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?  成果簡介：超分辨率圖像重建技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的圖像處理新技術(shù)，其目的是超越成像傳感器、成像和信道的分辨極限，利用所獲低分辨率圖像，實現(xiàn)高分辨率圖像的重建。超高分辨率圖像增強(qiáng)與顯示芯片項目利用超分辨率圖像實時處理技術(shù)，實現(xiàn)從一幅或多幅低分辨率視頻圖像處理獲得高分辨率圖像，在圖像被放大的同時增強(qiáng)圖像更多的細(xì)節(jié)，提高圖像的清晰度和分辨率，實現(xiàn)攝像傳感器的低分辨率與顯示器高分辨率之間的匹配，解決目前圖像獲取與顯示分辨率不匹配的瓶頸問題，在現(xiàn)有圖像獲取技術(shù)的基礎(chǔ)上提高顯示器的畫面質(zhì)

在臨床和科研中，識別細(xì)胞類型是癌癥診斷、血液分析等的重要內(nèi)容，項目擬開發(fā)一套基于細(xì)胞類型解卷積算法，并與基因芯片結(jié)合，建成細(xì)胞類型分析設(shè)備。 在血細(xì)胞檢測、免疫力評估、癌癥診斷、干細(xì)胞移植、腫瘤微環(huán)境分析等臨床應(yīng)用中，必然要判斷樣本中的細(xì)胞類型和豐度。目前，臨床使用的方法(染色、流式細(xì)胞等)存在：細(xì)胞類型判斷不準(zhǔn)、過分依賴抗體、流程復(fù)雜等缺陷。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序(如Drop-Seq、10X genomics等)由于細(xì)胞泄露等原因，檢測基因不全，導(dǎo)致對細(xì)胞類型的判斷有誤，且需要新鮮樣本，實驗較復(fù)雜，后續(xù)分析復(fù)雜。 因此，在臨床和科研中，亟需一種能快速、簡潔、準(zhǔn)確地分析樣本中所有細(xì)胞類型及其豐度的方法和設(shè)備。項目將開發(fā)一種基于解卷積的細(xì)胞類型識別算法，并和基因芯片技術(shù)結(jié)合，集成為細(xì)胞類型分析設(shè)備。只通過一組基因的表達(dá)水平，判定樣本中所有細(xì)胞類型及其豐度；且可根據(jù)組織類型定制芯片，擴(kuò)展應(yīng)用。該設(shè)備可用于臨床和科研中關(guān)于血液疾病、癌癥、免疫分析等，成本低、操作簡單、準(zhǔn)確性好。

1 成果簡介隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染、疾病監(jiān)測、食品安全等民生熱點日益受到人們的關(guān)注。如何對上述問題進(jìn)行簡單、快速的監(jiān)控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產(chǎn)，這就需要一種可實時實地檢測、操作簡便的多應(yīng)用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學(xué)檢測的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測、環(huán)境監(jiān)測和細(xì)胞膜模擬等方面。相對于目前常見的化學(xué)、電子、力學(xué)等傳感器，SPP 傳感器擁有實時檢測、無需標(biāo)記、對被檢測物無損害、探測方法簡單等眾多優(yōu)點。為了降低成本、 穩(wěn)定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現(xiàn)今研究熱點。然而現(xiàn)有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測范圍小等問題，限制了其應(yīng)用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國家 973 項目、自然科學(xué)基金重點項目、教育部清華大學(xué)自主研究項目等項目資助下， 創(chuàng)新性提出一種基于 SPP-介質(zhì)波導(dǎo)異質(zhì)垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對傳感芯片的傳感特性和應(yīng)用進(jìn)行了深入研究和探索。芯片的特點和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設(shè)備集成；可批量生產(chǎn)，價格低廉；靈敏度較傳統(tǒng)的集成型 SPP 傳感器件高出一個數(shù)量級；可實現(xiàn)對傳感區(qū)域的精確或者大范圍調(diào)節(jié)；可實現(xiàn)對納米量級大小的物質(zhì)的探測；傳感性能穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。上述優(yōu)點表明該芯片可以工廠大批量生產(chǎn)經(jīng)營，也可以用于實驗室的科研研究，在化學(xué)，生物，醫(yī)學(xué)等多 個領(lǐng)域均有應(yīng)用價值。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應(yīng)用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實驗室經(jīng)多次驗證，可以實現(xiàn)對折射率液體以及納米級薄層物質(zhì)的高靈敏探測，并初步應(yīng)用于對雙酚 a（簡稱 BPA，一種塑料生長常用原料，每年生產(chǎn)將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質(zhì)， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測。實驗結(jié)果表明，該芯片對于 BPA 的探測極限濃度可以達(dá)到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準(zhǔn)則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品， 而且此產(chǎn)品在疾病檢驗，環(huán)境監(jiān)測，藥品鑒別等多個領(lǐng)域具有應(yīng)用價值， 因此本儀器具有較大的市場推廣空間。本傳感芯片價格低廉，使用簡便，對樣品無二次污染，性能穩(wěn)定，甚至對納米量級的生化小分子探測均具有高靈敏度，相對于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢。

