一、成果简介 草莓立架立体栽培是利用支架和人工基质让草莓在距地面一定高度生长发育的栽培方式。中国农业大学草莓课题组在传统的支架式栽培基础上设计了多种新型立体栽培模式，有A字型、H型、X型、双H型、手动可调节式和电动可调节式等，针对每一种模式分别设计开发研制了立体草莓栽培的灌溉系统、排水系统、栽培基质、营养液系统以及相应的配套栽培技术。以上栽培模式及其栽培技术符合都市农业背景下草莓生产优质、高效、省工、美观的发展方向，适合在观光采摘园推广。

本成果提出了汽柴油输送系统内腐蚀规律及演化机制。针对管线内腐蚀关键问题，建立点蚀发展与储罐内部环境因素之间的关联关系与量化表征数学模型；研究常压储罐底板腐蚀状态远程监测关键技术，为储罐安全运行提供了安全可靠的保障。 成果包括以下方面： 1、研究搭建了腐蚀测试系统进行不同含水量成品油介质中输送管道和储罐的腐蚀试验，通过失重测试腐蚀速率，确定了储罐腐蚀发生的临界水含量。利用SEM和3D显微镜观察腐蚀后的形貌和形态，利用XRD和EDS分析腐蚀后腐蚀产物的成分和组成（见图1），揭示了储罐内腐蚀机理。利用3D显微镜测量点蚀形貌、深度和概率，探明了点蚀的形成机制和演化模式，建立储罐点蚀发展模型。 2、研发了新型碳纸电极，搭建微型便携电化学系统，建立了基于电化学阻抗EIS的腐蚀性微生物硫酸盐还原菌检测技术,可实现污水中硫酸盐还原菌（SRB）的菌量测定。 3、研发的仪器样机：采用半选择培养法，利用电化学方法测定腐蚀性微生物的菌量。以丝网印刷电极及测试仪器进行展示，包含金纳米颗粒丝网印刷碳电极型号110GNP和C1110GNP，其中的金纳米颗粒（GNP）修饰的丝网印刷碳电极（SPCE）设计用于生物传感器研究，具有强化的电子转移特性。 【技术优势】 本成果通过现场调研和实验室模拟研究了成品油输送系统微生物腐蚀失效规律，揭示其微生物腐蚀的主要因素：水分、沉积物及主要有害菌如硫酸盐还原菌等； 1）首次建立了微生物腐蚀快速检测和监测平台，包括研发了基于纳米类酶催化的硫酸盐还原菌代谢产物硫化氢检测传感器及电流型硫酸盐还原菌菌量快速测定电化学传感器、电阻型成品油中管线材料腐蚀在线监测技术、基于阵列电极原理的微生物局部腐蚀监测技术。 2）根据沉积物下微生物腐蚀规律，研发了长效缓释型水溶性缓蚀杀菌剂，可实现对沉积物下微生物长效抑制。 3）首次仿生合成了高效抑制SRB的抗菌肽并应用于SRB腐蚀领域，揭示了阳离子抗菌肽和有空间环状结构的仿生活性生物肽，抑制SRB的影响因素和独特机制，为使用生物肽类抗菌剂抑制SRB腐蚀提供了新思路。 4）此外，利用原位产生抗菌活性物质的有益菌枯草芽孢杆菌与SRB竞争生长，建立了低成本长效生物竞争抑制SRB腐蚀新方法。 【技术指标】 1) 腐蚀性微生物测试周期6小时内，菌量检测限10个/mL。目前培养法需要14天。 2) 缓释型缓蚀杀菌剂，杀菌率达到99.4%以上，且具有长效性，目前有效测试时间是60天。 3）研究的环氧抗菌涂层，可用于管线薄弱易腐蚀环境微生物腐蚀控制。 【资质荣誉】 2022年度获得湖北省科技进步二等奖

新材料 成果简介 耐磨材料及其工具常需要高硬度提高其耐磨性，而硬度与韧性是一对矛盾，在提高合金钢硬度的同时，容易导致韧性的下降。合金钢韧性不足，在冲击载荷的作用下，表面容易产生龟裂、裂纹，造成合金钢表面崩片脱落和耐磨工具断裂。盾构机是我国引进并逐步国产化、机械化程度高的隧道掘进设备，随着我国铁路、地铁、公路建设的蓬勃发展，盾构机的应用愈来愈多，盾构机的掘进依赖前面的刀盘，而刀盘上的一个重要零部件就是滚刀。由于地质工况条件的复杂性，巨大

