ORNL的研究人员生产了可自愈和高粘性弹性体，证明它们在环境和水下都能自我修复。该项目获得了2021年R&D 100奖。来源:美国能源部ORNL

这款2021年研发100项大奖得主由ORNL开发，将软件和硬件技术结合起来，分析现有的城市数据，并使用高分辨率建模来确定道路精密除冰的最佳区域。来源:美国能源部ORNL

ORNL的科学家们联合开发了一种2021年获得100项研发奖的量子确保防御方法，用于保护信息，有望逃脱正在进行的网络安全漏洞的攻击-防御循环。来源:美国能源部ORNL

ORNL的科学家们利用新技术创造了一种长长度的复合铜碳纳米管材料，这种材料的性能得到了改善，用于电动汽车牵引电机，该项目获得了2021年的研发100奖。资料来源:美国能源部的Andy Sproles/ORNL

橡树岭国家实验室的梅林·西奥多和N95滤料的发明者彼得·蔡，拿着实验室碳纤维技术设施生产的放大材料样品，这一壮举在2021年研发100个奖项上获得了covid -19相关研究的特别认可。来源:卡洛斯·琼斯/ORNL，美国能源部

ORNL的研究人员生产了可自愈和高粘性弹性体，证明它们在环境和水下都能自我修复。该项目获得了2021年R&D 100奖。来源:美国能源部ORNL

这款2021年研发100项大奖得主由ORNL开发，将软件和硬件技术结合起来，分析现有的城市数据，并使用高分辨率建模来确定道路精密除冰的最佳区域。来源:美国能源部ORNL

ORNL的科学家们联合开发了一种2021年获得100项研发奖的量子确保防御方法，用于保护信息，有望逃脱正在进行的网络安全漏洞的攻击-防御循环。来源:美国能源部ORNL

ORNL的科学家们利用新技术创造了一种长长度的复合铜碳纳米管材料，这种材料的性能得到了改善，用于电动汽车牵引电机，该项目获得了2021年的研发100奖。资料来源:美国能源部的Andy Sproles/ORNL

橡树岭国家实验室的梅林·西奥多和N95滤料的发明者彼得·蔡，拿着实验室碳纤维技术设施生产的放大材料样品，这一壮举在2021年研发100个奖项上获得了covid -19相关研究的特别认可。来源:卡洛斯·琼斯/ORNL，美国能源部

美国能源部橡树岭国家实验室的研究团队及其技术获得了7项2021年100项研发奖，并获得了一个与covid -19相关的项目的特别表彰。

10月19日至21日，该组织通过虚拟颁奖典礼宣布了最终入围名单中的获奖者，这是该会议连续第二年通过虚拟方式宣布获奖者。

“研发100项大奖”成立于1963年，每年表彰100项来自世界各地的研究成果，这些成果导致了新的商业产品、技术和材料，这些成果具有显著的技术意义。今年的获奖使ORNL的研发100个奖项达到232个。

ORNL主任托马斯·扎卡里亚(Thomas Zacharia)说:“这一认可证明了我们的员工致力于开发真正的创新技术。”“我为他们的创造力和奉献精神感到非常自豪。”

在11个入选者中，ORNL的研究人员和技术已经被命名为获奖者包括:

由ORNL开发的自主自愈密封胶。

ORNL的一组研究人员通过开发一种能够自我愈合的粘合剂材料，解决了脆性、渗漏的密封剂问题。密封剂在建筑和汽车等许多领域都有广泛的应用，但目前它们有开裂的倾向，不能有效地粘在有灰尘的表面。

ORNL的团队通过将自修复聚合物聚(BCOE)与现有的商业密封胶整合在一起，开发出了这种自修复密封胶。这种新型材料在室温下可以在几天内自行修复裂纹。与现有产品相比，它还能更好地附着于有灰尘的表面，无需在使用前清洁区域或在基材上涂底漆。

该发现提供了一个简单的解决方案，无需外部触发器即可开始工作。目前市场上还没有其他的自愈合密封剂。

该项目的资金由美国能源部建筑技术办公室提供。

ORNL的Diana Hun, Pengfei Cao和Tomonori Saito领导开发团队，张震，李炳瑞，Natasha Ghezawi和Zoriana Demchuk贡献。

