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紙芯片重金屬離子檢測集成裝置
成果介紹重金屬離子污染是影響人類生命健康及社會可持續發展的重大問題之一。方便、快捷低成本的重金屬離子檢測方法及裝置的研發仍然是分析化學及儀器分析領域的研究熱點之一。近年來開發的低成本紙基微流控芯片逐漸引起了科學家的廣泛關注，如何將紙基微流控芯片負載熒光染料后用于高通量篩查水質中的重金屬離子，并且可以方便快捷的分析檢測結果仍然是一大難題。基于上述挑戰，本項目擬研制基于紙基微流控芯片重金屬離子檢測集成裝置，并建立相關分析方法及分析標準曲線。在檢測的過程中紙基微流控芯片可以顯示不同強度的熒光和顏色，然后利用智能手機通過集成裝置捕獲光學信號，最后通過建立的分析曲線快速分析樣品中重金屬離子的含量。從而實現重金屬離子高通量快速篩查與定量分析。技術創新點及參數本項目的技術優勢在于使用紙基微流控芯片成本較低；負載熒光染料后分析快捷方便無需樣品預處理；熒光染料熒光強度及顏色變化明顯靈敏度高；使用微型集成裝置及智能手機捕獲光學信號可現場快速分析檢測；集成裝置可通過3D打印制作費用較低；檢測過程無需大型儀器操作簡單能耗低等。現場快速檢測是野外水質重金屬離子污染檢測的需求之一，利用研發的集成裝置搭載微型電源即可完成野外現場的快速檢測，通過預先建立的分析標準曲線可定量檢測水體中的重金屬離子含量。另外如果開發分析軟件，建立手機內部的分析應用程序即可完成用手機獲取光學信號后直觀方便的讀出分析數據，可以快速方便的分析較大的樣品量。市場前景目前重金屬離子檢測主要依賴大型儀器分析，存在樣品預處理繁瑣、分析儀器操作復雜、檢測時間長和無法現場檢測等缺點。本項目研發的基于紙基微流控芯片重金屬離子檢測集成裝置可彌補上述缺點。實現方便、快捷、低能耗、低成本的高通量快速分析檢測的目標，并可實現產業化和應用。這一裝置將為野外的水質重金屬離子污染檢測提供方便快捷的檢測策略。
東南大學
2021-04-13
汽車懸架隔振性能檢測集成技術
南京工程學院
2021-04-13
地鐵車輛乘客信息及車載監控集成系統
地鐵車輛乘客信息及車載監控集成系統是專為地鐵應用開發設計的高可靠性數字IP網絡信息系統。其集成了目前地鐵列車上的乘客信息系統(Passenger Information System，PIS)和閉路電視監控系統(Closed Circuit Television，CCTV)的功能，和傳統的乘客信息系統及監控系統相比較，具有集成度高、通信線纜少、功能強、可靠性高、易于維護、易于擴展與升級、視頻全數字高清顯示等優點，不存在PIS系統和CCTV系統之間互聯兼容的問題，是理想的新一代地鐵車輛乘客信息及車載監控集成系統。系統特點: 1.功能集成：系統將目前列車上的PIS系統和CCTV系統集成到一起，采用統一的硬件平臺和軟件控制，避免了設備來自多個廠家容易出現的兼容性問題，有利于系統的維護和維修。 2.全數字化：本系統中視頻的采集、傳輸、解碼和顯示實現全數字化，可以適應廣播和電視向數字多媒體方向的進化，滿足CMMB和IPTV等數字信號的接入。 3.高清視頻顯示：本系統的CCTV系統實時監控視頻和PIS系統的廣播電視視頻均實現1080P高清顯示,可以提高監控效率和乘客的觀看舒適度。 4.采用高效的H.264編解碼方式：H.264編解碼具有很高的數據壓縮比率，圖像質量高、低碼流、容錯能力強、網絡適應性強。 5.采用硬件解碼方式，降低處理器負荷：本系統通過軟件編程驅動顯卡的硬件解碼功能，將視頻的解碼工作放在的顯卡中，大大降低CPU占用率。 6.采用穩定安全的linux操作系統 7.選用固態電子硬盤來存儲操作系統：固態電子硬盤工作速度快、穩定度高、保密性，同時抗震性極佳，適合列車運行環境。 8.視頻數據分布式存儲：一方面，可以降低以太網帶寬負荷；另一方面，對存儲設備的容量要求降低，可以降低成本。應用范圍： 主要應用在列車當中，將PIS系統和CCTV系統集成到一起，對乘客信息進行采集顯示，同時對車廂環境進行實施監控。
