一、电子信息领域
1.用于工业制造及光电对抗的高能量短脉冲激光技术
对于短脉冲激光而言,高效率、高光束质量、稳定可靠的激光放大是实现大能量激光输出的关键。项目组在高功率和高能量激光技术领域研究多年,提出了基于受激布里渊散射产生高功率短脉冲激光、抑制激光压缩脉冲尾部调制、实现大能量短脉冲激光高效率放大等多项技术方法,研发出包括单脉冲能量最高1J,脉冲宽度<500ps,重复频率1-1000 Hz,波长1μm、0.5μm和0.3μm范围可切换的皮秒级大能量激光器,以及单脉冲能量最高100 J,脉冲宽度~10 ns,重复频率单脉冲至10Hz,波长1μm、0.5μm和0.3μm范围可切换的纳秒级大能量激光器,解决了高功率激光实现过程中面临的关键技术难题。
2.用于空间及海洋探测的高平均功率激光技术
随着高能激光器技术的发展,激光在空间碎片探测及海洋探测等领域应用广泛。空间碎片对航天器撞击影响已成为影响航天器寿命的重要因素,跨越空海界面与其通信,然而现有通信技术无法实现深潜情况下的通信。本项目团队在高功率和高能量激光技术领域研究多年,探索并设计出了一种能够实现跨介质双向激光通信的技术,实现激光声探测深度2米以上,上下行通信深度均大于2米。探测空间碎片目标距离1000km。激光器平均功率100W以上,脉冲宽度<10ns,波长为蓝绿光波段,可满足海底和空间探测。
3.多源多模态信号预测技术
工程中的时序数据很多来自于不同信源的综合体,且各信源对应着不同的随机过程。多源时序出现在许多应用场景,如无线通信、城市交通、供电供热、石油勘探等,特别在大数据的环境下更为普遍。常规机器学习预测模型已无法对上述多源时序进行精准预测,也无法揭示其多模态特征。本技术提出双层高斯过程混合模型,采用多个高斯过程混合模型的混合体来进行建模,让这些高斯过程混合模型自动学习和匹配不同的信源,进行分而治之提炼为双层结构。能精准刻画多源时序数据及其多模态特征,并可根据各样本关于上层分量的后验概率进行合理分类且进行准确预测。
4.多维非均匀采样信号高精度快速重建技术
经典的数字信号处理以信号均匀采样为前提,然而在实际工程中常会遇到非均匀采样情形。现有非均匀采样重建算法面临重建速度慢、维数灾、空间假频干扰难消除、难于完成海量采样点重建等瓶颈。本技术提出多维非均匀采样信号快速重建算法,能基于非均匀采样点高精度快速重建出多维信号,有效克服长期困扰非均匀采样信号重建的瓶颈。该算法丰富多维非均匀采样信号重建理论体系,可应用于通信导航、数字图像修复、计算机图形学、多维物理场估计等工程领域。
1、一种复合微眼贴及其制备方法与应用
本发明公开了一种用于眼部皮肤护理的复合微眼贴及其制备方法与应用。复合微眼贴呈月牙形,由微针阵列制成,单个微针包括针尖部分和基底部分。针尖部分由小分子玻尿酸制成;基底部分由大分子玻尿酸和小分子玻尿酸的混合物制成。本发明采用微针机械刺激、高低分子量玻尿酸协同作用,兼具内部修复与外部保养双重作用,在提高皮肤自身修复能力同时,更加增强了治疗后的眼部皮肤年轻化能力。项目多次参加大型学术项目及医疗器械类展览,受到广泛关注;获2024京津冀高校新工科创新项目展十大人气项目、申请公开发明专利一项。
2.一种可溶性玻尿酸载药微针及其制备方法
本项目目标为制备一种含有透明质酸(HA)及生长因子的复合微针,用以治疗皮肤伤口,加速组织再生。通过充分发挥不同分子量的玻尿酸不同的功能,同时可以将目标生长因子集中分布在微针的微尖部位,可有效提高局部药物浓度,提高治疗效果,节约生产成本。经过实验,该可溶性微针药物递送系统通过针尖负载生长因子及药物成分,能够有效针对伤口部位的炎症及组织损伤,加快组织修复和再上皮化进程以促进皮肤愈合。在组织修复方面具有广阔的应用前景。已申请公开发明专利一项。
3、基于TMEM16A激动剂的伤口愈合产品
产品实现了从机制和制剂上的双重创新。产品中的水凝胶成分具有相变温度可控、易于剥离防止二次创伤的优点。新型伤口愈合敷料可通过激活TMEM16A离子通道起到促进伤口愈合、消炎及促进皮肤功能恢复。已实现敷料的制备,并在普通伤口、糖尿病伤口、炎症伤口动物模型上测试有效,并且疗效优于临床用药。
4、基于TMEM16A离子通道激动剂对干眼的治疗药物
