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作為高新技術產業的磁性生物分離技術，在蛋白純化、核酸提取與分離、病毒及特定細胞檢測、生物傳感器等方面均得到了廣泛的應用。利用磁性生物分離技術制備的用于蛋白質、細胞、核酸、病毒等分離檢測的試劑盒，能夠實現快速、特異性和高效的生物檢測。因此，磁性生物分離技術具有廣泛的應用前景，并已成為高新技術產品研發的一個熱點，對于細胞/基因治療、生物制品研發、疾病預防與早期快速診斷治療、檢驗檢疫等高技術行業的發展具有極大的推動作用。本項目在已有自主知識產權的磁性納米粒子（SPIO）的綠色環保低成本的先進制備技術基礎上，建立對SPIO表面進行不同類型功能化的構建技術和方法，一步實現不同聚合物對超順磁性四氧化三鐵納米粒的可控包裹，并可獲得粒徑均一、形狀和尺寸可控的磁性復合微球，利用具有優異抗蛋白質吸附能力的聚合物，如聚乙二醇等對磁性復合微球表面可控功能化，以及多種抗體或特異性識別基團聯用機制，降低對生物分子的非特異性吸附，實現對目標物的高特異性吸附與分離，以獲得具有我國自主知識產權的新型高效環保的磁性納米生物分離材料及系統。

心血管微創手術磁導航技術是指手術者通過計算機遠程控制系統操作由兩個半球形的永久磁體和推進系統組成的設備，利用磁場來引導導管行進的方向，從而對一系列復雜多變、危險系數大、常規介入手術方法失敗的多種心臟病變進行介入治療的一項新技術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 心血管微創手術磁導航技術是指手術者通過計算機遠程控制系統操作由兩個半球形的永久磁體和推進系統組成的設備，利用磁場來引導導管行進的方向，從而對一系列復雜多變、危險系數大、常規介入手術方法失敗的多種心臟病變進行介入治療的一項新技術。國內外多項病例報告顯示，該技術不僅能夠減少術者和患者的X射線暴露時間，而且能夠提高各種介入手術的成功率，擴大了介入手術的適應病癥范圍，同時減少了手術帶來的負面影響及潛在的風險。 由于磁導航系統價格昂貴，一個配備有磁導航系統的電生理導管室的造價是常規電生理導管室的3倍左右，這是磁導航系統在國內普及遇到障礙的原因之一。此外，傳統的磁導航技術中，實現一個磁場坐標的定位需要同時使用三個單軸磁場傳感器，且傳感器與計算機通過有線連接，這種方案限制了磁導航的定位精度，同時也增加了手術的難度。因此，如何對現有磁導航技術進行技術創新，使其成本降低的同時還能讓手術更加精準，過程更加簡單，是未來國內磁導航需要攻克的難題。 圖1 單器件實現三維磁傳感原理 圖2 系統框圖 三、技術優勢 本成果提出的磁導航技術方案中，一個磁場傳感器便可以實現三個方向的磁場感知，具有高的空間分辨率和集成度，極大地縮減附有傳感器端的導管尺寸，同時利用無線傳輸技術使心臟微創介入手術變得更加簡單。 性能指標 線性度范圍：x方向：±20Oe，y方向：±20Oe ，z方向：±20Oe； 靈敏度：x方向：377V/A/T，y方向：345V/A/T ，z方向：625V/A/T； 線性度誤差：x方向：2.3%，y方向：2.9% ，z方向：3.3%。 四、專家介紹 游龍，華中科技大學光學與電子信息學院教授，博士生導師，自旋電子器件及系統課題組組長。自2001年起一直從事自旋電子技術國際前沿課題包括磁記錄、磁傳感和磁邏輯等領域相關的物理、材料及器件研究。近五年來，面向國家重大需求和國際前沿，在非揮發性隨機存儲器、自旋神經形態器件、自旋邏輯計算電路、自旋信息安全芯片和磁場傳感器等領域開創性地提出了多項重要的新技術概念和設計方案，尤其首次實現了使用單個器件對三維磁場的探測以及存儲。相關成果以第一作者或通訊作者已在Nature Nanotechnology, Nature Electronics, Proceedings of National Academy of Science (PNAS), Nano letters等國際學術期刊發表40余篇學術論文。

