常温液态金属通常是指一大类熔点接近室温的低熔点金属。与传统认知中的金属不同，此类物质通常情况下呈液态，既具有液体良好的流动性，又拥有金属材料优异的导电性与导热性，且易于通过温度调控使其在固液相之间快速切换，即表现出刚柔相济的特点。由于这些因素，液态金属在柔性电子、3D打印、芯片冷却、生物医学以及可变形机器人等领域得到了日益增长的应用。 然而，常规的液态金属材料自身密度通常很高，这会给由此制成的器件与装备平添额外重量，造成相应能量消耗，也削弱了使用的灵活性。 为改变上述现状，刘静课题组提出了旨在制造轻质液态金属的基本思想，他们特别以共晶镓铟合金及中空玻璃微珠为典型代表（图2），制备出了密度仅为水的一半以至可漂浮于水面的轻量化液态金属复合材料（图3）。这种材料除保留了纯液态金属良好的导电性、导热性、力学强度及固液相变特性（图4）外，还拥有可塑性、可变形性乃至磁性等行为，作者们为此设计了系列平面及三维应用场景，并引入不同封装方式实现了对材料漂浮行为的调控，展示了水面电路及水中机器人的潜在应用。 图2. 典型轻量化液态金属复合物微观结构的SEM与EDS图 图3. 基于液态金属-中空玻璃微珠制成的轻量化复合材料及对应密度 轻质液态金属物质概念的提出具有基础科学意义和普适应用价值，由此开启了一条研制新型液态金属功能材料的基本途径。原则上，结合各类液态金属与对应的轻质改性物质，可赋予终端材料更多目标功能，从而能以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能如电、磁、声、光、热、力学、流体、化学等集于一体，这是已有材料体系不易具备的，因而在许多场合十分有用，比如作为印刷电子墨水、3D打印材料、可注射金属骨骼与牙科修复、血管栓塞及造影剂、水中机械电子设备、刚柔相济型可穿戴外骨骼以及可变形柔性机器人等。 此项研究中，论文第一作者为清华大学医学院生物医学工程系博士生袁博，通讯作者为清华大学医学院生物医学工程系教授刘静。相应研究得到国家自然科学基金重点项目及中科院前沿项目的资助。 论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910709

项目简介 分析归纳了城市雨水利用的途径、原则，通过对示范工程现场的水资源情况、雨水 径流污染的状况和水质特性的分析，进行了水量平衡计算；研究了雨水收集利用系统的230 关键技术，确定了工艺路线，主要净化工艺采用初期雨水弃流、旋流分离器和生态浮床 组合技术；开发了相关装备，实施了雨水收集、处理、利用示范工程，并对示范工程进 行技术经济分析。可根据雨水利用工程实地情况，为城市单位、大型小区及度假村等提 供雨水利用依据、技术支持和工程指导，必要情况下可结合实

针对我国面粉企业存在的信息化、智能化程度低导致的效率低、能耗高、面 粉质量不稳定等问题，江南大学在国家粮食局公益性科研专项（基于物联网的小 麦加工 MES 体系研究及示范应用/201313012-01）资助下，基于互联网+等技术， 围绕小麦制粉智能制造关键技术展开攻关，研发了信息化管理系统集成软件，实 现了实时数据平台与过程控制系统、生产管理系统和制造执行系统的互通集成。 关键技术： （1）制粉全过程信息感知与传输技术 （2）制粉全过程物料跟踪技术 （3）制粉设备全生命周期管理技术 （4）制粉企业信息化管理技术350 功能系统： 通过上述关键技术的攻关，最终形成如下功能性系统模块： （1）数据采集系统 （2）供应链管理系统 （3）企业内部物流系统 （4）仓储管理系统 （5）设备全生命周期管理系统 （6）能源管理系统 （7）ERP 系统 （8）综合信息集成系统 知识产权： 项目成果取得授权发明专利 2 项，授权实用新型专利 3 项，获得计算机软件 著作权 34 项。 示范推广： 项目成果在河南麦道面粉有限公司、东莞国丰粮油有限公司等企业进行了推 广示范。项目成果可以推广到稻谷加工、玉米加工、油脂加工、饲料加工等相关 行业。 配套设施： 项目实施不需要额外增加厂房、小麦加工设备设施；只需配套必须的传感器、 服务器、计算机等设备

