优势寄生蜂种质资源挖掘与评价

林建兴

-/生物与新医药

开展优势寄生蜂种质资源挖掘与评价:寄生蜂(赤眼蜂、平腹小蜂和烟蚜茧蜂)优势种质资源收集、活体保存及复壮,控害潜能评价;烟蚜茧蜂人工扩繁及寄生蜂保存技术研究,解决寄生蜂扩繁和利用效能的共性关键问题,将为高效利用天敌昆虫提供关键技术支撑。研发的关键技术及指标包括:1)寄生蜂优势种质资源质量管理,优势种质资源挖掘、活体保存及复壮;针对不同防治目标害虫需求,为用户提供优质寄生蜂;2)烟蚜茧蜂人工扩繁技术突破;3)寄生蜂控害潜能的评价。寄生蜂是农林害虫生物防治重要的天敌昆虫资源,规模化利用其防治害虫需要人工扩繁,室内繁殖寄生蜂多代以后会出现种质资源退化问题。我国开展卵寄生蜂(赤眼蜂、平腹小蜂)繁殖与应用技术研究已有很长的历史,单一蜂种的产业化扩繁技术已经成熟,但能够活体保存提供二十种以上优质赤眼蜂种的国内只有本所,国外也不多见。不同地理种群平腹小蜂,其野外适应性和控害潜能也有不同,经过评价选出优势种质资源加以利用,更能提高防控效果。研创以提高繁殖效率为技术核心的烟蚜茧蜂规模化人工扩繁技术,降低烟蚜茧蜂饲养成本,为大面积利用该寄生蜂提供技术保障。 项目提出体外培育赤眼蜂和僵蚜(烟蚜茧蜂)的低温储存技术,为延长货架期,适应农业生产害虫生物防治中对寄生蜂的大量需要。目前,通过该项目的研究,目前已申请发明专利7件,实用新型专利1件;发表SCI论文3篇;服务企业20家;活体保存了三种寄生蜂,提出了烟蚜茧蜂大量繁殖的质量控制的技术规程及其在高温条件下(≥28℃)繁殖技术、以及烟蚜人工饲料及烟蚜茧蜂饲养技术。

华南培菌性白蚁种质资源评价及产品质量鉴别

林建兴

-/生物与新医药

培菌性白蚁是具有饲用、医用、生物质能源利用价值及生态调节作用的资源昆虫,具很高的饲用价值,是药用动物穿山甲的主要食物;在抗炎镇痛、抗疲劳、免疫调节等方面具广泛的药理活性,但是目前缺乏深度开发的技术支撑。为了对培菌性白蚁种质资源饲用或药用价值进行创新利用,通过现代生物技术,评价华南培菌性种质资源及加工方式对资源质量的影响进行鉴别,以此提供理论依据和技术支撑,推动广东省特色生物产业的发展。 本项目对培菌性白蚁种质资源进行了调查,结合分子标记和形态特征,对培菌性白蚁进行了鉴定和修订,并分析了白蚁遗传多样性,进一步充实、完善对培菌性白蚁系统发育关系的认识,有助于推动我国土白蚁属乃至大白蚁亚科白蚁的分类学及种质资源评价研究。比较分析了华南优质培菌性白蚁土白蚁和大白蚁的营养成分、纤维素酶活性、代谢产物等,明确了培菌性白蚁的应用价值,为开发培菌性白蚁种质资源提供重要的基础数据及材料。项目中制备的土白蚁干粉可进一步开发成饲料添加剂、营养保健品以及药用活性成分,具有一定的市场应用前景。分析改进了白蚁从室内人工饲养繁殖到白蚁粉加工工艺。并将新工艺应用于珍稀野生动物穿山甲的规模化养殖中,配制出一种以白蚁为主要原料的成年马来穿山甲饲料,饲料易保存,加工方便简单,营养成分高,且易于消化,利于穿山甲的生长发育。申请发明专利4项:更高有益物质含量的白蚁的饲养方法及其饲养的白蚁及应用、一种收集白蚁有翅成虫的方法、一种室内养殖观察白蚁的装置、一种成年马来穿山甲饲料及其制备方法。但是目前培菌性白蚁应用的技术和工艺尚未成熟,仍需进一步挖掘与研发。

