一、成果介绍
1、智能样品管理系统
【成果简介】智能样品管理系统是针对实验室样品管理中存在的检测样品种类繁多、形式多样、领取不便等问题研发的一种可实现实验室样品自动化管理的设备，其功能包括样品的自动存入取出、存取样的操作记录、存取人员的权限管理、存样的超期警报。该系统填补了目前检测实验室制备后样品全自动存取方面的技术和装备空白，在检测/校准实验室、能力验证提供机构等领域具有较大的市场前景。
【应用领域】针对检测/校准实验室、能力验证提供机构等的样品管理需求开发的自动化、智能化设备，为实验室及相关机构的智能化样品管理提供支持。
【市场前景】我国有数量庞大的检验检测机构，大部分机构现有样品管理方式为人工管理，样品种类繁多、形式多样、领取不便等问题普遍存在，为此，研发一种可实现实验室样品自动化管理的设备，实现样品自动存入取出、存取样的操作记录、存取人员的权限管理、存样的超期警报等功能，可大大提高样品管理的智能化水平，具有显著的社会效益和经济价值。
【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。
2、智能水硬度在线监测与控制系统
【成果简介】智能水硬度在线监测与控制系统是针对供暖、制冷等行业研发的一种自动化水质在线监测与控制产品，可以实现对锅炉软化水、供暖软化水等待检测样本的自动定时取样、检测试剂滴定、基于溶液颜色的数据分析与处理、以及数据上传和存储，从而实现对水质硬度参数的自动化在线监测，并对硬度超标的水进行软化处理从而实现对水硬度的自动控制。
【应用领域】针对供暖、制冷等行业研发的一种自动化水质在线监测与控制产品，替代传统的人工取样检测，完全自动化、智能化。
【市场前景】我国有数量庞大的供暖/制冷站点维护需求，现有人工监测水硬度模式存在数据准确性差、监管不严等诸多问题，由于水质硬度不合格导致锅炉等损失巨大。我们研发的智能水硬度在线监测与控制系统可以完全自动化实现待检测水样的自动定时取样、检测试剂滴定、基于溶液颜色的数据分析与处理、以及数据上传和存储，从而实现对水质硬度参数的自动化在线监测，并对硬度超标的水进行软化处理从而实现对水硬度的自动控制，具有显著的社会效益和经济价值。
【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。
3、可再生能源电解水制氢催化剂制备及其应用
【成果简介】在“双碳”目标的背景下，基于可再生能源电解水制氢是真正实现清洁氢气来源的“绿氢”技术。然而，目前制约电解水制氢产业发展的瓶颈之一是贵金属基电催化剂高昂的价格。近年来，研究者开发了多种廉价、高效的电解水阴极析氢非贵金属电催化剂，其中硫化钼（MoS2）基催化剂是迄今为止发现的析氢性能最好的非贵金属催化剂之一，其具有类铂活性。然而，这类高活性催化剂往往更易受到复杂催化反应环境因素的影响，导致催化剂表面发生重构并破坏其几何/电子结构，造成催化剂失活。
基于此，本团队提出了具有分子选择性的栅栏工程，解决了高活性Co掺杂MoS2析氢反应催化剂活性与稳定性之间的权衡问题。这一策略为设计高效、稳定的非贵金属基电催化剂的大规模应用提供了新思路。当将该MoS2基（Co-MoS2@CoS2）阴极催化材料与实验室自制的高活性钴镍双金属硒化物析氧反应阳极配对用于实验室自制的碱性电解水（AWE）双电极电解系统时，在电流密度400mA/cm2下持续分解500h没有明显的衰减。
随着我国进一步推进去碳化，电解水制氢有望成为能源变革的核心。在此背景下，只有大力推广电解水制氢，才能满足不断增长的绿氢需求。为此，需要大幅扩大电解水制氢装置规模，让电解水制氢在国民经济去碳化中发挥关键作用。
【应用领域】该催化剂和碱性电解水设备用于基于光伏发电、风力发电等可再生能源催化水分解制氢技术领域。主要面向燃料电池及氢燃料电池汽车场景应用。
