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[成果] 1500490147 广东
O15 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于组合数学基础理论研究课题,有经济学中线性系统的定性解问题和互联网搜索技术等应用背景。项目研究了组合矩阵中的指数理论,这是当今组合矩阵论研究的前沿热点。具体包括以下三方面的工作。符号矩阵的基指数理论:代表作1突破了经典指数的局限,率先提出了符号矩阵的基指数的概念,使经典的非负矩阵的幂敛指数成为符号矩阵的基指数的特例,丰富和完善了组合矩阵的指数理论和应用,给出了SSSD walks,ambiguous index等研究技巧,得到了确定基指数的有效方法,其SCI他引23次,审稿人评价该文“This is an interesting paper with some nice results and intricate proofs. In particular, Theorem 4.2 and Theorem 4.3 are good culminating results”;代表作3证明了符号矩阵的powerful性和全幂符号唯一性的等价性问题,从而使得许多原本要在“powerful”这一过于严格的条件下才能成立的重要结论在“全幂符号唯一”这一更为自然的条件下就能成立;代表作4提出了uniformly defined,建立了可约符号矩阵的powerful准则,推进了1994年的Li-Hall-Eschenbach猜想的证明;代表作1,2,5,6基本解决了四类重要的符号矩阵类的基指数的上界和极矩阵的刻画。符号矩阵的局部基指数与第k重下基指数理论:该项目率先提出了符号矩阵的局部基指数(代表作7)和第k重下基指数(代表作8)这两个新课题,使经典的非负矩阵的局部指数和第k重下指数成为特例,开拓了符号矩阵的广义基指数这一新领域。非负矩阵的第k重下指数、完全不可分指数及Hall指数理论:这是经典的指数问题,分别由Richard A. Brualdi、柳柏濂和Schwarz提出,国际上这方面已有逾百篇SCI收录的文章发表,但关于这3类指数的Brualdi-Liu猜想始终未有好的进展。代表作9,10有效地利用了有向图模拟和“带交圈集”的结构,改进了Brualdi-Liu猜想,证明了对某些图类猜想成立,这为完全解决这些猜想提供了新的思路和有效的工具,代表作10曾被国际知名组合数学专家、《Linear Algebra and its Applications》杂志主编Richard A. Brualdi引用(代表性引文10)。以上这些工作,引进了新课题、创建了新方法、取得了新成果,具有重要的理论和应用价值,部分成果收录进教育部推荐的全国研究生教材《组合矩阵论》中。经最新统计,该项目发表的18篇论文均被SCI收录,总SCI他引79次;其中10篇代表作SCI他引61次。
[成果] 1500490148 广东
O 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:项目内容属于非平衡统计物理的研究领域,主要在噪声驱动和利用的理论基础上研究低维非线性系统中物质(布朗粒子)和能量(热)的非平衡输运。相关研究对非平衡统计物理学的基础理论和应用都有重要的价值,该项目取得成果如下:1)低维非线性系统中热(声子)的非平衡输运的研究。理论上首次发现准二维体系的热导率随着厚度的增加而降低,被著名研究组用来解释实验观测。低维系统由于空间维度限制,表现出反常热传导特性。石墨烯等低维材料具有超高热导率的实验结果,引起了广泛的关注,然而,实验结果都还没有合适的理论解释。该项目以准二维体系为研究对象,从理论上发现热导率随着厚度的增加而降低,并用层间声子散射机制成功解释了这一现象,得到了实验研究同行的认可和采用。依据这一关系,从理论上解释超薄石墨烯具有超高热导率特性。项目根据热导率和厚度的关系,构造厚度不对称热二极管,得到了理想的整流效果。2)低维非线性系统中噪声驱动理论的研究。发展了非线性系统中关联多噪声响应理论,该理论具有普适性被国内外同行广泛推广到生物、化学、生态、金融等非线性领域。非线性系统中的噪声响应理论在物理,生物,化学等领域有着广泛的应用,但对于复杂的系统中关联多噪声,传统的随机模拟方法不再适用,影响了噪声响应理论在这些领域的应用。为了解决这一问题,项目研究了在非线性系统中关联多噪声对系统的驱动作用,发展了解决这类问题的解析方法,并揭示了加性噪声,乘性噪声,噪声关联在非线性系统响应本质。同时,在非线性系统中引入时空关联和乘性噪声关联的新概念,丰富了非线性系统中噪声效应的理论体系。该方向的3篇代表作共被他引214次,成为非线性系统中噪声效应领域的经典参考文献。3)熵垒中布朗马达的非平衡定向输运的研究。提出了熵垒驱动的布朗粒子整流的新机制,并澄清了一个传统理论的错误观点。布朗粒子由于随机性,整流效率低,整体运动难控制,为了解决这个问题,项目首次将熵垒与布朗马达相结合,通过控制宏观量(几何结构,温度等)来实现对布朗粒子运动控制。并发现由于熵垒的存在,即使在绝热近似下,热噪声在一定条件下,也能够促进能量的转化,澄清了早前关于热噪声对布朗热机效率影响的错误观点。项目在处理低维非线性系统中的噪声,热,布朗粒子方面,给出了一些独特的研究思想和方法,解决了一些关键性的科学问题,丰富和发展了非平衡统计物理的理论,促进了理论物理这一领域的发展。项目共发表47篇SCI论文,包括物理学权威期刊Phys. Rev. E/B 22篇,J. Chem. Phys.7篇,Appl. Phys. Lett. 2篇,被Reviews of Modern Physics, Nature Materials, Advances in Physics等期刊正面他引598次,其中10篇代表作被正面他引379次。
[成果] 1500490137 广东
O43 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于物理学中凝聚态物理和非线性光学研究领域,研究对象是半导体量子点带电粒子系统。该课题在国家基金资助下,取得了原创性的研究成果。主要内容及发现点:1.发现量子点中对称性的直接动力学效果,揭示了决定量子点低激发态能谱特征的、除动力学之外的更深层次的原因。该项目建立单层和多层耦合量子点的方程,将原子及原子核物理中的计算方法及分析方法推广运用到量子点的能谱研究中,使两体库伦相互作用具有解析的表达式,从而极大地简化了计算工作。研究量子点中带电粒子系统的能谱结构,揭示其内在原因。通过引入杂质和外场来观察其变化的特征曲线。将这些计算值与已有的结果进行比较,判断计算的准确性。进一步预测实验仍然没有观测的结果,由对称性找到能谱的可能分类方式及内在物理原因。首次发现多层量子点少电子系统相对单层量子点新的角动量幻数序列,揭示了多层量子点角动量幻数的根源。2.