中原工学院纺织服装产业研究院教授何建新团队在高效病毒防护用纳米纤维空气滤材与口罩关键技术及装备方向的研究取得了突破性进展。通过自主研发的线性电极静电纺丝技术制备出直径50—150nm的纳米纤维，以此类超细纤维为原料可加工出过滤精度100nm的超薄非织造滤材，能够高效拦截呼吸道飞沫、PM2.5、病毒、油性颗粒等病原体传播介质。同时，该技术可通过原液掺杂纳米银、中草药提取物而使材料具备生物杀菌功能，能从根本上抑制病毒的传播。 1.可高效防护杀病毒的纳米纤维制备关键技术。通过自主研发的线性电极静电纺丝技术制备出直径50-150nm的纳米纤维，以此类超细纤维为原料可加工出过滤精度100nm的超薄非织造滤材，能够高效拦截呼吸道飞沫、PM2.5、病毒、油性颗粒等病原体传播介质，同时该技术可通过原液掺杂纳米银、中草药提取物而使材料具备生物杀菌功能，能从根本上抑制病毒的传播。 2.自主知识产权的纳米纤维量产装备研发。团队自主开发了高速线性静电纺丝技术及装备，独立研制了线性电极纺丝系统、封闭式溶液涂布系统、连续化接收系统、循环供液系统、恒温恒湿系统、溶剂回收系统以及超声复合系统，与国内外多针头纺丝设备相比，单台设备的生产效率提高了10倍，并把设备成本大幅度降低至30%，在行业内处于国际领先水平。本装备采用独特的线型电极系统来制备纳米纤维，具有操作简单，扩展性强，模块化操作，灵活性应用的特点，可以通过该设备快速制备高品质的纳米纤维。 3.高效低阻抗病毒纳米纤维过滤防护材料。依托自主研发的静电纺丝技术及产业化装备，团队先后开发了高效低阻复合滤材、纳米纤维防雾霾窗纱、纳米纤维过滤海绵、可清洗纳米高效低阻滤材等一系列产品。纳米纤维滤材具有高过滤精度和高过滤效率的特点，对细菌、病毒等病原体具有良好的过滤效果，可用于生物安全实验室空气过滤器、医用防护口罩等领域。 4.抗病毒防护口罩开发。完成了具有病毒防护功能的纳米纤维防护口罩的开发，该口罩采用熔喷静电棉和纳米纤维复合结构形从微米到微纳米级别的梯度过滤效应，对0.3μm的标准颗粒物过滤效率在99.5%以上（测试条件：在全自动滤料测试系统TSI8130A上，风速流量35L/min，0.3μm的NaCl人工尘），完全去除静电后过滤效率依然稳定在82%以上。而且，利用病毒杀灭剂改性纺丝原液，在纳米纤维中掺杂了具有抗病毒效果的中草药植物提取物，从物理拦截和生物杀灭两个方面做到对病毒的安全彻底防护。

