三种产品及其关键技术： 1、冷凝端扩展型仿生毛细管芯平板热管 基本原理：（1）在散热翅片内构造许多通道，增加平板热管冷凝端的散热面积。（2）在平板热管蒸发端表面上烧结仿生毛细管芯，提高热管蒸发端的传热系数。（3）热管蒸发端和冷凝端（散热翅片）采用一体化设计，从而确保平板热管和散热器之间的紧密接触。（4）众多散热翅片内的通道与仿生毛细芯相结合，类似于许多微型热管同时工作。 技术指标：（1）提高散热性能20%（用于大功率LED的散热器产品如图5所示）。（2）中心温度降低20℃；减少产品重量50%。（3）材料成本可节省50％。 综合优势：（1）由于固体翅片内存在延伸冷凝器，可为加热区提供充足的液体，保证加热区在超高热流密度下不会达到干燥状态。（2）翅片不仅用作散热器，还用作冷凝器。固体翅片内的冷凝传热确保了沿翅片高度方向均匀温度，从而提高翅片效率。（3）散热器可在反重力状态下运行，体积小，重量轻。由于集成设计，蒸发器和翅片散热器之间不存在接触热阻。 应用领域：电力电子、航空航天、能源动力、石油化工、军工设备等领域中大功率、大热流密度芯片及其设备的散热，例如大功率激光器、照明LED、控制芯片、燃料电池、新能源汽车、激光、雷达及大数据计算中心等。 2、回路热管 基本原理：（1）回路热管内部构造了三层毛细芯，第一层毛细芯为多尺度结构吸液芯，取代了传统回路热管中的实心沟槽微通道。多尺度结构吸液芯可将蒸发器内的汽－液流动路径分开，液体通过多尺度毛细芯吸入，蒸汽在固－液－汽界面处产生，并通过大尺度沟槽溢出。多尺度毛细芯同时满足了两个需求：蒸汽溢出需要多尺度孔隙，液体吸入需要小尺度孔隙。（2）第二层和第三毛细芯不仅起到回流液体的作用，还起到防止热泄露的作用。第三毛细芯为超低导热率材料，可大大减少从蒸发器到补偿箱的热泄漏。 技术指标：（1）与传统回路热管相比，蒸发器中心温度可降低20-50℃，最大热流密度可达40W/cm2。（2）在300W加热功率下，最大反重力高度可达500mm。 综合优势：（1）可在反重力状态下运行。（2）散热功率大，散热距离长。 应用领域：航空航天、能源动力和军工装备等领域光电设备的散热。 3、超薄热管 基本原理：（1）将仿生多尺度微－纳结构应用于热管蒸发端毛细芯。（2）热管超亲水蒸发端和超疏水冷凝端相互匹配，共同调节热管内部的汽液相分布。（3）热管蒸发端和冷凝端的相变传热主要是核态传热机制，传热系数对于热流密度的变化具有自适应响应特性。 技术指标：（1）显著降低热管蒸发端中心温度30-40℃(~100W/cm2)。（2）蒸发传热系数提高2.4倍。（3）冷凝传热系数提高4倍。 综合优势：（1）体积小，重量轻。（2）显著提高设备稳定性、可靠性和使用寿命。 应用领域：笔记本电脑、微处理器、手机等小型电子设备的散热。

成果介绍基片集成类导波结构是近十几年发展起来的一类新型平面集成高性能导波结构，2011年被国际微波杂志列为“改变未来无源与控制器件的十大非凡发明”之首（Microwave Journal, Nov. 2011）。本项目组是国际上这一领域的主要贡献者之一，在国家自然科学基金委创新群体基金和国家973项目等的资助下，对基片集成类导波结构的传输特性、谐振特性、损耗机理、模式转换机理、极化转换机理等科学问题及其在多个分支的创新应用开展了系统深入的研究，建立了精确有效的设计方法，构建了基础设计公式，提出并命名了半模基片集成波导等新型导波结构，提出了一系列基片集成类无源元件新结构等。技术创新点及参数1、在国际上最早提出并发展了适合于周期性基片集成类导波结构的频域有限差分和直线法全波分析模型，揭示了其传输机理，并在此基础上构建了一组闭式设计公式。这组公式已被广泛用于基片集成类导波结构元器件的设计。相关代表作单篇正面他引均超过150次。2、提出并命名了半模基片集成波导、折叠半模基片集成波导等新型导波结构，系统研究了其导波特性、损耗机理和模式转换机理等，构建了设计公式，并在此基础上发展了一系列新型微波毫米波高性能元器件，其中代表作单篇正面他引均超过100次。3、提出了多种基片集成波导无源新结构，深入研究了其谐振特性、耦合特性和损耗机理，并在此基础上发展了一系列高性能新型元器件及单基片集成系统。相关代表作合计正面他引350余次。4、在基片集成波导天线辐射机理研究的基础上，突破了经典Elliott设计公式的局限性，建立了相应的分析模型和设计方法，发展了一系列新颖的高性能基片集成类天线及阵列，相关代表作由于其基础性和创新性被合计正面他引300余次。市场前景项目研究成果已获54项授权国家发明专利，其中部分专利已进行技术转让并应用于企业产品中。

该项目以基片集成类导波结构的工作机理与创新应用为主线，对这类结构及器件的传输特性、损耗机理等基础科学问题进行了深入研究，提出了半模基片集成波导等多种新型平面导波结构，发展了相应的设计方法，并发明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到实际应用。

