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中國(guó)科學(xué)院院士、南開大學(xué)教授陳軍團(tuán)隊(duì)受Nature子刊《自然評(píng)論·化學(xué)》編委會(huì)邀請(qǐng)，發(fā)表題為“有機(jī)電極材料在鋰電池中的實(shí)際應(yīng)用前景分析”的綜述論文。該文章深入闡述了有機(jī)電極材料的結(jié)構(gòu)特征、作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系等，著重分析了有機(jī)電極材料的實(shí)際現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，有助于學(xué)術(shù)界和工業(yè)界充分了解有機(jī)電極材料的實(shí)際應(yīng)用潛力和待解決的問(wèn)題，有望激發(fā)更多應(yīng)用導(dǎo)向的研究工作，進(jìn)而促進(jìn)未來(lái)有機(jī)電池的商品化應(yīng)用。文章第一作者為盧勇博士，通訊作者為陳軍院士。鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于各類便攜式電子設(shè)備，在人類社會(huì)的信息化、移動(dòng)化、智能化、社會(huì)化等方面凸顯作用，并有望在電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。商品化鋰離子電池的正極材料主要是無(wú)機(jī)過(guò)渡金屬氧化物和磷酸鹽，其中過(guò)渡金屬資源大都不可再生，電池回收利用技術(shù)復(fù)雜、成本高，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看可能會(huì)面臨資源短缺等難點(diǎn)問(wèn)題。因此，可循環(huán)再生的電極材料開發(fā)已成為電池領(lǐng)域的學(xué)術(shù)前沿和重大需求。有機(jī)電極材料由于含有豐富的碳、氫、氧等元素而顯現(xiàn)出可再生、綠色環(huán)保、低成本和高容量等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。有機(jī)電極材料的制備具有合成創(chuàng)造的特點(diǎn)。有機(jī)電極材料一般可以從植物中（比如玉米等作物和蘋果等果蔬）直接提取或者以生物質(zhì)材料為原料通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制備得到；在有機(jī)材料提取制備、電池裝配和回收過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而體現(xiàn)了很好的循環(huán)和可再生性。然而，有機(jī)電極材料還面臨著在電解液中溶解度大、導(dǎo)電性差、密度低等難點(diǎn)問(wèn)題，其材料特征、作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系等亟待深入理解。陳軍院士團(tuán)隊(duì)的綜述論文圍繞有機(jī)電極材料的未來(lái)發(fā)展提出見解。文章指出，有機(jī)電極材料具有結(jié)構(gòu)可調(diào)控特點(diǎn)。根據(jù)不同的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)電位，有機(jī)材料在實(shí)際應(yīng)用中可作為正極或者負(fù)極活性材料。文章首先討論了有機(jī)電極材料本身的各種關(guān)鍵性質(zhì)，包括材料的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、密度、電導(dǎo)率、能量效率、價(jià)格、資源可用性和熱/化學(xué)穩(wěn)定性。其中能量密度、功率密度和循環(huán)壽命是材料的基本電化學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)會(huì)受到材料密度和電導(dǎo)率的影響，其他因素如穩(wěn)定性和價(jià)格等也是必須要考慮的問(wèn)題。接著從實(shí)際電池應(yīng)用角度分析了電極中活性物質(zhì)的單位面載量和電解液用量等因素對(duì)全電池性能的影響。最后利用軟件對(duì)以有機(jī)材料為正極或者負(fù)極的實(shí)際鋰電池體系進(jìn)行了模擬，得出了相關(guān)電池體系的性能（如整體能量密度、功率密度）和價(jià)格等參數(shù)。結(jié)果表明，n型有機(jī)正極材料特別是羰基化合物具有較好的實(shí)際應(yīng)用前景。

本項(xiàng)成果是為解決大型機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的變工況非平穩(wěn)和不確定性問(wèn)題的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究，提供了普通適用于大型機(jī)械設(shè)備變工況非平穩(wěn)在線和離線動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)診斷的關(guān)鍵技術(shù)和裝置。廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、煉油、礦山、建材、紡織、印染、軍工、機(jī)械、交通等工礦企業(yè)。成功地將小波理論、時(shí)頻分析、分形方法、模糊聚類和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)形成實(shí)用化的新技術(shù)。研究

