1 成果简介石墨烯是一种典型的单原子层二维材料，具有独特的狄拉克电子结构、超高的载流子迁移率和浓度，在高速、高质量薄膜器件集成等方面显示出潜在应用优势。然而，本征石墨烯呈金属或半金属特性，限制了其在器件中的应用。本成果从石墨烯的可控生长及多维多尺度宏观结构组装出发，探索调控石墨烯电子结构的有效方法，推动其在纳米器件中的集成与应用。 主要内容包括：石墨烯晶片的形状、尺寸控制， 多维多尺度宏观结构的原位生长与组装；石墨烯的结构（拓扑）与化学改性：采用缺陷、应变和化学修饰等手段对石墨烯的能带结构进行调控；研究石墨烯在外加电场、磁场、光激发等条件下，电子结构的演变及电子、光子、激子、声子等的相互作用； 器件组装与表征：晶体管、传感器、结、异质/杂化结构等。2 应用说明基于石墨烯的二维薄膜材料已成功应用于太阳能电池和超级电容器等能源器件，显示出优异的能量转换与存储性能及良好的工作稳定性。某些特色多维多尺度结构可与其它纳米材料（如碳纳米管、二氧化钛、二氧化锰）构建复合结构，在吸附、水处理、传感、光催化等领域具有广阔的应用前景。  图 1 石墨烯编织结构                              图2 石墨烯晶片/纳米颗粒复合结构 该项目的相关研究工作已申请国家发明专利 5 项，具有自主知识产权。3 效益分析目前，石墨烯在全球范围内尚未形成稳定的工业化需求， 但从需求市场的潜力来看，石墨烯在应用上将逐渐扩大。随着技术研究及产业发展，石墨烯独特的力学与电学性能，将使其在国内外应用市场，特别是电子、新材料、航天军工等领域，发挥重要的甚至是革命性的作用，产生规模经济效益。4 合作方式技术转让或合作开发，商谈。5 所属行业领域能源环境。

化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。

研究提出了一种测量环境数据的新思路，即通过“机会感知（opportunistic sensing）”的策略，从原本与环境监测无关的安防摄像头所拍摄到的视频中，提取实时的降雨信息。该研究团队利用计算机视觉技术，开发出了一种降雨视频雨纹提取和分割算法，结合几何光学和雨滴谱特征分析，实现降雨量的高频定点估算。

本发明属于生物电化学检测技术领域，具体为一种基于同轴结构的柔性纤维传感电极及其制备方法。本发明柔性纤维传感电极包括银/氯化银参比电极，工作电极，碳材料对电极，聚合物绝缘层；四者关于纤维的几何对称轴为同轴关系，并且同轴结构可以有多种形式；同轴结构可以提高空间利用率，简化电极识别与电路连接工作；电极模量与生物软组织相匹配，有助于形成稳定的器件/组织界面，实现对体内信号的长期监测；纤维形状和电极排布的体积微型化，对外膜的稳定性友好，与生物组织的界面更稳定，可增加使用寿命，具有良好的应用前景。

一、产品简介        MXY5001光纤传感原理及应用综合实训平台是我司专为各种光纤传感器的学习与研究而开发的。该实训平台是在光纤传感领域中的光纤透射技术、反射技术及微弯反射技术等基本原理的基础上开发而成的。本实训平台从简单到复杂，从基础到应用，系统的介绍了光纤传感器的基本原理，实验方法以及实际应用的实例。学生可以根据所提供的可搭建设计组件开展各种实验，或者根据仪器所提供的元件进行二次搭建。这不仅丰富了大学实验的教学内容，拓宽了学生的知识面，而且可以进一步调动学生学习本专业的积极性，对理工科院校学生将所学知识的工程应用化具有积极的意义。 二、实验内容 LD光源P-I、V-I特性曲线测试设计实验 光纤微弯传感系统设计实验 光纤位移传感系统设计实验 光纤烟雾报警系统设计实验 光纤温度传感系统设计实验 光纤液位测量系统设计实验 光纤压力传感测量系统实验 光纤导光照明系统设计实验 光纤传感角度测量设计实验 三、主要技术参数 1、光源： 650nm点状半导体激光器；650nm光纤激光器；1W红光LED；3W全彩LED； 2、功率计探头： 光电池型号SL248R；开路电压0.3V；短路电流8µA；暗电流1nA；光谱响应范围550nm-750nm，峰值波长650nm；功率范围：0-5mw 3、显示屏：     LCD1602液晶显示屏，单排16针接口；8位双向数据总线；可与8位单片机或控制器直接相连；管脚高电平为+5V；可显示2行；每行16个字符。 4、51系列单片机：     STC89C52，新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成max810专用复位电路。 5、光纤微弯称重： 光源：650nm光纤激光器；多模光纤跳线：纤芯直径62.5µm，长度1m；液晶显示光功率值； 砝码：10g、20g、50g、100g、200g； 6、光纤位移传感： 光源：650nm光纤激光器；反射式光纤传感器：纤芯直径φ1长度80cm；液晶显示光功率值； 7、光纤烟雾报警及浓度显示： 光源650nm光纤激光器；多模光纤跳线：纤芯直径φ1长度50cm；液晶显示光功率值及烟雾浓度；光线透过率小于80%（即烟雾浓度大于20%）报警； 8、光纤温度传感： 对射式光纤传感跳线：纤芯直径62.5µm，长度1m；PT100温度传感器：测温范围：0~90°； 温控仪：额定电压180V～220V，50Hz；电源功耗<5W；量程0～400℃；准确度0.5；分辨率1℃；环境温度0～50℃；相对湿度35%～85%；风扇：DC-12V直流风扇；液晶显示光功率值 9、光纤液位测量： 多模光纤跳线：纤芯直径62.5µm，长度1m；光纤准直透镜：近距离，焦距可调；烧瓶：具备入水口及出水口；液晶显示光功率值，水位小于设定值时报警。 10、压力传感测量： 气泵：ACO-001；功率20W；电源220VAC/50Hz；排气量20L/min；压力传感器：测量范围20～250KPa；相应的输出电压为0.2V～4.9V；工作温度范围为-40℃～+125℃； 11、导光照明光纤：端点发光、体发光两种； 12、调整架：轴向位移调节采用了精密螺纹副调节，运动平滑； 四、配置设施 光纤传感应用综合实训平台主机、导轨及支架组件、位移组件、微弯形变装置、 压力组件、温度组件、液位测量组件、照明光纤、光纤跳线、法兰盘，实验指导书及实验录像光盘等。

