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本項目是以鋁溶膠為主要原料，通過溶膠凝膠制備技術(shù)，控制氧化鋁陶瓷纖維的組成，制備高性能的氧化鋁柔性纖維，并通過針刺、燒結(jié)等工藝制備成纖維毯、氈等制品。

基于常州大學(xué)藥學(xué)院教授——招秀伯教授對于基于以姜黃素、單寧酸等化學(xué)物質(zhì)為基底，通過化學(xué)原理，浸泡吸附等作用，完成對于金屬鎳、銀等在織物表面附著的噴墨打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地的再探索。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 學(xué)號 付毅偉 機器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/計算機科學(xué)與技術(shù) 2020.10/2024.8 20416114 張強 機器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/電子信息工程 2020.10/2024.8 20401131 趙燦恒 機器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/自動化 2020.10/2024.8 20406231 戴毅 機器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/智能制造 2020.10/2024.8 20409109 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 招秀伯 藥學(xué)院/生物工程 博導(dǎo)/教授 生物膠體與生物界面，生物材料，納米醫(yī)學(xué)（抗菌、抗腫瘤短肽，基因、藥物遞送），微流控生產(chǎn)納米顆粒， 2D/3D生物打印，柔性穿戴等。 四、項目簡介 基于常州大學(xué)藥學(xué)院教授——招秀伯教授對于基于以姜黃素、單寧酸等化學(xué)物質(zhì)為基底，通過化學(xué)原理，浸泡吸附等作用，完成對于金屬鎳、銀等在織物表面附著的噴墨打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地的再探索。通過對此項技術(shù)的應(yīng)用，在織物上進行電路打印、制作電極，通過對柔性電極的制作，完成對于心電監(jiān)測的信號采集、實時收集、實時傳輸，通過深度學(xué)習(xí)等技術(shù)進行獲取的心電監(jiān)測數(shù)據(jù)讀圖算法的分析，給予使用者心臟監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時反饋，并且與醫(yī)院相關(guān)數(shù)據(jù)庫，醫(yī)療接診平臺建立聯(lián)系，提供醫(yī)療專業(yè)支持，將心臟電路管道心率檢測中所讀取的心電信號進行醫(yī)學(xué)的正常與非正常劃分,將惡性心律突發(fā)在發(fā)病之初向使用者進行提示，將心臟病發(fā)作導(dǎo)致猝死扼殺在搖籃之中。

液壓彈簧式直接拉伸試驗用彈簧組件限位巖石試樣固定裝置，由下位夾具和上位夾具組成，下位夾具包括與試驗機底部加載座連接的下接頭、固定試樣的下端帽、連接下接頭與下端帽的下鏈條、第一螺旋彈簧、第一中心限位機構(gòu)、第二中心限位機構(gòu)和第一液壓機構(gòu)，上位夾具包括與試驗機頂部加載座連接的上接頭、固定試樣的上端帽、連接上接頭與上端帽的上鏈條、第二螺旋彈簧、第三中心限位機構(gòu)、第四中心限位機構(gòu)和第二液壓機構(gòu)；第一中心限位機構(gòu)、第二中心限位機構(gòu)、第三中心限位機構(gòu)和第四中心限位機構(gòu)均由彈簧限位組件、支撐件和轉(zhuǎn)接板組成；第一液壓機構(gòu)、第二液壓機構(gòu)均包括圓環(huán)形活塞及與圓環(huán)形活塞組合的圓環(huán)形油缸。

