研究院前期科技成果梳理

一、 研究院具有的核心技术

（一） 氢能源领域

1. 加氢站系统：加氢站采用PEM水电解现场制氢加氢、免输运的技术方案。系统主要设备包括：PEM水电解制氢设备，压缩系统（中压和高压氢气压缩机）、储氢系统（中压和高压储氢瓶组）、 加注系统（加氢机）等。

2. 小型区域性微电网：针对离岛微电网、通讯基站备用电源以及家庭、医院等应急供电需求，开发了太阳能发电/风电/谷电-水电解制氢-储氢-氢燃料电池-发电-区域能源系统的小型微电网产品。

（二） 环保领域

1. CMA认证资质：为社会提供包含水质分析、大气分析、土壤分析、植物功能分析评价等标准化检测服务，覆盖工业废水、地表水、海水、饮用水、公共场所空气、工业废气等领域。

2. CO2去除系统关键技术：通过研制分子筛吸附材料和高性能固态胺材料开发CO2去除设备。

3. 受控生态农业技术：开发适用于城市、干旱地、岛屿等环境下的自循环式高等植物生产方案，并建设相应的培养系统。

4. 高效水处理技术：开发低消耗长期稳定的饮用水生产装备，以及适用于分散式处理的低耗废水处理装备。

5. 固废处理与回用技术：以生物质固废综合利用以及固废处理产物精确控制、尾气高度净化为目标；研发能大规模应用的固体废物生物处理技术及高级氧化技术。

（三） 医学健康领域

1. 重力环境效应与健康维护技术：以变重力环境下的重力生理效应、有效防护措施、健康本质问题为研究内容，关注空间骨丢失、心血管功能紊乱、运动功能减退、系统性个性化和人体可适性的有效防护措施、生理与心理适应等科学问题，积累模拟失重环境效应及心理变化数据，建立完善的评估体系，开展创新性防护技术研究、研究人类生存、适应、进化机制，探索生命健康谜题，发展新型健康、能力增强技术。

2. 基于表观遗传学的健康预测预警技术：以研发集基因、环境、行为信息为一体的新型健康监测技术为己任，建立以DNA甲基化信息为核心的个体健康大数据平台，提供针对糖尿病等慢性疾病、恶性肿瘤等复杂疾病的预测模型建立、生物标志物筛选、验证技术服务；成为我国表观遗传信息获取、健康大数据集成、健康预警技术的重要研发中心。基于航天环境糖脂代谢紊乱研究成果，组织糖尿病临床资源，建立样本库，研发糖尿病高危人群健康预警标志物，推出相关检测技术服务与产品。目前，已获得深圳市支持，申报获得科创委学科布局项目“糖尿病相关的体液DNA甲基化研究”。

3. 航天医学空间细胞实验技术：将航天技术与细胞学实验技术相结合,集航天医学空间细胞实验技术研究与转化、产品研制与应用等功能于一身，在大众健康方面打造具备航天医学的特色产业。聚焦于细胞大规模自动化培养技术和空间环境复合效应细胞学实验技术研究方向，开展不同类型细胞自动培养与在线监控技术研究、干细胞干性维持条件下大规模培育技术研究和地面实验条件下模拟空间细胞学微重力效应技术研究，开发相关产品，建立行业标准。

4. 生理仿真与可穿戴生理信息监测：建立多物理尺度的虚拟心脏模型，综合可穿戴心电图成像系统获得的数据，预测难以测量的人体内的生理变化，从而挖掘心血管功能失常的底层机制，同时，定量地阐述空间密闭环境下机体代谢功能变化的动态机制，指导航天医学建立有效的防护措施。

（四） 食品领域

1. 航天级食品标准制定：与普通食品相比，航天级食品在安全、营养、功能等要求上有更加严格苛刻的标准。依托航天科技的高标准、高要求，制定航天级食品标准，提高农产品、食品在全国范围内的信任度，实现相关产业跨越式发展，是对国家“科技创新”、“军民融合”战略的具体实践。

