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中國科大研制一種可替代塑料的仿生可持續結構材料
項目成果/簡介:塑料制品給現代生活帶來極大便利的同時，也正造成嚴重的環境問題。大多數塑料來自于石油產品，由于其極端的穩定性，廢棄后在環境中長時間也難以降解，最終造成持續性的環境污染問題。研發一系列可持續的高性能結構材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現有的生物基可持續結構材料都受到機械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產規模上制約了這類材料的應用。因此，引入先進的仿生結構設計來制造新型的可持續高性能結構材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應用范圍，加速可持續材料替代不可降解塑料的進程。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊將仿生結構設計理念運用于高性能生物基結構材料的研制，發展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實現了具有仿生結構的高性能可持續材料的規模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團隊成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復合制備了具有仿生結構的高性能可持續結構材料。所獲得的結構材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結構材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結構設計，這種仿生設計有效地改善了材料的力學性能。珍珠母所具有的磚-泥結構，使其可以基于普通的天然物質構筑高性能的材料，并兼具高強度和高韌性的優良特性。研究人員通過多尺度的仿生結構設計和表面化學調控，成功構筑了這種兼具高強韌特點的天然生物基可持續結構材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結構中的磚塊，一方面為結構材料提供了遠高于工程塑料的強度，另一方面，還通過裂紋偏轉等仿生結構原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性能，為該材料作為一種新興的可持續材料替代現有的不可降解塑料打下了堅實的基礎。
中國科學技術大學
2021-04-11
國產化智能溫室及其環境控制系統配套設施的研制
本項目以教育部設施農業網上合作研究中心為依托，結合科技部、教育部和上海市 科技興農重點攻關項目，進行了新型智能溫室結構設計及其配套設施的綜合設計與開發、 建模與控制新方法的應用基礎理論研究和 "溫室環境計算機控制系統"開發、基于圖像 處理技術的葉片面積估算技術的溫室水肥精準灌溉控制系統、作物栽培管理輔助決策支 持系統等一系列研究，實現了對溫室的遠程自動控制。
同濟大學
2021-04-11
廢堿渣循環流化床高效煙氣脫硫應用技術的研制
目前，我國火電廠所采用的煙氣脫硫裝置許多從國外引進，如：日本三菱重工、挪威 ABB、德國 Lurgi 等，不僅造價昂貴（投資幾百萬至幾千萬美元之間），而且運行費用很高。還有一些電廠采用國內研發的濕法煙氣脫硫凈化技術，雖然造價較國外引進低一些，但仍然存在運行費用高，脫硫效率低等問題。 純堿作為重要的基礎化工原料，廣泛應用于冶金、化工、建材等行業，廢棄堿渣是制堿工業產生的主要廢棄物之一。我國每年利用氨堿法生產純堿約 300 多萬噸，年產生廢液 3000 多萬 m3，廢堿渣近 300 萬噸。大部分氨堿廠的氨堿廢液廢渣靠筑壩堆存，天津堿廠在 70 年生產過程中已積存堿渣 1500 萬噸，占地 3.5km2，造成渣山周圍地區地上地下的嚴重污染。 利用廢堿渣作為脫硫劑，采用循環流化床煙氣脫硫凈化技術，可以起到“一箭三雕”的效果：脫硫效率不降低的條件下降低了煙氣脫硫的投資費用和運行費用、實現廢棄物的轉化消納、減少了石灰石開采對環境的沖擊。
北京交通大學
2021-02-01
生長因子類蛋白植物油體生物反應器研制
隨著新功能基因的分離,克隆以及各種農作物高效表達技術平臺的逐步建立,植物反應器的研究越來越深入.本實驗利用擬南芥(Arabidopsis thaliana)油體系統表達植物油體蛋白-角質細胞生長因子-2(Keratinocyte growth factor-2,KGF-2).首先人工合成植物密碼子偏好性的KGF-2基因,并通過PCR技術克隆了擬南芥油體蛋白Oleosin基因,構建由種子特異性啟動子驅動的,含有油體蛋白和KGF-2融合基因的植物油體特異表達載體;通過農桿菌介導法轉化野生型擬南芥,采用Basta篩選之后,獲得26株轉基因擬南芥.
