一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 在“秸秆生物质炭土壤改良-炭基肥生态农业技术”(中国石化行业协会,2017)基础上，发展秸秆专业化收集模式和移动式就地炭化还田等配套模式，将乡村秸秆、粪污和绿化废弃物协同炭化处理并高值物质提取利用，新开发出炭基土壤健康调理剂和炭基营养液体肥，构成炭基复合肥、炭基融合肥、炭基掺混肥等类型的固体炭基肥，生物富硒叶面调理剂、炭基铁锌营养肥、炭基液体复合肥等液体喷施肥，以及固碳、营养和抗逆功能的炭基土壤调理剂抛撒肥等的生物质炭产品系列，集成为农产品绿色循环生产的”一炭三肥”（生物质炭与炭基有机肥、炭基复合肥、炭基液体肥），形成“固碳改土、促生强根、营养优质” 的健康生态农业体系，通过产业技术研究院、专家工作站和揭榜挂帅等形式，示范落地到合作社、肥料企业、村镇政府，2020-2021年在南京溧水区、六合区的炭基健康水稻收到增产优质的显著成效，既可服务于碳中和农业，又直接推进乡村振兴。 主要技术特点： （1）生物质无废循环，热解炭化养分循环率平均65%以上，有机碳循环率70%以上； （2）固碳减排：每吨生物质平均固碳减排0.6吨CO2当量； （3）每年增加土壤有机质0.1 g/kg以上, 减少化肥10-15%； （4）增产5-25%，营养品质提升10-20%； （5）炭基肥适合抛撒，炭基液体肥适合水肥一体化。

近年来，随着我国人口老龄化、工业化、城镇化的进程逐渐加快，加上慢性感染、不健康生活方式、环境暴露等原因，我国癌症发病仍处于逐渐上升态势。根据国家癌症中心2020年度工作报告，胃癌和结直肠癌在男性癌症发病排名中位于第三和第四，而在女性癌症发病排名中排名第三和第五。根据国际癌症研究机构(International Agency For Research On Cancer)编制的GLOBOCAN 2020癌症发病率和死亡率估计，肺癌仍然是癌症死亡的主要原因，估计有180万人死亡(18%)，其次是结直肠癌(9.4%)、肝癌(8.3%)、胃癌(7.7%)和女性乳腺癌(6.9%)[2]。所以胃肠道疾病的早期筛查仍是卫生部防治工作的重要任务。而目前将气体传感器集成到内窥镜，实现肠道监控的实时监控的相关设备和研究还未见报道。 相关技术指标：本项目主要从事肠道监控用气体传感器器件、无线传输及相关无线互连电子技术的研发、生产和产业化，核心技术体现在三个方面：1) 气体敏感材料的选择及制备；2) 气体传感器的设计和开发；3) 传感器与内窥镜探头的集成、加工、测试和封装的能力。 技术创新点： （1）制备出形貌可控的ZnO或WO3与石墨烯的复合材料； （2）制备出可低温检测（80 oC）、灵敏度高、脱附时间<200s的石墨烯基气体传感器； （3）实现器件与内窥镜探头集成，克服人体环境对传感器精度的影响。

本项目针对国内高端光电子器件严重依赖进口的现状问题，自主研制Tb/s级以上 PDM-16QAM的硅基大规模阵列集成相干光接收芯片。根据本研究组在硅基集成光电子器件、偏振控制器件、光混频器等方面的建模仿真、制备测试基础，依托“先进电子材料与器件”校级平台的先进半导体加工能力，制备了高偏振消光比的偏振分束器、偏振旋转器，高相位精度的90度混频器，大带宽高响应度的探测器阵列，高效硅基芯片-光纤耦合，以及可调光功率衰减器。 通过本项目的实施，在硅基光接收集成芯片、高端光电子器件及其大规模集成的关键技术领域有所突破，建立关键工艺技术与器件标准库，形成硅基光电子器件标准加工工艺流程，实现高端光电子器件的自主制备,改变了我国硅基光电子器件技术无偿地向国外转移的历史，缩短我国光子集成技术与国际先进水平的差距，提升我国光通信产业的竞争力。部分成果获得2014年度上海市发明二等奖。

