本研究提出一种基于连续梯度非均匀电场结合梯度凝胶孔径分布的靶型多腔电泳装置(Circular Multicavity Electrophoresis，CME)实现细胞外囊泡的分离制备。

针对规模化畜禽生产中动物健康、环境卫生和牧场的废气排放造成的社区环境污染，以及动物源人兽共患病的流行和“超级细菌”导致的公共卫生问题，受17个国家、省部和国际合作项目资助，申请人系统地对畜禽场舍内外环境微生物监测，在国内首次阐明密集的畜禽饲养使微生物气溶胶的含量升高、环境质量变坏、并向场舍外扩散；在国际上首次建立了病毒气溶胶传染模型，揭示了禽流感等4种病毒气溶胶的发生、传播及感染机制，认识了疫病气源性传染的过程与规律，丰富了流行病学理论。 从事该领域工作20余年，37名博、硕研究生参与,发表SCI论文35篇，总影响因子116，他人引用536次；检测技术获得2项国家发明专利；一项国家国际合作项目验收为优秀。 （1）确认了畜禽场舍的微生物气溶胶的来源及其传播。即对养鸡猪牛兔等场舍（共126个场）及场舍外不同距离的气载需氧菌、厌氧菌、革兰氏阴性菌及内毒素、真菌及真菌毒素监测，获得了其含量及不同菌群的构成成分；揭示了养殖环境微生物气溶胶向场舍外包括社区居民环境的扩散，在200m之内污染严重。借此，评估了畜禽舍环境卫生和疫病流行风险及对从业人员的传染危害，制定了防控措施；创立了规模化生产“环境性疫病学说”；提出了舍微生物气溶胶既是环境质量指征，又是病原传播感染媒介的学说。 （2）阐明了源于畜禽舍的微生物气溶胶向场舍外扩散，在国际上首次把基因组学技术应用于畜禽舍的微生物气溶胶溯源鉴定。采用PFGE、ERIC和REP-PCR对牧场舍内外环境中分离的指示细菌溯源发现，从牧场舍外下风方向（10-200m）分离的多数微生物来源于舍内空气或粪便（粪便中分离到的与舍内空气中的部分大肠杆菌（鸡舍34.1%、牛栏41.8%）来源相同）。揭示了牧场动物产生的微生物气溶胶不仅在畜禽群内扩散，而且能向场舍外环境传播。首次构建了气源性传染病的传播模式，有公共卫生和流行病学意义。 （3）发现了源于动物体携带毒素基因的病原菌气溶胶的发生与传播。对养鸡猪牛场（共33个）舍内、舍外环境分离的380株气载大肠杆菌携带主要毒素基因的解析发现，鸡舍携带LTa基因的菌株最多为53.85%（63/117）、猪舍携带LTa和STb基因的分别35%和30%、牛舍58.74%大肠杆菌携带1至4种毒素基因。探明了畜禽传染病病原的传播过程。 （4）验证了畜禽饲养中“超级细菌”和泛耐药菌的出现及扩散。应用分子生物技术对养鸡猪牛场舍内、舍外环境分离的426株肠球菌和149株金葡菌耐药基因鉴定，发现了传统的超级细菌：在养鸡场舍内外8株金葡菌为MRSA-耐甲氧西林金葡菌，并携带耐药基因；36株肠球菌携带耐万古霉素vanA或vanB基因。14.55%（62/426）的肠球菌对β-内酰胺酶类抗生素耐药等。揭示了养殖环境耐药菌的产生与传播状况和滥用抗生素导致的危害风险。 （5）确认养殖环境3%-13%气溶胶粒子属于PM2.5。在鸡猪牛舍分别为3.7%、4.9%、13.4%的粒子Dae50＜1µm，这些粒子能够到达肺泡，对动物及饲养员的感染危害更大。该结果为养殖环境饲养卫生管理及卫生标准的制定提供参考，丰富了感染理论。 （6）建立了AIV、NDV等病毒气溶胶的发生、传播及感染模型，阐明其气源性传染的机制与风险。

利用农业废弃物秸秆生产生物炭，返施农田，并辅助其它技术， 可以达到固定重金属污染农田，在微污染农田中生产出合格产品，挽 救因重金属污染造成的农田损失；同时可以减少化肥施用量，达到减 施以保护地表环境免受富营养化污染。目前重金属造成农田的污染修 复以及化肥减施大部分属于国家公益项目。 农田重金属固定技术已经在天津东丽区区示范运行 3 年，运行效 果好，蔬菜重金属达到标准，增加农作物产量，减少化肥施用，因此， 广受农民欢迎。