目前精萘的工業(yè)生產(chǎn)法，一般采用箱式分步結(jié)晶、似精餾原理的區(qū)域熔融結(jié)晶方法，工 藝包括工業(yè)萘的溶解、冷卻、發(fā)汗、結(jié)晶等重復(fù)性的五級或七級分步結(jié)晶。在“萘”的結(jié)晶 過程中，由于雜質(zhì)硫茚與萘?xí)纬晒踩垠w，也會在結(jié)晶中析出，降低純化能力。為達(dá)到所需 的純度，需多次重復(fù)這樣的結(jié)晶操作。但受分離推動力的限制，獲得的產(chǎn)品精萘仍含有硫茚 0.2～0.5%，甚至0.9%，它是影響“萘”制四氫化萘、十氫化萘 (萘滿) 催化劑壽命以及碳纖維 質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。 本項目通過加入化學(xué)添加劑增加分離推動力，研制的無硫超精萘、,其結(jié)晶點、灰分、不 揮發(fā)物、比色等達(dá)到高端化學(xué)試劑的程度，可有效應(yīng)用于萘加氫產(chǎn)品四氫化萘、十氫化萘及碳 纖維等新能源及新材料領(lǐng)域。

 隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，超快超強(qiáng)激光可以在飛秒的時間尺度（1飛秒=10-15 秒）內(nèi)作用于電子使電子產(chǎn)生約0.1納米（1納米=10-9米）量級的空間位移。利用超短超強(qiáng)激光脈沖，人們將可以實現(xiàn)分子尺度下的電子位置的超快及超高精度的位置控制。然而現(xiàn)有的探測技術(shù)，卻無法實現(xiàn)對電子如此微小位移的精確測量。隧道掃描顯微鏡（STM）利用的電子量子隧穿信號能以0.1納米的橫向和0.01納米的縱向分辨率對靜止的原子進(jìn)行成像，卻無法對運動中的電子進(jìn)行成像。光電子顯微鏡（PEEM）成像系統(tǒng)雖然可以測量運動電子的位置，但是其最好的分辨率僅能達(dá)到約3納米，無法在0.1納米的尺度進(jìn)行位移測量。日前，該團(tuán)隊利用強(qiáng)場電離中的時間雙縫干涉圖樣，提出對電子在激光脈沖下的微小位移進(jìn)行了測量的新方案，該方案的分辨率可達(dá)0.01納米。為了測量電子在超短脈沖作用下的位移，他們把導(dǎo)致電子位移的超短脈沖置于兩束較長反向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光之間。兩束反旋向的圓偏振光先后分別電離電子，構(gòu)成時間上的電子波包雙縫干涉，這在電子動量譜中產(chǎn)生渦旋結(jié)構(gòu)。在沒有中間的超短脈沖時，該渦旋結(jié)構(gòu)角向是均勻分布的。當(dāng)中間加入了一束任意的被測超短脈沖，它將作用于前一圓偏光電離的電子使之產(chǎn)生微小位移，這個微小位移使得電子波包獲得一個額外相位，從而導(dǎo)致先后兩個電子波包的干涉結(jié)構(gòu)在角方向產(chǎn)生了非均勻性。他們提出通過測量這個非均勻的角向分布，可以準(zhǔn)確地提取出電子在超短脈沖作用下產(chǎn)生的亞納米量級的微小位移。他們的方案對激光的焦斑效應(yīng)以及兩束圓偏振光的相位抖動具有很好的抗干擾能力。左圖：新方案示意圖；右圖：測量方案給出的理論預(yù)測結(jié)果。 理論提出并在實驗上實現(xiàn)了對橢圓偏振強(qiáng)激光橢偏率的原位測量新方案。他們利用兩束其它參數(shù)相同而旋向相反的橢偏光來電離惰性氣體氙（Xe）原子，強(qiáng)場電離得到的電子閾上電離譜和單電離離子總產(chǎn)率譜敏感地依賴于兩束光脈沖之間的延時。