項目簡介 本發明公開了一種磁助光催化污水處理裝置，包括電動機、反應器、磁線圈、旋轉 裝置、高梯度磁分離器和磁絮凝劑回流泵，在反應器內部設置有旋轉裝置和紫外燈組， 旋轉裝置上設置有磁鐵條組和刮泥板。污水從反應器進水管進入，磁性光催化劑在紫外 光照射下，通過磁鐵條的攪拌和磁場作用與污水反應，達到處理污水的效果。 性能指標 (1)凈化效果好，本發明使污水中的污染物通過磁場、光催化、絮凝等作用得到有 效地去除，對污水中氮磷去除效果好，去除率 90％以上；(2)成本低，能耗約是同等處理 規模的傳統設備能耗的

磁現象資源箱? 型號：QWC1210 ? 實驗清單： 判斷磁極實驗 ? ?判斷磁性實驗 磁懸浮實驗 ? ? ? ?小車磁力作用實驗、 電磁鐵實驗

成果描述：我們研發的低/中介LTCC材料主要性能滿足： 材料1： 介電常數：10±10% Qf：≥50000 燒結溫度：900度 材料2：介電常數：20±10% Qf：：≥50000 燒結溫度：900度市場前景分析：這兩類LTCC材料具有損耗低，與LTCC工藝兼容等特點，非常適合基于LTCC技術研發的各種微波集成器件應用與同類成果相比的優勢分析：國內目前還沒有廠家進行同類型材料的批量生產，主要依托國外進口，因此技術和成本優勢明顯。

成果與項目的背景及主要用途： 流場板（雙極板）是質子交換膜燃料電池中的重要部件。目前，質子交換膜 燃料電池廣泛采用的流場板（雙極板）主要有機加工硬質石墨板、機加工金屬板 和注塑碳-塑復合材料雙極板三種類型。這三類流場板各有顯著的優點，但是各 自的缺點也較突出。 為實現燃料電池商品化，需要更低成本和更適應批量化生產的流場板。為此， 我們開發了基于天然鱗片石墨材料和模壓成型工藝的復合石墨流場板技術。經過 努力研究，現在形成的技術可以大幅度降低流場板的材料成本和加工成本，實現 高生產率，同時使導電率（>10S/cm）、氫氣透過系數（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、 熱傳導系數（>20W/m.K）以及抗壓強度（>10MPa）等指標均滿足雙極板材料性 能的要求。 復合石墨流場板的主要用途是作為質子交換膜燃料電池的雙極板。 技術原理與工藝流程簡介： 92天津大學科技成果選編 技術原理： 復合石墨流場板主要由天然鱗片石墨和聚合物組成。天然鱗片石墨具有良好 的導電和導熱性能，且化學穩定性好，耐腐蝕，從而保證復合流場板具有良好的 導電及導熱性能。聚合物的添加可以提高復合流場板的強度，并且使復合板阻氣 性能得到改善，以實現雙極板分隔氧化劑和還原劑的功能和滿足燃料電池堆對雙 極板機械性能的要求。 工藝流程：配料→裝料→升溫→模壓→降溫→脫模→成品 技術水平及專利與獲獎情況： 目前已開發和制備出工作面積為 100mm×100mm 的流場板。并可根據需要 加工具有不同尺寸和流場形式的流場板。 應用前景分析及效益預測： 隨著能源的消耗持續增長，能源短缺問題日益凸現。燃料電池的發展必然受 到越來越廣泛的重視。質子交換膜燃料電池是目前應用前景最廣且發展最快的一 類燃料電池。隨著質子交換膜燃料電池的發展和普遍應用，復合石墨流場板因價 格低和適應批量生產的優勢顯示出巨大的市場潛力和經濟競爭力。 應用領域：質子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池及其它電化學反應器。 合作方式及條件：面議

傳統pH值測試方法大多采用取樣的方式來測定溶液的pH值，對隨時變化的工業廢水的pH檢測相對滯后，不能實時反應溶液酸堿性的變化，其結果是當檢測到pH值偏離正常時，污染已經發生，不能在第一時間控制污染造成的損害。 本項目將pH指示劑固定在微流芯片中，當不同酸堿度的液體流經檢測芯片時，特定波長透過光強發生變化，經光電二極管轉化為電壓信號，再經神經網絡系統讀出pH值，可實時反映流體pH值的改變，監控生產狀況的變化及對污染進行實時報警。

