一、成果介绍

1、微生物高效合成人参皂苷Ro

【成果简介】人参皂苷Ro是人参的主要活性成分之一，具有多种药理、生理活性,在人参中含量较低（约0.4%），无法满足日益增长的市场需求，而利用微生物从头合成人参皂苷Ro则可以有效解决该问题，颠覆传统的获取方式，然而合成途径未知，目前尚未有利用微生物从头合成的报道。

本发明解决了人参皂苷Ro天然代谢途径未知、异源途径与底盘宿主适配性、已报道相关酶活性低等关键技术问题。本发明达到的技术效果为微生物可实现无需添加异源前体物或底物仅通过培养微生物即可从头合成高效人参皂苷Ro、竹节参皂苷Ⅳa、姜状三七苷R1等三种齐墩果烷型稀有人参皂苷以及金盏花苷E。

齐墩果烷型稀有人参皂苷，由于其丰富且具备一定特殊性的药理、生理活性，可作为现有人参皂苷市场的强力补充，应用前景广阔。而其天然含量极低，利用微生物对其进行从头合成可大大降低生产成本与产物分离纯化难度，减少有机试剂用量，不依赖植物种植，周期更短，符合国家绿色环保、可持续发展的硬性要求，微生物绿色制造是当前的政策导向也是发展的必然趋势。

【应用领域】生物医药，保健品，食品

【市场前景】人参皂苷因其出色的药理、生理活性而具有很高的市场应用价值，主要应用于保健品、医药、化妆品、医疗美容等领域。初步调研，每年的需求量在1500吨左右，近几年的市场需求量呈现逐年上升的趋势，市场规模接近百亿元人民币/年，市场生态良好。本项目的人参草苷Ro产量为目前已报道的最高水平。

【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、已申请发明专利1项，正在申请PCT专利1项。

【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。

2、旋转对置活塞发动机

【成果简介】旋转对置活塞发动机没有复杂的曲柄连杆机构和配气机构，进、排气门的开启通过活塞的转动控制。由于进、排气门、喷油系统为分开式布置，进、排气门的面积比较大，有利于提高发动机的充量系数。旋转对置活塞发动机的动力输出轴每旋转一周，每个气缸完成一次完整的做功过程，其做功频率为传统四冲程往复式活塞发动机的两倍，且进、排气过程、燃烧过程较二冲程发动机更加完善。旋转对置活塞发动机可以运用于特种车辆、小型无人机、混合动力车辆、农用机械等的主动力系统。

分析了旋转对置活塞发动机燃烧室内未燃燃料的分布，明确了燃烧室内未燃燃料形成的原因，揭示了特定工况下旋转对置活塞发动机燃烧效率偏低的机理。采用了优化喷油策略、燃烧相位和当量比的方法，改善缸内油气混合、促进缸内燃烧，获得缸内最佳燃烧特性。相关研究取得重要发现，旋转对置活塞发动机最佳燃烧相位随工况的变化较小，有利于降低控制程序和车辆电控系统的复杂性并提高控制系统的鲁棒性。

率先分析了旋转对置活塞发动机的能量分布，阐明了发动机运行参数对能量分布的影响规律，揭示了发动机运行工况影响旋转对置活塞发动机燃油经济性的机理，提出发动机能量回收技术和降低能量损失的燃烧控制措施，有效改善了发动机的燃油经济性。旋转对置活塞发动机通过冷却液损失的热量显著低于传统发动机，极大降低了冷却风扇能量消耗，提高了发动机动力的传递效率。

【应用领域】旋转对置活塞发动机可以运用于特种车辆、小型无人机、混合动力车辆、农用机械等的主动力系统。

【市场前景】旋转对置活塞发动机功率密度高、结构简单、运转平稳，功率密度为传统四冲程内燃机的1.4倍以上，其应用可以显著提高车辆的功能性。

【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；

3、已授权专利1项、申请阶段4项。

【合作方式】合作开发或其它方式。

3、高光溢出效果半导体纳米晶器件微结构的构筑

【成果简介】本成果以原有的直写型3D打印技术为基础，通过对于现有3D打印技术的进一步开发，实现简便，高效的微结构构筑技术。实现微结构纳米晶器件的高效构筑，进一步提升器件的光溢出效率。传统发光器件由于器件材料的折射率高于空气，光从器件内部向空气传播时，部分光会在器件的内表面发生全反射，从而无法实现高效的光溢出效果。2017年，NaturePhotonics上报道的块体荧光器件内部发出的光大量地在器件边缘聚集（75%），正面与背面光溢出量的总和仅仅为25%(NaturePhotonics,2017,11,177-185.)。本成果以器件内部微结构构筑为基础，通过微结构在器件内部的全反射界面构筑，改变光在材料内部的传输路径，实现器件正面的光溢出效果增强。

