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面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
1. 痛点问题
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向，微反应器和微流控技术的研究和应用成为国内外研究机构的研究热点。微反应器和微流控技术自上世纪九十年代提出，就受到学术界和产业界的广泛关注。微反应连续化生产技术是一项在新世纪中具有革命性的技术，是生物、化学、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家国际著名跨国公司和研究机构将微化工技术列入化工产业发展新方向，联合启动了构建所谓灵活、快速、未来化工厂的“F3计划”。医药中间体、精细化工产品由于产量小，目前普遍采用传统的反应釜等设备，单批次生产，存在原料利用率低、污染排放量大,生产过程安全性较差，难以适应可持续发展的需要。解决医药中间体、精细化工生产的环保、安全、效率等问题，是目前广大中小型生产企业实现跨越式发展的关键。
2. 解决方案
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
目前，微反应器/微流控技术已经从研究阶段向工业化生产阶段发展，相关技术及产品的应用正处于快速增长的阶段，在生物医药、化妆品、环保等领域，都有着广泛的应用需求。采用微反应器成套技术，在实现化学品生产的连续化同时，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列优势。
1) 本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
2) 同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
清华大学
2021-09-08
类环状流微膜蒸发板翅式冷凝蒸发技术 新型高效冷凝蒸发器
该项目是在国家自然科学基金委的大力支持下，由西安交通大学吴裕远教授主持的课题组经过15年的艰苦努力，突破传统机理，锐意科技创新，所取得的最新成果，荣获2001年国家技术发明奖二等奖。该项目是西安交通大学，拥有完全的自主知识产权,非常适宜在制氧、石油、化工、乙烯等换热器领域推广应用。
西安交通大学
2021-01-12
不锈钢管列置双TIG电弧高效低能耗焊接生产技术
广泛应用于汽车、锅炉及装备制造等行业的不锈钢焊管是我国钢铁行业重点发展的高端不锈钢精品深加工产品，其由钢带卷制成管而由钨极氩弧焊接（TIG）而成，但在高速焊接生产过程中会出现咬边和驼峰焊道成形缺陷，成为不锈钢管高效焊接生产的技术“瓶颈”和行业技术发展的堵点、难点。基于此，通过研究揭示不锈钢管TIG焊接生产提速后出现的咬边、驼峰焊道表面成形缺陷形成机理，提出利用辅助TIG电弧对熔池进行热力联合调控抑制高速TIG焊接过程中咬边和驼峰焊道的形成，发明了列置双TIG电弧（Tandem TIG）高效低能耗焊接工艺，将咬边和驼峰焊道缺陷防止在萌芽状态；与单TIG焊相比，焊接速度提高1倍以上，能耗降低20%以上，很好地解决了焊接高质量和高效率难平衡的问题；开发了钨极烧蚀在线监测系统和不锈钢管在线固溶热处理系统，实现了不锈钢管高效、低能耗、低成本焊接生产，提升了不锈钢焊管行业技术水平。在此基础上，基于相同热力调控理念开发了TIG电弧辅助MIG/MAG电弧高速焊接工艺，焊接速度提高75%。项目累计授权发明专利5件，制定团体标准2项，工信部认定节能技术1项，获中国专利优秀奖等科技奖励6项。项目成果推动和引领不锈钢焊管生产向高效、低能耗方向发展，具有显著的技术优势和应用前景。
（a）工艺原理
（b）列置双TIG电弧和熔池图像
图1 列置双TIG电弧高速焊接工艺原理
（c）铁素体不锈钢焊管
（d）奥氏体不锈钢焊管
图2 不锈钢管列置双TIG电弧高速焊接生产
图3 钨极烧损在线监测系统
图4 奥氏体不锈钢管高速焊接生产过程中在线固溶热处理工艺流程
山东大学
2025-02-08
利用自来水余能和压缩空气能回收冷水的节水节能热水器
