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重金属污染土壤的复合生物高分子修复技术
重金属污染已成为严重困扰我国农业生产的重要因素之一，目前受重金属污染的耕地面积约为2000万公顷（约占耕地总面积1/5），以镉、铅影响最大。传统的物理化学修复方法效率低、代价大，还容易带来二次污染。
课题组针对以上重金属治理难题，开发出了复合生物高分子修复技术。该技术针对作物不同的生育期，反向调节生物高分子的分子量以及DL单体构型比例，根据需求，实现高分子对土壤重金属的3～12个月的补集固定，有效缓解重金属对植物生长的胁迫作用，并降低其在植物体内的积累。本成果具有成本低、效率高、环境友好、使用方便、易加工等优势，具有广阔的市场和实用价值。
技术特点：
1．生物高分子含量≥25%，分子量≥200kDa；
2．根据需求，对土壤重金属吸附固定时间达3～12个月；
3．易加工，粉剂、颗粒、液剂皆可。使用方便，随水冲施或滴灌均可，省工省时，操作简单；
4．使用成本低，约为100～300元／亩；
5．根据本团队多年相关成果积累自主研发的技术，申请中国发明专利20多项，拥有自主知识产权。
南京工业大学
2021-01-12
高价值氨基酸生产菌株的合成生物学改造
各种支链氨基酸（如缬氨酸和异亮氨酸）、活性氨基酸（如 γ-氨基丁酸、谷胱甘肽）是目前需求市场巨大的高价值氨基酸，本研究室利用系统生物学和合成生物学最新原理，利用基因工程技术，构建了一序列具有自主知识产权的遗传转化工具，消除了开展代谢工程的制约因素；然后对氨基酸合成关键酶、代谢网络 进行了定向改造和针对性设计；最后系统改造宿主菌细胞膜壁成分，优化辅因子再生和生长效率，最终提升工业菌株产率。
创新要点
针对高价值氨基酸生产菌株，对其合成途径关键酶进行定向改造，赋予抗反馈抑制性性质，强化其转录表达；通过基因敲除优化其整体代谢网络，增大目的产物流量；优化菌株通透性、胞内能荷和氧化还原环境，增强其胁迫抗性和生长性能。
江南大学
2021-04-11
微生物发酵生产果糖软骨素的关键技术
硫酸软骨素是一种典型的硫酸化糖胺聚糖，由 D-葡糖醛酸和 N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接的重复二糖聚合，并在 N-乙酰氨基半乳糖的 C-4 位或C-6 位羟基上发生硫酸酯化。由于其具有多种药物活性，被广泛用于药品、保健品及化妆品行业。本研究室利用诱变育种及高通量筛选策略获得一株产果糖软骨素的大肠杆菌。通过代谢工程改造及发酵优化策略，大幅度的提高了果糖软骨素的产量。目前，正在进一步构建并筛选高产菌株。
江南大学
2021-04-11
中国储蓄率变化对全球二氧化碳排放的影响
北京师范大学环境学院梁赛教授课题组研究成果在国际刊物Nature Communications以研究论文（Research Article）形式在线发表。该研究分析了中国储蓄率变化对全球CO2排放的影响，研究表明中国储蓄率下降所导致的最终需求结构变化会减少全球CO2排放。 近年来，中国经济增长模式发生转变，经济转入高质量发展，投资驱动型的经济增长模式正在发生变化。由于资本收益率下降、居民消费习惯的变化、以及政府主导的投资增速下降等原因，中国的储蓄率有所下降，导致最终需求中投资品的比例下降、消费品的比例上升。由于中国是世界上最大的CO2排放国，同时也是世界第二大经济体，中国储蓄率变化所导致的最终需求结构变化最终会引致全球CO2排放总量和结构的变化。研究这一问题有助于更加清晰地理解中国的CO2排放达峰路径和制定更为精准的减排政策。 基于历史数据的结构分解分析结果显示，从2007年到2012年，中国储蓄率的变化解释了1.89亿吨全球生产活动CO2排放。基于中国储蓄率会持续下降的预测，进一步的情景分析显示，若中国的储蓄率下降15个百分点，全球CO2排放会减少1.86亿吨，占全球生产活动CO2排放的0.7%。中国储蓄率降低会对全球各国的CO2排放产生不同影响。主要位于中国资本品生产供应链上的国家的CO2排放将有所减少，例如美国、日本、韩国等国家。而主要位于中国消费品生产供应链上的国家的CO2排放则会有所增加，例如巴西等国家。此外，在中国极限绿色消费的情景下，因储蓄率变化所导致的全球生产活动CO2排放可进一步降低14%。 中国各区域储蓄率下降的效果也有所差异，主要是由于各区域不同的资本形成结构、最终消费结构、以及各部门的累计CO2排放强度（含直接和间接CO2排放强度）。例如，山东省储蓄率下降导致全球CO2排放减少的量最大，主要由于山东省在资本形成中占比比较高的部门（如建筑和机械制造）的累计CO2排放强度高于其在最终消费中占比比较高的部门（如其他服务业和食品制造业）。与之相反，内蒙古自治区储蓄率下降会导致全球CO2排放的增加，尤其表现在内蒙古电力行业累计CO2排放强度较高、且电力行业在最终消费中占比较高。 这项研究认为，中国的增长方式转变通过降低储蓄率的方式对全球CO2减排做出积极贡献。同时，在消费率上升的大背景下，为早日实现CO2排放达峰目标，中国应进一步促进绿色消费和消费品全产业链的节能减排。
