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精准能量调控点环光斑激光加工头
【研究背景】
图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。
图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布
【痛点问题】
现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。
【解决方案】
本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。
（1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法
为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。
图2 螺旋相位板结构
螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。
图3 产生涡旋光束的光路图
表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布
本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。
图4 实验生产的涡旋光束
（2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法
图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。
（a）三镜方案
（b）两镜方案
（c）单镜方案
图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法
华中科技大学
2022-09-27
锂离子电池组快速能量均衡技术
本研究成果研究出一种先进的能量管理和能量动态平衡新技术、使电池组使 用寿命（续航能力）成倍增长。
由于锂离子电池具有单节电压低的特点，通常将多节电池串联，构成电池组 使用。而由于制造工艺的原因，单体电池的特性总存在差异，在充（放）电过程 中容易出现部分电池过充或过放的现象，严重影响电池的使用寿命，从而导 致电池组使用寿命缩短几倍甚至十几倍。为了延长电池组的使用寿命，必须 使所有的电池均保持在同样的电池荷电状态（SOC, State of Charge）□因此， 需要建立锂离子电池组能量均衡系统，平衡电池组中各个单体电池的SOC,充 分发挥各单体电池性能，提高电池组使用容量，延长其使用寿命。该项技术已 有大量研究成果，包括有损均衡（被动均衡）和无损均衡（主动均衡）两种方式。 有损均衡是能量耗散型方式，技术趋成熟，已经得到广泛应用（丰田普锐斯混动 汽车）。但其能量全部损耗在电阻上，效率低。无损均衡通过电路对能量进行转 移来实现能量均衡，效率高。但其结构复杂，控制难度大，目前还在研究过程中。 主要问题是均衡速度慢、效率低。本研究成果提出了一种先进的电池组能量均衡 技术一一总线式均衡技术，与其它均衡技术相比，具有电路简单、易于模块化、 均衡速度快、效率高、电路成本不显著增加的特点。特别适用于大功率储能系统。 市场及经济效益分析：
该项技术可以应用于各个领域的储能系统，是智能电网、可再生能源接 入、分布式发电、微电网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术，不但可以有 效地实现需求侧管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降 低供电成本，而且还可以调整频率和补偿负荷波动，提高电网运行稳定性。例如, 风力发电与光伏发电互补系统组成的局域网；偏远地区供电、工厂及办公楼供电; 通信系统中不间断电源和应急电能系统；大规模电力存储和负荷调峰系统；电动 汽车的动力系统；国家重要部门的大型后备电源；军事领域中可移动大型供电设 备等。因此，该项技术具有巨大的产业化效益。
重庆大学
2021-04-11
NMT寄生虫感染组织能量代谢仪
“NMT界乔布斯”许越先生推荐创新平台
中关村NMT产业联盟推介成员单位创新产品
“生物安全，人人有责”
推出背景：
在国际竞争白热化，战争形态多样化的今天，生物安全已成为国家安全的重要组成部分，为积极应对这一挑战，2019年10月，生物安全法草案于首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。本次新冠肺炎疫情的爆发，让各界更加意识到，生物安全对于确保国家安全、保障社会稳定、人民群众生命安全和身体健康的重要性。
国家安全就是国家竞争，归根结底又是科技实力的竞争！因此，作为中国的高新技术企业，中关村NMT联盟的会员单位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技术积累，以NMT：非损伤微测技术为底层核心技术，迅速推出了与国家生物安全相关多种检验，监测仪器设备，以及适用于多个学科及领域的研发平台：
《NMT生物安全创新平台》特制系列产品！
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
分类及用途：
1）《NMT寄生虫感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-PTM-100）
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
2）《NMT寄生虫感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-PTM-200）
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
《NMT寄生虫感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-PTM-100）
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
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用途：
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
参数：
1.基本功能：
1.1针对寄生虫感染组织能量代谢研究设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速
《NMT寄生虫感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-PTM-200）
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
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用途：
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
参数：
1.基本功能：
1.1针对寄生虫感染组织能量代谢研究和研发设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
1.4可实时监测和记录检测时的环境参数：温度、湿度、大气压、海拔、经纬度
1.5 可拓展检测指标：葡萄糖、NADPH、ATP
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速，以及检测时的环境参数
旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
