本项目在国家973、863和自然科学基金的资助下，围绕电磁波与物质相互作用这一基础科学问题，提出电和磁性能可控的新型电磁复合材料,发展了基于超颖材料和复合双性材料实现电磁波吸收、汇聚、调制、弯曲、放大等功能的新理论和新方法，发现微波和太赫兹波段传输与控制的诸多新现象和新效应。在Phys. Rev.系列, Appl. Phys. Lett., Opt. Express等国际主流期刊上发表的20篇主要论著，被Nature Materials, Nature Photonics, Nano Lett.等国

塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。

项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。

含氧有机产品如己内酯、环氧环己烷均是重要的有机合成中间体。己内酯主要用于合成聚己内酯和与 其它酯类共聚或共混改性，其中聚己内酯具有独特的生物相容性、降解性以及良好的渗透性，在环保和医 用材料方面具有广泛的应用。环氧环己烷开环反应可制备大量中间体，是合成盐酸苯海索、农药三环锡、 克螨特、1,2-环己二醇、聚碳酸酯等的重要原料，广泛应用于医药、农药、固化剂、增塑剂等领域。由于 己内酯和环氧环己烷的合成存在生产的安全性和产品的稳定性等方面的难题，因此其合成技术难度大，目 前只有美、英、日等国的很少几家公司在生产，而我国主要依靠进口。 仿生催化氧化技术就是模拟血红素的活性中心结构，通过设计合成与酶结构相似的化合物，模拟与酶 催化反应相似的反应历程，实现温和条件下的催化氧化过程。本技术以氧气为氧化剂，以类酶结构的化合 物为催化剂，实现在温和条件下环己酮、环己烯高选择性氧化制得己内酯和环氧环己烷的仿生催化工艺。 本技术成果已申请国家发明专利，是我国拥有自主知识产权的制备己内酯和环氧环己烷新工艺，目前正处 在中试阶段。本技术成果填补了目前氧气氧化环己酮、环己烯制备己内酯和环氧环己烷的国内外技术空白。

本发明公开了一种仿生微孔表面泡沫金属填充太阳能真空集热管，该真空集热管嵌套有玻璃外管(1)和仿生微孔表面金属内管(2)，玻璃外管(1)上端开口，且对接有合金短管(6)；仿生微孔表面金属内管(2)上端开口，且沿其开口端的外表面固定连接有金属环形盖(5)，所述的金属环形盖(5)外延与合金短管(6)固定连接，在真空集热管嵌套有玻璃外管(1)与仿生微孔表面金属内管(2)之间形成真空；在仿生微孔表面金属内管(2)管壁的外侧涂覆选择性吸收涂层(3)，在仿生微孔表面金属内管(2)内部插入泡沫金属填充体(4)。该真空集热管提高太阳能利用率、承压效果好，可增强内部换热降低热损失，有效提高太阳能热水器效率。

成果简介：气动人工肌肉驱动器具有较强的柔性及仿生性，其高功率/质量 比的特点使之在仿人机器人技术领域中具有无可比拟的优势。对气动人工肌 肉的静、动态特性深入进行了建模与实验研究，进行了气动人工肌肉驱动的关节特性分析及位置控制研究。分别研制出气动人工肌肉驱动的仿人灵巧手，以及十四自由度双臂机器人，通过简单的材料制作出性能优异的气动人 工肌肉，辅之模糊自适应控制、协调控制等高精度气动伺服控制技术，实现 了灵巧手基于数据手套的主从抓持操作、机械臂自动驾驶方向盘等动

本发明实施例提供一种水泵叶片设计方法及系统，该方法包括：根据叶片的轴面投影图及载荷分布曲线，计算获得木模图上的前盖板流线及后盖板流线；在木模图中，测量每条轴面截线与前盖板流线的交点对应的第一半径值以及每条轴面截线与后盖板流线的交点对应的第二半径值；在轴面投影图中，根据第一半径值确定轴面截线在前盖板曲线上的第一边界点以及根据第二半径值确定轴面截线在后盖板曲线上的第二边界点；在轴面投影图中，基于设定的轴面截线变化规律，分别连接每个第一边界点及对应的第二边界点，获得光滑的轴面截线。本发明实施例通过对轴面截线进行有规律的光顺处理，消除了反问题设计过程中因给定的流场分布不合理造成叶片表面扭曲问题。

风电的核心设计技术始终被国外所垄断，我国自主创新能力薄弱，缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术，严重制约了我国从风电大国走向风电强国。围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题，开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究，不仅打破了大型风力机关键技术长期依赖国外进口的局面，引领了我国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展，而且产品成功打入欧美市场。 技术特征 1.建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法。 2.突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术。 3.针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题，建立了高效的多学科耦合优化算法

传统的体外生理信号监测如心电、脑电等基于湿电极在电极皮肤建立稳定且低阻抗的接触,需要凝胶，不易佩戴且容易滋生细菌感染等。使用干电极是可穿戴和医疗健康芯片的必然趋势。但目前的商业芯片在干电极下无法使用，存在诸多性能上的缺陷，诸如功耗、输入阻抗、共模抑制比等方面均无法满足要求。在对国内外相关技术的研究和综述的基础上，我们提出了提出一种基于干电极的信号采集芯片。经流片验证，可以提供足够的空间分辨率，功耗在μW级别。同时该技术采用了实验室积累多年的低功耗集成电路设计技术。以下是两款超低功耗干电极脑电与心电采集芯片及其应用场景。其中脑电芯片可以在耳道采集脑电信号，方便舒适，易于集成，其产业化已经在逐步推行。

成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各 个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以 下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又 能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达 到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。 该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有 不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。 采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环 是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物 的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热 器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联 接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、 蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、 吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。 本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右， 达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与 Kalina 系统相吻合。技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3 的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ， 蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前， 地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 19、有机朗肯循环低温余热发电系统 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效 率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化 为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用 能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶 金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系 统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效 实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发 电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等 设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度 最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化 利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力 机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡 轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于 维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、 可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃ 的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用 于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、 R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、 不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效 率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用 前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生 高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废 弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经 济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议