仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。

成果介绍针对我国中药废渣产率逐年增加、常规处理处置方法效率低、资源浪费严重及二次污染等迫切问题，开发以高含水的中药废渣为燃料，通过先进化学链燃料转化技术，将其就地转化为高品质合成气和热能的技术和工艺，实现中药渣的无害化、减量化和资源化综合利用。技术创新点及参数（1）避免使用纯氧做气化剂，具有比常规固体燃料气化、热解技术更高热效率和燃料转化率；（2）直接以高水分中药渣为燃料，充分利用生物质成分和水分，生成的合成气热值和品位均高于常规气化技术，或用来直接生产浓度较高的氢气用作车用燃料；（3）以廉价合成铁基材料、天然铁基材料或炼铝废弃物作为高温传氧材料，实现传氧、传热和催化气化功能，提高燃料转化率，大幅降低合成气中焦油含量；（4）反应器结构采用多级分步反应，并与传热-传质过程高度耦合集成，易于实现连续规模化生产。以上关键技术的开发，将瞄准氢气或合成气燃料生产及药企行业内废弃物能源资源化利用等目标，紧紧依靠强大的能源化工优势，避免同质化竞争导致的产业发展风险，确保技术开发成功的同时形成产业错位发展的优势。市场前景通过废弃中药渣的中高温气化方式生产高品质的合成气的综合效果最好，符合国家固体废弃物资源化和能源化利用政策，也可直接用于药企以替代部分燃料；产生的极少量生物质灰渣易于处理，在与相关中药企业密切合作中，形成优势互补，加速整体技术和关键设备开发，根据需求侧的行业分布、废弃物产地、燃料及产物运输等特点，逐步形成规模适中的、模块化的燃料转化平台。形成针对解决中药企业生物质废弃物的资源化、无害化和减量化的系统性综合解决方案与推广模式，建立示范基地，促进该领域的产业化。

扩链剂常用于提高聚酰胺、聚酯等工程塑料的熔体粘度和力学性能，可弥补熔融加工过程中降解导致的性能下降，对工程塑料的回收利用意义重大。含有丙烯酸缩水甘油酯结构单元的共聚物是重要的扩链剂种类，其扩链效果随其分子量的降低而提高。目前市售的丙烯酸缩水甘油酯类扩链剂的重均分子量通常在8.0×103 左右，扩链效果较差。在自由基聚合中，添加链转移剂是有效降低聚合物分子量的方法，但当链转移剂添加量过高时，聚合产率下降明显、生产成本提高。该技术采用溶液聚合法，以甲基丙烯 酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯为主要共聚单体，加入低自由基活性的α-甲基苯乙烯作为第三单体，并添加适量的链转移剂，成功将共聚物的重均分子量降低至 6.0×103 以下，将反应产率保持在 90%以上。所得甲基苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水 甘油酯三元共聚物高反应环氧官能团含量高、分子量低，用于聚 酯、聚酰胺的扩链，具有易分散、反应活性高、扩链效果优异等 特点。由于共聚物中存在甲基苯乙烯结构单元，在加工温度下易发生解聚，分子量降低，可进一步增加扩链效果。 

本技术可以高值、无害、资源化利用钢渣和工业废气CO2制备建筑材料，促进钢铁工业和建材工业CO2减排、固体废弃物经济利用，具有显著的经济社会效益以及环保优势。 通用技术指标： (1)CO2吸收量为≥20%(占原材料质量比)； (2)钢渣利用率100%。 部分建材制品性能指标： (1)生产成本低，约为同类传统材料的40%-70%； (2)强度发展快，20-60 MPa可设计调控； (3)耐火温度≥500℃；(4)材料使用寿命30-100年可设计。

具有重要的应用价值。本项目针对立体特异性芳基醇和位置特异性结构脂质为 典型代表的高附加值醇/酯，解决其绿色制造过程中关键酶选择性差，工业适应 性弱，表达制备成本高以及催化反应效率低的关键技术难题，开展工业酶的定向筛选、功能强化、高效表达及应用技术研究，开发了具有自主知识产权和适合工业化要求的高选择性、高活性、高稳定性工业酶（脂肪酶和氧化还原酶）的高效创制及应用技术体系，打破国际技术壁垒，推动了我国相关产业的技术进步和持续健康发展。 

