项目研究背景： 社会经济的发展和人民生活水平的提高，要求科技工 作者不断地研究和创新，开发出营养丰富的保健饮品来丰富人们的生活。 目前，能平衡膳食的各种谷物类食品受到了越来越多的关注，特别是口感 良好、食用方便的谷物类饮品更是备受青睐。 技术原理： 以稻米加工副产物碎米和糙米为主要原料，辅以高品质全 脂乳粉，经焙炒、 粉碎、糊化、 混匀、调配、 均质、 高压乳化、 UHT 杀菌、 无菌灌装制备而成的一种集动植物营养于

一、成果简介 “生猪及其产品可追溯体系的研究”项目是将信息技术应用于生猪养殖和猪肉生产的全过程，对生猪繁育、饲养、屠宰和猪肉产品加工、流通等各环节，建立标识制度和溯源制度。通过对生猪活体、猪肉产品等进行标识，在养殖、生产场所实施危害分析与关键控制点管理，建立中央数据库和信息传递系统，采集、转换和记录各生产环节的关键信息，实现了生猪的疫病可追溯管理及其产品的质量可追溯管理。其核心技术内容包括：建立了中国生猪及其产品可追溯体系的技术标准架构；创新设计的二

超临界锅炉关键技术的研究是上海市重点工业科技攻关项目。超临界压力变压运行大型火力发电机组是火力发电的发展方向，具有显著的经济效益，我国决定开发国际上最先进的600MW―1000MW超临界压力变压运行大型直流锅炉，本项目在引进技术的基础上，针对超临界锅炉的关键技术，在实际参数条件下进行了深入系统的试验的理论研究。它对提高我国大型锅炉的设计水平和保证锅炉性能的

硅橡胶本身具有良好的绝缘性能，但随着科学技术的发展，具有导电性能的硅橡胶在电子电器、汽车、医疗检测等行业有更好的应用前景。因此本项目着力于研究一种具有良好机械性能的导电硅橡胶，可用于检测脉搏的医疗器械中。针对硅橡胶导电性能不足的问题，在材料中添加一定比例的导电填料，并通过调整配方和工艺来提高硅橡胶的导电性和力学性能。使用我们设计的导电硅橡胶配方制作的硅橡胶，无论是力学性能还是导电性能都能很好的满足检测要求。

本项目获 2015 年中国专利金奖，2015 年江苏省科学技术奖一等奖。 从上世纪 90 年代起开展了益生菌的大规模分离和筛选，得到了 20 多株具有重要益生功能和自主知识产权的专利菌株。课题组应用以上优良菌种和核心技术， 陆续研发了畅优发酵乳、畅优 ST-III 乳酸菌饮料、莫斯利安常温酸奶等新型发酵乳制品，市场增长率达到 50%，实现销售收入 120 多亿元，不仅创造了良好的 经济效益，而且树立了科技创新、引领中国乳业健康成长的标杆。成果的技术指标、创新性与先进性 （1）系统评价了 26 株专利菌株及其发酵乳的保健功能，植物乳杆菌 ST-III 对胆固醇的去除率为 45.17%，乳酸片球菌 P9 对李斯特菌的抑制率达 48.2%；对15 株典型益生菌菌株进行了全基因组测序和精细图谱绘制，覆盖率达到 260 倍以上，完成 10 株典型菌株的比较基因组分析，发现 ST-III 的耐酸和耐盐的分子机制等。 （2）开发氢氧型弱碱性阴离子交换、细胞微囊固定化高密度培养技术，活菌数分别达到 1.0×1011 cfu/mL 和 2.7×1011 cfu/g 以上，开发陶瓷微滤膜浓缩装置，浓缩倍率达 50 倍以上。 （3）开发新型液氮深冷发酵剂，实现超浓缩发酵剂的瞬时造粒，菌体存活率达 99%；液芯包囊新型发酵剂，4℃保藏一年菌体浓度达 1011 -1012cfu/g；生物膜载体新型发酵剂，热风干燥的菌浓度达 1010 cfu/g。 （4）开发高剪切粘度损失控制和二次巴杀技术，打破酸奶无法长期常温存 放的难题，实现酸奶常温下 5 个月以上的货架期；开发益生菌协同发酵技术，首创了国内植物乳杆菌发酵乳制品，成为全球销量最大的植物乳杆菌发酵乳制品。针对优良菌株进行了系统的功能评价和二次开发，解析了专利菌的益生性状、 生理特性、遗传背景及环境因子作用规律。基于终产物抑制解除、损伤修复、生物膜培养和胶囊化保护等机制开发了载体保护、反馈抑制解除、抗环境胁迫等高密度培养技术，并开发了液氮深冷、液芯包囊、生物膜载体等新型发酵剂产品。 以产业化生产为导向，攻克了益生菌协同发酵、低温长时发酵、高剪切粘度控制及质构保持、二次巴氏杀菌等新型发酵技术及生产工艺。形成了益生菌发酵乳制品的系统生产技术体系，开发出了系列新型益生菌发酵乳产品并实现了产业化生产。