荔枝蒂蛀虫引诱剂关键组分的分子筛选与应用

林建兴

-/生物与新医药

我国是荔枝原产国和世界荔枝第一生产大国,占世界总产量约90%。然而,目前我国荔枝出口量并不大,广东作为我国荔枝生产大省,其出口量仅占总产量的5%。主要原因在于随着荔枝种植面积的扩大,荔枝蒂蛀虫(ConopomorphasinensisBradley)为害日趋严重。荔枝蒂蛀虫属鳞翅目细蛾科,是专一性危害荔枝和龙眼的重要害虫。 本项目利用荔枝蒂蛀虫与寄主之间专化并相互依存的特殊关系,研究和开发以嗅觉受体为靶标的荔枝蒂蛀虫生物防治新技术,通过寄主挥发物诱导,筛选对荔枝蒂蛀虫普通气味结合蛋白基因(CsGOBP)和化学感受蛋白基因(CsCSP)具有调控表达的高效的寄主挥发物的有效成分,并优化引诱剂组分和提取合成工艺,探索产业化生产荔枝蒂蛀虫引诱剂的关键技术。 本项目研发针对荔枝蒂蛀虫嗅觉受体靶标的引诱剂本项目通过准确定位害虫嗅觉作用靶标基因确定信息素的主要成分,提供一种昆虫生产高效引诱剂的新方法。根据寄主有效植物挥发物对荔枝蒂蛀虫嗅觉受体的调控表达量的不同确定引诱剂的关键组分。这是一种创制防治荔枝蒂蛀虫安全型“绿色引诱剂”的新思路。建立了以新型引诱剂为主的荔枝蒂蛀虫无公害防治技术体系通过这些关键技术能够减少化学农药的污染,实现荔枝蒂蛀虫的可持续控制,提高荔枝园有害生物管理水平,间接改善荔枝果品品质。 该项目立足于农业的可持续发展,研究开发高效的荔枝蒂蛀虫引诱剂,充分发挥以引诱剂为主的荔枝蒂蛀虫生物防治的各项关键技术。这不仅可以减少化学农药的用量,节省防治费用,而且降低了环境污染,提高了荔枝果品的品质。有利于实现经济、生态和社会效益同步增长,也为农业增产、农民增收、农村繁荣注入强劲动力。

害鼠不育剂新型助剂的开发应用与评价体系

林建兴

-/生物与新医药

多数不育剂难溶于水,在配制药饵时会出现:不育剂的渗透性较差,分散附着不够均匀,使用药物的剂量较大等问题,这不仅造成药物的滥用及浪费,而且影响药饵的适口性,为增强炔雌醚对黄毛鼠的适口性以及对饵料的渗透力,对助溶剂二甲基甲酰胺和二甲基亚砜使用浓度及溶解方法进行优化,通过高效液相色谱法检测助溶剂DMF和DMSO中炔雌醚的溶解度,观察DMF和DMSO溶解的炔雌醚对实验鼠和野外黄毛鼠的不育效果,阐明以助溶剂助溶对炔雌醚不育作用的影响,为溶解性较好的DMF和DMSO药物剂型研制提供依据。以期开发具有充分研究基础和良好应用前景的不育剂配方,实现对农田鼠害的经济、有效、可持续的综合管理。研究结果发现鼠对炔雌醚药饵的取食量要显著低于空白饵料,助溶剂二甲基甲酰胺(DMF)对炔雌醚药饵适口性的影响并不显著,仅在雄性小鼠第二次对DMF-炔雌醚药饵的取食量较炔雌醚药饵要低17%。使用炔雌醚药饵组和DMF-炔雌醚药饵组对雌雄鼠的体重造成显著影响,用药组小鼠体重要显著低于空白饵料组体重。结果表明DMF作为鼠类不育剂的助溶剂,对炔雌醚适口性的改善作用不大。二甲基亚砜(DMSO)降低了炔雌醚的适口性,黄毛鼠取食DMSO-炔雌醚药饵量显著低于空白组和炔雌醚药饵组,黄毛鼠对炔雌醚药饵的取食量与空白组差异不显著,取食DMSO-炔雌醚药饵黄毛鼠体重较取食空白饵料相比显著减少。DMF和DMSO均可提高炔雌醚的渗透力,从而提高药饵的药效作用。

传粉鸟类生态恢复的关键技术集成与应用

林建兴

-/生物与新医药

传粉是植物有性生殖中的一个关键阶段。植物与传粉者之间相互作用的研究在生物多样性保护和农业上有重要的应用价值。鸟类是森林生物多样性的重要组成部分和环境质量的重要评价指标。 本项目围绕传粉鸟类生态恢复共性技术薄弱、技术集成不配套、关键技术产业化水平低等难题,开展传粉鸟类生态恢复关键技术应用基础研究,并以此为突破口,建立支撑传粉鸟类生态景观建设的集成技术体系并做出示范。利用自动感应录像技术,开展传粉鸟类与相关植物的物种多样性调查,不仅可以探索网络互作关系,而且可以为鸟类与乡土植物资源利用的实践服务;运用生态网络分析技术,探讨传粉鸟类与植物之间的依存关系,有助寻找适宜鸟类生存的植物环境,为鸟类资源的保护和恢复提供科学依据;应用生态景观建设技术,通过合理配置开花植物、吸引传粉鸟类,构建花鸟生态景观,可以增加森林生态景观的动感。 利用UCINET构建的南岭山地鸟类-植物传粉的互惠网络结构表现出以下特点:(1)互惠网络具有嵌套的结构特征,嵌套结构表现出功能性的冗余。(2)互惠网络在连接数目和连接强度上呈现不对称性,有利于加强生物多样性的续存。(3)互惠网络表现出模块化特征。模块内物种的连接较为紧密,而模块间的连接则较为松散。研究结果有利于今后鸟类-植物传粉生态景观设计的构建。同时仍亟需开展大尺度群落动态的研究,为探索不同时间尺度、不同物种多样性水平上的传粉网络的生态学机制。 本项目建立支撑传粉鸟类生态景观建设的集成技术体系并做出示范。运用生态网络分析技术,分析了传粉鸟类与植物之间的依存关系,有助寻找适宜鸟类生存的植物环境,为鸟类资源的保护和恢复提供科学依据。

