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小型化高穩(wěn)定度光頻原子鐘是一項結(jié)合小體積和高穩(wěn)定度優(yōu)點的時頻計量科學儀器設(shè)備，性能指標超越傳統(tǒng)微波原子鐘，基于創(chuàng)新性的研究方案，克服了光晶格鐘和離子光鐘普遍存在的體積龐大、系統(tǒng)復雜的問題，具有巨大的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化能力。該項目已實現(xiàn)基于鈣、銣、銫不同原子體系的小型化高穩(wěn)定度光頻原子鐘。在鈣原子方面，創(chuàng)新性提出熱原子能級轉(zhuǎn)移探測方案被國際著名研究單位廣泛引用效仿。在銣、銫原子方面，通過與國內(nèi)科研機構(gòu)的項目合作，實現(xiàn)了研究成果處于國際先進水平的小型化高穩(wěn)定度光頻原子鐘。

本技術(shù)提出了基于多尺度理論模擬結(jié)合深度機器學習的一整套解決方案，即利用先進多尺度模擬方法精準解析SEI原子結(jié)構(gòu)，建立新一代SEI模型，闡明SEI結(jié)構(gòu)和形成機制，完整構(gòu)建SEI與電池性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，定向設(shè)計符合不同商用條件的新型電解液配方，為開發(fā)新一代高能量密度電池提供可能。 一、項目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、技術(shù)分析 隨著智能手機、筆記本電腦等消費電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，鋰離子電池（Lithium Ion Battery, 簡寫為LIB）已經(jīng)成為最成功的電化學儲能設(shè)備之一，并從根本上影響并改變了人們的日常生活方式。隨著制造工藝的逐步成熟，LIB的能量密度已經(jīng)接近其理論極限。另一方面，可移動電子設(shè)備的快速普及和汽車電動化的蓬勃發(fā)展也不斷要求開發(fā)具有更高能量密度的充電電池以滿足實際使用的需求，而最先進的LIB依然無法完全滿足上述需求。因此，尋找更高能量比的鋰電池電極材料，加快下一代新型鋰電池關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究，已成為制約鋰電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進步的關(guān)鍵問題。鋰金屬電池的能量密度雖足以達到下一代電動車的要求，但其自身的穩(wěn)定性仍令人擔憂，這主要是因為Li金屬的反應(yīng)活性過高，其幾乎可與所有的電解液均能自發(fā)地發(fā)生化學反應(yīng)。在電池的運行過程中，Li電極和電解液之間通過自發(fā)化學反應(yīng)和電化學反應(yīng)導致了固體電解質(zhì)界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。當所形成的SEI結(jié)構(gòu)不均勻時會誘發(fā)電池體積膨脹，此外，充放電過程中鋰的不均勻沉積會導致鋰枝晶的形成，鋰枝晶的不規(guī)則生長會刺穿SEI，導致SEI膜發(fā)生破裂，并產(chǎn)生死鋰，降低鋰金屬電池庫倫效率；更嚴重的是，鋰枝晶的不斷生長會刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部的短路，導致火災(zāi)和爆炸等安全事故，大大縮短了電池的使用壽命，嚴重阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。因此，SEI對LMB的性能具有至關(guān)重要的影響。良好且穩(wěn)定的SEI可以阻止（或者大幅度減緩）負極界面上反應(yīng)的持續(xù)發(fā)生，起到保護Li電極的作用。針對下一代高穩(wěn)定性鋰金屬電池設(shè)計中存在的關(guān)鍵問題，結(jié)合國際研究進展與本團隊前期研究基礎(chǔ)，我們提出了基于多尺度理論模擬結(jié)合深度機器學習的一整套解決方案，即利用先進多尺度模擬方法精準解析SEI原子結(jié)構(gòu)，建立新一代SEI模型，闡明SEI結(jié)構(gòu)和形成機制，完整構(gòu)建SEI與電池性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，定向設(shè)計符合不同商用條件的新型電解液配方，為開發(fā)新一代高能量密度電池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相關(guān)自動化軟件已開發(fā)完成并交付使用，且具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，可用于國內(nèi)外上游電池生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)積累原始電池性能數(shù)據(jù)，大范圍篩選有效電解液組分，指導下一代高能量密度鋰電池研制。 我們的技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新主要表現(xiàn)在： 1）首次在電池體系中實現(xiàn)了QM與MM的混合模擬與混合加速； 2）在電池體系模擬中實現(xiàn)了開放電子體系對電化學反應(yīng)的熱力學和動力學預測； 3）在保證精度的前提下，實現(xiàn)了在納米尺度上對真實的實驗SEI結(jié)構(gòu)直接模擬； 4）通過耦合深度機器學習，實現(xiàn)了電解液組分大范圍篩選與性能優(yōu)化。

