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新型光伏農業系統
光伏農業行業面臨光伏發電和植物生長“爭光”的矛盾，本項目利用低成本的聚合物多層膜將農作物光合作用所需要主要光譜成分濾出來，其余大部分太陽光都反射， 這樣在投射到農地表面的太陽光就大幅減少，水蒸發也會大幅減少，同時采用現代太陽能聚光光伏技術將 80%以上太 陽光收集起來用于發電，實現“種地”+“發電”兩不誤。 可提高農戶收入，并從源頭上幫助實現中國大片干旱缺水農地水蒸發與降水量的平衡。
中國科學技術大學
2021-04-14
新型光電材料與器件
東南大學
2021-04-13
新型能谷光子晶體
一種新型能谷光子晶體。利用其內稟的能谷自由度，在不依賴自旋軌道耦合效應前提下，實現了能谷附近的能帶劈裂，從而提出了類比電子能谷霍爾效應的光學贗自旋-路徑關聯傳輸，即光子能谷霍爾效應。通過分析該普通光子晶體內的手征量，實現了贗自旋能流的單向傳輸。更為有趣的是，文章還在單一體系中，對能谷和拓撲兩個自由度進行獨立調控，實現了全新的拓撲光子界面態。研究表明，實現有效的拓撲光場調控，將有利于更多基本量子物理問題的實驗證實；同時，也為下一代光信息傳輸和處理，尤其是在光自旋和軌道角動量運用等方面，帶來了新的有益啟示。
中山大學
2021-04-13
新型靜電飛行器
微型飛行器小體積、輕質量、高機動，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務，在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發動機驅動部件一般采用傳統的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。
為了解決上述難題，北航科研團隊從微型發動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅動方案，研制出了在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。
該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優勢，首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。
靜電發動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉子間的庫侖力來產生連續旋轉運動的新型微型電機，具備結構簡單和無需繞組的優勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發熱少且無明顯紅外特征。相比傳統電磁電機，靜電電機表現出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質量（5克以內）情況下，其能量轉化效率可達傳統電磁電機的10倍以上，產生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。
電機雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅動，然而傳統高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團隊還針對飛行應用場景，研制了千伏級超輕質高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發的同類技術升壓比提高了92%。
在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本項目研發出的飛行器整機僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。
北京航空航天大學
2024-07-19
新型徑向流動反應裝置
反應裝置是化工廠的核心，而徑向反應裝置氣體流通路徑短、壓降小、可使用小顆粒催化劑等優于傳統固定床反應裝置的技術特征，在苯乙烯、催化重整、芳烴異構和歧化等化工裝置上被廣泛應用，但技術十分復雜。
本項目在對徑向反應裝置進行長期分析和深刻的理解后，經過大型冷模試驗研究、計算機模擬和工程放大，從理論上、結構上和關鍵技術上進行了突破，發明了大型化的新型徑向流動反應裝置。實踐證明發明的大型徑向流動反應裝置運行平穩節能，各項技術指標達國際先進水平。
（?）發明了催化劑自封式結構，在催化床封造成軸向和徑向的二維流動，消除滯流區，提高催化劑利用率，簡化結構，國內外首次應用于負壓脫氫裝置；
（?）發明了新型離心式Π型徑向流動技術，流體由始端控制，催化床層的流場優化，國際上首次應用于催化重整；
（?）發明了高均勻度的徑向流體均布技術：導流錐設計技術、雙流道優化組合技術、催化劑支承結構技術等，從而保證了乙苯脫氫和催化重整的薄催化床層內流體均布；
（?）發明了快速噴射流混合器技術，適應超短停留時間，滿足苯乙烯反應裝置對反應介質高度混合要求；
（?）發明了高溫再熱器技術，反應器體外逆流換熱，減少負壓空間，解決熱膨脹，高溫蒸汽入口溫度下降，降低高溫材料的使用溫度、制造難度和設備費用；
（?）開發了反應裝置的新放大方法。
華東理工大學
2021-04-13
新型飛輪儲能裝置
