随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。应用范围 本项目可用于诱导多能干细胞（iPS）制备；干细胞分化前准备和成骨、成脂以及成软骨分化；体内骨、软骨再生；骨关节炎的早期干预和对症治疗；细胞治疗；细胞分泌因子调控等领域。 项目阶段 1.纳秒脉冲电场是新兴的、能够精确控制场强和脉宽的电场技术，可以比传统电场更加精准地控制参数，以及提升场强到KV/cm。它有效地穿透细胞膜、作用到细胞器和染色质，发挥广泛的生物学效应。 2.我们发现纳秒脉冲电场的不同参数组合（场强、脉宽、频率、刺激个数、应用时间点等）会引起不同的生物学作用。基于该理念，实验室前期工作发展了使用纳秒脉冲电场：a.选择性DNA去甲基化；b.提升干细胞干性；c.促进干细胞分化（成骨、成脂和成软骨）；d.促进处理后的干细胞体内软骨再生的能力；e.提升细胞分泌因子能力；f. 改良传统的“电击杯”(BTX electroporationcuvette #45-0125)，开发出能够连续为细胞施加刺激的导电薄膜。

1 成果简介原料油脂费用占生物柴油生产成本的 80％以上，目前原料油脂价格高居不下并不断上涨，制约了生物柴油产业化和商业化。国内外生产生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、地沟油等。它们与农业争地，与食品及饲料争原料，单位生物量的产油率低，生产周期长，消耗大量的水资源、化肥和能源。 清华大学发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变， Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高 3~4 倍，达细胞干重的 61％以上。又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了 100 g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。 该技术的创新点： （ 1）发明了微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径； （ 2）异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高（ 细胞干重 100 g/L，含油量 60％），提高了该技术工业化生产的经济性； （ 3）在发酵前引入利用 CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，降低成本同时减少温室气体的排放。 该技术获 3 项国家发明专利和 2007 年全国发明大会奖。2 应用说明与有实力的企业界合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。 主要生产原料为二氧化碳及以下 3 类之一：（ 1） 甜高粱、甘蔗等糖质原料；（ 2） 木薯、玉米等淀粉质原料；（ 3） 含糖有机废水。 生产设备：微藻培养池、光生物反应器、工业发酵设备及厂房为主。 生产消耗：电能、蒸汽等（无污染等环境问题）。 产品应用：微藻生物柴油质量好，应用范围与目前市场上销售的柴油完全相同。 投资风险：本技术创新性强，没有前人的实践、范例和经验；通过工业化和规模化来实现进一步降低成本的目标；高技术、高投入、预期高回报的同时也存在投资风险。3 应用范围中国境内的生物柴油能源市场等。4 效益分析全世界油脂价格和液体燃料价格疯狂上涨，对世界经济、政治和国家安全等产生重大影响。5 合作方式（ 1） 合作研究开发：清华大学方投入前期的专利技术、成果、仪器、实验室和研究人员，政府或企业方投入研发资金（至少若干百万元起步）、设备和工程技术人员，双方共同合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。双方风险共担，成果共享。 （ 2） 技术转让：清华大学方将前期的专利、技术、成果独家转让给企业方，同时协助企业方完成进一步的研发、生产和商业化运作。企业方首先投入技术转让费用，享有对该技术的垄断权。

1 成果简介我国油气田和石油炼化企业普遍存在原油落地污染土壤现象，据统计，我国石油污染土壤面积 500 万公顷。这些土壤不仅不能使农作物很好生长，且代谢产物的毒害作用更是可以通过食物链传递给人类，从而危害人类的健康，极大地影响了我国的农业生产和生态环境。2 应用说明从 2001 年开始，清华大学就一直致力于石油污染土壤的生物修复技术上基础理论和工程实施方面的研究；筛选出几株高效石油烃降解菌株；开发了细菌-真菌协同强化修复技术；研发出一套高效的实际石油污染场地的生物修复工程实施方案，针对不同类型的石油污染土壤的生物治理展开了基础理论研究，并将修复评估体系延伸到微生态角度，建立其标准。本项技术已获得国家发明专利 9 项。并在中原油田实施了 170m2 的污染土壤生物治理小试和11 亩的实际石油污染土壤的中试的工程实施，使得 19 年寸草不生的污染场地恢复种植能力，种植作物为小麦，修复后耕地所种植的小麦能够正常出苗和生长，其产量达到正常耕地种植水平，并经过国家粮油质量监督检验中心和农业部谷物品质监督检验测试中心两家权威检测机构检测，其品质完全符合国家标准。 该项目专家鉴定意见为：“ 该项目开发的技术属原始性创新，已申请国家发明专利 9 项，具有自主知识产权。建议组织好推广应用，深入开展油污土地修复研究”。3 效益分析本项技术可以复耕我国大面积额的石油污染耕地，改善污染耕地的理化性质，从而彻底改变促进我国农业发展，并且解决了污染问题。由于污染造成的耕地污染，石油企业需向当地农民支付每亩每年赔偿金 1300 元。 国际上目前修复成本在 1000~10000$/亩，本项技术的总修复成本在 1500~2050 元/亩， 工程实施开展 3 年内见效，本研究发展的油盐污染土壤修复技术有很好的经济性。图 1 修复前                                                图 2 修复后

