成果速递 | 来自西安交通大学的最新科技成果包(一)

政务   2024-11-01 20:50   江苏  

本期为您甄选来自西安交通大学的最新科技成果。


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01
航空发动机空心涡轮叶片的型芯型壳一体化快速精铸技术

项目简介

西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室将3D打印技术 和成熟的精密铸造技术融合,发明了航空发动机高温合金叶片型芯型壳一体化的 快速精铸技术。该技术可显著提升复杂叶片的制造能力、大幅缩短叶片制造的工 艺路线、大幅降低制造对叶片设计的限制。

技术先进性:

成品率高:型芯型壳一体化的原理性优势,精度高、性能好;

利润率高:得益于3D打印和成品率较高,周期/成 本曲线优异;

需求匹配好:精度高、性能好、周期短、成本低。

应用领域:

服务于叶片的创新设计。致力于为叶片的创新设计提供全 周期,全工况的解决方案;在叶片的论证,选型到最终定型中,可提供:PIV冷 态流动树脂模型,叶栅,等轴晶、定向晶乃至单晶叶片;服务于叶片的先进制造。 先进冷却结构的一体化铸造成形:采用型芯/型壳一体化快速精铸技术,可实现 双层壁冷型芯,气膜孔型芯的直接成型,缩短了加工周期。先进铸造技术:型芯 /型壳一体化快速精铸模壳高温性能优异,满足定向晶/单晶航空发动机叶片先进 铸造技术的使用要求,目前已实现航空发动机叶片定向凝固制造。


02
金属电弧喷涂快速制模技术

项目简介

金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于电弧喷涂、快速原形、机器人控制和 材料科学的模具制造工艺。它通过电弧喷涂工艺制造模具的金属型壳,通过材料 累加原理制造出具有材料梯度、功能梯度结构的模具,是一种近净成形的模具制 造技术。该技术可用于制作金属冲压模具、热压成型模具以及塑料模具等。目前 已经在飞机、汽车、拖拉机、家电、塑料、制鞋等行业中成功应用,特别适用于 为新产品开发、试制以及小批量生产提供快速、低成本模具的场合,属于极具发 展潜力的一种模具制造新技术。

技术先进性:

(1)制造周期相当于数控加工制造相同零件模具时间的1/3至1/10。

(2)制造成本 制造费用与数控加工制造相同模具相比,成本最多可节省35%以上。 

(3)模具精度 摸具最大尺寸变形范围不高于0.1%,更高精度可通过CNC加工实现。 

(4)模具寿命 锌铝合金模具表面硬度为 HV200。抗压强度 80MPa, 一般冲压件可达到数 百件,内饰件可达数千件。

应用领域:

(1)钣金拉延成型 轿车典型零件:四门两盖、车顶、底板、轮罩、翼子板等的内外板,一般来 说,外形尺寸≥300mm,厚度≤1.5mm的薄板零件均可保证样车批量要求,厚度> 1.5mm 的薄板零件及高强板材料零件需根据产品成型特点具体确认产品批量。 

(2)内饰成型 塑料加工中的反应注塑成型、吹塑成型、结构发泡及其它一些注塑工艺过程。 利用金属喷涂快速制模技术为波导汽车成功完成两个车型 AM08/AM06 两款三厢、两厢轿车)40副样车试制模具;为长安汽车CM5车型提供样车样件快速制造;为一汽吉林制造中低熔点金属喷涂快速模具、高熔点金属喷涂快速模具;为上汽通用五菱汽车制造行李箱后端板总成零件。


03
铁路道岔固定螺栓智能检测技术与装置

项目简介

通过相控阵探头发射超声波,再由数字 处理集成电路对回波信号进行处理,之后通过定制相控阵超声智能分析软件,实 现道岔固定螺栓免拆卸状态(折断、裂纹)的检查分析,并且能够实时在线判断 螺栓状态;另外,通过设计便携式超声成像仪器,可以实现智能检测分析、数据 存储、维修数据、检测报告等功能。该检测分析装置可以提高道岔螺栓状态的检 测效率,减轻工人的劳动强度,保证列车的安全运行。

技术先进性:

(1)发展适合于螺栓检测的超声相控阵成像技术。与现有单晶探头超声检 测技术相比,超声相控技术利用电子控制方式实现波束偏转,可进行连续电子“面” 扫描,探头的布局保证各自的声束扫描角度范围之间存在重叠区域(其超声相控 探头如图2a所示),实现检测区域的快速高效、全覆盖检测,图2b;另外,超 声相控技术可以控制声束在待检区域内连续变焦,使得在整个检测区域内都可以 保持几乎一致的扫描精度,且可以在待测区域内不同位置实现聚焦,缺陷处的回 波能量更强,检测灵敏度更高,更易于发现缺陷。

(2)实现直观显示检测结果。与现有检测系统相比,相控阵超声智能分析 软件可以实现道岔固定螺栓免拆卸状态(折断、裂纹)检测分析、在线实时判断 螺栓状态。另外,可以生成二维或三维直观图像,使得缺陷判别更加便捷,对于 检测人员的技术水平和经验要求低。

