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[成果] 1800140083 湖北
TG2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:随着数控机床、铁路、高铁、航空、航天等领域的高端装备要求不断提高,其关键零件向高性能化、复杂化方向发展。铸造利用液态金属流动成形,柔性大,是复杂零件的主要成形方法。但随着零件复杂度不断提高,传统铸造方法越来越难以甚至无法设计出合理的工艺。为此,该项目提出高性能复杂铸件形性调控技术,但面临以下难题:1)复杂铸件充型凝固过程影响因素多,缺陷定量预测难;2)铸造型芯性能要求复杂多样,材料制备与成形难;3)熔炼与浇注过程合金成分及组织演变复杂,铸件性能保证难。 项目组在国家自然科学基金、“863”计划和国内外企业合作项目等资助下,经过十余年产学研攻关,建立了高性能复杂铸件形性调控成套技术。创新成果如下: (1)提出基于距离场的复杂铸件几何热节判定方法,建立基于Particle Level-Set多相流的卷气夹渣定量预测模型以及基于瞬态压强分布的孔松缺陷定量预测模型,实现了浇注系统和冒口补缩系统的优化。 (2)开发复合硼酸镁晶须和硅藻土的水溶性树脂砂型芯新材料及制备工艺;发明一种压铸模具梯度材料型芯制造方法;发明复杂铸件模组抗裂设计方法和熔模旋转涂装工艺。 (3)建立熔炼过程元素烧损预测模型,研发熔炼数值仿真系统和炉料配比系统;发明一种基于悬浮熔炼的逐层堆积合金铸锭制备方法;发明置氢-热等静压的铸件后处理方法。 获发明专利12项、软件著作权6项;发表论文84篇(SCI/EI收录38篇);出版著作8部;修订军用标准一项,建立工艺规范9项。专家鉴定“总体达到国际同类技术先进水平”。 成果已在国内外百余家单位应用,统计10家单位近三年新增产值24.5亿余元。应用于135吨大型数控机床横梁球铁件,一次浇注成功;应用于铁路养路机械桥壳铸钢件,工艺出品率提高到83%;成功应用于高铁联系枕梁铝合金铸件,工艺出品率提高7-9%、缺陷降低20-35%。 该项目大幅提升了高性能复杂铸件形性调控与生产制造水平,使传统铸造技术由“睁眼造型,闭眼浇注”变为“睁眼造型,睁眼浇注”,促进了铸造行业的技术进步。
[成果] 1800290043 湖北
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2018
成果简介:在复杂环境下以超宽速度域行进的运载器,由于任务过程所经历的大气环境复杂、环境参数变化速快,导致运载器的参数状态之间交叉耦合紧密,使得该类运载器的动力学/运动学模型呈现出严重的非线性和不确定性。获得较为精确的动力学模型和恰当的控制算法,以及评估方法等,将是研制该类运载器的重要基础。 复杂环境下宽速域运载器的动力学模型。开发复杂环境下宽速域运载器的动态控制策略。复杂环境下宽速域飞行仿真平台技术及控制方法动态验证评估系统技术开发。 该项目的目标运载器是可以依靠自身吸气式组合动力水平起飞和降落,能穿越大气层至近地轨道并返回地面的一类超高速天地往返飞行器。该类飞行器以空气作为介质和氧化剂,将大大地提高其有效载荷,降低成本;采用水平起飞和降落技术使运载器的发射和回收灵活、机动性强。该项目的顺利开展将突破天地往返运载控制领域一些关键技术,加速新型高端运载器的研制,有助于中国空间技术战略规划实现。
[成果] 1800290191 北京
X77 应用技术 环境治理 公布年份:2018
成果简介:针对废铅酸蓄电池铅膏火法回收工艺中能耗高、污染大、金属回收率低等缺点,开发一条全新的湿法回收废铅膏集成示范生产线。新工艺采用无污染脱硫技术,直接制备超细铅粉材料用于制作新的铅酸蓄电池,为构建高效环保的废铅膏处理与再生利用模式作示范。具体为基于废铅酸蓄电池铅膏湿法浸出及低温焙烧直接制备超细铅粉新技术。 成果创新性:该项目成果的实施可实现废铅膏清洁回收和再生利用,可直接制备超细铅粉,该铅粉可用于开发新的铅酸蓄电池。整个项目有利于再生铅行业的可持续发展,在创造巨大的经济效益的同时,环境、社会效益明显。以处理3万吨废铅膏,生产2万吨铅粉为例。项目实施后,可节约标准煤8040吨,含铅废水、铅尘、二氧化硫等均可实现达标排放。
[成果] 1800290163 上海
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2018
