目  录

电子信息类        

　　爆炸物、毒品现场检测仪        

　　超级蒙特卡罗计算程序SuperMC        

　　车载短距离防撞激光雷达        

　　臭氧激光雷达        

　　传感器标准化接口测试集成平台        

　　多维力传感器        

　　多物理耦合分析建模软件MCAM        

　　概率安全分析软件RiskA        

　　个体化疾病诊断与治疗智能决策系统        

　　光谱分布可调积分球参考光源        

　　核与辐射安全仿真系统 RVIS        

　　痕量爆炸物离子迁移谱检测仪        

　　红外激光光谱气体在线分析仪        

　　挥发及半挥发性有机物环境污染物现场检测仪        

　　机载成像差分吸收光谱仪        

　　激光光谱流速探测技术        

　　激光光谱燃烧过程诊断技术        

　　激光光谱温度/温度场探测技术        

　　健康体征综合测评系统        

　　科研核信息化与资源管理平台CROSS        

　　纳米阵列气体传感器        

　　农产品物流信息采集车载终端与应用服务平台        

　　农业物联网数采终端产品        

　　汽车智能与主动安全        

　　铅铋合金冷却反应堆半实物模拟机        

　　全自动可见短波红外细分光谱辐照度计        

　　三维力柔性人工皮肤传感器        

　　失超检测反馈控制系统        

　　室内全自动BRDF测量装置        

　　手写笔交互终端F－PAD        

　　手写签名身份认证系统        

　　数字化场地（跑道）        

　　数字纸张        

　　双波长三通道偏振激光雷达        

　　天气现象仪        

　　危险超车预警系统        

　　（无线）有源双电极表面肌电传感器        

　　液态重金属驱动泵系统        

　　一种适用于测量肌肉张力的传感器        

　　易制毒化学品检测仪（电子鼻）        

　　质子转移反应质谱仪        

　　智能化健身系统        

　　自适应前照灯系统        

　　自主泊车        

先进制造类       

　　步态康复机器人        

　　餐饮服务机器人        

　　磁镜场增强线形等离子体基础及应用研究        

　　大气压微等离子体射流基础及应用研究        

　　大字符喷码机        

　　低温传输线及氦纯化器制作技术        

　　低温气动调节阀开发        

　　低温文丘里流量计        

　　低中放射性废物等离子体熔融气化技术与装备        

　　多功能动态力学分析仪（内耗仪）        

　　反向快速淋溶的装置        

　　仿土拨鼠矿难探测与救援机器人        

　　高温锻造自动化生产线        

　　焊接机器人        

　　核电站生物防护屏蔽门        

　　可穿戴型人体手臂震颤评估系统与抑制装置        

　　可穿戴型下肢膝关节助力机器人        

　　老年服务机器人        

　　类人机器人        

　　全自动包装及机器人码垛生产线        

　　热等离子体发生器技术设备        

　　双臂机器人系统        

　　微纳光机电系统的仿生设计与制造方法        

　　微小型智能多旋翼无人机的研制与应用开发        

　　遥控式热雾机        

　　液态重金属换热器设备        

　　一种石英晶体微天平痕量氨气检测装置        

　　用于水下的智能化机器人手爪        

环境保护类       

　　便携式高灵敏大气NO2监测仪        

　　便携式水体藻类原位荧光快速监测仪        

　　餐厨废弃物能源化处置成套技术        

　　大气污染多组分排放通量快速遥测系统        

　　等离子体对工业有机废气治理        

　　低温等离子体技术在有机废物治理中的应用        

　　放电等离子体处理含多种复杂成分污水的方法和技术        

　　工业源多组份气体污染排放现场监测设备        

　　环境辐射监测系统        

　　机载天然气管道泄漏激光遥感探测仪        

　　开放空间天然气泄漏激光检测仪        

　　开放式生态环境痕量气体激光在线监测仪        

　　空气消毒和除尘等离子体技术治理        

　　纳米技术饮用水砷氟深度处理系统        

　　气溶胶消光光谱仪        

　　气溶胶有机碳/元素碳在线分析仪        

　　双向散射式水体浊度自动测量仪        

　　水体溶解氧自动分析仪        

　　水体藻类光合作用活性原位测量仪        

　　水体重金属检测装置        

　　水中砷氟在线分析仪        

　　重点污染面源排放VOCs及温室气体连续自动监测系统        

农业技术类       

　　便携式牛奶蛋白质快速检测仪        

　　地表富营养化水系生态修复联产蔬菜和花卉        

　　化肥水溶出氮养分在线检测装置        

　　环境友好杀虫、除草剂及应用        

　　黄连木苗期性别鉴定技术        

　　激光诱导击穿光谱技术检测稻谷矿质元素与重金属        

　　近红外光谱水稻种子活力无损检测筛选方法        

　　利用脆秆水稻突变体解决秸秆直接还田技术        

　　能源植物组培快繁技术及应用        

　　尿素产品质量在线检测分析技术        

　　农药残留现场检测仪        

　　农药流失和降解控制技术        

　　农业环境监测新型传感器研发、集成融合与产业化        

　　农资经营服务物联网系统        

　　食品中亚硝胺检测仪的研制及应用        

　　水稻抗倒伏基因Sdd分子育种技术        

　　新型植物生长调节剂        

　　优质、高产中粳新品系科辐粳3号选育及应用        

生物医药类        

　　β－葡萄糖苷酶发酵生产及酶法合成京尼平        

　　单宁酶的发酵制备及没食子酸丙酯一步生物合成        

　　发酵法制备维生素K2        

　　固定化细胞发酵分离偶联L-乳酸新工艺        

　　黄原胶多糖发酵生产技术        

　　流式细胞术高通量进化抗体亲和力        

　　酶法制备色氨酸衍生物        

　　酶法转化制备γ-氨基丁酸、胍丁胺        

　　木本能源植物生物活性物质提取分离        

　　微生物柴油精细化学品联产        

　　脂肽类物质的发酵制备        

　　调Q铒激光牙科治疗仪        

　　激光器用加压式调Q电光开关        

　　精确放射治疗系统ARTS        

　　抗B细胞性非霍奇金淋巴瘤等癌症的靶向药物开发        

　　糖基化终产物检测仪的临床应用        

　　微流控荧光定量PCR仪        

新材料类       

　　氮化钨（钼）基复合超硬薄膜        

　　高孔隙率开孔泡沫铝材料        

　　高强阻燃秸秆保温板        

　　高温耐火涂层材料系列产品        

　　高性能特种电缆材料        

　　工程塑料高强高韧PET纳米复合材料        

　　硅烷化金属表面涂装预处理技术        

　　环保阻燃保温棉纤维饰面板        

　　聚四氟乙烯大面积漫反射板        

　　快速凝结高强胶凝材料        

　　污水污泥处理用阳离子聚丙烯酰胺系列产品        

　　无机纳米聚丙烯复合材料        

　　有机保温材料防火阻燃表面处理剂        

新能源类       

　　10MWht高温熔盐储能系统研究        

　　500W光伏充电控制器        

　　高效低成本Al-Si合金法提纯太阳能级硅技术        

　　高性能钠硫储能电池        

　　铅冷模块小型反应堆        

　　染料敏化太阳电池        

其他        

　　4MW离子束综合应用平台        

　　大型低温综合测试平台        

　　大型基于网络的综合测控系统开发        

　　离子束相关技术协作与咨询服务        

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　电子信息类

　　爆炸物、毒品现场检测仪

　　在多达二十余年的传感器及微系统研究基础上，自2006年开始对称为“高场不对称波形离子迁移谱（FAIMS）”的新兴技术进行研制，迄今为止，已经在该技术所涉及的核心技术--高精密迁移管、非对称高频高压功率输出电路、超微弱电荷检测器、常压解吸附离子源、数据库建立方法等方面取得了有效突破。

　　在此基础上，已研制出数台用于农药残留、爆炸物毒品、挥发性有机污染物等样机，样机重量小于5Kg，检测时间小于1min。

　　知识产权：本研究已取得十余项发明专利授权

　　行业现状：现有检测手段主要为漂移管离子迁移谱（DTIMS），因工作方式限制存在小型化困难。

　　应用前景：可用于政府安全检测监管，机场、海关、火车站等安全检测。

　　超级蒙特卡罗计算程序SuperMC

　　超级蒙特卡罗计算软件SuperMC由FDS团队自主研发的通用三维核分析软件，采用蒙特卡罗方法并耦合确定论方法，基于先进计算机技术实现输运、燃耗（同位素燃耗、材料活化、停机剂量）、多物理耦合（热工水力学、燃料性能、结构力学）过程的高效能精细模拟，集建模、计算、可视化分析于一体，可广泛应用于反应堆物理、医学物理、核探测、高能物理等领域计算分析。目前最新版本为SuperMC2.1，基于中子、光子输运，能进行反应堆复杂几何和材料分布问题的固定源和临界设计参数计算。SuperMC2.1主要采用基本体素的组合几何描述方法及多层级树形结构与嵌套几何的处理方法，包含了完整的中子（包括弹散、非弹散、吸收反应、缓发中子、热中子上散射效应处理、非可分辨共振修正）与光子（康普顿散射、光电效应、电子对效应、瑞利散射、光核反应）物理反应过程，同时支持多种减方差技巧及粒子层次的并行计算，能够实现系统化智能的自动建模到计算结果可视化分析。目前已初步应用于国际热核聚变实验堆ITER及中国科学院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”铅铋冷却反应堆项目CLEAR的中子学计算分析中。

　　至今，FDS团队已投入近100人年，SuperMC以国际先进水平为目标，在国际上具有一定影响力，其中建模模块已在四十余国家两百余家知名科研机构获得广泛应用，具备完全自主知识产权。蒙特卡罗计算方法与程序在核相关领域应用极其广泛，如反应堆物理、医学物理、核探测、高能物理等，都是作为重要的关键模拟分析工具。国际上主要国家都有自己的蒙特卡罗计算程序，但中国比较缺乏，特别是近年国内积极推动核电自主化以期推动核电出口，但现实是面临着严重的自主知识产权问题，其中的关键问题之一是设计工具的自主化，特别是堆设计的蒙卡程序自主化问题。可以预知，不管是适应国家战略需要还是各个广泛的科研及工业领域的应用需求，SuperMC将具有广阔的应用市场。

　　车载短距离防撞激光雷达

　　本项目为先进制造技术研究所智能车辆技术研究中心自立项目，经费为18万元，旨在开发一款低成本、综合性能优异的车载短距离防撞激光雷达产品样机并实现产业化，最终应用于国内中高档车车型，具有广泛的市场前景。

　　知识产权情况：目前只有德国大陆集团做出过类似产品，国内企业还没有做这方面的开发和研究。本项目采用的技术完全自主研发，不涉及到法律侵权，具有完全自主知识产权。

　　行业现状：德国大陆公司推出一款接近速度传感器（CV-Sensor），已经安装于沃尔沃XC60上。该传感器是一个短距离激光投影雷达，能有效感知汽车前方10米范围内的车辆和行人，获得障碍物的位置、速度和加速度信息，结合自车ESP系统，能有效避免汽车正向碰撞或者减轻碰撞强度。国内汽车主动防撞技术方面的研究，主要在一些大型汽车企业和科研院所开展，如：长春一汽、上海大众、东风汽车、交通部科学研究所、武汉汽车研究所、清华大学汽车系、北京理工大学机械系等，但只是探索性的研究，尚无可以使用的产品。

　　应用前景：目前市场上的车载主动避撞产品成本一般都很高，只装配在国外部分高端车型上面，不适合于中国国情。 我们推出的短距离激光防撞雷达产品，能对城市工况10米距离内车辆进行有效避撞，该产品成本为几百元钱，国内消费者完全能够接收，具有很高的性价比，对于提高国内车辆主动安全性具有重要的意义，具备广阔的应用前景。

　　臭氧激光雷达

　　光化学烟雾是我国环境污染一个显著的特征，臭氧是光化学主要参与者，85％以上光化学反应有臭氧，可视为光化学烟雾形成的“信号”，此外，光化学烟雾对人体的危害也与臭氧浓度密切相关臭氧。利用激光雷达技术可以实现臭氧浓度时空分布特性的高精度遥感探测，有助于开展臭氧转换及传输机理的研究，实现对光化学烟雾的预警和控制。

　　本成果具有完全的自主知识产权，已申请发明专利1项，软件登记1项。

　　臭氧激光雷达属于技术难度较高，价格昂贵，商业化的臭氧激光雷达产品仅有少量公司研制与销售，市场未充分开发，行业内竞争较少。本项成果在大气环境监测、大气污染防治等研究领域有广阔应用前景。

　　传感器标准化接口测试集成平台

　　传感器是感知物理信息的源头，是实现物联网感知层信息获取的重要器件。目前，传感器输出信号类型多样性，表现出信号不匹配，数据格式不统一，因此，设计和研制传感器标准化接口测试集成平台是实现传感器接口通用适配和标准接入的核心工作，本项目基于2项国家标准工作，开展对传感器接口在信号层面和数据层面的标准制定，为传感器接口的标准化和即插即用提供基础。

　　知识产权情况：本项目目前已获得软件著作权12项，正在进行软件产品登记工作。

　　行业现状：传感器应用涉及各种行业，且在这些应用领域被大量和广泛使用。当前的传感器行业多数是进行系统集成，缺乏对传感器核心技术的掌握，加之缺少通用的国家标准支撑，使得传感器的设计和制造互不兼容，接口互不匹配，导致传感器应用行业需要承担很大的成本用于更换传感器和传感器技术改进，不利于行业升级换代。

　　应用前景：现实传感器种类繁多、机理复杂，缺乏技术标准的指导，在产品设计、系统集成时无统一标准可循，导致传感器接口不统一，各个单独的传感网络系统各成一套，相互之间数据信息不能共享，严重制约了传感网和物联网技术应用和产业的迅速发展。目前，我国传感器产业规模很大，且国家正在大力发展物联网、传感网产业，因此，本项目的推广会产生良好的社会经济效率预期。

　　多维力传感器

　　多维力传感器是智能机器人最主要的外部传感器之一，包括单维-六维力/力矩传感器，其中以六维力/力矩传感器应用最为广泛。该传感器可同时检测三维空间三个力和三个力矩的全部力分量信息。

　　自上世纪九十年代以来，中科院合肥智能所围绕多维力传感器的关键技术,以研究六维力传感器的结构和信息处理为切入点,开展多维力传感器及其应用研究。主要研究包括：机器人六维腕力传感器、三维指力/脚踝力传感器；用于水下机器人的六维腕力传感器、用于空间机器人的六维腕力传感器；机器人六维腕力传感器动态性能研究；带有力/触觉临场感的机器人装配作业平台；机器人传感器系统实验平台；用于体育竞技领域的六维力测试平台；科学普及领域的测力机器人等方面。目前研制的多维力传感器在中国科学院沈阳自动化研究所、上海交通大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、浙江工业大学、西华大学等科研单位都有具体应用。

　　性能特点：

　　抗过载能力强：过载能力能达到满量程的300%，同时具有机械过载保护和满量程溢出标志；

　　高采样率和高传输速率：数据采样率可达10 KHz，数据传速率可以达到2Mbps（CAN总线）；

　　多种输出接口：可选择多种输出接口，如CAN总线，RS232/422，USB，模拟等。

　　该项目目前已申请13项国家发明专利，软件著作权5项。

 

　　

　　

　　多物理耦合分析建模软件MCAM

　　粒子输运理论是研究微观粒子在介质内运动的过程和规律的基础理论，在核反应堆物理和工程等领域中获得广泛的应用。粒子输运模拟的方法主要分为两类：确定论方法和蒙特卡罗方法。在研究辐射输运和核相关领域，蒙特卡罗方法应用极广。

　　依靠手工建立复杂的辐射输运几何模型耗时且容易出错。同时，在工程实践中已经存在大量的计算机辅助设计（CAD）几何模型，若直接利用这些模型，不仅可以提高建模效率，而且可以使分析结果更加精确可信，但这需要将CAD几何模型转换为辐射输运几何模型。

　　MCAM（Multi-physics Coupling Analysis Modeling Program）是FDS团队自主研发的多物理耦。合分析建模软件，实现了多种工程CAD软件（如AutoCAD、CATIA、UG等）和辐射输运计算程序MCNP、TRIPOLI、SuperMC、FLUKA、Geant4等之间的接口。分析人员可自由使用各种商用CAD系统（例如AutoCAD, CATIA, UG, Solidworks等）建模，然后利用MCAM完成频繁的“设计—计算—分析—再设计”的快速迭代过程，从而提高设计效率和输运计算质量。

　　目前行业内大量采用手工描述方式，缺乏一种有效的方式进行完整的描述。有一些单位或公司提出一些研究方法或软件，但由于方法固有缺陷，并未得到大量推广使用。而MCAM软件早在2009年就已经对外发布，目前已有超过40个国家200多家单位在使用。

　　从经济角度分析，国内外类似的软件售价为￥10万每年，而MCNP的用户已经超过1万人，因此最终的市场约为￥10亿。

　　概率安全分析软件RiskA

　　我国目前所用核安全分析软件大多依赖进口，难以满足国内核电自主化发展的需要。FDS团队利用自身多学科交叉的人才与学科优势自主研发了一系列概率安全/可靠性分析软件系统，主要包括概率安全/可靠性分析软件RiskA、实时风险管理系统RiskAngel、秦山三核风险监测系统TQRM、可靠性数据库管理平台RiskBase等，可用于核电站及其他核设施等复杂系统的系统安全分析与设计。

　　该系列软件系统前后共投入几百人年的研发力量，主要功能包括可靠性数据管理、模型转换、故障树分析、事件树分析、重要度分析、敏感性分析、实时风险计算、维修计划评估与管理、故障模式影响及危害分析、可靠性预计、维修计划优化、安全经济性综合评估等。

　　目前概率安全/可靠性分析系列软件系统已成功应用于核能、航天、航空、电子、国防等多个领域。例如RiskA在国际热核聚变实验堆和中科院战略性先导科技专项未来先进核裂变能-ADS嬗变系统的安全性分析，全超导托卡马克核聚变实验装置和激光雷达系统的可靠性分析，FDS系列聚变反应堆设计等中的应用。我国首个应用于核电站实际在线运行的国产核安全分析软件TQRM得到了领域知名专家高度评价，他们认为：“TQRM设计具有创新性，特别是拥有完全自主知识产权的RiskA计算引擎处于国际先进水平。

　　个体化疾病诊断与治疗智能决策系统

　　随着科技发展和社会进步, 4P医学模式初见端倪。基于个性化医学评估罹患易感疾病的风险, 制定个体化的健康干预策略已经成为临床医学的重要需求。本项目通过对唾液或血液样品中的DNA进行单点或高通量基因分型技术分析来提供1）个体罹患不同复杂性疾病的风险指标评估服务；2）个性化药物检测以及临床用药智能决策服务。

　　知识产权情况：本项目的主要团队成员在本领域已从事科研工作多年，且具有较强的国际合作背景。现已发表相关科研论文30多篇，其中核心支撑论文达5篇，均发表在Nature communication、NAR、Bioinformatics等本专业领域顶尖学术期刊上。

　　行业现状及应用前景：个性化医学是继基因工程制药后又一巨大健康消费市场。目前，个性化医学服务已经成为美英等发达国家一个新兴的主导产业。全球范围内，个性化医学服务机构约有1762家（绝大部分在美国）。国内的公司约有15家，主要集中在上海、北京等发达城市。

　　据统计，在美国，2005 年接受个体化医学服务的人次数达500多万人次，创造了约30 亿美元的市场收益。国内的个性化医学服务行业发展较晚。据调查，2010年中国的市场需求率为12.7%，而潜在的市场需求率则达61.9%。因此，可预期，未来国内的市场销售额可达几千亿元人民币。

　　光谱分布可调积分球参考光源

　　光谱分布可调积分球参考光源以LED为发光介质，可以模拟从紫外到近红外不同目标的光谱分布。光谱分布可调积分球参考光源是光学遥感器工程研制、性能评估及实验室光学辐射定标关键设备之一，具有光谱辐射调节动态范围宽，光谱匹配精度高，输出面均匀性和角度均匀性优良，长时间稳定等特点。

　　光谱分布可调积分球参考光源性能测试结果表明：可调光谱参考光源与传统卤钨灯积分球光源相比，具有短波增强以及光谱匹配方面的优势，与氙灯积分球参考光源相比，具有更高的稳定性，在大口径、宽视场遥感器的光谱辐射定标方面具有良好的应用前景。

　　光谱分布可调积分球参考光源光谱调谐功能可以支持航天相机的全色和宽波段光谱响应定标，解决卫星图像真彩色合成色彩真实度的提高。支持色度计和光度计的定标，有利于色度比对试验。该积分球可以模拟不同特征地貌光谱分布（沙漠、草原），提高卫星遥感图像目标识别精度。模拟太阳光谱(CIE标准照明体D65)有利于太阳辐射计的定标；模拟海色可以为海洋卫星传感器的定标；模拟高温黑体辐射（可达到10000K），满足绝大多数恒星光谱模拟，提高天文观测精度，为深空探测做基础性半物理仿真。

　　知识产权情况：光谱分布可调积分球参考光源为中国科学院合肥物质科学研究院具有完全自主知识产权产品。申请号200810020477.0，专利号ZL 2008 1 0020477.0。

　　行业现状：光谱分布可调积分球参考光源国外主要有美国标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology)研制的光谱可调光源。NIST开发的光源覆盖了整个可见光范围，可以模拟CIE标准照明体A、B、D65外，标准灯，以及各种显示器等不同光源的光谱分布。国内有长春光学精密机械与物理研究所研制的以由氙灯和 LEDs 作为光源的积分球太阳光谱模拟器。我们研制的光谱分布可调积分球参考光源其技术和性能参数都具有先进性。

　　应用前景：在科研以及业务化方面，光谱分布可调积分球参考光源可服务于海洋、风云、资源、环境、嫦娥卫星以及其它遥感卫星，实现光谱分布与千变万化的目标光谱实现匹配，提高反演和解析遥感数据信息精度的可靠性和精度。随着遥感设备的应用需要越来越广泛，遥感辐射定标精度要求也越来越高，因此遥感定标的方法和技术也需要新的探索，光谱匹配定标技术是一门新技术，该技术的掌握和应用及设备研制也是全新的，其技术和性能参数都具有先进性，能够对我国的遥感设备定标精度水平有一定的提升。

　　在商业方面，光谱分布可调积分球参考光源同时广泛用于不同各类光源和发光材料的光度、色度以及辐射度测量，不同直径的积分球用途也不相同，100mm-300mm内径的积分球主要用于LED、激光、发光屏幕、迷你灯泡和球泡等小型光源的光学测试；300mm-500mm内径的积分球主要用于功率LED、迷你灯泡和球泡等光源的光学测试；1000mm-2000mm内径的积分球主要用于节能灯、白炽灯、冷极阴灯、外置电极荧光灯、卤钨灯及各种荧光灯等光源的光学测试。2000mm-3000mm内径的积分球主要用于大功率直管型荧光灯、HID灯、环形日光灯等光源的光学测试。超大口径高均匀性光谱分布可调积分球光源能够更好地对光线进行充分积分，对设备的光度和色度性能进行更可靠的测试，测量的单位有：总光谱通量（Total Spectral Flux）、光通量（Luminous Flux）、相对色温（Correlated Color Temperature，CCT）、显色指数（Color Rendering Index，CRI）和色度（Chromaticity）。

　　核与辐射安全仿真系统 RVIS

　　在核装置实验及运行期间不可避免地需要进行维修和调试，如何尽量降低工作人员受到的剂量一直是辐射防护领域关注的问题。职业辐照预评估技术与软件系统研发是核系统设计与安全分析中的必需技术，也是核心难点技术。

　　RVIS是中科院核能安全技术研究所?FDS团队发展的自主知识产权的核与辐射安全仿真系统。RVIS针对核辐射环境下的屏蔽、维修和退役等各种工作规划与优化，基于数字反应堆和辐射虚拟人两类创新技术研发，内嵌有由团队基于真实人体切片数据构建的中国辐射虚拟人模型Rad-HUMAN，具有复杂系统部件建模与虚拟装配仿真、三维动态数据场和模型的叠加可视化分析、核辐射环境下人员虚拟漫游与器官剂量评估等功能。它通过搭建三维虚拟仿真环境，允许用户基于先进虚拟现实交互硬件在虚拟环境中进行直观实时漫游、对虚拟部件进行拆装仿真，支持人员交互仿真过程中的器官级照射剂量的实时评估，可应用于反应堆设计优化、维修计划、应急评估、操作培训等方面。

　　针对RVIS的经济效益，仅以核电站核电机组例行维修中的方案优化与人员剂量评估为例，一台百万千瓦的核电机组例行维修应用RVIS带来的维修时间节省一天带来的经济效益高达1000余万元（2013年发改委公布的全国核电标杆上网电价为每千瓦时0.43元），还不包括维修过程中对人身安全保护的潜在效益。以RVIS将软件每个客户端100万，1万个客户端用户计算，RVIS预期经济效益高达10亿。此外，核与辐射安全仿真平台RVIS还可在核潜艇、核动力航母、航空航天等方面发挥重要作用，如航天员接受太空辐射的安全评估等。