(3)定制开发便携式超声成像仪器。提供螺栓智能检测分析、数据存储、 维修数据、检测报告等功能。与传统的定期维修模式相比,该螺栓智能检测装置 符合大数据时代对于设备的预测性维护要求,通过收集海量数据并进行分析,及 时发现并预防螺栓可能存在的安全隐患,让铁路道岔保持正常稳定工作,这不仅 能提高运维效率,还能减少系统的维修费用。

应用领域:

装置价格低廉,功能强大,可以满足铁路道岔固定螺栓的 运维需求。该项目产业化后,可以填补国内市场空白,适合面向国内铁路推广, 具有广阔的应用和推广前景。 此外,该装置还可以推广至风电领域,用于风电场高强螺栓的运维。


04
美刻思源盲文刻印系统

项目简介

进行本土化的盲文刻印生态链建设 布局,其中硬件方向,即为盲文刻印机设备的全国产化研发,其研发不仅包括针 对于机构(B2B)的工业级,商业级设备,还包括目前尚未面试的,针对个人(B2C) 的家用级设备。 而软件及服务方向,除了针对中文盲文优化的自动化排版系统外,也将打造 针对于视障人士的云端共享平台,通过优质资源的提供,不但能够促进刻印机本 身的销量提升,还能提升客户粘性,实现企业的持续造血。最终也让特殊群体也 能享受到科技进步所带来的便利。

技术先进性:

硬件部分:

(1)通过并行协同控制,在降低刻印噪音的基础上(由80dB减少至60dB) 的基础上,进一步提升了该设备的刻印效率(从140cps 增加至190cps 以上)。

(2) 通过自研的纸张识别模块,实现了纸张厚度与刻印冲力的自动匹配,并创 新性的,在保证满足盲文存留时间标准的基础上,实现了普通80g A4纸张的盲 文刻印,将刻印耗材成本降低至了原有的1/20;

(3)通过联动控制,实现了盲文图章线条的连续刻画,在提升触觉分辨率,大 幅提升图像刻印效率的基础上,提升了纸质盲文书籍的信息容量及触觉交互性。

软件部分:

(1)对于盲文转译模块,团队采用深度学习智能化编译算法,替代了传统的字 符库遍历搜索,在提升转译效率的基础上,针对汉语特有的多音字、近义字等的 特征识别,大幅度降低了汉盲转译的错误率。

(2)团队基于云端物联网技术,对刻印机智能化生态链进行了布局,并着手搭 建盲文线上共享平台,对于该平台, 不但可以通过提供优质资源,提升客户粘 性,实现企业的持续造血,还可以通过开放个人文字资源分享功能,提升用户的 积极性,从而进一步提升刻印机的销量与使用率,更快速地占领市场。 在前期,团队基于研发成果,已申请相关专利2项,授权专利1项。

应用领域:

盲文刻印机作为一种辅助盲人的设备,属于残疾人服务业,也可以作为特殊 打印设备应用于文创制品等印刷出版产业。同时,盲文刻印机不仅包含其硬件结 构,而且需要配合专用的编译和排版软件,以及针对视障群体的专业服务培训。 故其既具有依赖上游元件供应的制造业特性,也具有强调用户体验和自主创新的 计算机业特性,以及针对特殊群体的服务业特性。目前我国已有8000多家视障人士服务机构及2000多万名视障人士,巨大的市场空间,也为盲文刻印市场带来了前所未有的发展潜力。


05
小尺寸大宽带吸声超结构技术

项目简介

本项目是一种小尺寸大宽带吸声超结构技术,首次提出超结构虹吸效应,结 合多腔共振机理,突破了共振吸声系数与吸声面积间的矛盾限制,解决了小尺寸 低频大宽带吸声难题,获得了各种频段吸声系数高达 95%的小尺寸低频大宽带 吸声超结构。本项技术的优势:1)低频吸声效果好,与国内外现有材料体系相比,可将100Hz-4000Hz吸声系数由40%以下提升至90%;2)结构尺寸更小,是其它同等效果产品的1/2 到1/3左右,工程应用潜力大;3)组分材料灵活,可根据应用环境的不同选择不同的加工材料。

关键技术:

(1)超结构虹吸效应吸声技术 为了实现宽带吸声,需要采用多个单元并联的方式增加峰值数量。在宽带结 构中,只有某一个单元将全部的入射能量吸收掉,才能实现相应频率处的完美吸 声,这就要求所有的入射能量全部要流向该单元,这就是我们提出的声学虹吸效 应机理。因此如何最大程度上发挥声学虹吸效应的作用,优化结构参数,是本项 目的第一个关键技术

(2)超结构多阶共振吸声技术 单元数量受限的基础上,通过一定的措施激发结构的高阶模态,可以使单元 在几乎保持低频峰值不变的情况,在高频处获得多个峰值,进一步拓宽吸声频带, 这就是我们提出的多阶共振吸声机理。因此,如何在结构内部进行高阶模态设计, 是本项目的另一个关键技术。