成果简介:近年来,随着新兴非易失性存储器件(NVM,如3D Xpoint等)的技术不断发展,传统的内存与存储的界限逐渐变得模糊。NVM具有非易失、可按字节寻址、静态能耗低、存储密度大等特点,可为“数据I/O瓶颈”提供有效的解决方案。基于NVM和传统DRAM的混合内存体系架构,可以在保持成本和能耗优势的前提下大幅提升内存容量及大数据处理的时效性。 针对大数据对内存计算技术的挑战,围绕内存计算技术和系统相关的硬件架构、核心软件及大数据应用等核心环节,深入研究新型混合内存体系结构,探索大数据内存计算系统软件、并行编程模型及大数据管理系统的关键技术,攻克基于新型混合内存体系结构下内存计算的前沿核心技术,构建新型的混合内存体系结构、内存计算系统软件、并行处理环境及数据管理等验证平台和原型系统,通过关键技术的示范性应用,提升我国大数据处理的核心技术能力。 课题的总体任务为构建一套支持异构混合内存的计算机系统软件,包括支持通过软件定义方式实现可重构混合内存体系架构,设计并实现新型混合内存管理机制和NVM感知的文件系统,满足性能、能耗和可靠性要求;开发多模式访问API库,为应用提供多模式访存方式;实现面向多核环境的异构内存调度和缓存优化管理机制。任务还包括开发内存计算系统软件模拟平台来验证部分关键技术的可行性和有效性,同时设计典型应用进行原型系统的测评。 主要研究成果: (1)可重构混合内存体系架构和多模式访问接口: 提出可重构混合内存系统的组织架构,将具有不同特性的存储介质进行统一管理、统一组织,将内存架构的不同组织方式和内存管理策略集成封装,并将封装好的模块加载到系统,实现面向内存计算的多模式访问接口,包括直接内存访问方法、卷模式和文件模式等。 (2)混合内存管理系统: 从性能、可靠性等多个角度重新设计了系统内存管理模块,实现DRAM和NVM异构内存介质的统一管理。针对NVM非易失性和接近DRAM读写性能的特征,提供应用感知的异构多粒度内存资源分配与回收,支持异构介质感知的数据动态迁移,实现DRAM和NVM感知的动态转换和SCM的自适应配置,充分发挥混合内存的优势。 (3)NVM感知文件系统: 设计NVM感知文件系统,跟传统文件系统相比,面向SCM的新型文件系统支持上层应用数据的语义描述,对文件数据描述能力进行有效的扩展;利用虚拟内存抽象层实现逻辑地址到物理地址的动态映射机制,提高文件对象访存速度;换位写入和访问频度感知策略,对于下层物理硬件的感知和反馈,提高SCM的使用的耐久性并提升内存执行效率。
[成果] 1800290198 广东
TM91 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:基于有机/聚合物的太阳电池作为一种新型薄膜光伏电池技术,具有全固态、光伏材料性质可调范围宽、可实现半透明、可制成柔性电池器件以及大面积低成本制备等突出优点。项目主要围绕有机光伏领域中面临的关键科学问题,从材料、器件、工艺等方面开展系统、深入的研究;在新型有机/聚合物太阳电池材料体系、有机光伏物理机制、高效率器件等基础层面实现原始创新;在此基础上实现技术集成,研究制备低成本、高性能的有机/聚合物太阳电池,目标实现能量转换效率12%~15%的溶液加工型有机/聚合物太阳电池,为相关产业的可持续发展奠定坚实的技术基础。 项目所取得的阶段性进展如下: (1)在深入研究高效聚合物太阳电池材料的分子结构与光电转化效率之间相互关系的同时,发展了一系列新型结构的共轭聚合物以及材料结构性能的调控方法。 (2)非富勒烯受体具有吸收光谱可调、吸收系数高、化学结构与能级易剪裁、较好的光稳定性和热稳定性、良好的柔性以及机械稳定性等优点。 (3)针对新设计的非富勒烯受体,全面优化宽带隙聚合物给体结构设计,实现了聚合物给体与非富勒烯受体多种特性的高度匹配,在器件中实现了光伏效率突破,经中国计量科学研究院的验证为13.1%的能量转换效率,是文献公开报道单节验证最高效率。 (4)提出有机小分子太阳电池给体材料设计的新思路,包括巧妙的通过将苯并双噻吩单元烷基链与芳香环间通过硫原子相连,以及通过引入具有较强拉电子能力的双腈基绕丹宁单元以增强分子内的电荷转移,实现了提高载流子迁移率以及分子的太阳光吸收,获得10.1%的光电转换效率的有机小分子太阳电池给体材料,这是当时国际上公开报道小分子太阳电池光电转换效率超过10%的有机小分子给体材料。 (5)全聚合物太阳电池具有更好的相稳定性、器件稳定性以及力学性能等优势。 (6)关于有机光伏器件的水醇溶共轭聚合物界面材料及调控方法的研究一直处于世界的领先水平。 (7)基于萘并噻二唑、二氟代苯并噻二唑单元构筑面向大面积印刷工艺的光伏材料,基于高迁移率给体材料的活性层厚度300纳米时,器件能量转换效率超过10%;厚度超过1微米时,器件效率仍然超过8%。 (8)通过自组装和新型界面修饰材料的设计优化,获得了系列世界纪录的高效稳定的有机无机杂化太阳能电池,基于三聚茚为内核、二苯胺为端基的新型空穴传输层材料的钙钛矿太阳电池,效率高达18.6%,是当时基于免掺杂有机空穴传输层p-i-n型钙钛矿太阳电池中报道的最高效率。
[成果] 1800290132 北京
S6 应用技术 蔬菜、园艺作物的种植 公布年份:2018
成果简介:食用菌以大宗栽培的木腐菌平菇(侧耳)、金针菇和草腐菌草菇、双孢蘑菇为材料,在已有基因组测序的基础上,开展食用菌产量和品质形成的分子机理及调控研究。综合应用功能基因组学、蛋白组学、生物信息学、现代酶学、现代化学等研究手段,鉴定分析子实体形成的营养高效利用和遗传调控的关键基因及其调控机制,分析温度响应的关键基因及其分子调控机制,解析食用菌活性物质及其合成调控途径,开展食用菌优异种质性状形成的遗传基础研究。通过项目实施,为我国食用菌的高产优质生产提供科学理论依据,提高我国食用菌产业的原始创新和关键技术创新能力,为保障食物安全、促进农业增效农民增收、增进国民健康做出贡献。食用菌高效利用木质纤维素的分子机制。食用菌子实体形成发育的调控机理。食用菌温度响应的分子机制。食用菌活性物质及其合成代谢的分子基础。食用菌优异种质性状形成的遗传基础。