　　痕量爆炸物离子迁移谱检测仪

　　爆炸物/炸药的现场快速检测有两类：射线成像技术和痕量分析技术。对大宗爆炸物探测，主要采用X射线、中子或γ射线，以及核磁分析技术；对痕量爆炸物/炸药的检测，目前主要依靠离子迁移谱检测技术。当前国内机场等部门装备的痕量爆炸物/炸药检测设备均是进口产品，仪器价格昂贵、耗材费用高，并且内部使用了放射性物质，在仪器购买、使用、维护、管理和处置中，给用户增加了额外负担。

　　本项目团队经过数年科技攻关，发明了等离子体源离子迁移谱检测技术，自主研制的非放射源离子迁移谱检测仪器，已通过了电磁、高低温、高温高湿、震动冲击、软件评估、性能等第三方严格测试。探测炸药种类、灵敏度、检测时间以及准确性等技术指标，达到或超过欧美同类产品先进水平，并且设备使用耗材价格低廉。痕量爆炸物离子迁移谱检测仪，适用于机场、轨道交通、地铁、车站、码头、邮政和海关等安检部门使用。

 

　　

　　

　　红外激光光谱气体在线分析仪

　　红外激光光谱气体在线分析仪基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)，结合先进的光机设计、微弱信号检测和计算机软硬件技术，利用半导体激光器的窄线宽和波长可调谐特性，扫描目标气体分子的单根吸收谱线，从而实现工业排放有毒有害气体浓度的高灵敏在线分析。仪器采用工业控制计算机的智能控制，操作简单可靠，已经取得国家制造计量许可证。

　　工业排放的气态污染物是大气污染的重要来源之一，其中有毒有害废气因具有特殊的毒性对人群健康和生态安全造成严重的威胁。近年来，我国通过加速立法和加大科技研发投入，在有毒有害气态污染物监控方面已经取得了一定的成效，但仍然不能满足具有多样性、复合性等特点的有毒有害工业废气污染控制的技术需求，因此迫切需要寿命长，响应快，量程长的新型气体检测仪。

　　本仪器可以用于不同工业环境和多种安装方式下的有毒有害工业气体的实时在线监测，提高了我国工业废气激光在线监测的水平，为控制有毒有害气体排放和减少污染事故的发生提供技术保障。 目前本仪器已应用于天然气脱硫装置、盐酸生产线、烟气脱硝工艺等工业过程中，为维护职工人身和财产安全提供技术支持，具有良好的应用前景。

　　挥发及半挥发性有机物环境污染物现场检测仪

　　在多达二十余年的传感器及微系统研究基础上，自2006年开始对称为“高场不对称波形离子迁移谱（FAIMS）”的新兴技术进行研制，迄今为止，已经在该技术所涉及的核心技术--高精密迁移管、非对称高频高压功率输出电路、超微弱电荷检测器、常压解吸附离子源、数据库建立方法等方面取得了有效突破。

　　在此基础上，已研制出数台用于农药残留、爆炸物毒品、挥发性有机污染物等样机，样机重量小于5Kg，检测时间小于1min。

　　知识产权：本研究已取得十余项发明专利授权

　　行业现状：现有检测手段主要包括质谱、光谱、色谱等大型检测仪器，以及传感器、试剂盒等。大型检测仪器不适合现场检测，传感器、试剂盒检测对象窄、假阳性高，且无法定量。

　　应用前景：可用于政府部门环境检测监管，大型工矿车间环境监测，密闭空间如大楼、舰船仓体、太空船等气体检测，社区医院人体呼出气体与疾病关联研究。

　　机载成像差分吸收光谱仪

　　项目针对快速监测区域污染需求，研发了机载成像差分吸收光谱仪。该仪器采用凸面光栅Offner结构超光谱成像、差分吸收光谱（DOAS）、精确控温、整体化工程设计等先进技术、方法研制出高灵敏、高精度、高分辨、高性价比、实用可靠的机载成像差分吸收光谱仪样机。研制的机载成像差分吸收光谱仪安装在机载平台上，通过超光谱成像技术，结合机载平台推扫，周期性地获取航带上区域地表、天空散射光信号，利用污染气体“指纹”吸收，采用光谱拟合技术得到污染气体的柱浓度（column density－污染气体浓度沿光路的积分浓度）的二维分布。

　　该设备已成功的在天津、唐山等地区进行了飞行试验成功的获取了SO2、NO2等污染气体的区域二维分布，其地面分辨率优于100m。试验结果表明，机载成像差分吸收光谱仪具有优良的成像质量，可以准确反演出NO2、SO2柱浓度，分辨出（发电厂、城市等地区）污染源分布；并与地基数据及卫星数据具有较好的一致性。且该设备体积小、重量轻，适用于有人机、无人机搭载，可快速完成大范围区域污染监测、准备识别污染源及污染分布，具有良好的应用前景。

　　激光光谱流速探测技术

　　针对快速变化燃烧流场的状态诊断的需求，特别是高超音速燃烧气流流速测量，研制了具有自主知识产权的TDLAS流速测量系统，利用燃烧产物气体分子吸收线的频移实现流速测量，不需要额外的失踪粒子，可以实现无干扰的气流流速的连续在线监测。

　　TDLAS流速测量系统，因测量频移直接正比于气流流速，流速动态测量范围大（没有检测上限限制），且整个测量范围内灵敏度均匀，同时因为不需要示踪粒子撒播，对燃烧流场无扰动，也因此能够适应不同环境温度（包括超高温）的需要。该测量系统，能够用于高温、高流速、振动等恶劣环境的检测，如发动机出口及进气道气流流速检测，为发动机检测提供新的检测技术手段，填补非侵入测量流速的技术空缺。如结合进气道O2浓度检测，可实现进气质量流量捕获的实时检测，为来流状态分析提供依据。

　　目前，TDLAS流速测量系统已完成了激光器出光相对频率的标定、光谱频移检测方法和算法研究，并集成了原理样机，实现了发动机出口的气流速度实际测量，具有授权专利1项。

　　激光光谱燃烧过程诊断技术

　　在火力发电系统中，优化燃烧状态，提高燃烧效率可以降低发电成本，减少碳排放，实现节能减排。本项目研究了激光光谱燃烧过程诊断技术，通过实时非入侵式监测燃烧区域内温度场和组分场分布，判断火焰位置和燃烧状态，及时反馈控制燃烧参数，提高燃烧效率。

　　本项目重点开展了基于TDLAS技术的高温测量方法和场重建算法研究，通过实验研究高温下气体组分的光谱特性，筛选出适于高温测量的激光波长；通过对多路温度、组分同步测量，重建出炉膛区域的场分布；根据场分布判断燃烧状态，向燃烧控制系统提供改进建议。该技术具有响应快，多组分（CO，CO2，H2O等）同时测量，分入侵式等特点，和传统手段相比，所选用的炉膛测量位置更能反应真实燃烧状态。可解决目前高温炉膛内温度难以快速测量，燃烧状态无法闭环精确控制等困难。

　　国内已有电厂引进美国Zolo公司的工业燃烧在线诊断系统，通过实时监测锅炉炉膛内的温度场分布和组分场，实时反馈控制燃烧参数，已经实现了节能减排，提高了经济效益。目前国内尚未有该类仪器的研制生产。

　　在节能减排的趋势下，该技术实现产业化后，有望在全国电厂开展规模化应用，可显著降低成本，提高效益，同时改变该类产品依靠进口的现状，具有良好的应用前景。

　　激光光谱温度/温度场探测技术

　　针对快速变化燃烧流场的状态诊断的需求，本项目选择温度这一关键参数，进行基于激光吸收光谱法的测量研究，研制了具有自主知识产权的TDLAS温度测量系统，实现发动机温度连续测量和温度场分布探测。

　　本课题研发的TDLAS温度测量系统，研究了吸收线选取、高温光谱参数标定以及光谱处理方法，可以实现路径平均温度的实时在线测量（时间分辨率<10ms，温度测量范围700~2500K，温度测量误差<5%），并可扩展利用多光路测量结合CT技术实现断面温度场分布探测，为如瞬态燃烧场诊断提供了有力技术支持，尤其是如发动机这种传统传感器无法胜任的高温、高流速燃烧环境的诊断，解决了环境适应和无干扰测量问题，同时满足时间响应和精度要求。

　　从应用前景看，具有巨大的社会与经济效益。能够为发动机燃烧状态诊断提供依据，并反馈到燃烧流场计算机模拟中，辅助燃烧机理研究；同时可扩展到如工业锅炉燃烧监测应用中，结合组分的测量，为燃烧效率分析、污染排放提供支持，最终实现燃烧的动态控制，实现节能减排。

　　目前，TDLAS温度测量系统完成了原理样机研制，完成了发动机出口温度的连续测量，并实现了4*4分辨的断面温度分布测量。已取得授权发明专利1项。

　　健康体征综合测评系统

　　健康体征综合测评系统遵循易测、无创和低成本的原则，通过网络化和集成化设计，实现多种重大慢性疾病标志性指标的定量检测与评估，主要检测指标包括心血管机能、动脉硬化度、身体成分、骨强度、平衡机能、肺机能、肌肉力量等。

　　该系统将各类独立运行的健康体征检测技术集成于同一软硬件平台，具有价格低廉、操作简便、重复性高等优点，为健康基础理论研究及大众健康服务提供了理想的信息获取工具。该系统所提供的健康体征数据，为掌握服务对象的健康状况、锁定服务、制定个性化健康干预方案提供客观依据，其潜在应用领域包括健身俱乐部、体检中心、各类健身指导中心、科普中心、体育院校等。

　　该系统的核心技术拥有全自主知识产权，获得10余项国家发明专利授权。

　　科研核信息化与资源管理平台CROSS

　　科学研究已进入大科学工程时代，需要建立一套可操作协同科研机制。核信息化与资源管理平台CROSS目标在于实现四个层次的协同科研环境。

　　组织管理：成员、组织结构体系化管理，可以灵活管理研究所/团队组织结构与细粒度人员权限；

　　网上办公：实现业务流程规范化、网络化、信息化，实现高效便捷办公；

　　信息统计：全面覆盖项目考核等业务的全周期精细化管理（立项、计划、合同、进度、质量、验收、考核等环节）；

　　协同科研：建立科研数据共享与协同环境，为不同地域、不同学科成员协同科研提供平台。

　　CROSS为完全自主设计与开发的软件平台。

　　目前市场上有通用的网上办公系统，财务管理系统，项目管理系统，文档管理系统等，但它们相对分散，各系统之间的关联性和接口不强不能完全体现管理思路，没有针对科研院所的实际情况进行开发。本系统可以应用于各大高校和科研院所的人力资源管理、日常办公、科研业务与业绩考评中。

　　纳米阵列气体传感器

　　气体传感器在大气环境检测、工业尾气监控、公共安全预警、家用煤气报警等领域具有重要的应用价值。电阻型气体传感器因其价格优势占据着主要市场地位。目前，在电阻型气体传感器领域，日本费加罗公司因其综合实力占据传感器高中端市场；国内的纬盛等公司也占据一定的传感器市场份额，但主要用于低端市场。国际上该类传感器目前的最佳性能指标为(以对酒精气体为例)：检测极限10ppm,响应时间5s量级，功耗300mW以上，选择性采用掺杂或表面修饰等方法实现，器件制造重复性和一致性一般，需要单个传感器矫正程序。针对当前特殊领域应用需求，如针对生化毒剂等高毒性气体的在线高灵敏快速检测和监控，目前传感器主要问题在于检测极限不够低、功耗太大、响应较慢，制造重复性和器件一致性差，另外由于综合性能不足难以实现传感器网络化和系统集成应用。

　　本项目团队通过对纳米材料和微加工技术的有机融合，发展了一种基于有序纳米结构阵列的电阻型气体传感器。以酒精气体为例，该类传感器检测极限达10ppb量级，响应时间在1秒量级，制造重复性和器件一致性好，可实现规模化生产，综合性能优异，可用于物联网用传感器；特别的，该类传感器对沙林等生化毒剂显示出优异的敏感特性和选择特性。目前，他们已获得该类传感器样机，实现了器件和功能应用的集成。

　　农产品物流信息采集车载终端与应用服务平台

　　为解决农产品运输关键环节信息获取，实现全程物流的水平管控等需求，在此基础上，开发物流采集车载终端，建立农产品物流信息全程管理，推出面向行业的应用服务平台，该产品具有的功能：

　　车辆信息、物流运输订单信息柔性在线配置；

　　运输车辆位置状态信息（北斗/GPS双模）与温度、湿度车辆环境监测；

　　支持3G/GPRS信息传输；

　　OBDII接口车辆状态信息监测；

　　面向生产企业、物流企业、消费者等用户提供应用服务接口；

　　支持第三方物流信息服务；

　　提供企业信息化管理系统应用服务接口。

　　知识产权情况：本项目目前已获得软件著作权8项，正在进行软件产品登记工作。

　　行业现状：物流运输随着电子商务和网上交易的兴趣而蓬勃发展，现有的物流体系对物品运输环节的管理，仅实现对出库、中转以及签收环节的信息采集，而这些对于农产品运输来说，缺少对于中间环节的信息，尤其是车辆本身、驾驶人员的信息获取不够全面，无法综合管理整个物流信息，进而对物品运输的全程管理缺乏有效手段，使得农产品物流运输，特别是对农产品质量的管理，存在信息丢失。现有的行业技术方案还无法有效解决上述问题，依然采用传统手段来进行物流管理。

　　应用前景：随着B2C、C2C以及O2O等模式的开启，物流运输环节是这些模式中重要的管理对象，传统的物流信息有物流企业自建，具有成本高、信息不全面等缺陷，厂商或用户无法管控或管理物品的运输环节，本产品可以为现有生产企业和门店建立更为可靠的物品管理模式，提供对物品物流运输的垂直监控，强化对物流信息的全面采集，通过建立的物流信息服务平台，开放信息服务接口，实现对企业、物流公司以及消费者的物品溯源需求，具有广泛的市场应用前景。

　　农业物联网数采终端产品

　　精细化农业种植是农业物联网中设施农业所重点研究的内容，也是物联网产业化的一个方向。通过获取农业现场的各种信息，包括农作物本体信息、土壤信息以及环境信息等，可以实现对农作物的全方位种植管理。本产品由节点、路由以及数据平台服务软件组成，可以实现对区域内的农作物生长等多种信息的采集，并通过数据平台形成农作物生长管理模型，进行实现对农作物的精细化种植调节。本产品的特色之处是节点接入传感器类型的即插即用功能和无线数传功能，实现传感器接入的标准化适配过程，有利于大规模部署传感器，降低技术难度。

　　知识产权情况：本项目目前已获得软件著作权8项，正在进行软件产品登记工作。

　　行业现状：农业物联网数采应用已经大规模开展，各种的数采产品应用和部署在农业现场，实现对现场信息的采集和传输，然而，这些数采产品具有一定的局限性，即当适配的传感器出现问题需要更换时，或者当检测对象变化，需要更换不同类型传感器时，所涉及的技术难度，以及更换成本，会给用户或企业带来成本压力，因此，提出和设计新型的，符合国家接口标准的数采终端是行业急剧需求的。

　　应用前景：农业信息化是国家大计，是建立农业科技种植的基础。精细化种植农业是农业信息化的重要内容，对于提高农业产量，提升农业种植技术水平具有很大推力；精细化种植需要实时了解农作物生长状态、生长环境变化等信息，通过采集终端来实现对上述信息的感知和处理，是通用技术手段，因此，如何能够更一步使得农业类数采终端具有便利操作、部署以及传感器互换和即插即用的功能，是目前市场，也是农业现代化重要的和亟需的应用产品。

　　汽车智能与主动安全

　　随着我国汽车保有量的增加，也带来了交通安全事故频发的问题。因此，针对性的开发主动安全系统，能够有效避免交通事故的发生。这一类产品，既可以进入车辆前装市场，也可以进入后装市场，因此，市场前景十分广阔。

　　目前，从主动安全产品市场分析，基本是国外产品为主导，而很少见到自主品牌产品。

　　因此，本项目以研发基于视觉系统的主动安全产品为目标。突破高鲁棒性与变光照环境的图像处理算法、高速图像处理硬件设计方法、智能预警决策方法等主动安全产品中的关键共性技术。项目研发分为两个阶段，第一阶段计划开发基于毫米波雷达的前向避撞预警系统（FCW）。目前，第一阶段工作已经结束，开发了基于嵌入式系统的原理样机。这一型产品，能有效避免路侧障碍物、雷达回波噪声引发的虚警，也能够对前方及侧面车辆的运动趋势做预测，避免发出不必要的误警，有效的减少了对驾驶员正常驾驶的干扰。第二阶段计划开发基于图像处理技术的前向碰撞预警系统和车道线偏移报警系统。目前，已经完成了对车道线偏移报警和前向碰撞预警的原理验证工作，正在进行嵌入式系统的开发。

　　铅铋合金冷却反应堆半实物模拟机

　　中国铅铋合金冷却研究反应堆半实物模拟机的仿真对象是中国铅铋冷却池式自然循环快中子反应堆CLEAR-I。模拟机开发平台选用美国GSE公司系列软件，堆芯物理使用扩散模型，一、二回路瞬态仿真选用RELAP5-3D，虚拟DCS采用DCS系统供货商提供的DCS组态软件与虚拟控制器软件；模拟机控制室1:1仿真CLEAR-I主控室，同时连接了控制棒驱动机构与堆内换料机构两套实物样机。

　　中国铅合金冷却研究反应堆半实物模拟机具有接近实际的逼真度，具备冻结、IC存载、回溯、回放等运行功能，开发周期较短且容易维护与升级，能够实现工程设计验证、操作员培训等功能。

　　知识产权情况：本项目研制单位具有模拟机构架方案、物理模型、人机界面、仿真主控室、控制算法、保护逻辑、控制棒驱动机构样机、堆内换料机构样机等核心技术的自主知识产权。

　　行业现状：国内的中广核仿真公司、武汉105所等单位在模拟机系统开发领域均占有一定的市场份额，但上述单位研制的模拟机全部针对国内现有的压水堆核电站，而代表未来核电领域发展趋势的快中子反应堆的模拟机市场尚未开发。

　　应用前景：铅合金冷却快中子反应堆不仅是第四代核电站备选堆型之一，而且具备改造为船舶用小型核动力装置的潜力，在可以预见的时间内有代替第三代热中子堆的趋势，因此，快中子反应堆模拟机开发与建造技术具有广阔的应用前景。

　　全自动可见短波红外细分光谱辐照度计

　　太阳光谱辐照度计主要用于太阳辐射的研究与观测、大气光学特性研究以及研究太阳输送到地球的能量等领域。全自动可见短波红外细分光谱辐照度计可实现从可见光波段到短波红外波段（400nm～2500nm）细分光谱太阳辐照度的自动测量。

　　仪器包括三个工作波长范围不同的模块化的分光探测单元，工作波长范围分别为400～1000nm、900～1700nm和1700～2500nm。其中工作波长范围在1700～2500nm的分光探测单元设置有由外部制冷电路控制的制冷装置。

　　随着技术的发展和遥感应用领域的不断拓展，遥感观测需求对光谱辐照度计的技术要求越来越高。对具备宽波段范围、高光谱分辨率、高智能化的太阳光谱辐照度计的需求愈发迫切。从国内外研制现状来看，目前用于环境遥感科学领域的高端辐照度计、日射计等多是国外研究机构所研制，国内研制此类仪器的机构较少。而放眼国内外现有的用于遥感观测领域的光谱辐照度计，至今没有一台有着较宽的光谱范围（如：从可见光400nm～短波红外2500nm），而且具有较高光谱分辨率的细分光谱的太阳辐照度计。根据调研结果，目前国内外现有的太阳照度计，测量光谱范围长波最长只能到1600nm。为遥感研究领域，特别是对于卫星传感器的地面定标应用方面具有很大的局限。

　　三维力柔性人工皮肤传感器

　　触觉是机器人感知外部信息的重要手段之一，基于触觉传感器的机器人人工皮肤研究已成为智能化机器人的一个重要研究方向。三维力人工皮肤可以极大地改善机器人在未知环境下的环境感知和实时决策能力，提高其自主工作水平，具有重大的应用价值和发展前景。

　　本项课题在已经完成的国家863先进制造技术领域智能机器人技术专题项目“用于检测三维力的人工皮肤”基础之上，综合应用材料科学、纳米技术、传感技术和人工智能等学科领域的最新成果，以机器人皮肤多维力触觉传感器为应用背景，针对目前多维阵列触觉传感器研究和应用中不能兼有柔韧性和测量多维力特征信息等难题，研究成功一种类似于人的皮肤、能感知多维力信息的新型柔性多维阵列触觉传感器。在解决压敏导电胶柔韧性和导电性的兼容性问题，研制成型后既类似于人体的皮肤组织又具有良好压敏特性的新型柔性压力敏感材料；设计整体多层阵列式多维触觉传感器结构；研究检测三维力的结构单元，并构建整体单层阵列式多维触觉传感器阵列；建立提取多维力特征信息的处理模型，开发阵列式多维触觉传感器解耦、标定的新方法；研制可检测三维力的人工皮肤传感器实验系统，建立机器人柔性人工皮肤触觉传感器的实验研究平台和实验标准等多方面取得创新成果，并获得自主知识产权。

 

　　

　　

　　图1 整体多层阵列式多维触觉传感器

　　图2 单层阵列式多维触觉传感器

　　三维柔性触觉传感器阵列 201310037470.0

　　柔性触觉传感器的三维力加载及标定装置 201310073483.3

　　一种曲面柔性触觉传感器阵列的三维标定装置 201110023954.0

　　三维柔性触觉传感器及其解耦方法 200810234146.7

　　基于柔性压敏导电橡胶的触觉传感器 200820032311.6

　　用于柔性触觉传感器的压力敏感材料及其制备方法 200810023636.2

　　基于柔性压敏导电橡胶的触觉传感器 200810018554.9

　　失超检测反馈控制系统

　　EAST装置，是我国自行设计研制的国际首个超导托卡马克核聚变装置，EAST纵场超导磁体是用来产生纵场磁场约束等离子体使其稳态运行的重要装置，其中的电流控制及失超检测对于保证托卡马克装置正常运行非常重要。因此，进行安全，准确，有效的失超保护是装置安全运行的首要环节。该系统实现多通道数据采集、监测、实时控制、报警动作以及数据处理等功能。该系统有实时数据采集，海量数据存储，快速报警处理特点，能够保证EAST装置的失超检测保护的顺利运行。

　　传统EAST装置失导保护检测及监控系统采用硬件保护，反应不灵敏，时间上有延迟，数据采集软件只能起到监测作用，数据存储冗余等缺点。现采用虚拟仪器技术，使用PXI和NI LABVIEW硬软件集成的方式构建该项目，完善现有全超导EAST装置超导保护检测及监控系统。

　　将虚拟仪器应用在EAST装置失超保护监测系统中，由于仪器以软件为主，它主要的方便就是，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器的功能。该系统软件采用采用模块化编码，具有良好的嵌套性和可修改性，其框图结构对于使用LABVIEW平台构建的测控系统具有通用性，为同类型测控系统的开发提供了复用性。

　　室内全自动BRDF测量装置

　　室内全自动BRDF测量装置是全自动获得样品光谱反射空间分布特性的室内测量装置。设置一个方位圆轨道，和一个天顶弧轨道，方位圆轨道下方安装有支撑脚，二者半径相同，在天顶弧轨道上安装一个移动的光谱辐亮度计，在方位圆轨道旁边设置一光谱辐照度计，当光谱辐亮度计停留在设定的空间位置时，测得该空间方向的辐亮度数据，同时由光谱辐照度计测得入射照度，上述数据经过采集与处理后，计算得到处于球心位置目标的BRDF。

　　知识产权情况：已获得专利授权。

　　行业现状：传统的室内BRDF测量机构由于操作机构简陋，存在着定位精度低、测量点少、测量周期长、光源准直性和均匀性差等缺陷，测量精度难以保证。本项目克服已有技术的不足，提供一种测量精度高、全自动化控制的室内BRDF测量装置。

　　应用前景：

　　应用前景

　　自然界物体的反射大部分表现为非朗伯性，即目标的反射特性和波长及入射、反射的几何方向相关。测量物体的双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function）可以准确的描述物体的这种方向反射异性，BRDF反映了物体的本质属性。

　　在遥感领域，随着多角度及定量化遥感的发展，反演、表征目标的BRDF越来越重要。在室外环境下，由于受到太阳运动、天气变化、天空漫射光的影响，BRDF观测精度受到很大影响。室内测量可以避免室外环境的影响，能够有效地校验遥感结果，促进遥感精度的提高。

　　物体的BRDF特性测量对研究物体的光谱方向特性、多角度遥感、遥感辐射定标及遥感定量化具有重要意义。

　　手写笔交互终端F－PAD

　　手写过程是一个力-位置相互作用的过程，现有的支持手写输入的设备，如手机、平板电脑等，均无法完整实现手写过程的全信息获取，无法体现人类双手所带来操控的自然属性，以及反映用户的情感表达。本项目通过重新定义和设计支持手写操作的应用设备和应用系统，提出力信息来构建人机交互的信息通道，扩展交互的空间维向，通过构建数字环境下的具有力属性的墨水结构，体现用户交互的自然表达。

　　知识产权情况：本项目目前已获得知识产权20项，其中发明专利8项，授权6项。

　　行业现状：手写输入是人类行为的一种自然交互方法，伴随着人类文明进程，以及脑力的开发，目前针对手写输入的研究，大都涉及笔迹学等静态特征，缺失手写的多维研究，尤其是反映人类情感属性的手写力学特性研究。