应用市场:

由于低频噪声处理难度大,其控制需求 所占比例增长更快,在民居、交通、工厂及飞机、舰船等重大装备上都极为迫切。 而目前本技术在该领域具有非常大的优势,国内外行业内暂无对标的技术,因此 具备非常大的市场发挥空间。


06
高压供热热压机装置

项目简介

目前,高压供热热压机领域尚属于国内外研究的空白。国内外对于高压热压 机(动力蒸汽为超临界和超超临界参数)的研究刚刚起步,而国内对于高压供汽 的需求日趋紧迫。因此,本研究成果具有显著的工程应用价值,有利于推动高参 数、大流量、宽负荷工业供汽技术的发展,解决当前热电机组高参数工业供汽的 技术短板,实现相关技术国产化制造,并有效提升大型热电联产机组的供热经济 性和灵活性,并迅速占领国内外相关市场。 本项目旨在通过技术研发,实现不同等级外输压力热压机的开发研制,通过 研究几何参数及运行参数对其性能的影响,获得宽范围运行、高性能参数的高压 热压机优化设计方法,并实现热压机的调节和效率特性、电负荷调节规律和热负 荷需求变化的有机统一,形成无级可调工业高压供汽系统,实现热压机技术国产 化制造,同时提高性能,降低成本。

关键技术:

(1) 实现高压供热热压机领域国产化。目前,国外热压机产品占据了国内低 压、中压热压机主要市场,而在高压热压机供热领域,国内市场需求日趋增加, 通过本产品可解决当前热电机组高参数工业供汽的技术短板,实现相关技术国产 化制造。

(2) 有效提升高压热压机引射性能。目前,高性能热压机是研究难点和热点, 通过本团队的研究,可使热压机引射性能提升 10%左右。

(3) 实现供热系统的安全灵活运行。通过本项目研究,确定相应汽源优化选 型方案和变工况运行优化方案,以及整个供热系统的安全运行边界(即安全供热 负荷范围)

市场前景及应用: 

根据国内超低排放政策,到 2018 年底,近 3000 套大容量火电厂机组超过 90%安装了先进的脱硫、脱硝 SCR 系统。未来超低排放控制的法规将被推进到 自用工业产业,而自用工业用户有其本身设备较早、排放等级要求高难以实现等 问题,超过 75%的工业锅炉不能进一步减少二氧化硫和氮氧化物,工业锅炉的年 利用小时一直在下降,从每年 6500 小时年到 4200 小时或更低,因此工业锅炉的 未来发展受到极大制约。如果热压机的适用范围可以扩展至大容量机组的高压供 汽应用,将用汽需求很好地与目前国内主流火力发电厂对接。高压抽汽系统热压 机的经济性高,在大容量机组的应用,将拓宽更多工业生产企业用户的需求,如 工业制铝行业、工业制锌行业的高压工业用汽用户等。根据国家电力工程咨询公 司的预测,在未来的 5-8 年内,将有 3000 套热压机的需求。


07
可降解生物医用超高纯镁(5N)生产装备与工艺研发

项目简介

当前国内企业只能生产 4N 级高纯镁;国外少数企业能够提供超 4N 高纯镁,但价格极昂贵,购买手续极繁杂。本项目拟基于团队原创的“气态原子选择性分离” 新纯化方法,研发一套生产公斤级的生物医用 5N 超高纯镁示范装备和操作工艺,进而为下游生物医用镁器件公司提供可直接使用的、优质稳定的原材料,同时也推进更多镁基植入器械的商品化进程。

技术特点:

(1) 一次蒸发实现5N级超高纯镁的稳产: 针对真空蒸馏法原理上难除的杂质,寻找“亲杂质原子疏镁”的洁净滤材,使 镁蒸气中的杂质原子在合适的温度区间被选择性吸附而不引入其他污染,强化除 杂效果;通过温度场、流场的控制实现镁蒸气 “不粘壁”结晶,切断结晶器侧壁 可能的杂质引入。

(2) 提高高纯镁的收得率: 借助高效的“吸附过滤”,蒸出的杂质几乎全部都提前在滤材上富集,高纯镁 蒸气进入结晶器形成高纯镁,大幅提升高纯镁的收得率。

(3) 有效控制铸锭的杂质含量: 通过惰性气体保护控制大气环境引入的非金属夹杂;通过使用洁净高纯坩埚 和模具切断系统的杂质引入。通过重力过滤去除熔体自带氧化皮。

(4) 熔炼过程绿色无污染: 高纯镁洁净熔炼技术熔炼过程全程不添加熔剂,不使用有毒气体,保证工艺 过程无污染、无有害物质排放。

市场前景及应用: 

生物医用 5N 超高纯镁的应用领域为医疗器械中的高值医疗耗材领域。使用 5N 超高纯镁为原料可制成的最有特色的可降解生物医用器件——镁支架和镁骨 钉,分属高值医疗耗材中的血管介入器件和骨科植入器件两个规模最大的细分市场。