多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像信息處理與分析，具有重大的應(yīng)用背景，是國(guó)家和社會(huì)當(dāng) 前高度重視的研究領(lǐng)域之一。 本項(xiàng)目擬基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法，主要研究醫(yī)學(xué)影像的特征描述、設(shè)備無(wú)關(guān)性 的特征評(píng)價(jià)與特征選擇、基于內(nèi)容的多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像檢索、醫(yī)學(xué)影像信息挖掘、 參考庫(kù)建設(shè)與算法輔助研究平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)等內(nèi)容。研究目標(biāo)為： （1）建立統(tǒng)一的特征描述模型，實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)醫(yī)學(xué)影像的統(tǒng)一特征描述； （2）提出有效解決特征提取層面上醫(yī)學(xué)影像信息處理與分析算法的設(shè)備無(wú) 關(guān)性問(wèn)題的通用框架； （3）在醫(yī)學(xué)影像標(biāo)注數(shù)據(jù)有限、數(shù)據(jù)庫(kù)為海量等條件下，實(shí)現(xiàn)高效率單模 50 態(tài)影像檢索，有效提高多模態(tài)、跨模態(tài)醫(yī)學(xué)影像檢索的精度，實(shí)現(xiàn)用戶友好的 檢索結(jié)果展示； （4）從結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)中，挖掘有用的知識(shí)，構(gòu)建有效的 輔助診斷模型、實(shí)現(xiàn)個(gè)人疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警； （5）完成首期參考庫(kù)建設(shè)與算法輔助研發(fā)平臺(tái)的開發(fā)，為項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的 開展提供有效數(shù)據(jù)和環(huán)境支撐。本項(xiàng)目獲得國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助，項(xiàng)目執(zhí)行期 2013.1-2017.12。

降低成本、提高效益已是目前國(guó)內(nèi)各鐵廠的主要目標(biāo)。由于焦炭?jī)r(jià)格不斷增高，使得焦炭和噴吹煤粉的差價(jià)顯著增加。增加高爐噴煤量，不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保水平，而且保持煉鐵廠可持續(xù)發(fā)展。作為鋼鐵流程中能耗最大的高爐煉鐵，采用高爐大噴煤和綜合噴吹技術(shù)，降低焦比和綜合燃料比是目前煉鐵最為迫切的任務(wù)。 高爐噴吹的煤比提高到一定程度后，高爐塵中的碳含量會(huì)有較為明顯地增加，特別是在二次灰中增加的速度較快。碳含量有很大一部分來(lái)自在爐內(nèi)未被消耗的煤粉。隨著噴煤比增加，高爐塵中碳含量增加得越快。高爐塵中含未消耗煤粉量越多，煤粉的利用率越低。大噴煤的同時(shí)應(yīng)該保證煤粉有較高的置換比。    在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，北京科技大學(xué)冶金學(xué)院與寶鋼合作開發(fā)了確定高爐大噴煤條件下分析噴吹煤粉利用率的技術(shù)，并獲得了國(guó)家發(fā)明專利(中國(guó)專利 ZL 02 1 31238.9)。通過(guò)對(duì)高爐爐塵中未消耗煤粉的分析，確定出不同條件下高爐噴吹煤粉的利用率，提出進(jìn)一步提高高爐噴煤量需要采取的措施。

基于體視顯微鏡的顯微立體圖像成像與分析系統(tǒng)利用立體成像原理，采用Motic體視顯微鏡，外接左右兩路視頻圖像采集相機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙路圖像實(shí)時(shí)采集、三維立體實(shí)時(shí)顯示、三維表面成像、三維測(cè)量等功能。立體顯微鏡的設(shè)計(jì)采用Motic專利技術(shù)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，系統(tǒng)可應(yīng)用于材料學(xué)表面、醫(yī)學(xué)解剖大體標(biāo)本、印刷電路板表面的三維成像和測(cè)量分析，可測(cè)量表面的粗糙度、剖線長(zhǎng)度、曲率、表面積等參數(shù)。 本系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)的軟、硬件系統(tǒng)，在圖像軟件方法上集成了課題組多年在顯微圖像分析上的研究經(jīng)驗(yàn)可與國(guó)內(nèi)材料學(xué)、醫(yī)學(xué)等應(yīng)用接合，在應(yīng)用方法上已取得了多項(xiàng)創(chuàng)新。該軟件系統(tǒng)與顯微鏡硬件接合可實(shí)現(xiàn)小批量的生產(chǎn)，為材料學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)檢測(cè)提供的技術(shù)支持。