北京交通大學
2021-04-13
轎車電磁制動與摩擦制動集成系統
現有汽車制動系統采用單片制動盤摩擦制動，不可避免的存在熱失效的缺點，頻繁或長時間使用會導致制動性能下降甚至是完全喪失制動性能，存在制動安全隱患。本產品突破現有轎車采用單一摩擦制動的形式，在傳統摩擦制動器的基礎上創新集成了非接觸式的電磁制動器。創新設計的集成摩擦和電磁的雙盤片制動盤實現了制動熱量的分流，可以避免制動熱失效，提高了車輛的制動安全性能。產品性能、指標電磁制動器預期提供 25%至 30%的摩擦制動器的制動力矩，實現電磁制動和摩擦制動的單獨作用與聯合作用。
江蘇大學
2021-04-14
Si基GaN功率半導體及其集成技術
特色及先進性；技術指標 電子科技大學功率集成技術實驗室（Power Integrated Technology Lab.-PITEL）自2008年就已經開展Si基GaN(GaN-on-Si)功率器件的研究，是國內最早開展GaN-on-Si功率半導體技術研究的團隊。近年來在分立功率器件如功率整流器、增強型功率晶體管及其集成技術方面取得了突出的研究成果。2008年在被譽為“器件奧林匹克”的國際頂級會議IEDM上報道了GaN-on-Si開關模式Boost轉換器，國際上首次實現了GaN-on-Si單片集成增強型功率晶體管和功率整流器。 GaN-on-Si功率整流器 提出一種GaN功率整流器新結構（Metal-Insulator-Semiconductor-Gated Hybrid Anode Diode），其結構如圖2所示。新結構較傳統GaN整流器具有更小的導通電阻，更低的開啟電壓和反向漏電。圖3為MG-HAD和傳統SBD正向開啟特性特比，可以看出MG-HAD具有較小的開啟電壓（0.6V）和導通電阻（1.3mΩ?cm2）。圖4可以看出器件直至150 ℃高溫仍然保持優秀的反向阻斷能力，以10μA/mm 為擊穿電流標準，MG-HAD在常溫下擊穿電壓超過1.1kV的儀器測量極限，150 ℃高溫下擊穿電壓為770V。本器件結果能同時具有低導通電阻和高擊穿電壓，因而其baliga優值（BFOM）459 MW/cm2在已有GaN-on-Si功率二極管報道中為第二高值，見圖5所示。
電子科技大學
2016-06-08
智能芯片驅動 LED 集成化照明模組
基于分布式芯片驅動的 LED 集成化照明模組，將驅動與光源集成為一體化標準模組，克服了開關電源的電解電容壽命瓶頸、可靠性差、成本高等缺點，具有可靠性高、 壽命長、結構簡單、模塊化設計、安裝方便、免維護、智能化、成本低等優點。結合窄帶物聯網(NB-IoT)、Zigbee、 LoRa 等無線通訊技術，實現了大數據物聯網平臺的智慧城市照明系統，通過精細化運營管理，可達到 70%的節能減排效果。實現驅動芯片化、模組集成化、通訊無線化、軟件智慧化、系統物聯化。
中國科學技術大學
2021-04-14
連鑄結晶器智能監控集成系統
近年來高品質鋼種開發和高效連鑄技術的快速進步，對結晶器過程在線監控技術提出了更高的要求，在連鑄坯質量控制、事故預報、工藝優化、設備運行維護和連鑄機設化等方面有著廣闊的應用前景。本團隊開發出了具有特色的系列核心技術，包括結晶器傳熱與鑄坯凝固進程實時計算、結晶器過程數值模擬并行計算方法、連鑄坯-保護渣-結晶器多維可視化、連鑄坯縱裂紋在線預報等。
大連理工大學
2021-04-14
生物質炭健康農業集成技術與應用
一、項目分類
顯著效益成果轉化
二、技術分析
