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本項目獲 2017 年國家科技進步獎二等獎。 本技術圍繞食品危害物低成本、快速發現為核心，將生物識別與結合新型納 米標記材料相結合，針對目前生物快速檢測中存在的穩定性和可靠性問題，利用 自組裝技術將多種光、電、磁學信號集于一體，構建具有良好體系相容性和穩定 性的納米-生物傳感界面，提出了基于等離子手性信號的高靈敏檢測新技術，發 展了集快速富集與多信號同時測定于一體的多功能傳感檢測新方法和新器件。 （1）綜合運用了化學和生物體系的多尺度模擬和計算，提出了基于粗粒化 模型的抗原抗體親和性定量分析新方法，設計并研制了 200 余種高親和性和高特 異性抗原和抗體。 （2）研究了抗體與載體成分（纖維素、磁性納米材料、硅球等）的表界面 性質，創制了基于相分離的新型分離富集介質，并研制了相關快速富集和分離產 品，大大提高了復雜基質中痕量成分的提取效率。 （3）研制了新型標記材料，解決了“高標記效率”和“生物分子高活性” 無法兼顧的難題，研制了系列高特異性檢測探針，為復雜體系中痕量物質的快速 甄別提供了有力手段。 本項目共獲得國家發明專利 87 項，實用新型專利 5 項，獲美國授權發明專 利 1 項，制訂國家食品安全標準 2 項。

3D專題教育圍繞安全教育和傳統文化教育兩大主題，將德育教育、社區公共安全教育、道德理念、傳統文化等等內容通過3D的形式展現，場景真實，讓教育更生動有趣。 3D安全教育專題 3D專題教育以小螞蟻為主人公形象，使用3D技術模擬展現上下樓梯、乘坐電梯、教室用電等校園、家庭和生活里中小學生容易忽略的危險行為貼近中小學生校園生活場景，提供正確安全的中小學生行為規范指導。 ????? 貼近生活，場景高度仿真 ????? 創設3D安全教育場景 ????? 3D卡通形象，情節趣味十足 3D傳統文化教育專題 以3D形式再現傳統文化教育，有助于深化學生對于思想、政治、道德、法律和心理健康等教育的認識和理解，全面提升學生素質。 ????? 3D高清還原現實場景 ????? 真實示范道德、禮儀規范 ????? 3D體驗教學促進良好品德養成?

本發明公開了一種高性能光譜選擇性吸波元件及太陽能熱光伏系統，包括金屬基底、低折射率介質第一薄膜、高折射率半導體納米方塊陣列、低折射率介質第二薄膜和低折射率介質第三薄膜；低折射率介質第一薄膜均勻覆蓋在金屬基底上，其上構建棋盤狀周期排列的高折射率半導體納米方塊陣列，在高折射率半導體納米方塊陣列之間填充低折射率介質第二薄膜，在其頂部覆蓋低折射率介質第三薄膜。本發明通過對金屬表面介質薄膜的結構設計，獲得良好的光譜選擇性；通過選擇不同的金屬、半導體、介質材料，和（或）改變結構參數，實現靈活的截止波長調控及光譜選擇性；本發明同樣適用于耐高溫的金屬、半導體、介質材料，可在太陽能熱光伏系統中得到廣泛應用。

碳納米管海綿材料具有輕質、柔性、抗腐蝕、耐高溫等特點。微觀上具有三維多孔結構，能夠承受大應變的反復壓縮而不坍塌，同時，碳納米管互相搭接形成高導電的三維網絡。這種綜合的優良力學和電學性能使得碳納米管海綿在功能復合材料、吸附過濾等領域具有廣闊的應用前景。近年來，隨著社會對清潔、可再生能源的日趨重視，各種能量轉換和存儲器件的研究如火如荼。

