作为高新技术产业的磁性生物分离技术，在蛋白纯化、核酸提取与分离、病毒及特定细胞检测、生物传感器等方面均得到了广泛的应用。利用磁性生物分离技术制备的用于蛋白质、细胞、核酸、病毒等分离检测的试剂盒，能够实现快速、特异性和高效的生物检测。因此，磁性生物分离技术具有广泛的应用前景，并已成为高新技术产品研发的一个热点，对于细胞/基因治疗、生物制品研发、疾病预防与早期快速诊断治疗、检验检疫等高技术行业的发展具有极大的推动作用。本项目在已有自主知识产权的磁性纳米粒子（SPIO）的绿色环保低成本的先进制备技术基础上，建立对SPIO表面进行不同类型功能化的构建技术和方法，一步实现不同聚合物对超顺磁性四氧化三铁纳米粒的可控包裹，并可获得粒径均一、形状和尺寸可控的磁性复合微球，利用具有优异抗蛋白质吸附能力的聚合物，如聚乙二醇等对磁性复合微球表面可控功能化，以及多种抗体或特异性识别基团联用机制，降低对生物分子的非特异性吸附，实现对目标物的高特异性吸附与分离，以获得具有我国自主知识产权的新型高效环保的磁性纳米生物分离材料及系统。

心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。国内外多项病例报告显示，该技术不仅能够减少术者和患者的X射线暴露时间，而且能够提高各种介入手术的成功率，扩大了介入手术的适应病症范围，同时减少了手术带来的负面影响及潜在的风险。 由于磁导航系统价格昂贵，一个配备有磁导航系统的电生理导管室的造价是常规电生理导管室的3倍左右，这是磁导航系统在国内普及遇到障碍的原因之一。此外，传统的磁导航技术中，实现一个磁场坐标的定位需要同时使用三个单轴磁场传感器，且传感器与计算机通过有线连接，这种方案限制了磁导航的定位精度，同时也增加了手术的难度。因此，如何对现有磁导航技术进行技术创新，使其成本降低的同时还能让手术更加精准，过程更加简单，是未来国内磁导航需要攻克的难题。 图1 单器件实现三维磁传感原理 图2 系统框图 三、技术优势 本成果提出的磁导航技术方案中，一个磁场传感器便可以实现三个方向的磁场感知，具有高的空间分辨率和集成度，极大地缩减附有传感器端的导管尺寸，同时利用无线传输技术使心脏微创介入手术变得更加简单。 性能指标 线性度范围：x方向：±20Oe，y方向：±20Oe ，z方向：±20Oe； 灵敏度：x方向：377V/A/T，y方向：345V/A/T ，z方向：625V/A/T； 线性度误差：x方向：2.3%，y方向：2.9% ，z方向：3.3%。 四、专家介绍 游龙，华中科技大学光学与电子信息学院教授，博士生导师，自旋电子器件及系统课题组组长。自2001年起一直从事自旋电子技术国际前沿课题包括磁记录、磁传感和磁逻辑等领域相关的物理、材料及器件研究。近五年来，面向国家重大需求和国际前沿，在非挥发性随机存储器、自旋神经形态器件、自旋逻辑计算电路、自旋信息安全芯片和磁场传感器等领域开创性地提出了多项重要的新技术概念和设计方案，尤其首次实现了使用单个器件对三维磁场的探测以及存储。相关成果以第一作者或通讯作者已在Nature Nanotechnology, Nature Electronics, Proceedings of National Academy of Science (PNAS), Nano letters等国际学术期刊发表40余篇学术论文。

项目简介 本发明公开了一种磁助光催化污水处理装置，包括电动机、反应器、磁线圈、旋转 装置、高梯度磁分离器和磁絮凝剂回流泵，在反应器内部设置有旋转装置和紫外灯组， 旋转装置上设置有磁铁条组和刮泥板。污水从反应器进水管进入，磁性光催化剂在紫外 光照射下，通过磁铁条的搅拌和磁场作用与污水反应，达到处理污水的效果。 性能指标 (1)净化效果好，本发明使污水中的污染物通过磁场、光催化、絮凝等作用得到有 效地去除，对污水中氮磷去除效果好，去除率 90％以上；(2)成本低，能耗约是同等处理 规模的传统设备能耗的

项目简介 本成果属于污水处理设备，具有磁絮凝反应器，该絮凝反应器主要由产生磁场的线 圈和反应容器两部分组成，线圈为横向和纵向两套，通过时序控制器的运用，可有效控 制这两套线圈连续间接运作。该磁路接有脉冲直流电源，线圈中电流方向不断改变，两 套线圈又可产生相反的两个方向磁场。在线圈外套有轭铁和冷凝装置，轭铁用来固定线 圈和防止磁外漏；冷凝装置同冷凝水来控制线圈工作时温度。反应器主要分为反应区、 缓冲区、和沉淀区，外部配有加药系统，来投加絮凝剂。该装置能长

