窑炉熔化技术玻璃纤维等复合材料技术自动化技术

仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。

成果介绍针对我国中药废渣产率逐年增加、常规处理处置方法效率低、资源浪费严重及二次污染等迫切问题，开发以高含水的中药废渣为燃料，通过先进化学链燃料转化技术，将其就地转化为高品质合成气和热能的技术和工艺，实现中药渣的无害化、减量化和资源化综合利用。技术创新点及参数（1）避免使用纯氧做气化剂，具有比常规固体燃料气化、热解技术更高热效率和燃料转化率；（2）直接以高水分中药渣为燃料，充分利用生物质成分和水分，生成的合成气热值和品位均高于常规气化技术，或用来直接生产浓度较高的氢气用作车用燃料；（3）以廉价合成铁基材料、天然铁基材料或炼铝废弃物作为高温传氧材料，实现传氧、传热和催化气化功能，提高燃料转化率，大幅降低合成气中焦油含量；（4）反应器结构采用多级分步反应，并与传热-传质过程高度耦合集成，易于实现连续规模化生产。以上关键技术的开发，将瞄准氢气或合成气燃料生产及药企行业内废弃物能源资源化利用等目标，紧紧依靠强大的能源化工优势，避免同质化竞争导致的产业发展风险，确保技术开发成功的同时形成产业错位发展的优势。市场前景通过废弃中药渣的中高温气化方式生产高品质的合成气的综合效果最好，符合国家固体废弃物资源化和能源化利用政策，也可直接用于药企以替代部分燃料；产生的极少量生物质灰渣易于处理，在与相关中药企业密切合作中，形成优势互补，加速整体技术和关键设备开发，根据需求侧的行业分布、废弃物产地、燃料及产物运输等特点，逐步形成规模适中的、模块化的燃料转化平台。形成针对解决中药企业生物质废弃物的资源化、无害化和减量化的系统性综合解决方案与推广模式，建立示范基地，促进该领域的产业化。

扩链剂常用于提高聚酰胺、聚酯等工程塑料的熔体粘度和力学性能，可弥补熔融加工过程中降解导致的性能下降，对工程塑料的回收利用意义重大。含有丙烯酸缩水甘油酯结构单元的共聚物是重要的扩链剂种类，其扩链效果随其分子量的降低而提高。目前市售的丙烯酸缩水甘油酯类扩链剂的重均分子量通常在8.0×103 左右，扩链效果较差。在自由基聚合中，添加链转移剂是有效降低聚合物分子量的方法，但当链转移剂添加量过高时，聚合产率下降明显、生产成本提高。该技术采用溶液聚合法，以甲基丙烯 酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯为主要共聚单体，加入低自由基活性的α-甲基苯乙烯作为第三单体，并添加适量的链转移剂，成功将共聚物的重均分子量降低至 6.0×103 以下，将反应产率保持在 90%以上。所得甲基苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水 甘油酯三元共聚物高反应环氧官能团含量高、分子量低，用于聚 酯、聚酰胺的扩链，具有易分散、反应活性高、扩链效果优异等 特点。由于共聚物中存在甲基苯乙烯结构单元，在加工温度下易发生解聚，分子量降低，可进一步增加扩链效果。 

本技术可以高值、无害、资源化利用钢渣和工业废气CO2制备建筑材料，促进钢铁工业和建材工业CO2减排、固体废弃物经济利用，具有显著的经济社会效益以及环保优势。 通用技术指标： (1)CO2吸收量为≥20%(占原材料质量比)； (2)钢渣利用率100%。 部分建材制品性能指标： (1)生产成本低，约为同类传统材料的40%-70%； (2)强度发展快，20-60 MPa可设计调控； (3)耐火温度≥500℃；(4)材料使用寿命30-100年可设计。

具有重要的应用价值。本项目针对立体特异性芳基醇和位置特异性结构脂质为 典型代表的高附加值醇/酯，解决其绿色制造过程中关键酶选择性差，工业适应 性弱，表达制备成本高以及催化反应效率低的关键技术难题，开展工业酶的定向筛选、功能强化、高效表达及应用技术研究，开发了具有自主知识产权和适合工业化要求的高选择性、高活性、高稳定性工业酶（脂肪酶和氧化还原酶）的高效创制及应用技术体系，打破国际技术壁垒，推动了我国相关产业的技术进步和持续健康发展。 

