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交叉集成上海交通大學在材料科學與其他科學與工程領域的綜合優勢，協同發展基于材料基因組理念的材料學理論與計算、實驗、數據技術，加速創新在新模式下材料研究與應用。牽頭建立校級“上海交通大學材料基因組聯合研究中心”學科交叉平臺；與MIT的Gerberd Ceder教授合作共建基于The Matenals Project的材料基因組亞洲中心；作為主要成員參與共建“上海市材料基因組工程研究院”；聯合上海同步輻射光源共建“材料高通量原位制備和表征線站”

環境DNA技術是21世紀生態環境領域革新性技術之一,該技術打破了傳統生物監測的局限，對生態系統各生態類群物種組成和豐度的準確解析，為生態系統生物多樣性評估和生態健康診斷提供了新的方向，也為相關部門落實推進生態文明建設奠定了技術基礎。 本項目開發了一系列基于環境DNA的水生態健康監測相關產品及整套污染診斷解決方案。該技術旨在針對飲用水源、受納水體、景觀水體、污水處理廠等，通過新型生物多樣性評估技術快速準確計算出生態受損范圍和程度，結合環境污染物診斷關鍵致毒物質，制定針對性環境修復方案。整套解決方案的創新點:1.開發了一種全新的環境DNA生物檢測技術工藝包，用于物種多樣性調查、入侵物種檢測、瀕危物種檢測等生態環保領域，該技術完全擺脫了當下基于生物形態區分物種的枷鎖，利用物種基因序列差異對生態系統內小到微生物，大到魚類、哺乳動物等進行快速“無創式”健康體檢，實現檢測過程數字化和物種識別智能化，全面了解生態系統的自然生物資源。該技術和傳統方法相比，物種多樣性檢測效率提高300%，檢測成本下降60%，檢測準確性提高30%;2.發明了一套新型的生物毒性評估方法和診斷設備，可實時監測并記錄水生生物在水體中的生理反應和行為。通過受試生物的行為表現判斷水體是否有毒以及致毒物質的種類，真實監測和評估化學污染物進入水體后對水生生物的急慢性影響，最后在實驗室中可以對現場富集在吸附柱里的樣品進行洗脫準確分析出為何種致毒物質，從而進行更高層次的風險評價及事故責任鑒定。 南京大學生態毒理與健康風險團隊在2012年就開始進行DNA宏條形碼相關研究，開發了一系列分子生物監測的方法，監測領域涵蓋微生物、浮游植物、浮游動物、底棲動物和魚類等群落，具備深厚的技術積累。目前團隊申請國家發明專利19項，授權美國專利1項，軟件著作權5項，覆蓋涵蓋技術方法、物種數據庫和 eDNA大數據分析算法3大核心方面。同時，本團隊多次承辦或聯合承辦國內環境監測系統的大型培訓，包括2019年全國監測系統培訓、2020年全國環境監測系統站長培訓班、2020年南水北調中線局河南分局培訓等多次培訓。團隊2019年開始帶頭舉辦國家年度eDNA會議,目前已成功舉辦2屆會議,邀請領域專家與行業相關人士與會討論eDNA技術更新與應用推廣，獲得業內一致好評。項目團隊也多次受到主流媒體報道，包括央視新聞聯播、南京日報、江蘇科技報、紫金山新聞等。團隊已在2020年開展了“中國環境科學學會團體標準”的立項工作，將環境DNA技術標準化、流程化，為產品市場化提供重要保障。

本項目將巨霍爾效應這一納米體系的新效應應用于器件領域，以納米鐵磁金屬顆粒薄膜替代現有霍爾器件的摻雜半導體活性層材料，是一個全新的技術，取得了多項具有原始創新性的技術成果，進一步推進了納米材料在新材料技術、電子信息技術等領域的應用。相關成果已獲國家發明專利授權九項。 納米鐵磁金屬顆粒薄膜霍爾器件具有的工作溫度寬、溫度穩定性能優異、抗核輻射等優點，在微弱磁場探測、航天器的精確定位、導航以及軍事裝備等方面都具有十分重要的用途，市場前景廣闊。

一、 項目簡介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸縮材料、磁性液體材料、硅鋼材料、電磁流變液、壓電和鐵電材料等，這些材料都具有優異的性能和廣泛的應用前景，為電工及相關行業的發展起到巨大的推動作用。在磁功能材料性能測試方面，測試了硅鋼單片及疊片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸縮特性，測試了磁性液體的磁化特性、磁粘特性和表面張力等。在磁功能材料數學建模和求解方面，從材料的應用特性著手，以超磁致伸縮材料、磁性液體、硅鋼材料和電磁流變液為例，考慮機械效應、溫度效應、電場效應、磁場效應等因素，利用能量變分原理建立電-磁-機械耦合模型，編制材料應用特性模型與分析軟件。在磁功能材料應用方面，研究了超磁致伸縮力傳感器、加速度傳感器，研究了磁性液體加速度傳感器、傾斜角傳感器、微壓差傳感器等，研究了磁性液體在物體比重測試技術和減振技術中的應用。二、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）在國內外學術期刊和國際會議上發表相關論文100余篇，被三大檢索收錄70余篇。參加相關科研項目16項，其中國家自然科學基金2項，省部級項目11項，技術開發項目1項。授權發明專利2項。三、 高清成果圖片3-4張

