本技术提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 随着智能手机、笔记本电脑等消费电子产品的快速发展，锂离子电池（Lithium Ion Battery, 简写为LIB）已经成为最成功的电化学储能设备之一，并从根本上影响并改变了人们的日常生活方式。随着制造工艺的逐步成熟，LIB的能量密度已经接近其理论极限。另一方面，可移动电子设备的快速普及和汽车电动化的蓬勃发展也不断要求开发具有更高能量密度的充电电池以满足实际使用的需求，而最先进的LIB依然无法完全满足上述需求。因此，寻找更高能量比的锂电池电极材料，加快下一代新型锂电池关键技术的相关研究，已成为制约锂电池技术产业发展进步的关键问题。锂金属电池的能量密度虽足以达到下一代电动车的要求，但其自身的稳定性仍令人担忧，这主要是因为Li金属的反应活性过高，其几乎可与所有的电解液均能自发地发生化学反应。在电池的运行过程中，Li电极和电解液之间通过自发化学反应和电化学反应导致了固体电解质界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。当所形成的SEI结构不均匀时会诱发电池体积膨胀，此外，充放电过程中锂的不均匀沉积会导致锂枝晶的形成，锂枝晶的不规则生长会刺穿SEI，导致SEI膜发生破裂，并产生死锂，降低锂金属电池库伦效率；更严重的是，锂枝晶的不断生长会刺穿隔膜，造成电池内部的短路，导致火灾和爆炸等安全事故，大大缩短了电池的使用寿命，严重阻碍了其大规模商业化发展。因此，SEI对LMB的性能具有至关重要的影响。良好且稳定的SEI可以阻止（或者大幅度减缓）负极界面上反应的持续发生，起到保护Li电极的作用。针对下一代高稳定性锂金属电池设计中存在的关键问题，结合国际研究进展与本团队前期研究基础，我们提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相关自动化软件已开发完成并交付使用，且具有完全的自主知识产权，可用于国内外上游电池生产研发企业积累原始电池性能数据，大范围筛选有效电解液组分，指导下一代高能量密度锂电池研制。 我们的技术优势与创新主要表现在： 1）首次在电池体系中实现了QM与MM的混合模拟与混合加速； 2）在电池体系模拟中实现了开放电子体系对电化学反应的热力学和动力学预测； 3）在保证精度的前提下，实现了在纳米尺度上对真实的实验SEI结构直接模拟； 4）通过耦合深度机器学习，实现了电解液组分大范围筛选与性能优化。

医药工业的片剂将更新换代为具有缓释、控释功能的制剂。为了能够包衣，需要开发以工业方法制备的大小均一、圆球度好的球形芯丸。化工行业的催化剂、分子筛等产品也都需要制备成球形颗粒。球形颗粒的表面积最大，其充填密度最高。颗粒产品取代粉体产品，将改善后续操作中粉体流动性，减少环境污染，提高利用率。在所有的造粒方法中，球形颗粒的质量最好，球形颗粒的商品外观质量也最好。由华东理工大学发明的球形微丸造粒机创造性地应用了五种科学原理：塑性造粒原理、最小势能原理、三维随机原理、多种力相互作用原理和流化床与机械法相结合的原理，采用该设备制造的产品成品率高，以医药辅料微晶纤维素作为原料造粒为例，成品率可达90%以上，球粒大小均匀，不需筛选。同时球形造粒能够十分快速地进行，效率高，一批料只需?分钟。设备操作简单，无易损件，设备使用寿命长。该设备获国家实用新型专利。专利号：ZL99239875.4。2003年3月获“第十二届全国星火杯创造发明竞赛一等奖，2002年10月获上海市优秀发明一等奖。2003年3月获上海市科技进步二等奖。

项目简介本课题采用可生物降解的海藻酸钠作为载药材料，发明一种载药缓释系统，充分发挥海藻酸钠自膨胀、缓慢降解特性，维持局部血药浓度，从而达到最佳治疗效 果。在血管栓塞治疗中，与传统的栓塞剂碘油相比，维持药效时间更长，栓塞确切有效。海藻酸钠微球具有生物可降解性和组织相容性，其安全、无毒、降解周期可控、无长期异物刺激以及介入部位疼痛轻微或无疼痛感等特点。该产品的颗粒表面带有一定的负电荷，使颗粒之间相斥，在储存和使用中不凝聚、不堵管，在体内膨胀并嵌顿在使用部位，定位性更好。为今后研究开发生物“多功能微球”创造了良好的平台。以可生物降解的海藻酸钠为主要材料包裹临床一线使用的抗癌药物多柔比星或柔红霉素，通过不同的装载药物的方法的对比，寻找出了最佳方法和条件，制备了具有缓释功能的多柔比星－海藻酸钠微球、柔红霉素－海藻酸钠微球。粒径和降解时间可控可调，药物/载体比高于50%，包封率最高达到 99.5%。项目团队 齐宪荣教授现任北京大学药学院教授、博士生导师、北京市药学会药剂专业委员会委员、中国药学会药剂专业委员会委员、药物技术创新服务专业委员会副主任委员等。齐宪荣教授担任国家“外专千人”和“高端人才”计划评审专家，国家重点新产品计划评审专家，国家自然科学基金、博士后科学基金、北京市自然科学基金、北京市中小企业创新基金、 北京市企业研究开发项目等评审专家。 齐宪荣教授主要研究方向为靶向递送系统、纳米技术与生物技术的研究。作为第一完成人，齐宪荣教授获 2001 年度北京市科技进步奖；作为主要完成人，获得教育部自然科学奖、中国中西医结合学会科学技术一等奖等多项奖励。应用范围 本研究以海藻酸钠微球为平台，可通过介入治疗学方法，治疗肝癌、肾癌等实体肿瘤，也可用于植入给药或肿瘤瘤周注射等治疗恶性肿瘤。项目阶段 临床前研究。知识产权已经获得相关专利授权。合作方式 技术转让。