08
大尺寸 SiC 蜂窝陶瓷蓄热体制备技术

项目简介

SiC 陶瓷具有较高的热导率,高温强度高、抗侵蚀和抗氧化能力强,抗热震 性良好,作为蓄热体材料性能优势显著。但目前 SiC 蜂窝陶瓷存在工艺成本高、 大尺寸产品成型及烧结难度大等问题,限制了其应用。针对上述问题,本项目从 原料组分、成型及烧结等方面进行系统研究与优化,成功开发出了高性能、低成 本的大尺寸 SiC 蜂窝陶瓷蓄热体。

产品性能优势:

蜂窝陶瓷特点:

1)比表面积大;

(2)化学性质稳定;

(3)抗腐蚀;

(4)良好的蓄热性能;

(5)良好的热震性能;

(6)优异的高温性能。

市场前景及应用: 

蜂窝陶瓷蓄热体是蓄热式高温燃烧技术的核心部件,在加热炉、锻造炉、溶 化炉、均热炉等工业炉窑中应用广泛,典型应用:如回转式空气预热器(APH) 中的应用。


09
高浓度石墨烯墨汁规模化制备技术

项目简介

石墨烯具有高理论比表面积、高电子迁移率、高热导率等优异特性使其在各 领域具有巨大应用前景。目前制备的石墨烯主要以粉体形式存在。石墨烯墨汁是 一种高效使用石墨烯粉体的方案,备受科研界和工业界的关注。目前墨汁制备方 案普遍存在诸如工艺繁琐、剂毒性大、固含量低等问题,严重制约着其广泛应用。 本项目成功发展一种高效方法规模化制备高质量石墨烯墨汁,进而制备石墨 烯基复合材料墨汁,可以通过 3D 打印、刮涂等方式直接开发其利用。

产品性能优势:

本项目石墨烯墨汁具有以下优势:浓度高且可调(15wt%)、溶剂环境友好 且成本低、墨汁粘度调控性好、工艺简单、适用于各种材料基底等。除此之外, 该墨汁可以和其它材料混合,制备石墨烯基复合材料墨汁,比如石墨烯-碳纳米 管墨汁、石墨烯-活性炭墨汁、石墨烯-镍钴锰酸锂墨汁等。

市场前景及应用: 

石墨烯市场前景和应用巨大。比如,在锂离子电池领域,石墨烯可以作为导 电剂、粘结剂以及散热剂使用。石墨烯导电墨汁在锂电产业预计到 2020 年其产 值将达 10 亿人民币。在超级电容器领域,石墨烯及石墨烯基复合材料可以作为 储能材料。在散热领域,石墨烯墨汁可以制备散热膜。


10
改性 PP 在“酸奶八连杯”包装技术中的应用和开发

项目简介

高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是聚苯乙烯增韧改性而成的一种工程材料,除了广 泛用于家电外壳、冰箱内胆等电器外,还大量应用于需低温储存的食品包装材料, 例如酸奶杯、超市用的净菜盘等。HIPS 在高温(大于 80℃)加热时会快速释放 出苯、甲苯等有害物质,释放量随着温度的升高而加快。但由于其良好的应力开 裂性而广泛应用于“酸奶八连杯”包装奶品,便于人们分食。 聚丙烯(PP)材料是一种价格便宜的通用塑料,在高温成型时(大于 200℃) 也不会释放出有害物质,普遍应用于净菜包装、食品容器、微波炉加热器皿等。

产品性能优势:

PP 低温脆性大,不能用作冷储食品包装,其应力开裂性差,不可直接应用 于“酸奶八连杯”包装进行分食,因此改性 PP 材料替代 HIPS 作为“酸奶八连杯” 包材成为世界各地奶企的迫切期望。 项目特点和创新:

(1)改性 PP 代替 HIPS 无食品安全问题;

(2)改性 PP 材料与 HIPS 相比,可降低包装成本 20%; 

(3)改性 PP 可应用于“八连杯”灌装(生产线建设需 2000 万元以上),无需改造现有 HIPS 包材灌装线;

(4)改性 PP 应用于“八连杯”灌装,在奶制品包装领域具有突出的先进性和经济性。

市场前景及应用: 

该项目市场容量巨大,国内奶企每年需求在 100 万吨以上。投资 5000 万元 设备,可实现 5 万吨产量,产值达 7 亿元以上,毛利润达 1.5 亿元。


11
纳米银先进合成技术

项目简介

纳米银具有良好的导电性能、导热性能、抗菌性能、光学性能以及其他特殊 性能,目前已被广泛应用于催化材料、光学材料、生物医疗、新能源以及电子器 件等领域。其中,纳米线的导电、透光、弯折性能最好,且可以使用涂覆工艺生 产透明导电膜,生产成本比铟锡金属氧化物(ITO)低,是当前 ITO 材料的最佳 替代品。采用纳米银球替代微米银球,可显著降低印刷电路的特征尺寸,拓宽其 在精密电子元器件中的应用。片状纳米银的应用还可显著降低银浆的固化温度, 提高导电率。

产品性能优势:

通过配位作用降低贵金属盐的还原电位,调控其氧化还原平衡,有效避免了 自成核现象,从而实现包括纳米银在内的贵金属纳米材料的一步法、形貌均匀、 尺寸精准可控的化学合成。 通过引入具有强吸附作用的极性小分子和卤素离子,在极性溶剂体系中有效 诱导了银纳米材料的消化熟化过程,从而实现银纳米球从多分散到单分散的转化, 以及从氯化银到单分散银纳米球和纳米片的转化。

市场前景及应用

纳米产品广泛的应用于各个领域,如纳米陶瓷材料、纳米纺 织材料、纳米改性涂料等材料也已开发成功,并初步实现了产业化生产,随着纳 米产品的广泛应用,我国的纳米市场规模不断扩大,截止到 2018 年全球纳米银 市场规模达到 1200 亿元,我国的纳米材料市场规模达到 110 亿元左右。目前,成熟的纳米银产品主要由日本和韩国提供,国内市场暂时未出现明显 的竞争者。随着市场需求的增加,国内生产商的技术进步,纳米银合成技术也将 日趋成熟。


12
基于热(冷)喷涂和超高速激光熔覆的精细制造/再制造

项目简介

热喷涂是通过对传统激光熔覆的光学准直、聚焦和整形以及与之配合送粉头 的重新设计从而实现均匀薄涂层的高速熔覆技术,目前受到广泛关注。由于兼具 热喷涂快速沉积涂层特性以及激光熔覆冶金结合的特点,有望成为规则表面实现 替代电镀硬铬的新方法。冷喷涂是利用超音速气流获得高速粒子使其通过固态塑 性变形沉积而制备技术的方法。 超高速激光熔覆相比于传统激光熔覆,激光能量主要作用粉末,能量分配: 基材 20%,粉末 80%,粉末温度高于熔点,修复产品表面粗糙度可小于20微米,修复厚度可低至30微米。

产品性能优势:

项目组拥有超高速激光熔覆全套技术,从喷嘴设计、材料选型以及工艺研发 方面全流程覆盖,确保从源头把握制备工艺。前期已经实现钛合金防腐涂层制备, 达到涂层厚度50~150μm,表面光滑,无明显裂纹、孔隙;在叶片等金属表面的超 高速激光熔覆Stellite6合金,Stellite6合金单层厚度约380μm,稀释率5%;铝合金 高速激光熔覆铜基合金,实现了材料表面高硬度、高剪切强度、高冲蚀磨损。在 精细制造方面能够按需修复;高性能修复;高效自动化;在冷喷涂工艺方面实现 了长时连续喷涂,高送粉速率;高沉积速率。

市场前景及应用

可应用于大型高价值零件修复,野外金属制品快速修复,大型承力件修复, 镀铬工艺友好环境替代,高耐磨涂层。


13
抗类过敏创新药物及检测试剂盒

项目简介

双抗体夹心法是目前制造 ELISA 试剂盒的主要方法,在临床的监测中应用 也最为广泛。然而国内关于 MRGPRX2 的相关 ELISA 试剂盒处于研究及产品空白,而国外试剂盒价格昂贵、且只能用于实验室研究,无法进行大规模的人群研 究和临床评价。为此,本项目探索设计一种 MRGPRX2 膜蛋白 ELISA 检测试剂 盒,为临床快速、准确、方便地进行人外周血临床检测 MRGPRX2 蛋白表达量奠 定基础及产品经验。

产品性能优势:

本项目拟制备的双抗体夹心 ELISA 诊断试剂盒主要针对 MRGPRX2 直接进 行检测。ELISA 具备较强的特异性、较高的灵敏性、良好的重复性、试剂盒易于 保存、可批量上样,对诊断结果的判定较客观等优点。本项目研制出的蛋白诊断 试剂盒可为过敏人群提供具有良好的重复性、诊断敏感性、诊断特异性及准确率 的诊断类过敏的检测手段,对预防和降低类过敏反应带来的威胁,保障过敏人群 的安全和健康发展具有重要意义。

市场前景及应用

(1)MRGPRX2 蛋白 ELISA 检测试剂盒可有效针对性检测使用肌松剂出现药 物过敏反应病人,降低病人手术风险;

(2) MRGPRX2 蛋白 ELISA 检测试剂盒投入临床应用,能提前诊断患者 使用中药注射剂发生药物类过敏反应程度,保障中药注射剂的安全性使用,产生 良好的经济价值和社会效益;

(3)MRGPRX2 蛋白 ELISA 检测试剂盒可同时应用于荨麻疹病人病情发展程 度的辅助诊断,为荨麻疹合理用药提供治疗方案依据;

