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項(xiàng)目成果/簡介:新冠疫情的爆發(fā)，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(shù)。然而，在實(shí)際的消毒過程中，微生物往往存在“復(fù)活”現(xiàn)象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學(xué)王燦教授團(tuán)隊(duì)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(shí)調(diào)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(chǔ)上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續(xù)流光催化反應(yīng)器，用于動(dòng)態(tài)的空氣消毒，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)的紫外消毒技術(shù)顯著提高了對空氣微生物的滅活效率。該研究進(jìn)一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復(fù)活）和無光（暗修復(fù)）條件下的復(fù)活情況，結(jié)果表明，與單獨(dú)紫外消毒相比，經(jīng)過光催化滅活的空氣微生物基本無暗修復(fù)現(xiàn)象，在可見光下細(xì)菌濃度甚至呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢。進(jìn)一步對滅活機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，紫外線通過作用于細(xì)胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細(xì)菌，該損傷可在一定波長的可見光下被修復(fù)，細(xì)菌復(fù)活；而光催化的加入產(chǎn)生了活性氧自由基，對細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復(fù)。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達(dá)到更高的空氣消毒效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更徹底的消毒效果。相關(guān)的技術(shù)成果可以應(yīng)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(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)問題，研究 一種全新的高性能量化噪聲整形技術(shù)，設(shè)計(jì)完成無過采樣結(jié)構(gòu)的新型 Σ-△調(diào)制器，并將其用于多頻帶 OFDM-UWB 系統(tǒng)的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn) 換；這種調(diào)制器可以滿足超寬帶系統(tǒng)通信速率不斷提高的要求，同時(shí) 還可以解決 OFDM 信號峰均比較高的問題，并可以使系統(tǒng)的差錯(cuò)性 能得到明顯改善，而且具有低功耗、低成本、易實(shí)現(xiàn)及便于集成為芯 片等特點(diǎn)。此外，研究適合多頻帶 OFDM-UWB 系統(tǒng)的快速同步捕獲 與跟蹤技術(shù)，設(shè)計(jì)幀同步、符號定時(shí)同步、載波同步、采樣頻率同步 及信道估計(jì)和均衡等技術(shù)方案，以減小運(yùn)算量，簡化軟硬件實(shí)現(xiàn)，并 提高系統(tǒng)的頻帶利用率。該項(xiàng)目給出了一套完整的 UWB-OFDM 基帶 系統(tǒng)技術(shù)方案，并進(jìn)行了仿真與硬件驗(yàn)證。該項(xiàng)研究不僅可為多頻帶 OFDM-UWB 無線通信技術(shù)提供新的解決方案，也能為其它超寬帶無線通信技術(shù)提供一種有效方法，產(chǎn)業(yè)化后必將產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益

本項(xiàng)目根據(jù)潤滑油精制萃取塔改造的迫切需要，利用先進(jìn)的測試手段，系統(tǒng)地研究了金屬Intalox等國外引進(jìn)的新型填料用于低界面張力體系時(shí)的兩項(xiàng)流動(dòng)，軸向返混，傳質(zhì)特性和設(shè)計(jì)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(diǎn)，提出了新的填料萃取塔液泛速度的計(jì)算方法，可用于潤滑油精制生產(chǎn)裝置的核算和設(shè)計(jì)；/line用光導(dǎo)纖維探針式比色計(jì)和計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可靠地測定單項(xiàng)和兩項(xiàng)流動(dòng)情況下的軸向擴(kuò)散系數(shù)，并用隨機(jī)模型成功地進(jìn)行了關(guān)聯(lián)；/line通過擬合實(shí)測的兩項(xiàng)濃度剖面，求得了文獻(xiàn)中罕見的“真實(shí)”體積傳質(zhì)系數(shù)，為在擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)上，比較準(zhǔn)確地模擬填料萃取塔的傳質(zhì)性能提供了依據(jù)；/line突破了長期沿用氣-液傳質(zhì)設(shè)備液體分布器的設(shè)計(jì)方法的局限，研究了對工業(yè)填料萃取塔性能具有重要影響的液液分配器的性能和設(shè)計(jì)方法，編制了優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序；首次建立了復(fù)合型填料萃取塔診斷專家體統(tǒng)，具有一定的實(shí)用價(jià)值

