本项目旨在替代具有污染的电镀技术，开发了新型纳米环保型涂层及涂覆工艺，实现废水、废气零排放，并研发了五轴联动自动喷涂设备。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 本项目旨在替代具有污染的电镀技术，开发了新型纳米环保型涂层及涂覆工艺，实现废水、废气零排放，并研发了五轴联动自动喷涂设备。目前本项目开发的轴瓦涂料已在汽车行业得到认可，性能超过国外产品，取得较好效益，而针对高盐高湿蚀环境开发的船舶涂层材料也已经通过全套测试，项目已具备量产能力。 产品目前已得到安徽美达机电实业实业有限公司、中国万宏集团、宁波连通设备制造有限公司、上海祥生贝克轴瓦有限公司推广使用。其中安徽美达机电已实现销售利润600万，上海祥生贝克轴瓦有限公司采用新技术产品实现利润1000万，中国万宏集团采用本机本项目技术实现销售利润400万。

实现多晶硅生产冷氢化工艺过程工程化的关键加热系统装置；降低成本40%，减少能耗2/3。8000小时以上无故障稳定运行加热合成反应器关键技术。

建立多元化的地面与空中防治结合、车载与便携式结合、机械化与自动化结合的装备体系，创制了7个类别、18个型号的立体式高效防治装备。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 林木植株高大、冠层浓密，林业病虫害种类繁多、突发性强、蔓延迅速，林地地形复杂等，这些因素综合形成了林木病虫害的防治重大难题。长期以来我国林业病虫害防治装备一直处于空白，无法满足林业 “高射程”、“强穿透”、“高附着”和“精确对靶”的林木防治需求。 1、建立多元化的地面与空中防治结合、车载与便携式结合、机械化与自动化结合的装备体系，创制了7个类别、18个型号的立体式高效防治装备。包括： ①车载式低量风送高射程喷雾机已研制成系列化产品，可全方位遥控喷雾作业，适用于高大林木喷雾，垂直射程25-45m，防治效率150-360亩/h；药剂利用率60%；防治成本降低32%。国内首创。 ②大型车载稳态燃烧烟雾机已研制成系列化产品，喷烟量100-420L/h，防治效率比常规喷雾装备提高100倍以上，比常规喷烟装备提高10倍以上，每小时防治375-690亩/h，每亩施药量仅为200-300mL。国内首创。 ③苗木果园精确对靶风送喷雾机已研制成系列产品，喷雾幅宽可达10m以上，特别适用于中国特色的低矮密植果园的病虫害防治，解决了常规机具无法入园作业的难题。国内外首创。 ④智能对靶高射程喷雾机已研制6HW-80、100型智能对靶高射程喷雾机，实现了可根据林木有无及其树形特征的变量对靶喷雾，减少了无效喷雾，提高了农药使用效率。国内外首创。 ⑤航空静电喷雾系统 已研制适用于固定翼Y5B飞机、直升机、蜜蜂机、无人机等多机型挂载的航空静电喷雾系统，农药有效利用率平均提高6%，防治成本平均降低44.8%。 ⑥多功能车载式喷雾喷烟一体机融合喷雾、喷生物农药、喷烟等功能于一体，集成创新了车载自动多功能喷雾喷烟一体机，实现了风送定向喷施功能。国内外首创。 ⑦多功能便携式喷雾喷粉机集高射程喷雾、喷粉和喷生物农药于一体，创制了多功能便携式喷雾喷粉机，垂直射程提高50%。主要参数优于国内外。 2、 首次制订了林业行业标准，保证项目技术规范及顺利实施。针对本项目创制的新产品，首次制订了“LY/T1669-2006 风送高射程喷雾机”、“LY/T1988-2011 林业机械 背负式高射程喷雾喷粉机”、“LY/T2233-2013 林业机械 车载式稳态燃烧烟雾机”、“LY/T2406-2014 林业机械 车载式风送喷雾喷烟一体机”4部林业行业标准，为项目成果生产和应用提供依据。

