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本成果基于廉價(jià)易得的功能型離子液體、低共熔溶劑，可從海洋廢棄生物質(zhì)（比如蝦蟹殼，海藻，海帶等）中高選擇性制備甲殼素、殼聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)化合物的結(jié)構(gòu)性能提升（如抗菌等）或者轉(zhuǎn)化為高附加值衍生產(chǎn)品（如醫(yī)藥用品或者藥物載體等）。該新技術(shù)有望解決傳統(tǒng)酸堿制備方法中水耗高、污染大等問題，具備水耗低、污染少、能耗低、流程少等潛在優(yōu)點(diǎn)。此外，新技術(shù)具有良好的拓展性和靈活性，可從蝦蟹殼直接制備甲殼素敷料、繃帶等醫(yī)療用品。 主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）處理的原料來源于當(dāng)?shù)氐奈r蟹殼，海帶/海藻等，無需特別分級(jí)處理。 （2）所得甲殼素收率大于90%，純度大于95%，聚合度可調(diào)，介于400~4000。 （3）所得殼聚糖收率大于90%，純度大于95%，脫乙酰度值大于85%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 29941-2013。 （4）所得海藻酸收率大于90%，純度大于95%。 （5）可制備得海藻酸基功能材料（膜、纖維、水凝膠、氣凝膠等），具備自愈合、阻燃等特點(diǎn)。

一、成果簡介 “長壽老人源短雙歧桿菌生理功能研究及直投式發(fā)酵劑的制備”受國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 (863 項(xiàng)目)的資助。本課題從我國廣西巴馬百歲以上長壽老人腸道篩選適于直投式發(fā)酵劑制備 的優(yōu)良雙歧桿菌菌株，構(gòu)建膜過濾高密度培養(yǎng)體系，優(yōu)化凍干發(fā)酵劑制備技術(shù)，生產(chǎn)高活性 直投式雙歧桿菌菌粉。 技術(shù)指標(biāo)：分

項(xiàng)目針對(duì)國內(nèi)外脂溶性功能因子微膠囊化產(chǎn)品儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差、生物利用率低、 配料安全性問題等諸多品質(zhì)不足，提出以構(gòu)建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化體系為基礎(chǔ)，進(jìn)行包載脂溶性功能因子的高生物利用率、高穩(wěn)態(tài)化、可控型納米顆粒及固態(tài)粉末產(chǎn)品的綠色制備。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣，填補(bǔ)了國內(nèi)市場(chǎng)空白，縮小了我國食品配料產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國家的差距。取得了一系列創(chuàng)新性成果。 針對(duì)脂溶性營養(yǎng)素微膠囊化產(chǎn)品載量低、生物利用率差等問題，利用天然蛋白質(zhì)的分子柔順性和復(fù)雜大分子結(jié)構(gòu)，采用增溶、乳化-溶劑揮發(fā)高效制備技術(shù)，提高營養(yǎng)素載量，同時(shí)收縮載體分子體積、減小粒徑，制備獲得高載量、安全、無油型包載營養(yǎng)素的蛋白質(zhì)納米顆粒。該產(chǎn)品粒徑范圍在 60-100nm，β-胡蘿卜素載量較普通含油型載體提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小腸吸收特性，β-胡蘿卜素生物利用率是未包埋時(shí)的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。針對(duì)蛋白質(zhì)易在等電點(diǎn) pH、高鹽、高溫等極端環(huán)境下因變性而失穩(wěn)，采用Maillard 糖基化反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行接枝，通過控制反應(yīng)進(jìn)程及糖基供體，獲得等電點(diǎn)不沉淀、乳化穩(wěn)定性提高 5-7 倍，變性溫度提高 10℃以上的高穩(wěn)定蛋白。以 其為載體制備的抗環(huán)境因子干擾型納米顆粒在pH2.0-10.0 范圍內(nèi)粒徑均穩(wěn)定在 100nm 以下，4 °C 下儲(chǔ)藏 6 個(gè)月，營養(yǎng)素保留率達(dá) 92%以上。 針對(duì)液態(tài)乳化產(chǎn)品在儲(chǔ)藏過程中的不穩(wěn)定性，利用淀粉的結(jié)構(gòu)可塑性，在確低黏度且兼具乳化和成膜雙重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出同步改性-乳化-干燥技術(shù)，構(gòu)建了脂溶性營養(yǎng)素的粉末化制品。通過分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度與功能因子儲(chǔ)藏穩(wěn)定性及生物有效性之間的相關(guān)性，獲得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末產(chǎn)品。復(fù)水后乳液 保持納米級(jí)粒徑，室溫下儲(chǔ)藏半年保留率達(dá) 95%以上。 針對(duì)不易使用熱處理手段的熱敏性風(fēng)味油脂，提出納米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的兩步非熱固化技術(shù)。創(chuàng)新性的采用“熱液處理”原淀粉結(jié)合生物酶法打孔，制備得到吸油率為 135%的高吸附型多孔淀粉。強(qiáng)揮發(fā)性薄荷油納米乳液多孔淀粉吸附產(chǎn)品，在室溫敞口放置 40 天，保留率可達(dá) 98%以上，且產(chǎn)物在 160-200℃ 高溫條件下具有緩釋特性。

