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归纳了一类不同于传统教科书中提到的新型掺杂效应
刘奇航及其合作者通过密度泛函理论计算，为这一类反掺杂行为提出了一种称为“极化子湮灭”的微观机制。以电子掺杂某些氧化物为例，研究发现，具有反掺杂效应的材料在不考虑杂化效应的高对称结构下具有半填充能带，应为金属。晶格畸变此时会打开带隙，此时的低能激发发生在体系的配位阴离子之间。因此，这类材料的导带底在掺杂之前有被认为从价带分离出去的“空穴极化子”态，而电子引入后会复合这些空穴极化子回到价带，而并不形成带隙间的缺陷能级（如图二所示）。这种反掺杂现象原则上和体系的电子关联效应无关，例如在含有镁空位的氧化镁中也可以存在。另外，在锂电池阳极材料LiFeSiO4、LiIrO3以及过渡金属氧化物SmNiO3、SrCoO2.5等材料中存在掺杂范围广、带隙变化大的反掺杂效应。 值得一提的是，反掺杂效应可以通过不同掺杂手段可逆地调节体系的带隙以及导电性，具有非常广泛的应用前景，如燃料电池、光电器件、全固态离子导体，甚至人工智能等。该研究圆满地解释了导电性随掺杂浓度增加而减弱的反掺杂效应的微观机理，并且给出了具有这种性质的材料一般满足的条件
南方科技大学
2021-04-13
一种新型鱼源抗菌肽突变体及其制备方法和应用
本发明提供了一种新型鱼源抗菌肽moronecidin突变体及其制备方法和应用。本发明通过生物软件对鱼源抗菌肽moronecidin的氨基酸序列进行空间结构分析，将其22个氨基酸中的2处氨基酸进行突变(K7R和V20K)，同时为了保证抗菌肽C末端的酰胺化，在C末端添加了天冬酰胺N，获得一种新型鱼源抗菌肽突变体，使其抗菌效力获得显著提高。在此基础上，选用毕赤酵母偏爱密码子，人工合成新型鱼源抗菌肽moronecidin突变体基因，克隆于毕赤酵母中表达，获得新型抗菌肽重组酵母菌株，并将发酵规模放大到发酵罐水平，实现抗菌肽产品的高密度发酵和高效表达。发酵液进一步纯化后可制成粉剂、液体等抗菌肽制剂用于水产动物饲料添加剂或水产动物疾病的预防和治疗制剂。
青岛农业大学
2021-04-13
一种新型猪源抗菌肽突变体及其制备方法和应用
本发明提供了一种新型猪源抗菌肽突变体及其制备方法和应用。本发明通过生物软件对猪源抗菌肽PMAP37的氨基酸序列进行空间结构分析，将其37个氨基酸中的3处氨基酸进行突变（L6K、K20L和L31K），获得一种新型猪源抗菌肽突变体，使其抗菌效力获得显著提高。在此基础上，选用毕赤酵母偏爱密码子，人工合成新型猪源抗菌肽突变体基因，克隆于毕赤酵母中表达，获得新型抗菌肽重组酵母菌株，并将发酵规模放大到发酵罐水平，实现抗菌肽产品的高密度发酵和高效表达。发酵液进一步纯化后可制成粉剂、液体等抗菌肽制剂用于畜禽疾病的预防和治疗。
青岛农业大学
2021-04-13
禽蛋新型加工与副产物利用关键技术创新及产业化
禽蛋蛋白质种类多，在攻克13种功能成分分离纯化的基础上，实现了溶菌酶、卵转铁蛋白等五种蛋白质的联合纯化。采用合适离子强度打开卵粘蛋白与其它蛋清蛋白质的结合，规避了溶菌酶和卵转铁蛋白与卵粘蛋白易结合特点，实现5种成分高提取率与高纯度，同时保持了蛋白质的分子结构与生物活性；操作简便快捷，缩短纯化周期1/3；所用填料支持快流速，适合大规模生产；实现了功能蛋白、剩余蛋清以及环境“三方面”无损害的绿色技术。卵转铁蛋白补铁剂使我国补铁食品由无机铁、有机铁、卟啉铁发展到蛋白铁时代。攻克以水为介质的壳膜高效环保分离技术，避免了媒介对壳、膜有效成分损害及环境二次污染。发明蛋壳钙生物发酵与转化乳酸钙、丙酸钙、柠檬酸钙、乙酸钙的技术方法；突破不溶性胶原蛋白转化成可溶性胶原蛋白等技术难题，开发出碱性蛋白酶酶解鸡蛋壳膜蛋白制备抗氧化肽技术，实现了蛋壳膜资源的高附加值利用。合成所用复合金属氧化物催化剂具有环境友好和重复利用性，并开发出了乳化和油溶性涂膜保鲜剂。
利用禽蛋中丰富的蛋白质开发功能性产品，具有十分广阔的前景。
（注：本项目发布于2019年）
华中农业大学
2021-01-12
新型聚苯乙烯保温材料的关键技术开发与应用
