“石墨烯微结构的精准调控及其应用”首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 近年来，石墨烯领域未获得突破性应用成果，也未找到“杀手锏”应用领域，关键是石墨烯结构调控不到位。一个基本的共识是，对石墨烯材料的结构进行设计和调控，有助于在光电器件、能源转化存储、重大疾病诊疗、污染物治理等领域取得重大突破。上海大学吴明红院士领衔的研究团队聚焦“石墨烯微结构的精准调控及其应用”取得了开创性的研究成果，首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制，在Nature及其子刊上发表十余篇系列论文，获得国家自然科学二等奖。负责人吴明红是中国工程院院士、俄罗斯工程院和俄罗斯科学院外籍院士，获国家杰出青年基金、教育部长江学者及创新团队发展计划等支持。团队依托有机复合污染控制工程教育部重点实验室，推动基础科研成果向应用转化，在生物医学、环境治理等领域取得了相关应用突破。 一、主要理论突破 聚焦于研究主题，团队在以下三个方面取得重要突破： 1）为解决传统方法制备的石墨烯缺陷多，无法量产的问题，团队在分子水平上首次使用分子融合法实现了高品质单晶石墨烯量子点的可控制备。通过对单晶石墨烯量子点精准的物理化学性质调控实现了不同亚细胞器的定位，有力推动了石墨烯量子点在生物成像、重大疾病诊疗中的应用。 2）为解决单层石墨烯容易聚集的难题，团队通过“原位复合与还原”一步法调控策略，获得单层石墨烯复合催化材料。团队首次在该材料上观测到光生电子空穴对分离的皮秒级超快过程，发现并揭示了单层石墨烯高效抽取和快速传输光电子这一重要规律，为高质量单层石墨烯复合材料在催化等领域的广泛应用奠定了坚实的理论基础。 3）精确调节石墨烯层间距，可以将石墨烯有针对性地应用于离子筛分、污染物选择性吸附等广泛领域。团队通过金属水合离子的层间插入控制氧化石墨烯层间距，在国际上首次实现了层间距在超小尺度上（1 Å）的精确控制。 二、在黑臭水体治理、地表水水质提升上的应用 地表水内源污染治理的关键是削减河道污染负荷，重建水生生态。团队以层间距可控石墨烯为基质，发展了水环境污染生态修复的叠层材料。以石墨烯为基体的复合微生物在其表面生长并形成生物膜，通过石墨烯和生物膜的协同作用，对水体污染物进行高效截留、吸附并降解。该复合技术运行成本低，治理周期短，工艺简单，无需底泥疏浚即可将地表水提升至IV类水以上水质指标，对河水的COD、氨氮和总磷，去除率达到80%以上。目前，团队已与上海宝山区政府建立多个石墨烯治理黑臭水体示范基地，显著提升当地水质环境水平。 三、石墨烯负极材料的钠离子电池储能系统应用 锂资源的匮乏，不足以支撑锂离子电池在储能市场的广泛应用，其成本较高的弊端也逐渐显露。同时国内外化学储能市场需求越来越大，促使研究者们利用资源丰富的钠元素组装得到钠离子电池。 经过对钠离子电池材料体系筛选和研究，本团队核心材料选用普鲁士蓝及其类似物作为钠离子电池正极，碳基材料作为钠离子电池负极。其中普鲁士蓝制备主要采用沉淀法及水热法，能耗更低。此外，普鲁士蓝能够作为一种染料进行使用，其安全性非常高。经过一系列放大，正极普鲁士蓝材料的充放电比容量达到160 mAh/g，碳负极材料的充放电比容量达到300 mAh/g。经过中试线生产预制，单体电池工作电压在3.2 V左右，能量密度在100 Wh/kg以上。单体电池在穿刺、挤压、外部短路、及破坏后浸水测试的情况下，均没有发生自燃和爆炸等情况，安全性高。 目前，拟搭建5条钠离子电池储能全自动生产线及相关配套设施，研发生产低成本、高安全、长寿命钠离子电池关键材料，实现高性能钠离子电池产品产业化，预计至2026年项目达产后，年产值达约22.5亿元；年亩均产值1666万元。 四、石墨烯传感材料在呼吸式血糖仪中的应用 我国糖尿病人数众多，并逐年上升。血糖检测仪与检测试纸市场规模约为460亿元，然而国外品牌却占市场份额大半。现有血糖仪采取长期有创刺血检测，存在很大感染风险，给病友带来巨大的生理和心理上的痛苦。呼吸式血糖检测无创，吹气即可检测，完美解决市场痛点。 糖尿病患者呼吸的气体中，可检测的VOCs较异常，需要高灵敏度的气体传感器进行识别。但是，常规气敏传感材料检测限与响应恢复能力不足，且难以在复杂气体氛围中实现特异性检测。团队通过对石墨烯带隙和表界面特性的精确调控，实现皮秒级载流子空穴的形成，从而实现对气体分子的快速响应，解决气体传感器灵敏度、选择性和响应恢复迅速的关键科学问题。研发的呼吸式血糖仪可满足确诊病友的日常检查、实现医院、公共场所快速筛查、手机APP记录管理以及网上专家互动诊断等功能，具有无创伤、无痛苦、便捷即时（15s）等特点，是首款呼吸式血糖检测产品。目前已二类医疗器械证书，即将已进入临床阶段。

