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項目成果/簡介:世界上有數以百萬的語言障礙患者，其中有的是由于先天缺陷導致其存在語言功能障礙，也有的是后天的一些疾病致使其喪失語言功能，語言功能障礙給他們的生活帶來了極大的困難和不便。電子人工喉是一種簡易的語言康復方法，其通常需要安裝在口內喉部，由肺部發出的氣流經過舌、唇的調制，引起人工喉膜片振動，使其發出語音信號。然而，現有電子喉助音器無法清晰還原患者聲音，發音模糊，訓練周期長，并且需要患者自己手持助

己內酰胺是一種重要的有機化工原料，絕大部分用于生產聚酰胺，國內約90％的已內酰胺用于生產纖維（即卡普隆），10％用于制造齒輪、軸承、管材、醫療器械和電氣、絕緣材料等塑料，在國外后者的比例更高。目前，工業生產方法中主要有朊法、甲苯法、光亞硝化法、苯酚法等，其中超過90％的已內酰胺生產工藝都需要經過環己酮朊貝克曼重排。 相比于傳統工藝來說，已內酰胺生產第三代關鍵技術在各方面都大大提高了工藝水平。傳統的液相貝克曼重排以發煙硫酸作為溶劑和催化劑反應，特點是工業化時間長、技術成熟、產品質量穩定但缺點是反應條件苛刻、發煙硫酸具有毒性、對管道具有強烈的腐蝕性、使用后難以處理、得到的副產物硫酸按量大且經濟價值低等。浙江大學團隊重點開展的關于己內酰胺第三代關鍵技術－液相貝克曼重排綠色催化工藝的研究著重在無硫按化、綠色化和環境友好等方面進行突破，解決了傳統工藝對環境造成污染這一重大缺陷。

今年以來，三維數碼成像與顯示產業迅速崛起，各類三維研究和產業項目如火如荼地向著高舒適度、高臨場感新一代平板裸眼三維立體顯示技術發展。因此，結合上述傳感器和平板裸視三維顯示技術，發展新一代高靈敏、高品質三維數碼相機，將贏得新一代數碼相機的巨大應用市場和發展機會。 南開大學現代光學研究所目前承擔國家科技部973項目，研究適用于平板顯示器的高舒適度、高臨場感新一代大尺寸裸視三維立體顯示技術，目前已經研制出了基于微透鏡陣列的裸視三維顯示實驗裝置，能夠在平板顯示器的內外兩側展示大尺寸的、清晰的

01. 成果簡介 世界上有數以百萬的語言障礙患者，其中有的是由于先天缺陷導致其存在語言功能障礙，也有的是后天的一些疾病致使其喪失語言功能，語言功能障礙給他們的生活帶來了極大的困難和不便。電子人工喉是一種簡易的語言康復方法，其通常需要安裝在口內喉部，由肺部發出的氣流經過舌、唇的調制，引起人工喉膜片振動，使其發出語音信號。然而，現有電子喉助音器無法清晰還原患者聲音，發音模糊，訓練周期長，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成極大不便，所以亟需便于失語者攜帶、操作簡單、性能優異的新型人工喉的器件及系統研究。 本成果團隊研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可貼附、聲音收發系統集成、動作監測系統、輕型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更貼合人體皮膚的紋身式薄膜作為襯底，無需膠帶粘貼，可直接貼敷在人體喉嚨，極大地提高了佩戴舒適感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收發聲系統方面有了雙重突破，實現了石墨烯的器件級應用至系統級應用的跨越。通過專用電路對聲音信號的放大和轉換，第二代石墨烯智能人工喉首次將收聲系統和發聲系統連接起來，實現了聲音輸入到輸出的閉環，并可以通過示波器實時觀測喉部運動情況。接著，通過與單片機的結合，該器件可以將人體喉部的不同動作“翻譯”成不同的聲音，實現了動作發聲系統。通過連接解碼器，該器件還可以播放任意音樂。最后，第二代石墨烯智能人工喉系統可通過臂包穿戴在胳膊上，首次實現了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未來將進行體積更小及功能更多的集成，有望實現像“創可貼”一樣貼附在人體喉部并幫助失語者“開口說話”。圖1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系統02. 應用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收聲和發聲于一體，可直接貼附于失語者喉部，并將喉部的不同動作轉化為對應聲音，有望幫助失語者正常與他人“交談”。在未來，該器件將與聲紋識別、機器學習等技術結合，在語音識別、家庭醫療等領域具有廣闊前景。03. 知識產權 已獲得國家發明專利授權2項。04. 團隊介紹 本成果項目團隊負責人為任天令教授，清華大學信息科學技術學院副院長，教育部長江學者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，清華大學環境與健康傳感技術研究中心副主任。擔任IEEE電子器件學會副主席（中國大陸首次）、國際微電子領域頂級學術會議IEDM執委（中國大陸首次）、IEEE電子器件學會教育委員會主席（中國大陸首次）、中國微米納米技術學會理事等。近年來，承擔國家自然科學重點基金、國家重大科技專項、國家公益性行業科研專項、國家重大儀器專項、國家863計劃、國家973計劃等多項國家重要科技項目，做出一系列具有重要國際影響的創新學術成果。主要研究方向為智能微納電子器件、芯片與系統，包括：智能傳感器與智能集成系統，二維納電子器件與芯片，柔性、可穿戴器件與系統，智能信息器件與系統技術等。在國內外重要學術期刊和會議發表重要SCI期刊論文400余篇，國際微電子領域頂級學術會議IEDM論文11篇；獲國內外發明專利70余項，入選2018年愛思唯爾（Elsevier）“中國高被引學者”（微電子領域唯一入選者）。獲2018年電子學會自然科學一等獎，“石墨烯智能人工喉”榮獲科技導報評選的2017“中國十大重大技術進展”，“人工智能微納電子器件”榮獲2017“清華大學十大重大學術成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全國科技活動周被評為“最受公眾喜愛項目”，還入選2018年中國國際智能產業博覽會十大“黑科技”創新產品（從1082項創新產品中脫穎而出）。團隊成員有副教授、助理教授、助理研究員等7人。05. 合作方式 技術許可。06. 聯系方式 郵箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