成果描述：本發(fā)明公開了一種提高噴膜主液穩(wěn)定性的噴膜防水材料，按重量份包括以下組分：由主液和丙烯酸鹽組成,其重量組分為:主液+丙烯酸鈣液體+丙烯酸鋅固體,各組分的配比為:100份主液+5-20份30%丙烯酸鈣液體+0.8-2.0份丙烯酸鋅水溶液。本發(fā)明能夠有效解決噴膜主液自聚及團(tuán)聚，以提高噴膜主液穩(wěn)定性，確保噴膜施工的順利進(jìn)行，穩(wěn)定噴膜防水材料力學(xué)性能。市場(chǎng)前景分析：軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比較高。

氫能源是高效的綠色能源，如何低廉高效的大規(guī)模生產(chǎn)是制約其應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。近年來，電解水制氫受到學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注，尋找廉價(jià)高效的非鉑電催化劑成為時(shí)下研究熱點(diǎn)。本項(xiàng)目分別采用輻射法及水熱法制備了鉬硫化物/碳納米復(fù)合材料,其催化析氫性能優(yōu)于商用Pt/C（20%Pt）催化劑，而且具有良好的催化穩(wěn)定性,適合大規(guī)模制備。

廠拌熱再生技術(shù)強(qiáng)調(diào)原路面 RAP 的不均勻性進(jìn)行改善和控制，通過對(duì)原路面材料特性的聚類分析，從源頭上降低 RAP 不均勻性，并據(jù)此動(dòng)態(tài)調(diào)整銑刨、篩分和材料組成設(shè)計(jì)的策略，可將提高 RAP 摻量提高至 50%，節(jié)省材料成本 30%以上。此外，通過控制 RAP 預(yù)熱溫度、拌合工藝、再生劑用量等參數(shù)，提高 RAP 顆粒中舊礦料的遷移程度、促進(jìn)新舊瀝青融合進(jìn)程，減少再生混合料體系中的復(fù)雜、薄弱界面，從而使得再生路面的使用壽命較當(dāng)前水平提高 30%以上。 

