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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介: 潛標(biāo)可實(shí)現(xiàn)全海深海洋環(huán)境的定點(diǎn)、長(zhǎng)期、連續(xù)、多層次、多要素同步觀測(cè)，并具有隱蔽性好、不易被破壞等優(yōu)點(diǎn)，是開展海洋環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)最有效的手段。 自主研發(fā)系列海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)：2008年以來，團(tuán)隊(duì)突破了深海潛標(biāo)系列關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)了“海洋動(dòng)力環(huán)境多尺度同步觀測(cè)潛標(biāo)”、“定時(shí)衛(wèi)星通訊潛標(biāo)”等系列高可靠性深海潛標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了海洋動(dòng)力環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)觀測(cè)。相關(guān)研發(fā)成果已獲4項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利及8項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。基于研發(fā)的潛標(biāo)，在南海、西太平洋、東印度洋累計(jì)布放潛標(biāo)400余套次，總結(jié)出一套安全高效的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的潛標(biāo)布放回收作業(yè)流程，作業(yè)成功率達(dá)到100%，解決了我國(guó)海洋環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)技術(shù)瓶頸，大幅提升了我國(guó)海洋環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)水平。 構(gòu)建了國(guó)際上規(guī)模最大的區(qū)域海洋潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)—南海潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)：自2009年以來，在南海開展?jié)摌?biāo)布放回收航次22次，累計(jì)布放各類潛標(biāo)350套次，目前同時(shí)在位觀測(cè)潛標(biāo)42套，觀測(cè)海域橫跨呂宋海峽、南海深海盆、南海東北部與西北部陸坡陸架區(qū)，最長(zhǎng)工作時(shí)間已接10年，是世界上規(guī)模最大的區(qū)域潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)。南海潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)于2017年完成潛標(biāo)觀測(cè)站位在南海深海盆的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)了南海復(fù)雜環(huán)境的長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)。上述成果入選2017年度“海洋與湖沼十大科技進(jìn)展”。 構(gòu)建了橫跨西太平洋熱帶-副熱帶的全水深潛標(biāo)觀測(cè)陣：2015年以來，在西太平洋熱帶、副熱帶海域布放海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)60余套次，構(gòu)建了橫跨熱帶、副熱帶（0-22°N）的西太平洋潛標(biāo)觀測(cè)陣，實(shí)現(xiàn)了西太平洋低緯度流系時(shí)空特征、中尺度/亞中尺度過程及混合的長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)，有力支撐了西太平洋海洋動(dòng)力環(huán)境研究工作的開展。 成功布放回收國(guó)際上首套萬米綜合觀測(cè)潛標(biāo)：基于自主研發(fā)的海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)，2016年1月在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵成功布放國(guó)際上首套萬米多學(xué)科綜合觀測(cè)潛標(biāo)，并于2016年9月成功回收。目前以在馬里亞納海溝深淵海域構(gòu)建了由6套潛標(biāo)構(gòu)成的海溝觀測(cè)陣，實(shí)現(xiàn)了深遠(yuǎn)海域海洋動(dòng)力環(huán)境的長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，體現(xiàn)了我國(guó)深遠(yuǎn)海長(zhǎng)期連續(xù)調(diào)查的技術(shù)水平。項(xiàng)目階段:工業(yè)化生產(chǎn)階段效益分析: 該系統(tǒng)主要用于海洋動(dòng)力環(huán)境的長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)最基本的設(shè)備和手段，可為海洋動(dòng)力過程科學(xué)研究、海洋數(shù)值預(yù)報(bào)模式同化驗(yàn)證、海洋環(huán)境安全保障、海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等提供數(shù)據(jù)和平臺(tái)支撐，具有重要的科學(xué)、社會(huì)和軍事意義。隨著當(dāng)前海洋科學(xué)研究、海洋資源開發(fā)、海上經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、海上軍事活動(dòng)等方面的迅速發(fā)展，對(duì)海洋動(dòng)力環(huán)境的觀測(cè)和認(rèn)知的需求日益迫切，海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)的需求量迅速增加，具有突出的經(jīng)濟(jì)效益前景。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):US 9,372,082 B1 US 9,423,251 B2 US 9,593,947 B2 US 9,557,171 B2 201410252441.0 201410252601.1 201410821320.3 201510243938.0 201510244120.0 201510244469.4 201510244144.6 201410820855.9技術(shù)成熟度:通過中試技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

該成果探討了煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)與煤光催化氧化反應(yīng)性、光-生物耦合降解的關(guān)系及控制方法，并基于煤特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及光敏化和光氧化降解特性，采用聚合物共混原理成功開發(fā)了一項(xiàng)多功能降解薄膜母料制備及功能材料制備技術(shù)。首次將煤作為光降解控制試劑應(yīng)用于新型光降解薄膜制備，該成果對(duì)用光催化氧化、光-生物耦合方法進(jìn)行煤溫和定向轉(zhuǎn)化有著重要科學(xué)和實(shí)際意義。獲陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)。 在渭北及新疆等地進(jìn)行了薄膜農(nóng)業(yè)田間試用，本項(xiàng)目薄膜對(duì)農(nóng)作物如玉米、棉花等生長(zhǎng)有良好的促進(jìn)作用，降解性能滿足實(shí)際要求，降解后對(duì)土壤無不良影響，并具有保氮和降草等功能，降解薄膜土壤背景分析通過了農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（石河子）質(zhì)量檢測(cè)。

