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項目成果/簡介:新冠疫情的爆發，使人們對空氣消毒日益重視。其中，紫外輻射是一種常見的空氣消毒技術。然而，在實際的消毒過程中，微生物往往存在“復活”現象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學王燦教授團隊提出了一種基于單層Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化劑，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。該研究對前體MAX相蝕刻、插層、超聲剝層，制備單層Ti3C2Tx納米片，即MXene；通過水熱法并同時調控TiO2晶面，合成光催化劑MXene/{001}TiO2，浸漬涂覆于聚氨酯（PU）海綿。 在此基礎上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續流光催化反應器，用于動態的空氣消毒，發現相比于傳統的紫外消毒技術顯著提高了對空氣微生物的滅活效率。該研究進一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復活）和無光（暗修復）條件下的復活情況，結果表明，與單獨紫外消毒相比，經過光催化滅活的空氣微生物基本無暗修復現象，在可見光下細菌濃度甚至呈現持續下降趨勢。進一步對滅活機理的研究發現，紫外線通過作用于細胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細菌，該損傷可在一定波長的可見光下被修復，細菌復活；而光催化的加入產生了活性氧自由基，對細菌的細胞結構造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達到更高的空氣消毒效率，同時實現更徹底的消毒效果。相關的技術成果可以應用于因新冠疫情感染場所的空氣消毒。

針對多頻帶 OFDM-UWB 無線通信系統中的關鍵技術問題，研究 一種全新的高性能量化噪聲整形技術，設計完成無過采樣結構的新型 Σ-△調制器，并將其用于多頻帶 OFDM-UWB 系統的 A/D 和 D/A 轉 換；這種調制器可以滿足超寬帶系統通信速率不斷提高的要求，同時 還可以解決 OFDM 信號峰均比較高的問題，并可以使系統的差錯性 能得到明顯改善，而且具有低功耗、低成本、易實現及便于集成為芯 片等特點。此外，研究適合多頻帶 OFDM-UWB 系統的快速同步捕獲 與跟蹤技術，設計幀同步、符號定時同步、載波同步、采樣頻率同步 及信道估計和均衡等技術方案，以減小運算量，簡化軟硬件實現，并 提高系統的頻帶利用率。該項目給出了一套完整的 UWB-OFDM 基帶 系統技術方案，并進行了仿真與硬件驗證。該項研究不僅可為多頻帶 OFDM-UWB 無線通信技術提供新的解決方案，也能為其它超寬帶無線通信技術提供一種有效方法，產業化后必將產生較大的經濟效益和 社會效益

本項目根據潤滑油精制萃取塔改造的迫切需要，利用先進的測試手段，系統地研究了金屬Intalox等國外引進的新型填料用于低界面張力體系時的兩項流動，軸向返混，傳質特性和設計方法：/line針對高孔隙率新型填料用于低界面張力體系的特點，提出了新的填料萃取塔液泛速度的計算方法，可用于潤滑油精制生產裝置的核算和設計；/line用光導纖維探針式比色計和計算機在線數據采集系統，可靠地測定單項和兩項流動情況下的軸向擴散系數，并用隨機模型成功地進行了關聯；/line通過擬合實測的兩項濃度剖面，求得了文獻中罕見的“真實”體積傳質系數，為在擴散模型的基礎上，比較準確地模擬填料萃取塔的傳質性能提供了依據；/line突破了長期沿用氣-液傳質設備液體分布器的設計方法的局限，研究了對工業填料萃取塔性能具有重要影響的液液分配器的性能和設計方法，編制了優化設計的計算機程序；首次建立了復合型填料萃取塔診斷專家體統，具有一定的實用價值

