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紫外探測技術(shù)是繼激光探測技術(shù)和紅外探測技術(shù)之后發(fā)展起來的又一軍民兩用光電探測技術(shù)。幾十年來，紫外探測技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對現(xiàn)代科研、國防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件。先進(jìn)光譜儀器是集光、機(jī)、電和計算機(jī)于一體，技術(shù)密集的高科技產(chǎn)品。它是現(xiàn)代科技必不可少的精密檢測和分析手段，是現(xiàn)代天文學(xué)、航空航天、分子生物學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、環(huán)境和生態(tài)等新科技建立和發(fā)展的基礎(chǔ)。國家對發(fā)展先進(jìn)光譜儀器和研制光譜儀器用的探測器件非常重視，“十一五”國家科技支撐計劃專門設(shè)立了科學(xué)儀器設(shè)備研制與開發(fā)專項“先進(jìn)大型光譜儀器的關(guān)鍵部件——高分辨分光器件和探測器件的研制”，技術(shù)人有幸成為承擔(dān)該課題的主要研究人員，負(fù)責(zé)高分辨探測器件的研制工作。 硅基成像器件如CCD和CMOS是最廣泛應(yīng)用的光電探測器，而且先進(jìn)的光譜儀器都采用了CCD或CMOS作為探測器件，這是因為CCD和CMOS具有靈敏度高、低噪聲等優(yōu)點。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很?。?lt;2nm），一般的硅基成像器件如CCD、CMOS等都在紫外波段響應(yīng)很弱，這種很弱的紫外響應(yīng)限制了硅基成像器件在先進(jìn)光譜儀器及其他紫外波段探測方面的使用。 因此，本技術(shù)的研究成果硅基成像器件的紫外響應(yīng)增強(qiáng)薄膜是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展迫切需要。 增強(qiáng)硅基成像器件的紫外響應(yīng)，目前有兩種方法：一是改變硅基探測器的結(jié)構(gòu)，如背照式CCD；另外一種是在現(xiàn)有的成像器件光敏窗口加鍍一層下變頻膜，把紫外光先轉(zhuǎn)化為可見光，然后再接收。國外自1980年起就開始增強(qiáng)硅基探測器紫外響應(yīng)的下變頻薄膜研究，按使用材料的屬性，可以把變頻膜分為有機(jī)變頻膜和無機(jī)變頻膜兩種。有機(jī)變頻膜技術(shù)相對成熟，也有相關(guān)的專利出現(xiàn)。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡CCD、星球相機(jī)（WFPC）CCD和Photometrics等公司提供的響應(yīng)波段延伸到紫外的CCD都是鍍的有機(jī)變頻膜。目前紫外增強(qiáng)有機(jī)變頻膜可使普通CCD的響應(yīng)波段延伸到200nm，Roper Scientific公司開發(fā)的Metachrome II薄膜在120-430nm波段都具有良好的下變頻效果。有機(jī)變頻膜技術(shù)盡管成熟，但該類薄膜有著致命的缺點，那就是有機(jī)物分子在紫外輻射下降解速度很快。在照明度為1μW/cm2的光照下，有機(jī)分子以高達(dá)每小時3%的速率成指數(shù)降解。在這一方面，而無機(jī)變頻膜具有不可比擬的優(yōu)點。無機(jī)變頻膜材料可以在它使用期限的前2%時間里，減少90%的降解量，因此，無機(jī)變頻膜具有非常優(yōu)越的穩(wěn)定性。在無機(jī)變頻膜方面，國外研究也剛起步，最早的報道見于2003年[1]，目前尚無成熟的增強(qiáng)硅基成像器件的紫外無機(jī)變頻膜技術(shù)。國內(nèi)在有機(jī)和無機(jī)變頻膜方面，都沒有已見報道的研究工作。  為了提高探測器對紫外輻射的敏感性，我們采取了在硅基成像器件光敏窗口上鍍變頻膜的辦法，成功地使CCD及CMOS的響應(yīng)波段拓展到150nm。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用在光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對推動國家的科研和產(chǎn)業(yè)在這些領(lǐng)域的發(fā)展有極大幫助。

