“石墨烯微结构的精准调控及其应用”首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 近年来，石墨烯领域未获得突破性应用成果，也未找到“杀手锏”应用领域，关键是石墨烯结构调控不到位。一个基本的共识是，对石墨烯材料的结构进行设计和调控，有助于在光电器件、能源转化存储、重大疾病诊疗、污染物治理等领域取得重大突破。上海大学吴明红院士领衔的研究团队聚焦“石墨烯微结构的精准调控及其应用”取得了开创性的研究成果，首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制，在Nature及其子刊上发表十余篇系列论文，获得国家自然科学二等奖。负责人吴明红是中国工程院院士、俄罗斯工程院和俄罗斯科学院外籍院士，获国家杰出青年基金、教育部长江学者及创新团队发展计划等支持。团队依托有机复合污染控制工程教育部重点实验室，推动基础科研成果向应用转化，在生物医学、环境治理等领域取得了相关应用突破。 一、主要理论突破 聚焦于研究主题，团队在以下三个方面取得重要突破： 1）为解决传统方法制备的石墨烯缺陷多，无法量产的问题，团队在分子水平上首次使用分子融合法实现了高品质单晶石墨烯量子点的可控制备。通过对单晶石墨烯量子点精准的物理化学性质调控实现了不同亚细胞器的定位，有力推动了石墨烯量子点在生物成像、重大疾病诊疗中的应用。 2）为解决单层石墨烯容易聚集的难题，团队通过“原位复合与还原”一步法调控策略，获得单层石墨烯复合催化材料。团队首次在该材料上观测到光生电子空穴对分离的皮秒级超快过程，发现并揭示了单层石墨烯高效抽取和快速传输光电子这一重要规律，为高质量单层石墨烯复合材料在催化等领域的广泛应用奠定了坚实的理论基础。 3）精确调节石墨烯层间距，可以将石墨烯有针对性地应用于离子筛分、污染物选择性吸附等广泛领域。团队通过金属水合离子的层间插入控制氧化石墨烯层间距，在国际上首次实现了层间距在超小尺度上（1 Å）的精确控制。 二、在黑臭水体治理、地表水水质提升上的应用 地表水内源污染治理的关键是削减河道污染负荷，重建水生生态。团队以层间距可控石墨烯为基质，发展了水环境污染生态修复的叠层材料。以石墨烯为基体的复合微生物在其表面生长并形成生物膜，通过石墨烯和生物膜的协同作用，对水体污染物进行高效截留、吸附并降解。该复合技术运行成本低，治理周期短，工艺简单，无需底泥疏浚即可将地表水提升至IV类水以上水质指标，对河水的COD、氨氮和总磷，去除率达到80%以上。目前，团队已与上海宝山区政府建立多个石墨烯治理黑臭水体示范基地，显著提升当地水质环境水平。 三、石墨烯负极材料的钠离子电池储能系统应用 锂资源的匮乏，不足以支撑锂离子电池在储能市场的广泛应用，其成本较高的弊端也逐渐显露。同时国内外化学储能市场需求越来越大，促使研究者们利用资源丰富的钠元素组装得到钠离子电池。 经过对钠离子电池材料体系筛选和研究，本团队核心材料选用普鲁士蓝及其类似物作为钠离子电池正极，碳基材料作为钠离子电池负极。其中普鲁士蓝制备主要采用沉淀法及水热法，能耗更低。此外，普鲁士蓝能够作为一种染料进行使用，其安全性非常高。经过一系列放大，正极普鲁士蓝材料的充放电比容量达到160 mAh/g，碳负极材料的充放电比容量达到300 mAh/g。经过中试线生产预制，单体电池工作电压在3.2 V左右，能量密度在100 Wh/kg以上。单体电池在穿刺、挤压、外部短路、及破坏后浸水测试的情况下，均没有发生自燃和爆炸等情况，安全性高。 目前，拟搭建5条钠离子电池储能全自动生产线及相关配套设施，研发生产低成本、高安全、长寿命钠离子电池关键材料，实现高性能钠离子电池产品产业化，预计至2026年项目达产后，年产值达约22.5亿元；年亩均产值1666万元。 四、石墨烯传感材料在呼吸式血糖仪中的应用 我国糖尿病人数众多，并逐年上升。血糖检测仪与检测试纸市场规模约为460亿元，然而国外品牌却占市场份额大半。现有血糖仪采取长期有创刺血检测，存在很大感染风险，给病友带来巨大的生理和心理上的痛苦。呼吸式血糖检测无创，吹气即可检测，完美解决市场痛点。 糖尿病患者呼吸的气体中，可检测的VOCs较异常，需要高灵敏度的气体传感器进行识别。但是，常规气敏传感材料检测限与响应恢复能力不足，且难以在复杂气体氛围中实现特异性检测。团队通过对石墨烯带隙和表界面特性的精确调控，实现皮秒级载流子空穴的形成，从而实现对气体分子的快速响应，解决气体传感器灵敏度、选择性和响应恢复迅速的关键科学问题。研发的呼吸式血糖仪可满足确诊病友的日常检查、实现医院、公共场所快速筛查、手机APP记录管理以及网上专家互动诊断等功能，具有无创伤、无痛苦、便捷即时（15s）等特点，是首款呼吸式血糖检测产品。目前已二类医疗器械证书，即将已进入临床阶段。

