成果简介：利用高频群脉冲电解加工原理进行金属微小型结构件电解加工，具有生产效率高、加工应力小、适用于难切削材料加工等特点，是武器装备微小型结构件复杂轮廓、异型孔等加工的重要方法，也可用于微小型结构件去除毛刺和表面光整加工。具体指标：可加工结构件的尺度0.2mm-5mm，孔加工精度0.02mm，最低粗糙度Ra=0.4μm，特别适用于不锈钢、铜、铝、硬质合金等各种导电金属材料，超薄件的复杂轮廓，微型齿轮等。 项目来源：自行开发 技术领域：先进制造 应用范围：结

铝基原位（In-situ）纳米复合材料是以铝合金为基体、反应合成纳米陶瓷颗粒为增强体的新兴高性能纳米复合材料，独特的原位纳米增强体、复杂的陶瓷颗粒/金属铝合金界面结构、复合构型特征等结构特点，赋予其高的比强度、出色的抗疲劳能力、良好的耐热性、耐磨性以及高阻尼等结构-功能一体化特性，在航空航天、国防军事、交通运输、电子信息和精密仪器等高技术领域具有广阔的应用前景，成为纳米材料与金属材料交叉领域中新兴的高性能复合材料之一。 然而，该材料涉及到原子物理、凝聚态物理、化学、界面科学、纳米材料

陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘等一系列优点。但是，其质地脆硬，难以机械切削加工。利用纳米复合技术，在氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷基体中，原位添加形成纳米可切削相，制备出纳米复相可加工陶瓷，能够用普通刀具车削、铣削、钻孔，制造形状复杂、尺寸精密的陶瓷部件。 近年来，在国家863项目支持下，本课题组致力于高性能可加工陶瓷材料的研发工作，采用湿化学方法，结合热压或常压烧结，制备出多种可加工陶瓷材料及部件，保持了陶瓷材材的耐高温、抗氧化、耐腐蚀和电绝缘性能，同时，能够机械加工出复

微纳材料表面纳米包覆是提升其功能特性的关键，是微纳制造研究领域的国际前沿，亦是航空航天、能源环保、发光显示等领域的共用技术。纳米包覆面临着精度不可控、不均匀、不致密等“顽疾”。团队提出多场耦合克服微纳材料内聚力的离心流化策略，保障了微纳材料充分分散包覆后的固有物化特性；揭示离心压差补偿的动态包覆机理，实现了可控致密的均匀包覆层制备；提出行星流化的微纳材料分散策略，国际首创行星流化原子层沉积装备，批量一致性达99%以上。申报技术受到包括美国斯坦福大学、阿贡国家实验室等机构，美国、德国、加

1.痛点问题 随着图在各领域的广泛应用，对图上相关高效查询方法的需求也与日俱增，特别是在社交网络、金融、电商、安全和航天等众多领域具有重要作用的子图匹配查询。 然而，现有子图匹配方法在实际使用中速度均较慢，当数据量较大时，现有方法的时间开销巨大，难以满足具体匹配过程中的时效性需求。同时，这些方法没有充分利用图数据的本质结构特点进行剪枝，在运行效率上仍有较大的改进空间。 2.解决方案 本技术提出一种基于社区结构的子图匹配方法，基于社区结构在匹配过程中进行剪枝从而加快子图匹配的速度。流程图如图1所示。 图1 本技术子图匹配计算流程 首先，本技术识别数据图中的社区结构，将数据图划分为若干“内部紧密关联、相互之间连接松散”的社区。接着，基于社区结构，提出三种优化策略对子图匹配过程进行优化，并实现了相关技术。 具体地，这三种优化策略包括两阶段破对称策略、基于社区路径的剪枝策略和基于社区结构的边界剪枝策略。其中，两阶段破对称策略利用模式图中的自同构映射，根据已得到的若干匹配结果推断出新的匹配结果，从而减少匹配过程中的计算量；基于社区路径的剪枝策略根据数据图中的跨社区的路径构建索引，在匹配过程中提前发现无法产生匹配结果的匹配尝试，减少匹配开销；基于社区结构的边界剪枝则考虑各社区的边界节点，即那些和其他社区的节点间有边关联的节点，根据边界节点的邻居情况进行剪枝，减小搜索空间，加快子图匹配速度。 基于上述优化策略，本技术提出的基于社区结构的高效子图匹配方法能根据给出的数据图和模式图快速返回子图匹配结果。该技术可以作为模块嵌入金融、电商和航天等已有软件系统，也可作为单独软件工具并支持二次开发。 3.合作需求 1）应用场景：在图数据中快速查找满足某种特定结构的子图结构，进而作为查询结果返回或用于后续深入分析。可用于包括但不限于社交网络、金融、电商、安全和航天等众多场景中。 2）资源对接：对图查询、图分析有需求且对其高效性有要求的个人、单位和企业等。

本技术成果是依托北理工空间生命创新团队，围绕抗体药物研发、抗体工程和个体化诊疗等领域中抗体蛋白测序的迫切需求，将高精度生物质谱仪器与计算生物学算法融合开发了无需细胞系或DNA而直接对抗体蛋白进行测序的技术，是具有全链条自主知识产权的新一代抗体测序技术。

