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項目成果/簡介: 潛標可實現全海深海洋環境的定點、長期、連續、多層次、多要素同步觀測，并具有隱蔽性好、不易被破壞等優點，是開展海洋環境長期連續觀測最有效的手段。 自主研發系列海洋動力環境監測潛標：2008年以來，團隊突破了深海潛標系列關鍵技術，自主研發了“海洋動力環境多尺度同步觀測潛標”、“定時衛星通訊潛標”等系列高可靠性深海潛標，實現了海洋動力環境長期連續準實時觀測。相關研發成果已獲4項國際發明專利及8項國家發明專利授權。基于研發的潛標，在南海、西太平洋、東印度洋累計布放潛標400余套次，總結出一套安全高效的規范化、標準化的潛標布放回收作業流程，作業成功率達到100%，解決了我國海洋環境長期連續觀測技術瓶頸，大幅提升了我國海洋環境長期連續觀測水平。 構建了國際上規模最大的區域海洋潛標觀測網—南海潛標觀測網：自2009年以來，在南海開展潛標布放回收航次22次，累計布放各類潛標350套次，目前同時在位觀測潛標42套，觀測海域橫跨呂宋海峽、南海深海盆、南海東北部與西北部陸坡陸架區，最長工作時間已接10年，是世界上規模最大的區域潛標觀測網。南海潛標觀測網于2017年完成潛標觀測站位在南海深海盆的全面覆蓋，實現了南海復雜環境的長期連續觀測。上述成果入選2017年度“海洋與湖沼十大科技進展”。 構建了橫跨西太平洋熱帶-副熱帶的全水深潛標觀測陣：2015年以來，在西太平洋熱帶、副熱帶海域布放海洋動力環境監測潛標60余套次，構建了橫跨熱帶、副熱帶（0-22°N）的西太平洋潛標觀測陣，實現了西太平洋低緯度流系時空特征、中尺度/亞中尺度過程及混合的長期連續觀測，有力支撐了西太平洋海洋動力環境研究工作的開展。 成功布放回收國際上首套萬米綜合觀測潛標：基于自主研發的海洋動力環境監測潛標，2016年1月在馬里亞納海溝挑戰者深淵成功布放國際上首套萬米多學科綜合觀測潛標，并于2016年9月成功回收。目前以在馬里亞納海溝深淵海域構建了由6套潛標構成的海溝觀測陣，實現了深遠海域海洋動力環境的長期連續監測，體現了我國深遠海長期連續調查的技術水平。項目階段:工業化生產階段效益分析: 該系統主要用于海洋動力環境的長期連續監測，是海洋環境監測最基本的設備和手段，可為海洋動力過程科學研究、海洋數值預報模式同化驗證、海洋環境安全保障、海洋生態環境監測等提供數據和平臺支撐，具有重要的科學、社會和軍事意義。隨著當前海洋科學研究、海洋資源開發、海上經濟貿易、海上軍事活動等方面的迅速發展，對海洋動力環境的觀測和認知的需求日益迫切，海洋動力環境監測潛標的需求量迅速增加，具有突出的經濟效益前景。知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權知識產權編號:US 9,372,082 B1 US 9,423,251 B2 US 9,593,947 B2 US 9,557,171 B2 201410252441.0 201410252601.1 201410821320.3 201510243938.0 201510244120.0 201510244469.4 201510244144.6 201410820855.9技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

該成果探討了煤的結構參數與煤光催化氧化反應性、光-生物耦合降解的關系及控制方法，并基于煤特殊的物理化學結構，以及光敏化和光氧化降解特性，采用聚合物共混原理成功開發了一項多功能降解薄膜母料制備及功能材料制備技術。首次將煤作為光降解控制試劑應用于新型光降解薄膜制備，該成果對用光催化氧化、光-生物耦合方法進行煤溫和定向轉化有著重要科學和實際意義。獲陜西省科學技術進步二等獎1項，中國煤炭工業協會科學技術進步二等獎1項，獲國家發明專利3項。 在渭北及新疆等地進行了薄膜農業田間試用，本項目薄膜對農作物如玉米、棉花等生長有良好的促進作用，降解性能滿足實際要求，降解后對土壤無不良影響，并具有保氮和降草等功能，降解薄膜土壤背景分析通過了農業部食品質量監督檢驗測試中心（石河子）質量檢測。