应对出口需求的柑橘病虫控制关键技术研究

林建兴

-/生物与新医药

受柑橘黄龙病的影响,美国的柑橘产量已显著减少。为满足美国市场的需要,美国政府计划进口宽皮类柑橘果品。作为世界柑橘种植面积最大的国家,中国是其重点考虑的进口国。广东是中国柑橘的主产区之一,根据最新的广东省统计年鉴,广东柑橘种植面积425万亩,其中宽皮柑橘(如砂糖橘等)种植面积达370万亩,且品味优良,声誉远播,出口有其独特优势。 项目成果为后续田间防控以及检验检疫决策提供了基础数据和科学依据;发现甲基丁香酚对柑橘大实蝇有拒避作用及利用中华甲虫蒲螨可防治柑橘木虱;开发的柑橘病虫害防治技术体系能减少和避免环境污染与生态破坏,改善柑橘商品外观品质,提升柑橘出口的市场竞争力。 果蔬国际贸易中,实蝇风险评估是贸易国双方无法回避的一个关注点。该项研究通过系统深入调查,掌握了橘园实蝇多样性特征,优势种的季节动态,田间实际为害等情况。提高了广东省柑橘实蝇类害虫在国际社会的透明度,同时,为后续实蝇防控以及检验检疫措施提供了基础数据和科学依据。 项目开发出的以捕食螨、矿物油乳剂与无机铜制剂混和使用、实蝇诱/拒技术,新型诱蝇球装置组合等专利技术为基础的柑橘病虫害防治技术体系也是其它柑橘产区急需的共性技术。该技术能减少和避免环境污染与生态破坏,改善柑橘商品外观品质,提升柑橘出口的市场竞争力。 项目成果中的实蝇多样性调查工作为政府管理部门的相关决策提供参考依据。项目开发的以捕食螨、矿物油乳剂与无机铜制剂混和使用、实蝇诱/拒技术,新型诱蝇球装置组合等专利技术为基础的柑橘病虫害防治技术体系下一步将在广东省及其它省份的柑橘产区推广应用。项目技术处于初始研发阶段,尚未进入转化应用。

花生害虫综合防控新技术研究与示范

林建兴

-/生物与新医药

花生既是重要的经济作物也是营养价值很高的蛋白植物,在农业生产中占有重要地位。我省是我国花生种植的主要省份之一,占全国花生总面积20%以上。在我省开展花生害虫的综合防控技术研究具有重要意义。 本项目利用研究团队所在实验室在昆虫病原线虫研究与应用方面的研发积累、自主核心技术和科技成果(包括2项获奖成果和10个发明专利),研究以昆虫病原线虫为主的环保型制剂对花生害虫进行综合防控的实用技术,并开展应用示范,促进我省花生产业的发展,为构建我省农产品的质量安全体系、跨越国际绿色堡垒、重铸消费者信心提供基础,项目的研究有利于促进环境和生态建设,发展我省的绿色杀虫制剂产业。 本项目成果技术成熟,适用性广,应用昆虫病原线虫与低毒杀虫药剂相结合可有效防控花生的主要地下害虫,该技术的应用对人类及环境安全。 项目研究成果在我省广州增城、佛山三水等地示范推广,主要防治花生地蛴螬,2017-2018年防治面积2年累计500亩,每季施用昆虫病原线虫及增效药剂一次,对蛴螬防治效果80%以上,有效地控制了花生地蛴螬及其他害虫的危害,减少了50%的农药用量,相比化学农药处理不减产,提高了技术应用示范单位花生的价值,对无公害花生的生产发挥了良好的作用。应用以昆虫病原线虫为主的花生虫害综合防控技术的成果需要更多的资金来开展推广应用,因此既需要省科技厅加大资助力度,又需要通过与企业合作共同应用,以促进我省的花生产业及绿色杀虫制剂产业的发展。