通過使用鉛的條狀非公度相作為鉛膜和硅襯底的界面，用超高真空分子束外延技術(shù)成功制備出一種宏觀面積的、塞曼保護(hù)的新型二維超導(dǎo)體。系統(tǒng)的低溫強(qiáng)磁場實驗表明，該體系的超導(dǎo)電性可存在于超過40特斯拉的平行強(qiáng)磁場中，這一數(shù)值遠(yuǎn)超過體系的泡利極限，是塞曼保護(hù)超導(dǎo)電性的直接證據(jù)。第一性原理計算結(jié)果也表明，條狀非公度相中特殊的晶格畸變會延伸至鉛膜中，從而在該體系中引入很強(qiáng)的塞曼自旋軌道耦合。同時，新的微觀理論也給出了強(qiáng)雜質(zhì)情形下各種自旋軌道耦合及散射效應(yīng)對二維超導(dǎo)臨界場的影響并定量地解釋了塞曼保護(hù)超導(dǎo)電性的物理機(jī)制。該工作表明，可以通過界面工程在中心反演對稱性保護(hù)的二維超導(dǎo)中引入面內(nèi)中心反演對稱性破缺，也即在二維晶體超導(dǎo)體系中人工引入塞曼保護(hù)的超導(dǎo)電性機(jī)制。這一結(jié)果預(yù)示出人們有望在二維超導(dǎo)體系中，通過界面調(diào)制發(fā)現(xiàn)新的非常規(guī)超導(dǎo)特性。這種宏觀尺度強(qiáng)自旋軌道耦合下的二維超導(dǎo)，也為拓?fù)涑瑢?dǎo)的探索提供了新的平臺，并為未來無耗散或低耗散量子器件的設(shè)計與集成奠定了基礎(chǔ)。圖 (a) 脈沖強(qiáng)磁場實驗表明6個原子層厚鉛膜的超導(dǎo)電性在高達(dá)40 T的水平強(qiáng)場下仍不被破壞。(b) 臨界場隨溫度的關(guān)系與理論高度重合，有力地證明了超薄鉛膜中的塞曼自旋軌道耦合保護(hù)的超導(dǎo)電性。 (c) 對外延生長于條狀非公度相（SIC）界面上的超薄鉛膜進(jìn)行磁阻測量的示意圖。

本技術(shù)采用耐高溫、酸堿等苛刻條件的陶瓷膜分離技術(shù)對退漿廢水進(jìn)行處理達(dá)到回用的目的。工藝包括：廢水儲槽、10倍濃縮膜設(shè)備、20倍濃縮膜設(shè)備、濃水處理系統(tǒng)等。本技術(shù)具有處理高COD負(fù)荷、強(qiáng)堿有機(jī)廢水的能力，并能有效回收廢水中的可利用物質(zhì)，膜過濾系統(tǒng)抗有機(jī)污染及再生能力強(qiáng)，系統(tǒng)整體維護(hù)成本低，使用壽命長等特點。該工藝水回收率能夠達(dá)到95%以上，回用水中主要含有燒堿、分散劑和精煉劑。濃水通過與酸反應(yīng)沉淀經(jīng)泥水分離器和帶式壓濾機(jī)進(jìn)行分離處理，濾餅進(jìn)行燃燒發(fā)電處理。該工藝達(dá)到了廢水的近零排放，降低了廢水處理成本

氣體分離膜材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開發(fā)出多種應(yīng)用如：膜覆蓋式養(yǎng)殖畜禽糞便高溫好氧發(fā)酵；氣體分離膜在農(nóng)用產(chǎn)品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用；氣體分離膜在活魚運輸上的應(yīng)用。