本項目以制備超快高儲能柔性器件為導(dǎo)向，建立基于界面納米復(fù)合材料的新技術(shù)。通過水熱法和電化學(xué)方法在柔性導(dǎo)電基底上構(gòu)建納米陣列/金摻雜二氧化錳的三維納米復(fù)合電極，作為正極；通過水熱法和熱處理法在柔性導(dǎo)電基底上生長多孔氧化鐵納米復(fù)合材料，作為負極，組裝全固態(tài)薄膜器件。利用納米復(fù)合材料的多方面優(yōu)勢加速電子/離子在活性材料中的傳遞，進而達到超快高儲能的目的。基于納米復(fù)合材料的全固態(tài)薄膜器件可展現(xiàn)出超快充電能力（10 V/s），比常規(guī)電容器的充電時間快10-100倍。這是國際上基于金屬氧化物贗電容薄膜型超級電容器研究領(lǐng)域的一個重大突破。此外，本項目以開發(fā)超快超柔儲能器件為導(dǎo)向，開發(fā)了一種熱力學(xué)誘導(dǎo)自發(fā)組裝和原位摻雜結(jié)合碳熱還原的方法來實現(xiàn)石墨烯納米篩粉體和薄膜的宏觀可控制備，解決了傳統(tǒng)石墨烯材料縱向物質(zhì)傳輸差的局限。通過控制碳熱溫度，可以調(diào)節(jié)石墨烯納米篩表面的孔密度，即孔徑大小可控（10~100 nm）。與傳統(tǒng)石墨烯薄膜電極相比，石墨烯納米篩表面豐富的孔結(jié)構(gòu)使得其作為電極材料時擁有更大的比表面積，而且電解質(zhì)離子可以在垂直于平面的軸向上傳遞，縮短了離子傳輸路徑。

利于層狀納米材料比表面積大的特點，在碳基柔性襯底上制備了高性能柔性 超級電容器，及葡萄糖傳感器。超級電容器的能量密度最大為50.2Whkg-1,功 率密度為8002 W kg-1 at 17.6 Wh kg-1,充電1分鐘能點亮兩只綠色LED燈3 到5分鐘。性能處于國際先進水平，成果先后發(fā)表于JALC0M , 714(2017) 63-70； 763 (2018) 926-934 等。

傳統(tǒng)觸控傳感器使用IT0透明導(dǎo)電膜，IT0透明導(dǎo)電膜存在工藝復(fù)雜（中國 目前以從日本進口為主，國內(nèi)尚不能高品質(zhì)自主生產(chǎn)）、價格高昂（IT0核心材 料鋼為稀有金屬）、不能彎折等缺點，基于智能交互設(shè)備數(shù)量的急劇增加、交互 場景、方式需求增加等原因，觸控行業(yè)一直在積極尋找替代IT0的新型材料。 重慶大學(xué)能源與動力工程學(xué)院孫寬研究員團隊，通過多年在導(dǎo)電材料領(lǐng)域的深入 研究，使用有機聚合物作為基礎(chǔ)導(dǎo)電材料，在低溫環(huán)境下涂布制作出了柔性透明 導(dǎo)電膜。這種新型柔性導(dǎo)電膜不僅擁有與IT0同等的光電表現(xiàn)，比IT0成本更低,而且具備強柔性的優(yōu)勢，可在觸控產(chǎn)業(yè)鏈里對IT0進行有效替代，為未來智能設(shè) 備創(chuàng)造更多的觸控形態(tài)和交互方式。

成果與項目的背景及主要用途：該技術(shù)采用數(shù)控氣動閉環(huán)控制回路、機械手 可以上下插拔，在 XYZ 三個方向有力觸覺，可以感受作用力，如果力大，機械手 可以自動緩沖或收回。機械手具有抓夾功能。該項技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到核工業(yè)元 件加工過程中。相同的技術(shù)和功能可以方便的應(yīng)用和移植到其它應(yīng)用領(lǐng)域。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：利用數(shù)控氣動閉環(huán)控制回路。三維柔性力緩沖 XY 方向±1 ㎜，Z 方向 10 ㎜，Z 向下插行程 0～500 ㎜可調(diào)，可以安裝各種用途 機械爪，具有形成阻尼緩沖和氣動消音。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：處于國內(nèi)同類型先進技術(shù)水平。 56天津大學(xué)科技成果選編 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：該類型機械手技術(shù)可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如：機 械制造業(yè)、汽車工業(yè)、化工業(yè)、核能工業(yè)、生物工業(yè)、安全領(lǐng)域等需要提高作業(yè) 效率、精度、危險環(huán)境等行業(yè)。 目前該技術(shù)成熟，整機價格在 10～16 萬人民幣之間，可以進行小批量工業(yè) 化生產(chǎn)。 應(yīng)用領(lǐng)域：械制造業(yè)、汽車工業(yè)、化工業(yè)、核能工業(yè)、生物工業(yè)、安全領(lǐng)域 等需要提高作業(yè)效率、精度、危險環(huán)境等行業(yè)。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 所需原材料：均為市場上可采購原材料，無特殊要求，例如：氣動元件、機 械件等； 設(shè)備及環(huán)境要求： AC220V 電源、普通氣源； 所需廠房面積：普通廠房 100 平方米； 人員要求：若干機、電相關(guān)專業(yè)人員； 初期投資規(guī)模：除以上條件外需流動資金 60～80 萬。 合作方式及條件： 技術(shù)轉(zhuǎn)讓，轉(zhuǎn)讓費：人民幣 50 萬元； 合作生產(chǎn)，具體可面談。 

