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本書結(jié)合作者對圖像處理,分析和三維重建等進(jìn)行的研究和工作,對從數(shù)碼相機(jī)拍攝的建筑物圖像中以參數(shù)化建模的方法恢復(fù)建筑物的三維幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了論述和探討.

涉及一種基于平面掃描三維成像的人體安檢系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)的安檢門框架內(nèi)裝有平面掃描驅(qū)動(dòng)單元的掃描臂，掃描臂前后兩側(cè)分別裝有掃描單元的毫米波收發(fā)天線陣列，安檢門框架兩側(cè)分別裝有毫米波收發(fā)機(jī)，掃描臂上端連接平面掃描驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制單元連接掃描單元和平面掃描驅(qū)動(dòng)單元，以使毫米波收發(fā)天線陣列進(jìn)行平面掃描；控制單元連接數(shù)據(jù)采集單元，用于控制所述數(shù)據(jù)采集單元采集處理來自掃描單元的檢測信號；圖像處理單元連接數(shù)據(jù)采集單元，用于根據(jù)采集數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)的空間位置信息合成三維全息圖像，并由顯示器顯示所述三維全息圖像。

硅烷偶聯(lián)劑是一類重要的、應(yīng)用日漸廣泛的處理劑，它最初用來處理玻璃表面，隨著化工產(chǎn)品的不斷發(fā)展，逐漸在各個(gè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。在化學(xué)工業(yè)上，最常用于無機(jī)材料和有機(jī)材料的表面處理。3-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷是硅烷偶聯(lián)劑中的一種，異氰酸酯能與羥基、氨基反應(yīng)，用于一些有機(jī)材料中，能起偶聯(lián)作用，并對無機(jī)材料有優(yōu)異的附著力。目前世界上只有美國和日本生產(chǎn)這種偶聯(lián)劑，價(jià)格昂貴。我國主要從日本進(jìn)口，每公斤售價(jià)在一千元以上，附加值高。從國外的專利文獻(xiàn)來看，現(xiàn)這種偶聯(lián)劑主要是通過3-氨基丙基三乙氧基硅烷與光氣的反應(yīng)來制備。光氣是一種劇毒氣體，使用不便。固體光氣是一種理想的光氣的替代品，而且我國有多家廠家生產(chǎn)，價(jià)格便宜。我們研究了用固體光氣生產(chǎn)3-氨基丙基三乙氧基硅烷，進(jìn)行了小試。所合成的產(chǎn)品在外觀和性質(zhì)上與國外進(jìn)口產(chǎn)品一致。合成3-氨基丙基三乙氧基硅烷所需的原料便宜，它的附加值高是因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中有較高的技術(shù)要求。所以，這種產(chǎn)品適合作為高新技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品。

近幾年，硅基集成電路的速度遭遇瓶頸、停滯不前，解決的辦法之一是引入光子學(xué)器件，部分取代電子學(xué)集成電路中的信號處理和互聯(lián)器件，這就要求光子學(xué)器件具有像電子學(xué)集成那樣的小尺度和三維集成能力，同時(shí)具有和電子學(xué)集成兼容的制備工藝。這些要求使得光電混合集成面臨巨大的挑戰(zhàn)，是一個(gè)世界性的難題。 光學(xué)所張家森教授團(tuán)隊(duì)與信息科學(xué)學(xué)院彭練矛教授團(tuán)隊(duì)合作，提出了基于表面等離激元和碳納米管的三維光電混合集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)與現(xiàn)有的COMS制備工藝兼容，可以實(shí)現(xiàn)光子學(xué)和電子學(xué)的三維集成和互聯(lián)，為解決集成電路的速度瓶頸提供了一種方法。他們演示了幾種集成回路，包括在片光操控回路、波長和偏振復(fù)用回路和具有COMS信號處理電路的集成模塊。Fig. 1. Integration of plasmonic-enhanced detector with carbon nanotube (CNT) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) signal processing circuits. a, Schematic of the 3D integrated circuits, consisting of bottom-layer passive WFSAs and metal connection lines, in-between HfO2 dielectrics and Au cross-layer connection lines, and top-layer plasmonic receiver and CNT CMOS signal processing circuits. b, Output characteristics of the plasmonic-enhanced barrier-free-bipolar diode (BFBD) and the normal BFBD under the illumination at "λ" =1200 nm. c, Electric field pattern of the La=320-nm SA. d-e, Transfer (d) and output (e) characteristics of the CMOS. f, VTC curves of the CMOS (blue line) and the 3D integrated circuits (red line). Inset is the corresponding equivalent circuit diagram of the 3D integrated circuits. g-i, Statistical figures of merit of the deep-subwavelength modules, including photocurrent (g) and photovoltage (h) of the BFBD as well as on-state current of the CMOS (i). 這種三維集成系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：1. 使用低溫COMS兼容制備工藝，可以在單片集成回路中集成光子學(xué)模塊、電子學(xué)信號處理系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)；2. 利用具有原子厚度的碳納米管材料以及金屬工藝，使得光子學(xué)集成和電子學(xué)集成在材料上兼容；3. 基于表面等離激元使得光子學(xué)器件尺度可以和電子學(xué)器件尺度相近，便于集成；4. 碳納米管的工作波段可以覆蓋整個(gè)通訊波段，這是硅材料無法做到的；5. 光電探測器工作于光伏模式，可以減小能耗。該工作是首次利用原子厚度材料實(shí)現(xiàn)三維光電混合集成，可以實(shí)現(xiàn)更小的尺寸、更快的速度和更多的功能，同時(shí)，有可能解決電子學(xué)集成回路在速度上的瓶頸。 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果近期發(fā)表于最新一期《自然 電子學(xué)》雜志。 相關(guān)文獻(xiàn)：Yang Liu, Jiasen Zhang, and Lian-Mao Peng, Three-dimensional integration of plasmonics and electronics. Nature Electronics 1, 644-651 (2018).Yang Liu, Jiasen Zhang, Huaping Liu, Sheng Wang, and Lian-Mao Peng, Electrically-driven monolithic subwavelength plasmonic interconnect circuits. Science Advances 3, e1701456 (2017).

