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一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。磺胺類(lèi)抗生素、酚類(lèi)等持久性有機(jī)污染物引起的水體污染，二氧化碳與氮氧化物的大量排放產(chǎn)生的氣候變暖與大氣污染，成為當(dāng)前社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨的重大問(wèn)題。光催化技術(shù)由于可以直接利用可持續(xù)的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，而成為水/氣環(huán)境凈化和清潔能源利用的理想途徑之一。因此，開(kāi)發(fā)高性能的光催化劑意義重大。

（專(zhuān)利號(hào)：ZL 201410267868.8） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)一種水溶型芯的快速成形系統(tǒng)及成形方法，屬于材料成形技術(shù)領(lǐng)域。該成形系統(tǒng)包括箱體、微滴噴射裝置、混料裝置、鋪料裝置、移動(dòng)加熱裝置、空間加熱裝置、粉料加熱裝置、配液倉(cāng)、控制器、工作腔體、升降工作臺(tái)以及測(cè)溫探頭。本發(fā)明所提供的成形方法首先建立型芯CAD幾何實(shí)體模型，由微滴噴射裝置按照計(jì)算機(jī)提取的滴液裝置的運(yùn)行軌跡完成所有離散層面的滴液工序，制得水溶型芯。本發(fā)明尤其適用于以可溶性無(wú)機(jī)

本專(zhuān)利技術(shù)由二氧化碳和水為原料，KHCO3 作助劑，催化劑由配體功能化、金屬沉積和染料敏化的 TiO2-FTO 玻璃電極構(gòu)成的光陰極催化劑和 Co-Pi 修飾 W 參雜的 BiVO4 光陽(yáng)極催化劑在光電池中模擬植 物光合作用制備出高純度的乙醇水溶液并放出氧氣。人工光合成電池的效率可以達(dá)到 0.3~0.6%，與大田農(nóng)作物相似。光電池在模擬太陽(yáng)光或室外太陽(yáng)光照射下均能實(shí)現(xiàn)合成乙醇，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為碳基能源分子。電極催化劑制備簡(jiǎn)單、成本低廉、污染很小；生產(chǎn)乙醇的過(guò)程中無(wú)廢水、廢氣和固體廢物產(chǎn)生。催化電極的壽

本發(fā)明公開(kāi)了一種互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠填充復(fù)合分離膜的制備方法，包括如下步驟：首先，將聚合物膜在第一單體溶液中浸泡，取出后在紫外光下輻照交聯(lián)，得到第一網(wǎng)絡(luò)凝膠復(fù)合分離膜；然后，將第一網(wǎng)絡(luò)凝膠復(fù)合分離膜在第二單體溶液中浸泡，取出后通過(guò)熱引發(fā)交聯(lián)，形成互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠填充復(fù)合分離膜。本發(fā)明制備的互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠填充復(fù)合分離膜具有重金屬離子吸附功能，在過(guò)濾分離的同時(shí)，可有效吸附水中的重金屬離子。本發(fā)明提供的方法簡(jiǎn)單、高效、易操作、成本低、可工業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)銅、鉛、汞、鋅、鎘、鎳等多種重金屬離子具有優(yōu)異的吸附性能，既可用于工業(yè)重金屬污水處理，也可用于生活飲用水中去除重金屬離子。

網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)集成平臺(tái)是設(shè)計(jì)、實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本成果建立了通用的網(wǎng) 絡(luò)化服務(wù)與工程支持信息集成平臺(tái)，集成企業(yè)相關(guān)的服務(wù)資源，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù) 系統(tǒng)提供技術(shù)的支持。本項(xiàng)目涉及信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、制造技術(shù)和管理技術(shù)等多個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域，成 果來(lái)自于多個(gè)相關(guān)的理論研究和工業(yè)實(shí)施項(xiàng)目。成果已經(jīng)應(yīng)用于上海大眾汽車(chē)有限公司、 沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)、無(wú)錫機(jī)床集團(tuán)等企業(yè)，相關(guān)成果正在機(jī)床、電氣等行業(yè)推廣。 同時(shí)，本項(xiàng)目通過(guò)中德合作，探索了一條高校、企業(yè)和外國(guó)高校以及外國(guó)企業(yè)之間 合作研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的新模式，打開(kāi)了中德交流合作模式的另一扇窗口。

本技術(shù)成果提出了以silverlight技術(shù)為基礎(chǔ)、以 多維度發(fā)布數(shù)據(jù)融合為表現(xiàn)方式、以WCF技術(shù)為數(shù) 據(jù)庫(kù)訪問(wèn)及通信方式的區(qū)域空氣質(zhì)量實(shí)施發(fā)布的技 術(shù)路線，結(jié)合自主研發(fā)的區(qū)域空氣質(zhì)量空間分析的 優(yōu)化算法，提出了空氣質(zhì)量 -氣象場(chǎng) -地理信息等 要素多維集成動(dòng)態(tài)展示的技術(shù)方法，通過(guò)交互與融 合，共同形成了我國(guó)新一代區(qū)域空氣質(zhì)量實(shí)施發(fā)布 業(yè)務(wù)平臺(tái)，不僅提高了我國(guó)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布與表 征能力，并且為區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警、信息公開(kāi) 和環(huán)境管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段與分析工具。

