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新型光電材料與器件
東南大學
2021-04-13
新型能谷光子晶體
一種新型能谷光子晶體。利用其內稟的能谷自由度，在不依賴自旋軌道耦合效應前提下，實現了能谷附近的能帶劈裂，從而提出了類比電子能谷霍爾效應的光學贗自旋-路徑關聯傳輸，即光子能谷霍爾效應。通過分析該普通光子晶體內的手征量，實現了贗自旋能流的單向傳輸。更為有趣的是，文章還在單一體系中，對能谷和拓撲兩個自由度進行獨立調控，實現了全新的拓撲光子界面態。研究表明，實現有效的拓撲光場調控，將有利于更多基本量子物理問題的實驗證實；同時，也為下一代光信息傳輸和處理，尤其是在光自旋和軌道角動量運用等方面，帶來了新的有益啟示。
中山大學
2021-04-13
新型靜電飛行器
微型飛行器小體積、輕質量、高機動，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務，在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發動機驅動部件一般采用傳統的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。
為了解決上述難題，北航科研團隊從微型發動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅動方案，研制出了在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。
該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優勢，首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。
靜電發動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉子間的庫侖力來產生連續旋轉運動的新型微型電機，具備結構簡單和無需繞組的優勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發熱少且無明顯紅外特征。相比傳統電磁電機，靜電電機表現出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質量（5克以內）情況下，其能量轉化效率可達傳統電磁電機的10倍以上，產生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。
電機雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅動，然而傳統高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團隊還針對飛行應用場景，研制了千伏級超輕質高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發的同類技術升壓比提高了92%。
在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本項目研發出的飛行器整機僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。
北京航空航天大學
2024-07-19
新型徑向流動反應裝置
反應裝置是化工廠的核心，而徑向反應裝置氣體流通路徑短、壓降小、可使用小顆粒催化劑等優于傳統固定床反應裝置的技術特征，在苯乙烯、催化重整、芳烴異構和歧化等化工裝置上被廣泛應用，但技術十分復雜。
本項目在對徑向反應裝置進行長期分析和深刻的理解后，經過大型冷模試驗研究、計算機模擬和工程放大，從理論上、結構上和關鍵技術上進行了突破，發明了大型化的新型徑向流動反應裝置。實踐證明發明的大型徑向流動反應裝置運行平穩節能，各項技術指標達國際先進水平。
（?）發明了催化劑自封式結構，在催化床封造成軸向和徑向的二維流動，消除滯流區，提高催化劑利用率，簡化結構，國內外首次應用于負壓脫氫裝置；
（?）發明了新型離心式Π型徑向流動技術，流體由始端控制，催化床層的流場優化，國際上首次應用于催化重整；
（?）發明了高均勻度的徑向流體均布技術：導流錐設計技術、雙流道優化組合技術、催化劑支承結構技術等，從而保證了乙苯脫氫和催化重整的薄催化床層內流體均布；
（?）發明了快速噴射流混合器技術，適應超短停留時間，滿足苯乙烯反應裝置對反應介質高度混合要求；
（?）發明了高溫再熱器技術，反應器體外逆流換熱，減少負壓空間，解決熱膨脹，高溫蒸汽入口溫度下降，降低高溫材料的使用溫度、制造難度和設備費用；
（?）開發了反應裝置的新放大方法。
華東理工大學
2021-04-13
新型飛輪儲能裝置