項目成果/簡介:作為一種新的太陽能電池電池技術，有機太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優點；在應用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優勢互補。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機太陽能電池還具有環境友好的優點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產生重金屬污染，其所使用的少量有機材料都是可降解的有機染料類化合物。效率、成本和穩定性是所以太陽能電池能否應用的關鍵要素。有機太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實驗室已經獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優勢，有機材料分子結構多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產業界對有機太陽能電池壽命的要求不如無機太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業化應用，已有研究表明，OPV 壽命達到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會很快實現。 本項目圍繞有機太陽能電池的關鍵材料開展系統研究，1）提出了新的材料設計理念，發展了系列具有獨立自主知識產權的活性層材料；2）發展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領域內最高太陽能電池光電轉化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規透明電極，如 ITO，完全相當性能。應用范圍:目前有機太陽能電池正處在從實驗室走向實際應用的黎明階段，因其優點和特點，在可穿戴設備、建筑一體化等領域將會產生巨大的需求市場。當前國內外多家實驗室已開展完全面向實際應用的研究開發，隨著研究的不斷深入，有機太陽能電池的商品化生產應用將會很快實現。效益分析:1. 具有完全自主知識產權的高效有機太陽能電池活性層材料，且合成簡單，成本低； 2. 具有成熟的高效有機太陽能電池制備工藝； 3. 具有自主知識產權的低成本、高性能柔性透明電極，不僅完全適用有機太陽能電池，亦可廣泛應用了其它相關領域。

本發明提供一種深井高應力大巷煤柱釋能改性防治沖擊地壓的方法，屬于采礦技術領域。該方法首先實施大直徑卸壓鉆孔，釋放煤體積聚彈性能；其次，大直徑鉆孔內進行超高壓定點水力壓裂，將完整煤柱裂化，減弱大巷煤柱蓄能能力；然后，對壓裂后的大巷煤柱實施注漿加固，增加大巷煤柱強度，提升沖擊閾值；最后，實施補強支護，增加大巷煤柱的抗沖擊能力。

隨著光伏產業的高速的發展，硅錠切割產生的切割廢料也將出現井噴式的增長。僅2012年一年，我國就用了23萬噸的多晶硅，產生了近25萬噸的粒度≤5mm的二次切割廢料(SiC和Si)，回收廠家院內廢料堆積如山，粉塵飛揚，環境惡劣。而粒度≤5mm的二次切割廢料(SiC和Si)中的SiC和晶體Si粉都是通過高能耗、高成本制備出來的，所以如能將這些廢料得以回收利用，不僅減少了環境污染，也會產生出巨大的經濟效益。特別是如能將二次廢料中價值最高的晶體硅粉得以回收并再用于制造太陽能多晶硅，這對我國減少多晶硅的進口是有重要意義的，所以說，從晶體硅切割廢料中回收多晶硅是今后一個重要的發展方向。 （1）本項目可從多晶硅切割廢料中提取出太陽能級多晶硅，其技術含量高、生產成本低、能耗小。生產的多晶硅可以替代國外進口產品，減少我國多晶硅的進口量，這對降低光伏能源成本，實現光伏能源的普及有重要意義。 (2) 本項目同時生產的副產品碳化硅制品的最大特點耐高溫和耐磨性等性能遠好于同類產品，且價格遠優于國內同類產品，因此該副產品有著廣闊的市場前景，市場競爭力強。該副產品作為耐火材料可廣泛應用于冶金、陶瓷、能源、化工等行業。如鋼鐵廠高爐的爐窯內襯和鋼包內襯、電解鋁廠鋁電解槽的側部、火法煉鋅的罐體的內襯等；如陶瓷行業所用窯爐內所用的窯板和棚板等。 (3) 產品附加值高：由于本項目所用原料主要是來源于光伏行業產生的切割廢料，原料的來源豐富且價格便宜，產品的科技含量高，生產成本低，故產品的附加值高。本項目擁有CN103086378A, CN101941699A, CN102275925A, CN102241399A, CN101724902A, CN101671022B等多項專利。

作為一種新的太陽能電池電池技術，有機太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優點；在應用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優勢互補。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機太陽能電池還具有環境友好的優點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產生重金屬污染，其所使用的少量有機材料都是可降解的有機染料類化合物。效率、成本和穩定性是所以太陽能電池能否應用的關鍵要素。有機太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實驗室已經獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優勢，有機材料分子結構多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產業界對有機太陽能電池壽命的要求不如無機太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業化應用，已有研究表明，OPV 壽命達到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會很快實現。 本項目圍繞有機太陽能電池的關鍵材料開展系統研究，1）提出了新的材料設計理念，發展了系列具有獨立自主知識產權的活性層材料；2）發展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領域內最高太陽能電池光電轉化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規透明電極，如 ITO，完全相當性能。