“新型聚苯乙烯保温材料的关键技术开发与应用”主要涉及一种新型的聚苯乙烯防火保温材料。这种新型防火保温材料内部为独立的密闭式气泡结构，具有稳定的化学和物理结构，比普通EPS泡沫板具有更好的隔热和保温性能，导热系数在（0.028-0.032）W/（m.k），保温持久稳定，其抗压、抗冲击、防潮和不透气、耐腐蚀、抗老化等性能也表现非常优异，且无毒无害，是最佳的环保型防火保温材料之一，可广泛应用于建筑外墙和地面、机场跑道、高铁路基、冷库、河道防渗等领域，市场前景广阔。
2014年度天津市科学技术三等奖（第一单位）
获奖人：刘志华
天津城建大学
2021-01-12
新型高分子纳滤膜技术在农村水处理中的应用研究
本项目拟通过建立复合纳滤膜多层结构的协同设计方法，丰富复合纳滤膜制备的理论基础，提升纳滤膜的分离性能，形成一批具有自主知识产权的高性能纳滤膜制备技术，并实现规模化生产，促进纳滤膜分离技术的广泛应用。
南京工业大学
2021-01-12
绿藻资源的生物转化关键技术研发及产业化应用
项目成果/简介:以我市丰富的绿藻生物质资源（浒苔、石莼）为主要研究对象，针对藻体胞壁特性、多糖结构、理化质构特性及生物活性进行系统研究，探索出一系列具有自主知识产权的绿藻生物工程技术，攻克了海藻温和高效转化关键技术，率先实现绿藻综合利用及其产品的成果转化与产业化推广，实现生物乙醇、精准生物肥、绿藻多糖等农用制品的规模化生产，经济效益显著。系统性阐明了绿藻糖链分子结构、理化性质、生物学功能及其空间定量构效关系，首次构建绿藻多糖工具酶系并明晰酶多位点催化与调控机制。创新性建立了绿藻资源的生物转化关键技术，突破了藻体温和破壁液化与高效提取转化技术瓶颈，开发了具有自主知识产权菌株的绿藻工具酶的液体高通量发酵与规模化制备技术。构建基于计算机在线智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精准制备技术、人工智能神经网络下的糖链构效实时预测系统、稳定性叶绿素制取以及非酸温和预处理乙醇转化技术，开拓了绿藻资源高值化综合利用的新领域。项目阶段:工业化生产阶段效益分析:浒苔（Enteromorpha prolifera）和石莼（Ulva lactuca）是我国黄海、东海最主要的绿藻资源，同属于绿藻纲、石莼目，具有良好食用和药用价值，（本草纲目、临海异物志等），在我国东南沿海养殖量均在10万吨以上。我国黄海海域自07年以来连续10年暴发绿潮浒苔，生物量高达1000万吨每年。将这类大型生物质资源合理利用并高值转化，不仅有助于环境保护，而且会带来显著的经济效益。项目开发产品包括绿藻多糖工具酶、硫酸鼠李低聚糖、稳定性叶绿素、农用精准生物肥、功能性饲料添加剂、新型植物病害生物防治等生物制品。在农用制品领域实现绿藻精深加工的成果转化与产业化推广，开拓了我国海藻利用范围，提升产业整体技术水平，市场预期前景广阔。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL2012102016043 ZL201410298678.2 ZL2013102784589 ZL2012101066863技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
中国海洋大学
2021-04-11
微生物细胞代谢流在线检测与 计算分析高级发酵罐
本产品和技术依据细胞代谢流在线检测与计算分析原理，配置上除常规的温度、搅拌转 速、消泡、pH、溶解氧浓度 (DO) 等测量控制以外，还增添了发酵液真实体积、高精度补料量 (如基质、前体、油、酸碱物) 测量与控制，高精度通气流量与罐压电信号测量与控制，并与尾 气CO2和O2分析仪或质谱仪连接。可精确得到发酵过程计算机参数优化与放大所必需的包括 各种代谢流特征或工程特征的间接参数，如摄氧率 (OUR) 、二氧化碳释放率 (CER) 、呼吸商 (RQ) 、体积氧传递系数 (KLa) 、比生长速率 (µ) 等。广泛应用于生物制药 (传统生物制药和现 代基因工程制药) 、食品轻工发酵、农业生物 (微生物饲料、微生物农药、微生物肥料和动物 疫苗) 、新兴生物能源和石化环保等行业工业化工程项目的系统设计和全面技术实施。带动了 多个行业技术进步。