采用灰關(guān)聯(lián)分析法，提出了瀝青高溫黏度和軟化點(diǎn)是影響應(yīng)力吸收層瀝青混合料高溫抗剪變形能力的兩個(gè)主要因素。  明確了粗細(xì)集料分布均勻的應(yīng)力吸收層混合料級(jí)配范圍；提出了破壞荷載、破壞模量等評(píng)價(jià)應(yīng)力吸收層瀝青混合料抗剪性能的主要指標(biāo)；可進(jìn)行應(yīng)力吸收層瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)和應(yīng)力吸收層復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)高溫抗剪性能的評(píng)價(jià)。  

面向交通安全、社區(qū)治安和城市管理等實(shí)際應(yīng)用需求，突破監(jiān)控視頻 的內(nèi)容分析、事件檢測(cè)和目標(biāo)識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)，研制高清晰度海量監(jiān) 控視頻圖像數(shù)據(jù)的深度分析和挖掘系統(tǒng)，在示范應(yīng)用區(qū)域進(jìn)行部署應(yīng) 用，以滿足高效率、高精度的視頻圖像監(jiān)控應(yīng)用的要求。

01. 成果簡(jiǎn)介 海洋是人類賴以生存和發(fā)展的地球環(huán)境的重要組成部分，海洋為我們提供了豐富的礦產(chǎn)資源、食物資源、藥物資源以及油氣資源等，并且還提供了可以為人類所利用的潮汐能。但是，隨著近年來(lái)世界經(jīng)濟(jì)與工業(yè)的快速發(fā)展，污染物每年以驚人的數(shù)量排放到海水中，經(jīng)過(guò)海洋生物體的富集，一方面對(duì)海洋生物造成致命的威脅；另一方面，若通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，海洋污染的危害會(huì)直接作用于我們?nèi)祟愖陨怼榇耍斜匾\(yùn)用科學(xué)的手段對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而調(diào)整海洋開發(fā)和生態(tài)保護(hù)的平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋資源的可持續(xù)利用和發(fā)展。 自2009年開始，團(tuán)隊(duì)在多年實(shí)驗(yàn)和科研基礎(chǔ)上針對(duì)測(cè)定水體中污染物的化學(xué)發(fā)光在線分析儀進(jìn)行開發(fā)研制。為了滿足海洋污染物現(xiàn)場(chǎng)分析的需要，研制設(shè)計(jì)船載小型、現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)、快速監(jiān)測(cè)海水中多種有機(jī)物的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)專用分析儀。這一研究把當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的分離分析方法應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)上，該儀器的成功研制有助于推進(jìn)我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)的全自動(dòng)化管理。 目標(biāo)儀器曾多次參加由國(guó)家海洋局北海海洋勘測(cè)研究院組織的海上實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)腐植酸濃度在0.1-1.0 mg/L范圍內(nèi)時(shí)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與腐植酸濃度呈線性關(guān)系，所測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院和大連國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心兩家檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 LUM2010 全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光分析儀 02. 應(yīng)用前景 可供海洋監(jiān)測(cè)船、沿海各海洋監(jiān)測(cè)站、海洋檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室開展海洋監(jiān)測(cè)使用。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本項(xiàng)成果已采取專有技術(shù)進(jìn)行保護(hù)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)的主要研究領(lǐng)域?yàn)槲⒘骺匦酒|(zhì)譜聯(lián)用細(xì)胞分析、化學(xué)發(fā)光/熒光免疫分析、復(fù)雜樣品前處理分析、空氣負(fù)離子檢測(cè)與健康評(píng)估等。負(fù)責(zé)人為教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、博士生導(dǎo)師，英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士，承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、儀器專項(xiàng)等科研項(xiàng)目，曾獲教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，任《Journal of Pharmaceutical Analysis》、《Luminescence》、《Trends in Analytical Chemistry》等十余家期刊副主編、特約編輯，中國(guó)藥學(xué)會(huì)藥物分析專業(yè)委員會(huì)副主任，中國(guó)化學(xué)會(huì)首屆監(jiān)事會(huì)監(jiān)事。研究成果發(fā)表SCI論文近500篇，申請(qǐng)專利逾40項(xiàng)。05. 合作方式 技術(shù)許可、合作開發(fā)06.聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn linlab@mail.tsinghua.edu.cn

