業(yè)界動(dòng)態(tài)

《中國(guó)制造2025》首個(gè)國(guó)家“智能專項(xiàng)”啟動(dòng)國(guó)家財(cái)政支持助力實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)

最近，從工信部裝備司召開的“智能專項(xiàng)”項(xiàng)目任務(wù)書專家核查會(huì)議獲悉，我國(guó)《中國(guó)制造2025》公布后首個(gè)國(guó)家專項(xiàng)——“智能專項(xiàng)”已經(jīng)啟動(dòng)。

“智能專項(xiàng)”分“智能制造標(biāo)準(zhǔn)制定”和“智能制造新模式”兩部分。“智能制造標(biāo)準(zhǔn)制定”的目標(biāo)是：到2020年，建立起較為完善的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系?！爸悄苤圃煨履Ｊ健睂⒃凇皵?shù)控機(jī)床”、“電力裝備”、“新一代信息技術(shù)”、“節(jié)能和新能源汽車”、“農(nóng)業(yè)機(jī)械”、“先進(jìn)軌道交通設(shè)備”、“航空裝備”、“海洋工程和高技術(shù)船舶”等制造行業(yè)實(shí)施示范推廣。數(shù)控機(jī)床制造行業(yè)有：大連光洋科技集團(tuán)公司、寧波海天精工股份公司、新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備有限公司、北京機(jī)電院有限公司、湖北三環(huán)鍛壓設(shè)備有限公司等13家企業(yè)項(xiàng)目入選“智能制造新模式”示范項(xiàng)目。據(jù)悉，對(duì)于智能制造示范項(xiàng)目國(guó)家將給予財(cái)政支持。

專家認(rèn)為,加快推進(jìn)智能制造是實(shí)施《中國(guó)制造2025》的主攻方向，對(duì)于推動(dòng)中國(guó)實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)目標(biāo)具有重要意義。

打破國(guó)外壟斷，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，中國(guó)制造再添靚麗一筆核級(jí)水下高分辨率耐輻射攝像系統(tǒng)成功應(yīng)用核電基地

近期，由中科院光電技術(shù)研究所研發(fā)的核級(jí)水下高分辨率耐輻射攝像系統(tǒng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大核電基地，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先地位，在市場(chǎng)應(yīng)用中打破國(guó)外壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

該高分辨率耐輻射攝像系統(tǒng)IOE-CPR-M獨(dú)有輻射屏蔽技術(shù)，可以在5000Gy/h的劑量率條件下穩(wěn)定工作100小時(shí)，并且圖像輸出優(yōu)良。系統(tǒng)可以在水平方向360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，無(wú)監(jiān)視盲區(qū)。采用高性能圖像傳感器，分辨率可達(dá)200萬(wàn)像素，同時(shí)可以輸出1080P高清視頻。在精密電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，該系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，在任何速度下都可以保證捕捉到的畫面圖像無(wú)抖動(dòng)現(xiàn)象。由于配置了特殊的水下動(dòng)密封部件，可在水下100m工作，這是該系統(tǒng)所具備的最大優(yōu)勢(shì)。 由于以上技術(shù)特點(diǎn)使其足可媲美國(guó)外同類產(chǎn)品，在該領(lǐng)域真正實(shí)現(xiàn)“中國(guó)造”。

值得一提的是，該系統(tǒng)搭載的是光電所自主研發(fā)的視頻擾動(dòng)處理和圖像測(cè)量技術(shù)，可以在高溫水下環(huán)境中進(jìn)行視頻檢測(cè)和圖像處理，得到高質(zhì)量視頻圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)。

據(jù)悉，這套系統(tǒng)由光電所花費(fèi)兩年時(shí)間自主研發(fā)而成，專門服務(wù)于核環(huán)境，從2015年起，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)核電基地。此前國(guó)內(nèi)核電基地水下監(jiān)測(cè)設(shè)備均采購(gòu)國(guó)外產(chǎn)品。國(guó)家《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》提出目標(biāo)，到2020年我國(guó)在運(yùn)核電裝機(jī)達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建3000萬(wàn)千瓦?？梢灶A(yù)見(jiàn)，伴隨核電繼續(xù)蓬勃發(fā)展的良好勢(shì)頭，該系統(tǒng)也將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮更大作用。

金屬氧化物半導(dǎo)體材料的表面缺陷研究新思路世界上最靈敏的NO2傳感材料成中國(guó)研究亮點(diǎn)