一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 在茶园管控方面，取得以下成果： （1）探明了太阳天顶角、高度角以及太阳光谱中夫琅和费线对于田间光谱采集的影响规律，提出了融合高光谱和深度图像技术的茶树生理信息定量检测方法。其中，茶树氮肥吸收利用检测方法处于国际领先水平； （2）将共聚焦显微拉曼光谱技术应用于茶炭疽病早期诊断中，可在显症前24h诊断出病害； （3）研制出茶叶信息的快速高通量远程测量系统及装备，开发了茶园实时监测与精细化管理物联网云服务平台，实现了茶园水肥精准管理和病害防控。 在茶叶加工方面，取得以下成果： （1）探明了流水线上堆积状茶叶几何形态差异、紧实度对于光谱测量的影响机制，提出了融合图像灰度共生矩阵和指纹光谱特征的品质在线检测新方法； （2）研制了鲜叶含水率、色素、老嫩度等品质指标的无损快速检测装备，实现了堆积状茶叶品质指标的动态检测； （3）发明了基于生产线上茶叶原料实时品质信息的加工工艺自适应系统，为茶叶加工智能化奠定了技术基础。 在茶叶生产加工信息管理方法，取得以下成果： （1）提炼设计出名优绿茶机械炒制的核心作业机构，把扁形名优绿茶加工过程拆分成数道机械炒制流水工序； （2）探明了扁形名优绿茶机械炒制的关键工艺参数，建立了扁形名优绿茶机械制茶工艺指标数据库和标准； （3）发明了融合传统工艺与现代化信息集成控制的绿茶数字化连续加工智能控制系统，实现从“凭经验做茶”到“看数字制茶”。

目前国内染料厂、农药厂、制药厂、造纸厂、化工厂、食品厂等，每年排放的高浓度难降解废水约30亿吨左右。对这类高浓度难降解工业废水的处理一直是困扰国内环保界的难题。超临界水的特殊性质使其在有机废水治理方面所具有的无可比拟的优点。 现已成功完成一套固定式和一套撬装式超临界水氧化装置。采用自主建造的超临界水氧化反应器，分别对造纸黑液、印染废水、碱渣废水、农药废水、垃圾渗滤液、化工废水、印染厌氧污泥和PTA残渣等进行了测试，在进口COD（化学耗氧值）几万mg/L条件下，可保证出水COD浓度不高于60mg/L，并析出无机盐。

深入解析黄酒酿造机理并且创新生产技术与装备，是黄酒产业可持续发展 的必由之路。项目围绕如何科学评价黄酒麦曲质量及产品感官体验、如何高效生产优质麦曲、如何提高产品感官体验等关键技术难题等，本项目完成了基于 组学技术的黄酒酿造关键技术与装备的创新及应用。 创新要点 建立了黄酒麦曲及酒醪发酵机理解析方法，阐明酿造过程的微生物驱动力。解析了液化力、酸性蛋白酶活力、酒化力等活力形成的关键微生物，高级醇及生物胺形成代谢途径及关键微生物；通过风味组学技术解析黄酒风味物质形成及变化过程；通过培养组学技术证明微生物是麦曲活力、黄酒风味的主要来源；发现氧气浓度、温度、湿度是麦曲微生物群落结构形成的核心驱动力。全面系统地解析麦曲的各项指标，针对传统麦曲制作中环境依赖、生产效率低、品质不稳定等问题，在已有机械化制曲（国家技术发明奖成果）的基础上首次开发了智能化精准制曲技术与装备。构建了黄酒产品风味轮，阐明了关键风味物质的最适浓度范围。证明β-苯乙醇、异戊醇、异丁醇、组胺、苯乙胺以及酪胺等高级醇和生物胺是影响黄酒醉酒和醒酒的关键化合物，建立了适用于不同黄酒酵母亚株及酿造工艺的高级醇调控方法。

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。