昊星风阀：助力医教融合升级守护关键环境与人员安全

碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的纤维增强材料，因其具有重量轻，强度高，耐高低温等优良特点，近年来广泛应用于航空航天、体育休闲、高铁汽车、土木建筑等领域。碳纤维复合材料在质轻高强的同时，还具有优良的耐疲劳性、耐腐蚀性以及比强度高导致的优良施工性能等，使得它在对于材料性能有着特殊要求的海洋领域的应用前景同样不可小觑。近年来，北京化工大学碳纤维复合材料在船舶制造、海上能源开发、海洋工程修复等领域不断探索新技术。 在船舶上的应用 相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展，故材料具有良好的耐疲劳性能；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，耐腐蚀的特性，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能：透波、透声性好，无磁性，因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量，而且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层，就可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。各种天线和有关设备都统一组合装备在该结构内，不易被腐蚀，更有利于设备的保养。研制出类似的封闭综合传感器桅杆，这种桅杆是由纳米技术制造的玻璃纤维与碳纤维复合后作为增强体而制成。它可以让各种雷达波束和通信信号相互之间不受干扰地通过，并且损耗极低。碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如，在推进系统上可用作螺旋桨［和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰。在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。此外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。 民用游艇大型游艇一般为私人所有，价格昂贵，要求质量轻，强度高，耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线，方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成，但是由于刚度不足，满足刚度设计要求后往往船体过重，而且玻璃纤维是致癌物质，国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如超级游艇“巴拿马”号双桅船，船身和甲板采用了以碳纤维／环氧树脂为蒙皮。乙烯酯树脂夹层复合材料，pvc泡沫和碳纤维复合材料，桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料，只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源开发上的应用 海底油气田近年来，碳纤维复合材料在海洋油气开发领域的应用越来越广泛。海洋环境下的腐蚀，高压，水底暗流流动带来的强剪切作用对材料的耐腐蚀性，强度和疲劳性能提出了严格的要求。碳纤维复合材料在海洋油田开发中有着明显的质轻、耐久、抗蚀方面的优势：一个1500m水深的钻井平台，其钢制系缆的质量就达6500t左右，而碳纤维复合材料密度是普通钢材的1/4，若使用碳纤维复合材料取代部分钢材将显著减少钻井平台的载重负荷，节省平台的建造成本；抽油杆的往复运动，由于管外海水压力与管内压力不平衡极易引发材料的疲劳断裂，而用碳纤维复合材料即可解决这一问题；由于海水环境耐腐蚀，其在海水中使用寿命比钢材要长，且使用深度更深。碳纤维复合材料可以用作油田钻井平台中的生产井管、抽油杆、储藏槽、海底输油管、甲板等部件。制造工艺分为拉挤成型工艺和湿法缠绕工艺。拉挤成型法一般用在普通管材和连接管上。缠绕法一般用作储槽和压力容器的表面，也可用在各向异性的柔性管道之中，其中碳纤维复合材料以特定的角度缠绕排列在铠装层之中。碳纤维复合材料的连续抽油杆是一种类似胶片的带状结构，柔韧性很好。使用碳纤维抽油杆能明显提高出油量，减少电机的载荷，相比之下更节能。而且碳纤维复合材料抽油杆比钢制抽油杆更耐疲劳，抗腐蚀性能更好，更适合应用在海底油田的开发中。 海上风电资源丰富，是未来发展的重要领域，也是风电技术最先进、要求最高的领域。我国海岸线约1800km，岛屿6000多个，东南沿海及岛屿地区风力资源丰富且易于开发。近年来大力促进海上风电能源的开发已经得到了有关部门的支持。风力发电叶片90%以上重量由复合材料组成。海上风力大，发电功率大，势必要求更大的叶片和更优良的比强度和耐久度。显然，碳纤维复合材料能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求，和玻璃纤维复合材料相比更适合应用于海洋领域。碳纤维复合材料在海洋风力发电中具有显著的优势。碳纤维复合材料叶片质量低，刚度大，模量是玻璃纤维制品的3~8倍；海洋环境下湿度大，气候多变，且风机24h工作。叶片耐疲劳性较好，能较好的抵御恶劣的天气；改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤；降低风力机叶片的制造和运输成本；具有振动阻尼特性等。 碳纤维复合材料用于海洋工程建筑，主要利用其轻质高强耐腐的特性，以筋索材及结构件的形式，替代传统钢筋建材，解决海水侵蚀钢筋、运输路途遥远运输成本高的问题。已应用于海上岛礁建筑、码头、浮动平台、灯塔塔架等。