[成果] 1800290199 北京
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:存储器是现代信息技术的核心部件之一,全球市场已超700亿美元,我国消费的存储器占全球一半,但核心产品依赖进口,为我国信息安全埋下隐患。因此,研发具有自主知识产权的新型存储技术对我国的信息产业发展和国家信息安全具有重要的战略意义。项目将抓住新原理存储技术的重大发展机遇,紧扣易失性存储技术向非易失性存储技术转变;存储器二维平面尺寸微缩向三维高密度集成转变;发展存储-计算融合的新原理信息器件这三大存储技术发展趋势,从新型高密度存储材料、器件结构、集成技术和多功能应用等层面开展前沿创新研究,在相变、阻变和铁电存储器的功能材料、器件结构、高密度集成和多场调控等关键技术取得原始创新和突破,为我国自主发展高性能存储技术奠定核心技术基础和知识产权保障。 主要研究内容: 项目拟开展的研究内容包括:系统研究相变、阻变和铁电存储材料与器件性能优化技术;研制用于高密度存储阵列的选通器件;开发与CMOS工艺兼容的阻变存储器加工技术及柔性化制备工艺;探索新型存储介质的电阻状态在多物理场作用下的演化过程;发展兼具信息存储、运算、编解码等多功能的新型原型器件。该项目的研究将从物理-材料-器件-集成-多功能验证等方面进行链条式展开,力争在材料筛选、器件设计、高密度集成和多功能应用等方面取得突破,技术路线如下:阐明新型超晶格相变材料的非熔融擦写机制、掺杂诱导低密度变化和非平衡动力学超快相变机理,阻变/电极材料的微观结构、界面和缺陷对器件的影响规律,铁电材料中缺陷与极化场的相互作用规律;发展低功耗、高速、高可靠新型相变、阻变和铁电关键材料和新型器件结构的设计原理,实现高性能的存储单元器件;研制高选通特性的选通材料与器件单元,抑制高密度交叉阵列中的电/热串扰;研究材料生长、刻蚀等关键工艺对器件性能的影响,开发与CMOS工艺兼容的存储单元加工技术及柔性化制备工艺;探索电场、光场、磁场和应力场对存储介质物性的调控规律,发展兼具信息存储、运算、编解码等多功能的新型原型信息器件。 预期可以产出新型高密度存储材料体系、高性能新型存储器件,高密度三维存储架构和集成技术以及新型存储技术的多功能应用等多一批自主核心知识产权和相关技术延伸。这些知识产权的取得,为我国在新型高密度存储材料与器件技术领域提供技术储备,我国存储器产业的腾飞起到重要的支撑和引领作用。除了在新型存储技术领域获得一批创新性研究成果以外,该项目还将培养一支具有国际领先水平的新型存储技术的科研队伍,加强与产业的交流合作和技术转化,确保可持续地产出核心自主知识产权和原型技术。
[成果] 1700600253 湖北
TG2 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2017
成果简介:整体铸造成形是航空航天、汽车等领域关键零部件制造的发展趋势。随着高性能化、轻量化要求的不断提高,零部件结构越来越复杂,传统模具制造工艺难以甚至无法整体制造出其铸造成形所需的型(芯),导致整体铸造无法实现。为此,该项目将激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)增材制造与整体铸造相结合,创建了高性能复杂零件的增材/铸造复合整体成形新工艺。通过采用SLS整体成形复杂熔模、砂型(芯)和陶瓷芯,并结合数值模拟调控整体铸造工艺,实现高性能复杂零件的整体铸造。该新工艺面临的主要技术难题是:同时满足SLS和铸造用熔模、砂型(芯)和陶瓷芯的材料难制备;SLS成形大尺寸熔模、砂型(芯)和陶瓷芯时精度与强度难保证;复杂零件铸造成形缺陷难控制。 在十余项国家和国际课题资助下,项目组经过十多年产学研攻关,解决了上述难题,建立了高性能复杂零件的增材/铸造复合整体成形成套技术。主要创新如下: 研发出以聚苯乙烯、宝珠砂、氧化铝为基体的新型熔模、覆膜砂和陶瓷芯粉末材料,同时满足了SLS成形和铸造工艺要求,为解决中国大尺寸复杂整体铸型(芯)的制造工艺瓶颈奠定了材料基础。 研制出大尺寸复杂零件四激光头SLS成形工艺,通过多激光头协同均衡扫描粉末烧结、自适应预热模糊控制,以及零件受控降温等创新方法,解决了大尺寸复杂件成形效率低、翘曲变形大、强度差的难题。 研发出复杂零件铸造充型凝固过程模拟仿真的工艺分析系统,通过对铸件缩孔缩松等缺陷的准确定量预测,建立了以缺陷定量预测数据为准则的优化策略与浇冒口工艺调控方法。 基于上述创新成果,获发明专利授权5项、软件著作权3项;发表论文83篇(SCI收录67篇);出版专著教材6部;建立了14项整体铸造工艺规范和4项质量标准。中国机械工程联合会和中国机械工程学会联合组织的专家鉴定认为成果“总体技术达到国际先进水平,部分指标国际领先”。 用户达千余家,出口美国、俄罗斯、新加坡、巴西、马来西亚等国,仅10家用户统计,新增产值4.3亿余元。实现了航空航天、汽车等领域高性能复杂零件的快速整体成形,效果显著:成功用于多套型号航空发动机和飞机机体超过20种钛合金铸件的精密铸造,在中国首次整体铸造出外围尺寸1.2m的钛合金机匣;成功用于新一代运载发动机高温合金泵体的整体铸造,为新一代三型火箭和重型大运载发动机研制提供了坚实保证;成功用于汽车六缸发动机缸盖的整体铸造,将其开发周期由5个月左右缩短至20天以内,大幅提升了中国柴油发动机的自主研发能力。