本项目为一种低温快速制备纳米铝金属间化合物涂层技术。这种新技术利用不同材料和直径的介质球，通过机械振动使介质球在封闭的空间（渗罐）内往复运动，产生冲击，作用在欲形成涂层的金属/合金粉末颗粒和零件表面，使金属/合金粉末颗粒发生粉碎、塑性变形，并与零件表面发生粘结，在440－600℃范围内，通过粉末烧结、界面反应和零件表面原子向粘结于表面的金属/合金粉末颗粒内的扩散过程，形成纳米金属化合物涂层。例如，在440～600℃，经过15至180分钟的振动处理，可以在20钢表面制备出10～100微米厚的铝化物涂层。该涂层具有单层纳米结构，组织致密、成分均匀、没有粗大晶粒和孔洞等缺陷，具有优异的抗高温氧化性能和抗高温硫化性能。可以在各种金属和合金表面制备纳米金属间化合物涂层。还可以制备弥散各种纳米陶瓷颗粒的纳米金属间化合物涂层。在铁、钴、镍基合金表面制备出纳米金属间化合物涂层和弥散各种纳米陶瓷颗粒的纳米金属间化合物涂层。具有优异的优异的抗高温氧化性能和抗高温硫化性能。

利用农业废弃物秸秆生产生物炭，返施农田，并辅助其它技术，可以达到固定重金属污染农田，在微污染农田中生产出合格产品，挽救因重金属污染造成的农田损失；同时可以减少化肥施用量，达到减施以保护地表环境免受富营养化污染。目前重金属造成农田的污染修复以及化肥减施大部分属于国家公益项目。 农田重金属固定技术已经在天津东丽区区示范运行 3 年，运行效果好，蔬菜重金属达到标准，增加农作物产量，减少化肥施用，因此，广受农民欢迎。

新能源转换和储存技术是当今世界解决目前化石能源危机和环境污染问题的核心途径。廉价的电解水产氢催化剂和高容量的储能材料成为大规模推广此类新能源技术的关键。对于电解水产氢而言，贵金属铂基催化剂的产氢活性最好，但其资源有限，无法推广使用。相比而言，非贵金属钼基材料以其特殊的理化性质表现出优异的分解水制氢活性，但存在导电性低及材料团聚问题，这导致材料活性位点暴露少和稳定性差等问题。为了解决这些挑战性问题，近日，北京大学工学院研发团队提出了一种具有强耦合作用钼基金属杂化材料的制备新策略提升电催化产氢性能，并发现强耦合材料对于储钠展现了优异的容量、倍率和稳定性。

基金属间化合物原料成本较低，具有低比重、优异的抗氧化、抗硫蚀等特点，可以应用于对强度要求不太高的中高温氧化或硫蚀环境中，如有色冶炼厂和高浓度烟气收尘设备及制酸系统中的烟气净化设备、转化器、热交换设备极板和壳体；汽车尾气管、电厂排气的烟气管道等。从1991年起，孙祖庆教授及其研究小组在国家科技部863专家委员会、国家自然科学基金委及中国-福特基金的支持下，开展了系统工作。 主要创新性研究成果有以下几点： 首次提出Fe3Al基合金的B2热机械处理工艺，使合金在空气中的室温拉伸延伸率提高到15％以上。 通过自行开发的提高合金中高温抗蠕变性能的处理工艺，研制成功Fe-28Al-XCr系金属间化合物材料。申请两项发明专利并已获得批准（专利号：ZL 93 1 14921.5）(专利号：ZL 93 1 21242.X)。 通过Cr, Ti, Mn, Ni, Mo等代位合金元素原子在Fe3Al基金属间化合物合金亚点阵占位的中子衍射研究及交互作用能计算探讨上述各元素对室温塑性的影响。Fe3Al基合金热加工过程中的变形织构研究。 在解决了该系列合金采用传统工艺制备大体积材料、并获得薄板的基础上，开展了超塑性行为、可焊性研究，并提出优化的热弯成型及焊接工艺。申请焊接发明专利一项，已公开（公开号：CN1251329A）。 Fe3Al基合金薄板在有色冶炼后处理含氧环境中的现场试验结果显示了它比不锈钢优异的抗蚀性能。通过鉴定一项。 B2结构Fe3Al单晶力学行为各向异性机理研究。不同取向单晶宏观拉伸切应力—切应变曲线形式、各阶段加工硬化行为与各滑移系的激活方式、晶体转动及位错组态的演变直接相关。 目前，有关Fe3Al基合金冶炼、热加工、焊接及组织性能控制的技术已经成熟，在普通钢铁企业现有的冶炼及轧制设备条件下，可以通过真空熔炼或非真空熔炼加电渣重熔工艺精炼来制备Fe3Al基合金铸锭，通过锻造及轧制设备生产各种规格的Fe3Al基合金板材；通过热弯工艺及焊接工艺可获得Fe3Al基合金焊管。

