项目背景：随着能源短缺、环境污染等一系列问题的日益突出，汽车轻量化成为汽车制造领域研究的主要方向之一。而超高强钢的开发和利用是汽车轻量化一个有效的解决途径。然而随着钢材强度升高，势必造成室温成形困难，易出现成形应力高、回弹现象严重的现象，且对模具磨损大，使用传统的常温冲压工艺和设备难以生产。热金属气胀成形 HMGF(Hot Metal Gas Forming)技术可以为此矛盾提供较好的解决方案。HMGF 技术是将高强钢加热到一定温度，利用充气的方式将坯料胀成与模具内腔形状相同，具有一定形状和性能的结构件。使用该技术，可以实现复杂外形部件的整体成形，缩短生产周期，大大提高生产效率，从而降低制造过程的总体成本，为汽车结构件的轻量化提供有效途径。关键工艺技术：项目的关键工艺技术为：热金属气胀成型与组织性能调控一体化工艺，即在热金属气胀的过程中兼顾材料的成型和材料成型后的性能。通过分析超高强汽车用钢在成型条件下的热变形行为以及温度场和应力场的变化，保证材料的成型；通过探索成型条件下再结晶、相变等微观组织的变化，调控材料成型后的性能，最终实现超高强汽车用钢成型和成性的一体化。

无论是发达国家还是发展中国家，心脏疾病依然是目前死亡率最高的疾病之一。由于心肌组织的再生能力有限，所以损伤的心肌组织很难进行自我修复和功能性重建，往往会形成无收缩和电传导能力的疤痕组织，对心脏造成更大的负担及进一步的损伤。目前在临床上治疗心脏疾病最有效的方法就是心脏器官移植，但是心脏移植的供体数目十分有限，而且器官排斥的可能性很高，并且受到宗教和伦理的影响，因此心脏移植手术仍然被视为一种高风险非常规的治疗手段。近年来，组织工程与再生医学的发展为心脏疾病的治疗提供了一个新的思路和途径。利用组织工程技术，制备工程化的心脏补片用于心肌损伤修复，或者研发微型心肌组织用来测试心脏疾病药物的疗效，甚至在体外重建一个功能和结构完备的工程化心脏器官来治疗心脏疾病，成为心脏组织工程科学研究的重要目标和前沿领域。然而，如何制备出模拟天然心肌组织三维交错排列及力学各向异性结构的组织工程支架材料仍然是研究的热点和难点。

我国冶金矿山 80％矿石量来自于露天开采。目前，我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采，矿山生产遇到两个突出问题：第一，运输距离加长，运输效率降低，导致生产成本急剧上升。只有研究和采用新的运输系统，才能维持矿山的正常生产。第二，随着开采深度的增加和边坡的加高加陡，一方面，开采难度越来越大，开采安全性越来越差；另一方面，对大型露天矿，提高边坡角又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。因此，必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术，在保证生产安全的前提下，提高边坡角，减少剥离成本，提高经济效益。同时，大型露天矿生产设备品种多、数量大，生产和管理环节多，提高生产和管理技术水平，对企业降耗增效意义重大。本项目以水厂铁矿为依托工程，完成了下列主要研究内容：（1）采用国际上最先进的汽车－胶带半连续运输技术，在水厂铁矿建立了一条矿石运输和两条排岩运输系统，通过研究解决了系统设计和运行过程中的关键技术问题，单条排岩运输系统和矿石运输系统的生产能力分别达到 2100 万吨/年和 1100 万吨/年。（2）在大量系统的工程地质、水文地质勘查、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性试验基础上，采用大型非线性三维有限差分法、离散单元法和基于 GIS 的三维极限平衡法进行了边坡稳定分析和设计优化，使各区的总体边坡角分别提高了 1°～6°。（3）研制了矿车自动调度及管理系统和地测及采掘进度计划编制与实施系统，开发了具有自主知识产权的露天矿自动化调度模型和软件系统，并在水厂铁矿建立了基于 GPS 定位系统的生产设备自动调度和管理信息系统，实现了生产调度自动化。