(4)目前临床用 MRGPRX2 蛋白 ELISA 检测试剂盒还处于空白阶段,因此 研发 MRGPRX2 蛋白表达检测试剂盒具有很好的发展前景,产品竞争力强。


14
基于脉搏波/视频脉搏波的人体连续血压检测

项目简介

传统的血压测量方法需要利用袖带或外加压力传感器加压,测量装置复杂, 在便携性、舒适性、实用性等方面在很大程度上已经不能够满足人们的需求,并 且现有的血压测量方法大多是间断式的血压测量,不能够获得连续的血压波形,使得血压变异性这类有用信息无法得到有效利用。在脉搏波信号的基础上实现连 续的血压估计,一方面只需测量脉搏波信号,无需心电等其它生理信号,有助于 便携式连续血压测量的实现;另一方面,研究中从时域和频域提取出多种脉搏波 特征参数,使最终估计的血压在稳定性和精度方面满足相应的标准。

性能优势:

(1)脉搏波测血压 测量准确度可达国际标准,平均误差不超过±5mmHg。

(2)基于视频的非接触式连续无创血压测量方法 通过手机拍摄视频,处理视频信号的能力,对脉搏波进行收集及分析,以达 到非接触式连续检测血压的目的。

市场前景及应用:

基于重症医学数据库的单人脉搏波-血压多种神经网络预测模型的实 现,并进行了初步的特征筛选和模型优化,血压预测结果精度均满足美国医疗器 械促进协会标准利用独立成分分析和平面正交到皮肤算法成功从人脸面部视频中提取 较为准确的脉搏波波形。目前正在致力于将两块研究进行结合,通过采集来自课 题组召集志愿者的大量实验数据,进行进一步验证和优化。


15
可穿戴智能睡眠健康管理

项目简介

睡眠呼吸暂停综合征(OSAHS)是一种典型的睡眠障碍,具有发病率高、知 晓率低的特点。目前临床睡眠监测和睡眠呼吸暂停综合征诊断的金标准是 PSG(多导睡眠图监测仪),但价格昂贵,患者睡眠时需要佩戴大量传感器,操作 专业要求度高,需要搭建专业的睡眠室环境以及专业的医师对结果进行判读等, 严重限制其普及推广、以及在睡眠领域开展海量数据规模的新应用。 本项目以微型可穿戴测量头贴为基础,应用近红外光谱测量、边缘计算与云 计算、大数据与人工智能等技术手段,实现自然环境下的睡眠评价、睡眠呼吸暂 停检测、生命安全监控等智能睡眠健康管理。

产品性能优势:

该项目包括长时间多模信号连续采集、干扰抑制与信号增强、基于 AI 的睡 眠自动分期、睡眠呼吸暂停自动分析与脑损伤评价等关键技术。

(1)长时间多模信号连续采集:实现 100mWH 电源供电的 10 小时连续数 据采集,采集参数包括脉率、呼吸率、脉搏血氧、脑血氧等生理信息,以及头部 运动及体位变化等体动信息,测量装置重量小于 25g。

(2)干扰抑制与信号增强:有效剔除长时间测量过程中多种因素干扰对测量 信号的影响,精确提取睡眠过程中深部脑功能信息。

(3) 基于 AI 的睡眠:自动分期利用 Tensorflow 开源机器学习平台,针对健 康人群和睡眠障碍患者人群,分别构建用于边缘计算和云计算的睡眠自动分期模 型,研究适合超大规模数据的分布式模型训练技术。

(4) 睡眠呼吸暂停自动分析与脑损伤评价:综合利用测量过程中采集的多模 信号,实现睡眠呼吸暂停自动分析;通过计算脉搏血氧饱和度与脑深层局部血氧 饱和度相关性,客观评价睡眠呼吸暂停引起的脑损伤程度和睡眠呼吸暂停治疗效果。

市场前景及应用:

对于睡眠产业而言,智能化的睡眠监测定会成为睡眠产业的核心入口。将睡 眠监测数据,应用于医疗、睡眠改善、健康评估等多方面。


16
多功能窄谱光子治疗仪

项目简介

本项目将研制一种多功能窄谱光子治疗仪,具体治疗范围包括:血管性皮肤 病、色素性皮肤病、文身和脱毛、嫩肤除皱、溶脂纤体等。本产品立足于具有自 主知识产权的技术开发,为专业美容医院及网点,提供全面性治疗平台,实现资 源优化配置。产品特点包括:① 投资小:相比于多台激光器,本设备多功能属 性性价比超高,投资仅为激光器十分之一;② 审批周期短:传统的激光治疗仪 为三类医疗设备,本光子治疗仪为二类设备,审批手续简便,生产周期短;③ 操 作灵活:多功能切换灵活、方便,一体化治疗平台可移动、易清洗;④ 便于二 次开发及新功能拓展:基于宽普光子光源,窄普滤光,实现多功能治疗功能,便 于二次功能开发及新能工拓展。

产品性能优势:

(1)多谱段窄普滤波选通技术:一次性实现多治疗谱段,多功能灵活切换;

(2)滤光重整增透技术:解决宽普光子穿透深度浅瓶颈,达到单色光级别组织 穿透;

(3)非线性光吸收倍加技术:通过实现非线性光学吸收降低组织热损伤概率, 提高治疗安全性;

(4)表面冷却强化技术:通过新型热电冷却技术突破目前接触式面部冷却效 率低瓶颈,提升治疗安全性及舒适性。

市场前景及应用:

我国激光美容行业蓬勃发展,已成为世界主要的激光美容仪器生产大国和消 费市场。以色列飞顿激光、美国赛诺秀、科医人激光为代表的激光治疗仪占到了 市场占有量的 85.6%。激光由于其单色性,仅能满足特定美容科目的技术要求。 针对美容市场的多元化需求,美容院需投资多台激光美容仪,如脱毛所需的 西安交通大学苏州研究院 - 112 - Candela 翠绿宝石激光治疗仪、LumenisOne 多功能光子嫩肤仪、血管性皮肤病的 Candela 染料 Vbeam 激光治疗仪,祛斑所用的欧洲之星 Fotona 激光治疗仪,这 些激光设备单台价格都达到 100 万人民币以上,极大的增加了民营美容机构的一 次投资金额与风险。本项目研制的多功能窄谱光子治疗仪可同时实现多种疾病的 治疗,且具有投资成本低(仅为单台激光器的十分之一)、医疗审核难度低(二 类医疗设备)、安全性高等优势。具有技术独创性、填补国内外空白,相比于现 有设备具有显著的技术与成本优势,具有广阔的应用及投资前景。


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基于磁性分子印迹聚合物的帕金森病早期诊断技术

项目简介

帕金森病(PD)是一种影响患者活动能力的中枢神经系统慢性疾病,为第二 大常见的神经退行性疾病,该疾病严重影响患者生活质量。由于帕金森病的临床 症状直到疾病进展到中晚期才会出现,无法早期准确诊断一直是阻碍有效治疗帕 金森疾病的主要障碍之一,因此建立帕金森疾病早期诊断技术具有重要意义。人 体生物标志物的变化直接反映了相关疾病的发生发展,但由于人体内部环境的复 杂性和生物标志物的痕量表达,单一指标检测常难以准确反映病理特征,因此, 本项目提出一种基于抗干扰磁性分子印迹聚合物的双生物标志物同时检测的新 技术。基于双模板、超支化和磁性技术的协同策略,制备出磁性分子印迹聚合物 (D-mag-MIPs)。该产品已成功应用于人体尿液中帕金森病生物指标物 4-二羟 基苯乙酸和多巴胺的同时检测。相较于单一标志物检测,D-mag-MIPs 可实现一 次性检测双生物指标,降低了假阳性结果概率,提高了帕金森疾病早期检测的准确度。

产品性能优势:

本技术以羧基功能化磁性纳米粒子为磁芯,4-二羟基苯乙酸和多巴胺为双模 板分子,超支化聚乙烯亚胺(PEI)为功能单体制备了双指标同步检测产品 D-magMIPs,其可同时从复杂的生物样本中捕获双重生物标志物,提高检测和诊断的准 确性。同时,PEI 作为功能单体,其支链丰富的官能团可增强印迹孔穴对双模板 的亲和力和吸附性能;并且 PEI 的亲水性特性使印迹聚合物克服了疏水性分子印 迹聚合物普遍存在的基质相容性差的缺点,有利于 D-mag-MIPs 在生物样本的应 用。此外,该项目中磁芯的引入大大简化了产品制备和分离检测过程,为临床批 量检测奠定了坚实的基础。应用结果表明,与高效液相色谱分析相结合后所建立 的分析方法,在测试中对双生物指示物 4-二羟基苯乙酸和多巴胺同时表现出良 好的抗干扰性、令人满意的精密度和宽的线性范围

市场前景及应用:

流行病学调查研究显示,未来我国帕金森病患病人数将从 2005 年的 199 万 人上升到 2030 年的 500 万人,几乎占到全球帕金森病患病人数的一半。随着帕 金森疾病的发展,一方面会损害患者本身的日常活动;另一方面,也会带来巨大 的社会和医疗负担。通过早期准确诊断可提前进行药物干预,有效降低帕金森疾 病的发病率。该产品原材料廉价易得,制备条件简单温和,具有广阔的产业化生 产和市场应用前景。


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可降解磷酸钙骨水泥

项目简介

骨水泥是一种用于骨科手术的医用材料。骨水泥主要有两大体系:生物相容 性较差的 PMMA 骨水泥和生物相容性良好的磷酸钙骨水泥。PMMA 属于生物惰 性材料,不能与宿主骨组织形成有机的化学界面结合,另外凝固聚合过程中产生 热量、单体的细胞毒性作用、可操作时间有限等不足也限制了其临床应用。磷酸 钙骨水泥由一种或几种磷酸钙盐粉末的混合物与调和用的液相发生水化发应,在 生理条件下能自固化,如:在温度(37℃)、湿度(100%)条件下发生水化反应得到 与人体骨组织相近的固化产物-羟基磷灰石,具有一定的可降解性和良好的生物 相容性。但由于现阶段磷酸钙骨水泥存在降解率低、力学性能差等缺点,限制了 其临床应用。本项目针对现有磷酸钙骨水泥降解率低、力学性能差等缺点,通过 离子掺杂处理、引入增强相,并对骨水泥进行合理化的结构设计,从而提高磷酸 钙骨水泥降解率,并增强其力学性能,以使其能够更好在临床得以应用。