成果与项目的背景及主要用途： 创新药物高效设计与筛选(Computer-Aided Innovative Drug Development，CAIDD)技术是集计算化学，药物化学及结构生物学为一体的靶向药物创新平台。CAIDD 利用先进的计算机辅助药物设计技术从分子水平上确立和发现创新药物的生物靶点，阐明药物吸收及传递的机理，并通过构建生物靶点的三维结构模型，高效设计和筛选靶向型创新药物。 CAIDD 技术是生物医药领域创新药物研发的核心技术。主要应用于高效设计和筛选靶向性小分子药物，蛋白及抗体药物，有效缩短从先导药物发现到药物开发上市的整个过程。 技术原理与工艺流程简介： 利用先进的计算机辅助药物设计技术从分子水平上模拟和研究药物吸收和药物传递的机理，发现和确立新的生物靶点，分析药物分子的三维构效相关，针对取得的药效团模型和药物相互作用模式进行靶向药物的合理设计和高效筛选最终实现靶向型新药的创制和高效药物传递。靶点发现→药物设计→化学合成→药理验证→结构生物学 技术水平及专利与获奖情况： 基于有机化学方法论的药物数据库包含 351 亿个化合物，拥有世界最大的先导药物虚拟数据库 技术应用： 1、靶向型一类新药先导化合物的高效设计与筛选利用 CAIDD 技术开展或参与企业创新药物先导化合物的快速设计与发现。针对企业研究方向和课题需要，在课题立项及创新药物研发源头为企业提供最先进的技术服务。 2、靶向型换代产品快速开发 利用 CAIDD 技术提高现有上市药物的靶向性，生物利用度，降低药物毒副作用，从本质上提高企业已上市药物的临床应用价值，帮助企业快速开发具有自主知识产权的新一代靶向型替代产品，延续企业产品生命力和企业竞争力。 应用领域：医药领域。 应用领域举例： 1、现代化靶向型中药开发 CAIDD 技术利用针对多种生物靶点的药物传递技术，结合 Dendrimer 药物包接及靶向诱导技术的应用为企业开发具有自主知识产权的中药靶向新制剂与新剂型，从本质上实现中药的靶向传递和现代化。 2、蛋白质欧联药物开发 利用抗体对生物靶点的特异性识别特征，CAIDD 技术帮助企业实现蛋白欧联型靶向药物的快速开发，取得一类新药自主知识产权。 3、一类兽药快速研发 CAIDD 平台提供兽药现代化改良服务，通过 CAIDD 靶向化技术改良现有上市兽药的靶向功能，提高药物生物利用度，水溶性，消除药物异味，为企业创造具有自主知识产权的一类新药。 应用前景分析及效益预测： 与传统通过规范化的实验手段进行新药开发筛选相比，CAIDD 技术具有节约成本与时间的显著优势且筛选效果与传统手段媲美。 合作方式及条件：具体面议 1、 提供新型先导化合物→结合企业在研项目在一定时间内为企业提供具有自主知识产权的新型先导化合物； 2、 参与筛选先导化合物→利用先导药物数据库为企业提供筛选新型先导化合物的服务； 3、 企业新产品的靶向开发→利用靶向化技术为企业提供具有自主知识产权的创新新药 4、 企业现有的靶向化换代→利用 CAIDD 技术提高现有药物的靶向性及生物利用度快速研制换代产品。

本项目建立了一套完整、高效的微生物发酵制备双乙酰的工艺方法。该方法利用具有自主知识产权的双乙酰高产枯草杆菌，通过基因工程与代谢工程手段，强化双乙酰合成途径，并通过有效的发酵控制策略，实现了双乙酰的高效稳定生产；并建立了一套高效的双乙酰产品提取纯化工艺。 创新要点 利用具有自主知识产权的双乙酰高产菌株，建立了一套完整、高效、稳定、适于规模化生产的微生物发酵制备双乙酰的工艺路线；所生产双乙酰产品具有天然等同度。 

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。

（1）根据冻结管的实际偏斜情况，任意计算和显示不同深度下冻结壁内部各点温度值，并在计算机屏幕上显示水平面和纵平面冻结壁温度场状况。（2）根据冻结管的偏斜，对冻结钻孔质量进行综合评价，其内容包括任意深度下相邻冻结管的最大间距、形成冻结壁的几何形状、冻结壁交圈时间、井筒开挖时间等。（3）冻结壁温度场的发展预测及特征分析。实时掌握冻结壁井帮温度、冻结壁最厚、最薄的方位、冻结壁平均厚度、冻结壁平均温度等参数，掌握冻结壁的力学特性，确定冻结壁的安全性。根据实际冻结状况，预测冻结壁的发展，指导确定各排冻结孔送冷形式，为冻结方案和凿井施工安排提供建设性意见。（4）根据井筒掘进速度，预测冻结壁井帮温度，合理地安排井筒掘进速度及段高，防止井筒早期开挖井帮的过大片帮和下部底层冻实，为井筒的安全施工提供较为全面的分析、处理，及时进行施工信息反馈，改进施工作业方式指导井筒施工。（5）方便地绘制任意深度下冻结孔偏斜平面图、地质柱状图及各测点和进回盐水温度随时间变化曲线。（6）基于 B/S 模式开发，操作简便、图文并茂、运行速度快，任意客户端均可进行温度场分析与数据共享。基于 Web 技术的冻结法凿井安全信息网络平台，包括“冻结温度实时监测子系统”、“冻结流量监控子系统”、“冻结站制冷机组设备开停机监控系统”、“网络信息平台主页”四大部分构成。