3D打印加建筑，利用层层堆积的基本原理，采用工业机器人逐层重复铺设材料层构建自由形式的建筑结构的新兴技术。建筑3D打印机的构成和传统打印机基本一样，主要包括控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等。建筑3D打印机根据电脑上设计的完整的三维模型数据，通过一个运行程序将材料分层打印输出并逐层叠加，最终将计算机上的三维模型变为建筑实物。目前项目已经在江北新区有实体展示，处于可以产业化阶段。

本项目为发动机再制造的产业化提供关键支撑技术。亚激光精密补焊接技 术是冷焊技术的一种，该技术利用精确控制的高能电弧使补材与工件熔接在一 起，可广泛应用于各种钢铁、铜、铝及相关合金的修复，特别适用于较大量的 修补，如发动机机体再制造中腐蚀凹坑、拉划伤和磕碰伤的修复。基于亚激光 精密补焊接技术的冷焊修复技术在再制造企业已得到应用，可以在保证修复效 率的前提下保持良好的修复结合力、减少热影响和残余应力，以及达到较好的 硬度特性。

该项技术针对汽车底盘关键零部件，结合了ADAMS、HyperWorks、FE-Fatigue等软件进行多平台联合动态仿真，获取其在多种工况下的载荷谱，通过灵敏度分析方法甄选出可优化对象，在保证其整车性能的前提下，结合载荷对其进行合理的拓扑优化，达到轻量化与可靠性兼顾的工程目标。1、技术优势：（1）以理论分析和仿真代替经验设计，结果更具可靠性，适用范围更广；（2）缩短研发周期，减少研发经费；（3）同时兼顾车辆操

1、汽车零部件轻量化研发与应用。轻量化产品及工艺：汽车锻件在结构-工艺-性能一体化设计及制造等轻量化方面的关键技术开发和应用。轻量化材料：主要进行包括强度钢、镁铝合金高等新型汽车零部件轻量化材料应用。2、材料混晶。解决钢材晶粒组织局部粗大、混杂问题，目标5级以上。

项目研究背景： 当前，美国、日本等国家采用 T1200\T1800 等材料进 行了大量研究，也取得了相应的技术成果，但因其成本高、成型难度大， 使其应用收到限制。 对吸波碳纤维缠绕压力容器成形必须进行精确的复合 材料结构设计及可靠性的准确预报，以确保其成形质量，其工艺工程十分 复杂，它涉及许多设计变量。 研究内容 ：对吸波碳纤维缠绕压力容器成形研究主要内容为： 1、采用价格相对低廉的 T7