本成果提供了一种利用自来水余能和压缩空气能回收冷水的节水节能热水器，包括热水器和与热水器连通的自来水冷水进水管和热水出水管，自来水冷水进水管和热水出水管同时连通三进一出混水阀，热水出水管上靠近混水阀的位置通过储水容器进水管道连通储水容器，储水容器通过储水容器出水管道连通混水阀，所述储水容器出水管路上设置有泄压阀、控制控制阀门和逆止阀。本成果可以利用自来水余能把热水器出口至实际出水口管路之间的冷水储存起来并在储水容器中形成压缩空气能，然后压缩空气能做功使这部分冷水在其他使用冷水的地方利用，实现这部分冷水资源90%以上的利用，在不消耗电能的前提下达到了节约水资源的目的，相较于循环泵节约利用该部分冷水的技术，节约了电能。本成果搭建的模型在增加用户用水体验的基础上能有效节约水资源，提高水资源的利用效率，该模型搭设简便，可推广使用。另外，可将该系统集成到新的热水器中，设计制造新型的节水节能热水器。在不消耗电能的前提下实现了热水器热水管中冷水资源90%以上的利用，节约了水资源。
西北农林科技大学
2021-05-11
展区重磅预告① | 数字赋能教育变革，打造未来课堂！第63届高博会数字化、实训展区揭秘
在“融合·创新·引领：服务高等教育强国建设”的主题下，数字化&实训展区将聚焦教育数字化与产教融合，集结华为、海康威视、希沃、科大讯飞、宇树科技、优必选、天煌、亚龙等行业领军企业，展示智慧教育、虚拟实训、AI课堂等前沿技术，为高校教学改革与技能型人才培养提供全场景解决方案。
高等教育博览会
2025-05-15
【国际在线】以融合创新赋能教育强国建设 第63届高等教育博览会在长春启幕
5月23日，第63届高等教育博览会（以下简称“高博会”）在中铁·长春东北亚国际博览中心开幕。
国际在线
2025-05-23
4K深低温超弹性三维石墨烯材料
具有较大可逆形变功能的弹性材料在各种工程应用中具有广泛需求。然而，当温度显著降低时，材料延展性或弹性通常会受到损害。到目前为止，还没有材料能够实现在外太空等深低温下具有高弹性。近日，南开大学陈永胜团队报道了一种三维交联的石墨烯材料，在4K的深低温到1273K的高温温度区间材料超弹性行为几乎不变。在4K超低温条件下，具有与室温相同的力学性能：几乎完全可逆的超弹性行为（高达90％的应变），杨氏模量不变，泊松比接近零，循环稳定性好。原位实验和模拟结果表明，这种超弹性得益于独特结构的协同结果：单个石墨烯片层的本征弹性和片层之间的共价连接。
南开大学
2021-04-10
车载含水乙醇低温重整制氢方法及其装置和应用系统
其他成果/n本发明公开了一种车载含水乙醇低温重整制氢方法及其装置和应用系统，该方法是利用汽车发动机余热将含水乙醇经过两级催化重整为富氢气体，再将富氢气体通入汽车发动机与燃油进行混合燃烧的过程，其装置和应用系统利用两级蜂窝钛网结构产生较大的催化剂接触表面积，有利于重整制氢装置的小型化，使车载在线产氢成为可能；两级催化的结构实现了催化剂的相互协同作用，解决了使用单一催化剂乙醇转化效率和氢气选择性较低等问题；在低温环境下通过碱性催化剂的相互协同作用，解决了催化剂的烧结和积炭问题，提高了催化剂的使用寿命。本发明利用汽车尾气余热，实现了汽车在线掺氢的目的以及提高化石燃料的燃烧效率，降低了汽车发动机有害物质的排放量。
武汉理工大学
2021-04-11
用于低温磁制冷的稀土-铜-铝纳米颗粒及其制备方法
（专利号：ZL 201310128781.8） 简介：本发明提供一种用于低温磁制冷的稀土-铜-铝纳米颗粒及其制备方法，属于磁性纳米材料领域。该稀土-铜-铝纳米颗粒为以下通式的化合物：RCuAl,其中R为Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，所述稀土-铜-铝纳米颗粒，不具有核壳结构，且粒径为10～40nm。本发明采用等离子电弧放电法，将稀土粉、铜粉和铝粉压制成块体作为等离子电弧炉的阳极材料，采用钨金属或铌金属作为等离子电弧炉的
安徽工业大学
2021-01-12
一种低温等离子体改性催化剂装置
本实用新型涉及一种低温等离子体改性催化剂装置，所述装置包括石英管、高压电极和接地电极，高压电极通过聚四氟乙烯套与石英管相连，接地电极包裹在石英管外表面，与地线相接，所述高压电极是一根放置在石英管轴线的不锈钢棒，其与高频交流电源相连；石英管的放电区域填充有催化剂。将催化剂装填在低温等离子体改性催化剂装置中进行改性具有操作简便，流程短，易于实现自动控制，稳定性好，清洁无污染等优点，是一种用时短，温度低，能耗小的工艺；在本实用新型装置中改性后的催化剂的催化活性较好，改性后的催化剂有较高的甲硫醚催化氧化活性，360℃催化氧化效率最高可达90％以上；本实用新型方便实际生产应用，具有较高的工业应用价值。
浙江大学
2021-04-13