鼻腔微创支架是刘俊秀教授的科研成果，包括鼻腔支架、鼻前庭支架及后鼻孔支架，是放置于鼻腔，用于鼻术后鼻腔填塞，用于替代手术治疗鼻堵的保守微创方法。在改善鼻阻塞、治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症方面具有良好的效果。

本课题采用可生物降解的海藻酸钠作为载药材料，发明一种载药缓释系统，充分发挥海藻酸钠自膨胀、缓慢降解特性，维持局部血药浓度，从而达到最佳治疗效 果。在血管栓塞治疗中，与传统的栓塞剂碘油相比，维持药效时间更长，栓塞确切有效。 海藻酸钠微球具有生物可降解性和组织相容性，其安全、无毒、降解周期可控、无长期异物刺激以及介入部位疼痛轻微或无疼痛感等特点。该产品的颗粒表面带有一定的负电荷，使颗粒之间相斥，在储存和使用中不凝聚、不堵管，在体内膨胀并嵌顿在使用部位，定位性更好。为今后研究开发生物“多功能微球”创造了良好的平台。 以可生物降解的海藻酸钠为主要材料包裹临床一线使用的抗癌药物多柔比星或柔红霉素，通过不同的装载药物的方法的对比，寻找出了最佳方法和条件，制备了具有缓释功能的多柔比星－海藻酸钠微球、柔红霉素－海藻酸钠微球。粒径和降解时间可控可调，药物/载体比高于50%，包封率最高达到99.5%。

此专利产品用于给水或污水处理的混凝（絮凝）工艺，用于在絮凝反应区形成微小 涡流和悬浮泥渣层。微涡流絮凝器为空心球形结构、表面开有小孔（孔径和开孔率）、 采用塑料并添加少量调节比重和增强吸附性的材料制作、容重略大于水，具有以下特性： 1.无方向性，直接投入水中使用，不需要固定安装； 2.工厂化批量生产，改造工程施工期短，便于推广应用； 3.水流过孔速度变化，加之壁面磨擦阻力，使水流产生微涡旋； 4.材料强度好，无毒性，耐腐蚀，抗老化，使用寿命长； 在水流中可浮动和旋转，不易被漂浮物堵塞。

成果创新点 1.在光学微腔器件的晶体腔加工、PPLN 微腔加工、微 腔耦合与封装、微腔超高 Q 值检测方面，分别提出了先进 而完善的实施方案，并申请了相关发明专利。现有晶体微 腔 Q 值国内最高水平 106，国外达到 109，本项目可优于 108， 从而达到国内领先，国际先进水平。 2.在光学微腔器件应用方面，研发例如超窄线宽激光 器（精密测量、物理量精密传感）、超窄线宽滤波器（激 光技术

1.在光学微腔器件的晶体腔加工、PPLN 微腔加工、微腔耦合与封装、微腔超高 Q 值检测方面，分别提出了先进而完善的实施方案，并申请了相关发明专利。现有晶体微腔 Q 值国内最高水平 106，国外达到 109，本项目可优于 108，从而达到国内领先，国际先进水平。 2.在光学微腔器件应用方面，研发例如超窄线宽激光器（精密测量、物理量精密传感）、超窄线宽滤波器（激光技术）等小型化器件的技术原理和实现方案。与常规产品相比，体积可缩小至 500 立方厘米以下，精度可提高 2个量级，成本可下降 80%。成果可实现的光学微腔器件主要指标：研制出光学晶体微腔，Q 值优于 108，根据用户要求研制小型化应用模块。

内容介绍： 磁性复合微球是一种以磁性物质为核以有机物为壳的核壳式小球。当 给小球表面带上不同功能基团时，它可以选择性的结合一种物质，然后 借助磁场的作用将该物质从混合体系中分离出来。 该技术达到国内领先水平，相关研究成果获陕西省科技进步一等奖和 二等奖各1项，获发明专利1项。