成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高，具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和扩散速度并提高渗金属效率。与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是： (1)涂层均匀性和致密性好、与基体为冶金结合附着强度很高； (2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层； (3)将传统化学热处理的热扩散温度由900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过程耗能明显降低； (4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响； (5)设备投资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防腐技术。我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括： （1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理； （3）船舶制造：各种紧固标准件、管件和锚链等； （4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等； （5）航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等； （6）海洋工程：搭建海上油田各种构件； （7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件； （8）工程机械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等； （9）汽车制造：各种螺钉、螺母、垫圈及配件等； （10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。

海洋生物污损，是指藤壶、贻贝、藻类等海洋生物在船舶、海底电缆、海上平台等浸没表面的附着生长现象。看似微小的生物群落，实则危害巨大：它们会增加船舶航行阻力，导致燃油消耗激增（据统计，全球船舶因污损每年多消耗约7000万吨燃油）；会堵塞海底光缆、油气管道，影响通信与能源传输的稳定性；更会干扰海洋探测设备的精度，甚至导致勘探数据失真。传统应对方式依赖定期人工清理或使用含锡、铜等重金属的防污涂料，但前者成本高昂（大型船舶每年维护费用超百万元），后者则面临环保法规收紧（国际海事组织IM0已逐步限制有毒防污剂使用）的严峻挑战。 技术突围：中科院纳米所"纳米增韧耐磨海洋污涂料"的颠覆性创新 面对这一全球性难题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所给出了"中国方案"——其研发的"纳米增韧耐磨海洋污涂料"，以纳米技术为核心，突破了传统防污涂料的性能瓶颈，为海洋装备防护提供了长效、环保、经济的解决方案。 传统防污涂料常面临"防污期短"与"易脱落"的两难：为增强附着力，需提高漆膜硬度，但硬度过大会导致柔韧性不足，在复杂工况（如卷绕、弯曲）下易开裂；若降低硬度提升柔韧性，又易被水流冲刷脱落，防污效果难以持久。 中科院团队创新性地引入纳米复合增韧技术，通过构建"纳米颗粒-有机基质"互穿网络结构，大幅提升了漆膜的力学性能：一方面，纳米颗粒（如二氧化硅、碳纳米管等）均匀分散在树脂基体中，形成"应力分散点"，有效抑制漆膜在弯曲、拉伸时的裂纹扩展，使漆膜耐弯折性提升3倍以上；另一方面，纳米级的交联结构增强了分子间作用力，漆膜硬度可达2H以上（传统防污涂料多为HB-H），高压强下（如深海高压环境）仍保持完整。这一突破彻底解决了"防污"与"耐用"的矛盾，让涂料在长期浸泡、机械形变等复杂条件下仍能稳定发挥防污功能。 成果发布于：2025 年 7 月

产品详细介绍工作原理研磨：利用剪切力（shear force）、摩擦力或冲击力（impactforce）将粉体由大颗粒粉碎成小颗粒。分散：纳米粉体被其所添加溶剂、助剂、分散剂、树脂等包覆住，以便达到颗粒完全被分离（separating）、润湿（wetting）、分布（distributing）均匀及稳定（stabilization）目的。在做纳米粉体分散或研磨时，因为粉体尺度由大变小的过程中，范德华力及布朗运动现象逐渐明显且重要。选择适当助剂以避免粉体再次凝聚及选择适当的研磨机来控制研磨浆料温度以降低或避免布朗运动影响，是湿法研磨分散方法能否成功地得到纳米级粉体研磨及分散关键技术。纳米级分散研磨机采用三维高频振动技术，产生每分钟上千次的冲击、剪切、研磨，效率比球磨机提高几十倍。通过冲击力和摩擦力结合的方法来减小颗粒尺寸。电磁动力马达产生振动，通过研磨球的冲击振动减小样品的尺寸，此外，由研磨球翻滚运动产生的摩擦也使样品的尺寸进一步减小。高频振动确保3分钟内可将物料混合均匀，效果、效率均优于进口设备“红魔鬼”“快手”。行业应用ü 适用于实验干样品或悬浮液中固体样品的精细研磨粉碎ü 适用于乳状液或糊状物的均匀化处理ü 适用于纳米材料分散，效果优于普通机械法和超声波法ü 适用于无机矿物材料的表面改性、光饰作用，金属材料的机械合金化优点ü 选择性研磨：研磨过程开始时，通过冲击力减小样品的尺寸，此外，由研磨球翻滚运动产生的摩擦也使样品的尺寸进一步减小ü 研磨后样品粒径的分布窄，均匀化程度好ü 可避免结块现象ü 处理样品量大，6个研磨罐，最大处理量达6Lü 研磨罐独立，避免交叉污染 ü 可进行无铁研磨  丰富的罐体和磨球材质，可进行防止掺入杂质的无铁研磨 主要技术参数如下：    工作电压：     单相220V/50HZ    研磨罐容量：   50—6000ml    定时器：       0—99小时    变频器：       0.75KW    电机功率：     0.75KW      振动频率：     1500rpm    主机尺寸：     Φ600 * 800    主机重量：     110kg    最大进样尺寸： < 10 mm    最终出样尺寸： 5– 10 μm