[成果] 1700430195 湖北
TS2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:该项目来源于武汉科技计划平台项目“生物医药纳米诊断与检测技术重点实验室(2013060705050337)”和武汉科技攻关项目“基于磁性粒子分析的新型免疫诊断试剂与仪器研发(201260538207)”的代表性研究成果,并通过专利转让、共同研发等方式,由武汉纳达康生物科技有限公司完成了成果转化与产业化。“磁微粒化学发光食品安全检测系统”包括磁微粒免疫检测试剂盒、全自动检测仪器以及网络信息系统三部分,是全国第一套基于磁微粒化学发光检测技术的食品安全全自动检测系统。配合不同的磁微粒免疫检测试剂盒,可以实现抗生素、兽药残留以及毒素和非法添加物的高灵敏快速检测;全自动检测设备降低了人员要求,提高了分析结果的可靠性。创新性的生物大分子包裹磁性免疫微球制备技术,解决了传统磁性免疫微球生物相容性差、生产工艺复杂、偶联标记困难等技术瓶颈,大大降低了磁微粒免疫分析试剂盒的研发难度与生产成本。磁性免疫微球制备技术已获得多项国家发明专利授权。首次实现了食品安全检测过程的自动化。基于领先的磁微粒分离技术,采用超顺磁性磁微粒替代酶标板,用化学发光替代传统显色法,同时配合全自动化检测设备,实现了食品安全检测从加样、清洗、孵育、检测全过程的自动化。首次实现了食品安全检测指标的集成化。磁微粒化学发光食品安全检测系统可一次实现多个检测指标的同时分析,同一样本测试一次最多可得到20种药物残留和非法添加物的测试结果,大大提高了检测效率。磁微粒化学发光食品安全检测系统已通过国家兽药基准实验室、国家饲料质量监督检验中心、湖北省出入境检验检疫局技术中心等多家权威单位验证。2015年,武汉食品药品监督管理局发文确认,该系统分别配备于武汉市白沙洲、四季美等两家大型农贸市场的安全监督监测站,全年综合成本下降约30%,检测量提高约2-3倍,为武汉市建设食品安全示范城市提供了强有力的技术支持。
[成果] 1800120464 湖北
TP3 应用技术 电子计算机制造 公布年份:2017
成果简介:该项目围绕无线业务流和功耗空间分布的随机蜂窝网内在能效关系、无线网络信息融合下的综合高效缓存机制对网络能耗及性能的优化研究、无线网络环境下大规模多媒体服务与应用展开了系统深入研究。从理论上给出了无线网络能效优化配置参数内在关联,多媒体业务对无线网络资源优化的模型及理论极限,为高能效无线网络设计及部署提供了科学依据。成果创新点:①提出基于无线业务流和功耗空间分布的随机蜂窝网能效模型,基于物化能耗提出全寿命周期蜂窝网能效优化机制,阐明蜂窝网能效优化与无线信道和流量之间的内在耦合关系,为高能效无线网络设计及优化提供了科学依据;②提出基于智能代理技术实现传感网的高能效数据采集与通信,创新引入MIP(多移动代理线路规划)问题,并提出若干MIP能耗优化的解决方案。除了在无线网络内部做能效优化,课题组也提出基于云端融合的能耗优化,利用端到云之间的资源实现高能效M2M通信。提出了一种绿色多媒体物联网的技术架构,并设计了一种动态资源分配算法,在满足多媒体数据通信功能的基础上,优化功耗性能。
[成果] 1700430114 湖北
R169 应用技术 [医疗仪器设备及器械制造, 计划生育技术服务活动] 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:课题来源三个国家科技支撑计划,纳米铜/聚合物复合材料宫内节育器的研制(2004BA709B14-01),新型宫内节育器的研究(2006BAI03B01),新型宫内节育器的研制(2012BAI31B03)。背景:中国约有6.05亿的育龄人群需避孕节育,采取各种避孕节育措施的人群2.43亿,女性承担着95%的避孕责任,其中53.4%的育龄女性又选择放置宫内节育器(IUD)作为节育手段,近99%使用Cu-IUD。研究目的与意义:针对现有Cu-IUD存在的三个问题:高发的副反应严重影响育龄妇女的生殖健康。产品不能满足GB/T16886对生物学评价的基本要求。发明专利均被国外机构垄断,自主创新能力低下,缺乏引领未来IUD发展方向的技术突破。意义:研究开发安全有效且副反应低的IUD,是减少和防止非意愿妊娠及人工流产、提高广大育龄妇女生殖健康的重要手段。主要论点与论据:现有Cu-IUD的铜离子释放速率和释放量既不能调控、也无法避免置入初期的铜离子“爆释”,导致它们的细胞毒性非常明显。资料表明,临床应用中的绝大部分主流Cu-IUD,它们的细胞毒性都达到了4级。按照强制实施的IUD生物评价标准,中国现有Cu-IUD基本上都不能满足“细胞毒性小于2级、遗传毒性为阴性”这一要求。创见与创新:复合材料IUD的产业化成功,不但打破国外机构垄断所有Cu-IUD专利的局面,还创新了一种全新的Cu-IUD设计理念。社会经济效益:该产品2013年获得国家食品药品监督管理局的产品注册许可,2014年实现规模化生产,2015全面推向市场。2016年的财务报表显示实现销售收入近700万元。历年获奖情况:无。