遥感摄影测量边坡安全检测与应急决策系统针对采场边坡安全问题，综合考虑存在的边坡管理需求,将基于遥感测量的边坡监测技术、边坡稳定性评价技术、人工智能专家系统等技术整合起来并运用到边坡测量预警以及对应决策的选择上来，实现边坡安全态势、动态变化、预测以及破坏应急与应对策略、准确测控和全维度防范，为矿山安全问题的解决提供有效的技术支撑，对边坡稳定性做出满足工程精度要求的全范围实时监测。系统依据相关规定，结合我国矿区边坡稳定性的现状，并通过汇聚已有各类地质、采矿设计以及边坡稳定性研究资料，系统主动性和动态地处理已有数据、信息和知识，以此对采场边坡稳定性进行预知性监控和评估。借助GPS数据分析和边坡稳性预测预警、基于神经网络的稳定性分析技术等技术，建立矿业边坡安全检测知识库和边坡稳定性预测系统，对矿区边坡的安全状况进行实时监测和预警处理，达到防灾减灾的效果。同时提高矿山采场边坡稳定性管理水平和质量，为矿山采场安全生产提供有力之支撑。采场边坡稳定是影响矿山采矿安全生产的几个关键环节。现有技术没能很好地协调边坡稳定性评价、预测、监测及其与边坡灾害及采矿生产之间的关系，没能充分整合多种数据、信息、知识等为边坡生产安全提供动态实时评价。

项目提出了高坝—地基—库水系统非线性动力损伤开裂分析模型，可以综合考虑无限地基辐射阻尼、横缝几何非线性等关键影响因素；提出了高坝动静力超载破坏的非连续全过程仿真分析模型，实现了高坝结构在动静力荷载作用下连续—断裂—非连续—破坏的全过程仿真；提出预测新建高坝安全性态的工程类比法以及三级承载评价指标，建立了科学性与工程实用性相结合的高坝安全评价体系；建立了模拟混凝土骨料、砂浆与界面的细观力学仿真模型，加深了对混凝土材料动力特性的认识。项目成果全面应用于我国高坝工程，解决了高坝安全评价的关键技术难题，推动了我国高坝水电站建设的发展。

针对森林火灾、建筑火灾、居家环境安全等当前关系到社会安全稳定的关键问题，在天津市中小企业与国家中小企业创新基金的支持下，本项目在研究了当前消防报警系统的不足之处后，将多层次无线传感器网络技术引入到火灾与居家安全监测中来。构建了基于无线传感器网络的分布式火灾与居家安全监测定位系统，研制分布式无线消防传感器数据传输网络，结合无线传感器网络协议的层次结构，研究数据采集和传输、组网、路由及定位算法，保证了系统的低功耗、实时性和稳定性。将系统实时监测的有关参数数据（例如温度、相对湿度、位置、入侵、煤气等）发送给监控中心进行分析处理，结合检测环境气象条件、地形条件、可燃物条件等多项参数，通过模糊数学算法融合处理传感器参数，采用人工智能的的方法设置各项参数适当的预警线。并与相应参数的预警线进行比对，判断是否具有火灾及其他危害发生的潜在危险，为有关部门采取相应的措施提供决策依据。本项目在森林防火、临时建筑消防监测、展会消防监测、学校宿舍与实验室消防监测以及居家安全等方面都有较好的应用前景，因此市场广大。

本项成果以水平宽度 20~ 50 米 、平均倾角63° 的急倾斜特厚煤层为代表，系统研究了急倾斜特厚煤层合理开采工艺、关键装备、注水改变煤层物性、支架选型和水害防治等安全开采关键技术， 在急倾斜特厚煤层安全高效开采关键技术的研究方面取得了系统性和开创性的突破， 项目通过中国煤炭工业协会鉴定达到国际领先水平，相关成果分别获得新疆自治区科技进步二等奖，中国煤炭工业科技进步二等奖。

该技术是以我校发明的惠天锚柱为基础。这种锚柱是一种具有可伸缩的垂直支撑和水平阻挡双重作用预支撑构件，能够克服现有沿空留巷技术共同存在的没有初撑力又不能协调及时性的缺陷。锚柱和采空侧网片形成的锚柱网结构能够彻底隔离采空区与工作区达到施工的本质安全型，同时又利用锚柱群初期支撑达到切顶卸压。这种填补式支护能形成新的留巷轮廓，使得后续隔离墙的主体充填可以随时随地根据工作面的生产工艺和要求完成，使得沿空留巷技术能够适应大倾角快速回采。 锚柱网本质安全快速沿空留巷技术已获得国家专利3项。该技术已在神华宁煤集团、陕煤集团、新疆焦煤等十几个煤矿应用。产生了巨大经济效益。