一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 本项目开创性地将石墨烯用于包覆钛酸锂，通过独特的加工工艺制得业内领先的石墨烯包覆钛酸锂材料，有效地解决了钛酸锂负极材料的产气问题，并以此为基础制得了高性能的钛酸锂超级电池。该电池单体可8C持续放电，20C脉冲放电，充放电循环大于30000次，10分钟可充电90%以上，低温性能优异（可在-40度环境下放电）。 石墨烯具有高导电性和优良的电化学稳定性，通过石墨烯的均匀包覆改善了钛酸锂的电子电导性，进而提升了电池的大倍率充放电能力和高低温性能。同时，石墨烯包覆降低了材料充放电过程中的极化，提高了材料的容量发挥，通过钝化钛酸锂材料表面的活性位点，解决了其产气问题。利用该负极材料做成钛酸锂超级电池，具有优异的倍率充放电性能、长寿命、高安全性能和优异的低温充放电性能。 本项目首先开发了石墨烯包覆的钛酸锂材料，采用高温固相法合成，X射线衍射图谱证明其为标准的钛酸锂尖晶石结构，微观上由100-200nm的一次颗粒组成的微米和亚微米级二次球形颗粒，D50为15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。 获得了基于石墨烯包覆钛酸锂负极材料的钛酸锂超级电池，通过串并联成组后可以用于低温启动电源，轨道交通，储能等领域，在长寿命、高安全、快充和低温充放电领域具有广阔的应用前景。

项目简介：  石墨烯属于碳纳米材料家族中的一员，具  有高硬度、高

制备在宏观尺度上具备二维单片石墨烯的独特本征性质的石墨烯三维体相材料是材料学研究中兼具学术价值和实用意义的重大挑战。本项目制备得到了一种三维石墨烯宏观体相材料，其由大量独立且悬空的二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成。该材料具有良好的机械性能，在常温可见光下作用下具有电子发射能力，在瓦特功率级别的可见波段激光或聚焦的太阳光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料样品可以在真空条件下实现有效的直接光驱动，此现象为国内外所首次观察及报道，为石墨烯带来了一种激动人心的潜在应用价值。上述材料的制备及相关性能研究还可为石墨烯在催化，能源转换与存储等领域的应用提供材料支持与相关理论支撑。 项目特色： 1.制备了基于二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成三维石墨烯体相材料，该材料不仅保留了二维石墨烯材料的本征性质， 而且具备优良的机械及光电性能。 2. 在国内外首次观察到厘米级尺寸的裸眼可见的宏观石墨烯样品，只依靠瓦特级别的光作为单一驱动源，即可实现较大距离(数十厘米)的有效的运动，并提出了光致电子发射驱动的机理解释上述三维石墨烯体相材料独特的光驱动， 3. 上述材料的制备与性能研究揭示通过有效合理的结构构筑手段，能够得到以二维石墨烯作为构成单元，并有效保留其独特二维性质和兼具三维宏观形态的石墨烯体相材料，此项研究为其它二维材料的开展类似工作并拓展其应用提供了范例和思路。 已取得的成果： 项目的标志性研究结果于 2015 年 6 月在线发表于 NaturePhotonics，并于 2015 年 7 月正式发表（Nature Photonics, 2015, 9, 471-476）。杂志同期以“Two-dimensional materials: Lift off for graphene”发表了专题评论。英国著名科普杂志 New Scientist 以“Spacecraft builtfrom graphene could run on nothing but sunlight”为题报道了此研究，指出该成果“再为石墨烯这种优良材料增添了一种惊人的性能”。国内主要媒体包括人民日报、光明日报、新华网以及多家门户网站等均对此研究进行了报道，中央电视台《新闻联播》栏目于 2015 年 6 月21 日也对此进行了报道。 市场应用前景： 空间飞行器是人类探索宇宙的重要工具，而动力源问题一直羁绊着人类无法走得更远。目前几乎所有的航空、航天飞行均采用化学驱动，即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力，光直接驱动飞行是科学界和航空界多年的梦想。

本发明涉及一种形貌控制合成链珠状一维碳化硅纳米晶须的方法，所采取的技术方案 是：将清洗干燥后的木粉或竹粉 100～200g，于真空炉中在 500～700℃下碳化 1～2h 得到生 物质炭粉；将生物质炭粉和 SiO2 凝胶按 C/Si 摩尔比为 1∶1.5～3.0 机械混合均匀，得到预 混料；在纯氮气保护下将所述预混料升温到 1450-1600℃，保温 1～4h。保温时间结束后， 以 5～20℃/min 的降温速率降温到 800℃，然后关掉加热电源，自然冷却。本发明合成的一 维碳化硅纳米晶须为链珠状，晶须长径比大；合成工艺简单，成本低，生产设备简单。 

本发明涉及一种形貌控制合成链珠状一维碳化硅纳米晶须的方法，所采取的技术方案是：将清洗干燥后的木粉或竹粉 100～200g，于真空炉中在 500～700℃下碳化 1～2h 得到生物质炭粉；将生物质炭粉和 SiO2 凝胶按 C/Si 摩尔比为 1∶1.5～3.0 机械混合均匀，得到预混料；在纯氮气保护下将所述预混料升温到 1450-1600℃，保温 1～4h。保温时间结束后，以 5～20℃/min 的降温速率降温到 800℃，然后关掉加热电源，自然冷却。本发明合成的一维碳化硅纳米晶须为链珠状，晶须长径比大；合成工艺简单，成本低，生产设备简单。

