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光镊悬浮单颗粒测量技术
气溶胶是大气中固态、半固态与液态颗粒的总称,粒径可从几纳米到数百微米,组成涵盖有机物、无机物、生物分子与生物体等多种组分,且具有扩散性强、折光性好等特点。气溶胶的物理化学性质与动态变化,对气候、空气污染、环境工程、军工制造、生物化学循环与人类生命健康具有重要意义。实现气溶胶物理化学性质与动态变化精细表征是气溶胶领域的前沿课题,要求建立悬浮单气溶胶的高端研究平台。基于气溶胶单颗粒悬浮技术的高端测量平台,深刻认识气溶胶表界面反应机制,准确判断气溶胶相变过程,时时跟踪气溶胶非平衡过程,精准测量有机气溶胶的饱和蒸气压,实现气溶胶理化性质广泛而准确的计量,构建气溶胶理化性质的标准测量方法,搭建自主化测量平台,是国家高端仪器研发与国产化亟待解决的前沿课题。 当前气溶胶的表征方法均处于单打独斗的测量状态,无法对单气溶胶进行多性质、多维度、长时间的观测,存在较大局限。2018年荣获诺贝尔奖的光镊技术,作为最前沿的量子计量技术,可以对悬浮单液滴进行长时间精准测量。通过同时测量液滴受激拉曼信号与模态,实现粒径、折射率的绝对测量,进而得到饱和蒸气压等理化性质。同时测量液滴自发拉曼,还可以观测液滴的化学组成演变。 负责人通过在光镊技术近十几年的实践与应用,实现了高精度测量,粒径误差小于1nm,折射率误差小于0.0002,并且能够以天为单位,长时间稳定测量。本项目的目标是基于光镊技术的成长与积淀,建立气溶胶理化性质的标准测量装置与测量方法,优化当前原理样机的光学与工程设计,提升装置的稳定性,实现气溶胶光镊悬浮单颗粒测量技术的工程化与商业化。此外,作为拓展性目标,通过测试,采用国产元器件,推进高端仪器的国产化。 光镊测量装置具有广阔的市场前景。不仅为研究气溶胶的理化性质和环境影响提供了新手段,也可以为发动机研发,生物化学战剂效果提供新启示,还可用于检测和分析环境、药物、食品等液体样品中的微粒物质,为相关行业提供质量控制提供新标准。根据国际权威机构的预测,全球气溶胶监测市场年均增长率为8.2%。该方法具有明显的技术优势和应用潜力,可满足不同领域对气溶胶监测的需求。 本成果已在国内外多个知名期刊发表论文,并已开展相关专利布局,基于拉曼与细颗粒物测量已拥有国家专利2项。另有3项国家专利的申请正在准备中。本成果的升级与完善已得到国家自然基金委国家重大科研仪器研制项目资助,并已与多个科研机构和企业建立合作关系,取得了良好的效果和反馈。
北京理工大学 2023-07-17
泥沙颗粒输运背后的力学机制
地球表面高山、丘陵、沙漠、河流、潮滩等地貌形态万千,它们是如何在历史的岁月中逐渐形成的呢?放眼宇宙,空气密度极低的冥王星,是如何神奇地拥有丰富的沙丘地貌?被称为沙漠行星的火星会因为大风而刮起沙尘暴吗……这些自然界中的奥秘正是地球物理学科的泥沙运动力学所研究的问题。已有的研究告诉我们,泥沙颗粒输运普遍发生于大气环境和水环境中,是塑造地貌形态最重要和最根本的自然过程之一。如何理解和定量描述地表环境泥沙颗粒的起动、输运和沉降是揭示地貌形态千差万别的核心问题。目前野外和实验数据已经证明,粗颗粒泥沙输运量与流体强度之间的关系,在大气环境表现为线性,在水环境表现为非线性。然而,如此截然不同的输运规律背后的力学机制却一直还是个迷。近日,浙江大学海洋学院百人计划研究员托马斯·派兹(Thomas Pähtz)博士成功揭开了这个谜底,并推导出了描述粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。北京时间2020年4月20日,相关研究成果在物理学学术期刊美国物理学会刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters,简称PRL))上发表,并被该刊物和杂志Physics同时聚焦报道。通过离散元(DEM)精细数值模拟追踪大量泥沙颗粒的运动轨迹并分析其受力特征, 托马斯·派兹首次发现,粗颗粒泥沙的动能耗散机制主导其输运规律。