最近，世界知名期刊Small以Communication形式發(fā)表了新疆理化技術(shù)研究所竇新存團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究成果，并被“Materials Views中國(guó)”作為亮點(diǎn)報(bào)道。

近年來(lái)，一系列理論及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：金屬氧化物半導(dǎo)體材料的表面缺陷能夠提高其對(duì)NO2分子的吸附能力，同時(shí)也能夠高效地促進(jìn)電子從半導(dǎo)體的導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移至NO2分子，從而有效地提高其檢測(cè)靈敏度，因此，通過(guò)對(duì)材料表面缺陷的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對(duì)NO2的超靈敏檢測(cè)具有重要研究?jī)r(jià)值。

目前廣泛研究的表面缺陷類型為單電子氧空位缺陷（VO*），然而另一種坐落于SnO2表面的缺陷——超氧復(fù)合自由基（Sn4+-O2-*）卻未被引起足夠的重視。與VO*缺陷中心相比，電子在Sn4+-O2-*上理論上更容易與NO2分子發(fā)生作用從而增強(qiáng)靈敏度，原因在于電子坐落于吸附的O2分子上，遠(yuǎn)離SnO2晶格對(duì)其的束縛。然而，這種具有特殊結(jié)構(gòu)的缺陷與材料靈敏度的關(guān)系還未被研究過(guò)。

竇新存團(tuán)隊(duì)為了在材料表面引入這種缺陷，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了熱力學(xué)不穩(wěn)定的制備條件，以極不穩(wěn)定的SnCl4作為原料，利用冰浴控制反應(yīng)溫度以阻止其激烈的水解反應(yīng)，再利用高溫高壓的水熱環(huán)境瞬間打破前驅(qū)體溶液的亞穩(wěn)態(tài)從而獲得缺陷。基于該方法能夠成功地將引入材料表面，利用這種材料制備的傳感器對(duì)ppb濃度量級(jí)的NO2具有超靈敏的傳感特性（對(duì)200 ppb的NO2響應(yīng)高達(dá)35350倍），可以稱得上是目前世界上最靈敏的NO2傳感材料。

此外，研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)首次證明了材料表面Sn4+-O-*2數(shù)量的微小改變就能引起材料敏感性能的巨大變化?；谶@種材料的傳感器具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，良好的重復(fù)性、選擇性，以及在紫外光下迅速恢復(fù)等一系列優(yōu)異的傳感特性，可為傳感器的工業(yè)化生產(chǎn)提供有力的保障。

突破技術(shù)瓶頸，面向海外市場(chǎng)我國(guó)首套150℃井下傳感器研發(fā)成功

日前，我國(guó)首個(gè)自主研發(fā)的150℃電泵井下傳感器樣機(jī)成功試機(jī)，該產(chǎn)品突破了125℃的技術(shù)瓶頸并且解決了高費(fèi)用問(wèn)題。填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

技術(shù)人員經(jīng)過(guò)一個(gè)月監(jiān)測(cè)，確認(rèn)此產(chǎn)品可以精確測(cè)量出電潛泵入口壓力、出口壓力、井液溫度、電機(jī)溫度、機(jī)組振動(dòng)等7項(xiàng)參數(shù)?！矮@取這些參數(shù)，就能及時(shí)掌握油井生產(chǎn)工況參數(shù)、分析油井生產(chǎn)狀態(tài)，幫助用戶優(yōu)化電潛泵井開采方案、提高采油效率?！贝髴c油田力神泵業(yè)技術(shù)研發(fā)中心電氣設(shè)計(jì)副主任韓繼強(qiáng)說(shuō)。

韓繼強(qiáng)介紹，2014 年開始研發(fā)此產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電泵井下傳感器大多是耐125℃，能否成功突破“125℃”成了研究的關(guān)鍵。技術(shù)人員通過(guò)對(duì)井下電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)調(diào)理單元、時(shí)序控制和數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制深入研究，形成150℃高溫環(huán)境下的多通道分時(shí)傳輸技術(shù)、具有自穩(wěn)定功能的井下儀器供電技術(shù)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。去年，科研團(tuán)隊(duì)解決了時(shí)序控制電路傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案價(jià)格昂貴、井下電源靜態(tài)功耗高、國(guó)外相關(guān)高小器件出口限制等技術(shù)難題，終于成功完成突破。

大慶油田150℃電泵井下傳感器主要面向海外市場(chǎng)，一套設(shè)備比使用國(guó)外產(chǎn)品節(jié)省了5萬(wàn)元，下一步，大慶油田將對(duì)150℃井下傳感器進(jìn)行規(guī)模推廣，逐步替代原有國(guó)外產(chǎn)品。

