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利用人工智能实现了三维矢量全息新技术
上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领导下的未来光学国际实验室宣布，首次利用机器学习反求设计（machine-learninginversedesign）实现了三维矢量全息（Three-dimensionalvectorialholography）的新概念。
据介绍，这项发明是光学全息技术领域的一次重大突破，其提供的基于机器学习的反求设计可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望应用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。
相关研究成果于4月18日凌晨发表在国际顶级学术刊物《科学进展》上。该杂志为《科学》（Science）刊物旗下子刊，是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。
光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。基于光波的横波特性，光的振荡通常被限制在与其传播方向垂直的二维平面上。近些年，研究发现光的振荡可打破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。
在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。一直以来，精确产生任意三维矢量光场是一个世界性难题，因其需要十分复杂的反求设计，超出了人类知识和经验的边界。
顾敏院士指导的科研人员利用机器学习反求设计率先实现了三维矢量全息，可精确地控制三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。
“通过机器学习的人工智能新科技，我们首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去，”顾敏院士说，“这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而消除了传统二维偏振光的束缚。”
文章第一作者任浩然博士（目前在德国慕尼黑大学从事洪堡博士后研究）说：“机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。我们研究证明训练后的人工神经网络可有效地、快速地产生任意三维矢量光场，达到接近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率。”
这项发明还为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。顾敏院士说：“这项发明作为光学全息技术领域的一项重大突破，不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了基础，同时也为加深理解光与物质的相互作用（例如粒子操控）提供了一个崭新的平台。”
该项工作得到了墨尔本皇家理工大学（RMIT）人工智能纳米光子学实验室以及计算机科学系的大力支持。
上海理工大学
2021-04-11
一种提高食用菌基质利用率的处理方法
本发明涉及食用菌基质领域，具体涉及一种提高食用菌基质利用率的处理方法。本发明通过将化学试剂溶液均匀喷洒在木质纤维素上，经密实化制粒后，进行堆置反应，得到木质纤维素物料；再将木质纤维素物料与其他辅料混合制成食用菌基质，用于食用菌栽培。本发明通过添加化学试剂，再结合密实化制粒处理，通过破坏木质纤维原料内部复杂的木质纤维素结构显著提高了木质纤维素物料的酶消化率，使得食用菌菌丝更容易侵入木质纤维素。本发明进一步优化了密实化制粒处理的密度和堆置时间之间的协同关系，提高了食用菌基质物理结构的稳定性，进而提高了食用菌基质的利用率，最终显著提升了食用菌的产量及其生物学效率。
南京工业大学
2021-01-12
一 种利用乙醇还原制备多面体纳米钯材料的方法