在巡檢條件下，實現多物理量融合的鋼軌病害動態檢測技術。采用復合電磁技術檢測材料表面和內部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術測量缺陷產生前的殘余應力、材料狀態改變、表面早期傷損；應用相控陣超聲技術檢測鋼軌內部缺陷，并實現焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實現覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態綜合檢測。 高速鐵路損傷檢測：實現80-350km/h的高巡檢速度下對軌道不同階段損傷的檢測，提高軌道安全性； 智能制造質量檢測：實現新型加工、增材制造中加工質量無損檢測，提高智能制造的加工水平； 結構智能健康監控：實現鋼軌、橋隧、航空航天設施關鍵部位故障狀態監控，提高重大設施壽命。 技術優勢 巡檢試驗轉臺的速度提升至350km/h，填補了國內350km/h速度等級巡檢試驗轉臺的空白。首次在國內研究了350km/h高速及不飽和狀態下鐵磁性材料動態磁化過程機理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關鍵技術，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環境、高速運動對檢測系統的影響，在高速及重載鐵路應用條件下，對服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進行快速巡檢，構建高速鋼軌裂紋巡檢設備，實現對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數等相關數據信息的快速獲取、損傷程度判別，并進行故障預警和壽命評估。研究基于復合電磁效應、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實時分析技術，實現病害特征識別與缺陷重構。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測探頭的振動、提離效應、材料屬性以及使用環境對鋼軌表面檢測結果的影響；基于多物理量數據的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產生前的殘余應力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術實現焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測。

圍繞新型人工電磁材料傳輸特性、對稱及非對稱人工電磁材料、人工電磁材料對天線及其現代通信各頻段天線性能改進等現代應用，申報相關國家發明專利40多項，其中20多項已經獲得授權，可以針對不同應用解決新型人工電磁材料系列核心技術問題，達到微細結構設計、特性精確控制（調控）。主要合作單位有福建星海通信科技有限公司和中國船舶重工集團公司第七二五研究所廈門分部等。

由灰葡萄孢(Botrytiscinerea)引起的灰霉病，可危害番茄、芹菜、韭菜等十多種蔬菜，也可危害草莓、葡萄等多種作物。隨著我國保護地栽培面積的不斷擴大，蔬菜灰霉病有迅速發展蔓延趨勢，特別在環境條件適合時，可形成災害性病害。自70年代起有多種類型的殺菌劑可用于防治該病，其中包括苯并咪唑類、取代苯類、二甲酰亞胺類、有機S機劑、氨基甲酸酯類、三唑類等。目前存在的問題是：上述各種類型殺菌劑，有的屬于保護作用殺菌劑，田間防效不理想；有的雖屬內吸性殺菌劑，但由于長期使用存在抗藥性問題，許多病原菌同時對數種藥劑產生多重抗性，給化學防治帶來困難。/line70%灰克可濕性粉劑由三種有效成分復配而成，它是在研究國內蔬菜灰霉病菌對殺菌劑抗藥性狀況及殺菌劑藥理學基礎上，利用作用機制不同的殺菌劑之間的聯合作用原理開發的新型、高效、內吸性殺菌劑。它最主要的特點是，對國內不同地區復雜而多變的抗藥性灰霉病菌均有良好的防治效果。權威單位查新結果是，國內未見報道。該項目已具備農藥登記水平，并已通過專家技術鑒定。具有可濕性粉劑加工條件的農藥生產廠家均可投產。預計年銷售量不低于100噸。

我校農藥科研人員研制成功的15%麥禾靈可濕性粉劑對小麥蚜蟲和白粉病有聯合防治作用，可減少施藥次數，節省人力、物力和成本。本制劑高效，低毒，持效期長，防效高。生產成本：2.5～2.6萬元/噸，銷售價：3.6～4.0萬元/噸。產品現又開發出15%麥禾靈乳油，加工更加方便，可供合作廠家選擇。