材料科学与工程系副教授刘玮书课题组在Mg2Sb1.5Bi0.5:Mn0.01刚性室温热电材料和离子液体调制的PEDOT:PSS/IL 柔性热电材料方面取得研究新进展，相关成果分别发表在Research和Journal of Materiomics上。 在刚性Mg基新型室温热电材料方面，刘玮书课题组与南科大物理系张文清教授和黄丽副教授合作，揭示了基于电子输运通道保护思想的功率因子增益策略，提升了Mg热电材料的室温性能。相关成果以“The Electronic Transport Channel Protection and Tuning in Real Space to Boost the Thermoelectric Performance of Mg3+δSb2-yBiy near Room Temperature”为题发表在由中国科协与《Science》杂志合办的高水平综合性期刊Research上。 在柔性PEDOT基新型室温热电材料方面，刘玮书课题组在离子液体改性PEDOT/IL有机柔性热电薄膜材料研究的基础上，加入了还原剂调控导电聚合物链氧化态优化策略，使材料在保持良好的力学性能的同时，提高薄膜的塞贝克系数从而达到优化薄膜性能的目的。相关成果以“Enhanced thermoelectric performances of flexible PEDOT:PSS film by synergistically tuning the ordering structure and oxidation state”为题发表在中国硅酸盐学会主办的高水平期刊Journal of Materiomics上。

目前生产氯碱工业阴极电极的工艺主要是涂刷热分解法和电化学沉积法, 它们制备的电极容易出现“龟裂"和颗粒堆积现象（图A）,使电极结构不够 稳定，在电解条件下造成电极涂层剥落，活性位点不能完全暴露（图B）,电极 催化性能衰减，槽电压升高；此外，电极在制备过程中容易夹带部分有机溶剂， 在后续爐烧过程中污染/覆盖电极表面。针对上述问题，本项目采用水热合成 法制备一种新型电极，该电极表面涂层呈现开放式纳米棒状结构（图C）, 溶液和气体在电极表面可以自由进出（图D）,能够充分暴露活性位点，提高催 化活性。并使槽压降低200 mV,电流密度增加500 A/m ,能耗降低13.3%。目 前，该析氢及析氯电极已经具有完全自主知识产权，满足替代传统氯碱工业电极 材料的要求，属于国际一流国内领军的高新技术。 市场及经济效益分析： 我国2011年至2013年，全国烧碱产量分别为2466、2698. 6、2854. 1 万吨，而2014年上半年就已生产1580万吨，我国每年的烧碱产量都在缓慢增加。 所以采用新型电极降低槽电压，争取大力度的节能降耗显然是十分必要的。本产 品是运用于氯碱工业电解槽的新型电极，相比于传统电极，该电极具有更低的过 电位且使用寿命更长，由此我们确定我们的目标市场是全国范围内的氯碱厂，由 于目前国内只有北化机一家具有此项技术，所以市场竞争相对较小，市场需求 巨大，产业前景广阔，国内市场容量每10万吨离子膜烧碱需要3600m2阴电 极，我国氯碱需求巨大市场容量大。

氢是元素周期表中的第一个元素，亦是宇宙中丰度最高的元素。其在宇宙演化、生命起源、分子构成、生物大分子组装、化工生产等扮演着极其重要的角色。在单个团簇中成功揭示3个“金属氢”的存在不仅深化了对含有“金属氢”纳米材料结构化学的认识，而且更为重要的是，这为我们从多维度认识氢元素的本质提供了巨大的可能。