本項目開發(fā)了一種具有規(guī)整垂直孔道多孔膜的制備方法，主要是以嵌段共聚物為原料，利用溶劑蒸汽退火形成垂直的微相結(jié)構(gòu)，再選擇性溶脹將分散相轉(zhuǎn)化為孔道。溶劑蒸汽退火是將聚合物膜暴露于溶劑蒸汽中，溶劑分子進(jìn)入膜內(nèi)部，促進(jìn)分子鏈運動，形成規(guī)整排列的分相，具有室溫下可操作、簡單方便的特點。選擇性溶脹致孔是一種物理方法，該過程不存在化學(xué)反應(yīng)，無質(zhì)量損失，可以根據(jù)溶脹條件有效調(diào)控孔徑?？讖娇稍?0-50nm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，膜厚可在20nm-50微米之間調(diào)節(jié)。

目前乙酸乙酯等的合成方法是以乙酸和乙醇為原料，采用濃硫酸為催化劑來制取，該法副反應(yīng)多且受限于反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率提高、后處理工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、廢酸排放污染環(huán)境。采用新的酯化反應(yīng)技術(shù)和可代替硫酸的新型酯化催化劑及分離技術(shù)具有重要的意義。本項目技術(shù)采用固體酸代替硫酸，采用透水膜打破反應(yīng)平衡，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可以提高到98%以上，減少廢酸排放，反應(yīng)時間縮短到2h，工藝節(jié)能綠色，實現(xiàn)了部分節(jié)水減排。

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡介：本技術(shù)采用微生物工程將苕干、土豆、碎米等原料經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成多糖，然后將多糖延成薄膜。該膜是由葡萄糖連接而成的高分子物質(zhì)，具有可食性、可降解性，無色透明，隔氧性好等特點。作為食品包裝膜，其直角撕裂強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、透光性等指標(biāo)均達(dá)到塑料包裝優(yōu)等膜標(biāo)準(zhǔn)。該膜可薄至0.01mm，在塑料封口機(jī)上熱壓成袋，袋裝奶粉和色拉油時不漏粉、不漏油，可以與奶粉共溶于水,一起食用，是一種典型的綠色包裝。經(jīng)鑒定，成果達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先水平。應(yīng)用領(lǐng)域：該膜可用于食品的可食包裝、醫(yī)療衛(wèi)生(醫(yī)藥的載體和膠囊)，替代塑料

01. 成果簡介 近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，應(yīng)對氣候變化壓力持續(xù)增大，以及氫能市場前景巨大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，世界發(fā)達(dá)國家均將氫能及綜合應(yīng)用作為未來能源發(fā)展的重點方向之一。燃料電池汽車融合了內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動汽車的優(yōu)點，不僅具有零排放、高效與高功率密度的優(yōu)勢，而且續(xù)駛里程足夠長，被業(yè)界公認(rèn)為是新能源汽車的發(fā)展趨勢。經(jīng)過北京奧運會23輛、上海世博會的196輛燃料電池汽車的批量示范驗證和多輪技術(shù)迭代優(yōu)化，燃料電池汽車開始進(jìn)入交通運輸領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，從2013年開始，歐、美、日、韓的燃料電池汽車相繼上市銷售。與國外發(fā)展路徑不同，我國從燃料電池商用車切入推進(jìn)氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，氫燃料電池商用車已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)并在上海、北京、河北、廣東等地示范運營。氫能行業(yè)迎來了產(chǎn)品孕育的發(fā)展機(jī)遇。 膜電極作為燃料電池發(fā)動機(jī)的核心部件，代表企業(yè)如美國GORE公司、英國Johnson Matthey公司。本項成果提供了一種制備膜電極的技術(shù)，創(chuàng)新點為：1）采用“熱定型法”工藝制備催化層，優(yōu)化電化學(xué)三相界面和促進(jìn)多相傳質(zhì)，解決了傳統(tǒng)膜電極性能低、壽命短瓶頸問題；2）發(fā)明了將質(zhì)子交換膜和催化層封裝在氣體擴(kuò)散層內(nèi)的一體化膜電極產(chǎn)品，提升了燃料電池的一致性和可靠性,并提高了電堆生產(chǎn)效率。該項成果已應(yīng)用于示范項目，應(yīng)用情況良好。性能指標(biāo)：1）面電導(dǎo): >40S/cm22）拉伸強(qiáng)度: >35MPa3）H2滲透率:<2mA/cm24）0.6V@2.5A/cm2 (測試條件：1.5atm,70℃,空氣計量數(shù)2.3,濕度80%)5）壽命:20000小時（加速老化法,10%性能衰減）02. 應(yīng)用前景 燃料電池03. 知識產(chǎn)權(quán) 本項成果已申請專利22項。04. 團(tuán)隊介紹 團(tuán)隊在燃料電池應(yīng)用研究方面已有超過20年的技術(shù)積累，在技術(shù)開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化過程中，先后獲得“第十九屆全國發(fā)明展覽會發(fā)明獎”金獎、北京市第三屆發(fā)明專利獎一等獎、“清華大學(xué)科研成果推廣應(yīng)用效益獎”二等獎、“第十屆國際發(fā)明展覽會發(fā)明獎”金獎、湖北省技術(shù)發(fā)明獎等多項獎勵。負(fù)責(zé)人為副教授、博士生導(dǎo)師，累計在多個國際權(quán)威期刊上發(fā)表SCI論文96多篇，申請發(fā)明專利60余項。05. 合作方式 技術(shù)許可。06.聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn wangcheng@tsinghua.edu.cn

