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隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應(yīng)，直接將熱能（包括太陽能、地?zé)帷⒐I(yè)余熱等能量）轉(zhuǎn)換成電能的材料，由于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)便捷、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在車載冰箱、深空探測(cè)器電源等領(lǐng)域具有不可替代的地位，受到科學(xué)家們的高度重視。而探索發(fā)現(xiàn)低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)，是一項(xiàng)面臨巨大挑戰(zhàn)的研究工作。 吳立明2004年發(fā)明了獨(dú)特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發(fā)現(xiàn)了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實(shí)現(xiàn)宏量合成。該材料擁有前所未見的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)：Cs+由類中國(guó)結(jié)形狀的Cu8Se8結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的三維無限擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩(wěn)定性好，表現(xiàn)出典型晶態(tài)固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機(jī)制，這與具有類液態(tài)的熱傳導(dǎo)行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學(xué)及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個(gè)有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發(fā)現(xiàn)的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導(dǎo)致材料具有更強(qiáng)的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質(zhì)量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實(shí)現(xiàn)了功率因子200％的增長(zhǎng)，達(dá)到8.17 μW/cm/K2，是目前報(bào)道的堿金屬富銅硫?qū)倩衔镏凶罡咧担煌瑫r(shí)，理論研究表明，由于結(jié)構(gòu)中的Cu–Se軟化學(xué)鍵和Cs+ 離子擾動(dòng)作用，該材料具有很低的熱導(dǎo)率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優(yōu)值ZT達(dá)到1.03（980 K）。進(jìn)一步通過Sb摻雜優(yōu)化熱電性能的研究發(fā)現(xiàn)：Sb3+的孤對(duì)電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強(qiáng)Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導(dǎo)率進(jìn)一步降低至0.40 W/m/K，熱電優(yōu)值ZTmax提升到1.30。該工作系統(tǒng)深入研究了α-CsCu5Se3體系結(jié)構(gòu)和熱電相關(guān)性能的關(guān)系，為低成本，高豐度，高性能硫?qū)倩衔锊牧系脑O(shè)計(jì)探索研究邁出重要的一步。

本書結(jié)合作者對(duì)圖像處理,分析和三維重建等進(jìn)行的研究和工作,對(duì)從數(shù)碼相機(jī)拍攝的建筑物圖像中以參數(shù)化建模的方法恢復(fù)建筑物的三維幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了論述和探討.

流域模型 GWLF 平臺(tái)介紹：通用流域污染負(fù)荷模型（簡(jiǎn)稱 GWLF 模型）是 1987 年由美國(guó)康奈爾大學(xué)提出的一種半分布式、半經(jīng)驗(yàn)式 流域模型算法，主要用于在中尺度流域(幾百～萬 km2 左右)模擬水文 及污染物負(fù)荷通量，可以提供逐月的模擬結(jié)果并對(duì)關(guān)鍵斷面（如國(guó)家、 省級(jí)考核斷面，跨區(qū)域（跨行政區(qū)）分界斷面，生態(tài)補(bǔ)償斷面）污染 源構(gòu)成進(jìn)行來源解析。其所需數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量與我國(guó)的水環(huán)境、水 資源管理部門所能提供的數(shù)據(jù)類型相匹配，保證了該模型在我國(guó)流域 管理中的適用性和可達(dá)性，為流域尺度或區(qū)域尺度（一般市級(jí)行政區(qū) 域大小為幾百～萬 km2）水環(huán)境及水資源規(guī)劃、決策與管理提供可靠 支持。該模型為美國(guó) TMDL 計(jì)劃實(shí)施推薦流域模型之一。利用該模 型所得結(jié)論可以進(jìn)一步加工分析并結(jié)合 GIS 等空間分析軟件，得出時(shí) 圖 1：南開大學(xué)國(guó)家環(huán)境保護(hù) 城市空氣顆粒物污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室“顆粒物來源解析及污染防治技 術(shù)研究與應(yīng)用”城市分布圖空差異分析結(jié)果，為區(qū)域或城市水環(huán)境管理急需的決策提供支持與建 議。

本技術(shù)設(shè)計(jì)了高效功率控制算法，實(shí)現(xiàn)了低功耗低延時(shí)的無線傳輸。同時(shí)，由于計(jì)算任務(wù)在數(shù)據(jù)量和計(jì)算量上的差異，本技術(shù)實(shí)現(xiàn)合理高效的卸載決策，利于有效降低計(jì)算延時(shí)。可以為未來的通信網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算卸載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信節(jié)能提供底層的技術(shù)支持。

近些年，工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，其中粉塵作為環(huán)境 惡化的重要污染源,嚴(yán)重危害著我們的生活環(huán)境和人們的身心健康。 因此,采取及時(shí)有效的措施對(duì)環(huán)境中的粉塵濃度進(jìn)行檢測(cè),然后進(jìn)行 除塵降塵,可有效提高人生安全系數(shù)和環(huán)境質(zhì)量。 目前，現(xiàn)有的粉塵檢測(cè)設(shè)備中,所用的傳感器穩(wěn)定性差,致使測(cè)量 精度不夠高,且校準(zhǔn)調(diào)節(jié)難度大,這也對(duì)產(chǎn)品的推廣和后期維護(hù)帶來 不便。課題組采用激光散射法在線監(jiān)測(cè)粉塵濃度,并采用 3D 打印技術(shù) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體及光路結(jié)構(gòu)，采用串口通訊模塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)校準(zhǔn) 及穩(wěn)定性分析,測(cè)量精準(zhǔn)度高。

