制备在宏观尺度上具备二维单片石墨烯的独特本征性质的石墨烯三维体相材料是材料学研究中兼具学术价值和实用意义的重大挑战。本项目制备得到了一种三维石墨烯宏观体相材料，其由大量独立且悬空的二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成。该材料具有良好的机械性能，在常温可见光下作用下具有电子发射能力，在瓦特功率级别的可见波段激光或聚焦的太阳光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料样品可以在真空条件下实现有效的直接光驱动，此现象为国内外所首次观察及报道，为石墨烯带来了一种激动人心的潜在应用价值。上述材料的制备及相关性能研究还可为石墨烯在催化，能源转换与存储等领域的应用提供材料支持与相关理论支撑。

为从根本上治理杨、柳飞絮污染，克服杨树和柳树产业发展的瓶颈问题提供了创新解决方案。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 （1）阐明了杨树和柳树的遗传分化机制，建立了杨柳科植物大遗传系统研究平台，创建了木本植物遗传研究的新模式体系。本项目首次在基因组水平明确了杨属和柳属两个姊妹属的进化关系，比较基因组学结果表明：杨柳科植物的共同祖先经过二倍化形成了杨树，杨树的两条染色体发生了断裂与重新融合，染色体重新融合的结果导致柳树的产生。以前杨树和柳树是作为独立的体系进行遗传研究的，由于两者基因组有高度的相似性，本项目建立了将两者作为一个大遗传系统进行研究的分子平台。 （2）阐明了杨树和柳树的性别决定系统以及杨柳科植物性染色体演化的分子机制。发现杨树性别决定基因定位在19 号染色体近端粒区域，为XY 性别决定系统；而柳树性别决定基因均定位在15 号染色体的着丝粒附近，为ZW 性别决定系统。杨柳科植物虽然起源于同一个古四倍体祖先，但这两个姊妹属的性染色体分别由两条不同的常染色体进化而来，并且常染色体向性染色体的转变发生在杨树和柳树物种分化之后，性染色体在这两个姊妹属中独立起源和进化，分别演化形成XY 和ZW 两种完全不同的性别决定系统。 （3）发现了飞絮发生发育过程，揭示了杨树性别决定基因及其作用机制。发现美洲黑杨性别决定区的2 个Y染色体特有的基因FERR-R 和MSL。FERR-R 基因具有抑制雌蕊发育的功能，该基因是由一个在雌花发育早期特异表达的促雌基因（FERR）复制产生。杨树雄株中，FERR-R 基因通过产生small RNA 对FERR 基因的启动子进行甲基化，同时降解FERR 基因的转录产物，在杨树雄株中关闭了FERR 基因的表达，从而导致雄株中雌蕊不发育；而雌株中没有FERR-R 基因，FERR 基因表达不受抑制，雌蕊可以正常发育。MSL 基因转录产生长片段非编码RNA，具有促进雄蕊发育的功能。杨树雄株由于存在MmS 促雄基因，所以雄花原基发育，但雌株中没有MmS 促雄基因，所以雄花原基不发育。 （4）建立了杨树和柳树的性别早期鉴定和标记辅助选择育种技术体系。选育雄株品种在生产上进行推广，可以有效的解决杨、柳飞絮问题，因此苗木性别的早期鉴定至关重要。然而苗木性别的早期鉴定一直存在可靠性低、误检率高等问题。本项目利用杨树Y 染色体特异序列和柳树W 染色体特异序列开发了用于杨、柳性别鉴定的特异分子标记，分别在美洲黑杨、山杨和簸箕柳苗木性别的早期鉴定工作中实现100%准确率。杨、柳性别早期鉴定技术在“国家林草局南方林木种子检验中心”开展的杨、柳种苗抽检工作中得到应用。 本项目取得的原始创新性研究成果，不仅使我国在相关研究领域处于国际领跑地位。通过解决技术瓶颈背后的核心科学问题，促使基础研究成果走向应用，为从根本上治理杨、柳飞絮污染，克服杨树和柳树产业发展的瓶颈问题提供了创新解决方案，为通过科技创新服务生态文明和美丽中国建设提供了典型案例，将带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

