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成果簡(jiǎn)介：當(dāng)代化工、制藥等領(lǐng)域正在面臨深刻變革，新材料的出現(xiàn)，助推了這一趨勢(shì)。山東大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于各種新型納米材料的研制，獲得了多個(gè)品類(lèi)的新型納米材料。 ① 新型碳納米材料 以塊體富碳材料和小分子有機(jī)化合物為原料，利用混酸回流、無(wú)溶劑熱解等方法，制備了發(fā)光納米碳；以多胺為原料，制備了超高分子量聚合物和碳納米顆粒；以有機(jī)羧酸為原料，制備了生物相容性納米碳。產(chǎn)品可用于發(fā)光二極管、熒光油墨、油田、食品等多個(gè)領(lǐng)域。 ② 結(jié)構(gòu)精確的膠體銀 以硝酸銀和巰基煙酸為原料，堿性條件下制備了具有原子級(jí)精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的銀簇，主體框架為六個(gè)銀原子形成的八面體，外圍被六個(gè)巰基煙酸配體保護(hù)起來(lái)。該納米材料可溶于水，形成膠體銀，具有抗菌等功效。 ③ 強(qiáng)吸附多孔材料 共價(jià)有機(jī)多孔材料具有比表面積大、穩(wěn)定性高、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。把對(duì)二氧化碳具有親和作用的富氮基功能團(tuán)引入共價(jià)有機(jī)框架材料，制備了一系列富氮基共價(jià)有機(jī)多孔材料，可選擇性吸附二氧化碳。該方法可替代傳統(tǒng)二氧化碳處理方法，即有機(jī)胺水溶液吸收法，能夠降低能耗，減少環(huán)境污染。 ④ 納米纖維素 利用酸解法，制備了納米纖維素水分散液，品質(zhì)高，性能穩(wěn)定。 成果相關(guān)圖片：

為了追求極限性能，越來(lái)越多的電子系統(tǒng)需要在低溫條件下工作。例如，在量子計(jì)算機(jī)、高性能傳感器、深空觀(guān)測(cè)以及一些經(jīng)典信息處理系統(tǒng)中，通常使用工作溫度為2K甚至是mk溫區(qū)的低溫器件，從而在噪聲、速度和靈敏度等方面實(shí)現(xiàn)接近量子極限的性能。對(duì)于這一類(lèi)低溫系統(tǒng)，信號(hào)讀取與處理通常采用兩種方式：第一種是采用超導(dǎo)數(shù)字電路SFQ（單磁通量子技術(shù)）來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算和處理；第二種是將信號(hào)傳送至幾十K的溫區(qū)，再采用低溫CMOS技術(shù)對(duì)進(jìn)行信號(hào)處理。然而，不論采用何種技術(shù)路徑，數(shù)字電路的功耗都必須控制在極小范圍之內(nèi)，從而保持極低溫的工作環(huán)境，維持低溫器件的高性能。隨著應(yīng)用需求的提高和低溫陣列器件規(guī)模的擴(kuò)大，低溫電子系統(tǒng)性能受到信號(hào)處理和傳輸技術(shù)的制約，急切需要新的方案進(jìn)行解決。 圖1. (a) 采用超導(dǎo)納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的12門(mén)控或邏輯門(mén)；(b) 超導(dǎo)納米線(xiàn)數(shù)字編碼器芯片照片。針對(duì)此問(wèn)題，南京大學(xué)吳培亨院士領(lǐng)導(dǎo)的超導(dǎo)電子學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)，趙清源教授和康琳教授課題組設(shè)計(jì)出新型多門(mén)控超導(dǎo)納米線(xiàn)邏輯器件(superconducting nanowire cryotron, nTron)，并利用此器件搭建經(jīng)典二進(jìn)制數(shù)字編碼器；在1.6K的溫度下，成功實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息編碼，總功耗小于1微瓦(10-6瓦)。同時(shí)，他們還利用此編碼器對(duì)超導(dǎo)納米線(xiàn)單光子探測(cè)器陣列實(shí)現(xiàn)數(shù)字化讀出，為低溫陣列探測(cè)器的信號(hào)讀出和處理提供第三種解決方案。圖2. 超導(dǎo)納米線(xiàn)邏輯芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)單光子探測(cè)器陣列的數(shù)字化讀取。半導(dǎo)體數(shù)字電路，經(jīng)歷了從電子管、晶體管、混合集成電路至大規(guī)模集成電路的發(fā)展過(guò)程。每一代技術(shù)的升級(jí)變革，其核心推力都是基礎(chǔ)邏輯器件的更新?lián)Q代。前沿技術(shù)領(lǐng)域?qū)Τ瑢?dǎo)電子器件的應(yīng)用需求，也正將超導(dǎo)電子技術(shù)推向數(shù)字化的發(fā)展時(shí)代。南京大學(xué)吳培亨院士團(tuán)隊(duì)基于超導(dǎo)納米線(xiàn)技術(shù)，開(kāi)展了新型超導(dǎo)邏輯器件(nTron)的研究工作。nTron為單層平面器件，利用局部超導(dǎo)相變，實(shí)現(xiàn)高速低功耗的開(kāi)關(guān)邏輯。

