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項目是國家科技攻關(guān)計劃“先進控制與優(yōu)化軟件及綜合自動化軟件平臺產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”子課題，項目在PCS層（過程控制層）與實時信息集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實時智能監(jiān)測與故障診斷專家系統(tǒng)充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)以及人工智能技術(shù)將分散的PCS層信息進行集成，實現(xiàn)信息管理的智能化。系統(tǒng)實現(xiàn)從已有的PCS層通訊網(wǎng)絡(luò)獲得數(shù)據(jù)，進行高一層次的綜合和處理，進行安全監(jiān)督、故障診斷和預(yù)報，而不改變使用人員已經(jīng)熟悉的操作程序和規(guī)則，因而可達到更好的安全監(jiān)控與管理的效果。

本項目核心技術(shù)獲中國輕工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。 1、項目簡介 本項目所指復(fù)雜裝備主要為復(fù)雜動力機械裝備及其關(guān)鍵零部件，如汽輪機、壓縮機等。 本項目針對復(fù)雜裝備制造企業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備時間長、效率低、制造過程模式自動 化程度低、協(xié)調(diào)能力差、信息共享度和集成度不高、信息孤島現(xiàn)象等實際情況， 研發(fā)了集數(shù)字化設(shè)計、制造和智能化監(jiān)控管理為一體的設(shè)計制造管理系統(tǒng)。項目 重點突破了復(fù)雜裝備智能化制造過程和工藝參數(shù)優(yōu)化、工藝工裝設(shè)計自動化、數(shù) 控機床生產(chǎn)的數(shù)字監(jiān)控管理智能化、基于短距離無線通訊(Zigbee)技術(shù)的生產(chǎn)信 息雙向傳輸、自適應(yīng)在線排產(chǎn)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，為研發(fā)設(shè)計制造集成管理系統(tǒng)提 供了技術(shù)支撐。 2、創(chuàng)新要點 （1）將開放式裝配建模技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)中，創(chuàng)立了模型的 UML 表達 方式、裝配體特征、裝配配合公差分析和系統(tǒng)的裝配層次分析等，完成了產(chǎn)品的 結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件與裝配的聯(lián)動設(shè)計、裝配仿真分析，并建立了產(chǎn)品及其關(guān)鍵部件 的數(shù)字樣機。開放式裝配建模方法更有效地指導(dǎo)產(chǎn)品由整體構(gòu)思到樣機設(shè)計的整 個過程。 （2）提出了面向數(shù)字化預(yù)裝配的分層干涉檢測算法，該方法把干涉檢測過 程分為粗檢測、半精檢測、精確檢測三層，通過逐層檢測，大大加快了干涉檢測 的速度，提高了檢測的精確度，有助于預(yù)裝配中優(yōu)化裝配序列的快速生成。 （3）基于虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理技術(shù) VPDM，研究并解決了機械裝備虛擬數(shù)字樣 機開發(fā)中的數(shù)據(jù)交叉、耦合和冗余問題； （4）基于工程知識和多視覺特征模型，提出了一種裝配優(yōu)化序列規(guī)劃方法。 利用直接裝配關(guān)系圖表達產(chǎn)品幾何信息、設(shè)計信息、制造信息和裝配信息等，通 過產(chǎn)品特性和操作環(huán)境的評價因素，構(gòu)建裝配先后關(guān)系，從可行裝配序列中選擇 最優(yōu)裝配序列，更好地幫助設(shè)計師完成裝配設(shè)計并做出正確決定。縮短了產(chǎn)品研 發(fā)時間，保證產(chǎn)品準(zhǔn)時投放市場。 3、效益分析 目成果廣泛應(yīng)用于多家裝備制造企業(yè)，其中 4 家企業(yè)利用該技術(shù)提高生產(chǎn)效 率 20%~30%，按時交貨率從 63％左右提高到 90％以上。近三年企業(yè)總計新增利 潤 6.1663 億元，新增稅收 3.3804 億元，新增銷售 28.058 億元。減少了 80%以 上的生產(chǎn)管理人員 4、推廣情況（已推廣企業(yè)） 本項目成果已在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機股份有限公司、江蘇南370 方機電股份有限公司、無錫市安邁工程機械有限公司等生產(chǎn)企業(yè)得到成功應(yīng)用。 授權(quán)專利： 1.數(shù)控機床刀具的在線管理方法 201010129780.1 2.車間加工設(shè)備群加工運行優(yōu)化的方法 200910031198.9 3.數(shù)控機床監(jiān)控方法 201110430626.2 

