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面向生命科學的原位顯微分析與操作儀
研究團隊面向生命科學發展的迫切需求，研制出具有可視化、微創化、定點化、定量化功能的，集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
南開大學機器人與信息自動化研究所于1992年在國內率先開展面向生物醫學工程的微操作機器人研究，并于1996年研制成功國內第一臺面向生物醫學工程的微操作機器人系統，2002年獲得微納機器人領域第一個國家技術發明二等獎。
近些年來，研究團隊面向生命科學發展的迫切需求，研制出具有可視化、微創化、定點化、定量化功能的，集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀。研究團隊利用該儀器實現了機器人化的細胞核移植流程，并致力于提高克隆操作發育率。首先，通過在核移植過程中分析細胞受力，提出了基于最小力的細胞撥動方法，攻破了自動化核移植最大的技術屏障；其次，探索了面向減小細胞傷害的微操作方法，提高了胚胎發育中最關鍵的指標——囊胚率；最終，在2017年，將510枚利用該儀器完成核移植的重構胚移植到代孕豬中，并于2017年4月底分兩胎生下17頭小豬。這是世界首例由機器人完成核移植操作的克隆豬，該成果已被國家自然科學基金委及新華社、人民日報、中央人民廣播電視臺等媒體進行報道。
南開大學
2022-07-28
常壓煙氣中二氧化碳大規模吸附捕集成套技術
氣候變化問題已成為全世界關注的焦點，造成的各種全球性環境問題已向人類敲響了警 鐘。氣候變化的主要原因是以二氧化碳 (CO2) 為主的溫室氣體的排放量迅速增加。由于我國 煤炭能源占總能源70%，隨著經濟的快速增長，能源消耗需求量越來越大，CO2排放量逐年上 升，受到世界各國的廣泛關注。因此我國在參與《聯合國氣候變化框架公約》活動中遭受的壓 力將會越來越大，妥善應對全球氣候變化問題，事關我國經濟社會可持續發展目標的實現。 在非化石能源體系完整建立前，CO2捕集和封存的技術 (CCS) 具有減少成本及增加實現 溫室氣體減排靈活性的潛力。針對燃煤電廠、鋼鐵冶金、水泥建材和石油化工等大型工業常壓 煙氣的巨大煙氣流量和流速，提高了大規模CO2捕集系統運行的費用和技術難度，現有的分離 技術面臨著諸多挑戰。無論是將CO2進行封存還是資源化利用，高效、低能耗的CO2捕集分離 技術是目前的主要瓶頸。吸附法因其設備簡單、能耗低、易于實現自動化操作、低腐蝕性、過 程放大規律簡單等因素具有一定的優勢，是捕集分離CO2氣體最有希望實現大規模應用的重要 備選技術之一。 燃煤電廠、鋼鐵冶金、水泥建材和石油化工等主要工業煙道氣中CO2的大規模、低成本 捕集需要通過多種手段的創新和集成才能完成，涉及新型高效吸附材料開發、循環吸附/脫附 工藝優化、吸附設備設計、捕集過程與煙道氣除濕除雜質過程及后續壓縮液化利用或者封存過 程的系統集成優化、工廠低品位余熱的合理利用。 華東理工大學對吸附法捕集CO2關鍵技術展開了系統研究，通過國際合作引進歐洲先進的 吸附捕集技術，建立循環吸附/脫吸過程的數學模型，開發兩級多塔循環吸附捕集CO2工藝模 擬優化軟件包。已設計和建設年處理量20萬標米的常壓煙道氣CO2吸附捕集中試示范裝置，捕 集能耗比現有技術能耗下降20%以上，形成成套自主的CO2吸附捕集技術，為國家CO2減排計 劃提供先進技術支撐。
華東理工大學
2021-04-11
一種燃燒后CO2捕集系統的多模型預測控制方法
本發明公開了一種燃燒后CO2捕集系統的多模型預測控制方法，該預測控制方法以基于化學吸附的燃燒后CO2捕集系統為被控對象，貧液閥門開度和汽輪機低壓缸抽汽閥門開度為系統控制輸入量，CO2捕集率和再沸器溫度為系統輸出量；首先基于子空間辨識方法，利用系統運行產生的數據，在不同工況點處建立系統的局部狀態空間模型；接著使用間隙度量的方法調研被控對象的非線性分布；進而在合適的局部工況點處建立預測控制器，并設計隸屬度函數將其加權組合，建立燃燒后CO2捕集系統多模型預測控制系統。本發明的方法具有良好的全局非線性控制能力，能夠有效適應系統大范圍變工況的需求，快速追蹤CO2捕集率設定值，提高CO2捕集系統深度快速靈活運行的水平。
東南大學
2021-04-11
氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統及工藝
一種氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統及工藝，包括稀氨水供給裝置等，二氧化碳吸收塔包括罐體等，罐體頂部設有排氣管，稀氨水供給裝置通過管路與第一噴淋裝置連接，引風機通過管路與第一換熱器連接，第一換熱器通過管路伸入罐體下部，罐體底部、第二泵、第二換熱器、結晶槽、離心機、母液槽之間依次通過管路連接，母液槽、第三泵、第二噴淋裝置之間依次通過管路連接，第二、三泵的進口之間連接第一管路，高濃度氨水儲槽通過管路與第一泵連接，第一泵通過管路與第二噴淋裝置連接，冷卻裝置的冷卻水進水管與第一換熱器的冷卻水進水管連接在一起，冷卻水進水管上設有調節閥。本發明減碳效率高，工藝流程簡單、系統結構簡化、投資及運行成本低廉。
