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深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-04-10
非接触电能传输关键技术研究
非接触电能传输技术是新型电源接入模式，是实现移动设备灵活供电的 理想方案，有重要的理论价值和广泛应用价值。本项目围绕非接触电能传输相 关关键技术展开研究。所取得的研究成果包括：a.提出一种基于包络线调制原 理的AC-AC高频变换拓扑，实现交流能量输入至交流能量输出的直接变换，提出 了系统能量转换效率。b.提出一种软开关变换电路广义频闪映射非线性建模方 法及稳定性判定方法。在此基础上,提出一种非接触电能传输系统谐振软开关 工作点计算方法，能快速确定系统的软开关工作点。c.提出一种具有最大磁场强 度自动跟踪及整定能力的多自由度拾取模式与转换技术，保证了移动设备在多 自由度运动条件下最大能量传输。d.为实现最大功率传输，提出感应电能耦合 传输系统互感耦合参数的分析与优化方法，为原副边能量耦合机构设计提供了依 据。
重庆大学
2021-04-11
肉苁蓉系统研究与产业化推广
以濒危寄生中药肉苁蓉为切入点，建立规范化栽培技术并大规模 推广，治理大片沙漠；开发系列产品并产业化，构建全产业链濒危药用植物开发新模式；带动民族地区经济发展和精准扶贫，取得巨大生 态、经济和社会效益。
北京大学
2021-02-22
海洋活性功能糖（低聚木糖）研究
本项目技术通过生物炼制技术对大米草等多种海洋源生物质进行组分分离，获取纤维素、半纤维素与木质素，并通过木聚糖酶将半纤维素转化为低聚木糖。项目科学意义如下：（1）通过大米草中纤维素、半纤维素与木质素组分分离，阐明大米草等海洋源生物质纤维素、半纤维素与木质素组成与结构特点（2）通过木聚糖酶及半纤维素侧链酶（如阿拉伯糖苷酶、阿魏酸酯酶、乙酰酯酶、葡萄糖醛酸酶等）对大米草半纤维素特异性酶解，解构海洋源生物质半纤维素素的分子结构特征。
厦门大学
2021-04-10
节能建筑外围护构件与被动设施优化研究
节能建筑外围护构件与被动设施优化方法研究，2007 年 12 月通过河南省教育厅鉴定。 建筑节能已成为建筑领域当前研究和实践的重点，我国建筑用能占当年全社会终端能源消费 量的 27.8%。《民用建筑节能管理规定》和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》等强制 性法令法规的颁布无疑对建筑节能、改善室内热环境有极其重要的作用。但是我们也应该看 到，尽管新的城市住宅和上世纪 80 年代初期的住宅相比其隔热保温性能有了较大提高，但 与发达国家相比还有很大差距。由于建筑寿命一般在 50～100 年，加上人们对建筑热舒适的 要求不断提高，建筑能耗需求在今后较长时间内持续增长，必将对我国的能源使用模式产生 强烈冲击。因此，我们急需开展新的、更为节能的技术研究和实践。 本项目研究目的是研究节能建筑外围护构件与被动设施对建筑能耗的影响以及与 建筑的结合与优化配置问题，最终应用于建筑设计与选择，其技术要点如下： 1. 介绍了室内热环境的几个影响因素，受传统民居建筑外围护结构设计启示并考虑到现代 科技水平和生活方式，从而提出了现代住宅外围护结构设计策略。 2. 从能量角度论述了外围护结构如何通过设计来保持、阻止以及引入能量。 3. 利用计算机模拟能耗分析软件对工程实例的外围护结构设计进行了优化设计的方法实 证研究。 4. 借助高精度热成像仪的拍摄，使得外围护结构的实验调查更加准确和直观。清晰的呈现 出采暖条件下外围护结构的钢筋混凝土梁柱、窗户、窗框、缝隙等热工薄弱环节。 5. 利用能耗分析软件 DOE-2 对飘窗、空气渗透、遮阳方式、玻璃选用进行能耗分析，用数 据说明其存在的问题，并提出可行的解决方案。
南京工程学院
2021-04-13
大陆尺度气候变化观测研究
分析了由于早期资料短缺和观测抽样偏性、气候序列的非均一性以及城市化对温度变化的影响等因素导致的早期研究结果的不确定性。 在对上述偏差进行了充分评估后，研究团队利用更可靠的基准数据和更“鲁棒”的技术方法得出以下结论：20世纪以来，中国区域平均气温增暖幅度已达约1.5℃，这个数字高于同期全球平均升温（约为1.0℃）近50%；对逐年温度的排序显示，有观测记录以来中国最暖的24年出现在最近的25年中；该最新估计和地球系统耦合模式（CMIP5）集合模拟结果表现出较好的一致性。论文基于中国区域研究实践经验，系统地建立了“区域气候变化观测研究”理论与方法体系，进一步为科学认识关键区域气候变暖趋势提供参考。
中山大学
2021-04-13
在纳米隐写术研究方面取得重要进展