制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨(dú)特本征性質(zhì)的石墨烯三維體相材料是材料學(xué)研究中兼具學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用意義的重大挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨(dú)立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成。該材料具有良好的機(jī)械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發(fā)射能力，在瓦特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實(shí)現(xiàn)有效的直接光驅(qū)動(dòng)，此現(xiàn)象為國內(nèi)外所首次觀察及報(bào)道，為石墨烯帶來了一種激動(dòng)人心的潛在應(yīng)用價(jià)值。上述材料的制備及相關(guān)性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉(zhuǎn)換與存儲等領(lǐng)域的應(yīng)用提供材料支持與相關(guān)理論支撐。

成果描述：結(jié)合運(yùn)用膠原化學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)、再生醫(yī)學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論和方法，構(gòu)建了以經(jīng)過生物型交聯(lián)劑“氧化海藻酸鹽”交聯(lián)改性的豬皮膠原纖維本體支架（porcine acellular dermal matrix, PADM ）為底層，仿貽貝黏附蛋白“Dopamine”的聚多巴胺 （PDA ）為中層，膠原為表面生物活性層的“三明治”型膠原基復(fù)合硬腦膜，解決了單一材質(zhì)的膠原硬腦膜力學(xué)性能不佳，的宿主組織親和力不夠，促細(xì)胞增殖、組織再生能力不足以及耐酶解性能不足等問題；這是一種新型的硬腦膜，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商品化提供了技術(shù)支撐。市場前景分析：膠原，具有三股螺旋結(jié)構(gòu)，具有能夠促進(jìn)細(xì)胞生長、可生物降解，且生物相容性與機(jī)械力學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于化妝品、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。豬皮膠原纖維本體支架（porcine acellular dermal matrix, PADM）作為一種天然來源的生物衍生材料，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)與組織工程領(lǐng)域。根據(jù)中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會(huì)對全國三甲醫(yī)院及部分二甲醫(yī)院的調(diào)查，保守估計(jì)全國年顱腦手術(shù)量在 26~40 萬例，且每年手術(shù)量都有一定比例的增長，如果全部顱腦手術(shù)中，60%采用植入人工硬腦膜，保守計(jì)算顱腦修復(fù)膜市場的潛在需求將超過 5 億人民幣，硬腦膜需求量不斷攀升，豬皮來源廣泛，價(jià)格低廉，以豬皮為原材料制備的膠原基復(fù)合硬腦膜具有巨大的市場潛力。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：1．固體產(chǎn)品： 外觀：潔白或乳白色，厚度均勻無異味 水分含量：10-13% 2. 膠原含量：83.4% 3. 細(xì)胞毒性評價(jià)：≤1級 4. 體內(nèi)降解時(shí)間：＞120天 5. 原發(fā)性刺激指數(shù)：0.3 國內(nèi)領(lǐng)先。

具有較大可逆形變功能的彈性材料在各種工程應(yīng)用中具有廣泛需求。然而，當(dāng)溫度顯著降低時(shí)，材料延展性或彈性通常會(huì)受到損害。到目前為止，還沒有材料能夠?qū)崿F(xiàn)在外太空等深低溫下具有高彈性。近日，南開大學(xué)陳永勝團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種三維交聯(lián)的石墨烯材料，在4K的深低溫到1273K的高溫溫度區(qū)間材料超彈性行為幾乎不變。在4K超低溫條件下，具有與室溫相同的力學(xué)性能：幾乎完全可逆的超彈性行為（高達(dá)90％的應(yīng)變），楊氏模量不變，泊松比接近零，循環(huán)穩(wěn)定性好。原位實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果表明，這種超彈性得益于獨(dú)特結(jié)構(gòu)的協(xié)同結(jié)果：單個(gè)石墨烯片層的本征彈性和片層之間的共價(jià)連接。

團(tuán)隊(duì)目前主要產(chǎn)品有：?（1）三維彩色測量系統(tǒng)：基于光柵投影的三維測量技術(shù)，獲取被測物體的三維彩色信息。可以用于工業(yè)級高精度測量，電影、游戲等行業(yè)中的人物、場景建模。（2）三維快速測量系統(tǒng)：可實(shí)現(xiàn)快速測量，獲取物體三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，適用于工業(yè)有限元分析、動(dòng)畫人物動(dòng)作捕捉等應(yīng)用。系統(tǒng)整體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。（3）三維微小測量系統(tǒng)：利用遠(yuǎn)心鏡頭獲取微小物體的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。可用于工業(yè)微小器件尺寸、材料形變測量、三維指紋識別、三維生物特征識別領(lǐng)域。（4）（門禁/閘機(jī)）三維安檢人臉識別系統(tǒng)：將三維快速測量系統(tǒng)與自主開發(fā)的三維人臉識別軟件有機(jī)結(jié)合，集自動(dòng)人臉檢測、自適應(yīng)調(diào)光、三維測量與識別、身份認(rèn)證為一體，構(gòu)成可實(shí)時(shí)進(jìn)行三維人臉測量與識別的自動(dòng)化系統(tǒng)（門禁，閘機(jī)為應(yīng)用場景之一）。