研究人員創(chuàng)造性地運用了可積模型以及低維量子場論的研究手段，通過嚴格的計算，分析了由一維接觸相互作用玻色氣體實現(xiàn)的量子熱機循環(huán)，得到了熱機效率、功率等主要參數(shù)的解析表達式。作者針對冷原子物理實驗的特點，提出了通過調(diào)控原子之間相互作用強度實現(xiàn)量子熱機循環(huán)的構(gòu)想，理論上證實了相互作用調(diào)控可實現(xiàn)和原先人們熟知的磁熱、壓熱效應(yīng)類似的一種全新的量子熱效應(yīng)。基于

1. 痛點問題 本項成果涉及新型疫苗的設(shè)計與應(yīng)用，具體涉及生物大分子藥物及疫苗的研發(fā)過程中的抗原精準設(shè)計。 2. 解決方案 基于AI的大分子藥物及疫苗抗原設(shè)計。

中國發(fā)明專利ZL202210046308.4：采用無乳化劑、無有機交聯(lián)劑的微流控法制備規(guī)整球形的海洋高分子微球，微球?qū)嵭幕蚩招摹⒘剑?00納米-50微米）、微觀結(jié)構(gòu)可控可調(diào)，可作為吸附材料、藥物香精等載體材料的應(yīng)用。

首先，一種大頭基的表面活性劑(DEAB)可以與反電荷的多頭配體(TPE-BPA)得到一種納米尺寸的無規(guī)配位簇，而后金屬離子(Zn2+)的加入則可迅速使之交聯(lián)形成無定形的白色沉淀物。通過自發(fā)的結(jié)塊過程，沉淀中的分子可進一步發(fā)生重排運動，并使其由白色粉末狀的固體在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)變形成透明且可自支撐的薄膜材料。

北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院生物光學影像實驗室長期開展熒光分子影像研究，在二維和三維熒光分子影像方面積累了豐富的技術(shù)基礎(chǔ)。在自有核心技術(shù)的支撐下，充分調(diào)研市場需求，自主研發(fā)了熒光分子影像儀產(chǎn)品Fluoracle。 熒光分子影像可直接在活體上提供細胞和分子水平上的二維和三維定量和特異性成像，突破了傳統(tǒng)的切片觀察手段的局限，為動植物疾病機理研究、藥物動力學和毒理評估、生物和醫(yī)用材料在體評估、疾病預測等領(lǐng)域提供了革命性的全新研究手段。 主要性能指標：三維定量和分析生物發(fā)光、熒光三維定量（~1mm高空間分辨率）和自動分析三維輪廓拓撲精度500um反射自發(fā)熒光扣除光譜分析算法自動扣除自發(fā)熒光干擾透射掃描均一成像自定義拓撲透射均一成像去除自發(fā)熒光干擾相機傳感器sCMOS量子效率500-700nm>85%； 400-900nm>30%成像像素2064x2056可檢測最小發(fā)光70 photons/s/sr/cm2視野3.9cmx3.9cm ~ 23x23 cm光源氙燈激發(fā)熒光濾光片8~16選配熒光濾光片8~16選配成像密室空間40x50x35cm（寬x深x高）成像系統(tǒng)空間120x60x90cm（寬x深x高）