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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:一、仿生納米藥物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建與應(yīng)用實(shí)例1二、仿生納米藥物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建與應(yīng)用實(shí)例2本發(fā)明公開(kāi)了一種納米藥物控釋體系的制備方法，包括以下步驟：(1)制備納米級(jí)紅細(xì)胞膜囊泡；(2)制備具有光敏性的載藥氧化石墨烯；(3)制備靶向分子；(4)制備納米藥物控釋體系。本發(fā)明通過(guò)紅細(xì)胞囊泡的包埋可避免納米載體被體內(nèi)某些蛋白包被形成所謂的“蛋白冠”，保證靶向分子的活性；其次紅細(xì)胞囊膜泡為人體內(nèi)存在的生物相容性好，無(wú)毒副作用，不會(huì)引起排異反應(yīng)；再次紅細(xì)胞的包埋囊泡可有效降低氧化石墨烯的表面自由能，增加納米藥物控釋體系的分散性；而且在氧化石墨烯上吸附了光敏劑吲哚菁綠，可結(jié)合光熱治療，進(jìn)一步增強(qiáng)了納米藥物控釋體系的抗腫瘤效果。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:發(fā)明專(zhuān)利知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):ZL201711377861.1技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:國(guó)家級(jí)計(jì)劃/專(zhuān)項(xiàng)類(lèi)別:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，湖南省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目獲得經(jīng)費(fèi):65.00萬(wàn)元

圍繞無(wú)人駕駛、智能制造領(lǐng)域，本項(xiàng)目針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器視覺(jué)難以同時(shí)兼顧大視場(chǎng)、高分辨、實(shí)時(shí)性的技術(shù)瓶頸，從源頭打破常規(guī)成像規(guī)則，鑒于昆蟲(chóng)復(fù)眼具有大視場(chǎng)高靈敏的優(yōu)勢(shì)，以及人眼視覺(jué)具有變分辨率和冗余數(shù)據(jù)壓縮的優(yōu)勢(shì)，將兩者相結(jié)合，提出一種復(fù)合仿生三維成像感知方法，通過(guò)突破變分辨掃描發(fā)射、多通道并行接收、圖像重構(gòu)與成像感知算法等關(guān)鍵技術(shù)，形成了具有體系化的前沿技術(shù)成果，研發(fā)出了諸如收發(fā)探測(cè)模塊，多通道仿生曲面相機(jī)系統(tǒng)、在線(xiàn)光電檢測(cè)系統(tǒng)等實(shí)物成果。核心技術(shù)受到國(guó)家、省部級(jí)項(xiàng)目資助5項(xiàng)。

01. 成果簡(jiǎn)介 本項(xiàng)成果應(yīng)用于電廠，在電廠凝汽器改造過(guò)程中采用該仿生優(yōu)化管束布置形式，可以實(shí)現(xiàn)換熱性能增強(qiáng)20%以上。該仿生優(yōu)化管束布置的凝汽器，其換熱管在管板上的布置呈仿生雙連樹(shù)形布置，由仿生雙連樹(shù)疏松樹(shù)枝管束區(qū)管束、仿生雙連樹(shù)密集管束區(qū)管束、漸縮空冷區(qū)管束等組成；仿生雙連樹(shù)疏松樹(shù)枝管束區(qū)由上部?jī)A斜向上的仿生樹(shù)枝形管束、下部水平的仿生樹(shù)枝形管束和底部向下的仿生樹(shù)枝形管束等組成。本項(xiàng)成果具有管束汽流流場(chǎng)均勻無(wú)渦流、殼側(cè)汽阻小、熱負(fù)荷分布均勻、凝結(jié)水過(guò)冷度小、凝汽器的傳熱系數(shù)和運(yùn)行真空度都較高的優(yōu)點(diǎn)，其換熱系數(shù)可按HEI計(jì)算值高10%-20%，可大幅節(jié)能。 圖1 仿生優(yōu)化布置管束凝汽器數(shù)值模擬流場(chǎng)  圖2 某600MW機(jī)組凝汽器施工現(xiàn)場(chǎng) 在國(guó)家發(fā)改委示范工程項(xiàng)目的支撐下，分別在萊城電廠2臺(tái)機(jī)組、蒲城電廠1臺(tái)機(jī)組（330MW），華電鄒縣電廠2臺(tái)機(jī)組（600MW）等進(jìn)行了工程示范，改造后的凝汽器壓力降低0.8-1.5kPa，節(jié)約標(biāo)煤約2-4g/kWh，節(jié)能效果明顯。02. 應(yīng)用前景 電廠凝汽器改造。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 相關(guān)成果已授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)主要研究領(lǐng)域?yàn)閭鳠釓?qiáng)化與節(jié)能理論技術(shù)及工程應(yīng)用研究, 負(fù)責(zé)人為副研究員。承擔(dān)國(guó)家十二五重大專(zhuān)項(xiàng)子課題、973課題、重點(diǎn)基金、國(guó)家發(fā)改委示范工程項(xiàng)目課題、科技支撐計(jì)劃子課題、國(guó)際合作等項(xiàng)目，曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。科研成果發(fā)表論文80余篇，申請(qǐng)專(zhuān)利70余項(xiàng)。05. 合作方式 商務(wù)合作。06. 聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn

01. 成果簡(jiǎn)介 仿生體模從力學(xué)、聲學(xué)等物理性質(zhì)上模擬人體軟組織，能夠直觀反映出組織的影像學(xué)特征，因此可廣泛應(yīng)用于超聲設(shè)備校準(zhǔn)、臨床操作訓(xùn)練等。針對(duì)超聲成像和超聲彈性成像，目前已經(jīng)發(fā)展了一些體模制備方法。為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，如材料毒性，難以降解，以及仿生制備非均勻體模（如腫瘤體模和皮膚體模等）界面強(qiáng)度不夠等問(wèn)題，本研究經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)試驗(yàn)，在理論分析和數(shù)值仿真指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)際制作千余次，發(fā)展出一種無(wú)毒、可降解多功能仿生體模制備技術(shù)，所制備的體模性能參數(shù)包括但不限于： 體模尺寸：體模最小特征尺寸可從數(shù)毫米到數(shù)十厘米之間變化，覆蓋各種人體組織的特征尺寸； 體模熔點(diǎn)：體模熔點(diǎn)可在20攝氏度到90攝氏度之間調(diào)控，覆蓋腫瘤熱消融時(shí)的升溫目標(biāo)(典型值約為43—65攝氏度)。 體模楊氏模量：體模的楊氏模量可在3KPa到500kPa之間調(diào)控，覆蓋人體主要組織(如皮膚、血管、肝臟等)的楊氏模量變化范圍。 仿生微結(jié)構(gòu)：體模內(nèi)部可包含直徑3mm～20mm的球體或截面直徑3mm～20mm的圓柱體。能夠仿生模擬含腫瘤、神經(jīng)纖維等結(jié)構(gòu)的軟組織。 可3D或4D打印：實(shí)驗(yàn)表明，本體模材料可作為3D或4D打印的打印墨水，從而打印出具有復(fù)雜微結(jié)構(gòu)并可對(duì)外界激勵(lì)作出響應(yīng)的仿生體模。      腫瘤仿生體模   皮膚體模 02. 應(yīng)用前景 臨床醫(yī)用軟材料耗材，超聲設(shè)備校準(zhǔn)、臨床操作訓(xùn)練等。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 相關(guān)成果已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利保護(hù)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)主要研究領(lǐng)域?yàn)槌晱椥猿上瘛④洸牧虾蜕锊牧狭W(xué)、接觸力學(xué)、計(jì)算力學(xué)等，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為教授、博士生導(dǎo)師。參與和承擔(dān)973、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目等科研項(xiàng)目多項(xiàng)。科研成果發(fā)表SCI論文120余篇，申請(qǐng)專(zhuān)利20余項(xiàng)。05. 合作方式 商務(wù)合作。06. 聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn y-zheng17@mails.tsinghua.edu.cn

