项目成果/简介:世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助

己内酰胺是一种重要的有机化工原料，绝大部分用于生产聚酰胺，国内约90％的已内酰胺用于生产纤维（即卡普隆），10％用于制造齿轮、轴承、管材、医疗器械和电气、绝缘材料等塑料，在国外后者的比例更高。目前，工业生产方法中主要有朊法、甲苯法、光亚硝化法、苯酚法等，其中超过90％的已内酰胺生产工艺都需要经过环己酮朊贝克曼重排。 相比于传统工艺来说，已内酰胺生产第三代关键技术在各方面都大大提高了工艺水平。传统的液相贝克曼重排以发烟硫酸作为溶剂和催化剂反应，特点是工业化时间长、技术成熟、产品质量稳定但缺点是反应条件苛刻、发烟硫酸具有毒性、对管道具有强烈的腐蚀性、使用后难以处理、得到的副产物硫酸按量大且经济价值低等。浙江大学团队重点开展的关于己内酰胺第三代关键技术－液相贝克曼重排绿色催化工艺的研究着重在无硫按化、绿色化和环境友好等方面进行突破，解决了传统工艺对环境造成污染这一重大缺陷。

今年以来，三维数码成像与显示产业迅速崛起，各类三维研究和产业项目如火如荼地向着高舒适度、高临场感新一代平板裸眼三维立体显示技术发展。因此，结合上述传感器和平板裸视三维显示技术，发展新一代高灵敏、高品质三维数码相机，将赢得新一代数码相机的巨大应用市场和发展机会。 南开大学现代光学研究所目前承担国家科技部973项目，研究适用于平板显示器的高舒适度、高临场感新一代大尺寸裸视三维立体显示技术，目前已经研制出了基于微透镜阵列的裸视三维显示实验装置，能够在平板显示器的内外两侧展示大尺寸的、清晰的

01. 成果简介 世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成极大不便，所以亟需便于失语者携带、操作简单、性能优异的新型人工喉的器件及系统研究。 本成果团队研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可贴附、声音收发系统集成、动作监测系统、轻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贴合人体皮肤的纹身式薄膜作为衬底，无需胶带粘贴，可直接贴敷在人体喉咙，极大地提高了佩戴舒适感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收发声系统方面有了双重突破，实现了石墨烯的器件级应用至系统级应用的跨越。通过专用电路对声音信号的放大和转换，第二代石墨烯智能人工喉首次将收声系统和发声系统连接起来，实现了声音输入到输出的闭环，并可以通过示波器实时观测喉部运动情况。接着，通过与单片机的结合，该器件可以将人体喉部的不同动作“翻译”成不同的声音，实现了动作发声系统。通过连接解码器，该器件还可以播放任意音乐。最后，第二代石墨烯智能人工喉系统可通过臂包穿戴在胳膊上，首次实现了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未来将进行体积更小及功能更多的集成，有望实现像“创可贴”一样贴附在人体喉部并帮助失语者“开口说话”。图1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系统02. 应用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收声和发声于一体，可直接贴附于失语者喉部，并将喉部的不同动作转化为对应声音，有望帮助失语者正常与他人“交谈”。在未来，该器件将与声纹识别、机器学习等技术结合，在语音识别、家庭医疗等领域具有广阔前景。03. 知识产权 已获得国家发明专利授权2项。04. 团队介绍 本成果项目团队负责人为任天令教授，清华大学信息科学技术学院副院长，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，清华大学环境与健康传感技术研究中心副主任。担任IEEE电子器件学会副主席（中国大陆首次）、国际微电子领域顶级学术会议IEDM执委（中国大陆首次）、IEEE电子器件学会教育委员会主席（中国大陆首次）、中国微米纳米技术学会理事等。近年来，承担国家自然科学重点基金、国家重大科技专项、国家公益性行业科研专项、国家重大仪器专项、国家863计划、国家973计划等多项国家重要科技项目，做出一系列具有重要国际影响的创新学术成果。主要研究方向为智能微纳电子器件、芯片与系统，包括：智能传感器与智能集成系统，二维纳电子器件与芯片，柔性、可穿戴器件与系统，智能信息器件与系统技术等。在国内外重要学术期刊和会议发表重要SCI期刊论文400余篇，国际微电子领域顶级学术会议IEDM论文11篇；获国内外发明专利70余项，入选2018年爱思唯尔（Elsevier）“中国高被引学者”（微电子领域唯一入选者）。获2018年电子学会自然科学一等奖，“石墨烯智能人工喉”荣获科技导报评选的2017“中国十大重大技术进展”，“人工智能微纳电子器件”荣获2017“清华大学十大重大学术成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全国科技活动周被评为“最受公众喜爱项目”，还入选2018年中国国际智能产业博览会十大“黑科技”创新产品（从1082项创新产品中脱颖而出）。团队成员有副教授、助理教授、助理研究员等7人。05. 合作方式 技术许可。06. 联系方式 邮箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

