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本項目擬通過建立復(fù)合納濾膜多層結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計方法，豐富復(fù)合納濾膜制備的理論基礎(chǔ)，提升納濾膜的分離性能，形成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能納濾膜制備技術(shù)，并實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，促進納濾膜分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)成熟度 1)通過中和劑評選技術(shù)優(yōu)選得到的中和劑復(fù)配配方，與煉廠中現(xiàn)行的配方 比較后發(fā)現(xiàn)，新配方可以獲得綜合性能更為優(yōu)越的中和劑。 2)依據(jù)離子平衡模型技術(shù)開發(fā)的軟件，針對裝置污水罐 pH 的計算與實際值 誤差大部分在 3%以下，最大誤差不超過 10%. 3)由預(yù)測模型中獲得的銨鹽結(jié)晶趨勢預(yù)估情況，與實際生產(chǎn)中塔頂?shù)膶嶋H 腐蝕情況基本吻合。

南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授谷猛團隊聯(lián)合中科院大連化學(xué)物理研究所、上海高等研究院等，巧妙借助原位環(huán)境電鏡，在真實反應(yīng)條件下直接觀測到NiAu雙金屬催化劑在二氧化碳加氫反應(yīng)中的動態(tài)過程，揭示了該催化劑在反應(yīng)中的真實活性表面，為認(rèn)識催化過程提供了新的思路。該研究發(fā)表在《自然-催化》（Nature Catalysis ）上。材料系科研助理韓韶波為文章共同第一作者，谷猛為文章共同通訊作者。 實驗表明，在反應(yīng)氣氛和溫度下，內(nèi)核Ni原子會逐漸遷移至表面，與Au合金化；在降溫停止反應(yīng)時，表面Ni遷移回核心部分，重新形成Ni@Au殼型結(jié)構(gòu)。原位紅外和原位X射線吸收譜的結(jié)果也從宏觀角度證實了上述觀測結(jié)果。團隊結(jié)合理論計算，提出了新的催化機理。該研究揭示了催化劑真實活性表面，展示了原位電鏡在研究構(gòu)效關(guān)系中的重要性，并且為研究金屬催化提供啟示。

在傳統(tǒng)貴金屬（金、銀等）之外發(fā)掘出具有高性能等離激元效應(yīng)的非金屬新材料，是當(dāng)前等離激元學(xué)基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研發(fā)的一個熱點與難點。金屬氧化物半導(dǎo)體材料具有豐富可調(diào)的光、電、熱、磁等性質(zhì)，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結(jié)構(gòu)，從而獲得豐富可調(diào)的等離激元效應(yīng)；此處的一個關(guān)鍵性挑戰(zhàn)在于如何顯著提高金屬氧化物半導(dǎo)體材料內(nèi)稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發(fā)展的、理論模擬計算指導(dǎo)下的電子-質(zhì)子協(xié)同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯(lián)合處理方法實現(xiàn)了金屬氧化物MoO3半導(dǎo)體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現(xiàn)了“本征半導(dǎo)體→準(zhǔn)金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當(dāng)（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應(yīng)從近紅外區(qū)移至可見光區(qū)，且兼具強增益及可調(diào)性。結(jié)合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協(xié)同摻氫所導(dǎo)致的準(zhǔn)金屬能帶結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的等離激元動力學(xué)性質(zhì)。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導(dǎo)體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創(chuàng)新性地發(fā)展出一種調(diào)控非金屬半導(dǎo)體材料系統(tǒng)中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現(xiàn)了具有強且可調(diào)的等離激元效應(yīng)的準(zhǔn)金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導(dǎo)體材料物化性質(zhì)的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設(shè)計提供了嶄新的思路和指導(dǎo)。

項目成果/簡介:在傳統(tǒng)貴金屬（金、銀等）之外發(fā)掘出具有高性能等離激元效應(yīng)的非金屬新材料，是當(dāng)前等離激元學(xué)基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研發(fā)的一個熱點與難點。金屬氧化物半導(dǎo)體材料具有豐富可調(diào)的光、電、熱、磁等性質(zhì)，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結(jié)構(gòu)，從而獲得豐富可調(diào)的等離激元效應(yīng)；此處的一個關(guān)鍵性挑戰(zhàn)在于如何顯著提高金屬氧化物半導(dǎo)體材料內(nèi)稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發(fā)展的、理論模擬計算指導(dǎo)下的電子-質(zhì)子協(xié)同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯(lián)合處理方法實現(xiàn)了金屬氧化物MoO3半導(dǎo)體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現(xiàn)了“本征半導(dǎo)體→準(zhǔn)金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當(dāng)（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應(yīng)從近紅外區(qū)移至可見光區(qū)，且兼具強增益及可調(diào)性。結(jié)合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協(xié)同摻氫所導(dǎo)致的準(zhǔn)金屬能帶結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的等離激元動力學(xué)性質(zhì)。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導(dǎo)體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創(chuàng)新性地發(fā)展出一種調(diào)控非金屬半導(dǎo)體材料系統(tǒng)中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現(xiàn)了具有強且可調(diào)的等離激元效應(yīng)的準(zhǔn)金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導(dǎo)體材料物化性質(zhì)的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設(shè)計提供了嶄新的思路和指導(dǎo)。