[成果] 1700550499 湖北
TU99 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2017
成果简介:课题来源:该项目任务来源于国家自然科学基金项目(批准号:20577012、30170794、81072264)、华中科技大学自主创新研究基金重点项目(批准号:2010ZD032)。课题背景:氯化消毒是世界各国自来水厂最为广泛采用的一种消毒方法。尽管氯化消毒可有效降低介水传染病的发生,但消毒剂氯会与水中的有机物或无机物发生反应而形成一系列副产物,即消毒副产物(disinfection by-products, DBPs)。饮用水中已鉴定的DBPs种类超过600种。有关饮用水DBPs的健康风险已成为世界各国广泛关注的焦点。中国作为世界上人口最多的以氯化消毒为主要饮用水消毒手段的国家,随着水源水有机物污染加剧,饮用水DBPs暴露所带来的健康风险尤其需要引起重视。毒理学研究证实DBPs可造成广泛的遗传损伤(碱基替换、移码突变、染色体畸变断裂、姐妹染色单体交换、DNA损伤)和诱导多种肿瘤(肝脏肿瘤、肺部肿瘤、甲状腺滤泡癌、淋巴瘤、白血病以及肾上腺胰腺肿瘤);流行病学研究也显示饮用水DBPs暴露与人群膀胱癌、结肠癌等癌症的发生风险有关。但DBPs致遗传毒性和致癌性的具体机制尚不清楚。阐明DBPs的毒作用机制对深入认识,DBPs的健康危害以及预防饮用水,DBPs暴露所带来的潜在健康风险具有重要意义。DBPs遗传毒性的检出除了与DBPs类别、受试生物有关外,还与检测方法评估的遗传终点有关。为了客观全面评价DBPs的遗传毒性,有必要建立一套精心设计的组合试验,该组合试验不但涵盖主要的遗传损伤终点,并且组合中的单个试验方法成熟、操作简便。此外,建立的组合试验亦能有效检测氯化消毒饮用水有机提取物(整体环境水平)的遗传毒性,这也是进一步监测、评估饮用水DBPs复合污染暴露所致健康风险的强有力技术支撑。然而迄今为止,尚缺乏一套全面有效评价DBPs及氯化消毒饮用水有机提取物遗传毒性的组合实验。尽管毒理学研究已证明DBPs具有生殖发育毒性,但人群长期低剂量(日常生活水平)暴露饮用水DBPs是否造成生殖健康损害尚需要流行病学研究加以佐证。以往有关饮用水DBPs暴露致人群生殖健康损害的流行病学研究主要采用外暴露标志物,即采用饮用水中DBPs浓度或结合日常用水习惯来评估个体的暴露水平。但由于饮用水中DBPs浓度存在显著的时间和空间变异,并且个体日常用水习惯也有变化,导致采用外暴露标志物难以准确评估DBPs暴露的人群生殖健康危害风险。相对于外暴露标志物,内暴露生物标志物可提供一个相对准确的暴露评估方式。但尚缺乏采用内暴露生物标志物开展饮用水DBPs暴露致人群生殖健康危害风险的流行病学研究。该项目在多项国家级课题的相继资助下,历经十余年,先后开展了饮用水中代表性DBPs和氯化消毒饮用水有机提取物的毒作用机制研究、建立了用于评价DBPs与氯化消毒饮用水有机提取物遗传毒性的组合试验、分析了饮用水DBPs暴露与人群生殖健康危害风险之间的关系,取得了一系列研究成果。
[成果] 1700600024 湖北
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:高档数控机床及装备是制造业的基础,代表国家的核心竞争力。数控系统是机床装备的“大脑”,决定了数控机床的功能、性能。西方发达国家长期对中国采取技术封锁、价格垄断,高档数控系统95%以上依赖进口,数控机床成为受“控”机床,严重影响了中国的国防安全和产业安全。 在国家重大科技计划的支持下,在中国数控系统面临更严苛要求的应战压力下,项目以西门子、发那科等国外最先进的数控系统为标杆,历经几代技术攻关,攻克了高性能数控系统的体系结构、现场总线、高速高精控制、五轴联动控制和系统“平台化、网络化、智能化”的技术难题。 研发了高集成度数控系统硬件平台和满足运动控制的系统软件平台,实现了硬件可置换,软件跨平台的数控系统体系架构。研发了基于脚本的HMI、API应用程序接口、基于IEC61131标准的PLC应用等开发工具包,构建了新型开放式数控系统二次开发平台。为第三方应用提供了多层次的深度开发手段。 攻克了高速高精运动控制、现场总线、多轴联动、高性能伺服驱动系统控制技术等关键核心技术。研发了高同步性NCUC2.0总线、数控系统内部电控大数据采集传输接口,构建了新型的数控系统云服务平台和云计算结构数控系统。实现了机器互联和数据共享,为数字化车间建设提供了技术保障。 创新提出了指令域数据的分析和应用的方法,通过采集数控系统内部电控数据,构建了基于指令域数据的智能数控系统,具有工艺参数优化、机床健康评估、机床热误差补偿等智能化功能。 项目成功开发了华中8型为代表的自主可控的高性能数控系统,全面达到国际先进水平,为高档数控机床重大专项作出了突出的贡献。构建了系统平台化、网络化,有创新的智能数控系统,为中国智能制造提供了智能平台。 项目成果形成了工程化开发和产业化能力,可替代进口,在航空航天、汽车等重要制造领域和武器装备配套得到批量应用,取得了显著的经济社会效益,为中国高档数控装备的自主可控提供了保障。
