|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
利用DNA存储还原数据信息的方法
1. 痛点问题
随着信息化时代的发展，生活中的一切都在数字化，对信息存储的要求也越来越高。据IBM统计，人类每天创造的数据已达到2.5百亿亿byte，大约相当于5亿部高清电影的下载。互联网数据中心（IDC）的研究显示，到2020年数据总量（包括结构化数据和非结构化数据）的年复合增长率达将达到42%，2010~2020十年间，世界上数据总量从1 ZB增长到50 ZB，共增长50倍。
面对巨大的数据量，传统存储介质的存储能力以及材料的消耗与信息存储需求间将会面临严重不平衡状态。人类工厂生产的可存储设备总存储容量与数据产生总量间差距越来越大，到2020年几乎达到两倍的差距。根据目前硅基存储的发展趋势推测，可用于信息存储的硅储量将在2040年被完全耗尽。因此，寻找硅基存储的替代物，开发高效稳定低成本的新型存储介质，实现低成本，高效稳定且长期的数据存储是目前信息时代社会发展亟待解决的关键问题之一。
2. 解决方案
DNA在近年来被认为是一种未来具有巨大应用前景的数字存储介质。首先，相比较于传统存储介质，在数据保存寿命和存储密度上都有着极大的优势。在自然界中，DNA长久以来作为是承载生物体遗传信息的主要物质，地球发现的最早古生物蓝细菌，DNA作为其遗传物质已经存在了几十亿年，且在极端条件下仍然可以保存。在存储密度方面，DNA数字存储理论上可以达到455 EB/克 （4.55 × 1011GB/克），大约 1018 bytes 或107 GB每mm3， 比传统存储介质提高了5-6个数量级。其次，在数据维护与备份成本方面，DNA数字存储所需要的占地，资源，能源均远远小于传统存储介质。
清华大学
2021-09-23
青海元石山镍铁矿综合回收利用
该技术针对元石山镍铁矿的具体特点，系统构建了低品位镍铁矿选择性还原焙烧/氨浸/镍选择性萃取/反萃的基础理论，开发的以煤作为热源和还原剂的两段回转窑选择性还原焙烧—氨浸—萃取/反萃生产精制硫酸镍—氨浸渣磁选回收铁的新技术体系，实现了尾渣零排放和镍、钴、铁的综合利用，于 2009 年建成并投产年处理 30 万吨矿石规模的冶炼厂。处理平均含镍 0.7%、钴 0.06%、铁 25%的铁质/硅质/镁质复杂混合矿，取得了镍、钴、铁综合回收率 72%、62%、65%，铁精矿含铁大于 55%，氨耗 8kg/t-矿的生产指标。该技术主要创新点为：①攻克并掌握了红土镍矿高效选择性还原/氨浸/萃取的关键共性技术难题并取得了优异指标；②开发了以煤作为热源和还原剂的选择性还原焙烧技术，实现低品位镍铁矿的经济利用；③完善了含镍氨浸液选择性萃取/反萃生产精制硫酸镍新技术，实现氨液的循环使用，大幅降低蒸氨处理的溶液量和蒸汽消耗量，产品附加值显著提升；④创新研制出了大型高效萃取设备和超声波脱油成套装置，大幅提高油水分离效率。
北京科技大学
2021-04-13
基于分子管理的石脑油资源优化利用
为提升石油资源高效利用的科技水平，从分子炼油出发，变“馏分管理的宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”为基于“分子管理的宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的石脑油资源优化利用研究，以分子管理为策略，通过将石脑油中的正、异构烃分离，富含正构烷烃的脱附油作为乙烯裂解原料，富含非正构烃的吸余油作为催化重整原料或高辛烷值清洁汽油调和组分，乙烯收率和芳烃收率均可提高约十个百分点，汽油辛烷值可提高十五个单位左右，可以在宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油基础上进一步集成优化炼厂的石脑油资源，实现对石脑油资源的分子尺度管理。
