现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示： 器件的基本结构由波导和功能层（由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料（硫系化合物）层）所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能，即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层，然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触，通过较小的接触面积使接触处的热量集中，从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能，同时在近 C 波段具有较低的光损耗，可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金（如 GSST）作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数，且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差，可在更恶劣的高温环境下进行操作，适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括： ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性，通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能：  存储功能的实现：拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’，实现数据存储（编程）功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲，所产生电流流经加热层时，生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处，使得接触处的相变材料发生相变，实现存储功能。在完成上述编程操作后，从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异，因此当输入光经过波导后，其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变，进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比（即透过率），可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现：通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度，使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值，实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积，因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相，把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’；同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比，把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’；通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片，实现图像、语音和文本识别功能：  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础，也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性，拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触，左右两端电极分别代表突触前和突触后，分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控，进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用，脉冲强度发生变化，对应于乘法器。进而借助于微环结构，将不同波长的脉冲导入进同一波导中，该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时，读取光与微环发生共振，在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后，读取信号不再和微环发生共振，而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发，实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构，验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习，权重的数值通过外部管理器设置；对于非监督式机器学习，不再需要外部管理器来设置权重值，而是通过输出光脉冲进行反馈控制，调整权重值。在单个神经元结构的基础上，更复杂的光学脉冲神经网络结构，证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元，即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中，分发器将光脉冲分发给多个神经元，神经突触结构则产生光脉冲信号，输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析：①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输，具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比，以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触，填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析：①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性，且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性，且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点，具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析：根据已取得成果正在撰写专利，以获得该关键技术的独有权。 

本项目从仿生模拟蛋白质促进牙本质及牙釉质再矿化的角度出发，合成表征一系列具有不同代数及改性基团的PAMAM型树枝状高分子，考察其对牙本质及牙釉质再矿化过程中晶核形成、矿物质沉降和富集的促进作用及其作用机理，包括相关的细胞、动物实验研究。主要研究成果如下：1. 成功合成了磷酸和羧酸改性的聚酰胺-胺树枝状高分子（PAMAM-PO3H2和PAMAM-COOH）。通过体外和体内实验研究发现，这两种改性的PAMAM都能诱导牙本质和牙釉质矿化，修复受损牙体硬组织。2.成功合成了阿伦磷酸（ALN）改性的羧酸化聚酰胺-胺树枝状高分子ALN-PAMAM-COOH，并通过体外模拟实验及动物实验发现ALN-PAMAM-COOH具有1. 原位诱导牙釉质再矿化的功能，并对HA有强特异吸附和诱导再矿化的功能，且诱导矿化四周后的牙釉质表面硬度可恢复至95.5%，涂层附着力强。 在进一步研究中发现，羧酸改性的四代聚酰胺-胺树枝状大分子能同时实现药物缓释和诱导受损牙本质矿化的功能，利用树枝状高分子本身可载药的特点将三氯生载入PAMAM-COOH，制备的复合体系可以吸附在牙本质表面。可实现三氯生的缓慢释放并能同时诱导牙本质矿化，因此该材料同时具有负载活性物质（如抗菌药物）和修复受损牙齿的功能。 主要技术指标：1. 本项目制备的磷酸或羧酸改性的树枝状高分子具有原位诱导牙本质及牙釉质矿化（硬度修复95%以上）的功能，且能够用于三氯生等牙齿常用药物的缓释，因此既可作为牙齿修复添加剂也可作为牙齿护理添加剂，并同时可用于负载其它活性物质。 本项目用来修复受损牙本质和牙釉质的树枝状高分子具有良好的生物相容性，且在口腔环境中没有生物毒性，因此可用作制备牙齿护理和修护产品的添加剂。 应用范围： 牙科护理产品、牙科用医疗器械。项目目前已进入小批量生产阶段，成果权属为我校独自拥有。

本技术涵盖了基于一体化技术的集成 装饰预制构件体系、管理系统、生产设 备及施工技术体系，具有先进性；重点 解决了GRC材料的易开裂问题；并研发 了新型GRC复合预制构件产品体系和与 之配套的生产设备、加工工艺和安装工 法。