本項目開發的多孔組織工程材料 灌注裝置，采用循環灌注模式進行營 養物質/凝膠對去細胞神經材料或其他 多孔神經修復材料進行灌注，可充分 提供營養物質的生物利用度，更加快 捷有效實現營養物質在多孔組織工程 材料中的負載及分布

形成了具有中國自身特色的材料基因工程數據共享平臺技術，并據此建成便捷實用的數據服務平臺。基于材料基因工程思想，在國家“863”計劃（2015AA034201）支持下，建設國家材料科學數據共享網 2.0 版。2017 年 5 月完成建設并實現上線運行訪問，滿足材料基因工程數據存儲與管理需要（http://www.materdata.cn/）。該平臺同時承擔國家“863”計劃和北京市科技支撐計劃材料基因工程項目（D16110300240000）的數據匯交任務。材料基因工程數據共享平臺于2018年4月3日在北京舉辦的“863”課題驗收會議上成功驗收，并得到專家認可。專家委員會主席秦高梧教授認為：初步構建了材料基因工程數據共享平臺的框架，具有查詢、檢索、統計、下載以及對接數據挖掘等功能；初步形成了集熱力學計算、動力學計算、有限元模擬、神經網絡分析的多層次跨尺度一體化設計方法。為滿足該平臺的數據匯交和數據共享，開發了材料科學數據DOI 注冊軟件[MaterDataDOI] v1.0，并獲得了該軟件的著作權（北京科技大學，2017SR056658）。除公益性數據互聯網共享服務外，同時面向鋼鐵、有色等行業，提供定向資源共享以及專題性定制服務，探索公益性共享與定向服務數據共享機制和方式。

研發了一種基于礦物改性磷酸鹽基粘結增強工程材料，加水反應形成具有極強粘結性能和優良力學強度的無機晶體物，快速產生強度。該特種工程材料易于施工、粘結性能好、強度發展快、耐候、耐磨、耐火性好，可廣泛應用于各種混凝土材料及結構的快速搶修、修補、增強與加固。

本發明公開了一種酸性烤藍工藝制備高飽和磁通密度軟磁復合材料的方法。采用酸性烤藍工藝在軟磁合金粉末表面包覆由尺寸均勻的納米Fe3O4形成的包覆層，經粘結、壓制成型、熱處理工藝，制備新型的軟磁復合材料。本發明的優點是：采用酸性烤藍工藝制備Fe3O4方法簡單，并且容易控制Fe3O4層的厚度, 由于該反應是原位反應，因此制備的絕緣層致密，與磁粉的結合度高。與傳統的軟磁復合材料相比，由于絕緣層為亞鐵磁性的Fe3O4，有效減少了磁稀釋現象，從而可以得到具有高飽和磁通密度、高磁導率的軟磁復合材料。

本發明公開了一種堿性烤藍工藝制備高飽和磁通密度軟磁復合材料的方法。采用堿性烤藍工藝使磁粉表面氧化生成一層均勻的Fe3O4的絕緣層，然后經粘結、壓制成型、熱處理工藝，制備新型軟磁復合材料。本發明的優點是：采用堿性烤藍工藝制備的Fe3O4是在軟磁粉末的表面原位生長，因此絕緣包覆層與磁粉之間結合度高，并且包覆均勻致密；由于Fe3O4具有較高的電阻率，因此具有較好的絕緣效果；另一方面，用亞鐵磁性的Fe3O4作為絕緣包覆劑，克服了傳統非磁性物質作為包覆劑的磁稀釋現象，可以獲得更高的磁導率及磁通密度；堿性烤藍工藝操作簡單，成本較低，有利于實現工業化生產。

針對當前各類電子信息元器件多功能化、高頻化的趨勢，特別是微波、毫米波60GHz載波通信的出現，所研發的新型微波旋磁-介電復合陶瓷材料能夠在寬頻段范圍特別是微波頻段內同時具有優良電磁性能與介電性能，并滿足LTCC技術要求，是一種多功能電路板材料。研發的新型微波旋磁-介電復合陶瓷材料性能將達到先進水平，可以滿足汽車、航空、航天等工業領域的需求，實現基于自主研發的微波磁介復合陶瓷材料及其相關器件的批量生產。項目的實施可以滿足我國在運載火箭系統、衛星系統、導彈、神舟飛船、區域電子對抗系統中的微波通訊、功率放大器、發射機等微波集成電路中(MIC)等軍事方面對無線通信天線的應用需求，從而填補我國在這一領域的技術空白，替代國外同類產品，改變我國目前面臨的關鍵元器件受制于人的不利局面，具有巨大的戰略價值和社會經濟效應。本項目完成后，在微波磁介復合陶瓷材料技術方面具有獨立的知識產權，降低我國在這一關鍵領域的對外依賴程度，同時將顯著改善相關領域缺乏自主創新、具有高附加值的技術和產品的現狀，形成示范性整體性產業化鏈條，提升產業地位。