一、 项目简介磁致伸缩材料具有磁致伸缩大、能量密度高、响应速度快等特点，在功率换能器、精密控制系统、传感器等方面得到广泛应用。针对磁致伸缩材料存在的制备工艺复杂、难于制备复杂形状及高频特性差等问题，提出一种方法来制备磁致伸缩材料。应用制备的材料研制了换能器与传感器等，在企业和大专院校得到应用。二、 项目技术成熟程度已完成实验工作，进入中试阶段，部分产品得到应用。三、 技术指标取向Tb-Dy-Fe合金样品在40 kA/m磁场下的磁致伸缩为1000×10-6。粘结Sm-Dy-Fe合金样品在低磁场下具有较高的磁致伸缩数值，当磁场为100 kA/m时,磁致伸缩可达265×10-6。Fe-Ga合金样品在10 kA/m磁场下的磁致伸缩为260×10-6。获得实用新型专利，已申报发明专利。四、 市场前景材料在功率换能器、精密控制系统、有源消振及传感器等方面得到广泛应用，市场前景广阔。五、 规模与投资需求根据生产规模确定。六、 生产设备真空熔炼炉、模具、压机等。七、 效益分析按每年生产4吨计算，可获利约1500-2000万，八、 合作方式面谈。九、 项目具体联系人及联系方式王博文， 翁玲： 电话：022-60204363；E-mail: bwwang@hebut.edu.cn

材料科学与工程学院在微纳米材料制备与应用技术研究方向上，以现有微纳米材料制备研究平台和有关研究课题为基础，在微纳米陶瓷、金属粉体制备及改性、纳米结构材料、大块金属纳米与非晶材料制备、高阻尼微纳米复合材料制备、纳米药物靶向材料研究等方面取得突破性的进展，实现了知识创新，形成了一系列专利技术。材料科学与工程学院院长许仲梓教授和赵石林教授主持承担的江苏省科技厅项目——“纳米透明功能涂料的研制与开发”，在我省的科技成果推广应用成效显著。该项目以半导体纳米材料为功能填料，制备出的涂料价格适中、性能优良。可将涂料在自动化生产线上涂覆于玻璃的表面，一次性制成纳米隔热玻璃，用于汽车、各类建筑物上，不仅具有良好的透明性（可见光区透过率>80%），而且能有效的隔绝太阳热辐射(近红外区屏蔽率>63%)，具有很好的节能效果，同时涂料本身是一种环境友好的水性涂料。该项目填补了国内空白，其技术指标达到国际先进水平。常洲晨光涂料有限公司投资1000万元建设一条年产100吨纳米透明功能涂料的生产线及实验检测中心，实现了工业化生产，并得到了市场的认可。目前课题组正研发系列产品，以满足环保和节能的社会需求。由郭露村教授主持的江苏省高技术研究重大项目研制的纳米陶瓷弹簧，是以纳米改性PSZ粉料为原料，利用复合成型技术制备而成。陶瓷弹簧具有重量轻、耐磨损、抗老化、耐高温、电绝缘、无磁性等特点。主要技术指标：簧丝直径:2.2±0.1 mm；弹簧外径:20.4±0.3 mm；自由高度:24±0.5 mm；间距:1.7±0.1 mm；工作圈数:6；弹簧刚度:10±2 N/mm；最大荷重:50 N；重量:8.8±0.5 g。主要应用于无法使用金属弹簧的高温、腐蚀性环境中，用作缓和冲击、吸收振动以及控制机构运动的零件。水泥材料节能减排关键技术材料科学与工程学院是国内水泥科学研究领域的领头单位，以唐明述院士领衔、许仲梓教授、沈晓冬教授为领军人物的学术团队，在混凝土耐久性研究、高性能水泥制备基础研究、水泥绿色制造、建筑节能材料、资源综合利用等领域取得了一系列重大的科研成果。唐明述院士历经五十年潜心开展的“混凝土碱－集料反应耐久性研究”，在反应机理、集料碱活性快速试验法（被确定为国际标准）、反应防治方法及工程建设应用等到方面取得了被国际同行评价为具有里程碑意义的成果。多年来，研究成果为我国三峡工程、长江二桥、金沙江的向家坝、雅砻江上世界最高的大坝（305 m）锦屏一级电站等数十个国家重大基建工程项目提供技术支撑。先后获得国家自然科学二等奖、国家教委科技成果一等奖等多项部级以上奖励。2001-2006年由许仲梓教授担任首席科学家的国家“973”项目—“高性能水泥制备和应用的基础研究”，其关键技术使传统水泥性能提高30%、产量提高30%、环境负荷降低30%，作为一种国民经济中使用量最大的基础材料，这项成果蕴含的经济和社会效益巨大，研究成果达世界领先水平。该成果在我省的中联淮海水泥有限公司等大型水泥生产企业中得到推广应用，经济效益显著。2008年，由沈晓冬教授担任首席科学家的国家“973项目”——“水泥低能耗制备和高效应用的基础研究”，针对国家重大需求，紧紧围绕提高水泥性能、重点关注水泥生产节能减排的社会热点问题等开展基础科学研究。