　　应用前景：手写具有很好的随意性、自然性和精细操控，长期以来，一直是商业应用研究的重点，通过提出新的手写交互方式，设计或制造新的手写设备来提高交互的体验感，以及激发用户的兴趣。因此，通过构建基于力的手写输入应用系统，可以为手写交互方法提供更为丰富的通道元素，由此可以设计能够感知用户情感的交互设备，必将更进一步提升用户的感知度，更能为手写设备的设计提供新的手段和思路，因为具有广泛的应用前景。

　　手写签名身份认证系统

　　针对手写完整信息获取，设计实现了多维力手写信息采集平台，可采集签名书写过程中产生的三维书写力信息和二维位置坐标信息。

　　基于手写信息采集平台，构建了F-Tablet签名数据库，为相关研究提供数据源。

　　对手写签名特征提取、特征评估、认证方法以及签名稳定性分析进行系统研究。

　　知识产权情况：目前已获得知识产权10项，其中发明专利4项，授权2项。

　　行业现状：在线手写签名身份认证是指利用数字手写设备和计算机对人长期形成的书写笔迹以及在书写过程中表现出来的行为特征进行用户身份核实的技术。国内外研究团队致力于签名采集设备和算法的研究，以在小样本情况下降低认证等错误率，实现签名认证的实用化。

　　应用前景：手写签名是人的一种行为特征，具有很好的唯一性，长期以来被广泛应用于确认文档的真实性、证明经济交易的有效性。但对手写签名的鉴别通常依靠人工识别，既费时又费力，并且在大多数情况下并未进行认证。随着数字手写设备和签名认证技术的不断发展，手写签名认证将具有广泛的技术支持和广阔的应用前景。

　　数字化场地（跑道）

　　数字场地是一种大面积足底动力学信息获取工具。以1m×1m的柔性阵列化压力传感器模块为基本单元，采用高速工业以太网连接。模块单元采用新颖的结构设计，根据实际训练场地的形状和面积大小任意拼接，自由组态形成数字场地。数字场地通过对鞋-地界面压力分布时空信息的检测和分析，解析出表达人体步态特征参数的运动学参数和动力学参数。在此基础上，结合应用项目的具体需求进一步提炼有效的训练信息。

　　数字场地具有布设简便快速、适应性强的优点，应用于武术、舞蹈、跆拳道、击剑等场地项目的现场训练指导。同时又是一种高性价比的科研、教学仪器，在步态分析领域拥有广泛应用空间，适用于各类强调步法的竞技体育项目训练，以及运动生物力学科研。

　　数字化场地的核心技术拥有全自主知识产权，获得10余项国家发明专利授权。

　　数字纸张

　　系统包括纸张生成、毛笔书法练习和钢笔书法练习三个部分。

　　纸张生成：

　　（1）        设置纸张的物理属性；

　　（2）        构建纸张的物理结构；

　　（3）        生成数字纸张。

　　毛笔书法练习：

　　（1）        采集手写数据；

　　（2）        数据处理；

　　（3）        基于纸张的物理属性、物理结构和毛笔模型实现墨水扩散模型；

　　（4） 显示书写的毛笔书法。

　　钢笔书法练习：

　　（1）        采集手写数据；

　　（2）        数据处理；

　　（3）        基于纸张的物理属性、物理结构和钢笔模型实现钢笔书法仿真；

　　（4） 显示书写的钢笔书法。

　　知识产权情况：目前已获得知识产权10项，其中发明专利3项，授权3项。

　　行业现状：本应用支持笔交互并且通过对物理笔、物理纸和墨水的物理扩散进行建模，能够逼真地对毛笔书法和钢笔书法进行仿真。现有支持笔交互的应用软件仅仅局限于手写识别的层面，然而纸张的物理属性和物理结构、笔模型对书写效果有着很重要的影响。基于纸模型、笔模型对毛笔书法进行仿真的研究学者有很多，但是相应的应用系统却很少。

　　应用前景：由于数字环境的便利性及易于实验的特点，绘画系统已经得到了绘画者的认可，成为他们的得力绘画工具。由于书法特别是毛笔书法的丰富表现力，数字环境下，仿真毛笔书法吸引了大量的研究学者，他们不仅可以逼真地仿真人们所熟悉的毛笔效果，还可以借助计算机产生现实生活中难以产生的新的效果，基于这些优点，数字环境下进行书法练习，具有广泛的市场应用前景。

　　双波长三通道偏振激光雷达

　　双波长三通道偏振激光雷达可以用于探测大气颗粒物（气溶胶）时空分布特性，它采用了多波段米散射信号，接收到的大气回波信号信息丰富，除了能获取大气颗粒物浓度分布廓线，监测城市细颗粒物分布特性、能见度变化，识别灰霾和沙尘暴，完成光化学烟雾监测和预警，并研究气溶胶气粒-转换过程、城市和区域气溶胶的传输特征，还可用于污染物的传播和扩散（气溶胶/沙尘的长距离运输）。

　　本成果具有完全的自主知识产权，并已经获得国家计量认证和生产许可证。

　　灰霾污染日益受到关注，环保部门对激光雷达需求量大大增加，但是进口激光雷达设备价格昂贵，并且不适合国内灰霾严重，大气透过率低的现状。本成果技术水平与进口产品同步，在探测能力上适合国情，较高的国产化率和自主知识产权降低了成本，在环保、气象、科研等领域有大范围应用的前景。

　　天气现象仪

　　本项目基于光阻法原理，研制成功天气现象仪。仪器通过测量由降水粒子引起激光信号衰减的幅值和衰减持续时间，采用高速数字信号系统计算出降水粒子粒径大小和末速度，并对上述量值进行计算分析，从而区分下落中的毛毛雨、小雨、中雨、大雨、暴雨、小雪、大雪、雨夹雪、霰、冰雹等降水类型，可以计算各种降水的强度、总量，并绘出雨滴谱图，时间分辨最快可达到1min。本项目研发的天气现象仪具有自主知识产权，已申请国家发明专利2项，软件登记2项。

　　利用天气现象仪测量降水粒子特性，在研究降水的发展过程及对电磁波的散射衰减特性、对雷达因子的校正以及人工影响天气等诸多领域有着非常重要的意义。并且通过对雨滴谱的分析，可以得到实时降水天气现象信息，实现天气现象的自动化观测，在我国地面气象自动化观测、交通气象等领域具有重要的应用前景。

　　危险超车预警系统

　　随着我国汽车保有量的迅速增长，车流量交通安全越来越受到关注，据统计在交通事故中，由于超车失败造成的事故占很大比例且后果严重。为了有效的避免由于超车失败引起的事故，本项目将研制危险超车报警系统汽车电子主动安全产品，该系统可以识别危险的超车状况，并对驾驶员发出危险报警，提醒驾驶员做出正确的反映，避免超车事故的发生。本项目的研发内容主要包括：1、环境车辆和自车运动状态识别。利用视觉、激光和雷达传感器，运用多传感器融合技术，研究快速准确的道路车辆行车状态感知算法；2、危险超车预警策略研究。建立基于车辆行驶状态的超车安全模型，安全模型由自车行车动力学与环境车辆运动学参数为输入；3、安全报警系统研究。研发基于视觉和声音的报警提示系统，能够建立随着危险状况紧急情况的分级报警提示；

　　本项目单位自主开发，拥有自主知识产权，目前申请发明专利2项，拥有广阔的市场前景。

　　（无线）有源双电极表面肌电传感器

　　随着神经医学、运动健康、康复工程的发展，人们越加重视肌肉功能和神经康复的检测和识别。与传统的有线传输表面肌电传感器相比，无线传输产品，具有无信号传导线、传感器体积小、信号传输量大、信号通道数量多，并且能与无线网络联网等许多优点，因此是新的市场快速增长点。目前市场上相关产品全部是国外进口，且市场价较高，无法满足国内市场需求。所以本发明从性能和成本都达到国内有线传输产品的条件下，设计出一种可在国内批量生产、代替国外进口产品的一种新型无线表面肌电传感器。

　　它包括采集表面肌电信号的电极导体、功能缓冲级电路、前置差分放大电路、滤波电路、双T陷波电路和后级放大电路；前置差分放大电路由前级差分放大电路和二级差分放大电路构成，在前级差分放大电路的输出端还连接有电压跟随电路及与之连通的反相放大反馈电路，该反相放大反馈电路的输出与电极导体根部接通；所述滤波电路是五阶巴特沃思滤波电路；所述电极导体是粘贴在皮肤表面的2根银丝电极，两者间距8-12毫米。本无线有源双电极表面肌电传感器电极易于固定、信号稳定、多重信号滤波、抗工频干扰性能强，而且因为没有信号传输连线，从而消除了有线传递中谐波噪声和传感器体积较大等缺点。

　　图1.无线传感器正面 图2.无线传感器反面（含电极面）

　　液态重金属驱动泵系统

　　中科院核能安全技术研究所从2011年开始开展液态重金属驱动系统（特别是电磁泵）的研究工作，目前已经自主成功设计了一台电磁泵以及一套配套性能测试实验平台，相继开展了电磁泵的性能测试和寿命考验工作，泵的各项性能测试和寿命考核均达到预期设计目标，满足了单位实验平台要求。

　　上世纪后期以及本世纪初，国际上发达国家开展了少量电磁驱动系统，主要应用于实验室小型实验台架使用与前期技术预研，但所建装置参数低、运行效率低、寿命短、故障率高等。随着近几年国际上加大对核能发展力度，对高实验参数的动力驱动系统的要求和需求越来越多，而实际上能生产出高运行参数的驱动系统单位很少。

　　目前国内相关单位所用的少量驱动系统（主要是电磁泵）都是从俄罗斯直接捐赠或者有限制性进口的（其它国家对我国进行技术封锁），价格昂贵，且工作介质轻，无法满足重金属对流量、压头和效率的实际需求。而国内针对先进核能系统的发展，对液态铅合金动力驱动系统需求也越来越大，特别是流动环境实验装置的必备设备。

　　基于研究所已有实力和前期大量工作基础，已经拥有高运行参数的液态重金属驱动系统的研制能力，且完全拥有我国自主知识产权，且其应用可以广泛应用于冶金化工、核动力潜艇、太阳能发电储能等工业领域。

　　一种适用于测量肌肉张力的传感器

　　肌肉张力是指肌肉在松弛状态下的机械紧张度，描述肌肉在收缩和舒张之间的恢复状况，可用于生理信息的检测，对人体进行康复治疗的肌肉恢复状况进行评价，也可用于康复助力机器人关节控制的输入指标。本成果是一种将感应部件封装在硅胶套在手部的肌张力传感器，通过形变捕捉动作，并输出相应的电信号，用以医学手术中监测动作，它的特点是结构非常简单、临床易用，不受手术体位影响。与国外同类产品相比，价格便宜，性价比较高。已授权国家发明专利一项，实用新型一项。

　　肌肉张力传感器样机

　　用于外骨骼机器人的肌肉张力传感器

　　易制毒化学品检测仪（电子鼻）

　　目前，国内的气体检测仪器多数都是仅仅采用传感器或传感器阵列去对气体检测，但是由于受到气体传感器的选择性限制，多数仪器只能检测识别少数的气体。

　　本仪器将气体传感器阵列技术与色谱分离技术有机结合起来，实现对气相色谱柱分离后的多目标气体组分进行检测。自主研发了一种新型的半导体传感器阵列结构模块，传感器阵列以串联的方式组成，其本身兼做气室与气体传输，这种模块阵列可任意组合，结构形状不限，体积小，有效地减少了空间体积，提高了传感器的选择性和检测下限，增强了阵列传感器对易制毒化学品的探测能力。 阵列传感器作为检测器与色谱分离结合完成气味/气体的定性辨识，避免单一检测器的局限性，提高了检测范围和准确性。仪器采用气体进样和采样分离方式，设计了独特的进样系统，实现实时控制和数据采集，工作稳定操作灵活；采样器与检测装置分离，单独采样，体积小，携带方便，可充电，吸附材料是一种高效、新颖、性能稳定、用途多样的碳吸附材料。

　　仪器采分别采用了主成分分析、支持向量机(SVM)和粒子群算法等智能算法对数据进行分析和识别，从而实现了对多种易制毒化学品混合物同步检测。

　　质子转移反应质谱仪

　　质子转移反应质谱PTR-MS（Proton transfer reaction mass spectrometry）技术，因测量速度快（响应时间小于1秒）、灵敏度高（检测下限ppt-ppq量级）、定量测量（不需要定标）等特点，已经成为目前国际上最先进的在线监测质谱技术，并以机载、船载、车载等形式，用于大气环境挥发性有机物VOC的在线监测。PTR-MS仪器在食品质量控制、国家安全、医疗健康以及生物等领域也有很好的应用潜力。

　　中科院合肥物质科学研究院开展PTR-MS技术研究十多年，自主研制了国内第一台移动式PTR-MS仪器，并发展新方法将该仪器交叉应用于水中有机物、痕量炸药、化学残留的快速检测。PTR-MS仪器主要应用领域包括：（1）呼气分析研究，疾病标志物快速筛查与辅助诊断。（2）产品质量检查，医用产品溶剂与杀菌剂残留快速测量。（3）过程控制，实时在线监测挥发性有机物浓度，监控工业生产或催化过程，优化生产流程或加工工艺，提高产品质量。（4）环境安全监测，室内外或舱体空气有机污染在线监测；化工污染源有机物排放或有毒气体泄露监测；烟道、机动车尾气排放有机污染检测；化学毒剂检测。

　　智能化健身系统

　　智能化健身系统以中老年人群健康促进与慢病康复为目标，以自主研发的健康体征测评装备、健康评估方法、运动与营养方案推理、智能化健身器械、智能化理疗康复仪器等为载体，贯彻“知行信”健康信念模式，为用户提供个性化的健身与营养方案、并引导用户精确执行既定方案，较之于现有的健身教练感官式粗放指导具有显著优势。

　　智能化健身系统融合健康管理、健康体检、器械健身、理疗康复等多种功能于一体，为客户提供“科学、安全、个性化的”健身服务，代表了科学健身的最新发展方向，适用于健身会馆、全民健身中心，同时也为高校体育专业毕业生提供急需的健身指导实训平台。

　　该系统的核心技术拥有全自主知识产权，获得20余项国家发明专利授权。

　　自适应前照灯系统

　　随着汽车普及率的提高，汽车的安全性与舒适度受到人们的普遍关注。然而，由于夜间行驶光线不足，照明情况又差，特别是弯道行驶时，灯光与行进方向相差一定角度，汽车在弯路方向上缺乏侧向照明灯光，造成驾驶员无法观测到该方向的路面状况，存在安全隐患，容易造成交通事故。上述这些问题的存在，使得研制一种具有多种照明功能的前照灯成为必要，并且这些功能的切换，出于安全的考虑，必须能自动实现。本项目的成功实施将对提高国内交通安全，降低交通事故起到积极作用。

　　为了解决国内汽车前照灯随动转向系统市场几乎为国内外厂商所垄断的问题，在分析目前主流产品及知识产权现状的基础上，提供出了完全自主知识产权的汽车前照灯随动转向的完整结构，并对涉及的车灯转向模型，控制策略和软件设计等核心技术进行了研究，并应用半物理仿真技术对控制策略进行仿真验证。研究分析得出：所提出的体系结构是完全可行的，同时，它还具有完全的知识产权。

　　本着“可靠实用、先进、市场化”的进一步发展思路，本项目研究一种用于汽车主动安全的汽车前照灯随动转向系统。本项目产品主要应用于是国内汽车中高档汽车，并在市场化批量生产后，进一步降低成本，向中低档汽车推广，对国内汽车的核心竞争力起到促进作用。

　　自主泊车系统

　　随着我国汽车产业飞速发展，汽车数量的不断增加和停车场地的有限性导致了城市"泊车难"的问题越来越严重，尤其对于初学者来说，借助先进的泊车设施实现“安全、高效”泊车显得尤为必要。

　　本项目设计的“自主泊车系统”可让汽车自动、准确地在有限的停靠位泊车。车辆到达停车场地后，一旦泊车系统检测到泊车信息（如挂R档，或遥控），泊车功能立刻启动，激活超声波传感器，扫描路面两侧，通过比较停车的空间和车辆的长度自动寻找合适的停车位。当找到合适的停车位后，通过检测当前车辆的位置和与目标位置的关系，中央处理器即可计算出一条最佳的泊车路径，通过泊车过程中实时的调整方向盘转角，最终达到停到目标停车位的目的。自主泊车系统可根据按钮切换或者遥控选择左右泊车或者水平及纵列泊车。“自主泊车系统”由多个超声波传感器探头、方向盘转角传感器、执行机构、显示屏和硬件处理器五部分组成。

　　目前项目已完成实验室样机，以及特定车型的试车试验。

　　先进制造

　　步态康复机器人

　　康复机器人对下肢运动障碍患者进行必要的康复训练可以防止关节挛缩，有助于肌肉功能性恢复，提高患者的最终恢复程度；减少了护理的成本和难度，减轻了家人和社会的负担，目前课题组从原理样机研制到实验样机试制，并进行多次针对性实验，并到相关场合展出。

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　本项目已申请发明专利5项，软件著作权1项。

　　餐饮服务机器人

　　餐饮服务机器人定位于餐厅迎宾和送菜服务，机器人具备自主发声，巡线行走，主动规避障碍物，手臂挥动等功能。机器人关键技术为：1、运动部件：具有三自由度的关节可以做出挥手动作;2、采用双驱动轮和一万向轮结构，利用双驱动轮的差动变化来实现机器人行走过程中的曲线行走;3、具有红外壁障传感器阵列能立体感知前方的障碍物，做出应急决策;4、具有识别传感器，能准确识别行走过程中的关键地标;5、具有红外遥控功能，能通过遥控器控制机器人运动、音频输出等功能；6、具有平板遥控功能，能通过平板显示器进行点菜，然后直接同步到厨房；7、语音输出：能根据环境变化自主输出各类不同情境语音；8、决策系统：承担了地图构建，任务规划，轨迹跟踪和障碍物规避等关键问题决策。

　　磁镜场增强线形等离子体基础及应用研究

　　随着等离子体增强化学气相沉积技术在太阳能薄膜光伏电池、大规模集成电路、平板显示器及材料表面改性等领域应用的迅速发展，人们迫切地需要大面积均匀、高沉积/ 刻蚀速率的低温等离子体技术。最近十年来，一种线形等离子体源备受等离子体业内专家的重视。线形等离子体源可以做到很长且轴向均匀，达到 1m以上。采用多个线形等离子体源并排，或与被镀样片在水平/ 垂直方向上缓慢运动，都可形成大面积沉积薄膜的优良设备。

　　将磁镜场约束与线形微波等离子体技术相结合，获得高密度、均匀稳定的等离子体，所研究项目在国内外未见报道，具有创新性及完全自主知识产权。

　　通过本项目的研究，可建立高密度、均匀稳定磁镜场约束线形微波等离子体的产生条件和优化方法，为实现高密度、大面积均匀稳定等离子体源及其应用提供思路。

　　大气压微等离子体射流基础及应用研究

　　常压微等离子体射流产生于横向尺寸仅有几百微米甚至更小的毛细管内，不需要昂贵的真空系统，射流等离子体内富含高活性带电粒子、激发态粒子、自由基和紫外线等，具有高度的靶向性，能将等离子体内活性成分和能量精确集中在待处理区域，降低污染、皮肤局部坏死、炎症和结疤的风险，为等离子体精确处理病变细胞、减少正常细胞损伤、降低等离子体治疗副作用等提供重要工具，已经在等离子体医学等领域获得了广泛关注和深入研究。

　　本项目在前期研究结果的基础上开展了阵列式常压微等离子体射流关键技术的应用基础研究，旨在解决常压微射流等离子体产生机理及存在的技术问题和，如：（1）等离子体温度过高，易烧蚀活体正常细胞；（2）常压等离子体射流有效长度较短，在活体内处理时存在高压电击隐患；（3）在单电极处理活体细胞时，电流骤然增大引起的电击和烧蚀。

　　本项目将大气压微等离子体射流用于医学应用，具有自主知识产权。

　　通过本项目的研究，可实现将长距离传输大气压微等离子体射流用于内窥凝血、靶向治疗、内窥治疗肿瘤等医学应用，亦可用于薄膜沉积等。

　　大字符喷码机

　　大字符喷码机主要应用于袋装产品包装袋上喷印生产日期、批号、班次等信息。广泛用于水泥、化肥、食品、饮料、医药、化工等行业。

　　本大字符喷码机可与国内外多厂家生产的喷头兼容；可驱动多种喷头喷印7*5点阵的26个大写/小写字母，数字0-9， 或15*16点阵的简体汉字与繁体汉字、7*16点阵ASCII字符；可通过键盘输入需喷印的字符；上位机可通过串口向单片机设置需要喷印的字符及需要设置的喷印参数；存储器中存有默认存储的20个字符串；可实时提供年、月、日、时、分、秒和星期等时间信息；可实时显示输入字符、设置参数和喷印状态等信息。

　　该喷码机是采用国际先进技术，并结合国内企业实际应用状况精心设计、制造的一款产品，具有性能优越、成本经济，运行稳定、功能齐全、操作方便等特点，并可以与国内外多个喷头生产厂家的喷头兼容；无论是普通的生产环境还是高粉尘或异味的生产环境，该喷码机均运行良好，为厂家提供最贴切的标识解决方案。

　　低温传输线及氦纯化器制作技术

　　低温传输线（含LN2、LHe传输）在低温工程、化工、生物、航天等领域为低温液体传输的专用管路；He纯化器用于高纯度氦气达到使用要求的气体纯化。

　　技术指标：低温传输线可使低温液体在传输过程中液体损失率小于10％；氦纯化器根据不同的纯化前介质纯度设计不同的吸附分离系统，最终可使气体纯度达到5个9以上。

　　创新内容：使用新型绝热技术使低温液体在传输过程中漏热尽可能的少；使用专利支撑使传输线的支撑漏热达到理想的要求；氦纯化技术根据纯化前介质纯度不同改变传统的纯化结构，增设气体分离系统，使纯化效果更显著。

　　成熟程度：低温传输线制作技术、氦纯化技术已成功地在EAST装置低温系统和HT-7低温系统中运用。

　　应用前景：由于LHe价格昂贵和He气的稀缺，国内关于低温技术的研究和应用中都在尽力减少低温液体传输过程的热损，以减少低温液体的流失，高真空多层绝热低温传输线可广泛应用于低温技术研究、医学、航天等领域中对低温液体传输的要求；由于一些科学实验、检测及气体液化系统对He气的纯度有较高的要求，因而氦纯化技术可解决He的纯化问题。

　　低温气动调节阀开发

　　阀门是氦低温系统中必不可少的关键部件，应用于过程操作和控制的主要执行机构为可远程控制的气动阀门。目前应用于4.4K甚至1.8K温区的低温阀门使用越来越广泛，然而国内生产的低温阀门最低也只在77K液氮温区，而且在技术水平、寿命、可靠性、配套能力等方面都与国外产品存在较大的差距。本项目主要研制能够用在液氦温区的低温气动调节阀门。

　　技术指标：

　　（1）低温阀门在液氦温区条件下操作，循环操作5000次；

　　（2）通过阀门进入低温介质的热量最小；

　　（3）密封性，阀座在2.0 MPa的漏率 <1×10-4 mbar l/s；阀体在2.0 MPa的漏率 <1×10-7 mbar l/s；

　　（4）阀门工作时，外表面不结冰。

　　成熟程度：中科院等离子体所自主设计并建造了目前国内最大的2Kw/4.4K氦低温系统，通过长期对氦低温系统的运行维护，对低温控制阀门的安装、使用、维护有长期的研究。已经开展了低温阀门的整体结构设计，以及阀门定位器的研究，同时对低温阀门冷态实验的稳态传热进行了模拟分析。我们拥有很好的低温试验平台，可以方便地进行阀门研制过程的深冷处理，以及阀门各种性能的低温实验。

　　应用前景：目前本单位承担着国际热核聚变ITER装置的feeder馈线系统和68kA高温超导电流引线的研制，大概需要600多台低温阀。此外高能所的散裂中子源装置，中科院强磁场中心的强磁场装置以及兰州近物所的重离子加速器装置都需要建立配套大型低温系统，从而需要大量的低温阀门。液化天然气作为一种新兴能源正在迅速崛起，对于超低温阀门的需求量也在猛增。高温超导电缆作为输电电缆的一个发展方向，其冷却系统对于低温阀门的需求也具有很大的市场，此外航空航天系统的低温系统也需要大量的低温阀门。

　　希望尽快使得低温阀门的研制产品化，从而加速液氦温区低温阀门的产业化，打破国外对低温阀门市场的垄断。

　　低温文丘里流量计

　　文丘里流量计因压力损失低、应用温区广、结构简单等优点，被广泛用于低温下流量的测量。然而在市场上没有现成的用于液氦、液氢等低温下的小口径文丘里流量计。若要定做，费用会非常昂贵。国外一些实验室都是自行设计制造文丘里流量计，用于低温装置中的流量测量。因此，开发适用于低温下的文丘里流量计具有十分迫切的现实意义。本项目主要研制能够在液氦、液氢温区的文丘里流量计。