成果与项目的背景及主要用途： 成果背景：由于建筑能源消耗的急剧增加，热泵作为一种通过消耗少量高品位能量，把热量从低温处传输到高温处的装置，日益受到人们的关注。热泵通过使用清洁的冷热源如太阳能、土壤能、空气能等，能够同时实现制冷、制热、提供生活用热水。这种复合可再生能源系统的出现，给人们提供了更具灵活性的方案，来实现洁净能源系统的三联供功能。 系统主要用途：多热源热泵系统是指以太阳能-空气源-地源等为热源的热泵系统，主要包括：太阳能集/散热系统、空气源集/散热系统、埋地盘管集/散热系统（含室内蓄热体）、水源热泵系统、房间热力系统、控制系统。本方案利用先进的智能控制技术，将太阳能源、空气源和地源热三者有机结合，通过水源热泵机组实现向建筑物供热、供冷和提供生活热水。太阳能集/散热器的利用可弥补地源热泵因埋地管束多而导致的投资过大的缺点，同时减少地下环境受到过度的热污染，而少量地源和蓄热系统的使用可弥补太阳能和空气源热泵受气候条件影响大的缺点，使系统即使在恶劣的气候条件下也能在高能效状态下工作。太阳能-空气源-地源热泵联合系统可以设计为基本工作模式，还可以根据具体情况开展因地制宜的设计，组合成适合当地地理及气象特点的系统。系统采用全新的智能控制技术，采集实时的系统参数，提高温度调节的准确性，使系统始终维持在高效状态下工作。通过将太阳能源、空气源集/散热器做成外围护结构的一部分，实现新能源与建筑结构的完美结合。结合三步节能建筑技术的普及推广，本技术产品的目标是实现空调和采暖方面的一次投资和日常费用仅为传统空调+暖气方案的 50%。 技术原理与工艺流程简介：  夏季： 系统处于制冷工况，需要把从室内吸收的热量转移到室外，太阳能散热器、空气源散热器、埋地换热器分别提供冷源，此外，在房间内有相变蓄能材料，晚上积蓄冷量，减轻热泵系统在白天的热负荷。由于空调系统在夏季并不处于常开状态，如果空调不处于制冷状态时，使系统处于制热工况，关闭室内热力系统，并且打开阀 V4 和 V6，关闭阀 V5，此时系统成为太阳能热泵式热水器，可以提供稳定的热水。两种工况的切换通过实时测量的室内温度和热水箱温度等参数，由智能控制系统进行判断。 冬季： 系统处于制热工况，太阳能集热器和埋地换热器作为热源给建筑供热，同时供生活热水。当热水箱温度达到设定值时，关闭阀 V4 和 V6，打开阀 V5。此外，在房间内有相变蓄能材料，白天积蓄冷量，减轻热泵系统在夜晚的工作负荷。三个热源可以任意两个之间并联工作，也可以分别工作，要依具体的工作状况，包括环境温度、室内温度、热源温度等状况而定。技术水平及专利与获奖情况：该技术已申请专利，并通过小试鉴定。 应用前景分析及效益预测： 应用前景分析：本项目的实施可以加快可再生能源产业化的发展，促进建筑节能与热泵系统的有机结合，对空调行业进一步向绿色能源的发展，都有非常显著的作用。三步节能的尽快实现，客观上也促进了新能源的普及推广。 效益预测：下面以天津地区为例对本系统的一次投资成本及运行费用进行说明，将本系统与单冷空调+暖气、地源热泵、空气源热泵比较。建筑面积 150m2，采暖天数 125 天，制冷天数 120 天，每天制冷 10 小时，平均运行负荷按 70%计，电费 0.41 元/度以三步节能后的指标计，供暖负荷取 36W/m2，总供暖热负荷为 5400W/m2，制冷负荷 72W/m2，总的制冷负荷为 10800W/m2。 第一种方案采用单冷空调+集中供暖，集中供暖中室外采暖的投资为 85 元/m2，室内的费用为 25 元/m2，总的费用为 110 元/m2，天津地区的暖气费用为15 元/(m2 年)，设制冷系数为 2.5。 第二种方案完全采用地源热泵，冬季单位钻孔长的取热率为 30W/m，夏季的放热率为 50W/m，约需 210m 的钻孔长，管长和施工总费用取 90 元/m。 第三种方案完全采用空气源热泵，冬季采用电辅助加热的时间为全部取暖时间的一半，冬季制热，夏季制冷系数为 2.5，冬季制热系数取为 2。 第四种方案为本项目系统，太阳能集热板取 17m2，地源热泵系统的冬季负荷为 1500W，夏季负荷为 2500W，地源热泵约占总负荷的 25%，夏季性能系数取为 4，冬季的性能系数取为 3。 应用领域：建筑节能；新型热泵、空调系统；制冷、供暖系统工程；可再生能源建筑。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：热泵、空调及控制系统。 设备：机械加工及系统安装设备。 厂房面积：1000m2 以上。 投资规模：600 万以上。 合作方式及条件： 合作方式：技术入股、合资经营。 条件：对建筑、节能及可再生能源利用感兴趣且致力于该技术的推广实施。 

