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哈爾濱工程大學(xué)超連續(xù)譜寬波段可調(diào)諧激光測試系統(tǒng)采購項目競爭性磋商

仿生表面織構(gòu)起源 傳統(tǒng)摩擦學(xué)認(rèn)為光滑表面具有較低摩擦力和磨損，反之，非光滑表面會帶來較大的摩擦力和磨損。而自然界進化過程中，某些生物的表面微觀結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的自潤滑和抗磨減磨性能，如鯊魚皮表面微溝槽表現(xiàn)的超低流體阻力，穿山甲表面微結(jié)構(gòu)的優(yōu)異耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其機理，則可進行工業(yè)應(yīng)用。 鉆頭軸承及壓裂泵柱塞密封系統(tǒng)仿生織構(gòu)潤滑減磨設(shè)計及應(yīng)用 織構(gòu)化鉆頭軸承 鉆頭作為破碎巖石形成井眼的重要工具之一，在高溫高壓、沖擊動載及貧脂潤滑的惡劣環(huán)境下，其核心部件鉆頭滑動軸承易發(fā)生黏著磨損從而最終導(dǎo)致鉆頭整體失效破壞，亟需降耗增壽的新技術(shù)來為其安全、可靠使用和延壽經(jīng)濟運行保駕護航。 發(fā)明了基于多物理場耦合的超快激光精準(zhǔn)高效制備的冰霜輔助超快激光刻蝕分束技術(shù)（US17026096，ZL202011229792.1），形成了鉆頭軸承軸徑曲面仿生織構(gòu)的納秒/皮秒的激光加工與表征評價方法；目前正在與中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所和中石化江鉆石油機械有限公司開展鉆頭軸承織構(gòu)工業(yè)化的超快激光加工與質(zhì)量檢測流水線建設(shè)和現(xiàn)場應(yīng)用研究測試，可滿足織構(gòu)化鉆頭2000支的年產(chǎn)量需求。 建立了織構(gòu)鉆頭軸承潤滑減磨性能優(yōu)化設(shè)計的理論研究與實驗測試評價方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系數(shù)、磨損量、油膜厚度、溫升和無量綱承載能力等為評價指標(biāo)，基于理論研究、單元實驗和全尺寸的臺架實驗，模擬測試工況下初步優(yōu)選的圓形、橢圓形、人字形溝槽織構(gòu)可使鉆頭軸承減磨性能和壽命提升50%以上。 織構(gòu)化柱塞密封系統(tǒng) 柱塞動密封系統(tǒng)是油氣增產(chǎn)壓裂作業(yè)實施中壓裂泵裝備的關(guān)鍵部件之一，其在超高壓、沖擊動載及交變往復(fù)運動工況下，壓裂泵柱塞動密封系統(tǒng)易發(fā)生磨損失效而導(dǎo)致密封刺漏等失效，是制約壓裂泵工作性能、可靠性和作業(yè)成本的關(guān)鍵因素， 亟需創(chuàng)新的設(shè)計方法來提升壓裂泵柱塞動密封系統(tǒng)的壽命及可靠性。 發(fā)明了柱塞表面仿生織構(gòu)大尺寸拼接刻蝕工藝規(guī)劃及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法（ZL201910892024.5）， 創(chuàng)新研發(fā)了柱塞織構(gòu)批量化激光分束加工的軟件控制系統(tǒng)和配套夾具系統(tǒng)。 發(fā)明了表面織構(gòu)化壓裂泵柱塞及其動密封系統(tǒng)性能抗磨減磨性能優(yōu)化設(shè)計的理論研究與試驗測試評價方法(ZL201310423514.3)，基于理論模擬、單元及全尺寸臺架實驗，初步優(yōu)選的圓形和橢圓形織構(gòu)布置于壓裂泵柱塞表面可實現(xiàn)柱塞動密封系統(tǒng)的摩擦系數(shù)和溫升降低45%以上，壽命延長30%以上，目前正在與中石油第四石油機械有限公司和中油國家鉆井裝備工程技術(shù)研究中心有限公司開展現(xiàn)場應(yīng)用試驗測試。 未來應(yīng)用前景及市場規(guī)模預(yù)測 該技術(shù)垂直應(yīng)用領(lǐng)域為油氣勘探開發(fā)裝備、油氣集輸裝備、通用機械裝備的潤滑、密封、抗沖蝕與減阻等領(lǐng)域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的裝備失效是由磨損引起的。兩者造成的損失相當(dāng)于GDP2%-7%，2019年我國的GDP為99萬億元，按5%計算約為4.95萬億元。