人类文明的高度发展，既带来了生活的便利与舒适，同时也增添了病菌传播的机会。近年 来世界上大规模传染性疾病的时有发生，例如，1996年日本发生的O-157大肠杆菌感染事件， 2000年日本、韩国、蒙古等国家发生的口蹄疫事件，2003年我国流行的SARS事件，至今在许 多国家相继爆发的禽流感及致人死亡事件，以及霍乱、肺炎、疟疾、结核病和肝炎等，都给世 界带来了震惊和恐慌，也给人类生命财产造成了重大的损失，促进了人类对健康生存环境的追 求。自上世纪80年代以来，各种各样的抗微生物材料发展十分迅速。抗微生物制品在保护人类 健康、减少疾病、改善生活环境等方面可以起到绿色屏障的作用。据CBS调查，52％的美国民 众购买日用品时，会注意产品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而无论是以欧美为代表采用有机抗菌剂，还是以日本为代表采用无机银离子或纳米级 二氧化钛直接混入树脂基体制备聚合物制品的抗微生物技术都存在不足。理论而言，作为一种 抗微生物材料不仅应该同时对绝大多数微生物有效，而且不应该是溶出性的，否则所制成的饮 水管道、食品包装膜、饮水机等都会因人体摄入而造成毒害，不耐洗涤、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多数有机抗生素的作用机理在于影响微生物的新陈代谢，进而达到抑制其生 长繁殖的目的，然而这类抗生素的滥用，将导致微生物抗药性的增加，会给人类健康带来更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺点的抗菌剂，如阳离子型抗菌剂，通 过正负电荷的静电吸引作用，破坏细胞膜而杀死微生物，成为抗菌剂的重要发展方向。 本项目创建了一类高效、广谱、对人体安全无毒的抗微生物材料，其特点是将特定的阳 离子型功能团齐聚物键合到应用广泛的大宗树脂的分子链上，成为非溶出型的分子组装抗菌材 料，经久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了现有技术的缺陷，是抗微生物材料方面一个有 突破意义的发明。

成果描述：项目把现代生物工程技术与传统酿造发酵技术相结合，利用自转化育种功能性菌株及各种酿酒发酵有益菌株，研制开发出各类新型微生物菌剂，既可有效利用和降低各类白酒生产原材料中残余淀粉含量，提高酿酒原料的利用率，增加出酒率，减少废弃丢糟的排放；还可根据不同人群饮食文化的嗜好，采用不同微生物菌种配合和工艺改造，生产出具有不同风格特点的新产品类型，实现经济、社会及环保效益的和谐统一。市场前景分析：本项目成果技术应用覆盖生物工程、生物化工、食品酿造等工程技术领域。由于核心技术是淀粉质材料的高效利用和酒精成分、风味物质的有效生成，因而相关技术成果适用于不同规模白酒发酵生产企业以及各类酿造食品及发酵饮料等传统和现代酿造生产企业选择性使用。本项目已在部分企业得到生产规模应用，产品市场前景良好。与同类成果相比的优势分析：针对各种原料的专用酿酒微生物制剂系列，为浅褐色粉粒，分别含多种高活性酿酒酶类和各种香型生香酵母，100斤粮食出酒率为50度白酒80-120斤。年产300吨，年销售收入300万元。国内领先。

从南海红树林微生物中分离105种化合物，其中50种新结构， 26种对肿瘤细胞（包括耐药肿瘤细胞 株）有强细胞毒活性（IC50＜10μg/mL）的化合物，部分化合物活性达到纳克级，22种有抗菌活性（包括 抗临床耐药性结核菌株），2种有神经原细胞保护活性。

目前，城市餐厨垃圾的处理方式主要有卫生填埋和焚烧，少部分用堆肥方式处理。因存在众多困难 与弊端，未能充分利用城市餐厨垃圾。通过生态调查，我们发现双翅目蝇类昆虫（大头金蝇蛆）为餐厨 垃圾的天然优势分解者。利用大头金蝇蛆强大的繁殖能力和快速生长潜力，对餐厨垃圾进行高效生物转 化，在清除餐厨垃圾污染的同时，还可得到大头金蝇蛆（可作为畜禽养殖业的鲜活饵料或烘干后制成昆 虫蛋白粉）和有机肥两个优质产品，实现餐厨垃圾的百分百减量化、无害化、快捷化和高值化资源再生 利用。以每转化100吨餐厨垃圾为例，只需5～6天，即可产出畜禽水产养殖业和有机种植业大量需求的 优质昆虫蛋白粉约2 .5～3 .0吨(均价约2 .5万元/吨)和有机肥约50～60吨（均价约2000元/吨），日新增产值 16.2～19.5万元。

（专利号：ZL 201510336598.6） 简介：本发明公开了一种铋酸锌‑锗酸铈纳米棒复合生物滤料，属于滤料技术领域。该铋酸锌‑锗酸铈纳米棒复合生物滤料的质量百分比组成如下：铋酸锌纳米棒35‑50％、锗酸铈纳米棒5‑10％、聚丙乙烯10‑16％、硅酸钠3‑8％、烷基聚氧乙烯醚1‑5％、水25‑35％。本发明提供的铋酸锌‑锗酸铈纳米棒复合生物滤料表面粗糙，热稳定性好、耐水性能优良，孔隙率高、比表面积大、吸附能力强、有利于滤料的成膜与生长等特点，可以脱色降解污水中的有机污染物，在污水处理领域具有良好的应用前景。