近日，能源領域期刊Energy & Environmental Science（IF=33.250）發表了有關超高效太陽能海水淡化研究成果Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still，該論文由上海交大制冷與低溫工程研究所ITEWA創新團隊的徐震原副教授和王如竹教授與麻省理工學院Lenan Zhang博士和Evelyn N. Wang教授等合作完成，上海交通大學為第一完成單位。全被動式的太陽能海水淡化是解決海水淡化技術適應性的完美方案，且適用于缺乏基建和偏遠地區，然而其效率一直偏低（約35%）。近年來，太陽能界面蒸發為高效便攜式海水淡化提供了新的思路，成為了能源科學、材料科學和熱科學的交叉領域研究熱點，但在其效率仍然十分有限（約100%）。本研究提出的“界面局部加熱型多級太陽能蒸餾架構”結合了太陽能界面局部加熱和蒸汽焓回收，突破了前述研究的局限，顯著提升了被動式太陽能海水淡化的效率。 在該論文中研究團隊指出系統性的能量傳遞優化，而非高性能材料，是達到超高效太陽能海水淡化的關鍵。通過采用商用和低成本材料搭建的實驗裝置，研究團隊在一個太陽輻照條件下創紀錄地實現了385%的效率和5.78 L m-2 h-1的海水淡化產水率。除此之外，該裝置可以通過毛細作用進行被動補水，同時通過鹽分在夜間的反向擴散實現被動排鹽，保證長效穩定的被動式工作。該研究所達到效率比2018年12月發表于Nature Sustainability和2019年7月發表于Nature Communications的被動式太陽能海水淡化效率記錄分別高出約2.8倍和2倍，成為該領域的效率新記錄。該工作為解決偏遠或離網地區淡水短缺問題提供了實際解決方案，也為界面太陽能蒸發走向實用化和高效化提供了全新思路和理論框架。 該研究工作獲得了國家自然科學基金面上項目（51976123）和創新研究群體項目（51521004）的資助。王如竹教授領銜的ITEWA創新團隊（Innovative Team for Energy, Water & Air）致力于解決能源、水、空氣交叉領域的前沿基礎性科學問題和關鍵技術，旨在通過學科交叉實現材料-器件-系統層面的整體解決方案，推動相關領域取得突破性進展，近兩年來已經在Joule上發表論文3篇，在Advanced Materials，Angewandte Chemie, iScience以及Energy Storage Materials上發表論文各1篇。論文鏈接：Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar stillMIT News：Simple, solar-powered water desalination

