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新型能谷光子晶体
一种新型能谷光子晶体。利用其内禀的能谷自由度，在不依赖自旋轨道耦合效应前提下，实现了能谷附近的能带劈裂，从而提出了类比电子能谷霍尔效应的光学赝自旋-路径关联传输，即光子能谷霍尔效应。通过分析该普通光子晶体内的手征量，实现了赝自旋能流的单向传输。更为有趣的是，文章还在单一体系中，对能谷和拓扑两个自由度进行独立调控，实现了全新的拓扑光子界面态。研究表明，实现有效的拓扑光场调控，将有利于更多基本量子物理问题的实验证实；同时，也为下一代光信息传输和处理，尤其是在光自旋和轨道角动量运用等方面，带来了新的有益启示。
中山大学
2021-04-13
新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动，能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务，在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而，此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题，尤其当重量小于10克时，其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破，提出一种新的静电驱动方案，研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机，并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行，在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成，具备低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）优势，首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电发动机的核心是静电电机，它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机，具备结构简单和无需绕组的优势，其高电压（千伏级）、低电流（微安级）的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机，静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性，在小质量（5克以内）情况下，其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上，产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内，因此即便采用小尺寸太阳能电池，也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。
电机虽然效率高、功耗低，但仍需要千伏级高压电流来驱动，然而传统高压电源由于体积和重量过大，无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景，研制了千伏级超轻质高压电源，主要包括太阳能电池和升压电路两部分，其中升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能（或锂电池）输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电，相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一张A4纸还轻（4.21克），尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步，团队还提出一款翼展8毫米，质量9毫克的超微型静电飞行器，飞行功耗不到1毫瓦，展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学
2024-07-19
新型径向流动反应装置
反应装置是化工厂的核心，而径向反应装置气体流通路径短、压降小、可使用小颗粒催化剂等优于传统固定床反应装置的技术特征，在苯乙烯、催化重整、芳烃异构和歧化等化工装置上被广泛应用，但技术十分复杂。