抗蜂螨转基因蜜蜂新品种的培育

林建兴

-/生物与新医药

蜜蜂是重要的经济昆虫,螨害是养蜂业最大的威胁,严重依赖化学药剂治理。化学杀螨剂过度使用导致蜜蜂抗药性倍增,污染蜂产品,严重影响蜂产品的收成和质量。养蜂业呼唤环境友好型防控蜜蜂螨害的共性技术。本研究针对蜜蜂螨害的安全防控问题,利用昆虫转基因生物技术和首次自主分离抗螨蛋白构建抗螨转基因蜜蜂,组建蜜蜂螨害可持续控制技术体系,为国内外蜂业市场商业化培育转基因蜜蜂新品系,建立绿色蜂产品和转基因蜜蜂生产基地。  利用昆虫转基因生物技术构建抗螨转基因蜜蜂,组建蜜蜂螨害的可持续控制技术体系,商业化培育转基因蜜蜂新品系供应国内外蜂业市场,建立绿色蜂产品和转基因蜜蜂生产基地。项目的研究将从源头上保证蜂产品的安全生产,提高蜂产品在国内外市场的竞争力,促进蜂农增收和出口创汇、带动新农村建设,同时保证传粉蜜蜂的生物安全。   基于蜜蜂在人类生存中的重要性,针对蜜蜂产业关键共性技术问题,面向转基因生物的潜在市场,探索昆虫转基因技术构建抗螨转基因蜜蜂。国际上未见有探索抗螨转基因蜜蜂的同类技术。本项目实施选择的技术路线和关键技术达到国际同行中的先进水平,并且在原有基础上有创新技术,首次发现粘质沙雷氏菌的几丁质酶对狄斯瓦螨的防控作用。 项目的完成是安全有效、可持续控制蜜蜂螨害的突破性进展,也为转基因生物的产业化积蓄技术。这些共性问题的解决不仅从源头上保证蜂产品的安全生产,提高蜂产品在国内外市场的竞争力,促进蜂农增收和出口创汇、带动新农村建设,同时,保证传粉蜜蜂的生物安全,更重要的是转基因蜜蜂的商业化将促进我省生物产业的升级。

中蜂健康高效科学养殖技术的推广与示范

林建兴

-/生物与新医药

养蜂业是现代农业重要的组成部分,具有维护生态平衡、促进农作物增产的生态效益和经济效益;同时,蜂产品为天然的保健品,对消费者具有营养保健作用;其次,养蜂业也是山区农户利用本地资源发展经济的一项脱贫致富的养殖业,具有典型的社会效益。随着自然资源的匮乏,导致蜜蜂营养不充足,造成蜜蜂繁殖力差、群势弱、生产力低;蜜蜂体质差多病,而用抗生素防治,造成产品安全问题。由于养蜂户多地处山区,年龄偏大,技术为家庭传承,对新的养蜂技术信息不了解、不掌握。针对以上问题,本项目深入调查了广东省蜜粉源植物分布和中蜂蜂群饲养数量;初步开展了抗逆性抗病性强的选育调查与前期工作;设计了一款高效饲养的蜂箱;项目执行期间发表相关的学术论文3篇,申请受理专利1项,项目编写培训手册1本,进行中蜂健康高效科学饲养技术培训与现场指导;开展培训班7期,培训人数达到800人;项目优化改进蜜蜂饲养管理综合技术,使欧洲幼虫病发病率降低15%;项目在丰顺县、蕉岭县、龙门县建立了3个示范基地,进行技术推广;示范蜂场蜂产品中抗生素残留合格率达到98%以上,蜂群群势增加15%以上,蜂蜜产量增加10%以上。以龙门县养蜂基数为7万群,在本项目实施及辐射范围,蜂群数量从7万群上升为9.2万群,每群蜂蜜增产10斤,每斤蜂蜜价格上升10元,蜂蜜新增销售收入220万;部分蜂农掌握了健康高效饲养技术,繁殖蜂群进行销售,销售价格平均每群400元,至少可以销售1万群,卖蜂群新增销售收入400万;其次,蜂产品(旧巢脾和巢蜜),新增销售收入130万元;累计新增销售收入750万元。相关技术获得了广东省农业技术推广二等奖。本项目从中蜂生物学角度出发,改造传统中蜂蜂箱及推广应用蜂箱支架,补足蛋白质饲料,其中涉及的蜂箱、支架、饲料配方等技术具有创造性与先进性,本技术属于原始性创新及初期研究阶段,研究成果水平国内领先的地位。通过本项目的实施,不仅推广了中蜂健康高效科学饲养技术,而且提高了蜂产品的品质,具有典型的社会效益和经济生态效益。

天敌昆虫草蛉优势种质资源挖掘与评价

林建兴

-/生物与新医药

草蛉作为天敌昆虫应用于农林害虫生物防治,其应用前景十分广阔。但由于草蛉幼虫具有自相残杀的习性,在集中饲养时,即使在饲料充足的情况下,尚未能完全避免自相残杀。而且,人工饲料繁殖技术尚有待深入研究,目前主要使用米蛾卵饲养草蛉,如何控制饲养成本也是一个关键问题。此外,草蛉在野外应用的控害效果如何,也要进行进一步的评估。因此,天敌昆虫草蛉优势种质资源挖掘与评价工作意义重大。项目开展以质量控制为核心的草蛉规模化人工扩繁技术研究,通过投入产出量化指标研究,以降低草蛉饲养成本;利用“以虫治虫”的生物防控方法防治目标害虫,具有安全、有效、可持续控制的优点,还可以避免产生因使用化学农药带来的环境污染和杀死天敌的负面影响。新菠萝灰粉蚧是剑麻的重要害虫,剑麻多在干旱地区栽种,水源缺少,化学防治难度大,利用草蛉有效地防治新菠萝灰粉蚧,可达到事半功倍的效果。扶桑绵粉蚧、螺旋粉虱食性杂、为害植物种类多,特别是作为果树、园林绿化植物害虫,利用草蛉对两种害虫进行生物防治,具有明显的技术优势。草蛉在水稻、水果、茶叶和蔬菜安全生产过程的害虫控制也有较强的优势。因此,天敌昆虫草蛉优势种质资源挖掘与评价有利于促进我省的生态环境建设,为农产品安全提供技术支撑,具有明显的社会效益和经济效益。