关键技术:

核心技术主要包括: 

1)通过离子掺杂/离子辐照,可提高骨水泥降解率至 73%,有效降低人 体排异反应; 

(2)通过陶瓷颗粒原位增强技术,可使骨水泥抗压能力达到 103MPa,接 近人体骨组织性能; 

(3)通过在骨水泥中合理引入可降解缝合线,有效提高骨水泥的韧性; 

(4)团队通过采用增材制造技术,通过多孔骨支架设计,在提高力学性能 的同时,也有利于引导自身骨组织生长; 

(5)在骨水泥中进行三维网格设计,有效提高骨水泥的抗水性。

市场前景及应用:

临床上,创伤性椎体爆裂骨折具有特殊的损伤机制,且通常发生在年轻人 群,年轻人具有更强的骨重建能力,磷酸钙骨水泥可用于有效治疗这类骨折。 同时,磷酸钙骨水泥也是良性骨肿瘤切除手术的有效骨替代物。骨水泥可在临 床牙科、骨科发挥很大的作用,有望成为理想的骨骼系统药物载体以及骨替代 材料。 2021 年全球骨水泥市场规模达到 94.64 亿元(人民币),中国骨水泥市场 规模达到 24.29 亿元。报告预计到 2027 年全球骨水泥市场规模将达到 136.72 亿 元,在预测期 2021-2027 年期间骨水泥市场年复合增长率预估为 6.19%。


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新型高效的二氧化碳捕集工艺及装备

项目简介

本团队创新性的提出了热-光-电多能捕集 CO2,开发了 3 代 高效吸收剂(混合吸收剂、非水溶剂等),以及热电共驱反应器、喷雾塔等高效 捕集装备,形成了非水溶剂捕集 CO2、热电协同捕集 CO2、太阳能直接捕集 CO2 等新工艺,实现了专利转化 2 件,成功应用于能源化工行业,取得了显著经济和 社会效益。获得的研究成果为集中点源高效、低成本 CO2 捕集技术的工业应用提 供了重要的科学依据和技术支撑。

产品性能优势:

传统化学吸收法 CO2 捕集技术由于其能耗高(3-5GJ/t),导致投资运行成本 较高(约 300 元/吨 CO2),目前不具备大规模工业推广应用条件。 本技术有望针对传统化学吸收法高能耗的不足,实现高效低成本的碳捕集技 术推广应用(能耗 2.1GJ/t 以内),捕集成本可控制在 150 元/吨 CO2以下,捕集 率 90%以上。

市场前景及应用:

在碳中和大背景下,针对电厂、化工厂、水泥厂等大规模 CO2 集中排放源的- CO2 捕集研究志在必行,现有 CO2 捕集技术虽然技术成熟可行,但是其能耗较 高,经济性较差,难以实现大规模工业推广应用。 本技术有望实现高效、低成本的 CO2 捕集,还有望与 CO2 利用技术相结合, 从而实现经济效益。该技术可用于电厂、化工厂、水泥厂等大规模 CO2 集中排 放源,市场容量具大。


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新型高效的二氧化碳捕集工艺及装备

项目简介

贵重金属废水来源广泛,同时贵重金属往往具有较强的毒害作用,会造成严 重的环境污染问题。传统的处理含重金属废水技术主要使用化学中和沉淀法或者 化学还原法等,使重金属沉淀出来并回收或者当作工业废渣丢弃。目前这种废水 处理耗能大,投资高,收益低。针对这些问题,本方案提出用一个创新型的电化 学池处理此类废水,使贵重金属还原成金属单质或低价态低毒性物质,同时系统 还能高效发电以弥补工艺过程的电耗。

技术优势:

本发明方案能使重金属废水在同一个电化学池内处理,不会产生额外的泥渣, 设备简单,操作方便,固定投资小,金属回收方便环保,同时系统还能产生电能, 设备简单投资小,操作方便安全。 相比于传统的重金属废水处理技术具有明显的技术和成本优势,较容易产生 较高的经济效益。近期有报道采用微生物燃料电池技术处理此类废水并发电,但 此类技术中,阳极微生物的活性受周边环境温度和溶解氧浓度等影响较大,通常 需要 20-30 摄氏度,同时微生物阳极决定了该技术输出电能的功率偏低,本发明 的输出功率密度较微生物燃料电池技术提高近百倍,同时体系受温度影响较小。

市场前景及应用:

该技术可用于诸如矿山开采、有色冶炼、印刷电路板、电镀等行业的贵重金属的废水回收处理,处理不会额外产生泥渣,而且还能产生电能用以弥补整个体 系的能耗。技术具有良好的社会经济效益,符合国家节能减排的政策趋势,针对金属冶炼、加工等行业具有广阔的市场前景。同时该技术运行过程不需要消耗电能,运行费用低,同时能从废水中回收具有较高价值的贵重金属,具有良好的投 资回报前景。




联系方式





联系人卢经理

联系电话:15862605288(微信同)



来源:迈科技

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