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小型化高穩(wěn)定度光頻原子鐘是一項(xiàng)結(jié)合小體積和高穩(wěn)定度優(yōu)點(diǎn)的時(shí)頻計(jì)量科學(xué)儀器設(shè)備，性能指標(biāo)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(fù)雜的問(wèn)題，具有巨大的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化能力。該項(xiàng)目已實(shí)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(jí)轉(zhuǎn)移探測(cè)方案被國(guó)際著名研究單位廣泛引用效仿。在銣、銫原子方面，通過(guò)與國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目合作，實(shí)現(xiàn)了研究成果處于國(guó)際先進(jìn)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(jī)器學(xué)習(xí)的一整套解決方案，即利用先進(jìn)多尺度模擬方法精準(zhǔn)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(jī)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(jì)符合不同商用條件的新型電解液配方，為開(kāi)發(fā)新一代高能量密度電池提供可能。 一、項(xiàng)目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、技術(shù)分析 隨著智能手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，鋰離子電池（Lithium Ion Battery, 簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)IB）已經(jīng)成為最成功的電化學(xué)儲(chǔ)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(dòng)電子設(shè)備的快速普及和汽車電動(dòng)化的蓬勃發(fā)展也不斷要求開(kāi)發(fā)具有更高能量密度的充電電池以滿足實(shí)際使用的需求，而最先進(jìn)的LIB依然無(wú)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(jìn)步的關(guān)鍵問(wèn)題。鋰金屬電池的能量密度雖足以達(dá)到下一代電動(dòng)車的要求，但其自身的穩(wěn)定性仍令人擔(dān)憂，這主要是因?yàn)長(zhǎng)i金屬的反應(yīng)活性過(guò)高，其幾乎可與所有的電解液均能自發(fā)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在電池的運(yùn)行過(guò)程中，Li電極和電解液之間通過(guò)自發(fā)化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致了固體電解質(zhì)界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。當(dāng)所形成的SEI結(jié)構(gòu)不均勻時(shí)會(huì)誘發(fā)電池體積膨脹，此外，充放電過(guò)程中鋰的不均勻沉積會(huì)導(dǎo)致鋰枝晶的形成，鋰枝晶的不規(guī)則生長(zhǎng)會(huì)刺穿SEI，導(dǎo)致SEI膜發(fā)生破裂，并產(chǎn)生死鋰，降低鋰金屬電池庫(kù)倫效率；更嚴(yán)重的是，鋰枝晶的不斷生長(zhǎng)會(huì)刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部的短路，導(dǎo)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(yán)重阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。因此，SEI對(duì)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(fù)極界面上反應(yīng)的持續(xù)發(fā)生，起到保護(hù)Li電極的作用。針對(duì)下一代高穩(wěn)定性鋰金屬電池設(shè)計(jì)中存在的關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)合國(guó)際研究進(jìn)展與本團(tuán)隊(duì)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(jī)器學(xué)習(xí)的一整套解決方案，即利用先進(jìn)多尺度模擬方法精準(zhǔn)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(jī)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(jì)符合不同商用條件的新型電解液配方，為開(kāi)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(dòng)化軟件已開(kāi)發(fā)完成并交付使用，且具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可用于國(guó)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(dǎo)下一代高能量密度鋰電池研制。 我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新主要表現(xiàn)在： 1）首次在電池體系中實(shí)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(shí)現(xiàn)了開(kāi)放電子體系對(duì)電化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)； 3）在保證精度的前提下，實(shí)現(xiàn)了在納米尺度上對(duì)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)SEI結(jié)構(gòu)直接模擬； 4）通過(guò)耦合深度機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)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(yùn)用了可積模型以及低維量子場(chǎng)論的研究手段，通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，分析了由一維接觸相互作用玻色氣體實(shí)現(xiàn)的量子熱機(jī)循環(huán)，得到了熱機(jī)效率、功率等主要參數(shù)的解析表達(dá)式。作者針對(duì)冷原子物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，提出了通過(guò)調(diào)控原子之間相互作用強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)量子熱機(jī)循環(huán)的構(gòu)想，理論上證實(shí)了相互作用調(diào)控可實(shí)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(diǎn)問(wèn)題 本項(xiàng)成果涉及新型疫苗的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，具體涉及生物大分子藥物及疫苗的研發(fā)過(guò)程中的抗原精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 2. 解決方案 基于AI的大分子藥物及疫苗抗原設(shè)計(jì)。

中國(guó)發(fā)明專利ZL202210046308.4：采用無(wú)乳化劑、無(wú)有機(jī)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(wú)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(wú)定形的白色沉淀物。通過(guò)自發(fā)的結(jié)塊過(guò)程，沉淀中的分子可進(jìn)一步發(fā)生重排運(yùn)動(dòng)，并使其由白色粉末狀的固體在短時(shí)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(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院生物光學(xué)影像實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期開(kāi)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(chǎng)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(xì)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(dòng)植物疾病機(jī)理研究、藥物動(dòng)力學(xué)和毒理評(píng)估、生物和醫(yī)用材料在體評(píng)估、疾病預(yù)測(cè)等領(lǐng)域提供了革命性的全新研究手段。 主要性能指標(biāo)：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(dòng)分析三維輪廓拓?fù)渚?00um反射自發(fā)熒光扣除光譜分析算法自動(dòng)扣除自發(fā)熒光干擾透射掃描均一成像自定義拓?fù)渫干渚怀上袢コ园l(fā)熒光干擾相機(jī)傳感器sCMOS量子效率500-700nm>85%； 400-900nm>30%成像像素2064x2056可檢測(cè)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）