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團隊（重慶大學無線電能傳輸技術研發課題組）自2002年以來便開始對 于無線電能傳輸技術的研究。同時，著力無線電能傳輸技術的應用推廣，先后與 中國海爾集團、中海油服集團、中船重工集團等大中型企業合作，形成了一批可 實際應用的工程裝置。作為理論技術研究與技術開發方面，先后完成系統整體建 模及控制理論研究，高頻電力電子變換及高效多自由度電磁轉換機構研究，形 成具有自身特色的理論與技術體系，推出了大量的科技成果，為我國無線電 能傳輸技術應用推廣做出應有貢獻。 制約無線電能傳輸技術發展的瓶頸問題在于傳輸效率相對較低，空間 尺度及靈活度較小。課題組重點圍繞無線電能傳輸技術的高效、多自由度等關 鍵技術問題，開展了理論、技術到工程化應用一系列研究與開發工作，著力于高 頻電力電子變換電路及相關控制策略、頻率穩定控制技術與實現、電磁機構研究 與優化設計、多自由度拾取變換技術等方面的深入研究。創新性提出了均衡磁場 管狀空間的功率電磁場聚集技術；多自由度高效拾取模式與轉換技術；系統復雜 電磁綜合特性的非線性建模及控制技術；基于能量注入包絡控制的新型電能變換 技術，形成了完整的理論研究及工程應用技術體系，并自主研制出從瓦級到幾十 千瓦不同輸出功率等級和幾種典型應用領域的實驗裝置、工程裝置和特種示范系 統。

