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近期，機(jī)電學(xué)院姚義清教授課題組在煤厭氧生物制氫研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究成果以“Hydrogen production via anaerobic digestion of coal modified by white-rot fungi and its application benefits analysis”為題發(fā)表在《Renewable&Sustainable Energy Reviews》。

作為鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域中的替代品，低成本、高性能的鈉離子電池是大規(guī)模儲(chǔ)能的關(guān)鍵戰(zhàn)略，正極是其中最關(guān)鍵組件之一，層狀氧化物正極由于其組分豐富、結(jié)構(gòu)可控和理論容量高而被深入研究，晶格氧活性的激活有望實(shí)現(xiàn)超出層狀正極理論極限的超高容量。

鋰離子動(dòng)力電池在實(shí)際工作中需要很高的能量和功率密度，所以需要有些正極材料在高電壓(4V 以上)還能進(jìn)行鋰離子的嵌入/脫出反應(yīng)，而在這樣高的電壓下，現(xiàn)有的有機(jī)電解液體系不能滿足要求。另外，鋰離子動(dòng)力電池的電解液還需要能滿足大電流充放電和高溫工作的要求。目前的電解液體系是把 LiPF6為電解質(zhì)鹽溶解于以環(huán)狀碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直鏈碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶劑中，不能滿足鋰離子動(dòng)力電池的上述要求。我們近年來(lái)在對(duì)正極材料進(jìn)行表面改性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了高電壓新電解液體系的研究，可行的解決途徑包括優(yōu)化有機(jī)電解液體系、添加適當(dāng)添加劑、選擇新型鋰鹽以及使用離子液體等。 該電解液可以提高電解液與高電壓正極的相容性，減少充電過程中電解液在高電壓正極材料表面的分解，并可以在正負(fù)極表面形成穩(wěn)定的 SEI 膜，使得正極材料的充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性顯著提高；而且工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、原料成本低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

該軟件以航天器機(jī)構(gòu)為對(duì)象，集成了研究所在高可靠性、長(zhǎng)壽命技術(shù)裝備的可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)方面研究的最新成果。軟件包含了FMECA/FTA/FRACAS分析、可靠度校驗(yàn)、機(jī)械/機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)、拓?fù)淇煽啃詢?yōu)化設(shè)計(jì)和多學(xué)科可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能模塊。 本課題研制了面向全壽命周期的復(fù)雜技術(shù)裝備可靠性設(shè)計(jì)自動(dòng)化平臺(tái)—“高可靠長(zhǎng)壽命航天器機(jī)構(gòu)可靠性軟件”，集成了本課題中針對(duì)我國(guó)自主研制的國(guó)防技術(shù)裝備的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)提出的新方法和新技術(shù)，以提高裝備的全壽命周期可靠性為目標(biāo)。該平臺(tái)包括了可靠性仿真分析部分和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)部分。其中，可靠性仿真分析部分包括FMECA/FTA/FRACAS、機(jī)械強(qiáng)度/機(jī)構(gòu)可靠性仿真、拓?fù)鋬?yōu)化可靠性仿真和時(shí)間域混合仿真四大模塊；可靠性設(shè)計(jì)部分則包括可靠性定性設(shè)計(jì)和可靠性定量設(shè)計(jì)兩大模塊。可靠性仿真分析部分和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)部分在裝備全壽命周期下多種可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)資源的支持下與多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)部分進(jìn)行各自信息的交互和共享。軟件平臺(tái)可以協(xié)同三維建模工具（如ProE，Solidworks等），有限元分析工具（如MSC，ANSYS等）和動(dòng)力學(xué)分析工具（如MSC，ADAMS）進(jìn)行復(fù)雜裝備的可靠性分析，可利用平臺(tái)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)和多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，或結(jié)合iSIGHT多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜裝備的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。