本成果涉及的飛輪儲能裝置基于永磁偏置磁懸浮軸承與雙凸極電機集成化技術，永磁偏置磁懸浮軸承能夠實現對轉子位移的主動控制，且具有較小的能量損耗，適合應用于轉子質量重、轉速高的飛輪儲能系統中。雙凸極永磁電機采用永磁體來提供勵磁磁場，具有較高的效率和較大的轉矩，且轉子結構簡單，適合高速運行。鑒于兩者都是采用永磁體來提供靜態磁場這一共同特點，本項目提出了利用同一永磁體同時為磁懸浮軸承提供偏置磁場，為電機提供勵磁磁場的思路。此外，鑒于混合勵磁雙凸極電機能發揮永磁高效與電勵磁方便調節磁場的優勢，使電機在電動運行情況下保持較高效率的同時，擴大調速范圍；發電運行時，又能夠實現寬轉速范圍內的穩壓輸出。
南京工業大學
2021-01-12
新型手性Ir(III)催化劑誘導的分子內碳氫鍵氨基化反應-γ-內酰胺的高效構筑
基于前期關于雙齒導向基團輔助的C-H鍵活化策略，利用氨基酸作為母體結構，設計合成了一類含有8-氨基喹啉基團的新型手性配體（QAAligands），并制備了相應的手性Ir(III)催化劑。在該催化劑的作用下，可以精準調控二噁唑酮類化合物分子內的C(sp3)-H鍵胺化反應，以大于99%ee實現γ-內酰胺的高效不對稱合成。該類新型催化劑具有一定的類酶特性，可以容忍大量水的存在，并且水的存在對于特定底物具有明顯的促進效果。通過對催化劑的單晶結構進行分析，作者發現該類手性Ir(III)催化劑中的五甲基環戊二烯基(Cp*)，8-氨基喹啉（AQ）和鄰苯二甲酰胺（NPhth）組成了一個規則的溝狀手性空腔，金屬中心處于手性空腔的內部，從而使其具有優異的立體控制能力。通過與韓國高等技術研究院的SukbokChang教授合作進行計算化學的研究發現手性控制的關鍵因素是底物中的C-H鍵與NPhth基團存在多個C-H/π弱相互作用。
南開大學
2021-04-10
聲振溫一體化監測診斷系統
從電器文明開始，短短一個世紀的時間，人類在科學探索的步伐上已經從工業進入了智能化的技術環境。隨著物聯網的發展，數據時代到來，各行各業也在爭相抓住契機，利用新時代科技智能手段，幫助企業更好發展。其中，傳感器技術的應用，為工業監測帶來了新的驚喜。它在工業自動化系統的監測過程中，起到巨大作用，可以實時監測將監測到的信號經過轉化后以數據的方式提供給人們，做到實時監測，確保工業自動化系統的正常運行。現階段，監測工業機械運行一般使用振動傳感、溫振一體化傳感器等，存在成本高、易誤報、不能對早前故障進行監測等問題；而故障早期診斷對于維護設備安全、保障工業體系正常運轉具有重要意義。
針對現有故障監測系統存在的問題，團隊開發了基于聲紋、振動、溫度一體的聲振溫一體傳感器，該傳感可綜合感知監測對象聲音、振動、沖擊脈沖、溫度以及傾角數據，全面覆蓋旋轉設備早中晚期故障信息。同時，開發了旋轉設備聲振溫一體化監測診斷系統，其由有線/無線聲振溫一體傳感器、采集網關、電腦 WEB 端構成，同時適配云平臺、手機端小程序。通過有線/無線聲振溫一體傳感器將設備運行時的沖擊脈沖、三軸振動、噪聲、溫度數據采集傳輸至數據庫服務器，依托獨有的異音分析、健康因子指標專利算法，實現設備狀態實時監測與故障診斷。
核心優勢：
（1）全面集成沖擊脈沖、三軸振動、聲音、溫度多維度深度感知專利技術；
（2）快捷部署(磁吸膠粘/紋可選)，無線方式，快速聯網；
（3）數字信號傳輸，抗干擾能力強準:獨有異音、健康因子指標專利算法；
（4）高性價比，大容量電池，長維護周期。
西安交通大學
2025-02-08
系列化主被式上下肢關節運動康復器
針對腦卒中與關節損傷高發趨勢，本產品基于康復醫學理論研發多關節智能康復產品，覆蓋肘、膝、踝、腕等上下肢關鍵關節，通過對關節的反復訓練，增強關節本體感覺，打開活動度，推動神經系統重組代償，助力關節功能恢復。
本產品實現多項突破，運用高精度傳感器，精準捕捉關節運動微小變化，實現人機互動與實時康復數據反饋；結合自適應算法實現動態重力補償，精準調控角度/速度/力矩三維參數，通過循跡坐標點樣線擬合生理運動軌跡；創新集成多訓練模式切換系統，滿足全康復周期需求；產品兼具硬/軟件雙重安全防護，提高產品安全性。
腕關節康復器
前臂康復器
肘關節康復器
膝關節康復器
踝關節康復器
吉林大學
2025-05-19
昊星自動化：以技術引領行業，以合作驅動發展
2025年2月7日，珠海昊星自動化系統有限公司（下簡稱：昊星）作為廣東實驗室行業協會副會長單位，成功舉辦新春行業交流活動。廣東省實驗室設計建造技術協會（下簡稱：協會）秘書長羅菲同霍尼韋爾、廣東易眾潔凈科技等9家會員單位代表到訪，與公司總經理張雁翔、市場總監林旭峰等管理團隊共話行業發展。
珠海昊星自動化系統有限公司
2025-02-21
新型的碳海綿的制備
近年來，隨著微型化、便攜式電子產品的迅猛發展，基于超級電容器和電池的超薄、柔性儲能器件受到越來越廣泛的關注。組裝該類高性能的柔性儲能器件需要三維柔性電極材料。三維柔性碳電極是最佳的選擇，主要因為其惰性的化學特征，而且可以用于幾乎所有的電解質體系。目前文獻報道的三維柔性碳電極主要是基于碳納米材料，如碳納米管和石墨烯等，然而這類柔性電極制備比較復雜，成本較高，難以實現大規模化生產。
我們創新性地采用直接高溫碳化聚合物泡沫的方法成果制備了碳海綿。該方法簡單，且易于大規模化生產。所制備的碳海綿具有以下特征：
穩定的三維多孔網絡結構；
良好的彈性；
可控的孔隙度，孔隙度范圍：95-99.9%；
可控的密度，密度范圍：3-100 mg/cm3；
可控的導電性，導電率范圍：1-30 s/cm；
超疏水和超親油性。
江西師范大學
2021-05-05