以生物基原料生产环境友好的化工产品是人类实现可持续发展的必由之路， 生物基涂层材料的研究已经成为全球涂料科学技术领域的研究前沿。传统的生物基光固化树脂玻璃化转变温度偏低，力学性能较差，影响了其应用推广。团队围绕如何制备兼顾生物基含量与综合性能的生物基光固化树脂开展研究，通过化学结构的设计，在提升生物基光固化树脂性能的同时保证了其较高的生物基含量。目前团队所研发的生物基光固化树脂具有较高的生物基含量和双键转换率，其固化膜的热稳定性及硬度、弹性模量、抗冲击性等性能与常用商业石油基光固化树脂相当，产业化前景广阔。 

本项目针对输变电设备高压侧监测装置要求取电电源功率密度高、工作电流范围大的难点，分析了取电电源磁芯尺寸、材料、绕组匝数、负载特性等因素对取电电源输出功率的影响，建立了取电电源变压器的功率输出模型，提出了感应取电电源的最大功率跟踪方法和大电流冲击保护方法，最终建立了高能量密度感应取电电源的理论体系，并完成了感应取电电源样机的研制，一举解决输变电设备高压侧监测装置的供电问题。 本项目已申请中国专利6项，美国专利1项，其中授权专利3项。研制的感应取电电源可实现500g磁芯在10A电流条件下稳定输出350mW以上的功率，将传统感应取电电源的输出功率密度提高一倍以上，彻底解决我国输变电设备高压侧监测装置的供电问题，同时超过美国USI等国际知名厂家，使我国感应取电电源技术达到国际先进行列。 本技术可为所有输配网线路监测装置提供能量支撑，如输电线路动态增容、分布式故障定位、输电线路线路舞动、振动倾角等监测装置，配网故障指示器等。以故障指示器为例，目前国内传统故障指示器的出货量为50万只左右，以每只专利许可100块计算，每年可有超过5000万的产值。

涂层技术是提高刀具性能和寿命的重要途径。随着高速切削、干式切削等先进切削技术的不断发展，对刀具涂层的性能也提出了更高的要求，不仅要具备高硬度、高弹性模量、耐磨性和韧性等机械性能，还要具备抗高温氧化性能、耐蚀性以及优异的高温力学性能(红硬性)，传统的刀具涂层，如TiN、CrN、甚至TiAlN涂层已逐渐不能满足性能的要求。因此，亟需开发高性能的新型保护性涂层材料。 材料结构涂层是利用纳米材料的特异结构产生高硬度的新型涂层材料，包括纳米多层涂层和纳米复合涂层。本项目组采用PVD(物理气相沉积)技术开发的TiAlSiN、TiSiCN、CrAlSiN等纳米复合结构涂层获得近50GPa的超高硬度，同时具有较低的摩擦系数和热稳定性，其使用温度达到1000℃；开发的CrAlN/ZrO2、TiAlN/SiO2等纳米多层涂层，不仅具有超过50GPa的超高硬度，同时由于含有氧化物阻挡层，抑制了外界氧原子向涂层内部的扩散，使涂层抗氧化性能得到大幅提升，同时还具备优异的耐蚀性能。

EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）热熔胶粘剂是一种不需溶剂、不含水份、100％的固体可熔性的聚合物体系。在常温下为固体，加热到一定温度变为能流动的粘性液体。因其不含任何溶剂，故属于环保型胶粘剂。EVA热熔胶对几乎所有的材料均有热胶接力，综合性能好。其主要缺点是粘接强度低。 该技术通过加入一种粘接强度改性剂，很大程度地提高了EVA热熔胶的粘接强度，其胶接强度与反应型聚氨酯热熔胶相当。该热熔胶制备方便，设备简单。该技术已获国家发明专利授权（专利号：CN100350011C） 通过该技术制得的EVA热熔胶具有更广泛的应用领域。不仅能广泛用于制鞋，服装粘贴，书籍无线装订，木材积层板制作，无纺布制作，汽车坐席、车灯等的组装，电子、电器中的绝缘捻子封缄，电子部件灌封，光盘制作等方面。还可作为结构胶粘剂应用于汽车、建筑、道路施工等领域。