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微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機動，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測和運輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國民經(jīng)濟領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)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(fā)動機驅(qū)動部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大，能量轉(zhuǎn)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(fā)動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動方案，研制出了在微小尺寸下轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行，在微型飛行器的發(fā)展進程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發(fā)動機和超輕質(zhì)高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優(yōu)勢，首次實現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行。 靜電發(fā)動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫侖力來產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的新型微型電機，具備結(jié)構(gòu)簡單和無需繞組的優(yōu)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(fā)熱少且無明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機，靜電電機表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以內(nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達傳統(tǒng)電磁電機的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內(nèi)，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(qū)動，然而傳統(tǒng)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(yīng)用場景，研制了千伏級超輕質(zhì)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(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發(fā)的同類技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項目研發(fā)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(zhì)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。

中國發(fā)明專利ZL202110169888.1：采用蒸汽誘導(dǎo)相分離與分步噴涂技術(shù)相結(jié)合的方法制備三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)、超疏水的復(fù)合膜，壓降低于100Pa、水接觸角大于150°，因而高透氣且易于自清潔，所負載納米材料可實現(xiàn)同步殺菌滅毒，可應(yīng)用于拔插式重復(fù)利用空氣凈化濾芯。

目前主流的抗菌膜制備方法是在基膜表面接枝抗菌物質(zhì)，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳納米管、抗菌聚合物、金屬離子等，但這些材料普遍存在著接枝方式復(fù)雜，且對環(huán)境有危害的缺陷。相比而言，季銨鹽類抗菌劑具有抗菌效果好，環(huán)境友好等特點，目前水溶性的小分子或高分子季銨鹽抗菌劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理、食品、醫(yī)療衛(wèi)生和包裝材料等領(lǐng)域。然而，將季銨化合物直接接枝到膜表面所制備的抗菌膜仍存在制備流程復(fù)雜，成本較高等問題，這也使得目前開發(fā)的大部分季銨鹽功能膜無法大規(guī)模應(yīng)用于實際水處理系統(tǒng)。因此，為解決以上問題，開發(fā)新型親水抗菌功膜的制備方法是目前業(yè)內(nèi)所亟需的。 本成果中提出的制備方法將氯甲基化聚合物制備為中空纖維多孔膜，并制作為管殼式膜組件，之后采用過濾操作模式直接將叔胺化合物接枝到組件中的中空纖維膜絲上，從而制備出具有優(yōu)良抗菌性能的季銨化功能膜組件。該制備方法簡單便捷，且接枝穩(wěn)定性高，適合長期大規(guī)模應(yīng)用于實際膜法水處理體系中，且制備的超濾膜具有良好的親水性和抗菌性。抗菌膜制備簡單便捷，常溫常壓過濾操作即可完成接枝，且接枝穩(wěn)定性高，成本低，對水體中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（內(nèi)外表面，孔道壁面）生長。 圖1.性能參數(shù)

硅溶膠是一種由納米級的二氧化硅（SiO2?）顆粒均勻分散在水或有機溶劑中形成的膠體溶液。 一、基本特性 外觀與性質(zhì)：硅溶膠外觀多呈乳白色或淡青透明的溶液狀，無臭、無毒。它具有較高的分散性和穩(wěn)定性，在很大的pH值范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定。 化學成分：硅溶膠的分子式可以表示為mSiO2?⋅nH2?O，其中含有大量的水和羥基。 粒徑與比表面積：硅溶膠的粒徑一般在5至100納米之間，處于納米尺度，比表面積較大，通常在50至400平方米/克之間。 二、制備方法 硅溶膠的制備方法有多種，包括離子交換法、酸中和法、水解硅酸酯法等。這些方法的基本原理都是去除易溶于水的離子，使二氧化硅顆粒穩(wěn)定地分散在水中或有機溶劑中。 三、應(yīng)用領(lǐng)域 硅溶膠因其獨特的性能，在多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用： 耐火材料：硅溶膠具有強大的粘結(jié)力和耐高溫特性（可達1500°C至1600°C），是制作耐火材料的理想選擇。它可以用作硅酸鹽耐火纖維、耐火保溫磚和耐酸堿水泥的粘結(jié)劑。 涂料工業(yè)：在涂料中添加硅溶膠，可以增強涂料的牢固性、抗污性、防塵性、耐老化和防火性能。硅溶膠涂料適用于內(nèi)外墻、防火涂料以及鋼鐵工業(yè)中的絕緣填充涂料。 薄殼精密鑄造：硅溶膠在薄殼精密鑄造中作為造型材料，能夠顯著提高殼型的強度和鑄造光潔度，改善操作條件并降低成本。 催化劑制造：硅溶膠具有較高的比表面積和優(yōu)良的吸附性能，適合用作石油化工催化劑的載體。 造紙工業(yè)：硅溶膠可用作玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑和水泥袋防滑劑。 紡織工業(yè)：硅溶膠可以用作上漿劑，與油劑并用處理羊毛、兔毛等纖維，提高可紡性，減少斷頭，防止飛花。 其他應(yīng)用：硅溶膠還用于電子工業(yè)中的化學機械拋光技術(shù)、彩色顯像管制造中的分散劑和粘結(jié)劑、矽鋼片處理、地板蠟抗滑劑等領(lǐng)域。此外，硅溶膠還具有良好的吸附性能，可用作米酒、醬油、果汁等的澄清劑。 四、性能優(yōu)勢 高分散性和穩(wěn)定性：硅溶膠中的二氧化硅顆粒非常小，具有良好的分散性和穩(wěn)定性，不易聚沉。 優(yōu)良的粘結(jié)性：硅溶膠能夠牢固地附著在固體表面，形成堅固的膜層，無需額外固化劑。 耐高溫性：硅溶膠具有很高的耐高溫性能，適合在高溫環(huán)境下使用。 環(huán)保性：硅溶膠無毒、無味、無污染，符合現(xiàn)代工業(yè)對環(huán)保材料的要求。