项目简介专家系统是指在指定焦炭质量和成本的前提下， 根据单种煤的质量和价格及生产成本， 借助于专家知识的规则模型和解析的数学模型进行综合集成， 实现配煤比的定量计算和优化决策， 并从知识库中检索出多种能满足该焦炭质量指标和成本要求的配煤方案， 以便生产技术管理人员根据实际情况进行选择， 进而发出指令给配煤系统， 配煤系统接受指令后， 通过传感器控制配煤槽的给料量以达到实时控制配煤比的目的。 该技术已在宝钢、 攀钢等焦化厂使用。成熟程度已在宝钢、 攀钢使用。

研究内容 ：本课题主要进行了纳米材料的制备研究、纳米改性聚合铝 的制备及其在废水处理中的应用、 纳米改性陶粒的制备及其在废水处理中 的应用等三方面进行了研究。 其中纳米改性聚合铝的制备及其在废水处理 中的应用主要展开了纳米改性聚合铝的制备、混凝处理生活污水的结果、 混凝处理靛蓝印染废水、混凝处理混合印染废水等四方面进行了研究；纳 米改性陶粒的制备及其在废水处理中的应用主要展开了国产普通陶粒理

该成果先后获江苏省农业科技成果转化奖一等奖和国家科技进步二等奖。该技术建立了不同生态区不同类型专用小麦量质协调栽培技术体系和籽粒品质指标预测生态模型；制定了指标化、标准化、数字化的专用小麦量质协调栽培技术规范，形成了多种形式的产业化技术服务模式。

发榜企业：河源市吉龙翔生物科技有限公司 悬赏金额：15万元 需求领域：轻工和化工生物技术、植物产品加工 技术关键词：仙草、凝胶、提取、加工技术 产业集群：现代农业与食品产业集群

本书概述了三维激光扫描技术的概念与原理,分类与特点,研究现状与应用领域,阐述了点云数据的获取方法与精度分析,简要介绍数据处理的主要流程与基于点云的三维建模方法等.

《山区拱桥建设与维护新技术研发及应用》课题于2003年启动，由周建庭牵头，重庆交通大学、交通运输部公路科学研究院、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、重庆交通建设（集团）有限责任公司、后勤工程学院等校企多位专家历时6年时间共同完成。课题系统构建了特大跨径石拱桥的设计理论、施工技术及监测与控制方法，为世界最大跨径石拱桥（丹河大桥）的建成提供了重要的技术支撑。针对山区在用桥梁中数量上占有70%以上的石拱桥，课题组研发出了石拱桥安全性评估与加固新技术，和利用构造措施、减震装置实现拱桥被动或半主动减震控制的方法。因为取得以上突破，该课题获得了2011年度国家科技进步二等奖。

由重庆交通大学牵头，交通运输部公路科学研究所、北京航空航天大学等七家单位共同完成的“公路桥梁检测新技术研发与应用”，项目围绕公路桥梁内在病害感知难题，首创了基于自发磁场变异特性的桥梁钢筋锈蚀和拉吊索腐蚀断丝无损量化检测技术与装置，研发了桥梁钢绞线钢束和精轧螺纹钢筋有效预应力现场检测新技术与装置，研制了桥梁索塔裂缝自动巡检与精准感知量测技术与装置，实现了我国桥梁内在病害精准、量化、无损检测的技术引领，带动了科技革新和行业进步，成果总体达到国际领先水平。