近日，能源領(lǐng)域期刊Energy & Environmental Science（IF=33.250）發(fā)表了有關(guān)超高效太陽(yáng)能海水淡化研究成果Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still，該論文由上海交大制冷與低溫工程研究所ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的徐震原副教授和王如竹教授與麻省理工學(xué)院Lenan Zhang博士和Evelyn N. Wang教授等合作完成，上海交通大學(xué)為第一完成單位。全被動(dòng)式的太陽(yáng)能海水淡化是解決海水淡化技術(shù)適應(yīng)性的完美方案，且適用于缺乏基建和偏遠(yuǎn)地區(qū)，然而其效率一直偏低（約35%）。近年來，太陽(yáng)能界面蒸發(fā)為高效便攜式海水淡化提供了新的思路，成為了能源科學(xué)、材料科學(xué)和熱科學(xué)的交叉領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，但在其效率仍然十分有限（約100%）。本研究提出的“界面局部加熱型多級(jí)太陽(yáng)能蒸餾架構(gòu)”結(jié)合了太陽(yáng)能界面局部加熱和蒸汽焓回收，突破了前述研究的局限，顯著提升了被動(dòng)式太陽(yáng)能海水淡化的效率。 在該論文中研究團(tuán)隊(duì)指出系統(tǒng)性的能量傳遞優(yōu)化，而非高性能材料，是達(dá)到超高效太陽(yáng)能海水淡化的關(guān)鍵。通過采用商用和低成本材料搭建的實(shí)驗(yàn)裝置，研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)太陽(yáng)輻照條件下創(chuàng)紀(jì)錄地實(shí)現(xiàn)了385%的效率和5.78 L m-2 h-1的海水淡化產(chǎn)水率。除此之外，該裝置可以通過毛細(xì)作用進(jìn)行被動(dòng)補(bǔ)水，同時(shí)通過鹽分在夜間的反向擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)被動(dòng)排鹽，保證長(zhǎng)效穩(wěn)定的被動(dòng)式工作。該研究所達(dá)到效率比2018年12月發(fā)表于Nature Sustainability和2019年7月發(fā)表于Nature Communications的被動(dòng)式太陽(yáng)能海水淡化效率記錄分別高出約2.8倍和2倍，成為該領(lǐng)域的效率新記錄。該工作為解決偏遠(yuǎn)或離網(wǎng)地區(qū)淡水短缺問題提供了實(shí)際解決方案，也為界面太陽(yáng)能蒸發(fā)走向?qū)嵱没透咝Щ峁┝巳滤悸泛屠碚摽蚣堋?該研究工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51976123）和創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（51521004）的資助。王如竹教授領(lǐng)銜的ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（Innovative Team for Energy, Water & Air）致力于解決能源、水、空氣交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)材料-器件-系統(tǒng)層面的整體解決方案，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，近兩年來已經(jīng)在Joule上發(fā)表論文3篇，在Advanced Materials，Angewandte Chemie, iScience以及Energy Storage Materials上發(fā)表論文各1篇。論文鏈接：Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar stillMIT News：Simple, solar-powered water desalination

