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微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機動，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測和運輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國民經(jīng)濟領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)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(dāng)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(fā)動機驅(qū)動部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大，能量轉(zhuǎn)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(fā)動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動方案，研制出了在微小尺寸下轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行，在微型飛行器的發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發(fā)動機和超輕質(zhì)高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優(yōu)勢，首次實現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行。 靜電發(fā)動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫侖力來產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的新型微型電機，具備結(jié)構(gòu)簡單和無需繞組的優(yōu)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(fā)熱少且無明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機，靜電電機表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以內(nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)傳統(tǒng)電磁電機的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內(nèi)，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(qū)動，然而傳統(tǒng)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(yīng)用場景，研制了千伏級超輕質(zhì)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(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學(xué)研發(fā)的同類技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項目研發(fā)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(jìn)一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質(zhì)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(jìn)一步微型化中的巨大潛力。

技術(shù)結(jié)合了螺旋式電容傳感器與圓環(huán)式靜電傳感器，通過螺旋式電容傳感器的電容獲得管內(nèi)固相濃度，通過圓環(huán)式靜電傳感器檢測管道中的顆粒與管道壁面以及顆粒之間的碰撞、摩擦、分離產(chǎn)生的靜電噪聲，采用互相關(guān)法快速獲取固相流動速度；根據(jù)濃度與速度獲取質(zhì)量流量，實現(xiàn)對氣固兩相流的多參數(shù)測量。本發(fā)明是電容法與靜電法的融合，發(fā)揮螺旋式電容傳感器和圓環(huán)式靜電傳感器分別在濃度測量和速度測量方面的優(yōu)勢，簡化了電極結(jié)構(gòu)，提高了濃度、速度以及質(zhì)量流量的檢測精度和采樣效率。

成果描述：我們研發(fā)的低/中介LTCC材料主要性能滿足： 材料1： 介電常數(shù)：10±10% Qf：≥50000 燒結(jié)溫度：900度 材料2：介電常數(shù)：20±10% Qf：：≥50000 燒結(jié)溫度：900度市場前景分析：這兩類LTCC材料具有損耗低，與LTCC工藝兼容等特點，非常適合基于LTCC技術(shù)研發(fā)的各種微波集成器件應(yīng)用與同類成果相比的優(yōu)勢分析：國內(nèi)目前還沒有廠家進(jìn)行同類型材料的批量生產(chǎn)，主要依托國外進(jìn)口，因此技術(shù)和成本優(yōu)勢明顯。

成果與項目的背景及主要用途： 流場板（雙極板）是質(zhì)子交換膜燃料電池中的重要部件。目前，質(zhì)子交換膜 燃料電池廣泛采用的流場板（雙極板）主要有機加工硬質(zhì)石墨板、機加工金屬板 和注塑碳-塑復(fù)合材料雙極板三種類型。這三類流場板各有顯著的優(yōu)點，但是各 自的缺點也較突出。 為實現(xiàn)燃料電池商品化，需要更低成本和更適應(yīng)批量化生產(chǎn)的流場板。為此， 我們開發(fā)了基于天然鱗片石墨材料和模壓成型工藝的復(fù)合石墨流場板技術(shù)。經(jīng)過 努力研究，現(xiàn)在形成的技術(shù)可以大幅度降低流場板的材料成本和加工成本，實現(xiàn) 高生產(chǎn)率，同時使導(dǎo)電率（>10S/cm）、氫氣透過系數(shù)（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、 熱傳導(dǎo)系數(shù)（>20W/m.K）以及抗壓強度（>10MPa）等指標(biāo)均滿足雙極板材料性 能的要求。 復(fù)合石墨流場板的主要用途是作為質(zhì)子交換膜燃料電池的雙極板。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 92天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)原理： 復(fù)合石墨流場板主要由天然鱗片石墨和聚合物組成。天然鱗片石墨具有良好 的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，且化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕，從而保證復(fù)合流場板具有良好的 導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能。聚合物的添加可以提高復(fù)合流場板的強度，并且使復(fù)合板阻氣 性能得到改善，以實現(xiàn)雙極板分隔氧化劑和還原劑的功能和滿足燃料電池堆對雙 極板機械性能的要求。 工藝流程：配料→裝料→升溫→模壓→降溫→脫模→成品 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 目前已開發(fā)和制備出工作面積為 100mm×100mm 的流場板。并可根據(jù)需要 加工具有不同尺寸和流場形式的流場板。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 隨著能源的消耗持續(xù)增長，能源短缺問題日益凸現(xiàn)。燃料電池的發(fā)展必然受 到越來越廣泛的重視。質(zhì)子交換膜燃料電池是目前應(yīng)用前景最廣且發(fā)展最快的一 類燃料電池。隨著質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展和普遍應(yīng)用，復(fù)合石墨流場板因價 格低和適應(yīng)批量生產(chǎn)的優(yōu)勢顯示出巨大的市場潛力和經(jīng)濟競爭力。 應(yīng)用領(lǐng)域：質(zhì)子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池及其它電化學(xué)反應(yīng)器。 合作方式及條件：面議