本成果可用于臨床耐藥性支原體、肺炎鏈球菌、嗜血流感桿菌等引起的重癥肺炎，以及耐藥性化膿鏈球菌等引起的軟組織感染。本候選化合物的優(yōu)勢(shì)是雙靶標(biāo)，不僅僅抑制蛋白質(zhì)合成，還抑制DNA復(fù)制過(guò)程，既提高了抗耐藥菌活性，還大大減低了耐藥性突變，提高臨床使用壽命。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 抗生素濫用，新型抗耐藥菌抗生素缺乏，預(yù)計(jì)2050年因耐藥菌感染死亡的人數(shù)將超過(guò)“頭號(hào)殺手”癌癥（死亡人數(shù)820萬(wàn)）的死亡人數(shù)。大環(huán)內(nèi)酯抗生素是臨床上很重要的一類(lèi)抗生素。阿奇霉素等在治療支原體肺炎和上下呼吸道細(xì)菌性感染療效顯著。但臨床上耐多藥細(xì)菌的普遍流行使得抗生素療效降低乃至喪失。我國(guó)部分地區(qū)重癥加強(qiáng)治療病房（ICU）患者多重耐藥菌（MDR）的感染率已達(dá)36.12%，且因感染而死亡患者占ICU總死亡患者50%以上。2016年全球統(tǒng)計(jì)顯示下呼吸道感染是前五大死因之一，其中主要是社區(qū)獲得性肺炎。我國(guó)抗生素制劑市場(chǎng)中，高端高效抗生素供應(yīng)嚴(yán)重不足，低端仿制藥品過(guò)剩，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)缺乏。 本成果可用于臨床耐藥性支原體、肺炎鏈球菌、嗜血流感桿菌等引起的重癥肺炎，以及耐藥性化膿鏈球菌等引起的軟組織感染。本候選化合物的優(yōu)勢(shì)是雙靶標(biāo)，不僅僅抑制蛋白質(zhì)合成，還抑制DNA復(fù)制過(guò)程，既提高了抗耐藥菌活性，還大大減低了耐藥性突變，提高臨床使用壽命。該化合物結(jié)構(gòu)不同于臨床上國(guó)內(nèi)外使用以及臨床在研的各類(lèi)大環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，具有較高的結(jié)構(gòu)新穎性和獨(dú)特的作用機(jī)制。

本項(xiàng)目已建立目前國(guó)際領(lǐng)先 的生物養(yǎng)殖、環(huán)境污染治理的專(zhuān) 用優(yōu)勢(shì)菌群產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)，已開(kāi)發(fā) 出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 M D菌群 系列產(chǎn)品及其配套處理工藝與設(shè) 備。同時(shí)，進(jìn) 一步DNA分子進(jìn)化技術(shù)對(duì)適應(yīng)性菌群功能優(yōu)化，激活生物鏈的頂層輸送，進(jìn)行原生態(tài)平衡的自驅(qū)動(dòng)治理和 重建良性的生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)生物量生產(chǎn)力的提高和水域活力的恢復(fù)。 該系列新型MD菌群生態(tài)活性劑產(chǎn)品普遍應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)動(dòng)物養(yǎng)殖和水域環(huán)境治理等領(lǐng)域，包括水產(chǎn)養(yǎng)殖 的水質(zhì)調(diào)控；高營(yíng)養(yǎng)飼料添加劑；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的高效活性菌肥；土壤中毒性有機(jī)物及鎘、鉛重金屬離子 污染物高濃度工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢水的處理及資源清潔等。