大气环境条件下颗粒和床面间碰撞是主要的耗散机制;而在水环境条件下,颗粒和床面间碰撞以及颗粒之间的碰撞起着同等重要的作用。根据这一新的理论认识,托马斯·派兹推导了能统一描述大气环境和水环境粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。这为深入认识地球甚至火星等外星球表面丰富多样的地貌形态提供了有力的理论工具。 统一输沙率公式与水环境(左图)和大气环境(右图)相关实验资料对比“最困难的部分是对模拟的结果进行物理解释和数学描述。在总共7年的时间里,我无数次地用笔和纸进行尝试。特别是在最初的4年里,我大部分时间都在思考这个问题。” 托马斯·派兹说。评审专家认为,这项研究工作是地球物理学科最基础而没有被揭示的问题。而对于未来的进一步应用,托马斯·派兹表示,上述通用方程可以预测任意大气/水体环境下的泥沙输运量,这使我们能够更好地了解这些天体的地貌,还可以通过测量行星的动力地貌来间接推断行星的风况。据悉,托马斯·派兹于2020年1月起受邀担任美国地球物理学会会刊《地球物理学研究杂志-地表过程》的副主编。他是浙大近海环境流体力学团队的重要成员。该团队由贺治国教授领衔,主要从事近海泥沙动力学、海岸动力学、近海环境流体力学等方面的研究,成果已逐步应用于理解河口海岸泥沙运动、深水航道整治、深海地貌演变、深海热液源矿物颗粒沉积等问题,取得了重要的国际影响力。该研究得到国家自然科学基金和浙江大学百人计划研究基金资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.168001
浙江大学 2021-04-11
颗粒行为与多相流动数值模拟
上海理工大学 2021-01-12
一种治疗输卵管阻塞性不孕症的隔药灸脐中药组合物
本发明公开了一种治疗输卵管阻塞性不孕症的隔药灸脐中药组合物,避免了口服药物对胃肠、肝肾的损伤,无毒副作用,并且采用隔药灸脐法进行治疗,具有简、便、验、廉、捷的优点,既有艾灸刺激穴位而产生的作用,也有药物吸收后的直接作用,两者结合,内病外治,治疗输卵管阻塞性不孕症见效快,疗效确切。除此以外,本发明药物廉价易得,成本低,便于推广应用。
山东中医药大学 2021-05-07
血液净化材料(医用聚醚砜材料)
针对现有血液净化材料的血液相容性不理想、临床使用时需不断加入抗凝剂这一 问题,提出类肝素自抗凝血的全新思路和方法,实现了聚醚砜表面类肝素化,从而提高其血液相容性,设计研发的类肝素抗凝膜及体外抗凝装置,拓展了血液吸附材料在尿毒症以外的多种疾病中应用。 此外,国产品牌血液透析器生产线现已投产,其性能完全媲美进口高价的FILATECH生产线,降低了国产透析器的生产成本,迫使国外血液透析器产品连续几次大幅度降低价格,从20多年前的每个透析器上千元人民币降低到目前的120元人民币左右,极大程度地降低了医疗成本和治疗费用,使我国肾衰竭患者的治疗率不断提升。在此基础上实现第二代(高通量)血液透析器产业化,累计销售量800余万支,直接经济效益达13.1亿元,打破了国外垄断。在国家重点研发计划支持下,现已研发出便携式人工肾的第一代原型机,并正推进新一代佩戴式人工肾所需要材料和关键加工技术研发及产业化。 高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器 血液透析是一种有效治疗肾衰竭的医疗手段并已广泛应用于临床治疗。采用“相转化”原理,利用“干喷湿纺”的纺丝工艺纺制出具有类肝素结构及良好血液相容性的聚醚砜中空纤维膜并成功实现了透析器产品的国产化与规模化;临床治疗效果显著,安全性高。从原料、生产设备、关键工艺技术到透析器产业链国产化等方面突破了目前领域的卡脖子问题,降低生产成本并推动了国产血液透析器行业的发展与转变。 中空纤维膜血液透析器 原材料   提出类肝素结构血液净化膜概念 研制出优异血液相容性的聚醚砜中空纤维膜
四川大学 2021-05-11
血液净化材料(医用聚醚砜材料)