[成果] 1800120009 湖北
X71 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:该课题以集约养鸡及养猪产业为代表,重点研究了集约养殖外源化学品削减技术,主要包括低外源化学品的健康养鸡技术、养猪废水外源化学品处理技术与设备、鸡粪中外源化学品的专性生物修复技术以及养殖业固体废弃物外源化学品微波深度处理技术与设备,提出集约养殖外源化学品污染控制成套技术,并进行低外源化学品健康养鸡、养猪废水优控外源化学品污染控制、养殖固废外源化学品微波处理工程示范。削减现有集约养殖业外源化学品造成的环境污染,为中国养殖业外源化学品污染控制提供依据与技术支撑。经过和课题参与单位中国环境科学研究院、浙江清华长三角研究院、湖北同星农业有限责任公司、中南民族大学、武汉理工大学3年多的共同研究,取得了以下的研发成果:(1)研发并推广了一种低外源化学品的健康集约养鸡技术。(2)研发了一台一体化间歇曝气序批式新型膜生物反应器。(3)研发了一种高温菌辅助的高温堆肥技术。(4)研发了一项微波深度处理稻壳——鸡粪新技术和一种制备生物炭材料的新方法。在该课题的执行期间,共发表了研究论文34篇,其中SCI收录的英文论文19篇,中文论文11篇,国际会议论4篇。通过该课题的研究,培养了38名硕士生、10名博士生、9名技术人员、13名青年科技工作者。
[成果] 1700630010 湖北
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:锂离子电池因性能优异而成为最广泛使用的电动汽车及电子产品的储能装置,但其与未来电动汽车和电子产品对电池能量密度的需求尚有很大差距。自1990年索尼公司将锂离子电池实现商品化以来,在产业界和学术界持续、深入的研究下其性能得到了大幅提升,使锂离子电池成为目前应用障碍最小的储能体系。然而,随着电动汽车、智能电网及其它大规模储能市场需求剧增,对锂离子电池的能量密度、安全性及制造成本等方面均提出了更高的要求。目前,商品化正极材料(如钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂)倍率性能均不够理想,导致电池功率密度不能满足电动汽车的发展需求;商品化石墨负极材料却因可逆容量偏低而成为制约电池能量密度提升的重要因素。因此,具有高可逆容量和高倍率性能的新型电极材料已成为下一代锂离子电池成功应用的关键。项目研究内容主要涉及高倍率性能锂离子电池正极材料、高容量负极材料结构设计、制备及储锂机理分析:(1)采用水热-烧结法制得一种新型钒酸锂负极材料,通过分析其嵌脱锂过程中的结构演变规律提出了“电化学重构”模型;(2)采用静电纺丝法制得了具有高容量和优异倍率性能的钴酸锌纳米管负极材料,丰富了一维氧化物材料的结构设计方法;(3)通过掺杂(包覆)改性磷酸铁(钒)锂、硅酸铁锂正极材料,在确定掺杂(或包覆)元素存在形态的基础上阐述了材料的高倍率性能改善机制;(4)首次将活化天然石墨作为单一碳源进入碳热还原法合成磷酸铁锂材料工艺中,解决了磷酸铁锂材料/碳正极材料中碳还原活性和包覆碳石墨化度难以同时提高的矛盾。研究工作获得了国家自然科学基金、国家杰出青年基金、湖北省杰出青年基金、教育部重点等项目的资助,研究结果在Journal of Material Chemistry、The Journal of Physical Chemistry C、ACS Applied Materials & Interfaces等刊物上发表SCI论文50余篇,论文被Advanced Materials、Journal of American Chemistry Society等刊物引用1500余次;研究成果获授权发明专利12项,并获得了“湖北高校十大科技成果转化项目提名奖”1项。
[成果] 1700630172 湖北