研究院已完成航天级核桃乳标准制定，正在实施的有：核桃油标准制定、纯牛奶标准制定、大米标准制定、陈皮普洱茶标准制定、石斛产品标准制定。

2. 功能食品开发：根据功能因子的功能特性及量效、构效关系，可开展不同类型功能食品的配方研究。针对不同偏颇体质亚健康人群及运动员、核工业、高寒边防、潜艇远航、航空航天等特殊行业人群对功能食品的需求，有针对性地开发功能食品；面向亚健康人群开发功效作用明显的体质调节功能食品，重点从食疗食养、整体调节的角度面向血脂异常、肥胖、高血压、糖尿病等慢性病倾向人群开发健康恢复功能食品；面向儿童开发强化维生素和矿物质、减肥、健脑益智等功能食品；面向老年人开发有助于延缓衰老、免疫调节、抗肿瘤、健脑、预防心血管疾患等功效的功能食品。并通过动物实验或人体试验开展功效验证评价，进而根据功效评价结果、针对不同人群需求特点开展适宜剂型（片剂固体、粉剂固体、液体、胶囊等）、配套工艺及质量标准研究，获得功效作用明显、作用靶点明确的功能食品。

3. 食品分析测试和安全控制技术：可开展食品安全分析检测服务，包括重金属、农兽药残留、微生物、营养指标、食品添加剂和非食用物质、常规理化指标的分析测试，并出具有法律效应的检测报告；可根据企业、学校、餐饮行业等食品安全管控需求量身定做食品安全解决方案，从源头介入开展安全监管，降低食品安全风险；可根据企业、学校、餐饮行业等食品安全管控需求量身定做食品安全解决方案，从源头介入开展安全监管，降低食品安全风险。

4. 健康状态精准测评和针对性膳食指导技术：提供健康状态精准测评和针对性膳食指导服务。基于代谢组学分析和数据支持系统的建立实现个体健康状态跟踪和评估，将食物功能与代谢特性相匹配实现个体化精准营养。健康人群维持、亚健康人群纠偏、患病人群促进，实现个性化精准营养。

二、 可直接进入市场应用的产品与技术

（一） 氢能源领域

1. 质子交换膜（PEM）纯水电解制氢装备：利用质子交换膜技术将水电解成氢气和氧气，工作介质为纯水，该产品可应用于氢能源领域各个方向。

30kW高压水电解芯体     25kW水电解制氢样机

2. 车载氢系统：包括氢气体储存与供应系统，是指安装在燃料电池汽车之上的所有与氢气的加注、储存、供应、安全监测等直接相关的零部件或元器件的总成，该产品主要应用于氢燃料电池汽车配套。

燃料电池大巴车车载氢系统

3. 无人机储氢用瓶口阀以及氢气瓶组件：瓶口组合阀集成了充气口、截止阀、两级减压阀、压力传感器，组合阀与气瓶的连接采用了航天领域双密封技术，以确保气瓶充气后的库存状态及飞行过程中无泄漏，该产品主要应用于氢燃料电池无人机的氢气存储与控制。

无人机储氢用瓶口阀以及氢气瓶组件

4. 氢燃料电池：通过氢气与氧气发生反应，将这种化学能直接转化为电能的电化学发电装置。可应用于大型电站发、电便携移动电源、应急电源、家庭电源、汽车、军舰等领域。

氢燃料电池

5. 小型无人飞机及船艇用燃料电池动力电源：目前世界各国把小型无人机应用于：战场侦察，炮兵侦察校射，边境巡逻，公安城市巡逻，重点设施巡逻，森林防火，救灾抢险。其中无人机的军事用途是发展的重点。无人机要求动力装置具备轻便，低噪音，高能量密度，持久续航力等特点，GPTFC-SP系列产品可以选择直接氢气能源和甲醇重整氢能源，有直流，交流输出两种规格选择。组合方便，结构紧凑能够适合严酷战区环境。

GPTFC-SP系列产品

6. 车载发电机/孤岛自持型发电系统：车载发电机和自持性发电系统用于战区，海岛，边境哨所，高寒山区军用设备及生活紧急电源。GPTFC-CP系列产品采用光伏+电解水制氢（甲醇制氢）+储能电池+燃料电池循环系统获得自持力，功率从3 千瓦到15 千瓦，具备长期自持力。

GPTFC-CP系列产品

7. 军用UPS电源：用于军队数据中心，战时指挥中心，野战医院，战区防疫检测中心。具有续航力长，低噪音，高可靠性，轻便特点。GPTFC-UP系列电源，功率模块化设计，以甲醇水溶液和氢作为能源，结构紧凑，EMC指标符合MIL-STD-461标准。防尘等级符合军用标准，适合在严酷战区环境使用。 

