研究方向：再生水处理、废水处理及回用、给水处理，污泥处理与处置，恶臭及废气处理。 项目简介： 国家环境保护部颁布的《国家级生态村创建标准》（试行）中规定了十五项考核指标，15 个指标中 8 个指标都直接或间接与污水和垃圾处理有关。 南开大学可根据不同地区文明生态村建设的实际情况制定污水处理技术规范和垃圾处理技术规范，推广与当地经济技术水平相适应、现实可行的文明生态村最佳污染防治技术和生态保护技术。 生态城镇建设的重点和难点是农村生态环境建设中的垃圾处理问题。农村生态环境建设的基础是自然村生态环境建设。随着城乡一体化建设的深入开展，作为生态城镇建设的重要组成部分―污水及垃圾处理工程建设，是能否建设成为生态城镇的重要内容。 目前，农村采用的小型污水处理工艺主要有：活性污泥法、化粪池、污水的土地处理、分离膜法和生物膜法等，但在推广应用方面仍然存在许多要解决的技术问题。 农村垃圾主要来源于居民生活、家庭畜禽养殖垃圾、规模化养殖业固体废物、乡镇工业废弃物及少量危险废弃物。这些都为目前农村垃圾的集中整治处理提出了新的挑战。 本项目工作目标： (一) 符合国家产业政策、技术政策； (二) 工艺成熟、技术先进、经济合理； (三) 已有两个以上应用实例； (四) 技术适应性强，覆盖面广，可广泛推广应用； (五) 对防治环境污染、改善环境质量和保护生态环境具有重要作用； (六) 专有技术权属明确。

1. 构建了猪基因素材的高效挖掘平台与分子育种标记开发技术体系。率先设计、建立了猪第一代寡核苷酸基因芯片的技术操作流程；优化了猪基因芯片的非特异过滤方法；开发了猪CRISPA/Cas9基因组编辑系统的sgRNA设计及脱靶效应评估软件获得软件著作权，创建了多个病毒和细菌刺激的细胞和活体模型，发展了多个基因组学技术，实现了猪基因素材高效挖掘平台与分子育种标记开发技术体系的构建。 2. 开发了10个用于优质健康猪培育、具有自主知识产权的分子育种标记。筛选出猪重要候选基因589个，向GenBank提交基因序列80条，鉴定到24个与产肉、免疫性状显著关联的基因突变，取得10个具有自主知识产权的分子育种标记。 3. 构建了适用于优质健康猪培育的多标记聚合育种技术体系，取得了明显社会经济效益。 该项目实现了猪产肉性状、抗病性状基因的批量挖掘与验证，开发出一批分子育种标记，建立了多标记聚合辅助育种技术体系，为湖北及我国优质健康猪的培育提供了丰富基因资源和技术支撑，取得了良好社会经济效益。 成果完成时间：2016年

金属纳米颗粒是重要的超材料（Metamaterials）物质，在化学化工（如催化剂）、生物医药（如医学成像与诊断试剂）、新能源（如光能转化）等领域中有着巨大的市场前景。以金纳米颗粒为例，目前国际 市 场 基 本 被 英 国 BBI 等 极 少 数 公 司 所 垄 断。根据 BBI 公司统计，其产品在科研领域的使用频率超过 4 亿次/年，按照其售价约 2 英镑/毫升，每次测试使用 10 毫升计算，该公司仅纳米金销售年产值就超过 80 亿英镑。金属纳米颗粒的原料成本并不高，仍以纳米金为例，1 克氯金酸（人民币 200 元）可生产纳米金 1 万毫升，按照 BBI 的售价价值约 2万英镑。而且在国内购买 BBI 等公司的产品还需缴纳高额税费，供货期通常长达数月之久。国内金属纳米颗粒的生产有面临工艺不完善、无法自动化大规模合成等问题。实验室的小规模制备成本高，并且产品单分散性和颗粒尺寸重现性不好，无法同国外公司竞争。 我们经过多年的研究积累掌握了各种金属纳米颗粒的精准形貌和尺寸控制方法，结合微流控技术能够实现自动化合成，可以生产多种形状规则、尺寸均一的高质量产品，预期在国内和国际市场都有很强的竞争力。 