本成果的高光溢出效果可以广泛的应用于激光器、LED照明领域，提升能源利用效率。目前本成果可以将块体材料单侧约为~25%的溢出效率提升至~80%，约为3.2倍的提升。保守估计将此技术用于实际器件中，可以实现2倍以上的提升，这就意味着对于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明约占全球能源消耗的15%-19%，全球温室气体排放的5%-6%。据统计2021年，全球照明市场总市值达到8089亿元。照明技术是任何一个国家与地区都不可或缺的，高效的照明技术不仅可以为解决全球的能源危机提供有效解决途径，同时为减少碳排放作出巨大贡献，产生巨大的经济效益。

【应用领域】高效微结构器件铸造与照明器件开发

【市场前景】照明约占全球能源消耗的15%-19%，全球温室气体排放的5%-6%。据统计2021年，全球照明市场总市值达到8089亿元，其中LED照明167技术占有比例达到66%。

本技术主体采用有机玻璃，纳米晶约为20-50PPM用量极小。整体材料成本低。对于器件制备采用3D打印技术，由于我们对于3D打印技术的改进，实现了相关器件的高效制备。在现有的3D打印机基础上就可以实现高效制备。

在进一步提升LED器件技术上，仅需要用本器件代替原有封装玻璃即可，工艺提升几乎没有门槛。

【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，申请阶段一项。

【合作方式】合作开发或其它方式。

4、开放空间快速蒸汽技术

【成果简介】最近几年，需要产生蒸汽的产品越来越普遍，因此技术发展开始加速。

随着市场需求的变化，一个重要的技术参数是：产生蒸汽的时间以及如何减少水垢对整个设备运行的影响。为了优化这个参数，很多企业采用了“装置管式”或“水箱式”蒸汽发生器。这些蒸汽发生器确实可以快速产生蒸汽，但是，他们都属于“封闭式”，因此水垢无法解决，一般几个月就会阻塞，整个系统无法运行。在可见的时间内，这个问题很难低成本地解决。也有部分企业采用前置过滤的方式解决，因为涉及耗材，因此也不能被客户接受。

在未来几年，这个产品最终还会使用开放空间加热，并产生蒸汽的方式。但是这种方式当初被抛弃的原因在于，在使用时整个蒸发装置中的水需要整体加热到100摄氏度才能开始产生蒸汽，其速度较慢，使用效果较不理想。

为此本发明提出一种开放空间的蒸发装置，该蒸发装置进行分区，把加热部件集中布置于蒸发区，以快速获得蒸汽。

【应用领域】该技术可以应用于蒸箱、蒸烤箱、微蒸烤设备、集成灶、蒸锅、熨烫装置、洗碗机、消毒柜、电磁炉用锅、蒸汽电熨斗、蒸汽美容护发机、蒸蛋器等需要产生蒸汽的设备。

【市场前景】该技术工艺简单、成本低、可靠性高，可以大规模应用于家电等产品中。该技术在民用产品领域，能够不出现阻塞且能快速产生蒸汽的技术中具有战略地位，具有大规模应用的潜力。未来该技术会随着“蒸汽产品”的发展而发展，产生较大的经济效益。

【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；

2、本项目已申请专利权；

3、已申请发明专利1项，实用新型专利1项。

【合作方式】技术转让或其它方式。

5、抗癌药氨鲁米特的三个新共晶化合物

【成果简介】氨鲁米特（Aminoglutethimide，3-乙基-3-(4-氨基苯基)-2，6-哌啶二酮）是一种肾上腺皮质激素抑制药及抗肿瘤药。氨鲁米特的抗癌机理是P450芳香化酶的抑制剂，阻止雄激素转变为雌激素。进而抑制肿瘤细胞的生长。临床适应症是：用于绝经后或卵巢切除后的晚期乳腺癌，对雌激素受体或孕激素受体阳性患者疗效较好。用于皮质醇增多症(柯兴综合征)，抑制肾上腺皮质功能。