1 成果簡介 服裝安全與信息安全、食品安全一樣是每個國家戰(zhàn)略關(guān)注的核心之一，兒童 著裝的安全性又是重中之重。本項目基于兒童身心特殊性，及交互式設(shè)計理念， 擬對兒童智能服裝的研發(fā)模式進行系統(tǒng)、深入的探討，提出一套切實可行的理論 模型。首先，本項目將對消費者關(guān)于兒童安全服裝的需求進行收集和分析，并對 智能元件與人體的交互方式及各自的特性進行深入研究。通過對兒童身心安全、 服用舒適等多方面需求的掌握，結(jié)合智能元件的性能，探討智能可穿戴設(shè)備與兒 童安全服裝的結(jié)合方式，提出兼顧功能及美感的設(shè)計原則與方法。同時，通過對 可穿戴裝備與移動終端通信技術(shù)的分析，提出從單一式交互到多設(shè)備共聯(lián)的思想， 建立基于能源優(yōu)化配置和高效率信息傳輸?shù)亩嘟换ナ絻和悄芊b研發(fā)模型。本 項目會為相關(guān)的研究人員提供具較高可操作性的指導(dǎo)規(guī)范，對龐大的中國童裝消 費市場結(jié)構(gòu)改善會有積極影響。 2 關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品 關(guān)鍵技術(shù)： (1) 根據(jù)著裝者（兒童）的身心特點，從服用性能，信息交互性能，智能 元件的效能等方面分析智能安全童裝的多維度需求，作為本課題的重要研究基 礎(chǔ)。 (2) 從兒童的身心需求出發(fā)，探討智能安全模塊與兒童服裝結(jié)合的設(shè)計規(guī) 則。 (3) 根據(jù)智能安全童裝的功能性需求，從信息共享，協(xié)同監(jiān)護的角度，探討 建立智能服裝與控制終端之間多交互式信息網(wǎng)絡(luò)的基本框架。 (4) 以產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，提出一整套適應(yīng)性強、可操作性高的智能安全童裝研。 形成產(chǎn)品： 形成兒童定位安全、兒童 VR 圖案、兒童感溫變色、兒童趣味結(jié)構(gòu)等多種功 能性服裝，同時也開發(fā)了相關(guān)的老年人等功能性服裝。 3 知識產(chǎn)權(quán)及項目獲獎情況 本課題在智能交互童裝的新產(chǎn)品生產(chǎn)方面已合作申請發(fā)明專利 12 件，授權(quán) 1 項發(fā)明專利及 1 項計算機軟件著作權(quán)，發(fā)表 6 篇高水平研究論文，獲省部級以上相關(guān)獎項 6 項。 4 項目成熟度 該研發(fā)成果已經(jīng)初具規(guī)模的投入實施運作，直至 2018 年 5 月年，其營業(yè)收 入已經(jīng)達到 1800 萬元，凈利潤達 675 萬元，預(yù)計 2018 年底公司資產(chǎn)總額上升到 8000 萬元；營業(yè)收入增長到 2800 萬元；凈利潤達 850 萬元，產(chǎn)品將給企業(yè)帶來 可觀利潤，并拓寬占領(lǐng)新消費市場。該項目的推廣對本行業(yè)相同企業(yè)具有很強的 借鑒意義。 在帶來豐厚的經(jīng)濟效益同時，該項目研發(fā)成果還打造流行與市場實用性相結(jié) 合的現(xiàn)代智能兒童交互服裝品牌，以塑造強有力的安全智能童裝形象，拓寬企業(yè) 利潤增長空間。在傳統(tǒng)童裝設(shè)計中，以產(chǎn)品實用性為根本。而現(xiàn)代童裝設(shè)計中， 將科技提升至等次于品牌實用性地位，通過現(xiàn)代科技優(yōu)勢與童裝流行趨勢結(jié)合， 最終消除穿戴者在生活中出現(xiàn)的各類因服裝穿著所引起的安全隱患。以此從側(cè)面 突顯品牌的地位與形象，為企業(yè)利潤的再創(chuàng)添加新途徑。 5 投資期望及應(yīng)用情況 成果在行業(yè)內(nèi)具有一定的先進性，已經(jīng)在江蘇雅鹿男裝、無錫林科、常州雪 奈利等多家企業(yè)得到良好應(yīng)用。 

論文在MOF基晶態(tài)材料作為光催化劑實現(xiàn)CO2到CO的光催化定向轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，選擇了兼容的反應(yīng)體系和反應(yīng)裝置，建立了光催化還原CO2反應(yīng)和羰基化反應(yīng)的串聯(lián)催化反應(yīng)體系。

