个人简介 毕业于河北工学院机械设计制造及自动化专业，现为河北工业大学机械学院教授、硕士生导师、机械学院副院长，主要负责科研及研究生工作。学术兼职：天津市自动化应用研究会秘书长；河北省工程图学会理事；河北工业大学包装机械研究所负责人；河北工业大学电池极片成套设备研究所负责人。研究领域 以企业的生产需要为出发点，以研发新产品、新设备、新工艺为目标，进行光机电一体化成套设备及新技术的研究与开发，解决企业发展过程中的瓶颈问题。围绕创新制造工艺、机电控制及自动化，开展绿色化、系统化智能机电一体化技术及其在生产过程中的应用研究。主要研究方向有：（1）绿色新能源生产技术及设备（2）特种加工机械（3）新型包装机械（4）根据企业实际需求定制光机电一体化成套设备（生产线）的研发。科研成果及简介 所承担主要项目： 锌空燃料电池极片干嵌法成形过程控制的理论与技术(国家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切机CL1224 （国家科技部） ·机械软起动控制系统的开发（天津市教委） ·柔性传动行星轮差速机构的研究 （河北省教育厅） ·机械液压自动控制软启动系统（石家庄科技局） ·自动分页装订机的开发研究（河北省教委） 横向课题： 纸管机开发（天津巨业衣架制造有限公司） 盘料螺纹钢滚丝机（天津市天鹏建筑器材有限公司） 五金平台自动机械手的研制（庆辉五金制品有限公司） 乒乓胶皮海绵上料系统的研发（天津七二九体育器材开发有限公司） 电池极片卷绕设备（海裕百特锂能设备有限公司） 锂电池极片轧制卷绕线 ； 流延膜挤压收卷装置及控制系统的合作研发； 瓦棱机生产线控制系统的研制； KSQ-500电池极片卷绕设备开发 木工挖船机（威卢克斯有限公司） WS-260卫生巾生产线获奖与专利一种布料机                  发明专利           专利号：200910068754.x一种双向水泥土搅拌桩机      发明专利           专利号：200910069172.3一种双向水泥土搅拌桩机      发明专利           专利号：200910069171.9一种双向水泥土搅拌桩钻杆    发明专利           专利号：200910069170.4一种收获机                  发明专利           专利号：200910069269.4可转让项目 可承担（合作开发）科研项目与技术合作光机电一体化成套设备（生产线）的研发

一、 项目简介随着公路交通运输业的发展，人们对公路路面质量及其养护提出了更高的要求。本系统的实现既可以提供有效的路面信息，还能实现自动化的图像识别和信息定位，为其制定合理的养护决策提供科学依据，从而提高公路的养护水平。二、 项目技术成熟程度该项目技术成熟，在实际路面中进行了实际检验，运行稳定。三、 技术指标项目发表高水平学术论文7篇，被三大检索收录6篇。四、 市场前景系统可以为省内和国内的公路养护部门节约大量的人力、物力和财力，减少人工进行公路检测的风险，为他们提供有效的路面信息，为其制定合理的养护决策提供科学依据，从而提高公路的养护水平。五、 规模与投资需求本系统售价5万（包括培训），加上服务器及数据库系统软件，总投资预计10万元。六、 生产设备该系统只需配备一台服务器，及相应的数据库系统软件即可，服务器投资预计3万元（采用联想服务器），数据库系统软件（sql server 2万）。七、 效益分析使用该系统为养护部门制定合理的养护决策提供科学依据，从而提高公路的养护水平。具有良好的经济效益和社会效益。八、 合作方式技术服务、协作开发、提供咨询，具体事宜面议。九、 项目具体联系人及联系方式侯向丹，e-mail: xdhou@hebut.edu.cn十、高清成果图片

一、 项目简介本系统是基于JSP开发的Windows系统下应用系统。界面设计友好、美观，操作方便，采用了水印技术，增强了安全性。实现了对博硕士学位论文的管理。可实现论文上传、下载及论文的管理工作。使用该系统大大提高了论文管理工作的效率，实现了网上论文的资源共享。二、 项目技术成熟程度该项目是在河北工业大学图书馆的有效需求基础上历时2年开发完成的，经过大规模测试和试用，目前已成熟稳定，到2013年为止，已经完成两届毕业生的论文上传。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）该项目申请一项软件著作权“基于Web的博硕士学位论文管理系统V1.0”。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）该系统适用于高校图书馆或研究生学院，为广大科技工作者提供一个资源共享的交流平台，具有很高的社会效益。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）本系统售价4万（包括培训），加上服务器及数据库系统软件，总投资预计10万元。六、 效益分析该软件系统可以有效提高对硕博论文的管理，方便教师、学生和科技人员上传、查询及下载，提供一个科技论文资源共享的平台，促进学术交流。七、 合作方式软件使用权转让。八、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）张满囤 zhangmandun@scse.hebut.edu.cn九、 高清成果图片