产品介绍 UCN纳米智能黑板，是一个集成纳米触控、高清大屏显示、电脑主机、普通黑板、电视电脑等诸多功能于一身的多媒体教学平台。它尊重师生使用习惯，将传统教学黑板和可感知交互的智能黑板无缝对接，既可全屏粉笔书写，又具多媒体教学功能，操作模式简洁，同时内置专业教学软件、应用平台及管理平台，老师可灵活运用教学工具，分享调用优质教学资源，远程管理维护升级，已被广泛应用在教育教学领域，适用于各学龄段。 产品特点 自主知识产权 拥有纳米触控膜和纳米智能黑板的自主知识产权; 视力保护 表面防眩光玻璃+自主研发纳米涂层，保证超大可视角度，且有效过滤有害光线 全方位安全设计 拟态纯平表面、四周圆角设计，高强度钢化玻璃，防水防尘抗外力冲击; 多种书写方式 普通粉笔/白板笔/电容笔/手指触控，尊重老师教学习惯;拟态纯平表面、四周圆角设计，高强度钢化玻璃，防水防尘抗外力冲击; 双系统，大尺寸 配备Windows与Android双系统 搭载软件平台 内置自主研发的教学应用平台和管理平台，海量教学资源，同时提供远程设备管理与维护; 磁性吸附 左右两侧支持磁性材料吸附，方便非电子类教材展示; 显示窗口，一键下移 液晶显示窗口高度可调整下移，触控不受影响，适应不同老师身高; 产品参数

产品介绍 UCN纳米智能黑板，是一个集成纳米触控、高清大屏显示、电脑主机、普通黑板、电视电脑等诸多功能于一身的多媒体教学平台。它尊重师生使用习惯，将传统教学黑板和可感知交互的智能黑板无缝对接，既可全屏粉笔书写，又具多媒体教学功能，操作模式简洁，同时内置专业教学软件、应用平台及管理平台，老师可灵活运用教学工具，分享调用优质教学资源，远程管理维护升级，已被广泛应用在教育教学领域，适用于各学龄段。 产品特点 自主知识产权 拥有纳米触控膜与纳米智能黑板自主知识产权 视力保护 表面防眩光玻璃+自主研发纳米涂层，保证超大可视角度，且有效过滤有害光线 全方位安全设计 拟态纯平表面、四周圆角设计，高强度钢化玻璃，防水防尘抗外力冲击; 多种书写方式 普通粉笔/白板笔/电容笔/手指触控，尊重老师教学习惯;拟态纯平表面、四周圆角设计，高强度钢化玻璃，防水防尘抗外力冲击; 双系统，大尺寸 配备Windows与Android双系统。 搭载软件平台 内置自主研发的教学应用平台和管理平台，海量教学资源，同时提供远程设备管理与维护; 磁性吸附 左右两侧支持磁性材料吸附，方便非电子类教材展示; 显示窗口，一键下移 液晶显示窗口高度可调整下移，触控不受影响，适应不同老师身高;

研发阶段/n本发明涉及一种低温无压烧结纳米陶瓷用高烧结活性复合纳米ZrO2粉末微球的一步合成法，其利用乳浊液法控制团聚粉末的形状（球形），利用均匀沉淀法控制一次纳米颗粒的大小、团聚和粒径分布，利用共沉淀法控制团聚粉末的成分与结构的均匀性，从而一步合成复合纳米ZrO2(CaO,MgO)软团聚粉末微球，将制粉和造粒过程一步完成。本发明涉及的方法可以有效解决低温无压烧结制备纳米陶瓷这一难题，大大加快纳米ZrO2陶瓷的实用化进程。

本发明公开了一种适用于纳米材料操控的多自由度纳米操作台，包括底座、Z 向位移台、XY 向位移台和纳米操作臂，其中 Z 向位移台沿着竖直方向设置在底座上，包括彼此连接的固定部件和安装有 Z 向直线驱动电机的移动部件；XY 向位移台沿着水平方向设置在 Z 向位移台的移动部件上，并包括彼此并联滑动连接的第一至第三并联部件，其中第一并联部件上安装有 Y 向直线驱动电机，第二并联部件上安装有 X 向直线驱动电机，第三并联部件上安装有旋转运动驱动电机和纳米操作臂。本发明通过对驱动电机与位移台的高精度控制以及主要

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。 

本发明公开了一种基于片上系统的无线温湿度监控节点及其监控方法，所述无线温湿度监控节点包括均单片机CC430、数字温湿度传感器SHT11、聚合物锂电池、天线、32.768kHz的低频晶振、26MHz的高频晶振和JTAG调试口。本发明利用无线温湿度监控节以及其监控方法，不仅在环境的安装部署上极为简便，在维护或者改装变迁上也非常方便；另外本发明是休眠和工作之间来回切换，极大程度的降低了功耗，而且也有效的避开了多个节点之间的相互干扰。

本发明公开了一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的系统及其方法，所述系统沿着薄膜输送方向依次包括开卷装置、第一检测装置、上料装置、压合装置、第二检测装置、裁切装置、第三检测装置、下料装置以及收卷装置。其中开卷和收卷装置分别用于将薄膜展开和缠绕收卷，上料和压合装置分别用于真空吸附片材和将片材在薄膜上叠合，裁切装置用于对复合叠层执行断点切断，第一、第二和第三检测装置用于检测柔性薄膜的输送、叠合对位和裁切效果予以检测和反馈，下料装置用于对复合叠层执行下料及分类处理。通过本发明，能够保证薄膜的稳定输送及其与片材之间的精确定位，防止片材出现弯曲和脆裂现象，而且便于对复合叠层进行裁切和分类处理。