项目成果/简介: 针对现有血液净化材料的血液相容性不理想、临床使用时需不断加入抗凝剂这一 问题,提出类肝素自抗凝血的全新思路和方法,实现了聚醚砜表面类肝素化,从而提高其血液相容性,设计研发的类肝素抗凝膜及体外抗凝装置,拓展了血液吸附材料在尿毒症以外的多种疾病中应用。 此外,国产品牌血液透析器生产线现已投产,其性能完全媲美进口高价的FILATECH生产线,降低了国产透析器的生产成本,迫使国外血液透析器产品连续几次大幅度降低价格,从20多年前的每个透析器上千元人民币降低到目前的120元人民币左右,极大程度地降低了医疗成本和治疗费用,使我国肾衰竭患者的治疗率不断提升。在此基础上实现第二代(高通量)血液透析器产业化,累计销售量800余万支,直接经济效益达13.1亿元,打破了国外垄断。在国家重点研发计划支持下,现已研发出便携式人工肾的第一代原型机,并正推进新一代佩戴式人工肾所需要材料和关键加工技术研发及产业化。 高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器 血液透析是一种有效治疗肾衰竭的医疗手段并已广泛应用于临床治疗。采用“相转化”原理,利用“干喷湿纺”的纺丝工艺纺制出具有类肝素结构及良好血液相容性的聚醚砜中空纤维膜并成功实现了透析器产品的国产化与规模化;临床治疗效果显著,安全性高。从原料、生产设备、关键工艺技术到透析器产业链国产化等方面突破了目前领域的卡脖子问题,降低生产成本并推动了国产血液透析器行业的发展与转变。中空纤维膜血液透析器 原材料  提出类肝素结构血液净化膜概念 研制出优异血液相容性的聚醚砜中空纤维膜知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究
四川大学 2021-04-10
氨合成原料气节能净化技术
合成氨工业在沿海化工产业中占有一定的比重,合成氨工业属传统化工,有着巨大的节能潜力,特别是合成氨原料气的净化方法,将会使合成氨生产过程能量消耗大幅度下降。如采用新技术净化合成氨原料气,将会提升这一传统行业的水平,加上我国煤资源的优势,可使化肥工业具有国际竞争力。
南京工业大学 2021-01-12
一种烟气净化装置
本实用新型公开了一种烟气净化装置,属于环保技术领域。该装置包括第一吸附室、反应室和第二吸附室,第一吸附室的一侧设置有烟气进口,第一吸附室的顶部连通有第一吸附剂口,反应室与第一吸附室的另一侧相通,反应室的顶部设置有用于喷洒氨雾的喷淋管,第二吸附室的一侧与反应室相通,第二吸附室的顶部设置有第二吸附剂口,第二吸附室的另一侧设置有烟气出口。本实用新型通过吸附剂吸附烟气中的硫化物和氮氧化物,完成烟气净化,是
青岛农业大学 2021-01-12
低压膜雨水快速净化利用装置
项目简介 本成果是一种低压膜雨水快速净化装置,包括混合池、沉淀池和膜组滤池,混合池 使雨水与药剂充分反应,沉淀池使加药反应后雨水沉淀,低压膜组滤池使雨水进一步过 滤,使出水可以直接排放下游水体或回收利用,本发明装置可以根据雨水量大小设计装 置大小,不受水量大小限制,同时由于采用加药、沉淀、低压膜过滤使得净化效果好。 产品性能、指标 (1)集成化高集加药、沉淀、低压膜组过滤为一体;(2)净化雨
江苏大学 2021-04-14
济南杰康净化设备厂
济南杰康净化设备厂,是山东省唯一一家从事专业生产空气净化设备、实验室设备的独资企业。产品畅销全国二十多个省、市、自治区。并大力开展了出口业务,产品销往许多国家和地区。本厂历来注重高科技的开发,高水平技术人员的投入,使企业的管理和产品的质量提高奠定了坚实的基础。本着用户第一、技术第一、质量第一、信誉第一、服务第一的宗旨先后设计生产出几十种不同型号系列的产品。注册商标为“鑫洁康”.主要有"鑫洁康"牌 JHT系列: 超净工作台、A2 B2型:生物安全柜.TFG系列:通风柜、FLS系列:风淋室、CL系列:百级层流罩. KJX系列:空气循环净化器.[壁挂式]:空气净化消毒器、[家用]:空气净化消毒器.[车用]:空气净化消毒器.实验工作台系列、101系列:鼓风电热恒温干燥箱、202系列:电热恒温干燥箱、303系列:电热恒温培养箱等...
济南杰康净化设备厂 2021-01-15
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