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。 

本实用新型公开了一种填充高温相变材料的自热型重整制氢反应器。该自热型重整制氢反应器从上至下依次由上表面设有甲醇水蒸气重整反应物进口管和甲醇催化燃烧反应物进口管的上盖板、石墨垫片、上蒸发板、石墨垫片、下蒸发板、石墨垫片、下表面填充有高温相变材料的甲醇重整制氢吸热板、密封板、石墨垫片、下表面填充有高温相变材料的甲醇催化燃烧板、石墨垫片和下表面设有燃烧尾气出口管和燃烧尾气出口管的下盖板层叠而成。本实用新型利用高温相变材料的相变潜热，有效提高自热反应器的热稳定性，减少反应器内部的温度梯度与反应器工作时的温度波动，抑制由反应器过热造成的催化剂活性下降与脱落，提高反应器的热效率与甲醇转换率。

针对高缺陷炭负极电化学储钾容量与稳定性难以兼顾的问题，报道一种原位缺陷选择性调变与导电骨架搭建策略，通过热力学与动力学双重调控，提高缺陷炭负极电化学储钾综合性能。

一、仿生纳米药物系统的设计构建与应用实例1 二、仿生纳米药物系统的设计构建与应用实例2 本发明公开了一种纳米药物控释体系的制备方法，包括以下步骤：(1)制备纳米级红细胞膜囊泡；(2)制备具有光敏性的载药氧化石墨烯；(3)制备靶向分子；(4)制备纳米药物控释体系。本发明通过红细胞囊泡的包埋可避免纳米载体被体内某些蛋白包被形成所谓的“蛋白冠”，保证靶向分子的活性；其次红细胞囊膜泡为人体内存在的生物相容性好，无毒副作用，不会引起排异反应；再次红细胞的包埋囊泡可有效降低氧化石墨烯的表面自由能，增加纳米药物控释体系的分散性；而且在氧化石墨烯上吸附了光敏剂吲哚菁绿，可结合光热治疗，进一步增强了纳米药物控释体系的抗肿瘤效果。

项目成果/简介:一、仿生纳米药物系统的设计构建与应用实例1二、仿生纳米药物系统的设计构建与应用实例2本发明公开了一种纳米药物控释体系的制备方法，包括以下步骤：(1)制备纳米级红细胞膜囊泡；(2)制备具有光敏性的载药氧化石墨烯；(3)制备靶向分子；(4)制备纳米药物控释体系。本发明通过红细胞囊泡的包埋可避免纳米载体被体内某些蛋白包被形成所谓的“蛋白冠”，保证靶向分子的活性；其次红细胞囊膜泡为人体内存在的生物相容性好，无毒副作用，不会引起排异反应；再次红细胞的包埋囊泡可有效降低氧化石墨烯的表面自由能，增加纳米药物控释体系的分散性；而且在氧化石墨烯上吸附了光敏剂吲哚菁绿，可结合光热治疗，进一步增强了纳米药物控释体系的抗肿瘤效果。知识产权类型:发明专利知识产权编号:ZL201711377861.1技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家自然科学基金面上项目，湖南省自然科学基金面上项目获得经费:65.00万元

成果描述：系统研究从源头消除或削减制革过程氨氮污染物的科学方法和技术原理，构建了无铵盐脱灰和软化技术，并研究开发了3种配套化工材料，为从源头消除/削减氨氮排放提供了科学依据和技术支撑。 研究开发的高效无氨脱灰材料具有优良的pH缓冲性、良好的脱钙能力和较好的渗透性，用于制革脱灰，脱灰裸皮品质良好，氨氮排放量降低95%，总氮排放量降低90%。 研究开发的无氨软化助剂与现有的软化用蛋白酶制剂一起应用于皮革软化工艺中，能大幅降低软化废液中的氨氮浓度，有效脱除脱灰裸皮中的钙，促进蛋白酶制剂对皮蛋白质的水解。 在该方向已获得国家授权发明专利2项，开发的材料已在我国皮化龙头企业成功中试。市场前景分析：应用领域：制革工业；该成果可转让给皮化企业或直接在制革企业推广应用。 市场需求：加工生产牛、羊、猪原料皮的制革企业都需要脱灰、软化产品，而随着企业环保意识的增强及各级政府环保执法力度的提高，高效、安全的无氨脱灰和软化产品的需求量正日益增加，无氨脱灰和软化产品必将逐渐取代常规的铵盐产品。与同类成果相比的优势分析：研究开发的高效无氨脱灰材料具有优良的pH缓冲性、良好的脱钙能力和较好的渗透性，用于制革脱灰，脱灰裸皮品质良好，氨氮排放量降低95%，总氮排放量降低90%。 研究开发的无氨软化助剂在软化中的脱钙效果优于硫酸铵。无氨软化废液的总蛋白质浓度明显高于铵盐软化，而羟脯氨酸浓度并未显著升高，表现出良好的使用安全性。 国内领先。