潛標(biāo)可實(shí)現(xiàn)全海深海洋環(huán)境的定點(diǎn)、長(zhǎng)期、連續(xù)、多層次、多要素同步觀測(cè)，并具有隱蔽性好、不易被破壞等優(yōu)點(diǎn)，是開展海洋環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)最有效的手段。 自主研發(fā)系列海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)：2008年以來，團(tuán)隊(duì)突破了深海潛標(biāo)系列關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)了“海洋動(dòng)力環(huán)境多尺度同步觀測(cè)潛標(biāo)”、“定時(shí)衛(wèi)星通訊潛標(biāo)”等系列高可靠性深海潛標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了海洋動(dòng)力環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)觀測(cè)。相關(guān)研發(fā)成果已獲4項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利及8項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。基于研發(fā)的潛標(biāo)，在南海、西太平洋、東印度洋累計(jì)布放潛標(biāo)400余套次，總結(jié)出一套安全高效的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的潛標(biāo)布放回收作業(yè)流程，作業(yè)成功率達(dá)到100%，解決了我國(guó)海洋環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)技術(shù)瓶頸，大幅提升了我國(guó)海洋環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)水平。 構(gòu)建了國(guó)際上規(guī)模最大的區(qū)域海洋潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)—南海潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)：自2009年以來，在南海開展?jié)摌?biāo)布放回收航次22次，累計(jì)布放各類潛標(biāo)350套次，目前同時(shí)在位觀測(cè)潛標(biāo)42套，觀測(cè)海域橫跨呂宋海峽、南海深海盆、南海東北部與西北部陸坡陸架區(qū)，最長(zhǎng)工作時(shí)間已接10年，是世界上規(guī)模最大的區(qū)域潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)。南海潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)于2017年完成潛標(biāo)觀測(cè)站位在南海深海盆的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)了南海復(fù)雜環(huán)境的長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)。上述成果入選2017年度“海洋與湖沼十大科技進(jìn)展”。 構(gòu)建了橫跨西太平洋熱帶-副熱帶的全水深潛標(biāo)觀測(cè)陣：2015年以來，在西太平洋熱帶、副熱帶海域布放海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)60余套次，構(gòu)建了橫跨熱帶、副熱帶（0-22°N）的西太平洋潛標(biāo)觀測(cè)陣，實(shí)現(xiàn)了西太平洋低緯度流系時(shí)空特征、中尺度/亞中尺度過程及混合的長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)，有力支撐了西太平洋海洋動(dòng)力環(huán)境研究工作的開展。 成功布放回收國(guó)際上首套萬米綜合觀測(cè)潛標(biāo)：基于自主研發(fā)的海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)潛標(biāo)，2016年1月在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵成功布放國(guó)際上首套萬米多學(xué)科綜合觀測(cè)潛標(biāo)，并于2016年9月成功回收。目前以在馬里亞納海溝深淵海域構(gòu)建了由6套潛標(biāo)構(gòu)成的海溝觀測(cè)陣，實(shí)現(xiàn)了深遠(yuǎn)海域海洋動(dòng)力環(huán)境的長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，體現(xiàn)了我國(guó)深遠(yuǎn)海長(zhǎng)期連續(xù)調(diào)查的技術(shù)水平。

本發(fā)明公開了一種正壓引射式全預(yù)混燃燒供熱裝置，包括送風(fēng)系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、燃燒室、換熱系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，送風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)及與其送風(fēng)口相連的空氣分配管，燃料系統(tǒng)包括燃?xì)夤芗芭c其相連的燃?xì)夥峙涔埽細(xì)夥峙涔艿亩瞬烤鶆虿贾糜幸唤M燃?xì)鈬娮欤細(xì)鈬娮斓耐庵茉O(shè)有與空氣分配管貫通的環(huán)形進(jìn)氣口，與燃?xì)鈬娮鞂?duì)正的位置處設(shè)有引射式混合器，其頂部自下而上設(shè)有分配孔板和火孔板；燃燒室設(shè)在引射式混合器的上方，其側(cè)壁與火孔板的外輪廓之間設(shè)有環(huán)形孔隙。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)采取安全控制，供熱裝置運(yùn)行時(shí)燃?xì)夂涂諝饣旌贤耆紵a(chǎn)物中一氧化碳和氮氧化物的排放量較低，使燃?xì)夂涂諝馊A(yù)混燃燒，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)馊紵^程的低污染物排放。

西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院趙建林教授研究團(tuán)隊(duì)在全光纖光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方面取得重要進(jìn)展。提出了一種二維材料輔助的全光纖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案，利用該方案制備的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，僅需百微瓦量級(jí)光功率（遠(yuǎn)小于一支普通激光筆的輸出光功率）即可將近紅外光穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換為可見光。該技術(shù)在全光纖中實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)的高效轉(zhuǎn)換，兼容現(xiàn)有成熟的光纖通信和傳感系統(tǒng)，也為其他高性能全光纖非線性器件的實(shí)現(xiàn)開辟了新的途徑。利用全光纖的二階非線性效應(yīng)不僅可以拓展光纖激光器的工作波段，還有望實(shí)現(xiàn)全光纖的線性電光調(diào)制器、纏繞光子對(duì)等，可極大拓展業(yè)已成熟的光纖通信、傳感技術(shù)在信息處理與感知領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。然而，石英光纖的中心反演對(duì)稱性阻礙了其二階非線性效應(yīng)的產(chǎn)生和利用。目前，基于二階非線性效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，需要對(duì)光纖進(jìn)行特殊摻雜、極化等復(fù)雜工藝處理，以及高功率脈沖激光泵浦等苛刻條件，因此如何降低光纖中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)條件，成為困擾科學(xué)家們的一個(gè)難題。針對(duì)此問題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種層狀二維材料硒化鎵輔助的全光纖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，利用微光纖導(dǎo)波模式的強(qiáng)烈倏逝波與硒化鎵的相互作用，利用百微瓦級(jí)連續(xù)光即可實(shí)現(xiàn)倍頻、和頻等非線性參量轉(zhuǎn)換過程，進(jìn)而將近紅外光穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換為可見光。相關(guān)研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”為題，已在國(guó)際光學(xué)頂尖期刊《Light: Science & Applications》發(fā)表。論文第一作者為團(tuán)隊(duì)姜碧強(qiáng)副教授，通訊作者為甘雪濤教授和趙建林教授，西北工業(yè)大學(xué)為唯一作者單位。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1