　　技术指标：流量测量范围：6~480g/s；工作温度：3.8~300K；密封性，外漏小于5*10-9Pa.m3/s；测量精度优于5%。

　　成熟程度：中科院等离子体所拥有国内最大的氦低温系统，对低温流量计的使用维护有一定的经验。并且已经开展了低温文丘里流量计的整体结构设计，完成流量计零部件制造和整机组装，同时对低温文丘里流量计进行常温和低温标定。自行设计的文丘里流量计测试平台，可以方便地进行流量计的标定、进行压力、温度、密封性能的测试。

　　应用前景：文丘里流量计是一种历史悠久、用量最大的节流式差压式流量计，至今尚无任何一类流量计可与之比拟。低温文丘里流量计可以对低至4.2K的单相流体进行体积或者质量流量测定，包括液、气、蒸汽等皆可测量，流量范围比可达10:1，测量精度可达5%，压力损失大约是压头的15%-20%，可以使用计算机采集和在线监控且寿命长。因此，对于流量测量系统而言，文丘里流量计是一种可靠的、简单的、具有实用价值的流量测量装置。目前，国内国外的各大低温系统都需要大量的低温流量计。因此在已有的研究基础上，希望尽快使得低温流量计的研制产品化，从而弥补低温流量计领域上的空白。

　　低中放射性废物等离子体熔融气化技术与装备

　　应用等离子体技术处理危险废物是以一种全新的方法，该技术设备主要适用于核电站在运营过程中产生的各类低、中放射性废弃物和其他民用放射源（如辐照战、同位素生产线、医院等）产生的放射性废物的处理，实现该类废弃物的大幅减容和放射性核素的稳定固化，达到可安全处置的目的。

　　本技术还可扩展应用于有机、无机和金属混杂的固体废弃物（如医疗垃圾、电子垃圾、电镀污泥等）的处理，可实现资源回收、能量回收以及清洁环保优势，实现废弃物的无害化、减量化和资源化。此外，还可推广到处理特种有机毒液，废液及其他危险废物的处置。

　　多功能动态力学分析仪（内耗仪）

　　动态力学测量是近十多年来力学测量发展的新方向，它除了可以获得材料的力学性质（模量、损耗、粘度、疲劳、蠕变等）以外，还可以反映出材料的微观结构，因此材料动态力学分析仪器已成为当前材料研究、生产、加工、检测等领域必备的装置，也是目前测量仪器市场需求潜力巨大、应用潜力广泛的一类仪器。

　　该仪器是经过课题组研究人员近20多年的不懈努力，以及在中科院仪器研制项目、国家自然基金等一系列资金的大力支持完成的，该仪器的创新点在于全新设计的应力激发系统、应变采集系统与信号采集处理系统，共申请了国家专利8项。目前该仪器的技术指标为工作温度：200K～1000K；应变振幅：10-6～10-3。测量频率：10-4～10Hz，最佳分别率10-5；测量模式：强迫振动、自由衰减；适合材料：宏观块体、薄膜、液态材料。目前该仪器的测量精度远远高于同类型国外产品，国内还没有类似产品。

　　该仪器应用前景广阔，可在工业、科研、教学等领域得到广泛应用，具体应用为（1）工业：金属、陶瓷、高分子产品模量与阻尼性能以及微观结构表征，例如材料制作工艺筛选、产品固溶元素含量测量、降噪/减震性能测试、粘度测量等领域。（2）科研：获取块体、薄膜、微纳尺度材料的静力学性能以及映微观结构（例如晶体结构、空位、位错等）的动态力学性能，主要应用于材料力学性质测量、阻尼性能表征、微观结构表征、相变研究、辐照损伤研究、蠕变、高分子弛豫、溶胶凝胶化、颗粒运动、液态金属微观结构分析等。（3）教学：展示材料阻尼性能、结构变化、原子级别弛豫等基础物理现象和力学参数的测量原理与方法，也可以进行定性或半定量的材料力学性能研究。

　　反向快速淋溶的装置

　　反向快速淋溶的装置适用于缓控释肥料研究、开发、检验的科研、环保、检验部门及化工企业。

　　在缓控释化肥的研发和评价过程中，需要通过淋溶实验来模拟缓控释化肥在土壤中的养分释放规律，以便改进产品的配方和工艺，而传统的淋溶方法经常出现样品淋不完整及分析结果重复性差的问题。

　　技术特点： 本装置利用重力和压力的双重作用进行反向淋溶，样品淋洗充分，监测结果重复性高，多组淋溶实验可同时进行，节约实验时间，且淋溶的速度可调。

　　专利概况：已获专利授权，专利号ZL201120113465.X

　　市场分析： 适用于致力于土壤、肥料研究、开发、检验的科研、环保、检验部门及化工企业。

 

　　

　　

　　仿土拨鼠矿难探测与救援机器人

　　煤矿事故发生以后，主要存在着三种影响救援工作的要素：空间狭小、巷道结构不稳定、存在可燃易爆气体。这三种因素给救援带来极大的阻碍，使救援工作可能付出沉重的代价。针对上述灾难矿井存在的问题，中国科学院合肥智能机械研究所在国内外首次开展了矿难环境下仿土拨鼠矿难探测与救援机器人的研究，该研究包括仿土拨鼠并联机器人本体和控制系统研究，用于灾难环境的瓦斯检测以及预警系统研究和面向煤矿救援应用的无线传感网络系统三个方面的研究。由于灾难环境的复杂性和不可预知性，我们研究的仿土拨鼠并联机器人主要包括能够实现头部360°灵活转动的颈部并联机构，能够实现狭小空间的掘进运动的腰部蠕动机构和能够实现行进和碎煤传送功能的腿部行进拨土机构，该整体机构符合土拨鼠的形态与功能仿生，具有很强的新颖性。由于具备上述三种功能，机器人进入矿难现场后，能通过并联颈部机构钻土、腿部拨土以及腰部蠕动等功能实现在狭小空间等复杂非结构环境中行进，并利用自身携带的多种传感器进行环境探测，将相关信息通过无线网络传送到地面监测站，帮助救援人员规划搜寻和救援行动；本项目研究可为煤矿安全与救援机器人的基础理论发展和灾难救援机器人产业化实现做出实质性贡献。

　　本项目已申请6项国家发明专利（授权一项，公开两项），软件著作权一项。

 

　　

　　

　　

　　

　　高温锻造自动化生产线

　　现有的锻造设备厂广泛采用人工完成工件制坯、成型及冲孔工序中的取料和放料过程，耗费人力、效率不高，且现场环境复杂，对人工自身影响很大。我所开发的“锻造自动化生产线系统”突破高温环境下精确定位、多台工业机器人协同作业、生产线系统集成以及高温工件自动拾取机构等核心关键技术，通过工业机器人实现制坯、成型和冲孔过程的全自动上下料、故障报警、显示等功能。可节约大量人工并显著提高生产效率，大大提升了我国锻造等金属加工业的自主创新水平。

　　本项目主要应用于锻造领域等。

　　焊接机器人

　　我所研制的5轴经济型焊接机器人可广泛装备于锅炉、压力容器、船舶、钢结构、桥梁、汽车、自行车、摩托车、机车、冶金设备、采矿机械、石油化工装置、家用电器、医疗设备和半导体器件等重点制造业。具有自动化程度高、性能优良、定位精度高、可靠性好、操作简单、价格低廉、节能高效、应用广泛等特点。大量采用非接触传达式感器件和光电编码实现对焊缝的精确定位。可装备于焊接工作站或焊接自动化生产线来实现整个焊接生产线自动化操控，可以极大地提高了生产效率，降低人员成本，减少生产人员劳动强度。

　　核电站生物防护屏蔽门

　　随着压水堆核电技术的发展，三代堆或二代半（如AP1000、EPR1600及CPR1000）取代传统的二代堆，将成为国内新建核电的主流。新一代的堆型在核辐射剂量安全管控等方面更为严苛，在通向核岛的通道上需设置了多扇的生物防护屏蔽门（主要屏蔽伽马、中子辐射及生物误入），来尽可能降低环境与工作人员的年平均有效剂量。相比传统二代堆少数几扇具备中子防护能力的屏蔽门，三代堆上的生物防护屏蔽门数目增加了数倍（广州台山核电站采用欧洲三代堆EPR1600，中子门为42扇）。当前，新建压水堆核电站（特别是三代堆），绝大部分采用的国外进口的生物防护屏蔽门。进口屏蔽门价格昂贵，每扇均价达数百至千万元。而在这些三代压水堆核电站非关键核心技术部件上，实现国产化，国内采购是降低核电建设成本，提高国产化率的有效途径。金秋竹集团在工业特种门研发、生产与销售领域有着悠久的历史与丰富的经验，是核电站常规岛的门窗供货商。结合我室在核聚变实验过程中积累的核探测、辐射防护计算及检测技术，来共同研发核岛防辐射的生物屏蔽防护门。在经历了一年多时间的调研、设计、试制和检测后，第一代的屏蔽门样品已试制成功。为打破国外同类产品在我国核电建设项目中的垄断地位，奠定了基础。

　　可穿戴型人体手臂震颤评估系统与抑制装置

　　国内外关于患者（如帕金森氏病患者）手臂震颤运动的研究大多集中在震颤发生机理与药物治疗等方面，而针对震颤运动识别、预测、实时数学建模以及抑制措施的研究工作相对较少。针对震颤信号的非平稳性以及实时性处理困难等特点，中科院合肥智能机械研究所运用希尔伯特-黄变换技术和自适应噪声去除技术，构建一种自适应震颤信号处理模型，实现对复杂震颤信号的实时处理与评估；在此基础上，综合利用基于生物力加载原理的震颤补偿方法和基于功能性神经肌肉刺激技术的震颤抑制方法，结合康复医学，探索设计一种新型的三闭环“混合”震颤抑制策略；借鉴康复医疗机器人技术，设计一种集震颤检测、评估、抑制于一体的可穿戴型手臂震颤抑制机器人系统。本项目为手臂震颤抑制的研究提供了一种新思路，为改进震颤患者的生活质量提供了一种新方法，具有重要实际应用前景。

　　已申请2项国家发明专利（授权一项）、实用新型2项。

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　可穿戴型手臂外骨骼系统 可穿戴型手臂震颤检测系统

　　震颤患者信号检测实验

 

　　

　　

　　手臂震颤信号(角速度和角加速度)频谱分析 患者右手震颤信号(加速度)功率谱对比图

　　可穿戴型下肢膝关节助力机器人

　　膝关节是人体功能最重要的关节之一，几乎所有的下肢运动都需要膝关节直接或间接参与，而老年人因膝关节退化，肢体健全的残障人士因膝关节乏力，不同程度地限制了他们的下肢运动能力。中国科学院合肥智能机械研究所依托国家863重点项目研发的可穿戴型下肢膝关节助力机器人是一种典型的人机一体化系统，由可穿戴于人体下肢部位的助力机械装置、动力装置、控制系统以及判断与预测人体运动信息的传感系统等功能模块组成，可帮助使用对象扩展其在日常行走和上下楼梯时下肢部位的运动能力；助力机器人设有缓冲与支撑装置，在实现下肢关节旋转传力的同时，也起到了支撑负载的作用；设有腿部力传感器和腰部加速度传感器，可多方位感知与反馈人体运动信息；具备摔倒报警功能；手控操作器的设置可协助用户人工干预机器人的助力模式；足底分布式力传感器的设计能够进一步提供人体腿部运动的相关信息；机器人将MCU微控制器和锂电池组均配置于后腰支架上，保证系统结构的紧凑性以及电池接口的通用性；机器人采用便携式结构设计，用户在使用结束后可将其折叠收藏，配合拉杆箱可实现对机器人的日常携带。本项目研究目前已申请国家发明专利9项，在国内同类技术成果中处于领先水平，在民用领域具有广阔的产业化应用前景。

　　老年服务机器人

　　该项目为中国科学院知识创新工程重要方向项目，老人服务机器人集成了当今机器人最前沿的技术，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对服务机器人各组成单元及其间的信息处理、接口耦合、人机交互进行深入研究，使得整个机器人系统有机集成，突破环境识别、自主行走等多项关键技术，为对老人提供多功能的服务，它能够自主移动日常用品的拾取和递送，基于语音和唇形的情感识别，能够感知老人的心情，陪老人聊天，进行简单日常对话和智能娱乐等，还能对老人进行监护（如摔倒），根据老人的健康状况制定老人的饮食计划和健身计划，提醒老人按时服药，并且开发出适合老人锻炼的虚拟健身运动。研制的老人服务机器人具备服务能力强、低成本、高可靠性的特点，为未来进入家庭奠定技术基础，推动服务机器人产业化的实现。

　　应用领域：老年人家庭服务业。

　　类人机器人

　　本课题属于中国科学院“一三五”重点培育方向，重点发展类人型机器人技术，将综合计算机技术、信息融合技术、机构学、传感技术、仿生科学以及人工智能等多学科，涉及到线性、非线性、基于多种传感器信息控制以及实时控制技术，还包括复杂机电系统的建模、数字仿真技术及混合系统的控制研究等方面的技术，本课题将提出类人型机器人的系统设计方案与技术实现途径，在生物运动力学建模、仿生行走机构、智能决策、仿生控制等方面取得理论与方法突破，为研制能够在人类工作、生活环境中共存的机器人奠定理论和技术基础。

　　全自动包装及机器人码垛生产线

　　先进制造技术研究所自主研制的全自动包装及机器人码垛生产线主要用于粉料/粒料产品的自动包装和码垛，该生产线由自动计量称重单元，自动包装单元(含自动供袋、自动套袋等)，自动倒袋整形单元、金属检测与重量复检单元、机器人码垛单元和智能控制单元等组成，通过计算机远程控制，实现粉粒料的定量包装及机器人码垛的全自动化生产。

　　该生产线集成了机构创新设计、精密传感与检测、机器人系统集成与应用、智能自动化（远程）控制等多项关键技术，可大大提高生产效率并降低用工成本，亦可避免产品气味、粉尘对环境及健康的影响，实现了清洁环保的自动化生产。

　　热等离子体发生器技术设备

　　该发生器采用非转移弧等离子体炬技术，为固定弧长壁稳直流电弧非转移型，多电极高频触发引弧，产生的等离子体射流具有高温（5000～20000K）、高焓、能量集中、气氛可控等特点。整套设备由等离子炬电源﹑等离子体炬﹑工作气体回路﹑冷却回路、控制系统等组成。该发生器工作介质可以采用：氮气、氩气、氢气、空气和水，当使用氮气、氩气、氢气作为工作气体时，可连续工作达200小时以上，并且稳定可靠。

　　应用领域：材料表面处理、加热、点火、材料合成和废弃物处置等。

　　双臂机器人系统

　　本课题属于江苏省科技支撑计划工业部分项目，通过开展冗余自由度双臂机器人的三维环境模型构建、虚拟样机联合仿真、机器人本体轻量化设计，建立双臂机器人运动学和动力学模型，分析机器人的有效作业空间与奇异性；基于RT_linux操作系统与64位CPU芯片研制机器人实时控制系统，在双臂机器人运动控制平台上集成双臂冗余运动学模型、防碰撞运动规划、多通道协调控制等，通过视觉与激光的多传感器数据融合与智能决策等功能模块，实现双臂机器人稳定、协调的智能化运动控制；开展机器人本体结构低成本制造工艺和关键功能部件的设计制造方法研究，并以双臂机器人在汽车LED大灯组装、汽车发电机爪极精密装配等典型应用进行集成测试，拓展工业机器人在复杂工况中的应用领域。

　　微纳光机电系统的仿生设计与制造方法

　　本项目为我所承担的国家973计划课题，由梅涛研究员担任项目首席科学家，项目组由来自中国科学技术大学、大连理工大学、南京航空航天大学、中科院智能所、中科院固体所、中科院化学所、中科院电子所、中科院动物所等单位的40多位课题负责人和学术骨干共同组成。该项目以壁虎、昆虫等生物的粘附爬行能力为模仿对象，运用微纳结构力学行为模型进行粘附、脱附、爬行运动学与运动学分析。本项目将系统地针对微纳光机电系统的仿生原理、设计理论和制造方法开展研究。生物通过微纳结构实现特殊功能的组织结构、尺度效应和传感控制机理均可以作为微纳光机电机器人系统优化设计的借鉴，同时微纳技术呈现典型的将精细加工与操作能力和光机电结合的特性，为实现仿生机器人特殊功能结构提供了有效的技术手段。因爬行动物多在陆地上运动，与人类生存空间较为一致，所以爬行机器人微纳系统的研究具有广泛的应用前景，为本项目发展的仿生设计与制造方法提供极具代表性的验证。

　　微小型智能多旋翼无人机的研制与应用开发

　　与传统直升机相比，微小型多旋翼无人飞行器的主要优点是结构简单，可操纵性好，成本低且易维护和修复。基于先进的MEMs传感器技术、微型无人驾驶仪技术、姿态估计方法和非线性控制系统理论，智能所传感器及人机交互实验室于2011年7月成功开发了第一台原理样机，并进行了首次试飞。至今，已对该系统的动态建模及姿态控制算法作了一系列研究改进，并对驾驶仪的控制算法软件进行了十余次更新。实验表明，该系统具备较好的垂直起降、悬停与低速巡航功能。2012年5月至11月又自主研发了基于ARDUINO系列的第二代四旋翼机。该机配备了3轴数字陀螺仪，3轴地磁计，3轴加速度传感器，气压高度仪，超声高度仪，XBee无线传输模块，机载微型飞行数据存贮单元和GPS单元，已成功试飞多次。目前已实现自主姿态控制与自主高度保持。正在对其GPS引导下的自主巡航进行调试。同时，项目组正在开发基于ARM微控制器的第3代自动驾驶仪。该系统的最终完善将具有包括空中悬停，自主起飞和降落，自主事故返航和在GPS指引下的自主巡航等基本功能，以及承载各种微小型传感器并对其获取的有用信息进行处理与传输的功能。

　　国内现状：目前有少数几家国外供应商及极少数的国内厂商，产品主要是以航空爱好者为对象，系统缺乏可扩展性。能用于勘测、救援、交通管制、森林防火、气象观测和生态保护等专业领域的还少有报道。

　　作为完全自主开发的系统，对于应用于上述的各个领域有着很大的可扩展性和适用性。在诸多领域有着广泛的应用前景。

 

　　

　　

　　遥控式热雾机

　　遥控式热雾机由中科院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所研制，主要用于玉米，小麦等作物的病虫害防治。本设备由电力驱动，大扭矩适合农田环境，环保无污染；采用无线传输技术，遥控打药更安全更舒适；手柄式操作极其简单，方便使用；搭配的新型热雾机开机快用药少防效优异。本设备体积小巧，在玉米生长中后期依然可以进入田间进行作业，遥控距离长达1公里以上，可持续工作8小时，每小时可防治60亩，有效解决了玉米中后期病虫害防治的难题。

　　液态重金属换热器设备

　　中国科学院作为国家的基础性、前瞻性和战略性科研机构，设立了战略性先导科技专项“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”，将致力于自主发展 ADS 系统从试验装置到示范装置的全部核心技术和系统集成技术为保障国家能源供给和核裂变能长期可持续发展做出贡献。

　　液态重金属多功能大型实验回路KYLIN-II以ADS反应堆为对象，是研究材料服役性能、热工水力、和安全特性研究的综合研究平台，其中液态重金属换热器设计是回路中重要的核心部件，承担着回路的热量平衡，保证整个回路安全稳定运行以及测量设备的安全，同时也肩负着液态重金属换热特性、反应堆换热器技术预研、不同冷却剂换热能力对比等任务。高温的液态重金属具有腐蚀、能量密度大、沸点（145℃）高于常压冷却水等特点，多种不同形式的换热器被设计出来并应用到KYLIN-II回路中，例如：能够缓解热应力的蛇形套管换热器、能够大大提高换热器安全特性双层换热管等。

　　目前，其中材料、热工回路中换热器已经安装完毕，而另一重要安全实验回路将是重点研究换热器在事故条件的运行、换热、以及安全特性，这也是反应堆重要的设计基准事故，为许可证申请提供数据支持。

　　通过这些换热器换热特性研究、实际运行经验积累，不仅为反应堆换热器设计积累经验。

　　一种石英晶体微天平痕量氨气检测装置

　　该装置包括敏感QCM传感器和参比QCM传感器，两者分别连接在晶体振荡电路A和晶体振荡电路B中，所述晶体振荡电路A和晶体振荡电路B的信号输出端分别连接测频电路A和测频电路B；并经差频电路和数据采集卡与内置Labview数据采集处理程序的PC机连接；所述敏感QCM传感器为表面涂覆有敏感涂层的石英晶振。石英晶体微天平痕量氨气检测装置灵敏度高，采用单片机与CPLD相结合的测频电路方式，提高了频率测量的精度与范围；受环境因素影响小；选择性好，制作聚苯胺薄膜对氨气具有单一的吸收性，不易受其它气体干扰。 总体结构图 检测结果图

　　知识产权：一种石英晶体微天平痕量氨气检测装置（实用新型）

　　应用于畜牧养殖场环境检测。

　　用于水下的智能化机器人手爪

　　本项目以水下典型作业为应用目标，研制一种对水下环境和作业目标有较强感知能力，胜任水下精细作业的机器人智能手爪，该手爪集成了力觉、滑觉、视觉以及距离觉等多传感器，能够为水下机器手爪的操作提供多传感信息，实现水下机器手爪的局域自主，从而提高水下机器人的操作能力，为我国水下机器人作业的工程应用奠定必要的基础。在该项目的支持下，申请发明专利4项（已授权2项），实用新型1项（已授权），软件著作权1项，发表高水平论文20余篇。

　　目前国内外对水下作业灵巧手方面的研究极为有限，并且处于研究初期，主要表现在手爪开合度过小，难以满足抓取目标尺寸变化的要求，另外作业环境感知能力显得不充分，难以实现水下作业的自主操作。

　　本项目的研究成果之一多维力传感器不仅具有高精度、低功耗，而且用途非常广泛。多维力传感器的主要类型有单维力/力矩传感器，三维/四维/五维指力传感器，六维腕力/脚力传感器，目前有多家科研事业单位和公司在使用，比如吉林大学、浙江工业大学、西华大学、沈阳自动化研究所、ABB公司等，具有非常好的应用前景。

　　本项目的另外一项研究成果智能化机器人手爪，具有较强的环境感知能力，拓宽了水下机器人的作业范围，增强了机器人的自主作业能力，实现了水下机器人的局部自主，能广泛应用于对水下环境的调查和科学研究，具有良好的应用前景。

　　单维力传感器 四维力传感器

　　五维力传感器 六维力传感器

　　用于水下的智能化机器人手爪

　　环境保护

　　便携式高灵敏大气NO2监测仪

　　本项目针对不同环境大气中的NO2气体，采用发光二极管（LED）为光源的非相干宽带腔体增强吸收光谱技术研发便携式高灵敏大气NO2监测仪。通过结合LED光源，光学增强腔，微型光纤光谱技术以及差分吸收光谱（DOAS）数据反演方法，实现对大气中NO2高精度、高灵敏、高时间分辨率实时在线探测，具有体积小、功耗低、安全可靠、维护成本低等诸多优势。解决我国环境监测中高灵敏连续在线自动监测问题，为气象与环保部门提供科学的测量数据和技术支持。

　　本项目研发的高灵敏大气NO2监测仪将满足城市大气环境、农村背景空气质量、各种污染源(工业、交通)、无组织排放等的现场自动监测。在节能减排、总量控制的环境政策下，各排放工矿企业、环境管理部门为主要的用户单位。我国目前进一步对环保的投入，在空气质量监测、污染源监督性监测、以及污染监测方面都具有巨大的市场，因此，本项目具有良好的产业化前景，将解决我国环境监测中痕量气体高灵敏度在线连续自动监测问题，为气象与环保部门提供科学的测量数据。

　　便携式水体藻类原位荧光快速监测仪

　　针对我国内陆湖库水质富营养化在线监测需求，研制了具有自主知识产权的便携式水体藻类原位荧光快速监测仪，实现了蓝藻、绿藻和褐藻三种藻的叶绿素a浓度原位测量，填补了国内在水体藻类原位分类测量领域的空白。

　　便携式水体藻类原位荧光快速监测仪应用于第25次南极科考中，解决了以往南极科考中由于不具备实验室分析条件而无法对藻类浓度进行测量的问题。将便携式水体藻类原位快速荧光监测仪安装在浮标系统上，对巢湖西半湖蓝藻爆发重灾区的藻类浓度进行了两年多的原位分类测量，取得较好的效果。本套设备可以用作环境监测部门对水体藻类浓度的野外快速调查，也可安装于浮标或者自动监测站上用于对固定监测点藻类浓度的长期连续监测。解决了传统的水样采集实验室分析存在的监测频率低、成本高、步骤繁琐、无法分类测量等问题，为蓝藻爆发的预警提供了可靠的数据支持。

　　目前，便携式水体藻类原位荧光快速监测仪获得了国家计量许可认证，进行了小规模试生产，已销售3台，分别在福建闽江、广东茂名玉屏湖水库进行长期在线监测，产生经济效益约50万元。

　　餐厨废弃物能源化处置成套技术

　　“餐厨废弃物能源化处置成套技术”是等离子体物理研究所科技成果转化项目，为城市餐厨废弃物的资源化利用和无害化处理提供成套的解决方案。通过科学研究、技术攻关和技术集成，设计完整的能源化处置工艺路线。餐厨废弃物经该技术处理后，减量化水平达到95%，可生产出乙醇、生物柴油、沼气等可再生能源，为生物质废弃物的资源化和无害化处置提供了新的思路和发展方向。