1.项目的简单概述 我国冶金矿山80％矿石量来自于露天开采。目前，我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采，矿山生产遇到两个突出问题：第一，运输距离加长，运输效率降低，导致生产成本急剧上升。只有研究和采用新的运输系统，才能维持矿山的正常生产。第二，随着开采深度的增加和边坡的加高加陡，一方面，开采难度越来越大，开采安全性越来越差；另一方面，对大型露天矿，提高边坡角又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。因此，必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术，在保证生产安全的前提下，提高边坡角，减少剥离成本，提高经济效益。同时，大型露天矿生产设备品种多、数量大，生产和管理环节多，提高生产和管理技术水平，对企业降耗增效意义重大。 本项目以水厂铁矿为依托工程，完成了下列主要研究内容： （1）采用国际上最先进的汽车－胶带半连续运输技术，在水厂铁矿建立了一条矿石运输和两条排岩运输系统，通过研究解决了系统设计和运行过程中的关键技术问题，单条排岩运输系统和矿石运输系统的生产能力分别达到2100万吨/年和1100万吨/年。 （2）在大量系统的工程地质、水文地质勘查、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性试验基础上，采用大型非线性三维有限差分法、离散单元法和基于GIS的三维极限平衡法进行了边坡稳定分析和设计优化，使各区的总体边坡角分别提高了1°～6°。 （3）研制了矿车自动调度及管理系统和地测及采掘进度计划编制与实施系统，开发了具有自主知识产权的露天矿自动化调度模型和软件系统，并在水厂铁矿建立了基于GPS定位系统的生产设备自动调度和管理信息系统，实现了生产调度自动化。 2. 项目来源 本项目是“十五”国家科技攻关重大项目课题（编号：2001BA609A-08）。 3. 项目的最新进展、所达到的水平 通过本项目研究，解决了大型露天矿深部开采中的关键技术问题，不但为水厂铁矿创造经济效益1.27亿元/年，使水厂铁矿的生产和管理达到国际同期先进水平，而且项目研究成果对露天矿山具有普遍意义，具有广泛的市场应用前景和极大的推广应用价值。2004年6月经教育部组织鉴定，研究成果总体上达到国际先进水平。 4. 项目的关键数据 水厂铁矿总体边坡角提高1°～6°；运输成本下降50％；生产效率提高15%；生产成本下降15%；水厂铁矿西部排岩系统运输能力达到1800万吨/年，东部排岩系统达到2100万吨/年，矿石运输能力达到1100万吨/年。在攀钢朱家包包铁矿建立了国内首条坡度为40‰～45‰的陡坡铁路试验线；朱－兰铁矿运输效率提高14.28%，延长矿山服务年限7年；在朱－兰铁矿建成了国内第一条陡坡铁路工业生产试验生产线,全长880米；定制了一台224t工况电机车，用于工业试验；完成了40‰陡坡铁路系统施工图。 应用范围：本项目四个专题的研究成果已在水厂铁矿和朱家包包铁矿得到成功应用，做到了边研究、边开发、边应用。本项目研究解决的是露天矿深部开采中具有共性的关键技术问题，因此对全国同类矿山具有普遍适用意义，具有广泛的推广应用前景。

1.TCU 的开发制作 开发设计与制作了自动变速器电子控制单元(TCU)的软硬件系统，包括设计与制作 了其外围电路。 2.半实物仿真实验台的开发制作 实验台主要用于 TCU 软硬件的设计与调试及换档规律的评价等，它包括仿真试验台 软件设计和硬件制作两部分。在试验过程中可将 TCU 接入仿真环路系统中，通过友好的 交互界面，用户只要进行简单的输入参数设置，即可进行实时的自动变速器仿真试验， 包括一些极端行驶工况。 3.自主开发 TCU 的实车试验 自主开发的 TCU 在半实物仿真实验台上调试结束后，进一步进行实车试验。下图为 用自主开发的 TCU 装在 SANTANA2000 上，由国家机动车监督检测中心（上海）在国际赛 车场进行严格的动力性与经济性的测试，达到或接近国际先进水平。

