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。

超声换能器是医疗超声诊断、水声和无损检测设备的关键部件，其性能直接影响设备的整体性能。换能器的带宽和灵敏度是其重要指标，带宽大，有助于提高纵向分辨率；灵敏度高，有助于提高信噪比。用复合材料制作的超声换能器具有声阻抗低、灵敏度高、带宽宽以及相对柔软的优点，被广泛应用于上述设备中。尤其是复合材料可以弯曲成各种形状，可以做成无声透镜的聚焦换能器。本成果研制的换能器频率范围从150kHz到15MHz，带宽大于70%。此类换能器在B超探头、声纳、声引信、超声骨

超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。 本项目已获得2013年度国家技术发明奖二等奖，获授权国家专利31项，研制了15种直线电机及4种精密定位平台，实现了大行程（20-100毫米）、高位移分辨率（<50纳米）、高定位精度(0.36微米)、高加速度（5－10g），已达到国际同类产品的先进水平，部分指标超过国际同类产品的先进水平。 本团队的超声电机在月面上一直运行稳定，使我国成为了继美国之后的第二个将超声电机应用到外星球的国家，同时也是第一个将超声电机应用到月球上的国家。团队起草的“超声电机技术国家标准”已与2019年实施。 创新点及主要技术指标 1.结构简单、紧凑、转矩/重量比大（5-10倍）； 2.低速大转矩，可实现直接驱动（不需齿轮箱）； 3.响应快（毫秒级），控制性能好； 4.断电自锁（能获得较大的自锁力矩）； 5.不产生磁场，亦不受外界磁场干扰； 6.低噪声运行﹝＜45dB）； 7.可以在真空环境下工作（真空度可达10-6 Pa）； 8.形状可以多样化：圆形、方形、空心等等 9.应用温度区间扩大到-55°C至120°C 10.重量仅45g，是同类型电磁电机重量的十分之一。 三、知识产权及获奖 获国家技术发明二等奖等3项国家奖。 四、成果图片 图1 15种拥有自主知识产权的系列直线压电电机 图2 应用于嫦娥五号的超声电机 图3 旋转型超声电机实际应用

底座尺寸400*300*70mm,模具一体成型，两端呈弧形，上翘47度，两面四角注塑有1.5mm脚垫，长度25*25mm，仪器整体高度240mm，上面装有1只圆形的雾槽直径为220mm，高度为65mm，厚度4mm，雾槽由1个支架为120*120*78mm的托起，雾槽中心位置装有一个直径100mm，高度80mm，厚度3.5mm的水槽，水槽内部装1只超声波雾化装置，使用电源DC24V，2A，电源总开关型号KCD1-105 耐压400V，探究超声波是怎么把水变成雾气。

湖南大学谭蔚泓院士主持的“新型冠状病毒（2019-nCoV）核酸现场快速检测设备及试剂”获得科技部优先立项资助，同时相关检测产品由国务院应对新型冠状病毒感染的肺炎疫情联防联控机制（科研攻关组）办公室，向国家药监局推荐进入应急审批通道。该项目系湖南大学针对新冠肺炎前期诊断困难所设立的应急科技攻关项目。旨在通过快速检测技术，帮助医护人员和民众在家庭、社区对感染病疑似患者实现快速筛查。经谭蔚泓院士、蒋健晖教授、杨朝勇教授等来自湖南大学、杭州优思达生物技术有限公司、湖南融健基因生物科技有限公司、上海交通大学、中国科学院肿瘤与基础医学研究所和厦门大学等单位科研团队的艰苦攻关，发明了一种现场快速分子诊断新技术。 该项目相关产品已完成核酸快提和恒温逆转录扩增等系列技术攻关。正与多家定点医院合作进行临床试验，并已完成100多例临床样本测试，阳性样本检出率约为90%，其它检测指标达到金标准水平。检测试剂盒的优化和定型可望近日完成。 

湖南大学谭蔚泓院士主持的“新型冠状病毒（2019-nCoV）核酸现场快速检测设备及试剂”获得科技部优先立项资助，同时相关检测产品由国务院应对新型冠状病毒感染的肺炎疫情联防联控机制（科研攻关组）办公室，向国家药监局推荐进入应急审批通道。 该项目系湖南大学针对新冠肺炎前期诊断困难所设立的应急科技攻关项目。旨在通过快速检测技术，帮助医护人员和民众在家庭、社区对感染病疑似患者实现快速筛查。经谭蔚泓院士、蒋健晖教授、杨朝勇教授等来自湖南大学、杭州优思达生物技术有限公司、湖南融健基因生物科技有限公司、上海交通大学、中国科学院肿瘤与基础医学研究所和厦门大学等单位科研团队的艰苦攻关，发明了一种现场快速分子诊断新技术。 该项目相关产品已完成核酸快提和恒温逆转录扩增等系列技术攻关。正与多家定点医院合作进行临床试验，并已完成100多例临床样本测试，阳性样本检出率约为90%，其它检测指标达到金标准水平。检测试剂盒的优化和定型可望近日完成。

近日，来自中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心，国际功能材料量子设计中心(ICQD),合肥国家实验室的赵瑾教授研究团队与王兵、谭世倞教授、以及北京大学李新征教授合作，发现固体-分子界面的超快电荷转移与质子的量子动力学有很强的耦合，揭示了电荷转移过程中核量子效应的重要作用。

高温真空熔渗快淬炉用于穿甲弹弹芯的制备装置

Snapmaker 是一家集研发、生产和销售桌面级多功能 3D 打印机的科技公司，致力于降低快速原型工艺的使用门槛，为用户带来极致的使用体验，同时打造性能强大的升级模块，不断解锁创造力和想象力。 Snapmaker 成立于 2016 年，通过将 3D 打印、激光雕刻及切割、CNC 雕刻技术集成到简单易用、稳定可靠的 产品上，实现三合一功能，荣获国内外多项大奖，并创造了 2019 年全球 3D 打印机众筹金额最高成绩，获得了全球众多用户喜爱和肯定，销售额超过 90% 来源于海外。