　　该技术已通过省级科技成果鉴定，申请发明专利6项，其中已授权4项；在国内外期刊上发表了相关论文6篇，其中SCI论文3篇，会议论文3篇。

　　厨废弃物具有典型的“资源和污染物”双重特性。近年来，随着对泔水猪、地沟油等危害的认识，国家开始重视餐厨废弃物的无害化和资源化利用等工作，2010年开始，我国启动了餐厨废弃物资源化利用和无害化处理城市试点工作，目前我国餐厨垃圾试点城市数目已达60多个，但是试点工作进展较缓。《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》指出到2015年，全国50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。该项目具有广阔的前景。

　　目前主要存在的问题在于市场推广中存在一定难度。但该技术具有显著的社会效益、环境效益和经济效益，应用前景良好。

 

　　

　　

　　大气污染多组分排放通量快速遥测系统

　　针对国家节能减排的需求，特别是VOCs等无组织排放难以定量监测的难题，研制了拥有自主知识产权的大气污染多组分排放通量快速遥测系统，实现了工业区域（厂界）VOCs、SO2、NO2、CO、NH3等多组分气体排放通量的车载快速遥感监测。

　　本项目开展了针对工业区域（厂界）VOCs等多组分污染气体排放的掩日通量测量新方法研究。研究了基于掩日法的红外光谱测量与处理技术，提出了基于太阳辐射传输和模拟校准算法的区域排放多组分气体垂直柱浓度分布算法，开发了拥有自主知识产权的基于掩日法的污染气体排放通量遥测算法软件。

　　本项目的研究成果可应用于快速对化工行业、无组织源VOCs排放量的监测，从而为环境管理部门掌握VOC排放状况，污染减排放提供方法和技术方案，满足公众日益增强的环境需求，具有良好的社会效益和环境效益。同时，工业区(厂界)VOCs排放通量监测技术系统，提高我国对非组织面污染监测的技术水平，促使我国先进环境监测技术体系的新突破，具有显著的经济效益。

　　目前，大气污染多组分排放通量快速遥测系统已经参加了上海世博会等多次实验，通过了科技成果鉴定，预计最近进行技术转让和产品化仪器研制。

　　等离子体对工业有机废气治理

　　等离子体对工业有机废气治理项目主要利用低温等离子体中含有的大量高能电子、离子、活性自由基和激发态分子等高化学活性粒子，将有机污染物分子键断裂使得以转化或分解，形成无污染的水、二氧化碳等物质，从而达到净化有机废气的目的。本项目是由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所与安徽中维环保联合研制，旨在与对大流量工业有机废气进行无害化处置，目前已经有成套装置产品面市。此项目的关键技术是通过智能控制技术，利用高压高频电源激发产生高密度的低温等离子体，实现电源与等离子体负载的动态高效匹配，从而在低能耗的条件下，实现等离子体高效处置大流量有机废气。该废气治理成套装置具备“高效治理、动态匹配、模块设计、智能监控、安全节能”等特点。该技术已通过了由安徽省科技厅组织的科技成果鉴定（公报登记号12630，证书编号12-630-01）。鉴定结论为：“技术整体达到国内先进水平，部分关键技术属国内领先”。其核心技术形成发明专利3项，实用新型专利3项。

　　该废气治理成套装置适用于众多存在恶臭异味气体和挥发性有机污染物治理需求的工业行业、公共卫生行业等，按照国家环保部牵头制定了《全国大气污染防治行动计划》，未来5年，预计投资1.7万亿元用于改善当前大气污染状况，基于此，等离子体处置工业有机废气的市场前景很可观。目前该装置已在安徽桐城市大桥垃圾中转站和安庆市少年宫东路垃圾运转站安装并投入运行；四川宜宾烟叶复烤厂、安徽舒美特纤维股份有限公司及安利合成革股份有限公司利用该技术治理废气工程等正在建设；同时，中维公司也与多家公司达成了利用该技术处理废气的合作意向。

　　低温等离子体技术在有机废物治理中的应用

　　等离子体技术在有机废气、工厂尾气及环境污染物治理，治理后达到国家排放的标准，如烟厂、化工厂、橡胶厂等环保达标排放，已经成功用于多个工厂尾气和废水治理。

　　项目优势：等离子体是物质的第四态，在等离子体条件下，含有大量的活性自由基，活性自由基能够把有机物中的化学键打断，从而实现将有机物降解为二氧化碳和水的主要成分，根据不同的污染物组成，可以控制和产生不同强度的等离子体，将工厂排放的废气和废水中的有机污染物降解，最终达到直接排放的目的和要求。

　　应用前景：本项目中的等离子体主要由电源产生高压放电后产生等离子体，而且污染物经过等离子体处理后产生的污染物主要为二氧化碳和水，因此可以直接排放。另外，等离子体技术不会产生二次污染，是一种环境友好的技术。

　　应用领域：环保，工厂有机废水排放治理，废气治理等

　　放电等离子体处理含多种复杂成分污水的方法和技术

　　水污染是环境污染重要来源之一，严重威胁人类健康。水污染主要来源有工业废水、生活污水等，一般工业污水含有有毒的无机和有机污染物、重金属等，民用水源污染包括含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等，也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵。治理污水是当前环境污染亟待解决的问题。

　　应用放电产生低温等离子体可产生反应活性高的自由基，可以降解有机物、杀死病菌和病毒、还原、氧化、去除重金属，是一种适用性广、去除率高、多功能、高效绿色处理技术。本项目中国科学院知识创新工程重要方向性项目（KJCX2-YW-N34）、科技部973项目（2013CB934304）、国家自然科学基金（10975152、21207137）等项目的支持。

　　技术特点：等离子体是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，当等离子体发生在气液界面或者液体内部的时候，会伴随有一系列物理效应和化学效应。物理效应如发出紫外光，化学效应则主要是活性自由基的形成。其中氧化型自由基能高效处理难降解有机污染物、灭菌等，还原型自由能还原废水中重金属污染。另外，根据需要向反应体系内加入添加剂可以达到一些特殊的治理效果。

　　市场分析：该技术处理污水可以达到降解有机物、去除重金属、消毒和灭菌的效果，使用起来方便、安全，可以开发成为一种经济、实用的污水处理技术。

　　工业源多组份气体污染排放现场监测设备

　　项目针对工业源多组份污染废气排放监测的需求，研发便携式污染源现场监测技术及设备，对SO2、NO2、CO、CO2、NO、硫化物、有机污染物等多种污染气体进行现场快速测量，应用于火电、化工、钢铁、矿业等工业排放的现场监测；研发污染源排放遥测技术与系统，实现在几十至数百米距离外对污染气体排放SO2、NO2等现场监测；所研发的设备性价比优于国外同类产品。

　　目前，我国对污染源的监测是采用污染源的定期现场监督性监测和污染源自动在线监测相结合来对污染排放信息跟踪，然而国内生产的污染源现场监测仪器，其中60％左右的核心监测仪器采用进口仪器集成。虽然近来加快了污染源现场监测仪器开发，部分产品得到了实际应用，然而各种污染源排放监测系统监测准确性和可靠性问题都没有很好地解决，关键部件国产化中的稳定性和可靠性还有待加强，同时监测的污染物种类也非常有限，而采用遥测技术的高端污染源现场监测技术和专用仪器设备还基本空白，限制了污染源总量控制制度的实施。

　　本课题研发的便携式多组份气体紫外现场分析仪、便携式多组份烟气红外分析仪和污染源排放遥测技术系统，将满足气体泄漏、无组织排放、烟气排放、生产厂区等多种污染源排放方式下，对包括有毒有害有机物在内的多组份污染气进行现场快速监测。这些具有自主知识产权的现场监测仪器应用于污染源的监督性监测，满足国家环境部门对工业排放污染的监督性监测需求。

　　环境辐射监测系统

　　中科院核安全所在中科院先导专项支持下已完成较为完备的环境辐射监测系统，包括低本底高纯锗光子谱仪、超底本低液闪计数器、低本底αβ计数器、α谱仪、便携式NaI/LaBr光子谱仪、便携式光子/中子剂量率仪、固定式气体电离室剂量率仪、累积中子/光子/带电粒子剂量卡及读出器、便携式氡测量仪等辐射测量仪器，空气采样器、干燥箱、马弗炉、水采样器、土壤采样器以及化学分离等前处理设施，可以开展空气/水/土壤放射性检测、空气吸收剂量率连续监测与定期巡检、核技术应用装置及放射性操作场所辐射巡检、个人保健物理计划与服务等。目前设备绝大部分产权属于中科院合肥物质科学研究院，少部分属于中国科学技术大学。

　　日本福岛核事故发生后，国家相关部门对境内所有在运和在建核电机组、研究堆、核技术利用装置进行了全面安全检查，并提出整改措施；环保部门第一时间启动全国各省会城市放射性监测与实时剂量水平公布（每天），并持续至今。一方面，中国地域面积大，各地区地理环境和人口分布差异巨大，给全国境内的环境辐射监测工作带来很大困难，虽然近年来国家和地方环保部门已加强辐射监测基础能力建设，但目前仅覆盖至省级辐射监督站和少数经济发达地区市级辐射监督站，大部分边远地区难以覆盖；另一方面，我国在辐射防护领域起步较晚，国民对于辐射了解甚少，辐射防护意识较弱，放射性管理体系仍不够完善，部分工矿企业甚至没有意识到矿区的人员辐射防护问题，也未采取任何监测和防护措施。

　　因此该系统可以在安徽省辐射监督站的基础上加以补充，承担部分安徽及临近区域涉核工业、农业、医疗等企事业单位的辐射监测任务，并协助省辐射监督站完善安徽地区辐射监测和环境放射性本底调查工作。

　　机载天然气管道泄漏激光遥感探测仪

　　由于我国天然气分布不平衡，天然气资源主要集中在西部，消费市场集中在东部，为了解决这种不平衡的分布问题，中国政府构建了覆盖全国的五横两纵的天然气主干管网。这些主干管道经过沙漠、高山，通过湿陷性黄土区域及多条地震断裂带。沿线地形地貌复杂，地质灾害类型多、频率高，对这些地带的管线进行日常维护十分困难，主干管网很大一部分都位于车辆难以到达的地方，单靠人工寻线的方式来加以维护，不仅效率低、成本高，而且难度也非常大，因此我国的天然气工业迫切需求快速高效的维护技术。

　　目前我国天然气主干网有4万公里长输管线，市场前景极其广阔。

　　基于无人机或直升机天然气管道泄漏激光遥感探测系统具有高空间分辨率、高灵敏度、响应速度快等优点，飞机能够在50m～1000m的高度以10～200km/hr的飞行速度进行遥感探测，探测灵敏度达到100ppmm，探测响应速度<5ms。该探测系统具有泄漏浓度探测、泄漏场景捕获、GPS定位、数据实时发送到控制中心等信息化管理功能。

　　开放空间天然气泄漏激光检测仪

　　开放空间天然气泄漏激光检测仪为自主研发的本安型仪器，主要利用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)，结合长光程技术、微弱信号检测技术、多点分时采样技术和计算机软硬件技术，实现天然气组成分的在线监测及自动报警。仪器采用工业控制计算机的智能控制，操作简单可靠，主要应用于石油天然气勘探开发集输过程中。仪器已经取得国家制造计量许可证和防爆合格证。

　　天然气是我国使用的主要能源，未来几年内我国天然气需求增长也将大大快于煤炭和石油，天然气市场在全国范围内将得到发展。预计2010年，天然气在能源总需求构成中的比重约为6%，需求量将达到900亿立方米。我国作为天然气开采大国，天然气开采、输送安全问题是目前亟需解决的重大任务。

　　传统的测量方法包括气相色谱法、电化学法和半导体技术等，与这些方法相比，基于TDLAS方法具有实时、高灵敏度、高选择性、多路多组分，以及可集成化和小型化等一系列特点，可望发挥重要作用。

　　目前本仪器已经广泛使用于四川普光气田多个天然气传输隧道和站场中，为维护职工人身安全和保障国家财产免受损失提供技术支持，具有良好的应用前景。

　　开放式生态环境痕量气体激光在线监测仪

　　开放式生态环境痕量气体激光在线监测仪为自主研发的仪器，主要利用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)，结合长光程技术、微弱信号检测技术、自动增益调节技术和计算机软硬件技术，实现开放大尺度生态环境下痕量气体如CH4 ，CO2，NH3，H2O浓度的高时间分辨率、高灵敏激光在线检测。

　　对于大型生态系统，由于下垫面的非均一性及天气过程的不可重复性，痕量气体的分布存在较大的时空差异，传统的技术手段主要进行局地监测，不便于大范围气体监测。TDLAS技术是国际上新近发展的一项气体浓度监测技术，具有髙灵敏、高分辨、快速响应的特点。结合开放光路长光程技术，无需气体采样，即可实现大范围空气中痕量气体浓度的实时监测。

　　本单位自主研发的痕量气体激光在线监测仪已经研制多套，目前已经应用在中科院禹城生态试验站和中科院封丘生态站的外场监测中，对于我国温室气体和其他痕量气体的大尺度区域观测和通量监测具有良好的应用前景。

　　空气消毒和除尘等离子体技术治理

　　本项目利用脉冲高压实现微放电等离子体，产生大量的中性活性基团，对室内空气中的微生物进行失活作用，同时利用这些活性基团与空气中的低浓度有毒有机气体进行反应讲解，使之无害化。此外利用放电区域的不均匀强电场，对空气中的灰尘进行吸附处理，从而最终达到对空气消毒除尘。此项目目前申请实用新型专利一项。由本项目衍生出的等离子体空气净化产品，由等离子体所与福州顺康环保科技有限公司共同开发，主要针对室内（尤其是医院）空气净化消毒，经相关卫生部门监测，对空气中微生物灭活效率达到90%，目前此产品已经获得相关卫生许可和资质，正在医疗行业推广销售。 鉴于今年来雾霾天气频发，家居装潢和车内污染，此技术除了在医疗行业具有应用前景外，在家用空气净化方面也具有广泛的前景。

　　纳米技术饮用水砷氟深度处理系统

　　饮用水中砷、氟等微污染物超标是国际性问题，常规的饮用水处理技术难以解决，尽管先前各级政府作了大量的努力，我国华北、东北和西部地区仍有数千万人口饮用高砷/高氟不安全水，导致地方病大量发生。国际上很多地区也存在着同样问题，特别是东南亚地区如巴基斯坦、孟加拉等国家情况更加严重。

　　针对这一备受人们关注的重大民生问题，项目组深入系统地研究了纳米结构与微污染物相互作用机制，设计并合成了兼具常规材料的易处理性和纳米材料高效率、高活性等优点的微纳分级结构复合材料，对于砷、氟等微污染物表现出快速吸附能力和超大吸附容量。

　　在此基础上，项目组在内蒙古呼和浩特托克托县兴旺庄村建立了纳米技术去除饮用水中微污染物的示范基地和饮用水深度处理集成装置，实现了对饮用水中砷/氟的有效去除，达到了国家生活饮用水标准。该示范工作在社会上产生了较大影响，得到《中国科学报》、中央电视台等新闻媒体的关注，中央电视台为此特别制作了一期《走近科学》专题节目，参加国家重大科学研究计划中期检查的专家对该研究成果高度评价，是国内首次将纳米技术全面的应用于水环境处理（院士专家评价）。此外，该成果甚至引起了国际上的关注，巴基斯坦大使馆参赞泽米尔·阿万主动联系项目组负责人，希望开展国际合作，解决巴基斯坦饮用水砷、氟超标问题。

　　本项目研究成果不仅是纳米技术在实际应用中的重大突破，更为解决农村饮用水安全提供了可操作的方案，经过进一步深入研究，有望在中国农村地区，甚至东南亚地区推广应用。

　　气溶胶消光光谱仪

　　近年来，随着我国经济的迅速发展，灰霾天气（细粒子污染事件）日益增多，对区域气候和大气能见度产生重要影响，迫切需要开展气溶胶光学特性深入的研究，这对业务观测的灵敏度和精度提出了更高的要求。而我国相关仪器及测量方法研究不足，相关的高灵敏度光学测量设备发展缓慢，设备主要依赖于国外进口，价格昂贵，维护/维修周期长，很难广泛应用于台站观测，成为限制进一步研究气候变化及环境问题的瓶颈。

　　本项目研制的气溶胶消光光谱仪，所使用的方法是我们在国际上率先提出的，拥有自主知识产权，能够有效解决现有仪器在气溶胶观测时会受到气体吸收影响的问题，更加便于外场观测及行业应用的推广，将提高台站观测数据测量的准确性和可靠性。

　　通过进一步的示范应用，加速新型测量方法和手段在我国进一步的推广，将能够广泛应用于台站常规观测业务，提升我国气溶胶光学特性业务观测水平，同时也会进一步推动气象观测仪器的国产化并产生较大的经济效益。

　　气溶胶有机碳/元素碳在线分析仪

　　本项目采用美国EPA推荐的TOT(热光透射)方法，研制成功大气气溶胶有机碳/元素碳（OC/EC）在线分析仪。分析仪通过对采集大气颗粒物的逐步升温过程，使其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)在不同的温度下分解，并燃烧产生CO2，通过对CO2的定量化测量确定大气颗粒物中OC和EC 的含量。本项目主要解决传统热法中临界温度难以确定的难题，并基于气体滤波相关(GFC)的非色散红外(NDIR)高灵敏CO2气体分析技术实现颗粒物中碳素的定量分析。本项目研发的气溶胶OC/EC在线分析仪具有自主知识产权，已申请国家发明专利1项，发表学术论文3篇。

　　由于大气碳气溶胶对全球气候、辐射平衡、能见度、环境质量、人类健康等方面都具有重要影响，近年来国际上对有机碳/元素碳进行了大量的研究，我国虽然碳气溶胶污染非常严重，但是对其深入、系统的在线监测工作还刚刚开始，并且此类技术设备完全依赖进口。本项目研制成功后，可逐步取代进口仪器，特别在大气复合污染、灰霾天气特征分析等方面具有重要的应用前景。

　　双向散射式水体浊度自动测量仪

　　水体浊度测量对水质监测、饮用水安全等环保事业都具有非常重要的意义。根据90°垂直散射及140°后向散射法原理，结合PWM、带通滤波、均值检波等信号检测技术，研制了具有自主知识产权的双向散射式水体浊度测量仪，实现了水体浊度的实时原位在线监测。根据水体中90°散射及140°后向散射光强与水浊度的数量关系特性，设计出了一套基于垂直和140°后向散射的新型水浊度检测系统，巧妙设计了探测光路，结合了两种散射测量方法的优点，能实现水浊度的大范围精确测量。硬件上使用单片机PWM对LED光源进行调制，并利用带通滤波及均值检波电路实现两路散射光信号的解调，因此仪器具有较强的抗光源波动及外界杂散光干扰的能力，可实现水体浊度的高精度、高量程实时在线监测。该系统对浊度的测量快速、便捷、自动化程度高，可实现大动态范围水体浊度的高精度实时原位在线监测，也可用于突发性水污染事故应急监测。

　　目前，双向散射式水体浊度自动测量仪已经完成原理样机的研制，通过科技成果鉴定，预计最近进行技术转让和产品化仪器研制。

　　水体溶解氧自动分析仪

　　水体中溶解氧含量变化往往是反映水生生物生长状况和水体污染水平的一个主要指标，水体溶解氧浓度的实时在线监测是保障水产养殖业发展、饮用水安全的重要提前。目前的相关检测仍依靠实验室常规分析，缺乏实时在线的检测技术与设备。根据荧光寿命和水体溶解氧浓度的关系特性，设计出了一套基于荧光寿命法的新型溶解氧自动分析仪系统，实现了水体溶解氧的连续在线检测。 项目建立了一套基于荧光寿命法的新型溶解氧自动分析仪系统，巧妙设计锁相环电路，将荧光寿命的测量转化为锁相环锁定频率的测量，锁相环锁定频率随溶解氧浓度不同而锁定于不同的频率，并且同时实现光源激发和荧光寿命的检测，可准确测量荧光寿命的大小，完成溶解氧浓度的精确测量。研发的水体溶解氧自动分析仪具有体积小、稳定好、响应快，灵敏度和自动化程度高等特点，可用湖泊、水库、河流以及水厂等水体溶解氧的长期连续现场在线监测，对于水质环境监测、水产养殖业的发展、饮用水安全等都具有非常重要的意义。

　　水体溶解氧自动分析仪还具有巨大的潜在经济效益。以全国具有上千个大型的供水厂，今后每个大型水厂配备一台水体溶解氧自动分析仪，每台仪器1万元计算，仅此项就有数亿元的潜在市场份额。

　　水体藻类光合作用活性原位测量仪

　　针对我国内陆湖库蓝藻水华在线监测与预警需求，研制了具有自主知识产权的水体藻类光合作用活性原位测量仪，实现了水体藻类光合作用活性的原位测量。该系统具有体积小、稳定性好、响应快，灵敏度和自动化程度高等特点，可用于湖泊、水库、河流以及水源地等水体藻类生理状态的长期连续在线监测。

　　水体藻活性原位荧光测量仪可以实现水体藻类光合作用活性的原位、实时监测，将会显著提高环境监测部门对水体藻类生长状态的分析水平，解决目前对藻类光合活性的检测仍处于现场采样、实验室分析阶段的问题；打破了水体藻类光合活性监测仪基本上被国外仪器厂家垄断的局面，大大简化了测量步骤的烦琐程度，降低环境监测的成本，同时满足了现代环境监测实时、快速、原位的要求。可以实现对固定水域浮游植物的长期、连续、在线监测，为“蓝藻水华”和“赤潮”的预警提供设备和技术支撑。

　　目前，水体藻类光合作用活性原位测量仪已经完成原理样机的研制，通过科技成果鉴定，预计最近进行技术转让和产品化仪器研制。

　　水体重金属检测装置

　　重金属污染严重危害人们生存、健康与发展，传统的重金属检测设备不能进行现场或在线检测且及时性相对较差。激光诱导击穿光谱技术，在重金属检测中具有独特的特点和优势，具有分析快速快、无须制样及预处理、可在线或原位测量等特点，为水环境重金属污染监测提供了一种新的分析技术。项目基于激光诱导击穿光谱技术，研制了具有自主知识产权的水体重金属检测装置，实现了水体重金属污染物的快速、在线检测。

　　研制的水体重金属检测装置具有体积小、稳定性好、响应快、检测限低等特点，可用于我国矿山、冶金、煤炭、燃烧等工矿企业污染区域污水排放的定点、在线自动监测，人们生活水源中金属污染物含量的实时监测，以及污染事故现场应急监测与跟踪测量。

　　水体重金属检测装置的研制，为环境中重金属检测提供了一个方便高效的技术手段，推动国家环保进程，同时对水环境安全保障、水资源可持续利用、水生生态环境保护等具有重大的推动作用。“十二五”重金属污染防治的目标是建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系。重金属污染检测与监测体系作为该体系的重要组成部分，起到评估与预警的重要作用，故而国家对重金属检测与监测仪器具有迫切的需求。

　　水中砷氟在线分析仪

　　水中砷氟在线分析仪研制任务来源于国家重大研究计划“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”03课题“饮用水中微污染物实时快速检测研究及分析方法”。项目研制了金纳米电极，大幅度降低了检测下限，提高了灵敏度；通过研究水样前处理方法，研制出自制的前处理装置，去除了腐植酸等干扰因素；研制了电极自动更换装置，并设计了相应软件，多个工作电极顺序切换确保数月内无人值守自动运行；研制了基于无线传输的砷、氟在线监测分析仪，确保了仪器无人值守运行和监控。依据多项专有技术研制的仪器可以检测分析微污染水中的砷和氟含量，自动完成水样取样、试剂的精确抽取、管路与液体通道的自动控制、水样高温高压自动消解、砷和氟的自动检测分析和计算、检测结果数据的数据库构建、基于GPRS无线网络的远程监测、控制与数据传输等功能。

　　氟含量检测指标：最小检测分辨：0.1ppm，检测范围：0.1-50ppm

　　砷含量检测指标：最小检测分辨0.1ppb，检测范围：1-500ppb

　　同时检测水样数：4个

 

　　

　　

　　重点污染面源排放VOCs及温室气体连续自动监测系统

　　针对我国污染源在线监测的需求，研制了具有自主知识产权的重点污染面源排放VOCs及温室气体连续自动监测系统，实现了VOCs及温室气体的连续自动测量，填补了国内在VOCs及温室气体监测领域的技术空白。

　　本课题研发的重点污染面源排放VOCs及温室气体连续自动监测系统可以实现污染气体浓度非接触、长光程、多组分（可同时分析10～20种气体成分) 、高灵敏度（主要成分的检测下限<10ppb）连续自动监测，将会显著提高环境监测部门对此类污染源的监测技术水平，解决目前对VOCs的监测只能现场采样离线分析的困境，大大简化了测量步骤的烦琐程度，降低环境监测的成本，同时满足了面源排放监测大范围、多组分、连续自动的要求。

　　从应用前景来看，能有巨大的社会和经济效益。按国家环保总局的推算，环保系统监测系统需在近5年更新和增加仪器6000余台套，折合15－25亿元。连续自动监测设备为近年出现的新市场，按全国主要污染源和一些城市主要污染源/流动污染源的监测需求，本项目的技术在产业化后，可拥有2－3亿元人民币市场

