形状记忆微/纳米图案的设计、应用和发展

形状记忆聚合物(Shape memory polymer, SMP)是一种受到环境刺激发生形状变化的智能材料。相比于宏观层面的形状记忆效应,通过压印法、再铸模、自组装等方法在SMP表面形成微/纳米图案,SMP微/纳米图案在小型化的智能产品上拥有更好的应用前景。形状记忆微/纳米图案的出现为聚合物未来发展提供了生物医学/液滴操控/微光学/智能胶粘剂等潜在应用方向。本文先是介绍了形状记忆微/纳米图案的类别,并对形状记忆微/纳米图案的制备方法进行了总结,随后对其在各个领域的潜在应用进行了归纳总结,最后提出了形状记忆微/纳米图案的不足以及未来的发展方向。     

微乳技术制备纳米微粒的研究进展

综述了微乳技术制备的纳米微粒的研究现状,并对微乳液的配备和实验中影响纳米微粒的主要因素进行了阐述,提出了其发展方向。     

几何量微纳米级精密测量技术研究的若干新进展

介绍了几何量测量领域中微纳米精密测量技术和装置的研究新成果,涉及到一维微纳米级长度和尺寸测量、二维微纳米级坐标测量、三维微坐标测量以及三维微观表面测量.详细介绍了微纳米技术研究中所应用的关键技术的特点、目前的测量水平和能力,提供了最新技术的应用实例.并根据目前微纳米技术的发展状况,从科研和产业两个角度讨论了新型几何量计量仪器的发展和研究趋势.     

构筑生物分子微图案的研究进展

随着微加工技术的发展,在材料表面构筑功能化的纳微米级图案越来越成为关注的热点。在生物科学领域,光刻蚀、微接触印刷和蘸笔纳米平板印刷等微图案技术被广泛应用并实现了生物分子在几十纳米微区域上的固定。生物分子在微纳米区域内的成功固定大大推动了生物微分析、生物芯片、生物微器件等生物技术及相关领域的发展。本文从分析生物分子与材料表面的相互作用入手,较为系统地评述了构筑生物分子微图案的几种重要方法,并对生物分子微图案技术的发展做了展望。     

纳米微球在生物医药领域的应用

纳米微球技术是近年来在生物技术应用中最为热门的前沿技术之一。各种微球产品的应用给生物技术研究带来了新的课题,形成了众多新的研究领域。从生物技术的发展现状和未来方向出发,对纳米微球在生物医药研究中几个重要领域的应用前景进行了综述。     

纳米微球在生物医药领域的应用

纳米微球技术是近年来在生物技术应用中最为热门的前沿技术之一。各种微球产品的应用给生物技术研究带来了新的课题,形成了众多新的研究领域。从生物技术的发展现状和未来方向出发,对纳米微球在生物医药研究中几个重要领域的应用前案进行了综述。     

反相微乳液法制备纳米凝胶的研究进展

纳米凝胶同时具有水凝胶及纳米材料的双面特性,作为药物载体在生物医药领域具有广阔应用前景。本文综述了反相微乳液法用于制备纳米凝胶的机理、特点,以及反相微乳液聚合和反相微乳液交联法在制备纳米凝胶方面的研究进展,并对反相微乳液法用于制备纳米凝胶中存在的问题进行了讨论。     

微纳米纤维空气净化滤膜的研究进展

微纳米纤维由于比表面积高、长径比高和孔隙率高等优点在制备空气净化滤膜方面极具应用潜力,但始终面临高的过滤效率和低过滤阻力之间的矛盾。文中首先介绍了不同材料制备的微纳米纤维膜的过滤性能,并对不同材料的特性和过滤效果进行了分析;其次总结了典型的微纳米纤维膜结构,包括纤维形貌、纤维膜内结构和层间结构;最后对高效低阻微纳米空气滤膜今后的发展方向进行了展望。     

微反应器法纳米颗粒制备技术

微反应器法以其特殊的微反应环境而在纳米颗粒的制备中受到越来越广泛的重视，从微反应器的组成和性质入手，介绍了微反应器内纳米颗粒的形成机理及反应特点，举例说明了该法在纳米颗粒制备中的应用，对该法在纳米颗粒制备中的前景作了展望。     

反相微乳技术在纳米粒子制备中的应用

综述了反相微乳液的组成特点以及利用反相微乳液技术制备纳米微粒材料的基本方法;对当前利用反相微乳技术制备金属、金属氧化物、有机聚合物等各种纳米颗粒材料的研究现状进行了讨论,并对反相微乳液技术制备纳米粒子的各种影响因素进行了归纳总结.     