以高壓放電理論為基礎(chǔ)，以接地系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，利用研發(fā)高導(dǎo)電 CrNi 基 Cu 合金復(fù)合耐腐蝕材料，創(chuàng)新垂直接地體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制新型多針式垂直接地系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源（土地、材料）。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于多模波導(dǎo)的新型光調(diào)制器。其結(jié)構(gòu)是具有多模調(diào)制結(jié)構(gòu)的電致吸收調(diào)制器、具有多模調(diào)制結(jié)構(gòu)的相位調(diào)制器或者具有多模調(diào)制結(jié)構(gòu)的馬赫澤德干涉儀調(diào)制器，多模調(diào)制結(jié)構(gòu)包含模式復(fù)用器、模式解復(fù)用器、第一多模連接波導(dǎo)、多模波導(dǎo)光調(diào)制區(qū)、第二多模連接波導(dǎo)，多模調(diào)制結(jié)構(gòu)是以模式復(fù)用器的輸入端作為多模調(diào)制結(jié)構(gòu)的輸入端，以模式復(fù)用器的輸入端或者模式解復(fù)用器的輸出端作為多模調(diào)制結(jié)構(gòu)的輸出端。本實(shí)用新型利用多模波導(dǎo)光調(diào)制區(qū)以及模式復(fù)用?解復(fù)用技術(shù)，使得光能夠以不同模式的方式多次經(jīng)過(guò)光調(diào)制區(qū)，顯著增強(qiáng)對(duì)光場(chǎng)的調(diào)控效果，可降低驅(qū)動(dòng)電壓，并提升消光比和調(diào)制速度等性能，適用于各種光調(diào)制結(jié)構(gòu)和原理。

在國(guó)家“973計(jì)劃”等項(xiàng)目支持下，經(jīng)過(guò)十余年持續(xù)攻關(guān)，首次在國(guó)際上成功研發(fā)了適用于多溫區(qū)與含硫含砷等復(fù)雜煙氣的新型平板式高效SCR脫硝催化劑的核心配方與成套生產(chǎn)技術(shù)，包括平板式寬溫差/低溫、高溫、超強(qiáng)耐磨、抗砷中毒、抗堿金屬中毒、聯(lián)合脫硝脫汞等催化劑，解決了傳統(tǒng)脫硝技術(shù)難以適應(yīng)燃料多變、靈活調(diào)峰、復(fù)雜煙氣的核心難題；首次在國(guó)內(nèi)成功研發(fā)了V2O5-WO3(MoO3)/TiO2型平板式中溫SCR脫硝催化劑的核心配方、成型工藝與成套生產(chǎn)線(xiàn)，突破國(guó)外技術(shù)封鎖，形成了國(guó)內(nèi)首項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)，催化劑指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；在常規(guī)SCR脫硝工程技術(shù)基礎(chǔ)上，攻克了脫硝系統(tǒng)減阻設(shè)計(jì)、SCR流場(chǎng)優(yōu)化等技術(shù)難題，同時(shí)創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了還原劑氨精準(zhǔn)制備、催化劑壽命精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、脫硝系統(tǒng)智能化管控等技術(shù)，形成了高效低能耗SCR脫硝工程設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了SCR脫硝系統(tǒng)的安全、高效、低能耗和穩(wěn)定運(yùn)行以及智能化精確管控，推動(dòng)我國(guó)平板式SCR脫硝技術(shù)由全面依賴(lài)進(jìn)口到國(guó)際領(lǐng)先的跨越。   圖1 新型多溫區(qū)低能耗平板式SCR脫硝技術(shù) 依托上述核心技術(shù)，成立了校學(xué)科性公司—北京華電光大環(huán)境股份有限公司（新三板掛牌上市），并成功進(jìn)行了大規(guī)模推廣應(yīng)用。公司旨在為燃煤發(fā)電、鋼鐵、化工等行業(yè)的復(fù)雜煙氣脫硝提供系統(tǒng)解決方案，目前已在浙江、湖北等地建設(shè)有3條平板式SCR脫硝催化劑生產(chǎn)線(xiàn)（圖2），年生產(chǎn)能力30000 m3以上，并且還可根據(jù)不同行業(yè)用戶(hù)的實(shí)際需求調(diào)整催化劑配方設(shè)計(jì)，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)，打造量身定制式產(chǎn)品的售前、售中和售后“管家式”服務(wù)。   圖2 自主研發(fā)的平板式SCR脫硝催化劑生產(chǎn)線(xiàn) 目前，本技術(shù)和產(chǎn)品已成功應(yīng)用于火力發(fā)電、鋼鐵冶煉、廢棄物焚燒、化工等行業(yè)的脫硝工程，催化劑壽命超過(guò)24000小時(shí)。科技日?qǐng)?bào)兩次頭版報(bào)道了本技術(shù)及產(chǎn)品，人民日?qǐng)?bào)、光明日?qǐng)?bào)、中國(guó)能源報(bào)、北京電視臺(tái)、中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、人民網(wǎng)等媒體也進(jìn)行了跟蹤報(bào)道。技術(shù)成果通過(guò)了中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)成果鑒定，整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，榮獲2019年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)（科學(xué)技術(shù)）一等獎(jiǎng)、第十五屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)銅獎(jiǎng)、第七屆中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)金橋獎(jiǎng)、第十六屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，為打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”、助力我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。