關(guān)節(jié)軟骨損傷及其退行性病變-骨關(guān)節(jié)炎給社會(huì)帶來(lái)越來(lái)越大的勞動(dòng)力損失以及患者生活質(zhì)量的下降。骨軟骨生物醫(yī)學(xué)研究日益深入，但另一方面，減少動(dòng)物的使用又是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，也是人類(lèi)文明進(jìn)步的趨勢(shì)。因應(yīng)這一挑戰(zhàn)，體外模型，包括多種類(lèi)器官，被開(kāi)發(fā)出來(lái)并用于體外生物醫(yī)學(xué)研究，有效減少了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用數(shù)量，并提升了研究的準(zhǔn)確性。本項(xiàng)目通過(guò)制備仿生模型，為骨軟骨的缺損和再生研究提供了體外、準(zhǔn)確的研究手段。

本發(fā)明公開(kāi)了一種吸附-光催化一體化二氧化鈦的制備方法，以十二烷基-2-吡啶-甲胺為模板劑，在乙醇-水體系條件下水熱反應(yīng)，用乙醇-鹽酸溶液萃取模板劑得到中間體，最后采用水鈍化方法處理得到吸附-光催化一體化二氧化鈦。本發(fā)明采用水鈍化的方法制備的材料在高風(fēng)速（較短接觸時(shí)間）條件下的吸附、催化和抗?jié)裥阅芟啾痊F(xiàn)有材料具有顯著優(yōu)勢(shì)，在室內(nèi)空氣污染治理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

氧化鋯纖維成果轉(zhuǎn)化 本項(xiàng)目涉及從原料的合成、纖維及其制品的制備以及相關(guān)設(shè)備等系列專(zhuān)利群，具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，該發(fā)明專(zhuān)利群不僅在技術(shù)上處于國(guó)際領(lǐng)先水平，還可轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成具有高附加值的產(chǎn)品，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外沒(méi)有先例可借鑒，從工藝到設(shè)備大都是自主研發(fā)設(shè)計(jì)，投入的人力、物力和時(shí)間非常大。已在山東德艾普節(jié)能材料有限公司實(shí)施轉(zhuǎn)化。 由于氧化鋯纖維具有極低的高溫導(dǎo)熱系數(shù)和耐溫性，決定了氧化鋯纖維及其制品在超高溫隔熱領(lǐng)域具有及其廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)前景。主要應(yīng)用包括高溫電爐、退火爐、單晶爐、中高頻感應(yīng)爐以及氣氛爐等的高溫面的隔熱。1600度以上的保溫，每年具有幾千噸的市場(chǎng)需求，可產(chǎn)生上百億的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 《氧化鋁特種陶瓷材料及相關(guān)應(yīng)用》成果轉(zhuǎn)化 該專(zhuān)利技術(shù)成果主要涉及的是氧化鋁微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁基陶瓷纖維的“溶膠-凝膠”法制備及其相關(guān)應(yīng)用等，已在山東東珩膠體材料有限公司實(shí)施轉(zhuǎn)化。 氧化鋁特種陶瓷材料及相關(guān)應(yīng)用市場(chǎng)需求大，技術(shù)轉(zhuǎn)化條件成熟，具有良好的轉(zhuǎn)化前景。微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁纖維在國(guó)際上已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用和推廣，尤其是在軍事材料、航空航天材料。目前國(guó)內(nèi)還是空白，但是以美日為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖、材料禁止買(mǎi)賣(mài)，限制我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)、航空、航天等方面的發(fā)展，陳代榮教授團(tuán)隊(duì)研究的氧化鋁特種陶瓷材料將會(huì)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，打破美日等國(guó)對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)氧化鋁陶瓷材料在軍事、航空、航天、人民生活用品等方面的廣泛應(yīng)用。 碳纖維復(fù)合芯架空導(dǎo)線(xiàn) 碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線(xiàn)是一種新型節(jié)能型增容導(dǎo)線(xiàn)，具有質(zhì)輕，高強(qiáng)、耐腐、抗疲勞、弧垂變化小、安全節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)倍容輸電，并具有自融冰功能，可以減少輸電回路，提高架線(xiàn)土地利用率，降低線(xiàn)路改造成本，是原有鋼芯鋁絞線(xiàn)的最佳替代品。適用于高地質(zhì)災(zāi)害、大跨越、城網(wǎng)改造升級(jí)、沿海等高腐蝕區(qū)域以及超高壓和特高壓輸電，有助于構(gòu)造安全、環(huán)保、高效節(jié)約型輸電網(wǎng)絡(luò)。 本產(chǎn)品以高性能碳纖維及山東大學(xué)自主研發(fā)的耐高溫特種樹(shù)脂為原料，具有獨(dú)特的防劈裂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以先進(jìn)的自動(dòng)化拉擠機(jī)組為硬件保障，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，六家合作企業(yè)掛網(wǎng)業(yè)績(jī)已達(dá)3萬(wàn)公里。曾獲國(guó)家能源科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。 碳纖維系列成果還有碳纖維復(fù)合材料抽油桿、單兵防護(hù)、碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶、碳纖維復(fù)合材料三維編織體等，成熟度基本都可以量產(chǎn)。

PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子樹(shù)脂之一。對(duì)廢棄的PET塑料進(jìn)行降解或回收 循環(huán)使用是PET產(chǎn)業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)，是塑料資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵之一。PET的回 收方法主要分為物理回收、化學(xué)回收、物理-化學(xué)回收三種。目前PET化學(xué)回收工業(yè)化主要的 兩種方法分別是水解和醇解，在酸催化作用下酯鍵的水解，酸直接影響著反應(yīng)進(jìn)行的轉(zhuǎn)化率、 選擇性和速度，目前多使用硫酸，但存在以下缺點(diǎn)：強(qiáng)酸酸性對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕、分離能耗高、 產(chǎn)品純化難、催化劑不能回收、產(chǎn)生大量酸性廢水。本項(xiàng)目首次合成專(zhuān)用固體催化劑，采用 新工藝降解聚酯PET (對(duì)其它類(lèi)型的聚酯也同樣實(shí)現(xiàn)高效降解) 。該固體催化劑無(wú)毒、不腐蝕設(shè) 備、可循環(huán)使用、環(huán)境友好，能很好地解決目前PET降解中的難題。

黑加侖富含花青素、多酚等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但酸度較高口感不佳，通過(guò)酵母篩選及工藝優(yōu)化，獲得了口感較佳的黑加侖果酒釀造技術(shù)。水蜜桃保藏時(shí)間極短，容易腐爛變質(zhì)，品相較差的果難以銷(xiāo)售，通過(guò)釀酒酵母及釀造工藝優(yōu)化，獲得了桃香味濃郁口感佳的水蜜桃果酒。楊梅富含花青素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但酸度較高，不適 合釀酒，通過(guò)降酸酵母篩選及工藝優(yōu)化，獲得了顏色亮麗口感佳的楊梅果酒。洋蔥葡萄酒具有眾多保健功能且效果顯著，但洋蔥浸泡葡萄酒，口感較差，有洋蔥腐爛味和刺激味，通過(guò)對(duì)洋蔥發(fā)酵處理，得到洋蔥發(fā)酵液，與葡萄酒勾兌具有較好的協(xié)調(diào)性，口感好，無(wú)洋蔥味，其洋蔥槲皮素含量高于浸泡，保健功效更為顯著。 