使用SPM的纳米级加工技术新进展

扫描探针显微镜(SPM)现在不仅用于表面微观形貌的检测，同时也用于纳米超精密加工和原子操纵，该文介绍了用STM和AFM进行纳米级加工的各种最新方法：针尖直接雕刻，针尖光刻加工，局部阳极氧化，原子沉积形成纳米点，原子去除形成沟槽微结构，多针尖加工，原子自组装形成三维结构等．使用SPM的纳米级加工对发展微型机械、纳米电子学和微机电系统具有重要意义．     

生物质材料对微纳塑料吸附性能的研究进展

废弃塑料在江河湖海中呈累积趋势，老化分解产生的微纳塑料严重污染水质，威胁生态环境和居民饮用水安全。传统处理方法，如物理絮凝、生物降解等，存在处理周期长、吸附效率低等问题。天然生物质含有大量的羟基、羧基等活性基团，对生物质进行物理处理或化学修饰改性能够改善孔隙结构和提高比表面积，可作为吸附微纳塑料的绿色材料。本文从微纳塑料的常规处理方法和基本特征出发，简要概况了不同类型微纳塑料对植物、动物和人体的潜在影响和危害，系统介绍了生物质材料(生物质炭、纤维素、甲壳素等)在微纳塑料吸附领域的研究现状，分析总结了生物质材料对微纳塑料的吸附行为、规律和作用机制，最后展望了生物质材料吸附微纳塑料的未来发展前景。      

聚合物基微纳米复合材料的制备及微型注塑加工研究

微型高分子功能器件具有独特优点,发展迅速,应用广泛,是当今科学技术的重要前沿,迫切需要发展高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,实现其微型注塑加工。介绍了近年来作者课题组在聚合物基微纳米复合材料制备及其微型注塑加工方面的研究进展:通过有机/无机杂化、固相剪切碾磨、纳米复合、分子复合及熔融共混技术等制备适合于微成型加工的高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,如尼龙11/钛酸钡压电复合材料、聚乙烯醇/羟基磷灰石生物医用纳米复合材料、聚氨酯/碳纳米管导电复合材料等。解决了微纳米填料难分散、复合体系难加工的难题,实现了聚合物基微纳米功能复合材料的微型注塑加工,研究了其流变行为和充填行为,调控和优化了微型制品的结构与性能,为制备高性能多功能的聚合物微型器件提供了新材料、新技术和新理论。     

空间微机电系统的研究与进展

介绍了微机电系统的基本原理及其在空间应用的发展概况,着重介绍了空间微传感器、微执行器、RF-MEMS、MOEMS、微仪器和微/纳卫星的研究与进展情况。     

3D-Printed Micro/Nano-Scaled Mechanical Metamaterials: Fundamentals,Technologies, Progress,Applications, and Challenges

Micro/nano-scaled mechanical metamaterials have attracted extensive attention in various fields attributed to their superior properties benefiting from their rationally designed micro/nano-structures. As one of the most advanced technologies in the 21st century, additive manufacturing (3D printing) opens an easier and faster path for fabricating micro/nano-scaled mechanical metamaterials with complex structures. Here, the size effect of metamaterials at micro/nano scales is introduced first. Then, the additive manufacturing technologies to fabricate mechanical metamaterials at micro/nano scales are introduced. The latest research progress on micro/nano-scaled mechanical metamaterials is also reviewed according to the type of materials. In addition, the structural and functional applications of micro/nano-scaled mechanical metamaterials are further summarized. Finally, the challenges, including advanced 3D printing technologies, novel material development, and innovative structural design, for micro/nano-scaled mechanical metamaterials are discussed, and future perspectives are provided. The review aims to provide insight into the research and development of 3D-printed micro/nano-scaled mechanical metamaterials.     

