北京市科学技术研究院专场科技成果推介
（一）项目简介
任务来源国家自然科学基金“深振荡磁控溅射离子增强沉积超硬且韧TiAlSiCN纳米涂层研究”和2023年北科院创新工程项目“氢燃料电池高性能长寿命金属双极板研制”。该成果基于北科院辐射所自主化深振荡磁控溅射技术，实现高通量、宽能域的离子增强沉积技术，获得了强韧性一体化涂层技术及其评价方法，并开展在氢燃料电金属双极板的应用。
针对等离子体密度低和沉积速率低这一现有涂层技术领域的痛点问题，围绕机械重工关键零部件、高端涂层刀具、氢能及燃料电池关键零部件及相关成套涂层设这一国家卡脖子关键技术壁垒，欧伊翔博士整合了脉冲等离子体技术、深振荡磁控溅射技术和圆柱靶闭合场非平衡磁控溅射技术，开发了新一代的深振荡磁控溅射离子增强沉积技术，高性能纳米涂层的适用性和可控性更强。项目核心技术消除了现有真空镀膜技术在反应沉积过程中低速率和靶材表面打弧缺点，通过调控深振荡特征参数（宏/微脉冲参数、峰值功率、频率）与沉积条件（气压、流量）的耦合关系，获得完全消除电弧放电的高密度等离子体，实现高表面完整性、低应力的柔性硬质纳米涂层快速可控沉积。
深振荡磁控溅射离子增强沉积技术能实现纳米涂层的成分、结构和性能“剪裁化”设计，消除了现有技术制备的涂层存在结构疏松、大颗粒缺陷、高应力、晶粒粗大、分布不均匀等缺陷，实现了高表面完整性、无缺陷、超光滑（a˂10 nm）、超细纳米晶（˂10 nm）、全致密（晶粒间距˂10 nm）、高均匀性的高硬度高韧性的纳米涂层高速制备（约 50-200 nm/s）柔性硬质纳米涂层，具有耐磨损、抗腐蚀、抗氧化、抗疲劳、抗辐照等优异复合性能。
（二）竞争优势分析
针对等离子体密度低和沉积速率低这一现有涂层技术领域的痛点问题，围绕高端机械加工涂层刀具及成套涂层设备这一国家卡脖子关键技术壁垒，欧伊翔博士整合了脉冲等离子体技术、深振荡磁控溅射技术和圆柱靶闭合场非平衡磁控溅射技术，开发了新一代的深振荡磁控溅射离子增强沉积技术，高性能纳米涂层的适用性和可控性更强。项目核心技术消除了现有真空镀膜技术在反应沉积过程中低速率和靶材表面打弧缺点，通过调控深振荡特征参数（宏/微脉冲参数、峰值功率、频率）与沉积条件（气压、流量）的耦合关系，获得完全消除电弧放电的高密度等离子体，实现高表面完整性、低应力的柔性硬质纳米涂层快速可控沉积。
（三）市场应用前景
本项目突破了高性能涂层的关键技术，已在北京机科国创轻量化科学研究院有限公司、航天科工、北京亿华通科技股份有限公司取得工程化应用，为机械重工、高端刀具和氢能及燃料电池领域产品应用产生巨大经济效益。研制出了具有自主知识产权的深振荡磁控溅射离子增强沉积技术及成套设备，突破了高性能涂层领卡脖子技术，填补了高性能纳米涂层及成套装备领域空白，实现了高性能涂层及成套装备工业母机的自主化制造，打破了国际垄断，并在我国机械装备、机械加工和氢能加燃料电池领域取得了应用，市场应用前景广泛。
（四）知识产权情况
完全自主知识产权，申请发明专利5项，其中授权1项。2023年获中国民营科技促进会科技进步一等奖（省部级)
（五）项目需求
寻找合作客户进行成果转化和产业化。
（六）项目团队
本技术研发团队，现有7人，其中正高级职称2人，副高级职称1人。
项目二：气溶胶颗粒物高通量气液转换收集技术与应用
（一）项目简介
该成果基于首都卫生发展科研专项重点攻关项目“免接触新型冠状病毒气溶胶快速检测技术与应用研究”的基础上，通过北京市科学技术研究院创新工程项目“自生物气溶胶采集与微流控检测一体机装备的研发与验证” 开展研究。
本成果创新性的构建了大流量采样装置的设计理论，建立了气溶胶细颗粒物的强化收集方法，结合样本富集系统，解决了环境气溶胶无大流量气液转换采集方法的技术壁垒。该技术发明未来可广泛应用于环境监测、疫情防控及空气净化领域。为展示在生物气溶胶检测方向的应用前景，项目团队结合微流控检测技术，构建了生物气溶胶检测一体机，经过质粒、RNA和疫情现场真实环境样本的验证，整套系统初步实现了环境气溶胶的实时检测，为早期发现并阻断病原体气溶胶的传播提供了可靠的方案和技术装备。本气溶胶颗粒物收集技术与相关装备基于颗粒物基本收集方法、强化收集技术，设计了新型大流量环境气溶胶收集系统，同时解决了当前检测技术面临的流量不足和收集效率不足问题，使生物气溶胶收集-富集-检测一体机能在高流量下对各个粒径区间（10->1000nm）的颗粒物保持高收集效率。设计了液体样本富集系统，提高了收集后的液体样本中病原浓度，为后端检测模块的灵敏检测提供了条件，大大提高了一体机的检测限。一体机应用利用环状介导的等温扩增法和成簇的规律性间隔短回文重复序列（CRISPR）设计了整套检测流程，并成功研发和制作了基于LAMP-CRISPR的微流控芯片。此种方法将核酸提取、核酸扩增、和核酸检测集成在单个芯片上，缩短了环境生物气溶胶检测的反应时间，将液体样本检测灵敏度提高了一个数量级，简化了操作过程，非常适用于环境生物气溶胶的现场快速检测。