2型糖尿病灵长类动物模型研发平台建设

林建兴

-/生物与新医药

目前,糖尿病及其并发症药物研发已成为全球研发的热点,为了解决2型糖尿病(T2DM)创新药物在临床前发病机理及药物筛选研发中的问题,诸多研究人员通过多种方式已建立了一系列的糖尿病动物模型,在某种程度上,呈现了糖尿病的表型(如高血糖症),但在这些非灵长类动物模型和人类之间的基因启动子和相关的表型之间存在着显著的差异。而非人灵长类动物(NHP)在基因、生理、生化指标和解剖学等方面都比其他动物更接近人类。T2DM灵长类动物模型与人类疾病有相似的生理与病理特征。T2DM灵长类动物模型还能减少人类与动物模型在糖尿病基因启动子和相关表型上的差异,灵长类动物比啮齿类动物有较长的生命周期,能够充分观察和研究动物的糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢的异常和胰腺、肝脏等组织的病理学改变,以及由高脂血症、糖尿病引发的各种并发症。目前,T2DM非人灵长类动物模型已被认为是研究糖尿病发生、发病机制、风险因子及T2DM并发症最理想动物模型。此外,由于它还能为创新糖尿病药物的发现提供十分重要的临床前信息,现已应用于创新治疗方法及药效评价研究。因此,建立完善的T2DM灵长类动物模型研究平台对于未来糖尿病发病机制及药物开发研究都至关重要。 技术的创造性与先进性:本项目创造性地采用灌胃技术将半流质膳食给喂动物获得动物模型并已申请3项发明专利,技术具有一定的先进性,已获得符合人类病理、生理特点的、不同发病进程的中老年T2DM食蟹猴模型1只,中老年前驱T2DM模型9只,21只不同高脂血症类型的食蟹猴模型21只,动物脉粥样硬化动物食蟹猴模型2只,动脉粥样硬化前期动物1只;首次获得不同发病程度的干性AMD食蟹猴模型7只,获得脉络膜凹陷(FCE)食蟹猴模型1只,为相关疾病研究提供了理想的灵长类动物模型来源。 适用范围:2型糖尿病模型、相关疾病发病机理及相关创新药物开发研究,适用范围和安全性项目技术较成熟。

蜂窝状三维立体整体空芯机织增强复合材料的成型技术

贾江鸣

-/新材料

空芯结构复合材料具有高的能量吸收能力,隔音、隔热性能突出、同时具有重量轻、坚韧性好、比强度和比刚度高、耐冲击等优点,其应用极为广泛,如聚合泡沫体和蜂窝结构被广泛用作电子元件或者易碎货物的包装和衬垫材料,以吸收在运输途中产生的冲击能量。高强度的空芯结构复合材料则在航空、航天、运输工具、土建等许多领域应用,主要用作能量吸收体和代替钢材的结构材料减轻重量使用。目前全世界主要飞机制造公司生产飞机的地板、机冀等构件大都采用全复合材料夹芯结构。 常用的芯材加工方法是将轻金属屑箔(如铝箔)、玻璃布、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、塑料片、牛皮纸、棉布等片状材料浸渍树脂后有规则地交叉胶接叠层,之后在厚度方向拉伸就形成了空芯结构的芯子。空芯结构的网格形式有正六边形、正方形、菱形等;也可预先把片状材料加工成波纹形状,再进行层间胶接。上述方法制作工艺简单,但获得的空芯复合材料整体性差,层间强力较低,即粘接处相对薄弱,特别是当这种材料受到剪切应力作用或在高温高湿高压环境下,很容易在粘接处开裂。为此,世界各国都在致力于采用特殊的纺织结构来研制空芯整体结构纺织复合材料。采用蜂窝状三维立体整体空芯机织物作用增强材料,通过与树脂复合固化成型最终研制成功蜂窝状三维立体整体空芯机织物增强复合材料。