系统地研究了半导体量子点带电粒子系统非线性光学性质,研究了下列因素对量子点非线性光学性质的影响:杂质,量子点的尺寸,外场(如电、磁场,强激光),氢压和温度,限制势的形状等。建立了量子点中带电粒子系统的模型理论,求解系统满足的动力学方程,发展分析系统波函数的方法,研究中心对称限制势量子点的线性和三阶非线性光吸收系数及折射系数,光电离截面,三阶非线性极化率等。发现量子点尺寸大小、限制强度大小、氢压、温度和外电磁场强度对量子点光学特性有强烈影响。通过引入外电场消除限制势的对称性,或引入非对称限制势,研究非中心对称量子点二阶非线性光整流系数和三阶非线性光吸收系数。研究一些可控因素对量子点带电粒子系统拉曼散射的影响。科学价值:该项目是半导体量子点的重要进展,有深远的意义。特别是对多层量子点能谱的分类、揭示角动量幻数的根源和一些可控因素对量子点非线性光学性质重要影响有重要贡献。考虑到量子点在高新技术发展中(如低维纳米器件)的重要地位,这些发现的理论和实践意义是重大的。同行引用评价:项目共发表论文79篇(全部被SCI收录,影响因子超过2.0有8篇),论文被Journal of Physical Chmistry C, Applied Physics Letters, Physics Review B, Nanoscale Research Letters, Journal of Applied Physics, Journal of Luminescence等国际权威刊物他引734次,单篇他引超过10次有25篇(其中单篇他引超20次的有11篇)。10篇代表作他引238次,其中7篇代表作(代表作2到8)分别被引用次数为:一篇41次,三篇31次,一篇28次,一篇25次,一篇24次,都产生了重要国际影响,项目整体达到国际先进水平。
[成果] 1500490155 广东
P54 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于地球科学的基础研究。地幔柱假说是弥补板块构造学说侧重于水平运动、忽略垂向运动的不足而提出的,不仅为大火成岩省(LIP)的形成提供了动力学机制,地幔柱对镍、钒、钛、铂族元素等战略资源的超常富集起到了决定性的作用,大规模、快速的火山喷发也导致大气圈的变化,影响生物圈的演化,因此地幔柱是开展地球系统科学研究的重要前沿。然而,由于其预测的一些地质现象未被实际观察所证实,地幔柱假说受到质疑。该项研究正是在关于地幔柱大辩论的国际学术背景下展开的,通过对中国西南二叠纪峨眉山大火成岩省的综合研究,取得了一系列在国际学术界产生重要影响的开创性成果,为完善地幔柱理论、建立地幔柱成矿系统做出了实质性贡献。突出的成果包括:1)首次发现峨眉山玄武岩下伏茅口灰岩存在差异剥蚀,且其等厚线呈似圆状分布,证明大规模火山喷发前发生过快速、公里级的地壳穹状隆起,隆升的时间、幅度和形态与理论模型预测高度吻合,为峨眉山地幔柱和国际地幔柱大辩论提供了诊断性证据,被国际权威称为地幔柱导致地壳动力抬升的最佳地质记录。2)率先提出基于茅口灰岩剥蚀程度的峨眉山LIP分区方案和峨眉山玄武岩分类方案,并限定低钛和高钛玄武岩的成因条件,发现两者分别位于峨眉山LIP的内带和中带,以及地壳厚度从内带→中带→外带逐渐降低的趋势。发现峨眉山LIP地壳深部结构、地壳浅部穹窿和玄武岩类空间分布之间的协同变化规律,揭示了地幔柱影响地球多层圈系统变化的本质。3)提出了解决峨眉山玄武岩定年难题的新方法,证明峨眉山LIP顶部的酸性火山岩、宣威组底部碎屑岩和中晚二叠纪界线粘土岩下层为一个区域等时界面,率先确定峨眉山LIP主喷发期年龄为~259 Ma,主喷发时限<1Ma,为揭示峨眉山LIP与end-Guadalupian生物灭绝之间的联系提供了关键的年代学证据。4)揭示了峨眉山LIP成矿多样性的内在控制因素,阐明了峨眉山LIP高钛和低钛系列岩浆成矿作用专属性,前者与钒钛磁铁矿床有关,后者与铜镍硫化物矿床有关;建立了不同类型岩浆铜镍硫化物矿床的成因模式,深化了地幔柱成矿系统的认识。该项目共发表论著63篇(部),其中SCI论文41篇。主要成果被SCI论文他人正面引用1551次,10篇代表性论文被SCI他引863次,其中3篇为ISI Top 1%论文,相关成果和研究方法得到了地幔柱学术权威的高度评价,在国际地幔柱大辩论中发挥了积极的作用,显著提升了中国科学家在地幔柱及其成矿作用领域的国际地位,完成人中有三人获得国家杰出青年基金,四人进入ISI全球地学高引用率科学家名录。研究团队获国家基金委“地幔柱”优秀创新群体的支持。11人次在国际主流刊物和国际学术组织任职,并多次在国际会议上做主题报告,应邀在国际主流学术期刊上主编专辑3部。
[成果] 1500490163 广东
Q93-3 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该成果属于微生物资源学和农业生物技术领域。围绕微生物资源科学研究和产业发展存在的问题,该成果从创新微生物资源研究核心技术着手,建立了微生物资源分离、筛选和保藏技术体系;并致力于发掘和整合功能微生物资源,增加资源的数量、特色和功能;拓展研究了微生物资源的功能,发现新菌种、新基因、新活性物质和新机制;进而通过创新公共科技服务体系,开发产品,为社会提供共享服务,取得了显著的效益。针对分离培养技术滞后严重限制了微生物资源研究发展的现状,建立了添加辅助因子的高通量微生物资源发掘技术,分离效率从不足1%提高了到38.2%以上,提高了微生物新资源发掘效率;利用新建立的发掘技术,分离获得具有自主知识产权的功能菌种4325株,发现了新菌种75个株,包括国内第一株产蓝色素的链霉菌、产氧光合细菌,显著增加了中国微生物菌种数量和多样性;建成了华南地区最大的菌种保藏中心,保藏菌株9833株,为微生物资源研究开发利用提供了丰富的数据和创新的材料。针对部分经济价值较高的微生物只能常温保藏、生长性状退化快的问题,发明了简单实用的低温保藏的新技术,显著减少了草菇等食用菌保藏传代中生长性能的退化,有力地保障了食用菌行业优质菌种资源的稳定性,产生了显著的经济效益;发明了双重真空干燥管,极大地降低了在冻干制作、保藏、活化等环节的污染率,显著提高了菌种保藏效率。创建了基于拮抗差异带筛选具有拮抗功能微生物的快速筛选方法,使筛选时间缩短2/3,筛选的菌株田间定植能力强、防病效果达到60%以上。系统评价了新功能菌株的抗菌、抗肿瘤和抗氧化活性,解析了活性产物的结构,发现具有很好抗肿瘤和抗菌活性的新代谢产物5个;深入研究了粤蓝链霉菌活性代谢产物生物合成及其调控机制,发现了具有药物开发应用潜力的独特糖基转移酶基因,在国际上首次建立了榴菌素产生菌的有效遗传转化体系,为开发新型抗生素提供了技术支撑。针对微生物资源共享效率低下,首次完成了18个微生物菌种资源的描述规范和鉴定、保藏技术规程,为菌种资源标准化整理奠定了良好的基础;创新了公共科技共享服务体系,开发了面向科研、生产、测试等的系统产品,大幅提升了共享能力,年共享效率44.3%(其他4.2%),实现了生物资源向生产力的有效转化。该成果有效地突破了传统技术的瓶颈,提升了中国微生物资源研究的国际竞争力;提供微生物操作技能专题培训服务50000人次,提升了行业总体水平;所分离筛选获得的菌种在农业领域获得广泛应用,涉及单位5000多家,实现新增产值28.7亿元,新增利税1.6亿;获得授权国家发明专利9项;制定国家标准4项;发表论文38篇,其中SCI收录13篇。建立的菌种保藏中心由于突出的业绩,被国家知识产权局指定为国内第三家国家专利菌种保藏机构。2013年12月月由5位院士组成的鉴定委员会一致认为该成果达到“国际先进水平”。