作為全球導航衛星系統(GNSS)的后起之秀，我國自主北斗導航衛星系統(BDS)近年來迅猛發展。“十二五”及未來“十三五”期間，已有和正在發展大規模的各類地基北斗 /GPS 站網(CORS 網、GNSS/MET 網等)，同時，空基(無人機、有人機)和天基觀測載荷 研制已提上日程。所有這些觀測數據將形成天空地一體化網絡的北斗大數據資源。隨著導航、 定位、授時等北斗傳統應用的日趨成熟(圖 1)，北斗大數據附加值發掘及新型應用領域產 業鏈的拓展將前景廣闊。本項目為導航衛星創新增值應用及北斗大數據信息的深度挖掘，將干擾導航定位精度的大氣折射、地表反射等誤差源，“變廢為寶”為遙感探測的信號源，在突破我國自主導航衛 星遙感探測關鍵技術的基礎上，從地基探測和空基(無人機、有人機)探測兩個層面，實現 軟硬件一體化的北斗/GPS 雙模氣象水文生態多要素綜合監測系統。方案及成果將面向行業 應用需求，引進吸收國際前端技術，緊密結合當地資源優勢，打造內蒙古自治區成為國內率 先開展北斗氣象水文生態增值創新應用的省份，拓展北斗大數據在氣象預報、智慧農業、智 慧水利、生態環境等領域的應用(圖 1)。圖 2 為北斗/GPS 環境多要素智能監測與大數據服務平臺總體方案。圍繞“數據獲取——數據存儲——分析挖掘——應用服務”這一主線進行。其中: 數據獲取分為地空天三類:(1)自主研發的低成本北斗/GPS 環境多要素智能監測設備;(2)無人機搭載北斗/GPS 智能監測傳感器;(3)GNSS 遙感衛星。 環境監測要素包括:農業環境生態(土壤濕度、植被水分等)、氣象水文(大氣水汽、積雪深度、水位等)、海洋(潮位、風場、鹽度、海冰等)。 該方案將充分發揮導航衛星無源探測、高時空分辨率、低成本高產出、實時性強的優勢。同時，方案涉及的監測要素及方法可實現同衛星遙感(高分衛星、降水衛星、重力衛星等) 監測的有效結合和優勢互補，作為國土資源實時監測系統的有機組成部分，共同實現國家級、 區域級空天地一體化物聯網遙感大數據智能監測服務。清華大學在利用地基、空基北斗/GPS 觀測數據進行氣象水文生態要素監測技術開發、 產品研發、軟硬件研發集成等方面具備豐富的研究積累，尤其針對我國自主北斗導航系統的 創新應用，團隊成果國內領先且得到國際同行的高度認可，開發并集成了一套完備的“北斗 /GPS 雙模多要素智能監測”整體解決方案。除發表高水平學術論文外，已申請多項發明專 利和軟件著作權(表 1)，2016 年技術成果已通過軟硬件服務在青海(氣象/水利/環境)、四 川(農業/氣象)、山東(農業)、北京(科研單位)等地取得了初期經濟效益。中心已具備 的技術基礎與部分成果展示如圖 3-圖 6 所示，包括全國范圍地基綜合觀測站網建設(圖 3)、 空基試驗與技術攻關(圖 4)、監測產品研發(圖 5)、軟硬件設備自主研發(圖 6)。所有這 些技術積累將為本方案的順利實施提供有力保障。目前市場上尚無相關產品，并且本項目的成果產出可從如下幾個方向進行多層次、全方 位的市場化對接:(1)軟件模塊:研制內容一產出的氣象水文生態監測要素估算軟件模塊，可同以北斗 導航定位為主打方向的企業對接，通過嵌入本軟件模塊，拓寬其業務范圍，在為農業、氣象、 水利等部門提供導航定位服務的同時，融入氣象水文生態要素同步監測的功能。不同需求定 制的軟件模塊按 1-10 萬元每套計算，初期市場年需求量預計 50 套，預計每年產生收益 50-500 萬元，市場成熟后可面向全國推廣，年收益可達 1000-5000 萬元。(2)監測產品:研制內容一產出的氣象水文生態監測要素產品，如通過 SDCORS 監測 網絡附加得到的多要素監測產品，可實現政府買單為行業公眾提供服務。可與高校、科研院 所等聯合申報國家級、省部級科研項目，預計單個項目經費 500-1000 萬元。(3)新型監測設備:研究內容二所產出的面向氣象農業水文應用的北斗/GPS 雙模氣象 水文生態多要素綜合監測設備，具有低成本、小型化、多功能等優勢，可獨立進行市場推廣。 按單套收益 5 萬元計算，初期市場年需求量 50 套，預計年收益 250 萬元，市場成熟后可面 向全國推廣，年收益可達 500-3000 萬元，并可與目前市場上通用的 GNSS 定位型接收機競 爭，實現行業接收機的更新換代及初期市場壟斷。(4)演示系統:研究內容三所產出的北斗/GPS 雙模氣象水文生態多要素綜合監測演示 系統，可率先在山東省(青島市)開展示范應用，且該創新應用模式在全國具有推廣價值。 可聯合申報科研項目，預計單個項目經費 500-1000 萬元，同時可實現業務化推廣應用，名 利雙收。

綜觀5G、智能化電子設備、導航定位、柔性可穿戴、RFID、物聯網、覆蓋系統、通信系統等領域，都需要不同類型的高性能換能器件─天線。對于不同的應用體系、不同的頻段，天線具有不同的形貌及技術特征。隨著以上多種應用日益緊密地融入人們的生活之中，多功能調控管理一體化技術研究的深入，對于這個基本器件的需求在數量上和質量上都有著持續不斷增長的需求。團隊具有從設計理念到器件材質選取/研發系列自主知識產權國家發明專利100多項，具有按合作方需求完成多種交叉應用的按需新產品研發天線及相關產品能力，兼顧系統EMC集成化的設計，完成一體化智能化的高端裝備制作。 天線是應用面極為廣泛、技術含量極高的產品，制作各類天線的材料小型化后用量有限，本身價格一般不超過成品售價十分之一，既可以通過購置知名品牌的基材滿足常規需求，也可以通過本團隊聯合的研究團隊按需開發特種基材，獲取更高的天線特性。從投資的角度，天線批量制作工藝要求并不復雜，采用常規具有一定精度的機械加工設備或者高穩定度的PCB制版設備就可以完成平面小型化天線，設備壽命較長，在高科技設計技術的保障下操作調控也很方便。扣除產品的后期包裝和推廣成本，利潤極高，需求量大，保守估計各種類別的天線年產值都會在數千萬以上，前端創新的可以有數億，屬于低投入高回報的產業。 項目投資額視合作關系而定，一般前期投入每個特需專項前期 100~150萬人民幣，后期再追加及提成(不包括廠房等投入)。

