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清华团队提出多孔膜中催化剂取向生长
策略
,制备碱性电解水的有序化膜电极,将1m³氢气电耗降至3.83度
清华大学王保国教授团队从事膜分离和电化学工程的交叉领域科学研究,迄今已有近 20 年时间。他们从降低能耗角度出发,提出了“一体化”膜电极的概念,其核心是通过在多孔膜中,电催化剂原位取向生长策略,降低电子/气体/离子的传递阻力,从而提高电解水产氢速率。
清华大学
2023-08-09
基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理
策略
改进
本项目拟进一步技术升级转化的核心技术科技成果“基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略”来源于“十二五”863计划《燃料电池轿车动力系统技术平台研究与开发》(2011AA11A265)项目。围绕该核心技术,项目申请人已申请发明专利7项,其中4项已授权,发表相关学术论文二十余篇,并与上海大众汽车有限公司开展了初步的技术转化合作。1 技术简介 针对燃料电池电动汽车具有多个车载能量源这一特点,申请人从综合考虑动力蓄电池和燃料电池增程器协调工作的角度出发,提出了一种源于ECMS策略(等效燃料最小策略)的基于损失功率最小算法(minimum loss power algorithm,MLPA)的瞬时优化能量管理策略。该策略算法思想为,基于试验得到的各关键部件效率特性图,构造动力蓄电池、燃料电池、DC/DC等关键部件在每一时间步长内的损失功率函数,这些部件损失功率函数在每一时间步长内的线性叠加构成了多能量源动力系统损失功率指标函数,通过使该指标函数在每一时间步长取值最小(系统效率最高)来确定燃料电池增程器功率输出。图1为该控制策略导出的燃料电池实时功率输出优化控制曲面。 通过仿真及实车转毂试验台验证发现该策略具有以下优点,如图2-3所示:1)该MLPA瞬时优化能量策略对工况适应性强,多种常见工况下(NEDC,UDDS,HWFET,匀速工况)经济性优于传统能量策略。2)多种常见工况下,该MLPA瞬时优化能量管理策略均能够控制燃料电池功率输出变化平缓,实现了“浅充浅放”,有利于燃料电池以及蓄电池的寿命保护。
同济大学
2021-04-11
基于形状记忆聚合物的一种新型的 “万能抓手”
策略
浙江大学航空航天学院宋吉舟教授团队,便基于形状记忆聚合物,提出了一种新型的“万能抓手”策略。这个“万能抓手”的载体非常简单,就是一块智能“塑料”。别瞧它结构简单,本领可不小,它可以把目标物体“锁”在体内,轻松地抓取1微米到1米大小之间任何形状的物体。 目前这一研究成果已发表在知名学术期刊《科学进展》(Science Advances)上,文章共同第一作者为浙江大学航空航天学院硕士生令狐昌鸿和博士生张顺,通讯作者为浙江大学航空航天学院宋吉舟教授。 宋吉舟教授团队的“万能抓手”何以做到“探囊取物”?靠的便是形状记忆聚合物。形状记忆聚合物是一种特殊的智能材料,论其特殊,就特殊在它的“逆来顺受”:在外部刺激作用(如光、热)控制下,形状记忆聚合物可软可硬,在受到一定的外力作用导致变形后,它就能保持这个变形后的形状,可谓“顺其自然”;然而在一定的外部刺激作用下,它又会变回原来的样子。目前形状记忆聚合物已经被广泛用于智能织物、电子包装管的热收缩膜、航空器太阳能帆板展开机构、智能医药器件等领域。 宋吉舟教授团队的新策略:第一步,就是抓取物体时,先在外部刺激作用下,让形状记忆聚合物变得柔软,趁此机会将物体或者物体表面的结构嵌入其中;第二步,去掉外部刺激,让形状记忆聚合物变回刚硬的状态,保持住该变形的临时形状,将物体“锁住”,从而把物体抓取起来;第三步,等把物体转移到目的地之后,再次施加外部刺激,形状记忆聚合物就会恢复初始形状,将物体“解锁”释放。 形状记忆聚合物万能抓手抓取和释放物体的流程示意图 形状记忆聚合物这块智能 “ 塑料 ” ,就好像是一把有魔力的万能锁,能锁住世间万物:为了获取 “ 猎物 ” ,它 先 变成柔软的橡皮泥,把物体柔柔地包住,然后变成坚硬的石头,把物体牢牢地锁住,等把物体 “ 押送 ” 到目的地,又会重新变成软软的橡皮泥并释放物体。宋吉舟教授介绍,这把 “ 万能锁 ” 能在典型的三维结构物体上产生很大的抓力,包括球体、方块、管状物体、螺栓、螺母、枣核、钥匙串等;更厉害的是,它还能像壁虎一样, 粘附在物体表面 ,不论物体表面光滑还是粗糙。 