浙江大學航空航天學院宋吉舟教授團隊，便基于形狀記憶聚合物，提出了一種新型的“萬能抓手”策略。這個“萬能抓手”的載體非常簡單，就是一塊智能“塑料”。別瞧它結構簡單，本領可不小，它可以把目標物體“鎖”在體內，輕松地抓取1微米到1米大小之間任何形狀的物體。 目前這一研究成果已發表在知名學術期刊《科學進展》（Science Advances）上，文章共同第一作者為浙江大學航空航天學院碩士生令狐昌鴻和博士生張順，通訊作者為浙江大學航空航天學院宋吉舟教授。 宋吉舟教授團隊的“萬能抓手”何以做到“探囊取物”？靠的便是形狀記憶聚合物。形狀記憶聚合物是一種特殊的智能材料，論其特殊，就特殊在它的“逆來順受”：在外部刺激作用（如光、熱）控制下，形狀記憶聚合物可軟可硬，在受到一定的外力作用導致變形后，它就能保持這個變形后的形狀，可謂“順其自然”；然而在一定的外部刺激作用下，它又會變回原來的樣子。目前形狀記憶聚合物已經被廣泛用于智能織物、電子包裝管的熱收縮膜、航空器太陽能帆板展開機構、智能醫藥器件等領域。 宋吉舟教授團隊的新策略：第一步，就是抓取物體時，先在外部刺激作用下，讓形狀記憶聚合物變得柔軟，趁此機會將物體或者物體表面的結構嵌入其中；第二步，去掉外部刺激，讓形狀記憶聚合物變回剛硬的狀態，保持住該變形的臨時形狀，將物體“鎖住”，從而把物體抓取起來；第三步，等把物體轉移到目的地之后，再次施加外部刺激，形狀記憶聚合物就會恢復初始形狀，將物體“解鎖”釋放。 形狀記憶聚合物萬能抓手抓取和釋放物體的流程示意圖 形狀記憶聚合物這塊智能 “ 塑料 ” ，就好像是一把有魔力的萬能鎖，能鎖住世間萬物：為了獲取 “ 獵物 ” ，它 先 變成柔軟的橡皮泥，把物體柔柔地包住，然后變成堅硬的石頭，把物體牢牢地鎖住，等把物體 “ 押送 ” 到目的地，又會重新變成軟軟的橡皮泥并釋放物體。宋吉舟教授介紹，這把 “ 萬能鎖 ” 能在典型的三維結構物體上產生很大的抓力，包括球體、方塊、管狀物體、螺栓、螺母、棗核、鑰匙串等；更厲害的是，它還能像壁虎一樣， 粘附在物體表面 ，不論物體表面光滑還是粗糙。 形狀記憶聚合物萬能抓手對典型宏觀物體的抓力   那么對于尺寸小的物體，這個抓手又是如何發揮功效的呢？當物體尺寸小到微觀尺度（100微米左右或者更小），物體受到的表面力，特別是與抓手的粘附作用強，會給物體的釋放帶來較大的挑戰。在該設計中，抓手通過把物體或者物體表面的結構鎖在其內部實現抓取，不依賴抓手的粘附力，所以當粘附力給物體釋放帶來挑戰時，就可以在抓手表面鍍上一層特殊材料，或者增加抓手表面粗糙度來減弱粘附，從而實現物體釋放。這樣，即使是75微米大小的不規則鐵顆粒或者是直徑10微米的二氧化硅球，也能順利從形狀記憶聚合物萬能抓手上得到釋放。 使用形狀記憶聚合物萬能抓手操縱75 微米的不規則鐵顆粒和10微米直徑的二氧化硅球 “微觀抓手就像微觀世界里的吊車，可以用它在微觀世界里搭建‘建筑’，制作特殊的光電器件。”令狐昌鴻說，“這個抓手在微觀視角下還有一個優勢，就是一個抓手就是數以萬計的微觀吊車，可以高效地在微觀世界工作。” 談及具體應用，宋吉舟教授表示，在柔性電子制備中，最重要的一步就是微觀元器件的快速組裝，即把制備基底上數以萬計或者更多的維納元器件轉移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附來一次性抓取這些元器件，但是釋放的時候粘附就變成了限制因素。而宋吉舟教授課題組提出的這個策略，完全不依賴粘附，為柔性電子的制備提供了一種新思路，有望推進柔性電子的工業化進程。 使用形狀記憶聚合物萬能抓手組裝柔性電子器件的簡單展示 該項目得到了國家973計劃、國家自然科學基金和中央高校基本科研業務費專項資金等的支持。