[成果] 1500490160 广东
[R44, O65] 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目研究成果属于分析化学领域,所属关联科学技术领域为生物医学工程。现代分子生物学的发展为人类健康事业的进步提供了全新的可能,尤其是特异性生物标志物的研究为重大疾病早期诊断起着重要作用。从分子水平研究生物标志物的发生、形成与扩散,是重大疾病早期诊断与预防的关键科学基础。针对上述需求,该项目以解决与发展生物标志物超灵敏度检测为目的,围绕其原理、方法、仪器及其在临床诊断应用展开了系统的研究,取得了一系列创新成果。该项目深入研究了荧光共振能量转移FRET理论,发展了一种通过分子形变有效提高FRET效率的新原理,并被进一步用于构建生物标志物超灵敏度识别的单分子检测系统。根据这一创新性原理,该项目展开了一系列创新性的工作,从原理和方法上进一步夯实了这一重要发现:1)发明了一种基于共聚焦单分子检测法、分子信标和微流控芯片快速灵敏检测低浓度核糖核酸的新方法;2)发明了基于双色量子点(QD)快速、灵敏检测核糖核酸的单分子检测新方法,其检测限高达5×10-15M;3)发明了一种基于单个量子点和FRET效应的超灵敏纳米传感器,检测灵敏度比基于FRET探针的传统方法提高了100倍;4)发明了一种基于单粒子计数快速、灵敏定量量子点的新方法,可同时定量不同缓冲溶液和复杂混合物体系中的多种量子点;5)发明了一种基于单个量子点、多色并发以及FRET检测多组分基因的新方法。同时,为支持上述研究工作,该项目研制了一种新型单分子检测系统,该系统可达到fM的检测限,能够提供实时检测和数据分析,具有1000数据点/秒的检测能力,且单次实验所需的检测时间不超过2分钟。课题组进一步验证了这一重要原理及其方法的应用价值,1)首次将基于量子点和FRET效应的纳米传感器应用于临床宫颈癌诊断;2)首次将基于量子点、核酸适体和单分子检测的新型纳米传感器应用于可卡因和艾滋病病毒的检测。该项目的科学工作非常具有系统性与可持续性,研究成果已陆续发表在国际著名杂志《Anal. Chem.》、《Biosens. Bioelectron.》、《J. Mater. Chem.》、《Analyst》,合计共14篇,累计影响因子达到75.2,已被他引272次;并且已获得国家发明专利授权合计共4项。尤其值得一提的是:张春阳博士的科研团队开发了国内第一台单分子检测仪。在国内外均无该类型的商品化单分子检测仪器,所以该系统不仅在国内具有很强的市场引导力,在国外也属首创。对中国医疗现状而言,快速诊断医疗设备显得格外匮乏。近年心血管疾病、癌症等重大疾病的发展正逐年增加并呈现年轻化趋势,社会和家庭负担不断加重。超灵敏、高分辨、快速的单分子检测仪将为重大疾病早期诊断和预防提供关键技术支持,对于提高人民群众健康水平,建立针对该疾病的早期预警方法和体系将会具有重大的战略意义。
[成果] 1500490365 广东
[Q949, TU98] 应用技术 自然科学研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:项目属植物资源开发利用技术领域。中国蕨类植物资源丰富,约2600种,部分种类生态适应性强,景观价值高,生态功能强。蕨类植物在城市园林绿化中评价、筛选及规模繁殖技术研究尚未系统性开展,将蕨类植物大面积在园林绿化中应用仅肾蕨、巢蕨等少数几个种,合理开发利用蕨类植物资源已成共识,对提高城市植物多样性和促进园林景观多样化有重要意义。项目开展了广东省蕨类植物资源的详细调查,记录蕨类植物277种,6变种,1变型,15栽培品种,隶属于51科118属,其中野生乡土蕨类261种。发现中国大陆及省级新记录19种,如线羽凤尾蕨、仙霞铁线蕨、阔鳞肋毛蕨等。在深圳市仙湖植物园建立了1万多m<'2>温室大棚的蕨类植物资源圃,引种栽培乡土蕨类植物120余种,隶属于凤尾蕨科、蹄盖蕨科、乌毛蕨科等科属植物。建立以株形和叶片形态特征、孢子囊群特征、孢子采收、繁殖优越性、适应性包括耐荫性、耐旱性等以及资源储存量为指标的评价体系,首批优选出14种植物作为开发对象,包括乌毛蕨、普通针毛蕨、半边旗、蜈蚣草等,进行物候观测。通过每周的定期测量,包括单叶的生长量测定和整个植株的生长测定,多数蕨类单叶生长期集中在2月-4月中旬,孢子成熟多为一年两次,为春季及夏初(3-6月)和秋季(9-10月),蜈蚣草除冬季外其余时间均有孢子生成和成熟。建立蕨类植物规模繁殖技术体系,以孢子繁殖为主。一是孢子采收时间和储藏条件控制,孢子叶自然晾干后孢子即收即用,萌发率较高,若长时间保存则宜在4℃保存。二是蕨类植物孢子萌发条件控制,如40%遮光率的光照条件,泥炭土、园土、河沙按2:1:1混合的基质,1/2MS培养基+0.1mg/LNAA+2.0mg/L GA3的激素条件下萌发率最高。三是采用“二次移栽”方法进行配子体移植和孢子体移栽蕨类繁殖,能有效提高幼苗成活率。配子体移植:在配子体成熟后孢子体出现之前进行最有利于配子体受精,形成孢子体;孢子体移栽:在孢子体出现2-3片叶片时,把带有根系土的幼孢子体直接移栽在装有黄土的营养袋中。项目通过蕨类植物抗性研究和应用技术开发,包括研发的一种裸露岩体坡面低养护的植物护坡方法(ZL200610061899.3),以及3种植物的抗旱能力(肾蕨>线羽凤尾蕨>华南毛蕨)和5种植物耐荫性(江南短肠蕨>井栏边草>华南毛蕨>异子毛蕨>蜈蚣草),有效建立了可用于筛选优良蕨类植物的指标体系和应用在边坡生态修复、生态景观提升建设和立体绿化等领域的技术体系,有力推动城市生态环境提升建设和园林苗木等行业的发展。近三年,项目应用蕨类作为护坡先锋植物和后期林冠下层优势地被植物,共完成种苗繁殖近40万株和约44万m<'2>的植被恢复,创造经济产值3400多万元,解决社会劳动力每年新增就业人数达500人以上,产生较好的经济、社会和生态效益。
[成果] 1500490073 广东