基于TMEM16A通道在角膜、泪腺和睑板腺等组织的分布特征,发现调控该通道有望成为干眼治疗的新方法。TMEM16A通道调节剂组可显著增加干眼小鼠的泪液分泌,并可以通过角膜上皮组织达到显著改善角膜损伤的效果。
5.基于Kv10.1通道抑制剂的宫颈癌阻断药械组合
该产品通过Kv10.1靶向抑制剂和变温水凝胶的结合,形成了阻断CIN的药械组合。该药械组合装置具有高效靶向、长效控释、无毒副作用、使用便捷、成本可控的优势。
6、以TMEM16A为靶标的骨质疏松纳米药物
本发明提供了一种针对骨质疏松症的创新纳米治疗药物。该纳米药物以过氧化锶纳米球为核心,表面修饰透明质酸实现精准骨靶向,并在破骨细胞特有的酸性环境中智能释放治疗成分。其商业化优势在于多通路协同起效与精准靶向治疗:第一,材料分解释放的活性氧(ROS)能直接清除成熟的破骨细胞;第二,释放的锶离子可双向调节骨平衡,既抑制破骨细胞功能,又促进成骨细胞分化;第三,精准释放的TMEM16A抑制剂从根源上抑制破骨细胞的形成。这种“一石三鸟”的作用机制,能高效重建骨平衡,效果远超单一通路药物。本方案具备显著的商业化和临床优势:1.精准高效:透明质酸靶向破骨细胞,大幅提升局部药物浓度,降低全身性毒副作用;2.安全持久:降解产物锶离子无体内蓄积风险,疗效持久,患者依从性高;3.成本可控:制备工艺简单、易放大、成本低,具备强大的产业化潜力和市场竞争优势。本技术为骨质疏松治疗提供了兼具高效、安全和低成本的全新解决方案,商业转化前景极为广阔。
7、针对力化耦合机制筛选抑制肿瘤转移新型药物开发
肿瘤转移是癌症致死的重要的主因。抑制肿瘤细胞迁移不仅可以从生化网络入手,也可以从细胞力学性质调控出发。实验已经发现迁移能力更强的肿瘤干细胞细胞张力更小,而且力化耦合的模型也发现存在最优细胞张力使细胞迁移能力更强。本项目将利用微流控平台作为基础,通过高通量实验研究细胞张力等力学因素对细胞迁移的影响,筛选可以调控细胞张力或骨架的潜在药物,为转移性肿瘤的治疗提供新的药物研发平台。核心技术优势:从细胞的形态,运动等物理行为解析潜在药物的作用机制,提供一个新的低试剂消耗使用便捷的药物筛选平台;同时从新的靶点开发更广谱的肿瘤治疗药物
8、外泌体的检测和提取
外泌体在疾病诊断和治疗中具有重要作用,本项目将开发微流控芯片做高灵敏的外泌体探测,可以作为血液等样品的疾病检测或者干细胞培养过程的监测,同时还将开发基于筛选膜的外泌体大规模提取设备,以期从干细胞培养中获取大量具有治疗效果的外泌体。核心技术优势:低成本高灵敏度外泌体检测的微流控芯片;低成本高回收率的外泌体提取。市场前景:临床癌症诊断、早筛;提高干细胞培养和治疗效果。
三、高端装备及智能制造领域
1.构网型储能变流器核心控制算法设计
聚焦新型电力系统对设备构网能力的核心需求,突破传统控制策略在复杂电网工况下适应性弱、响应滞后的技术瓶颈,具备故障穿越、一次调频、惯量支撑等功能。在故障穿越场景中,算法创新采用 “理想电压源 + 内阻动态调节” 策略,针对不同短路比工况自适应匹配无功补偿,自然响应负序电流主动抑制技术解决不对称故障扰动问题,确保故障期间有功可控与电网稳定;具备惯量支撑、一次调频和阻尼控制功能,主动抑制电网频率变化;本算法解决了传统算法在构网功能集成度低、多场景适应性差的行业痛点,为构网型储能变流器稳定并网、支撑新型电力系统安全运行提供关键技术支撑。
2.面向绿氢制备的拓扑催化技术
在全球能源转型和“碳中和”目标的推动下,绿氢作为清洁能源载体,已成为我国能源战略的重要组成部分。在大型电解水制氢设备中,制氢效率的关键在于高活性催化电极的选择。目前,贵金属(如Pt、Pd、Ir等)基催化剂表现出色,但其高昂的成本(300-800元/g)成为制约因素。因此,开发低成本、高性能催化剂具有重要的经济价值和战略意义。
本成果运用拓扑催化新机制,以拓扑电子材料特殊的电子输运行为及其高活性、强稳定性的拓扑表面态为基础,实现了基础物理机制与电化学特性的有效融合,开发出了面向绿色制氢设备的低成本、高催化活性、高稳定性、可规模化生产的非贵金属基拓扑催化剂与催化电极。拓扑催化电极综合催化活性在商业电流密度下较纯Pt提高25%以上,较商业化Ni基催化剂提高40%以上,但成本降低50%-80%。项目成果将打破传统催化剂贵金属依赖强、量产难的技术壁垒,为石家庄绿氢产业提供核心电极组件,显著提升制氢设备活性、稳定性与成本竞争力,推动我省绿色能源领域快速发展。