有机电致发光器件（OLED）具有对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、使用温度范围广、构造简单并可用于挠曲性面板等优异特性，被认为是新一代的 显示技术，在智能手机及各类未来智能终端领域应用潜力巨大。柔性OLED是实现曲面显示，乃至未来柔性显示的基础。由于金属和玻璃封装都不适合柔性器件的封装，薄膜封装技术的突破是柔性OLED产业化进程推进的关键，也是柔性OLED发展的主要课题之一。在聚合物基板和OLED上采用多层薄膜包覆密封（也称之为Barix技术：基于真空镀膜工艺制备的有机-无机交替多层膜结构），不仅具有低成本、更轻、更薄的优点，而且可以延长OLED器件的寿命。适用于柔性OLED封装技术的工艺路线如图1所示。本项目开发的封装材料适用于此工艺路线中的聚合物多层薄膜封装。

本发明提供一种在太赫兹频段具有大双折射的液晶泪晶材料，该液晶材料具有目前THz 频段内最大的双折射率，兼具宽温液晶相(-15~1500 C) 和低粘度的特点，能够实现低工作电压、快速响应、紧凑型THz 调制器件的制备。

创立了过冷共晶合金凝固的理论模型，阐明了深过冷单相合金和共晶合金凝固组织的形成机制，发展了非晶合金成分设计的扩扑准则，显示了非晶合金不均匀塑性变形过程中组织与力学性能的变化规律。

钯膜具有超强氢分离能力且操作简单，已被广泛用于氢气与氢同位素的纯化。为克服传统轧制型钯膜所存在的贵金属消耗多、工艺复杂、能耗高、强度差等缺点，自主研发了负载型管式钯膜，膜厚度仅5μm左右，单位膜面积的高纯氢产量提高了一个数量级。负载型钯膜具有更高膜强度，安装和操作十分方便。除氢气纯化之外，钯膜还可以用于氢同位素的分离与纯化。基于高性能钯膜材料，我们开发了各种氢气纯化器，并将纯化器与电解氢气发生器相结合开发了高纯氢发生器，拥有自主知识产权。

依托国家自然科学基金、国家高技术研究发展 863 计划、国防科工委重点课题以及 上海市地方政府重大工程等项目，研究了以全球定位系统（GPS）、遥感遥测技术（RS） 和地理信息系统（GIS）为核心的地球空间信息获取、处理、建模与服务的系统集成理 论、关键技术与应用，在现代测量数据处理、GPS 精密定轨与定位、高精度遥感影像匹 配与制导、空间数据不确定性与质量控制等取得了一系列创新成果。 

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。 

自1987年美国柯达公司的邓青云C．W．Tang等人报导了有机电致发光以来，在全世界范围兴起了一场有机薄膜发光二极管研究热潮。有机薄膜发光二极管具有主动发光、响应快、全固体化、容易实现彩色化和驱动电压低等独特的优越性，是很有潜力的平板显示器，它将取代现在统治市场的液晶显示器。然而高亮度、长寿命和高效率的有机电致发光器件是人们一直梦寐以求的。 有机电致发光器件虽然发展非常迅速，发展规模也是空前的。但是为了得到高亮度、高效率和长寿命的有机电致发光器件，人们对有机电致发光中的一些问题并没有很好的解决，如由于目前空穴和电子传输层材料和制备工艺的限制，用普通有机电致发光器件的结构：ITO/空穴传输层/有机发光层/背电极，有如下一些问题：发光层与电极之间的互扩散，没有足够高的空穴和电子迁移率，以及注入的空穴与电子不够平衡等。这些问题限制了有机电致发光器的进一步改善，成为有机电致发光器件发展的重要瓶颈，无法制备性能优异的有机发光器件。 技术特点： 对有机薄膜电致发光器件的结构和电子传输层材料进行改进，从而有效提高有机薄膜电致发光器件的亮度、效率和寿命。 技术特点：是在透明电极上，依次制备空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子电势补偿层和背电极所组成薄膜结构有机电致发光器件，其特征在于：在有机发光层与电子电势补偿层之间加入电子传输层，电子传输层采用宽禁带无机材料。 该器件在有机发光层与电子电势补偿层之间加入无机电子传输层这种结构可以大大改善有机电致发光器件的发光层与电极之间的扩散，注入的空穴与电子的不够平衡等，使有机电致发光器件的发光亮度，效率和奉命得到提高。

中试阶段/n该项目是采用纳米级别的加工制造技术制作具备纳米级尺度并且带有一定功能的光电子器件。纳米光电子器件的工作效率更快，能耗更低，具备强大的信息储存量，且体积和重量明显的变小。随着光电器件在通信、照明、传感器等领域上的运用，纳米光电器件的制备技术已经受到越来越重要的关注。该项目实现了一种低成本、大面积、易操作、高效的纳米结构制备工艺方法，可实现在各种材料表面纳米结构（50-500nm 直径纳米孔、纳