本发明涉及一种利用乙醇还原制备多面体纳米钯材料的方法，采用简易加热装置，在常压环境中以水为主体溶剂，添加少量乙醇作为助溶剂和还原剂，在 65-80℃温度条件下一步合成多面体纳米钯材料，以表面活性剂-大分子复合体系为软模板，低温合成多面体形貌纳米钯材料。本发明是一种方便且比较环保的技术，工艺条件温和，无需复杂设备，操作简单，不需要高温和有毒有机相为溶剂或助剂，制得的多面体纳米钯材料产率高，多面体形貌产率为 83~94%，且颗粒尺寸范围在 10~35nm 之间，尺寸分布集中，可以进行大量生产，具有较好的应用前景。
安徽理工大学
2021-04-13
稻米糊粉（白糠）高值化利用关键技术及装备集成
稻米糊粉是大米加工过程中的重要副产物，主要包含稻米糊粉层和亚稻米糊粉层，营养价值十分丰富，含有大量的蛋白质、膳食纤维、维生素和矿物质，其营养素含量是精白米的数倍到几十倍不等，是十分优良的食品原料及配料。稳定化加工后价格 0.6-1 万元/吨，开发成产品则利润更高，具有十分可观的经济效益。 但稻米糊粉层中的脂肪酶和过氧化物酶在碾米过程中极易激活，产生脂肪酸败现象，这是限制其商业化应用的主要因素。绝大多数富含糊粉层的米糠未被有效分离，与米糠一起以 0.2 万元/吨左右的低价出售用作饲料，未充分发挥其附加值，是一种巨大的资源浪费。
本项目针对传统稳定化方法处理稻米糊粉层得到产品货架期短、食味品质差、成本高等缺点，通过差异化分级、梯度瞬时灭酶等关键技术的研发，成功解决了稻米糊粉的稳定化问题，并成功挖掘其高值化商业卖点，将其作为功能性配料开发了代餐食品、固体饮料、烘焙以及面制品等系列产品。该项目的研究成果对于提高稻米附加值，促进大米加工企业创利增收，延伸稻米产业链具有重要意义。
江南大学
2021-04-11
蚬类水产品精深加工综合利用增效技术
蚬类是一种双壳类软体动物，其肉味鲜美，营养价值高。又因其有通乳、明 目、去湿毒等功效，可为中药药材。目前，除鲜食外，我国对蚬类产品的开发利用主要以鲜冻产品和干货产品为主，深加工领域并不很成熟，存在较大发展空间。该技术是以蚬类水产品为资源，开发天然调味核心基料。基于生物酶解与热反应等系列技术，制备富含风味增强肽的高档湖鲜调味产品，在去腥的同时保留 鲜味，有效提升食品的湖鲜特征香气和醇厚感。 该产品具有十分广阔的应用前景，可应用于方便食品调料包、汤包、火腿肠、 罐头等多种产品。目前，湖鲜味调味食品主要以鱼、虾、蟹等为原料，蚬类风味较为少见。江苏戚伍水产发展股份有限公司，建有 10 万亩高邮湖野生水产品基 地，具有丰富的蚬类资源；拥有功能齐全、配套完善的万吨级冷链物流中心，为 实现天然湖鲜调味食品的产业化提供了有力保障。 本技术项目的实施是提升调味食品安全和品质的重大突破，可提高水产副产 品的附加值，大大缩短我国调味品产业与发达国家的差距，提升我国食品企业的市场竞争力和出口创汇能力。
江南大学
2021-04-11
1－甲基－4－异丙基－二环［2，2，2］辛烷－2，3－二酸酐的新用途
本发明属于一种含有以１－甲基－４－异丙基－二环［２，２，２］辛烷－２，３－二酸酐为主要成分，其含量为６０－１００％的组成物作为新型焊接剂的新用途，提供了一种可作为新型焊接剂的具有酸酐官能团为特征结构的单萜类衍生物。制备这个新型焊接剂是以α－松油烯和马来酸酐的分子间狄尔斯－阿尔德环加成反应产物为原料，使用５％Ｐｄ／Ｃ作为催化剂，用量是原料重量的１－１０％，氢的压力在０．１－１．０ＭＰａ，加氢反应温度在２０－３５℃条件下进行的，使用诸如甲醇，乙醇等醇类作为溶剂，使用量为原料重量的２－２０倍。本发明发现的该新型焊接剂，可以用在往电路板上用焊锡焊接电子元件时的焊接工艺之中以及各种需要焊接电子元件的电子产品生产过程当中。它具有很高焊接活性，残渣少，焊接温度低，易洗涤，是很有前景的新型焊接剂。
哈尔滨商业大学
2021-05-04
4,4'-二氨基苯磺酰苯胺合成
技术背景： 4,4'-二氨基苯磺酰苯胺已广泛来用替代联苯胺类化合物，市场需求较大，是合成酸性黑210、酸性黑234、酸性黑242、部分活性染料 和直接染料的中间体。 主要原材料:退热冰、氯化亚砜、对苯二胺、氯磺酸、液碱 结构式: 技术水平： 污染物分析:每吨产品产废水约5吨，COD在5000ppm左右应用领域： 设计规模50吨/年，年净利润在300万元左右。主体设备及投资预 算约70万元。