高级氧化水处理设备处理高浓度染料10分钟的变化

卫星通信具有覆盖范围广、容量大、传输速率高等优点，可用于多种复杂通信环境，在军事通信中得到了大量的应用。然而由于卫星信道的开放性，通信信息极易泄漏，通信隐蔽性较差。因此，如何增强卫星通信的安全性，进而提高通信的保密性逐渐成为各国研究的热点。 针对传统扩频通信技术中扩频序列易被检测和破解的问题，提出了一种基于功率混合的安全通信方法，该方法将待加密的军用信息和其它辅助信息按不同的功率进行混合来传输，此过程中，若是非接收方想要破获待加密信息，只有在得知作为辅助信息的其它信息的前提下才能进行；此外，辅助信息是从普通民用通信中的信号里面进行选取，并通过其他的传输路径到达卫星，这样既实现了信息的有效利用，又提升了通信过程中的安全性。 针对现在扩频通信技术，尤其是直接序列扩频技术已经不再具备安全性，容易被敌方利用扩频码的设计漏洞截获并破译的现状，提出了一种利用伪多径效应来进行安全通信的方法及装置，在该种信号传输模式下，安全性不再依靠扩频技术，而是依赖于特定的功率复用方式，这种复用方式可以看作是对“多径效应”的一种利用，大大提高了信号传输的安全性。 针对卫星通信信道具有开放性，极易受到外界干扰，当外界干扰功率太大时会直接影响正常通信的特点，提出了一种盲源信号分离的方法及装置， 通过该方法完成了对强干扰信号的估计和分离，改善了卫星通信过程的安全性，提高了卫星通信系统的通信性能。

针对充填采矿灾变预测与防治的关键问题开展研发，本成果主要技术内容如下：（1）系统研究了充填体破坏失稳声发射预测技术，开辟了用声发射预测充填破坏失稳的新途径；（2）开发了胶结充填过程控制成套技术，提出并成功实施不良地质体超前护帮充填技术等。本技术成熟可靠，适用于充填法开采的金属矿山，已经在江西等省的 9 家矿山推广应用，累计取得产生超过 3 亿元的经济效益和显著的社会效益，并荣获 2011 年江西省科技进步二等奖。 

我国煤炭资源丰富， 原煤可采储量占世界的12.8%， 排名世界第三位。煤炭是我国能源结构的重要支撑， 因此煤炭清洁转化对我国能源产业发展以及环境保护具有重要意义。超临界流体（supercritical fluid， 简称SCF）是指温度、压力均高于其临界温度和临界压力的流体。SCF 兼具气体和液体的优点，其密度接近液体，具有较大的溶解能力；其粘度接近气体，具有很强的流动性能；其扩散系数接近气体，具有很高的扩散速度；此外，超临界流体绿色、环保、无污染、可回收利用，尤其是超临界水和超临界二氧化碳，价廉易得。北京化工大学化工学院将超临界技术开发应用于煤炭、化工材料、医疗制药、环境保护、食品卫生等领域。在煤炭方面用于煤发电、煤气化、煤液化、煤干燥等行业，不仅可以实现煤炭的高效转化，更为重要的是，能够有效减少环境污染，实现资源利用的可持续发展。 超（超） 临界发电技术是通过提高锅炉中蒸汽初参数，改善热循环效率，从而达到提高发电效率的目的。超临界煤催化气化技术是指煤在超临界气化剂（通常为水） 的作用下经过一系列的化学反应过程， 产生出富含氢气、一氧化碳、甲烷等混合气体的过程。超临界催化气化主要特点是气化合成气中氢气含量高， 特别适用于煤制氢项目， 能够有效降低后续制氢装置能耗， 提高制氢效率。煤液化技术是煤炭清洁利用的重要途径， 也是缓解我国石油供需矛盾的一项可行有效的技术。目前工业上比较成熟的煤液化技术主要是直接液化和间接液化。使用超临界技术对煤进行液化， 是指将煤炭粉碎到一定粒度后， 用处于超临界状态的溶剂将煤中可溶性物质（绝大多数有机质） 提取出来得到气体、液体和固体的方法。煤液化生成的气体作为高热值的燃烧气体使用； 液体可加氢精制成柴油或经过提纯得到高价值化工产品； 固态残煤可以作为廉价的吸附剂。超临界煤液化实现了温和、绿色环保条件下煤炭的全面综合利用， 提高了经济效益。超临界干燥技术利用超临界流体扩散系数高的特点， 使其快速地进入被干燥物体的内部， 温和、高效地与水分子进行交换起到干燥物料的作用， 并且不破坏干燥物形状和结构。因此， 超临界流体干燥技术在煤干燥方面有重要的应用价值。