適用于村鎮(zhèn)、別墅區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)、養(yǎng)老院、廠礦、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)等遠(yuǎn)離污水管網(wǎng)的地區(qū)進(jìn)行雨污水處理，以及提升河道、人工湖等地表水體景觀的可持續(xù)自?xún)羧萘颗c游憩性的多元化服務(wù)功能生態(tài)建設(shè)領(lǐng)域通過(guò)在綠地下添加改性濾料、種植特定耐水濕樹(shù)木，將綠地或地表水坡岸作為理化與生化的生態(tài)智能控制凈化反應(yīng)器，形成動(dòng)植物、微生物與水體污染物之間自組裝的物質(zhì)循環(huán)及生態(tài)動(dòng)力學(xué)自?xún)粝到y(tǒng)；通過(guò)綠地或坡岸下嵌入生態(tài)智能控制凈化反應(yīng)箱，將天然凈化反應(yīng)器與地表水體廊道式凈水裝置合用，實(shí)現(xiàn)了地表水坡岸生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)功能的多元化，及維系地表水可持續(xù)自然凈化的一種創(chuàng)新性體驗(yàn)。確保凈化裝置所具有一勞永逸的可持續(xù)性成效  

本發(fā)明公開(kāi)了一種低剖面方向圖可重構(gòu)的基片集成波導(dǎo)H型喇叭天線，主要包括三個(gè)部分：電可調(diào)饋電網(wǎng)絡(luò)、輻射單元和直流偏置電路。本發(fā)明的方向圖可重構(gòu)的基片集成波導(dǎo)喇叭天線可以實(shí)現(xiàn)主波束方向在水平面0°、90°、180°和270°掃描，具有低剖面、寬帶、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)。

研究背景 芯片是人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一，也是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。小到手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)，大到6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算均基于芯片技術(shù)的不斷突破。半導(dǎo)體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，目前半導(dǎo)體光刻的制造工藝幾乎是摩爾定律的物理極限。隨著制造工藝的越來(lái)越小，芯片內(nèi)晶體管單元已經(jīng)接近分子尺度，半導(dǎo)體制作工藝的“瓶頸效應(yīng)”越來(lái)越明顯。隨著全球化以及科技的高速發(fā)展，急劇增長(zhǎng)的龐大數(shù)據(jù)量要求數(shù)據(jù)處理模型和算法結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，帶來(lái)的結(jié)果就是對(duì)計(jì)算能力和系統(tǒng)功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設(shè)備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計(jì)算力瓶頸等現(xiàn)象，已越來(lái)越難以滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算力與功耗的需求，因此提高運(yùn)算速度同時(shí)降低運(yùn)算功耗是目前信息工業(yè)界面臨的緊要問(wèn)題。 如當(dāng)年集成電路開(kāi)創(chuàng)信息時(shí)代一樣，當(dāng)下已經(jīng)普及的光通信正在成為新革命力量的開(kāi)路先鋒。與此同時(shí)，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進(jìn)，光子芯片向小型化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)已是必然。相對(duì)于電子驅(qū)動(dòng)的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點(diǎn)，利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。 項(xiàng)目功能 本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)光通信關(guān)鍵技術(shù)及核心芯片，基于量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，探索關(guān)鍵微納制造技術(shù)，研制出可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術(shù)路線 一、技術(shù)原理及可行性 本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授發(fā)現(xiàn)如圖1所示的量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，首次研制出同質(zhì)集成發(fā)射、傳輸、調(diào)制和接收器件的光電子芯片，這些原創(chuàng)工作引起了業(yè)界相關(guān)科研小組地廣泛關(guān)注，化合物半導(dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片成為研究熱點(diǎn)。香港大學(xué)的蔡凱威小組和申請(qǐng)人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術(shù)，在藍(lán)寶石氮化物晶圓上實(shí)現(xiàn)LED基同質(zhì)集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)Ooi教授和美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍(lán)寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院蘇州納米所孫錢(qián)小組在硅襯底氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調(diào)制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實(shí)現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調(diào)制和探測(cè)速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發(fā)基于光子傳輸?shù)幕衔锇雽?dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片以實(shí)現(xiàn)片上光子通信是可行的。   二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝流程 本項(xiàng)目提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片基于常規(guī)的藍(lán)寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)需特殊定制的外延結(jié)構(gòu)。以典型的2寸氮化鎵基藍(lán)光LED外延片為例，其外延片結(jié)構(gòu)如圖2所示，從下至上依次為藍(lán)寶石襯底、AlGaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層，通過(guò)調(diào)節(jié)InGaN/GaN多量子阱層的參數(shù)（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長(zhǎng)的光源器件。   圖3為本項(xiàng)目所提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石襯底的氮化物晶圓上通過(guò)刻蝕和沉積等一系列晶圓級(jí)微納加工技術(shù)，制備出單片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N電極可以采用倒裝技術(shù)直接與基板相連，光線從透明的藍(lán)寶石襯底發(fā)出，這樣不僅使得器件具有優(yōu)良的電性能和熱特性而且簡(jiǎn)化了其后期的封裝工藝。 三、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì) 1、同一塊晶圓上集成LED和PD使得兩者間距離大大縮短，不僅有助于增強(qiáng)PD對(duì)藍(lán)寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統(tǒng)性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發(fā)展趨勢(shì)； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統(tǒng)異質(zhì)的、分立的LED和PD簡(jiǎn)化了封裝形式和工藝，不再需要對(duì)LED和PD進(jìn)行單獨(dú)的封裝，而且同質(zhì)集成器件的基板也較異質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單統(tǒng)一，極大地縮短了集成系統(tǒng)的制作周期； 3、同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片采用相同的工藝就可以制作出LED和PD，簡(jiǎn)化了生長(zhǎng)異質(zhì)材料的復(fù)雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進(jìn)行批量生產(chǎn)，有效地降低了生產(chǎn)成本。 四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測(cè)試與電學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，并且項(xiàng)目成員積累了豐富的測(cè)試技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，能夠滿(mǎn)足本項(xiàng)目的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片測(cè)試同時(shí)表征光電參數(shù)與電學(xué)參數(shù)的需求。下圖4所示為器件形貌表征圖，從左邊依次是掃描電鏡圖、光鏡圖、原子力顯微鏡圖。   基于通信感知一體化芯片，本項(xiàng)目利用單個(gè)多功能集成器件成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈搏的監(jiān)測(cè)功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實(shí)現(xiàn)了照明、成像和探測(cè)功能為一體的LED陣列系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)可以在點(diǎn)亮照明的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界光信號(hào)的探測(cè)與感知，通過(guò)后端系統(tǒng)處理后，再將信息通過(guò)陣列顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)多種功能的集成。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授是國(guó)家自然基金委優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國(guó)家973項(xiàng)目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高質(zhì)量研究論文，獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利23項(xiàng)，美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專(zhuān)題報(bào)道，榮獲2019年中國(guó)電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（自然科學(xué)）、2019年南京市十大重大原創(chuàng)成果獎(jiǎng)等。

