本项目通过大量的实验研究设计出以水或水/酒精为绿色提取溶剂，采用合适的提取温度，借助合理的物理强化技术组成提取农林废弃物提取植物色素工艺；利用树脂吸附、柱分离、超滤膜、高效逆流色谱等技术，并优选合适的流动相分离出植物色素中的染色有效组份，利用HPLC-MS、IR、SEM、TEM及NMR等现代分析技术研究有效组份的主成分及结构特点；根据天然色素组份的结构特征寻求生态应用方法，植物染料应用于天然纤维棉毛丝麻上的绿色染色技术，开发了附合生态要求的天然染料染色的纺织品；以提取过色素的板栗壳残渣为原料，开展

一、项目分类 重大科学前沿创新、关键核心技术突破 二、成果简介 蔷薇科果树如苹果、梨、樱桃等主栽品种多表现为自花授粉不结实（自交不亲和性），需配罝授粉树和人工授粉来保证生产。针对我国一些果园存在授粉品种配置不当、人工授粉成本高造成生产成本高、坐果少、偏斜果多，损失巨大的问趣，通过持续攻关，取得如下创新性成果： 1、探究了苹果等蔷薇科果树自花（不）结实内在分子基础。系统揭示了苹果花柱S-RNase 在 ABCF 蛋白辅助下非特异性跨膜转运进入花粉管、突破硫堇蛋白 D1 介导的防御反应、引起微丝骨架解聚、tRNA 氨酰化受阻导致花粉管生长停止的机制；此外，明确花粉膜蛋白基因 HT1 变异导致苹果 ‘中苹1号’ 自花结实的分子机制；发现梨‘闫庄’中 S21-RNase 基因的一个碱基突变导致其蛋白氨基酸变异是造成自花结实的原因；解析了‘拉宾斯’樱桃中 S-RNase 被 SLFL 识别并泛素化降解的分子机制，为打破自交不亲和性，育成自花结实品种奠定理论基础，理论创新国际领先。 2、研发苹果等蔷薇科果树自花结实育种技术。全基因组关联性分析（GWAS）获得苹果‘寒富’ 自花结实性 SNP 高精度分子标记 1个，‘惠’ 自花结实性 SSR 分子标记 1个，建立了自花结实苹果分子快速预选育种体系；研发了花柱 S-RNase 快速提取技术、花粉管微丝标记技术及花粉管核蛋白提取技术，为自花结实分子育种提供了有力的技术支撑。 3、选育、推广苹果蔷薇科果树自花结实性品种。利用自花结实性综合评价技术挖掘白化结实苹果种质 4份、梨2份、樱桃1份；配置杂交组合，选育出自花结实优质苹果‘中苹1号’、‘岳冠’等，在北京、河北、辽宁等地示范推广10万余亩，经济效益每亩增加1000余元，有效推动当地果树产业轻简化生产进程，节本增效成效显著。

本项目从电器极间电弧放电特性、电接触表面动力学特性的界定及分析、电接触材料的转移、电弧对电接触材料的侵蚀机理和电接触数学模型五个方面进行实验、分析和理论研究。揭示了金属蒸汽电弧比气体电弧对触头材料侵蚀严重的本质；首次建立了反映电弧状态转换规律的蝴蝶型突变模型：首次建立了反映电弧状态转换规律的蝴蝶型突变模型：首次提出并界定了受电弧能量作用的电接触表面动力学特

这一项目以新一代大型电站锅炉、核反应堆及蒸汽发生器、流化床、石油天然气高效开采和储运等设备中的复杂多相流与传热传质问题为具体研究对象，同时对上述具体工业应用中带共性的基本现象进行重点研究，以便得出具有普遍意义的多相流热物理理论，取得深入系统的成果，既为上述工业发展提供扎实的理论基础，又为建立多相流热物理新年的学简直体系作出贡献。

项目背景：针对不同地区气象情况，开发研制全年自优 化控制策略系统，满足不同系统配置适应性。目前，低温型 多热源集成热泵系统核心部件存在效率低、环境适应性差等 问题，其系统对季节与环境温度、太阳能照射跟踪等方面能 效利用率低、智能化低等问题。因此，为了填补国家标准空 白，实现低温型多能源集成热泵供热系统能效提升 50%，结 合系统能效目标，同步优化集热蒸发器、水箱换热等模块及 开发。未来三年销售产值在 3.5 亿元，成为国内行业引领， 并带动周边相关产业发展。 所需技术需求简要描述：1.智慧低温型多热源集成热泵 核心部件优化，主要包括集热/蒸发器、冷凝器-水箱组件， 如何减小复合换热过程湿空气的结露、结霜等现象，提高换 热效率。2.基于全工况负荷特性的低温型多热源集成热泵系 统柔性设计。当系统偏离设计工况运行后，可以减缓系统性 能参数的降低，提高直热泵系统自身适应工况变化的能力， 可以使系统在面临所有工况时的性能整体达到较优水平。实 际运行中，涉及设计的环境参数都是四季更迭的，工况点存 在季节性，采集工况以一年为周期，涵盖四季工况。3.低温 型多热源集成泵供热系统优化运行与智慧控制技术研究基 于上述研究基础上开展低温型多热源集成泵供热系统的全 工况动态特性模拟。开展动态特征下的集成热泵循环系统多约束优化研究。开展基于逆向建模的热泵循环主动调控机制 研究。  对技术提供方的要求:具有直膨式太阳能热泵系统的研 究基础和试验条件，能够对系统进行仿真建模，通过仿真进 行系统性能改善，优化产品设计，针对不同地区气象情况， 系统能够自识别自适应，保证系统运行稳定，并实现性能提 升。合作单位可根据国家相关标准进行产品或系统的性能测 试及数据分析能力。 