华东理工大学
2021-04-13
低温余热冷热电综合利用系统
项目开发了低温余热冷热电综合利用系统。该系统选用高效热管作为热管余热锅炉的换热元件，将余热转变为0.8～0.2MPa的饱和蒸汽，然后饱和蒸汽通过膨胀发电机组直接进行膨胀发电，发完电的低压蒸汽再驱动废热溴化锂制冷机供冷供暖，实现低温余热冷热电综合应用。
低温余热冷热电综合利用回收系统的优点：①低温余热回收选用高效换热元件热管作为热管余热锅炉的换热方式，具有安全、可靠、传热效率高等优点；②低温余热锅炉产生的0.8-0.2MPa蒸汽可以直接膨胀发电，技术先进，方便可靠；③膨胀发电机组自动化自动化自动化程度高，操作方便，安全可靠，可以实现无人值守；④膨胀机发电后排放的蒸汽根据公司需要还可以进一步用于空调的供冷和供暖，真正实现余热的热电冷联供；⑤系统安全可靠，维护简单，操作方便，实现余热回收和冷热电联供相结合，创新思路，技术新颖。⑥系统运行按每年10月，设备投资一般两年可以收回成本。
南京工业大学
2021-01-12
稻米加工副产物综合利用
大米淀粉颗粒只有 2~8μm，是天然淀粉中最小的一种；大米蛋白是低过敏、高营养的优质植物蛋白，这两种产品都有非常广泛的应用需求。我国年产近 2 亿吨稻谷，经过加工后，大约产生 2000 万吨碎米，这部分碎米除了外形缺陷外，主要成分是淀粉与蛋白，和大米几乎一致，但价格却要低很多。 若将碎米综合利用制备成大米淀粉和大米蛋白，则可以大幅提高其附加值。
创新要点
①开发了米蛋白、米淀粉、功能性淀粉糖浆联产技术；
②研发了专用的湿法超微粉碎装备；
③研发了基于米淀粉与蛋白分离的高压微旋流分离装备；
④开发了米蛋白增溶改性技术；
⑤开发了米蛋白重金属与黄曲霉毒素消减技术；
⑥开发了功能性米蛋白肽制备技术；
⑦开发了可食用全脂米糠加工技术。
江南大学
2021-04-11
基于农业废弃物资源化利用的多功能生物有机肥生产技术
针对畜禽粪便、稻麦秸秆和生活污泥等有机固体废弃物，通过筛选快速腐熟、除臭等功能微生物和研究有机固体废弃物好氧堆肥快速发酵的基础上，通过添加抗作物病害高效有益微生物菌群，将有机固体废弃物研制成功能生物有机肥产品，实现有机固体废弃物的处理无害化、减量化、资源化的治理目标，同时减少了化肥、农药的施用量，改善了土壤质量，提高农产品的产量和品质，达到环境效益和社会经济效益的统一。
扬州大学
2021-04-14
污水处理厂剩余活性污泥资源化利用(零排放)综合技术
活性污泥是生物法废水处理系统中自然形成的微生物与有机物的聚集体。活性污泥中微生物在净化污水的同时自身也在繁殖增长，必须定期的少量排出污泥，以维持污水处理系统中氧的供给，使活性污泥浓度保持在一定水平。排出的这些剩余活性污泥如不加以治理，将会造成二次污染。 南开大学研发的该技术将污水处理厂剩余活性污泥进行资源化利用，生产出（1）生物降解材料PHA；（2）生物菌肥；（3）无害化处理后回用农田。 投入：在现有污水处理厂基础上，增加（1）活性污泥驯化池；（2）活性污泥发酵池；（3
南开大学
2021-04-14
热释电红外气体传感器