新型熒光探針高靈敏高選擇性檢測(cè)H2O2成功實(shí)現(xiàn)宮頸癌細(xì)胞線粒體靶向定位

最近，由蘭州化學(xué)物理研究所邵士俊帶領(lǐng)的一個(gè)研究組設(shè)計(jì)合成了一種具有線粒體靶向功能、優(yōu)良生物相容性以及OFF-ON型熒光響應(yīng)的H2O2熒光探針，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞線粒體的靶向定位，以及對(duì)腫瘤細(xì)胞線粒體中外源和內(nèi)生H2O2的快速、高靈敏、特異性檢測(cè)與成像分析，有望改善當(dāng)前H2O2特異性檢測(cè)熒光探針十分匱乏的現(xiàn)狀。

研究人員以甲基苯硼酸頻哪酯基官能化的喹啉基團(tuán)為線粒體靶向定位和H2O2識(shí)別作用單元，以咔唑基團(tuán)為信號(hào)報(bào)告單元，所制成的探針能夠高靈敏、高選擇性地檢測(cè)H2O2，且響應(yīng)時(shí)間較短（<5min）、檢測(cè)限低（0.04μM）。結(jié)合激光共聚焦成像技術(shù)，該探針被成功應(yīng)用于人體宮頸癌細(xì)胞（HeLa）中H2O2的檢測(cè)。

該研究提供了一種新型的細(xì)胞線粒體靶向熒光探針?lè)肿釉O(shè)計(jì)方案，有望在與活性氧檢測(cè)相關(guān)的疾病預(yù)警、藥物研發(fā)和生物成像等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

線粒體是細(xì)胞有氧呼吸和制造能量的主要場(chǎng)所，H2O2是一種重要的活性氧類物質(zhì)，主要產(chǎn)生于細(xì)胞線粒體有氧呼吸電子傳遞鏈。H2O2參與了生物體內(nèi)氧化還原和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程，但H2O2在細(xì)胞內(nèi)過(guò)量積聚會(huì)引起生物體代謝紊亂，導(dǎo)致一系列疾病，如癌癥、糖尿病、帕金森癥等。具有選擇性識(shí)別作用的熒光探針與成像技術(shù)在生物活性物質(zhì)的實(shí)時(shí)-動(dòng)態(tài)-可視化檢測(cè)等方面發(fā)揮著重要作用，被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)療、臨床診斷等諸多領(lǐng)域。

ZnO納米顆粒摻雜技術(shù)研究新成果爆炸物氣氛快速識(shí)別有新招

近期，新疆理化技術(shù)研究所的一個(gè)研究小組在探究氣敏響應(yīng)快慢與材料的結(jié)構(gòu)和表面缺陷的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用過(guò)渡金屬摻雜的ZnO納米顆粒為敏感膜制成的氣體傳感器陣列對(duì)室溫下硝基爆炸物飽和蒸氣和兩種非制式爆炸物原料的蒸氣均表現(xiàn)出良好的響應(yīng)與區(qū)分能力，可以在13s內(nèi)將9.1 ppb的三硝基甲苯（TNT）和4.9 ppt的黑索金（RDX）從高濃度的結(jié)構(gòu)類似物，如12.5%的苯，3.85%的甲苯和394.7 ppm的硝基苯中很好地分辨出來(lái)。該傳感材料的響應(yīng)速度和大小可與目前世界上最靈敏的爆炸物氣氛傳感材料相媲美。

近年來(lái)的研究表明，金屬氧化物摻雜能夠提高材料對(duì)目標(biāo)分子的響應(yīng)大小，其原因歸結(jié)于表面缺陷的存在。然而，摻雜對(duì)氣敏材料響應(yīng)快慢的影響鮮有研究。所以，研究小組采用溶膠-凝膠法制備了富含表面缺陷的氧化鋅（ZnO）納米顆粒。通過(guò)電子順磁共振表征發(fā)現(xiàn)，納米顆粒的表面缺陷濃度與氣敏響應(yīng)大小存在重要聯(lián)系，證明單電子氧空位對(duì)氣敏性能起決定性作用。同時(shí)，過(guò)渡金屬摻雜使得ZnO納米顆粒中心的外部產(chǎn)生了一個(gè)局部電荷聚集層，能夠顯著縮短對(duì)爆炸物氣氛的響應(yīng)時(shí)間和回復(fù)時(shí)間。

