成果创新点 一种高效真空集热管，针对真空集热管周向的负能流区 域和聚光区域的选择性吸收涂层分别进行独立的优化设计， 提出了双涂层新型太阳能高温真空集热管。双选择性吸收涂 层技术的提出有效降低了真空集热管辐射热量损失、提高了 真空集热管集热效率，为真空集热管提升综合性能提出了一 种新思路、新方法。 经过试验和理论分析，双选择性吸收涂层技术可使新型 真空集热管有效降低 25%-31%（550℃

一种高效真空集热管，针对真空集热管周向的负能流区域和聚光区域的选择性吸收涂层分别进行独立的优化设计，提出了双涂层新型太阳能高温真空集热管。双选择性吸收涂层技术的提出有效降低了真空集热管辐射热量损失、提高了真空集热管集热效率，为真空集热管提升综合性能提出了一种新思路、新方法。 经过试验和理论分析，双选择性吸收涂层技术可使新型真空集热管有效降低 25%-31%（550℃集热温度条件下）。以太阳资源较好的塞维利亚为例，新型真空集热管可使单位电力成本降低 12.2%，以一个 100MW 的槽式热发电站为例，可使年发电量从 282GWh 提升至 320GWh，发电量相对提升约 13.5%。

海尔集团热水器公司，从1986年生产中国第一代电热水器开始，已经成为海尔集团发展最快、专业设计制造热水器产品的大型骨干企业之一。在全球拥有四大生产基地，分别位于青岛经济技术开发区海尔工业园、武汉海尔工业园、青岛胶南海尔工业园和重庆海尔工业园。现已成为年生产力500万台、远销全球40多个国家、拥有全球2000多万用户的亚洲最大的热水器生产基地。公司主要设备从德国、意大利、日本等国引进，很多设备具备了网络化的特点，可以实现远程控制。公司产品包括电热水器、燃气热水器、燃气两用采暖炉、太阳能热水器、软水机、净水机等12大系列500多种规格品种的产品。 海尔热水器主要技术从国外引进，经过消化吸收、自主创新，已经在全球热水器技术领域遥遥领先。企业先后主导制定了储水式电热水器安全标准、储水式电热水器性能标准、储水式电热水器安装规范等多项国家标准。在燃气领域，海尔也成为家用快速燃气热水器、家用两用燃气采暖炉、冷凝式燃气热水器国家标准的编制单位。2007年12月，海尔“防电墙”技术提案被国际电工委员会（IEC）采纳，成为国际标准，成为国际热水器行业第一个由中国企业制定的国际标准，标志着海尔热水器技术已经达到国际领先水平。 2008年，海尔热水器公司成为奥运会帆船赛火炬燃烧系统制造商。在行业内，公司是中国家用电器协会副理事长单位、中国家用电器协会电热水器专业委员会会长单位、中国五金制品协会副理事长单位。通过不断创新来满足消费者的需求，根据中怡康市场研究公司调查，海尔热水器已经连续13年市场占有率遥遥领先。 承接海尔集团“全球最佳美好住居解决方案服务商”的品牌战略，热水器公司提出了做“全球最佳用水解决方案服务商”的战略方针，通过技术创新、产品创新、服务创新满足消费者个性化的需求，引领行业潮流，主导市场发展方向。

应激和疾病是目前规模化畜禽养殖中面临的主要挑战，畜禽健康和生产性能都受到较大的影响，从而被动的导致大量抗生素的使用和养分排放的增加。为此本项目针对畜禽抗生素减量和养分减排，开展了新型微生态制剂技术的研发。以高效分泌抗菌肽、丁酸、蛋白酶和淀粉酶且抗逆性强为目标，筛选得到了耐热、耐酸和耐胆盐的新型丁酸梭菌和地衣芽孢杆菌菌株，并研发了丁酸梭菌和地衣芽孢杆菌的连续、混合液体深层高密度发酵技术，研发的丁酸梭菌和地衣芽孢杆菌产品获农业部2个新产品饲料证书[新饲证字(2009)01号和新饲证字(2009)02号]，制定了 2 项行业标准（NYSL-1001-2009 和 NYSL-1002-2009），获国家授权发明专利 2 项（ZL201410030648.3、ZL201410021906.1），实用新型专利 1 项，发表论文 18 篇。

随着忆阻器在非易失性存储器、模拟人类大脑的深度学习等重要领域的研究逐步深入，忆阻器的研究得到越来越多的重视。在固态电子器件和电路中应用二维材料，将有助于扩展摩尔定律，并能获得优于CMOS的先进产品。基于二维材料的忆阻器能够应用于信息存储和神经态计算，具有高热稳定性，阈值型和双极型阻变共存，增强、抑制和弛豫的高度可控性，以及出色的机械稳定性和透明度等优点。 近日，功能纳米与软物质研究院Mario Lanza教授在Nature子刊《Nature Electronics》上发表了题为“Wafer-scale integration of two-dimensional materials in high-density memristive crossbar arrays for artificial neural networks”的封面文章。作者提出二维材料六方氮化硼（h-BN）可以作为高密度忆阻阵列的阻变材料，构建可用于图像识别的人工神经网络的器件。其获得h-BN基忆阻阵列器件成品率高达98%，且表现出超低的周期间差异性（低至1.53％）和出色的器件间差异性（低至5.74％）。图像分类器的仿真结果表明，所测得的器件I-V曲线的均一性足以匹配理想软件实现所需的精度。

仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。

跨临界 CO2 热泵系统可广泛应用于生活热水供应、采暖和工业干燥等诸多领域，同时在环境保护方面有很大的优势，且节能效果较好。随着国家政策的倾斜，我国对 CO2 热泵技术研究的不断深入, CO2 热泵热水器在我国将会有很好的发展前景。目前，西安交通大学与万宝、美的、格力等公司均有热泵热水器及其压缩机方面的合作项目。 随着人们对环境问题日益关注，自然工质作为制冷剂的研究方向逐渐成为制冷行业新的研究热点。由于 CO2 具有较好的热物理性质，因此 CO2 作为制冷剂的制冷、制热技术也在逐步走向成熟。对 CO2 压缩机的研究主要是一些国外压缩机生产企业，比如日本的 SANYO、MYCOM、DAINKIN 公司，意大利的 DORIN 公司等国际知名公司。而对于跨临界 CO2 热泵热水器的研究，日本的多家公司走在了世界的前列，并于 2001 年将小型家用 CO2 热泵热水器投入了市场。而对于商用 CO2 热泵热水器的研究和开发，在国内外尚未有成熟机型的出现。

通用小型汽油机用于小型发电机组、社会生产和家庭省力用机具的动力，全世界年产量达 5000 多万台。我国近年快速发展， 2013 年产量达 2400 余万台，已是世界生产基地。 近 10 年间小型汽油机的排放法规不断加严，项目结合行业发展和国际市场需求，研究与国际同步，对共性技术开展攻关，掌握了突破欧美排放法规壁垒的核心关键技术，研发了系列低污染节能小型汽油机产品， 解决了行业发展的难题， 形成的成果丰富了内燃机的理论。项目主要研究内容与创新：（ 1） 突破欧美环保壁垒的低

大型电力变压器是电力系统中电能传输的“核心”枢纽设备，也是双碳背景下大规模新能源电能输送的必经节点，一旦其发生绝缘故障易诱发电网大规模停电事故，造成巨大经济损失，因此亟需准确掌握其绝缘状态。