現(xiàn)階段所設(shè)計(jì)的存算一體器件單元結(jié)構(gòu)如圖 1 所示： 器件的基本結(jié)構(gòu)由波導(dǎo)和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護(hù)層、相變材料（硫系化合物）層）所構(gòu)成。擬通過在當(dāng)前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺(tái)上集成四氮化三硅光波導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)器件的光學(xué)讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導(dǎo)層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導(dǎo)。功能層主要用于實(shí)現(xiàn)器件的電學(xué)寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發(fā)生相變。因此需要加熱器層具備較好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，同時(shí)在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當(dāng)前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質(zhì)因數(shù)，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學(xué)常數(shù)反差，可在更惡劣的高溫環(huán)境下進(jìn)行操作，適用于硅基光子器件應(yīng)用。 采用的主要技術(shù)手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學(xué)編程、光學(xué)讀取的方法實(shí)現(xiàn)器件的存儲(chǔ)、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能：  存儲(chǔ)功能的實(shí)現(xiàn)：擬利用相變材料晶態(tài)低透過率和非晶態(tài)高透過率分別代表二進(jìn)制中的‘1’和‘0’，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產(chǎn)生電流流經(jīng)加熱層時(shí)，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發(fā)生相變，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。在完成上述編程操作后，從器件波導(dǎo)輸入端輸入讀取連續(xù)光。由于相變材料功能層對(duì)光強(qiáng)的吸收能力在編程和非編程區(qū)域間存在著顯著的差異，因此當(dāng)輸入光經(jīng)過波導(dǎo)后，其能量會(huì)因?yàn)橄嘧儾牧暇幊虆^(qū)域的吸收而發(fā)生改變，進(jìn)而顯著改變輸出光強(qiáng)能量。所以通過測(cè)量輸入輸出光強(qiáng)的能量之比（即透過率），可實(shí)現(xiàn)對(duì)先前編程區(qū)域的讀取。  算術(shù)和邏輯功能的實(shí)現(xiàn)：通過調(diào)整編程電脈沖的幅度和寬度可以動(dòng)態(tài)調(diào)控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)多級(jí)存儲(chǔ)功能。所以擬采用輸入脈沖數(shù)量對(duì)應(yīng)加數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)量加法計(jì)算。同時(shí)由于所設(shè)計(jì)器件的讀取連續(xù)光輸出功率可視為讀取連續(xù)光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數(shù)和乘數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)基本乘法運(yùn)算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態(tài)設(shè)置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產(chǎn)生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時(shí)設(shè)定一個(gè)判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進(jìn)行對(duì)比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調(diào)特性驗(yàn)證其實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸的可行性。并依托所設(shè)計(jì)人工突觸構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，實(shí)現(xiàn)圖像、語音和文本識(shí)別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學(xué)習(xí)的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，也是人工類腦器件需要實(shí)現(xiàn)的首要功能。為實(shí)現(xiàn)突觸可塑性，擬把相變材料和波導(dǎo)之間的耦合區(qū)域視為仿生神經(jīng)突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調(diào)節(jié)從左右兩端電極輸入耦合區(qū)域的電脈沖時(shí)間差對(duì)耦合區(qū)域的光透過率進(jìn)行連續(xù)調(diào)控，進(jìn)而依托于上述存算理論模型和實(shí)物器件仿真和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)仿生神經(jīng)突觸的脈沖時(shí)序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設(shè)計(jì)的突觸單元, 經(jīng)過相變材料的作用，脈沖強(qiáng)度發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)于乘法器。進(jìn)而借助于微環(huán)結(jié)構(gòu)，將不同波長的脈沖導(dǎo)入進(jìn)同一波導(dǎo)中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強(qiáng)較小時(shí)，讀取光與微環(huán)發(fā)生共振，在輸出端口沒有光強(qiáng)輸出。當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定的閾值后，讀取信號(hào)不再和微環(huán)發(fā)生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經(jīng)元脈沖信號(hào)的激發(fā)，實(shí)現(xiàn)了非線性激活函數(shù)的功能。利用上述的單個(gè)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證其監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)和非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)。對(duì)于監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，權(quán)重的數(shù)值通過外部管理器設(shè)置；對(duì)于非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，不再需要外部管理器來設(shè)置權(quán)重值，而是通過輸出光脈沖進(jìn)行反饋控制，調(diào)整權(quán)重值。在單個(gè)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更復(fù)雜的光學(xué)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，證明該結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性。擬設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一層結(jié)構(gòu)包括三個(gè)功能單元，即收集器、分發(fā)器和神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號(hào)收集到同一根波導(dǎo)中，分發(fā)器將光脈沖分發(fā)給多個(gè)神經(jīng)元，神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)則產(chǎn)生光脈沖信號(hào)，輸入給下一層結(jié)構(gòu)。基于上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圖片、語音和文本的識(shí)別。 創(chuàng)新性分析：①首次研究了一款基于“電學(xué)編程、光學(xué)讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統(tǒng)電學(xué)存算一體化器件相比,擬研發(fā)的器件可以進(jìn)行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號(hào)間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優(yōu)點(diǎn)。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現(xiàn)出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學(xué)脈沖刺激、光學(xué)權(quán)重調(diào)節(jié)”的人工神經(jīng)突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經(jīng)突觸，填補(bǔ)了光電混合型人工突觸的技術(shù)空白。 先進(jìn)性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統(tǒng)集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術(shù)的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優(yōu)越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統(tǒng)材料具有的快速相變轉(zhuǎn)化速度、低功耗和穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，且本身在通信波段非晶態(tài)透明的同時(shí)還保持了相變前后足夠大的光學(xué)性能差異的特點(diǎn)。③所設(shè)計(jì)的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優(yōu)點(diǎn)，具有高集成度、低功耗、超快響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 獨(dú)占性分析：根據(jù)已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)有權(quán)。 