西湖大学生命科学学院李小波团队在The Plant Cell在线发表了题为An unexpected hydratase synthesizes the green light-absorbing pigment fucoxanthin的最新研究论文，报道了"海洋杂色藻岩藻黄素(Fucoxanthin)生物合成途径中末端酶，其催化了岩藻黄素中特征的酮基(keto)的产生"。

本发明公开了三角褐指藻的一种开放式培养方法及其专用培养基。本发明所提供的培养基命名为ZBPT，其配方为：硝酸钠，135-165mg；磷酸二氢钾，32-38mg；硅酸钠，215-255mg；碳酸氢钠，400-500mg；碘化钾，400-1000mg；f/2微量元素溶液，1ml；改良f/2维生素溶液，1ml；海水定容至1000ml。应用本发明所提供的培养基培养三角褐指藻的方法，包括如下步骤：1)用海水配置培养基；2)三角褐指藻藻种密度为3×105细胞/毫升，按与培养基体积比为1:5-9的比例将三角褐指藻接种到培养基中，在19-25℃，光照强度3000-6000Lux，光照时间8-12h/天条件下通气培养。本发明的ZBPT培养基有利于三角褐指藻生物量的积累，并能有效防治绿藻污染，可在开放环境中大规模培养三角褐指藻，具有重要的应用价值。

本项目采用化学生物学手段，筛选出特异性成环标记5-醛基胞嘧啶（5fC）的化合物——叠氮茚二酮和丙二腈，并且标记产物在随后的PCR扩增过程实现胞嘧啶（C）到胸腺嘧啶（T）的转变，可实现全基因组5-醛基胞嘧啶的单碱基分辨率检测。用叠氮茚二酮标记作为标记化合物，可实现对含有5-醛基胞嘧啶DNA片段的先富集再测序，将测序成本大大降低。用生物相容性很好的丙二腈作为标记化合物，可实现单细胞水平的5-醛基胞嘧啶单碱基分辨率检测。血液中细胞外游离DNA上的核酸修饰可以作为人类癌症的生物标记物，本项目涉及的核酸修饰检测技术，不会造成DNA降解，适应于临床小量珍贵样品，在癌症的液态活检上具有重大潜力。

本项目采用化学生物学手段，筛选出特异性成环标记5-醛基胞嘧啶（5fC）的化合物——叠氮茚二酮和丙二腈，并且标记产物在随后的PCR扩增过程实现胞嘧啶（C）到胸腺嘧啶（T）的转变，可实现全基因组5-醛基胞嘧啶的单碱基分辨率检测。用叠氮茚二酮标记作为标记化合物，可实现对含有5-醛基胞嘧啶DNA片段的先富集再测序，将测序成本大大降低。用生物相容性很好的丙二腈作为标记化合物，可实现单细胞水平的5-醛基胞嘧啶单碱基分辨率检测。血液中细胞外游离DNA上的核酸修饰可以作为人类癌症的生物标记物，本项目涉及的核酸修饰检测技术，不会造成DNA降解，适应于临床小量珍贵样品，在癌症的液态活检上具有重大潜力。

近年来，具有许多特定功能的涂层和镀层在工程技术中的应用日益广泛，在材料进行表面改性与强化处理等方面显示出不可替代的重要作用。制取涂层和镀层的方法有多种，其中以利用化学或电化学方法沉积为基础的复合镀层在工程技术中得到广泛应用。复合镀层是指在镀液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，使固体颗粒与金属离子共沉积而获得各种不同物理化学性质的镀层。早期添加的固体微粒尺寸多为微米级，复合镀层中颗粒粒度大多在1～5 范围，有些达8～10 ，而工业应用的复合镀层厚度一般为几十 左右，在这有限的厚度内只能复合几层固体颗粒，所以镀层的粒子复合量难以提高，其性能不能满足科技飞速发展的要求，应用范围受到了一定的限制。纳米材料的出现为传统复合镀技术带来了新的机遇。由于纳米颗粒具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质，可以使复合镀层的性能更加优异。将纳米技术引入传统的复合镀而形成的纳米复合镀新技术不仅可以使产品质量产生质的飞跃，减少镀层孔隙尺寸、隔离腐蚀介质、阻止点蚀坑的长大、促进镀层的钝化过程，因而复合镀层的耐腐蚀性和耐磨损性能更好。纳米材料的高比表面积，使得表面镀层与基材的结合力更高；纳米镀层的组成颗粒极小，使得涂层表面更加均匀，有利于传热。另外，纳米技术的发展使得材料表面可进行多层膜的涂覆，实现表面的复合化。SiO 2颗粒硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强，同时在高温下仍具有高强、高韧、稳定性好等特点，而且纳米SiO 2颗粒价格低廉。在镀液中添加纳米SiO 2颗粒后，可以改善镀层的硬度、耐磨性以及耐蚀性能。目前，国内外复合镀层的制备方法均采用将纳米颗粒直接添加到镀液中进行施镀，缺点是纳米颗粒易团聚，必须不停地进行机械搅拌，且效果较差。本成果针对现有技术中的不足，将含有纳米颗粒的溶胶直接加入到镀液中，纳米颗粒悬浮在溶液中，不需要搅拌，并且镀液中颗粒分散性好，不易团聚，得到的复合镀层中颗粒分布均匀，镀层性能良好，可应用于换热器、泵、轴、空冷等耐蚀或者耐磨的场合。