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。 

我国已经成为电池生产大国，国内电池行业对软包装材料的需求量十分巨大。该材料主要用于锂电池生产企业，包括手机电池、钮扣电池、笔记本电脑电池、DVD电池、照相机电池，以及将来的电动车电池等，涉及的行业非常广泛，预计到2015年总市场需求量将超过8000吨。但是，目前为止国内没有任何企业能够生产出完全满足要求的软包装材料，因此，软包装材料的研究和开发成为电池行业提高国产化率、降低成本和提升企业竞争力的迫切需要。华东理工大学于2003年联合江苏中金玛泰医药包装有限公司进行该类软包装材料的前期研究，主要研究内容是对聚合物锂电池软包装材料体系的成分、组织和功能进行一体化设计，开发出适合于聚合物锂电池生产工艺和技术要求的复合软包装成型材料，用于电池芯的内包装。经过多年的艰苦努力，目前已经掌握了该材料制备中的关键技术，尤其是已经很好地解决了复合膜耐电解液腐蚀的问题，并大幅提高了复合膜内膜的剥离强度。实验室小试样品已送至惠州TCL金能、东莞新能源、国光电池、合肥荣仕达、上海南都等几家电池厂试用，结果表明部分关键指标基本上能满足生产要求，小试样品的性能明显优于韩国产品，与日本产品相当，而在初始剥离强度和耐高温性能方面则超过日本产品。本项目具有自己的核心技术，相关的技术申请两项发明专利，一项获得公开，一项获得授权。

关键工序生产的自动化 ① 粉碎（雷蒙磨）自动控制系统的研发   研制可对粉碎车间雷蒙磨振动下料、粉碎、气流粗分工况进行实时监测、自动优化控制的自动监控系统。将雷蒙磨因堵塞停机造成的故障次数比现阶段减少75%，且提高工效15%以上。    ② 气流分级自动控制系统的研发   研制气流分级机用自动控制系统，具备以下功能：可根据分级轮主机负载实时自动调节喂料速度、根据所设定的风压值自动调整变频器运行、根据生产工艺要求自动向企业综合信息平台实时发送生产工况参数。    ③ 提纯工序实时检测与信息管理系统的研发   开发可对提纯缸、脱水机、烘干炉等主要设备工况进行实时监控的智能化监控仪设备。    ④ 水力分级自动控制系统的研发   研发水力分级设备用自动控制系统，可根据工艺曲线要求自动控制水流量。采用水泵变频控制，变常规的高低液位控制为恒液位控制，液位控制精度达到0.3%；研制出料自动切换装置，实现出料无人值守。 ⑤ SiC冶炼炉在线自动测控装置的研发   研制SiC冶炼炉在线自动测控装置，可按冶炼工艺和炉温自动进行恒功率综合优化控制，炉温控制精度达到2.5级。成果已在工厂正常运行3年。获得4项发明专利授权，5项软件著作权授权 雷蒙磨粉碎自动检测方法及装置                   专利号：ZL200810020792.3 一种提高碳化硅微粉水溢流分级效率的精密控制方法 专利号：ZL200910035173.6 一种燃煤锅炉能效监测方法                      专利号：ZL201110091483.7 阵列式LED照明灯具的中心区域温度动态控制方法  专利号：ZL201210356239.3 一种经济型燃煤锅炉能效监测系统及方法           专利号：ZL201110292517.9 一种低冗余度高可靠性船舶发电机组智能测速装置 专利号：ZL201110058228.2一种手机可遥控的总线型区域供热计量管理系统 专利号：ZL201010134495.9

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。

金属材料热处理、机械自动化、汽车悬挂系统设计研发

本发明涉及一种铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂及其制备方法。其技术方案是：以4——10wt%木质素、30——36wt%苯酚和55——65wt%的浓度为37wt%的甲醛溶液为原料，按上述原料及其含量：在50——60℃条件下将木质素和苯酚置于反应釜搅拌均匀，在70——90℃条件下向反应釜加入所述原料1.5——2.5wt%的氢氧化钠，搅拌0.4——0.7h；在70——90℃条件下向反应釜加入所述甲醛溶液，搅拌0.2——0.6h；最后在80——100℃条件下向反应釜加入所述原料2——8wt%的硅溶胶，搅拌1——3h，在60——70℃条件下减压脱水，制得铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂。本发明具有生产工艺简单和生产成本低的特点，所制备的制品作为结合剂能显著提高铝碳耐火材料的中低温结合强度。 （注：本项目发布于2014年）

氧化石墨烯具有独特的二维结构、丰富的表面官能团及P型半导体性质。通过氧化石墨烯与ZnO纳米片及SnO2纳米纤维进行复合，大幅度提升了其对丙酮、甲醛等特异性气体检测。其敏感性能的提升归因于氧化石墨烯和半导体材料二者的协同效应。相关研究解决了现有技术中的半导体气体传感器检测限和选择性较低的问题。