形状记忆聚合物万能抓手对典型宏观物体的抓力 那么对于尺寸小的物体,这个抓手又是如何发挥功效的呢?当物体尺寸小到微观尺度(100微米左右或者更小),物体受到的表面力,特别是与抓手的粘附作用强,会给物体的释放带来较大的挑战。在该设计中,抓手通过把物体或者物体表面的结构锁在其内部实现抓取,不依赖抓手的粘附力,所以当粘附力给物体释放带来挑战时,就可以在抓手表面镀上一层特殊材料,或者增加抓手表面粗糙度来减弱粘附,从而实现物体释放。这样,即使是75微米大小的不规则铁颗粒或者是直径10微米的二氧化硅球,也能顺利从形状记忆聚合物万能抓手上得到释放。 使用形状记忆聚合物万能抓手操纵75 微米的不规则铁颗粒和10微米直径的二氧化硅球 “微观抓手就像微观世界里的吊车,可以用它在微观世界里搭建‘建筑’,制作特殊的光电器件。”令狐昌鸿说,“这个抓手在微观视角下还有一个优势,就是一个抓手就是数以万计的微观吊车,可以高效地在微观世界工作。” 谈及具体应用,宋吉舟教授表示,在柔性电子制备中,最重要的一步就是微观元器件的快速组装,即把制备基底上数以万计或者更多的维纳元器件转移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附来一次性抓取这些元器件,但是释放的时候粘附就变成了限制因素。而宋吉舟教授课题组提出的这个策略,完全不依赖粘附,为柔性电子的制备提供了一种新思路,有望推进柔性电子的工业化进程。 使用形状记忆聚合物万能抓手组装柔性电子器件的简单展示 该项目得到了国家973计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等的支持。
浙江大学
2021-04-10
非霍奇金淋巴瘤的个体化诊治
策略
的创新和应用
非霍奇金淋巴瘤(NHL)是目前发病率增长速度最快的恶性肿瘤之一,高发于青壮年,社会危害大。 “NHL个体化诊疗策略的创新与应用”项目历经16年,依托华南肿瘤学国家重点实验室和国家抗肿瘤新药 临床试验中心,立足于针对中国NHL特点进行创新。在B细胞淋巴瘤方面,建立中国B细胞淋巴瘤新诊疗标 准,提高15-20%的治疗效果;同时发现伴乙肝者在靶向化疗中,易发生治疗相关性肝炎(中国是乙肝大 国,此问题尤为重要);创建了预防B细胞淋巴瘤靶向化疗相关性肝炎发生的新方法,使治疗相关性肝炎 发生率下降80%,显著提高了治疗的安全性。NK/T细胞淋巴瘤在中国等亚洲国家相对常见,而在欧美国家 罕见。该项目通过构建危险分级和临床分期,制定了NK/T细胞淋巴瘤个体化分层治疗策略,使低危者不用 接受过度治疗,高危者通过提高治疗强度改善生存期;通过研发新的治疗方案和综合治疗模式,建立NK/ T细胞淋巴瘤新的治疗标准,使5年生存率提高约20%。
中山大学
2021-04-10
基于内在表型的中国人慢性鼻-鼻窦炎精准诊疗
策略
的构建
已有样品/n甲状腺肿瘤发病率居高不下,临床上尚缺乏相关分子标记物对患者 进行危险分层,无法准确区分有颈部淋巴结转移的高危患者,导致高危 患者治疗效果不理想,复发率高。反之,部分低危患者由于不可控的因 素接受了颈部淋巴结清扫,遭受了不必要的并发症和经济损失。阐明新 lncRNA 在甲状腺癌高危转移中的作用机制,评估其用于预测患者肿瘤复 发转移风险的可行性,可以为筛选甲状腺癌高危复发转移患者,定制个 体化治疗提供新思路。该项目还在研发阶段,基于我们的前期基础还需 进一步扩大临床样本量进行验证,在动物实验
华中科技大学
2021-01-12
西湖大学刘志常团队提出合成三叶结新
策略
|Nature Synthesis报道
刘志常经常调侃自己是一个在分子层面“纠结”的人。在西湖大学,他带领着一个“异想天开”给分子打结的实验室。被打了结的分子,除了空间结构的变化,还会如同弯弓一样呈现出张力,科学家得以借此调控分子的性质,并探索新应用可能。
西湖大学
2022-10-21
一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新
策略