实验用四联搅拌机-便携式混凝试验搅拌器是实验室常用的一种小型电动搅拌器，由于体积小、轻盈、便携，具备室内/户外地两用特质，为便于户外使用，特配置了交/直流两用电源接口，同时也具备多元化运行模式及综合数值计算功能。被誉为户外水处理混凝实验小能手。免费配送搅拌杯、加药试管、便携箱。 适用范围： 通用于高教院校、科研院所、自来水厂、污水处理厂、给/排水、环保、石油、化工、冶金、轻工、药剂、电力、造纸、印染等行业的化验室、实验室。 产品参数： 1、转速范围：10  ～ 1200转/分　　 2、速度梯度G 值：10  ～ 1000秒 -1 3、时间范围： 0  ～ 99 分59秒 x 10　± 0.01秒                   4、测温范围： 0  ～   50℃　　± 0.1℃ 5、可设程序数量：25种； 每种自动无级变速10次       产品性能： 1、7寸彩色液晶屏动态显示各种参数，数据更清楚 2、微电脑控制 、程序储存25种，每种程序自动无级变速10次 3、交/直流两用电源自由切换、户外使用更方便 4、中文/英文双系统适用于国内外各类用户 5、主机与搅拌体采用分散设计，外形美观，操作方便，安全性能好 6、数据搅拌轴可同步运行，亦可独立运行 7、自动测温，自动计算GT值 8、手动加药，根据需要可多次手动自行加药 9、配送专用搅拌烧杯、试管、便携箱 10、银白铎烤漆机箱制造，高档大气，外形优雅，美观大方

【项目来源】依托课题为十一五重大新药创制专项“马钱子碱贴剂经皮给药治疗癌性疼痛的研究”，曾获得2016年中航工业全国大学生创业大赛第十届挑战杯金奖。 【类    别】医疗器械。 【项目简介】本项目采用国内首创的复合磷脂脂质体技术开发能够模拟真实皮肤角质层屏障结构、组成与功能的脂质体人工皮肤膜LipSkin；经系列试验及第三方检测验证，LipSkin从结构上能模拟角质层特殊的“砖-墙”结构；从组成上具有与真实皮肤相同的脂质特征吸收峰与角蛋白特征吸收峰；用模型药物进行皮肤渗透性测试验证LipSkin在屏障功能上与真实皮肤的相关系数达99.29%；从功能上验证测试化学品皮肤腐蚀性与真实皮肤相关系数达94.60%。此外，电阻检测技术的应用保障了LipSkin产品的质量可控性和测试重现性，具有广阔的商业化开发前景。由此，LipSkin技术成熟，可产业化开发。 【创新要点】①首次采用磷脂材料制备皮肤模型LipSkin，并突破性应用于模拟难度较高的毒理学检测领域，通过三层三明治型的结构模拟真实皮肤的结构，进而模拟其功能，这种应用至今未见报道； ②利用不同比例的复合磷脂能够模拟不同程度的角质层屏障功能，所以能够灵活调整复合磷脂的比例来模拟不同类型的皮肤，以适应皮肤腐蚀性测试中不同种族、年龄、性别人群的需求，这是团队的首次发现；  ③处方中加入了真实皮肤中的成分胆固醇、神经酰胺、角蛋白等增加其皮肤屏障功能的模拟程度：其中磷脂材料及胆固醇、神经酰胺等模拟皮肤的脂性通道以此模拟脂溶性成分的透过路径，角蛋白模拟皮肤的水性通道以模拟水溶性成分的透过路径，这样的处方设计也属原创；  ④用载入荧光探针罗丹明B的脂质体层来模拟真皮层以模拟真皮层细胞因腐蚀受损而释放出有色试剂的表征手段同样处于全球首创。 【推广应用前景】据报道，美国知名市场调查与咨询公司Markets and Markets预测：到2021年体外毒理学测试市场将从2016年的141.5亿美元猛增至273.6亿美元，年复合增长率将达14.1%，由此推测，皮肤腐蚀性作为毒理学检测中的指标之一，预测其至2021年的全球市场潜量将超20亿美元。 市场上用于皮肤腐蚀性测试的体外皮肤模型有两种：EpiSkin, EpiDerm, EpiKutis,Phenion为人重组皮肤模型，其因采用原代人角质细胞作为原料，来源稀少且昂贵，导致其售价极为昂贵，且人角质细胞受人种差异影响而不具有通用测试价值；而Corrositex模型为蛋白分子水凝胶模型，其只适用于由酸碱度差异引起的皮肤腐蚀性，测试范围窄，据报道其准确度为37.5%，不能满足测试精度的要求；只有本项目所推出的LipSkin皮肤模型兼具测试范围广（由脂溶性、酸碱度差异引起的腐蚀性均可测试）、测试精度高（>90%）、价格合理（市售产品价格的5~22%）等优点，推广价值巨大。 【进展情况】已获发明专利1项。 