流域模型 GWLF 平臺(tái)介紹：通用流域污染負(fù)荷模型（簡(jiǎn)稱 GWLF模型）是 1987 年由美國(guó)康奈爾大學(xué)提出的一種半分布式、半經(jīng)驗(yàn)式流域模型算法，主要用于在中尺度流域(幾百～萬 km2 左右)模擬水文及污染物負(fù)荷通量，可以提供逐月的模擬結(jié)果并對(duì)關(guān)鍵斷面（如國(guó)家、省級(jí)考核斷面，跨區(qū)域（跨行政區(qū)）分界斷面，生態(tài)補(bǔ)償斷面）污染源構(gòu)成進(jìn)行來源解析。其所需數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量與我國(guó)的水環(huán)境、水資源管理部門所能提供的數(shù)據(jù)類型相匹配，保證了該模型在我國(guó)流域管理中的適用性和可達(dá)性，為流域尺度或區(qū)域尺度（一般市級(jí)行政區(qū)域大小為幾百～萬 km2）水環(huán)境及水資源規(guī)劃、決策與管理提供可靠支持。該模型為美國(guó) TMDL 計(jì)劃實(shí)施推薦流域模型之一。利用該模型所得結(jié)論可以進(jìn)一步加工分析并結(jié)合 GIS 等空間分析軟件，得出時(shí)空差異分析結(jié)果，為區(qū)域或城市水環(huán)境管理急需的決策提供支持與建議。

oneM2M是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）聯(lián)絡(luò)美國(guó)、中國(guó)、日本和韓國(guó)的通信標(biāo)準(zhǔn)化組織，成立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，共同開展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)層國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。oneM2M協(xié)議是應(yīng)用層中的上層協(xié)議，以HTTP、CoAP、MQTT等協(xié)議作為通信載體，將自己的語義封裝在HTTP等應(yīng)用層協(xié)議之中。NB-IoT是3GPP針對(duì)低功耗廣覆蓋類業(yè)務(wù)而定義的新一代蜂窩物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)，主要面向低速率、低時(shí)延、超低成本、低功耗、廣深覆蓋、大連接需求的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是低層協(xié)議，二者的關(guān)系如圖1所示。圖1 協(xié)議體系關(guān)系圖 基于多協(xié)議轉(zhuǎn)換的研究以及系統(tǒng)模型方案的設(shè)計(jì)與分析，提出NB-IoT設(shè)備接入oneM2M的系統(tǒng)模型，如圖2所示。NB-IoT設(shè)備：搭載了NB-IoT芯片的一套設(shè)備，包含了數(shù)個(gè)傳感器。運(yùn)營(yíng)商服務(wù)器：負(fù)責(zé)接收NB-IoT設(shè)備數(shù)據(jù)包，并將其存放于平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。協(xié)議轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)：將NB-IoT設(shè)備信息接入oneM2M系統(tǒng)中的核心模塊。oneM2M平臺(tái)：具體保存資源以及對(duì)外展現(xiàn)資源的平臺(tái)。圖2 NB-IoT設(shè)備接入oneM2M系統(tǒng)模型架構(gòu) 本成果基于NB-IoT和oneM2M標(biāo)準(zhǔn)，研究構(gòu)建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全系統(tǒng)通用技術(shù)，包括基于NB-IoT硬件系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)及其低功耗的解決方案；NB-IoT終端與運(yùn)營(yíng)商云平臺(tái)系統(tǒng)的協(xié)同通信機(jī)制；運(yùn)營(yíng)商云平臺(tái)系統(tǒng)與oneM2M企業(yè)私有云平臺(tái)的通信機(jī)制；oneM2M工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表示，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的深度人工智能應(yīng)用。

隨著我國(guó)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，沿海和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市搬遷了大量重污染企業(yè)，暴露出嚴(yán) 重的土壤和地下水污染情況，其中有機(jī)物造成的工業(yè)場(chǎng)地土壤和地下水污染十分普遍。近10年 來，圍繞工業(yè)場(chǎng)地有機(jī)物污染土壤和地下水修復(fù)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，系統(tǒng)研究了有機(jī)物污染團(tuán)的調(diào) 查、監(jiān)測(cè)方法體系，有機(jī)污染物對(duì)場(chǎng)地環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，土壤和地下水 有機(jī)污染物抽出吹脫技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)和原位生物修復(fù)技術(shù)體系等。根據(jù)有機(jī)污染物的物理 性質(zhì)和場(chǎng)地賦存特性，開發(fā)了有機(jī)污染物抽出吹脫一體化異位修復(fù)系統(tǒng)裝備和尾氣凈化處理裝 置；根據(jù)污染物化學(xué)性質(zhì)，開發(fā)了污染物高級(jí)氧化技術(shù)和零價(jià)鐵活性炭耦合還原降解技術(shù)；根 據(jù)有機(jī)污染物可生化降解特性，開發(fā)了污染物厭氧生物處理、好氧生物處理和植物微生物聯(lián)合 修復(fù)技術(shù)，形成了污染場(chǎng)地有機(jī)物污染調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與修復(fù)的技術(shù)體系。