傳統(tǒng)pH值測試方法大多采用取樣的方式來測定溶液的pH值，對隨時變化的工業(yè)廢水的pH檢測相對滯后，不能實時反應(yīng)溶液酸堿性的變化，其結(jié)果是當(dāng)檢測到pH值偏離正常時，污染已經(jīng)發(fā)生，不能在第一時間控制污染造成的損害。 本項目將pH指示劑固定在微流芯片中，當(dāng)不同酸堿度的液體流經(jīng)檢測芯片時，特定波長透過光強發(fā)生變化，經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)化為電壓信號，再經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)讀出pH值，可實時反映流體pH值的改變，監(jiān)控生產(chǎn)狀況的變化及對污染進(jìn)行實時報警。

礦物加工工程專業(yè)是北京科技大學(xué)建設(shè)最早的學(xué)科之一，是國家重點學(xué)科。在國家“十五”科技攻關(guān)課題研究期間，研究開發(fā)出磁鐵礦選礦精選設(shè)備－低磁場自重介分選機（圖 1），已獲國家專利，具有 600×600 單聯(lián)、雙聯(lián)、四聯(lián)三種工業(yè)產(chǎn)品，已在河北群泰、華冶等礦業(yè)公司選礦廠及內(nèi)蒙古泰恒、黑腦包礦業(yè)公司選礦廠等二十多家廠礦應(yīng)用，取得了很好的效果。最近幾年研發(fā)的流態(tài)化還原焙燒磁選工藝與設(shè)備，已經(jīng)在云南武定魚子甸高磷鮞狀赤鐵礦的開發(fā)利用中得到應(yīng)用，其中關(guān)鍵設(shè)備－還原焙燒流化床。該項技術(shù)可應(yīng)用于昆明鋼鐵（集團）公司開發(fā)惠民鐵礦，武漢鋼鐵（集團）公司和首都鋼鐵（集團）公司開發(fā)湖北鄂西地區(qū)高磷鐵礦石等類似難選冶鐵礦石，對于我國擴大可利用鐵礦石資源具有重要意義。