"本項目旨在發(fā)揮光纖光柵分布式傳感、有限元模擬、大數(shù)據(jù)、人工智能的學(xué)科交叉優(yōu)勢，實現(xiàn)纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的智能檢測與健康評估。 結(jié)合本團隊的前期研究基礎(chǔ)，按照需求分析、陣列式光纖光柵刻制、高頻信號檢測儀器研制、光纖光柵的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)埋入/表貼、材料性能測試、載荷在線監(jiān)測、有限元模擬、靈敏度分析、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)典型損傷（準(zhǔn)靜態(tài)承載、低速沖擊、雷擊）識別算法及其數(shù)據(jù)庫開發(fā)、結(jié)構(gòu)健康評估算法研究而展開。主要成果及成果形式包括：（1）陣列式光纖光柵傳感器樣品；（2）高端復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在線監(jiān)測裝備樣機；（3）復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷診斷軟件系統(tǒng)；（4）復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康評估軟件系統(tǒng)；（5）常見復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷數(shù)據(jù)庫；（6）申請并授權(quán)國家發(fā)明專利；（7）發(fā)表SCI收錄的高影響力期刊論文；（8）建立研發(fā)平臺，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才。本項目面向航空航天、軌道交通、風(fēng)電、共享汽車、艦船、武器裝備等領(lǐng)域?qū)w維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的智能檢測和健康評估的急迫需求。前期實施案例有：玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料封裝的基片式光纖光柵傳感器；電子封裝用液態(tài)環(huán)氧樹脂的固化監(jiān)測；大型風(fēng)電葉片模具制造過程的光纖光柵在線監(jiān)測；纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)雷擊過程的光纖光

本實用新型公開了一種基于軟體智能材料的姿態(tài)可調(diào)整沉浮平臺，包括支撐架及支撐架的周向上的至少三個沉浮裝置；所述的沉浮裝置包括：沉浮腔，所述沉浮腔的開口密封有驅(qū)動薄膜，沉浮腔內(nèi)充有氣體使驅(qū)動薄膜膨出形成可變形空間；氣壓傳感器，監(jiān)測沉浮腔的氣壓值并傳送至第一控制器；第一控制器，接收并處理氣壓傳感器的監(jiān)測信息，控制驅(qū)動薄膜的變形；所述的支撐架上還設(shè)有：加速度傳感器，監(jiān)測姿態(tài)可調(diào)整沉浮平臺的運動狀態(tài)并傳送至第二控制器；第二控制器，接收并處理加速度傳感器的監(jiān)測信息，向第一控制器輸出控制信息；電源，提供動力。該姿態(tài)可調(diào)整沉浮平臺結(jié)構(gòu)簡單，控制精度高，并且所產(chǎn)生的噪音小。

該團隊首次提出一種全新的基于齒輪構(gòu)型的智能可編程力學(xué)超材料，其結(jié)構(gòu)單元為剛度可連續(xù)變化的齒輪或齒輪組。研究還突破宏觀與微觀、金屬基和復(fù)合材料基超材料的集成一體化制造和集成驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)了材料性能的大范圍、連續(xù)、快速調(diào)節(jié)，對減隔振、沖擊防護、無人系統(tǒng)/機器人等智能結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要應(yīng)用價值。

非線性光學(xué)開關(guān)材料是非線性光學(xué)材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學(xué)環(huán)境變化等）變化下，能夠在非線性光學(xué) “開”、“關(guān)”兩種狀態(tài)間切換的物質(zhì)。先前的大多數(shù)研究主要集中于液態(tài)材料，但其易失諧以及不穩(wěn)定等特點，使得液態(tài)開關(guān)材料難以獲得實際應(yīng)用。而固態(tài)非線性開關(guān)材料具備非線性性質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定、易于調(diào)控等優(yōu)勢；但是目前具備固態(tài)非線性開關(guān)特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結(jié)構(gòu)構(gòu)筑基元是強響應(yīng)非線性活性基團，而且環(huán)境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經(jīng)報道的固態(tài)非線性開關(guān)材料在狀態(tài)間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴(yán)重限制了固態(tài)非線性材料在溫度響應(yīng)方面的應(yīng)用。 