装置设备

新型声学超材料单通道麦克风

中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室杨军研究员、贾晗研究员等提出了一种基于声学超材料的单通道多声源的定位与分离系统，用一个带有超材料外壳的单通道麦克风实现了三维空间中多个同时发声声源的实时定位与分离。研究论文发表于Advanced Science。研究人员将麦克风嵌入到精心设计的三维超材料结构中，该结构以与来波方向相关的方式修改麦克风的频率响应，从而对来自三维空间中不同方向的信号进行编码。研究人员还提出了一种联合重建算法VSPCA-OMP，该算法具有较低的复杂度，可以基于采集到的单通道数据实现多声源的实时定位和分离。

可用于眼疾示警的结构色隐形眼镜传感器

中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控中心杜学敏研究员团队研发了对湿度和压力信号敏感的结构色隐形眼镜传感器，有望通过肉眼可见颜色变化，实时监测干眼症和高眼压症高风险人群的生理指标，为相关眼科疾病早发现早治疗提供了新思路。研究论文发表于Journal of Materials Chemistry B。这类无须添加化学色素与染料的结构色隐形眼镜，由于其生物安全性與独特的光学特性，有望为迅速增长的美瞳市场提供新技术。借助这种结构色隐形眼镜的传感特性，有望通过肉眼可见颜色变化实现对泪液分泌量、眼压等生理病理指标的实时监测，进而对干眼症和高眼压症等眼科疾病实现示警。

非易失性铁电畴调控下的可编辑过渡金属化合物同质结

复旦大学微电子学院教授周鹏课题组在前期发明超高速准非易失存储器的基础上，与中国科学院上海技术物理研究所研究员王建禄课题组合作，进一步利场用局域电的调控作用，将第三类存储技术的保持时间从10秒提高到了100秒以上。研究论文发表于Nature Electronics。研究团队借助于具有极化特征的铁电薄膜材料，通过纳米探针自由调控薄膜的极化方向获得PN结构非易失电场，实现局域场调制高速准非易失存储器的保持机制，使得超快数据存储速度与数据保持特性具备通用存储器特征，可用于内外存融合的统一存储架构。同时，这种技术还可以用于多种电子器件制作。

无基底、无固定形状平面微型超级电容器

中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队和纳米与界面催化研究组研究员傅强团队合作，开发出一种器件组装新方法，将平面图案化微电极包裹在化学交联的氧化石墨烯-聚乙烯醇基水凝胶电解质中，成功构建出一种无基底、无形状的新概念微型超级电容器。研究成果发表于Advanced Functional Materials。微电极集成于凝胶电解质内部制备一体化薄膜的新方法，将二维材料（如MXene、石墨烯）基平面图案化微电极包裹在含氧化石墨烯的化学交联聚乙烯醇基水凝胶电解质薄膜中，构建出一种基于“微电极-电解质一体化薄膜”新概念的无基底、无固定形状的微型超级电容器。

柔性碳纳米管传感存储一体化器件

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心科研人员与国内多家单位合作，开发出柔性碳纳米管传感-存储器件，邱松、韩拯、成会明、孙东明为共同通讯作者。研究论文发表于Advanced Materials。采用半导体性碳纳米管薄膜为沟道材料，利用均匀离散分布的铝纳米晶/氧化铝一体化结构作为浮栅层与隧穿层，获得柔性碳纳米管浮栅存储器。较薄氧化铝隧穿层可使在擦除态“囚禁”于铝纳米晶浮栅中的载流子在获得高于铝功函数的光照能量时，通过直接隧穿方式重新返回沟道之中，使闭态电流获得明显的提升，完成光电信号的直接转换与传输，实现集图像传感与信息存储于一身的新型多功能光电传感与存储系统。

水下滑翔蛇形机器人

中国科学院沈阳自动化研究所研制出一种结合水下滑翔机和水下蛇形机器人特点的水下滑翔蛇形机器人，该机器人可以实现净浮力驱动的滑翔运动和关节力矩驱动的多种游动步态，具有续航能力强和机动强的优点。研究论文发表于Science ChinaInformation Sciences。通过解耦和反馈线性化，把复杂的非线性系统转化为等效的线性形式，然后基于趋近律方法设计滑模控制器，降低抖动并且实现鲁棒控制。通过无迹卡尔曼滤波器，对测量噪声进行滤波和对未知状态量进行估计，该方法通过无迹变换处理均值和协方差的非线性传递问题，保留了系统高阶项，具有精度高、稳定性强的优点。

超高效太阳能海水淡化

上海交通大学制冷与低温工程研究所ITEWA创新团队的徐震原副教授和王如竹教授与麻省理工学院Lenan Zhang博士和Evelyn N. Wang教授等合作，提出界面局部加热型多级太阳能蒸馏架构，结合太阳能界面局部加热和蒸汽焓回收，突破了前述研究的局限，显著提升了被动式太阳能海水淡化的效率。相关研究成果发表于Energy & Environmental Science。系统性的能量传递优化，而非高性能材料，是达到超高效太阳能海水淡化的关键。通过采用商用和低成本材料搭建的实验装置，研究团队在一个太阳辐照条件下实现了海水淡化高产水率。该装置还可以通过毛细作用进行被动补水，同时通过盐分在夜间的反向扩散实现被动排盐。

仿皮肤柔性传感用于盲文智能识别

中国科学院上海硅酸盐研究所王家成研究员和复旦大学微电子学院卢红亮教授和张卫教授等合作，研制了一种仿皮肤式柔性压力传感器，基于此传感器，有望实现盲文的智能识别。研究论文发表于Nano Energy。该传感器由3个主要部分组成，分别对应于人体皮肤的3个部分（表皮、真皮和皮下组织）。顶部基质为荷叶棘突随机高斯分布的力信号感知层，与表皮结构形态相似。这种微结构对于提高灵敏度、测量和识别弱力是必不可少的。中间导电填料为力信号处理层。底部基板是力信号转换层，其能够将力信号转换为电信号，利用随机森林算法（RDFA），实现了实时盲文的有效识别。