角蛋白酶是一种特异性蛋白酶类，可降解结构复杂、硬质难溶的角蛋白，具有多种优良的催化特性，在生物加工、绿色制药、废弃生物质处理、生物制革、生态纺织、洗涤剂等实际应用中备受关注，被认为是有着巨大应用潜力和市场前景的新一代蛋白酶类。 本项目从角蛋白酶基因挖掘、高效表达、性能改造及其应用研究等方面开展了一系列工作。课题组目前建立了角蛋白酶资源库，是我国拥有角蛋白酶基因资源产权最多和最具多样性来源的单位；实现了角蛋白酶基因在大肠杆菌及枯草芽孢杆菌等外源宿主中的克隆及高效表达；在 5L 罐上发酵酶活最高可达10000 U/mL 以上，是目前文献报道的重组角蛋白酶表达最高水平；项目已完成了 1M3 规模中试试验，成本降低 30%以上。在应用方面，本项目成功将角蛋白酶用于生物法制备纳米银粒子 AgNPs，与传统化学法相比，酶法合成的纳米银具有更好的抑菌活性。另外，项目组已首次开发出无胶原活力的高特异性角蛋白酶，具有高角蛋白活力，不会对皮革胶原造成破坏，能保护胶原结构完整性，可开发出不伤及皮肤真皮的洗涤剂产品、药品及化妆品，在生物制革领域也具有极大应用价值，可缓解制革工业中的烂皮现象；同时本研究所开发的角蛋白酶在活性多肽制备中也表现出良好的应用前景。

微生物燃料电池（MFCs）是利用微生物的新陈代谢氧化化学物质并释放电子，把化学能转化为电能的一种电化学装置。MFCs由于具有去污和产电双重功能，是一种“绿色”能源。其最具潜能的应用是污水处理，即利用微生物分解污水中的有机物，并将转化为可用的电能。且整处理过程不用曝气，可节省大量的耗能。目前，微生物燃料电池的发展和应用中最大的障碍是材料的成本和性能。 本研究利用低成本的天然木质纤维素为原料，采用直接碳化的方法来制备三维大孔碳材料作为微生物燃料电池的阳极材料，并取得突破性进展，。 相关系列研究结果2012年分别发表在Journal Material Chemistry, ChemSusChem 以及Energy & Environmental Science等国际权威杂志上。特别地，基于天然纤维制备的波纹层状三维碳阳极，阳极电流密度提高了10倍，达到了200 A m-2，该结果2012年已发表在能源环境领域顶级杂志Energy & Environmental Science上，影响因子9.61. 该研究成果制备的材料成本低，性能优异。该研究成果结合我们的阴极氧气还原催化剂的研究成果，以及后续的隔膜研究成果，将可微生物燃料电池的在污水处理中的规模化应用。

通用小型汽油机用于小型发电机组、社会生产和家庭省力用机具的动力，全世界年产量达 5000 多万台。我国近年快速发展， 2013 年产量达 2400 余万台，已是世界生产基地。 近 10 年间小型汽油机的排放法规不断加严，项目结合行业发展和国际市场需求，研究与国际同步，对共性技术开展攻关，掌握了突破欧美排放法规壁垒的核心关键技术，研发了系列低污染节能小型汽油机产品， 解决了行业发展的难题， 形成的成果丰富了内燃机的理论。项目主要研究内容与创新：（ 1） 突破欧美环保壁垒的低

