基于微透镜阵列的重金属离子阵列传感器研究

研制了一种基于微透镜阵列的光寻址电位阵列传感器,用以实现同一溶液中多种重金属离子的同时检测.采用脉冲激光沉积（PLD）技术在LAPS上制备Cu2+、Cr6+、Pb2+、Fe3+4种重金属离子的敏感薄膜,并利用微透镜阵列把单束激光转化成激光点阵作为LAPS阵列的光源,从而得到4×4的重金属离子敏感LAPS阵列,实现了对这4种重金属离子的检测.实验结果表明,LAPS阵列传感器能够同时检测浓度为10-5~10-3 mol/L的以上4种金属离子混合溶液.     

微圆顶阵列结构柔性触觉传感器设计与应用研究

以质量分数3%和2%的炭黑/碳纳米管填充硅橡胶为力敏复合导电材料,提出了一种微圆顶阵列结构的柔性触觉传感器。阐述了微圆顶阵列结构触觉传感器的结构特点、制备流程及微观表征,并结合ANSYS有限元分析软件分析其触觉感知机理。研究该微圆顶阵列结构柔性触觉传感单元的力敏特性,并将其应用于足底压力分布感知。测试结果表明,该微圆顶阵列结构柔性触觉传感器具备良好的力敏特性和穿戴舒适性,为柔性可穿戴触觉传感器提供了一种设计方案。     

氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性研究

为研究氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性,使用单点金刚石切削制备微金字塔结构,结合纳米压印技术制备氮化硅微金字塔结构薄膜,对其透射率与散射进行检测。通过对底面角度可变的氮化硅微金字塔结构化薄膜的近场光场分布展开仿真分析与实验研究,基于射线追踪方法建立数值仿真模型分析结构化薄膜的近场光场分布。研究结果表明:通过调整切削方向实现对微金字塔结构阵列底面角度0°～90°的控制,检测结果证明薄膜光学微金字塔结构化薄膜可以实现对光束传播方向与能量分布的调制,改变微金字塔结构的底面角度,可以让光波按照底角的设计传播,这一现象为微光电系统的光路设计提供了更广的自由度。     

微透镜阵列的加工技术研究

我们运用紫外光刻及热熔成形的方法,制作 了２０ｍｍ＊２０ｍｍ的折射型微透镜阵列,单元微透镜相对口径为Ｆ／２单元透镜直径９０μｍ,中心间隔１００μｍ。     

铝合金表面微纳结构的制备及性能研究

通过线切割在铝合金基体表面构筑出方柱形微纳结构,研究了该微纳结构经氟硅烷低表面能处理后的润湿及抗海水腐蚀特性。结果表明,制备表面获得了优异的超疏水特性,其水滴接触角为163.5°,滚动角2.7°。通过电化学测试进一步表明用线切割在铝合金表面构筑的微纳结构及超疏水膜层结构有效抑制了基体电化学腐蚀所必需的阴极和阳极反应,同时阻断了腐蚀介质与基体的接触,最终达到铝合金板表面腐蚀防护的目的,对拓宽铝合金材料的工程应用具有深远的意义。     

铁纳米线阵列的制备及磁性研究

采用二次阳极氧化法制备高度有序的多孔氧化铝模板,以高度有序的阳极氧化铝为模板,用交流电沉积的方法以较低的电压在孔洞中组装了铁纳米线有序阵列.采用场发射扫描电镜(FESEM)对模板和纳米线的形貌和结构进行了表征,采用物理特性测量系统(PMMA)测量了铁纳米线的磁滞回线,结果表明纳米线是均匀连续的,直径为50 nm左右,纳米线在平行于纳米线轴的方向的矫顽力为2 259 Oe,矩形比为0.92,铁纳米线阵列有高的磁各向异性,适用于垂直磁记录介质.     

基于微扫描的焦平面阵列成像特性研究

在分析微扫描成像原理的基础上,利用固有奈奎斯特频率处的采样平均传递函数作为度量因子,定量表征了不同微扫描模式对焦平面成像系统成像质量的改进程度,得出微扫描模式与探测器占空比的最优对应关系;以一幅768×768的辐条图像作为原始目标,针对100%,50%两种占空比的探测器,采用像素处理方法,仿真了不同微扫描模式的成像过程,结果证明微扫描成像仿真效果与理论分析的一致性.     