新能源學(xué)院趙學(xué)波教授領(lǐng)銜的氫能團(tuán)隊(duì)在具有工業(yè)應(yīng)用前景的丙烷氧化脫氫制丙烯高性能催化劑研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)論文《含硼金屬有機(jī)框架化合物衍生的球形超結(jié)構(gòu)氮化硼納米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Journal of the American Chemical Society發(fā)表。我校2016級(jí)博士生曹磊、新能源學(xué)院代鵬程副教授為該論文共同第一作者，新能源學(xué)院趙學(xué)波教授、代鵬程副教授、昆士蘭大學(xué)Yusuke Yamauchi教授為共同通訊作者，中國(guó)石油大學(xué)（華東）為第一署名單位。 丙烯是極為重要的大宗化工基礎(chǔ)原料，后續(xù)衍生出的眾多有機(jī)化工產(chǎn)品在建筑、汽車(chē)、包裝紡織等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。近年來(lái)隨著丙烯下游產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速擴(kuò)張，傳統(tǒng)的丙烯來(lái)源已無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，因而亟需開(kāi)發(fā)新的丙烯來(lái)源。丙烷氧化脫氫制丙烯具有底物轉(zhuǎn)化率高、工藝能耗低和無(wú)積碳不易失活等優(yōu)勢(shì)，極具工業(yè)應(yīng)用前景。但是由于產(chǎn)物丙烯容易與氧化劑發(fā)生過(guò)度氧化，降低了目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性，從而讓丙烷氧化脫氫工藝一直無(wú)法達(dá)到工業(yè)化的要求。因此，開(kāi)發(fā)一種高效催化劑，抑制過(guò)度氧化，提升產(chǎn)物中丙烯的選擇性是推動(dòng)丙烷氧化脫氫發(fā)展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烴選擇性最高的丙烷氧化脫氫催化劑，但是單程烯烴收率離工業(yè)化需求仍有一定差距。通過(guò)可控合成提高活性物種在氮化硼表面的含量和分散度是一種提升催化性能的有效途徑。構(gòu)建分層的三維結(jié)構(gòu)，尤其是基于二維氮化硼納米片為基本單元的球狀三維結(jié)構(gòu)，有助于提高邊緣活性物種的含量。除豐富的邊緣活性位點(diǎn)外，特殊的三維球狀結(jié)構(gòu)促使反應(yīng)混合氣沿著球面進(jìn)行有效地?cái)U(kuò)散并充分與活性位接觸，提高催化劑的催化活性。然而迄今為止，如何控制氮化硼納米片自組裝形成三維球狀超結(jié)構(gòu)仍是一個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)性的工作。 針對(duì)上述問(wèn)題，研究人員以金屬有機(jī)框架化合物（MOFs）為前驅(qū)體，通過(guò)溶劑熱轉(zhuǎn)換的方式制備了三維球形超結(jié)構(gòu)MOFs納米片（SS-MOFNSs），并進(jìn)一步以SS-MOFNSs為自犧牲模板，制備了球形超結(jié)構(gòu)氮化硼納米片（SS-BNNSs）催化劑。 SS-BNNSs在丙烷氧化脫氫反應(yīng)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能，510 ºC的操作溫度下，產(chǎn)物中烯烴的收率達(dá)到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），遠(yuǎn)超商業(yè)化的氮化硼納米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面積的氮化硼纖維（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通過(guò)系統(tǒng)的表征可以發(fā)現(xiàn)，SS-BNNSs表面富含B-OH，讓催化劑無(wú)須活化就可以直接催化反應(yīng)進(jìn)行，同時(shí)特殊的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)提高了活性物種的分散度，利于反應(yīng)氣與活性位點(diǎn)快速接觸和產(chǎn)物丙烯的迅速脫附，提升了產(chǎn)物丙烯的單程收率。SS-BNNSs自組裝的構(gòu)造過(guò)程和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的性能提升拓寬了催化劑的設(shè)計(jì)思路。 該研究成果獲得審稿專(zhuān)家充分肯定，審稿專(zhuān)家一致認(rèn)為該工作提出的含硼MOFs衍生三維超結(jié)構(gòu)氮化硼納米片具有很好的創(chuàng)新性，其作為丙烷氧化脫氫催化劑表現(xiàn)出的高烯烴收率在工業(yè)應(yīng)用方面具有較大潛力，為丙烷氧化脫氫催化劑的研究提供了新的參考。