【市场前景】该项目已经通过技术开发、实验室克级产品验证，如果可转化为适合规模化生产，预计可以显著提升该成果的技术创新性、行业竞争力和商业可行性，同时带动本市氢能产业链快速发展，加快制氢、燃料电池以及氢燃料电池汽车产业规模增长。该催化剂制备技术在合成过程中原位构建分子栅栏层，其可以有效避免非贵金属催化剂在生产和存储过程中普遍面临的氧化问题，从而可以大大降低催化剂的运输和存储成本，同时提高催化剂的存储和使用寿命。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、本项目已申请专利1项。
【合作方式】合作开发、技术转让或其它方式。
4、鸟嘌呤基珠光颜料
【成果简介】珠光颜料是一种特性颜料，指具有珍珠光泽、能够产生独特视觉效应的一类颜料。人工合成具有特定暴露面的鸟嘌呤晶体可有效解决鱼鳞鸟嘌呤珠光颜料资源有限、提取工艺复杂、价格昂贵、耐热耐光性差等问题。
本成果突破有机小分子纳米晶在晶化过程、晶型和形貌控制方面的合成难题，首次实现有机小分子鸟嘌呤的晶型、形貌、尺寸及珠光特性的有效调控，实现单一晶型的β相无水鸟嘌呤纳米片的批量合成。这是国际上首类人工合成的纳米尺度的有机小分子晶体珠光颜料，性能稳定、无毒、轻质。
此外，我们创新性地将一系列染料分子掺杂到鸟嘌呤纳米片晶体的晶格中。目前已成功将阳离子金黄X-GL、结晶紫、亚甲基蓝等十余种染料分子嵌入鸟嘌呤纳米片的晶格中，在保有高反射率和珠光色的同时，获得色彩丰富且晶型和形貌可控的彩色β相无水鸟嘌呤纳米片。其在分散液中有明亮的珠光色（图1），干燥的粉末呈现漂亮的颜色，且不会被洗脱，大大丰富鸟嘌呤珠光颜料的应用范围。另外，为降低彩色鸟嘌呤珠光颜料的毒性，我们还将中国化妆品原料清单中的碱性橙等十余种染料掺杂到彩色鸟嘌呤珠光颜料的晶格中，这些彩色鸟嘌呤将可用作护肤品和彩妆等高端化妆品珠光颜料，也可用作对健康和环保性要求高的儿童玩具、环保涂料的珠光颜料。
【应用领域】此类鸟嘌呤基珠光颜料填补了国内外纳米尺度鸟嘌呤珠光颜料的技术空白和市场空白，进一步解决了鸟嘌呤晶体资源有限和性能单一的问题，具有重要的应用价值。鸟嘌呤珠光颜料具有无毒性、纳米尺度、高稳定性等优势，预期应用于护肤品、彩妆品、塑料、纸张、橡胶、涂料、汽车油漆等日用化工类民品产品。
【市场前景】近年来，全球珠光颜料的市场规模迅速增长，2016-2020年的年复合增长率为19.2％，预计2025年将达到446亿元。中国珠光颜料的市场规模也呈现增长态势，且增速高于全球，2020年，中国珠光颜料的市场规模达到49亿元。另外，机构预测，中国珠光颜料产品汽车领域的应用规模在2025年将达到17亿人民币。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、本项目已申请专利，授权专利1项，在申请4项。
【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。
5、mRNA疫苗递送的新型可离子化脂质纳米颗粒平台
【成果简介】对传统疫苗（如灭活疫苗、重组蛋白疫苗等），mRNA疫苗具有应变能力快、制备简单、免疫效力强等特点，在控制病毒传染性疾病中具有至关重要的作用。脂质纳米颗粒（LNP）是介导mRNA在人体内发挥功能的最优解。Pfizer和Moderna公司构建的LNP依然被认为是“best-in-class”的mRNA疫苗递送技术。其中关键组分双亲性可离子化脂质的合理设计可达到mRNA有效递送和释放。但脂质纳米颗粒核心技术专利集中于少数国外公司如Arbutus、Moderna、CureVac和BioNtech，专利壁垒高。目前，我国没有自主研发的高效并安全的用于人体的mRNA递送系统，致使欧美可随时限制我国的mRNA疫苗生产。
本工作成果构建了新型可离子化脂质分子库，可通过排列组合形成数十个新型可离子化脂质，已掌握脂质纳米颗粒构建的核心技术。目前已成功合成并进行活性验证的新型可离子化脂质4个。其中，脂质A1-D1-5的活性最佳，基于其制备的LNP不但成功地载荷小干扰RNA在小鼠体内有效地治疗了代谢疾病，还实现了高效的mRNA负载和体内递送。代谢疾病的治疗成果发表在国际学术期刊ScienceAdvances上，mRNA负载系统已经与多家公司开展合作进行临床前开发工作。