利用聚苯乙烯微球制备规整的Si纳米线结构的研究

聚苯乙烯微球(PS)掩模板技术具有操作简单、成本低廉、制备面积大、可精确控制周期结构参数等优点,广泛应用于光子晶体、超材料、超表面等纳米量级二维阵列的结构器件。采用了一项新兴的技术利用聚苯乙烯微球制备硅纳米线结构。主要研究了基于自组装技术在不同实验参数的情况下,对聚苯乙烯微球掩模板规整度的影响。结果表明,采用铺展剂水与乙醇1∶2的配比、表面活性剂4wt%的浓度、静置平衡2分钟后再提拉、用塑料滴管滴加纳米球悬浊液可以制备出大面积规整排列的单层聚苯乙烯微球掩模板,进而得到了规整的硅纳米线结构。     

SnO_2微纳米结构的制备与表征

以L-天冬氨酸、PVP等为结构导向剂,利用SnCl2的水解氧化反应,制备出带凹槽的半管状SnO2微结构。所得样品用XRD和SEM等技术进行表征,考察了反应条件对样品形貌的影响。结果表明,低温、低反应物浓度或以ASP为结构导向剂容易得到一维的凹槽结构。并且测定了样品的激发光谱和光致发光光谱,初步讨论了半管状SnO2微米棒的光致发光性质和生长过程。     

飞秒激光制备可调控铝合金表面微沟槽结构研究

近年来,仿生微沟槽减阻技术逐渐成为当今学者研究的热点。飞秒激光微纳加工技术相比于传统的机械微加工技术在制备可控形貌微结构方面具有一定优势。但在用飞秒激光制备微沟槽的过程中,怎样在保证加工效率的前提下精确地调控微沟槽的形貌尺寸尚待解决。使用飞秒激光在6061型铝合金表面进行了可控形貌尺寸的微沟槽结构的制备,讨论了激光功率、重复频率、扫描速度、扫描次数对微沟槽形貌尺寸的影响规律,从而获得微结构的精确调控策略,制备出了适用于航空减阻的对称V形沟槽结构。该研究对今后飞秒激光制备航空航天材料减阻微纳结构表面具有一定指导意义。     

ZnO微纳米结构的制备及其光学性能

在没有催化剂的情况下,空气中直接加热氧化锌片成功制备出ZnO纳米线/纳米片.通过改变反应温度,分别能够获得紧密排列的ZnO纳米线和纳米片.ZnO纳米线和纳米片的直径为几个微米,厚度约为280 nm.室温光致发光测试研究表明其最大可见发射波长在508 nm.该研究工作为纳米器件研制提供了一种简单直接氧化方法,可望高产率制备高质量半导体纳米线和纳米片阵列.     

聚苯胺纳米阵列的电化学制备及其性能研究

在苯胺/高氯酸电解质溶液中研究了具有纳米阵列结构的聚苯胺电化学制备,并探究了单位面积上的恒定电流对聚苯胺制备的影响。研究发现,电极施加的单位面积电流为0.08mA·cm-2为最佳恒定电流值。聚合物膜的性能通过循环伏安法进行表征。经分析表明:所得聚苯胺导电聚合物具有良好的氧化还原活性和电化学活性,以及优良的导电性。     

柴油微乳液的制备研究

以油酸、乙醇胺、Tween40为乳化剂,正丁醇为助剂,制备了柴油微乳液,并对其增溶水量的各种影响因素进行了研究。结果表明,当乙醇胺与油酸的物质的量的比为0.75时,微乳柴油体系增溶水量最大可以达到13.92%。微量无机盐可以最大限度的增加体系增溶水量。复配表面活性剂优于单一表面活性剂,当Tween40与油酸的物质的量的比为0.1时,二者发挥协同作用,达到最佳效果。在最佳配方下制备的微乳柴油稳定性良好,外观澄清透明。各项性能指标的检测表明,乳化柴油的低温性能、硫含量、腐蚀性等指标均优于柴油。     