這些能譜和產(chǎn)率隨延時的周期性調(diào)制，能夠準(zhǔn)確反映一個光學(xué)周期之中橢圓偏振光的電場強(qiáng)度的最小和最大值間的比值，因此可以用來準(zhǔn)確提取每一束橢偏光的橢偏率。研究表明，這一橢偏率測量方案在很大的激光參數(shù)范圍內(nèi)普遍適用，這一工作在準(zhǔn)確表征超快強(qiáng)激光場的性質(zhì)方面邁出了重要一步，將對強(qiáng)場物理研究中精細(xì)操控原子分子內(nèi)的超快過程起到重要推動作用。

針對鈦合金、高溫合金、樹脂基/陶瓷基/金屬基復(fù)合材料等航天裝備用難加工材料及其復(fù)雜構(gòu)件磨削加工效率低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、工具壽命短、加工成本高的技術(shù)瓶頸難題，長期開展了單層釬焊金剛石與立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪高效磨削技術(shù)研究。 創(chuàng)新成果 單層釬焊金剛石與CBN超硬磨料砂輪通過釬焊方法實現(xiàn)砂輪對超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持強(qiáng)度高、有序排布、鋒利度高、壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，突破了常規(guī)超硬磨料砂輪主要通過電鍍、燒結(jié)等機(jī)械界面作用把持磨粒、強(qiáng)度低，導(dǎo)致重負(fù)荷工況下磨粒易脫落、砂輪壽命短、鋒利度差。通過開發(fā)釬焊砂輪與磨削工藝的匹配技術(shù)，實現(xiàn)了航天裝備難加工材料及構(gòu)件的高效高品質(zhì)加工。

針對鈦合金、高溫合金、樹脂基/陶瓷基/金屬基復(fù)合材料等航天裝備用難加工材料及其復(fù)雜構(gòu)件磨削加工效率低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、工具壽命短、加工成本高的技術(shù)瓶頸難題，長期開展了單層釬焊金剛石與立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪高效磨削技術(shù)研究。創(chuàng)新成果單層釬焊金剛石與CBN超硬磨料砂輪通過釬焊方法實現(xiàn)砂輪對超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持強(qiáng)度高、有序排布、鋒利度高、壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，突破了常規(guī)超硬磨料砂輪主要通過電鍍、燒結(jié)等機(jī)械界面作用把持磨粒、強(qiáng)度低，導(dǎo)致重負(fù)荷工況下磨粒易脫落、砂輪壽命短、鋒利度差。通過開發(fā)釬焊砂輪與磨削工藝的匹配技術(shù)，實現(xiàn)了航天裝備難加工材料及構(gòu)件的高效高品質(zhì)加工。應(yīng)用范圍:成果已成功應(yīng)用于航天科工南京晨光導(dǎo)彈液壓伺服系統(tǒng)鈦合金作動筒殼體與高溫合金閥體、航天三院鈦合金彈翼、航天八院樹脂基復(fù)材構(gòu)件的高效精密加工。后續(xù)擬向航天系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用推廣。