而氨鲁米特在水中极微溶解，溶解度约为2mg/ml。属于微溶物质。不仅影响了药物的生物利用度，而且严重影响该药物的新药开发和临床使用效果。

本项目合成了3个氨鲁米特新共晶。共晶技术是提高化合物水中溶解度的有效手段，通过控制分子间相互作用，在不改变化学结构的情况下，改变原料药的理化性质。共晶体使活性药物成分(API)除了物理化学性质外，其流动性、化学稳定性、压缩性和吸湿性也发生变化。共晶体成为一种潜在的新药固体形式，有很好的开发和应用前景。新共晶的水中溶解度与原料相比，均有明显提高。图1.本项目研发的三种化合物

【应用领域】乳腺癌治疗、皮质醇增多症治疗

【市场前景】提高药物水中溶解度的方法很多，共晶技术是其中比较有效的一种手段，该合成技术不需要特殊条件和设备，成本低、容易实现。具有开发成新药的市场应用前景。

【知识产权】1、知识产权为北京理工大学单独持有；

2、本项目已申请专利及软件著作权；

3、已授权专利1项、已公开2项。

【合作方式】技术转让或其它方式。

6、一种丝素蛋白-NIPAM光子晶体水凝胶

【成果简介】本项目属于功能材料领域，提供了一种丝素蛋白-NIPAM光子晶体水凝胶及其制备方法。所述制备方法包括采用物理交联剂将丝素蛋白和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在常温下共交联，并在交联反应过程中嵌入三维光子晶体阵列。本发明提供的制备方法制备的光子晶体水凝胶具有良好的生物相容性、弹力性能、吸水性能，与皮肤之间具有良好的贴合性，紧贴皮肤表面不易脱落，还同时具有优良的压力传感性和温敏性，可对温度和压力的变化产生颜色变化响应，实现压力和温度变化的裸眼观测。

【应用领域】医疗健康、环境监测

【市场前景】本发明提供的制备方法制备的丝素蛋白-NIPAM光子晶体水凝胶可用作敷料裸眼检测体温，快速准确地判断体温是否正常；可应用于运动康复监测领域，监测关节的运动灵活性，裸眼观察即可轻松获取运动康复情况；可以用作水溶性药物载体材料。此外，还可用于有机溶剂、固体物料中痕量水分测定，也可用于环境湿度监测。应用范围广阔，市场前景可观。

【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，目前处于实质审查阶段。

【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。

7、基于概念信息语义相似度的智能问答系统

【成果简介】文本语义相似度是指两个句子或文本片段之间的语义等价程度，其研究在自然语言处理的问答系统、机器翻译、信息抽取、自动摘要等相关领域中有着广泛的应用，具有重要的理论意义和应用价值。现有的文本语义相似度方法主要基于词表面特征，但由于词语间普遍存在概念上的关联，缺乏概念层面的精确计算导致这些方法的准确性提升困难，而实现全文本在概念层面的精确计算尚无有效模型。

项目团队依据单个名词的概念信息量为基础，分别提出了多种模型和方法实现文本在概念级别快速、精确地计算语义相似度：（1）提出一种基于概念信息量的文本语义相似度无监督基本模型；（2）提出一种基于概念信息增益的文本信息量计算方法；（3）提出一种融合信息权重的全文本信息量计算方法。实验结果表明，团队提出方法在SemEval2013-2016STS（文本语义相似度）数据集上均超过了当年最先进系统的总成绩，并且在SemEval2017STS国际测评中，本系统的总成绩在所有参赛团队中排名第二，其中在Track1数据集上排名第一。相关论文被大会评选为“BestofSemEval2017”。