针对食品中的脂溶性营养素（天然色素、维生素等）普遍存在的溶解度低， 对光、热敏感，易氧化、分解以及生物利用率低等问题，本实验室通过纳米级包 埋载体技术，在显著改善功能因子水溶性的同时，提高其储藏稳定性和生物利用率。以 β-胡萝卜素为例的纳米乳液产品，储藏期间粒径保持在 100 nm 左右， 同时水包油的剂型显著改善了该色素在水相产品中的应用，并显著提高了营养素 的体内生物利用率。本技术加工手段温和，过程中无污染，非常适用于食品功能 因子的深加工，提高产品的附加值。

本项成果是通过在杆体上套设有至少一节的单元膨胀管，单元膨胀管包括依次联接的左旋螺母和胀箍管、右旋螺母，左旋螺母和右旋螺母与胀箍管联接的一端呈楔形，分别延伸至胀箍管的两端内侧，与胀箍管通过螺纹联接，在胀箍管的两端口上均开设有 U 型槽口，在左旋螺母与右旋螺母的外壁上分别设置有能够阻止杆体旋转的逆止键。

本项目通过过量表达氨基葡萄糖合成酶基因(glmS)、氨基葡萄糖乙酰化酶基 因(gna1)、敲除丙酮酸激酶基因(pykF)、甘露糖磷酸转移系统编码基因(manX)以及乙酰氨基葡萄糖磷酸转移系统编码基因(nagE)，构建了一株可高效合成 N-乙酰氨基葡萄糖的大肠杆菌。并在此基础上通过分阶段葡萄糖流加和溶氧控制等技 术，建立了一种重组大肠肝菌发酵生产氨基葡萄糖的新工艺，并进行了发酵过程中试放大及产品提取与化研究，显著提高了大肠肝菌发酵生产氨基葡萄糖的产 量与生产强度，在 7-L 发酵罐上氨糖产量达到 120g/L，在 100-L 发酵罐上产量达到 90g/L。 

纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型高效分离设备淡化海水、处理污水，探索新型DNA测序方法等都有重要意义。基于核径迹高分子膜制备的纳米孔具有结构坚韧富有柔性并且可以高效大规模制备的优点，但是由于已沿用六十多年的传统化学蚀刻制备法不便可靠控制蚀刻速率，无法达到亚纳米尺度。刘峰和王宇钢课题组基于多年来核径迹纳米孔研究工作的基础（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通过高能重离子轰击高分子膜并进行充分紫外线照射，不进行蚀刻而成功制备亚纳米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。该膜具有超高离子选择性，比如阴阳离子选择性高达108，但导通量离实际应用尚有一定距离。事实上，选择性和通量对于所有离子分离膜都是一对难以调和的矛盾。2017年《Science》专门就此发表题为“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的长篇评述文章，指出分离膜研究的正确方向是要同时具有高选择性和高通量。通过优选高分子膜并利用新的制备工艺，刘峰、王宇钢课题组所获得的新型纳米尺度核孔膜，在保持碱金属离子与重金属离子高选择性的同时，将离子的输运率提高了3个数量级 （图A）。 这种纳米核孔膜的优异分离性能突破了传统的分离膜和氧化石墨烯等新型分离膜的局限 （图B）。与此同时，他们还建立了高分子纳米孔模型并通过分子动力学模拟揭示，一方面由于孔的半径在0.5纳米左右极大减少了脱水势垒的阻碍从而极大提高了输运量，同时由于部分脱水的离子和表面吸附的电荷之间的相互作用而保持了高选择性 （图C）。 这项研究揭示了纳米孔道的离子输运新机制，并且为突破高选择性和高输运率的矛盾提供了新的思路。通过该方法所制备的高分子膜在过滤重金属元素的水净化，制备新型电池等方面也有重要应用价值。

