该成果用于考虑材料--结构--工艺--性能的多因素和多层次相互影响的材料和整体结构多功能化设计建模、材料、机械产品和建筑结构创新设计开发, 以及提供复杂载荷工况下增材制造材料和整体结构多功能化创新设计技术与软件系统。该成果在增材制造产品和建筑结构创新设计方面具有高效和高性能及低成本优势。 该成果在国家”863”和多项国家自然科学基金的支持下取得一系列创新性研究成果: (1) 发明了一种基于材料破损约束的连续体结构拓扑设计建模及优化设计方法; (2)发展了多载荷工况下多相材料结构的拓扑优化设计方法;(3) 研制了涉及静、动力学要求的柔性机构创新设计技术;(4) 提出了解决应力集中和奇异问题、最大应力波动问题、分析和计算量大问题和病态载荷工况问题等的关键技术; (5)打通了技术工艺, 开发了长度尺寸控制和多个制造工艺要求的约束表征及模型化技术;(6)发展了复杂载荷环境下结构静、动力学性能要求的拓扑优化的灰度单元抑制方法和考虑边界光滑化的结构优化模型化方法；(7)在国内, 率先研发了考虑智能制造约束的功能特征空间布局和支撑结构构型的复杂集成结构优化技术和与软件系统;(8)率先研发了多功能化材料的创新设计技术;(9) 研制了整体结构多功能化创新设计技术平台和工业应用技术。

由天津大学设计开发，主要用于混合戊烷中正戊烷、异戊烷和环戊烷的分离，并兼作混合碳四中正丁烷和异丁烷以及混合己烷中正己烷的分离。产品用途广泛,可作为可发性聚苯乙烯及聚氨酯泡沫体系的发泡剂，用于无氟冰箱、冰柜、冷库及管线的保温等领域；可作线性低密度聚乙烯催化剂的载溶剂,脱沥青的工业溶剂、分子筛脱蜡的萃取剂等；也可作为化工原料,如异戊烷脱氢制异戊烯、异戊二烯,戊烷混合物经氯化、精馏、催化水解,可生产粗戊醇,经多级分离蒸馏后得到1-戊醇,同时正戊烷氧化生产苯酐和顺酐的研究也取得一定进展。装置首次采用四塔可拆分流程，还可兼作混合碳四中正丁烷和异丁烷以及混合己烷中正己烷的分离装置，有利于压缩建设投资。改变传统装置先分离出混合戊烷中纯品正戊烷、异戊烷和环戊烷，再将前两者按比例混合生产发泡剂的做法，直接产出发泡剂、正戊烷或者异戊烷以及环戊烷产品。通过消除过度分离和事后再混合的不合理操作以及对换热网络进行优化创新，不仅较同类装置能降低30%左右的能耗，还提高了装置柔性和适应性（适应多种比例发泡剂生产要求和多重工况）以及企业对市场变化的应对能力。本技术通过自主创新开拓了分离领域新的精细分离方法。设计采用天津大学新型规整填料及塔内件技术（包括专利技术和专有技术如导向梯形浮阀、金属折峰式波纹填料ZUPAC、大直径丝网填料塔填料盘增强技术、通透式填料支撑结构、端效应减小装置、变孔径流预分布管技术、新型单级导板式液体分布器、槽盘式集油箱、双列叶片进料分布器等）。产品质量高于同类产品，满足了混合戊烷同分异构体精细分离的需要，各项技术指标均达到或超过了设计要求。

本发明公开了一种激光和水射流技术相结合的开采页岩气装置及方法，装置主要包括激光头和水射 流枪头等。激光头发出可控能量激光，水射流枪头射出活性液体，水射流枪头将活性液体射到岩石表面， 利用激光对活性液体进行加热产生局部升温和热反应液体，在液体中产生爆炸性化学反应，产生高压来 压碎岩石，使页岩颗粒更小，释放更多的页岩气。从而实现快速破页岩，高效获取页岩气的目的。该方 法可代替目前所用的水力压裂破岩方式

