与合成的改性方法,以提高其光动力杀菌性能。

优化多孔结构设计:利用计算机模拟和实验方法,优化多孔框架的设计,确保其在力学性能和透气性之间达到最佳平衡。

生物相容性测试:开展材料的生物相容性评估,确保新材料在皮肤接触下的安全性。

兼容性:新材料需与现有橡胶材料具有良好的相容性,不影响原有橡胶的物理性能。

先进的加工技术:开发兼容本公司主营材料的合成与加工工艺,确保生产过程中的光敏杀菌多孔框架材料性能不受影响。

② 主要技术指标参数:

光动力杀菌效率:目标是开发出具有≥99%杀菌率的材料,能够在日常光照或较弱光强照射下有效杀灭常见的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等。

复合材料的力学性能:要求复合材料的抗拉强度≥5 MPa,断裂伸长率≥300%,以保证可穿戴设备的耐用性和舒适性。

透气性:多孔框架材料的透气率需达到≥800 g/m²/24h,以确保佩戴时的舒适性。

生物相容性:材料需符合ISO 10993生物相容性标准,确保无毒、无刺激性。


现有基础条件情况

① 目前已经开展的工作:目前,我公司已成功开发出多种合成橡胶、弹性体和高弹塑料产品,广泛应用于多个领域。针对本项目,我们已完成市场调研和初步材料筛选,确立了研究方向。

② 所处阶段:目前处于招标相关科研团队实验验证阶段。

③ 投入资金及人力:项目已获得初期研发资金投入,用于团队建设、实验室设备采购和材料采购。

④ 仪器设备和生产条件:实验室配备了先进的材料合成与表征设备,包括多功能反应釜、微波反应器、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和氮气手套箱等,能够满足项目的研究需求。


预期成果及经济社会生态效益

① 预期成果及经济社会生态效益:

预期成果:本项目旨在开发具有光动力杀菌功能的高分子多孔框架材料,并将其与合成橡胶、弹性体或高弹塑料结合,最终应用于可穿戴设备中。预期成果包括成功合成一种具备高效杀菌能力(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌致死率≥99%)、优异力学性能(抗拉强度≥5 MPa,断裂伸长率≥300%)及良好生物相容性的复合材料。这种材料将显著提升可穿戴设备的抗菌性能,满足消费者对健康与安全的需求,推动可穿戴设备市场的升级与发展。

② 应用场景:

医疗领域:在医院和诊所中,该材料可用于制作手术服、口罩、绷带等,减少医院感染,提高医疗安全。

运动健康:智能运动装备将集成光动力杀菌技术,帮助运动员在训练和比赛中减少由细菌引起的皮肤感染。

日常穿戴:智能手表、健康监测手环等日常穿戴设备将具备自清洁功能,提升个人卫生标准。

③ 对产业转型升级的贡献:

突破该技术将为合成橡胶和可穿戴设备产业带来转型升级,推动产业向高技术、高附加值方向发展。通过解决材料兼容性和生物相容性问题,将极大地拓宽产品的应用范围,提高产品竞争力。当前可穿戴设备面临的主要问题包括细菌滋生、用户舒适度和设备耐用性。本项目研发的材料将有效解决这些问题,提供长效的抗菌保护,增强用户体验,延长产品使用寿命。

④ 经济社会效益:

经济效益:新技术的应用将开辟新的市场空间,带动相关产业链的发展,创造就业机会,促进经济增长。

社会效益:通过提升材料的杀菌功能和使用寿命,可降低消费者因设备二次污染引发健康问题的风险,进而减少医疗开支和社会成本,带来显著的社会效益。


对技术难题解决应征方要求

① 资质条件:

应征方应具备国家认可的科研机构或高新技术企业资质,在氢键有机框架材料合成与生物杀菌领域拥有丰富的研究和开发经验。具备相关领域的专利技术和知识产权,拥有可供验证和生产的实验室及测试设备。

② 科研能力:

拥有一支由高级研究人员和专业技术人员组成的科研团队,具备强大的技术攻关和创新能力,能够高效解决项目中的技术难题。应征方需具备在短时间内设计、实施并优化复杂实验的能力,能够迅速推进技术从实验室阶段到中试阶段的转化。

③ 项目时限:

项目要求在18个月内完成,包括技术研发、工艺优化、试生产和成果验收等全部阶段。应征方需有明确的项目实施计划,并能确保按期完成各阶段目标。

④ 产权归属:

项目研发过程中形成的技术成果、工艺流程及相关专利归项目委托方所有,应征方享有研发阶段的知识产权参与权,双方可协商在特定条件下共同申请专利。双方应明确知识产权保护和保密协议,确保研发成果不被泄露或侵权。

⑤ 利益分配:

在项目成功后,委托方将根据合同约定向应征方支付研发费用,并可在后续产品销售或技术转让中按比例分享收益。双方可根据实际贡献比例,就成果产业化后的收益分配进行协商,确保应征方在技术转化过程中获得合理的经济回报。


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