高浓度污水的絮凝沉降处理中，往往会遇到泥化程度高、难以沉降的问题，将磁性力场引入絮凝工艺，可望增强絮团沉降动力，提升污水澄清效果。磁性絮凝剂是将磁种材料与絮凝剂基体复合，形成集磁性与絮凝特性与一身的复合絮凝剂，在高浓度工业污水、矿物洗选废水、生活污水的磁絮凝处理方面具有重要的应用前景。

磁现象资源箱  型号：QWC1210   实验清单： 判断磁极实验    判断磁性实验 磁悬浮实验        小车磁力作用实验、 电磁铁实验

成果创新点 主要技术创新路径：申请人依据经典爆炸复合理论， 利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利 用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波 和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性 变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。 关键技术指标：基复管精确定位、爆炸参数的合理选 择以及金属爆炸索的制备。 核心解决问题、核心优势等： 1) 降

主要技术创新路径：申请人依据经典爆炸复合理论，利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。 关键技术指标：基复管精确定位、爆炸参数的合理选择以及金属爆炸索的制备。 核心解决问题、核心优势等： 1) 降压：能够降低炸药爆轰的初始压力，削弱其对管材的损伤； 2)延时：利用爆炸产生的冲击波和水体动能作用于覆管，延长爆炸能量作用时间； 3)降温降烟：水的比热容很高，该方法既能够有效降低爆轰产物作用于管材的温度，保护管材，又能够有效降低爆炸后的炮烟，有利于现场操作

金属橡胶，是一种由细金属丝经缠绕、拉伸、铺放及模压制成且具有橡胶般高弹性、大阻尼的新型减振材料，故取名为金属橡胶。金属橡胶产品为全金属材料制成，具有极佳的环境适应性和可靠性，可在各种恶劣环境下工作，耐腐蚀，不发生老化，性能稳定，能为各种电子设备提供隔振、缓冲，保证各精密电子设备正常工作。金属橡胶隔振器的性能经过国家权威部门的检测：达到国家规定的振动量级和频率范围内，不仅具有良好的隔振缓冲特性，而且还具有极其优异的抗疲劳特性。经过多年应用，金属橡胶隔振器产品已经形成系列化，可用于0.05kg~5000kg设备的隔振。

常温液态金属通常是指一大类熔点接近室温的低熔点金属。与传统认知中的金属不同，此类物质通常情况下呈液态，既具有液体良好的流动性，又拥有金属材料优异的导电性与导热性，且易于通过温度调控使其在固液相之间快速切换，即表现出刚柔相济的特点。由于这些因素，液态金属在柔性电子、3D打印、芯片冷却、生物医学以及可变形机器人等领域得到了日益增长的应用。 然而，常规的液态金属材料自身密度通常很高，这会给由此制成的器件与装备平添额外重量，造成相应能量消耗，也削弱了使用的灵活性。 为改变上述现状，刘静课题组提出了旨在制造轻质液态金属的基本思想，他们特别以共晶镓铟合金及中空玻璃微珠为典型代表（图2），制备出了密度仅为水的一半以至可漂浮于水面的轻量化液态金属复合材料（图3）。这种材料除保留了纯液态金属良好的导电性、导热性、力学强度及固液相变特性（图4）外，还拥有可塑性、可变形性乃至磁性等行为，作者们为此设计了系列平面及三维应用场景，并引入不同封装方式实现了对材料漂浮行为的调控，展示了水面电路及水中机器人的潜在应用。 图2. 典型轻量化液态金属复合物微观结构的SEM与EDS图 图3. 基于液态金属-中空玻璃微珠制成的轻量化复合材料及对应密度 轻质液态金属物质概念的提出具有基础科学意义和普适应用价值，由此开启了一条研制新型液态金属功能材料的基本途径。原则上，结合各类液态金属与对应的轻质改性物质，可赋予终端材料更多目标功能，从而能以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能如电、磁、声、光、热、力学、流体、化学等集于一体，这是已有材料体系不易具备的，因而在许多场合十分有用，比如作为印刷电子墨水、3D打印材料、可注射金属骨骼与牙科修复、血管栓塞及造影剂、水中机械电子设备、刚柔相济型可穿戴外骨骼以及可变形柔性机器人等。 此项研究中，论文第一作者为清华大学医学院生物医学工程系博士生袁博，通讯作者为清华大学医学院生物医学工程系教授刘静。相应研究得到国家自然科学基金重点项目及中科院前沿项目的资助。 论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910709