在国家海洋强国战略中，“海空天”对海观测和探测是必要手段。面向我国海洋强国战略需求和十四五规划中军民领域技术挑战，以及山东省地方经济发展和产业升级重大需求，威海校区“海空天”对海观测团队开展了关键技术突破、观测装备研发、系统研制和应用服务，同时与涉海企业和科研院所合作，升级传统行业，提升产业行业竞争力，服务新旧动能转换。课题组十三五期间承担了国家级、省部级项目30余项，包括国家自然科学基金、山东省自然科学基金在内基金的基础研究类项目，国家、省市重点研发计划等民口类项目，此外还承担了军委科技委、装备发展部等国防类项目，形成了诸多科技成果。科研经费累计约1.5亿元。获批国家双一流高校基础设施建设——新一代海空天对海观测技术综合试验平台、工信部对海监测与信息处理重点实验室、山东省海洋通信与智能无人观测装备工程技术中心、山东省海洋智能无人装备工程技术协同创新中心等7个省部级科研平台。课题组重点打造一个中心：海洋信息综合获取技术及装备创新中心，建设两个基地：数据获取及处理平台建设，标准化综合试验测试平台建设；解决三大难题：海洋探测手段不完善、海洋探测装备可靠性低、海洋技术复合型人才严重不足的难题；提供四个支撑：支撑“海空天”一体化空海协同探测技术体系、海洋装备试验测试标准化体系、山东省十强产业和新旧动能转换、海洋强国和海防建设。 面向我国海洋强国战略重大需求，军民领域对海观测技术挑战，以及山东省地方经济经济发展和产业升级重大需求，针对我国海洋智能装备企业研发投入大、产出慢、可靠性差、稳定度低，难以满足应用需求的问题，威海校区“海空天”对海探测团队开展智能装备核心技术突破和共用技术研发，降低装备研发成本。通过标准化试验和测试保障可靠性和稳定度，形成了涵盖综合环境感知目标探测、智能观测平台技术（无人机、无人船、水下自主航行器和水下机器人）、跨域通信协同组网技术、观测数据处理、服务与应用等为一体的“海空天”对海观测技术体系。基于“海空天”一体化空海协同观测技术体系，开展相关探测装备研发，构建演示示范系统。取得典型研究成果如图所示。 科研团队规模60余人，目前乌克兰外籍院士1人、教授/研究员3人，副教授10人，讲师4人，基本科研岗和任务型工程师2人，研究生40余人。 研究成果将为组建山东省“高密度、多要素、全天候、智能化的海空天立体观测网”，提升我省乃至国家的自主海洋装备研发能力、海洋资源开发能力以及建立海洋装备测试服务体系提供技术及装备支撑。本项目所研究成果不仅能够突破海洋传感器低功耗设计、自主无人观测平台控制、异构网络组网、海洋数据深度学习及处理等关键技术，进而实现海洋观测装备的立体化和智能化跨越式发展，而且对于树立我国海洋观测产品品牌的国际形象，提升国际影响力和市场竞争力，增强对全球性资源要素的控制能力具有重大战略意义，在海工装备、航空、航天、军工等领域具有广阔的技术应用产业化前景。 项目产品旨在通过关键技术的开发满足我国在海洋国防安全、海洋地形观测、海洋渔业养殖环境监测、勘探、打捞等以及灾害预警方面的智能化装备亟需，有着极其广泛的应用市场，特别对于山东省半岛蓝色经济带和海上粮仓的需求，具有极大经济价值和效益。预计未来3 年，年投资增幅超过百亿元，保守估计平均年复合增长率将达到40%以上，行业前景良好，将提升我省海洋产业的可持续发展能力。同时，我国其他临海省份也存在巨大海洋和渔业需求，同时为相关行业的竞争力起到不可估量的作用。项目研发将推动牵头公司产品提档升级，具有海空天立体化监测功能的智能海洋观测装备在未来将成为市场上极具竞争力的主流产品之一，市场容量极大，可达数千亿元。

厦门大学海洋监测与信息服务平台( Marine Monitoring and Information Service Platform, Xiamen University，简称MIS)，即厦门及其毗邻海域海洋经济发展及海洋生态文明建设信息服务平台二期（No:15PZB009NF05），由厦门南方海洋研究中心与厦门大学联合共建，平台致力于构建以水环境观测网络、海洋动力学模型、遥感技术为基础的信息集成与共享服务平台，应用于海洋灾害跟踪与风险评估、海洋工程支撑与服务、海岸带动态变化监测、水环境安全以及海洋经济发展布局等，推广海洋监测与信息技术等海洋高新技术的应用和示范，服务于区域海洋经济发展及海洋生态文明建设。

本项目技术通过生物炼制技术对大米草等多种海洋源生物质进行组分分离，获取纤维素、半纤维素与木质素，并通过木聚糖酶将半纤维素转化为低聚木糖。项目科学意义如下：（1）通过大米草中纤维素、半纤维素与木质素组分分离，阐明大米草等海洋源生物质纤维素、半纤维素与木质素组成与结构特点（2）通过木聚糖酶及半纤维素侧链酶（如阿拉伯糖苷酶、阿魏酸酯酶、乙酰酯酶、葡萄糖醛酸酶等）对大米草半纤维素特异性酶解，解构海洋源生物质半纤维素素的分子结构特征。

