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波与物质相互作用新形式的发现
以光与物质相互作用为例。在发光过程中，一直以来研究者都认为光源只能够与其所处环境的电磁场模式的本征态相互作用，光源的出射强度和频率等辐射特征由光源和这些本征态共同决定。这一观念随着对自发辐射的深入理解而逐渐形成。标志性的认识包括1930年V. Weisskopf and E. Wigner提出自发辐射是激发的电子与真空场相互作用引起的。1946年E. M. Purcell进一步指出自发辐射的速率是由光源和其所处环境的电磁场模式的本征态共同决定。对这一观念的深刻理解使得我们可以通过构建和调控光学模式本征态来控制光与物质相互作用，从而对激光器、单光子源、光子晶体、超构材料等光物理与器件的兴起与发展起到了举足轻重的作用。2012年的诺贝尔物理学奖正是授予了在此基础上发展起来的对单个粒子的量子调控。
北京大学
2021-04-11
物质表面性质多参数联合分析仪
物质表面性质多参数联合分析仪，可实现对物质表面电位、比表面积、表面电荷密度、表面电场强度和 表面电荷数量的同时测定。在这些参数分析中，目前市场上只有zeta电位仪和比表面积分析仪来完成表面电 位和比表面积的测定。但用zeta电位法测定表面电位，只具定 性的意义；而比表面积仪依据惰性气体吸附法而不适合用于液 相介质和膨胀性物质的比表面积测定。其他参数目前市面上还 没有进行测定的仪器岀现。特别重要的是，该仪器所实现的界 面性质联合测定首次考虑了界面附近离子量子涨落放大效应的 新型表面分析仪，因此该仪器在界面分析中具有突破性意义。可以预见，该仪器将广泛应用于科学研究和工业控制之中，因 而具有十分广阔的市场潜力。
西南大学
2021-04-13
生物基高性能尼龙原料 1,5-戊二胺的生物催化合成技术
已有样品/n本项目建立了从葡萄糖生产戊二胺完整的工艺包。创新了自有知识产权的赖氨酸生产菌种，糖酸转化率达到75%，是报道最高水平；通过蛋白质工程手段获得了耐受高温、高pH且具有高活性的赖氨酸脱羧酶突变体，其酶学性能处于已报道的最高水平；通过调整酶的生产工艺和赖氨酸催化工艺，利用该酶进行戊二胺转化，1吨发酵罐上6h内可以获得218g/L的戊二胺，摩尔转化率大于98%；打通了戊二胺提取路线。经过初步核算，戊二胺的生产成本可以控制在1.4万每吨左右，远远低于己二胺（2.5万每吨）。该成果已申请4项中国发明
中国科学院大学
2021-01-12
聚丙烯腈基炭微纳米球及其制备方法
炭材料因其具有丰富的组织结构和许多优异的性能而获得了广泛的应用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纤维等炭材料早已深入到社会生活的各个领域并为人们所熟知，炭富勒烯及炭纳米管的发现引起了人们对纳米级炭材料的研究热潮。炭元素同时可以形成球状结构，粒径大小范围从几十纳米至几十微米间的球形炭材料，由于具有耐热、耐化学腐蚀性、强度高、粒径大小及比表面积可调，可在吸附、储能储气、纳米器件、催化剂载体、润滑剂等方面得到广泛的应用。 从沥青制备炭微球已为人们所熟知，具体方法有直接热缩聚法、液相乳化法、悬浮法，所得到的炭球粒径一般在几十到上百微米。近年来兴起了一些新的制备炭微球及纳米球的方法，如加压炭化法、电弧放电法、气相沉积法、热解法等，极大的丰富了炭微球及纳米球的制备工艺。然而，这些方法总是存在这样或那样的局限性，如工艺繁琐、收率低、产品不均一、成本高等。 本技术提供一种单纯以聚丙烯腈为前驱体的生产炭微纳米球的方法，该方法直接以聚丙烯腈球为前驱体制备炭纳米球，无需共聚或包覆其它需去除性物质。该方法工艺简单，产率高，适于大规模生产。 具体工艺包括： 1.聚丙烯腈球的无皂乳液聚合 将单体丙烯腈、无离子水以一定比例混合，氮气保护下剧烈搅拌以除去空气，然后升温，加入引发剂进行乳液聚合，反应2～8h，得到白色聚丙烯腈乳液；将该乳液冷冻干燥后得到粒径为150～500nm的聚丙烯腈球的白色粉末。 2.聚丙烯腈球的稳定化 将步骤（1）得到的聚丙烯腈微纳米球粉末置于鼓风干燥箱中，程序升温，在180～350℃进行预氧化稳定化处理，氧化时间为1～10h，得到棕色或黑色聚丙烯腈微纳米球。 3.聚丙烯腈球的高温炭化 将步骤（2）得到的稳定化后的聚丙烯腈球在惰性气体保护下于700～1500℃程序升温，进行炭化处理0.5～5h，得到黑色聚丙烯腈基炭微纳米球。 球径可控且纯度极高，无需分离等后续工艺。如果进一步石墨化可获得微纳米石墨球。
