一、生物创新实验室建设的重要意义 对于工业化社会的教育，我们可谓驾轻就熟，从千人一面的学校、千篇一律的课程，到整齐划一的管理，学校规范化的目标是达到了，可由此带来的却是产品的标准化，学生大都成了统一规格的“标准件”，带来的负面影响也显而易见。 没有科技的教育，就难以培养具有创新精神的人才。素质教育的重点是培养具有创新精神和实践能力的新型人才，没有生物创新实验室这个载体，也就难以负担起培养学生的创新精神和实践能力的重任。 让科学动起来，让科学更好玩，让学生热爱科学，在玩中感悟科学，提高科学素养，是建设生物创新实验室的重要目标。生物创新实验室的建立可以满足学生对科技知识的渴求，激发学生的科学兴趣，促进素质教育及学生科技素质教育实验的开展；生物创新实验室的建立可以让每一位学生都能亲身体验科技教育实验，进行相关的实践研究，进一步加深对科学原理的理解，感悟科学的深奥，培养科学兴趣，增强动手能力。 二、生物创新实验室的构成 生物创新实验室由虚拟生物实验、智能水培种植、温室实验、数字化实验、生命科学、植物研究、植物生长小屋、人体研究等九个系列共八十多个仪器组成。这些仪器集科学性、知识性、趣味性、操作性于一体，将自然常识和科学原理以最直观的形式演示出来。学生亲自操作，动脑动手，发现其中的奥妙，掌握其中的科学原理。 三、生物创新实验室的功能与特点 生物创新实验室的功能与特点在不断扩展和延伸，但主要有以下五个方面： 1、可开展探究式实验，强化学生的探究能力。开展探究式的实验是初中生物学习中常用的方法，也是非常有用的方法，是提升学生探究能力的关键所在。 初中生物实验中有很多探究式的实验，利用“植物根的生长观察器”，可观察种子萌发、种子发芽率、根的生长等等，通过自己的动手操作、观察，找到理论、实际的结合点，提升实践方面的能力。 例如在学习了光合作用的知识后，利用“生物实验VR”，可对有关问题进行思考光合作用如何产生氧气,光合作用最基本的实验条件是什么?光合作用需要二氧化碳的帮助吗?光合作用如果在黑夜的情况下，会有什么问题出现?绿叶在光下合成淀粉了吗?设计几种不同的光合作用实验,如是否合成了淀粉，可以结合淀粉+碘=变蓝进行验证。 2、生物创新实验室具有展教互动功能。展教互动功能是生物创新实验室的核心功能，展品的互动性是生物创新实验室区别于其他实验室的重要标志。生物创新实验室的展品多具有互动功能，通过简单直观的实物模型表现复杂深奥的科学原理。既能吸引学生动手参与，又能让学生在娱乐之中思考和学到知识，真正做到寓教于乐。其实质就是从简单中体会深奥，在娱乐中学到知识，从而达到科技普及的目的。 3、生物创新实验室是一个良好的科普教育实验中心。生物创新实验室是学校的文化教育实验的重要场所之一，既能组织学生开展科技普及教育实验，也能为学生自发性的科技教育实验提供场地。 4、生物创新实验室是一个良好的科技创作中心。生物创新实验室是以生动的、可以让学生动手操作参与做实验的实物展教形式，通过学生动手动脑启迪思维，从而激发科技创作兴趣。生物创新实验室有利于培养学生科学探究和科学创新的能力，学生利用该环境开展科学探究实验学习，可以较好地培养分析问题和解决问题的综合能力，较好地参加国内外各级各类的竞赛，从而获取较好的竞赛成绩。 5、生物创新实验室以学生的发展为主体，以综合、探究、创新为理念而研究和开发的新课程实验教学环境，符合自主学习、合作学习、探究学习的新的学习方式。学生利用该环境开展科学探究实验学习，可以较好地完成课程学习任务，而且可以很快适应新的考试方法和考试模式。 6、生物创新实验室中的仪器能反映和说明科学原理，揭示其内在的科学概念和基本的科学特征。生物创新实验室中的仪器具有设计科学、结构简单、操作方便和外型美观等特点。 编号 名称 单位 数量 一、基础设备 1 学生实验台 张 9 2 学生凳 张 48 3 仪器柜 张 2 二、实验仪器 1 海底生物VR 套 1 2 生物实验VR 套 1 3 高中生物虚拟实验 套 1 4 植物生长小屋 套 1 5 验证基因的连锁与互换规律标本 套 1 6 渗析实验仪 套 1 7 研究植物 套 1 8 恒温培养箱 套 1 9 恒温震荡培养箱套 1 10 精油提取器 套 1 11 台式数控超声波清洗器 套 1 12 琼脂块制作模具 套 29 13 台式低速离心机套 1 14 电子天平称 台 1 15 分析天平 台 1 16 磁力搅拌器 台 5 17 植物光合作用呼吸作用蒸腾作用演示器 套 1 18 果酒果醋发酵实验仪 套 29 19 研磨过滤器 套 29 20 台式高速冷冻离心机  套 1 21 电热恒温水浴锅套 4 22 微量可调移液器5-25ul, 支 29 23 微量可调移液器10-50ul 支 29 24 微量可调移液器50-250ul 支 29 25 微量可调移液器100-500ul 支 29 26 移液器架 个 29 27 电泳仪 台 1 28双垂直电泳槽 台 1 29 水平电泳槽 台 1 30 DNA电泳图谱观察仪 台 1 31全自动数显立式高压蒸汽灭菌器 台 1 32超纯水制取机 套 1 33 层析柱 根 6 34微量进样器 支 6 35解剖器 套 6 36解剖器 套 6 37 接种环（针） 套 6 38 枪形镊 把 6 39台式数码显微镜 套 9 40回旋式水浴恒温振荡器 套 1 41 组织捣碎匀浆机 套 1 42 研究植物 套 9 43人体数字 套 1 44 植物根的生长观察器 套 1 45 智能水培种植 套 10 46 育苗系统 套 10 47芽苗菜系统 套 10 48 果菜种植盆 套 10 49水雾立柱（双） 套 10 50垂直架NFT水培系统 套 2 51螺旋仿生立体水培系统 套 1 52 植物光照补充系统 套 4 53栽培基质 套 4 54搭建温室实验系统 套 9 55 种植工具箱 个 2 56植物生长观察器个 2 57鱼菜共生系统 套 2 58植物生长模拟环境 套 1 59种子发芽实验器 套 9 60PH计 套 9 61 电导率仪 套 9 62 照度计 个 1 63现代农业技术-病虫害预测及综合治理 套 1 64 现代农业技术-品种资源的保护和引进 套 1 65现代农业技术-转基因技术 套 1 66现代农业技术-绿色食品 套 1 墙壁画 1 生命游戏 套 1 2 读心转盘 套 1 3 血型与遗传 套 1 4 手不能抖 套 1  