TN1 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:稀土发光材料属于无机非金属材料、固体无机化学范畴,它具有色纯度高、转换效率高、物理化学性能稳定等优点,已广泛应用于照明、显示、医学成像等领域;主要技术内容:开展稀土离子高能态、量子剪裁、高能辐射下光衰机理、稀土离子能量传递及晶体结构、组成设计等研究,开发出量子效率>100%、抗光衰及性能稳定的稀土发光材料;开展稀土发光材料电子能带结构、陷阱能级与缺陷调控机制研究;开发高度膨化的稀土发光材料配方及工艺;开发球形稀土发光材料制备关键技术;开发快淬冷却、气氛可调窑炉合成工艺及窑炉结构;开发全密闭无污染的气流粉碎分级工艺及设备;开发稀土发光材料表面防水技术;解决关键技术:解决稀土发光材料的荧光转化效率低、光衰、色纯度等关键技术;解决稀土发光材料高温过度烧结、颗粒形貌不规则等关键技术;解决稀土发光材料粒度分级、分散及分布较宽等关键技术;解决稀土发光材料水吸附所引起的水解、团聚等关键技术;技术、经济指标:发射主峰450~650nm变化可调、相对亮度I%>100%、粒度D50=3~15μm系列稀土发光材料;开发超细稀土蓄光发光材料GL-8C,余辉亮度超过2.23Cd/m<'2>;开发LED黄色YAG:Ce,白光LED光效超过170 lm/m<'2>;该项目产生直接经济效益2.12亿元,利税2608.6万元;促进行业科技进步作用:通过中山大学、广州有色金属研究院、朗达荧光材料有限公司产学研结合,充分利用各自领域的技术优势,从材料结构设计、原材料、装备、合成工艺及产业化等方面开展技术攻关,解决了稀土发光材料光转化效率、光衰及色偏差、分散、防水等关键技术难题,对促进广东省稀土光电产业结构调整、研发实力提升、企业产品标准衔接等具有重要意义,极大提升了广东省稀土光电产业在国内外的影响力;推广应用情况:开发了系列高性能稀土发光材料已广泛地应用照明、显示、安全标志等应用领域,产品各项技术达到了国内外领先水平,得到了应用客户一致好评,极大提升了企业的经济活力及产品竞争力。近三年,累计已取得社会经济效益4.07亿元,利税9632.3万元。
[成果] 1500490011 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:“纳米材料的可控制备及其应用研究”由东莞理工学院、东莞理工学院城市学院和华南师范大学联合研发。该成果属于材料科学、物理化学、分析化学及新能源等学科交叉领域,是在国家自然科学基金项目、广东省科技攻关项目及东莞市科技计划项目的支持下完成的。该项目的具体内容包括三个方面:基于AAO模板的纳米材料可控制备方法研究:获得了可控制备大面积高度均匀有序的纳米阳极氧化铝模板的最佳工艺,纳米孔排布有序,孔径均匀,对孔径大小和孔密度分布均能控制。借助阳极氧化铝(AAO)模板,通过电化学方法制备了高导电性聚吡咯材料、金属及合金纳米线阵列。该方法以电极为聚合面,无需溅射工艺,省去高成该工艺,并且长度可以由循环周次控制,很容易达到生产应用。基于形貌可控纳米材料的电化学传感研究:利用纳米材料优良的物理、化学、电催化性能以及它们良好的生物相容性制备了多种不同形貌的纳米材料,将其组装到电极表面构建电化学传感界面,制备的传感器对葡萄糖、甲醛具有很好的电催化氧化功能,灵敏度提高达2个数量级、线性范围宽达4个数量级,对葡萄糖、甲醛的响应时间小于5s,甲醛的响应电位可低至0.05V。纳米材料的应用:项目的主要应用包含三个方面。1.提出了纳米微粒材料筛选方法。利用纳米模板对纳米微粒材料进行筛选,所得的纳米微粒材料与国内外报道的纳米微粒材料相比,批量可控制备,时间和成本大幅度降低,可满足工业应用要求。2.基于金属及合金纳米线阵列开发了醇类燃料电池电极催化剂。基于金属及合金纳米线阵列开发了高催化性能、稳定性较好的醇类燃料电池电极催化剂。其中,醇类在钯金纳米线上的电流密度是纯钯纳米颗粒上电流密度的5倍多;Pt/Pd催化剂的电流密度(22.7mA cm-2)比E-TEK PtRu/C(5.4mA cm-2)高4倍,电位负移170mV。3.发明了一种高性能纳米二氧化硅胶体蓄电池电解质。产品经广东产品质量监督检验研究院检验符合GB/T22473-2008(储能用铅酸蓄电池)标准。项目经过鉴定,达到国际先进水平。该成果共发表论文52篇,其中,9篇代表性论文被SCI收录8篇,IF>3的论文4篇,共被SCI引用168次。成果获授权发明专利5项。培养青年教师10名,硕士生7名。研究技术广泛应用与能源,环保,医药卫生及出入境检验检疫等行业,社会效益显著。
[成果] 1500490098 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于天然高分子化学领域。在国家自然科学基金等项目的资助下,项目组针对植物生物质(纤维素、半纤维素和木质素)和海洋生物质(壳聚糖)转化利用过程中的关键科学问题进行了系统研究。深入解析了生物质大分子的结构,揭示了分子结构和特性之间的关系,开创了生物质功能化的新途径和新方法,为后化石资源时代新型工业体系的建立和发展提供了理论依据与技术支撑。研究成果达到了国内外同类研究的国际先进水平,部分达到国际领先水平。主要内容和发现点如下:生物质大分子的功能化设计与化学修饰。在深入解析生物质大分子结构和系统了解其特性的基础上,发展了生物质化学修饰新体系,实现对生物质大分子的选择性改性;建立了基于微波辐射的生物质衍生物的快速、高效合成新途径;选择性地设计合成了一系列具有自缔合性质的两亲性生物质大分子,阐明了生物质衍生物的构效关系。该研究丰富了生物质大分子的化学特性,不仅为设计与合成功能性生物质衍生物提供了理论依据,而且还拓展了生物质大分子在造纸助剂、医药、食品、材料等领域的应用。多形态生物质基材料的构建与调控。基于生物质大分子的特性,利用自组装、交联及凝固再生等技术构建了多种形态的生物质基材料(如纳米胶束、多孔材料、膜等),通过调控形态、结构与性能,揭示了材料的构效关系及相关机制。该研究解决了生物质组分难以直接利用的挑战性难题,为新型材料的研究开发奠定了理论基础和技术指导,也为生物质基材料在传感、食品、生物医药等方面的应用开辟了新途径。生物质基无机杂化组装与功能优化。开创性地采用无机材料(层状硅酸盐、荧光量子点、钙钛矿、磁性四氧化三铁、稀土、纳米金、纳米银)的优势来强化生物质基材料独特的性能,并赋予其崭新的功能,解决了有毒化学还原剂制备无机纳米粒子而导致的环境问题,突破了生物质大分子热稳定性及加工性能差的瓶颈,引领了生物质在生物医用材料、食品和医疗安全、环境现场监测等先进领域的应用。研究成果受到国内外同行的充分肯定和高度评价,并带动国内外10余个研究团队的跟踪研究。该项目共发表论文191篇,其中SCI收录论文128篇,EI收录论文31篇。SCI收录论文被他人在SCI期刊中正面引用1369次,所呈交的10篇代表性论文,他引238次,其中有关木聚糖基凝胶材料的研究论文入选ESI高被引论文。参编英文专著4部。授权发明专利18件。1名完成人入选中组部首批国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才,1名完成人获“全国百篇优秀博士学位论文”奖,2名完成人获“全国百篇优秀博士学位论文提名论文”奖,4名完成人入选教育部新世纪优秀人才支持计划,1名完成人获得广东省杰出自然科学基金的资助,2名完成人入选广州市珠江科技新星。培养的博士生3人获“全国百篇优秀博士学位论文”、1人获“全国百篇优秀博士学位论文提名论文”、2人获教育部新人奖。