針對醫院廢水消毒存在的難點問題，哈爾濱工業大學環境學院馬軍院士組織團隊成員劉新旺、王魯、王盼盼、李攀、劉正乾、孔秀娟和機電學院姜生元教授開展了系統研究，提出用高濃度臭氧消毒技術強化醫院廢水處理。   團隊與浙江金大萬翔環保技術有限公司聯合研制和捐贈的5套全自動物聯網監控臭氧消毒裝備，于2020年3月7日運抵湖北省咸寧市5家醫院，現已經成功投入運行，用于醫療廢水消毒滅菌無害化處理。  全自動物聯網監控臭氧消毒裝備工作現場 醫院廢水處理工藝中多數是加次氯酸鈉消毒，當水中含有氨氮時會形成氯胺，而氯胺消毒能力很弱，只有投氯量與氨氮的重量比超過7.6以上時，才能實現自由性氯消毒。由于根據水中氨氮濃度動態地調控投氯量會增加操作管理難度，現場人工頻繁地監測和調控投氯量增加了工作量，也存在安全風險，而且投氯量過高時可能對后續城市污水處理廠運行產生不利影響。研發效率高、受水中氨氮濃度影響小、對后續城市污水處理廠運行無副作用的消毒技術，對于強化醫院廢水消毒、解決醫院廢水消毒運行維護難的問題，具有重要意義。如何在確保消毒效果的前提下，降低運行人員安全風險、便于消毒系統維護管理，是當下需要解決的問題。 臭氧是一種強氧化劑，可迅速破壞細菌、病毒等微生物結構，目前在國際上被大量應用于水處理和環境保護，尤其是用于對賈第蟲、隱孢子蟲、細菌和病毒等進行滅活，被公認為各種致病微生物的“超級殺手”，殺菌能力強于氯消毒劑和紫外線等。 根據對SARS病毒和腸道病毒的相關數據，臭氧消毒能力是自由性氯的5-10倍數量級，是化合性氯（氯胺）千倍的數量級。而且，其自身在消毒過程中被還原為氧氣，不會對后續的城市排水系統和城市污水處理二級處理系統產生不良影響。由于醫院廢水車間地點風險高、運行難度大、技術要求高，系統的維護管理是難點。因此，如果采用臭氧消毒，需要研究空氣冷凍預處理、空氣過濾分離和高壓放電為一體的成套裝備。團隊在春節期間連夜進行設計，與哈工大浙江寧波產業化基地的金大萬翔公司和哈爾濱工大高級氧化技術有限公司合作，克服了原材料運輸困難和企業開工難等問題，經過多方協調，在春節之后完成設計，形成結構緊湊、體積小、性能優良的一體化臭氧消毒成套設備。 在此基礎上，馬軍院士又組織團隊研制物聯網遠程管理系統，通過遠程監控實現無人值守，可以異地操控臭氧的工作條件和消毒工況，形成了醫院污水消毒專用的全自動物聯網監控臭氧消毒裝備，不僅具備更寬的溫度范圍和更高的可靠性，還能將數據全部采集到云端，及時進行數據分析和遠程診斷。 為了減少氣體的直接使用，控制潛在的氣溶膠形成，設計還采用了高濃度臭氧水溶液進行消毒，不但運行維護簡便，而且沒有氣溶膠的形成風險，易于穩定可靠地運行管理。高濃度臭氧水溶液可以獨立進行消毒，也可以與氯聯合消毒，在確保消毒效果的前提下，實現效率高、安全可靠、副作用小、運行管理方便的目的。查看原文