2018年吳立明課題組從理論上預(yù)測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學(xué)材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學(xué)材料，并對其非線性光學(xué)性能進行了系統(tǒng)研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發(fā)現(xiàn)：該化合物可在溫度變化下發(fā)生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉(zhuǎn)變。通過單晶結(jié)構(gòu)表征分析證實，該相轉(zhuǎn)變需要克服氫鍵網(wǎng)絡(luò)重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調(diào)控(NH4)2PO3F中的氫鍵結(jié)構(gòu)，有望實現(xiàn)對該化合物相變能壘和相變溫度的調(diào)控。據(jù)此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環(huán)境的特點，設(shè)計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結(jié)構(gòu)中氫鍵網(wǎng)絡(luò)不斷被削弱，發(fā)生相轉(zhuǎn)變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現(xiàn)為非線性開關(guān)激發(fā)溫度Tc的不斷降低。因此，通過調(diào)控材料中K+離子的含量，固態(tài)非線性開關(guān)材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現(xiàn)激發(fā)溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)。這是首次實現(xiàn)對固態(tài)非線性開關(guān)材料激發(fā)溫度的調(diào)控，并且根據(jù)K+離子含量的控制，可實現(xiàn)在120攝氏度范圍內(nèi)的寬溫度連續(xù)可調(diào)。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當(dāng)K+含量高于30%時，由于氫鍵結(jié)構(gòu)的過度削弱，該相轉(zhuǎn)變消失，這與實驗結(jié)果相符。該工作系統(tǒng)深入地探究了內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與宏觀非線性光學(xué)開關(guān)性質(zhì)之間的內(nèi)在機制，不僅打破了傳統(tǒng)非線性開關(guān)局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調(diào)控宏觀性質(zhì)提供了有益的參考。

半導(dǎo)體納米線是一種獨特的準(zhǔn)一維納米材料。它不僅是電荷的最小載體，也是構(gòu)建新的復(fù)雜體系和新概念納米器件的基元。在該領(lǐng)域中，新現(xiàn)象和新概念層出不窮，推動著材料、物理、化學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展，并將對未來電子、光電子、通訊等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。在這一當(dāng)今最前沿的研究領(lǐng)域中，國際上尤其是發(fā)達國家集中了最精銳的研發(fā)力量，以期望在納米器件的實用化方面有所突破，在未來高科技爭奪戰(zhàn)中，保持領(lǐng)先并居于主導(dǎo)地位。在納米研究領(lǐng)域，美國政府僅在2005年就投入10億美元，而日本在同一年的投入約12億美元。 我國的《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》中也已經(jīng)把納米科技作為基礎(chǔ)研究重大研究計劃，列入重點支持范圍。其中一維功能納米材料的控制合成、性能調(diào)控及應(yīng)用研究是目前納米材料研究的世界熱點。 