[成果] 1500490105 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于有机高分子材料学科,是有机高分子光电功能材料研究的国际前沿课题。有机发光材料在有机发光二极管和荧光探针等领域均具有重要的应用前景。但是,一般的有机发光材料因具有聚集浓度猝灭现象,大大限制了其应用范围。因此,开展无浓度猝灭效应的发光材料研究具有重要的意义。聚集诱导发光(AIE)材料是一类新型反浓度猝灭的发光材料,其在聚集或固体状态时发光增强,因而受到人们高度重视。但是由于发现AIE材料时间不长,其种类非常有限,人们对于它的结构与性能关系规律的了解以及对它在其它光电领域中应用研究仍然有限,大大阻碍了这类新型材料的应用和发展。该项目针对上述重大科学问题开展原创性研究,主要发现及创新点如下:1)发现了压致发光变色特性是AIE材料的共有特性,为设计与合成更多新的压致发光变色智能材料提供了科学依据。提出了压致发光变色聚集诱导发光(PAIE)材料的概念,从分子结构和机制上阐明了AIE分子的压致发光变色机理源自于力诱导分子构象平面化。2)提出并以三苯乙烯为主要核心基元,构筑了一类新型的三苯乙烯衍生物AIE材料,阐明了这类化合物的AIE特性源于三苯乙烯的三叶螺旋桨结构。3)创新性地将三苯乙烯结构基元引入到聚合物和光电转换材料等领域。开发出一系列具有高热稳定、可溶、高透明、低介电、静态随机存储以及高力学强度的聚酰亚胺薄膜材料;以及可以克服染料分子之间的紧密堆积,从而提高敏化染料太阳能电池的开路电压,并提高电池整体性能的染料分子。该项目的科学价值:发现了AIE分子的压致发光变色共有特性,有效地解决了压致发光变色智能材料稀少问题,为压致发光变色智能材料在商标防伪、信息存储和应力传感等领域中的应用打下了良好的科学基础;成功地开发出一类含三苯乙烯结构的新型高性能AIE材料,在有机发光二极管和荧光探针等领域具有重要的潜在应用;把三苯乙烯结构引入到聚酰亚胺和敏化染料太阳能电池材料的合成,对高性能聚酰亚胺薄膜材料和敏化染料分子结构设计具有很好的指导作用。基于该项目研究工作,成果完成人近5年来在Chem Soc Rev、Chem Mater等国际重要学术期刊上发表SCI论文39篇,他引达636次。10篇代表性论文他引330次。7篇论文进入ESI高被引用论文,4篇论文进入ESI热点论文。获授权中国发明专利6项。应邀为英国皇家化学会系列丛书RSC Smart Materials编写了一本“Mechanochromic fluorescent materials:phenomena, materials and applications”)。同时还应邀为Wiley出版社的“Aggregation-Induced Emission:Applications”撰写了第3章。有关成果完成人在国内国际学术会议中做5次邀请报告。
[成果] 1500490103 广东
TV1 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:渗流是工程领域普遍存在的现象,该研究涵盖其中堤防渗漏、水库浸没和城市地下水环境这三个重要内容。其中,渗漏是堤坝防洪中出现最多的险情,关乎人民生命财产安全;水库蓄水引起周边城乡浸没问题严重制约着水库的正常运用和城乡发展;城市地下空间开发对地下水的影响也是城市可持续发展必须考虑的难题。解决这些问题极大依赖于区域渗流场分析理论的发展和完善。对于区域渗流场,由于范围大、地质条件复杂、地下阻排水结构物众多,其渗流分析及控制一直是工程难题。该项目针对水利、土木和环境等领域中区域地下水分析及控制问题进行研究,在区域渗流场分析方法、渗流破坏机理、渗流场特性及控制措施等方面取得了突破性的成果,对保障大型水利设施的安全以及城市可持续发展具有重要意义。在渗流场模拟方面,对于大尺度复杂渗流场中存在大量的减压井、排水沟和地下室等阻排水结构物,由于奇异性和跨尺度性,常规方法很难甚至无法计算。该研究基于区域多层渗透场的特点,提出了一系列有效方法对阻排水结构物进行等效模拟,解决了区域渗流场中存在的尺度差异问题,使得区域渗流场中成千上万的小尺寸阻排水结构的分析计算成为可能,有力发展了多层区域渗流水平面有限元方法,为一系列工程难题的解决建立了理论基础。在渗流破坏机理研究方面,在管涌破坏室内砂槽模型试验基础上,针对管涌发生、扩展和上溯过程开展了一系列的模型试验,揭示了堤后薄弱覆盖层厚度、长宽比、出口保护形式、砂层出露等因素对渗流破坏模式的影响机制,并提出了相应的判定方法,丰富和完善了渗流破坏理论,并在工程应用上为渗流控制提供了重要的依据。在渗流控制措施方面,该研究在渗流场特性综合分析的基础上,主要对压渗、排渗等渗流控制措施进行深入研究,提出了减压井井损测试方法,研发了减小井损的轻型减压井造井工艺,探索出减压井优化布置模式,并在工程中成功应用。该研究历时15年,依托省科技计划项目、国家重点实验室项目、省水利厅科技项目等科研项目,开展了一系列基础理论及工程应用研究,所形成的研究成果已应用于多项大型重点工程:成功解决了北江大堤(国家七大堤防之一)主要险段渗透破坏问题,并为北江大堤强透水地基的治理提供了重要技术支撑;成功预测了由于潮州水利枢纽蓄水造成的潮州城区浸没的不良后果,提出的减压与截渗相结合的治理方案,成功减轻了城区的浸没影响;针对广州城区地下空间开发对地下水影响问题,在国内外首次模拟分析了拥有众多地下结构物的大型城区80平方公里区域渗流场状况,真实反映了广州城市地下水的现状,为广州市地下空间开发及城市规划决策提供了技术支持。此外,该研究成果还在多项水利工程防渗治理中广泛应用,发挥重要作用。已发表文章31篇,其中SCI收录2篇,EI收录14篇。提交科研及应用报告34份,获授权实用新型专利3项,软件著作权2项。该研究成果在水利工程、土木建设与环境等领域有广阔的应用前景。
[成果] 1500490115 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该成果属于新材料领域。该成果制备出具有高导热性能的纳米碳颗粒、碳包覆金属纳米颗粒、石墨烯、纳米碳管等纳米碳材料,利用共混以及原位聚合等制备方法,分别设计和制备出具有高导热性能、防静电性能以及力学性能、加工性能良好的多种功能纳米碳/聚合物复合材料。该成果在导热导电和导热绝缘复合材料等领域具有明显的创新性,共获授权国家发明专利15项,发表三大索引收录论文31篇,其中SCI收录19篇。应用在LED封装用散热材料以及电子元器件防静电包装和表面贴装等领域取得很好的经济和社会效益,该项目的专利成果在多个企业得到应用,近三年累计经济效益为:新增产值达12亿元,新增利润1.2亿元,新增税收4535.8万元,提高了国产电子产品的国际市场竞争力,为解决中国电子封装用材料存在的技术水平低、缺乏自主知识产权,长期依赖进口等问题作出积极的贡献。同时为社会创造就业机会450多个。该成果的创新性贡献主要在于:创新性地将新型核壳型导热填料——碳包铝(铜)纳米颗粒分别与三元乙丙橡胶(EPDM)复合,制备出高导热性能以及力学性能和热稳定性优良的纳米碳/三元乙丙橡胶复合热界面材料。当碳包铝含量为300phr时,该复合热界面材料导热系数高达4.28W/(m.K)。 