研发阶段/n一种多壁纳米碳管表面化学镀镍锌的方法，其特征在于：ａ．首先在镀镍锌之前对碳纳米管进行预处理，通过纯化、氧化处理获得较纯净纳米碳管，再通过活化、敏化处理在纳米碳管表面形成催化金属核；ｂ．将预处理后的纳米碳管加入镍锌镀液中，反应过程用超声波振荡器充分散，Ｎｉ－Ｚｎ－Ｐ在纳米碳管表面的催化金属核上沉积并长大，继而形成连续结合镀层，镍的自催化活性使沉积持续进行，从而得到较厚的镀层。将经过以上处理的纳米碳管用作金属基复合材料增强体时，可以和金属基体紧密结合，充分发挥其优良特性。

“秸秆还田”是增加土地有机碳含量提高土地持续生产能力及节省人力物 力的有效方法。但是此法达到预期效果的时间周期长，而且容易造成耕地问题 保水性变差等一系列问题。据调查，我国仅因氮肥流失造成的损失每年在 400 亿元以上，且部分地区由于施肥不当已引起严重的环境污染。 数据显示：若将土壤有机质含量提高 1%的话，相当于土壤从空气中净吸收 了 306 亿吨 CO2。每增加 0.1 个百分点的土壤有机质含量就可释放 600-800 千克 /公顷的粮食生产潜力。如果将秸秆经过热解炭化转化为生物炭，并与化肥进行 调质处理后施用可实现两全其美。 

01. 成果简介 海洋是人类赖以生存和发展的地球环境的重要组成部分，海洋为我们提供了丰富的矿产资源、食物资源、药物资源以及油气资源等，并且还提供了可以为人类所利用的潮汐能。但是，随着近年来世界经济与工业的快速发展，污染物每年以惊人的数量排放到海水中，经过海洋生物体的富集，一方面对海洋生物造成致命的威胁；另一方面，若通过食物链进入人体，海洋污染的危害会直接作用于我们人类自身。为此，有必要运用科学的手段对海洋环境进行监测，进而调整海洋开发和生态保护的平衡点，以实现对海洋资源的可持续利用和发展。 自2009年开始，团队在多年实验和科研基础上针对测定水体中污染物的化学发光在线分析仪进行开发研制。为了满足海洋污染物现场分析的需要，研制设计船载小型、现场、实时、快速监测海水中多种有机物的化学发光检测专用分析仪。这一研究把当今国际上最先进的分离分析方法应用于海洋监测技术上，该仪器的成功研制有助于推进我国海洋监测的全自动化管理。 目标仪器曾多次参加由国家海洋局北海海洋勘测研究院组织的海上实验，实验数据表明，当腐植酸浓度在0.1-1.0 mg/L范围内时，化学发光强度与腐植酸浓度呈线性关系，所测数据经过中国计量科学研究院和大连国家海洋环境监测中心两家检测机构认证，符合国家标准。 LUM2010 全自动化学发光分析仪 02. 应用前景 可供海洋监测船、沿海各海洋监测站、海洋检测实验室开展海洋监测使用。03. 知识产权 本项成果已采取专有技术进行保护。04. 团队介绍 团队的主要研究领域为微流控芯片质谱联用细胞分析、化学发光/荧光免疫分析、复杂样品前处理分析、空气负离子检测与健康评估等。负责人为教育部长江学者特聘教授、博士生导师，英国皇家化学会会士，承担国家自然科学基金重点项目、仪器专项等科研项目，曾获教育部自然科学奖二等奖、北京市科学技术奖二等奖，任《Journal of Pharmaceutical Analysis》、《Luminescence》、《Trends in Analytical Chemistry》等十余家期刊副主编、特约编辑，中国药学会药物分析专业委员会副主任，中国化学会首届监事会监事。研究成果发表SCI论文近500篇，申请专利逾40项。05. 合作方式 技术许可、合作开发06.联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn linlab@mail.tsinghua.edu.cn