由ORNL和Clinch River计算有限责任公司开发的精密除冰器。

ORNL的研究人员开发了一种方法，可以更精确地测量特定道路所需的除冰材料的数量，比如盐或盐水。

由于资源有限，城市通常对每条道路使用相同数量的除冰材料，并根据交通状况或道路状况估计所需的数量，但很少将这两个因素结合起来。此外，仅根据交通情况进行除冰，往往会导致在阳光照射强烈的地区处理过度，而在交通以外的其他可减轻影响因素的地区处理不足。

这种精密除冰器利用光探测和测距数据，不仅考虑交通状况，还考虑道路状况、坡度和太阳辐射，从而计算出道路脆弱性指数，表明在特定地区应该使用多少除冰材料。与目前的方法不同，除冰器为特定地区而不是整个城市生成报告，确保每个地区都得到正确的处理，并最大限度地减少不必要的业务关闭。

此外，精密除冰器通过确保只分配必要数量的除冰材料和减少由除冰器引起的径流来保存状态资源。

诺克斯维尔市已经采用了该产品的原型。

这个项目的资金由ORNL种子资金-城市道路除冰智能空间建模方法提供。

ORNL的Olufemi Omitaomu领导了这项研究。ORNL的Budhendra Bhaduri, Dan Koch, Christi Johnson, Frederick Kyle Reed和Matthew Garrett，以及Clinch River Computing的Kevin Homan和田纳西大学的Ernest Cadotte为开发做出了贡献。

QED:智能电网的量子保证防御，由洛斯阿拉莫斯国家实验室、ORNL和EPB开发。

洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)和ORNL的科学家们开发了一种名为量子确保防御(Quantum ensure Defense，简称QED)的信息保护新方法，试图摆脱正在进行的网络安全漏洞的攻击-防御循环。

基于前沿量子科学和网络安全，QED利用量子通信保护电网控制信号不受第三方渗透。

该技术利用光的单个粒子，或光子，来分发可以用来将控制信号锁定为密码的密钥。这种新方法将量子通信系统的安全保证带到了长距离的电网系统中。

该团队已经在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯、田纳西州的橡树岭和查塔努加演示了QED在商业系统上的操作使用。

该项目的资金由能源部网络安全、能源安全和应急响应办公室提供。

ORNL的Muneer Alshowkan, Philip Evans和Nicholas Peters与LANL的Raymond Newell, Claira Safi和Justin Tripp以及EBP的Steve Morrison和Scottie Summerlin合作开发这项技术。

UCC: ORNL开发的超导电铜-碳纳米管复合材料。

铜是许多电气设备的关键元素，但它的电阻会导致电力损耗，这意味着为了实现当前的清洁能源目标，需要新的低电阻导体。

ORNL的研究人员开发了一种超导电铜-碳纳米管复合材料，简称UCC，作为一种替代材料，可以改善纯铜的机械和电气性能。该产品由碳纳米管集成在铜基体中制成，具有较高的机械强度和优良的电气性能。

UCC复合材料在电动汽车、电网、网络服务器和航空航天领域的数据传输系统中有许多应用。它们还可以用于减少电动汽车电池的充电时间，或制造更小、更轻、输出功率更高的电机。

除了提供更好的电气和机械性能，用于生产UCC导体的制造工艺也很容易扩展到工业生产。

该项目的资金主要由能源部车辆技术办公室和ORNL技术创新计划提供。部分研究是在纳米相材料科学中心进行的，该中心是美国能源部科学办公室的一个用户设施。

ORNL的Tolga Aytug领导了这项研究，并得到了Kai Li, Burak Ozpineci, Michael McGuire, Fred List, Soydan Ozcan, Lydia Skolrood(现在是北卡罗来纳州立大学的研究生)，Ilia Ivanov, Mina Yoon和Andrew Lupini的帮助。

电网阻尼器，由ORNL，田纳西大学，诺克斯维尔和电力研究所开发。

越来越多的可再生能源的整合已经在电网中产生了更加严重、复杂和频繁的电振荡。如果没有得到充分的控制，它们可能会导致损失数十亿美元的大停电事件。有效抑制各种振荡是保证电网安全可靠运行的关键。

grid阻尼器是一种部署就绪的技术，允许更多的可再生电力进入电网。当可再生能源和电力需求波动时，该技术自动更新参数、传感器和执行器，以保证电网的稳定性和可靠性。

网格阻尼器目前正在意大利的Terna国家控制中心部署。

该项目的资金由美国能源部的先进电网现代化项目、电力研究所和美国国家科学基金会提供。

开发griddamer技术的主要研究人员包括UT- ornl州长的主席Yilu Liu, UT的Lin Zhu和EPRI的Evangelos farantato。