近日，清华大学航院、柔性电子技术研究中心冯雪教授课题组在《国家科学评论》（National Science Review）在线发表了题为“可抑制运动噪声的类皮肤可穿戴连续血压监测系统”（Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor）的论文，描述了课题组制备的一种柔性超薄光电传感器件与电路系统，能够自然贴附在人体皮肤上实现医学意义上的连续血压和血氧测量，并实时无线传输数据到智能设备终端。该系统利用类皮肤可延展传感技术建立了新型连续血压测量方案，为解决血压和血氧长期动态监测提供了一条新途径。同时，此类柔性可穿戴设备是远程医疗的重要突破，能够为远程监测提供医疗级硬件，解决精准医疗数据远程获取难题。类皮肤连续血压监测系统示意图心血管疾病及其相关并发症已经成为威胁人类生命和健康的重大隐患。根据世界卫生组织（WHO）估计，每年大约有1790万人死于心血管相关疾病，占全球死亡总数的31％。目前，最常用的血压测量方案为袖带加压法。该方法需要袖带捆绑在人体手腕或手臂处，测量过程不方便，也无法实现连续血压监测，影响个人的生活质量和自我监测长期依从性，在便利性及连续测量等关键问题上仍未突破。类皮肤血压监测器件实物图针对上述问题，冯雪教授课题组发展了基于光学原理的血压监测方案，利用生物兼容性材料制备了可以与人体自然共形贴附的光电系统。通过测量血液对不同波长的光波吸收情况，判断血液的容积和流速变化，从而测量出血氧和血压值。冯雪课题组结合多年的力学研究基础和可延展柔性电子器件设计经验，通过虚功原理建立了专门应用于柔性光电子系统的血压测量模型，并提出了基于多波长测量的光路差分方法，用来抑制由人体活动等带来的噪声干扰，从而精确测量脉搏波播速，实现连续血压的精确监测并动态实时传输到智能终端。临床试验表明，与有创连续血压测量相比，该类皮肤血压监测系统测量的血压值绝对误差小于10 mmHg，具有重要的临床应用价值。清华大学冯雪课题组长期致力于研究可延展／超柔性等超常规微器件与大规模集成技术，所发展的柔性电子技术应用于健康医疗、智能感知及重大装备，近年来在《科学进展》（Science Advances）、《先进材料》（Advanced Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《力学和固体物理学期刊》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）等期刊发表一系列高水平论文。航院、柔性电子技术研究中心李海成博士为文章第一作者，冯雪教授为论文通讯作者，参与该工作的还有北京清华长庚医院许媛主任团队。该项研究得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家自然科学基金等的资助。

微流体数字化技术通过对裸结构的微喷嘴实施脉冲的惯性力，使微量流体在惯性力与黏性力交替作用下实现微流体的脉冲流动，从而实现数字化可控的微量流体的喷射，适用于液体微喷射、粉体微喷射等领域。 成熟度：基于非晶态玻璃材料毛细加工原理，进行了拉制、锻制、残余应力热处理等工序研究，制作了出微纳米级的微喷嘴、微管道。以玻璃微喷嘴制备仪为平台研究了不同拉制参数、锻制参数对微喷嘴几何形状的影响规律。基于微流体脉冲驱动-控制技术，分别采用拉制、锻制的微喷嘴稳定地制备了均一的微液滴。 微流体

采用光互连技术可以有效的解决集成电路进一步发展的尺寸限制同时可以极大的提高芯片间信息传输的速度和频率。Si基光子集成是实现集成电路光互联的核心技术和重要研究方向。然而，Si因为其间接带系的特性很难作为发光材料使得Si基光源的缺失成为制约Si基光子芯片的瓶颈，而传统Ⅲ-Ⅴ族材料如GaAs，InP等由于优良的光电转换效率已经在光电子器件领域得到广泛的应用。因此，Si基与Ⅲ-Ⅴ的集成是实现Si基光子芯片的一种理想途径。

宁波大学晶体材料实验室在国际上首次成功开发钨酸镉(CWO)闪烁单晶的坩埚下降法生长技术，自主掌握CWO单晶材料制备专利技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 闪烁单晶是广泛应用于高能射线探测成像技术的光学功能材料。宁波大学晶体材料实验室在国际上首次成功开发钨酸镉(CWO)闪烁单晶的坩埚下降法生长技术，自主掌握CWO单晶材料制备专利技术。近年来所制备闪烁单晶性能完全达到射线探测器制造所要求实用化指标，CWO闪烁单晶材料可广泛应用于安检设备、集装箱检查系统、CT诊疗仪等技术领域。迄今已经形成单晶原坯、多规格晶片和单晶阵列的批量生产能力，相关材料产品已销往国内外相关射线探测成像设备制造厂商。 

本项目通过多年研究，发现了物质/结构在太赫兹波段产生的共振、吸收、折射、滤波、偏振等多种新现象和新效应。发展了太赫兹波物质探测、低损传输、高速控制和光谱成像的新手段和新方法。在太赫兹波谱应用和功能器件研究方面取得了重要进展，研制出多种实用化的太赫兹功能器件。近5 年来在Appl. Phys. Lett., Optics Letter, Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等国际主流期刊上总共发表SCI 论文57 篇。申请国家发明专利22 项，已授权专利7 项。本项目多项研

本发明公开了一种基于忆阻器件的神经元电路，本发明中，突 触阵列的忆阻器选用部分易失性双极性电阻转变器件，表达神经元膜 电位的忆阻器选用易失性电阻转变器件，构建神经元电路，并具有突 触基本单元。该神经元电路能够实现生物神经元中的整合放电功能， 表达出局部分级电位，突触具有部分易失性，可以表达活动时序相关 的可塑性，与生物学上神经元与突触在信息存储、传递与处理方面有 极大相似性。本发明可以为硬件模拟大脑神经网络结构提供基