張躍教授承擔(dān)了973、863、重大國際合作、自然科學(xué)基金杰出青年基金和面上項目等各類納米研究方向的課題，通過創(chuàng)新合成方法、優(yōu)化合成工藝，實現(xiàn)了多種形貌的一維功能納米材料的可控制備，利用等多種手段對納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)進行了表征，并對其生長機理、力學(xué)性能以及光致發(fā)光、場發(fā)射、導(dǎo)電性等物理性能進行了系統(tǒng)和深入的研究，特別是在碳納米管及ZnO納米陣列的實際應(yīng)用領(lǐng)域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改進了ZnO和摻雜ZnO一維納米材料的制備方法。采用化學(xué)氣相沉積法，在較低溫條件下，通過不同工藝成功制備了純ZnO及In、Mn、Sn等摻雜ZnO納米棒、納米線、納米帶、納米電纜、納米陣列、四針狀納米棒、納米梳、納米盤等多種形貌結(jié)構(gòu)的納米材料，實現(xiàn)了一維ZnO納米材料較低溫度條件下形態(tài)和尺度控制生長，產(chǎn)物品質(zhì)純凈、產(chǎn)率高、質(zhì)量好，易于工業(yè)化生產(chǎn)。制備方法受到國際同行的高度評價，認為是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中氧化物納米結(jié)構(gòu)集成方法的重大進步，不僅對從事納米材料研究的科學(xué)家，而且對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)意義重大。有關(guān)雙晶ZnO納米帶的論文發(fā)表在國際知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，論文被引用60余次，位列該期刊2003至2007年被引用前50名之內(nèi)。 2.提出了一維氧化鋅納米材料新的生長機理。首次合成四針狀納米氧化鋅材料并揭示了該結(jié)構(gòu)的八面體孿晶核生長的理論模型，該研究結(jié)果的論文發(fā)表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是達到了130 余次。首次發(fā)現(xiàn)和論證了一維氧化鋅納米結(jié)構(gòu)中的螺旋位錯誘導(dǎo)晶體生長機理，觀察到了一維氧化鋅納米材料存在的大量螺旋位錯、周期性的位錯及生長臺階，發(fā)現(xiàn)生長是沿著位錯進行，且與其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究單根ZnO和In-ZnO納米線的力學(xué)行為。利用TEM對單根納米線加載交變電壓使其發(fā)生共振，原位測量其本征共振頻率，通過計算得出氧化鋅納米線的彎曲模量。氧化鋅納米線可以構(gòu)建納米懸臂梁和納米諧振器，通過氧化鋅納米線構(gòu)建的納米秤，測量了黏附在納米線自由端的納米顆粒質(zhì)量。該研究論文發(fā)表在英國物理協(xié)會的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被評為該期刊2006年度的頂級論文(Top paper)，位列其中第九名，是該年度該期刊22篇Top papers研究論文中唯一由中國研究人員完成的成果。 4.合成了多種ZnS準(zhǔn)一維納米材料，并提出了四針狀ZnS納米結(jié)構(gòu)的生長機理，指出其生長過程由立方相形核和六方相孿晶生長機制共同控制。同時率先報道了ZnS四針狀納米材料的光致發(fā)光性能，發(fā)光波長相對其它ZnS 納米材料發(fā)生藍移4.8~32.8nm。該研究論文發(fā)表在國際著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在發(fā)表后的第一個季度內(nèi)，下載量就超過250次，成為該期刊排名前10％的熱點文章。 5.碳納米管及ZnO納米陣列的實際應(yīng)用取得了重要突破。采用涂敷和CVD兩種方法成功制備了多種大面積碳納米管陰極，采用水熱合成法制備了大面積一維納米ZnO陣列陰極。首次研究了納米陰極的強流脈沖發(fā)射性能，其中碳納米管陰極的發(fā)射電流密度高達344 A/cm2，ZnO陰極的發(fā)射電流密度達到123A/cm2。系列研究成果發(fā)表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等國際著名期刊上。研制的多種納米陰極在線性感應(yīng)加速器上已經(jīng)得到成功應(yīng)用，陰極的發(fā)射電流強度及發(fā)射電子的均勻性遠遠高于現(xiàn)有的陰極性能指標(biāo)。 張躍教授有關(guān)納米材料的研究成果獲教育部高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)獎（自然科學(xué)獎）二等獎1項（2006-052），完成專著1部，另合作出版專著1部，發(fā)表論文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果發(fā)表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等國際知名期刊上，申報12項發(fā)明專利（已授權(quán)5項）。發(fā)表研究論文中的4 篇代表性論文，已被引用300余次，單篇他引超過130次。

