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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)量子安全時(shí)間傳遞的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為未來構(gòu)建安全的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。該成果于2020年5月11日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)知名期刊《自然·物理》上。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:完成人簡(jiǎn)介：樊君，西北大學(xué)教授，西北大學(xué)化工學(xué)院副院長(zhǎng)， 陜西省化工過程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任，指導(dǎo)博、碩士生研究方向包括反應(yīng)工程、碳一化工、納米材料、分離工程、精細(xì)化工產(chǎn)品開發(fā)研究等。成果內(nèi)容：基于量子點(diǎn)的熒光探針分析對(duì)推動(dòng)即時(shí)檢測(cè)（POCT）技術(shù)

盧海舟和謝心澄課題組在拓?fù)浒虢饘僦欣觅M(fèi)米弧和“蟲洞隧穿”構(gòu)成的Weyl軌道，提出了一種新的三維量子霍爾效應(yīng)機(jī)制。拓?fù)浒虢饘偈峭負(fù)湮锵嗟男鲁蓡T，具有拓?fù)浔Ｗo(hù)的表面態(tài)，被稱作費(fèi)米弧 (如圖4所示)。費(fèi)米弧是拓?fù)浒虢饘偻負(fù)浔Ｗo(hù)的表面態(tài)的費(fèi)米面。在拓?fù)鋀eyl半金屬中，有4個(gè)面可以有拓?fù)浔Ｗo(hù)的表面態(tài)。由于拓?fù)浼s束的原因，每個(gè)面的表面態(tài)只是半個(gè)二維電子氣。相對(duì)的上下表面的費(fèi)米弧電子氣可以通過Weyl點(diǎn)連接起來，組成一個(gè)完整的二維電子氣，這是非常奇異的物相。 既然費(fèi)米弧也是一種二維電子氣，它們是否可以有量子霍爾效應(yīng)？要研究這個(gè)問題，首先要明白什么是形成量子霍爾效應(yīng)的關(guān)鍵，那就是電子的回旋運(yùn)動(dòng) (如圖3左圖所示)。電子回旋運(yùn)動(dòng)的量子力學(xué)描述等價(jià)于諧振子，因此會(huì)形成等間距的朗道能級(jí)。朗道能級(jí)在邊界發(fā)生能量畸變，才會(huì)有邊界態(tài)提供無耗散的電子輸運(yùn)和量子霍爾化電導(dǎo)，即量子霍爾效應(yīng)。 目前，已經(jīng)有多個(gè)拓?fù)浒虢饘賹?shí)驗(yàn)觀察到霍爾電阻的量子化平臺(tái)。這種新奇的三維量子霍爾效應(yīng)的研究才剛剛開始。直接觀測(cè)到如圖8所示的奇異邊界態(tài)分布將是未來的一個(gè)挑戰(zhàn)方向。  

介紹了一個(gè)趨近絕對(duì)零度量子散射共振在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮重要作用的例子。F+H 2

本成果通過可視化的工作界面，可以給出量子信號(hào)源的關(guān)鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達(dá)的虛警概率分析等多個(gè)方面的圖形化界面，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 量子照明雷達(dá)是新興的研究方向，是量子信息技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合的新興產(chǎn)物。而量子信息技術(shù)又是古老的量子力學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科，不少研究者因晦澀的量子力學(xué)而望而卻步。為了降低量子照明雷達(dá)的神秘感，打破抽象壁壘，我們創(chuàng)造性地發(fā)展了量子照明雷達(dá)的高效仿真技術(shù)，對(duì)于未來實(shí)現(xiàn)量子雷達(dá)的普及與推廣具有重要意義。 截止目前，尚未見到關(guān)于量子照明雷達(dá)仿真平臺(tái)的相關(guān)報(bào)道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計(jì)算機(jī)數(shù)值平臺(tái)，溝通了抽象的量子力學(xué)與具體的量子目標(biāo)探測(cè)之間的橋梁，具有創(chuàng)新性和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)先進(jìn)性。 經(jīng)過近五年的研究和近兩年教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號(hào)源的關(guān)鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達(dá)的虛警概率分析等多個(gè)方面的圖形化界面，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。鑒于量子雷達(dá)技術(shù)是未來新體制雷達(dá)的重要技術(shù)途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標(biāo)探測(cè)方面取得應(yīng)用，市場(chǎng)應(yīng)前景廣闊。截止到目前，該成果已經(jīng)應(yīng)用于高年級(jí)本科生的培養(yǎng)與實(shí)訓(xùn)和北京某研究所的新體制目標(biāo)探測(cè)項(xiàng)目研發(fā)中。