发展出一种能够有效克服上述两个问题的新型隐写术——彩色图像中的纳米隐写术。该团队在此前发展出的全彩等离激元彩色印刷理论与技术（Nat. Commun. 6: 8906, 2015）的基础上，将等离激元彩色印刷品作为信息隐藏的载体，其纳米级别的像素大小带来了接近100,000d.p.i.的超高分辨率（达到光学衍射极限），极大的扩充了可隐藏的信息容量。另一方面，该团队发展出了利用结构微扰（即不对结构显示颜色造成可见影响的微小结构变化）来隐藏信息的新型隐写策略。其实验结果表明，利用此策略隐藏的信息无论在光谱上还是在扫描电镜中都不能被发现，这就对信息实现了几近完美的隐藏，具有极高的安全性。 该团队利用两步微扰的方法提出了具有自我反监察功能的纳米隐写术（如上图所示）。首先，信息发送者利用微扰1将重要信息近完美地隐藏在彩色图形中。在目标接收者收到信息载体后，他们需要先对其加载微扰2使得隐藏信息与背景之间出现微小的光谱偏移，然后才能利用特定的光学滤波片将信息读取出来，而微扰2的加载过程将对作为伪装的彩图带来不可逆的图形变化，这就使得信息伪装载体同时能够作为自我反监察的指示器，即当接收者在收到信息载体时，如果伪装图形发生变化，则说明隐藏的信息已经被人窃取。 以上研究成果将隐写术推进到了纳米尺度,这赋予了物理隐写术更大的应用与发展潜力，具有重要的革新作用。研究中提出的近完美隐藏和自我反监察功能的概念，对于发展新型的信息安全防护方法也具有重要的启发意义。此外，结构微扰能够被“变废为宝”地用于信息隐藏，这为微纳光学领域揭示了一个新的结构调控维度——微扰，为新型光学微纳结构的设计提供一种新的思路。
中山大学
2021-04-13
机电装备主控系统故障智能自愈策略研究
应用于机电装备主控系统程序控制部分，实现机电装备主控系统故障的自我检测、预报、恢复，提高机电装备运行的稳定性和安全性，具有一定的市场前景。关键技术：自愈技术，多Agent技术，检测技术产品应用领域：机电装备的控制系统中● 应用前景： 应用于机电装备主控系统程序控制部分，实现机电装备主控系统故障的自我检测、预报、恢复，提高机电装备运行的稳定性和安全性，具有一定的市场前景。
南京工业大学
2021-04-13
全光纤二阶非线性光学效应研究
西北工业大学物理科学与技术学院赵建林教授研究团队在全光纤光波长转换方面取得重要进展。提出了一种二维材料辅助的全光纤波长转换方案，利用该方案制备的波长转换器，仅需百微瓦量级光功率（远小于一支普通激光笔的输出光功率）即可将近红外光稳定地转换为可见光。该技术在全光纤中实现光波长的高效转换，兼容现有成熟的光纤通信和传感系统，也为其他高性能全光纤非线性器件的实现开辟了新的途径。利用全光纤的二阶非线性效应不仅可以拓展光纤激光器的工作波段，还有望实现全光纤的线性电光调制器、缠绕光子对等，可极大拓展业已成熟的光纤通信、传感技术在信息处理与感知领域的应用范围。然而，石英光纤的中心反演对称性阻碍了其二阶非线性效应的产生和利用。目前，基于二阶非线性效应实现光波长转换，需要对光纤进行特殊掺杂、极化等复杂工艺处理，以及高功率脉冲激光泵浦等苛刻条件，因此如何降低光纤中波长转换的实现条件，成为困扰科学家们的一个难题。针对此问题，研究团队创新性地提出一种层状二维材料硒化镓辅助的全光纤波长转换器，利用微光纤导波模式的强烈倏逝波与硒化镓的相互作用，利用百微瓦级连续光即可实现倍频、和频等非线性参量转换过程，进而将近红外光稳定地转换为可见光。相关研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”为题，已在国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》发表。论文第一作者为团队姜碧强副教授，通讯作者为甘雪涛教授和赵建林教授，西北工业大学为唯一作者单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1
西北工业大学
2021-04-11
3.Nature 子刊上发表固态电池研究
在固态锂电池研究领域连续取得重要进展。继全面解析电动汽车三元单晶材料性能衰减机制后(Nature Communications, 2020, 11, 3050)，固态电池的研究成果“洞察固态电池多晶正极中的界面效应和局部锂离子迁移”（Insightsinto interfacial effect and local lithium-ion transport inpolycrystalline cathodes of solid-state batteries）也发表在最近的 Nature 子刊上(Nature Communications，2020，11，5700）。青年教师娄帅锋士为本文第一作者，王家钧教授为唯一通讯作者。
哈尔滨工业大学
2021-04-13