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木質纖維素是地球上最豐富的有機物，纖維素高效酶解糖化是生物質新能源開發(fā)研究的核心前提。實驗室以內蒙古特色農作物甜菜為研究對象，考察了化學組分分布特征對纖維素酶解效率的影響機理。利用數字成像技術、光譜分析技術及酶解動力學分析方法，在細胞壁水平證實木質素的再分布能夠破壞纖維素與木質素間的相互作用，引起細胞壁解構，纖維素酶最大吸附量、酶解初速率、還原糖得率顯著提高。研究豐富了纖維素酶促水解理論，為預處理技術的開發(fā)提供了新思路，為甜菜渣規(guī)模化開發(fā)利用提供了技術支持。

我校物理與材料科學學院林志博士和復旦大學物理系/應用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現的新奇量子多體效應。 當前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現該奇異的相互作用導致了體系中會出現兩種新奇的量子物質態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數是整數，而各自分量的粒子數是非整數的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領域中的實質性進展，將會促進進一步的理論研究和實驗研究。

發(fā)電設備維修是一項復雜的系統(tǒng)工程，然而缺少適用的維修模式、先進的運行與維修智能決策系統(tǒng)和計算機化維修管理系統(tǒng)等作為技術支撐。本項目的主要內容及其技術經濟指標如下： （1）基于SRCM的發(fā)電設備狀態(tài)維修管理模式及工作程序：確立了基于SRCM和以工單為主線的維修管理模式，制訂了狀態(tài)維修的工作程序及其具體內容。 （2）生產實時數據接口技術及數據庫管理系統(tǒng)：開發(fā)了生產實時數據接口技術及數據庫管理系統(tǒng)，實現了生產實時信息的遠程連接、智能查詢和有效共享。 （3）發(fā)電設備狀態(tài)維修理論與技術體系：確立了功能位置碼與系統(tǒng)碼相結合的設備編碼方案；建立了基于蒙特卡羅模擬的設備重要度分析模型和維修方式決策規(guī)則；給出了狀態(tài)劃分規(guī)則和狀態(tài)閾值確定方法，建立了基于模糊理論和變權方法的狀態(tài)綜合評價模型以及基于灰色理論和神經網絡的狀態(tài)綜合預測模型；建立了主設備定期維修的間隔優(yōu)化模型，以及輔助設備定期檢查、定期更換、隱患檢查的間隔優(yōu)化和狀態(tài)維修閾值模型；建立了基于RCM定量分析的維修優(yōu)化模型；建立了復雜可修復系統(tǒng)的短期維修決策和評價模型。 （4）發(fā)電設備運行與維修智能決策系統(tǒng)和計算機化維修管理系統(tǒng)：建立了SRCM分析平臺和維修知識庫，可進行故障模式影響、故障樹、故障風險及可靠性分析；建立了狀態(tài)評價及預測平臺，可實現綜合狀態(tài)實時評價和預測；建立了維修決策及評價平臺，可實現維修的智能決策及優(yōu)化；建立了缺陷管理平臺，可實現缺陷處理自動化；建立了備件存儲優(yōu)化及管理平臺，可節(jié)省備件的購買和存儲費用；建立了維修過程管理平臺，可實現維修計劃的全程管理。 本項目完善和豐富了設備維修理論與技術體系，可促進發(fā)電設備維修技術的進步；為發(fā)電設備狀態(tài)維修的實施提供了先進的技術支持系統(tǒng)和高效的管理平臺，可以優(yōu)化定期維修間隔，減少維修時間，降低維修費用和維修風險；提高設備的可靠性和可用率，改善機組的運行性能，增強發(fā)電能力。

電力產業(yè)高質量發(fā)展需要提升現有資源配置效率，目前火電、風電、水電部門能源結構能耗偏高，產能過剩問題突出。因此，需要良好設計的產業(yè)政策降低錯配以提高全要素生產率。本項目通過建立衡量產業(yè)內廠商間生產性資源的錯配程度的理論模型，從調整成本出發(fā)進一步解釋廠商間生產性收益率差距產生的原因，并通過反事實模擬分析為電力產業(yè)的政策制定提供參考。