安徽理工大學
2021-04-13
國際領先的牙體硬組織原位修復及脫敏材料
" 隨著社會文明程度的提高，人類越來越重視口腔健康和牙齒相關疾病的防治，全球口腔醫學材料及器械市場高達200億美元，年增長率超過10%。項目團隊基于臨床需要，研制了一系列APD生物醫用高分子材料，具有防治牙齒敏感癥、原位修復牙體硬組織等多種功能。擁有完全自主知識產權，并已完成動物實驗等臨床前研究，項目團隊已經完成初步融資，正在進行產業化開發。 "
四川大學
2021-04-10
一種深大泥漿坑原位分步固化處理方法
本發明公開了一種深大泥漿坑原位分步固化處理方法，先使用淺層固化的方法對上部泥漿層進行固化處理，使其形成堅硬固化層；然后在上部固化層上按設計挖孔，利用高含水率泥漿的良好流動性，使泥漿在固化層的自重壓力擠壓作用下由形成的孔道溢出于固化層表面，而原先形成的固化層也隨之下沉；待溢出泥漿達到一定深度，再對溢出泥漿進行固化、挖孔，使新的固化層下沉并擠壓出其下部泥漿，如此循環操作，直至所有泥漿完成固化處理。本發明原位處理泥漿，解決了因場地條件限制不能清除外運處理泥漿的難題，同時節省了挖掘、運輸和堆放泥漿的費用，避免了在此過程中對環境造成破壞；只需在表面進行固化處理，施工快捷方便，縮短工期，降低工程造價。
東南大學
2021-04-11
原位自生TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料
鈦及鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、非磁性、線膨脹系數小等多種優點，特別是其比強度，在已有的材料中幾乎是最高的，因此，鈦主要應用在航空領域中以降低飛行器重量。隨著科技的發展，原來的鈦合金在某些方面已經不能滿足現代航空、航天的需求。鈦基復合材料既保持了鈦的優良性質又具有比鈦更高的比強度和比模量，可望成為航空航天與其它高技術領域中重要的結構材料。其中，原位自生復合材料，增強相是通過外加的化學元素之間發生化學反應而生成的。與傳統的外加法制得的復合材料相比，原位自生鈦基復合材料表現出以下優點：制備工藝簡單，可以用鈦合金傳統的冶煉和加工的設備制備大尺寸的鈦基復合材料，因此易于工業化生產；增強體和基體在熱力學上穩定，因此在高溫工作時，性能不易退化；避免了外加法帶來的界面污染等問題；原位生成的增強相在基體中分布均勻，表現出優良的機械性能。而TiC和TiB共同的特點是：熔點高，比強度、比剛度高和化學穩定性好；物理和機械性能優良；與鈦基體之間的熱膨脹系數差別小。因此TiC和TiB是鈦合金中較為理想的增強體，通過本研究開發的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料，具有優良的機械性能。 主要性能指標1.室溫抗拉強度大于1300MPa；2.室溫拉伸延伸率大于6.0%；3.600℃抗拉強度大于850MPa；4.600℃拉伸延伸率大于8.0%。
上海理工大學
2021-04-11
一種可以進行電化學光譜實驗的原位池
本實用新型公開了一種可以進行電化學光譜實驗的原位池，包括底座及原位池主體，原位池主體內部為空腔，主體上部開有與空腔連通的對電極插槽、工作電極插槽、參比電極插槽、進液孔和出液孔，在原位池主體正面開有凹槽，凹槽內開有透光孔，透光孔兩端均黏上kapton膠帶，從原位池主體正面向凹槽側壁開有一個斜戳的入射光孔，與原位池主體正面呈45°。本實用新型的原位池極耐酸、堿，可以在酸性電解液中或者堿性電解液中進行各類催化劑的原位電化學光譜實驗，不僅可以得到反應任一階段的電化學數據和相應的光譜數據，而且可以得到任一電壓下的電化學數據和光譜數據。
浙江大學
2021-04-13
鈣鈦礦光伏材料的生長機理原位的研究
隨著能源危機和環境污染問題的日益嚴峻，太陽能等綠色可再生能源近年來得到了廣泛關注。伴隨著光電轉換效率的提升和生產成本的下降，太陽能電池愈加凸顯其廣闊的應用前景。有機無機雜化鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池，作為新型太陽能電池的后起之秀，在短短七年內，光電轉換效率從3.8%迅速增長到22.1%。雖然鈣鈦礦太陽能電池在效率上已經取得重大突破，但人們對于鈣鈦礦材料本身的生長機理以及薄膜形貌的形成機制研究還需要進一步加強，而基于此的研究對鈣鈦礦材料的深入認知以及相應的光電器件的應用具有重大意義。
北京大學
2021-04-11
廉價、高效的材料微、細觀力學性能原位觀察系統
對于各種顆粒、纖維增強復合材料，目前主要采用大規模的宏觀力學實驗尋找力學性能變化規律，進而為提高材料力學性能提供支持，實驗繁雜，周期長，投入大。采用顯微鏡原位力學性能測試方法，對復合材料在各種外力作用下的破壞過程進行細觀觀測，有助于對填料、纖維的增強效果及其對復合材料力學性能的影響進行研究，進而探尋影響材料力學性能的主要因素，可大大節約開發成本，提高開發效率。但目前國內所具有的細觀力學性能觀測條件主要利用帶有原位加載臺的掃描電鏡技術，該實驗系統成本昂貴，國內僅有少數幾家科研院所擁有此設備，主要適于科
北京理工大學
2021-01-12