本项目从仿生模拟蛋白质促进牙本质及牙釉质再矿化的角度出发，合成表征一系列具有不同代数及改性基团的PAMAM型树枝状高分子，考察其对牙本质及牙釉质再矿化过程中晶核形成、矿物质沉降和富集的促进作用及其作用机理，包括相关的细胞、动物实验研究。主要研究成果如下： 1.成功合成了磷酸和羧酸改性的聚酰胺-胺树枝状高分子（PAMAM-PO3H2和PAMAM-COOH）。通过体外和体内实验研究发现，这两种改性的PAMAM都能诱导牙本质和牙釉质矿化，修复受损牙体硬组织。 2.成功合成了阿伦磷酸（ALN）改性的羧酸化聚酰胺-胺树枝状高分子ALN-PAMAM-COOH，并通过体外模拟实验及动物实验发现ALN-PAMAM-COOH具有原位诱导牙釉质再矿化的功能，并对HA有强特异吸附和诱导再矿化的功能，且诱导矿化四周后的牙釉质表面硬度可恢复至95.5%，涂层附着力强。 3.在进一步研究中发现，羧酸改性的四代聚酰胺-胺树枝状大分子能同时实现药物缓释和诱导受损牙本质矿化的功能，利用树枝状高分子本身可载药的特点将三氯生载入PAMAM-COOH，制备的复合体系可以吸附在牙本质表面。可实现三氯生的缓慢释放并能同时诱导牙本质矿化，因此该材料同时具有负载活性物质（如抗菌药物）和修复受损牙齿的功能。

本发明属于结构优化技术领域，公开了一种面向多种微观结构的材料结构一体化构建方法，针对传统变密度法得到的连续变化的材料分布以及单元密度，基于后处理机制对材料区域进行划分与单元密度分组，实现对宏观结构内具有不同材料属性的区域进行定义与划分，实现对宏观结构内的多种微观结构进行定义；其次基于参数化水平集拓扑优化方法与均匀化理论建立材料结构一体化设计模型，即针对定义的多种微观结构与宏观结构进行一体化设计，实现宏观结构与多种微观结构并行化设计，在给定约束条件下，实现整体结构的性能达到最优。

成果简介铁矿石品位下降及铁矿石质量劣化的现状下， 合理选择性价比高的铁矿粉对钢铁企业配矿和生产具有重要意义和经济价值。 单种铁矿粉综合性能评价模型根据铁矿粉化学成分及其物理性能、 冶金性能、 烧结基础特性和单烧性能， 结合钢铁厂的实际炼铁参数和铁矿粉市场行情， 分简单型和科学型对铁矿粉的综合性能作出科学合理的计算， 对当前条件下的铁矿粉采购价格作出预测， 为钢铁企业合理高效采购铁矿石、 降低炼铁成本， 提高生产效率， 加强原燃料管理提供量身定做的模型软件。 既可以为采购部采购铁矿石提供价格底线参考， 也可以为烧结厂优化配矿提供基础数据。成熟程度和所需建设条件采用 VC 程序设计语言开发的模型软件， 系统稳定、 成熟， 分单机版和网络版（网络版的参数可以网络共享）。 只需在计算机上安装模型软件， 不需要任何其他条件。技术指标根据铁矿石的种类与用途， 按直接入炉矿（生块矿、 球团矿） 和铁矿粉（精矿粉、 富矿粉） 四类分别进行评价。评价模型分为简单型和科学型， 简单型从化学成分进行计算与评价； 科学型在简单型基础上从化学成分、 物理性能和冶金性能、 矿石基础特性、 单烧性能进行全面的计算与评价。设置基准矿， 即以同期市场和企业生产条件下某种已知价格和性能的矿粉为基准矿， 待评价矿的性能与之对比， 从而预测相应的价格。 预测的价格与铁矿粉实际性能吻合度 90%以上。市场分析和应用前景该模型可用于钢铁企业采购部门、 烧结厂、 炼铁厂等多个部门使用， 联合使用可以选用网络版。 全国近 300 家钢铁企业都是潜在的客户， 铁矿粉贸易商也可以购买， 为合理定价提供技术依据。社会经济效益分析以产能 1000 万吨的钢铁厂为例计算， 需要采购铁矿粉 2000 万吨， 采用该模型， 为其中的 30%矿粉提供采购底价指导， 每吨节约保守以 5 元计算， 一年可以降低采购成本 3000 万元， 因此具有非常可观的经济效益。合作方式合作开发、 受托开发联系方式冶金学院 龙红明 0555-2311571 13956233905 yaflhm@126.com