上海交通大学
2021-04-11
二硼化镁超导线材的制备及应用
该项目采用连续管线成型及填充技术，将纳米掺杂和连续管线成型（CTFF）加工工艺结合在一起。/line应用领域:超导磁体;超导电机;超导储能器；超导限流器等强电领域及国防军工。
东南大学
2021-04-10
苯酚一步羟基化合成苯二酚
成果描述：对苯二酚和邻苯二酚是重要的化工产品，在医药、染料、橡胶和有机合成等领域都有广泛的用途。近年来，随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，苯二酚的应用领域得到扩展，市场需求巨大。合成苯二酚的方法由于操作过程复杂、生产过程能耗大和环境污染严重等原因基本濒临淘汰。苯酚直接羟基化法由于反应副产物主要是水、原子利用率高符合绿色化学的观点。在温和条件下由苯酚羟基化一步合成苯二酚对于实现化工产品的清洁化和节能化生产意义重大。已经工业化的Brichem法所用的TS-1催化剂制备过程复杂，使得催化剂成本很高，因此仍需寻找能够替代TS-1的催化剂。 本成果提供价廉易得、制备成本低、性能稳定的苯酚羟基化催化剂。碳分子筛进行改性处理后对苯酚一步氧化制取二酚具有很好的反应活性，重复使用6次活性基本不下降，具有很好的稳定活性。其中经氢氟酸和盐酸混合液处理碳分子筛后再用过氧化氢浸泡处理得到的催化剂，具有最好的反应活性，苯酚的转化率为29.6%，二酚的收率为23%，过氧化氢的利用率达到80%。 盐酸处理后的活性炭浸渍硝酸铁，烘干后在400℃焙烧后，用于苯酚的羟基化，在温和条件下（30℃，接近常温）反应2小时，可获得36%的二酚收率，二酚选择性85-90%，过氧化氢的利用率达到40%。市场前景分析：该项技术可应用于化工生产企业，使用该项技术，可以避免副产物，二酚单程收率高，原料可回收进一步使用，生产过程更容易达到环评要求。与同类成果相比的优势分析：催化剂活性评价： 30 °C、苯酚:H2O2为 1:1、载铁催化剂用量0.1g、反应时间1~2h，苯二酚收率 36 %。 30 °C、苯酚:H2O2为 3:1、碳分子筛用量0.1g、反应时间1~2h，苯二酚收率23%. 催化剂稳定性评价： 30 °C、苯:H2O2为 1:3、载铁催化剂用量0.5g、反应时间4~7 h，催化剂重复3次，活性保持基本不变。 国内先进。
四川大学
2021-04-10
全光纤二阶非线性光学效应研究
西北工业大学物理科学与技术学院赵建林教授研究团队在全光纤光波长转换方面取得重要进展。提出了一种二维材料辅助的全光纤波长转换方案，利用该方案制备的波长转换器，仅需百微瓦量级光功率（远小于一支普通激光笔的输出光功率）即可将近红外光稳定地转换为可见光。该技术在全光纤中实现光波长的高效转换，兼容现有成熟的光纤通信和传感系统，也为其他高性能全光纤非线性器件的实现开辟了新的途径。利用全光纤的二阶非线性效应不仅可以拓展光纤激光器的工作波段，还有望实现全光纤的线性电光调制器、缠绕光子对等，可极大拓展业已成熟的光纤通信、传感技术在信息处理与感知领域的应用范围。然而，石英光纤的中心反演对称性阻碍了其二阶非线性效应的产生和利用。目前，基于二阶非线性效应实现光波长转换，需要对光纤进行特殊掺杂、极化等复杂工艺处理，以及高功率脉冲激光泵浦等苛刻条件，因此如何降低光纤中波长转换的实现条件，成为困扰科学家们的一个难题。针对此问题，研究团队创新性地提出一种层状二维材料硒化镓辅助的全光纤波长转换器，利用微光纤导波模式的强烈倏逝波与硒化镓的相互作用，利用百微瓦级连续光即可实现倍频、和频等非线性参量转换过程，进而将近红外光稳定地转换为可见光。相关研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”为题，已在国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》发表。论文第一作者为团队姜碧强副教授，通讯作者为甘雪涛教授和赵建林教授，西北工业大学为唯一作者单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1
西北工业大学
2021-04-11