自然界中,贵金属金(Au)的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度,利用湿法化学合成方法,人们才能获得具有独特光学性质的,密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式,可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构,获得更多的结构信息。但是,具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧(DAC)技术对4H相的Au纳米材料进行研究,探索其结构和相变过程,达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明,压力在1.2 – 26.1 GPa之间,Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时,该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力,获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时,相比纯4H相的Au纳米带,具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点,可以促进4H-fcc的相变过程。此外,课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论(DFT)计算的结合,首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为(-112)4H晶面的整平,并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解,而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略,该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。
南方科技大学
2021-04-13
“后期多样化衍生
策略
”在天然产物合成与创新药物研发中的应用
活性天然产物在合成化学发展、生物医学研究与创新药物发现中一直扮演着重要角色。过去三十年中,接近50%的新上市创新药物来源于天然产物或其衍生物。天然产物的衍生化对构效关系研究和药物活性优化至关重要,而直接通过选择性的官能团化对天然产物进行后期衍生改造无疑是最经济高效的方法。此外,对于天然产物的后期衍生化也有助于快速、有效地构造出化学探针,帮助开展化学生物学研究,揭示新的生物靶点和作用机制。 近年来,随着有机合成方法学与生物酶催化技术的蓬勃发展,涌现出很多在复杂底物上进行选择性官能团化的方法。这些方法极大地促进了天然产物“后期多样化衍生策略” (late-stage diversification)的发展。基于在天然产物后期多样化衍生方面的出色工作,近期雷晓光课题组在美国化学会旗舰期刊《ACS Central Science》上发表了两篇背靠背文章,详细阐述了“后期多样化衍生策略”在天然产物合成与创新药物研发中的应用。
北京大学
2021-04-11
储能系统与火电机组联合参与二次调频的控制
策略
与系统
1. 痛点问题 储能系统与发电机组联合参与电网二次调频是目前已商业化应用的储能运营模式。以锂电池为代表的储能系统具有响应速度快、双向功率调节精度高的优点,投资较小规模的储能系统就可以使得火电机组的调频性能得到明显提升,在按性能指标计算补偿费用的调频辅助服务竞争中具有明显优势,可以获得可观的收益。为节约投资成本,通常配置储能系统的功率仅为火电机组额定容量的3~5%,储能按额定功率持续放电的时间不到1小时。 目前储能系统基本采用“外挂”的形式与火电机组联合调频,储能系统需根据火电机组运行情况优化自身的充放电功率。由于储能系统能量受限,剩余电量可能处于过高或过低的状态而影响其可用性和使用寿命。在储能进行能量恢复的时段,无法有效跟踪电网的调频指令。由于电网调度发送给发电机组的调频信号是随机的,因此储能系统需要有智能的自适应控制策略。 2. 解决方案 本项目技术成果针对电网调度AGC指令的特点和火电机组的运行特性,通过设计储能系统与火电机组联合运行方案,综合考虑储能系统的运行状态和约束,实现储能系统与火电机组联合的优化控制。
清华大学
2021-10-26
中国工程科技发展战略内蒙古
研究
院关于征集2023年咨询
研究
项目选题的通知
2023年4月,内蒙古自治区政府与中国工程院成立中国工程科技发展战略内蒙古研究院(以下简称“内蒙古研究院”)。为充分发挥内蒙古研究院高端智库作用,按照《中国工程科技发展战略内蒙古研究院咨询研究项目管理办法》要求,征集2023年咨询研究项目选题,现将有关事项通知如下。
内蒙古自治区科学技术战略研究中心
2023-07-14
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