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（2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎(jiǎng)（自然科學(xué)獎(jiǎng)）一等獎(jiǎng)） 成果簡介：巖石（體）是一種復(fù)雜的天然介質(zhì)，在漫長的地質(zhì)構(gòu)造作用過程中，內(nèi)部孕 育了各種規(guī)模和尺度的缺陷（如節(jié)理、裂隙和斷層等），這些缺陷的空間位置與 分布規(guī)律顯著影響其力學(xué)響應(yīng)，進(jìn)而對斷續(xù)裂隙巖體工程的穩(wěn)定與安全產(chǎn)生重要 影響。另一方面，在頁巖氣與煤層氣等開采過程中，往往需要人為制造裂縫網(wǎng)絡(luò) 來實(shí)現(xiàn)壓裂增滲增產(chǎn)。因此，開展巖石裂紋擴(kuò)展與連接機(jī)理的研究，對于預(yù)測巖 石（體）工程的失穩(wěn)破壞以及提高油氣產(chǎn)量與效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià) 值。主要取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)如下： （1） 在試驗(yàn)研究方面，研發(fā)了適用于裂隙巖石的高精度數(shù)字量測技術(shù)，發(fā) 現(xiàn)了非連續(xù)巖石材料中的裂紋擴(kuò)展與連接規(guī)律，建立了非連續(xù)巖石材料應(yīng)力跌落 與裂紋演化規(guī)律之間的聯(lián)系，揭示了巖石材料中的裂紋演化規(guī)律，為理論和數(shù)值 研究裂紋演化規(guī)律提供了技術(shù)支撐。 （2） 在理論研究方面，利用內(nèi)變量熱力學(xué)理論和偽力法，揭示了裂隙巖體 的損傷局部化機(jī)理，建立了巖石（體）損傷局部化分叉模型；基于斷裂力學(xué)原理, 提出了巖石（體）的非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則，為開展復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化過程的數(shù) 值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。 （3） 在數(shù)值方法方面，提出了連續(xù)-非連續(xù)數(shù)值模擬方法，編制了廣義粒子 動力學(xué)多線程高效并行計(jì)算程序，成功實(shí)現(xiàn)了二維和三維裂紋演化過程的數(shù)值模 擬，揭示了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化的細(xì)觀機(jī)理，為巖體工程穩(wěn)定性分析提供了 計(jì)算平臺。 (4)    在工程應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)了錦屏I級水電站深埋地下洞室非連續(xù)圍巖損 傷破壞過程的數(shù)值模擬，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，闡釋了地下洞室非連續(xù)圍巖的破裂 發(fā)展規(guī)律，揭示了深埋地下洞室圍巖的損傷失穩(wěn)機(jī)制。

索非布韋（商品名：Sovaldi，通用名：Sofosbuvir，結(jié)構(gòu)如圖 1 所 示）是吉利德科學(xué)公司（Gilead Sciences）于 2013 年 12 月 6 日獲得 美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的用于基因 1 型，2 型，3 型 以及 4 型慢性丙型肝炎（HCV）成人患者的有效治療藥物。 目前索非布韋 28 片/瓶在美國的銷售價(jià)格為 2.8 萬美元，即每片 1000 美元，而大多數(shù)患者需要治療 12 周，總費(fèi)用將達(dá) 8.4 萬美元， 分析認(rèn)為索菲布韋會成為一款超級重磅炸彈藥物。2014 年在美國的 銷售額將達(dá)到 19 億美元，到 2016 年其銷售額將達(dá) 66 億美元。 本項(xiàng)目將研究索非布韋的合成方法和產(chǎn)業(yè)化工藝條件，通過設(shè)計(jì) 和改進(jìn)現(xiàn)有的索非布韋合成方法，獲得索非布韋的生產(chǎn)技術(shù)，項(xiàng)目的 考核指標(biāo)是實(shí)現(xiàn)索非布韋的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 本項(xiàng)目索非布韋合成方法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 操作步驟簡單，每一步重要中間體的純化均采用重結(jié)晶或非常 普通的純化方法，不需要進(jìn)行硅膠柱層析等繁瑣的純化方式； 2) 每一步的合成反應(yīng)收率較高，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的裝置簡單，沒 有特殊的化工裝置要求； 3) 整個(gè)工藝路線設(shè)計(jì)合理，溶劑回收方便，三廢產(chǎn)生量很少，屬 于環(huán)境友好型綠色合成生產(chǎn)工藝； 4) 順利實(shí)現(xiàn)的所有重要反應(yīng)中間體和最終索非布韋產(chǎn)品的立體 選擇性控制，通過 31P NMR 譜以及 1H NMR 譜檢測結(jié)果表明， 該生產(chǎn)工藝得到了單一立體構(gòu)型的索非布韋目標(biāo)化合物。