上海理工大学
2021-04-11
活性炭载氧化铜催化剂及其制备方法
该催化剂属专利技术，该催化剂适用于焦化废水处理。 钢铁工业炼焦工艺是以煤为原料，在隔绝空气条件下将煤加热到960-100℃，得到焦碳和一些化工产品。同时，在生产过程中产生大量难以生物降解的芳香族有机物、杂环及多环化合物，且酚含量较高，这些污染物如果未经处理或处理不当随废水排放，将对水体产生严重污染。国内外对焦化废水的处理都没有理想的处理方法。 目前，用固体催化剂处理焦化废水的方法主要有催化湿式氧化法、光催化氧化法等。催化湿式氧化法是八十年代国际上发展起来的一种处理高浓度难生物降解有机废水的处理技术（US 4699720,1987）。它是在反应釜中，在催化剂作用下，于高温高压条件下用氧气或空气直接将污水中的有机物氧化成CO2、H2O等无害物，以达到净化的目的。至今有多种过度金属氧化物被认为对湿式氧化有催化活性，中国大连化学物理研究所（水处理技术23(1997,2)83-87）提到的贵金属系列催化剂的活性高、寿命长，但价格昂贵，使其应用受到极大的限制。光催化氧化法是光催化过程采用半导体材料为催化剂，在可见或紫外光作用下，有一部分近紫外光（290-400nm）极易被有机污染物吸收，在有活性物质存在时发生强烈的光化学反应，使有机物发生降解。半导体光催化剂主要有TiO2、ZnO、WO3等物质，其中以TiO2光催化剂的研究最为活跃（应用化学18（2001（11））912-914）。光催化氧化技术对染料废水、农药废水、酚类物质及制药废水都有较好的处理效果，但此工艺要实现工业化还需要在提高催化剂的活性、解决催化剂的分离、开发高效光反应等方面取得突破性成果。 技术内容： 主要解决的技术问题是：提出一种处理焦化废水用催化剂的制备方法，应用该催化剂与H2O2共同作用催化氧化处理焦化废水。 这种活性炭载氧化铜催化剂，其组分和含量为：氧化铜重量百分比含量为1.0-5.0%，活性炭重量百分比含量为95.0-99.0%。 技术特点： 活性炭载氧化铜催化剂的制备是以硝酸铜为原料，以活性炭为载体，将氧化铜载到活性炭上，催化剂制备方法简便、价格低廉、稳定性好、催化活性高。用该催化剂催化氧化处理焦化废水，可在35-40°C条件下直接进行，易于操作，反应条件温和，COD去除率高。
北京交通大学
2021-04-13
北方山楂生物转化加工技术与产品
长期以来，山楂鲜食的疲软和加工技术的薄弱与老化严重制约着山楂种植与加工产业的发展，针对此背景，本项目系统的研究了山楂果实的品质成分和营养功能特性，通过生物转化技术开发出了新型天然食品添加剂、高品质凝胶食品、健康食品原料、山楂发酵饮料等系列产品，引领行业技术革命。主要体现为： （1）山楂寡糖的生物加工及寡糖基天然食品防腐剂：项目首次发明了山楂寡糖连续大量生产的轴式-仿膜式生物反应器，稳定的生产出平均聚合度 5.4 的山楂寡糖；开发的寡糖基天然食品防腐剂在饮料、面制品和肉制品等食品上的保质保鲜效果显著优于目前市售的化学合成防腐剂山梨酸钾和天然食品防腐剂Nisin与那他霉素。 （2）山楂寡糖对脂质代谢的调节作用与机制：首次发现聚合度 5-8 的山楂寡糖具有显著的抑制肥胖、改善脂质代谢紊乱和内脏脂肪蓄积的功能，并阐明了其通过 ADP/AMPK 和 ADP/ PPARα 信号通路的作用机制。作为健康食品原料/配料，在相关企业推广应用中收到了良好的作用反馈效果和显著的经济效益。 （3）高品质糖制凝胶食品加工技术：首次系统的阐明了山楂果胶的化学构造和食品学性质，通过生物酶法修饰技术，提高了山楂果胶的凝胶性和粘弹性，在生产高品质山楂糖制凝胶类食品上取得了技术突破。 （4）山楂制汁及山楂酵素饮料生产技术：研发的中温结合酸性微环境控制技术和纯化的多聚半乳糖醛酸酶分解技术成功解决了目前山楂汁生产中存在的褐变和褪色等瓶颈问题，极大的降低了山楂汁中的甲醇含量。利用选育驯化的植物乳杆菌发酵山楂果汁，开发出了功能、营养和色香味俱佳的山楂饮料，填补了市场空白。 （5）主要成果及应用情况：经过项目的运行，授权发明专利 5 件，发表相关论文 60 余篇，其中 SCI 检索 30 余篇，培养研究生 50 余人。项目技术和产品在相关企业进行了推广应用，近三年累计直接经济效益 3.52 亿元。项目成果同时对辽宁省食品加工业和山楂种植与加工业的发展起到了积极的促进与推动作用，近年新增山楂种植面积 2 万多亩，每年为辽宁省解决 10 万多吨山楂的销售出路，为果农增加收入 4 亿多元，辐射经济效益达 10 多亿元，为社会提供了 300 多人的就业机会，经济与社会效益显著。