PTFE/PU共同拉伸弹性膜的研制及产业化

贾江鸣

浙江理工大学/新材料

聚四氟乙烯(PTFE)薄膜具有独特微孔结构和优异化学稳定性能,经层压覆膜后制备的特种服装面料和环保除尘滤布性能优异,市场潜力巨大。本项目经过多年的研究攻关,通过控制PTFE脱脂条件、分段控温和接触固化分别解决了PTFE基带/PU粘结、扩幅和固化等难点,形成了PTFE/PU弹性膜生产技术,弹性膜与纺织品复合后不需再涂层,克服了涂层缺陷,在薄膜生产技术上有重大创新;研制了弹性膜固化用接触热辊及配套设备,突破了传统烘箱热定型的技术瓶颈;采用研制的层压新设备,实现了薄膜上胶新工艺,实现了与针织布、非织造布等材料的复合,形成了产品加工设备和工艺技术,发明了层压织物、薄膜复合保暖材料、薄膜复合弹性针织布等新产品,实现了产品防水、透湿和防风等性能的统一,突破了薄膜在特种服装面料和环保除尘滤布应用的技术瓶颈,突破了国外技术封锁和产品垄断,覆膜滤布的除尘效率高达99.99%,粉尘排放浓度低于6mg/m3,远低于国标规定的50mg/m3,产品可广泛用于火电厂、冶炼厂、垃圾焚烧厂等的高温烟尘处理以及高清洁度要求的电子加工行业、食品行业和医药行业等。曾获国家技术发明二等奖、浙江省科学技术一等奖、中国纺织工业联合会科技一等奖。

SBR橡胶基柔性屏蔽材料制备工艺研究

况淑青

-/新材料

该项目属于高分子与复合材料技术领域,是一种复合型屏蔽材料的技术研究。SBR柔性屏蔽材料是一种以耐辐照的高苯-丁苯橡胶为基体的屏蔽材料,通过密炼(或开炼)工艺,利用合理的多组添加剂改善胶料的理化性能,并用混炼工艺将铅粉或碳化硼粉均匀弥散在高苯-丁苯橡胶基体中。此类材料可任意塑形,不仅有着良好的屏蔽性能,而且具有极好的韧性、结构适应性和耐辐照老化性;同时该产品不含硫,可在核电领域安全使用。是屏蔽材料领域的一项重要进步。本项目首次提出在制备柔性屏蔽材料的分子交联反应中,采用“过氧化”方法替代传统的“硫代”方法,排除了橡胶中的含硫组分;采用丁苯橡胶和加入高苯苯乙烯,通过经济可行的办法显著提高了材料的耐辐照老化性能;采用特殊的添加剂对橡胶进行改性,使丁苯橡胶得硬度从70度降低到43度左右,显著提高了材料的柔韧性;通过对胶料的多次改性,使胶料中固体粉末的填充量达80%以上,比国内外现有的拉丝纤维方法和化学接肢方法有更高的固含量和更好的屏蔽效果。中国核动力研究设计院拥有1项自主知识产权,“橡胶基柔性屏蔽材料及其制备工艺”已获国家发明专利(ZL200910059052.5。)SBRγ射线屏蔽材料的主要技术指标如下:铅含量大于75%,硬度小于46度(邵尔A),密度为4.13g/cm3,力量最大值为4.33Kgf,拉伸强度为3.10MPa,拉断伸长率大于650%,铅当量大于0.3mmPb。SBR中子射线屏蔽材料的主要技术指标如下:碳化硼含量大于30%,硬度小于45度(邵尔A),密度为1.3g/cm3,力量最大值为3.5Kgf,拉伸强度为2.0MPa,拉断伸长率大于650%,热中子减弱倍数3.4倍/mm。利用本成果技术制作的防护服已在秦山三期、大亚湾和红沿河等核电站、研究堆和防化部队等领域得到应用。目前射线防护服已销售出500多套,产值400多万元。各种型号屏蔽材料100多张,产值200多万元。另外该材料可推广应用于管道、阀体、异形空间和不规则接口处的射线屏蔽。该成果的技术水平属国内领先。

天然气干法脱硫废剂资源化利用技术研究与应用

黄瑛

-/资源与环境

“天然气干法脱硫废剂资源化利用技术研究与应用”是中国石油天然气股份公司西南油气田分公司2013年1月-2014年12月期间科学研究项目。本项目针对天然气净化中干法脱硫废剂无害化处置难题而设立。二、技术原理与性能指标1、技术原理天然气干法脱硫废剂主要成分为各种形态硫以及氧化铁,因此,可通过高温焙烧氧化实现脱硫废剂中硫、铁分离,借助现有工艺生产装置,实现硫、铁回收利用,达到废剂无害化处置。2、性能指标(1)实现脱硫废剂无害化处置,无二次污染,不存在后期安全隐患。三、技术的创造性与先进性1、通过添加助剂及物料配比优化解决了烧结砖强度低和易泛霜难题,首次利用天然气干法脱硫废剂制备的烧结砖抗压强度达到MU15等级。通过选择合适的胶结剂解决了免烧砖强度低难题,制备的免烧砖达到国家规定的作为承重砖的技术标准要求,并就脱硫废剂制备免烧砖申请了国家发明专利。2、根据脱硫废剂组分,通过技术改进,实现了脱硫废剂掺烧期间硫铁矿沸腾炉稳定运行。3、攻克了掺烧制水泥过程中尾气硫排放超标难题,实现了脱硫废剂掺烧制水泥资源化利用。该成果在无害处置基础上,实现了脱硫废剂资源化利用,总体达到国际先进水平。四、技术的成熟度适用范围和安全性1、技术的成熟度本项目经过室内研究、现场试验,所开发的脱硫废剂掺烧制硫酸及水泥两相技术已经成功推广应用。2、适用范围该成果主要针对天然气净化过程中所产干法脱硫废剂处置,同时,对天然气勘探开发过程所产其它固废无害处置具有借鉴意义。五、应用情况及存在问题脱硫废剂掺烧制水泥技术已经在两家水泥厂成功应用,共掺烧脱硫废剂2800余吨,脱硫废剂掺烧制酸在1家冶金厂成功应用,共掺烧脱硫废剂400余吨。目前,两项技术推广应用良好,都未对原产品质量及装置稳定运行造成影响。