本發(fā)明公開了一種具有光催化降解甲醛功能的超雙疏涂料及其制備方法和應(yīng)用，所述超雙疏涂料是以二氧化鈦納米粒子作為中心核，利用含氟的硅氧烷和硅酸酯類物質(zhì)共水解形成氟硅納米小球，緊緊包裹二氧化鈦納米粒子，所形成的具有核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子的懸浮液。本發(fā)明所得超雙疏涂料可以用于玻璃，紙片，鋼鐵等不同的基底上；所制備的涂層不僅疏水疏油，而且對一些如乙二醇，甲苯等有機物也表現(xiàn)出良好的排斥作用；所制備的涂層在紫外燈的照射下，還具有一定的光催化降解甲醛的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅所制備的涂層制備方法簡單、成本低廉、有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而且所制備的涂層具有多種性能，如自清潔、超雙疏、光催化、抗油污、抗結(jié)冰等。

本項目提出并突破了超凈（低）排放用節(jié)能型水刺濾料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)一系列 關(guān)鍵技術(shù)問題，建立了完整的產(chǎn)業(yè)化工藝技術(shù)，技術(shù)水平達國際先進。項目產(chǎn) 品與傳統(tǒng)針刺濾料相比，由于可有效降低濾料的克重 18%左右，產(chǎn)品綜合成本 與傳統(tǒng)針刺濾料產(chǎn)品接近，但項目產(chǎn)品的整體性能卻得到了大幅度提升，不僅 解決 PM2.5 微細(xì)粉塵的排放問題，而且屬于節(jié)能型產(chǎn)品，具有顯著的競爭優(yōu) 勢。300 2 關(guān)鍵技術(shù) 基于水刺開纖技術(shù)構(gòu)建濾料表面超細(xì)纖維致密層； 高密度低損傷復(fù)合加固工藝技術(shù)； 濾料表面精細(xì)化工藝技術(shù)； 針孔自動封閉技術(shù)。 產(chǎn)品：節(jié)能型超凈水刺濾料。 3 知識產(chǎn)權(quán)及項目獲獎情況 授權(quán)發(fā)明專利 7 項、實用新型專利 1 項。獲中國紡織聯(lián)合會科技進步獎一 等獎 (2017)；獲江蘇省科學(xué)技術(shù)獎三等獎（2018）。 4 投資期望及應(yīng)用情況 本項目自 2012 年開始研究，期間進行了中試和試生產(chǎn)，2014 年底開始全 面推廣應(yīng)用。2014 年-2016 年三年累計新增銷售額 31198.24 萬元、新增利潤 3971.77 萬元、新增稅收 1789.66 萬元。 本項目產(chǎn)品已在中國石油化工股份有限公司齊魯分公司、唐山三友化工股 份有限公司熱電分公司、南京中聯(lián)水泥有限公司、大連市熱電集團東海熱電廠 等一大批國內(nèi)大型熱電廠和水泥廠的推廣應(yīng)用，粉塵排放濃度一直保持在 10 mg/Nm3 以內(nèi)，實現(xiàn)了超凈（低）排放。

