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成果簡介：當代化工、制藥等領域正在面臨深刻變革，新材料的出現，助推了這一趨勢。山東大學科研團隊長期致力于各種新型納米材料的研制，獲得了多個品類的新型納米材料。 ① 新型碳納米材料 以塊體富碳材料和小分子有機化合物為原料，利用混酸回流、無溶劑熱解等方法，制備了發光納米碳；以多胺為原料，制備了超高分子量聚合物和碳納米顆粒；以有機羧酸為原料，制備了生物相容性納米碳。產品可用于發光二極管、熒光油墨、油田、食品等多個領域。 ② 結構精確的膠體銀 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精準結構的銀簇，主體框架為六個銀原子形成的八面體，外圍被六個巰基煙酸配體保護起來。該納米材料可溶于水，形成膠體銀，具有抗菌等功效。 ③ 強吸附多孔材料 共價有機多孔材料具有比表面積大、穩定性高、可塑性強等優點。把對二氧化碳具有親和作用的富氮基功能團引入共價有機框架材料，制備了一系列富氮基共價有機多孔材料，可選擇性吸附二氧化碳。該方法可替代傳統二氧化碳處理方法，即有機胺水溶液吸收法，能夠降低能耗，減少環境污染。 ④ 納米纖維素 利用酸解法，制備了納米纖維素水分散液，品質高，性能穩定。 成果相關圖片：

為了追求極限性能，越來越多的電子系統需要在低溫條件下工作。例如，在量子計算機、高性能傳感器、深空觀測以及一些經典信息處理系統中，通常使用工作溫度為2K甚至是mk溫區的低溫器件，從而在噪聲、速度和靈敏度等方面實現接近量子極限的性能。對于這一類低溫系統，信號讀取與處理通常采用兩種方式：第一種是采用超導數字電路SFQ（單磁通量子技術）來實現高性能計算和處理；第二種是將信號傳送至幾十K的溫區，再采用低溫CMOS技術對進行信號處理。然而，不論采用何種技術路徑，數字電路的功耗都必須控制在極小范圍之內，從而保持極低溫的工作環境，維持低溫器件的高性能。隨著應用需求的提高和低溫陣列器件規模的擴大，低溫電子系統性能受到信號處理和傳輸技術的制約，急切需要新的方案進行解決。 圖1. (a) 采用超導納米線結構實現的12門控或邏輯門；(b) 超導納米線數字編碼器芯片照片。針對此問題，南京大學吳培亨院士領導的超導電子學研究所團隊，趙清源教授和康琳教授課題組設計出新型多門控超導納米線邏輯器件(superconducting nanowire cryotron, nTron)，并利用此器件搭建經典二進制數字編碼器；在1.6K的溫度下，成功實現數字信息編碼，總功耗小于1微瓦(10-6瓦)。同時，他們還利用此編碼器對超導納米線單光子探測器陣列實現數字化讀出，為低溫陣列探測器的信號讀出和處理提供第三種解決方案。圖2. 超導納米線邏輯芯片實現對單光子探測器陣列的數字化讀取。半導體數字電路，經歷了從電子管、晶體管、混合集成電路至大規模集成電路的發展過程。每一代技術的升級變革，其核心推力都是基礎邏輯器件的更新換代。前沿技術領域對超導電子器件的應用需求，也正將超導電子技術推向數字化的發展時代。南京大學吳培亨院士團隊基于超導納米線技術，開展了新型超導邏輯器件(nTron)的研究工作。nTron為單層平面器件，利用局部超導相變，實現高速低功耗的開關邏輯。

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。本候選化合物的優勢是雙靶標，不僅僅抑制蛋白質合成，還抑制DNA復制過程，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、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 抗生素濫用，新型抗耐藥菌抗生素缺乏，預計2050年因耐藥菌感染死亡的人數將超過“頭號殺手”癌癥（死亡人數820萬）的死亡人數。大環內酯抗生素是臨床上很重要的一類抗生素。阿奇霉素等在治療支原體肺炎和上下呼吸道細菌性感染療效顯著。但臨床上耐多藥細菌的普遍流行使得抗生素療效降低乃至喪失。我國部分地區重癥加強治療病房（ICU）患者多重耐藥菌（MDR）的感染率已達36.12%，且因感染而死亡患者占ICU總死亡患者50%以上。2016年全球統計顯示下呼吸道感染是前五大死因之一，其中主要是社區獲得性肺炎。我國抗生素制劑市場中，高端高效抗生素供應嚴重不足，低端仿制藥品過剩，自主知識產權缺乏。 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。本候選化合物的優勢是雙靶標，不僅僅抑制蛋白質合成，還抑制DNA復制過程，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。該化合物結構不同于臨床上國內外使用以及臨床在研的各類大環內酯結構，具有較高的結構新穎性和獨特的作用機制。