成果的背景及主要用途： 作为国家中长期科学技术发展的 11 个重点领域之首的能源领域，发展高效洁净超(超)临界燃煤发电机组是实现节能减排的重要途径，而蒸汽温度和压力的提高使得高温管道等设备的服役环境更加恶劣，特别在最薄弱的焊接接头部位，频繁的早期失效事故引起的机组非计划停运往往造成巨大的经济损失，甚至导致严重的人员伤亡。因此，对设备进行科学准确的评估与预测，避免突发性的早期失效，是保证机组安全运行的关键。 技术原理与工艺流程简介： 该项目在国家自然科学基金委、天津市科委及电力行业的大力支持下，针对超(超)临界机组关键高温设备，探明了耐热钢焊接细晶区 IV 型开裂、焊缝内部埋藏裂纹、插套焊接头振动疲劳开裂等典型早期失效的产生机理，并提出了耐热钢焊接工艺、现场局部热处理规范、插套焊焊接工艺与焊趾熔修用焊接材料等相应的延寿技术；开发了在役高温设备实时老化性能的微创测试技术与设备，建立了基于蠕变损伤累积的剩余寿命评估技术；揭示了残余应力和拘束水平对蠕变裂纹扩展行为的影响机制，建立了定量考虑这两者影响的高温缺陷寿命预测模型，丰富了高温寿命评估方法。与国内外同类技术相比，该项目提出的寿命预测模型的精度大大提高，延寿技术更科学、全面、有效。 技术水平及专利与获奖情况： 经专家鉴定，达到了国际先进水平。该项目共申请国家发明专利 11 项（已授权 4 项）、获软件著作权 3 项；发表论文 31 篇，其中 SCI 论文 12 篇，EI 论文 9 篇，并多次在国内外学术会议上做大会报告。 应用前景分析及效益预测： 该项目推动了我国超(超)临界机组高温部件寿命评估与延寿技术的发展，解决了超(超)临界机组目前面临的早期失效难题，不仅可保证机组的安装质量，而且减少了不必要的返修，减少机组因非计划停运和检修周期超期带来的巨大发电损失，对机组的安全经济运行具有重要意义。 应用领域：新技术 技术转化条件： 近三年来，该项目开发的寿命评估软件与延寿技术在全国 10 个省市的 16个电厂得到应用，经济效益达 2.3 亿元，取得了显著的社会经济效益。 合作方式及条件：根据具体情况面议

项目是国家科技攻关计划“先进控制与优化软件及综合自动化软件平台产业化关键技术”子课题，项目在PCS层（过程控制层）与实时信息集成系统的基础上，实时智能监测与故障诊断专家系统充分利用网络技术、计算机技术、控制技术、通讯技术以及人工智能技术将分散的PCS层信息进行集成，实现信息管理的智能化。系统实现从已有的PCS层通讯网络获得数据，进行高一层次的综合和处理，进行安全监督、故障诊断和预报，而不改变使用人员已经熟悉的操作程序和规则，因而可达到更好的安全监控与管理的效果。

历史建筑结构检测与加固和建筑节能改造技术

季铵盐是表面活性剂的重要组成部分，具有比传统的表面活性剂更明显的优势，如乳化性能高、增溶性强、生物降解性好，能够大量的运用于矿石浮选、日用化妆品、杀菌、金属缓蚀、纺织等诸多方面。课题开发亚麻油酰胺丙基-PG-二甲基氯化铵、椰油酸双酯季铵盐等表面活性剂的制备新工艺，提高其表面张力、增溶性、乳化性等方面的物理性质，现代许多化学工业生产中不可或缺的添加剂，尤其是对于新型季铵盐表面活性剂的研究意义重大。不同结构的天然脂肪酸表面活性剂具有表面活性剂的水溶性好，使用 pH 范围大，适合用于个人日常的护理清洁用品，在清洗剂中能够与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。 关键技术 表面活性剂的制备技术； 表面活性剂的结构调控与性能。 获得成果 1、论文发表方面：公开发表 SCI 学术论文 30 余篇； 2、专利申请方面：授权中国专利 6 件； 3、基金资助方面：获国家自然科学基金项目 3 项。