NMT细菌/病毒/组织感染组织能量代谢仪
“NMT界乔布斯”许越先生推荐创新平台
中关村NMT产业联盟推介成员单位创新产品
“生物安全，人人有责”
推出背景：
在国际竞争白热化，战争形态多样化的今天，生物安全已成为国家安全的重要组成部分，为积极应对这一挑战，2019年10月，生物安全法草案于首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。本次新冠肺炎疫情的爆发，让各界更加意识到，生物安全对于确保国家安全、保障社会稳定、人民群众生命安全和身体健康的重要性。
国家安全就是国家竞争，归根结底又是科技实力的竞争！因此，作为中国的高新技术企业，中关村NMT联盟的会员单位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技术积累，以NMT：非损伤微测技术为底层核心技术，迅速推出了与国家生物安全相关多种检验，监测仪器设备，以及适用于多个学科及领域的研发平台：
《NMT生物安全创新平台》特制系列产品！
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
分类及用途：
1）《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-100）
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
2）《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-200）
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-100）
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
用途：
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
参数：
1.基本功能：
1.1针对细菌感染组织能量代谢研究设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速
《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-200）
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
用途：
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1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
1.4可实时监测和记录检测时的环境参数：温度、湿度、大气压、海拔、经纬度
1.5 可拓展检测指标：葡萄糖、NADPH、ATP
2.性能：
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2.4立体3D流速检测
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旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
开放式多端口能量路由器平台
以电能为核心，可汇集和管理电、冷、热、燃气以及其他形式的能源，具备能量灵活转化、变换、传递和路由功能，并实现能源物理系统与信息系统的融合，是支持能源互联网的核心装置。
1、独立统一的控制器、DSP（C6000）控制和快速原型控制器都可以根据用户的需求进行定制。
2、交流端口、直流端口可根据客户需求进行定制，端口数量和电压等级均可灵活变化。
3、直流端口电压等级可变，可以根据用户需求进行端口复用。
4、具备策略调度系统功能，统一控制器下所有变流器之间不需要通讯，通讯调度不需要考虑延时，是真正意义的实时控制，离并网实时切换，外接设备即插即用。
5、能量路由器具备二次开发特点，可根据客户需求提供完整硬件原理图和软件全部源代码。
南京研旭电气科技有限公司
2022-07-22
油品脱硫脱氮的清洁生产技术
项目简介： 油品质量的好坏已成为城市大气环境污染的重要源头之一，已经 引起社会广泛关注。控制油品的杂质含量，提高燃油质量是降低燃大气污染物排放的重要措施。本技术采用特征反应和吸附剂的吸附作用 耦合，利用化学反应提高对杂质化合物的选择性，通过控制吸附剂结 构来强化反应速度。通过改善吸附剂表面催化剂分子的分布，提高催 化剂催化能力，反应产物被吸附在吸附剂孔内，得到深度除杂清洁燃 油。 项目特色： 本技术克服了杂质反应活性低，难以脱除的难题。吸附剂经多次 使用后，仍具有很高的反应活性和吸附容量。燃油中的其它组分，例 如芳烃，烷烃和烯烃以及水分对反应过程没有影响。本技术已经获得 发明专利授权 2 项，发表 SCI 论文 9 篇。本技术的授权专利已经进行 了工业初步转化，为今后进一步深入研究和大规模推广应用提供了基 础。 市场应用前景： 本技术可以应用于各类型油品的除杂净化生产过程，例如：催化 裂化汽、柴油，焦化燃油(轻、重柴油)，各类型塑料热解油(脱氮)，生 物燃油，高含硫量的废旧轮胎热解油等。预计单套设备正常投产后可 年新增销售利润 300 多万元。
南开大学
2021-04-11
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-02-01
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-04-10
非重氮卡宾前体的偶联反应
通过分子间亲核进攻将碳碳三键转化为金属卡宾的过程应用于交叉偶联反应。应用结构简单的炔酰胺用作钯卡宾前体，通过有序的分子间氧化与卡宾转移插入的串联过程，实现了钯催化下炔酰胺与苄基溴化物的加氧偶联反应 （ Palladium-Catalyzed Oxygenative Cross-Coupling of Ynamides and Benzyl Bromides via Carbene Migratory Insertion. Yunpeng Gao, Guojiao Wu, Qi Zhou and Jianbo Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2716） 。Fischer 卡宾是经典的稳定金属卡宾络合物，利用卡宾配体在不同金属之间的转移，一系列钯催化的 Fischer 铬卡宾交叉偶联反应。 通过一系列机理验证实验和 DFT 理论计算，对该反应的机理进行了深入 的探讨，验证了卡宾转移以及 钯卡宾的迁移插入为催化循环中的关键步骤 （ Palladium-Catalyzed Reductive Cross-Coupling Reaction of Aryl Chromium(0) Fischer Carbene Complexes with Aryl Iodides. Kang Wang, Yu Lu, Fangdong Hu, Jinghui Yang, Yan Zhang, Zhi-Xiang Wang, and Jianbo Wang, Organometallics 2018, 37, 1 ）
北京大学
2021-04-11
水质COD、氨氮和pH在线监测仪
水质三项指标在线监测仪（同时监测PH、NH3-N、COD三项指标）是由我校生命科学分离科学研究所的梁恒教授领导的课题组于2001年完成原理性样机。该仪器于2001年9月29日通过鉴定，鉴定委员会一致认为该技术成果属于国内首创，在顺序注射自动监测水质仪器研究领域达到世界领先水平，所测各项指标符合国家标准。该集成仪器具有良好的应用前景和推广价值。本仪器采用以注
西安交通大学
2021-01-12