礦物加工工程專業是北京科技大學建設最早的學科之一，是國家重點學科。在國家“十五”科技攻關課題研究期間，研究開發出磁鐵礦選礦精選設備－低磁場自重介分選機（圖 1），已獲國家專利，具有 600×600 單聯、雙聯、四聯三種工業產品，已在河北群泰、華冶等礦業公司選礦廠及內蒙古泰恒、黑腦包礦業公司選礦廠等二十多家廠礦應用，取得了很好的效果。最近幾年研發的流態化還原焙燒磁選工藝與設備，已經在云南武定魚子甸高磷鮞狀赤鐵礦的開發利用中得到應用，其中關鍵設備－還原焙燒流化床。該項技術可應用于昆明鋼鐵（集團）公司開發惠民鐵礦，武漢鋼鐵（集團）公司和首都鋼鐵（集團）公司開發湖北鄂西地區高磷鐵礦石等類似難選冶鐵礦石，對于我國擴大可利用鐵礦石資源具有重要意義。

北京大學量子材料科學中心的韓偉研究員和謝心澄院士，以及日本理化學研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在國際著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰寫綜述文章，介紹“自旋流--新穎量子材料的靈敏探針”這一新興領域的前沿進展。 自旋電子學起源于巨磁阻效應的發現，在當時而言，自旋流指的僅僅是電子自旋的傳播。隨著自旋電子學的蓬勃發展，與相關研究的不斷深入，新的自旋流現象與機制不斷被拓展，相關研究證明一系列的粒子或者準粒子攜帶的自旋都能夠形成自旋流，比如磁性絕緣體中的磁振子、超導體中自旋三重態和準粒子、量子自旋液體中的自旋子、自旋超導態等。尤其是對于量子材料而言，由于其往往具有獨特的自旋性質，基于自旋流探針的研究方法就成為了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚態物理與材料科學領域的研究前沿之一，其量子性質起源于諸多量子效應，包括低維尺寸效應，量子限域效應，量子相干效應，量子阻挫效應，能帶結構的拓撲性，自旋軌道耦合，對稱性限制等等。量子材料包括石墨烯，高溫超導體，拓撲絕緣體，外爾半金屬，量子自旋液體，自旋超流體等等。量子材料可以表現出諸多與自旋相關的量子性質，如二維過渡金屬硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓撲絕緣體當中的自旋-動量鎖定等。因為量子材料的自旋屬性在下一代的量子信息存儲和量子計算科學當中的應用潛力，所以研究量子材料的自旋相關性質得到了廣泛關注。 為了研究量子材料的自旋性質，發展一種易于實現和操控的高效工具顯得尤為迫切與關鍵。幸運的是，在實驗物理學家和理論物理學家的不懈努力下，成功的證實了自旋流探針能夠作為量子材料的有效探測手段。一系列激發和探測自旋流的方法被提出并得以實現，從而證實了基于自旋流探針的量子材料物性研究的廣泛適用性。 迄今為止，相關實驗已經證實自旋流能夠以超導體系中的自旋三重態庫珀對和超導準粒子、量子自旋液體中的自旋子、磁性絕緣體和自旋超流體中的磁振子為載體進行傳播，相關物理圖像被總結在表1中。本篇綜述文章著重介紹了在五類主要的量子材料體系中的基于自旋流探針的物性研究。第一類是超導材料體系，自旋流探針可以被用來驗證自旋三重態的存在以及自旋動力學的演化過程。第二類是量子自旋液體材料體系，自旋流探針可以被用來驗證自旋子攜帶的自旋角動量的有效傳播過程。第三類是磁性絕緣體體系，自旋流以磁振子的形式傳播，描述了磁有序材料當中的集體激發行為。第四類是雜化量子激發體系，自旋流以磁振子-聲子雜化模式（磁振子-極化子）或磁振子-光子雜化模式（磁振子-極化激元）為載體進行傳播。第五類是自旋超流體系，自旋流以玻色愛因斯坦凝聚中的自旋量子數為1的玻色子為載體進行傳播，這種玻色子可以為電子-空穴激子或者是磁振子。 這些重要的研究進展已經充分證實了基于自旋流探針的物性表征對于量子材料而言是一種行之有效的研究手段。因此，這一方法將會極大的推動新穎量子材料的發現和相關物理性質的研究。例如量子霍爾和量子自旋霍爾材料，量子鐵磁體和反鐵磁體，六角晶格體系中的量子手征聲子，自旋和力耦合的量子系統，超導體中的自旋動力學和鐵磁與超導界面的超導能隙，自旋三重態超導體中的超導對稱性，強耦合自旋系統中的雜化激發，拓撲磁振子材料，量子自旋液體中的自旋子，自旋超流體約瑟夫森效應，以及其他任何作為自旋流載體的量子態。另外，這一領域的進展還將推動自旋成像技術的發展，如利用自旋極化掃描隧道顯微鏡和氮空位色心顯微鏡技術對量子材料體系中自旋流的原位探測。