北京师范大学
2021-02-01
二次铝灰提取工业用氧化铝的高值资源化工艺
上海交通大学
2021-04-11
采用纳米二氧化硅溶胶和稀土强化复合镀层的方法
近年来，具有许多特定功能的涂层和镀层在工程技术中的应用日益广泛，在材料进行表面改性与强化处理等方面显示出不可替代的重要作用。制取涂层和镀层的方法有多种，其中以利用化学或电化学方法沉积为基础的复合镀层在工程技术中得到广泛应用。复合镀层是指在镀液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，使固体颗粒与金属离子共沉积而获得各种不同物理化学性质的镀层。早期添加的固体微粒尺寸多为微米级，复合镀层中颗粒粒度大多在1～5 范围，有些达8～10 ，而工业应用的复合镀层厚度一般为几十 左右，在这有限的厚度内只能复合几层固体颗粒，所以镀层的粒子复合量难以提高，其性能不能满足科技飞速发展的要求，应用范围受到了一定的限制。纳米材料的出现为传统复合镀技术带来了新的机遇。由于纳米颗粒具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质，可以使复合镀层的性能更加优异。将纳米技术引入传统的复合镀而形成的纳米复合镀新技术不仅可以使产品质量产生质的飞跃，减少镀层孔隙尺寸、隔离腐蚀介质、阻止点蚀坑的长大、促进镀层的钝化过程，因而复合镀层的耐腐蚀性和耐磨损性能更好。纳米材料的高比表面积，使得表面镀层与基材的结合力更高；纳米镀层的组成颗粒极小，使得涂层表面更加均匀，有利于传热。另外，纳米技术的发展使得材料表面可进行多层膜的涂覆，实现表面的复合化。SiO 2颗粒硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强，同时在高温下仍具有高强、高韧、稳定性好等特点，而且纳米SiO 2颗粒价格低廉。在镀液中添加纳米SiO 2颗粒后，可以改善镀层的硬度、耐磨性以及耐蚀性能。目前，国内外复合镀层的制备方法均采用将纳米颗粒直接添加到镀液中进行施镀，缺点是纳米颗粒易团聚，必须不停地进行机械搅拌，且效果较差。本成果针对现有技术中的不足，将含有纳米颗粒的溶胶直接加入到镀液中，纳米颗粒悬浮在溶液中，不需要搅拌，并且镀液中颗粒分散性好，不易团聚，得到的复合镀层中颗粒分布均匀，镀层性能良好，可应用于换热器、泵、轴、空冷等耐蚀或者耐磨的场合。
华东理工大学
2021-04-11
纳米级氧化铟锡粉体和高密度ITO靶材的制备
氧化铟锡（indium-tin-oxide）简称ITO，ITO靶材是一种功能陶瓷材料，主要用于制造ITO透明导电膜玻璃。以金属铟、锡为原料采用共沉淀法制备出纳米级ITO复合粉体。粉体造粒成型后分别采用加压和常压烧结法制备出相对理论密度大于99.5%、氧化铟单一相的ITO靶材。 粉体纯度大于99.99%、颗粒分散性好，粒径10nm—80nm之间可控，BET比表面积30~60m2/g ，In2O3:90.0±0.5%，SnO2: 10.0±0.5%；ITO靶材相对理论密度99.5%。 威海市蓝狐特种材料有限公司已采用该技术建设年产20吨纳米级氧化铟锡复合粉体生产线，采用该粉体烧制的ITO靶材相对理论密度达到99%以上。国内相对理论密度大于99%的ITO靶材主采用进口产品。 金属铟、锡是我国的优势资源，生产设备都是定型通用设备，年产20吨纳米级氧化铟锡粉体和高密度ITO靶材的生产厂需要人员50名。纳米级氧化铟锡粉体制备已建设年产20吨生产线。高密度ITO靶材的制备已完成实验室小试。
北京化工大学
2021-02-01
中国储蓄率变化对全球二氧化碳排放的影响
