一、所属领域
1.所属领域：新材料
2.应用对象：高灵敏传感材料
二、项目介绍
1.痛点问题
极微感知兼具高分辨与高灵敏特性，在食品安全评估和疾病早期诊断等领域具有重要的应用价值。然而，在目标物高浓度或基质背景强干扰的复杂体系中，极微感知长期面临靶标选择识别、微小信号转导和本征信号放大的共性难题。感知材料“组成-结构-性能”传统研发范式缺乏从原子-分子层次到宏观性能之间特定功能单元的深层次探索，难以满足按需设计具有变革性性能的感知新材料，严重阻碍了感知理论的发展与检测技术的进步。
2.解决方案
本项目发现了突破靶标选择识别与高通量捕获trade-off效应的方法及微观机理，创建了分子间距调控能量转移的信号放大新策略，提出了“精准识别-高效捕获-原位放大”一体化感知新理论；发明了“限域亲和序构”和“自组装序构”新策略，建立了多维感知材料的“基元+序构”创制新范式，研制了系列极微感知新材料；首创了高维图像信息差精确感知方法与平台，实现了化学气体和蛋白标志物等靶标的极微感知技术突破。本成果为极微感知的理论与材料创制提供科学支撑，为复杂体系极微感知提供解决方案。具体方案逻辑如下图所示：
3.竞争优势分析（从技术和经济效益两个维度）
在技术层面：本项目提出了“精准识别-高效捕获-原位放大”一体化感知新理论。针对靶标分子选择识别与高通量捕获难以兼容（trade-off效应）的问题，发明了材料孔道结构与表面位点协同调控trade-off效应的方法，阐明了解决trade-off效应的微结构机制；针对本征信号转导与有效放大难的问题，设计了捕获载体与信号单元共组装模型，建立了分子间距高度敏感型能量转移信号放大策略，突破了固液界面捕获动力学差、标签信号弱、噪声干扰强等瓶颈，提出了“识别-捕获-放大”一体化感知理论。建立了多维感知材料的功能基元序构新范式。另外，项目还提出了纳米基元三维空间“限域亲和序构”和分子基元二维尺度“自组装序构”的新策略，建立了以功能基元性质与尺度为核心、空间序构突现为调控手段的多维感知材料的“基元+序构”创制新范式，突破了传统的“组成-结构-性能”材料设计理念，研制了荧光微球、多色金属有机框架等系列极微感知新材料。最后项目首创了色差（调）定量感知方法与平台。提出了自校准、高维度颜色空间定量模型，创立了以颜色色差定量生物胺等化学气体浓度微小变化（~5 mg/L）的方法，实现了对食品新鲜度的实时、量化监测；建立了以颜色色调定量蛋白标志物浓度的传感平台，完成了人血清中疾病标志物快速（15 min）、高分辨（~1 µg/L区间）、高灵敏（~31 ng/L）感知。
近年来，应用于食品安全评估和疾病早期诊断的便携式检测技术在全球市场规模总体保持稳定，到2024年，全球便携式快速检测技术的应用以达到数十亿美元的市场规模。应用于食品安全评估和疾病早期诊断便携式试纸条可以在不依赖于大型检测仪器和设备的情况下，对食物或是人体体液中所包含致病病原的直接快速检测，大大节省检测成本并提升检测效率，在食品安全和医疗领域极具经济价值。
4.技术成熟度及市场应用前景
√实验室开发 √样机/样品 中试/放大 示范应用
应用前景：
项目基于食品安全和疾病诊断领域现场快速检测的重大战略需求，研制了酸碱度敏感响应的多发射金属有机框架材料及其便携化纸质感知器件，实现了在超市、农贸市场等资源有限场景对食品新鲜度的实时、量化监测。创制了多功能的光学感知探针，完成了人血清中对炎症标志物、肾衰竭标志物、心肌标志物（H-FABP）快速（15 min）、高分辨（~1 µg/L 区间）、高灵敏（~31 ng/L）感知，上述便携化纸质感知器件将广泛应用于包括食品安全检测以及医疗疾病预检等领域。
5.知识产权情况
项目在Adv. Mater.、Angew等期刊发表SCI论文20余篇，授权中国发明专利10件，论文获正面引用或评价超1500次，单篇引用过百论文5篇（高被引3篇），引起国内外学术界广泛关注。提出的识别与捕获抗trade-off效应的方法与机制获得中国石油和化学工业联合会科学进步二等奖，建立的感知材料合成策略与序构范式获得中国石油和化学工业联合会青年科技突出贡献奖。
一、合作需求
√技术开发 技术转让 技术许可 作价入股 引入风投 其他（请注明）
（如有详细合作需求请进一步补充）
二、团队介绍
团队领导人胡军系浙江工业大学化学工程学院教授，博士生导师，国家百千万人才工程入选者、国家有突出贡献中青年专家、国务院特殊津贴获得者，获浙江省自然科学基金杰出青年基金项目资助。主要从事新型智能传感材料的设计与应用等领域的研究工作，先后主持国家基金、省基金等省部级及以上项目11项。其中国家基金4项（1项重点）；相关成果在《Angewandte Chemie International Edition》、《Advanced Functional Materials》等期刊发表学术论文50余篇，授权国际国内发明专利40余项，作为参与人获得国家科技进步二等奖1项，浙江省科技进步二等奖2项，作为第一完成人获中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖1项，中国石油和化学工业联合会青年科技突出贡献奖。
胡军教授所带领的浙江工业大学跨尺度序构与极微感知应用研究团队是一个涵盖材料、化学、物理和电子信心等多学科交叉的研究团队。团队主要我国石油化工、生命健康、智能装备等领域精准识别和高敏感知的重大需求，基于材料丰富的尺度效应，以功能基元序构为研究范式，实现材料在纳微至宏观尺度上的性能融合及强化，力图建立跨尺度材料结构与性能的知识体系，并最终为高性能传感材料与器件的设计和制备提供坚实的理论基础和方法论指导。
团队成员在近五年内共计主持国家自然科学基金项目11项，其中重点1项，面上及培育项目8项，青年基金项目2项；五年内共计主持浙江省自然科学基金项目9项，其中重点研发计划2项，省杰青项目1项；在国际知名学术期刊发表SCI论文100余篇，授权发明专利20余项。
三、联系方式
单位：杭州市富阳区浙工大银湖创新创业研究院
联系人：俞琴
电话：13605819858
邮箱：13605819858@139.com