微笔-激光直写组合加工制备多电极阵列系统

针对传统的硅基微加工技术因依赖掩模光刻技术而柔性化程度低的不足,以石英玻璃为基底、金为微电极材料体系,利用微笔-激光直写组合加工技术制作了带有微区温控特性的多电极阵列系统.实验结果表明:金电极导体线宽44μm,膜厚12μm,平均电阻率1.2×10-6Ω.cm,电极阻抗随频率的升高而降低,在低频时表现为容抗特性,具有较好的阻抗重复精度;用于微区温控的环形加热电阻在15～28V,通电电压对微区加热温度的关系具有较好的线性控制能力,环形热敏电阻在15.0～80.0℃范围内的电阻温度系数值为2 805×10-6/℃,温度响应性能满足应用要求.     

微球阵列检测PML-RARα融合蛋白的研究

本文研究了融合蛋白PML-RARα二元流式微球阵列的分析性能,流式细胞仪检测结果显示:a,捕获抗体可以有效偶联到微球上;b,荧光抗体的最佳反应体积为0.5μL;c,加入NB4或HL60或K562细胞蛋白提取液,微球阵列能特异性检测NB4细胞中的PML-RARα融合蛋白;d,将NB4细胞提取液进行稀释,细胞浓度与荧光强度作图,流式检测获取标准曲线,计算出微球阵列灵敏度值为0.63%。     

一种聚合物微锥阵列的制作工艺研究

采用微加工工艺制备出一种聚合物微锥阵列。利用扫描电子显微镜（SEM）分析了在Si（100）衬底上通过微加工所获得的孔洞阵列和采用聚合物填充该孔洞所获得微锥阵列的形貌。研究表明：Si（100）衬底上倒金字塔孔洞阵列轮廓分明，内壁平滑；该聚合物微锥呈类圆锥的形貌，可用作制备场致发射微锥阵列的衬底材料。     

平面集成微透镜阵列的研制

介绍了集成微透镜阵列光学器件,建立了开孔式离子扩散的数学模型,并对求解结果进行了分析和讨论。设计了离子交换型平面集成微透镜阵列的工艺流程及具体工艺参数,并研制成功该器件且给出其光学特性参数。     

金字塔点阵夹芯结构的精细优化设计

在本文中,为了提高金字塔点阵夹芯结构的整体等效剪切强度,提出了基于芯子和面芯界面性能协调的精细优化设计思想,并对面外剪切载荷作用下的金字塔点阵夹芯结构进行了优化设计.理论分析结果表明:基于精细优化设计思想的金字塔点阵夹芯结构中,由于综合考虑了芯子强度与面芯界面强度之间的性能协调,尽管会一定程度上降低了金字塔芯子的等效剪切刚度和等效剪切强度,但由于提高了面芯界面等效剪切强度,最终提高了夹芯结构的整体等效强度.     

多孔金字塔型黑硅电极的制备及其光电性能研究

介绍了一种不需要抗反射层的多孔黑硅的制备方法.通过两步法在n-硅上合成得到具有梯度折射的多孔金字塔型表面,该表面能有效降低硅片对太阳光的反射,对可见光区太阳光的反射率可降至2.24%,因此,有利于光电转换效率的提高.I-V曲线测试表明:多孔金字塔型硅电极的最大电流密度可达0.969mA/cm2,光电转换效率为22.3%.     

多级孔结构TiO_2微球光催化剂的制备及其性能研究

采用模板-超声-水热过程,制备出了性能良好的多级结构TiO2微球。该过程的最佳工艺条件为:乙醇中水浓度为10%(V/V)n,(H2O)/n(Ti)≈5,n(Ti)/n(P123)≈46,超声作用时间为90 min,水热定型处理后煅烧温度约为400℃。采用场发射扫描电镜(FESEM)、N2吸附仪和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2微球样品进行了表征,表明该光催化材料主要为具有多级结构的TiO2微球,其比表面积达185 m2/g,晶相中锐钛型/金红石≈7∶3。样品的实际光催化效率是商业化P25催化剂的3.5倍以上,在实际废水处理领域具有较好应用前景。