本发明涉及环境保护领域内的一种含重金属废物的无害化处理方法，其工艺流程为：1)筛选工序：对含重金属废物进行筛选，筛选后测试各级物料重金属浸出指标，符合填埋场入场标准的可以直接资源化或填埋；2)研磨工序：不符合标准的物料加入物理化学稳定剂和水研磨混合，研磨中保持1个大气压的二氧化碳气氛；3)固化工序：在研磨后的物料中加入螯合剂、固化剂和水进行机械搅拌，使含重金属废物固化成为颗粒；4)养护工序：将颗粒在自然状况下养护24小时，根据颗粒的重金属浸出检测结果决定颗粒作为沙石替代产品用于建材或进行填埋处理。本发明提供的含重金属废物的无害化处理方法成本低，处理效果好。

随着我国电力工业的不断发展，大型发电机组的制造的水平不断提高，对我国取向硅钢产品的性能提出了更高的要求。相比于一般钢铁产品，取向硅钢的制造工艺和设备复杂，生产过程影响因素众多，对化学元素和析出相的控制提出了极高的要求，因此被称为“钢铁中的艺术品”。目前，我国能够生产取向硅钢的企业只有宝武集团、首钢集团等少数企业。取向硅钢的磁性能受到钢成分和析出相的影响很大。其中由于其钢中非金属夹杂物和析出相控制存在以下两个难题：（1）取向硅钢在冶炼过程中，钢中化学成分要求实现窄成分控制，尤其是在精炼过程中对酸溶铝（[Al] s ）和钛（[Ti]）含量等的控制。其中钢中[Al] s 和[Ti]含量对硅钢铁损和磁感强度的影响很大，目前取向硅钢的[Al] s 很难稳定的达到的要求，钢中[Al] s 的命中率不高，同时[Ti]控制也不稳定。本项目通过洁净钢的冶炼技术，确定当前取向硅钢中影响硅钢磁性的主要元素为酸溶铝和钛含量，其控制目标为[Al] s =0.0265%±0.001%和[Ti]＜25 ppm。（2）取向硅钢精炼渣成分设计技术。本项目首先通过工业实验数据和热力学计算研究了精炼渣对钢中酸溶铝和钛含量的变化的影响。通过动力学计算，重点研究了钢包镇静过程的不同时刻，钢中酸溶铝和钛含量的变化规律，为取向硅钢冶炼过程中酸溶铝和钛含量的变化的精准控制提供理论指导。本项目得出增加精炼渣碱度可以增加取向硅钢中[Al] s 含量。为了降低取向硅钢中[Ti]含量，应当严格控制精炼渣中 TiO 2 含量。，从而更系统准确地确定了有利于控制取向硅钢中[Al] s 和[Ti]含量的最优精炼渣成分。

采用激光切割技术，完成厚度范围为百微米至十余毫米的多种高硬脆非金属材料（金属/ 非金属等硬脆性难加工材料）的直线、曲线、角型等自由路径的切割、打孔等。其技术创新点在于：（1）可实现   多种厚度、多种材料的切割，且材料规格不局限于板材，管材与弧面材料亦可进行加工。（2）可以直接   实现材料自由路径切割，而不局限于直线路经。（3）切割质量高，对于厚度较薄的材料可以保证较高的   切面粗糙度，对于较厚的材料可以保证切割后切割路径边缘无裂纹产生。（4）具有提供特殊硬脆性材料   精细加工研发工艺方案和设备系统开发的能力。