非線性光學(xué)開關(guān)材料是非線性光學(xué)材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學(xué)環(huán)境變化等）變化下，能夠在非線性光學(xué) “開”、“關(guān)”兩種狀態(tài)間切換的物質(zhì)。先前的大多數(shù)研究主要集中于液態(tài)材料，但其易失諧以及不穩(wěn)定等特點，使得液態(tài)開關(guān)材料難以獲得實際應(yīng)用。而固態(tài)非線性開關(guān)材料具備非線性性質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定、易于調(diào)控等優(yōu)勢；但是目前具備固態(tài)非線性開關(guān)特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結(jié)構(gòu)構(gòu)筑基元是強響應(yīng)非線性活性基團，而且環(huán)境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經(jīng)報道的固態(tài)非線性開關(guān)材料在狀態(tài)間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴(yán)重限制了固態(tài)非線性材料在溫度響應(yīng)方面的應(yīng)用。 2018年吳立明課題組從理論上預(yù)測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學(xué)材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學(xué)材料，并對其非線性光學(xué)性能進行了系統(tǒng)研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發(fā)現(xiàn)：該化合物可在溫度變化下發(fā)生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉(zhuǎn)變。通過單晶結(jié)構(gòu)表征分析證實，該相轉(zhuǎn)變需要克服氫鍵網(wǎng)絡(luò)重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調(diào)控(NH4)2PO3F中的氫鍵結(jié)構(gòu)，有望實現(xiàn)對該化合物相變能壘和相變溫度的調(diào)控。據(jù)此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環(huán)境的特點，設(shè)計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結(jié)構(gòu)中氫鍵網(wǎng)絡(luò)不斷被削弱，發(fā)生相轉(zhuǎn)變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現(xiàn)為非線性開關(guān)激發(fā)溫度Tc的不斷降低。因此，通過調(diào)控材料中K+離子的含量，固態(tài)非線性開關(guān)材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現(xiàn)激發(fā)溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)。這是首次實現(xiàn)對固態(tài)非線性開關(guān)材料激發(fā)溫度的調(diào)控，并且根據(jù)K+離子含量的控制，可實現(xiàn)在120攝氏度范圍內(nèi)的寬溫度連續(xù)可調(diào)。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當(dāng)K+含量高于30%時，由于氫鍵結(jié)構(gòu)的過度削弱，該相轉(zhuǎn)變消失，這與實驗結(jié)果相符。該工作系統(tǒng)深入地探究了內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與宏觀非線性光學(xué)開關(guān)性質(zhì)之間的內(nèi)在機制，不僅打破了傳統(tǒng)非線性開關(guān)局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調(diào)控宏觀性質(zhì)提供了有益的參考。