【应用领域】该成果可用于新型mRNA疫苗、小干扰RNA药物的开发，可预防包括新冠肺炎在内的多种疾病，可治疗核酸表达水平异常引起的疾病。
【市场前景】如前所述，我国目前尚无获批的自主研发的mRNA递送系统，但国内对于新型mRNA疫苗的需求同样迫切。据报道，2021年两个获批的新冠mRNA疫苗销售总额超过400亿美元，BioNTech授权复兴医药的新冠mRNA疫苗（复必泰）仅在港澳台地区的销售额可能达到20亿元。因此，可以预见新冠mRNA疫苗在全国范围内的销售额将至少在百亿元级别。截至目前，我国有沃森生物-艾博生物、斯微生物、艾美疫苗、锐博生物-阿格纳生物、国药中生复诺健、瑞科吉生物、威斯津生物、康希诺、石药集团、蓝鹊生物等公司正在研发新冠mRNA疫苗，其中艾博生物、康希诺生物、石药集团等都是采用LNP，与本工作相同。与现有LNP相比，本成果的核心竞争力为在不影响高效递送效率的同时保持了mRNA的稳定性，一定程度地解决了mRNA疫苗储存及运输困难的问题。与其他处于临床开发阶段的LNP相比，本成果失去先发优势，因此在市场占有方面不具备优势。但是，本成果如能顺利实现转化，将有可能占有千万元级别的市场规模。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、本项目已申请PCT国际优先权一项，已申请国内发明专利一项。
【合作方式】合作开发或其它方式。
6、仿昆虫跃翔机器人
【成果简介】跳跃或飞翔等运动形式，可以获得远高于传统行走、爬行步态的运动灵活性，为使机器人具有小尺度、高集成、多模态的特点，本项目在国内首次提出“跃翔一体”的机器人设计理念，创新性将跳跃结构与固定翼飞行思路结合，集飞行模块、驱动模块与仿生弹跳腿于一体。研制的原理样机在微小尺度下实现了5倍体长的跳跃高度（0.5m）的同时，可在空中维持良好姿态、滑翔距离达到了50倍体长（5m）。
【应用领域】仿昆虫跃翔机器人可在跳跃的基础上进一步滑翔，最大程度提高了能量利用率及环境适应能力，具备灵活、小巧、易于隐蔽等特点。在民用领域可携带相应的任务载荷，在复杂环境完成火灾检测、农田监测、密闭空间巡检等任务。
【市场前景】仿生特种机器人在军事应用、抢险救灾等场景中可以部分甚至全部替代人工作业，据调研特种机器人产业年均增速17.8%，预计2023年市场规模将超过200亿美元。
与同类产品相比，仿昆虫跃翔机器人限制在10cm尺度，质量小于100g，具备两种运动模态。该机器人采用国产元件，制造成本控制在3000元以内。产品相关技术及产品本身在现有的营销市场下，收益预计可达200万。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、本项目已申请专利；
3、已授权国家发明专利3项，已申请国际发明专利1项。
【合作方式】合作开发、技术服务或其它方式。
7、可实时通信的水陆两栖无人巡逻车
【成果简介】为克服传统的两栖车在水下无法与基站及时通讯的弊端，本项目发明了一种能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车，采用配有通信模块和导航定位模块的浮标，通过防水电缆连接水陆两栖无人巡逻车，使浮标—两栖车系统与基站之间实现实时通讯，便于根据工作环境灵活下达指令，对无人两栖巡逻车进行实时控制。本项目采用防水电缆，通过自动收放线装置使其始终处于张紧状态，保证两栖车与浮标的同步运动，便于实时定位两栖车位置，并能够避免因缆线松垮而与障碍物缠绕打结导致影响两栖车工作。该无人车浮标内部空间根据相关零部件功能、体积大小及相互之间的工作关系分层布设，能够在保证工作可靠性的基础上进一步实现紧凑布局。本项目能够应用于水陆两栖车辆技术领域，拓宽水陆两栖无人巡逻车的应用场景。