本產(chǎn)品可將多聯(lián)式空調(diào)連接至智能家居系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控與控制。

微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機(jī)動(dòng)，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測(cè)和運(yùn)輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景。然而，此類(lèi)飛行器普遍存在飛行時(shí)間短的痛點(diǎn)問(wèn)題，尤其當(dāng)重量小于10克時(shí)，其飛行時(shí)間一般不超過(guò)10分鐘。這是因?yàn)槟壳拔⑿惋w行器的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，而電磁電機(jī)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(jī)效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽(yáng)光作為能量來(lái)源，受限于太陽(yáng)能電池的面積，很難滿(mǎn)足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團(tuán)隊(duì)從微型發(fā)動(dòng)機(jī)的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動(dòng)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(jī)，并首次實(shí)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(dòng)機(jī)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(shì)，首次實(shí)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(dòng)機(jī)的核心是靜電電機(jī)，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫(kù)侖力來(lái)產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的新型微型電機(jī)，具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和無(wú)需繞組的優(yōu)勢(shì)，其高電壓（千伏級(jí)）、低電流（微安級(jí)）的工作特性也使其在工作過(guò)程中發(fā)熱少且無(wú)明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機(jī)，靜電電機(jī)表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以?xún)?nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)傳統(tǒng)電磁電機(jī)的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機(jī)的1/10以?xún)?nèi)，因此即便采用小尺寸太陽(yáng)能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機(jī)雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級(jí)高壓電流來(lái)驅(qū)動(dòng)，然而傳統(tǒng)高壓電源由于體積和重量過(guò)大，無(wú)法搭載在微型飛行器上。因此團(tuán)隊(duì)還針對(duì)飛行應(yīng)用場(chǎng)景，研制了千伏級(jí)超輕質(zhì)高壓電源，主要包括太陽(yáng)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(yáng)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(guó)斯坦福大學(xué)研發(fā)的同類(lèi)技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項(xiàng)目研發(fā)出的飛行器整機(jī)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(yáng)能飛行器的1/10和1/600。更進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)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(jī)在飛行器進(jìn)一步微型化中的巨大潛力。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利ZL202110169888.1：采用蒸汽誘導(dǎo)相分離與分步噴涂技術(shù)相結(jié)合的方法制備三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)、超疏水的復(fù)合膜，壓降低于100Pa、水接觸角大于150°，因而高透氣且易于自清潔，所負(fù)載納米材料可實(shí)現(xiàn)同步殺菌滅毒，可應(yīng)用于拔插式重復(fù)利用空氣凈化濾芯。