众所周知，盐放入水中会发生溶解，溶解的离子与水分子结合在一起形成的团簇称为水合离子或离子水合物。水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。早在19世纪末，人们就意识到离子水合作用的存在并开始了系统的研究，最早的实验研究可以追溯到1900年德国著名物理化学家Walther Nernst的迁移实验（Transference experiments）。虽然经过了一百多年的努力，离子的水合壳层数、各个水合层中水分子的数目和构型、水合离子对水氢键结构的影响、决定水合离子输运性质的微观因素等诸多问题，至今仍没有定论。究其原因，关键在于缺乏原子尺度的实验表征手段，以及精准可靠的计算模拟方法。传统的谱学和衍射技术空间分辨能力较差，只能得到平均效应，无法探测局域环境的影响，实验数据的解释异常困难，甚至得出完全矛盾的结论，因此受到很大的限制。另一方面，由于水分子具有全量子化效应，且水分子与离子相互作用也非常微弱，这对理论计算也是巨大的挑战。图2 钠离子水合物的原子级分辨成像。从左至右，依次为五种离子水合物的原子结构图、扫描隧道显微镜图、原子力显微镜图和原子力成像模拟图。图像尺寸：1.5 nm ×1.5 nm。 为了突破实验上的瓶颈，研究人员基于扫描隧道显微镜发展了一套独特的离子操控技术，在氯化钠表面上可控的制备出了单个水合钠离子，水分子的数目精确可调，为高分辨成像创造了条件。在此基础上，他们利用之前发展起来的非侵扰式原子力显微镜成像技术，依靠及其微弱的高阶静电力，克服了针尖对弱键合水合离子的扰动并首次实现了原子级分辨表征，精确确定了其微观吸附构型（图2）。这也是水合离子的概念提出一百多年来，首次在实验中直接“看到”水合离子的原子级图像。 进一步，研究人员利用带电的针尖作为电极，控制单个水合离子在氯化钠表面上的定向输运，发现了一种有趣的幻数效应：包含有特定数目水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力，迁移率比其他水合物要高1-2个量级，甚至远高于体相离子的迁移率（图3）。结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟，他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度，而且可以在很大一个温度范围内存在（包括室温）。此外，研究人员还发现这种幻数效应具有一定的普适性，适用于相当一部分盐离子体系。图3 钠离子水合物在NaCl表面输运的幻数效应。a，效果图：包含3个水分子的水合物具有异常强的扩散能力。 b，分子动力学模拟得到的不同离子水合物在225K-300K下1ns时间内扩散的均方位移。 水溶液中的离子输运研究长期以来都是基于连续介质模型，而忽略了离子与水相互作用以及离子水合物和界面相互作用的微观细节。该工作首次建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联，刷新了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。该项研究的结果表明，可以通过改变表面晶格的对称性和周期性来控制受限环境或纳米流体中离子的输运，从而达到选择性增强或减弱某种离子输运能力的目的，这对很多相关的应用领域都具有重要的潜在意义，比如：离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等等。此外，该工作发展的实验技术也首次将水合相互作用的研究精度推向了原子层次，未来有望应用到更多更广泛的水合物体系，开辟全新的研究领域。 该工作得到了Nature三个不同领域审稿人的一致好评和欣赏（Overall, I enjoyed reading this manuscript），认为该工作“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”（The results presented in this manuscript are of immediate interest to the communities dealing with theoretical and applied surface science），“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径并可以拓展到其他水合体系”（This result may open a venue for controlling diffusion transport on nano-engineered crystal surfaces and it may be also extended to other hydration systems）。

大部分铁基超导的母体在有限温度会有“向列”相变，在此温度之下晶格的四重旋转对称性会自发破缺，而在此相变温度下略低或相同的温度会发生条纹反铁磁相变。所以通常认为这些铁基材料中的向列相是由反铁磁关联驱动。但是FeSe体材料的行为与典型的铁基超导材料非常不同。FeSe在90K温度有向列相变，但直到可以测量的最低温度都没有磁性长程序。最近的核磁共振研究在向列相变温度附近也没有看到低能自旋涨落的增强。基于这些结果，一些人推测FeSe中的向列相和磁性无关而可能是由轨道序驱动。通过理论论证和数值计算提出正方晶格上自旋为1的阻挫自旋模型可以有一种“向列量子顺磁相”。这个相自发地破缺晶格的四重旋转对称性，但是有自旋能隙，所以没有接近零能的自旋涨落。王垡及合作者指出这种物相可以解释FeSe体材料的不寻常物性，并且预言FeSe会在条纹反铁磁序和交错反铁磁序的两种波矢都具有有限能量的低能自旋涨落。