本項目已建立目前國際領先 的生物養殖、環境污染治理的專 用優勢菌群產品生產線，已開發 出擁有自主知識產權的 M D菌群 系列產品及其配套處理工藝與設 備。同時，進 一步DNA分子進化技術對適應性菌群功能優化，激活生物鏈的頂層輸送，進行原生態平衡的自驅動治理和 重建良性的生態系統，促進生物量生產力的提高和水域活力的恢復。 該系列新型MD菌群生態活性劑產品普遍應用于經濟動物養殖和水域環境治理等領域，包括水產養殖 的水質調控；高營養飼料添加劑；農業生產中的高效活性菌肥；土壤中毒性有機物及鎘、鉛重金屬離子 污染物高濃度工農業有機廢水的處理及資源清潔等。

以高壓放電理論為基礎，以接地系統的標準為依據，利用研發高導電 CrNi 基 Cu 合金復合耐腐蝕材料，創新垂直接地體的結構設計，研制新型多針式垂直接地系統。實現節約資源（土地、材料）。

本實用新型公開了一種基于多模波導的新型光調制器。其結構是具有多模調制結構的電致吸收調制器、具有多模調制結構的相位調制器或者具有多模調制結構的馬赫澤德干涉儀調制器，多模調制結構包含模式復用器、模式解復用器、第一多模連接波導、多模波導光調制區、第二多模連接波導，多模調制結構是以模式復用器的輸入端作為多模調制結構的輸入端，以模式復用器的輸入端或者模式解復用器的輸出端作為多模調制結構的輸出端。本實用新型利用多模波導光調制區以及模式復用?解復用技術，使得光能夠以不同模式的方式多次經過光調制區，顯著增強對光場的調控效果，可降低驅動電壓，并提升消光比和調制速度等性能，適用于各種光調制結構和原理。

在國家“973計劃”等項目支持下，經過十余年持續攻關，首次在國際上成功研發了適用于多溫區與含硫含砷等復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技術，包括平板式寬溫差/低溫、高溫、超強耐磨、抗砷中毒、抗堿金屬中毒、聯合脫硝脫汞等催化劑，解決了傳統脫硝技術難以適應燃料多變、靈活調峰、復雜煙氣的核心難題；首次在國內成功研發了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線，突破國外技術封鎖，形成了國內首項具有自主知識產權的成套技術，催化劑指標優于國外產品，整體達到國際領先水平；在常規SCR脫硝工程技術基礎上，攻克了脫硝系統減阻設計、SCR流場優化等技術難題，同時創新性地開發了還原劑氨精準制備、催化劑壽命精準預測、脫硝系統智能化管控等技術，形成了高效低能耗SCR脫硝工程設計技術，實現了SCR脫硝系統的安全、高效、低能耗和穩定運行以及智能化精確管控，推動我國平板式SCR脫硝技術由全面依賴進口到國際領先的跨越。   圖1 新型多溫區低能耗平板式SCR脫硝技術 依托上述核心技術，成立了校學科性公司—北京華電光大環境股份有限公司（新三板掛牌上市），并成功進行了大規模推廣應用。公司旨在為燃煤發電、鋼鐵、化工等行業的復雜煙氣脫硝提供系統解決方案，目前已在浙江、湖北等地建設有3條平板式SCR脫硝催化劑生產線（圖2），年生產能力30000 m3以上，并且還可根據不同行業用戶的實際需求調整催化劑配方設計，優化生產設備參數，打造量身定制式產品的售前、售中和售后“管家式”服務。   圖2 自主研發的平板式SCR脫硝催化劑生產線 目前，本技術和產品已成功應用于火力發電、鋼鐵冶煉、廢棄物焚燒、化工等行業的脫硝工程，催化劑壽命超過24000小時。科技日報兩次頭版報道了本技術及產品，人民日報、光明日報、中國能源報、北京電視臺、中國電力企業聯合會、人民網等媒體也進行了跟蹤報道。技術成果通過了中國電機工程學會成果鑒定，整體達到國際領先水平，榮獲2019年度國家科技進步二等獎、2018年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）一等獎、第十五屆中國國際工業博覽會銅獎、第七屆中國技術市場金橋獎、第十六屆中國國際高新技術成果優秀產品獎等獎項，創造了顯著的經濟、社會和環境效益，為打贏“藍天保衛戰”、助力我國生態文明建設做出了重要貢獻。

本產品可將多聯式空調連接至智能家居系統，以實現智能化監控與控制。

微型飛行器小體積、輕質量、高機動，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務，在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發動機驅動部件一般采用傳統的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團隊從微型發動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅動方案，研制出了在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優勢，首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。 靜電發動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉子間的庫侖力來產生連續旋轉運動的新型微型電機，具備結構簡單和無需繞組的優勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發熱少且無明顯紅外特征。相比傳統電磁電機，靜電電機表現出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質量（5克以內）情況下，其能量轉化效率可達傳統電磁電機的10倍以上，產生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅動，然而傳統高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團隊還針對飛行應用場景，研制了千伏級超輕質高壓電源，主要包括太陽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，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發的同類技術升壓比提高了92%。 在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本項目研發出的飛行器整機僅有巴掌大小（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、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。

中國發明專利ZL202110169888.1：采用蒸汽誘導相分離與分步噴涂技術相結合的方法制備三維網孔結構、超疏水的復合膜，壓降低于100Pa、水接觸角大于150°，因而高透氣且易于自清潔，所負載納米材料可實現同步殺菌滅毒，可應用于拔插式重復利用空氣凈化濾芯。