1 成果简介随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境污染、疾病监测、食品安全等民生热点日益受到人们的关注。如何对上述问题进行简单、快速的监控，将一些危害降至最低，保障人民生活和生产，这就需要一种可实时实地检测、操作简便的多应用传感器件。 表面等离子体波（ SPP）传感器是一种基于光学检测的传感器件，被广泛用于药物筛选、食物检测、环境监测和细胞膜模拟等方面。相对于目前常见的化学、电子、力学等传感器，SPP 传感器拥有实时检测、无需标记、对被检测物无损害、探测方法简单等众多优点。为了降低成本、 稳定性能、减小体积，集成型 SPP 传感器件的成为了现今研究热点。然而现有的集成型 SPP 传感器件普遍存在灵敏度低，探测范围小等问题，限制了其应用的推广。 课题组从 2006 年开始合作从事集成型 SPP 传感器件研究，在清国家 973 项目、自然科学基金重点项目、教育部清华大学自主研究项目等项目资助下， 创新性提出一种基于 SPP-介质波导异质垂直耦合器的可集成生化传感芯片，并对传感芯片的传感特性和应用进行了深入研究和探索。芯片的特点和性能如下：可集成，芯片体积小，可与便携设备集成；可批量生产，价格低廉；灵敏度较传统的集成型 SPP 传感器件高出一个数量级；可实现对传感区域的精确或者大范围调节；可实现对纳米量级大小的物质的探测；传感性能稳定，应用领域广泛。上述优点表明该芯片可以工厂大批量生产经营，也可以用于实验室的科研研究，在化学，生物，医学等多 个领域均有应用价值。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的器件。 图 1 (a) 集成型 SPP 传感芯片与一元硬币尺寸对比图 (b) 传感芯片的显微镜照片2 应用说明可集成型 SPP 生化传感芯片在实验室经多次验证，可以实现对折射率液体以及纳米级薄层物质的高灵敏探测，并初步应用于对双酚 a（简称 BPA，一种塑料生长常用原料，每年生产将近 2700 万吨含 BPA 的塑料类物质， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的检测。实验结果表明，该芯片对于 BPA 的探测极限浓度可以达到 0.1ng/ml （欧盟公布食品准则中水含有BPA 的最高浓度为 1ng/ml）。3 效益分析由于目前国内尚无同类产品， 而且此产品在疾病检验，环境监测，药品鉴别等多个领域具有应用价值， 因此本仪器具有较大的市场推广空间。本传感芯片价格低廉，使用简便，对样品无二次污染，性能稳定，甚至对纳米量级的生化小分子探测均具有高灵敏度，相对于其他类型的传感器件， 具有明显的经济和技术优势。

随着纳米颗粒制备技术的日渐成熟，其应用技术也日益受到人们的广泛重视。但由于纳米颗粒粒径小、比表面积和表面能大、颗粒不稳定极易团聚，导致其优异的性能不能充分发挥，因此纳米技术研究中最艰巨的任务之一是使纳米颗粒能够稳定存在且不发生团聚。最常使用的方法是把纳米颗粒分散于介质中，通过静电稳定机理、位阻稳定机理和静电位阻稳定机理等来制备稳定分散的浆料。其中涉及到的核心科学问题为纳米颗粒的表面改性及其浆料稳定性。 项目组根据不同纳米材料表面特性以及应用场合不同，攻克了纳米粉体表面化学改性技术、纳米粉体在溶液中稳定分散技术等关键技术，制得了纳米四氧化三铁、二氧化钛、氧化铟锡、氧化锌、氧化镁、氮化硅、碳化硅等多种分散稳定性优异的水基、乙醇基浆料，其颗粒平均粒径≤100nm，比表面积≥30m2/g，固含量从0.5～20％不等。不同纳米粉体含量浆料静置稳定性从1～30d至1年不等，研究成果为纳米材料的应用奠定了坚实的基础。 应用前景： 纳米四氧化三铁浆料是采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂方法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚来制得。平均粒径在20nm左右，具有超顺磁性，浆料Fe3O4固含量在0.5～20％，浆料静置稳定性在1年左右。可应用在磁性密封、生物医药载体、磁保健、磁记录材料、高梯度磁分离器、微波吸收材料以及静电复印显影剂。 纳米二氧化钛浆料作为产品或产品添加剂应用范围很广，主要可应用于抗紫外剂，纳米环保、抗菌、自清洁剂，随角异色效应型纳米涂料，静电屏蔽剂等。 纳米ITO水基浆料加入水性涂料中，经涂敷制得ITO薄膜。由于ITO薄膜具有优良的光电性能，对可见光的透过率达70％以上，对红外光的反射率≥70％，对紫外线的吸收率≥70％，对微波的衰减率≥85％，导电性和加工性能极好，硬度高且耐磨耐蚀，可用作防隔热涂料等。