項目開展的背景及意義 當前，我國經濟發(fā)展進入新常態(tài)，能源轉型面臨需求放緩、傳統(tǒng)產能過剩、環(huán)境問題突出、整體效率較低等問題，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)又存在著各能源子系統(tǒng)規(guī)劃協調不足、棄風棄光現象突出、對化石能源依賴嚴重等現象，推進國家能源轉型、構建新型能源系統(tǒng)勢在必行。 綜合能源系統(tǒng)是能源互聯網建設的物理載體，是支撐國網戰(zhàn)略目標落地的重要形式。綜合能源系統(tǒng)能夠拓寬國網公司發(fā)展業(yè)務，培育業(yè)務增長點和盈利模式增長點，是實現國網公司業(yè)務可持續(xù)發(fā)展的重要手段。 綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃建設是項目成立的開端，規(guī)劃優(yōu)化效果最優(yōu)是項目最好的投資、更是最好的節(jié)約。綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃問題涉及源、網、荷、儲協同，需要多維能源數據信息支撐，包括不同設備動態(tài)運行特征信息、多元用戶負荷特性等數據。而大數據技術能夠為綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃建設提供基礎的數據服務。  有助于可再生能源開發(fā)規(guī)模進一步提升，促進社會能源可持續(xù)發(fā)展； 有利于能源的投入產出效率進一步提升，減少能源消耗總量； 有利于社會資源配置進一步優(yōu)化，降低能源系統(tǒng)建設成本；  有利于推動能源互聯網的進一步實施和落地，助力國網實現具有中國特色國際領先的能源互聯網企業(yè)的戰(zhàn)略目標； 有助于電網公司新型業(yè)務進一步推進，擴展業(yè)務和收入增長點；  綜合能源系統(tǒng)中的大數據——應用 在能源革命和數字革命的推動下，大數據技術在綜合能源系統(tǒng)的中的應用越來越廣泛，助力解決綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化或運行優(yōu)化多因素設備建模、設備運行狀態(tài)診斷、用戶用能畫像、用能場景生成、優(yōu)化策略生成的問題。  項目研究內容 項目研究成果 主要成果 本項目的應用示范能夠指導綜合能源系統(tǒng)工程實際落地，服務基礎設施建設；能夠指導綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃效果評估，提供規(guī)劃決策工具；能夠指導不同區(qū)域典型綜合能源系統(tǒng)場景示范推廣，打造可推廣的樣板工程；能夠深化綜合能源系統(tǒng)一體化服務，助力綜合能源系統(tǒng)廣泛推廣。項目發(fā)表學術論文5篇、申請發(fā)明專利10項、軟件著作權5項。 示范應用 本項目預計在山東省內落地應用，打造不同行業(yè)的綜合能源應用示范項目，目前在前期項目應用實施階段，預計2021年底完成項目應用實施。  

隨著氣田開發(fā)越來越多，天然氣井運行壓力大、溫度高、時間長的特點也越來越突出。若生產過程中出現氣體泄露，易導致氣井環(huán)空帶壓或泄露事故。若泄露氣體中含硫化氫等有毒有害氣體，將對人身及財產安全造成巨大危害。氣密封檢測技術可以及時對入井油套管絲扣密封性進行預報，避免因絲扣密封失效造成重大事故及巨大經濟損失。因此，在油套管入井前進行絲扣的密封性檢測已成為國內很多陸地油氣田的強制要求。 針對傳統(tǒng)氣密封檢測系統(tǒng)存在的檢測時間長、操作步驟繁雜、占地空間大、控壓精度低、氣體消耗快等問題，我們提出了全新的“油套管螺紋連接氣密封自動檢測系統(tǒng)”。 本系統(tǒng)采用氣體直接連續(xù)增壓技術，檢測中持續(xù)增壓穩(wěn)壓，解決了間歇水力增壓技術檢測時間長的問題，每個絲扣約節(jié)省45秒檢測時間，一千米管道可節(jié)省70分鐘。采用自動控制系統(tǒng)控制檢測步驟自動執(zhí)行，解決了人工成本高、步驟多、重復性差的問題。新增氣體回收系統(tǒng)，回收率達到75%，每檢測1000米套管，節(jié)省30瓶氣源約1.2萬元氣源費用。全新撬裝設計，集成度高、占地面積小，一車全裝下。并有專為海洋平臺設計的緊湊型撬裝，功能不減、體積減半，更多的氣源，更快的換裝。目前，本系統(tǒng)及配套工具已在江蘇金壇儲氣庫、遼寧盤錦等地應用30余口井，現場反饋良好。 本系統(tǒng)已申請20余項發(fā)明專利，并已形成完備的知識產權保護群。

我校量子信息技術研究所王琴教授團隊在量子密碼領域取得新突破，該團隊首次提出將人工智能領域的長短期記憶神經網絡(LSTM)應用到量子密碼控制系統(tǒng)之中, 實現了對量子密碼系統(tǒng)的主動反饋與控制, 在不引入任何額外硬件和輔助穩(wěn)定設備的條件下，將系統(tǒng)傳輸效率提升接近百分之二十。該成果近期發(fā)表在美國物理學會權威學術期刊《PhysicalReview Applied》上。 　　量子密碼作為量子信息技術領域發(fā)展最為成熟的技術，正逐漸從實驗室階段走向商用化，有望在未來大規(guī)模網絡加密通信中發(fā)揮重要作用，因而得到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。自第一個BB84協議提出以來，量子密碼無論是在理論上還是在實驗上均取得了巨大進展。現有量子密碼系統(tǒng)包括相位、偏振、時間-能量編碼等編碼方式，其中相位編碼方式應用最為廣泛。該類系統(tǒng)在運行過程中不可避免地存在相位漂移問題，因而需要不斷對發(fā)送端和接收端的相位進行實時校準。目前主流系統(tǒng)通過采用掃描+傳輸的方法來解決。該方法雖然可以實現相位補償，但會導致量子密碼系統(tǒng)傳輸效率降低。針對該缺點，我校王琴教授團隊首次提出將人工智能與量子密碼控制系統(tǒng)相結合，利用LSTM網絡主動預測系統(tǒng)相位漂移大小，進而實現主動反饋與控制；同時通過固定時間間隔對網絡細胞狀態(tài)進行更新，使量子密碼系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定的高效率運行狀態(tài)。該方法在不提高系統(tǒng)硬件復雜度的前提下大幅提升了量子密碼系統(tǒng)傳輸效率。此外值得提出，該方法的適用范圍不依賴于某種協議或編碼方式，原則上同樣適用于其他任意量子密碼協議和任意編碼系統(tǒng)，為未來開展大規(guī)模量子通信網絡應用提供新的研究思路與應用方法。 該項工作的第一作者是我校通信與信息工程學院碩士研究生劉靖陽，量子信息技術研究所的王琴教授和江蘇省圖像處理與圖像通信重點實驗室的謝世朋副教授是該工作的共同通訊作者。該工作得到了安徽問天量子科技有限公司的技術支持。此項工作受到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金以及江蘇省研究生科研實踐創(chuàng)新等項目的支持。