本书结合作者对图像处理,分析和三维重建等进行的研究和工作,对从数码相机拍摄的建筑物图像中以参数化建模的方法恢复建筑物的三维几何结构进行了论述和探讨.

涉及一种基于平面扫描三维成像的人体安检系统及方法，该系统的安检门框架内装有平面扫描驱动单元的扫描臂，扫描臂前后两侧分别装有扫描单元的毫米波收发天线阵列，安检门框架两侧分别装有毫米波收发机，扫描臂上端连接平面扫描驱动单元的驱动机构，控制单元连接扫描单元和平面扫描驱动单元，以使毫米波收发天线阵列进行平面扫描；控制单元连接数据采集单元，用于控制所述数据采集单元采集处理来自扫描单元的检测信号；图像处理单元连接数据采集单元，用于根据采集数据和采集数据的空间位置信息合成三维全息图像，并由显示器显示所述三维全息图像。

硅烷偶联剂是一类重要的、应用日渐广泛的处理剂，它最初用来处理玻璃表面，随着化工产品的不断发展，逐渐在各个领域获得应用。在化学工业上，最常用于无机材料和有机材料的表面处理。3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷是硅烷偶联剂中的一种，异氰酸酯能与羟基、氨基反应，用于一些有机材料中，能起偶联作用，并对无机材料有优异的附着力。目前世界上只有美国和日本生产这种偶联剂，价格昂贵。我国主要从日本进口，每公斤售价在一千元以上，附加值高。从国外的专利文献来看，现这种偶联剂主要是通过3-氨基丙基三乙氧基硅烷与光气的反应来制备。光气是一种剧毒气体，使用不便。固体光气是一种理想的光气的替代品，而且我国有多家厂家生产，价格便宜。我们研究了用固体光气生产3-氨基丙基三乙氧基硅烷，进行了小试。所合成的产品在外观和性质上与国外进口产品一致。合成3-氨基丙基三乙氧基硅烷所需的原料便宜，它的附加值高是因为在生产过程中有较高的技术要求。所以，这种产品适合作为高新技术开发的产品。