在“秸稈生物質炭土壤改良-炭基肥生態農業技術”(中國石化行業協會,2017)基礎上，發展秸稈專業化收集模式和移動式就地炭化還田等配套模式，將鄉村秸稈、糞污和綠化廢棄物協同炭化處理并高值物質提取利用，新開發出炭基土壤健康調理劑和炭基營養液體肥，構成炭基復合肥、炭基融合肥、炭基摻混肥等類型的固體炭基肥，生物富硒葉面調理劑、炭基鐵鋅營養肥、炭基液體復合肥等液體噴施肥，以及固碳、營養和抗逆功能的炭基土壤調理劑拋撒肥等的生物質炭產品系列，集成為農產品綠色循環生產的”一炭三肥”（生物質炭與炭基有機肥、炭基復合肥、炭基液體肥），形成“固碳改土、促生強根、營養優質” 的健康生態農業體系，通過產業技術研究院、專家工作站和揭榜掛帥等形式，示范落地到合作社、肥料企業、村鎮政府，2020-2021年在南京溧水區、六合區的炭基健康水稻收到增產優質的顯著成效，既可服務于碳中和農業，又直接推進鄉村振興。
主要技術特點：
（1）生物質無廢循環，熱解炭化養分循環率平均65%以上，有機碳循環率70%以上；
（2）固碳減排：每噸生物質平均固碳減排0.6噸CO2當量；
（3）每年增加土壤有機質0.1 g/kg以上, 減少化肥10-15%；
（4）增產5-25%，營養品質提升10-20%；
（5）炭基肥適合拋撒，炭基液體肥適合水肥一體化。
南京農業大學
2022-07-25
內窺鏡集成用氣體傳感器的開發
近年來，隨著我國人口老齡化、工業化、城鎮化的進程逐漸加快，加上慢性感染、不健康生活方式、環境暴露等原因，我國癌癥發病仍處于逐漸上升態勢。根據國家癌癥中心2020年度工作報告，胃癌和結直腸癌在男性癌癥發病排名中位于第三和第四，而在女性癌癥發病排名中排名第三和第五。根據國際癌癥研究機構(International Agency For Research On Cancer)編制的GLOBOCAN 2020癌癥發病率和死亡率估計，肺癌仍然是癌癥死亡的主要原因，估計有180萬人死亡(18%)，其次是結直腸癌(9.4%)、肝癌(8.3%)、胃癌(7.7%)和女性乳腺癌(6.9%)[2]。所以胃腸道疾病的早期篩查仍是衛生部防治工作的重要任務。而目前將氣體傳感器集成到內窺鏡，實現腸道監控的實時監控的相關設備和研究還未見報道。
相關技術指標：本項目主要從事腸道監控用氣體傳感器器件、無線傳輸及相關無線互連電子技術的研發、生產和產業化，核心技術體現在三個方面：1) 氣體敏感材料的選擇及制備；2) 氣體傳感器的設計和開發；3) 傳感器與內窺鏡探頭的集成、加工、測試和封裝的能力。
技術創新點：
（1）制備出形貌可控的ZnO或WO3與石墨烯的復合材料；
（2）制備出可低溫檢測（80 oC）、靈敏度高、脫附時間<200s的石墨烯基氣體傳感器；
（3）實現器件與內窺鏡探頭集成，克服人體環境對傳感器精度的影響。
上海理工大學
2023-07-18
寬帶長距離傳輸光接收集成芯片
本項目針對國內高端光電子器件嚴重依賴進口的現狀問題，自主研制Tb/s級以上 PDM-16QAM的硅基大規模陣列集成相干光接收芯片。根據本研究組在硅基集成光電子器件、偏振控制器件、光混頻器等方面的建模仿真、制備測試基礎，依托“先進電子材料與器件”校級平臺的先進半導體加工能力，制備了高偏振消光比的偏振分束器、偏振旋轉器，高相位精度的90度混頻器，大帶寬高響應度的探測器陣列，高效硅基芯片-光纖耦合，以及可調光功率衰減器。 通過本項目的實施，在硅基光接收集成芯片、高端光電子器件及其大規模集成的關鍵技術領域有所突破，建立關鍵工藝技術與器件標準庫，形成硅基光電子器件標準加工工藝流程，實現高端光電子器件的自主制備,改變了我國硅基光電子器件技術無償地向國外轉移的歷史，縮短我國光子集成技術與國際先進水平的差距，提升我國光通信產業的競爭力。部分成果獲得2014年度上海市發明二等獎。
上海交通大學
2021-04-13