MSC MillMax，由ORNL、MSC工业供应公司和制造实验室开发。

MSC MillMax是一个计算机化的数控机床控制系统，该系统利用测量来消除刀具主轴硬度不够时在铣削过程中产生的金属波纹痕迹。

铣削金属是使用旋转工具，金属工人通常手动调整机械，这是一个不科学的过程，可能需要几个小时。新的计算机化系统测量刀具特性、刀架和机床，然后在15分钟内产生理想深度和主轴转速的报告。

用这台机器做精密工作，缩短了时间，降低了成本，减少了废金属，金属工人能够提高生产率。

本项目的资金由美国能源部实验室指导研究与开发、美国能源部科学办公室(CRADA)、美国国防部、MSC工业供应公司和制造实验室公司提供。

ORNL的凯文·斯科特·史密斯、MSC工业供应公司的杰米·戈特勒和制造实验室的戴夫·巴顿领导了这项研究。ORNL的Tony Schmitz和Andrew Honeycutt与MSC工业供应公司的Scott Stickney、Steve Baruch、Alan Yang和MSC的金属加工专家团队和制造实验室的Tom Delio共同为开发做出了贡献。

大网:双亚氨基胍负排放技术，由ORNL, ReactWell和全新世气候公司开发。

ORNL的研究人员开发了一种从空气中分离二氧化碳的方法，这种方法有可能永久去除大气中数十亿吨的温室气体。在这个过程中，科学家们使用含有ornl发现的受体双亚氨基胍(BIGs)的水溶液来吸收二氧化碳。

在被二氧化碳吸收后，BIGs变成一种不溶性的结晶盐，可以很容易地从液体溶液中除去。然后，盐中的二氧化碳可以在温和的条件下被提取出来，并被送往地下深层储存，或者储存在含水层或者以前的油田中。

此外，行业合作伙伴ReactWell正在开发一种方法，将提取的二氧化碳转化为乙醇，用于洗手液和酒精。

全新世气候公司(Holocene Climate Corporation)也对该项目感兴趣，并正在努力扩大该技术的规模并将其商业化，最终目标是长期储存二氧化碳，以缓解气候变化。

本项目的资金由美国能源部科学办公室、美国能源部技术转型和化石能源办公室以及ReactWell LLC提供。

ORNL的Radu Custelcean、ReactWell的Brandon Iglesias和全新世气候公司的Anca Timofte正在领导这项开发工作。ORNL的Charles Seipp, Neil Williams, Costas Tsouris和Kashif Nawaz为开发做出了贡献。

由ORNL、Techmer PM和DemeTECH牵头的“过滤介质和口罩的国内供应链”项目获得了“抗击COVID-19”特别奖银奖。

ORNL的研究人员改造了美国能源部碳纤维技术设施的熔喷能力，使N95口罩的过滤材料得以生产，以抗击COVID-19。研究小组使用的聚丙烯中添加了一种添加剂，这种添加剂来自聚合物材料制造商Techmer PM。N95掩模材料发明人蔡永平协助ORNL建造一种新型静电充电装置，为生产中的熔喷材料充电。

该工艺的过滤效率超过95%，每小时可生产9,000个口罩的过滤介质。DemeTECH,医疗供应公司,也用ORNL的技术——联合空气、燃料和润滑油过滤产品供应商康明斯生产过滤材料和面具和迈阿密业务扩大到包括口罩生产线能够产生三百万,每天一百万N95口罩。

ORNL COVID制造业的努力进行配合美国卫生和人类服务和部分由美国能源部科学办公室通过国家虚拟生物实验室,组成的一个财团DOE国家实验室专注于应对COVID-19,冠状病毒在乎行动提供资金。

能源部在ORNL的碳纤维技术设施得到了能源效率和可再生能源办公室的先进制造办公室和汽车技术办公室的支持。

该项目的研究人员包括ORNL的Lonnie Love, Craig Blue, Merlin Theodore, Greg Larsen和Parans Paranthanman;彼得·蔡(Peter Tsai)，前田纳西大学(University of Tennessee)教授;Techmer的Alan Franc总理;DemeTECH的Luis Arguello Jr.;以及康明斯的克里斯托弗·霍尔姆。