本发明提供基于微结构参数的黏土固结系数预测方法，该方法包括有以下步骤：进行不同压力作用下土的固结实验，根据常规土工实验测取孔隙比；算出不同固结实验的固结系数；采用扫描电镜方法获得相应样品断面处的微观结构照片；对土的微结构照片进行颗粒体区域和孔隙体区域分割，并抽取颗粒体单元总数、单元方向、总面积、总周长、面积比信息；对颗粒体进行分析并建立累计贡献率95%以上的主成分表达式；建立主成分与该种土固结系数之间的关系。有益效果是采用该方法，将黏土的固结系数与其微结构参数联系起来，可根据黏土的孔隙比和微观参数主

“石墨烯微结构的精准调控及其应用”首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 近年来，石墨烯领域未获得突破性应用成果，也未找到“杀手锏”应用领域，关键是石墨烯结构调控不到位。一个基本的共识是，对石墨烯材料的结构进行设计和调控，有助于在光电器件、能源转化存储、重大疾病诊疗、污染物治理等领域取得重大突破。上海大学吴明红院士领衔的研究团队聚焦“石墨烯微结构的精准调控及其应用”取得了开创性的研究成果，首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制，在Nature及其子刊上发表十余篇系列论文，获得国家自然科学二等奖。负责人吴明红是中国工程院院士、俄罗斯工程院和俄罗斯科学院外籍院士，获国家杰出青年基金、教育部长江学者及创新团队发展计划等支持。团队依托有机复合污染控制工程教育部重点实验室，推动基础科研成果向应用转化，在生物医学、环境治理等领域取得了相关应用突破。 一、主要理论突破 聚焦于研究主题，团队在以下三个方面取得重要突破： 1）为解决传统方法制备的石墨烯缺陷多，无法量产的问题，团队在分子水平上首次使用分子融合法实现了高品质单晶石墨烯量子点的可控制备。通过对单晶石墨烯量子点精准的物理化学性质调控实现了不同亚细胞器的定位，有力推动了石墨烯量子点在生物成像、重大疾病诊疗中的应用。 2）为解决单层石墨烯容易聚集的难题，团队通过“原位复合与还原”一步法调控策略，获得单层石墨烯复合催化材料。团队首次在该材料上观测到光生电子空穴对分离的皮秒级超快过程，发现并揭示了单层石墨烯高效抽取和快速传输光电子这一重要规律，为高质量单层石墨烯复合材料在催化等领域的广泛应用奠定了坚实的理论基础。 3）精确调节石墨烯层间距，可以将石墨烯有针对性地应用于离子筛分、污染物选择性吸附等广泛领域。团队通过金属水合离子的层间插入控制氧化石墨烯层间距，在国际上首次实现了层间距在超小尺度上（1 Å）的精确控制。 二、在黑臭水体治理、地表水水质提升上的应用 地表水内源污染治理的关键是削减河道污染负荷，重建水生生态。团队以层间距可控石墨烯为基质，发展了水环境污染生态修复的叠层材料。以石墨烯为基体的复合微生物在其表面生长并形成生物膜，通过石墨烯和生物膜的协同作用，对水体污染物进行高效截留、吸附并降解。该复合技术运行成本低，治理周期短，工艺简单，无需底泥疏浚即可将地表水提升至IV类水以上水质指标，对河水的COD、氨氮和总磷，去除率达到80%以上。目前，团队已与上海宝山区政府建立多个石墨烯治理黑臭水体示范基地，显著提升当地水质环境水平。 三、石墨烯负极材料的钠离子电池储能系统应用 锂资源的匮乏，不足以支撑锂离子电池在储能市场的广泛应用，其成本较高的弊端也逐渐显露。同时国内外化学储能市场需求越来越大，促使研究者们利用资源丰富的钠元素组装得到钠离子电池。 经过对钠离子电池材料体系筛选和研究，本团队核心材料选用普鲁士蓝及其类似物作为钠离子电池正极，碳基材料作为钠离子电池负极。其中普鲁士蓝制备主要采用沉淀法及水热法，能耗更低。此外，普鲁士蓝能够作为一种染料进行使用，其安全性非常高。经过一系列放大，正极普鲁士蓝材料的充放电比容量达到160 mAh/g，碳负极材料的充放电比容量达到300 mAh/g。经过中试线生产预制，单体电池工作电压在3.2 V左右，能量密度在100 Wh/kg以上。单体电池在穿刺、挤压、外部短路、及破坏后浸水测试的情况下，均没有发生自燃和爆炸等情况，安全性高。 目前，拟搭建5条钠离子电池储能全自动生产线及相关配套设施，研发生产低成本、高安全、长寿命钠离子电池关键材料，实现高性能钠离子电池产品产业化，预计至2026年项目达产后，年产值达约22.5亿元；年亩均产值1666万元。 四、石墨烯传感材料在呼吸式血糖仪中的应用 我国糖尿病人数众多，并逐年上升。血糖检测仪与检测试纸市场规模约为460亿元，然而国外品牌却占市场份额大半。现有血糖仪采取长期有创刺血检测，存在很大感染风险，给病友带来巨大的生理和心理上的痛苦。呼吸式血糖检测无创，吹气即可检测，完美解决市场痛点。 糖尿病患者呼吸的气体中，可检测的VOCs较异常，需要高灵敏度的气体传感器进行识别。但是，常规气敏传感材料检测限与响应恢复能力不足，且难以在复杂气体氛围中实现特异性检测。团队通过对石墨烯带隙和表界面特性的精确调控，实现皮秒级载流子空穴的形成，从而实现对气体分子的快速响应，解决气体传感器灵敏度、选择性和响应恢复迅速的关键科学问题。研发的呼吸式血糖仪可满足确诊病友的日常检查、实现医院、公共场所快速筛查、手机APP记录管理以及网上专家互动诊断等功能，具有无创伤、无痛苦、便捷即时（15s）等特点，是首款呼吸式血糖检测产品。目前已二类医疗器械证书，即将已进入临床阶段。