针对氯化工艺生产过程中产生的大量有机无机混合废气（主要有氯气、氯化氢、有机化合物等），研发了氯化废气分子捕获技术。该技术实现了吸收和吸附技术的柔性耦合，通过优化捕获的内部结构，采用自主研发的多级多孔填料，增加了物相传动，实现对有机成分的大容量、高选择性地捕集，并通过控制空塔流速与滞留时间保证这一过程的充分与稳定。且同步制得高品质的副产盐酸，饱和后的捕获剂可以再生，实现循环利用。该技术还可直接应用于有回收价值的VOCs的治理。

（1）在传输平台上，采用工业光纤以太环网技术，以矿调度控制室为中心，分别向主副井绞车房、主抽风机房、压风机房等四处敷设矿用阻燃光缆，通过光纤收发器、光缆将信号传入调度控制室交换机，构成冗余的千兆环网。 （2）各子系统通过光纤收发器通过光纤连接到交换机上。 （3）在软件集成上，采用组态软件，通过一致的软件界面，实现对各类自动系统的综合、集中监测与监控。 （4）该系统提供的扩展接口，便于将来其它系统的接入和集成。

针对有机溶剂回收中具有的成分复杂、组分多等特征，项目开发了萃取-共沸精馏、萃取-反应-催化精馏等系列集成工艺技术。利用开发的分子设计方法设计出环境友好的分离溶剂，为工业生产提供更优的选择。同时开发的集成分离工艺技术，可有效提高有机溶剂的分离效率，降低分离能耗。项目获国家授权发明专利6项。

 实时生产信息集成系统是“生产控制”与“生产管理”信息系统之间的桥梁，主要实现如下内容：  1、对流程工业中各套生产控制系统（DCS/PLC）的数据全面采集，集中存贮、统一管理，并生产历史数据提供长时间、高速的在线查询。  2、系统实时性极高、数据应用功能丰富，支持企业生产调度、远程监控、公司/车间生产优化与管理等多方面的数据应用。  3、对 MES、ERP、MIS 等企业信息系统，提供“生产数据”支持，生产数据自动获取，不再需要 烦琐低效的人工录入。

目前我国的城镇水环境普遍存在污染源强高居不下，水体污染严重；自净能 力严重不足；生态环境变差，生态服务功能丧失等问题。本项目由江南大学邹华教授主持完成针对城镇水环境（河流，小型湖泊，景观水体等）的污染和治理现状，研发、集成了以修复受污染水环境的自然生态为目标的综合治理关键技术。 项目通过对城镇水环境的外源污染控制，水质改善和生态重建技术开展研发、集成和应用推广。

江南大学教育部针织技术工程研究中心自主研发的多梳经编机集成控制系统 WKCAM 生产速度高、稳定性好、可靠性强，实现数据管理，直观简便。该系统基于电子凸轮控制的柔性电子梳栉横移控制，适应机速高；可在线花型编辑与显示功能，系统可直接显示花型，生产中实时显示花型编织位置，进行在线花型修改；可用于大花型编织，且更换花型简单，最大花高可达 8000 横列以上；同时配以 6 轴以上的 EBC 多速送经和 1 根 EAC 多速牵拉和 1 根卷曲装置；采用最新 Piezo 贾卡装置，贾卡梳的安装位置根据需要可前可后；且具有停电保护功能，保证重新上电时花型能连续编织。该系统可用于低成本的链块机升级改造，原钢片式花梳配置不变，改造后花梳累计横移量可达 60 针，机速提高至 450r/min 以上；也可与新型高速电脑多梳机配套使用，累计横移可达 180 针，生产速度可达 1000r/min。 关键技术 （1）高动态响应柔性横移技术，实现对大惯量导纱梳栉进行高频启停和高精定位； （2）高精度随动多速送经技术，实现送经与主轴频率和横移曲线的快速跟随； （3）高速率存取贾卡提花技术，实现对贾卡提花数据的大容量静态存储与高速率动态存取； （4）高分辨扫描在线监测技术，实现织物图像的高速扫描与识别。 知识产权及项目获奖情况 1、发表 CSCD 论文 37 篇； 2、申请专利 9 项，授权 7 项； 3、获 2014 年中国纺织工业联合会科技进步一等奖、2010 年国家科技进步二等奖、2015 年江苏省科技进步二等奖； 项目成熟度 批量生产阶段。 5 投资期望及应用情况 (1)效益分析 多梳经编机集成控制系统适用于市面上多重型号的多梳经编机，稳定性好，机速高，产品适应性大，将机器的效益最大化，促进经编企业的智能化、数字化生产。 （2）应用情况 已在江苏润源、常州申达、汕头飘娜和广东彩艳等多家企业应用。 