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         研發(fā)團(tuán)隊(duì)以設(shè)計(jì)制備寬光譜超材料吸收器和像元級集成紅外探測器為研究主線，在超薄寬帶高吸收原理與策略、材料/器件設(shè)計(jì)與制備方面取得了突破性進(jìn)展。圍繞器件吸收率低、噪聲等效溫差（NETD）大、集成兼容性差的難題，提出了無損與損耗型介質(zhì)結(jié)合、多模諧振耦合光吸收的思路，獲得超薄寬帶高吸收率材料；提出將超薄寬帶高吸收率材料與非制冷紅外探測器像元級集成新思路，獲得了寬譜、NETD小、多色探測的非制冷紅外探測器，NETD降低3倍，研究成果已在中國兵器北方夜視廣微科技應(yīng)用轉(zhuǎn)化。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

成功開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型淺色導(dǎo)電晶須，用晶須替代納米顆粒作為 基體制備導(dǎo)電填料加入纖維基體中，具有比導(dǎo)電超細(xì)顆粒更好的分散性，而且由 于晶須是棒狀結(jié)構(gòu)，分散在纖維中可以通過搭接的方式首尾相接，更利于纖維導(dǎo) 電。淺色導(dǎo)電晶須的開發(fā)研究對白色導(dǎo)電纖維的制備提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，葛 明橋教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的白色導(dǎo)電纖維經(jīng)檢測達(dá)到 109?（熔融紡絲）和 106?（濕法 紡絲）達(dá)到導(dǎo)電纖維要求，是國內(nèi)導(dǎo)電纖維領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，可提高白色導(dǎo) 電纖維自產(chǎn)率，應(yīng)用前景廣闊。 2 關(guān)鍵技術(shù) （1）將高速攪拌與化學(xué)共沉積法結(jié)合，制備出的淺色導(dǎo)電二氧化鈦納米晶 須的電阻率達(dá)到了 103 ??cm。 （2）將納米晶須添加入紡絲液中，通過濕法紡絲方法制備出復(fù)合導(dǎo)電纖維，315 該種纖維的電阻達(dá)到了 106?。 （3）與企業(yè)合作制備導(dǎo)電母粒，進(jìn)而通過熔融紡絲方法制備出各種復(fù)合結(jié) 構(gòu)的導(dǎo)電纖維，該種纖維的電阻達(dá)到了 109?。 3 知識產(chǎn)權(quán)及項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況 發(fā)表學(xué)術(shù)論文 9 篇；申請專利 6 項(xiàng) 4 項(xiàng)目成熟度 建立了 50L 的納米晶須合成反應(yīng)釜，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) 5 投資期望及應(yīng)用情況 目前已與部分企業(yè)合作，成功制備該導(dǎo)電材料并應(yīng)用于化纖、纖維素等。

金屬玻璃（又稱非晶合金）是指在固態(tài)下原子排列具有短程有序而長程無序，并在一定溫度范圍內(nèi)保持這種狀態(tài)相對穩(wěn)定的金屬合金。近十幾年來，塊體金屬玻璃的發(fā)展更是其發(fā)展過程的一個(gè)里程碑，使得金屬玻璃作為結(jié)構(gòu)材料成為可能。 與傳統(tǒng)晶體材料相比，塊體金屬玻璃具有較高的強(qiáng)度(～2GPa)、大的彈性極限（2%～3%）及良好的耐腐蝕性等突出優(yōu)點(diǎn)。正是由于其獨(dú)特性能，使得塊體金屬玻璃在體育用品、電子、醫(yī)學(xué)及國防等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 然而金屬玻璃在室溫承載失效時(shí)幾乎沒有塑性應(yīng)變產(chǎn)生，表現(xiàn)為典型的脆性斷裂方式，因而嚴(yán)重限制了其作為工程材料的應(yīng)用。圍繞塊體金屬玻璃室溫塑性的改善，國內(nèi)外開展了廣泛的研究。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在塊體金屬玻璃組織中引入第二相可以改變剪切帶的分布從而增加其室溫塑性，獲得綜合力學(xué)性能較好的新材料。這種第二相可以是外加的，也可以是內(nèi)生的。其中，鎢絲增強(qiáng)鋯基金屬玻璃復(fù)合材料因其獨(dú)特的性能而備受關(guān)注。Zr基塊體金屬玻璃在拉應(yīng)力或壓應(yīng)力作用下，會發(fā)生有剪切力引起的剪切斷裂，斷裂面在最大切應(yīng)力的作用面內(nèi)，有很好的自銳性，用鎢絲增強(qiáng)后，提高了強(qiáng)度和密度，達(dá)到了高密度、自銳性的特殊要求，可以用作穿甲材料。通過合理的界面和體積分?jǐn)?shù)控制，目前已經(jīng)制備的這類復(fù)合材料中最大壓縮斷裂強(qiáng)度高達(dá)2600MPa，塑性達(dá)到13.5%。目前制備鎢絲增強(qiáng)塊體金屬玻璃復(fù)合材料的主要方法是滲流鑄造法，然而受金屬玻璃合金玻璃形成能力的影響，該方法只能制備一些較小尺寸和簡單形狀（棒狀和板狀）的試樣，極大的限制了這類材料的應(yīng)用范圍。 本項(xiàng)目是一種短流程、適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)、并能獲得完全清潔復(fù)合界面的金屬玻璃包覆金屬絲復(fù)合材料的連續(xù)制備設(shè)備與工藝。 已申請專利：陳曉華， “一種金屬玻璃包覆金屬絲復(fù)合材料的連續(xù)制備設(shè)備與工藝”，中國發(fā)明專利授權(quán)號：ZL200710120355.4.授權(quán)公告日：2009年10月28日