近几年，硅基集成电路的速度遭遇瓶颈、停滞不前，解决的办法之一是引入光子学器件，部分取代电子学集成电路中的信号处理和互联器件，这就要求光子学器件具有像电子学集成那样的小尺度和三维集成能力，同时具有和电子学集成兼容的制备工艺。这些要求使得光电混合集成面临巨大的挑战，是一个世界性的难题。 光学所张家森教授团队与信息科学学院彭练矛教授团队合作，提出了基于表面等离激元和碳纳米管的三维光电混合集成系统，该系统与现有的COMS制备工艺兼容，可以实现光子学和电子学的三维集成和互联，为解决集成电路的速度瓶颈提供了一种方法。他们演示了几种集成回路，包括在片光操控回路、波长和偏振复用回路和具有COMS信号处理电路的集成模块。Fig. 1. Integration of plasmonic-enhanced detector with carbon nanotube (CNT) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) signal processing circuits. a, Schematic of the 3D integrated circuits, consisting of bottom-layer passive WFSAs and metal connection lines, in-between HfO2 dielectrics and Au cross-layer connection lines, and top-layer plasmonic receiver and CNT CMOS signal processing circuits. b, Output characteristics of the plasmonic-enhanced barrier-free-bipolar diode (BFBD) and the normal BFBD under the illumination at "λ" =1200 nm. c, Electric field pattern of the La=320-nm SA. d-e, Transfer (d) and output (e) characteristics of the CMOS. f, VTC curves of the CMOS (blue line) and the 3D integrated circuits (red line). Inset is the corresponding equivalent circuit diagram of the 3D integrated circuits. g-i, Statistical figures of merit of the deep-subwavelength modules, including photocurrent (g) and photovoltage (h) of the BFBD as well as on-state current of the CMOS (i). 这种三维集成系统的优点包括：1. 使用低温COMS兼容制备工艺，可以在单片集成回路中集成光子学模块、电子学信号处理系统和存储系统；2. 利用具有原子厚度的碳纳米管材料以及金属工艺，使得光子学集成和电子学集成在材料上兼容；3. 基于表面等离激元使得光子学器件尺度可以和电子学器件尺度相近，便于集成；4. 碳纳米管的工作波段可以覆盖整个通讯波段，这是硅材料无法做到的；5. 光电探测器工作于光伏模式，可以减小能耗。该工作是首次利用原子厚度材料实现三维光电混合集成，可以实现更小的尺寸、更快的速度和更多的功能，同时，有可能解决电子学集成回路在速度上的瓶颈。 上述实验结果近期发表于最新一期《自然 电子学》杂志。 相关文献：Yang Liu, Jiasen Zhang, and Lian-Mao Peng, Three-dimensional integration of plasmonics and electronics. Nature Electronics 1, 644-651 (2018).Yang Liu, Jiasen Zhang, Huaping Liu, Sheng Wang, and Lian-Mao Peng, Electrically-driven monolithic subwavelength plasmonic interconnect circuits. Science Advances 3, e1701456 (2017).

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。

成果描述：结合运用胶原化学、蛋白质化学、再生医学及相关学科的理论和方法，构建了以经过生物型交联剂“氧化海藻酸盐”交联改性的猪皮胶原纤维本体支架（porcine acellular dermal matrix, PADM ）为底层，仿贻贝黏附蛋白“Dopamine”的聚多巴胺 （PDA ）为中层，胶原为表面生物活性层的“三明治”型胶原基复合硬脑膜，解决了单一材质的胶原硬脑膜力学性能不佳，的宿主组织亲和力不够，促细胞增殖、组织再生能力不足以及耐酶解性能不足等问题；这是一种新型的硬脑膜，为实现产业化和商品化提供了技术支撑。市场前景分析：胶原，具有三股螺旋结构，具有能够促进细胞生长、可生物降解，且生物相容性与机械力学性能良好等优点，已广泛用于化妆品、生物医用材料等领域。猪皮胶原纤维本体支架（porcine acellular dermal matrix, PADM）作为一种天然来源的生物衍生材料，已经被广泛的应用于再生医学与组织工程领域。根据中国医疗器械行业协会对全国三甲医院及部分二甲医院的调查，保守估计全国年颅脑手术量在 26~40 万例，且每年手术量都有一定比例的增长，如果全部颅脑手术中，60%采用植入人工硬脑膜，保守计算颅脑修复膜市场的潜在需求将超过 5 亿人民币，硬脑膜需求量不断攀升，猪皮来源广泛，价格低廉，以猪皮为原材料制备的胶原基复合硬脑膜具有巨大的市场潜力。与同类成果相比的优势分析：1．固体产品： 外观：洁白或乳白色，厚度均匀无异味 水分含量：10-13% 2. 胶原含量：83.4% 3. 细胞毒性评价：≤1级 4. 体内降解时间：＞120天 5. 原发性刺激指数：0.3 国内领先。

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。