高分子科学系仪器共享平台以规范管理促高效服务

发稿时间: 2022-01-18 14:50:38

 

高分子科学系于1998年即开始以聚合物分子工程教育部重点实验室为依托,逐步建设高度开放共享的仪器平台。目前依托于高分子科学系高分子化学与物理学科的聚合物分子工程国家重点实验室共享仪器平台面积约2000平米,集中放置大型精贵仪器56台(组)、总价值超过1亿元(图1),所有共享仪器分为三大系统、八个子平台(图2),可实现分子设计化学合成构效关系加工成型功能应用全链条的分析测试技术服务。

3-1

1 高分子科学系共享仪器平台概况

 

3-2

2 高分子科学系的共享仪器由三大系统和八个子平台构成

 

平台所有仪器设备均采取集中管理、共享开放、持证上岗、有偿使用的管理模式,制订《共享仪器使用与管理办法》《共享仪器测试收费办法》《共享仪器维修、配件及易耗品采购管理办法》《共享仪器事故处理办法》等相关管理办法,设置有共享仪器平台工作指导小组,配备专职实验技术人员11人负责大型仪器设备运行管理、上机操作培训、对外共享服务及仪器功能开发等,为校内外用户提供技术服务。

早在2015年,高分子科学系就着手建设仪器共享管理系统,实现用户管理、信息维护、设备预约、培训报名、安全考试和数据统计等功能,经过几次系统更新换代,有效提高了平台的科学化管理水平。

2020年,高分子科学系参与科技部共享考核的50万元以上仪器共40台,总使用机时39176.3小时,平均使用机时979.4小时,总计对校外服务机时1338.2小时。共享仪器平台集约化管理的仪器机时相对饱满,其中90%以上的机时服务于校内,校外服务机时约为5 %。虽受到疫情的影响,高分子科学系仪器共享仍然取得不错的成绩,为校内外提供了强有力的技术支撑。

支撑校内、校外科研工作的案例:

1. 利用扫描探针显微镜探测软物质水凝胶的纳米力学性能。

复旦大学材料科学系梅永丰课题组合成了一种具有动态疏水特征的新型水凝胶智能材料。该水凝胶在水面上可自驱动运动,无需额外能量供给;饱和吸水后该活性水凝胶即停止运动,干燥处理可恢复活力,再次实现自驱动快速水面运动。但是水凝胶类软物质的扫描探针显微镜测试一直是该研究的测试难题。原因是水凝胶很软,容易滑动,下针后很容易发生变形,导致测量点变动,使仪器无法跟踪样品进行反馈。

针对水凝胶类软物质的测试难点,共享仪器平台实验技术人员发明水凝胶测试基台,并经过多次固定实验,开发软物质材料的纳米力学测试技术,最终通过不断进行参数调节获得了不同状态下的水凝胶的力学数据。为科研工作提供的3D打印、原子力显微镜等测试结果发表于Sci. Robot.上(详见图3)。该测试技术将可为更多的科研院所或大学的科学研究提供高精尖的特色技术服务。

 

5   6

                                                           Sci. Robot., 2021, 6: 7925                                      屈泽华高级实验师

3 3D打印、原子力显微镜测试结果发表于Sci. Robot.

2. 利用3D打印技术实现生物活性水凝胶直接打印。

上海交通大学附属第一人民医院宋滇文课题组合成了一种具有高效成骨活性的新型水凝胶生物材料。该水凝胶可以提高力学强度,有效保护颅脑组织,同时利用本身的较好粘弹性以及3D打印的网格结构释放较高的颅内压力,实现急性颅脑创伤这一临床难题的全新治疗理念。海藻酸钠及丙烯酰胺双网络水凝胶的直接打印,并实现多层打印一直是该课题组的难点之一,原因是海藻酸钠本身打印较难,且和氯化钙交联速度过快,容易导致打印失败,且混合丙烯酰胺之后打印体系较为复杂。

针对水凝胶的打印难点,实验技术人员经过多次打印实验及参数摸索,找出适合此双网络水凝胶体系的打印方法,摸索出高精度、多层数的打印技术,课题组获得了非常满意的结果。为科研工作提供的3D打印、Micro-CT等测试结果发表于Adv. Func. Mater.上(图4)。该测试技术将可为更多的科研院所或大学的科学研究提供高精尖的特色打印技术服务,同时可以和课题组进一步深入合作,实现生物活性水凝胶的产业化生产,并有望进入临床试验,真正用于临床解决患者之病痛。

 

7        8

                                                      Adv. Funct. Mater.2019, 29, 1904450                                             潘晓霞实验师

4 3D打印、micro-CT的测试结果发表于Adv. Func. Mater.

 

欢迎访问:

复旦大学大型仪器共享管理平台(https://yqgl.fudan.edu.cn/genee/

复旦大学高分子科学系共享仪器平台(http://www.polymerpicc.fudan.edu.cn/