項(xiàng)目成果/簡介:作為一種新的太陽能電池電池技術(shù)，有機(jī)太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點(diǎn)；在應(yīng)用方面，可與當(dāng)前基于硅等的無機(jī)太陽能電池形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機(jī)太陽能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，在使用過程中以及使用后處理方面不會(huì)產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機(jī)材料都是可降解的有機(jī)染料類化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機(jī)太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢(shì)，有機(jī)材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對(duì)有機(jī)太陽能電池壽命的要求不如無機(jī)太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達(dá)到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。 本項(xiàng)目圍繞有機(jī)太陽能電池的關(guān)鍵材料開展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計(jì)理念，發(fā)展了系列具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機(jī)太陽能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機(jī)太陽能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機(jī)太陽能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當(dāng)性能。應(yīng)用范圍:目前有機(jī)太陽能電池正處在從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的黎明階段，因其優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，在可穿戴設(shè)備、建筑一體化等領(lǐng)域?qū)?huì)產(chǎn)生巨大的需求市場(chǎng)。當(dāng)前國內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室已開展完全面向?qū)嶋H應(yīng)用的研究開發(fā)，隨著研究的不斷深入，有機(jī)太陽能電池的商品化生產(chǎn)應(yīng)用將會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。效益分析:1. 具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效有機(jī)太陽能電池活性層材料，且合成簡單，成本低； 2. 具有成熟的高效有機(jī)太陽能電池制備工藝； 3. 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本、高性能柔性透明電極，不僅完全適用有機(jī)太陽能電池，亦可廣泛應(yīng)用了其它相關(guān)領(lǐng)域。

本發(fā)明公開的生物活性仿生磷酸鈣納米材料，是含硅、鍶、鋅和鎂中至少兩種元素的納米磷酸鈣顆粒，其組分以氧化物形式表示的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為：CaO？40～55％；P2O538～44％；SiO20～0.3％；SrO？0～5.5％；ZnO？0～3.5％；MgO0～4.5％；H2O？3～8％，上述組分之和為100％，且SiO2、ZnO、MgO和SrO至少兩種物質(zhì)不同時(shí)為0。其制備方法是向模擬體液中添加含側(cè)鏈羧基的鏈?zhǔn)骄酆衔锶芤海⒓尤牒琛㈡J、鋅和鎂中至少兩種離子的無機(jī)鹽溶液，反應(yīng)陳化，析出微量元素協(xié)同摻雜的仿生磷酸鈣納米粒，過濾、洗滌、干燥而成。這種納米材料在骨組織中能持續(xù)降解并同步釋放鈣、磷酸根離子和微量元素，適宜于人體骨齒損傷修復(fù)應(yīng)用。本發(fā)明具有制備工藝簡單、納米粒形貌和尺寸容易控制、微量元素復(fù)合比例易于操控等特點(diǎn)。

本發(fā)明公開了一種可生物降解的生物活性摻鍶硫酸鈣材料、制備方法及應(yīng)用。其制備方法是將含Ca2+和Sr2+的溶液與十二烷基磺酸鈉溶液混合，再將該混合溶液滴加到持續(xù)超聲和攪拌處理的含SO42-的無機(jī)鹽溶液中，析出摻鍶二水硫酸鈣微粒，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，在150~170oC熱處理后轉(zhuǎn)化為摻鍶α-半水硫酸鈣微粒，再按固/液比0.5~2.0的比例將摻鍶α-半水硫酸鈣微粒與生理鹽水調(diào)和形成糊狀物，經(jīng)水化反應(yīng)并固化形成的材料。這種材料在骨損傷中持續(xù)降解并釋放鈣、鍶和硫酸根離子，適宜于各種人體骨齒損傷修復(fù)、藥物緩釋等應(yīng)用。本發(fā)明具有制備工藝簡單、微粒形貌和尺寸容易控制、鍶摻雜比例易于操控等特點(diǎn)。