該軟件以航天器機(jī)構(gòu)為對(duì)象，集成了研究所在高可靠性、長(zhǎng)壽命技術(shù)裝備的可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)方面研究的最新成果。軟件包含了FMECA/FTA/FRACAS分析、可靠度校驗(yàn)、機(jī)械/機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)、拓?fù)淇煽啃詢?yōu)化設(shè)計(jì)和多學(xué)科可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能模塊。本課題研制了面向全壽命周期的復(fù)雜技術(shù)裝備可靠性設(shè)計(jì)自動(dòng)化平臺(tái)—“高可靠長(zhǎng)壽命航天器機(jī)構(gòu)可靠性軟件”，集成了本課題中針對(duì)我國(guó)自主研制的國(guó)防技術(shù)裝備的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)提出的新方法和新技術(shù)，以提高裝備的全壽命周期可靠性為目標(biāo)。該平臺(tái)包括了可靠性仿真分析部分和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)部分。其中，可靠性仿真分析部分包括FMECA/FTA/FRACAS、機(jī)械強(qiáng)度/機(jī)構(gòu)可靠性仿真、拓?fù)鋬?yōu)化可靠性仿真和時(shí)間域混合仿真四大模塊；可靠性設(shè)計(jì)部分則包括可靠性定性設(shè)計(jì)和可靠性定量設(shè)計(jì)兩大模塊。可靠性仿真分析部分和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)部分在裝備全壽命周期下多種可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)資源的支持下與多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)部分進(jìn)行各自信息的交互和共享。軟件平臺(tái)可以協(xié)同三維建模工具（如ProE，Solidworks等），有限元分析工具（如MSC，ANSYS等）和動(dòng)力學(xué)分析工具（如MSC，ADAMS）進(jìn)行復(fù)雜裝備的可

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:鋰離子動(dòng)力電池在實(shí)際工作中需要很高的能量和功率密度，所以需要有些正極材料在高電壓(4V 以上)還能進(jìn)行鋰離子的嵌入/脫出反應(yīng)，而在這樣高的電壓下，現(xiàn)有的有機(jī)電解液體系不能滿足要求。另外，鋰離子動(dòng)力電池的電解液還需要能滿足大電流充放電和高溫工作的要求。目前的電解液體系是把 LiPF6為電解質(zhì)鹽溶解于以環(huán)狀碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直鏈碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶劑中，不能滿足鋰離子動(dòng)力電池的上述要求。我們近年來(lái)在對(duì)正極材料進(jìn)行表面改性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了高電壓新電解液體系的研究，可行的解決途徑包括優(yōu)化有機(jī)電解液體系、添加適當(dāng)添加劑、選擇新型鋰鹽以及使用離子液體等。 該電解液可以提高電解液與高電壓正極的相容性，減少充電過程中電解液在高電壓正極材料表面的分解，并可以在正負(fù)極表面形成穩(wěn)定的 SEI 膜，使得正極材料的充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性顯著提高；而且工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、原料成本低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 目前臨床上抗哮喘用藥主要包括糖皮質(zhì)激素類藥物與β2受體激動(dòng)劑（例如鹽酸丙卡特羅（美普清）），但這兩類藥物存在較大的副作用。糖皮質(zhì)激素類藥物可引起水、鹽、糖、蛋白質(zhì)及脂肪代謝紊亂；減弱機(jī)體抵抗力，阻礙組織修復(fù)，延緩組織愈合；抑制兒童生長(zhǎng)發(fā)育。β2受體激動(dòng)劑可引起心律失常、肌肉震顫、水鹽代謝紊亂。臨床急需療效確切、副作用小的新藥。 氣道高反應(yīng)性是指氣管、支氣管本身對(duì)各種刺激，包括特異性抗原刺激和非特異性刺激，如物理、化學(xué)刺激，呈現(xiàn)過度反應(yīng)，是支氣管哮喘病人區(qū)別于正常人的重要特征。CD38分子表達(dá)與分布在氣道平滑肌等。通過CD38分子的酶催化作用生成的環(huán)腺苷二磷酸核糖(cyclic adenosine diphosphate ribose, cADPR)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放而調(diào)節(jié)細(xì)胞收縮。氣道平滑肌的收縮能力主要依靠于平滑肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+的濃度，CD38分子可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的濃度進(jìn)而影響氣道平滑肌的收縮，在哮喘的發(fā)病機(jī)制中起到非常重要的作用。圖1.T化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)   本項(xiàng)目重點(diǎn)研究了兩種小分子CD38抑制劑，其中一種化合物即5-(3-苯基丙酰氨基)-N-(4-乙氧羰基苯基)-1H-3-吲哚甲酰胺（T化合物分子式見圖1）治療能夠減輕臭氧攻擊所造成氣道與肺泡病理改變，炎癥反應(yīng)、氧化損傷及氣道高反應(yīng)，且無(wú)明顯血液毒性與全身性毒副作用。該化合物作為CD38酶抑制劑，可通過抑制Ca2+釋放舒張氣管平滑肌，對(duì)癥治療氣道高反應(yīng)性疾病；我們利用臭氧制作小鼠氣道高反應(yīng)模型，同時(shí)給予該化合物的乳化劑灌胃治療，發(fā)現(xiàn)經(jīng)該化合物治療的小鼠氣道阻力明顯降低（見表1）、動(dòng)態(tài)肺順應(yīng)性明顯增加、肺病變程度減輕（見圖2）。  應(yīng)用范圍 流行病學(xué)結(jié)果表明，中國(guó)有大約3000萬(wàn)哮喘病人。其中，兒童哮喘發(fā)病率約1.5%，成人發(fā)病率約1.24%。由于哮喘發(fā)病率不斷地增高，預(yù)計(jì)在未來(lái)15-20年內(nèi)患者總?cè)藬?shù)將增至4億人。T化合物可以有效治療哮喘病人氣道高反應(yīng)癥狀、副作用小，具有良好的藥物開發(fā)前景，我國(guó)每年有超過3000萬(wàn)人出現(xiàn)哮喘發(fā)病，假設(shè)僅僅5%的病人（150萬(wàn)）接受5000元的抗哮喘治療，則年銷售額可望達(dá)到75億元。 表1 ＊P<0.05 vs 正常對(duì)照組   ＃ P<0.05 vs 模型組項(xiàng)目階段 本項(xiàng)目處于臨床前階段。化合物合成路線合理，產(chǎn)率高。適合產(chǎn)業(yè)化。我們的研究發(fā)現(xiàn)，5-(3-苯基丙酰氨基)-N-(4-乙氧羰基苯基)-1H-3-吲哚甲酰胺除了能通過抑制CD38酶活性，擴(kuò)張氣管平滑肌對(duì)癥治療氣道高反應(yīng)性疾病之外，還具有抗炎、抗氧化作用，未發(fā)現(xiàn)明顯毒副作用。   圖2.各組小鼠肺組織病理切片HE染色圖左上，正常對(duì)照組；中上，模型組；右上，陽(yáng)性藥1激素組；左下，陽(yáng)性藥2美普清組；中下，H化合物組；右下，T化合物組知識(shí)產(chǎn)權(quán) 已經(jīng)獲得發(fā)明專利授權(quán)。合作方式 技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