1 成果簡(jiǎn)介海洋是人類賴以生存和發(fā)展的地球環(huán)境的重要組成部分，海洋為我們提供了豐富的礦產(chǎn)資源、食物資源、藥物資源以及油氣資源等，并且還提供了可以為人類所利用的潮汐能等。但是，隨著近年來(lái)世界經(jīng)濟(jì)與工業(yè)的快速發(fā)展，污染物每年以驚人的數(shù)量排放到海水中，經(jīng)過(guò)海洋生物體的富集，不但對(duì)海洋生物造成致命的威脅，如果再通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體的話，那么海洋污染的危害會(huì)直接作用于我們?nèi)祟愖陨怼：Ｑ蟮纳鷳B(tài)環(huán)境正遭受到嚴(yán)重的破壞，海水環(huán)境，尤其是近海的海水正面臨著日益嚴(yán)重的污染。海洋的環(huán)境保護(hù)，需要我們運(yùn)用科學(xué)的手段對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而調(diào)整海洋開發(fā)和生態(tài)保護(hù)的平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋資源的可持續(xù)利用和發(fā)展。自 2009 年開始，清華大學(xué)在多年實(shí)驗(yàn)和科研基礎(chǔ)上針對(duì)測(cè)定水體中污染物的化學(xué)發(fā)光在線分析儀進(jìn)行開發(fā)研制。為了滿足海洋污染物現(xiàn)場(chǎng)分析的需要，研制設(shè)計(jì)船載小型、現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)、快速監(jiān)測(cè)海水中多種有機(jī)物的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)專用分析儀。這一研究把當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的分離分析方法應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)上，該儀器的成功研制對(duì)于推進(jìn)我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)的全自動(dòng)化過(guò)程起到重要的作用。研制成功的儀器，可提供各海洋監(jiān)測(cè)船和沿海 各海洋監(jiān)測(cè)站以及常規(guī)的海洋檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的海洋監(jiān)測(cè)使用。設(shè)計(jì)成功的儀器經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改裝或改進(jìn)，也可以應(yīng)用于陸地環(huán)境污染水中的有機(jī)物測(cè)定，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也可發(fā)揮其積極的作用。2 應(yīng)用說(shuō)明多次參加由國(guó)家海洋局北海海洋勘測(cè)研究院組織的以向陽(yáng)紅 08 號(hào)為載體的膠州灣海上實(shí)驗(yàn)與渤海灣海上實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， 當(dāng)腐植酸濃度在 0.1-1.0 mg/L 范圍內(nèi)時(shí)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與腐植酸濃度是呈線性關(guān)系的，回歸方程為 I=34.41+1.17x，相關(guān)系數(shù) R=0.994； 同時(shí)腐植酸濃度在 1.0-8.0 mg/L 范圍內(nèi)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與腐植酸濃度具有線性關(guān)系，回歸方程為I=35.12+0.53x，相關(guān)系數(shù) R 為 0.993。當(dāng)苯酚濃度在 0.02-0.1 mg/L 范圍內(nèi)時(shí)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與苯酚濃度有線性關(guān)系，回歸方程為 I=33.52+64.48x，相關(guān)系數(shù)為 0.983；而苯酚濃度在 0.1-0.8mg/L 的范圍時(shí)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與苯酚濃度也呈線性關(guān)系，回歸方程為 I=40.25+26.14x，相關(guān)系數(shù)為 0.992； 當(dāng)苯酚濃度在 1.0-10.0 mg/L 范圍內(nèi)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與苯酚濃度呈線性關(guān)系，線性回歸方程為 I=75.83+1.07x，相關(guān)系數(shù) R=0.983。 所測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院和大連國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心兩家權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證，其性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3 效益分析該分析儀可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、在線、現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水中的腐植酸和酚類物質(zhì)，并通過(guò)中心控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程操控的命令進(jìn)行接受指令進(jìn)行測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了命令接收、反饋、執(zhí)行、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、存儲(chǔ)、發(fā)送以及歷史數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存等功能。從而改變了長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)都是采樣后拿回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定、在海上作業(yè)的時(shí)候則需要在船上或者岸上的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)定，這些方法分析周期長(zhǎng)，增加了運(yùn)輸成本的缺點(diǎn)，最重要的是若樣品在分析測(cè)定之前受到污染或自身發(fā)生反應(yīng)變質(zhì)的話，會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果，很難適應(yīng)遠(yuǎn)洋監(jiān)測(cè)的需要。