热释电红外气体传感器是指采用热释电薄膜材料制备的敏感元件，利用极性气体的对特定红外光谱的吸收特性，采用郎伯比尔定律实现对气体浓度的测量分析的传感器，其核心元件是热释电薄膜敏感元。 主要功能与应用领域：热释电红外气体传感器是一种新型的传感器，它可以自我抑制零点漂移，具有精度高、选择性好、灵敏度高、测量范围宽、寿命长，不中毒，不依赖氧气等特点。与传统的半导体型、催化燃烧型和电化学型气体传感器相比，技术优势明显因此，特别适合红外气体传感器逐渐在各种气体监控网络中的应用。 图1 含有双Si杯微桥绝热结构的器件示意图 图2红外气体监测器样机 特色及先进性：本团队采用纳米自缓冲层技术制备的热释电薄膜材料具有高热释电系数的特点。通过自缓冲层技术控制热释电薄膜与电极之间的界面特性，实现热释电薄膜的择优取向生长，制备了低漏电流密度、高热释电系数的热释点薄膜材料，掌握了红外气体传感器核心元件的材料生长、器件设计与加工的核心技术。 技术指标：热释电系数大于1x10-6Ccm-2K-1，器件探测率大于1x108cmHz1/2W-1。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果：本成果目前主要应用于有毒、有害等危险气体的监测，在工业生产监控、矿山安全、环境保护等领域，应用前景广阔。功能完善、系统兼容性好、经久耐用、长期稳定性好、测量精度高、校正周期长的便携式气体检测仪和红外气体检测传感器，替代催化燃烧型产品和进口红外产品，提高现有气体监控系统的稳定性和可靠性，提升装备性能，防范工业生产中违规气体排放、危险气体如瓦斯等导致的安全生产事故的发生，同时改善现有安全监控系统、检测仪器维护量大的问题。
电子科技大学
2021-04-10
含污废热回收装置生产线
本项目采用自主研制的含污废热回收装备（耐污垢可清洗组合式栅板换热器），实现了高效节能换热器激光焊接（无模具）工艺制造技术，使换热器快速成型制造产业化。以高端节能创新技术，设计体积小的组合式栅板换热器，适应高耗能行业不同节能工艺和场地的需求，实现换热器的高效和可清洗功能；促进高耗能行业节能技术更新、设备和生产工艺的改造，显著地提高高耗能行业的能源效率，实现节能降耗的目标。耐污垢可清洗组合式栅板换热器可以使换热器传热能力增加10％～20％，壳程阻力下降50～70%，将大幅度提高换热器的节能潜力，实现节能25～35%。该换热器利用污垢形成机理，在线适时清洗，使换热器始终处于高效工作状态。该设备是适用于钢铁厂冲渣水余热回收、造纸厂黑液余热回收、 烟气余热回收等余热利用以及其它类似场所的通用换热器。
华东理工大学
2021-04-11
非接触式阵列磁控强化换热
在日常生活和工业生产中，寻求热物理性能优良的冷却介质并发展新型的强化换热和流动控制技术成为提高能源利用效率与节能减排的重要途径和有效手段。而液态金属流体(如镓、镓锡、镓铟锡和锂铅等)由于其对流换热系数高、液相温区宽、耐极限热流密度能力强、特定工况下材料相容性好及易于进行电磁控制等诸多优点备受关注。如电磁冶金、芯片散热、熔融3D金属流体打印、镍基合金焊接等。与常规流体相比，液态金属流体与电磁场相互作用可产生洛仑兹力，进而实现对不同流动区域的定向主动控制。磁钝体阵列作为涡流发生器对换热的促进作用要强于孤立磁钝体，当雷诺数< 500时磁钝体阵列尾迹是稳定的，虽然这些涡流对换热有促进作用，但换热性能综合因子<1;当雷诺数=600时磁钝体阵列尾迹的不稳定性对换热的促进更强一些。因此可以考虑用磁钝体阵列作涡流发生器来强化换热。
南京工程学院
2021-05-21