潛標可實現全海深海洋環境的定點、長期、連續、多層次、多要素同步觀測，并具有隱蔽性好、不易被破壞等優點，是開展海洋環境長期連續觀測最有效的手段。 自主研發系列海洋動力環境監測潛標：2008年以來，團隊突破了深海潛標系列關鍵技術，自主研發了“海洋動力環境多尺度同步觀測潛標”、“定時衛星通訊潛標”等系列高可靠性深海潛標，實現了海洋動力環境長期連續準實時觀測。相關研發成果已獲4項國際發明專利及8項國家發明專利授權。基于研發的潛標，在南海、西太平洋、東印度洋累計布放潛標400余套次，總結出一套安全高效的規范化、標準化的潛標布放回收作業流程，作業成功率達到100%，解決了我國海洋環境長期連續觀測技術瓶頸，大幅提升了我國海洋環境長期連續觀測水平。 構建了國際上規模最大的區域海洋潛標觀測網—南海潛標觀測網：自2009年以來，在南海開展潛標布放回收航次22次，累計布放各類潛標350套次，目前同時在位觀測潛標42套，觀測海域橫跨呂宋海峽、南海深海盆、南海東北部與西北部陸坡陸架區，最長工作時間已接10年，是世界上規模最大的區域潛標觀測網。南海潛標觀測網于2017年完成潛標觀測站位在南海深海盆的全面覆蓋，實現了南海復雜環境的長期連續觀測。上述成果入選2017年度“海洋與湖沼十大科技進展”。 構建了橫跨西太平洋熱帶-副熱帶的全水深潛標觀測陣：2015年以來，在西太平洋熱帶、副熱帶海域布放海洋動力環境監測潛標60余套次，構建了橫跨熱帶、副熱帶（0-22°N）的西太平洋潛標觀測陣，實現了西太平洋低緯度流系時空特征、中尺度/亞中尺度過程及混合的長期連續觀測，有力支撐了西太平洋海洋動力環境研究工作的開展。 成功布放回收國際上首套萬米綜合觀測潛標：基于自主研發的海洋動力環境監測潛標，2016年1月在馬里亞納海溝挑戰者深淵成功布放國際上首套萬米多學科綜合觀測潛標，并于2016年9月成功回收。目前以在馬里亞納海溝深淵海域構建了由6套潛標構成的海溝觀測陣，實現了深遠海域海洋動力環境的長期連續監測，體現了我國深遠海長期連續調查的技術水平。

本發明公開了一種正壓引射式全預混燃燒供熱裝置，包括送風系統、燃料系統、燃燒室、換熱系統和排煙系統，送風系統包括風機及與其送風口相連的空氣分配管，燃料系統包括燃氣管及與其相連的燃氣分配管，燃氣分配管的端部均勻布置有一組燃氣噴嘴，燃氣噴嘴的外周設有與空氣分配管貫通的環形進氣口，與燃氣噴嘴對正的位置處設有引射式混合器，其頂部自下而上設有分配孔板和火孔板；燃燒室設在引射式混合器的上方，其側壁與火孔板的外輪廓之間設有環形孔隙。本發明結構緊湊，便于對整個系統采取安全控制，供熱裝置運行時燃氣和空氣混合完全，燃燒產物中一氧化碳和氮氧化物的排放量較低，使燃氣和空氣全預混燃燒，實現了燃氣燃燒過程的低污染物排放。

西北工業大學物理科學與技術學院趙建林教授研究團隊在全光纖光波長轉換方面取得重要進展。提出了一種二維材料輔助的全光纖波長轉換方案，利用該方案制備的波長轉換器，僅需百微瓦量級光功率（遠小于一支普通激光筆的輸出光功率）即可將近紅外光穩定地轉換為可見光。該技術在全光纖中實現光波長的高效轉換，兼容現有成熟的光纖通信和傳感系統，也為其他高性能全光纖非線性器件的實現開辟了新的途徑。利用全光纖的二階非線性效應不僅可以拓展光纖激光器的工作波段，還有望實現全光纖的線性電光調制器、纏繞光子對等，可極大拓展業已成熟的光纖通信、傳感技術在信息處理與感知領域的應用范圍。然而，石英光纖的中心反演對稱性阻礙了其二階非線性效應的產生和利用。目前，基于二階非線性效應實現光波長轉換，需要對光纖進行特殊摻雜、極化等復雜工藝處理，以及高功率脈沖激光泵浦等苛刻條件，因此如何降低光纖中波長轉換的實現條件，成為困擾科學家們的一個難題。針對此問題，研究團隊創新性地提出一種層狀二維材料硒化鎵輔助的全光纖波長轉換器，利用微光纖導波模式的強烈倏逝波與硒化鎵的相互作用，利用百微瓦級連續光即可實現倍頻、和頻等非線性參量轉換過程，進而將近紅外光穩定地轉換為可見光。相關研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”為題，已在國際光學頂尖期刊《Light: Science & Applications》發表。論文第一作者為團隊姜碧強副教授，通訊作者為甘雪濤教授和趙建林教授，西北工業大學為唯一作者單位。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1