 课题组自2003 年开始围绕蓝莓深加工基础理论和应用技术展开了深入系统地研究，取得多项技术突破，创立了我国蓝莓深加工技术集成体系。针对此研究，课题组制定蓝莓地方标准1 项，出版专著1 部，发表相关学术论文60 余篇（其中被SCI、EI 检索21 篇），获得授权发明专利7 项。主要技术内容如下：     （1）蓝莓深加工基础理论研究：首次发现蓝莓花色苷对环磷酰胺（一种常规抗肿瘤药物，但对心脏有很强毒副作用）致大鼠肝、心脏、肺的损伤具有预防保护作用；开展了花色苷抗氧化、抗疲劳、提高视力等机理方面的深入研究；对蓝莓果渣及叶中多糖及黄酮成分进行提取、分离和生物活性鉴定，为蓝莓综合利用提供了坚实的理论基础。     （2）蓝莓深加工应用关键技术研究：针对国内43 个主栽品种的加工特性进行研究，首次建立了我国蓝莓品种加工适应性评价体系；采用生物技术法提取花色苷，提取率显著提高；通过微胶囊包埋和分子修饰提高蓝莓花色苷的稳定性；依托蓝莓果酒低温控温发酵技术、蓝莓果脯低温真空渗糖技术、蓝莓膨化联合干燥及制粉技术、蓝莓速冻轻简化技术装备开发及蓝莓果汁压榨无氧真空破碎等多项技术开发了多个系列蓝莓深加工新产品。     （3）蓝莓贮藏保鲜技术研究：明确蓝莓采后病害发生原因、衰老机理，找到最佳防治措施及贮藏条件。采用200-600mg/L 的纳他霉素有效防治灰霉病；2首次利用外源水杨酸调控诱导采后果实，结合高CO2 冲击处理和箱式气调技术（5%O2+30%CO2）进行贮藏，贮藏效果显著。形成了一整套以蓝莓贮藏与深加工技术为核心的关键技术体系，有效地提高了蓝莓加工产品的营养价值和商品价值。通过该技术体系实施，蓝莓鲜果采后损失率降至10%以下；贮藏期由30d 延长至95d；花色苷提取率较传统水提法提取率提高了49.35%；通过包埋及分子修饰，对光、热稳定性提高33.7%；果脯完整率达到95%以上；果实出汁率提高5.3%；开发新产品12 个。     该成果在辽宁（沈阳、丹东、庄河、抚顺）吉林、黑龙江、山东、江苏、湖北、云南、江西等地企业开展推广应用，累计为企业增加经济效益31.96 亿元。2015.3.27 科技日报针对本课题组在蓝莓科研成果转化方面进行了报道。现在蓝莓深加工示范项目区已经建设成为以观光度假、科普教育、农产品深加工为一体的现代化农业庄园，体现了良好的生态效益。

对筛选出适合天津市的12个优良景观草品种提出了天津市景观草应用的主要形式与方法以及扩繁及养护管理技术指南；编制了天津市31种观赏草的植物名录，对植物科目、土壤条件、温湿度条件、适宜种植区域等内容进行规定。  结合天津市主要地区土壤条件，在引进31个品种多年生景观草的基础上，筛选出紫穗狼尾草、阔叶狼尾草、细叶芒、花叶芒、斑叶芒、大油芒、拂子茅、柳枝稷、花叶芦竹、荻、青绿苔草、格兰马草等适合天津市的12个优良品种，提出天津市景观草应用的主要形式、方法、扩繁及养护管理等技术要求，为景观草种植提供技术依托。