據(jù)悉，該項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院“百人計(jì)劃”等項(xiàng)目基金的資助，這是世界上首次通過(guò)摻雜將材料的結(jié)構(gòu)和響應(yīng)速度聯(lián)系起來(lái)，為傳感器的實(shí)用化提供有力的保障。

過(guò)渡金屬摻雜ZnO納米顆粒對(duì)爆炸物氣氛快速響應(yīng)

可以測(cè)量柔軟曲面表面壓力的柔性壓力傳感器

東京大學(xué)研究生院工程學(xué)研究科的染谷隆夫教授的研究小組2016年1月宣布，成功研發(fā)了一種可在柔軟曲面上（例如氣球）測(cè)量壓力的柔性傳感器，即便以80μm曲率半徑彎曲變形也不會(huì)受到影響，并計(jì)劃首先將其應(yīng)用于定量化觸診壓力的“數(shù)字觸診”等用途。

之所以能達(dá)到這種效果，是因?yàn)閴毫鞲衅骱穸葍H為3.4μm，幾乎不會(huì)受到彎曲變形的影響。壓力在 0～70Pa之間時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生兩位數(shù)變化，壓力在0～600Pa之間時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生6位數(shù)以上的變化。施加壓力時(shí)的響應(yīng)時(shí)間僅為20ms，解除壓力時(shí)為5ms。具有3000次以上的耐用性。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，研究小組進(jìn)行了兩點(diǎn)改進(jìn)。第一是將聚酰亞胺基板的厚度減小至約1μm；第二使用納米纖維制作超薄壓阻材料。在橡膠材料中摻入碳納米管和石墨烯，采用靜電紡絲法（Electro Spinning）制成納米纖維，將這種納米纖維束用作壓阻材料。施加壓力時(shí)，不僅納米纖維中的碳納米管和石墨烯的距離會(huì)靠近，而且納米纖維之間的粘附度也會(huì)提高，因此電阻值會(huì)降低。

研究小組將此次開發(fā)的壓力傳感器與有機(jī)晶體管的有源矩陣相結(jié)合，試制出了可在柔軟的曲面上測(cè)量壓力分布的多點(diǎn)壓力傳感器，并已證實(shí)，將其粘貼在氣球表面時(shí)，即便氣球大幅變形，也能高精度測(cè)量壓力分布。

基于該傳感器具有很高的響應(yīng)速度，研究小組將傳感器安裝在硅膠制成的人工血管的外壁上，測(cè)量人工心臟裝置產(chǎn)生的模擬動(dòng)脈血流的流速。

目前研究人員正在著手于將傳感器投入實(shí)用量產(chǎn)，并需要解決一些難道，例如，要讓在橡膠材料中均勻摻入碳納米管和石墨烯的工藝支持量產(chǎn)。而且，目前使用的是需要高壓力的氣流粉碎（Jet Milling）法，需要降低這種方法的壓力。

能夠測(cè)量汗水中化學(xué)成分的傳感器

1月28日《自然》雜志介紹了美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校Ali Javey團(tuán)隊(duì)研制的一種新型可穿戴傳感器，該設(shè)備可測(cè)量汗水中特定分子水平，通過(guò)識(shí)別汗水中有用的生物標(biāo)記物，獲得個(gè)人生理和健康的實(shí)時(shí)信息，促進(jìn)大規(guī)模實(shí)時(shí)生理和臨床研究。

人體汗液中含有豐富的生理和代謝信息，該傳感器可為在戶內(nèi)外長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)的人提供詳細(xì)的汗液分析，用于疾病診斷、藥物濫用檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)優(yōu)化。目前市場(chǎng)上的可穿戴傳感器可用來(lái)追蹤人的身體活動(dòng)和生命體征，例如心跳等，但卻無(wú)法在分子水平上提供使用者的健康信息。

研究人員綜合以往可穿戴傳感器的先進(jìn)技術(shù)，如皮膚貼合度、塑料材質(zhì)傳感器和硅基電路，設(shè)計(jì)出一個(gè)柔性的、完全集成的無(wú)線排汗分析系統(tǒng)，可佩戴在額頭、手臂等身體部位。該傳感器可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)汗液代謝物的測(cè)量，包括葡萄糖、乳酸和電解質(zhì)，如鉀和鈉離子，同時(shí)還可監(jiān)測(cè)皮膚溫度以校準(zhǔn)傳感器。