　　目前，重点污染面源排放VOCs及温室气体连续自动监测系统通过了科技成果鉴定获得了国家计量许可认证，进行了小规模试生产，在广东环境监测站进行长期在线监测，产生经济效益约100多万元。

　　农业技术

　　便携式牛奶蛋白质快速检测仪

　　目前用于食品行业的粗蛋白测定方法中，无论是凯氏定氮法还是杜氏定氮法，不能区分蛋白质氮和非蛋白质氮的特点，导致不法分子人为向牛奶中添加三聚氰胺、尿素等非蛋白成分，造成蛋白质含量虚高。

　　便携式牛奶蛋白质检测仪基于在分析试剂和仪器原理两方面的专利技术，试剂本身不发光，当与待测样品中蛋白质共存时发出强烈荧光，再利用光学方法检测荧光强度，根据检测到的荧光信号强度直接获得蛋白质含量，从而实现对液态食品中真蛋白质含量进行快速、连续、高效的检测，有效地防止通过人为添加化学物质，如尿素、三聚氰胺等，轻易改变检测结果，杜绝牛奶掺假。同时，光学方法具有快速、高效、低成本的优点。在仪器设计上采用了旋转式结构，可实现高通量检测。该仪器可作为在分散或有一定规模集中的采奶站用作常规质量控制手段，在牛奶的收集、运输、加工、销售等流通环节对其蛋白质含量进行快速、高效检测，从而适应大规模工业生产的需要。

　　该仪器可测定蛋白质含量的范围不小于0.5%-4%，灵敏度不低于0.05%，可以在几分钟内完成几十个样品的检测。

　　地表富营养化水系生态修复联产蔬菜和花卉

　　本成果得到国家住房与城乡建设部项目（2011-K6-9）、安徽省科技攻关项目（12010402102）和安徽雷克环保科技有限公司的支持。

　　生态修复是富营养化水体治理的重要方面。对于面积较大的天然水体，生态修复是一项需时长、耗费巨大的系统工程，完全依赖政府投入、纳税人买单的治理策略难以持续。

　　技术特点：把富营养化水体生态修复与多联产技术集成起来，提供能在水中养植的、对氮磷高吸纳、有一定经济价值的蔬菜和花卉等植物种质资源，集成多种工程技术，研制拼图式微防浪浮床，适应不同面积水体（大至湖泊，如巢湖北岸）生物修复，一方面可有效地将氮、磷从水体转移，另一方面可增加水产品供给，并带动旅游观光产业，实现污染水体生物修复工程的“自给自足”。

　　市场分析：此成果适合水产品种植和养殖企业利用富营养化水体发展水生蔬菜和花卉产业。

　　化肥水溶出氮养分在线检测装置

　　在缓控释化肥的研发和评价过程中，需要通过淋溶实验来模拟缓控释化肥在土壤中的氮养分释放规律，以便改进产品的配方和工艺使其氮养分释放规律接近作物的需求规律，从而提高氮养分利用率，减少对环境的污染。

　　技术特点：能对化肥溶出的多种氮养分同时进行快速在线检测，可解决现有分析技术耗时长和重复性差的问题。

　　环境友好杀虫、除草剂及应用

　　本产品应用在农业、林业以及草场的杂草和害虫的控制和杀灭。使用的抑制杂草、杀灭害虫的材料自身和使用均安全无污染。

　　技术特点：本发明使用对环境友好的天然材料，利用它们漂浮、遮光特性抑制杂草生长和粘特性限制昆虫的移动等物理过程达到抑制杂草、杀灭害虫的目的。该方法成本低、对环境没有污染、害虫、杂草也不会产生抗性。

　　专利情况：环境友好的杀虫、除草材料及其杀虫、除草方法（授权，ZL200410065014.8）

　　市场分析：该方法成本低、对环境没有污染、害虫、杂草也不会产生抗性。产品来自植物、植物废弃物加工产品或土壤本身。产品本身无毒性不会引起环境污染或健康问题，包括对野生动物、有益昆虫或植物造成损害。并可以降解被植物微生物利用即对环境友好，从而替代部分化学杀虫、除草剂。对减少农产品污染，保护生态环境具有重要意义。

　　黄连木苗期性别鉴定技术

　　黄连木是我国重要的生物能源植物，其油果榨取的黄连木油是优质的生物柴油原料。黄连木雌雄异株，在天然次生林中的雌雄性别比大约为1:1，而10%左右的雄株即可以提供充足的花粉，因而天然林中存在大量多余的雄株，导致可结果的雌株比例低，是影响黄连木单位面积产量的重要制约因素。而黄连木童期长，8-12年才能开花结果，在开花前没有有效的途径确定植株的性别。本成果利用黄连木不同性别类型植株间遗传物质的差异，建立基于细胞遗传学和PCR方法的黄连木植株性别鉴定技术，此技术对于通过调节黄连木性别比大幅提高黄连木产量具有重要意义。

　　技术特点：黄连木雌雄鉴定技术是一种基于雌雄植株间染色体和基因序列差异建立的一种稳定的黄连木雌雄植株鉴定技术，此技术可以对包括苗期的任何时期的黄连木植株性别进行准确鉴定，对于根据生产和育种需要调控黄连木能源林的种植结构，从而提高黄连木林单位面积的产出能力，大幅度提高产量具有重要意义。

　　市场分析：此成果适用于拥有黄连木能源林的林场、林业科技企业。

　　产业化所需条件：基本的细胞和分子生物学实验设备，仪器设备预算50万元。

　　激光诱导击穿光谱技术检测稻谷矿质元素与重金属

　　近年来“毒大米”和缺乏矿质营养而引发人体病变等问题越来越受到重视，选育不富集重金属和富集矿质元素的能力强的水稻品种，是解决重金属污染和缺微量元素营养危机的有效办法。稻谷中矿质元素和重金属的研究难度之一是如何无损、快速和准确地测定其含量水平。本成果采用激光诱导击穿光谱技术，对稻谷中的矿质元素和重金属进行实时、在线检测，为培育富集矿质元素和不富集重金属的稻谷具有重要的意义。

　　技术特点：激光诱导击穿光谱技术（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: LIBS）具有：无需样品制备、同时检测多种元素、测量时间短、能够实现遥测、检测限低，安全可靠，能够对各种形态的样品进行分析等优点，因此它是实现稻谷矿质元素和重金属高效检测的有效技术。

　　市场分析：此成果适用于育种科研单位、粮食加工和生产企业以及国家检测机构。

　　近红外光谱水稻种子活力无损检测筛选方法

　　项目中国科学院知识创新工程重要方向性项目（编号：KJCX2-YW-N34；KJCX2-EW-N05）的支持。

　　水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其播种面积约占粮食作物总面积1/4，由于种子陈化活力降低，每年造成水稻生产和种子企业经济损失巨大。长期以来水稻品种活力检测主要通过发芽方式来鉴定，操作过程繁琐，工作量大，所需时间长。建立一套简便、快捷、高效、经济、准确的稻谷活力检测技术体系成为当前的迫切需要。

　　技术特点：近红外光谱分析技术具有高效、快速、无损等特点，该技术通过不同生活力的种子的NIR特征光谱差异，鉴定种子生活力。建立一种方便、快速、高效、准确的基于近红外光谱的水稻单籽粒活力无损检测筛选方法。该方法与常规检测方法相比，具有方便、快速、高效、准确、成本较低、不破坏样品、不消耗化学试剂、不污染环境等优点, 适用于农作物的品质检测。

　　专利概况：基于近红外光谱的水稻单籽粒活力无损检测筛选方法已经申请国家发明专利，专利号201210455091.9。

　　市场分析：该技术不仅用于水稻种子活力检测，也可以用于小麦、玉米等主要粮食作物的种子活力检测。另外粮食储藏和加工企业可以用于谷物陈化变质检测。

　　利用脆秆水稻突变体解决秸秆直接还田技术

　　项目得到国家重大科技专项（编号：2009ZX08009-105B）和中国科学院知识创新工程重要方向性项目（编号：KJCX2-YW-N34；KJCX2-EW-N05）的支持。

　　秸秆还田技术是农业部重点推广的秸秆处理技术之一，需要从源头上解决秸秆焚烧带来了严重的环境污染问题和生物质资源的浪费。本技术通过物理诱变，改变作物茎秆组织结构，使秸秆变脆，脆而不倒伏，收割时直接粉碎还田。

　　技术特点：通过重离子诱变技术获得3个脆秆突变体，选育了脆秆水稻新品种科辐粳7号，来源于晚粳品种秀水110，产量比秀水110增加5%左右，米质优，抗倒性好，可以作单季和双季晚粳种植，适合普通栽培管理。脆秆水稻主要特点是茎秆变脆，普通收割机（不需要加装破碎装置）收获时能够直接将茎秆粉碎还田，解决了秸秆焚烧的难题。

　　专利情况：辐粳7号已经申请品种保护权（20111190.1），正在参加品种区域试验。

　　市场分析：脆秆水稻不仅有利于实现水稻绿色生产，油耗减少15%以上，同时粉碎后的秸秆由于体积小，非常方便于收集和储运，可以用于饲料业或者生物能源的原材料等，有利于农产品加工一体化的实现，具有广阔的市场前景。

　　能源植物组培快繁技术及应用

　　生物能源产业发展的瓶颈是原料问题，木本油料树种是解决上述问题的最好选择。原料林改良的关键主要包括良种选育和良法栽培等在内的一系列技术研发。组培快繁技术不但可以快速高效地实现木本能源植物良种的扩繁，而且可以保持良种的优良性状不发生变化。所以，木本能源植物组培快繁研发工作的突破对于规模化无性扩繁良种，实现快速、高效、规模化良种的推广具有重大意义。本技术的目的主要是克服自然条件的限制，通过现代生物技术及种子育苗进行种苗的快速繁殖，解决生物能源产业的原料问题，满足市场对于优质种苗的需要。具有显著的经济效益和社会效益。

　　技术特点：本技术可确保木本能源植物的无性繁殖效率大大超过常规繁殖方法，试管苗移栽成活率达90%以上，变异株率低于2%。目前可以提供的快繁植物种类包括乌桕、黄连木、盐肤木、油桐等。

　　专利情况：申请相关专利4项(已授权1项ZL201110003067.7一种黄连木茎段快速繁殖的方法),可进行中试或产业化开发。

　　市场分析：目前，生物能源产业还停留在快速扩展种植基地的阶段，造成木本能源植物种苗的需求量剧增。依靠传统的种子繁殖等途径远不能满足市场的需求，而且一些优良的株系只有通过无性繁殖才能保持其优良性状。因此，通过组培快繁技术可以缩短培养周期，提供大量优质种苗，具有很好的应用前景。

　　尿素产品质量在线检测分析技术

　　项目得到服务中原经济区建设科技成果转化支撑项目（编号：2012204）支持。尿素中缩二脲含量超标会造成秧苗中毒枯萎，停止生长，叶片脱落等严重后果；复合肥中水分含量过高，会使肥料营养成分流失、变质、颗粒板结，不利于储藏、运输及施肥。目前常用的化学测定方法耗时、成本高、污染环境、具有危险性等缺点。因此，需要寻找一种快速、准确，便于实时监测的新型分析技术来实现复合肥中的尿素缩二脲、水分含量的快速检测。本成果利用近红外漫反射光谱技术，研发一套尿素产品质量在线检测系统，对提高和控制尿素企业产品质量具有重要的意义。

　　技术特点：近红外反射光谱分析是一种方便、快速、准确、无损伤、消耗低、无需对样品进行前处理、成本较低、绿色环保的检测手段。因此该技术受到越来越多人的青睐。

　　市场分析：该技术的应用提高了检测效率和尿素质量控制水平，产生的经济效益体现在：节约质量、减少控制人员和降低分析成本。该技术在尿素生产企业具有很大的市场需求，批量生产本身有较大的市场。

　　农药残留现场检测仪

　　在多达二十余年的传感器及微系统研究基础上，自2006年开始对称为“高场不对称波形离子迁移谱（FAIMS）”的新兴技术进行研制，迄今为止，已经在该技术所涉及的核心技术--高精密迁移管、非对称高频高压功率输出电路、超微弱电荷检测器、常压解吸附离子源、数据库建立方法等方面取得了有效突破。

　　在此基础上，已研制出数台用于农药残留、爆炸物毒品、挥发性有机污染物等样机，样机重量小于5Kg，检测时间小于1min。

　　知识产权：本研究已取得十余项发明专利授权

　　行业现状：农药残留检测涉及面广，现有检测手段大多是实验室检测，现场检测手段缺乏且检测对象单一、假阳性高、无定量。

　　应用前景：政府部门食品安全检测监管、菜市场农产品筛查、大型农场农产品现场鉴别。

　　农药流失和降解控制技术

　　该项目得到安徽省科技攻关项目(编号：1206c0805014)的支持。

　　我国每年的农药施用量大约为180万吨，但其中60-80%流失掉进入环境，造成严重的环境污染和生态破坏。现有农药不仅流失严重，而且其降解速度也难以控制，不能与作物需药周期匹配。针对以上问题，我们发展了农药流失和降解控制技术，一方面降低农药向环境中的流失，延长药效；另一方面根据作物需要控制农药有效成分降解速度，最大程度降低农残以及农药的生物富集，提高食品安全性。

　　技术特点：将改性天然纳米材料与修饰催化剂材料进行复合制成助剂，添加到农药中，一方面改性天然纳米材料可以形成网络结构将农药固定，增强其在作物叶面和土壤中的附着能力，降低其迁移率，减少流失，从而可以减少农药用量，提高农药利用率，缓解农药对环境的污染；另一方面利用复合催化剂材料不同的催化效率和特性实现对农药有效成分的可控降解。

　　专利概况：已申请了专利201210007509.X、201310042997.2。

　　市场分析：本技术成本低廉、工艺简单：助剂原材料成本较低，加工工艺简单，往农药中添加工艺简单，综合成本较低，有利于市场推广。

　　产业化所需条件：企业提供厂房、基础建设、资金和人员配合等之外，以年产4万吨规模计算，再需一次性设备投资约200万元。

　　农业环境监测新型传感器研发、集成融合与产业化

　　本项目依托国家863项目“农田生境感知关键技术”及国家科技支撑项目“村镇环境监测与景观建设关键技术研究”等项目。重点针对农田与农村生态环境传感监测中难点技术开展研究，同时将信息前沿技术应用于农业领域，进行集成创新、示范应用与产业化推广。核心技术成果包括：1、光纤多通道重金属离子光谱吸收与嵌入式系统；2、农田甲烷、氧化亚氮与畜禽养殖氨气等农业气体排放点源监测系统；3、农业多参数（6-15）通用传感器集成与智能农业决策系统；4、基于低成本光纤太阳能自动跟踪系统与野外低功耗数据传输与处理方案。目前，已经就相关内容申请专利6项，授权2项，申请软件著作权20多项。

　　特点：1、多种重金属离子Pb2+, Cr6+, Cd2+, Cu2+与Hg2+快速检测需求；

　　2、检测限达到0.1-10ppm，重复性、稳定性好；

　　2、光纤耦合多波长可选择LED光源，成本低，体积小；

　　3、多种界面选择：液晶屏功能按钮型、嵌入式系统或电脑控制

　　4、数据本地、移动存储与无线发送可选。

 

　　

　　

　　特点：1、提供通用多源数据融合接口，便于应用于推广；

　　2、满足农田基本8参数检测需求，并可选择包括环境最多15参数；

　　3、通过移动USB可进行农业知识库，决策系统更新，便于拓展应用；

　　4、支持数据本地处理、无线传输与网络决策；

　　5、成本低，体积小。

　　农资经营服务物联网系统

　　本系统针对农资现代经营与服务的实际需要，提供一套普适化农资质量溯源防伪、物流配送、电子商务与智能服务全面技术解决方案，通过系统应用可大幅提升现代农资经营服务的信息化管理水平，提高农资商品流通效率，缩小传统农资行业与现代市场体系需求的差距。系统包括涵盖全国的农资经营基础数据和基于GIS的可视化信息平台；包括农资溯源、物流管理、电子商务等技术支撑平台；并拥有大量系统用户。目前，技术成熟并已进入示范应用阶段。

　　知识产权情况：已制定行业标准一项；获相关软件著作权多项。

　　行业现状：农资是农业生产的重要物资保障，农资行业是传统的物资生产和流通行业，管理方式相对落后。该系统针对农资供应链管理信息化需要进行设计开发，有助于农资行业的产业升级。技术转让或合作开发。

　　应用前景：农资的生产和经营是一个非常庞大产业链，年产值近万亿。在传统产业升级和现代发展过程中，农资经营服务物联网系统具有广阔的应用前景和市场发展空间。

　　食品中亚硝胺检测仪的研制及应用

　　食品中的亚硝胺是一类强致癌物，也是食品的“三大污染源”之一。人群中流行病学调查表明，人类某些癌症，如肺癌、胃癌、食道癌、肝癌、结肠癌和膀胱癌等与亚硝胺有着密切的关系。亚硝胺在自然界中分布极其广泛，如在空气、土壤、工业废水、以及自来水、烟草、肉制品、蔬菜、啤酒，橡胶制品、化妆品等中都发现了这类物质的存在。因此亚硝胺的检测和监测也是我国目前食品行业面临的一个重大问题。

　　亚硝胺检测仪是一种能够特异性的检测出食品、水、橡胶制品、化妆品等中的强致癌物质的仪器，也是目前国际上公认的最为准确的亚硝胺检测设备。它通用性好，操作简单，抗干扰能力强，能够检测出不同形态样品中的痕量亚硝胺物质，广泛运用在食品检测、环境监测、食品工业生产以及科学研究等领域的亚硝胺检测、控制和代谢机理研究中。

　　目前国内亚硝胺检测仪器被国外垄断，价格昂贵。本项目团队经过两年攻关开发的亚硝胺检测仪已于2012年在国家烟草质量监督检验中心进行了卷烟烟气中亚硝胺检测应用研究，仪器的综合性能超过国外同类仪器。

　　水稻抗倒伏基因Sdd分子育种技术

　　项目得到中国科学院知识创新工程重要方向性项目（编号：KJCX2-YW-N34；KJCX2-EW-N05）和安徽省自然科学基金（编号：11040606Q58）的支持。

　　矮化育种和杂种优势利用曾使水稻单产水平产生过两次大的飞跃。但是随着水稻产量的不断提高，资源浪费和环境污染加大、倒伏导致的减产、品质变劣问题加剧。产量高而不稳是水稻生产面临的严峻挑战。

　　技术特点：本项目通过对离子束诱变的一个抗倒伏突变基因Sdd进行了克隆，基于基因的序列差异建立了PCR筛选技术，可以快速高效对转育品种进行检测。Sdd基因是一个显性半矮秆基因，能够降低F1株高，减少倒伏发生的风险，同时有利于分蘖数增加，提高产量，特别对于开展籼、粳亚种间杂交育种工作意义重大。

　　市场分析：前期已经转育了一系列不同遗传背景的籼型恢复系、不育系以及粳型常规稻（包括东北粳稻背景）的优良株系和中间材料，可以根据不同育种目标进行分子育种，实现高产、抗倒伏的新品种培育，并且具有基因的保护权，实现特色产品的市场独占性。

　　新型植物生长调节剂

　　目前，我国木本能源植物普遍存在产量低下的问题，表现为植株高大采摘率低、有效分枝少、花少、雌花比例低。若想获得较高的单产，除了肥水、病虫害有效管理之外，果枝的数量、植株株型、花的性别比都是决定产量的重要因素。本技术主要是研发能源植物可喷施新型植物生长调节剂，包括植株修型素(培育适于矮化密植的植株)和增果素（调节花的数量和性别），通过喷施，可达到增产的目的。

　　技术特点：本技术效果明显，应用较为方便、简单。通过此新型植物生长调节剂的应用，可以使能源植物的有效分枝数提高3倍左右，株高降低、冠径明显减少；产量提高1倍以上。

　　专利情况：申请相关专利1项(正在申报),可进行中试等研究开发。

　　市场分析：木本生物能源原料林目前还处于无序扩展种植阶段，缺乏相应的配套丰产技术将是还不成熟的原料林种植业在不久的将来即将遇到的严重问题。本项目根据能源林原料市场的发展趋势和需求，未雨绸缪，提前对急需的技术进行研发，做好准备，迎接大量的市场需求的到来，具有重要的应用前景和价值。

　　优质、高产中粳新品系科辐粳3号选育及应用

　　项目得到国家重大科技专项（编号：2009ZX08009-105B）和中国科学院知识创新工程重要方向性项目（编号：KJCX2-YW-N34；KJCX2-EW-N05）的支持。

　　目前全国水稻生产中籼稻的面积是粳稻面积的2.5倍以上，而籼稻（尤其是杂交稻）生产主要面临着高产和优质难以结合的难题，为了满足市场对优质米的需求，一些地区开展了“籼改粳”的工作，培育高产粳稻品种是实现这项工作的重要基础。

　　技术特点：科辐粳3号是利用离子束诱变育种技术选育的早熟、优质、高产中粳新品系，2012年在安徽省内4个试点品比试验，平均亩产551公斤，全生育期148天。该品系适应性广、抗性好，具有很好的应用前景。

　　市场分析：目前沿淮地区（包括安徽、江苏）粳稻生产对于高产、优质的中粳品种需求迫切，而科辐粳3号正是为了适应市场需求而培育的，因此其推广应用的市场前景广阔。

　　生物医药

　　β－葡萄糖苷酶发酵生产及酶法合成京尼平

　　实现利用农副产品及废弃物为原料，采用微生物发酵、分离、提取手段生产β－葡萄糖苷酶；以在我国中部和南部地区广泛种植的栀子为原料，先从栀子中提取栀子苷，再利用高产β-葡萄糖苷酶的固定化细胞对栀子进行发酵制备京尼平。

　　技术特点：β－葡萄糖苷酶发酵酶活50IU/mL；栀子苷转化率95%。

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　图. β-葡萄糖苷酶的结构

　　市场分析：β-葡萄糖苷酶（EC3.2.1.21），又叫纤维二糖酶、β-D-葡萄糖苷葡萄糖水解酶，它能够水解结合于末端非还原性的β-D-葡萄糖苷键，同时释放相应的苷元和配基，该酶在食品、饲料、皮革、造纸、化工、制药等行业已经得到了广泛应用。再将其水解为京尼平。，京尼平还在抗肿瘤、抗血栓、抗炎、治疗糖尿病等方面疗效显著，作为一种新兴的药物中间体具有新型的、重要的药理作用。

　　单宁酶的发酵制备及没食子酸丙酯一步生物合成

　　单宁酶又称单宁酰基水解酶 (EC, 3.1.1.20)，能够降解单宁酸分子中酯键和缩酚键。单宁酶广泛应用于食品加工, 饮料处理、酒风味调配, 药物及其中间体和相关精细化学品的制备等领域。没食子酸丙酯是一种具有优良抗氧化性能的酯类化合物，可以通过滞缓氧化的方式保护有机体免受各类活性自由基的损伤，是最常用的多酚类抗氧化剂之一。本项目内容包括两个方面：1、发酵法制备单宁酶制剂；2、非水相生物催化一步酯转换单宁酸合成没食子酸丙酯。

　　技术特点：单宁酶发酵酶活53.6 IU/mL；采用一步催化法，通过单宁酶印迹技术和反应体系优化，底物转化率达到75%；半连续催化，底物转化率达到90%。

　　市场分析：单宁酶广泛应用于食品加工, 饮料处理、酒风味调配, 药物及其中间体和相关精细化学品的制备等领域。没食子酸丙酯是一种具有优良抗氧化性能，并是医药、农药中间体，市场需求很大。建立在酶催化基础上的生物合成方法较酸碱化学催化有更强的生命力。

　　发酵法制备维生素K2

　　维生素K2是一种脂溶性维生素，是具有叶绿醌生物活性的萘醌基团的衍生物，在凝血和骨骼代谢中都有重要的作用。目前维生素K2的制备方法有化学合成法和微生物发酵法。发酵法生产的维生素K2因具有生理活性并在生产过程中能减少环境污染而备受青睐，但目前国内尚处于起步阶段。

　　技术特点：目前维生素K2发酵水平70－100mg/L。

　　市场分析：维生素K2主要用于治疗维生素K2 缺乏性出血症和作为强效抗骨质疏松剂，最早由日本 OYAKA 公司申报专利药物，目前美国用于抗骨质疏松的维生素K2制剂己经进入3期临床阶段，相应的保健食品也有约6家公司正处在开发和试生产初期。国内，目前多家企业也在积极申报中。随着医疗保健事业的发展，维生素K2市场需求将越来越大。

　　固定化细胞发酵分离偶联L-乳酸新工艺

　　L－乳酸是传统的工业有机酸，在食品、医药等行业有广泛应用。以L-乳酸为单体的聚乳酸生物材料更是显示了广阔的市场潜力。改进生产工艺，降低生产成本是目前聚乳酸生物材料取得广泛应用的关键。本研究得到国家863项目“乳酸的生物炼制技术”支持。

　　技术特点：和传统工艺相比，新工艺采用固定化细胞和膜分离技术，并偶联，中间无钙盐生成；连续发酵乳酸产率达到3.5g/L·h以上，通过双极膜电渗析分离得到的L-乳酸浓度达到150g/L以上，在生产过程中极大减少废渣废液排放。