北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院张芳副教授与美国Texas A&M University张人一教授团队开展合作研究，揭示区域雾霾形成的新机制，与驱动我国雾霾的长期趋势和辐射强迫变化的主要原因。研究显示，近几年，我国虽然重度雾霾发生频率减少，但中/轻度雾霾仍然频频发生，这主要由于在低的SO2浓度和中等相对湿度条件下黑碳（BC）表面的催化氧化反应所引起的颗粒物快速增长所造成。新发现的这种反应机制会增强BC气溶胶对大气的加热和对地表的冷却效应，降低边界层高度，加剧雾霾的发生和发展。但同时，增强的大气加热和地表冷却效应几乎可抵消，因此对大气层顶的总辐射强迫几乎无改变。研究结果表明，近期国家对工业源减排有效的减少了空气中SO2的浓度， 但控制SO2的浓度仅减少重度雾霾的发生频率，不会根本消除重度雾霾的发生与减少轻/中度雾霾发生的频率。指出需同时控制一次排放的黑碳以及其他污染气态物（NOx和NH3等）。 该成果第一作者为北京师范大学全球院张芳副教授。参加研究的其他团队还包括中科院大气物理研究所孙业乐研究员团队等。本研究得到国家自然科学基金和科技部国家重点研发计划资助。成果于北京时间2月10日发表在美国著名科学期刊《美国科学院院报》（Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America，缩写PNAS）上。 由于一系列强有效的减排措施，自2013年以来我国重度雾霾（日均PM2.5>200 μg m-3）发生的频率已明显减少。但研究团队基于长期观测资料的分析显示，过去15年（2004-2018年）轻/中度雾霾（PM2.5=100-200 μg m-3 ）天数平均达到全年的30%（~113天），且近几年并未呈下降趋势（2013和2018年分别达到176和227天），及重度雾霾的时有发生。如何解释这种雾霾的形成与趋势，仍然是我国研究学者所面临的具有挑战性的前沿科学问题。 本研究论文基于长期观测资料及短期强化观测、实验室烟雾箱模拟以及模型计算等多种手段和方法，从中国近几年强减排、强控制的情境下但雾霾仍然频频发生为着重点，针对我国高浓度水平的一次细颗粒物黑碳（Black Carbon, B）和气态前体物，设计并控制不同湿度条件开展了新鲜排放的BC暴露在大气中最常见的气态污染物（SO2,NO2和NH3）中的烟雾箱模拟实验，揭示BC表面催化SO2的氧化反应过程中硫酸盐的形成和增长、化学机理和影响因素。研究团队发现在极低的SO2浓度（几个ppb）和中等相对湿度（40%）下该反应就可快速生成PM2.5中的主要成分硫酸盐。进一步将实验室烟雾箱的结果应用到实际大气中硫酸盐生成的估算中，发现通过这种BC表面的催化反应途径对中/轻度雾霾和重度雾霾期间硫酸盐总量的贡献分别达到了90-100%和30-50%。此外，基于辐射传输模型模拟计算，还发现该反应机制显著增强了BC气溶胶对大气的加热和对地表的冷却效应，而这种反应机制对大气层顶的净辐射强迫的改变却很小。因此，这种新的机制不仅解释和厘清了为何在大力减排SO2的情境下，我国近几年中/轻度雾霾仍然频频发生的原因和化学机理；首次指出BC气溶胶对区域环境产生重要影响，对全球气候辐射强迫的贡献则可能微乎其微。该研究成果对我国及世界发展中国家合理制定减排措施以治理雾霾、改善空气质量及应对气候变化均具有切实有效的理论指引意义。 论文第一作者我校全球院张芳副教授多年来一直从事大气化学、大气物理以及全球气候和区域环境领域相关的研究，基于多种手段和方法（外场观测、烟雾箱实验和模型模拟等）开展大气细颗粒物（气溶胶）及其环境气候效应研究。近几年的研究主要集中在区域大气细颗粒物理化特性、二次转化和形成、老化和混合状态、吸湿核化（CCN）及其环境气候效应。相关成果发表在PNAS、Atmos. Chem. Phys.、Geophys. Res. Lett.、J. Geophys. Res.、Atmos. Environ.等领域内权威期刊等近70篇，Google 学术SCI总引1600余次， H-index 指数 19。