制备在宏观尺度上具备二维单片石墨烯的独特本征性质的石墨烯三维体相材料是材料学研究中兼具学术价值和实用意义的重大挑战。本项目制备得到了一种三维石墨烯宏观体相材料，其由大量独立且悬空的二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成。该材料具有良好的机械性能，在常温可见光下作用下具有电子发射能力，在瓦特功率级别的可见波段激光或聚焦的太阳光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料样品可以在真空条件下实现有效的直接光驱动，此现象为国内外所首次观察及报道，为石墨烯带来了一种激动人心的潜在应用价值。上述材料的制备及相关性能研究还可为石墨烯在催化，能源转换与存储等领域的应用提供材料支持与相关理论支撑。 项目特色： 1.制备了基于二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成三维石墨烯体相材料，该材料不仅保留了二维石墨烯材料的本征性质， 而且具备优良的机械及光电性能。 2. 在国内外首次观察到厘米级尺寸的裸眼可见的宏观石墨烯样品，只依靠瓦特级别的光作为单一驱动源，即可实现较大距离(数十厘米)的有效的运动，并提出了光致电子发射驱动的机理解释上述三维石墨烯体相材料独特的光驱动， 3. 上述材料的制备与性能研究揭示通过有效合理的结构构筑手段，能够得到以二维石墨烯作为构成单元，并有效保留其独特二维性质和兼具三维宏观形态的石墨烯体相材料，此项研究为其它二维材料的开展类似工作并拓展其应用提供了范例和思路。 已取得的成果： 项目的标志性研究结果于 2015 年 6 月在线发表于 NaturePhotonics，并于 2015 年 7 月正式发表（Nature Photonics, 2015, 9, 471-476）。杂志同期以“Two-dimensional materials: Lift off for graphene”发表了专题评论。英国著名科普杂志 New Scientist 以“Spacecraft builtfrom graphene could run on nothing but sunlight”为题报道了此研究，指出该成果“再为石墨烯这种优良材料增添了一种惊人的性能”。国内主要媒体包括人民日报、光明日报、新华网以及多家门户网站等均对此研究进行了报道，中央电视台《新闻联播》栏目于 2015 年 6 月21 日也对此进行了报道。 市场应用前景： 空间飞行器是人类探索宇宙的重要工具，而动力源问题一直羁绊着人类无法走得更远。目前几乎所有的航空、航天飞行均采用化学驱动，即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力，光直接驱动飞行是科学界和航空界多年的梦想。

本发明通过一种特征电场激励植物释放原生态空气负离子，而非依靠电离空气产生人工负离子的方法净化空气，其突出特点是绿色环保，植物空气负离子对人体健康有益，但电离空气产生的高浓度的空气负离子据报道对人体健康无益。不同于传统的空气净化方式，该技术不会产生二次污染，其应用前景广阔，现已获得国家发明专利2项，实用新型专利多项。目前，需寻找投资合作使其尽快产业化。

锂离子电池对现代电子设备、电动汽车和储能系统至关重要，然而目前商用锂离子电池不能苛刻温度环境下使用，尤其在低温环境下能量密度严重衰减，限制了其在电动汽车、户外储能、国防军工以及深空探测等领域的应用。随着锂离子电池应用领域的不断拓展，要求锂离子电池在高温/低温兼顾条件下能提供能量输出，以保障装备正常工作，目前锂离子电池还难以达到这一要求。同时，锂离子电池作为苛刻温度环境服役的电源设备仍需克服较多的问题，如无法跨温区使用、低温无法充电、安全性能低等。 本成果攻克了复合碳负极材料、快离子输运特性正极材料和宽温域高电导率电解液体系等关键材料，解决了锂离子电池低温容量衰减严重、低温无法充电和高温/低温不能兼顾使用三大技术难题，突破了锂离子电池在-60~70℃宽温域使用技术壁垒，开发的锂离子电池产品可在高原高寒、沙漠、极寒极地、深空等全疆域使用要求。 本团队拥有教授、副教授和研究生100余人，依托中南大学“粉末冶金国家重点实验室”、“轻质高强结构材料国家级重点实验室”及“粉末冶金国家工程研究中心”等3个国家级研究和产业化平台，完成了三项技术转化。