近日，由南京郵電大學信息材料與納米技術研究院、省部共建有機電子與信息顯示國家重點實驗室培育基地黃維院士、新加坡國立大學化學系劉小鋼教授（教育部長江講座教授）以及福州大學楊黃浩教授帶領的國際合作團隊在長期研究的基礎上，發(fā)現了一類含有銫和鉛重原子成分的全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體，在X射線閃爍體研究領域取得突破性的重大進展。相關研究成果已發(fā)表在《自然》雜志。 　　X射線成像技術廣泛應用于醫(yī)學診斷、國防工業(yè)、核技術和輻射安全檢測等重要領域，X射線技術應用中的核心器件是閃爍體材料，它可將高能X光子轉化為低能量的可見光，以實現X射線檢測與成像，常用于輻射探測和安全防護。但是，目前絕大多數的閃爍體材料在高溫條件下煅燒合成，不僅價格昂貴，而且對X射線光子能量的轉化效率有限，同時其輻射發(fā)光波長也不易調控，此次黃維院士團隊的新發(fā)現使解決X射線檢測與成像技術中這一技術難題成為可能。 　　相較于傳統(tǒng)閃爍體，基于全無機鈣鈦礦納米晶制備而成的新型閃爍體在可見光區(qū)可調諧，對X射線具有非常高效的輻射發(fā)光響應，不僅實現了基于該新型閃爍體的彩色輻射發(fā)光顯示，還證實了該納米材料在超靈敏X射線檢測和高分辨X射線成像技術領域的應用。研究發(fā)現表明銫和鉛重原子成分能夠使閃爍體具有較強的X射線吸收能力、高效的三重態(tài)發(fā)光特征、可調控的電子能級結構以及較快的輻射發(fā)光速率。利用該類無機材料的本征特性以及簡易廉價的納米合成技術，黃維院士團隊實現了對X射線光子的高效轉化和發(fā)光顏色的精細調控，為多彩輻射發(fā)光顯示技術和超靈敏X射線檢測與成像技術發(fā)展提供堅實的基礎。此外，新型閃爍體的發(fā)現為制備大面積柔性閃爍體膜提供了可能性，可極大地提高X射線檢測與成像靈敏度，降低X射線在醫(yī)學診斷和X光機安全檢查等方面的輻射使用劑量，使得基于X光的應用更加安全。 　　該研究成果對X射線閃爍體材料的發(fā)展與應用具有極為重要的科學意義，為實現閃爍體材料的性能調控提供了全新思路和途徑。這類鈣鈦礦納米晶閃爍體的出現，不僅能夠大大促進X射線檢測技術與成像原理在醫(yī)學成像、國防工業(yè)、安全檢查和高能物理研究等眾多傳統(tǒng)領域的進一步發(fā)展，同時也在基于納米發(fā)光材料的新興領域如光動力療法具有廣闊的應用前景。 　　相關研究工作以“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”為題于8月27日于Nature雜志在線發(fā)表，我校信息材料與納米技術研究院黃維院士為本論文的共同通訊作者。該研究工作得到了國家重大科學研究（973）計劃（2015CB932200 鈣鈦礦型太陽電池的基礎研究）和國家自然科學基金（21635002, 21471109, 21210001、21405143）的支持。 　　據悉，2014年以來，黃維院士領銜的創(chuàng)新團隊已相繼在《自然》（Nature）《自然•材料》（Nature Materials）《自然•納米技術》（Nature Nanotechnology）《自然•光子學》（Nature Photonics）和《自然•通訊》（Nature Communications）等國際頂尖學術期刊上發(fā)表一系列重要學術成果。此次發(fā)現的全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體實現多彩輻射發(fā)光和超靈敏X射線檢測，是該團隊在Nature系列期刊上的又一佳作，標志著該團隊在高端人才引育、科研成果體現、交叉學科建設和國際交流合作等方面取得突出成效，同時，進一步夯實了南京郵電大學建設世界一流學科的學術基礎。