硅溶膠在涂料方面的應(yīng)用非常廣泛，其獨特的物理和化學性質(zhì)為涂料帶來了多種優(yōu)異的性能。 一、硅溶膠在涂料中的基本作用 提高涂料的穩(wěn)定性： 硅溶膠具有良好的懸浮性和分散性，能夠有效地防止涂料中的顏料和填料沉淀。當硅溶膠添加到涂料中時，其膠體粒子能夠在顏料和填料表面形成一層保護膜，防止粒子間的聚結(jié)，從而提高涂料的儲存穩(wěn)定性。 增強涂層的附著力： 硅溶膠中的硅羥基能夠與涂料中的有機基團發(fā)生化學反應(yīng)，形成化學鍵合，增強涂層與基材之間的結(jié)合力。這種化學鍵合不僅提高了涂層的附著力，還使得涂層更加致密，有效防止了水分、氧氣等外界物質(zhì)的侵入，延長了涂層的使用壽命。 改善涂層的耐候性： 硅溶膠具有優(yōu)異的耐候性能，能夠抵抗紫外線、風雨、鹽霧等自然環(huán)境的侵蝕。當硅溶膠添加到涂料中時，能夠形成一層耐候性極佳的保護膜，保護涂層不受外界環(huán)境的破壞，保持涂層的色澤和光澤度。 二、硅溶膠對涂料性能的提升 提高涂層的硬度和耐磨性： 硅溶膠中的硅氧鍵具有較高的鍵能，使得硅溶膠具有優(yōu)異的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶膠，能夠顯著提高涂層的硬度和耐磨性，使得涂層更加堅硬、耐磨，適用于各種高磨損場合。 調(diào)節(jié)涂料的流變性能： 硅溶膠的粘度可以通過調(diào)整其濃度和pH值來進行調(diào)控。在涂料中加入適量的硅溶膠，可以有效地調(diào)節(jié)涂料的流變性能，使涂料在施工過程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶膠具有較低的表面張力，不易被污染物吸附，因此具有優(yōu)異的抗污染性能。將硅溶膠添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，從而提高涂料的抗污染性，保持其長期的美觀性。 提高涂料的防火性能： 硅溶膠具有一定的阻燃性能，能夠在高溫下形成一層保護層，阻止火勢的蔓延。將硅溶膠添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增強建筑物的安全性能。 三、硅溶膠在涂料中的具體應(yīng)用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶膠作為重要的添加劑，可以提高涂料的穩(wěn)定性、附著力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同時減少有機溶劑的使用量，降低涂料對環(huán)境的污染。 建筑涂料： 將硅溶膠添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附著力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同時改善涂料的自清潔、防水防滲、防磨損、腐蝕、保色性等性能。 特殊涂料體系： 硅溶膠可以與水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制備有機-無機復(fù)合涂料。這種復(fù)合涂料在密封底漆、彈性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多種涂料體系中都有應(yīng)用，可以改善涂層的性能并掩蓋涂層本身的缺陷。 四、硅溶膠在涂料應(yīng)用中的優(yōu)勢 環(huán)保性： 硅溶膠作為一種無機材料，不含有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境友好。在涂料中使用硅溶膠，能夠減少有機溶劑的使用量，降低涂料對環(huán)境的污染，符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢。 多功能性： 硅溶膠能夠同時提升涂料的多種性能，如附著力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一種多功能的涂料添加劑。 廣泛的應(yīng)用前景： 隨著涂料工業(yè)的不斷發(fā)展，硅溶膠作為一種高性能的涂料添加劑，將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣，如建筑、汽車、航空、船舶等領(lǐng)域。