TM3 应用技术 电机制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于制造业领域。伺服电机广泛应用于数控机床、机器人等行业,是高端制造装备的核心驱动部件,正朝着高精、高效和高转矩密度的方向发展。随着德国工业4.0、中国制造2025等发展规划的出台,形成了智能制造发展的大趋势。世界制造强国投入大量资源开展伺服电机研发,但进展缓慢。中国伺服电机受基础工业的局限,在材料特性、加工工艺和制造水平方面与国际先进技术存在明显差距,致使伺服电机转矩密度、控制精度和产品一致性等关键指标存在较大差距,导致中国高端伺服电机市场被国外厂商垄断,严重阻碍了中国高端装备的发展,甚至危及国防和产业安全。多年来,在国家科技重大专项等项目支持下,项目组针对伺服电机转矩密度低、齿槽转矩大、产品一致性差等问题,从机理、结构、工艺等方面系统研发,取得了理论创新和重大技术突破:1.在国际上首次建立了双工作磁场谐波伺服电机理论,发明了磁场调制非重叠绕组伺服电机拓扑,开发了磁场调制非重叠绕组伺服电机解析分析及设计技术,项目产品的转矩密度提高了近10%,效率提高3%。2.建立了高档伺服电机关键指标一致性评估体系,揭示了伺服电机零部件加工误差对综合性能的影响规律,提出了综合电、磁、热、机及材料特性的伺服电机鲁棒性设计方法,解决了规模化制造中产品指标一致性差的难题。3.揭示了伺服电机加工误差、材料离散性对齿槽转矩的影响规律和作用机理,提出了计及空域量级差的齿槽转矩消减方法,打破了现有齿槽转矩消减方法对加工精度和材料一致性的高度依赖,该项目产品齿槽转矩比降低至0.59%,达到国际先进水平。基于上述创新,获授权发明专利5项、发表SCI/EI论文30多篇,研制了70多个规格的高档伺服电机产品,已应用于3C加工、机器人、航空航天、军工等行业,累计销售了28.9万台、新增产值3.61亿元,产生了显著的社会经济效益。专家鉴定结论为“研究成果具有自主知识产权、创新显著,整体技术处于国际先进水平,在磁场调制电机技术方面处于国际领先水平。”
[成果] 1700630185 湖北
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:中国2万亿新材料产业的蓬勃发展带来了巨大的材料检测仪器需求。材料的薄膜化和小尺寸化是新材料产业的发展趋势,随着薄膜厚度逐渐减小到纳米尺度,传统的基于热量检测的热特性测试仪器由于热量检测灵敏度受限,对纳米尺度薄膜的热特性测试束手无策,且通常为破坏性的,并忽略薄膜材料本身显著的尺寸效应,因而带来极大的测试误差甚至完全不能反映薄膜材料的热性能。围绕上述技术难点,在国家863等项目支持下,经过7年的攻关,该项目:(1)首先提出了一种基于光-热转换模型而非热量检测原理的薄膜材料相变温度的新测试方法,发明了利用光功率探测薄膜材料相变的技术,解决了薄膜材料相变温度的高灵敏度、非破坏性检测难题,开发的光功率热分析仪填补了薄膜材料相变温度测试仪器的空白;(2)发明了一种基于单一光源分束后干涉的热膨胀系数测试技术,解决了透光薄膜材料热膨胀系数的非接触式检测难题,开发的薄膜热膨胀系数测试仪,与国外仪器相比测量精度提升到4.5%,测量范围拓展至266nm;(3)发明了基于动态法的热导率和热电参数测试技术,有效降低了黑体辐射及常规单点或稳态测量引起的误差,热导率测试范围高达20W/m.K,精度可达5%,热电参数的测试相对误差可降低到5%。项目共获授权发明专利4项(其中美国专利1项)、计算机软件著作权5项、实用新型专利1项;目前已有25篇论文标注了该项目的仪器型号,且该项目的测试方法及结果被国际权威杂志Annu. Rev. Mater. Res.热导综述文章及权威学者Matthias Wuttig等多次引用;经查新检索,未发现类似技术的文献报道。产品荣获“湖北省十大科技事件”等荣誉,上述测试技术及仪器的创新引领了薄膜材料热测试技术与应用的跨越式发展。
[成果] 1700470293 北京
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:准一维半导体纳米材料具有大长径比和比表面积、高载流子迁移率、优异的弹性等特点,在柔性光电探测器中有很好的应用前景。利用其特殊的几何结构和优异的物理化学性能,探索柔性光电探测器的构筑方法,揭示材料与器件的构效关系,研发灵敏、稳定、高柔性的器件及集成系统,是准一维半导体纳米材料研究的重要科学问题之一。该项目在多个国家及省部级项目多年的资助下,提出了用准一维半导体纳米材料构筑高性能柔性光电探测器的有效方法,开创了利用传感材料低维化、复合化以及储能单元与传感单元集成化来提高柔性光电探测器性能及应用范围的手段,为传感材料设计和高性能柔性自驱动集成器件的构筑奠定了基础。主要科学发现点如下: 1.构筑了基于一维宽带隙多元金属氧化物纳米结构的柔性紫外光电探测器,发现了其显著增强的光电响应性能:利用CVD技术,实现了准一维宽带隙多元金属氧化物纳米结构及超晶格纳米结构的可控合成,为材料组分结构与敏感性能之间的关系提供了理论依据和技术支持,成功的研制了一系列多元氧化物半导体基柔性紫外探测器,具有响应度高、机械柔韧性好等特点。 2.发现了一维II-V族窄带隙半导体材料/有机半导体复合材料的宽光谱响应特性:设计了通用的一维II-V族窄带隙半导体材料制备方法及柔性光电探测器制备工艺;设计并首次实现了基于一维II-V族窄带隙半导体材料/有机半导体复合材料的新型柔性光电探测器件,揭示了其物理机制。