GPTFC-UP系列电源

8. 军用通信基站后备电源：适用于军用通讯基站，按照军用通信电源标准设计。具有待机时间长，使用寿命长，维护工作量低，抗干扰特点。产品符合MIL-STD-461标准，满足军队电磁防护要求。适合固定基站和战区临时移动式基站通讯。GPTFC-MC系列通信基站后备电源，采用先进的模块化结构，可以根据需要调整输出功率，具有轻便，环保，超长时间待机特点。

 GPTFC-MC系列产品

（二） 环保领域

1. 空气净化器：以航天级活性炭过滤技术去除空气中有害物质为核心，产品用于室内空气净化。

10-12

上图分别为：静音系列TG-KJ15S-400，高效系列TG-KJ500G，高效系列TG-KJ800G

2. 植物生态调理箱：采用密闭式空气、温湿度、光照、营养液调节技术，用于室内栽培蔬菜及草本植物。

上图分别为：植物生态调理箱,海军潜用生态调理箱TK-QY01, TK-QY02W

3. 藻类培养装置：采用封闭循环式管道培养槽来进行食用螺旋藻的培养。

螺旋藻培养装置

4. 直饮水净水器：家庭用直饮水净水器。

（三） 医学健康领域

1. 环境控制型回转器：是细胞学微重力效应模拟的研究设备，能够自主建立适宜细胞的生长环境，自动调控细胞培养区温度并控制气体成分，实验参数可根据不同实验要求个性化设置，且兼容不同类型的细胞实验样本。可在地面环境中实现细胞微重力效应模拟，与空间细胞搭载实验、失重飞机飞行实验等真实微重力环境环境条件下实验结果一致。用于空间复合环境因素的细胞学效应实验研究，在航天医学、生命科学、临床医学等领域中具有较广泛的应用。    

 环境控制型回转器

2. 干细胞自动培育装置：将飞行验证的空间细胞培养技术与细胞微重力效应模拟技术相结合，在自主建立的细胞培养环境中利用模拟微重力环境维持细胞干性、调节细胞增殖。与国内外同类细胞培养装置相比，可实现独立细胞培养环境支持、连续细胞培养、自动变容积细胞扩增、模块化培养、干细胞功能修复的特点。具有强大的独立自主能力和样本兼容能力，可实现医疗级大规模干细胞自动培育，为细胞治疗提供个性化细胞资源。

 干细胞自动培育装置

3. 肌肉功能维护裤：应对航天员在轨肌肉萎缩，提高锻炼能力。

4. 睡眠检测床垫：检测在床人员的呼吸波形。

5. 生理背心：将穿戴式心电、呼吸、体温传感器集成于背心上，只要穿上背心就可监测信息。

6. 睡眠监测仪：能够实现在轨睡眠监测，通过心电、呼吸等采集到信息实现监测。

7. 心电检测盒子：能够实现常规心电、运动心电、24h心电、抢救心电的监测。

（四） 食品领域

1. 全豆豆浆：与传统去豆渣豆浆相比，保存了全部营养成分，尤其是膳食纤维及大豆异黄酮的含量提高；粒径小且均一，口感、人体吸收利用率、产品稳定性均得到显著提高。

 全豆豆浆

2. 降血糖固体饮料：本产品甄选具有降血糖功能的药食同源植物提取物作为原料，餐后饮用可显著延迟肠道内碳水化合物的消化吸收，降低餐后高血糖；还可以改善胰岛β细胞功能，促进胰岛素分泌；同时有效改善糖尿病周围神经病变。该产品辅助降血糖作用机理明确，药食同源植物活性成分安全性好，且易为人体吸收利用，茶味口感具有很好的亲和性为大众所喜爱。动物实验结果显示辅助降血糖效果优于阳性样品。 

降血糖固体饮料

3. 降糖/减肥饼干：调节人体肠道菌群，针对性干预和调节肠道菌群、调控血糖和控制体重，同时饼干类产品便于携带，易于食用，是比较大众的饮食形式，因此有较大的用户接受度和扩展空间，是理想的产品类型。

 降糖/减肥饼干

4. 全营养流食：全营养流食以传统“医食同根，药食同源”食疗食养理论及现代免疫生态营养理论为指导，将我国传统的药食同源资源及益生元创造性地应用于肠内营养液，从整体上调节机体免疫力，调整肠道微生态，促进伤口愈合，加速机体康复、缩短住院时间和改善病人的临床预后目的，不仅可以对伤病员提供必要的营养支持还具有一定的辅助治疗作用。适用于临床营养；老人、产妇、幼儿及残障人员家庭营养支持；军演、抗震救灾伤员救治的营养支持；载人航天、远洋航行、运动员、潜艇等特殊作业领域人员的营养补充。产品风味可调，灵活性大：采用天然等同香精，包括葡萄风味、柠檬风味、薄荷风味、草莓风味、焦糖风味等11种风味。产品类型可拓展：在专利范围内，调整原材料及比例，可针对不同人群进行产品研发，如：糖尿病、呼吸系统疾病、肾病、肿瘤、肝病、肌肉衰减综合症、肥胖等人群。    