本项目在对径向反应装置进行长期分析和深刻的理解后，经过大型冷模试验研究、计算机模拟和工程放大，从理论上、结构上和关键技术上进行了突破，发明了大型化的新型径向流动反应装置。实践证明发明的大型径向流动反应装置运行平稳节能，各项技术指标达国际先进水平。
（?）发明了催化剂自封式结构，在催化床封造成轴向和径向的二维流动，消除滞流区，提高催化剂利用率，简化结构，国内外首次应用于负压脱氢装置；
（?）发明了新型离心式Π型径向流动技术，流体由始端控制，催化床层的流场优化，国际上首次应用于催化重整；
（?）发明了高均匀度的径向流体均布技术：导流锥设计技术、双流道优化组合技术、催化剂支承结构技术等，从而保证了乙苯脱氢和催化重整的薄催化床层内流体均布；
（?）发明了快速喷射流混合器技术，适应超短停留时间，满足苯乙烯反应装置对反应介质高度混合要求；
（?）发明了高温再热器技术，反应器体外逆流换热，减少负压空间，解决热膨胀，高温蒸汽入口温度下降，降低高温材料的使用温度、制造难度和设备费用；
（?）开发了反应装置的新放大方法。
华东理工大学
2021-04-13
新型飞轮储能装置
本成果涉及的飞轮储能装置基于永磁偏置磁悬浮轴承与双凸极电机集成化技术，永磁偏置磁悬浮轴承能够实现对转子位移的主动控制，且具有较小的能量损耗，适合应用于转子质量重、转速高的飞轮储能系统中。双凸极永磁电机采用永磁体来提供励磁磁场，具有较高的效率和较大的转矩，且转子结构简单，适合高速运行。鉴于两者都是采用永磁体来提供静态磁场这一共同特点，本项目提出了利用同一永磁体同时为磁悬浮轴承提供偏置磁场，为电机提供励磁磁场的思路。此外，鉴于混合励磁双凸极电机能发挥永磁高效与电励磁方便调节磁场的优势，使电机在电动运行情况下保持较高效率的同时，扩大调速范围；发电运行时，又能够实现宽转速范围内的稳压输出。
南京工业大学
2021-01-12
新型高效MnxV2O5+x基可见光催化剂的催化机理及动态表征
环境污染和能源短缺已成为当今世界面临的最主要危机，人们不断探究治理环境和开发可再生能源的新方法。于1972年，Fujishima和Honda报道采用TiO2光电极和铂电极组成光电化学体系使水分解为氢气和氧气，从而开辟了半导体催化这一新的研究领域。近些年，将有机污染物降解已经成为能源环境科学领域的研究热点。该研究对于治理水污染，保护水环境具有重要的科学意义。
主要通过化学方法可控的调控可见光催化材料纳米晶体的尺寸和形貌，合成具有规则形貌和特定裸露晶面的可见光催化材料（例如纳米棒、纳米带、纳米片、纳米八面体和纳米六面体等），并在此基础上进一步优化能级能带结构,同时探究催化剂不同晶面上光生载流子的分离行为、氧化还原能力以及催化活性的选择性等独特性质，深入结合理论模拟计算，研究不同形貌的催化剂的裸露晶面上光生载流子的行为和表面/界面微观反应机制。为了深入研究太阳能-化学能转化过程中的关键科学问题，构筑一种新型的具有特定结构和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可见光催化材料，在不添加任何贵金属元素的情况下，Mn3V2O8修饰的V2O5/g-C3N4异质结构在可见光照射下表现出明显的光催化活性，比V2O5/g-C3N4异质结构高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之间的Z-方案路径促进了载流子的分离，因此具有优异的可见光催化活性。
淮阴工学院
2021-05-11
硫磺沥青改性剂
本项目研制的硫磺沥青改性剂含有特殊的硫化氢抑制剂和塑化剂,在沥青混合料中可替代约30%的沥青原料,并有效地减小在生产和摊铺过程的发烟,同时降低生产温度到140℃，节能减排，且硫化氢逸出量指标好于国外同类产品先进指标。将硫磺沥青改性剂加入到沥青中明显改善和提高了沥青混合料稳定度，抗车辙能力提高一倍，同时沥青混合料的低温抗裂性有一定的改善，沥青混合料的水稳定性也得到提高。
东南大学
2021-04-10
固体碱催化剂
和废盐，且催化剂不易回收。发展的趋势是用固体传统的质子酸（硫酸等）和路易斯酸（AIC1。等）催化的催化过程中产生酸酸取代液体酸、用多相催化取代均相反应， 以减轻环境污染提高生产效益。本顼目所开发的固体酸具有如下优点：(1)催化活性高、催化剂用量少；(2)易与产物分离，重复使用高；(3)生产过程中污染少。并且在酯类香料的合成中显示很高的催化活性，如：丙酸异戊酯的收率可达98.2%；丁酸苄酯的收率可达96.9%；己二酸 二丁酯的收率可达98．O%以上。
南京工程学院
2021-04-11
液体酶稳定剂