本实用新型公开了移动式海洋地震长期实时探测器，包括主控水密装置、定位与通信装置、能量供给装置以及传感探测与信号处理装置。定位与通信装置用于解决海洋地震传感探测器的导航定位和远程通信的问题，实现海洋地震实时探测；能量供给装置采用太阳能和波浪能发电装置结合发电，为海洋地震传感探测器提供长期的能量供给，实现海洋地震长期探测；传感探测与信号处理装置采用光纤激光水听器阵列，并分别在硬件和在软件上进行降噪处理，提高海洋地震传感探测器的灵敏度，实现对震级数小的远程地震波的精确探测。本实用新型具有布放和回收技术要求低、低成本、实时传输数据等优点。

重量控制技术作为海洋工程项目管理的一项重要内容，就是要在建造过程中通过准确的统计计算和严格的控制，以期望在设计初期设定的承受可变载荷能力能在完工后得到保证。此要求在业主与船厂关于海洋工程的招标文件、建造合同以及技术规范中均提出。 本项目的研究目的是使船厂在建造的海洋结构物的重量控制精度上达到数据化和程序化，满足并提高海洋结构物的制造水平，为实现造船全过程的精度控制创造有利条件，全面提升企业的生产管理水平奠定基础。通过消化吸收国外的先进技术，开发出具有自主版权的海洋结构物重量控制计算软件系统（单机版），在此基础上，根据企业的进一步提高生产管理水平的要求和网络功能方面的扩充需要，研制出具有自主知识产权的海洋结构物重量控制计算软件系统（网络版）。该成果已经在船厂的实际工程项目上应用多年，完全达到了推广应用的技术要求和技术水平。具有显著的经济效益，对社会发展和科技进步的重要意义

本实用新型公开了一种海洋全程硝化菌富集培养装置。培养基供应桶通过反应器进水管连接圆柱形罐体的内腔；圆柱形罐体的内腔还通过反应器出水管连接废液桶；反应器进水管和反应器出水管均夹持于不同的蠕动泵中；液位传感器设置于圆柱形罐体内腔中，且高于反应器出水管末端高度；圆柱形罐体外壁上套有中空的控温夹套，控温夹套上设有控温夹套进水口和控温夹套出水口，控温夹套出水口、恒温水浴锅和控温夹套进水口通过管路连接形成循环回路。本实用新型填补了海洋全程硝化菌富集装置与方法上的空白，可用于选择性富集全程硝化菌。

项目背景：面向国民经济建设、JM 融合发展和国家重大 战略实施对全时空海洋大数据深度融合与精准分析的迫切 需求，针对地理空间离散几何化抽象难以表达海洋复杂语义 关系、海洋地理空间分析智能化水平不足等瓶颈，建立海洋 地理空间智能核心技术与软件系统。主要研究基于几何代数 学的全时空海洋对象建模方法，建立全时空海洋对象化表达 与海洋对象空间建模的理论体系；构建对象内嵌的海洋地理 空间智能算法库，建立面向海洋复杂场景动态演化的学习和 模拟模型；研制以数据-知识-模式三元组构成为基础、全时 空海洋对象化表达与智能计算为核心、具有自主知识产权、 国内领先的海洋地理空间智能基础平台软件和应用基础软 件，在海洋生态环境保护、JM 融合等领域开展应用示范。 所需技术需求简要描述：1.突破经典点线面几何空间建 模限制，构建基于几何代数学的全时空海洋对象建模方法； 2.研制知识驱动的海洋时空大数据智能计算方法，构建对象 内嵌的海洋地理空间智能算法库，建立面向海洋复杂场景动 态演化的学习和模拟模型；3.集成大数据引擎、知识引擎、 时空分析引擎、智能计算引擎和全息可视化引擎的多模态协 同的引擎中台研发，其中核心中台技术模块不少于 10 个；4. 以数据-知识-模式三元组构成为基础、全时空海洋对象化表 达与智能计算为核心、具有自主知识产权、国内领先的海洋 地理空间智能基础平台软件和应用基础软件研发，软件可管理 PB 级时空大数据，查询响应时间为秒级。  对技术提供方的要求:1.在海洋地理空间信息领域具有 较好的研究积累，具有海洋地理空间信息方向的发明专利及 省部级以上奖励。2.技术方案成熟可靠稳定有创新思维，不 涉及知识产权侵犯。3.主要负责人需要具有工学博士学位， 是国内外海洋地理空间信息领域著名专家，主持过海洋地理 空间相关国家项目。 

1.海洋食品相关专业本科、硕士研究生； 2.食品、生物工程等相关专业本科或研究生； 3.营养食品相关专业本科或研究生