　　专利情况：已获专利授权ZL200910116455.9聚乙烯醇固定化米根霉发酵L-乳酸的方法。

　　市场分析：乳酸作为一种大宗生物化工产品，在食品、医药、化工行业有广泛应用。聚乳酸生物材料更是显示了广阔的市场潜力。新工艺没有乳酸钙中间产物生成，有效缩短乳酸生物合成流程，降低生产成本30％，同时最大限度的控制了三废的排放，属于绿色环境优化的生产工艺。

　　黄原胶多糖发酵生产技术

　　黄原胶是由野油菜黄单胞菌为菌种以淀粉或蔗糖或糖蜜为主要原料经生物工程加工得到的一种高分子微生物聚合物。黄原胶是国际公认的性能最为优越的生物胶之一，具有独特的理化性质，如：低浓度下的高粘度、高度假塑性、配伍性、稳定性等，因此，具有增稠、悬浮、乳化稳定等功能。

　　技术特点：以4.5％淀粉为原料，产物得率30g/L以上；该项目的核心技术是针对高粘度发酵新型生物反应器的设计和应用。

　　市场分析：黄原胶已经在食品、非食品和石油行业得到广泛应用。特别由于黄原胶所独有的流变性能、耐盐性能、增稠效果，在石油行业应用使其他产品望尘莫及。国外约有30－40％的黄原胶用于钻井泥浆和三次采油。在聚合物采油新技术中，黄原胶用量约为30－50％。

　　产业化所需条件：以500吨黄原胶生产线为例，大约需要投资3000万元，用于标准工业发酵厂房及设备投资。

　　流式细胞术高通量进化抗体亲和力

　　激活诱导胞嘧啶脱氨酶是一种在B细胞中特异表达，负责抗体亲和成熟的酶。该酶在非B细胞高表达同样可以能诱导基因的突变。运用该酶建立抗体库，并将其展示在哺乳动物细胞表面，通过流式细胞分选术高通量分选可以成功改进抗体的亲和力。

　　技术特点：（1）不用费时费力构建基因库，只要让细胞分裂增殖就可形成突变库，解决了哺乳动物细胞中建库难的问题；（2）可表达、展示的蛋白质种类比细菌、酵母和噬菌体多；（3）人细胞（或改造的人细胞）可用于更广泛的功能筛选；(4) 对比其它筛选进化技术，本技术筛选技术获得的抗体或蛋白往往具有更好的生物活性，更小的免疫原性。

　　市场分析：该技术可以显著提高单克隆抗体的亲和力，对于检测型抗体和治疗型抗体的效价的提高有明显的作用，有利于抗体的实际应用，提高抗体产品的市场竞争力。

　　产业化所需条件：建立筛选平台500万，后继蛋白生产平台另计。

　　酶法制备色氨酸衍生物

　　本项目属于精细化学品的酶促生物转化项目。

　　技术特点：以高活性色氨酸合成酶催化制备色氨酸系列衍生物，较化学法和天然物提取法具有明显优势。

 

　　

　　

　　图 色氨酸衍生物化学结构式（X表示卤原子，R表示不同的取代基团）

　　市场分析：色氨酸系列衍生物是一类具有重要药理作用的小分子物质，目前化学法合成系列色氨酸衍生物已有专利报道，其对骨质疏松症有良好的作用，可作为成骨细胞活化剂，又如5-羟色氨酸具有很好的抗抑郁、中枢镇痛、调节血压和神经内分泌等作用。化学法合成反应步骤多，工艺复杂，且产品外消旋。天然物提取主要来源于非洲加纳籽等豆科植物，资源有限。

　　酶法转化制备γ-氨基丁酸、胍丁胺

　　本项目属于精细化学品的酶促生物转化项目。

　　技术特点：以固定化微生物为反应器，一步催化获得γ-氨基丁酸、胍丁胺，诱变的微生物酶活高，专一性强、稳定性好，可多次重复使用。

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　图.制备的胍丁胺盐 图.制备的γ-氨基丁酸

　　市场分析：γ-氨基丁酸为一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性。采用一些安全性高的微生物作为生物反应器，使得生物合成的γ-氨基丁酸、胍丁胺制品能用于高档功能性保健食品及医药原料。

　　木本能源植物生物活性物质提取分离

　　项目得到国家自然科学基金（编号：11075178）和中国科学院知识创新工程重要方向性项目（编号：KJCX2-YW-N47）的支持。

　　以油果和种子为产量目标的木本能源植物生长周期长，需要经过较长的童期才能开花结果，童期不能产生经济效益的问题对投资者和生产者的经营信心是极大的考验。分离和鉴定能源植物组织中的高附加值成份，可以增加能源植物的产出，特别是可以使得童期产生经济效益，对于促进我国生物柴油原料林产业的发展具有重要意义。有的成分开发成产品后具有很高的应用和经济价值，对于推动我国经济发展也具有重要意义。

　　技术特点：通过对能源植物不同组织及加工后饼粕等废弃物生物活性物质提取分离、功能验证、发酵再利用等提高经济效益，促进能源植物的开发种植积极性，为我国可再生能源的发展提供理论和实践支持。

　　市场分析：植物活性物质是目前医药、保健、食品等相关产业的紧缺产品，具有天然、低毒、多效等特点。已经证明多酚、黄酮等天然提取物有很好抗氧化、抗突变、抗肿瘤、抗辐射等效应。目前的来源主要是茶、银杏、大豆等，本项目研究发现黄连木和盐肤木叶和饼粕中含有大量多酚和黄酮，而且有很好的生物学效应，极具开发价值。

　　微生物柴油精细化学品联产

　　实现木质纤维素水解糖到微生物柴油、多不饱和脂肪酸、甘油联产全套转化技术和装置。

　　技术特点：以木质纤维素水解糖为主要原料，生物量达到30g/L，油脂含量达到12％，微生物柴油脂交换转化率大于95％，高端油回收率大于85％，综合成本降低30％。

　　市场分析：以秸秆水解糖为原料发酵生产微生物柴油联产多不饱和脂肪酸，将高端产品与生物柴油所需要的低端脂肪酸酯有机结合，实现微生物油脂的吃干榨净，具有实用性和经济性。微生物油脂通过与不同的醇进行酯交换，还可生产易于生物降解的润滑油、溶剂油、油漆和油墨溶剂、表面活性剂、粘接剂等产品。

　　产业化所需条件： 以1000吨生物柴油联产线为例，总投资大约5000万元，用于标准工业发酵厂房及设备投资。

　　脂肽类物质的发酵制备

　　由微生物Bacillus subtilis次生代谢合成的脂肽类物质主要包括iturin、surfactin和fengycin三个家族类物质，分别具有抗菌、表面活性等不同功能。本项目通过不同菌株的微生物发酵和代谢调控生产这三类不同的脂肽类物质或其组合。

　　技术特点：针对不同脂肽类物质，发酵水平分别为3－10　g/L；其中，surfactin发酵产率达到10g/L。　

　　专利情况：已获专利授权。

　　市场分析：iturin、fengycin类物质主要用于高端生物农药杀菌剂的制备；surfactin主要用于表面活性剂、乳化剂的开发，在食品、日用化工有广泛的应用，在石油开采行业用量也很巨大。随着社会进步和人们生活质量的提高，这类生物产品不仅具有很大的利润空间，而且也必将会有越来越广阔的应用市场。

　　调Q铒激光牙科治疗仪

　　在牙科应用中，2.79μm激光可以被牙组织中的羟磷灰石和水吸收强烈吸收，产生光电解效应使水温急剧上升，蒸汽压从组织分子中放出产生微小的爆炸，结果升温的靶组织被爆裂性的去除。牙釉质、牙本质中羟基磷灰石对铒激光也有很强的吸收率，虽然牙本质、牙釉质中分别含有20％和50％的水分，但已足够吸收相当的能量以使牙体硬组织被激光去除。大量的激光能量在术中被吸收去除硬组织，入射的能量几乎无残留，不会对周围组织产生高温损害，龋坏组织的极限拉伸强度较周围的健康釉质和本质低，较低能量的铒激光引发的热压作用就可以将其去除。Cr,Er:YSGG激光在口腔领域的实用性和安全性已得到多方面的认证，铒激光作为牙科领域的新技术，被牙科医生盼望已久，其能量可随意可调，具有良好的生物学特性，在牙科治疗应用中具有独特的优越性，是目前牙科疾病治疗的一种新手段。

　　到目前为止实验及临床应用中都是用脉宽几百微秒的低峰值功率静态Cr,Er:YSGG激光，脉宽较宽，激光对患处作用时间相对较长，由于热效应的积累造成的热损伤（如牙髓由于热效应的不可逆坏死）现象也时有发生。鉴于调Q技术能够获得峰值功率更高、脉宽更短（纳秒级）且稳定的激光输出这一特点，因此通过调Q技术可以使现有的热损伤问题得到更好的改善，从而实现更精细更安全的诊断治疗。

　　国内外已有部分学者开始了对Cr,Er:YSGG激光器的调Q实验研究，但是从目前国内外文献报道中来看，获得的调Q Cr,Er:YSGG激光脉冲能量偏低，脉冲能量都在90mJ以内，在实际临床应用中实用价值不大。目前国内外医疗市场在大能量双模式Cr,Er:YSGG激光牙科治疗仪这一领域还处在空白阶段，我们在调Q铒激光研制中获得了脉冲能量216mJ，脉宽14.36ns的调Q巨脉冲输出，是目前文献报道的最高值。

　　本研究成果已经申请发明专利和实用新型专利各一项：

　　一种2.79 μm调Q铒激光牙科治疗仪，201310125178.4

　　一种2.79 μm调Q铒激光牙科治疗仪,201320181380.4

　　激光器用加压式调Q电光开关

　　目前，在固体激光器中，人们为了得到10ns左右高能量的窄脉冲输出，往往都使用电光开关对脉冲激光进行调Q。调Q的方式有退压方式和加压方式两种。退压方式由于需要在晶体上长期加高压，故易造成晶体电极化而失效，因此被逐渐淘汰。加压方式一般分为两种结构，一种是由两块正交的起偏器和夹在中间的调Q晶体组成，调Q时晶体上加二分之一波长电压，偏振光被旋转90度，调Q晶体的光轴与振荡光路平行；这种结构的缺点是调Q晶体上所需加的电压太高，而且起偏器占据的空间较大，增加了腔长，影响输出脉冲的宽度。另一种是由一块起偏器、一块四分之一波片和调Q晶体组成，调Q时晶体上加四分之一波长电压，偏振光被旋转45度，调Q晶体的光轴与振荡光路平行；这种结构的缺点是调试起来很复杂，为了相位匹配，需要对调Q晶体的方位、俯仰和旋转均进行反复的调试，同时，一块四分之一波片的价格就高达千元以上，不仅成本高，对光还有一定的吸收损耗，且占空间也较大，增加了激光振荡腔的长度和输出脉冲的宽度。另外，上述的加压方式均有着为了不影响调Q开关的工作状态，在安装晶体时都须严格地保持其光轴与振荡光路相平行的缺陷。本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种结构简单、实用，调试方便的激光器用加压式调Q电光开关。

　　精确放射治疗系统ARTS

　　放射治疗作为治疗癌症的三大手段之一，70％以上的肿瘤病人需要接受放疗。据统计，平均每一百万人占有的放疗单位个数：美国为5.67，日本为5.41，而我国只有0.85；每一百万人占有的放疗设备数：美国为13套，日本为6套，而我国仅有0.95套。这表明我国的放疗单位及设备人均水平只有发达国家的十分之一。以我国庞大的人口基数和发病比例计算，要有近两万家具备先进放疗条件的医院才能与国际平均水平接轨。单就销售放疗计划系统（TPS）与多叶准直器来说，按照国产TPS与多叶准直器配套市场价约100万元/套的最低估算，未来几年内的国内市场将为200亿元，而这些尚未考虑TPS等的维护费用与其它放疗辅助产品的销售情况。这意味着，市场占有率每提高1%，市场收益将增加约2亿元。因此精确放疗技术领域具有广阔的市场发展空间。

　　自2000年起，核能安全技术研究所相关人员对精确放射治疗关键物理与技术进行研究，开发了具有自主知识产权的精确放射治疗系统ARTS。该系统集调强放射治疗、图像引导放射治疗及剂量引导放射治疗于一体，已经通过了大量的临床测试，目前正在申请国家医疗器械注册证；同时发展了具有中国人解剖学特征的数字人模型及仿真人体实物模体，并开展了临床辐照实验研究。在相关刊物上累计发表学术论文100余篇，申请20余项国家发明专利，完成博士/硕士学位论文30多篇；目前已完成调强精确放疗系统ARTS-IMRT、图像引导精确放疗系统ARTS-IGRT和剂量引导精确放疗系统ARTS-DGRT的研发，正在进行生物引导精确放疗系统ARTS-BGRT的研发，这将为后续的深入研究和产业化发展奠定了坚实的基础。

　　抗B细胞性非霍奇金淋巴瘤等癌症的靶向药物开发

　　B细胞性非霍奇金淋巴瘤等淋巴癌是一类目前临床上没有较好的疗法的恶性癌症，大量的基础研究证明激酶BTK的过渡表达和活化是引起这一类癌症的主要的致病因素之一，目前世界上针对BTK的药物开发正在大规模的展开，在美国有PCI-32765以及AVL-292两个药物目前正在临床上进行评估。 我们利用以结构为基础的药物设计的开发原理，利用不可逆抑制剂的理念，开发了一系列新型的针对BTK激酶的抑制剂，其在蛋白酶的层次上和细胞的层次上均表现出了良好的抗癌症的活性，目前拥有的化合物正在申请专利中，后续的有关药学性质的监测正在进行中，有望在短时间内推出一个拥有自主知识产权的上临床测试的药物。

　　糖基化终产物检测仪的临床应用

　　AGE是指在非酶促条件下，蛋白质、氨基酸、脂类或核酸等大分子物质的游离氨基与还原糖的醛基经过缩合、重排、裂解、氧化修饰后产生的一组稳定的终末产物。AGE与糖尿病、糖尿病并发症、心血管疾病等多种慢性疾病密切相关。

　　AGE具有自发荧光特性，可通过检测受试者皮肤组织AGE荧光光谱来反映其在机体内的积累水平，进而达到相关疾病检测及风险评估的目的。

　　在正常机体组织中AGE缓慢增加，但在糖尿病患者体内，由于循环中持续高糖水平加速了AGE的产生，使其大量蓄积。产生的过量AGE不仅可以与蛋白质交联，影响蛋白质性能，也可以通过与特异受体结合，发生反应来改变细胞功能，从而导致机体的病理变化。因而，AGE与糖尿病以及糖尿病肾病、视网膜病变、神经病变、动脉粥样硬化等糖尿病并发症的发生发展密切相关。

　　美国糖尿病控制与并发症实验和英国糖尿病前瞻性研究等结果证明，皮肤中AGE浓度的升高是糖尿病及其并发症的预警信号。

　　AS-200型糖基化终产物检测仪 检测结果

 

　　

　　

　　

　　

　　应用领域：

　　糖尿病筛查

　　中国已成为全球糖尿病患者最多的国家。2008年的调查结果显示，在20岁以上的成人中，糖尿病的年龄标化患病率为9.7%，而糖尿病前期的比例更高达15.5%，相当于每四位成年人中就有一位高血糖状态者。更为严重的是，我国60.7%的糖尿病患者未被诊断而无法及早进行有效的教育和治疗。

　　糖基化终产物检测仪具有无创、快速、无需耗材等特点，且AGE指标不受即时血糖波动的影响，稳定性好，具有较好的糖尿病筛查敏感性，非常适合社区服务中心、卫生所、健康体检中心等场所的糖尿病筛查。

　　糖尿病及其并发症风险评估

　　糖尿病防治的关键在于早发现，早干预。尽早发现糖尿病高风险人群、糖尿病前期和初发人群，通过改变生活方式或药物干预，能有效地降低患糖尿病的风险或延缓病情发展，减少并发症的产生。

　　皮肤AGE浓度的升高是糖尿病及其并发症的预警信号。糖基化终产物检测仪可以提示糖尿病风险，从而提醒受试者改变不良生活习惯，如有必要，及时进行药物干预。

　　长期糖尿病控制情况评价

　　对于糖尿病受试者，若长期控制良好，体内AGE水平会回归至正常区域，否则，糖基化终产物将持续增加。糖基化终产物检测仪的检测结果可以用来反映长时间（1年以上）糖尿病控制情况，从而为医生是否调整治疗方案或患者是否改变生活方式提供依据。

　　身体健康状况综合评价

　　皮肤AGE积累情况是高血糖和氧化应激对身体累积损伤程度的敏感指标，与受试者生理年龄、健康情况密切相关。糖基化终产物检测仪可用于国民体质监测中心、体育管理中心、健康会所等单位，以综合评价受试者健康情况。

　　迄今为止，糖基化终产物检测仪已应用于多家国民体质监测中心，受到了用户的广泛好评。

　　微流控荧光定量PCR仪

　　聚合酶链式反应（PCR）是体外扩增特定DNA片段的分子生物学技术，在临床疾病诊断、动物疾病检测、食品安全、法医鉴定、生命科学研究等领域有着广泛的应用。在微流控芯片中进行聚合酶链式反应（PCR）反应不仅能够获得较高的热传导率，使PCR所需的时间大大缩短，并且在保持常规PCR高检测灵敏度、高检出率等优点的同时，节约了空间，减少了试剂的用量，降低了检测成本。项目团队开发的微流控荧光定量PCR仪已成功进行了H5N1型禽流感病毒、E.Coli O157：H7、金黄色葡萄球菌等病原体基因的快速检测实验，并获得了国家发明专利授权（ZL201110144665.6）。

　　PCR仪隶属于分子诊断行业，2010年全球体外诊断市场的规模逾400亿美元，分子诊断占体外诊断市场的9.6%左右，中国的分子诊断市场每年的增长速度达到20%以上。分子诊断将来还有望普遍应用于人群健康筛查与体检、重大疾病预警与诊断、公众分子基因档案建立等更为广泛的方面。随着医疗模式的转变，越来越多的人开始关注预防，随着这种需求的增加，将会刺激着分子诊断市场不断发展。

　　新材料

　　氮化钨（钼）基复合超硬薄膜

　　硬质涂层已经被广泛应用于切削业、模具工业、地质钻探、纺织工业、汽车制造、机械制造及航空航天等领域, 并发挥着越来越重要的作用。其中, 硬质涂层在切削业的应用, 不仅可以加工普通切削工具像刀具、钻头、模具等难以加工的材料, 而且可以提高切削的精准度, 发挥出超硬、强韧、耐磨、自润滑的优势, 因此被认为是切削史上的一次革命。涂覆表面涂层的高速钢刀具和硬质合金刀具因此得到了广泛的应用，近年来在工业发达国家中，涂层刀具已占全部刀具使用量的80% 以上，并呈继续增长的趋势。

　　本项目利用磁控溅射的方法在不锈钢及硅基底上制备了氮化钨（钼）基复合超硬涂层，该涂层具有优异的综合性能（硬度大于40GPa，抗氧化温度高达800 oC, 摩擦系数只有0.26，而且涂层与衬底的结合力高达60N）和广阔的市场应用前景。目前，该技术及工艺已经申请专利并获得授权。

　　高孔隙率开孔泡沫铝材料

　　本项目为高孔隙率开孔泡沫铝的制备、生产技术。

　　目前，国内市场上的高孔隙率开孔泡沫金属多为沉积法制备的Ni、Cu基产品，无法制备泡沫纯铝及其合金，且产品厚度有限，一般为10-20mm，成本也较高，使其应用范围受到限制。我所已完成本项目核心技术-石膏型渗流法制备泡沫铝的攻关，成功制备出了孔隙率和孔径可调，密度小于0.2g/cm3的泡沫纯铝及其合金试样，其尺寸及结构均匀性已达到美国DUOCEL泡沫铝的同等水平如下图所示，并具有完全自主知识产权。

　　高孔隙率开孔泡沫铝具有优异的比强度、比刚度、耐腐蚀性和耐热性。此外，因高比例孔隙与基体的耦合作用，泡沫铝还显示出优异的减震降噪性能、良好的吸能缓冲性能、突出的吸声和屏蔽性能、理想的过滤与吸附性能等许多独特的功能特性， 使其集力学、热学、声学等特性于一身，是一种兼有结构和功能性的材料，在能源、交通、微电子、化工、冶金、机械、建筑、航空航天等领域有着广泛的应用前景。如可应用于各类散热器，取代常规的翅片散热结构，使之不仅散热效率提高，而且重量大大减轻。此外，还可用于高温过滤、电磁波屏蔽、催化剂载体等领域。

　　高强阻燃秸秆保温板

　　我国以农立国，既是粮食生产大国，又是秸秆生产大国，每年在生产5亿吨左右粮食的同时，也生产了7-8亿吨的农作物秸秆，这是一宗宝贵的生物资源。但是目前我国秸秆饲料化利用率不足25%，农作物秸秆利用率低，不但造成资源浪费，直接燃烧还会造成环境污染；因此，改革传统落后的秸秆利用方式，发展秸秆循环经济势在必行，如何解决秸秆的合理去向、有效利用问题显得尤为紧迫，目前，全国各地都在积极探索秸秆循环再利用的新途径、新方法。

　　对于我国北方城市和发达国家而言，保温材料的市场是十分巨大的，据不完全统计，它的人均销量在美国：0.76立方米，挪威：0.70，芬兰：0.51，德国：0.41，比利时：0.30。随着欧洲市场的影响，目前，我国市场上保温板种类也较为繁多，但在价格、阻燃、保温效果、施工等方面存在不同的问题。

　　以秸秆为芯材的新型秸秆保温板，实现了变废为宝，降低了建材的成本，另外，本研发部研发的新型秸秆保温板的表层采用新型胶凝材料，该胶凝材料本身具体隔热保温、和混凝土相容性好、快凝、快硬的特性，因此，这种新型秸秆保温板，可以很容易的避免传统保温板以上几方面的缺陷。另外，利用秸秆制备的新型保温板具有“超级绝缘”的特点、湿度高、有助于人体健康。因此，秸秆保温的研制既解决了秸秆的利用率低的难题，有能成功克服传统保温板的一些缺陷，在未来的建筑市场或其他市场将会有非常乐观的应用前景，也必会产生可观的经济效益。

　　高温耐火涂层材料系列产品

　　针对各种高温窑炉的炉内壁耐火材料分别研发了氧化铝基和硅基的耐火材料粘接剂、陶纤板表面增强涂层和高温红外发射增强材料。典型的技术产品有：

　　陶纤板表面增强涂层材料。一种新型氧化铝基表面增强涂层材料，由胶体和粉体配套使用，使用温度在600℃~1700℃。可用于氧化铝基及其它陶纤板的表面增强，避免了普通陶纤板表面强度差、易掉渣等缺陷，提高了陶纤板的抗火焰冲刷性能和使用寿命等。这一材料的改进配方可用于陶纤板等耐火材料的粘接，具有极强的粘接性能。

　　高温红外发射增强涂层材料。一种新型高温红外发射增强涂层材料，高温下红外发射率大于0.9，可用于高温炉膛内壁（工作面）陶纤板和其它耐火材料的表面喷涂或涂刷，以提高红外发射率，起到节能作用。该涂层材料具有发射率高、与基体材料结合力强、抗老化等优异性能。产品分工作温度为600℃~1700℃和600℃~1100℃两类，其中600℃~1100℃产品采用废弃铁矿渣作为主要原材料，大大降低了产品的生产成本，具有很强的市场竞争力。使用后窑炉的节能率达5%左右。

　　上述产品已小批量供应给多家用户使用，效果良好。

　　高性能特种电缆材料

　　目前我国的线缆行业是仅次于汽车行业的第二产业，已成为世界上产值最大的国家。线缆行业未来的快速增长点主要体现在航空航天、新能源、轨道交通等各种高端领域，但这部分的市场主要为外资企业所垄断。因此，为应对未来特种市场的需求以及外资企业的垄断，目前我们开发出了面向不同领域用的系列高性能特种电缆材料，并申报了12项国家发明专利，具有完全的自主知识产权。

　　无卤阻燃耐老化的核电用柔性电缆材料：该材料可广泛应用于核电站、舰船等各种高端场合，以及各种需要无卤阻燃的电缆应用场合。

　　抗电磁干扰的航天用轻质滤波电缆材料：本成果适用于需要屏蔽高频干扰的连接器等方面，取代对传统滤波器的需求，将在航空航天、电子设备和通讯设备等领域得到广泛的应用。

　　新型的无机绿色耐火电缆材料：本成果是一种无机绝缘防火层，可替代电缆的高分子绝缘层，具有耐高温防火的性能，也可作为一种保温材料应用于钢结构建筑领域。

　　耐高温且防火的航天用轻质漆包线漆：该材料具有优异的耐高温特性（>300℃）与防火特性，且制备工艺简单，将在核能、运载火箭推进系统、卫星等产品核心构件中得到应用。

　　工程塑料高强高韧PET纳米复合材料

　　项目属于科技部支撑计划项目的研发成果中的一部分，主要针对工程塑料用聚酯PET切片的要求，围绕改变PET的结晶过程与结构，提高抗冲击性这两个关键问题。利用纳米材料与PET复合，发挥纳米粒子的大比表面、强相互作用，再结合有机高分子合金化，通过纳米粒子的强界面作用影响，控制有机高分子合金的相分散结构和形态，达到增强增韧PET用作工程塑料的目的。克服一般的无机填料使用量大，且不能兼顾刚性、耐热性和尺寸稳定性与韧性同时提高的缺点，以及大填充量带来的加工性能劣化的弊端。申请相关专利2项，已授权1项，具有完全的自主知识产权。我国PET 产量居世界首位，但是品种性能单一，不具竞争力。以聚酯PET工程塑料为基础的热塑性聚酯材料的研究和应用在我国是聚酯非纤应用的一个极有前途的新兴领域，通过工程塑料级纳米聚酯PET的研发，可以有效地改善国内塑料和纤维制造企业高投入低附加值的产品结构，并可部分替代高性能工程塑料产品，并实现出口创汇，打破了欧美企业垄断这些行业的市场格局，对提升相关传统行业的整体技术水平、促进产业升级、实现跨越式发展产生深远影响。聚酯PET工程塑料可广泛用于电子元件、家电部件、汽车塑料配件等领域。