 全营养流食

5. 功能性啤酒：传统意义上，啤酒是一种夏季消暑、解渴、低酒精度饮料，其功能特点比较单一。啤酒功能性的单一在很大程度上阻碍了啤酒的消费空间扩张，随着消费市场的多元化，啤酒迫切需要进行一场“功能革命”。在传统啤酒酿造生产工艺的基础上添加一些具有特定生物活性的辅料和功能因子，可以生产出具有保健功能的啤酒。使之适量的饮用时有益于人体健康。

 功能性啤酒

6. 发酵型酸乳饮料：发酵型酸乳饮料是一种兼具营养与保健的新型饮料，该饮料风味独特、酸甜可口、营养丰富，深受消费者青睐。目前市场上的酸乳饮料多以牛乳为原料，以豆乳、核桃乳等植物蛋白乳为原料的较少。以豆乳、核桃乳、豆乳混合牛乳、核桃乳混合牛乳为原料，选择合适的发酵剂，将乳糖转变为乳酸，蛋白质发生部分降解产生多种风味物质，再添加其他物质及功能因子，可获得色、香、味、营养与功能俱佳的功能性新型酸乳饮料。

 发酵型酸乳饮料

7. 龙归养心丸：含十几味中药，对提高心血管功能有显著功效。中药被做成药丸装在米纸里，航天员在太空中可以很方便地加水服用。神舟七号首次携带了中药上天，供航天员在飞行期间服用，以加强身体机能，更好地防治空间运动病。

龙归养心丸

8. 行天源电解质固体饮料：2007年中国航天员中心为解决中国航天员平时训练和在太空环境下体液丢失、体能巨大消耗的难题，专门成立课题组进行研发，对比了国外航天员补充体内电解质的方法，最终成功研制“行天源”固体饮品。从“神舟七号”起已成为中国航天员太空出舱活动及平时训练时补充体内电解质的饮品。适合清晨起床、运动健身、户外旅行、办公室及酒后饮用。

 行天源电解质固体饮料

9. 3D食品打印机：可实现在家庭打印面包、蛋糕等糕点食品。

 3D食品打印机

三、 需要进一步研发的产品与技术

（一） 环保领域

1. 智能空气调节控制系统：提供航天级的室内环境优化控制解决方案，集除霾、除湿、富氧、控温、远程控制等功能于一体。

2. 电解臭氧消毒设备：利用航天应用的电解制氧原理产生臭氧技术，可应用于医疗器械、创伤的现场消毒处理。

3. 质谱仪：以空间站环境监测技术为核心，产品可同时或分别连续监测多种常量气体成分和多种微量气体成分。

（二） 医学健康领域

1. 智能卧位实验床：可面向医疗、养老、长期卧床人员等领域定向开发。

2. 下体负压直立倾斜床：心血管系统自主神经调节评估、治疗、筛查。（1）自动快速角度调节，可以实现-30°至90°体位无极调整，15秒内任意角度精确调节，5秒内快速回落至水平位置。（2）下体负压负荷调节，通过平卧位即可模拟立位生理效应，能够快速泄压移除负荷，安全限压范围为55-65mmHg。（3）心血管系统自主神经调节能力评估，利用生理监测数据系统，可以实现多指标精准同步化生理数据监测，包括心电信号、呼吸、心率、血压、血氧饱和度、脉率，实现心血管自主神经调控功能评价。（4）习服式康复治疗，可为立位晕厥患者提供个性化治疗，可以调节立位角度及下体负压负荷，同步化生理信号精准监测，实现精准治疗。（5）物理诱发潜在晕厥反应，吸纳载人航天下体负压物理防护技术理念，通过在传统立位倾斜床上加装下体负压控制装置，实现下体负压物理诱发患者潜在的阳性反应。（6）心脑血管疾病早期筛查，通过立位应激反应、心血管反应、脑血管反应，有效反映临床心脑血管的自主神经和体液调节的代偿功能，实现临床心脑血管疾病的病因初筛。可面向医疗、心血管病因人员等定向开发。