创新性地将新型核壳型导热填料——碳包铝(铜)纳米颗粒分别与硅橡胶复合制备导热性能良好的纳米碳/硅橡胶复合热界面材料,当碳包铝纳米颗粒含量为300phr时,该复合热界面材料的导热系数高达2.73W/(m.K)。创新性地制备具有优异导热和导电性能的石墨烯纳米碳材料,并将石墨烯与有机硅复合制备导热性能优良的有机硅热界面材料。在很小的石墨烯填充量下获得高的导热系数,石墨烯含量为1.5phr和2phr时,石墨烯/硅油复合热界面材料和石墨烯/硅树脂复合热界面材料的导热系数分别高达2.70W/(m.K)和2.01W/(m.K)。采用配方、工艺和设备集成优化的方法实现纳米碳颗粒在复合材料中的大规模均匀分散,制备出具有导电功能的系列纳米碳颗粒/聚合物复合材料。复合材料的表面电阻率只有10的3次方Ω/sq,并能保持良好的力学性能和加工性能。将石墨烯微片与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合制备具有防静电功能的石墨烯/PET纳米复合材料。当石墨烯微片含量仅为0.2wt%时,该复合材料的表面电阻率达到10的10次方Ω/sq,且拉伸强度提高了20%,缺口冲击强度提高了100%。弯曲强度提高了30%。将石墨烯微片与聚乙烯复合制备出导热性能优异的石墨烯/聚乙烯纳米复合材料。当石墨烯微片含量为300phr时,该复合材料的导热系数高达14.20W/(m.K),并保持良好的力学强度和热稳定性。经广东省科技厅成果鉴定,基于纳米碳及其复合材料的制备和导热应用等技术达到国际先进水平。
[成果] 1500490133 广东
[TB3, X52] 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于材料科学领域。催化功能材料是利用化学方法治理环境污染的重要物质基础,是发展高新环境治理技术的先导与支撑,可用于简便、高效、低成本地处理环境污染物。因此,发展新方法制备具有新结构的新型复合催化材料,并将其应用于光催化或臭氧催化氧化治理水体环境污染物具有重要的学术价值和现实意义。该项目以催化功能材料在环境污染物处理中的应用为牵引,研究了一系列功能材料的制备新方法、成分与结构控制、催化处理污染物的过程和催化机理等科学问题,主要发现点及科学价值如下:1)光化学技术合成催化功能材料。提出了气-液界面光化学合成功能材料的新方法,实现了金属、半导体和氧化物催化功能材料的合成及相应新型结构的构筑,获得了基于光化学反应和气-液界面反应的新机理:分别合成了可自由转移的Au与CdS有序多孔薄膜、富镉的CdS纳米管、纳米多孔SnO<,2>以及可自由转移的金属Sn填充的SnO<,2>纳米管阵列薄膜。该发现开创了一种室温下制备微/纳结构功能材料的新方法,所发现/提出的材料生长机理对于材料的成分、结构控制具有指导意义,可促进光化学、界面科学与材料科学的学科交叉。2)光化学方法合成的新型功能材料首次应用于光催化降解污染物。将CdS纳米管、有序多孔薄膜、纳米多孔SnO<,2>以及SnO<,2>纳米管阵列应用于光催化降解水溶液中的污染物,这是首次将此类新结构材料应用于光催化领域,发现了其高效的光催化性能及机理;提出了将纳米多孔薄膜、纳米管阵列漂浮于污染物溶液表面光催化降解处理污染物的新方法。3)合成了具有高比表面积的以介孔、活性炭为支撑体的新型纳米催化功能复合材料,并将其应用于催化臭氧氧化水体中的有机污染物。先后实现了NixOy/活性炭、CeO<,2>/活性炭、Fe<,2>O<,3>/SBA-15以及Ce掺杂MCM-41等新型催化功能材料的制备,这些在催化臭氧氧化降解水体有机污染物中属于新的材料体系,表现出了高效催化性能。针对其催化作用,提出了不同催化功能材料与O<,3>的协同作用下的羟基自由基作用机理。4)利用低温水热/水浴方法分别合成了TiO<,2>颗粒和纺锤体形CuO颗粒。首次将TiO<,2>应用于光催化臭氧氧化有机污染物,将CuO应用于可见光光催化双氧水氧化降解染料染物,并表现出了非常高的效率和实用性。该项目获授权发明专利2件,发表SCI论文25篇,他引326次,其中10篇代表作发表在Angew. Chem.、J. Mater. Chem.、Appl. Catal. B.和J. Hazard. Mater.等权威刊物上, SCI影响因子大于5.5的6篇,1区文章9篇,一篇被Angew. Chem.选为Hot Paper。以该研究为基础,申报者入选了教育部新世纪优秀人才支持计划、成为广东省“千百十”人才工程省级培养对象和“千百十”人才工程先进个人。
[成果] 1500490138 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:项目属于材料科学领域。有机-无机纳米复合材料是材料科学的重要发展方向和研究热点,是高分子材料高性能化和功能化的主要途径之一。制备有机-无机纳米复合材料使用的无机纳米材料,大多是通过合成、插层、剥离等方法制备,存在制备条件复杂、产率低、成本高、适用性差等缺点。探求具有新型结构、来源易、成本低和适用范围广的无机纳米材料对发展有机-无机纳米复合材料具有重要的理论意义和应用前景。埃洛石纳米管(HNTs)是一种自然界储量丰富的廉价的天然无机纳米材料,但该项目开展之前国内外未见将其应用于聚合物纳米复合材料的报道。项目的主要内容涉及聚合物/HNTs纳米复合材料的制备、结构与性能的基础研究。其主要科学发现如下:首次报道了聚合物/HNTs纳米复合材料的研究。发明了熔融混炼、共凝聚、共固化、电子转移、接枝、离子液体改性、氢键自组装等多种制备聚合物/HNTs纳米复合材料的方法,制备了以热塑性塑料、橡胶和热固性树脂为基体的一系列聚合物/HNTs纳米复合材料。发展了含反应性基团的聚合物与HNTs的原位界面改性、小分子界面改性剂的原位界面改性、大分子界面改性剂的原位界面改性和HNTs的表面接枝改性等多种适用于聚合物/HNTs复合材料的界面改性技术,发现了它们基于共价键、氢键和电荷转移的界面结合机理,解决了填料均匀分散和界面紧密结合等复合材料关键问题。这些方法采用工业可用和廉价的改性剂,具有良好的应用前景。由于HNTs的硅酸盐本质,这些方法为其他种类粘土的改性提供了重要借鉴,具有普适性。发现了HNTs在增强、阻燃、结晶形态和结晶动力学调控、降低热膨胀等方面的特殊效应及其机理,为聚合物/HNTs纳米复合材料的性能和应用研究提供了基础。提出了HNTs在基体中原位分散、自组织和网络化的多种方法。例如,采用室温离子液体实现HNTs在橡胶中的分散与界面调控、利用埃洛石与荧光增白剂自组织成纤调控基体结晶、利用氢键配体将HNTs通过氢键自组装实现网络化增强等。这些方法为聚合物/HNTs纳米复合材料性能优化和应用提供了重要指导原则。执行期间项目组在国际期刊发表相关的SCI论文31篇,获授权发明专利5项。上述基础研究的发表引领了16个国家和地区的众多研究组跟进研究和37个国家的研究人员的大量正面引用和评述。国内外同行高度关注该项目的基础研究工作,日本九州大学Takahara教授、韩国Geckeler教授、印度国际著名橡胶专家Bhowmick教授、德国莱布尼茨高分子研究所Heinrich教授等国际著名教授和相关研究组持续关注和跟进。31篇论文共获得他引632次,其中10篇代表作获得SCI他引340次,发表的第一篇聚合物/HNTs复合材料的研究获得SCI他引86次。相关工作多次应邀在重要国际会议如美国化学会年会上做邀请报告。