北京大学量子材料科学中心的韩伟研究员和谢心澄院士，以及日本理化学研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在国际著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰写综述文章，介绍“自旋流--新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。 自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现，在当时而言，自旋流指的仅仅是电子自旋的传播。随着自旋电子学的蓬勃发展，与相关研究的不断深入，新的自旋流现象与机制不断被拓展，相关研究证明一系列的粒子或者准粒子携带的自旋都能够形成自旋流，比如磁性绝缘体中的磁振子、超导体中自旋三重态和准粒子、量子自旋液体中的自旋子、自旋超导态等。尤其是对于量子材料而言，由于其往往具有独特的自旋性质，基于自旋流探针的研究方法就成为了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚态物理与材料科学领域的研究前沿之一，其量子性质起源于诸多量子效应，包括低维尺寸效应，量子限域效应，量子相干效应，量子阻挫效应，能带结构的拓扑性，自旋轨道耦合，对称性限制等等。量子材料包括石墨烯，高温超导体，拓扑绝缘体，外尔半金属，量子自旋液体，自旋超流体等等。量子材料可以表现出诸多与自旋相关的量子性质，如二维过渡金属硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓扑绝缘体当中的自旋-动量锁定等。因为量子材料的自旋属性在下一代的量子信息存储和量子计算科学当中的应用潜力，所以研究量子材料的自旋相关性质得到了广泛关注。 为了研究量子材料的自旋性质，发展一种易于实现和操控的高效工具显得尤为迫切与关键。幸运的是，在实验物理学家和理论物理学家的不懈努力下，成功的证实了自旋流探针能够作为量子材料的有效探测手段。一系列激发和探测自旋流的方法被提出并得以实现，从而证实了基于自旋流探针的量子材料物性研究的广泛适用性。 迄今为止，相关实验已经证实自旋流能够以超导体系中的自旋三重态库珀对和超导准粒子、量子自旋液体中的自旋子、磁性绝缘体和自旋超流体中的磁振子为载体进行传播，相关物理图像被总结在表1中。本篇综述文章着重介绍了在五类主要的量子材料体系中的基于自旋流探针的物性研究。第一类是超导材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋三重态的存在以及自旋动力学的演化过程。第二类是量子自旋液体材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋子携带的自旋角动量的有效传播过程。第三类是磁性绝缘体体系，自旋流以磁振子的形式传播，描述了磁有序材料当中的集体激发行为。第四类是杂化量子激发体系，自旋流以磁振子-声子杂化模式（磁振子-极化子）或磁振子-光子杂化模式（磁振子-极化激元）为载体进行传播。第五类是自旋超流体系，自旋流以玻色爱因斯坦凝聚中的自旋量子数为1的玻色子为载体进行传播，这种玻色子可以为电子-空穴激子或者是磁振子。 这些重要的研究进展已经充分证实了基于自旋流探针的物性表征对于量子材料而言是一种行之有效的研究手段。因此，这一方法将会极大的推动新颖量子材料的发现和相关物理性质的研究。例如量子霍尔和量子自旋霍尔材料，量子铁磁体和反铁磁体，六角晶格体系中的量子手征声子，自旋和力耦合的量子系统，超导体中的自旋动力学和铁磁与超导界面的超导能隙，自旋三重态超导体中的超导对称性，强耦合自旋系统中的杂化激发，拓扑磁振子材料，量子自旋液体中的自旋子，自旋超流体约瑟夫森效应，以及其他任何作为自旋流载体的量子态。另外，这一领域的进展还将推动自旋成像技术的发展，如利用自旋极化扫描隧道显微镜和氮空位色心显微镜技术对量子材料体系中自旋流的原位探测。

 将医学诊断和治疗以“相辅相成”的方式合二为一，实现诊疗一体化（theranostics），成为提高疾病防控的重要手段。为了实现这一目标，诊疗试剂的设计和制备是关键。常用的构筑方式是将不同功能的分子连接或者混合起来。由于这些组分化学本质的不同，化学结构往往相差很大，设计和合成无疑会耗费大量的时间与精力，其应用条件（如剂量）的兼容性难以得到保证。因此，能否通过简单的化学手段，合成结构相似但功能不同的分子，实现“一体化”与“多功能”的兼容，成为诊疗试剂设计的新思路。 针对这一问题，北京大学化学与分子工程学院张俊龙课题组进行了较为深入的研究。通过配体区域异构，对配体激发态到稀土的能量传递过程进行精准控制，在顺/反式稀土异构体中，分别实现近红外光学成像和光动力治疗功能。近期，他们与美国德州大学奥斯汀分校的Jonathan L. Sessler教授深入讨论、交流后，提出“异构赋能”的新概念，并在活体中验证了两个异构体在检测与治疗中的功能裂分。研究成果发表在Journal of the American Chemical Society（Split and Use: Structural Isomers for Diagnosis and Therapy，Yingying Ning, Yi-Wei Liu, Zi-Shu Yang，Yuhang Yao，Lei Kang，Jonathan L. Sessler*，Jun-Long Zhang*, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6761-6768）。