本项目重点解决复杂高层结构大震分析、失效评价、失效调控、抗震设计理论等关键科学问题，开展大震弹塑性分析技术、失效评价方法、失效调控、抗震设计理论等关键理论研究和技术攻关，提出系统的复杂高层结构抗震设计理论并实现工程应用。本项目研究成果已发表学术论文109篇，其中SCI/EI 收录96篇；编写专著1部；申请或授权专利9项、软

本项目揭示了磁性纳米结构中电子自旋极化效应的新机理和新规律，通过构建新型纳米结构和器件实现了自旋电子极化的产生、传输的可调控性。加深了对自旋特性和基本物理现象的理解，也解决了自旋电流产生、传输、控制和应用方面的多个关键科学问题，为下一代自旋电子学器件提供了重要的技术支撑。近5 年来在Phys Rev B，Appl. Phys. Lett.等国际主流期刊上发表SCI 论文76 篇。申请国家发明专利22 项，已授权专利7 项。其中10 代表性论著被SCI 他引288次。多项研究成果受到了学术界的高度关注

本发明公开了一种钝体截面桥塔结构风致振动抑制构造，涉及桥梁工程技术，该构造为对钝体截面一侧两直角切除，使桥塔截面为带直角切角的截面形式；且该直角切角沿桥塔连续布置；直角切角的长约为桥塔截面长的1/16~1/17，直角切角的宽约为桥塔截面宽的1/8~1/9。本发明改变桥塔的空气绕流特性，显著提高了钝体截面桥塔的驰振稳定性，结构简单，施工方便且经济性好。

成果简介（1） 回转支承回转支承是一切两部分之间需要相对回转又同时承受轴向力、 径向力和倾覆力矩的机械传力基础元件。 其基本功能是采用螺栓将其固定在机械设备的上、 下支座上进行传力和传动， 实现机械设备两部分之间的相对回转。本项目运用弹性接触理论及有限元方法， 以 SOLIDWORKS 软件和 ANSYS 软件为工具， 建立了球式及柱式回转支承产品的整体有限元计算模型， 研究了典型的球式及柱式回转支承产品在倾覆力矩和轴向力综合作用下的力学性能。 尤其针对回转

解决混凝土结构服役性能提升的关键技术难题，在混凝土结构性能的可控提升技术，加固材料的高效利用技术，力学性能和耐久性能的综合提效技术等方面取得了一系列创新成果。

本发明公开了一种超导电机的力矩传导结构，其特征在于，该 力矩传导结构设置于低温转子与常温电机轴之间，且其为圆筒状的支 架状刚性结构，由此在所述低温转子与所述常温电机轴之间形成延长 的热传导路径。按照本发明实现的多层力矩传导结构，能够通过法兰 与梁结构配合使用，在结构部件中合理开孔以增加热传导路径，从而 显著减小力矩传导结构的漏热；从低温转子的内部支撑转子系统，充 分利用了转子与电机主轴之间的空间，不会占用额外的轴向空间，不 会增加电机的轴向长度；该多层力矩传导结构加工方案灵活，尤其适用于大型超导电机

脉管制冷机属低温制冷技术，其理论基础为工程热力学。脉管制冷机没有在低温下工作的部件，可靠性高，主要用于航天器或飞行器中红外探测器和电子元件的冷却。本成果包括在国际杂志《CRYOGENICS》上发表的论文10篇和国际会议论文集中的论文1篇。在对脉管制冷机的工作原理进行热力学分析时，发现由于脉管中的压力与流量不同相，造成了流量中的一部分系“不制冷分量”，降低了

本实用新型公开一种拼接式墙体的板材拼接结构，包括拼接的第一板材、第二板材，所述第一板材与第二板材的相邻拼接面设有方形凹槽，所述方形凹槽的上下内壁对称设有第一半球形定位槽、第一定位珠，所述第二板材与第一板材的相邻拼接面设有与方形凹槽拼接的插块，所述插块的上下端面对称设有第二半球形定位槽、第二定位珠，所述第二半球形定位槽与所述的第一定位珠卡合，所述第二定位珠与所述的第一半球形定位槽卡合，所述插块上还设有与所述方形凹槽的槽口内壁贴合的密封胶件。本实用新型墙体板材可以将板材与板材之间紧密的进行连接，避免了传

（专利号：ZL 201410383939.0） 简介：本发明提供了一种微细凹凸结构的电解加工方法，属于电解加工领域。该方法利用一个带有贯穿孔和盲孔结构，且由金属层A、绝缘层和金属层B组成的模板；将工件阳极与金属层A分别与电解电源Ⅱ正、负极相连接，将工件阳极与金属层B分别与电解电源Ⅰ正、负极相连接；金属层B与工件阳极相隔一定距离，并经模板上的贯穿孔喷射电解液；接通上述两电解电源，模板向工件阳极适量进给，进行电解加工，在工件表面可得到微细凹凸