课题主要研究在模拟及真实口腔环境中，发展缺损牙齿和种植体表面蛋白质组装体等生物调控因子的程序化构筑和仿生矿化修复技术，并从微、介到宏观尺度探究材料生长过程中蛋白质组装体介导的生物矿化机制。该研究为原位仿生矿化方法修复牙损伤提供科学依据和理论指导；

该材料代替硅酸盐水泥在土壤重金属钝化、建筑工地扬尘治理、地基生态加固、岛礁建设和沙漠治理等领域均具有广阔应用前景，既减少了对传统硅酸盐水泥的使用量，降低碳排放，还解决了使用过程的生态相容性问题

研究内容 ：本研究根据共注成型过程的特点，首次在综合考虑粘性包 围和界面不稳定及其相互作用影响基础上， 建立了多因素相互作用的全三 维非稳态非等温共注成型充模流动的理论模型及其相适应的稳定快速收 敛的数值算法。该算法采用罚函数法，以及速度场分析、温度场分析和流 体体积分数分析相分离等方法来降低对计算机的 CPU 和存储能力的需求。 而通过 SUPG 法、罚函数法等实现有限元数值分析的稳定性。并基于罚函

本发明涉及一种促进细胞生长的柞蚕丝素的生物矿化方法。目前还没有一种操作容易，既快速，又能制备出具有高的生物相容性的柞蚕丝素的生物矿化方法。本发明依次包括如下步骤：将柞蚕蚕茧剪碎，投加到Na2CO3水溶液中脱胶得柞蚕丝素纤维；将柞蚕丝素纤维投加到LiSCN水溶液中溶解后透析，冷冻和干燥后制成柞蚕丝素粉末，再在六氟丙酮中溶解得柞蚕丝素溶液；将柞蚕丝素溶液滴加到塑料板上风干得到柞蚕丝素膜；将柞蚕丝素膜浸渍于CaCl2水溶液中，用水和丙酮清洗，风干，再浸渍于Na2HPO4水溶液中，用水和丙酮清洗，风干，重复操作20-35次，从而制得成品。本发明的工艺简单，制备周期短，制备而成的生物材料没有细胞毒性。

本发明涉及一种促进细胞生长的柞蚕丝素的生物矿化方法。目前还没有一种操作容易，既快速，又能制备出具有高的生物相容性的柞蚕丝素的生物矿化方法。本发明依次包括如下步骤：将柞蚕蚕茧剪碎，投加到Na2CO3水溶液中脱胶得柞蚕丝素纤维；将柞蚕丝素纤维投加到LiSCN水溶液中溶解后透析，冷冻和干燥后制成柞蚕丝素粉末，再在六氟丙酮中溶解得柞蚕丝素溶液；将柞蚕丝素溶液滴加到塑料板上风干得到柞蚕丝素膜；将柞蚕丝素膜浸渍于CaCl2水溶液中，用水和丙酮清洗，风干，再浸渍于Na2HPO4水溶液中，用水和丙酮清洗，风干，重复操作20-35次，从而制得成品。本发明的工艺简单，制备周期短，制备而成的生物材料没有细胞毒性。