（三） 食品领域

1. 风味全豆豆浆及功能豆浆的开发：在全豆豆浆的基础上，添加天然香精香料可获得多种口味的全豆豆浆，例如：麦香味豆浆、香草味豆浆、椰子味豆浆、巧克力味豆浆、可可味豆浆等。在全豆豆浆基础上，添加功能成分原料，可获得多种功能的全豆豆浆，例如：咖啡豆浆（提神）、卵磷脂豆浆（护肝、改善血清脂质、预防老年痴呆、化解胆结石、改善急躁易怒失眠）、亚麻籽豆浆（减肥、降压、降脂等）等。

2. NFC果蔬汁饮料的开发：将高压射流纳微粉碎技术应用于果蔬汁加工中具有多方面的重要意义：一是能够减小果蔬汁中悬浮颗粒粒径，使果蔬汁中的颗粒分散更加均匀，从而能够有效地降低果蔬汁的沉降率；二是能够提高果蔬汁的混浊稳定性，浊度是评价混浊果蔬汁的重要指标。混浊果蔬汁中既有果肉微粒形成的悬浮液，又有果胶、蛋白质等形成的胶体溶液，另外还有糖和盐等形成的真溶液，甚至还有脂类物质形成的乳浊液。这些混浊成分赋予了果蔬汁很好的感官品质，并提供了丰富的营养；三是提高饮料细腻的口感，提高对营养成分的吸收率；四是很好地保持了果蔬中原有的营养成分和生物活性物质；五是原来不能充分吸收或利用的原料可以被重新利用，保留了果蔬的全部营养部位、提高了资源利用率、降低了原料成本；六是能够较好地保持色泽等品质，果蔬汁的色泽直接影响消费者对品质的印象，是评价果蔬汁品质的重要指标。

3. 全谷物饮料的开发：全谷物饮料的开发难点之一是原料的细化问题，现阶段的工艺都是将粗渣丢弃，只保留口感细腻的滤液，得到的产品并非真正意义上的“全谷物”饮料。将高压射流纳微粉碎技术创造性地应用于全谷物饮料的开发，可获得真正的“全谷物”饮料，配合其他工艺、设备，可开发全谷物液体饮料及全谷物固体饮料。

（四） 个体防护领域

1. 小型医用供氧装备：采用高压氧气储存技术的氧瓶存储气态氧，可应用于医用吸氧以及消防、登山装备。

2. 急救呼吸机：便携式急救呼吸机采用气动气控控制方式实现危重病人的辅助呼吸，无需电源，性能可靠，携带方便，易于操作。

3. 移动式氧气加压舱：用于事故现场成人患者高气压医学临床治疗的专用医疗设备。设备加压介质为医用氧气，最高工作压力为0.15MPa，可为1名患者提供现场高压氧治疗用。

4. 多功能消防单兵防护系统：针对地铁、楼宇、危险化学品爆炸等复杂危险火场环境消防员救援和防护需求，开展了全防型多功能消防单兵防护系统的研制。保证消防官兵救援顺利、通信畅通、安全返回。

深度开发符合市场需求的产品，如：多功能消防服的规模化生产、列装；高端客户家用消防服的开发和制造；开发适用于大众的抗菌、除臭等多功能面料，并制成各类日用品，开发防辐射服、防辐射眼镜、医学防护设备等产品。未来可进行化工防护服、医学防护服、抗辐射防护服、登山运动员、地下作业人员防护服等特殊环境下人员的防护服开发及各类智能化服装，如用于老年人健康监测和通讯的专用防护服等。

四、 科普教育与展示服务

1. 太空科技馆：研究院航天科普展示厅，包括受控生态生保系统集成试验平台、太空生态与环境技术展厅与航天医学实验室展厅，面向社会大众开放科普服务。此外，拥有航天环控生保及航天医学健康科普展示整套解决方案，如红立方航天科普展览馆方案。

2. 特种人群训练基地：利用航天员中心特殊环境下人员的选拔、培训核心技术及经验，以及形成包括医学工程、管理软件开发、心理支持等全面系统的技术体系，开展航天员、潜航员或其他特殊人员的选拔、训练，以及上天返回人员的恢复疗养基地。

3. 健康管理基地：可通过深度健康评测（高端体检中心），高端会员定制（个性化制定健康管理方案），低氧健身（建设低氧健身房，提供专属的低氧健身方案）等开展合作。