本发明公开了一种免固定生物传感电极的制备及其在免标记均相光致电化学农残检测与癌症诊断中的应用。它是采用电还原的方式，将含负电基团的苯基重氮盐与不含负电基团的苯基重氮盐共同修饰在基础电极表面。该电极只吸附单链DNA而不吸附双链DNA，稳定性与重现性高。该电极可用于免标记均相光致电化学生物传感方法中，该方法包含一个目标分子触发的生化反应回路，其含有无标记DNA发卡(DNA‑1)与单链(DNA‑2)。无目标分子时，DNA‑1和DNA‑2均可吸附到电极表面；此时卟啉可借助DNA‑1与DNA‑2吸附到电极表面，产生光致电化学信号响应；有目标分子时，DNA‑1可与DNA‑2相互杂交，在聚合酶的作用下将大量的DNA‑1和DNA‑2转变为长双链DNA，导致DNA‑1与DNA‑2在电极表面吸附量的减少及卟啉光致电化学响应的降低。

一种利用淡水鱼皮制备多肽的方法，属于水产品加工生物技术领域。本发明 以淡水鱼皮为原料，经预处理、生物酶水解、干燥，制得多肽产品。本发明产品在化妆品等领域有广泛应用，可起到保湿抗氧化的作用。同时，口服本产品可以 达到护肤，改善关节状况的作用。本技术还利用所制备的鱼皮多肽制备面膜，实验已经证明其有改善皮肤状态的效果。 创新要点 鱼皮多肽安全，具备低抗原性，无应用的宗教限制，应用前景广阔。 本工艺技术可针对不同原料稍作调整，即可制备出高品质的鱼类多肽产品。 鱼皮多肽面膜成品低廉，效果可靠。

随着社会老龄化、疾病、事故造成的人体肢体运动功能障碍的增加以及人们对身体健康、康复质量的重视，可以有效提高患者康复效果和效率的康复机器人成为康复工程领域的重要研究内容。踝关节是人体负重最大的屈戊关节，也是下肢运动损伤的高发部位，开展能够实现人机交互、协调的踝关节康复机器人的设计研究具有重要现实意义。 结构特点： 机构的运动由机械与人体共同确定； （2） 人体处于机械内部，动平台可实现绕踝关节中心转动； （3） 机构具有远程运动中心， 动平台可实现绕踝关节中心转动； 机构可实现对踝关节的牵引治疗； （5）驱动轴上增加弹性储能运动副，以 提高机构的安全、可靠性； （6） 康复过程中，机械和人体可以进行 协调和交互 性能指标： （1）运动范围: 背曲 25°-30°，跖曲 35°-40°，内收 25°-30°，外展 25°-30°，内翻 25°-30°，外翻 15°； （2）运动速度: 3-50°/min; 重量：20 kg； I型尺寸：60×42×62 cm； （5）II型尺寸：50×85×65 cm。 

项目简介： 表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的 用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比 较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测 等优点，因此 SPR 传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗 研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件 侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制 一种基于 SPR 技术的光机电一体化系统。 我校于 1999 年开始从事有关方面的研究，2004 年底研制完成了 第一套单通道 SPR 生物医学检测试验系统。最近几年中，我们针对被广泛采用的棱镜耦合结构 SPR 传感器存在的不足，课题组在天津 市科技攻关培育项目、国家基金及天津市科技支撑计划重点项目的支 持下，研制成功基于传感芯片的多通道 SPR 生物医学检测实验系统。 这种新颖的集成化结构具有明显的技术优势，而且符合 SPR 传感系 统小型化、仪器化的发展趋势，为系统最终产品化奠定了基础。目前 已经完成仪器化，结构设计及操作便利方面还需进一步完善，以便使 非专业人员能够完成操作；数据分析算法及软件需要进一步开发，以 达到实用化。 技术水平及应用前景 所开发的试验系统已经达到了国际先进水平，申请专利两项。产 品化后，可以用于疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物 开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等， 具有很好的应用及市场前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物医学检测分析系统的批量生产成 本预计为 10 万元人民币左右，而国际上同类产品（瑞典 BIAcore 公 司生产）的最低售价为 10 万美元左右。可见，SPR 生物医学检测分 析系统是一种高技术含量、高附加值的产品。 其次，SPR 生物医学检测分析系统中的传感耦合部件因其进口成 本很高，目前还是一种半消耗品，即每完成一次测试后需作再生处理， 这样可重复使用几次，然后予以更换；即使这样，单次检测成本也在 200 元人民币以上。本项研究可以将传感耦合部件集成为便于批量生 产的传感芯片，可大幅降低成本。再生技术的研究成功，可以进一步 降低使用成本；若能大批量生产，在成本很低的情况下，也可实现一 次性使用。预计每个芯片的批量生产成本不到 50 元人民币，售价如 果为 100 元人民币，单次检测的成本将大幅降低。这样，一方面便于系统的推广应用，另一方面传感芯片作为一次性消耗品，需求量极大， 由耗材产生的利润也是非常可观的。 另外，我们还可以在此项研究的基础上，进一步开发适合于药物 靶标、药物开发、案件侦破、环境监测、食品安全检验以及兴奋剂检 测等其它众多领域进行检测分析的系列产品，其巨大的经济效益和社 会效益是不言而喻的。