本成果涉及的飛輪儲能裝置基于永磁偏置磁懸浮軸承與雙凸極電機集成化技術，永磁偏置磁懸浮軸承能夠實現對轉子位移的主動控制，且具有較小的能量損耗，適合應用于轉子質量重、轉速高的飛輪儲能系統中。雙凸極永磁電機采用永磁體來提供勵磁磁場，具有較高的效率和較大的轉矩，且轉子結構簡單，適合高速運行。鑒于兩者都是采用永磁體來提供靜態磁場這一共同特點，本項目提出了利用同一永磁體同時為磁懸浮軸承提供偏置磁場，為電機提供勵磁磁場的思路。此外，鑒于混合勵磁雙凸極電機能發揮永磁高效與電勵磁方便調節磁場的優勢，使電機在電動運行情況下保持較高效率的同時，擴大調速范圍；發電運行時，又能夠實現寬轉速范圍內的穩壓輸出。
南京工業大學
2021-01-12
新型的碳海綿的制備
近年來，隨著微型化、便攜式電子產品的迅猛發展，基于超級電容器和電池的超薄、柔性儲能器件受到越來越廣泛的關注。組裝該類高性能的柔性儲能器件需要三維柔性電極材料。三維柔性碳電極是最佳的選擇，主要因為其惰性的化學特征，而且可以用于幾乎所有的電解質體系。目前文獻報道的三維柔性碳電極主要是基于碳納米材料，如碳納米管和石墨烯等，然而這類柔性電極制備比較復雜，成本較高，難以實現大規模化生產。
我們創新性地采用直接高溫碳化聚合物泡沫的方法成果制備了碳海綿。該方法簡單，且易于大規模化生產。所制備的碳海綿具有以下特征：
穩定的三維多孔網絡結構；
良好的彈性；
可控的孔隙度，孔隙度范圍：95-99.9%；
可控的密度，密度范圍：3-100 mg/cm3；
可控的導電性，導電率范圍：1-30 s/cm；
超疏水和超親油性。
江西師范大學
2021-05-05
新型肺炎患者臨床特征研究
2020年2月7日，武漢大學中南醫院彭志勇團隊在國際頂級醫學期刊JAMA在線發表題為“Clinical Characteristics of 138 Hospitalized Patients With 2019 Novel Coronavirus–Infected Pneumonia in Wuhan, China”的研究成果，該研究涉及138名新型冠狀病毒感染的肺炎患者的單中心病例， 在41％的患者中懷疑與人對人的醫院相關的2019-nCoV傳播，有26％的患者需要重癥監護病房入院，而4.3％的患者死亡。NCIP全基因組測序和系統發育分析表明，2019-nCoV與與人類嚴重急性呼吸綜合征（SARS）和中東呼吸綜合征（MERS）相關的β冠狀病毒截然不同。 2019-nCoV具有以下特征：冠狀病毒家族，并被歸類于beta冠狀病毒2b譜系。2019-nCoV與蝙蝠冠狀病毒非常相似，據推測蝙蝠是主要來源。盡管仍在調查2019-nCoV的起源，但目前的研究證據表明，是通過在華南海鮮批發市場非法出售的野生動物的傳播造成的。
武漢大學
2021-04-10
新型稀土磁性蓄冷材料
磁性蓄冷材料是在90年代初被發現的。這些材料用于制冷機中后，使得商用制冷機的溫度可達2K，效率有了突破性提高（以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛，但是因為鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，商用制冷機的最低制冷溫度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特點在于不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指標： 比熱容峰值：5K~20K； 在10K以下的比熱容峰值為0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比熱容積分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已經用于小型回熱式低溫氣體制冷機產品中。這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用于醫用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，并用于低溫冷疑高真空泵中等等。使用了這種新型稀土磁性蓄冷材料替代傳統蓄冷材料以后，可以使醫用核磁共振成象儀等不用灌注液氦，每年僅每臺醫用核磁共振成象儀就可以節約16萬人民幣。
北京科技大學
2021-04-11
新型稀土磁性蓄冷材料
新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時提出的。它的特點是材料的磁熵發生變化時會出現大的吸熱與放熱效應，可以應用于制冷技術中。利用磁性材料在經歷磁相變時發生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回熱式低溫氣體制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術領域，例如可用于醫用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實用價值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發現的。這些材料用于制冷機中后，使制冷機的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點是不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現，推動了低溫制冷機的發展。現在，不用灌液氦，用制冷機帶動的醫用核磁共振成象儀和超導磁體已經商品化。在這些新設備中，都必須使用磁蓄冷材料。
北京科技大學
2021-04-11