　　硅烷化金属表面涂装预处理技术

　　本项目开发的硅烷化表面预处理技术以氧化硅为主要成分，利用了溶胶-凝胶原理和水性纳米有机-无机杂化技术，充分利用纳米溶胶在凝胶过程中的自组装成膜特点，在金属表面生成亲油亲脂的表面结构，对常用的有机树脂涂层有着良好的胶结性能。显著提高了金属表面后续处理的树脂涂层的附着力。同时不需要加热，在金属表面也可以得到自然固化的防锈薄膜。被处理的金属表面由于具有明显的疏水性能，因此本身的防锈能力也有显著提高，简化了金属表面预处理工艺。由于溶胶中没有磷，铬，有机氯，有机苯等成分，因此这项技术的采用和推广不会导致环保问题和废水的治理问题。是目前有望取代磷化，铬钝化表面处理技术的一种先进技术。该技术还具有处理成本低，无污染，无废水排放，节能的特点。

　　裸膜耐腐蚀性能：

　　硫酸铜点滴法：90秒不变色；

　　盐水浸泡法：裸膜在3%氯化钠水溶液浸泡2小时，膜层不变色，不起泡，无锈斑及麻点（见图1）。

　　后续有机树脂涂层的附着力：百格测试结果：小于1级(ISO) 见图2。

　　综合成本低，根据测算本项技术预处理成本仅需0.04-0.1元/平方米。

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　市场前景：主要应用于冷轧钢板，镀锌钢板，铝板等金属防锈装饰的前处理，可用于家电的表面涂装预处理，汽车外壳的表面预处理，铁壳门，钢门的涂装预处理，眼镜盒的防锈处理等。

　　环保阻燃保温棉纤维饰面板

　　本环保棉纤维板材产品拥有自主知识产权，独家工艺配方，以天然棉纤维作为原料。产品环保、阻燃、保温、隔音、可塑性强（可设计任意形状）、强度高，是现有各类长期挥发甲醛传统木质板材的良好替代品。

　　性能参数：

　　甲醛释放量(mg/L)        阻燃        导热系数(mW/m·k)        最大弯曲力(N)        弯曲强度(MPa)        断裂力

　　(N)

　　木工板        E0≤0.5        易燃        140~380        –        16        –

　　棉纤维板        E0≤0.1        LOI=27.5

　　垂直V0级        27        140         39.2        132

　　产品优势：1、该产品环保，甲醛释放量0.1mg/L，小于E0级的0.5mg/L；

　　2、阻燃性能优异，有限氧指数LOI为27.5，垂直阻燃达到V0级；

　　3、具有隔音性能的棉纤维为主体，为你提供安静舒适的空间；

　　4、能够有效替代现有的各类木质板材，保护有限的森林资源。

　　应用领域：办公家具，厨房、浴室家具，住宅家具，剧场家具，室内装饰材，包装，家电外壳、乐器等。

　　聚四氟乙烯大面积漫反射板

　　大面积漫反射参考板制作的目的是为了适应定量化遥感的要求，是测量光谱不可少的标准；经过标定的漫反射板，利用光谱分析仪对户外目标可见近-红外波段的光谱测量，可获得地面的总照度以及直射、漫射照度光谱信息；利用特定的辅助机械测量装置，可获得地面目标的BRDF（方向反射因子）光谱信息参数，是光学实验中必不可少的一种重要设备。

　　聚四氟乙烯大面积漫反射参考板及其制造方法，是将悬浮聚四氟乙烯材料压制成板型，再与其他配件经过一系列程序加工而成为一套整体板型。

　　知识产权情况：聚四氟乙烯大面积漫反射参考板为中国科学院合肥物质科学研究院具有完全自主知识产权产品。申请号200910144165.5，专利登记号，ZL 2009 1 0144165.5

　　行业状况：目前世界上其他国家使用的大面积漫反射参考板（指面积为：1m×1m以上），多为在板材上喷涂特殊材料制成，由于喷涂材料中必须含有一定量的胶才能附着在板上，而胶的化学稳定性大都不佳，故其使用一段时间后有易变色，易脱落的缺点。

　　聚四氟乙烯大面积漫反射参考板耐候性好、光谱平坦、强度好、重量轻、操作方便、灵活；利用已有模具可制作不同尺寸聚四氟乙烯大面积漫反射参考板，不受模具限制。该板适于实验室和野外使用，可根据需要安装在不同的平台上以拓展使用范围。该板广泛应用于实验室、星上场地替代辐射定标、野外地物光谱测量及激光捕获目标、导引武器命中、激光测距和激光能量检测等。

　　应用前景：随着我国空间光学传感器的快速发展，对实验室、卫星上和场地替代辐射定标要求越来越高，以往小面积的漫反射参考板已经不能够满足实验的需要。为了满足实验要求，特提供一种聚四氟乙烯大面积漫反射参考板，它具有良好的漫射特性和光谱平坦特性，是测量反射光谱必不可少的标准。主要用于实验室仪器的定标、测量野外地物光谱、标定机载或星载光学遥感仪器以及颜色研究；另外，伴随激光武器的发展推动防真技术在此领域的发展，利用聚四氟乙烯大面积漫反射的激光捕获目标，导引武器命中、利用聚四氟乙烯大面积漫反射板进行激光测距、激光能量的检测等均应用到此聚四氟乙烯大面积漫反射参考板，这些实验为各领域的发展起到非常重要的作用。

　　快速凝结高强胶凝材料

　　本项目重点开发水合胶凝材料，通过特殊的纳米化技术和结晶水合物控制生成技术，使得该胶凝材料可以现场快速胶凝，同时具有较高的初始强度。该材料具有双重特性，一方面是水泥的防火阻燃、高强抗冲击等特性；同时还具有可胶凝废纸板、包装物、废纤维、污泥、废建材等多种建筑废弃物的胶凝特性，市场上尚未有类似产品。

　　产品性能参数：

　　初凝结时间        10秒~30分可调

　　终凝时间        ≤2小时

　　1天后抗压强度        ≥60MPa

　　1天后抗折强度        ≥10MPa

　　可凝结材料种类        砂子、纸、混凝土、砖、粉煤灰、塑料、橡胶、木头、金属、编织袋、玻璃、泡沫、建筑垃圾、各种废弃物等。

　　应用领域：该材料可粘结废塑料、废泡沫、花生壳、秸秆等各种废弃材料，制备新型墙体材料和装饰材料，可较现有墙体材料成本降低20%-30%。该材料还可替代特种水泥用作混凝土修复材料、土壤治理材料、有害物固化材料等，在军事领域、民用领域得到广泛应用，较特种水泥成本降低10%-15%，且性能优越于特种水泥。

　　污水污泥处理用阳离子聚丙烯酰胺系列产品

　　阳离子聚丙烯酰胺由于在废污水、污淤泥处理中的应用，近年来特别引人注目。本项目通过研发得到高纯度的新型阳离子单体（甲基）丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵的制备和提纯工艺，进一步通过阳离子单体与丙烯酰胺的水溶液共聚，得到的系列新型阳离子聚丙烯酰胺胶体产品。进一步进行产品的中试放大及其在废污水、污淤泥处理中的应用配方研发，为产品的推广应用奠定基础。

　　目前制备阳离子聚丙烯酰胺所用的阳离子单体主流产品为 (甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC，DAC），国内生产技术还不过关，不能满足目前废污水、污淤泥处理行业的实际需要，大部分靠进口。而DMC，DAC分子结构含有酯基，其制备得到的阳离子聚丙烯酰胺在使用浓度下（0.1%）易水解而降低絮凝性能，在高pH值下无法使用，存在明显的缺点。本项目开发的新型阳离子聚丙烯酰胺胶体产品分子结构中不含酯基，克服了DMC，DAC单体得到的阳离子聚丙烯酰胺在水溶液中易水解的缺点，使用效果不受环境pH值影响，产品阳离子度5%~50%系列化，相对分子质量以特征黏度计在20~6dL/g系列化，具有优异的絮凝性能与水质、泥质适应性能。

　　新型阳离子聚丙烯酰胺由于耐水解，水溶液稳定，相对分子质量高，可满足各种废、污水的处理及污、淤泥脱水需要，因此可替代现有聚丙烯酰胺产品作为污水絮凝剂、污淤泥脱水剂应用，具有广阔的市场前景。

　　无机纳米聚丙烯复合材料

　　聚丙烯作为一种廉价通用塑料，有着相对密度小，屈服强度、拉伸强度较高等特点，但也存在成型收缩率大、脆性高，缺口冲击强度低，抗紫外线性能差等弱点。采用纳米材料改性的聚丙烯较普通填料用量少，增强增韧效率高。

　　纳米材料改性聚丙烯成功与否的关键在于实现纳米材料的均匀分散，我们致力于无机纳米材料在聚合物中的应用研究，除了达到降低粒子的表面能，消除粒子的表面电荷，减弱粒子的表面极性，还要研究提高粒子与有机相相容性的方法，有针对性地进行纳米粒子与高分子基体的界面结构设计和控制研究。针对聚丙烯的结构特性，能够通过包覆、修饰和接枝等方法，提高多种纳米材料的分散性，控制其与聚丙烯的相互作用，赋予复合材料新的功能。经表面修饰改性的纳米材料，通过传统的加工方式，如双螺杆挤出机熔融共混，即可获得性能很大提高的产品。

　　本项目利用以纳米碳酸钙为主的纳米材料改性以聚丙烯为主的土工材料，原配方体系经纳米材料改性后，拉伸强度提高10％，冲击韧性提高70％、抗压强度提高30％、抗紫外老化性能提高300％。提高了土工布的抗冲击强度，盲沟管的抗压强度，以及产品的抗老化性能等等，取得了很好的效果。

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　在纳米材料改性研究的基础上，采用自行研发的改性处理手段，采取不同形状、尺度的纳米/超细微米材料复合改性，使纳米/微米材料在聚丙烯基体中均匀分散，并与基体形成良好的界面结合，同时促进结晶，加快结晶速度，获得高性能、加工性好的无机/聚丙烯复合材料。能使改性材料的缺口冲击强度提高70％－120％，拉伸强度提高6-10%或基本保持不变，抗弯强度提高50％以上。其中通过对粉煤灰中提取的超细微珠表面进行处理，使空心微珠均匀分散在聚丙烯基体中，微珠与基体形成良好的界面结合，获得高性能的超细空心微珠/聚丙烯复合材料，已获发明专利（ZL200510038948.7）。该技术在聚丙烯回收料的再利用方面具有很好的应用前景。

 

　　

　　

　　有机保温材料防火阻燃表面处理剂

　　挤塑聚苯乙烯保温板（XPS）、发泡聚苯乙烯保温板（EPS）和聚氨酯泡沫板（PU）是现阶段外保温工程中使用最多的有机保温类材料。该类材料保温效果优良，但是燃烧性能差，存在严重的火灾安全隐患。本项目通过对泡沫保温材料表面进行处理，在满足外墙保温施工的粘接性能要求的前提下，提高泡沫保温材料的防火阻燃性能，达到泡沫保温材料在施工和使用过程中的防火要求，防止和减少有机泡沫材料的火灾隐患。

　　该项目核心是研发有机保温材料防火阻燃表面处理剂，该表面处理剂原料成本相对较低，使用工艺简单方便，没有环境污染，防火阻燃效果明显。通过该表面处理剂处理后的泡沫保温板其垂直燃烧等级可达V-0，氧指数最优可达38。大大提高了泡沫保温材料的防火阻燃性能。

　　新型有机保温材料防火阻燃表面处理剂的研发，不仅解决了有机泡沫保温材料容易着火的弊端，同时可以提升泡沫保温材料在外墙施工时的粘接强度。可以应用于XPS、EPS、PU泡沫保温板的防火阻燃，在建筑保温领域和外保温改造工程等领域具有潜在的应用市场。

　　新能源

　　10MWht高温熔盐储能系统研究

　　中科院等离子体所新能源研发中心的10MWht高温熔盐储能项目，是国家政策鼓励类项目，项目工艺采用的是目前世界上只有为数不多成功先例的“介质储热”方式；本所该项目，采用熔盐（硝酸钠和硝酸钾混合物）做储能介质，现有的各类能源都可以利用相关装备、通过一定工艺以热能的形式储存在熔盐介质中，熔盐介质可从290℃被加热到近600℃高温，然后被输送进巨型储热库储存；当需要应用时，启动装备，按照设定的工艺流程随时依据用户需求供能，有供热、发电后余热供热、制冷等多种形式，这种热电随时并用的方式有助于提高电能占终端能源消费比重，拓展电力市场增长空间，并对缓解目前全国性的雾霾困扰、促进生态文明建设具有积极意义。

　　10MWht高温熔盐储能项目的研发团队，应用研发开始于2011年11月份，至今共取得发明专利2项（都处于实质审查阶段），实用新型专利9项（4项已取得证书， 5项处于实质审查阶段），都拥有自主知识产权。

　　上世纪70年代暴发的石油危机使得集热发电电厂走向了商业化，中国的气候环境基本符合集热发电的条件，与美国相近，远超其他国家；而且中国电网基本属于国家管理，也避免了西方国家由企业分割控制的状态，在统一规划上具有相当的优势。

　　高温熔盐储热的形式，弥补了其他能源利用方式中的效率过低、不适于存储的缺陷，通过特定工艺技术向用户供能的效果预计超过目前的主流能源，并可替代燃煤锅炉，为工商业或民用建筑集中区域推广电采暖、蓄冷、蓄热等大型集中供冷供热站；高温熔盐储热再利用，将逐步化解能源与环保危机。

　　500W光伏充电控制器

　　太阳能资源作为新兴能源，有清洁、安全、便利、高效等特点，对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。在太阳能光伏发电技术系统中，光伏充电控制技术是核心技术之一。光伏充电控制器对整个光伏系统实施过程控制。

　　市场上流通的太阳能充电控制器多以直冲式为主。这种充电控制器虽然结构简单、易操作，但太阳能电池板的能量转换效率低，得不到有效地提高。

　　本项目研发的500W充电控制器采用PWM充电模式，应用最大功率点跟踪（MPPT）技术，智能调节太阳能电池工作电压，使太阳能电池工作在最大功率输出状态，智能控制太阳能电池向蓄电池充电。采用工业级元器件，可以在恶劣的环境下使用。该控制器可广泛应用于太阳能直流供电系统、太阳能直流路灯系统、小型太阳能电站系统中等具有广泛应用前景和实用价值。

　　高效低成本Al-Si合金法提纯太阳能级硅技术

　　作为世界最大的太阳电池生产国，中国市场对太阳能级硅料的需求占到全球的70%，是硅料的主要市场。然而，中国一直缺乏该材料生产的核心技术，庞大产能大部分都面临被淘汰的境地。低成本, 高质量, 大规模地生产高纯硅, 才能使太阳能电池早日实现平价上网发电, 得到大规模的普及应用。

　　目前冶金法提纯硅技术正逐渐成熟。我们通过最新研发Al-Si合金法提纯硅技术，使硅中的关键杂质B和P的去除速度大大提高，生产成本大幅度下降，原料来源广泛化，而且产品质量可以得到大幅度提高，完全可以用于制作高效优质的太阳电池，并计划尽快实现产业化。该技术开发成功后，将具有自主知识产权，并可以很快转移到工业生产中，从而使冶金法提纯的硅料有望成为主流太阳能电池原料，市场应用前景良好，可以协助国内公司赶超国际先进水平，摆脱对国外技术的依赖，创造就业机会，减轻国内的环境负担，节省外汇。

　　高性能钠硫储能电池

　　钠硫电池是一种高能量密度、高效率、长寿命、低成本的电池，特别适用非移动、大规模储能装置。钠硫电池的正负极材料分别为单质硫和钠，使用β?-Al2O3陶瓷管作为固体电解制管。本项目在国家863课题“高性能大容量钠/硫电池的研发”的资助下，对钠硫电池的制备工艺及性能，特别是其核心部件β?-Al2O3陶瓷管的制备，做了大量研究工作。目前，已掌握钠硫电池的关键制备技术，完成了34Ah和180Ah两种型号的钠硫电池制备研究工作，并正在进行β?-Al2O3陶瓷管的批量化制备技术和钠硫电池组的研究，即钠硫电池制备的小试工作。相关技术已申请国家专利3项。

　　在钠硫电池研究领域，日本的NGK公司最先实现电池的商业化生产，且已在美国、日本及法国建成了上百座电力储能示范站。钠硫电池适合应用于电网削峰填谷以及风能、太阳能的稳压、并网。据估算，仅上海一地的电网应用储能电池市场规模就可达400亿元。而随着我国风能、太阳能等新能源的飞速发展，储能电池也将迎来高速发展期。中科院固体所在钠硫电池的研究正是把握高性能储能电池的市场需要，以掌握关键技术为基础，力争在国内储能电池研究领域走在前列。

　　铅冷模块小型反应堆

　　除了百万千瓦级的大型核动力电站之外，具有固有安全的可实现长时间连续运行的小型化模块化反应堆体现出了新一代核能的发展方向与前景，小型模块化反应堆具有建设周期短，维护维修方便，无需进行厂内换料、自然循环能力强等特点，同时还可用于特殊环境下，如高原，海岛以及偏远山区的供电、供热以及海水淡化、空间及船用/艇用动力堆等用途，此外还具有防核扩散的能力。

　　目前全世界正在运行的小型反应堆已有约百余台，它们大多以压水堆为主，而在第四代核能系统中，液态重金属冷却反应堆（铅冷系统）由于其具有更加良好的载热以及自然循环能力，更适合实现小型化，体现出更加诱人的潜力，如俄罗斯的铅冷快堆BREST-300和铅铋冷却快堆SVBR-75/100正在进行设计和建造，它们体现了新一代核能系统及小型堆的优势结合，具有巨大潜力。

　　铅冷模块小堆的关键技术包括：提高堆芯结构设计水平，充分考虑堆芯的整体式模块化设计制造带来的便利，摆脱栅元-组件-堆芯传统模式带来的束缚；同时，小型堆的较小的堆芯虽然有利于实现负的空泡反应性，但对于实现长寿命反应堆，则要求实现足够大的燃耗深度，且反应性随燃耗的变动不能太大，但小型堆中过大的中子泄漏也同时也降低了增殖效率，这在设计中是需重点考虑的问题之一。此外，还要充分考虑各种新燃料和新材料的应用，以保证成熟度和可靠性。对于小型堆的License许可也是在发展中需要解决的问题之一，目前美国相关单位正在进行相关建造许可证的申请。

　　铅冷模块小堆由于可广泛用于多种用途，因而具有广泛应用前景。

　　染料敏化太阳电池

　　自1994年开展染料敏化太阳电池研究以来，先后获得中科院院长特别基金、世界实验室项目、973项目、中科院知识创新项目和安徽省重大科技攻关项目及国家973项目和863项目的支持。

　　由于在新能源领域的突出贡献分别获得了“第八届安徽省青年科技奖”、上海工业博览会“创新奖”、联合国工业发展组织深圳国际能源与环境技术促进中心，“蓝天奖”、“可再生能源学会科技进步二等奖“及“中国太阳能光伏成就奖”。

　　在近年的研究中，针对大面积染料敏化太阳电池产业化工艺技术要求，完成了主要原材料的批量化生产、关键生产设备的研制以及0.5MW生产线的建设，器件效率达到7%以上，为染料敏化太阳电池走向市场和规模化生产打下了基础。作为光电转换器件，染料敏化太阳电池具有低能耗、无污染、生产工艺简单等优点。可广泛应用于城市及家庭照明、分布式电站、大规模并网发电和建筑一体化等领域。

　　在技术研发期间，共申请国家专利30项，其中申请发明专利26项，14项已授权，实用新型专利4项，均已授权。涉及染料敏化太阳电池材料制备的相关发明专利10项，专利内容涵盖染料敏化太阳电池中纳米材料，染料和电解质等制备电池所需的所有关键材料。染料敏化太阳电池制备方法及设备相关专利20项，涉及电池的连接、密封等关键工艺技术。因此可以说在染料敏化太阳电池生产方面，我们拥有完全独立的知识产权，能够独立自主的完成从材料、工艺到设备等生产需要的所有关键环节的技术及设备研发。

　　其他

　　4MW离子束综合应用平台

　　4MW离子束综合应用平台项目由国家发展和改革委员会资助建设，该装置由束线本体、电源系统、控制系统、束诊断系统及辅助系统五部分组成，是基于气体放电理论和静电加速原理由中国科学院等离子体所自行设计与研发的大型加速器装置。该装置可获得离子束最大束斑尺寸为 ；离子束最高能量为100keV；离子束最高功率为4MW。由于采用了实时反馈控制技术和自适应连锁保护技术，该系统可实现装置的稳态运行。

　　可提供的服务与设备（可提供与之相关的技术服务与类似产品的设计研发）：

　　高电压性能测试平台：可开展电器设备绝缘测试、短路测试、耐压测试等方面的服务。

　　特种电源数套：模块化高压电源可提供电压1kV至100kV，电流10~100A直流电，低电压大电流直流电源可提供电压1~20V，电流100~5000A直流电、高电压小电流直流电源可提供电压1~4kV，电流1~15A直流电。可提供相关测试服务。

　　大容积超高真空室：真空室容积约 ，静态极限真空约 ，具有抽速高达140万升每秒的大型真空设备。同时配备有自动控制系统，可开真空条件下的相关材料性能测试；

　　稳态大功率离子束：根据用户要求可提供最大束斑尺寸为 、最高能量为100keV、最高功率为4MW的离子束。该平台可开展高热流部件测试、材料辐照损伤测试、材料表面改性等测试。

　　大型低温综合测试平台

　　在国家发展和改革委员会EAST辅助加热项目和科技部ITER-973项目资助下建成以LR70制冷机系统为主体的低温综合测试平台一套，利用该平台可协助外单位开展冷量需求在100w@4.5K 以内的大型低温实验，并能同时提供液氮和液氦供开展科学、工程实验。

　　可提供的服务：

　　低温工程服务： LR70制冷机系统，可对外提供氦来气液化服务；低温综合测试平台可开展零部件低温性能测试服务；可对外提供低温设备部件设计、加工、测试、咨询等一体化服务。

　　高纯气体服务：可利用现有的高纯气体系统设计与管路工程建设科研资源和人力才智资源，可对外提供高纯气体管路系统设计、工程安装建设一体化服务。

　　大型基于网络的综合测控系统开发

　　该远程测控系统（NBI控制系统简称NBICS）可以实现4MW离子束综合应用平台的束能量调节、功率控制、时序控制、测量和保护等功能。NBICS采用计算机网络结构，实现对NBI系统的集散控制，完成系统的实时监测、控制、保护和实验数据的实时处理与存储，实现系统运行的自动化和可视化。

　　NBICS应用了FPGA和DSP等嵌入式系统开发技术，完成了以CPCI/PXI为平台的数字/模拟信号的数据处理平台的建设，获得了一批专利技术。NBICS所产生的网络技术、系统集成技术、数据库挖掘技术和自动化控制技术可以广泛应用于计算机控制系统、工业自动化、智能机器人等领域，可以完成SCADA、DCS、ERP等系统研发。

　　可提供的服务：

　　测控系统研发：根据用户要求开发相应测量、控制系统，可实现对系统设备的状态监控、数据测量、远程控制等功能；

　　软件开发：根据用户功能需求，研发相应测控软件；

　　接口硬件电路研发：可根据用户要求，结合系统下层硬件性能和上位软件要求研发所需接口电路，并开展所需性能测试。

　　离子束相关技术协作与咨询服务

　　依托国家发展和改革委员会EAST辅助加热项目、科技部ITER-973项目、中国科学院方向性项目、国家自然科学基金等二十多个项目资助和研发，我单位培养了一支老中青相结合、学历结构合理的、勤于探索、勇于进取的优秀科研队伍。

　　本团队研究内容涉及强流离子源物理与工程、束传输物理与工程、束诊断理论、计算机与自动控制、低温、真空、电器工程、电工电子、机械设计及制造等学科领域，在电物理设备设计与研制、低温真空系统设计与研制、复杂电磁环境下测控系统设计与开发等领域积累了丰富的经验。

　　可提供的服务：

　　气体放电室设计与咨询及委托加工；

　　热阴极离子源、射频离子源设计与咨询及委托加工；

　　各类真空系统设计与咨询及委托加工；

　　液氮、液氦温区低温系统设计与咨询；

　　各类复杂电磁环境下状态监控系统、数据采集系统、远程控制系统设计与咨询。