浙江財經(jīng)大學(xué)王嶺副研究員編著的《城市公用事業(yè)特許經(jīng)營權(quán)競標(biāo)機制分類設(shè)計與管制政策研究》2017年12月由中國社會科學(xué)出版社出版，獲2019年“浙江省第二十屆哲學(xué)社會科學(xué)優(yōu)秀成果獎”三等獎（基礎(chǔ)理論研究類）。 該書是國家自然科學(xué)基金青年項目“城市公用事業(yè)特許經(jīng)營權(quán)競標(biāo)機制分類設(shè)計與管制政策研究”（批準(zhǔn)號：71303208）的最終研究成果。中國城市公用事業(yè)長期游歷于市場經(jīng)濟體制之外，這不僅直接影響著城市公用事業(yè)產(chǎn)品供給的可持續(xù)性，而且也直接或間接地影響了整個城市功能的有效發(fā)揮，乃至影響了政府職能的轉(zhuǎn)變和市場化進程的有序推進。在增加供給與提升效率的雙重目標(biāo)下，中國政府順勢而為，提出了深化城市公用事業(yè)市場化改革的重要舉措，這需要創(chuàng)新政府管制體制，發(fā)揮市場競爭機制，實現(xiàn)特許經(jīng)營權(quán)競標(biāo)的有效性。為此，構(gòu)建可競爭的市場機制已然成為城市公用事業(yè)市場化改革的核心內(nèi)容，特許經(jīng)營是市場化改革的重要制度，目前已經(jīng)遍地開花，但在城市公用事業(yè)特許經(jīng)營權(quán)競標(biāo)過程中依然存在著低價中標(biāo)、固定回報、變相固定回報等一些“偽PPP”問題，這在一定程度上背離了通過特許經(jīng)營模式提高運營企業(yè)效率的初衷。同時，現(xiàn)有城市公用事業(yè)特許經(jīng)營項目的競標(biāo)機制往往參照工程項目，忽視了城市公用事業(yè)的同質(zhì)性與異質(zhì)性特征，從而限制了特許經(jīng)營權(quán)競標(biāo)機制的適用范圍。因此，在深化城市公用事業(yè)市場化改革的背景下，如何分類設(shè)計城市公用事業(yè)特許經(jīng)營權(quán)項目競標(biāo)機制，制定與之相適應(yīng)的管制政策，實現(xiàn)城市公用事業(yè)特許經(jīng)營權(quán)的有效分配，促進城市公用事業(yè)運行效率和服務(wù)水平的提升，已然成為中國理論研究和實際應(yīng)用過程中最為關(guān)注的重要議題之一。