基于生物传感器的农药残留检测仪开发与推广示范

徐大为

-/现代农业

在我国,农产品中农药残留量过高,严重危害到国民健康。发达国家对进口农产品设定的检测标准也日趋严格,严重影响到我国农产品的出口。随着经济发展和人民生活水平的提高,“安全”、“健康”成为民众食品消费的主题。为此,加速健全农产品质量安全保障体系、建立有效的监督检测机制已成为我国目前食品安全管理的首要任务。由于我国检测部门普遍使用的快速检测仪器检测灵敏度低、取样量大、检测时间长,不利于现场检测和推广普及,迫切需要一种快速、高效的农药残留检测仪器。因此,发展可靠、便携、精确的农产品快速安全检测技术和产品有着广阔的市场前景。在这样的背景下,我们2010年开始了相关内容的研究,天津农学院工程技术学院(当时的名称为机电工程系,下同)在2011年底以主持人为张伟玉教授提出了基于生物传感器的农药残留检测仪开发与推广示范的国家星火计划项目申请,得到了国家科技部的批准,2012年10月18日颁发了立项证书,项目号:2012GA610032。(二)技术原理及性能把含有抗原或抗体生物膜固定在石英晶体土,抗原与抗体结合后生物膜的质量会发生的变化会引起石英晶体谐振频率的变化,以此原理开发出了能够对有机氯、有机磷等杀虫和杀菌剂进行检测的压电晶体式生物传感器,进行传感器测量电路及测量方法的设计和优化后,最终开发出具有自主知识产权的、符合国标《GB5009.199-2003》和农业部《NY/T761-2008》标准的农药残留快速检测仪。对甲胺磷、氧化乐果、敌敌畏和西维因的检出限分别为0.005~0.1、0.005~0.1、0.05~1和0.05~5(mg/kg)(三)技术的创造性与先进性谐振式传感器的零点输出具有一定的初始频率,测量参数引起的频率变化量比初始频率小很多。怎样高分辨率测量有一定初始频率的小频率增量问题国内外一直未能很好地解决。本项目从高分辨率测量谐振式传感器输出信号入手,对小频率增量的测量方法、逻辑混(差)频器的输入输出特性、频率测量的方法及算法进行了深入研究,并取得以下创新成果:1、提出了一种对压电式生物传感器进行高分辨率测量的方法。2、理论上研究了D触发器差频器的输入输出特性;提出了输入信号需要满足的条件,找出了产生测量误差的主要原因;提出了为减少误差,输入信号与D触发器的连接方式及参考信号的取值范围;通过对测量数据的有机取舍,得到了比较高的测量分辨率。3、理论上研究了逻辑门混频器的混频特性,进行了归类,选出了作为混频器的最佳逻辑门;在此基础上,通过理论分析,提出了基于异或门,仅使用一阶RC滤波器、特性优良的差频电路,并通过实验验证了理论的正确性。4、通过理论分析,提出了一种电路简单、测量分辨率高的连续计数间隔标记的频率测量方法及算法(标记法),并通过实验对理论进行了验证。5、进行了谐振式传感器高分辨率测量方法的比较。使用D触发器对待测信号和参考信号进行差频,以D触发器输出信号的周期为闸门,连续对基准信号进行计数,得到测量数组,对测量数组中的数据进行有机取舍,能得到较高的测量分辨率且电路简单,可供使用谐振式传感器的有高温和高可靠性要求的现场仪器仪表使用;标记法的测量分辨率远远高于混(差)频法,在进行一定的技术实现方法完善后,有望成为一种电路简单、成本低、高分辨率的频率测量方法,应用前景相当广阔。(四)技术的成熟度,适用范围和安全性技术处于小批量试生产阶段,还有许多方面需要完善。能快速、安全的检测果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药的含量,在各级蔬菜检测中心、集贸市场、超市、蔬菜种植基地、饭店等单位对果蔬中的农药残留进行检测。(五)应用情况及存在的问题本项目在已有技术的基础上,进行了技术的理论与实践完善,开发出了能对有机氯、有机磷等杀虫和杀菌剂进行检测的压电晶体式生物传感器,进行传感器测量电路设计,最终开发出具有自主知识产权的农药残留快速检测仪,能快速检测果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药的含量,可广泛应用于蔬菜、水果、茶叶、粮食、水及土壤中的有机磷和氨基甲酸酯类农药残毒含量的检测,特别适用于农业基地和专业户采摘前速测,农贸批发市场、蔬菜配送中心现场速测,超市、菜场、酒楼、食堂、家庭果蔬加工前速测,还适用于农产品无公害监督检测中心、工商局、技术监督局等,社会效益显著。未来几年,国内整个蔬菜水果类农产品农药残留快速检测的年市场规模将稳定在2亿元左右,相信在本项目开发出的仪器进一步完善后,经济效益也将十分巨大。小批量生产了10台仪器,在物美超市、人人乐超市、华润万家超市、红旗农贸批发市场和天津农学院学生食堂等示范基地进行了实际试用,历时2个月,结果表明仪器操作方便,可靠性高。