该液体酶稳定剂通用性强，适用于多种酶制剂，并且通用于未经浓缩的酶液、中空纤维超滤浓缩或膜式超滤浓缩的酶液，都可在室温保存三个月至八个月，剩余酶活力在80%。具体技术指标为：1．未经浓缩的液体α-淀粉酶，室温保存9个月，剩余酶活力达80%以上。/line2．中空纤维超滤浓缩的液体α-淀粉酶，室温保存6个月，剩余酶活力达80%以上。/line3．膜式超滤的液体碱性蛋白酶，室温保存8个月，剩余酶活力在80%左右。/line4．未经浓缩的液体糖化酶，室温保存5个月，剩余酶活力接近90%。/line5．经中空纤维超滤浓缩的液体糖化酶，室温保存3个半月，剩余酶活力接近90%。未经浓缩和膜式超滤的酶液添加稳定剂后的液体酶稳定性明显好于经中空纤维超滤浓缩的液体酶。因此膜式超滤较好。实验证明，液体酶添加剂能提高酶的抗变性能力，促进变性酶的复性；不同添加剂之间有协同或拮抗作用，对稳定剂配方的筛选提供了理论依据。/line所用的添加剂价格低廉，来源方便，并具有通用性。主要设备是超滤浓缩装置及包装容器。厂房面积约200平方米。可通过技术转让或技术入股方式进行合作。
南开大学
2021-04-10
纳米荧光显影剂
研发阶段/n虽然具有荧光性能和磁响应性能的稀土类纳米材料可作为性能优良的显影剂，但是它们的生物毒性限制了其临床使用。羟基磷灰石（HAP）具有良好的生物相容性和生物活性，并且其晶体结构特别适合稀土离子掺杂，可以作为荧光稀土离子如Eu3+和磁响应稀土离子如Gd3+的基质材料。该课题组前期也开展了稀土掺杂HAP荧光纳米粒子的相关研究，证明其具有良好的生物相容性，可用于肿瘤细胞的标记。这些研究都证明稀土掺杂HAP纳米材料是一种性能优异的显影剂，而且多重功能的稀土元素共掺杂HAP可以同时实现多种类型的显影功能
武汉理工大学
2021-01-12
系列水处理剂
水处理化学品在水污染控制和节水方面发挥着无法替代的作用，尤其对于钢铁、石 化、冶金，火电等高耗水行业来说，高效、功能化、无二次污染的水处理剂，例如混凝 剂和缓蚀阻垢剂等，成为国内外研究与应用的主流。一方面污染严重的水资源给工业给 水的预处理用混凝剂提出更高的要求，而我国目前的混凝剂聚合氯化铝、聚合硫酸铁， 产品结构单一，污染物去除效果较差。另一方面工业循环冷却水常用的缓蚀阻垢剂存在 含磷量高，生物难降解，易引起水体富营养化等环境危害问题。针对我国水处理化学品 普遍存在的这些问题，本课题组通过多年的深入研究和探索，形成了水的预处理－深度 处理和缓蚀阻垢功能化处理所用的一体化和系列化水处理剂。 技术创新点： （1）针对目前使用的聚合氯化铝、聚合硫酸铁混凝效果较差的缺陷，发明了“混凝 剂多态聚合氯化铝铁及其制备方法”及“混凝剂固体聚硅硫酸铁的一步法生产方法”两 项专利技术。该生产技术与传统的聚合氯化铝生产技术相比，加入了硅酸钠及超细二氧 化硅微粉，利用超细颗粒物和介孔吸附剂等强化混凝的方法来加强处理，与上述传统处 理药剂相比，其絮体矾花大，沉降速度快；这一新技术特别适合难处理原水的混凝，例 如长江下游的低温低浊度水处理等，其性能超过美国专利 7201856 报道的性能，比常规 聚合氯化铝投加量降低 15％以上；而聚硅硫酸铁与传统聚合硫酸铁生产技术相比，以硅 酸钠的水解中间产物为桥联作用的混凝剂，提高了聚合硫酸铁的混凝性能，在常温条件 下氧化/聚合一步反应生产工艺，生产固体聚硅硫酸铁，与加热分步反应工艺相比，能 节约成本 20%以上。提出了氧气替代氯气准备氯化铁和聚氯化铁的新工艺，并产业化。 （2）针对工业水处理缓释阻垢剂存在含磷高，生物难降解的问题，发明了新型无磷、 生物可降解的水处理缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸（聚环氧丁二酸）和胺基聚 环氧琥珀酸（胺基聚环氧丁二酸）的等三项专利生产技术。并对专利生产技术进行了转 让，率先在国内实现了工业化生产，制备工艺超过美国专利，其产品性能优越优于国外 同类技术指标。 （3）针对绿色缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸还没有获得实际应用的现状， 研究并发明了“一种用于循环冷却水处理的绿色环保型复合缓蚀阻垢剂”及“一种用于 处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂及使用方法”等两项专利应用技术，对专 利技术实施产业化。其无磷生物可降解的特性，给循环冷却水行业带来了巨大的环境效 应和社会效应。
同济大学
2021-04-13