聚合物基復(fù)合材料表面金屬化常用的方法有真空蒸鍍金屬法、真空離子鍍金屬法、電鍍法、化學(xué)鍍法、電鑄法、表面直接噴涂金屬法等。這些方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)：如真空蒸鍍和真空離子鍍的鍍層厚度均勻，但所需設(shè)備昂貴且制件尺寸受設(shè)備大小限制，涂層較薄且制備成本較高。電鍍法工序復(fù)雜，鍍層附著力相對(duì)較低；化學(xué)鍍是大多數(shù)電鍍工藝中都必須涉及到的，通常作為塑料制品電鍍的前處理工藝，其優(yōu)點(diǎn)是鍍層致密、孔隙率低、適用的基體材料范圍廣，可在金屬、無機(jī)非金屬及有機(jī)物上沉積鍍層；缺點(diǎn)是鍍液壽命短、穩(wěn)定性差，鍍覆速度慢、不易制備厚涂層，存在環(huán)境污染。電鑄法可制取高光潔度、高導(dǎo)電性、高精度、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件，但每做一個(gè)制件就需一個(gè)模具，模具成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。熱噴涂法是把金屬顆粒加熱到熔融狀態(tài)后沉積到基板或工件表面形成涂層；但聚合物基板材料的熔點(diǎn)很低，熱噴涂時(shí)熔融金屬顆粒和高溫焰流將對(duì)聚合物基板材料表面產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞；而且由于熱噴涂的加熱溫度較高，所制備的金屬涂層由于氧化和孔隙的產(chǎn)生很難滿足使用要求。 冷噴涂技術(shù)不需要或者只需要很少量的熱量輸入，加熱溫度低、顆粒飛行速度高，這就有效防止了熱噴涂時(shí)的熱影響，減少了基體表面三維畸變，涂層中氧化、相變的發(fā)生，涂層殘余熱應(yīng)力小，可制備厚涂層；另外，與熱噴涂一個(gè)相同的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是通過機(jī)械手挾持噴槍或者把基體工件放在數(shù)控工作臺(tái)上，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一些復(fù)雜表面、較大工件的噴涂，加工靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。目前可制備純Al涂層和Al-Cu等多層結(jié)構(gòu)。 已申請(qǐng)專利：“一種聚合物基復(fù)合材料表面金屬化涂層的制備方法及裝置”，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?01010588064.X.，專利申請(qǐng)時(shí)間：2010.12.14，專利公開日：2011.05.18

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應(yīng)，直接將熱能（包括太陽能、地?zé)帷⒐I(yè)余熱等能量）轉(zhuǎn)換成電能的材料，由于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)便捷、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在車載冰箱、深空探測(cè)器電源等領(lǐng)域具有不可替代的地位，受到科學(xué)家們的高度重視。而探索發(fā)現(xiàn)低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)，是一項(xiàng)面臨巨大挑戰(zhàn)的研究工作。 吳立明2004年發(fā)明了獨(dú)特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發(fā)現(xiàn)了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實(shí)現(xiàn)宏量合成。該材料擁有前所未見的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)：Cs+由類中國(guó)結(jié)形狀的Cu8Se8結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的三維無限擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩(wěn)定性好，表現(xiàn)出典型晶態(tài)固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機(jī)制，這與具有類液態(tài)的熱傳導(dǎo)行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學(xué)及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個(gè)有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發(fā)現(xiàn)的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導(dǎo)致材料具有更強(qiáng)的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質(zhì)量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實(shí)現(xiàn)了功率因子200％的增長(zhǎng)，達(dá)到8.17 μW/cm/K2，是目前報(bào)道的堿金屬富銅硫?qū)倩衔镏凶罡咧担煌瑫r(shí)，理論研究表明，由于結(jié)構(gòu)中的Cu–Se軟化學(xué)鍵和Cs+ 離子擾動(dòng)作用，該材料具有很低的熱導(dǎo)率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優(yōu)值ZT達(dá)到1.03（980 K）。進(jìn)一步通過Sb摻雜優(yōu)化熱電性能的研究發(fā)現(xiàn)：Sb3+的孤對(duì)電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強(qiáng)Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導(dǎo)率進(jìn)一步降低至0.40 W/m/K，熱電優(yōu)值ZTmax提升到1.30。該工作系統(tǒng)深入研究了α-CsCu5Se3體系結(jié)構(gòu)和熱電相關(guān)性能的關(guān)系，為低成本，高豐度，高性能硫?qū)倩衔锊牧系脑O(shè)計(jì)探索研究邁出重要的一步。