在巡檢條件下，實(shí)現(xiàn)多物理量融合的鋼軌病害動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)。采用復(fù)合電磁技術(shù)檢測材料表面和內(nèi)部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術(shù)測量缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、材料狀態(tài)改變、表面早期傷損；應(yīng)用相控陣超聲技術(shù)檢測鋼軌內(nèi)部缺陷，并實(shí)現(xiàn)焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實(shí)現(xiàn)覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設(shè)施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態(tài)綜合檢測。 高速鐵路損傷檢測：實(shí)現(xiàn)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(zhì)量檢測：實(shí)現(xiàn)新型加工、增材制造中加工質(zhì)量無損檢測，提高智能制造的加工水平； 結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)鋼軌、橋隧、航空航天設(shè)施關(guān)鍵部位故障狀態(tài)監(jiān)控，提高重大設(shè)施壽命。 技術(shù)優(yōu)勢 巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺的速度提升至350km/h，填補(bǔ)了國內(nèi)350km/h速度等級巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺的空白。首次在國內(nèi)研究了350km/h高速及不飽和狀態(tài)下鐵磁性材料動(dòng)態(tài)磁化過程機(jī)理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關(guān)鍵技術(shù)，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環(huán)境、高速運(yùn)動(dòng)對檢測系統(tǒng)的影響，在高速及重載鐵路應(yīng)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(jìn)行快速巡檢，構(gòu)建高速鋼軌裂紋巡檢設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的快速獲取、損傷程度判別，并進(jìn)行故障預(yù)警和壽命評估。研究基于復(fù)合電磁效應(yīng)、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實(shí)時(shí)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)病害特征識別與缺陷重構(gòu)。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(dòng)、提離效應(yīng)、材料屬性以及使用環(huán)境對鋼軌表面檢測結(jié)果的影響；基于多物理量數(shù)據(jù)的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(xiàn)代通信各頻段天線性能改進(jìn)等現(xiàn)代應(yīng)用，申報(bào)相關(guān)國家發(fā)明專利40多項(xiàng)，其中20多項(xiàng)已經(jīng)獲得授權(quán)，可以針對不同應(yīng)用解決新型人工電磁材料系列核心技術(shù)問題，達(dá)到微細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、特性精確控制（調(diào)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(tuán)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(hù)地栽培面積的不斷擴(kuò)大，蔬菜灰霉病有迅速發(fā)展蔓延趨勢，特別在環(huán)境條件適合時(shí)，可形成災(zāi)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(jī)S機(jī)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(hù)作用殺菌劑，田間防效不理想；有的雖屬內(nèi)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(shí)對數(shù)種藥劑產(chǎn)生多重抗性，給化學(xué)防治帶來困難。/line70%灰克可濕性粉劑由三種有效成分復(fù)配而成，它是在研究國內(nèi)蔬菜灰霉病菌對殺菌劑抗藥性狀況及殺菌劑藥理學(xué)基礎(chǔ)上，利用作用機(jī)制不同的殺菌劑之間的聯(lián)合作用原理開發(fā)的新型、高效、內(nèi)吸性殺菌劑。它最主要的特點(diǎn)是，對國內(nèi)不同地區(qū)復(fù)雜而多變的抗藥性灰霉病菌均有良好的防治效果。權(quán)威單位查新結(jié)果是，國內(nèi)未見報(bào)道。該項(xiàng)目已具備農(nóng)藥登記水平，并已通過專家技術(shù)鑒定。具有可濕性粉劑加工條件的農(nóng)藥生產(chǎn)廠家均可投產(chǎn)。預(yù)計(jì)年銷售量不低于100噸。

我校農(nóng)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(lián)合防治作用，可減少施藥次數(shù)，節(jié)省人力、物力和成本。本制劑高效，低毒，持效期長，防效高。生產(chǎn)成本：2.5～2.6萬元/噸，銷售價(jià)：3.6～4.0萬元/噸。產(chǎn)品現(xiàn)又開發(fā)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(shí)現(xiàn)多物理量融合的鋼軌病害動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)。采用復(fù)合電磁技術(shù)檢測材料表面和內(nèi)部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術(shù)測量缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、材料狀態(tài)改變、表面早期傷損；應(yīng)用相控陣超聲技術(shù)檢測鋼軌內(nèi)部缺陷，并實(shí)現(xiàn)焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實(shí)現(xiàn)覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設(shè)施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態(tài)綜合檢測。