成果被Nature Photonics作为亮点报道,创造了II-V族半导体室温迁移率的最高纪录。 3.开发了有效的柔性传感与储能器件集成工艺,成功地实现了柔性储能器件与柔性准一维低维半导体基光电探测器的系统集成:在构筑高柔性储能器件的基础上,开发了柔性储能器件与柔性传感器的集成工艺,实现了柔性能量单元集成的多功能光电探测器系统,首次在一根线状基底上实现了储能与光探测的系统集成。成果被国内外媒体广泛报导,并被英文专著收录。 围绕上述内容,该项目共发表SCI论文79篇,被SCI论文他引1835次,20余次在国际学术会议上做邀请报告,受邀在Chemical Society Reviews等顶尖期刊撰写综述5篇。被World Industrial Reporter,Laboratory Equipment等多家国际知名机构及德国Wiley出版公司的MaterialsView中国网站进行多次专题报道。其中10篇代表性论文总影响因子126,被他人SCI引用368次,单篇最高引用95次。该项目完成人中1人获国家杰出青年基金,2人入选教育部新世纪优秀人才支持计划。
[成果] 1800120499 北京
TP3 应用技术 电子计算机制造 公布年份:2017
成果简介:面向三维集成的小尺寸阻变存储器微观机理研究。良好的微缩能力是衡量新型存储技术是否具有可持续发展生命力的重要指标,在高密度三维集成中显得尤为关键,因此,有必要开展阻变器件的纳米尺度效应研究,结合第一性原理计算和微观表征,研究极限纳米尺度下阻变材料中的载流子传输机制,研究存储单元尺寸缩小对存储特性的影响规律,提出适用于高密度三维集成的阻变材料、器件的优化设计方法。阻变存储器的电致转变行为通常伴随着导电细丝的生长和断裂。从微观的角度,导电细丝可以理解为镶嵌在阻变材料母体中的纳米结构,该类异质纳米结构包含着丰富的物理现象,如量子效应、磁电效应等。深入研究纳米尺度下阻变器件多场调控行为,有助于理解多重外场耦合对器件中电子、自旋、离子输运的影响,从而实现多功能化的阻变器件。
[成果] 1800120419 湖北
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:中国政府将“节能减排”列为国家“十三五”规划的重要国家战略。高效的尾气净化催化剂则是实现节能减排目标的关键技术之一,其金属-氧化物复合催化剂是催化领域中运用广泛的材料。以计算模拟为先导,创新发展选择性原子层沉积等先进制备方法提高纳米催化剂的合成可控性,并结合先进核磁表征深入研究催化机理,从而开发出高效低成本、符合工业需求的新型金属-氧化物复合催化剂,扭转国内催化剂市场被外资企业垄断的被动场局面,实现国产汽车关键技术的本地化,并且促进我国贵金属资源和稀土资源更合理的配置。项目主要成果:(1)传统的机动车尾气催化剂以贵金属为主要活性成分,高温尾气氛围容易减小贵金属纳米颗粒活性表面积,导致催化剂失活。项目团队运用凸包法和集团展开方法系统研究了金属-氧化物相互作用并设计了功能化的贵金属-氧化物型复合催化剂(ACS catalysis 5,2015,4913; Catalysis Science & Technology,4,2014,3687;Chemistry of Materials,27,2015,18)。基于理论预测的高活性纳米结构,该团队发展了精确控制催化剂结构制备的选择性原子层沉积方法,实现了井嵌式、栅栏式和复合式等精细贵金属-氧化物纳米结构的可控制备,在构建高活性外露晶面的同时,利用金属-氧化物强相互作用锚定催化剂提升其热稳定性。(2)纳米颗粒是汽车尾气催化剂的主体材料,由于高比表面积极易团聚,传统的原子层沉积设备对纳米粉体进行报包覆具有包覆率低、均匀性差等严重缺陷,严重限制了其在催化领域的应用。项目组首次提出离心和流化耦合的方法,增大颗粒所受有效重力,提高腔体内颗粒的稳定均匀流化状态,促进团聚体的动态破裂,强化颗粒与前驱体的质量交换,实现了单颗粒的均匀包覆,获得前驱体的利用率接近100%,沉积速率提高了一个数量级(J. Vac. Sci. Technol. A,35,2017,01B102; J. Vac. Sci. Technol.A,34,2016,01A108; Vacuum,123,2015,103);创新设计了行星流化石原子层沉积系统,克服了离心流化床沿轴向分布不均匀的问题,显著提高了粉体包覆效率,并拓展到实际批量化应用(J. Vac. Sci. Technol. A,34,2016,04C103; J.Vac. Sci. Technol. A,34,2016,051502)。(3)金属-氧化物表界面是汽车尾气催化活性的来源,阐明表界面催化机理是高效汽车尾气催化剂设计的关键。而跟踪表界面原子尺度催化反应对实验来说是一个巨大挑战。该团队发展了基于17O固体核磁共振谱学来区分暴露晶面和表面活性氧物种的环境的方法,并且提出了基于原子层沉积技术富集表面17O的新方法探索表面催化反应机理。
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