成果的背景及主要用途：导墙或隔水墙这种轻型薄壁结构受到脉动压力的交变作用，导致结构物疲劳破坏和强烈振动的危险性，是一个现实的问题，应引起水工结构设计人员的充分重视，也是水利工程研究的一个重要课题。天津大学1996 年至 2000 年先后开展了中国长江三峡工程开发总公司委托的“三峡水利枢纽厂坝隔（导）墙泄洪振动的水弹性模型实验研究”（编号：ZT-96（1）-7）和“三峡工程厂坝隔（左导）墙的优化研究”（CT-98-22-5）的科研项目；2002 年至 2003开展了中国水电顾问集团中南勘测设计研究院委托的“向家坝水电站消力池底板和导(隔)墙结构水弹性模型试验研究”项目；2004 开展了“三峡导墙振动的原型观测研究”。通过这些项目的研究工作，对导墙结构的流激振动和结构优化开展了系统的实验研究、理论分析和原型观测，提出的创新性成果在工程中得到应用，取得了显著的社会和经济效益。 技术原理与工艺流程简介：对于导墙结构流激振动响应往往是其结构设计的控制条件，其结构的安全和结构优化设计与流激振动响应关系密切。但由于泄洪振动的复杂性，即激振源、脉动荷载时空相关和流固耦联效应的复杂性，通过单纯的水力模拟和数值计算难以正确确定导墙流激振动的响应。而采用泄洪激振的水弹性实验模拟可以很好的解决这一问题。水弹性模型是对“结构——水体——地基——动荷载”四位一体的流固振动系统的模拟，它可以同时满足“动荷载”输人系统相似和结构系统动力响应相似，即满足水力学条件和结构动力学条件相似。通过水弹性模拟实验研究导墙结构流激振动的一般规律，建立相应的理论计算模型，开展原型观测，提出导墙结构安全评价的指标以及安全监测、健康振动的理论分析方法，并通过原型观测来验证。技术水平及专利与获奖情况：该项成果达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测：针对三峡工程导墙从水流条件和结构静动力条件两个方面来进行三峡工程导墙泄洪振动及优化研究，研究成果已在工程建设中得到应用、实施，节省投资约 4000 万元，效益明显。 开展了向家坝水电站消力池导(隔)墙结构水弹性模型研究，优化了两个导(隔)墙体型。该研究成果对向家坝导(隔)墙的泄洪振动响应及其整体稳定性提供了科学的评价依据，为工程建设提供了一个强有力关键的技术支撑，相关成果已被设计采用。结合导墙结构原型观测，应用提出导墙流激振动的反分析方法，可为导墙安全运行监测和健康诊断提供了理论依据和技术平台，这种理论方法和技术手段对其他泄洪消能建筑物的安全监测和健康诊断、实时预警都有广泛的应用前景。该成果的理论方法也可推广到溢洪道边墙的流激振动和安全监测。 应用领域：水利水电工程设计和运行管理。 合作方式及条件：技术服务。

由北京科技大学联合大连海洋大学、鞍钢集团开发的全尾矿细骨料 C40 人工鱼礁混凝土，采用 1%水泥熟料，胶凝材料 99%由超细矿渣粉、钢渣粉和脱硫石膏代替，骨料 100%采用磁铁石英岩型铁矿的尾矿和废石。这类人工鱼礁混凝土中的固废总比例达到了 99.8%，并且其重金属生态风险指数低于我国大多数近海海域海底沉积物重金属生态风险指数。所制备的人工鱼礁的优良性能在国家海洋局重大公益项目“基于生态系统的海洋牧场关键技术研究与示范（项目编号：200805030）”的工程应用中得到充分验证。传统的混凝土人工鱼礁中水泥熟料含量一般在 10%以上，而本成果所制备的混凝土人工鱼礁中水泥熟料含量仅有 0.2%，水泥熟料下降的比例达到了 98%以上，因此在减少水泥熟料用量和减排 CO2 方面具有巨大的潜力。 极低水泥熟料全尾矿废石骨料混凝土人鱼礁潜在生态危害指数及评价见表 1，中国长江口近海海域、中国南海南澳岛海域沉积物重金属生态危害指数见表 2。从表 1、表 2 可以看出，极低水泥熟料全尾矿废石骨料人工鱼礁混凝土每一种重金属潜在海洋生态危害指数 Eir 均小于 40，潜在生态综合危害指数 RI 分别为 34.51、28.32，均小于 150，其潜在生态综合危害指数数值接近我国近海岸、海岛海域沉积物的综合危害指数数值。因此，对于两种钢渣-矿渣基绿色人工鱼礁混凝土，无论单种重金属还是综合所有重金属均具有海洋生态环境的低危害性。