我国钢铁工业调整升级规划提出了促进创新发展、坚持绿色发展、推动智能制造的指导思想，实现我国钢铁工业转型升级。因此，开展高品质钢的智能制造相关技术的研究非常必要。冶金反应器内存在着复杂化学反应和物理过程，存在高温不可视的特点。本项目开发的高品质钢生产过程仿真模型可以准确地在线了解精炼和连铸过程的工作状况，确保洁净度和铸坯质量的精准控制，显著提高高品质钢洁净度和铸坯质量的稳定性和可靠性。建立的模型适用于不同钢铁企业、不同钢种、不同生产流程、不同冶金设备。因此，高品质钢冶炼过程仿真技术在钢铁冶金领域的应用前景十分广阔。 （1）建立了铁水预处理脱硫模型。根据铁水包和相应搅拌器的尺寸得出几何模型，对于铁水包内 KR 脱硫过程进行数值模拟计算，包括 KR 搅拌过程中铁水包内速度分布、铁水漩涡面深度、氧化钙粒子的运动、分布和不同参数下的铁水脱硫效果。应用本研究开发的 KR 脱硫过程模型可以应用指导和提升现场生产过程 KR 反应器内的脱硫速率。 （2）建立了转炉炼钢模型。根据钢水重量、氧气位置、相应转炉几何尺寸得出数学模型，实现对转炉内流场、速度场和温度场等精准预测，同时对转炉氧枪位置、流量等参数进行优化，实现对转炉内参数的优化和控制。 （3）建立了吹氩过程合金化模型。合金化模型考虑了合金粒子的加入、运动、熔化和混匀的完整过程，并且通过用户定义程序（UDF），计算整个计算域内的混匀时间。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程，提升钢液成分的稳定性，优化合金化时间，降低生产成本。 （4）建立了钢包吹氩过程湍流条件下夹杂物去除模型。夹杂物去除模型重点研究了湍流强度对单个气泡对夹杂物去除率的影响，考虑了气泡尺寸对其形貌的影响、气泡尾流对夹杂物的捕获等。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程和夹杂物的气泡浮选去除，提升钢包冶炼过程中高品质钢的洁净度。 （5）建立了连铸中间包中间包模型。通过自主开发 UDF 子程序，对中间包内钢液三维流场和夹杂物浓度场进行耦合计算，使用 PSG 法计算多组不同特征直径夹杂物颗粒间碰撞聚合长大过程。可以用于模拟高品质钢生产过程冶金反应器中夹杂物的碰撞、长大及去除，实现夹杂物的尺寸和数量变化的精准预测，提升精炼及中间包冶金过程高品质钢钢液洁净度。 （6）建立连铸结晶器内全凝固及夹杂物运动捕捉数值模型，实现了结晶器连铸过程流场、传热凝固、磁场和夹杂物运动的耦合计算。可应用于预测整个连铸过程的流场、铸坯温度和坯壳厚度等，尤其是可以预测夹杂物在整个铸坯断面上的分布规律，提升高品质钢铸坯洁净度。

近年来重金属污染事件频发，不仅严重阻碍经济社会的良性发展，而且对人体健康造成不可逆转的损害。我国是人均耕地资源短缺的国家，水、大气等受体的污染物最终将会陆续转移到土壤中。为保证粮食安全问题，2016年国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”。 本成果针对中国日趋严重的土壤重金属污染问题，开展土壤重金属污染生物修复关键技术研发与应用示范，对于大力推进耕地质量保护与提升，解决重金属污染造成的食品安全问题具有重要的意义。 技术特点： 1．综合利用有机物料、微生物等对土壤中重金属的钝化和解毒原理，结合改良土壤、诱导植物抗逆等技术手段，围绕微生物菌剂创新等开展研究； 2．筛选出多种重金属修复优势菌株，研发了复合微生物菌剂的配方及其发酵生产工艺，通过田间试验证明土壤中施用微生物菌剂可明显降低土壤有效态重金属的含量，并可显著降低作物可食用部分中重金属的含量，提高作物对重金属的耐受性，提高土壤pH值，增产效果较明显； 3．实现了多菌株协同发酵培养的创新，在复合微生物菌剂制备工艺上，从菌株的发酵到生产工艺的优化等方面取得了一系列的自主知识产权。 相关技术对于保护生态环境、治理环境污染具有重要的意义，同时为保障农产品安全和促进农民增收提供新途径。

在龋病导致的牙齿缺损修复方面，牙釉质的修复是关键问题。牙釉质位于牙齿最外层，是人体内矿化程度和硬度最高的组织，其结构特征主要由高度有序排列的羟基磷灰石纳米棒（95% v/v）和少量的有机基质组成。但目前临床上广泛使用的口腔修复材料，都是银汞合金、复合树脂等已经使用了几十年的传统材料。这类口腔修复材料都是生物惰性材料，不具备生物活性，并且其结构性能都明显有别于牙釉质本身， 不能恢复牙体组织的原始结构，理化性能不匹配，容易发生继发龋坏，对患者造成进一步损害。近年来，再生医学及纳米技术的发展为口腔材料的开发提供了新的思路。

Ø 矿化处理有机废水技术利用添加剂产生高能量物质破坏污染物分子的化学键，使污染物分子由大变小，最终可以把污染物分子中的碳转化为二氧化碳，从而消除有机物污染物，提高水质。该技术具有以下特点：不产生淤泥和二次污染物；可以处理含有较高盐浓度的有机废水；气温的变化对该技术的处理效果影响较小，炎热的夏天和寒冷的冬季都可以降解废水中的有机物；几乎可以降解废水中的各种有机物，尤其是高浓度的有机废水；该方法工艺性能稳定，设备简单，操作方便。工艺流程短, 处理单元少，具有实用性。芳香硝基化合物在自然资界中难