全钒液流电池储能系统开发及应用

李爱魁

-/新能源与节能

全钒液流储能电池,是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验时,电解液通过泵的作用,由外部储液罐分别循环流经电池的正极室和负极室,并在电极表面发生氧化和还原反应,实现对电池的充放电。通过材料改性、优化结构设计,使全钒液流电池储能系统电堆能量效率达到75%;开发出一体化监控系统,集了电池管理系统和储能变流器控制系统,实现一体化联动控制;开发出全钒液流电池储能应用工程化检测评价技术平台,建立全钒液流电池储能系统指标数据库和评价方法。(1)提出了一种全钒液流电池电极用石墨毡的改性方法,采用空气加热法,结合过氧化氢溶液或芬顿试剂对全钒液流电池电极用石墨毡进行改性,大大增加碳纤维表面的羟基和羧基的数量,提高石墨毡电极表面的润湿性与电化学活性。(2)基于全钒液流电池电解液外置的特点,开发了集成电池管理与能量转换控制于一体,且具备储能系统能效优化功能的全钒液流电池储能监控系统,该系统可准确反映电池SOC大小,并协调控制储能双向变流器功率和电池系统运行能耗。(3)提出了一种以高分子树脂和导电炭黑的均匀混合物为基材,以金属微粒悬浮液为导电剂,采用模压成型工艺兼具高强度和高导电率特性的导电塑料双极板制备方法。国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司研究开发了可提高全钒液流电池电极活性的石墨毡改性技术,优化了电堆结构,使电堆能量效率达到75%以上,在此基础上建设了100kW/2h全钒液流电池储能系统,其中监控系统集成了电池管理系统和储能变流器控制系统,实现了一体化联动控制,提高了系统运行效率。开发了全钒液流电池储能应用工程化检测评价技术平台,建立全钒液流电池储能系统指标数据库和评价方法,完成了全钒液流电池储能系统在分布式发电和微电网的试点应用。全钒液流电池储能系统作为面向电网级储能应用而开发的一种化工型电池储能系统,具有管理简单、单体一致性好、运行安全、功率和容量可以独立设计、使用寿命长等优点,在新能源接入、智能电网建设等领域具有广阔的应用前景。依托崇阳京钒科技有限公司、南通一隆电力设备科技有限公司及武汉未来科技城智能电网综合工程,全钒液流电池储能系统成功应用于分布式风力、光伏发电/微电网中,解决了间歇式电源接入电网带来的冲击,实现了平抑光伏发电的波动、瞬间调频、调压、平衡负载、削峰填谷等作用,提高了供电质量。目前正在蒙东电网末端的薄弱环节建设百千瓦级全钒液流电池储能系统。基于本项目的研究成果和结论,全钒液流电池储能技术研究方面还分别存在以下几个问题有待深入研究:(1)能量效率亟待提高。分析全钒液流电池储能系统中影响能效的各种因素,以及所占权重,从电堆材料分选组合、结构设计、管路系统流场及电场分布、系统热管理、运行控制等方面进行综合能效优化;(2)模块化系统的开发。通过电堆、管路系统、传感元器件和能量转换系统的紧凑型设计,以及各单元的载荷布局和运行协调控制,实现全钒液流电池储能系统作为一个独立电气模块与外界的互联互动,减少了应用现场的基础施工量和时间,增加了储能系统可移动性,还可以通过多模块的有机组合,实现不同功率等级和容量的叠加应用,可扩展储能系统的应用适应性;同时,标准化的储能模块可批量化生产,进而降低单位建设成本,提高系统的性价比,促进全钒液流电池储能系统在分布式储能领域中的应用。(3)预测模型的开发。研究并建立电堆漏电电流、流体分配及电流密度分配数学模型,提高电堆能量效率,发展电堆放大综合性能预测模型;研究隔膜、双极板、反应电极以及液流框等电堆关键材料,在温度、流量、压力等极端使用条件下的性能动态发展规律,发展电堆性能预测模型。(4)高比能量电解液的制备。通过改善优化电解液制备工艺、添加剂的选取以及其他混酸体系的研究,提高电解液浓度,研发高比能量电解液。

共 875 条 前往