本项目制备了具有低温固化性能的纳米二氧化钛溶胶，利用现代涂布技术，在彩钢板表面涂附具有分解有害物质、抗菌、杀菌、防污、自清洁功能的纳米二氧化钛涂层，使传统的彩钢板具有更广泛的用途和更优异的特性。 纳米二氧化钛光催化剂具有两个最显著的特性：在紫外光照射下具有光催化活性和超亲水性。光催化活性可以分解吸附在表面的一些有机物、有害气体和生物体。超亲水性具有易洗、防污、抗污的能力。如果在彩钢板的表面涂附上具有光催化活性和超亲水性的纳米二氧化钛涂层后，可防止真菌、微生物、霉菌及细菌在钢板表面繁殖，分解吸附在表面的任何有机物，还具有防污，自清洁作用，将适应于电子工业厂房、特殊医用检查室（X射线、磁共振、超声波等），无菌病房和实验室以及一些净化和家电设备，填补了国内空白。这些具有特殊功能的高档次彩钢板在中国的潜在市场很大，很有发展前景。 本研究项目的关键技术和创新点在于如何解决低温固化纳米二氧化钛溶胶的制备、纳米二氧化钛涂层和彩钢板固有涂层之间的结合牢度、膜透明性以及光催化活性之间的矛盾。中试规模的纳米二氧化钛溶胶经过鼎升金属材料有限公司和山东陵县江南净化彩板有限公司在彩钢板上涂布使用后，反应良好。涂布纳米二氧化钛功能膜的彩钢板经过吴江市东吴机械有限责任公司使用后，肯定了本项目所制备的彩钢板具有分解有机物、抗菌、防污、自清洁功能。

一、 项目简介提出了低压电器试验的基本理论、试验方法及抽样方案；研究了电器试验数据的高速采集与处理技术，实现了电器试验参数的实时测量、分析和在线显示；研究了电器电弧图像的高速采集与处理技术，首次将高帧频CCD用于电器电弧图象的动态拍摄，设计了独特的直管纤维镜、目镜和析光镜的结构；研究了电器试验的测控技术，实现了继电器、接触器、断路器和剩余电流动作保护器（漏电开关）等典型电器产品试验的自动控制与检测。二、 技术指标本项目综合了课题组十多年的理论研究和应用研究成果，发表学术论文68篇；通过本项目的研究培养出博士6人及硕士16人，破格晋升高级职称共11人次；并获河北省科技进步一等奖1项，天津市科技进步二等奖1项。于2002年荣获国家科技进步二等奖。三、 推广应用情况该成果已应用到国内主要电器检测中心、试验站和机械工业及信息产业系统众多大型企业；其专著被河北工业大学等高校电器学科研究生选为教材使用，并被中国电工技术学会所属学术团体多次举办的电器试验学习班选为教材。 电器电弧图象的动态拍摄系统照片    控制电动机负载的继电器电寿命微机控制与检测装置照片

Ø  成果简介：该技术适用于车辆发动机或发动机和变速箱的一体化匹配仿真、控制和标定技术。成果可以分为三个部分：动力传动一体化的匹配仿真技术，动力传动一体化控制系统软硬件技术，动力传动一体化控制系统的参数标定和试验技术。可以进行发动机和变速箱的系统的匹配、控制和标定开发，也可以就单项技术进行技术转让或合作开发。发动机的控制内容包括：汽油机的点火、喷油和怠速空气量的动态和稳态协调控制，具有空燃比的闭环控制功能。变速箱的控制功能包括：换档控制、液力变矩器闭锁和滑转率控制、变速箱液压油路

该技术适用于车辆发动机或发动机和变速箱的一体化匹配仿真、控制和标定技术。成果可以分为三个部分:动力传动一体化的匹配仿真技术，动力传动一体化控制系统软硬件技术，动力传动一体化控制系统的参数标定和试验技术。可以进行发动机和变速箱的系统的匹配、控制和标定开发，也可以就单项技术进行技术转让或合作开发。 发动机的控制内容包括:汽油机的点火、喷油和怠速空气量的动态和稳态协调控制，具有空燃比的闭环控制功能。 变速箱的控制功能包括:换档控制、液力变矩器闭锁和滑转率控制、变速箱液压油路主油压控制。 一体化控制功能包括:基于总线的数据共享、换挡品质控制（包括换档过程发动机降扭矩、变速箱主油压、液力变矩器解锁等）、汽车动态过程发动机喷油量和扭矩控制、车辆行驶安全控制等。 改装后的轿车操作简便，可以自动地在各挡位间切换，换挡过程平稳，车辆起步、加速性能良好。样车的等速油耗和ECE工况油耗测试结果:60km/h等速油耗为5.82L/100km，ECE循环油耗9.75L/100km。