双碳目标下，我国正逐步构建起以新能源为主体的新型电力系统。风电是其中关键一环，发挥着愈加重要的作用。随着风电机组的高度变高，以节省成本为目的进行结构轻量化设计是当前风电发展的必然方向。其中海工基础与风电机组由于设计分工不同，国内一直沿用传统的分离式设计，在塔架底部进行数据交互与迭代设计，导致投资占比增高，设计方法冗余度大，建设阶段成本浪费。如何解决分离式设计的弊端，开发更高效的一体化轻量化设计方法是破局痛点的关键所在。 针对钢制塔筒结构，开展失效型式分析，考察不同参数对钢筒性能的影响；针对海上风电机组基础结构成本高、材料浪费严重的问题，以NREL 5MW海上风电机组的三脚架和导管架基础结构为例开展拓扑优化轻量化设计研究，最终实现结构轻量化设计，得到性能更优，质量更轻的海上风电机组基础结构。 创新点 针对钢制塔筒结构，开展了各类失效型式分析，并考察了设计参数对结果的影响，形成一套钢制塔筒轻量化设计方法。 以5MW海上风电机组模型作为参考模型，将拓扑优化方法引入海上风电机组三脚架和导管架支撑结构的轻量化设计，并进行模态分析、刚强度计算，得到一套在概念设计阶段、考虑结构－载荷耦合效应下海上风电机组三脚架和多导管架的拓扑优化设计及仿真流程。 市场前景 在目前陆上、海上风电机组大型化的趋势下，结构的安全设计、轻量化设计将会成为制约行业发展的一个重要难题，而将拓扑优化及有限元仿真引入风电机组结构设计中可有效解决此类问题。 应用案例 航天万源2MW直驱风电机组塔筒，减重10tons； 5MW海上风电机组三脚架支撑结构，减重276.54tons; NREL 5MW海上风电机组导管架支撑结构，最大位移减少14.89%、最大等效应力减小26.66%。 获奖情况 张承婉、杨晓宇、陈卓；指导教师：龙凯，一带一路暨金砖国家技能发展与创新技术大赛－工程仿真创新设计赛项（研究生组），团体优秀奖 张承婉；指导教师：龙凯，第三届中国工业互联网大赛二等奖 丁文杰，本科生，2020年毕业，论文题目“塔筒法兰螺栓疲劳失效机理和法兰轻量化设计”，校级优秀论文 丁文杰、李泽阳、季元、张承婉；指导老师：廖海涛、龙凯，兆瓦级海上风力发电机组三脚架基础结构设计与强度校核分析APP，第三届中国工业互联网大赛，工业互联网+数字仿真专业赛二等奖 张承婉、陆飞宇、张锦华；指导老师：龙凯，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区一等奖 张锦华，指导老师：龙凯，海上风电机组多导管架的拓扑优化方法研究.2020年北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）

针对低碳城市污水和生物难降解有机废水除磷脱氮过程中存在碳源竞争、除磷脱氮效率不高、需要外加碳源问题，开发酸碱联合调节、微波组合技术，从污水处理厂内部副产物--污泥（主要有初沉污泥和剩余污泥）中提取生物易利用碳源（特别是乙酸等VFAs（挥发性脂肪酸）），用于增强污水生物除磷脱氮过程，实现污泥原位碳源开发和应用。主要内容：1、揭示先酸后碱、先碱后酸等酸碱联合调节污泥氮磷释放、VFAs形成及脱水性能变化规律，阐明氮磷释放和VFAs形成机理，优化酸碱调节技术，在同一装置中利于污泥中VFAs形成、氮磷释放及污泥脱水性能改善，并应用于实际工程中；2、研究酸碱调节污泥释放的氮磷回收过程；3、研究微波碱解、酸解及联合过氧化氢氧化过程中，剩余污泥中不溶有机物破解、VFAs等形成规律，优化微波组合工艺促进VFAs形成过程。特点：与其他污泥处理的化学、物理和生物法相比，酸碱联合调节方法简单易行，解决了单独调酸或调碱只利于氮、磷释放或VFAs形成而无法实现综合利用的问题，其中先酸（pH 3.0）后碱（pH 10.0）顺次调节方式在调酸时利于氮磷释放，在调碱时利于VFAs形成（每吨污泥有机质可生成VFAs约200公斤），同时污泥脱水性能得到改善；微波与碱解、酸解及过氧化氢相联合，可实现剩余污泥高效快速破解，其中微波/过氧化氢和微波/硫酸依次串联技术，在30min内剩余污泥破解率达80%，乙酸占VFAs含量大于80%。本工艺简单，VFAs产率高，实现了污泥的原位碳源开发、节省了外加碳源和污泥处理处置费用，具有很高的环境和社会效益，具有推广价值。