項目針對國內(nèi)外脂溶性功能因子微膠囊化產(chǎn)品儲藏穩(wěn)定性差、生物利用率低、 配料安全性問題等諸多品質(zhì)不足，提出以構(gòu)建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化體系為基礎(chǔ)，進行包載脂溶性功能因子的高生物利用率、高穩(wěn)態(tài)化、可控型納米顆粒及固態(tài)粉末產(chǎn)品的綠色制備。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣，填補了國內(nèi)市場空白，縮小了我國食品配料產(chǎn)業(yè)與發(fā)達國家的差距。取得了一系列創(chuàng)新性成果。 針對脂溶性營養(yǎng)素微膠囊化產(chǎn)品載量低、生物利用率差等問題，利用天然蛋白質(zhì)的分子柔順性和復(fù)雜大分子結(jié)構(gòu)，采用增溶、乳化-溶劑揮發(fā)高效制備技術(shù)，提高營養(yǎng)素載量，同時收縮載體分子體積、減小粒徑，制備獲得高載量、安全、無油型包載營養(yǎng)素的蛋白質(zhì)納米顆粒。該產(chǎn)品粒徑范圍在 60-100nm，β-胡蘿卜素載量較普通含油型載體提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小腸吸收特性，β-胡蘿卜素生物利用率是未包埋時的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。針對蛋白質(zhì)易在等電點 pH、高鹽、高溫等極端環(huán)境下因變性而失穩(wěn)，采用Maillard 糖基化反應(yīng)對其進行接枝，通過控制反應(yīng)進程及糖基供體，獲得等電點不沉淀、乳化穩(wěn)定性提高 5-7 倍，變性溫度提高 10℃以上的高穩(wěn)定蛋白。以 其為載體制備的抗環(huán)境因子干擾型納米顆粒在pH2.0-10.0 范圍內(nèi)粒徑均穩(wěn)定在 100nm 以下，4 °C 下儲藏 6 個月，營養(yǎng)素保留率達 92%以上。 針對液態(tài)乳化產(chǎn)品在儲藏過程中的不穩(wěn)定性，利用淀粉的結(jié)構(gòu)可塑性，在確低黏度且兼具乳化和成膜雙重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性機制的基礎(chǔ)上，提出同步改性-乳化-干燥技術(shù)，構(gòu)建了脂溶性營養(yǎng)素的粉末化制品。通過分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度與功能因子儲藏穩(wěn)定性及生物有效性之間的相關(guān)性，獲得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末產(chǎn)品。復(fù)水后乳液 保持納米級粒徑，室溫下儲藏半年保留率達 95%以上。 針對不易使用熱處理手段的熱敏性風(fēng)味油脂，提出納米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的兩步非熱固化技術(shù)。創(chuàng)新性的采用“熱液處理”原淀粉結(jié)合生物酶法打孔，制備得到吸油率為 135%的高吸附型多孔淀粉。強揮發(fā)性薄荷油納米乳液多孔淀粉吸附產(chǎn)品，在室溫敞口放置 40 天，保留率可達 98%以上，且產(chǎn)物在 160-200℃ 高溫條件下具有緩釋特性。

研發(fā)背景：抗凝血藥物的臨床應(yīng)用極為廣泛，在骨科手術(shù)，心臟手術(shù)，抗腦卒中等方面具有數(shù)十年的使用歷史。肝素類藥物，包括目前大范圍應(yīng)用的低分子肝素與合成肝素等是針對諸多臨床適應(yīng)癥不可替代的抗凝血藥物。作為肝素結(jié)構(gòu)上的類似物，巖藻糖基化硫酸軟骨素(FuCS)是近年來被重點關(guān)注的具有抗凝血活性的新結(jié)構(gòu)分子。其可從天然海參中提取得到，深入的天然產(chǎn)物化學(xué)研究表明FuCS九糖片段具有與市售低分子量肝素相當(dāng)?shù)目鼓钚?，且已觀測到此類結(jié)構(gòu)多糖的口服抗凝活性。繼續(xù)研究這一新結(jié)構(gòu)多糖的抗凝活性機制并對相關(guān)分子結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化是開發(fā)新一代類肝素抗凝藥物的必要舉措。 前景預(yù)測：肝素的抗凝活性極為出色，目前每年的全球銷售額可達數(shù)十億美元并繼續(xù)保持著較高的增長率。但由于其口服無活性的性質(zhì)，使得相關(guān)臨床應(yīng)用僅局限于醫(yī)院等專業(yè)醫(yī)療機構(gòu)。另一方面，肝素的潛在出血風(fēng)險是限制肝素大范圍應(yīng)用的另一問題。我們所研究的FuCS九糖是肝素寡糖的結(jié)構(gòu)類似物，同屬于糖胺聚糖家族，但由于FuCS獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使得其具有口服抗凝活性，且藥理活性機制表明其可選擇性激活內(nèi)源性凝血通路，因而在出血傾向方面相比肝素具有更高的安全性。項目團隊開發(fā)了一種可以簡便合成FuCS九糖的化學(xué)合成工藝。這一工藝的實現(xiàn)可以提高FuCS的可獲得性，降低目標(biāo)藥物的獲取難度，并且保障其后續(xù)開發(fā)中的質(zhì)控水平。該工藝是支撐目前FuCS分子庫建立、后期藥物篩選與中式放大的最優(yōu)合成路線，應(yīng)用前景廣闊。