本技術(shù)可提供一種碳化硼陶瓷涂漿，及利用此涂漿在金屬基材表面形成一層具有良好的力學(xué)性能、抗輻射性能的碳化硼陶瓷涂層的制備工藝。 本技術(shù)具有如下特點(diǎn)：（1）克服了金屬與陶瓷間存在的不潤濕、不粘附的缺點(diǎn)，可以獲得很高的界面結(jié)合強(qiáng)度。（2）工藝簡單，成本低。（3）適用范圍廣，該工藝無毒、無污染。可以適用絕大多數(shù)環(huán)境。 本技術(shù)可解決目前在金屬表面制備碳化硼涂層技術(shù)復(fù)雜、涂層厚度薄及效率低的問題，并且對解決目前輻射屏蔽材料的屏蔽性能和結(jié)構(gòu)性能之間的矛盾具有實(shí)際意義。可應(yīng)用于各種需要加強(qiáng)輻射防護(hù)的環(huán)境中。

自清潔涂層能夠?qū)⒈砻嫖廴疚锘蚧覊m顆粒在重力、雨水、風(fēng)力等外力 作用下自動脫落或通過光催化降解而除去，具有節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保等 優(yōu)點(diǎn)，在建筑、交通、新能源等行業(yè)具有重要應(yīng)用前景，是一種新型 的先進(jìn)功能涂料。本項(xiàng)目通過納米 TiO2 粒子與水性無機(jī)-有機(jī)雜化成膜物相結(jié)合，制備 了水性 TiO2 基自清潔涂料。該涂料可直接涂覆于乳膠漆膜表面，通 過陽光光照下聚合物的選擇性光解，獲得超親水表面，表現(xiàn)出具有極 好的實(shí)際自清潔效果(如圖，水性納米 T

本發(fā)明公開了一種非接觸式煤種自動識別及示蹤系統(tǒng)及方法， 該系統(tǒng)包括煤質(zhì)檢測裝置、標(biāo)簽、讀寫器、煤種數(shù)據(jù)庫、燃燒控制策 略數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)控制器，煤質(zhì)檢測裝置用于檢測原煤的煤質(zhì)信息并編 號，煤質(zhì)信息及編號錄入煤種數(shù)據(jù)庫；標(biāo)簽用于記載原煤的編號信息； 讀寫器用于讀取編號信息，并將編號信息傳輸至系統(tǒng)控制器；系統(tǒng)控 制器獲得燃燒控制策略，并將其發(fā)送給 DCS 燃燒器控制器。所述方法 利用所述非接觸式煤種自動識別及示蹤系統(tǒng)進(jìn)行煤種的自動識別及示 蹤。本發(fā)明可提前預(yù)知入爐煤的煤質(zhì)，協(xié)助調(diào)節(jié)鍋爐燃燒及溫度，實(shí) 現(xiàn)自動優(yōu)化控制燃燒，適用于火力發(fā)電廠用煤的煤種識別和示蹤。

溫控彈簧，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：ASTM F2063-2005，主要性能指標(biāo)：可提供壓縮彈簧和拉伸彈簧及形變片，應(yīng)用范圍溫度30℃--100℃，可演示四種記憶方式。有記憶功能的金屬，金憶合金如何變成五角星與彈簧等。

三維（3D）親鋰集流體可以調(diào)節(jié)鋰金屬負(fù)極中鋰枝晶生長，然而目前大部分集流體的親鋰層在高溫環(huán)境下使用熔融法預(yù)儲存鋰時(shí)面臨著熔化或脫落的挑戰(zhàn)。針對該問題，鄧永紅研究團(tuán)隊(duì)通過簡單的去合金法制備了一種帶有親鋰鋅位點(diǎn)的3D多孔CuZn合金集流體。由于親鋰鋅位點(diǎn)以量子點(diǎn)的形式存在于CuZn合金中，熔融法預(yù)鋰化時(shí)親鋰鋅位點(diǎn)不僅不會融化與脫落，反而由于鋅對鋰具有強(qiáng)