北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心的韓偉研究員和謝心澄院士，以及日本理化學(xué)研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在國際著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰寫綜述文章，介紹“自旋流--新穎量子材料的靈敏探針”這一新興領(lǐng)域的前沿進(jìn)展。 自旋電子學(xué)起源于巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)時而言，自旋流指的僅僅是電子自旋的傳播。隨著自旋電子學(xué)的蓬勃發(fā)展，與相關(guān)研究的不斷深入，新的自旋流現(xiàn)象與機制不斷被拓展，相關(guān)研究證明一系列的粒子或者準(zhǔn)粒子攜帶的自旋都能夠形成自旋流，比如磁性絕緣體中的磁振子、超導(dǎo)體中自旋三重態(tài)和準(zhǔn)粒子、量子自旋液體中的自旋子、自旋超導(dǎo)態(tài)等。尤其是對于量子材料而言，由于其往往具有獨特的自旋性質(zhì)，基于自旋流探針的研究方法就成為了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)領(lǐng)域的研究前沿之一，其量子性質(zhì)起源于諸多量子效應(yīng)，包括低維尺寸效應(yīng)，量子限域效應(yīng)，量子相干效應(yīng)，量子阻挫效應(yīng)，能帶結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫裕孕壍礼詈希瑢ΨQ性限制等等。量子材料包括石墨烯，高溫超導(dǎo)體，拓?fù)浣^緣體，外爾半金屬，量子自旋液體，自旋超流體等等。量子材料可以表現(xiàn)出諸多與自旋相關(guān)的量子性質(zhì)，如二維過渡金屬硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓?fù)浣^緣體當(dāng)中的自旋-動量鎖定等。因為量子材料的自旋屬性在下一代的量子信息存儲和量子計算科學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用潛力，所以研究量子材料的自旋相關(guān)性質(zhì)得到了廣泛關(guān)注。 為了研究量子材料的自旋性質(zhì)，發(fā)展一種易于實現(xiàn)和操控的高效工具顯得尤為迫切與關(guān)鍵。幸運的是，在實驗物理學(xué)家和理論物理學(xué)家的不懈努力下，成功的證實了自旋流探針能夠作為量子材料的有效探測手段。一系列激發(fā)和探測自旋流的方法被提出并得以實現(xiàn)，從而證實了基于自旋流探針的量子材料物性研究的廣泛適用性。 迄今為止，相關(guān)實驗已經(jīng)證實自旋流能夠以超導(dǎo)體系中的自旋三重態(tài)庫珀對和超導(dǎo)準(zhǔn)粒子、量子自旋液體中的自旋子、磁性絕緣體和自旋超流體中的磁振子為載體進(jìn)行傳播，相關(guān)物理圖像被總結(jié)在表1中。本篇綜述文章著重介紹了在五類主要的量子材料體系中的基于自旋流探針的物性研究。第一類是超導(dǎo)材料體系，自旋流探針可以被用來驗證自旋三重態(tài)的存在以及自旋動力學(xué)的演化過程。第二類是量子自旋液體材料體系，自旋流探針可以被用來驗證自旋子攜帶的自旋角動量的有效傳播過程。第三類是磁性絕緣體體系，自旋流以磁振子的形式傳播，描述了磁有序材料當(dāng)中的集體激發(fā)行為。第四類是雜化量子激發(fā)體系，自旋流以磁振子-聲子雜化模式（磁振子-極化子）或磁振子-光子雜化模式（磁振子-極化激元）為載體進(jìn)行傳播。第五類是自旋超流體系，自旋流以玻色愛因斯坦凝聚中的自旋量子數(shù)為1的玻色子為載體進(jìn)行傳播，這種玻色子可以為電子-空穴激子或者是磁振子。 這些重要的研究進(jìn)展已經(jīng)充分證實了基于自旋流探針的物性表征對于量子材料而言是一種行之有效的研究手段。因此，這一方法將會極大的推動新穎量子材料的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)物理性質(zhì)的研究。例如量子霍爾和量子自旋霍爾材料，量子鐵磁體和反鐵磁體，六角晶格體系中的量子手征聲子，自旋和力耦合的量子系統(tǒng)，超導(dǎo)體中的自旋動力學(xué)和鐵磁與超導(dǎo)界面的超導(dǎo)能隙，自旋三重態(tài)超導(dǎo)體中的超導(dǎo)對稱性，強耦合自旋系統(tǒng)中的雜化激發(fā)，拓?fù)浯耪褡硬牧希孔幼孕后w中的自旋子，自旋超流體約瑟夫森效應(yīng)，以及其他任何作為自旋流載體的量子態(tài)。另外，這一領(lǐng)域的進(jìn)展還將推動自旋成像技術(shù)的發(fā)展，如利用自旋極化掃描隧道顯微鏡和氮空位色心顯微鏡技術(shù)對量子材料體系中自旋流的原位探測。

簡述：“十一五”國家科技支撐計劃重點項目“ 100% 低地板輕軌車研制 ” 最新科技成果，由北京交通大學(xué)聯(lián)合長春軌道客車股份有限公司、北京千駟馭電氣有限公司等單位研制生產(chǎn)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，采用矢量控制、防滑 / 防空轉(zhuǎn)、零速停車、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測及故障診斷、數(shù)字高頻控制等先進(jìn)技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、輕量化、低噪聲、人性化等特點。裝備該系統(tǒng)的我國首列 100% 低地板車已在長春輕軌進(jìn)入試運營階段。

對于燃料爐而言，爐子熱量的來源是燃料燃燒的化學(xué)熱。而燃料燃燒后產(chǎn)生的大量熱量，除一部分用于被加熱的工件上，其余很大一部分以高溫廢氣的形式排出，這樣一方面造成了大氣污染，另外也浪費了大量熱量。因此,國內(nèi)外都在積極地研究如何將這一部分能量回收的裝置換熱器。 用換熱器回收部分高溫廢氣的熱量來預(yù)熱助燃用的空氣或預(yù)熱燃料本身，從而節(jié)約燃料，改善燃燒條件。一般來說，空氣的預(yù)熱溫度每提高100℃，可節(jié)約燃料5％，產(chǎn)量相應(yīng)增加2%。因此，研究和開發(fā)實用新型的高效換熱器對余熱回收、環(huán)境保護都具有十分重要的意義。 金屬管狀換熱器的發(fā)展大體經(jīng)歷了第一代光滑表面、第二代粗糙表面、第三代插入件擾動、第四代噴流擾動和第五代貼壁流擾動階段。新研制成功的旋流換熱器屬于第五代新型管狀換熱器，由于采用了新型的旋流技術(shù)，熱工性能優(yōu)越，其綜合傳熱系數(shù)可以達(dá)到50w/ｍ2℃以上，而在條件相同情況下，光管換熱器僅為20w/ｍ2℃左右，帶插件換熱器為35w/ｍ2℃左右，噴流換熱器為45w/ｍ2℃左右。而壓力損失卻比它們小得多。在實現(xiàn)換熱器既要高效，又要低阻方面有重大突破。 該項目可以應(yīng)用于冶金、機械、石油和化工等行業(yè)的燃料加熱爐的余熱回收。