 TP53作為最著名的抑癌基因之一，其編碼的p53蛋白控制著一個廣泛而靈活的生物網(wǎng)絡(luò)，并承擔(dān)著基因組守護者的角色。TP53基因的缺失或突變與各種癌癥的形成、發(fā)展有著至關(guān)重要的聯(lián)系。正是由于p53蛋白在控制腫瘤中所具有的重要作用，不論是醫(yī)藥企業(yè)還是科研界都在積極地開發(fā)靶向p53生物通路的抗腫瘤候選藥物。本研究利用仿生合成策略首次合成了天然產(chǎn)物rhytidenones家族中化學(xué)結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的rhytidenone A分子，并且運用化學(xué)生物學(xué)手段進一步闡明了該家族中抗腫瘤活性最強的rhytidenone F的靶點蛋白及生物作用機制。該研究發(fā)現(xiàn)：rhytidenone F通過共價作用于蛋白酶體激活因子PA28γ的Cys92位點，從而阻礙了p53蛋白的有效降解，進一步導(dǎo)致p53蛋白在細(xì)胞內(nèi)積累，最終激活Fas信號通路并引起腫瘤細(xì)胞凋亡。該工作揭示了天然產(chǎn)物rhytidenone F作為第一個被發(fā)現(xiàn)的PA28γ小分子抑制劑，有望成為靶向p53信號通路的新一代抗腫瘤候選藥物分子；同時，該分子也可以作為化學(xué)探針，幫助進一步研究p53蛋白降解途徑的新的生物機制。目前正在進一步將積極推進該候選藥物分子的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究和臨床前抗腫瘤藥物開發(fā)。

基于MDE具有明確活性中心結(jié)構(gòu)的特點，團隊進一步結(jié)合原位/在線X射線吸收光譜和理論計算深入揭示了取代基調(diào)控催化劑性能的機理（圖3）。研究團隊發(fā)現(xiàn)，NiPc MDEs的CO2還原起峰電位與Ni中心的部分還原緊密相關(guān)，而不簡單取決于理論計算中的反應(yīng)能壘。氰基（CN）取代可以使分子更容易被還原，因此具有更正的起峰電位。此外，OMe取代可以提高催化過程中Ni-N鍵強度并促進CO中間體脫附，從而提高催化劑穩(wěn)定性。

本成果基于廉價易得的功能型離子液體、低共熔溶劑，可從海洋廢棄生物質(zhì)（比如蝦蟹殼，海藻，海帶等）中高選擇性制備甲殼素、殼聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，進而實現(xiàn)相應(yīng)化合物的結(jié)構(gòu)性能提升（如抗菌等）或者轉(zhuǎn)化為高附加值衍生產(chǎn)品（如醫(yī)藥用品或者藥物載體等）。該新技術(shù)有望解決傳統(tǒng)酸堿制備方法中水耗高、污染大等問題，具備水耗低、污染少、能耗低、流程少等潛在優(yōu)點。此外，新技術(shù)具有良好的拓展性和靈活性，可從蝦蟹殼直接制備甲殼素敷料、繃帶等醫(yī)療用品。 主要技術(shù)特點如下： （1）處理的原料來源于當(dāng)?shù)氐奈r蟹殼，海帶/海藻等，無需特別分級處理。 （2）所得甲殼素收率大于90%，純度大于95%，聚合度可調(diào)，介于400——4000。 （3）所得殼聚糖收率大于90%，純度大于95%，脫乙酰度值大于85%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 29941-2013。 （4）所得海藻酸收率大于90%，純度大于95%。 （5）可制備得海藻酸基功能材料（膜、纖維、水凝膠、氣凝膠等），具備自愈合、阻燃等特點。