 设施蔬菜是解决我国北方冬半年蔬菜供应和促进农民增收的重要产业，辽宁是我国设施蔬菜重要产区。然而设施蔬菜连作和不科学施肥等导致的土壤障碍日趋严重，已成为制约设施蔬菜提质增效和绿色发展的瓶颈问题。为此，项目组自“八五”以来针对该问题开展了系统研究，主要创新成果如下：     1.首次探明了设施番茄和黄瓜土壤障碍的主因是偏施氮肥导致的土壤酸化，明确了均衡施肥可明显缓解土壤障碍发生，实现了设施土壤障碍的理论突破。30年蔬菜长期施肥定位试验表明，长期过量偏施氮素化肥导致土壤严重酸化，进而使土壤理化性质和微生物区系劣变，病原尖孢镰刀菌数量增加 4.3 倍，作物产量 和品质下降；而有机无机肥均衡配施，缓解了土壤障碍发生。进一步的日光温室 蔬菜有机无机肥均衡配施长期连作试验表明，番茄与自根黄瓜连作 24 茬植株长势 和产量与第 1 茬无显著异，虽土壤理化性质、微生物区系及根际酚酸类物质等 随连作茬次增加而有所变化，但未达土壤障碍程度，也未发生枯萎病等土传病害。从而证实了我国设施蔬菜土壤偏施氮肥引起的障碍远大于土壤连作障碍。     2.首次明确设施番茄和黄瓜土壤最佳营养指标，创建设施蔬菜科学施肥模 型，研制出设施蔬菜土壤健康保持施肥方案，实现了设施蔬菜绿色可持续生产的技术突破。兼顾设施蔬菜生产效率与土壤健康保持原则，明确了设施番茄和黄瓜土壤氮磷钾钙镁最佳营养指标，建立了以设施土壤最佳营养指标（A）、目标产量需肥量（W）和土壤供肥能力（Y）为核心的施肥量（M）模型，即：M= b W（b={1.5+ (A-Y)/A}）；综合 7100 多份北方设施果菜土壤分析结果，研制出以 有机肥为主增钾补钙的北方地区设施果菜土壤施肥方案。推广应用后，土壤健康 保持效果显著，其中 28 年间连作 56 茬日光温室番茄产量未出现显著减产。     3.首次从作物-土壤-肥料-环境互作角度分析构建了设施蔬菜土壤障碍分级标准，率先创建了设施蔬菜土壤障碍生态安全防控策略，实现了土壤消毒的农 药零使用，为设施土壤障碍的绿色防控奠定了基础。通过对全省 5465 份设施果菜土壤分析，构建了日光温室蔬菜健康土壤、轻度障碍土壤、重度障碍土壤三个等级划分的土壤理化性质、养分含量和生物学特性等参数标准，综合定位试验结 果，创建了设施蔬菜健康土壤保持、轻度障碍土壤生态安全修复和重度障碍土壤 生态安全高效利用的策略，解决了设施土壤农药消毒污染环境的弊端。     4.研制出设施蔬菜轻度障碍土壤修复和重度障碍土壤营养基质高效栽培技术，攻克了日光温室蔬菜土壤障碍绿色防控的技术瓶颈。针对轻度障碍土壤修复，构建亩施膨化鸡粪（或等量营养有机肥）2000kg+粉碎稻草 1000kg+生石灰 44kg+ 复合肥(13-7-13)30kg 和膨化鸡粪 2000kg+生物炭 500kg+生石灰 44kg+复合肥 30k 两个优良配方，降低当茬土壤尖孢镰刀菌数量 71%～93%，番茄增产 30%以上。 针对重度障碍土壤，研制的农业废弃物营养基质限根栽培和嫁接防病高效栽培技术，实现番茄与黄瓜年亩产 2.5 万 kg 高产记录，节水 23.6%，节肥 26.4%。     项目获授权发明专利5件，制定地方标准5部，发表论文133篇，编写著作与教材 16 部。近 3 年累计推广 202 万亩，增产 40 亿 kg，增收 77 亿元；并减施化肥 26%以上，少用农药 18%以上，累计节约生产成本 12.8 亿元。

2018年国家技术发明二等奖 电网是我国经济发展的命脉，架空输电导线作为电力输送的“血管”是电网中用量最大、最关键的组成部分之一。导线的导电率每提升1%IACS，全国每年节约线损超70亿千瓦时。特高压、远距离、大容量输电和清洁能源利用的发展，对架空导线的导电率、强度、耐热性能和疲劳性能提出了更高的要求。但提升导电率与同时提高强度和耐热性之间存在矛盾，导致我国电网建设急需的特种导线难以满足工程需求。上海交通大学孙宝德教授团队与江苏中天科技集团合作，经十余年研究，取得以下创新性成果： 1.发明了耐热高导Al-Zr-Y合金材料及微结构调控工艺，解决了耐热相粗大和溶质锆(Zr)原子析出不充分的难题，使导电率从60% IACS提高到60.8%IACS，耐热温度从150℃提高到210℃。研制的耐热铝合金导线电网改造工程中获得大量应用，占国内耐热导线40%市场份额； 2. 发明了高强抗疲劳Al-Mg-Si导线，解决了强化相调控和超细夹杂去除的难题，显著提高了材料的抗疲劳性能，在运行张力增大的条件下，振动疲劳寿命超过3000万次。研制的特种大跨越导线和全铝合金节能导线，占国内30%市场份额，特别是大跨越导线，几乎包揽了国家电网大跨越工程； 3. 发明了高效除氢、活性涂层陶瓷过滤和新型细化剂制备等导线冶金质量控制技术，解决了微量杂质元素与气体去除的难题，实现了电工铝导线的导电率从61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型节能导线在特高压工程中获得大量应用。 上述成果依托国家973项目、国家自然科学基金、上海市节能减排专项等项目，共获得19项中国发明专利，1项美国专利和25项实用新型专利，发表论文49篇。成果在特高压电网建设、电网增容改造、新能源并网发电、电网领域节能减排中发挥重要的作用，并且出口到欧美及一带一路沿线国家，海外累计架线超2万公里，打破国际垄断，成为中国制造和中国电力走出去的“国家名片”。 导线性能测试实验室 超细夹杂物去除-现场试验 加拿大奥尔兹湾跨海大跨越——世界拉力最大的输电跨越工程 晋东南-南阳-荆门 1000kV 黄河大跨越