[成果] 1500490153 广东
X14 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:所属科学技术领域:地球科学。主要内容及重大发现:大陆沿海陆海环境变迁是全球变化研究的前沿。该研究团队在一系列国家自然科学基金的基础上,结合其它相关勘查项目的资助,经20余年的持续合作,总耗资约4千万元,采集从三角洲-河口-内陆架-外陆架-上陆坡的大量陆海交互带沉积物样品和物探数据,采用物理、化学、生物、考古等多种分析手段,对中国南方大陆沿海陆海交互带环境演变及灾变事件进行系列研究,有五大重要发现:第一次科学地建立并证明了距今八千年来陆海环境变化与沿海人类社会兴衰的因果关系。课题组发现的一系列证据证明了:全新世陆海环境变化对新石器时期长江三角洲稻耕农业和珠江三角洲渔猎文化的产生和兴衰有直接影响。成果发表于《Nature》等顶尖刊物。首次通过连续追踪横贯珠江口-南海大陆架-上陆坡的沉积地层大断面,发现末次盛冰期以来南海北部陆架古海平面和古海岸变迁遗迹及其相关环境事件的直接证据,为全球变化和区域响应机制提供了最有说服力的证据。首次在珠江口全新世沉积序列中发现重现期为300年一遇的超级台风及其诱发的地质灾害事件,建立了珠江口台风沉积建造序列,揭示了台风-暴雨-地质灾害的诱发机制,为沿海防灾减灾提供了科学依据。首次系统地构建了珠江口地区全新世季风变化、海平面变化、海岸变迁、河口淡水入流量变化等自然环境变量的时空关系,改变了传统的三角洲演变理论,重新构建了珠江三角洲全新世沉积环境演变模型。首次发现珠江口第四系地层序列存在5次陆海沉积旋回,并依据新发现的沉积学和古生物学证据、岩土工程特性、年代测定及与南极冰芯的地质对比,修正了珠江口第四纪地层序列模型,揭示了地层分布的时空规律。科学价值:理论创新。首次提出河口淡水入流量和超级强台风对珠江三角洲全新世沉积序列建造起重要作用,突破了传统上认为三角洲沉积序列主要受地质构造、海平面变化、海进和海进等控制的理论,提高了模型的科学性。方法创新。通过现状观测和实验分析,课题组证实:1)沉积物中的有机碳同位素δ13C值和C/N比值可以反映河口沉积物的陆源、海源和原生组分变化,从而反演流域季风和河口淡水入流量变化;2)沉积物中有孔虫组合变化,可反映台风对河口沉积物的搬运和改造程度。这为古环境演变研究探寻了新的方法。应用价值:研究成果可为沿海地区的发展规划、工程设计、矿产资源和岩土工程勘查、防治减灾等提供科学依据和指导。论文引用评价:出版专著1部,发表论文50篇,其中SCI收录26篇,他引次数共839次。研究成果在国际上有非常重大影响,为全球大河三角洲发育演变、陆海环境变化、人类活动等方面的认识做出了重要的贡献。
[成果] 1500490165 广东
[TQ51, X70] 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:有机废弃物厌氧发酵制备生物燃气技术装备及应用项目属于可再生能源领域生物能方向。中国每年产生有机废弃物60多亿吨,可制备生物燃气约2000亿立方米,不仅能有效遏制环境污染、减少温室气体排放、抑制雾霾产生,还能减少对天然气的依赖、优化能源结构。传统厌氧发酵技术存在原料适用范围窄、厌氧发酵效率低、产品利用方式粗、工程运行能力差等问题,长期制约中国生物燃气的产业化发展和国际竞争力。该项目开发了有机废弃物厌氧发酵制备生物燃气技术及装备,突破了传统生物燃气生产的相关技术瓶颈,主要创新点如下:发明了混合原料高固体浓度厌氧发酵技术与装备。发现了混合原料厌氧发酵微生物群落演替规律,提出了厌氧发酵的原料配比和微生物过程调控方法;研发了两相三段厌氧反应器、低能耗全机械进出料等成套装备,解决了容积产气率低、进出料困难及运行稳定性差等问题;发明了原料生物-化学强化预处理技术。发明了木质纤维素类原料降解菌剂预处理技术,开发了多菌系多酶类微生物菌剂组合工艺;发明了高氨氮原料生物强化水解技术,解决了发酵底物氨中毒等问题;建立了生物燃气绿色生产与利用技术体系。开发了中国第一套沼气工程设计软件,实现了工艺设计简易化、标准化;优化集成了原料预处理、厌氧发酵反应器、沼气脱硫净化装置、热电联供、脱碳提质、沼液膜浓缩装置等先进工艺与装备体系,实现了气热电肥绿色生产。该项目共获得授权专利21件,其中发明专利13件,实用新型8件,发表文章40余篇,鉴定成果2项,获得软件著作权1项,形成国家标准1项。该项目对4大类140余种原料进行了厌氧发酵技术研究,达到如下指标:木质纤维类原料预处理后,产气效率提高20%以上;工业工程的发酵浓度大于12%,中温发酵容积产气率达1.9 m<'3>/(m<'3>.d),原料经厌氧发酵后总有机物能源转化率达理论值95%以上;沼气净化后,硫化氢含量低于100mg/m<'3>,每立方米沼气脱硫成本低于0.03元;沼气热电联供的能量效率高于82%;提纯提质后,生物燃气的甲烷含量大于95%,甲烷得率大于98%,每立方米沼气净化成本低于0.5元;沼液浓缩10倍以上,综合技术经济指标处于国际先进水平。该项目成果已在180余座大中型畜禽粪污沼气工程中得到应用,市场占有率达30%(按产能计)。其中,山东民和鸡粪厌氧发酵工程日产沼气35000立方米,日发电70000度,连续稳定运行5年,是国内单座最大畜禽粪污生物燃气绿色生产及循环利用典型工程。该项目开发的微生物菌剂、沼液浓缩产品已辐射到全国20余个省市。项目完成单位示范工程累计产气1.1亿立方米,创造直接产值约3.7亿元,利润7566万元,纳税3742万元,减排温室气体7万吨,辐射带动产值约10亿元以上。通过产业化示范和推广应用,有力促进了中国生物燃气产业的发展。
[成果] 1500490113 广东