项目于2012年国家立项（教育部）作为创新创业计划，并资助十万元；同年七月荣获大学生科技“挑战杯”四川省大学生创业计划竞赛一等奖；十一月国家科技部组织在上海参加“首届中国创新创业大赛 获得全国百强 ”奖；年底国家知识产权局授予四项专利权。 该项目是四川大学自主开发的具有国际先进水平和我国自主知识产权的环保型高科技节能产品。“超轻质复合材料CNG气瓶技术”研制团队的部分成员是唯一参加建设、生产过几年轻质复合材料CNG气瓶的团队；该项目是针对目前为减少城市污染而大力发展的压缩天然气汽车研制的一种高科技配套关键产品-气瓶，属于高性能复合材料产品。这类气瓶是融各类内衬的密封性和复合材料的可设计性，高强度，轻重量的特点为一体,大幅度减轻了气瓶重量,又保证承压能力以及使用期间的疲劳寿命；国际上只有少数工业发达国家才具有研究开发生产能力。 全塑料复合材料气瓶已经过广泛的设计、试验和现场的使用试验结果也已证实；这种容器设计可以在汽车运行的环境和条件下安全地工作。全塑料复合材料气瓶是安全的，耐疲劳的，其重量轻和价格之间是相匹配的；目前，这类气瓶己得到世界上广泛的承认和接受，在许多领域内市场正在迅速增加，特别是在各类公共汽车上的应用，分外受到人们的重视和欢迎。这类超轻质复合材料气瓶不仅用于燃气汽车的燃料容器，而且还广泛用于消防，医院以及宇航，井下作业人员的呼吸器，今后将逐步全面替代原有的钢质气瓶和复合二代瓶，市场需求量很大，前景广阔。产品具有极高的经济效益和社会效益，是我国未来最具商业价值的项目，也是国际上正在研究和发展的一类重要高技术产品。 项目采用高密度塑料作内胆，并用计算机控制实现自动化生产；配有调整气瓶成型轨迹和控制机械性能的全套计算机辅助设计软件，可生产多种规格与品种的产品；生产效率高，产品质量稳定，技术成熟可靠；该技术是一个综合应用专利技术和专项技术，建成后的装备及生产技术达到或超过国际先进水平。发展燃气汽车的关键设备就是装天然气的气瓶；气瓶的质量直接关系到燃气汽车运行的安全与成本高低。 目前，国内尚无企业涉足，市场无此类超轻质复合材料CNG气瓶销售；而国外这类轻质复合材料CNG气瓶卖价（1～2）万元/只，价格非常昂贵。国内投资一条生产线仅需2400万元专用和辅助设备，厂房3000㎡，产值2.5～4 亿元，利税2～2.6亿元。超轻质复合材料CNG气瓶（CNG4)样品在四川大学产业科研院里展出，欢迎参观咨询；

天然气水合物存在于高压、低温的环境中，传统的实验室可视化检测需要配以耐高压透明视窗，不但降低了压力容器的耐压范围并且可视化效果也不理想。采用非光源性的可视化检测技术——磁共振成像解决了这一难题。并且通过对天然气水合物生成 / 分解过程图像亮度的变化分析得到被测样品中自由水的含量以及天然气水合物饱和度。能够对被测样品中所包含的天然气水合物资源量进行评价。技术指标如下，样品管压力 15MPa ；温度控制范围：常温～ -15 ℃；样品尺寸：φ 15mm ；图像分辨率： 0.125mm /pixel 。

牛传染性鼻气管炎俗称红鼻子病，是由牛疱疹病毒1型（BHV-1）引起的一种牛的急性、热性、接触性传染病，主要引起呼吸道和生殖道疾病。该病的发生极大地降低了奶牛的产奶量、公牛的繁殖力及役用牛的使役力，并产生呼吸道感染还容易继发牛的细菌性肺炎，疫苗是防制该病的关键。 该项目所用的材料是牛疱疹病毒1型BHV-1临床分离株，具有全部的毒力因子和其他免疫原性很好的抗原。因此，以该病毒为基础构建的牛传染性鼻气管炎ΔTK/ΔgE基因缺失标志菌株所制备的基因工程疫苗对牛免疫具有很强的针对性，具有广阔的市场应用前景。 α疱疹病毒成员的主要毒力基因TK基因和牛疱疹病毒1型的十个囊膜糖蛋白之一gE基因的缺失疫苗相较只缺失TK或gE基因的缺失的疫苗更安全可靠，更方便实际操作。 目前国内尚无商品化的IBR疫苗和试剂盒上市。该项目通过开展诊断方法研究与疫苗免疫效果评价，制定相对应的综合防控技术措施，其实用性和可操作性强，有望获得具有自主知识产权的基因缺失标记疫苗和快速诊断试剂盒，可以保障肉牛业和奶牛业的健康发展，增加农民收入，保障畜禽产业链的运行，稳定牛肉牛奶供应，产生较大的社会经济发展作用，具有在全国推广应用的价值，推广前景看好。 转化条件：具有GMP车间，实现规模化生产。 成果完成时间：2016年

该项目研制了一种能识别甲睾酮的特异性单克隆抗体, 它是由保藏号为CCTCC NO:C201493的杂交瘤细胞株MT9C10所分泌的。形成的检测甲睾酮的酶联免疫技术和试剂盒，与现有技术相比，制备的单克隆抗体可以识别甲睾酮，识别灵敏度高，特异性好，该项目ELISA技术和试剂盒检测灵敏度、准确度高，精密度好。 甲睾酮是一种人工合成的甾体类雄激素，具有环戊烷多氢菲的基本结构，在兽医临床上，甲睾酮被大量应用在畜牧养殖业中，能够促进蛋白质的合成和骨骼肌的生长，通过抑制脂肪的增长，从而使肌肉变发达，并且能够刺激动物对食物的欲望，使动物的日增重提高，同时大大提高了饲料的利用效率。 成果完成时间：2017年