一種Si-Mn-O玻璃態(tài)物質(zhì)中控制Si-Mn形核、生長的動力學(xué)方法，實現(xiàn)了毫米級長度的Mn5Si3 @SiO2柔性納米電纜（圖1）。單根納米線中，不論殼層厚度、還是電芯尺寸均表現(xiàn)出令人吃驚的均勻性（尺寸波動<4%），同時展現(xiàn)出極好的柔性與自支撐特性，不同彎曲程度下電阻幾乎沒有任何變化。統(tǒng)計電阻率數(shù)值為1.28 - 3.84×10-6 Ωm，最大耐受電流為1.22 - 3.54×107 A cm-2，分別為同等測試條件下同等尺寸銀納米線的10倍與1/3。這樣一根導(dǎo)線在300℃的溫度下，24小時的測試時間內(nèi)，電阻率保持不變，證明其能夠長時間在高溫環(huán)境中正常工作。 在1 mol/L的HCl溶液中模擬強酸性環(huán)境，發(fā)現(xiàn)I-V特性幾乎和空氣環(huán)境中一致；在較長的一段時間內(nèi)，原位監(jiān)測導(dǎo)線在溶液中的電學(xué)特性變化，發(fā)現(xiàn)性能并無衰退。進一步，在溶液中外加矩形波電場，模擬復(fù)雜的外部干擾信號，導(dǎo)線僅由于電容效應(yīng)發(fā)生十分微小的電阻變化。另外，同樣考察了其耐氧化特性，放在30%雙氧水溶液中20小時，電阻未發(fā)生明顯變化。上述實驗數(shù)據(jù)充分證明所設(shè)計的復(fù)合納米電纜能夠在高溫、酸性及強氧化性等極端環(huán)境下正常工作，同時能夠抵抗復(fù)雜的電場信號干擾。

硅芯片是當(dāng)代信息技術(shù)的核心，當(dāng)前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用是“超越摩爾”技術(shù)路線中相當(dāng)重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來分析處理來自外部傳感器件的海量信號。目前，大多數(shù)傳感信號采集器件和信號處理單元均為分離設(shè)計，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授梅永豐課題組提出了將信號檢測和分析功能集成于同一個芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團隊將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝，構(gòu)造了對不同環(huán)境變量進行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴展性，還可與當(dāng)前集成電路先進制造工藝相兼容。5月2日，相關(guān)研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學(xué)進展》（Science Advances）上。研究團隊從器件的傳感機理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學(xué)性質(zhì)變化，但一般需要光譜設(shè)備或比色卡才能進行比對。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點，研究團隊將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學(xué)性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個芯片上實現(xiàn)對多種不同信號的同時檢測。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu)，頂層的智能薄膜材料對環(huán)境刺激發(fā)生響應(yīng)，進而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對下方器件進行保護。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級先進集成電路工藝方法制備而成，結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個器件功能區(qū)域的特寫，在藍色虛框部分集成不同智能材料即可實現(xiàn)對不同環(huán)境信號的檢測。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲單元、信號放大器和電源。研究團隊利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了對環(huán)境中濕度的實時、快速檢測，演示的信號為依次減小的三個濕度脈沖。整個過程中直接對環(huán)境變化做出響應(yīng)的信號，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時間的變化如圖1E中所示。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環(huán)境參數(shù)的值。研究團隊開發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機制，并將傳感模塊與后續(xù)信號處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應(yīng)用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時代中將具有巨大的應(yīng)用潛力。論文主要由李恭謹(jǐn)博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國延世大學(xué)Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國家自然科學(xué)基金委、上海市科委、復(fù)旦大學(xué)和專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室等大力支持。

（ (A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流 ）