用混凝土进行发泡制备轻质材料已经得到较广泛的应用，但是混凝土发泡材料比重仍然较大，应用受到限制；且混凝土发泡所用的主料水泥是用高温煅烧生产的，不仅耗能，也排放温室气体。黄土为无机类氧化物，资源丰富，价廉易得，不需要高温进行煅烧即可直接使用，本项目利用粉碎到一定细度的黄土进行发泡，制造块状泡孔材料，可用于保温、隔热、隔音、工程填土和建筑隔断等，既节能又环保。技术路线为：将黄土制成水浆料，用水溶性包覆剂在颗粒表面进行包覆处理后，在适量的水溶性聚合物、发泡剂、助剂作用下进行搅拌发泡，得到发泡浆料；将发泡浆料倒入不同的模具，待其自然干燥后，得到不同形状的黄土发泡轻质材料；或将发泡浆料直接浇注到应用场所，得到黄土发泡浇注块。本项目的技术关键在于有效地选择适当的发泡剂、添加剂，并控制好发泡时间段。该发泡材料制备工艺简单、成本低廉，有较好的经济效益。

项目概况    该项技术为焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂）制造企业提供生产关键技术、原辅材料定点采购，并配合设备生产线的选型、设计制造，为焊材生产提供技术服务，也可根据工程使用要求研制特种焊材。 本项目处于国内先进水平，拥有核心技术。 主要特点 普通传统焊条产品，以国内品牌制造厂商的产品焊接工艺性能为比照对象，重点对碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、铜合金焊接用焊条，通过药皮配方优化设计，控制其熔滴过渡类型，在具有优异的力学性能基础上，使其具备最佳工艺性能，产品具有高的性价比，能显著增强产品的市场竞争力。烧结焊剂在消化瑞士奥林康公司产品基础上，立足国内原辅材料开发出氟碱型、硅钙型、铝钛型等各种碱度烧结焊剂，高碱度不锈钢专用焊剂产品、药芯焊丝主要针对钛型药粉配方进行优化设计。 根据各种工况使用条件，研制特种焊接焊条、焊丝、烧结焊剂产品，目前在堆焊及新型材料配套焊材方面已开发了焊条、烧结焊剂多个品种，能够很好地满足各种耐磨、耐蚀、高温等严酷条件的使用要求。 烧结焊剂生产工艺设计，生产设备的选型、设计制造，实现从原材料到最终产品的一条龙服务。技术指标 研制的产品在满足国际国内标准要求的前提下，各种技术指标达到国内外同类产品的先进水平，特种焊材达到国外同类产品的先进技术指标。市场前景 目前国内焊材市场竞争十分激烈，而竞争的焦点即是产品的性价比，同时各种高端焊材产品又在很大程度上依赖于国外进口。充分立足本国的资源进行传统产品的升级改造、高端特种焊材的国产化研制，有很大的前景。目前已与几家焊材企业开展过合作，取得了明显的经济效益和社会效益。

针对轻质高效防护复合材料技术进行了系统深入的理论分析和大量实验研究，突破了轻质复合材料装甲防弹/承力一体化结构设计、制备和应用技术等多项关键技术，获得了多项具有自主知识产权的创新成果。在轻质防弹复合材料防弹机理理论分析方面，建立了纤维复合材料的多阶段靶板破坏模型，实现了弹击过程的动态模拟；在轻质防弹复合材料设计技术方面，首次提出了刚性梯度层设计理论和防弹/承力一体化设计方法，获得了良好的实用效果；在轻质防弹复合材料应用技术方面，设计制备了防弹/承力一体化轻质复合装甲材料装甲椅盆，已成功用于某武装直升机，获得了明显的减重效益；在轻质复合材料装甲开发方面，针对不同应用要求，开发出了十余个系列的轻质复合材料装甲，同时建立了系列化的轻质复合装甲材料弹道性能评价方法，制定了复合材料装甲工艺及性能测试等多个规范性文件。 目前，可针对军用、民用需求生产各类型轻质防护复合材料装甲，包括座舱防弹板、防弹装甲椅盆、大型驱逐舰导弹舱口盖、运钞车用装甲板、防弹衣用胸插板等防弹、防刺、防暴用品进行开发。 “轻质防弹复合材料装甲技术”2008年获得国防科技进步二等奖。

系统研究从源头消除或削减制革过程氨氮污染物的科学方法和技术原理，构建了无铵盐脱灰和软化技术，并研究开发了3种配套化工材料，为从源头消除/削减氨氮排放提供了科学依据和技术支撑。 研究开发的高效无氨脱灰材料具有优良的pH缓冲性、良好的脱钙能力和较好的渗透性，用于制革脱灰，脱灰裸皮品质良好，氨氮排放量降低95%，总氮排放量降低90%。 研究开发的无氨软化助剂与现有的软化用蛋白酶制剂一起应用于皮革软化工艺中，能大幅降低软化废液中的氨氮浓度，有效脱除脱灰裸皮中的钙，促进蛋白酶制剂对皮蛋白质的水解。 在该方向已获得国家授权发明专利2项，开发的材料已在我国皮化龙头企业成功中试。