“石墨烯微结构的精准调控及其应用”首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 近年来，石墨烯领域未获得突破性应用成果，也未找到“杀手锏”应用领域，关键是石墨烯结构调控不到位。一个基本的共识是，对石墨烯材料的结构进行设计和调控，有助于在光电器件、能源转化存储、重大疾病诊疗、污染物治理等领域取得重大突破。上海大学吴明红院士领衔的研究团队聚焦“石墨烯微结构的精准调控及其应用”取得了开创性的研究成果，首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制，在Nature及其子刊上发表十余篇系列论文，获得国家自然科学二等奖。负责人吴明红是中国工程院院士、俄罗斯工程院和俄罗斯科学院外籍院士，获国家杰出青年基金、教育部长江学者及创新团队发展计划等支持。团队依托有机复合污染控制工程教育部重点实验室，推动基础科研成果向应用转化，在生物医学、环境治理等领域取得了相关应用突破。 一、主要理论突破 聚焦于研究主题，团队在以下三个方面取得重要突破： 1）为解决传统方法制备的石墨烯缺陷多，无法量产的问题，团队在分子水平上首次使用分子融合法实现了高品质单晶石墨烯量子点的可控制备。通过对单晶石墨烯量子点精准的物理化学性质调控实现了不同亚细胞器的定位，有力推动了石墨烯量子点在生物成像、重大疾病诊疗中的应用。 2）为解决单层石墨烯容易聚集的难题，团队通过“原位复合与还原”一步法调控策略，获得单层石墨烯复合催化材料。团队首次在该材料上观测到光生电子空穴对分离的皮秒级超快过程，发现并揭示了单层石墨烯高效抽取和快速传输光电子这一重要规律，为高质量单层石墨烯复合材料在催化等领域的广泛应用奠定了坚实的理论基础。 3）精确调节石墨烯层间距，可以将石墨烯有针对性地应用于离子筛分、污染物选择性吸附等广泛领域。团队通过金属水合离子的层间插入控制氧化石墨烯层间距，在国际上首次实现了层间距在超小尺度上（1 Å）的精确控制。 二、在黑臭水体治理、地表水水质提升上的应用 地表水内源污染治理的关键是削减河道污染负荷，重建水生生态。团队以层间距可控石墨烯为基质，发展了水环境污染生态修复的叠层材料。以石墨烯为基体的复合微生物在其表面生长并形成生物膜，通过石墨烯和生物膜的协同作用，对水体污染物进行高效截留、吸附并降解。该复合技术运行成本低，治理周期短，工艺简单，无需底泥疏浚即可将地表水提升至IV类水以上水质指标，对河水的COD、氨氮和总磷，去除率达到80%以上。目前，团队已与上海宝山区政府建立多个石墨烯治理黑臭水体示范基地，显著提升当地水质环境水平。 三、石墨烯负极材料的钠离子电池储能系统应用 锂资源的匮乏，不足以支撑锂离子电池在储能市场的广泛应用，其成本较高的弊端也逐渐显露。同时国内外化学储能市场需求越来越大，促使研究者们利用资源丰富的钠元素组装得到钠离子电池。 经过对钠离子电池材料体系筛选和研究，本团队核心材料选用普鲁士蓝及其类似物作为钠离子电池正极，碳基材料作为钠离子电池负极。其中普鲁士蓝制备主要采用沉淀法及水热法，能耗更低。此外，普鲁士蓝能够作为一种染料进行使用，其安全性非常高。经过一系列放大，正极普鲁士蓝材料的充放电比容量达到160 mAh/g，碳负极材料的充放电比容量达到300 mAh/g。经过中试线生产预制，单体电池工作电压在3.2 V左右，能量密度在100 Wh/kg以上。单体电池在穿刺、挤压、外部短路、及破坏后浸水测试的情况下，均没有发生自燃和爆炸等情况，安全性高。 目前，拟搭建5条钠离子电池储能全自动生产线及相关配套设施，研发生产低成本、高安全、长寿命钠离子电池关键材料，实现高性能钠离子电池产品产业化，预计至2026年项目达产后，年产值达约22.5亿元；年亩均产值1666万元。 四、石墨烯传感材料在呼吸式血糖仪中的应用 我国糖尿病人数众多，并逐年上升。血糖检测仪与检测试纸市场规模约为460亿元，然而国外品牌却占市场份额大半。现有血糖仪采取长期有创刺血检测，存在很大感染风险，给病友带来巨大的生理和心理上的痛苦。呼吸式血糖检测无创，吹气即可检测，完美解决市场痛点。 糖尿病患者呼吸的气体中，可检测的VOCs较异常，需要高灵敏度的气体传感器进行识别。但是，常规气敏传感材料检测限与响应恢复能力不足，且难以在复杂气体氛围中实现特异性检测。团队通过对石墨烯带隙和表界面特性的精确调控，实现皮秒级载流子空穴的形成，从而实现对气体分子的快速响应，解决气体传感器灵敏度、选择性和响应恢复迅速的关键科学问题。研发的呼吸式血糖仪可满足确诊病友的日常检查、实现医院、公共场所快速筛查、手机APP记录管理以及网上专家互动诊断等功能，具有无创伤、无痛苦、便捷即时（15s）等特点，是首款呼吸式血糖检测产品。目前已二类医疗器械证书，即将已进入临床阶段。