一種考慮機床幾何結構誤差的多軸數控加工后置處理方法，根據機床結構分別建立不含結構誤差的機床運動變換鏈和含有結構誤差的機床運動變換鏈，采用不含結構誤差的機床運動變換鏈求解刀具運動的各運動軸理想運動坐標，該理想運動坐標中不考慮機床結構誤差。之后采用含有結構誤差的機床運動變換鏈計算運動計算上述理想運動坐標的補償量，通過補償該理想運動坐標，使得機床的實際運動軌跡與設定運動軌跡之間的偏差在允許范圍之內，保證刀具實際軌跡與設定軌跡的一致性。本發明彌補了傳統后置處理方法的不足，可以實現包含機床幾何結構誤差的多軸后置處理，有助于提高機床加工過程中的運動精度，提高零件加工質量。

煤炭氣化，即在一定溫度、壓力下利用氣化劑與煤炭反應生成潔凈合成氣（CO、H2的混合物），是實現煤炭潔凈利用的關鍵，可為煤基化學品（合成氨、甲醇、烯烴等）、整體煤氣化聯合循環發電（IGCC）、煤基多聯產、直接還原煉鐵等系統提供龍頭技術，為現代能源化工、冶金等行業的技術改造和節能降耗提供技術支撐。 多噴嘴對置式干煤粉加壓氣化技術是世界上最先進的氣流床氣化技術之一。干煤粉經四個對置的噴嘴彌散后進入氣化爐（可以是耐火磚為襯里，也可以以水冷壁做襯里）內，與氧氣反應生成含CO、H2和CO2的合成氣，從氣化爐出來的粗合成氣經新型洗滌冷卻室、混合器、旋風分離器和水洗塔等設備的洗滌和冷卻后進入后序工段；氣體洗滌設備內的黑水則經高溫熱水塔進行熱量回收和除渣后成為灰水再返回氣體洗滌設備內，全氣化系統實現零排放。 該技術煤種適應性廣，如果采用水冷壁襯里，則可氣化灰熔點超過1500℃的煤種，具有廣闊的應用前景。 該技術工藝指標先進，以耐火磚襯里氣化爐、北宿精煤進料為例，其合成氣中（CO+H2）含量89%～92%，碳轉化率>98%，與水煤漿進料相比，比氧耗降低16%～21%、比煤耗2%～4%。該技術生產強度大，專利實施許可費低。

本發明屬于半導體和生物標記技術領域, 具體涉及熒光探針的制備方法。本發明采用表面修飾技術，以鹽酸多柔比星與純化后的橙紅色CdTe溶液混合，調節體系的pH值，在氮氣的保護下，加熱，冷凝回流制得CdTe-鹽酸多柔比星熒光探針。該熒光探針在紫外燈照射下可得到很強的熒光，通過光譜分析，發現CdTe-鹽酸多柔比星探針具有良好的熒光特性。CdTe-鹽酸多柔比星探針與多肽存在著較強的相互作用，并已經成功地用于肝癌細胞的標記。本發明具有材料合成方法簡單，組成易于控制，成本相對低廉，得到的量子點探針熒光特性好等優點。

極性材料在固硫方面表現出較好的效果，但是其固硫機理難以確定，他們提出了采用金屬有機小分子二茂鐵作為固硫材料，實現了鋰 / 硫電池長達 550 次的平穩循環，并結合 XPS 分析與 DFT 計算，證明了二茂鐵的固硫機理為茂環與鋰的作用（ Angew. Chem.,  2016, 128, 15038. 。電池的性能不僅與固硫材料對多硫化物的親和力有關，固硫材料的本體導電性也非常重要。因此，他們提出采用半金屬導體金屬磷化物與碳納米管的復合物作為硫正極中的添加劑，提高硫正極的導電性、緩解多硫化物的穿梭效應并促進多硫化物的氧化還原動力學，實現了鋰 / 硫電池長達 1100 次的長循環（ Nano Research,  2017, accepted ）。