本项目通过复合改性剂的分子设计和控制有关反应参数，使表面改性后的氧化铝微粉在不同性质或组成的水性介质中有较为理想的相容性和分散稳定性。 特点： 1. 根据不同性质或组成的水性介质，设计和合成复合改性剂； 2. 控制有关反应参数，使氧化铝粉体的表面包覆率和表面改性效果可 控； 3. 剩余反应物、溶剂和复合改性剂均可回收和循环使用，整个氧化铝微粉的表面改性过程闭合循环，清洁环保。 专利 1：一种氧化铝磨料粉体的表面改性方法（20161011250.9） 专利 2：一种高水分散稳定性氧化铝粉体的资源化表面改性方法（201611166922.5）

课题主要研究在模拟及真实口腔环境中，发展缺损牙齿和种植体表面蛋白质组装体等生物调控因子的程序化构筑和仿生矿化修复技术，并从微、介到宏观尺度探究材料生长过程中蛋白质组装体介导的生物矿化机制。该研究为原位仿生矿化方法修复牙损伤提供科学依据和理论指导；

该项目是精神病学与精神卫生学临床、软件工程和数据工程交叉方向，探讨临床研究业务过程与数据一体化集成平台的建设与实施，优化临床研究数据采集、存储、交换、可视化和分析决策，为临床研究提供更科学更高效的支撑方法与手段。

 主要从事蒸发过程及设备、工业废水的综合治理、化工设备设计等方面研究开发与推广。完成开发、设计的降膜蒸发器、L型蒸发器、强制循环蒸发器、自然循环蒸发器、真空闪蒸结晶器、多效蒸发装置、含氯化铵废液的蒸发回收技术、制碱母液的综合回收处理技术等已成功应用于全国几十家企业的蒸发系统中，取得了明显的经济效益和社会效益。是《化学工程手册》、《石油化工设计手册》等蒸发篇的编写单位。一、含氯化铵废液的综合处理技术（发明专利：ZL 99 1 00015.3）1、技术特点该技术是一种对含氯化铵工业废水综合治理并从废水中回收氯化铵的工艺，具有以下技术特点：  (1)利用多效蒸发工艺使二次蒸汽得到多次利用，因而降低了生蒸汽的消耗，降低废水治理及回收产品的成本。  (2)使用热泵蒸发技术，将低品位能源，通过热泵后变为高品位能源，消耗较小的动力，得到较大的二次能源，从而降低了工艺成本。  (3) 采用低温蒸发路线，使蒸发系统全部或部分为真空蒸发，采用真空蒸发的目的是保证设备不被腐蚀，一般设备使用寿命在10年以上。设备折旧费的减小，使得废水治理和回收产品的成本降低。(4) 采用常温结晶工艺路线，使蒸发后废液直接进入结晶器。采用直接结晶省去能耗较大的低温冷却系统系统，便于节约一次能源。(5) 本项技术不产生二次污染。工艺过程的产物，一是固体氯化铵产品，一是蒸发冷凝水，可达标排放。工艺中冷却水闭路循环使用。(6) 本技术使用降膜蒸发器，在蒸发器外设置两个小流量的循环泵，开一备一，保证降膜蒸发器生产中不停机，另外本技术使蒸发系统中的溶液不达到饱和，因而蒸发器中没有结晶析出，产生垢层机会少，使得清洗蒸发器周期延长，开工率较高。小流量的循环泵，耗电量较少。目前本项技术不仅解决了含氯化铵工业废水对环境的污染，而且有较高的经济效益。本工艺技术目前已在河北、浙江、山东、河南、天津、内蒙、广东等省推广应用，直接经济效益好，环保效益巨大。且本项目所研究开发的废水治理工艺，也可在其它工业废水的综合治理中推广应用。2、应用实例：浙江大洋化工有限公司，该企业生产主产品为碳酸钾，副产品为含氯化铵溶液，处理能力为12吨/小时，其中含有氯化铵10%，蒸汽消耗量为0.4吨蒸汽/吨水。项目厂家列表如下：企业名称 项目名称 时间河北眺山实业有限责任公司(原河北省眺山化工厂) 氯化铵废水蒸发一期、二期工程 2001年河北眺山实业有限责任公司(原河北省眺山化工厂) 氯化铵废水蒸发二期扩建工程 2004年浙江大洋化工股份有限公司 碳酸氢钾与氯化铵蒸发工程 2001年山东兖矿鲁南化肥厂 氯化铵蒸发 2002年内蒙古和发稀土科技开发股份有限公司 稀土冶金中氯化铵废水处理工程 2003年浙江省常山化工有限责任公司 氯化铵蒸发 2004年深圳环保垃圾处理站 氯化铵蒸发 2006年济源市大洋化工有限公司 氯化铵蒸发 2005年郑州方泰化工有限责任公司 氯化铵蒸发 2004年青海盐湖元通钾肥有限公司 硝酸钾与氯化铵蒸发工程 2007年山西文通盐桥复合肥有限公司 碳酸钾与氯化铵蒸发工程 2008年天津北方食品有限公司 硫酸铵废水蒸发处理工程 2008年广州正川环保工程技术有限公司 氯化铵三效蒸发工程 2009年3、现场图片 天津北方食品有限公司 三效蒸发现场 浙江大洋化工股份有限公司 蒸发现场二、制碱母液综合处理技术（发明专利：ZL 2009 1 0068695.6）1、技术特点：制碱母液为含氯化铵、氯化钠、碳酸氢根的废水，综合治理采用蒸氨、蒸发、结晶及分离工艺处理。蒸发采用多效、热泵、真空蒸发工艺，选用降膜蒸发器及强制循环蒸发器，三效混流流程，蒸发过程中结晶析出氯化钠，蒸发后再冷却结晶析出氯化铵。本技术有效降低了设备操作温度，二次蒸汽和冷凝水可重复使用，减小了氯化铵溶液对设备的腐蚀，节约能源，降低成本，提高了生产效率，减少环境污染，该技术已成功应用于工业生产。该技术解决了纯碱工业中多年来一直未能很好解决的热法氯化铵生产难题。2、应用实例：衡阳裕华化工实业有限公司，是专门生产小苏打、工业盐和农业氯化铵的高新民营企业。处理量：600吨/天，回收氯化铵100吨，32吨氯化铵，12%的氨水40吨，蒸汽消耗量为0.45吨蒸汽/吨水。唐山三友化工股份有限公司-氨碱法纯碱生产中滤后母液浓缩排盐处理工程，该项目处于建设阶段，近期开车运行。该项目处理能力为每小时160吨，其中蒸水量为80吨/小时，回收氯化纳3吨/小时，蒸汽消耗为生蒸汽消耗20吨，废热蒸汽40吨。该项目为技改项目，解决了原主工艺中氯化钙处理中蒸发能耗高的问题。3、现场图片衡阳裕华化工实业有限公司 蒸发现场联系人：史晓平 13323307376 E-mail：xpshi@hebut.edu.cn    胡柏松 13752262297 E-mail：hubaisong@163.com