高速鐵路損傷檢測：實(shí)現(xiàn)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(zhì)量檢測：實(shí)現(xiàn)新型加工、增材制造中加工質(zhì)量無損檢測，提高智能制造的加工水平；結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)鋼軌、橋隧、航空航天設(shè)施關(guān)鍵部位故障狀態(tài)監(jiān)控，提高重大設(shè)施壽命。技術(shù)優(yōu)勢巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺的速度提升至350km/h，填補(bǔ)了國內(nèi)350km/h速度等級巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺的空白。首次在國內(nèi)研究了350km/h高速及不飽和狀態(tài)下鐵磁性材料動(dòng)態(tài)磁化過程機(jī)理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關(guān)鍵技術(shù)，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環(huán)境、高速運(yùn)動(dòng)對檢測系統(tǒng)的影響，在高速及重載鐵路應(yīng)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(jìn)行快速巡檢，構(gòu)建高速鋼軌裂紋巡檢設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的快速獲取、損傷程度判別，并進(jìn)行故障預(yù)警和壽命評估。研究基于復(fù)合電磁效應(yīng)、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實(shí)時(shí)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)病害特征識別與缺陷重構(gòu)。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(dòng)、提離效應(yīng)、材料屬性以及使用環(huán)境對鋼軌表面檢測結(jié)果的影響；基于多物理量數(shù)據(jù)的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測。應(yīng)用范圍:（1）獲得國家科技部重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)“在役鋼軌缺陷綜合檢測監(jiān)測設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用”、國家自然科學(xué)基金委員重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)“鋼軌接觸疲勞及裂紋多物理高速巡檢監(jiān)測技術(shù)攻關(guān)”鐵路總公司重大課題“高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制”等項(xiàng)目支持。（2）作為關(guān)鍵核心設(shè)備應(yīng)用于中國鐵路總公司新一代國產(chǎn)大型高速鋼軌探傷車GTC-80，累計(jì)巡檢里程已達(dá)1萬公里以上。發(fā)現(xiàn)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(guān)鍵技術(shù)鑒定，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口重大裝備替代。（3）30km/h的雙軌電動(dòng)探傷機(jī)器人，集成環(huán)境感知、智能巡檢、大數(shù)據(jù)處理與無線傳輸?shù)裙δ?，?shí)現(xiàn)無人監(jiān)控下的長距離自主運(yùn)行，用于城市軌道巡檢，已應(yīng)用于南京地鐵、西安地鐵等。（4）智能制造質(zhì)量檢測技術(shù)應(yīng)用于寶武集團(tuán)寶日冷軋鋼板廠（世界最大冷軋鋼板生產(chǎn)線）鋼板加工性能在線自動(dòng)檢測。（5）結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于京滬高鐵CRTS-Ⅱ型軌道板健康監(jiān)控（上海鐵路局科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)）、金溫高鐵沿線光纖監(jiān)測（全國首例）、貴廣客專K75+431雙線特大橋沉降監(jiān)測、蕪湖地鐵1、2號線安全監(jiān)控系統(tǒng)；（6）挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎(jiǎng)，創(chuàng)青春全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽金獎(jiǎng)，第一屆中俄工業(yè)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。

與醫(yī)用不銹鋼、普通鈦合金相比，形狀記憶合金醫(yī)療器械具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性，可實(shí)現(xiàn)智能安裝；（2）低彈性模量，降低骨內(nèi)固定器應(yīng)力屏蔽效應(yīng)；（3）常恢復(fù)應(yīng)力，穩(wěn)定脊柱和牙齒矯形力；（4）大彈性回復(fù)，提高血管與非血管支架壓縮比；（5）失穩(wěn)剛度高，提高支架沖擊載荷下的穩(wěn)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(kuò)展支架、醫(yī)用腔道內(nèi)支架等醫(yī)療器械，并已部分投入了臨床使用。近期，在國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等資助下開發(fā)了針對復(fù)雜或多孔結(jié)構(gòu)記憶合金的表面改性新技術(shù)，通過改變表面結(jié)構(gòu)，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(jìn)自蔓延高溫合成技術(shù)，獲得了具有高生物力學(xué)相容性的多孔記憶合金受載硬組織替代材料。在此基礎(chǔ)上研制的高性能新型醫(yī)療器械在骨科內(nèi)固定、消化道狹窄與心血管介入治療等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。目前已經(jīng)申請并獲得6項(xiàng)發(fā)明專利與4項(xiàng)實(shí)用新型。