本發(fā)明提供一種深井高應(yīng)力大巷煤柱釋能改性防治沖擊地壓的方法，屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先實(shí)施大直徑卸壓鉆孔，釋放煤體積聚彈性能；其次，大直徑鉆孔內(nèi)進(jìn)行超高壓定點(diǎn)水力壓裂，將完整煤柱裂化，減弱大巷煤柱蓄能能力；然后，對(duì)壓裂后的大巷煤柱實(shí)施注漿加固，增加大巷煤柱強(qiáng)度，提升沖擊閾值；最后，實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，增加大巷煤柱的抗沖擊能力。

該專利技術(shù)由廣東興發(fā)鋁業(yè)有限公司和華南理工大學(xué)共同開發(fā)，并在廣東興發(fā)鋁業(yè)有限公司進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化實(shí)施。解決了現(xiàn)有技術(shù)中顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)度和塑性不能兼顧的問題，滿足了地鐵等軌道交通對(duì)強(qiáng)度、硬度和韌性的高要求。專利產(chǎn)品“地鐵剛性懸掛匯流排鋁合金型材”具有輕量化、強(qiáng)度高、韌性好、導(dǎo)電性能好、載流界面大、易安裝等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)定為“廣東省高新技術(shù)產(chǎn)品”，在廣州地鐵、佛山地鐵、上海地鐵等軌道交通建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，得到應(yīng)用單位的高度認(rèn)可。截至2017年12月底，專利實(shí)施企業(yè)累計(jì)新增銷售額1.9895億元，累計(jì)新增利潤(rùn)1795.3萬(wàn)元，累計(jì)創(chuàng)匯達(dá)615.4萬(wàn)元。獲得了中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。