益生芽孢杆菌因其独特的优势可用来制成新型、高效、低残留的微生态制剂，广泛应用于工业、农业、医学等科学研究领域。目前，国内外益生芽孢杆菌产业化关键技术存在诸多问题。如：活菌数低、出芽率低、货架期短、生产工艺研究不够深入、产品稳定性差等。 项目组在完成系列国家及省部级项目基础上，经过十几年的研究，攻克了芽孢杆菌发酵集成技术，主要包括：N+诱变结合荧光探针追踪，筛选出性状优良的菌种；多阶段发酵与高密度培养结合，大幅提高菌体密度、芽孢出芽率及菌体适应环境能力；构建图像采集，发明新型反应器，进一步优化菌体生长条件；将反应分离耦合技术应用于发酵，解除发酵过程中产物对菌体生长及体内酶活力的抑制作用，实现高浓度的发酵、提高芽孢出芽率、降低产物分离能耗、简化产物分离过程。 创新优势： 项目组采用专利技术生产研发系列益生芽孢杆菌：蜡样芽孢杆菌活菌数由2亿cfu/g提高到8亿cfu/g，符合市售要求并高于农用微生物菌剂国家标准(GB20287-2006)3倍以上；芽孢形成率达到了89.02%，比国内最高提高33.6%，发酵周期21天，比国内最短时间缩短38.2%；凝结芽孢杆菌活菌数由0.5亿cfu/g提高到12亿cfu/g；地衣芽孢杆菌活菌数由10亿cfu/g提高到13亿cfu/g。筛选出海藻糖、聚乙二醇400、吐温80、谷氨酸钠及甘油5种芽孢保护剂，延长芽孢半衰期45%以上，对菌体活性起到良好的保护效果。在示范区内应用，病害抑制率达89%。项目生产的蜡样芽孢杆菌粉参照标准WS-10001-(HD-0902)-2002，检验为类白色粉末，干燥失重为3.3%，小于7.0%，异常毒性符合规定，霉菌小于10个/克，低于标准规定100个/克，未检出控制菌，活菌数为731亿/克，达到国家规定的质量检测标准。 申请国家发明专利17项，授权14项；发表论文59篇，SCI收录43篇；出版专著5部。

电泳技术是目前检测 PCR 产物的有效方法。电泳技术主要包括毛细管电泳技 术与平板凝胶电泳技术。毛细管电泳技术虽具有灵敏度高、检测速度快、实验试 剂耗量少等优势，但是其高昂的价格限制了其在实验室的进一步推广。平板凝胶31电泳技术凭借其价格优势成为实验室检测 DNA 最常见的方法。传统凝胶电泳技术 主要包括制胶、进样、电泳、染色及成像五个步骤，所涉及设备主要包括制胶槽、 电泳槽、微波炉，直流电源、摇床及凝胶成像仪等。该方法主要存在以下缺陷:(1)

CO2是引起地球温室效应的罪魁祸首，极难与普通化合物发生反应，本项目是以CO 2 为原料，通过过程耦合和产品耦合等方法，开发了一系列产品清洁生产新工艺，形成了具有自主知识产权的创新成果：1）借用了环氧化合物生产二元醇过程浪费的活性和能量活化CO 2 ，发明了近临界催化反应、热循环节能和反应吸收耦合过程强化新技术，经碳酸丙（乙）烯酯，合成绿色化工原料碳酸二甲酯并联产二元醇；2）在循环经济和节能减排技术领域首先提出了原子有效利用率和社会资源有效利用率的环境友好的评价理论体系，开发了反应耦合过程特性多尺度模拟与优化及工程放大技术；3）从CO 2资源化绿色利用的角度，通过碳酸二甲酯间接实现CO 2 代替剧毒光气，开发了原光气为原料生产的碳酸酯系列产品等；4）发明了产品耦合、过程耦合、能量耦合与系统集成等多项过程强化关键技术和塔设备单元强化技术。 本项目推广应用12家企业，与国外先进的甲醇氧化羰基化法相比节约投资75%以上，节能90%以上，投资少、成本低。本项目推广应用后，碳酸酯系列产品从进口国变成了出口国。本项目是减排CO 2并实现资源化绿色化利用的节能、可持续发展、低碳技术。项目具有自主知识产权，掌握核心技术，已获授权发明专利6项，被列为国家863计划重点支持项目。 先后荣获：省部级科技进步奖10余项，2010年中国石化行业协会技术发明一等奖，上海市技术发明一等奖。