【项目简介】本项目在循环经济理念的引导下，围绕中药资源产业化过程产生的非药用部位、深加工过程产生的不同类型废弃物及副产物等开展基础性工作与再生利用研究，先后开展了银杏、黄蜀葵、芡、丹参、菊、当归、苦豆子、桑等20余种药材的非药用部位；丹参、甘草、黄芪、银杏叶、五味子、黄精、牛膝等10余个大宗品种的配方颗粒废弃药渣；黄葵胶囊、生脉注射液、桂枝茯苓胶囊、热毒宁注射液、丹红注射液等生产过程废弃物的循环利用研究与实践。 【创新要点】项目率先提出并构建了非药用部位多途径多层次利用、固体废弃物有效处置和转化利用以及液体废弃物精细利用等三类中药资源循环利用策略与模式；围绕药材生产过程产生的非药用部位、中药制药等药材深加工过程产生的巨量固液废弃物的资源化循环利用创建了生物转化、化学转化和物理转化等适宜的方法技术体系；有效地进行了创新性实践和推广应用，形成了一批循环利用成果，包括医药中间体原料和标准物、中兽药及生物农药原料、发酵转化生物肥和饲料添加剂、多类型生物炭、复合纤维素酶、纤维板等复合板材等，有效挖掘和提升了中药资源的利用效率和价值，有力促进和提升了资源产业化深加工过程中资源性产品的品质及其原料和产品的质量标准等。 【获奖情况】获得江苏省科技进步一等奖。 【推广应用前景】创新成果在20余家药材生产加工及中药制药等深加工企业进行推广示范应用，并通过广泛的学术交流、适宜技术推广培训以及社会呼吁等途径，有利推动了行业循环利用和绿色发展理念的提升及适宜方法技术的转化应用和辐射效应，引起了全社会和行业普遍关注和高度重视，产生了积极良好的社会-经济-生态效益。为我国中药农业、中药工业生产过程推行资源的减量化、资源化和再利用，为逐步推进和实现中药资源循环经济及健康可持续发展做出了应有的贡献。 【进展情况】已获发明专利10余项，建立企业技术标准20余项。