用于CO2分離的膜技術(shù)在天然氣、沼氣的凈化，三次采油中的CO2回收，密閉空間中的CO2 脫除以及減輕溫室效應(yīng)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用性前景。與傳統(tǒng)的CO2分離技術(shù)相比，膜分離方法具有投資少，能耗低，環(huán)境友好，設(shè)備簡單緊湊、節(jié)約空間、高效靈活、易于操作等優(yōu)點，而且CO2濃度越高，膜法分離越經(jīng)濟(jì)，即使CO2濃度低于5%，用膜法的費用也僅為吸收法的64.7%?？梢杂糜诿摮嵝詺怏w的膜主要有液膜、無機(jī)膜和高分子膜，實際應(yīng)用中滿足氣體分離要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的滲透性和選擇性不能兼得的缺點。含有固定載體的促進(jìn)傳遞膜兼具液膜和普通高分子膜的優(yōu)勢，能同時具有高的分離系數(shù)和透過速率，而且穩(wěn)定性好，是一類很有發(fā)展前途的氣體分離膜，已引起國際上研究者們的極大關(guān)注。本研究成果合成了幾種對CO2具有促進(jìn)傳遞作用的固定載體膜材料，通過載體與CO2的相互作用促進(jìn)CO2在膜內(nèi)的傳遞，因而具有較高的滲透選擇性。同時由于載體是以化學(xué)鍵固定在高分子上，因此具有很好的穩(wěn)定性。本成果以自主開發(fā)的固定載體膜材料為分離層，以多種材質(zhì)的超濾膜為基膜，制備了用于CO2分離的固定載體復(fù)合膜。所研制的復(fù)合膜，其CO2/CH4透過分離性能處于世界領(lǐng)先水平。

本發(fā)明公開了一種建筑施工工地快速成膜抑塵劑，它由質(zhì)量濃度0.70～1.0％的海藻酸鈉溶液和質(zhì)量濃度7.0～8.0％的氯化鈣溶液組成，所述海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液的使用比例為1:0.75～0.90。本發(fā)明利用植物提取物海藻酸鈉和無水氯化鈣反應(yīng)，在土壤表面迅速形成薄膜，覆蓋并固結(jié)表層粉塵達(dá)到抑制揚(yáng)塵的作用，抑塵效率可達(dá)99％以上，且成本低廉，環(huán)境友好，無毒無害，可用于城市建筑工地?fù)P塵控制。抑塵劑所成海藻酸鈣膜，具有良好的吸濕保水性能，使用抑塵劑可使吸水性提高十倍，長期保持土壤固結(jié)含水率在11％以上，高于揚(yáng)塵臨界含水率4％。使用本抑塵劑后，裸露土層的抗風(fēng)蝕、抗水蝕能力有顯著提高，鼓風(fēng)吹掃或水流沖刷均不會導(dǎo)致表面膜破壞或抑塵效果下降。