立窑水泥产量占全国水泥产量的80％以上，立窑能耗问题是水泥行业急需解决的问题之一。由于立窑壁边壁效应的影响，通常窑边部通风较中部为好，使中部燃料燃烧处于缺氧状态。立窑内的燃料燃烧是在料球内部中心缺氧、窑上部缺氧和窑中部缺氧的条件下进行的，因此，如不采取各种有效措施，立窑的化学不完全燃烧成为立窑热耗高的主要原因之一。 减少燃料的不完全燃烧损失，加快熟料的煅烧速度，使用含有助燃功能的复合矿化剂，实行暗火操作（或深暗火），是提高立窑产量、质量，降低消耗，长期安全运转的重要途径。 应用原理： 立窑在煅烧过程中，首先必须使生料在高温带的煅烧速度与燃料的燃烧速度（上火速度）相适应，同时与加料速度与卸料速度平衡。在提高生料煅烧速度的基础上，加快燃料的燃烧速度，增加卸料速度和加料速度，保证生料在高温带有足够的停留时间（一定的温度下），是保证熟料产量、质量，降低能耗的重要途径。 黑生料煅烧法，在低温、缺氧条件下，易发生燃烧不完全，增加了化学不完全燃烧的热损失。改进化学不完全燃烧的途径就是在矿化剂中加入煤粉的燃烧促进剂，提高化学燃烧的完全度，提高产品质量、产量，降低能耗。 硅酸盐水泥熟料中C3S在1450℃时通过液相形成： 这个反应过程的速率取决于三个主要因素： （1）液相开始出现时的温度──最低共溶温度； （2）液相量； （3）液相的粘度和表面张力。 生料中引入复合外加物还起到助熔剂和矿化剂的双重复合矿化——助溶作用，它们降低了物料的最低共熔温度，增加了液相量，降低了液相的粘度和表面张力，并改变其反应历程，因而该熟料能够在较低温度（1350℃以下）形成，并加快了C3S的形成速率。 采用本技术煅烧的熟料C3S含量高，促使熟料强度大大提高。复合矿化剂的加入还改善了物料对立窑不均匀场的适应性，提高了可烧性。 助燃复合矿化剂的主要作用之一是通过生成中间相，降低液相出现温度，降低烧成和液相粘度，增加C3S的形成范围和形成速度，从而达到提高熟料质量，降低熟料热耗的目的。 物料出现液相以后，加快溶解与扩散，造成中间相，加快C2S对CaO的吸收等。从而提高C2S吸收CaO的速度和吸收程度。 在机立窑上采用助燃复合矿化剂，熟料中的粉尘含量大大减少，熟料煤耗降低8-15％，窑产量提高12％，熟料中C3S含量提高，熟料强度比实施前提高10-30％。每吨水泥综合成本下降10％左右。 应用助燃复合矿化剂工艺流程： （1）生料的配比控制。 1）石灰矿、粘土的成分分析及配料比例。 2）煤的工业分析、煤灰分析、煤的全硫分析。煤的掺量比例。 3）助燃复合矿化剂加量。将助燃复合矿化剂由配料线通过电子称控制加入，加入量：生料的0.1％。 （2）熟料的三率值和f CaO的检测控制。 使用复合矿化剂三率推荐值： KH：0.94-0.95 SM：1.81-2.09 IM：1.3  差别主要在SM和IM上，使之接近复合矿化剂的使用条件。 （3）加强操作，采用浅暗火煅烧，加强通风。 1）采用助燃复合矿化剂，高KH配料方案，必须适当降低生料细度，加强生料均化，提高生料均匀性，须加强生料均化，提高复合矿化剂在生料中掺加的均匀性和含煤量的均匀性，为熟料煅烧创造条件。 2）采用浅暗火煅烧，使其具有一定深度的湿料层，燃烧中必须加强操作，稳定窑的热工制度，紧紧抓住底火这个关键，达到三平衡，使之形成良性循环。 3）加强立窑通风，防止还原气煅烧。加强熟料煅烧操作，采用浅暗煅烧，稳定底火，稳定窑的热工制度，保证熟料的烧成温度和足够的烧成时间，以使熟料有较高的C3S矿物含量，从而达到提高熟料的强度。