【应用领域】人工智能

【市场前景】随着人工智能相关技术的发展，智能问答系统应用在许多行业和领域中都有迫切的需求。比如在电话咨询场景中，传统人工座席无法满足日益增加的客户咨询量；在政府业务公开场景中，智能机器人对用户的不准确答复会影响政府形象和公信力。目前业界的做法是人工设计问答系统或者对话系统，而不是使问答系统真正具有人类常识和世界知识，这种系统无法适应提问方法的改变或应用场景的转换。而概念信息方法以认知知识库为基础可以获得大量世界知识，比如概念之间的上下位关系。在特定领域的问答匹配多个测试数据集上的实验结果显示，相对于谷歌最新的深度计算模型BERT，概念信息语义相似度无监督模型已经比当今最优深度学习模型高出13%-15%。在问答系统上准确性的优势说明，概念信息语义相似度模型对智能问答系统具有明显的应用落地优势。

文本语义相似度在自然语言处理的问答系统、机器翻译、信息抽取、自动摘要等研究中有着广泛的应用，具有重要的理论意义和应用价值。随着人工智能相关技术的发展，智能问答系统应用在许多行业和领域中都有迫切的需求。在特定领域的问答匹配多个测试数据集上的实验结果显示，相对于谷歌最新发布的深度计算模型BERT（该模型已刷榜11项自然语言处理传统任务），概念信息语义相似度无监督模型已经比当今最优深度学习模型高出13%-15%。

【知识产权】知识产权为北京理工大学单独持有，授权专利1项。

【合作方式】合作开发或其它方式。

8、复杂结构件数控加工精度与稳定性控制

【成果简介】随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。

项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。

形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。

【应用领域】特种难加工材料的切削加工

【市场前景】航天特种难加工材料切削机理、五轴侧铣刀具设计制造、整体复杂异形结构五轴铣削工艺规划、弱刚度薄壁结构加工变形控制、高速铣削稳定性控制与颤振抑制、切削数据库与数据服务等技术成果已应用于北京某研究所航天发动机数字化柔性生产线，极大地提升了五轴叶轮加工中心、五轴镗铣加工中心、五轴卧式车铣复合加工中心等国产高端数控装备对于五轴铣削、车铣复合加工的工艺适应能力，显著提高了钛合金、高温合金、金属间化合物等航天特种难加工材料的切削加工效率，加工精度和表面质量全面满足设计要求，为实施航天发动机智能制造工程打下了坚实基础，市场前景广阔。

【知识产权】知识产权为北京理工大学单独持有，已授权发明专利23项。

【合作方式】合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。

9、用于塑料激光焊接的Er:YAG脉冲激光器

【成果简介】塑料激光焊接技术是通过激光产生高温溶解，对两件产品进行固定的技术。塑料激光焊接技术主要用于连接敏感性的塑料制品，例如PCB电路板、精密塑料零件电子感应器、真空塑料制品，以及无菌医疗器械等要求密封及洁净度高的塑料制品。塑料激光焊接的优点是：焊接速度快，适用于精密器件焊接；能产生真空密封结构，防水防尘；焊接牢固，能够制造出超过原材料强度的焊接缝；焊接过程中树脂降解少，热损坏和热变形小，无飞边，焊缝严密，没有残渣。目前已有的塑料激光焊接采用的是10.6μm的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半导体激光器。但是对于某些材料如聚合物，对1μm或0.8μm的光吸收太少，而对10μm或紫外线（UV）的吸收太强，1.645μm是更合适的激光波段。此外，1.645μm属于人眼安全波长，相对其它波长对人眼更安全（视网膜安全）。1.645μm激光器的应用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多层打标以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。许多塑料材料在可见光中本质上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波长却没有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），环烯烃共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），这四种不同类型的透明塑料透射光谱显示在1.645μm附近有很强的吸收峰，可以形成更好的焊接。

【应用领域】可用于制作PCB电路板、精密塑料零件电子感应器、真空塑料制品，以及无菌医疗器械等要求密封及洁净度高的塑料制品。

【市场前景】2017年，国内塑料激光焊接设备的市场约3.7亿，其中70%是进口设备。2018年后国内激光企业开始崛起，国内市场份额不断得以提升，目前占据约40%的市场份额。但是国内塑料激光焊接设备企业主要采用的还是进口的激光器，如美国IPG公司的光纤激光器，德国DILAS、美国、QPC等公司的激光器。因此国产激光器可以体现更高价格优势和更低运维成本，可以为设备厂商更强竞争力，具有较大的市场应用前景和发展潜力。

【知识产权】知识产权为北京理工大学单独持有，已授权发明专利3项。

【合作方式】合作开发或其它方式。

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。

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亓经理 0531-86196382