本发明公开了一种流化床内气固反应实时工况测量系统，包括：气路单元、流化床反应器单元、炉温控制单元和实时工况测量单元；该气路单元包括气源、流量计、空气预热器；该流化床反应器单元包括流化床和布风板；空气预热器通过气路与流化床底端相连，流量计与气源和空气预热器相连；布风板置于流化床底端，反应气由布风板进入气固反应区；该炉温控制单元包括温度显示控制装置、炉温加热棒；温度显示控制装置利用电子控制装置调整炉温加热棒的电流，从而达到控制高温炉本体炉膛温度的目的；该实时工况测量单元用于获得所述气固反应的实时工况数据，与计算机相连进一步可以得到固定样品颗粒实时反应速率以及反应动力学参数。

高度近视病理特征是后巩膜葡萄肿形成，导致黄斑劈裂、黄斑脱离、黄斑裂孔等牵引性病变，致盲率 高、治疗棘手。我们开展的随机对照研究证实：后巩膜加固术治疗该类疾病的成功率和视力改善显著优于 玻璃体切除术。团队核心成员已设计出适合临床推广应用的植入物，申请的发明专利已获授权。

研发背景：糖尿病和老年痴呆症（Alzheimer’s disease, 简称 AD）是目前影响人类健康和社会发展的重大疾病。糖尿病和AD之间存在密切联系，因此AD也被某些研究者称为三型糖尿病。目前AD无药可治；而糖尿病已经有了很多的“血糖控制”药物。然而，糖尿病的真正危害不是高血糖，而是高血糖相关的糖尿病并发症。最新的研究表明，目前方式的严格血糖控制并不能给大多数病人带来降低糖尿病并发症的收益；相反，此类血糖控制可能带来低血糖和死亡率升高的风险。因此，美国医师协会(ACP)建议：大多数 2 型糖尿病患者的控制目标应该是糖化血红蛋白水平在7~8%之间（即平均血糖在8~11mM 范围）。而这一理想控糖并降低糖尿病并发症的目标可由钒配合物药物实现。 抗糖尿病钒配合物曾经在2009年前在美国进入二期临床研究。但由于美国金融危机影响和当时测试的钒配合物BEOV的潜在肾脏副作用，BEOV的开发在2009年终止。本研究室从2009年通过长期研究，成功解析了钒配合物药理作用和毒理作用的分子机制，通过理性药物设计，得到了VOdmada等系列新型具有自主知识产权的配合物，有效解决了以前钒配合物存在的问题。在多种二型糖尿病动物上具有良好的控糖和预防并发症的疗效，并且明显延长了动物的寿命。而在APPS1动物模型上，则能够有效抑制淀粉样蛋白对脑组织的损伤，成功维持动物的记忆和认知水平。 前景预测：VOdmada有望开发成功为I类口服抗糖尿病（而非仅仅控糖）新药，以及I类口服抗AD新药。开发策略可根据市场及FDA政策择优选择。 成果特点：VOdmada钒配合物抗糖尿病药物和已有的口服控糖药物相比。现有药物均以胰岛素及其信号通路为靶点，而钒配合物的抗糖尿病作用则以调节细胞应激响应为起点，发挥多种作用，主要包括：激活Hsp60-PPARγ-AMPK信号转导，发挥胰岛素增敏和促进脑、肌肉、脂肪、肝脏等组织的葡萄糖/脂肪代谢的作用。在此方面，钒配合物的作用相当于现有的药物二甲双胍和吡格列酮联用；调节未折叠蛋白响应，促进Grp78表达，进而发挥保护胰岛细胞和促进胰岛细 胞恢复的作用；调节线粒体应激，促进Grp75表达，进而发挥保护脑神经细胞作用；减肥和寿命延长作用（药理分子机制有待阐释）。