本项目研制的硫磺沥青改性剂含有特殊的硫化氢抑制剂和塑化剂,在沥青混合料中可替代约30%的沥青原料,并有效地减小在生产和摊铺过程的发烟,同时降低生产温度到140℃，节能减排，且硫化氢逸出量指标好于国外同类产品先进指标。将硫磺沥青改性剂加入到沥青中明显改善和提高了沥青混合料稳定度，抗车辙能力提高一倍，同时沥青混合料的低温抗裂性有一定的改善，沥青混合料的水稳定性也得到提高。

和废盐，且催化剂不易回收。发展的趋势是用固体传统的质子酸（硫酸等）和路易斯酸（AIC1。等）催化的催化过程中产生酸酸取代液体酸、用多相催化取代均相反应， 以减轻环境污染提高生产效益。本顼目所开发的固体酸具有如下优点：(1)催化活性高、催化剂用量少；(2)易与产物分离，重复使用高；(3)生产过程中污染少。并且在酯类香料的合成中显示很高的催化活性，如：丙酸异戊酯的收率可达98.2%；丁酸苄酯的收率可达96.9%；己二酸   二丁酯的收率可达98．O%以上。

该液体酶稳定剂通用性强，适用于多种酶制剂，并且通用于未经浓缩的酶液、中空纤维超滤浓缩或膜式超滤浓缩的酶液，都可在室温保存三个月至八个月，剩余酶活力在80%。具体技术指标为：1．未经浓缩的液体α-淀粉酶，室温保存9个月，剩余酶活力达80%以上。/line2．中空纤维超滤浓缩的液体α-淀粉酶，室温保存6个月，剩余酶活力达80%以上。/line3．膜式超滤的液体碱性蛋白酶，室温保存8个月，剩余酶活力在80%左右。/line4．未经浓缩的液体糖化酶，室温保存5个月，剩余酶活力接近90%。/line5．经中空纤维超滤浓缩的液体糖化酶，室温保存3个半月，剩余酶活力接近90%。未经浓缩和膜式超滤的酶液添加稳定剂后的液体酶稳定性明显好于经中空纤维超滤浓缩的液体酶。因此膜式超滤较好。实验证明，液体酶添加剂能提高酶的抗变性能力，促进变性酶的复性；不同添加剂之间有协同或拮抗作用，对稳定剂配方的筛选提供了理论依据。/line所用的添加剂价格低廉，来源方便，并具有通用性。主要设备是超滤浓缩装置及包装容器。厂房面积约200平方米。可通过技术转让或技术入股方式进行合作。

研发阶段/n虽然具有荧光性能和磁响应性能的稀土类纳米材料可作为性能优良的显影剂，但是它们的生物毒性限制了其临床使用。羟基磷灰石（HAP）具有良好的生物相容性和生物活性，并且其晶体结构特别适合稀土离子掺杂，可以作为荧光稀土离子如Eu3+和磁响应稀土离子如Gd3+的基质材料。该课题组前期也开展了稀土掺杂HAP荧光纳米粒子的相关研究，证明其具有良好的生物相容性，可用于肿瘤细胞的标记。这些研究都证明稀土掺杂HAP纳米材料是一种性能优异的显影剂，而且多重功能的稀土元素共掺杂HAP可以同时实现多种类型的显影功能

制备了 2 类 3 个系列 8 中铜萃取剂，可适用于不同 pH 范围下， 蚀刻液中或湿法冶金中铜的特异性回收。该产品萃取饱和容量大（38.5g/L,国外同类产品为 40 g/L，甘肃省质监局作为第三方测得饱和容量为 48.5 g/L），萃取率及反萃率高，萃取平衡时间短（< 30s）, 萃取第三相无，而成本低廉（为国外同类产品 1/3）