微纳马达行为控制与驱动燃料研究

人造微米马达是一种通过特定工艺制备而成的微米尺寸器件,在特定刺激下,能够实现各种各样的机械运动。微纳马达发展至今,取得了很多重大的突破和进展,科学家们通过多种材料制备了能在不同化学燃料中运动的微纳马达。主要对微纳马达行为控制与驱动燃料进行研究。     

表面微/纳米计量中的光学测量方法综述

微纳检测技术旨在以微/纳米级的精度测量加工表面特征,在加工过程的控制、建立表面特征与功能间的联系等方面具有重要作用。光学测量方法具有高精度、快速和无损的特点,是微纳检测技术研发的重要内容。本文介绍了表面形貌和薄膜的光学测量方法,并对各方法的特点及应用场合进行了对比总结。微纳制造技术加工的表面具有结构日益小型化、特征日益复杂化的特点,因此开发多模式测量系统是微纳检测技术的发展趋势。     

The influence of the intermolecular surface forces on the static deflection and pull-in instability of the micro/nano cantilever gyroscopes

In this paper, the effects of van der Waals and Casimir forces on the static deflection and pull-in instability of a micro/nano cantilever gyroscope with proof mass at its end are investigated. The micro/nano gyroscope is subjected to coupled bending motions which are related by base rotation and nonlinearities due to the geometry and the inertial terms. It is actuated and detected by capacitance plates which are placed on the proof mass. The extended Hamilton principle is used to find the equations governing the static behavior of the clamp-free micro/nano gyroscopes under electrostatic, Casimir and van der Waals forces. The equations of static motion are discritized by Galerkin’s decomposition method. The nonlinear equilibrium equations are solved analytically using homotopy perturbation method (HPM). The static response of the micro/nano gyroscopes to variations in the DC voltage across the drive and sense electrodes is obtained and the effects of different parameters on pull-in instability are investigated. The presented results can be used for accurate estimations of the instability and performance of the micro/nano gyroscopes.     

Prediction of anisotropic behavior of nano/micro composite based on damage mechanics with cell modeling

New advanced composite materials have recently been of great interest. Especially, many researchers have studied on nano/micro composites based on matrix filled with nano-particles, nano-tubes, nano-wires and so forth, which have outstanding characteristics on thermal, electrical, optical, chemical and mechanical properties. Therefore, the need of numerical approach for design and development of the advanced materials has been recognized. In this paper, finite element analysis based on multi-resolution continuum theory is carried out to predict the anisotropic behavior of nano/micro composites based on damage mechanics with a cell modeling. The cell modeling systematically evaluates constitutive relationships from microstructure of the composite material. Effects of plastic anisotropy on deformation behavior and damage evolution of nano/micro composite are investigated by using Hill's 48 yield function and also compared with those obtained from Gurson-Tvergaard-Needleman isotropic damage model based on von Mises yield function.     

泡沫复制法制备多孔钛及表面水热碱处理改性

采用聚氨酯泡沫复制法成功的制备出孔径可控、孔隙率高且三维贯通的多孔钛.采用水热碱处理法对多孔钛进行表面改性,以提高其生物活性.改性后多孔钛的表面形貌发生了改变,呈均匀分布的三维网状微纳米结构.将改性后的多孔钛浸泡在SCPS中检测其矿化能力.研究结果表明,改性后的多孔钛能加速磷灰石的矿化,其中三维网状微纳米结构是加速矿化的主要因素.同时考察了改性后的多孔钛表面大鼠颅盖骨成骨细胞(MC3T3-E1)的黏附铺展情况.细胞培养表明细胞在改性后的多孔钛表面能较好的黏附铺展.上述研究结果表明水热碱处理改性后的多孔钛具有较好的生物活性及生物相容性.