本项目主要开展纳微结构体系光子带隙的设计、纳微结构体系的光学非线性效应、光波传播动力学以及光控光操作应用等方面的研究，发展在介观尺度下调控光子传输行为的新效应、新原理与新技术。已在Physical Review Letters、Optics Letters、Applied Physics Letters和Optics Express等国内外重要学术刊物上发表论文30余篇。其中有关铁锆双掺铌酸锂晶体的相关成果被《Science Archived》收录，有关非传统偏压配置条件下各种非线性光子学晶格的制备

XM-847A动物细胞亚显微结构模型   XM-847A动物细胞亚显微结构模型为放大20000倍的动物细胞，示细胞膜、细胞质及细胞核，细胞质主要示细胞器、线粒体、粗面内质面和滑面内质面网、高尔基复合体和中心体，细胞核作切面，示核膜、核仁及染色体等，带有多个部位数字指示标志。 尺寸：放大20000倍，43×30×16cm 材质：PVC材料

XM-169骨骼肌超微结构模型   XM-169骨骼肌超微结构模型示肌膜、肌纤维膜、线粒体、肌质网、终池、纵管、横小管、T小管、三联管的形态及相互关系，示肌原纤维中粗丝与细丝的排列方式。 尺寸：放大，20.5×19.5×28.5cm 材质：玻璃钢材料

XM-169骨骼肌超微结构模型   XM-169骨骼肌超微结构模型示肌膜、肌纤维膜、线粒体、肌质网、终池、纵管、横小管、T小管、三联管的形态及相互关系，示肌原纤维中粗丝与细丝的排列方式。 尺寸：放大，20.5×19.5×28.5cm 材质：玻璃钢材料

本成果以原有的直写型3D打印技术为基础，通过对于现有3D打印技术的进一步开发，实现简便，高效的微结构构筑技术。实现微结构纳米晶器件的高效构筑，进一步提升器件的光溢出效率。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 成果源于国家自然科学基金“异价掺杂量子点的合成、聚合物基复合块体3D打印制造与性能研究”，项目编号51872030。本成果以原有的直写型3D打印技术为基础，通过对于现有3D打印技术的进一步开发，实现简便，高效的微结构构筑技术。实现微结构纳米晶器件的高效构筑，进一步提升器件的光溢出效率。传统发光器件由于器件材料的折射率高于空气，光从器件内部向空气传播时，部分光会在器件的内表面发生全反射，从而无法实现高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上报道的块体荧光器件内部发出的光大量的在器件边缘聚集（75%），正面与背面光溢出量的总和仅仅为25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件内部微结构构筑为基础，通过微结构在器件内部的全反射界面构筑，改变光在材料内部的传输路径，实现器件正面的光溢出效果增强。 本专利的高光溢出效果可以广泛的应用于激光器、LED照明领域，提升能源利用效率。目前本专利可以将块体材料单侧约为~25%的溢出效率提升至~80%，约为3.2倍的提升。保守估计将此技术用于实际器件中，可以实现2倍以上的提升，这就意味着对于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明约占全球能源消耗的15%-19%，全球温室气体排放的5%-6%。据统计2021年，全球照明市场总市值达到8089亿元。照明技术是任何一个国家与地区都不可或缺的，高效的照明技术不仅可以为解决全球的能源危机提供有效解决途径，同时为减少碳排放作出巨大贡献，产生巨大的经济效益。

本发明公开一种多层薄膜微结构自对准制备方法，通过分隔板将喷头内腔体纵向分为至少两个腔室，在各腔室内注入不相溶的高分子溶液，并汇聚于喷头的喷嘴处；施加高压静电场，同时驱使接收板做平面直线运动，在高压静电场作用下喷嘴处的溶液变形成泰勒锥，从泰勒锥尖端拉出射流，射流中的多种高分子材料先后沿着接收板运动的方向进行静电纺丝，形成多层薄膜微结构。本发明还公开一种实现上述方法的装置，分隔板纵向设于喷嘴内，将喷嘴内腔体分隔为至少左右两个腔室；在喷嘴端部设有端部盖板，端部盖板与喷嘴端部之间设有密封片；喷嘴的侧面开有溶

本发明公开一种多层薄膜微结构自对准制备方法，通过分隔板 将喷头内腔体纵向分为至少两个腔室，在各腔室内注入不相溶的高分 子溶液，并汇聚于喷头的喷嘴处；施加高压静电场，同时驱使接收板 做平面直线运动，在高压静电场作用下喷嘴处的溶液变形成泰勒锥， 从泰勒锥尖端拉出射流，射流中的多种高分子材料先后沿着接收板运 动的方向进行静电纺丝，形成多层薄膜微结构。本发明还公开一种实 现上述方法的装置，分隔板纵向设于喷嘴内，将喷嘴内腔体分隔为至 少左右两个腔室；在喷嘴端部设有端部盖板，端部盖板与喷嘴端部之 间设有密封片；

XM-847A动物细胞亚显微结构模型   XM-847A动物细胞亚显微结构模型为放大20000倍的动物细胞，示细胞膜、细胞质及细胞核，细胞质主要示细胞器、线粒体、粗面内质面和滑面内质面网、高尔基复合体和中心体，细胞核作切面，示核膜、核仁及染色体等，带有多个部位数字指示标志。 尺寸：放大20000倍，43×30×16cm 材质：PVC材料