吉林農業大學
2021-05-04
低溫肉制品質量控制關鍵技術及裝備研制與應用
針對我國低溫肉制品加工起步晚，加工機理與品質變化規律不明，缺乏質量控制技術支撐，產品出水出油嚴重、褪色快、貨架期短、加工經濟損失大、設備完全依賴進口等特點，系統開展低溫肉制品質量控制關鍵技術及裝備研發與產業化應用研究。該項目獲國家發明專利 12 項，發表 SCI 論文 57 篇，自主研發裝備 6 套、新產品 50 余種。項目實施為我國低溫肉制品的健康發展提供了重要技術支撐，為推動產業升級做出了重要貢獻。獲得了2016年中國食品科學技術學會科技創新獎技術進步獎一等獎。
主要技術特點：該項目揭示了肌肉蛋白乳化、凝膠機制及主導色素變化規律，形成低溫肉制品質量控制關鍵技術理論基礎；研發出低溫肉制品質量控制關鍵技術，有效解決了產品出水出油嚴重、褪色快和貨架期短的重大技術難題；研發出可替代進口的加工關鍵裝備，支撐了我國低溫肉制品的產業化發展。
南京農業大學
2021-05-11
土地調查監測空地一體化技術開發與裝備研制
"該成果獲2018年度國家科學技術獎科技進步二等獎。1.建立了城鄉一體化土地調查的數據組織管理模型，提出了全數字土地實地調查理論，建立了衛星遙感、無人機監測、實地調查空地一體的土地調查監測模式及與土地管理日常業務驅動相結合的數據庫更新模式，開發了支持上述技術的內業系統，實現了城鄉土地無差異化的調查和管理，解決了原城鎮、農村分別管理所帶來的城鄉區域的動態變化問題，確保了城鄉一體化土地調查成果數據的實時變更，為城鄉土地統一管理和調控提供了決策依據。 2.攻克了多平臺多傳感器的海量遙感影像多機并行鑲嵌技術，提出了面向地類圖斑變化的遙感影像自適應閾值自動發現方法，研發了融合高性能計算技術與數字攝影測量處理技術的遙感云服務平臺，從根本上解決了大區域影像鑲嵌耗時長等難題，實現了多源多時相地類圖斑變化的自動發現、海量數據規模化快速生成，遙感影像或地圖數據的存儲、發布、在線實時更新與處理。 3.突破了土地利用變化自動發現定點監控、車載動態快速景象—圖譜實時匹配與地類圖斑變化自動識別、嵌入式GIS千兆級土地數據組織與表達等關鍵技術，研制了車載集成輕小型土地調查無人機及車載超算平臺。
東南大學
2021-04-10
能源互聯網能量路由器工業樣機研制與產業化
本課題從能源互聯網自下而上構建開放互聯、對等分享的新型能源電力基礎設施的需求出發，提出能源路由器是能源互聯網實現的關鍵裝備。借鑒互聯網的理念、技術、方法和架 構，能源路由器效仿信息網絡路由器，以實現能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術的發展，本課題結合能源互聯網用戶需求側能量交換與互聯的需 求，研制低壓小容量能源路由器。清華大學在國內較早開始開展能源互聯網方面的研究工作，提出了能源互聯網基本架構、 關鍵技術，并開展能源路由器以及相關信息通信技術等方面的研發工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學基金委首個能源互聯網方面的立項——“能源互聯網建模、分析與優化理論研 究”，目前參與承擔國家電網公司科技項目“能源互聯網技術架構研究”“能源互聯網信息通 信體系架構研究”和“全球視角下能源互聯網的系統構建理論及情景分析”等直接能源互聯 網相關研究。能源路由器是能源互聯網的核心重大裝備，未來電網發展趨勢會以大量電力電子裝置呈現，電能路由器以電力電子技術為基礎，電能路由器未來能替代電力變壓器、電力電子裝備 等，加上隨著新能源和分布式新能源的發展，新能源的接入成為能源路由器的最大推手，市 場規模達到百億以上。