隨著高爐冶煉強(qiáng)度的提高和優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的緊缺加劇，以熱性質(zhì)為重點(diǎn)的焦炭質(zhì)量?jī)?yōu)化制備技術(shù)得到冶金界越來(lái)越重視。從煉焦煤性質(zhì)、配煤原理、配煤技術(shù)、焦炭分子和微晶結(jié)構(gòu)、焦炭熱性質(zhì)控制因素、焦炭爐外處理技術(shù)及降低焦炭制備成本等方面持續(xù)研究焦炭?jī)?yōu)化生產(chǎn)理論和技術(shù)，提出了焦炭微結(jié)構(gòu)與熱性質(zhì)的定向控制的集成技術(shù)。 利用現(xiàn)代分析儀器XRD/XPS/SEM/TEM/ROMAN/AFM等全面系統(tǒng)的研究焦炭的碳微晶結(jié)構(gòu)、氣孔結(jié)構(gòu)，以及礦物質(zhì)的化學(xué)組成等，提出了表征焦炭碳微晶的微晶化度、表征氣孔性質(zhì)的氣孔粗糙度、表征礦物質(zhì)對(duì)焦炭化學(xué)反應(yīng)催化作用的催化指數(shù)等參數(shù)，揭示了控制焦炭熱性質(zhì)的本征因素是焦炭微晶化度－氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)－催化指數(shù)。 將冶金焦炭作為多孔脆性材料，運(yùn)用材料力學(xué)及其破碎斷裂有關(guān)理論，研究了焦炭在加熱過(guò)程中的形貌變化、高溫?zé)崤蛎浶阅堋⒏邷貜椥阅Ａ俊⒏邷乜估拐蹚?qiáng)度等，提出了焦炭熱性質(zhì)的新概念。 在全面系統(tǒng)的研究了煉焦煤性質(zhì)和配伍性、配煤煉焦過(guò)程機(jī)理及其與焦炭熱性質(zhì)關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了“碳合金”配煤新概念和初步實(shí)現(xiàn)焦炭微晶結(jié)構(gòu)定向控制，建立了基于碳合金配煤理論的焦炭冷熱強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型，擴(kuò)大了煉焦煤源，使大型高爐用焦炭配煤中不粘煤配比最高可達(dá)到20％，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 針對(duì)優(yōu)質(zhì)煉焦煤源日益緊缺的狀況，提出了進(jìn)一步提高焦炭熱性質(zhì)的爐外處理技術(shù)設(shè)想，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)詳細(xì)研究了基于化學(xué)催化理論的負(fù)催化技術(shù)、化學(xué)氣相熱解沉積理論的表面處理技術(shù)等對(duì)提高焦炭熱性質(zhì)的作用，表明合適的爐外處理技術(shù)可以大幅度提高焦炭熱性質(zhì)。