隨著機器人技術(shù)的逐步完善,適于特殊作業(yè)的機器人種類也日益增多,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業(yè).隨之而來的,各行業(yè)對機器人的性能指標(biāo)提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復(fù)精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質(zhì)量輕,能耗低等,從而對機器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足人類向微小世界探尋的需要,作為機器人技術(shù)發(fā)展的一個重要分支,微操作機器人成為機器人學(xué)中十分活躍的研究領(lǐng)域. 本文結(jié)合國家"863"計劃項目"6自由度納米級宏微操作機器人的研究(項目編號2002AA422260)"和"原型裝置靶瞄準(zhǔn)定位系統(tǒng)工程預(yù)先研究項目(項目編號863-804-5)",共搭建了3套實驗系統(tǒng),其中采用了單一驅(qū)動以及雙重驅(qū)動兩條技術(shù)方案.在廣泛的分析了目前已有的柔性精密定位系統(tǒng),并聯(lián)精密定位系統(tǒng)和宏/微雙重驅(qū)動系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,針對目前大范圍運動定位與高精度定位的應(yīng)用實際需要,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設(shè)計,并以此構(gòu)建六支鏈大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)定位系統(tǒng),為滿足超高精度的定位需要,在并聯(lián)支鏈中集成了壓電陶瓷驅(qū)動,構(gòu)成了宏/微雙重驅(qū)動并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng),充分體現(xiàn)了驅(qū)動,結(jié)構(gòu),檢測一體化的設(shè)計思想. 在結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計方面,針對當(dāng)前柔性鉸鏈運動范圍小等問題,在通用的球副柔性鉸鏈的基礎(chǔ)之上,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設(shè)計;在柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面,提出了在通用的并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中,采用大行程柔性鉸鏈代替?zhèn)鹘y(tǒng)運動副的設(shè)想,建立基于大行程柔性鉸鏈的并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng). 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的運動學(xué)建模方面,利用材料力學(xué)的基本原理和小變形假設(shè),推導(dǎo)了大行程柔性鉸鏈的數(shù)學(xué)模型,并給出了在全局坐標(biāo)系下的顯式表達;在此基礎(chǔ)之上,通過剛度組集的辦法建立了大行程柔性鉸鏈并聯(lián)結(jié)構(gòu)柔性支鏈的運動表達式,通過聯(lián)立運動位移協(xié)調(diào)方程和力約束協(xié)調(diào)方程,建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型. 由于并聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的各部件,特別是柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)在自身變形提供整體結(jié)構(gòu)的運動輸出的同時,還經(jīng)歷了大范圍的剛體運動,導(dǎo)致大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型成為典型的幾何非線性問題.鑒于此,本文首先推導(dǎo)了空間柔性結(jié)構(gòu)的幾何非線性的剛度遞推模型,并利用牛頓-萊弗森方法對該模型進行了求解.由于幾何非線性模型的迭代求解方式,導(dǎo)致該模型的實時性很差,不易移植至控制系統(tǒng)進行實時控制求解,故在大量的試驗嘗試的基礎(chǔ)之上,選擇了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立了3層六輸入-六輸出的位置解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而在方便了實時控制編程的同時,還大大提高了系統(tǒng)的位置解的求解速度. 由于柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的位置解模型中不僅僅包括結(jié)構(gòu)中的位置信息,還提供了結(jié)構(gòu)中相關(guān)的力信息以及剛度信息,本文在上述位置解模型的基礎(chǔ)之上,給出了該類系統(tǒng)的剛度模型,并建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺度參數(shù)對系統(tǒng)剛度的影響圖譜,對這類系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)綜合以及優(yōu)化設(shè)計提供了有力的工具. 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的動力學(xué)建模方面,采用了歐拉梁理論和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于實際位移的大行程柔性鉸鏈并聯(lián)機器人各支鏈的動力學(xué)模型,并通過位移協(xié)調(diào)方程和動力協(xié)調(diào)方程,最終得到并聯(lián)系統(tǒng)的動力學(xué)模型.綜合采用了紐馬克方法和牛頓-萊弗森方法解決了系統(tǒng)動力學(xué)求解問題,并通過一個算例進行了基于逆動力學(xué)的求解仿真. 在大行程柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)的樣機實驗方面,我們提出了采用大行程柔性鉸鏈作為被動關(guān)節(jié)的6-PSS并聯(lián)機器人系統(tǒng),該系統(tǒng)采用壓電馬達作為驅(qū)動器,精密光柵尺作為位置反饋元件,其可在立方厘米級的工作空間內(nèi)實現(xiàn)微米級精度的運動;在此基礎(chǔ)之上,我們在并聯(lián)機器人的支桿中嵌入壓電陶瓷,在壓電馬達的宏運動結(jié)束之后,壓電陶瓷可以驅(qū)動并聯(lián)機器人進一步的微調(diào),從而得到一個6-PSS和6-SPS結(jié)合宏微雙重驅(qū)動并聯(lián)機器人系統(tǒng),其中,微動系統(tǒng)可在微米級運動空間內(nèi)實現(xiàn)納米級的運動精度.基于大行程柔性鉸鏈的宏微雙重驅(qū)動并聯(lián)機器人系統(tǒng),可以同時滿足大工作空間和高精度的工程需要.此外,我們將大行程柔性鉸鏈并聯(lián)機器人系統(tǒng),成功的應(yīng)用到激光瞄準(zhǔn)靶支撐裝置中,其厘米級的運動范圍和納米級的運動分辨力,使其在神光III系統(tǒng)中發(fā)揮了十分重要的作用.