北京师范大学环境学院梁赛教授课题组研究成果在国际刊物Nature Communications以研究论文（Research Article）形式在线发表。该研究分析了中国储蓄率变化对全球CO2排放的影响，研究表明中国储蓄率下降所导致的最终需求结构变化会减少全球CO2排放。 近年来，中国经济增长模式发生转变，经济转入高质量发展，投资驱动型的经济增长模式正在发生变化。由于资本收益率下降、居民消费习惯的变化、以及政府主导的投资增速下降等原因，中国的储蓄率有所下降，导致最终需求中投资品的比例下降、消费品的比例上升。由于中国是世界上最大的CO2排放国，同时也是世界第二大经济体，中国储蓄率变化所导致的最终需求结构变化最终会引致全球CO2排放总量和结构的变化。研究这一问题有助于更加清晰地理解中国的CO2排放达峰路径和制定更为精准的减排政策。 基于历史数据的结构分解分析结果显示，从2007年到2012年，中国储蓄率的变化解释了1.89亿吨全球生产活动CO2排放。基于中国储蓄率会持续下降的预测，进一步的情景分析显示，若中国的储蓄率下降15个百分点，全球CO2排放会减少1.86亿吨，占全球生产活动CO2排放的0.7%。中国储蓄率降低会对全球各国的CO2排放产生不同影响。主要位于中国资本品生产供应链上的国家的CO2排放将有所减少，例如美国、日本、韩国等国家。而主要位于中国消费品生产供应链上的国家的CO2排放则会有所增加，例如巴西等国家。此外，在中国极限绿色消费的情景下，因储蓄率变化所导致的全球生产活动CO2排放可进一步降低14%。 中国各区域储蓄率下降的效果也有所差异，主要是由于各区域不同的资本形成结构、最终消费结构、以及各部门的累计CO2排放强度（含直接和间接CO2排放强度）。例如，山东省储蓄率下降导致全球CO2排放减少的量最大，主要由于山东省在资本形成中占比比较高的部门（如建筑和机械制造）的累计CO2排放强度高于其在最终消费中占比比较高的部门（如其他服务业和食品制造业）。与之相反，内蒙古自治区储蓄率下降会导致全球CO2排放的增加，尤其表现在内蒙古电力行业累计CO2排放强度较高、且电力行业在最终消费中占比较高。 这项研究认为，中国的增长方式转变通过降低储蓄率的方式对全球CO2减排做出积极贡献。同时，在消费率上升的大背景下，为早日实现CO2排放达峰目标，中国应进一步促进绿色消费和消费品全产业链的节能减排。
北京师范大学
2021-04-10
二氧化硅微球为载体的淋巴染料及其制备方法
本发明公开了二氧化硅微粒为载体的淋巴染料的制备方法，属于微纳米技术与临床 医学基础的交叉领域。本发明将标记淋巴结的染料通过吸附、包埋等方法连接到二氧化 硅微粒表面、孔隙或内部空腔中，形成可用于标记识别前哨淋巴结二氧化硅微粒。本发 明具有实质性特点和显著进步，本发明可通过二氧化硅的空间体积的位阻效应将染料截 留在前哨淋巴结或减慢流过前哨淋巴结的速度，此外，还可借助纳米二氧化硅所具有的 淋巴靶向性的特点使染料定向释放或定向缓释到淋巴结。本发明所提供的二氧化硅微粒 为载体的淋巴染料，可提高定位前哨淋巴结的方便性和准确性，在肿瘤普外科领域具有 重要的科学研究价值和广阔的应用前景。
同济大学
2021-04-13
关于铜氧化物高温超导体非平衡态光学性质的研究
北京大学物理学院量子材料中心的王楠林研究组在Physical Review X期刊发表文章针对上述问题开展了深入研究。该研究组在基金委重大科研仪器设备研制专项支持下自主建设了“能量可调近红外到中红外强场脉冲激光泵浦-太赫兹探测”实验系统。他们利用脉宽35 fs，重复频率1 KHz，单脉冲能量3.2 mJ的800nm激光泵浦一台共享白光的双路输出光参量放大器，由光参量放大器输出的近红外光作为泵浦光、或由其输出的两路信号光（偏振互相垂直）在非线性光学晶体GaSe上差频得到载波相位稳定的中红外泵浦光。研究组首先利用傅里叶变换光谱技术测量欠掺杂铜氧化物高温超导体YBa2Cu3O6+x 沿c轴方向宽广能量区间的反射谱，由Kramers-Kronig变换计算得到平衡态光学常数。之后利用不同能量的激光进行泵浦，研究了泵浦后不同时间延迟样品c轴方向在太赫兹波段的非平衡态光学性质。 由于铜氧化物高温超导体具有准二维的晶体结构，体系导电载流子主要被束缚在两维的CuO2层内，这些CuO2层由导电比较差的原子层所隔开。因此正常态时体系沿c轴方向导电性很差、反射率较低；但是当体系进入超导态后，相邻 CuO2层通过约瑟夫森效应耦合起来。超导凝聚在c轴方向太赫兹波段的光谱特征包括：反射率谱上出现一个陡峭的约瑟夫森等离子体边、电导率实部σ1的低频谱重丢失、电导率虚部σ2在零频附近出现发散。图1显示了超导转变温度55K的YBa2Cu3O6.55样品c轴方向的平衡态光学性质。
北京大学
2021-04-11