本研究构建一种谷氨酸棒杆菌基因工程菌，使其同时发酵生产两种产品：聚羟基脂肪酸酯和异亮氨酸；前者是胞内产品，后者是胞外产品。该基因工程菌可以降低生产成本，具有工业应用前景。研究结果显示：将 phaCAB 基因簇导入 WM001后，WM001/pDXW-8-phaCAB 96h 产量为 9.58 g/L，而 WM001/pDXW-8 96h 产量为6.65 g/L，产率提高 65%达到 0.15g 异亮氨酸/g 葡萄糖。PHA 产量达到 28.7%(w/w)。 关键技术 聚羟基脂肪酸酯（PHAs）是部分微生物生存在具有较高碳源与氮源的条件下，生成的一类微生物自身碳源、能源储备物的胞内聚酯。根据相关报道，将 PHB 合成代谢基因簇导入细胞内，可实现 PHB 与某些代谢产物的联产和增产，提高底物的利用率。L-异亮氨酸是一种人体必需氨基酸，因其在医药、食品和健康保健领域有广泛的应用，而使其近几年的生产能力发展迅速，目前国际上比较先进的主流生产方式为发酵法生产 L-异亮氨酸。谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)是一种小棒状、革兰氏阳性的食品安全生产菌，目前已经用于工业生产 L-异亮氨酸，本成果构建能高产 PHAs 的 C. glutamicum 菌株，具有工业化应用潜力。 

1 成果简介 服装安全与信息安全、食品安全一样是每个国家战略关注的核心之一，儿童着装的安全性又是重中之重。本项目基于儿童身心特殊性，及交互式设计理念，拟对儿童智能服装的研发模式进行系统、深入的探讨，提出一套切实可行的理论模型。首先，本项目将对消费者关于儿童安全服装的需求进行收集和分析，并对智能元件与人体的交互方式及各自的特性进行深入研究。通过对儿童身心安全、服用舒适等多方面需求的掌握，结合智能元件的性能，探讨智能可穿戴设备与儿童安全服装的结合方式，提出兼顾功能及美感的设计原则与方法。同时，通过对可穿戴装备与移动终端通信技术的分析，提出从单一式交互到多设备共联的思想，建立基于能源优化配置和高效率信息传输的多交互式儿童智能服装研发模型。本项目会为相关的研究人员提供具较高可操作性的指导规范，对庞大的中国童装消费市场结构改善会有积极影响。 2 关键技术及产品 关键技术： (1) 根据着装者（儿童）的身心特点，从服用性能，信息交互性能，智能元件的效能等方面分析智能安全童装的多维度需求，作为本课题的重要研究基础。 (2) 从儿童的身心需求出发，探讨智能安全模块与儿童服装结合的设计规则。 (3) 根据智能安全童装的功能性需求，从信息共享，协同监护的角度，探讨建立智能服装与控制终端之间多交互式信息网络的基本框架。 (4) 以产业化为目标，提出一整套适应性强、可操作性高的智能安全童装研。 形成产品： 形成儿童定位安全、儿童 VR 图案、儿童感温变色、儿童趣味结构等多种功能性服装，同时也开发了相关的老年人等功能性服装。 3 知识产权及项目获奖情况 本课题在智能交互童装的新产品生产方面已合作申请发明专利 12 件，授权1 项发明专利及 1 项计算机软件著作权，发表 6 篇高水平研究论文，获省部级以上相关奖项 6 项。 4 项目成熟度 该研发成果已经初具规模的投入实施运作，直至 2018 年 5 月年，其营业收入已经达到 1800 万元，净利润达 675 万元，预计 2018 年底公司资产总额上升到8000 万元；营业收入增长到 2800 万元；净利润达 850 万元，产品将给企业带来可观利润，并拓宽占领新消费市场。该项目的推广对本行业相同企业具有很强的借鉴意义。 在带来丰厚的经济效益同时，该项目研发成果还打造流行与市场实用性相结合的现代智能儿童交互服装品牌，以塑造强有力的安全智能童装形象，拓宽企业利润增长空间。在传统童装设计中，以产品实用性为根本。而现代童装设计中，将科技提升至等次于品牌实用性地位，通过现代科技优势与童装流行趋势结合，最终消除穿戴者在生活中出现的各类因服装穿着所引起的安全隐患。以此从侧面突显品牌的地位与形象，为企业利润的再创添加新途径。 5 投资期望及应用情况 成果在行业内具有一定的先进性，已经在江苏雅鹿男装、无锡林科、常州雪奈利等多家企业得到良好应用。 

项目简介 针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。 技术指标 (1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。 (2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。 (3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。 (4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。 效益分析 项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了3倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。 应用情况 本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。