【应用领域】能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车由于其高机动、适用性好的特点，应用领域也在持续增加。目前，能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车主要应用于军事领域和民用领域两个方面。
在军事领域中，可用于侦察打击一体、近海水下反潜、近海排水雷地雷、弹药医疗补给、水下目标跟踪等方面。
在民用领域中，可用于近海风电维修、野外影视拍摄、复杂地形勘探、新型两栖玩具、水下测绘等方面。
【市场前景】根据国内商业机构调研结果显示，市场对水下机器人的规模在不断增加，总体规模持续扩大。根据2017-2019年中国水下机器人进口量显示，我国对于水下机器人的需求在不断增加。我国今年不断增加水下机器人的研发投入，尤其是对水陆两栖机器人的投入，市场规模不断扩大，在发展智慧海洋的战略助推下，我国水下机器人的需求仍将扩大，预计至2025年还有2-3倍的增长空间。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、正在申请国际专利1项。
【合作方式】合作开发、技术许可、技术服务或其它方式。
8、柴油车排放遥感大数据监测系统及监测方法
【成果简介】针对柴油机气态排气污染物遥感检测难题，本项目提出了基于柴油机燃烧过程过量空气系数修正的遥感测试数据反演计算方法，从而实现对柴油车NO等气态排放物浓度实时检测，满足了国家遥感标准中对柴油车NO排放浓度检测要求。并针对国内遥感大数据提出了遥感大数据处理方法，分工况区域动态确定排放阈值，从而达到动态高精度筛查高排放柴油车的目的。
【应用领域】汽车排放遥感测试领域，面向遥感测试厂家和环保部门。
【市场前景】目前，汽车排放遥感测试在汽油车排放测试领域应用较多，而针对柴油车遥感测试误差加大，本项目采用柴油机过量空气系数修正反演计算方法提高柴油车遥感测试准确度，同时采用大数据处理方法提高柴油车排放监管的科学性和准确性。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、本项目已申请专利，其中申请中国发明专利3项，美国发明专利3项，英国发明专利1项。
【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让、技术服务或其它方式。
9、改性聚间苯二甲酰间苯二胺超滤膜
【成果简介】聚间苯二甲酰间苯二甲酰胺（PMIA））纤维是一种新型的有机耐高温纤维，具有出色的综合特性，包括良好的热稳定性，化学稳定性，亲水性和阻燃性。膜材料的耐压性和耐热性是膜分离工艺长期运行所必需的，这些优异的性能使PMIA成为膜制备领域的关键性材料之一。此外，由于该材料易溶于普通有机溶剂中，因此，可以采用非溶剂诱导相转化（NIPS）法制备PMIA超滤膜，这为工业化生产提供了可能。
目前我国的膜材料主要还是依赖于进口，并且亲水性差、机械强度低、耐溶剂性能差等诸多问题，而间位芳纶膜材料已经实现了国产化，并且价格便宜，打破了国外垄断的局面。基于间位芳纶材料，本项目通过调控制膜配方以及制膜工艺，所制备的间位芳纶膜具有高的渗透通量、高的机械强度以及良好的耐酸碱性能。依托于本项目组实验室的中试平板刮膜装置，本项目实现了间位芳纶膜的中试化制备，并且进行膜组件、膜设备的进一步放大设计。所开发的PMIA膜可以达到甚至高于市场同种类产品，其产业化可大大丰富目前水处理市场。
【应用领域】（1）水的高品质回收利用
随着经济高质量发展，现代工业建设如火如荼，农村改造正在进行时，人民对政府的市政工程要求也越来越高，各行各业的发展以及人们日常生产生活都离不开用水，污水处理的需求量日渐增长。该项目所研究的芳纶平板膜用于污水的高品质回用处理能够达到绿色高效的效果，不仅能解决由生产造成的环保问题,而且能够获得污水中的有效成分,提高资源的利用率。