【項目來源】國家自然科學基金項目。 【類    型】中藥5類新藥。 【劑    型】散劑。 【知識產權】已獲授權專利。專利名稱：抗腫瘤和免疫調節的中藥組合物、其制備方法及其在制備抗腫瘤和免疫調節藥物上的應用， CN200910032551.5。 【處方來源】三物白散是經典復方之一，出自中醫經典著作《傷寒論》，由巴豆霜、桔梗、貝母三味藥組成。具有溫寒逐水、滌痰破結之功效。 【功能主治】溫寒逐水、滌痰破結。主治消化系統、呼吸系統腫瘤。 【主要技術指標】 1、藥效學和毒理學研究：該方能有效抑制腫瘤細胞增殖，防止其復發、轉移，抑制腫瘤細胞釋放相關免疫抑制因子，進而從不同視角揭示了該方“祛邪”的科學內涵。并發現，該方能直接促進胸腺細胞、巨噬細胞等的活化、增殖，釋放相關免疫正相調節因子，以此揭示了該方“扶正”的科學內涵。 此外，三物白散方既可通過抑制腫瘤細胞增殖、減少相關免疫抑制因子表達實現對巨噬細胞、T 細胞免疫應答的增強效應；亦可通過增強巨噬細胞、T 細胞免疫活性實現對腫瘤細胞的殺傷。 2、藥學研究：①在此階段實驗研究中，提取得到十余個有效部位，分別為巴豆油、復方生物堿、復方皂苷、復方多糖、巴豆苷、巴豆生物堿、巴豆皂苷、桔梗皂苷、桔梗多糖、浙貝母生物堿、浙貝母皂苷等；建立了高效液相色譜測定巴豆中巴豆苷含量的方法學。通過對三物白散物質基礎的藥理作用研究，可以看出，發揮三物白散直接抑制腫瘤增長的有效部位主要是皂苷有效部位和生物堿有效部位；發揮促進NO分泌作用的主要是皂苷有效部位；發揮抑制VEGF表達作用的主要是皂苷有效部位及殘渣中的某些成分；②三物白散物質基礎發揮抗腫瘤作用可能存在的機制有：1）直接殺傷腫瘤細胞；2）可能通過促進NO分泌，發揮NO細胞毒作用殺傷腫瘤細胞；3）通過抑制細胞因子VEGF的分泌，來抑制腫瘤血管生成，從而防止腫瘤的轉移。③巴豆苷系三物白散“祛邪以扶正”的指標成分之一。 【推廣應用前景】本項目著眼于《傷寒論》經典方三物白散開展效應及物質基礎研究，結果表明該方確具有整體抗腫瘤及提高免疫效應，并且具有細胞免疫正相調節的顯著效應，且其物質基礎也亦基本明確。因此可開發成為臨床治療進展期腫瘤、腫瘤術后復發轉移、腫瘤多藥耐藥的有效復方或有效中藥制劑，具有廣闊的開發前景。 【進展情況】完成部分臨床前研究工作。

研發的智能物聯網采用 Arduino 嵌入式網關硬件平臺和 IEEE1888 協議，功能包括： (1) 全功能網關：既可以向存儲器上報數據，也可以從應用單元獲取指令。(2) 獨立配置管理模塊： 可以通過配置管理模塊提前設置網關參數。(3) 底層設備實時控制：服務器或手機端 APP 向網關發送控制命令，網關接受命令后進行執行處理。(4) HTTP 服務器：能把在線化的傳感器數據或狀態信息長期保存。(5) 數據可視化：APP 能讀取設備數據或存儲器內的歷史數據，并可視化展示。(6) 支持底層多類型傳感器的 WiFi、BLE4.0、以太網等接入到網關。

植物提取物(Plant extracts)指采用適當的方法，從植物(植物全部或者某一部分)為原料提取或加工而成的物質，按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜類、黃酮、生物堿等;按照性狀不同，可分為植物油、浸膏、粉、晶狀體等。可用于醫藥行業、食品行業、美容行業以及其它行業。

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