天然黄酮、功能糖的提取制备与功能产品开发   1、核心技术介绍： 多糖（polysaccharide）是由多个单糖分子缩合、失水而形成的由糖苷键结合的糖链，是一类分子结构复杂且庞大的高分子碳水化合物。多糖组成与结构十分复杂，不是一种纯粹的化学物质，而是聚合程度不同的物质的混合物。多糖是一类具有广泛生物活性的生物大分子，具有多种药理活性，如抗氧化、降血糖、降血脂、抗肿瘤以及增强免疫力等，具有较高的开发价值。植物多糖种类繁多，具有多途径和多靶点作用等优势，在保健食品和医药等方面具有广阔的应用前景。掌叶覆盆子(拉丁名：Rubus chingii Hu)，又称华东覆盆子、大号角公、牛奶母等，蔷薇科悬钩子属植物，分布于江苏、安徽、浙江、江西、福建，等地。未成熟果实可入药，《中国药典》记载其性微温，味甘、酸，入肝肾经，具补肝肾、缩小便、助阳固精，明目之功效，主治阳痿、遗精、虚劳、目暗等症。覆盆子的营养成分丰富，富含鞣花酸、维生素、多糖、多酚、黄酮等功能性化合物。其中，覆盆子多糖具有广泛的药理作用，如抗氧化、抗衰老、降压、提高免疫力等功效。然而目前覆盆子多糖提取纯化步骤复杂；同时因采用碱法提纯，易破坏多糖的结构，多糖损失较大。有研究通过聚酰胺柱和DEAE—纤维素阴离子柱纯化多糖，然而通过柱纯化的步骤繁杂，且原材料价格昂贵。目前，尚未发现高纯度掌叶覆盆子多糖的快速提取方法。为更好地对覆盆子多糖进行开发利用，项目团队综合利用超微粉碎、超声辅助浸提、分子截留和真空冷冻干燥等技术，制备获得高纯度、高活性掌叶覆盆子多糖，为掌叶复盆子多糖的产业化应用提供技术支撑。项目完成人团队在天然黄酮和植物多糖分离纯化及其调控糖脂代谢、缓解氧化应激、保护肝脏损伤等领域累计申请发明专利40余件，其中授权发明专利14件，2项PCT专利申请中。目前项目完成人研究团队在涉及植物化学素分离纯化领域到活性应用已经形成了国内外全覆盖专利群，通过全球专利布局，有效保护了该核心自主知识产权。 2、应用范围及目前应用状态 本项目研发的基于超微粉碎、超声辅助浸提、分子截留和真空冷冻干燥等技术的快速、高纯度植物多糖提取技术适用于富含多糖的植物农产品，包括但不限于如下产品：掌叶复盆子、莲雾、桑葚、红枣和香菇等。目前已建立植物多糖的中试生产线，可完成小批量植物多糖的生产，开发以植物多糖为核心元素的功能产品。 3、掌叶复盆子多糖结构及活性介绍 活性多糖是指具有某种特殊生理活性的多糖化合物，具有双向调节人体生理节奏的功能，广泛存在于植物和微生物细胞壁中，安全性高、功能广泛，具有非常重要与特殊的生理活性，是由醛基和羰基通过苷键连接的高分子聚合物，也是构成生命的四大基本物质之一。多糖除有免疫调节、抗肿瘤生物学效应外, 还有抗衰老、降血糖、抗凝血等作用, 且对机体毒副作用小。本项目开发的掌叶覆盆子多糖主要由半乳糖醛酸组成，以1,3-阿拉伯糖、1,6-半乳糖、T-半乳糖醛酸等糖苷键组成，具有抗氧化、抑制脂肪毒性和肝脏损伤等功能活性，具有良好的开发前景，本项目研究为掌叶覆盆子多糖提供了新的医疗用途，拓展了新的应用领域。 以摩尔百分比计，掌叶覆盆子多糖由以下成分组成： 半乳糖醛酸    40.26~45.20%； 阿拉伯糖      29.78~33.17%； 半乳糖        7.63~9.59%； 葡萄糖        6.38~9.65%； 甘露糖        1.18~1.31%； 鼠李糖        3.29~4.89%； 葡糖醛酸      0.98~1.13%； 岩藻糖        0.27~0.65%； 多糖是由单糖以一定的连接方式组成的重复结构单元，单糖以一定的糖苷键连接，不同糖苷键的连接的单糖称为多糖的结构单位。以摩尔比计，掌叶覆盆子多糖由以下特定结构单位组成： 1,3-阿拉伯糖    2.49-2.96； 1,6-半乳糖       2.22-2.34； T-半乳糖醛酸    1.76-2.01； 1,6-葡萄糖       1.15-1.27； 1,4 -半乳糖醛酸 1.17-1.26； 1,4,6-半乳糖      1.03-1.21； 1,4-鼠李糖       0.75-1.00； 1,2-阿拉伯糖    0.59-0.80； 1,4-阿拉伯糖    0.48-0.67； T-阿拉伯糖       0.36-0.59； T-葡萄糖醛酸    0.13-0.30； 1,3-岩藻糖       0.18-0.29； 1,3-甘露糖       0.18-0.28； 1,4-葡萄糖醛酸   0.13-0.24。   掌叶覆盆子（Rubus chingii Hu）

一种超疏水纤维毡及其制备方法，包括将纤维毡依次于丙酮、无水乙醇以及去离子水中超声清洗，然后干燥；将室温固化氟碳树脂（FEVE）和双组份刚性聚氨酯树脂（SRP?FC）加入到有机溶剂中，搅拌均匀后，形成稳定的树脂溶液；将疏水性气相二氧化硅纳米颗粒和氟硅烷直接投入乙醇中，超声分散即配成超疏水面漆溶液；将清洗后的纤维毡首先放入底漆树脂溶液中，浸渍后取出，挤压出多余树脂和溶剂，干燥后在面漆溶液中通过浸渍提拉的方式，在经过树脂处理后的纤维毡上形成超疏水涂层，再干燥固化，从而获得防污防潮防霉超疏水纤维毡。