PECVD（plasma enhanced chemical vapor deposition）—等离子体化学气相沉积，在化学气相沉积领域具有很好的前景。利用等离子体中大量高能量的电子，提供化学气相沉积过程所需的激活能，相对于其它CVD方法具有显著降低CVD薄膜沉积的温度等优点。包括辉光放电等离子体发生电源、气体质量流量计、真空计、分子泵等多个组成单元。可以在不同气压和气体环境下进行PECVD。 技术特点: 1）自主研发的等离子体发生电源可输出较大范围内幅值、频率可调的放电电压信号；2）可实现100~105 Pa不同气压以及不同气体环境，且通过气体流量精确控制实现在任一气压值稳定气压状态。 3）专用设计的反映腔体结构和水冷放电电极结构，可长时间、稳定地生成PECVD用辉光放电等离子体。腔体内部包含多种可调性测量结构，可以对生成的等离子体和PECVD过程进行多种形式的监测。 4）该装置根据产品化标准进行了多重安全性和人机互动性专门设计，符合产品要求。

众所周知，盐放入水中会发生溶解，溶解的离子与水分子结合在一起形成的团簇称为水合离子或离子水合物。水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。早在19世纪末，人们就意识到离子水合作用的存在并开始了系统的研究，最早的实验研究可以追溯到1900年德国著名物理化学家Walther Nernst的迁移实验（Transference experiments）。虽然经过了一百多年的努力，离子的水合壳层数、各个水合层中水分子的数目和构型、水合离子对水氢键结构的影响、决定水合离子输运性质的微观因素等诸多问题，至今仍没有定论。究其原因，关键在于缺乏原子尺度的实验表征手段，以及精准可靠的计算模拟方法。传统的谱学和衍射技术空间分辨能力较差，只能得到平均效应，无法探测局域环境的影响，实验数据的解释异常困难，甚至得出完全矛盾的结论，因此受到很大的限制。另一方面，由于水分子具有全量子化效应，且水分子与离子相互作用也非常微弱，这对理论计算也是巨大的挑战。图2 钠离子水合物的原子级分辨成像。从左至右，依次为五种离子水合物的原子结构图、扫描隧道显微镜图、原子力显微镜图和原子力成像模拟图。图像尺寸：1.5 nm ×1.5 nm。 为了突破实验上的瓶颈，研究人员基于扫描隧道显微镜发展了一套独特的离子操控技术，在氯化钠表面上可控的制备出了单个水合钠离子，水分子的数目精确可调，为高分辨成像创造了条件。在此基础上，他们利用之前发展起来的非侵扰式原子力显微镜成像技术，依靠及其微弱的高阶静电力，克服了针尖对弱键合水合离子的扰动并首次实现了原子级分辨表征，精确确定了其微观吸附构型（图2）。这也是水合离子的概念提出一百多年来，首次在实验中直接“看到”水合离子的原子级图像。 进一步，研究人员利用带电的针尖作为电极，控制单个水合离子在氯化钠表面上的定向输运，发现了一种有趣的幻数效应：包含有特定数目水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力，迁移率比其他水合物要高1-2个量级，甚至远高于体相离子的迁移率（图3）。结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟，他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度，而且可以在很大一个温度范围内存在（包括室温）。此外，研究人员还发现这种幻数效应具有一定的普适性，适用于相当一部分盐离子体系。图3 钠离子水合物在NaCl表面输运的幻数效应。a，效果图：包含3个水分子的水合物具有异常强的扩散能力。 b，分子动力学模拟得到的不同离子水合物在225K-300K下1ns时间内扩散的均方位移。 水溶液中的离子输运研究长期以来都是基于连续介质模型，而忽略了离子与水相互作用以及离子水合物和界面相互作用的微观细节。该工作首次建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联，刷新了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。该项研究的结果表明，可以通过改变表面晶格的对称性和周期性来控制受限环境或纳米流体中离子的输运，从而达到选择性增强或减弱某种离子输运能力的目的，这对很多相关的应用领域都具有重要的潜在意义，比如：离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等等。此外，该工作发展的实验技术也首次将水合相互作用的研究精度推向了原子层次，未来有望应用到更多更广泛的水合物体系，开辟全新的研究领域。 该工作得到了Nature三个不同领域审稿人的一致好评和欣赏（Overall, I enjoyed reading this manuscript），认为该工作“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”（The results presented in this manuscript are of immediate interest to the communities dealing with theoretical and applied surface science），“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径并可以拓展到其他水合体系”（This result may open a venue for controlling diffusion transport on nano-engineered crystal surfaces and it may be also extended to other hydration systems）。