已有樣品/n養老產業是未來的黃金產業，養老院的常規體檢和快速診斷是一個痛點。基于微流控芯片的體液多參數分析儀滿足了這個需求，市場需求在50 億人民幣以上，目前還沒有同類產品。該成果針對社區醫院和養老院的常規體檢和疾病診斷，開發了于微流控芯片的體液多參數分析儀，更換芯片可以檢測血常規、血生化、尿液、免疫等多個項目。實現一臺儀器檢測多種常見疾病。目前階段性成果或結題成果獲得：專利1 項、SCI 論文11 篇、湖北省自然科

1 成果簡介石墨烯是一種典型的單原子層二維材料，具有獨特的狄拉克電子結構、超高的載流子遷移率和濃度，在高速、高質量薄膜器件集成等方面顯示出潛在應用優勢。然而，本征石墨烯呈金屬或半金屬特性，限制了其在器件中的應用。本成果從石墨烯的可控生長及多維多尺度宏觀結構組裝出發，探索調控石墨烯電子結構的有效方法，推動其在納米器件中的集成與應用。 主要內容包括：石墨烯晶片的形狀、尺寸控制， 多維多尺度宏觀結構的原位生長與組裝；石墨烯的結構（拓撲）與化學改性：采用缺陷、應變和化學修飾等手段對石墨烯的能帶結構進行調控；研究石墨烯在外加電場、磁場、光激發等條件下，電子結構的演變及電子、光子、激子、聲子等的相互作用； 器件組裝與表征：晶體管、傳感器、結、異質/雜化結構等。2 應用說明基于石墨烯的二維薄膜材料已成功應用于太陽能電池和超級電容器等能源器件，顯示出優異的能量轉換與存儲性能及良好的工作穩定性。某些特色多維多尺度結構可與其它納米材料（如碳納米管、二氧化鈦、二氧化錳）構建復合結構，在吸附、水處理、傳感、光催化等領域具有廣闊的應用前景。  圖 1 石墨烯編織結構                              圖2 石墨烯晶片/納米顆粒復合結構 該項目的相關研究工作已申請國家發明專利 5 項，具有自主知識產權。3 效益分析目前，石墨烯在全球范圍內尚未形成穩定的工業化需求， 但從需求市場的潛力來看，石墨烯在應用上將逐漸擴大。隨著技術研究及產業發展，石墨烯獨特的力學與電學性能，將使其在國內外應用市場，特別是電子、新材料、航天軍工等領域，發揮重要的甚至是革命性的作用，產生規模經濟效益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。

合成一例可用于空氣分離的三維多孔氫鍵有機框架（Chem. Commun. 2016, 52, 4991），并發現它可以捕獲空氣中的水形成具有獨特三維水網的水合物。不同于各類氣體水合物，該水合物中的三維水網是由一維排列的有機分子作為模板而形成的。基于對該水合物的前期表征數據，張偉雄教授課題組初步判斷該化合物存在獨特的過冷現象以及介電弛豫現象，可作為一例新穎的類冰結構，拓展人們對類冰結構中水分子動力學行為的理解。因此，他們結合原位同步輻射X射線單晶衍射、原位中子粉末衍射、原位紅外光譜、差示掃描量熱分析、變溫介電分析等多種表征技術，確認該三維水網的氫原子在室溫下、緩慢冷凍和快速冷凍的條件下分別處于動態有序、靜態有序和靜態無序（即其室溫相在緩慢冷卻過程中發生一級鐵彈相變，并可在快速冷卻中產生過冷現象）。同時，他們發現該三維水網表現出來的復雜介電弛豫行為可以很好地用偶極玻璃模型進行描述，并認為該現象主要來源于“質子傳遞”和“取向改變”這兩種介電弛豫機制的交叉影響。正是這兩種機制的相互阻礙，使得水分子在快速降溫中難以迅速形成取向有序的穩定結構，而是出現尺寸不一的短程關聯的結構單元和偶極單元，因而產生過冷現象以及類偶極玻璃型介電弛豫。這些發現不僅有助于進一步理解冰的過冷現象以及水分子的動力學微觀機理，而且為尋找更多的類冰模型化合物提供了重要思路。