（2）饮用水净化
中国作为人口大国，饮用水的需求量巨大。对于处理地表水、地下水、海水淡化，从而得到可饮用的纯净水。与传统的净水处理技术相比，膜技术在对水质进行更深入的处理时，效率更高、实用性更强，效果更好。选用平板膜进行水净化技术能够大大节约能耗，达到饮用水的标准。
（3）有机物分离
该项目所制的平板膜也可用于食品、染料、医药等行业的生产工艺，在有机物分离方面高效且方便。近几年的应用实践证明，我国膜分离技术已步入大规模工业应用阶段，市场潜力很大，应用前景广阔。
【市场前景】（1）市场状况
近年来，随着我国对节能环保、资源回收相关产业的日益重视，各级政府部门相继出台了一系列旨在推动膜技术应用产业发展的政策；化工与石化、生物制药等行业也将膜分离技术作为清洁生产技术加以推广。2021年6月，发改委出台了《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》，提出了关于城市污水处理能力、再生水利用率、工业用水重复利用等污水资源化利用的要求；2021年7月，发改委又出台了《“十四五”循环经济发展规划》，提出了到2025年单位GDP用水量较2020年降低16%，强化清洁生产和推进园区循环化发展等目标。我们认为上述政策会刺激对膜分离工艺的需求，政策的大力支持为膜分离技术的应用带来了广阔空间。
2018年中国膜产业的市场规模达到了1900亿元，预计到2024年中国膜产业市场规模将达到3630亿元（图2）。并且以每年10%~15%的速度增长，规模庞大的膜市场需求使得我们所制备的膜材料有着良好的发展前景。
近年来我国对位芳纶发展迅速，多家企业的产业化技术取得突破，实现了批量生产。2019年，国内芳纶总产量为13800吨，其中对位芳纶产量实现小幅增长，约为2800吨；间位芳纶产量约为11000吨，总体达到国际先进水平。目前国产芳纶产品主要用于高温过滤、防护、密封等材料中。
芳纶纤维最初由美国杜邦公司在20世纪60年代成功开发并率先产业化，经过60年的发展，杜邦芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟，占据技术和市场上的垄断地位。目前，全球对位芳纶产量达8万吨、间位芳纶产量达4万吨。其中，杜邦对位芳纶和间位芳纶的市场份额分别占到51.6%和67.4%，日本帝人公司在对位芳纶的市场份额达到38.3%，国内企业泰和新材间位芳纶市场份额占世界第二。
我国芳纶产业起步相对较晚，但最近几年也取得了长足发展，间位芳纶材料有着很多的优势，并且目前已经实现了国产化，价格低廉，打破了国外垄断的局面，这为我们以间位芳纶为材料制备高性能间位芳纶膜奠定了良好的基础。
（2）效益分析
在当前市场，膜技术在污水处理行业推广应用面临的最重要的制约因素是较高的成本。随着膜技术研发和应用的不断推进，加上国产替代趋势愈发明显，膜材料及膜技术应用成本都趋于下降。而膜材料价格不断下探，不仅拓宽了膜法水处理应用范围，膜产品在污水处理领域大规模应用将成为现实。
间位芳纶材料价格约为100元/公斤，而进口的间位芳纶价格偏高，如杜邦的约为360元/公斤、帝人的约为340元/公斤，国产间位芳纶的价格仅为进口的1/3，大大降低了制膜原料的成本。根据表1，我们对制膜原料成本进行了预估，每平方米PMIA超/微滤膜大概需要66元。经过对五家知名膜分离公司调研发现近五年来膜产品的净利润不低于10%，有很大的市场和发展空间。
【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；
2、本项目已申请专利，已授权发明专利1项。
【合作方式】技术许可、技术转让、技术入股或其它方式。
二、联系方式
如您对以上成果有进一步合作交流意向，请与我们工作人员联系对接。
房经理 0531-86196383
亓经理 0531-86196382