TG5 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:项目属机械工程领域。高速精密加工非均质多孔脆性大型薄壁和微细结构碳素零部件时,存在断裂与变形、加工质量低和刀具磨损严重等难题。这类典型难加工零部件包括,精密模具电加工广泛使用的石墨电极;光伏产业中作为多晶硅铸锭炉核心加热装置的碳素热场,及等离子体增强化学气相沉积(PECVD)镀太阳能电池片减反射膜时,必须使用的大型薄片式石墨舟等;而这些产品的设计与制造水平直接制约相关行业的发展。十多年来,围绕上述难加工脆性碳素零部件的关键加工难题,该项目组在国内外率先开展创新性研究和产学研合作。在脆性碳素零部件的高速无损伤精密加工理论、加工工艺和加工刀具、优化设计方法和产业化与应用推广等方面,获得系列技术性突破。该项目引领推动了模具制造和光伏产业的发展;显著提高了石墨电极加工技术及其在模具制造中的应用技术水平;显著提升了太阳能电池镀膜和多晶硅炉的生产效率与质量,并降低了能耗,打破外企长期垄断国内光伏产业碳素制品的局面,形成以下创新成果:提出了石墨高速精密加工理论;提出了系列脆性碳素零部件高速精密加工工艺优化方法,研制了优选刀具和加工参数的石墨高速加工工艺数据库。系统解决了崩碎、断裂、变形和加工精度与表面质量低等加工难题。提出了控制石墨电极加工变形与断裂的方法;发明了大厚高比薄壁、大高径比微细针状和高密度微孔等精密薄壁微细石墨电极的高效无损伤加工方法;有效解决了变形、让刀和崩角等关键加工难题,加工成本降低20%,加工效率提升30%,电极寿命延长3倍。成功研制了厚高比1:250薄壁电极和高径比1:30阵列式微细石墨电极等;研制石墨电极电加工精密模具的工艺方法,模具尺寸精度达±2μm,寿命提高3倍以上。提出了PECVD石墨舟和碳素热场关键零部件的无崩损高速铣削、钻孔工艺技术;发明了其优化设计方法;研制并产业化的新型PECVD石墨舟和碳素热场,提高太阳能电池镀膜效率26-29%和多晶硅铸锭炉产能88%,降低单位能耗30%;国内市场占有率居前列,技术与质量被GT Solar等著名企业认可达国际先进水平。提出了碳素零部件高速加工所需涂层刀具设计新方法;发明了新型耐磨TiSiAlN涂层刀具;研制了金刚石涂层刀具,权威检测其寿命达国际先进水平,降低刀具成本30%;研制了管理刀具寿命的石墨加工刀具管理系统。该项目获发明专利8件,实用新型专利40件,软件著作权2项,企业标准4项,论文10篇,培养博硕士9人。主要技术成果均产业化并在国内外多家著名企业应用推广。近三年累计新增销售额29.7亿元,新增利润6.43亿元,新增税收1.14亿元,节支1.92亿元,出口创汇1.71亿美元。瞿金平院士为主任的鉴定委员会指出“该成果总体技术达到国内领先水平,在金刚石涂层刀具工艺技术方面达到国际先进水平”。
[成果] 1500490436 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:科学技术和生产实践的发展对化学检测要求越来越高,为准确测定低含量目标检测物,人们采用分离富集的方法排除基体或其他物质干扰并对目标检测物富集使其达到分析仪器的检测限。纳米材料具有很大的化学活性。特别是一些金属或金属氧化物纳米颗粒表面原子能够与其它金属离子以静电作用相结合,因此该类纳米材料对许多金属离子或化合物表现出较强的吸附性能。该课题以磁性碳包覆纳米材料,如磁性碳包铁为研究对象,探究其对金属元素、化合物的吸附以及在分析检测中的应用。该研究通过直流电弧法制备磁性碳包铁纳米粒子,并通过双氧水对其表面进行氧化修饰,使其非晶态碳层产生羟基和羧基等含氧功能团,以提高碳包铁在水溶液介质中的分散性能和对重金属离子的吸附性能。课题以Cr、Ni、Cd、Pb、Cu、Zn等重金属离子为目标检测物,探究碳包铁纳米粒子对溶液中金属离子的吸附以及其在分析检测中的应用。实验以重金属离子为目标检测物,以吸附率为吸附性能的表征参数,采用电感耦合等离子体原子发射光谱或原子吸收光谱法测定萃取前后待检溶液中目标离子的含量,并计算吸附率。改变待检溶液pH、以及萃取体系的萃取材料用量和接触时间,研究了不同实验条件下吸附率的变化,在该实验基础上,确定特定分离富集实验的最佳操作条件。设计实验获取了pH值与纳米粒子表面Zeta电位的相关性以及Zeta电位与纳米粒子吸附率的相关性。将采用化学修饰法获得的碳纳米粒子应用于目标检测物的吸附实验,获取羟基、羧基等含氧官能团数量与吸附率的相关关系。在上述实验研究的基础上,探索了磁性碳纳米粒子的吸附机理。由于磁性碳包铁纳米粒子对重金属离子具有优良的吸附能力,使用作为固相萃取材料,不仅可以提高萃取效率,而且由于非晶态碳层的保护作用,碳包铁纳米粒子在酸碱液中不被腐蚀或溶解,萃取材料可循环使用。同时由于其优良的磁性能,可通过磁分离技术实现目标检测物与基液的分离,大大简化操作步骤,提高了检验效率。该课题在广东工业大学、五邑大学、广东检验检疫技术中心以及新会检验检疫局综合技术服务中心都有较好的应用。
[成果] 1500490224 广东
TU3 应用技术 工程和技术研究和试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于土木工程学科结构工程学领域,为应用技术项目—技术开发类项目。主要技术内容:该项目以广东某高层建筑为工程背景,针对大跨度转换结构,提出一种新型转换梁及其节点组合形式——双型钢混凝土转换梁及其节点,解决了工程设计中大跨度转换的难题。双型钢混凝土转换梁是由外包钢筋骨架、混凝土和组合型钢等三部分组成,其中组合型钢由两根工字钢通过缀板连接而成,上部被转换部型钢柱与双型钢转换梁采用了端板螺栓连接的方式。通过6组梁的静力弯曲试验,研究其箍筋率、型钢翼缘尺寸、型钢间距、纵筋配筋率和销钉布置对双型钢混凝土梁的开裂荷载和极限荷载的影响。给出了双型钢混凝土梁的抗弯承载力修正计算公式,提出了短期效应刚度及相应的挠度计算公式,通过分析屈服弯矩和极限弯矩的计算公式,推出双型钢混凝土梁延性系数(构件延性和截面延性)的计算公式。通过大比例尺的节点低周反复荷载试验,研究了节点的破坏形态、承载能力、刚度、滞回特性、延性、耗能能力及关键位置钢筋和型钢的应变等性能;结合试验结果,提出了双型钢混凝土转换结构的破坏机制,建立了双型钢混凝土梁式转换节点的抗剪机理,形成了其抗剪承载力计算公式。通过振动台试验,研究双型钢混凝土转换梁在结构中抗震性能。振动台实验的结果表明双型钢混凝土梁式转换结构具有三大破坏机制。通过反应谱法、弹塑性时程分析法、弹塑性静力推覆法、多水准能力谱法和性能分析研究了双型钢混凝土转换梁及其节点的应力、变形及其损伤指标。结合中国现行规范、实验数据和现场施工情况,给出了双型钢混凝土转换梁及其节点的材料、构造和施工方面的建议。技术经济指标:双型钢混凝土转换梁因其内置双腹板的约束作用,提高了约束混凝土的抗压强度,相较于同标号的混凝土,其抗压强度提高1.7~1.8倍,其抗弯和抗剪承载力得到了相应提高。如:在25m大跨度和相同工况作用下,普通混凝土转换梁需要1500×4500mm的截面尚能满足强度和挠度等设计要求,而双型钢混凝土转换梁采用1500×2000mm的截面即可。促进行业科技进步作用:双型钢混凝土转换梁及其节点组合形式是转换梁结构的创新,填补了约束混凝土在转换梁结构中运用的空白,有效的解决了大跨度、高延性和合理转换结构破坏机制的问题。其理论研究和构造设计的完善性为类似结构体系的设计和施工提供了有益的指导,对推动行业的发展起到积极的作用。应用推广情况:双型钢混凝土转换梁及其节点成功运用在民大广场、铂尔曼酒店、增城人民检察院和佛山王府井综合体等项目中,共解决了近百万平方米建筑面积的大跨度转换和大跨度的难题,解决了22m、25m、26m、32m等多个跨度尺度的问题,新增产值4280.67万元,新增利润1284.2万。其设计、试验和施工得到了当地建设行政主管部门和质检部门的好评,项目运行良好。
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