1. 痛點問題 本項成果涉及新型疫苗的設(shè)計與應(yīng)用，具體涉及生物大分子藥物及疫苗的研發(fā)過程中的抗原精準設(shè)計。 2. 解決方案 基于AI的大分子藥物及疫苗抗原設(shè)計。

硅溶膠是一種由納米級的二氧化硅（SiO2?）顆粒均勻分散在水或有機溶劑中形成的膠體溶液。 硅溶膠因其獨特的性能，在多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用： 耐火材料：硅溶膠具有強大的粘結(jié)力和耐高溫特性（可達1500°C至1600°C），是制作耐火材料的理想選擇。它可以用作硅酸鹽耐火纖維、耐火保溫磚和耐酸堿水泥的粘結(jié)劑。 涂料工業(yè)：在涂料中添加硅溶膠，可以增強涂料的牢固性、抗污性、防塵性、耐老化和防火性能。硅溶膠涂料適用于內(nèi)外墻、防火涂料以及鋼鐵工業(yè)中的絕緣填充涂料。 薄殼精密鑄造：硅溶膠在薄殼精密鑄造中作為造型材料，能夠顯著提高殼型的強度和鑄造光潔度，改善操作條件并降低成本。 催化劑制造：硅溶膠具有較高的比表面積和優(yōu)良的吸附性能，適合用作石油化工催化劑的載體。 造紙工業(yè)：硅溶膠可用作玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑和水泥袋防滑劑。 紡織工業(yè)：硅溶膠可以用作上漿劑，與油劑并用處理羊毛、兔毛等纖維，提高可紡性，減少斷頭，防止飛花。 其他應(yīng)用：硅溶膠還用于電子工業(yè)中的化學機械拋光技術(shù)、彩色顯像管制造中的分散劑和粘結(jié)劑、矽鋼片處理、地板蠟抗滑劑等領(lǐng)域。此外，硅溶膠還具有良好的吸附性能，可用作米酒、醬油、果汁等的澄清劑。 性能優(yōu)勢 高分散性和穩(wěn)定性：硅溶膠中的二氧化硅顆粒非常小，具有良好的分散性和穩(wěn)定性，不易聚沉。 優(yōu)良的粘結(jié)性：硅溶膠能夠牢固地附著在固體表面，形成堅固的膜層，無需額外固化劑。 耐高溫性：硅溶膠具有很高的耐高溫性能，適合在高溫環(huán)境下使用。 環(huán)保性：硅溶膠無毒、無味、無污染，符合現(xiàn)代工業(yè)對環(huán)保材料的要求。

新能源高占比發(fā)展下傳統(tǒng)同步機組與風光新能源機組呈現(xiàn)“此消彼長”趨勢，電力平衡面臨“保供應(yīng)、促消納”的兩難局面。因此，迫切需要研究面向新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)智能調(diào)度與可視化預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)，保障電網(wǎng)安全可靠供電和新能源最大化消納，助推碳達峰目標順利實現(xiàn)。 該成果實現(xiàn)了面向新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)智能調(diào)度與可視化預(yù)警應(yīng)用的信息融合、智能告警、動態(tài)監(jiān)視、海量數(shù)據(jù)閱讀、超實時仿真和高性能計算、基于人工智能的電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析、虛擬現(xiàn)實、基于圖數(shù)據(jù)庫的人-機交互等功能，為新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度員提供了一個準確及時掌握電網(wǎng)實時運行態(tài)勢的分析決策工具，實現(xiàn)調(diào)度員對調(diào)度計劃方案的智能互動決策以及電網(wǎng)風險的實時可視化預(yù)警。 該技術(shù)實現(xiàn)了傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度模式向智能性電網(wǎng)調(diào)度模式轉(zhuǎn)換，可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)、電力公司調(diào)度及區(qū)域控制中心等機構(gòu)，在實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠運行的同時，促進高比例新能源最大化消納和保障電力可靠供應(yīng)。同時，該系統(tǒng)不但可應(yīng)用于實時運行管理，而且還可應(yīng)用在規(guī)劃、交易、營銷等新型電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理的不同領(lǐng)域。該成果已在四川省電力公司、中國南方電網(wǎng)等30余家單位機構(gòu)投入使用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟和社會效益。 圖1 基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)運行行為識別及可視化顯示 圖2 多源信息融合的電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測可視化