在巡檢條件下，實現多物理量融合的鋼軌病害動態檢測技術。采用復合電磁技術檢測材料表面和內部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術測量缺陷產生前的殘余應力、材料狀態改變、表面早期傷損；應用相控陣超聲技術檢測鋼軌內部缺陷，并實現焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實現覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態綜合檢測。高速鐵路損傷檢測：實現80-350km/h的高巡檢速度下對軌道不同階段損傷的檢測，提高軌道安全性；智能制造質量檢測：實現新型加工、增材制造中加工質量無損檢測，提高智能制造的加工水平；結構智能健康監控：實現鋼軌、橋隧、航空航天設施關鍵部位故障狀態監控，提高重大設施壽命。技術優勢巡檢試驗轉臺的速度提升至350km/h，填補了國內350km/h速度等級巡檢試驗轉臺的空白。首次在國內研究了350km/h高速及不飽和狀態下鐵磁性材料動態磁化過程機理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關鍵技術，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環境、高速運動對檢測系統的影響，在高速及重載鐵路應用條件下，對服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進行快速巡檢，構建高速鋼軌裂紋巡檢設備，實現對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數等相關數據信息的快速獲取、損傷程度判別，并進行故障預警和壽命評估。研究基于復合電磁效應、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實時分析技術，實現病害特征識別與缺陷重構。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測探頭的振動、提離效應、材料屬性以及使用環境對鋼軌表面檢測結果的影響；基于多物理量數據的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產生前的殘余應力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術實現焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測。應用范圍:（1）獲得國家科技部重大科學儀器開發專項重大科學儀器開發專項“在役鋼軌缺陷綜合檢測監測設備開發與應用”、國家自然科學基金委員重大科學儀器開發專項“鋼軌接觸疲勞及裂紋多物理高速巡檢監測技術攻關”鐵路總公司重大課題“高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測關鍵技術研究及裝備研制”等項目支持。（2）作為關鍵核心設備應用于中國鐵路總公司新一代國產大型高速鋼軌探傷車GTC-80，累計巡檢里程已達1萬公里以上。發現各類型缺陷，如裂紋，剝離，磨損等400多例，通過了鐵路總公司的關鍵技術鑒定，實現進口重大裝備替代。（3）30km/h的雙軌電動探傷機器人，集成環境感知、智能巡檢、大數據處理與無線傳輸等功能，實現無人監控下的長距離自主運行，用于城市軌道巡檢，已應用于南京地鐵、西安地鐵等。（4）智能制造質量檢測技術應用于寶武集團寶日冷軋鋼板廠（世界最大冷軋鋼板生產線）鋼板加工性能在線自動檢測。（5）結構智能健康監控技術應用于京滬高鐵CRTS-Ⅱ型軌道板健康監控（上海鐵路局科技進步一等獎）、金溫高鐵沿線光纖監測（全國首例）、貴廣客專K75+431雙線特大橋沉降監測、蕪湖地鐵1、2號線安全監控系統；（6）挑戰杯全國大學生課外學術科技作品競賽特等獎，創青春全國大學生創業大賽金獎，第一屆中俄工業創新大賽二等獎。

與醫用不銹鋼、普通鈦合金相比，形狀記憶合金醫療器械具有如下優點：（1）具有形狀記憶效應和超彈性，可實現智能安裝；（2）低彈性模量，降低骨內固定器應力屏蔽效應；（3）常恢復應力，穩定脊柱和牙齒矯形力；（4）大彈性回復，提高血管與非血管支架壓縮比；（5）失穩剛度高，提高支架沖擊載荷下的穩定性。本課題組前期從1991年開始研制鎳鈦形狀記憶合金下尿路擴展支架、醫用腔道內支架等醫療器械，并已部分投入了臨床使用。近期，在國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等資助下開發了針對復雜或多孔結構記憶合金的表面改性新技術，通過改變表面結構，獲得了表面貧Ni甚至無Ni、且具有良好組織相容性的記憶合金骨科植入材料以及良好血液相容性的記憶合金心血管植入材料；通過改進自蔓延高溫合成技術，獲得了具有高生物力學相容性的多孔記憶合金受載硬組織替代材料。在此基礎上研制的高性能新型醫療器械在骨科內固定、消化道狹窄與心血管介入治療等醫學領域有廣泛應用前景。目前已經申請并獲得6項發明專利與4項實用新型。