氧化石蒜碱(Lycobetaine, LBT)又名恩其明，是由石蒜科植物Umgernia minor的叶子或Crinum asiaticum的果实中提取出的四级啡啶类生物碱。在相应的细胞学研究中，氧化石蒜碱对于Lewis肺癌，艾氏腹水癌等多种肿瘤细胞株的抑瘤作用都十分明显。但此药物的水溶液制剂生物利用度极低，体内半衰期只有30秒，影响了氧化石蒜碱本身的药效，需要大剂量多次给药。而且由于药物脂溶性太差，不适用于大部分现有载体，限制了其在临床中的使用。 本项目将纳米乳作为氧化石蒜碱的载体，设计了一种能应用于工业化大生产，生产成本低，辅料符合要求，制备工艺简单，可以提高药物在体内的循环时间以提高药物疗效的氧化石蒜碱纳米乳给药系统，并对该纳米乳的理化性质、体内药动学、组织分布、药效学和毒副作用进行了相应的研究。 本项目选择了油酸作为亲脂性离子对试剂，通过油酸与氧化石蒜碱形成离子对复合物的方式来提高药物的脂溶性，从而使其可以包裹进纳米乳中。优化了种纳米乳的处方和制备方法，成功地制备了PEG化的氧化石蒜碱油酸复合物纳米乳，即LBT-OA-PEG-NE，粒径分布于100 nm到200 nm之间。包封率为97.32 ± 2.09 %，载药量分别为6.12%和6.09%。 对LBT溶液、LBT-OA-NE和LBT-OA-PEG-NE三种制剂在Wistar大鼠体内的药物代谢情况进行了比较。通过对药时曲线的分析得出，LBT-OA-PEG-NE具有比LBT溶液、LBT-OA-NE更长的血液循环时间，而且显著延长了它的半衰期和MRT，将AUC提高了32倍。这些结果说明LBT-OA-PEG-NE在延长药物的血液循环时间上有很明显的作用。 在组织分布实验中，本文比较了LBT溶液、LBT-OA-NE和LBT-OA-PEG-NE在各个组织中的分布情况。结果显示，LBT-OA-PEG-NE显著提高了LBT在靶器官肺中的浓度，有利于增大药效。而LBT-OA-PEG-NE在肾脏中的药物浓度也比 LBT普通制剂低，有利于减少对肾脏的毒副作用。 为了检测药物的疗效，在药效学实验中选择了两种常用的肺癌模型，并考察了LBT-OA-PEG-NE和LBT原药在两种肿瘤模型中的药效作用。首先，LLC异位肿瘤荷瘤小鼠的实验结果表明LBT-OA-PEG-NE和LBT原药原药相比对LLC异位肿瘤具有更强的抑制作用，能够明显的延长荷瘤小鼠的生存期。其次，B16F10肺转移性黑色素瘤荷瘤小鼠的试验结果表明LBT-OA-PEG-NE 能够显著延长荷瘤小鼠的生存期。而且实验过程中发现LBT-OA-PEG-NE给药后没有出现注射LBT原药时出现的皮肤溃烂的现象。 最后，在毒理学研究中，LBT-OA-PEG-NE和LBT溶液均未发现骨髓抑制和肠道不良反应，说明制剂及原药均安全可靠。

项目简介铝基原位（ In-situ）纳米复合材料是以铝合金为基体、反应合成纳米陶瓷颗粒为增强体的新兴高性能纳米复合材料，独特的原位纳米增强体、复杂的陶瓷颗粒/金属铝合金界面结构、 复合构型特征等结构特点，赋予其高的比强度、出色的抗疲劳能力、良好的耐热性、耐磨性以及高阻尼等结构-功能一体化特性，在航空航天、国防军事、交通运输、电子信息和精密仪器等高技术领域具有广阔的应用前景，成为纳米材料与金属材料交叉领域中新兴的高性能复合材料之一。然而，该材料涉及到原子物理、凝聚态物理、化

项目简介陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘等一系列优点。但是，其质地脆硬，难以机械切削加工。利用纳米复合技术，在氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷基体中，原位添加形成纳米可切削相，制备出纳米复相可加工陶瓷，能够用普通刀具车削、铣削、钻孔，制造形状复杂、尺寸精密的陶瓷部件。近年来，在国家 863 项目支持下，本课题组致力于高性能可加工陶瓷材料的研发工作，采用湿化学方法，结合热压或常压烧结，制备出多种可加工陶瓷材料及部件，保持了陶瓷材材的耐高温、抗氧化、耐腐蚀和电绝缘性能，