本项目获 2017 年国家科技进步奖二等奖。 本技术围绕食品危害物低成本、快速发现为核心，将生物识别与结合新型纳 米标记材料相结合，针对目前生物快速检测中存在的稳定性和可靠性问题，利用 自组装技术将多种光、电、磁学信号集于一体，构建具有良好体系相容性和稳定 性的纳米-生物传感界面，提出了基于等离子手性信号的高灵敏检测新技术，发 展了集快速富集与多信号同时测定于一体的多功能传感检测新方法和新器件。 （1）综合运用了化学和生物体系的多尺度模拟和计算，提出了基于粗粒化 模型的抗原抗体亲和性定量分析新方法，设计并研制了 200 余种高亲和性和高特 异性抗原和抗体。 （2）研究了抗体与载体成分（纤维素、磁性纳米材料、硅球等）的表界面 性质，创制了基于相分离的新型分离富集介质，并研制了相关快速富集和分离产 品，大大提高了复杂基质中痕量成分的提取效率。 （3）研制了新型标记材料，解决了“高标记效率”和“生物分子高活性” 无法兼顾的难题，研制了系列高特异性检测探针，为复杂体系中痕量物质的快速 甄别提供了有力手段。 本项目共获得国家发明专利 87 项，实用新型专利 5 项，获美国授权发明专 利 1 项，制订国家食品安全标准 2 项。

主要技术内容： （1）破传统喷雾泵生产设备机械结构设计，采用凸轨、凸轮机构，创新性研制了高精度、高效率的喷雾泵电化铝壳抓口机、喷头打喷咀机等系列装配设备，提高了设备的装配精度和效率。提出集成基于等价输入干扰估计器与参数智能辨识的智能驱动控制技术，成功解决了微型喷雾泵现场设备层不确定干扰、电机参数的时变性对装备电机控制性能影响问题，提高了生产装备控制的精度及可靠性。 （2）集成 RFID 与 WSN，构建微型喷雾泵生产过程信息采集网络，创新性地引入混沌粒子群优化算法，优化采集网络节点部署；动态选择通信节点数目，在获得最大网络覆盖范围的同时，避免节点间的冲突，降低网络能耗，保证了生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性。 （3）创新性提出并实现了微型喷雾泵制造过程多目标资源优化调度技术。建立生产车间多目标资源优化调度模型，提出基于种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法来求解优化问题，并采用层次分析法进行决策，成功实现了微型喷雾泵生产全流程的精益管控，全面提高了生产质量与资源效率。 （4）创新性研发了一种面向制造全过程的信息集成平台。将生产过程信息、管理信息等数据高度融合，实现底层物联网到互联网的无缝连接；解决了常规DCS、MES、ERP 三层架构存在的数据交换困难、系统庞大、功能定制性差、难以适用于中小型制造业等缺点，为微型喷雾泵制造装备的自动化和信息化融合提供了解决方案。 行业意义： 项目通过攻克微型喷雾泵生产装备的自动化与信息化技术融合的关键技术，突破国外先进技术的壁垒，形成了自主知识产权与技术体系，项目成果提升了微型喷雾泵加工装备的自动化、信息化水平，符合国家可持续发展战略的绿色制造技术，可带动和促进化妆品、保健品等领域向高档化的高层次技术方向发展。 获奖情况：2015 年获中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖。 成果的技术指标、创新性与先进性： （1）引入凸轮、凸轨等机构，并结合等价输入干扰估计器、智能辨识等方法设计控制策略，从机械和控制两方面进行突破，自动化程度和生产效率高。 （2）集成 RFID 与 WSN，采用混沌粒子群优化算法优化网络节点，动态选择通信节点数目，降低网络能耗，生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性高。 （3）建立以缩短生产周期、减少机器空转时间、降低产品次品率为等为目标，采用种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法求解生产过程优化调度问题，采用层次分析法进行决策，实现微型喷雾泵生产全流程精益管控。 （4）采用完全不同于传统 DCS、MES、ERP 三层架构的模式，直接面向生产、管理全过程，开发信息集成平台，自动化和信息化融合度高、适用于中小型制造业。 技术的成熟度：相关技术已经形成产品，在无锡圣马科技有限公司及其下游企业进行了产业化。 应用情况： 针对微型喷雾泵加工装备产业当前普遍存在材料消耗大、能耗高、可靠性差、加工效率低、品种适应性差等问题，本项目以提高生产装备的自动化与信息化水平为目的，在装备高性能自动化控制、信息的采集与传输、优化调度、精益管控、平台建设等方面已经取得了创新性研究成果，并对成果进行了提炼、集成，从2012 年开始，针对本项目整体技术展开全面推广，应用于江苏、广东等地区的10 多家轻工装备制造及使用企业。 应用实践证明了，本项目成果总体技术创新程度高、成熟度高、附加效益显著，显著提升了我国塑料装备在国际市场具有较强的竞争力，有利于提高我国塑料装备的设计制造智能化水平，推动了我国塑料制造业的国际化发展。