潤滑油是四大石油產(chǎn)品之一，是關(guān)系國計民生的重要商品，被稱為機(jī)械運轉(zhuǎn)的血液。各種潤滑油添加劑在潤滑油生產(chǎn)中起到非常重要的作用，潤滑油性能的好壞直接取決于添加劑的選用，兩者有著密不可分的關(guān)系。近幾年來納米微粒作為潤滑油添加劑的研究進(jìn)入到一個比較活躍的階段。納米微粒作為潤滑油添加劑和傳統(tǒng)潤滑油添加劑相比有許多優(yōu)勢。納米金屬微粒粒徑小，在油中分散穩(wěn)定，因此在

該技術(shù)是利用西安交通大學(xué)開發(fā)的新型吸附環(huán)保材料——鈦基吸附劑，進(jìn)行工業(yè)污水深度處理的新技術(shù)。目前已擁有多項發(fā)明專利，屬國內(nèi)外首創(chuàng)的工業(yè)污水深度處理核心技術(shù)。現(xiàn)已相繼完成小試、中試放大和應(yīng)用工程示范。鈦基吸附劑是主要用于污水深度處理的新型吸附環(huán)保材料，可廣泛用于印染、焦化、化工、養(yǎng)殖、發(fā)酵等難處理廢水的脫色、脫COD、脫磷及除重金屬工藝，也可用于河湖水快速提標(biāo)。 該技術(shù)特別適用于污水處理廠提標(biāo)改造以及焦化、印染等企業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放與中水回用的要求。可以高效低成本的將已經(jīng)經(jīng)過前期處理后的工業(yè)污水的COD由100~200mg/L降至50mg/L以下，或進(jìn)一步降低至30mg/L；色度由100倍降至10倍以下，TP降至0.5mg/L以下，經(jīng)過深度處理后的出水水質(zhì)達(dá)到國家一級A乃至更高排放標(biāo)準(zhǔn) 。噸水設(shè)備投資及處理成本比現(xiàn)有常用處理技術(shù)低20%~40%。

項目背景：板帶鋼控制冷卻技術(shù)是現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)過程中節(jié)約能源、控制鋼材組織性能、降低生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品競爭能力的重要環(huán)節(jié)。在中厚板和熱連軋帶鋼領(lǐng)域，隨著鋼材品種越來越多，規(guī)格范圍越來越大，對于軋后控冷裝置的冷卻能力和冷卻均勻性功能提出了更高的需求，傳統(tǒng)的板帶鋼控冷裝置主要采用 U 型集管形式，由于其固有的結(jié)構(gòu)特點冷卻效率較低，冷卻能力受限，冷卻精度差，鋼板和熱軋卷板冷卻板形控制手段欠缺，對板帶材而言，熱軋板帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和進(jìn)一步提升受到很大的限制。確保熱軋板帶鋼在高速冷卻條件下的平直度，是一個關(guān)鍵性、瓶頸性的問題，對新一代的板帶鋼控制冷卻裝置的需求越來越迫切。關(guān)鍵工藝技術(shù)：板帶鋼控冷裝置的核心設(shè)備是板帶鋼上下表面的冷卻器，高冷速、高冷卻均勻性是關(guān)鍵性、核心性問題。北京科技大學(xué)基于對板帶鋼冷卻過程的換熱機(jī)理及內(nèi)部組織演變機(jī)理的研究，通過實驗室研究與工程實踐成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超密集冷卻器，20mm 帶鋼冷速可達(dá) 50℃/S，冷卻能力可達(dá)到常規(guī) U 型集 管的 2 倍以上、冷卻均勻性可控制在 10℃以內(nèi)，可實現(xiàn)板帶鋼長寬厚三個方向上高速、高均勻化的冷卻，因而可以得到平直度與性能極佳的板帶鋼產(chǎn)品。