（二）项目需求
该成果“气溶胶颗粒物高通量气液转换收集技术”已完成全部研发与知识产权申请（PCT美国专利授权，中国专利已修回正在终审），可以进行转化。生物气溶胶检测应用处于原理样机实验阶段，尚需要包括社会资本等的大力投入，继续开展装备的研制与优化，组织中试和产业化。
（三）项目团队
本技术研发团队规模超过15人，其中正高级职称3人，其中中高级职称占比30%，硕士及以上学历占比40%。
项目三：室内材料与物品污染物原位智能快速检测系统
（一）项目简介
针对室内材料与物品传统检测方法测试周期长、成本高、尤其有些测试方法对室内材料和物品还是破坏性的等问题，研发了室内材料与物品污染物原位智能快速检测系统。
该系统包括采样和检测两部分，采样单元为辐射加热式散发微舱，该单元采用辐射加热的原理解决了室内材料与物品短时间散发的污染物浓度较低的问题。散发微舱主体结构为半开放的微型环境舱，内腔容积为1.5L，内腔构型采用半球形，这种结构可减小紊流，消除边缘效应，通过与测试样品表面接触，组成封闭的微型环境舱。加工了一个与测试样品表面平行的螺旋红外加热器进行辐射加热，加热器由涂覆了反射涂层的石英外管和内灯丝构成，实现了在不破坏测试材料本身前提下快速加热的目的；同时采用小型在线红外测温仪测定材料表面温度，选用温控器控制散发微舱温度，控温技术选用模糊PID技术；选用质量流量控制器实现对散发微舱流路中的气体流量测量和控制；为了保证测试过程中微舱的气密性，散发微舱与测试材料的接触面选用特殊设计的O型圈进行密封，保留了O型圈的主体结构，并设计了内凹型微结构，以确保在重力作用下可排出内部气体形成负压从而实现密封；散发微舱舱体和内部构件选用低吸附、低释放材料不锈钢（涂覆聚四氟乙烯进行惰性化）、石英和聚四氟乙烯。
检测单元为甲醛、TVOC检测仪，甲醛检测原理为电化学原理，TVOC检测为光离子化原理，传感器模块采用flow through方式进行腔室结构设计，减小了检测室的死体积，提高了传感器响应时间及精度；设计的甲醛、TVOC检测仪电路，实现了甲醛传感器微弱信号的增益运放，甲醛与TVOC传感器的高精度测量。
该系统配有专用的工作软件，通过软件，可以对分析参数（包括吹扫条件、保载条件和检测条件）进行设定。
利用该系统，可以对板材、涂料、织物、家具等室内材料和物品污染物释放能力进行原位检测，检测时间小于1小时。大大提高了评价效率，解决了常规环境舱法检测周期长、设备周转效率低、耗资较大的缺陷。
（二）项目需求
技术成果如何产业化，以及可行的市场推广方案。
（三）项目团队
本技术研发团队，现有9人，其中正高级职称2人，副高级职称3人。其中，具有博士学位3人，硕士学位6人。
项目四：气体传感器性能评价系统
（一）项目简介
本技术成果应用于气体传感器评价科学技术领域，可以为气体传感器开发过程中代替现有气体传感器评价方案。
气体传感器性能评价系统，用于氢气传感器及其他金属氧化物半导体气体传感器的性能评价。气体传感器性能评价系统分为三部分，分别为微型传感器测试舱、动态配气单元及数据采集单元。
动态配气单元：该部分为整个测试系统提供所需浓度的气体，采用自研软件控制，可实现气体实时配比输出，该部分需要将高浓度标准气体稀释为不同浓度的气体，稀释比最大为1:150，并以稳定的流量输入传感器测试舱中，且流量精度为2%FS。
微型传感器测试舱：传感器测试舱为传感器测试系统核心结构，传感器性能评价都是在测试舱中完成，该舱室中需为气体传感器提供稳定的测试环境，减少环境对气体传感器的影响，最大程度的反映气体传感器性能。
系统中传感器测试舱是传感器测试系统中的测试区域，是整个测试系统十分重要的部分。传感器测试舱根据流体力学原理射流结构的几何特征设计，内部为纺锤形结构，同时在测试效果不受影响的的前提下，在传感元件测试区域的宽度和高度设计得尽可能短，以减小内部体积，最终腔体为内体积为5 mL，仿真结果显示，该测试舱内部气流雷诺数较低，且气体置换时间短，无死体积；基于材料对气体吸附释放特性及传热等性能考虑，测试舱主体及传感器安装组件选用特种工程塑料聚醚醚酮树脂（Polyetherether ketone，PEEK）材料，其长期耐受温度可达250℃，具有低吸收和释放等特性。
数据处理单元：该部分需要完成对气体传感器性能评价的数据收集、处理等。该单元能够检测气体传感器测试过程中的V-t、R-t、V-I等数值，检测范围0.2Ω~200MΩ，检测速度最快可达1000点/s，基本精度为0.012%。
气体传感器性能评价系统可用于气体传感器性能评价，特别是适用于高灵敏气体传感器的低浓度响应能力测定及快速响应恢复的评价。
（二）项目需求
技术成果如何产业化，以及可行的市场推广方案。
（三）项目团队
本技术研发团队，现有9人，其中正高级职称2人，副高级职称3人。其中，具有博士学位3人，硕士学位6人。