我國(guó)每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒 或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大 學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有 機(jī)肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白 質(zhì)、油脂等的細(xì)菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫(kù)和系列化菌 劑；開發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料和富含有益 微生物的生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計(jì)研發(fā)了以布爾瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開發(fā)了系列化的微生物好 氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家專利 50 項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項(xiàng)、實(shí)用新 型專利 5 項(xiàng)；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項(xiàng)目有關(guān)技 術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽(yáng)光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益；本項(xiàng)目已獲得 2017 年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新 成果一等獎(jiǎng)。

我國(guó)每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有機(jī)肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等的細(xì)菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫(kù)和系列化菌劑；開發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料和富含有益微生物的生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計(jì)研發(fā)了以布爾 瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開發(fā)了系列化的微生物好氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家專利 50 項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項(xiàng)、實(shí)用新型專利 5 項(xiàng)；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項(xiàng)目有關(guān)技術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽(yáng)光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益；本項(xiàng)目已獲得 2017 年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目背景及主要用途： 有機(jī)固體廢棄物主要包括城市生活垃圾、規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便、秸稈、城 市污泥等。其產(chǎn)生量巨大，且有機(jī)質(zhì)含量高,若直接排放，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污 染。對(duì)有機(jī)固體廢棄物的處理迫在眉睫。而厭氧發(fā)酵實(shí)現(xiàn)了有機(jī)固體廢棄物到清 潔能源的轉(zhuǎn)換,符合國(guó)家倡導(dǎo)的廢棄物減量化、資源化、無害化資源化處理的要 求，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境與能源雙贏的局面。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 該技術(shù)采用混合物料厭氧發(fā)酵，對(duì)基質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性 154天津大學(xué)科技成果選編 155 和效率，對(duì)有機(jī)固廢進(jìn)行無害化和資源化處理，建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，保障 工藝系統(tǒng)安全運(yùn)行。 技術(shù)特點(diǎn)： （1）反應(yīng)裝置停留時(shí)間短 （2）沼氣產(chǎn)量高 （3）充分回收生物質(zhì)能 已有示范工程：市政污泥與餐廚垃圾發(fā)酵示范工程（深圳） 應(yīng)用領(lǐng)域： 該技術(shù)適用于污水處理廠剩余污泥、有機(jī)固體廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物的處理。 

1 成果簡(jiǎn)介利用水源熱泵實(shí)現(xiàn)污水廠出水中低品位熱能的回收， 并為污泥高溫或中溫厭氧消化供應(yīng)熱源。污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)機(jī)械濃縮至含固率 12%以上，經(jīng)過 60℃水解后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器進(jìn)行高溫厭氧消化，生成沼氣（見圖 1）。沼氣經(jīng)收集后用于烘干污泥。消化后的污泥通過機(jī)械脫水、干化等一系列過程后獲得干化污泥，可用作優(yōu)質(zhì)肥料原料或覆蓋土。該方法及系統(tǒng)可以顯著實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和減量化，為污泥后續(xù)的減量化和資源化處置提供基礎(chǔ)，污水廠內(nèi)部水、熱、能的優(yōu)化配置，污水廠整體能耗降低 20%以上，而整體投資也比傳統(tǒng) 的污泥消化+干化節(jié)省 20%以上。 圖 1 工藝流程圖2 應(yīng)用說明工藝采用了污水源熱泵和高固污泥厭氧消化技術(shù)，涉及了清華大學(xué)的 5 項(xiàng)專利技術(shù)。傳統(tǒng)污泥消化（含固率 3-5%） +干化工藝相比，它的優(yōu)點(diǎn)是：消化污泥濃度高，反應(yīng)器體積可以縮短 40%以上；耗熱量減少 40%以上；有機(jī)物降解率較高；適合處理有機(jī)物含量較低的污泥；處理后污泥的衛(wèi)生條件好；操作簡(jiǎn)便，易控制。研究是在 863 課題和科技支撐項(xiàng)目的資助下完成，歷史 6 年。目前在我國(guó)南方的污水廠已經(jīng)完成中試（ 圖 2）。中試系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行取得的主要參數(shù)如下： 進(jìn)泥 VSS/SS=0.57，停留時(shí)間 28d，進(jìn)泥含固率 12%時(shí)，污泥的平均 VSS 去除率達(dá)到48.2%；若將所產(chǎn)沼氣用于污泥干化，可獲得含水率 55%的污泥。  圖 2 建成的中試系統(tǒng)3 應(yīng)用說明有機(jī)物含量 40%以上的污泥以及相似有機(jī)物料的厭氧消化。4 效益分析系統(tǒng)投資（熱泵+污泥消化+干化）大約為 18 萬元/噸污泥（ 80%含水率），運(yùn)行費(fèi) 110元/噸污泥（ 80%含水率）左右。5 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或者聯(lián)合推廣。

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)鄔劍波教授以及中科大工程學(xué)院倪勇教授等開展多方合作，提出并設(shè)計(jì)了一種利用原位ChemTEM方法定量研究共組裝納米線之間的固相離子遷移過程的新策略（圖1）。相關(guān)成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》雜志上。