本发明涉及生物支架材料的制备及蚕丝蛋白的加工利用领域，特别涉及一种组织工程用丝素/海藻酸钠复合纳米纤维支架材料的制备方法。本发明的基本步骤是将脱胶后的纤维状丝素溶解在浓度为9mol/L的LiBr溶液中，控制温度37℃，时间6h，溶解后经过滤、透析、风干浓缩后获得不同重量浓度的丝素蛋白溶液，将500mg海藻酸钠溶于100ml去离子水中，60℃水浴中溶解1h，再磁力搅拌溶解1h，制成0.5%（w/v）的海藻酸钠溶液等，本发明采用热致相分离法制备丝素/海藻酸钠复合纳米纤维支架材料，制备工艺简单，无需其他复杂设备，条件易控制，成本低廉，可进行规模化批量生产。

生物可降解吸收的聚合物是目前较理想的生物医用高分子材料之一，电纺丝是一种 制备纳米纤维的新技术，在生物医用领域已取得很多应用，在药物缓释领域也有着潜在 的应用前景。 目前应用的纤维材料纯度不高，防术后粘连效果差，无局部抗炎症作用，应用面狭 窄。 碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）能够提高创面抗感染能力，对修复皮肤创伤有明 显的促进作用。在身体环境下保持并延长 bFGF 的活性，是临床发挥作用的关键所在。 本发明通过静电纺丝的方法，将抗炎症药物、生长因子与可降解高分子材料复合， 使纳米纤维薄膜不断降解，将药物释放，防止炎症反应，并通过释放生长因子诱导病损 部委细胞再生。 功能特点： 1．工艺简单，操作方便。 2．载药量和释放速率可调节范围大，释药速率可得到提高。 3．可应用为术后防粘连膜，还可直接作为药物及生长因子缓释性组织工程支架。 4．纳米纤维直径 50-800nm，分布均匀。

发展了高性能、低功耗碳基CMOS集成电路技术，性能和功耗全面超越现有技术，有望成为未来主流信息器件。发表了包括两篇Science在内的SCI论文150余篇；相关成果两获国家自然科学二等奖以及其他重要奖励，多次被NatureIndex等专题报道。

众所周知，硫对大多数钢的性能有多种不良的影响，如硫降低钢的塑性和韧性，影响钢的表面及内部质量。铁水炉外脱硫是钢铁产品生产过程去除硫最为行之有效而又经济的办法。镁基铁水炉外脱硫技术是目前铁水炉外脱硫处理的最新进展，它具有处理温度低(最适合铁水温度)、脱硫效率高、脱硫速率快、单位耗量很小(如吨铁水仅耗0.3～0.8kg镁，这将带来脱硫渣量小、金属损耗低、温降小等一系列好处)、能将硫脱到很低的水平(如达到0.002～0.005％以下的水平)，同时工艺简单、投资相对较少、脱硫效果稳定等优点。它是继苏打或碳酸钠、石灰、碳化钙基脱硫剂后的第四代脱硫技术，也是铁水炉外脱硫处理今后发展的方向。在整个钢铁生产工艺流程中，该技术的应用既可大幅度地降低钢铁生产的成本，又可为生产各种洁净钢提供最基本的技术保障。从某种意义上来说，该技术是优化钢铁生产流程的关键技术之一。因此，具有广阔的应用前景。 镁基铁水炉外脱硫技术的基本工艺是采用喷吹或喂线的方法将镁基脱硫剂或纯镁加入到铁水中，使其将铁水中的硫去除的一种操作过程。其工艺可根据不同钢铁企业的生产条件，选用不同技术路线，如铁水包容量较小的企业可采用喂线技术路线；而铁水包容量较大的企业则选用喷吹技术路线；中等铁水包容量的企业可根据自身情况决定技术路线。 北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂30t铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水5l0t，耗镁250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从0.075％左右降至0.025％以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本24元／t—iron的结果，开创了小吨位(容量小于30t)、浅熔池(深度小于1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于1999年11月2日受理了该技术的专利申请，专利号为99122342x。 该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。

北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996 年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂 30t 铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水 5l0t，耗镁 250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从 0.075％左右降至 0.025％以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本 24元／t—iron 的结果，开创了小吨位(容量小于 30t)、浅熔池(深度小于 1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于 1999 年 11 月 2 日受理了该技术的专利申请，专利号为 99122342x。该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。