清華大學
2021-04-11
能源互聯網能量路由器工業樣機研制與產業化
本課題從能源互聯網自下而上構建開放互聯、對等分享的新型能源電力基礎設施的需求出發，提出能源路由器是能源互聯網實現的關鍵裝備。借鑒互聯網的理念、技術、方法和架 構，能源路由器效仿信息網絡路由器，以實現能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術的發展，本課題結合能源互聯網用戶需求側能量交換與互聯的需求，研制低壓小容量能源路由器。
清華大學在國內較早開始開展能源互聯網方面的研究工作，提出了能源互聯網基本架構、 關鍵技術，并開展能源路由器以及相關信息通信技術等方面的研發工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學基金委首個能源互聯網方面的立項——“能源互聯網建模、分析與優化理論研究”，目前參與承擔國家電網公司科技項目“能源互聯網技術架構研究”“能源互聯網信息通 信體系架構研究”和“全球視角下能源互聯網的系統構建理論及情景分析”等直接能源互聯 網相關研究。裝置的主要創新點如下：
l 能源路由器實現開放式即插即用的能量交換與路由；
l 能源路由器支持多路可擴展的新能源和動態負荷接入；
l 能源路由器解決瞬時平衡的能源互聯網能量管理；
l 能源路由器實現信息—能量融合的基礎設施一體化；
l 能源路由器在海淀北區能源互聯網項目示范應用；
性能參數：
l 研制自治微網能源路由器和小批量實現，傳輸電壓等級為低壓 380V，系統容量達 到百 kVA 級，響應時間小于 10ms，接入電源類型不少于 2 種，負荷類型不少于 3 類。
l 能源路由器可實現基本的能量路由功能，還可提供可擴展的工作模式：潮流調節模 式（增加有功、無功統一調節；功率因數達到 95%以上）和電能質量調節模式（增加電能質 量暫態、穩態指標的統一調節；暫態電壓補償能力超過 30%，電流諧波含量小于 5%）。
清華大學
2021-05-08
碳化硅提純工藝信息化管理子系統的設計和研制
碳化硅微粉的提純工藝要求實時在線監測提純罐中微粉溶液的溫度、液位、攪拌機時間等參量；如果分別選購市場上已有的數字化測溫儀、液位計和攪拌機運動監測（如轉速）儀表分別監測相關參量，還需另外選購工業控制計算機（車間環境溫度夏季高達50℃以上，普通PC機無法勝任），以便把測溫儀、液位計和（攪拌機）運動監測的信號實時采集和存儲。此方案不僅成本高，而且占用車間生產、物流空間較多，將對車間正常生產帶來嚴重影響；為此（受連云港樂園磨料磨具有限公司委托）我們以增強型嵌入式微控制器AT89S52為核心，自行設計研制了集提純罐溶液溫度、液位、攪拌機監測與提純工藝管理于一體的智能化多參量監測儀。該儀器支持時下流行的在系統編程（In-SystemProgramming）下載技術，便于今后的程序升級；采用液晶顯示器和鍵盤作為人機接口；采用Flash存儲器AT29C010A作數據備份之用；采用一主多從的方式通過RS-485總線協議實現分布式結點與上位機的通信，具有良好的抗干擾能力。
東南大學
2021-04-10
天然藥物中目標物快速“識別鑒定”二維色譜儀研制
1. 2D/CMC-中藥注射液類過敏物分析儀 2.“2D/CMC-中藥注射液類過敏物分析儀”系統界面?? 3.2D/CMC-中藥注射液類過敏物分析儀 配體-受體相互作用研究 ：CMC模型完全適用于配體-膜受體相互作用研究 4. CMC-配體/受體作用分析儀
西安交通大學
2021-04-11