铁矿石品位下降及铁矿石质量劣化的现状下，合理选择性价比高的铁矿粉对钢铁企业配矿和生产具有重要意义和经济价值。单种铁矿粉综合性能评价模型根据铁矿粉化学成分及其物理性能、冶金性能、烧结基础特性和单烧性能，结合钢铁厂的实际炼铁参数和铁矿粉市场行情，分简单型和科学型对铁矿粉的综合性能作出科学合理的计算，对当前条件下的铁矿粉采购价格作出预测，为钢铁企业合理高效采购铁矿石、降低炼铁成本，提高生产效率，加强原燃料管理提供量身定做的模型软件。既可以为采购部采购铁矿石提供价格底线参考，也可以为烧结厂优化配矿提供基础数据。

仔猪湿热泻痢是因外感湿热毒邪胃肠，长期的湿热壅滞严重影响仔猪的生长发育。 老铁止痢可溶性粉经处方筛选试验而得，其临床效果确实，主要用于大肠杆菌感染引起 的仔猪湿热泻痢的防治，在发病期间有良好的防治效果，可达到标本兼治，清热解毒， 燥湿止痢的效果。实验性临床试验和扩大临床试验研究结果也表明，老铁止痢可溶性粉 对大肠杆菌感染引起的仔猪湿热泻痢的治疗效果较好。 该制剂生产工艺稳定可行，操作简单，质量可控，确保该制剂临床应用时有效成分 的剂量稳定。方中的十大功劳、铁苋菜等均为传统中药，临床中至今未发现严重的毒副 作用，已有的药理学研究以及本课题的研究结果均证实了由这些药物制成的制剂，没有 急性毒性和亚慢性毒性作用。 老铁止痢可溶性粉按照科学的处方组成和工艺制备，保证了方中各药的有效成分， 同时该制剂便于饲养场投药。由于经过体外提取，药物的有效成分可在动物的消化道内 直接被吸收，大大提高了药物的生物利用度，既节约了中药资源，又可适当提高药效。 在使用时采用混水灌服，使用方便的特性有利于该药的推广应用。

该技术是利用超临界流体的溶解能力，先将溶质溶解在超临界流体中，然后使超临界流体在非常短的时间内，经过特制的喷嘴喷出至低压或常压环境中进行减压膨胀，形成以音速传递的机械搅动，使溶质在瞬间形成大量晶核黄素，并在短时间内形成晶体的生长，从而形成大量粒径及形态均一的亚微米以至纳米级微细颗粒。本技术的工艺流程如下图所示从钢瓶中出来的CO2经过冷却后由高压柱塞泵加压到设定的操作压力后进入萃取槽中，使原料能充分溶解于超临界CO2流体中。将溶解了原料的超临界CO2流体加热到合适的膨胀温度，经过喷射装置快速喷射至粒子收集器（喷雾干燥器）中，以获得粒径小且均匀的微细颗粒。根据溶液的膨胀条件和喷嘴的几何条件，可将析出的固体微粒的尺寸控制为微米级或纳米级。与常规的超细粉制备方法相比，本技术具有明显的优点：（1）仅通过改变体系的压力和温度而实现，无需添加其他物质，避免了其他杂质对产品的污染。（2）不涉及大量流体溶剂的使用，减少了废水的排放和回收溶剂时的能耗。（3）使用的超临界流体一般只需再压缩即可循环使用，大大简化了工艺流程，而常规溶液结晶的操作步骤多，晶体收率不高。（4）常规的溶液结晶方法较难获得粒径单一的产品，而本技术可获得粒度分布狭窄的晶体并易于调整。

润滑油是四大石油产品之一，是关系国计民生的重要商品，被称为机械运转的血液。各种润滑油添加剂在润滑油生产中起到非常重要的作用，润滑油性能的好坏直接取决于添加剂的选用，两者有着密不可分的关系。近几年来纳米微粒作为润滑油添加剂的研究进入到一个比较活跃的阶段。纳米微粒作为润滑油添加剂和传统润滑油添加剂相比有许多优势。纳米金属微粒粒径小，在油中分散稳定，因此在