沈阳农业大学
2021-05-04
秸秆生物酵解法提取纸浆零污染高效利用技术
本成果是利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”研发的低温秸秆酵解专用菌剂，有效分解秸秆中木质素和半纤维素，保留纤维素。秸秆经过筛选、搅拌、发酵、热磨等工序，半个月达到制浆标准，制浆产生的废渣和发酵液营养成分丰富，加工为优质有机肥，实现零污染。技术已获得国家授权专利5项。
特点和优势：
发酵温度范围宽：4℃以上即可发酵，四季可生产；
纸浆出率高：平均2.5吨秸秆产1吨纸浆，比化学制浆节省60%成本；
纸浆质量好：环压强度高、抗折裂、环保性强；
附加值高：2.5-3吨秸秆可以生产1吨优质纸浆，1.5-2吨固体有机肥，0.5-1吨液体有机肥；纸浆市场价1500-1800元/吨，有机肥市场价500-800元/吨；液体有机肥市场价为1.5万元/吨，现阶段纸浆和有机肥都供不应求。
技术分析（创新性、先进性、独占性）
本成果利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”分离的多种低温发酵菌株，根据不同种类植物秸秆材料所含组分特点，进行多菌株复配组合，开发出功能性微生物菌群。诠释了分解不同农作物秸秆中木质素、半纤维素、糖分、果胶、蛋白质等成分所需要的多种酶种类，明晰了低温菌株的分离、筛选、代谢产物检测的方法，创建了多菌株高效组合复配、复合培养基筛选、扩繁和秸秆低温启动发酵剂的工业化生产设备和工艺，为冬季秸秆发酵利用提供了强有力的技术支撑。利用功能性菌剂发酵粉碎的秸秆，分解其中的木质素、半纤维素和糖分、果胶、蛋白质等成分，保留纤维素，经过磨浆，获得造纸厂的纸浆和填充纤维，首创了高效（发酵温度 4-95℃，发酵快 5-30 天，平均 2.5 吨价格得 1 吨纤维，1 吨纤维出 1 吨 0.5-1吨废液，用于腐熟秸秆造肥，腐熟 1 吨秸秆需要 3-5 吨废液，也可培养成生防菌液出售。）、零污染（无废液）、高附加值秸秆生物发酵方法提取纸浆的综合配套技术体系。
东北农业大学
2021-05-10
恶臭废气生物过滤法治理工程技术
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学
2021-04-10
低品位锰矿及硫化矿生物综合利用技术
将高温下进行的氧化锰矿还原反应及硫化矿的氧化反应，改为利用微生物的催化作用，在厌氧常温常压下，使低品位氧化锰矿与硫化矿耦合浸出，将生物槽浸和堆浸相结合，提高浸出效率和速率，利用铁和锰的变价特点进行分离提取和深加工，制成电子级二氧化锰、四氧化三锰和高锰酸钾，矿渣制成高效环境矿物材料。利用微生物的催化作用，将我国储量巨大的低品位锰矿和硫化矿，在常温常压下进行综合利用，使其变废为宝。此工艺浸出时间短，效率高，能耗低，无废气排放，浸渣还可以制成铁环境矿物材料，用于废水处理，及制砖垫地等。
北京科技大学
2021-04-11
木质纤维素来源抑制物的生物脱毒技术
预处理是木质纤维素生物炼制过程的前提条件。但预处理过程中产生的多种化合物，包括 呋喃类、有机酸类和酚类物质对后续的酶解和微生物发酵都将产生严重的抑制作用。因此，必 须脱除这些抑制物，才能保证后续生物炼制过程的正常进行。目前，水洗和过碱化调节是两种 最为常用和有效的脱毒方法，但存在着新鲜水耗大、废水排放严重、可发酵性糖损失严重等缺 点，导致了脱毒技术与木质纤维素生物炼制产业化的脱节。 本项目的木质纤维素来源抑制物的生物脱毒技术采用华东理工大学研发的固态生物脱毒 技术。该技术主要使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，利用具有自主知识产权的树脂枝孢霉 Amorphotheca resinae ZN1对预处理后的木质纤维素原料进行固态发酵，可以在1天内完全降解 预处理过程中产生的呋喃类、有机酸类和酚类等对后续酶解和微生物发酵有害的化合物；生物 脱毒过程是一个无水耗和低能耗的过程，实现了从“干预处理物料到干脱毒物料”的一个干式 过程，为后续的高固体含量生物转化过程提供了高质量的原料。本技术的实施将大大促进木质 纤维素生物炼制技术的产业化。
华东理工大学
2021-04-11