华东理工大学
2021-04-11
可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的制备技术
目前使用的一次性聚合物材料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，在自然界中很难降解，已造成了严重的白色污染。因此，合成在自然环境中能够降解的聚合物材料，已经成为当前研究的热点之一。 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的熔点为113℃，性能介于聚乙烯、聚丙烯之间。目前高分子量PBS的制备主要采用直接缩聚法，需要很高的真空度（0.2mmHg以下），在工业化中存在较大困难，对设备要求高。本技术建立了一种缩聚-扩链法，先以丁二酸与丁二醇进行熔融缩聚，制备特性粘度在0.5以下的PBS预聚体，再经扩链，获得特性粘度在0.7～1.0dL/g之间的PBS。这种方法原料配比较易控制，所需设备较为简单，不需要太高的真空度，便于工业化推广。技术指标PBS外观：无色或淡黄色固体；特性粘度：0.7～1.0 dL/g；熔点：112～115℃。可用做生物降解地膜、食品包装材料，汽水、可乐、洗发水瓶，以及纸质食品包装盒的可降解涂层，可降解热溶胶等。本技术所得的产品与日本Showa Highpolymer公司的BIONOLLE产品（PBS）相当，性能相近，且在扩链剂方面有创新。所得产品应用范围广泛，技术具有非常广阔的应用和市场前景。 所需设备如下： 1、聚酯反应釜：能够加热至220℃，承受1mmHg的负压； 2、真空系统：从常压到1mmHg负压可调； 3、直接造粒系统：能够进行聚合物的熔融切片、造粒。 本技术具有显显著的经济效益和社会效益。
北京化工大学
2021-02-01
工业污泥制生物燃气关键技术装备与产业化示范
项目背景是北京市燃气紧缺，日缺口最多达800万立方米；北京市大力推广市政天然气管网入村工程；污水处理产生的大量污泥造成了严重的环境污染；北京2014年工业污泥产量超过100万吨；污泥是城市水处理厂的伴随产物，随着社会文明的进步以及环保水平的提高，污水处理能力和处理量也在逐年增长, ,污泥的处理处置问题已成为世界性的课题。 目前国内污泥的处理处置率很低,主要是填埋和农用,也有一部分进行焚烧处理,而这些处理方式均会导致不同程度的二次污染问题。污泥热解技术具有可回收能源 和有用物质、技术不复杂、气体能源产品可不需要储存、对不同的物料成分可以灵活运行等优点。 项目创新点在于太阳能干燥技术实现污泥干燥和减量化，有低能耗、绿色环保的优势。污泥热解-气化工艺及关键设备循环流化床均系自主开发，具有自主知识产权，可实现污泥所蕴含的化学能高效转化为生物燃气。污泥热解-气化工艺主要产品系生物燃气，联产灰分和中压蒸汽。污泥热解-气化工艺实现污泥中灰分无害化利用制建材并回收重金属。污泥热解-气化工艺实现废物零排放，原子经济性高。 本技术使用固定床反应器,以制备气体燃料为目的,对城市污水处理厂的污泥进行了热解资源化研究。以污泥为原料进行了热解工艺开发,考察不同反应条件对热解效果的影响。得出在合适的操作条件下,污泥热解制备气体燃料最佳的反应条件。此时,气体产率达35%,所得气体中可燃组分H2、CH4和CO的总含量达到了60% ,产气热值为8039.77kJ/m3。对500℃时生成的焦油进行了成分分析,发现焦油中N和O含量较高,若用于燃烧可能会产生较多的二次污染物。 分别用干污泥和湿污泥与生物质混合,进行共热解技术开发。结果发现,当干污泥中掺混50%时,能有效提高污泥热解的气体产率。湿污泥与生物质进行混合热解时, 随混合物中生物质比例的增加,温度的增加,气体产率、气体热值逐渐增加。对污泥热解残渣进行了水蒸气气化反应。分别改变温度、固相停留时间、水蒸气流量和 催化剂等条件,考察其对气化结果的影响。得出污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气的最佳条件。
北京化工大学
2021-02-01