微生物细胞热分解法磁性化研究

生物约束成型技术是把微生物学、材料学、制造学等有机紧密结合产生的一种制备具有多样形状磁性或导电微颗粒的新技术．本文探讨热分解法生物约束成形技术的可行性，以尺寸在微米级天然具有螺旋形体的螺旋藻的细胞为模板，根据五羰基铁受热分解的原理，研究在其表面包覆纯铁的工艺，并通过光学显微镜、扫描电镜、电子能谱、透射电镜、X射线衍射对颗粒形态、表层成分、相结构进行观察与分析．结果表明，在螺旋藻细胞经热分解五羰基铁包覆处理后，表面有一层铁颗粒沉积；其螺旋形体保持良好，得到的单体表面磁性层厚度、成分基本均匀；文中试验条件下，螺旋形羰基铁颗粒经700℃热处理后变为α-Fe；还探讨了微生物细胞热分解法金属化工艺过程的物理化学反应机理．     

基于硅藻微纳结构的生物制造

硅藻壳体(细胞壁)具有独特的微纳米结构,是一种新兴的生物功能材料.现有研究多直接利用硅藻壳体原有结构,使硅藻器件功能范围窄、结构规模单一.本文从制造角度介绍硅藻壳体的形体、材质特性与结构,结合最新研究报道论述对壳体进行结构提取与微加工、改质处理、与器件的装配连接、排列定位与组装的方法与技术可行性,目的是拓展壳体的功能,满足更多微器件的设计要求.最后以基于硅藻的生物检测器件和光敏染料太阳能电池为例,展示硅藻微器件应用的潜力,展望基于硅藻的生物制造技术发展.     

柔性导轨制孔机器人及变刚度技术研究现状

柔性导轨制孔机器人属于轻型自主移动式制孔设备当中的典型代表,具有小型化、成本低等特点,引起了国内外飞机制造厂商的重点关注。然而,由于导轨柔性不足,限制了其应用范围,只适合于飞机大部件、小曲率表面的制孔和装配。为解决此问题,扩大其应用范围,本文对柔性导轨制孔机器人、变刚度技术进行了综述,创新性的提出了变刚度柔性导轨技术与导轨制孔机器人技术相结合的方案。     

基于铁细菌的铁氧体制备及其性能

利用自分离培养的球衣菌和生盘纤发菌(ATCC43182)的生长特性, 尝试铁氧化物、铁锰氧化物的生物制造. 光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、振动磁强计(VSM)分别对制得样品的微观形貌、化学成分、晶相结构、静磁特性进行表征, 结果显示成功制得纤维状Fe₂O₃, 其平均长径比超过50; 制得饱和磁化强度达到25 emu/g, 矫顽力为10 Oe的软磁锰铁氧体.     

超声振动加工电源的研究进展

综述了超声电源的基本结构和发展历史,并从硬件上分析了超声电源的各种结构和不同控制方式的优缺点。进一步讨论了超声电源系统中频率自动跟踪、功率自动调节和阻抗匹配三项关键技术的实现及其优劣,并指出改善超声电源性能的具体措施。结合当前技术的发展以及超声振动加工的需求,指出超声电源的发展趋势及其设计思路。     

微生物细胞电镀磁性金属化研究

本文以钝顶螺旋藻细胞为模板,通过电镀工艺在其表面沉积磁性合金来制造螺旋形磁性微粒,对微生物细胞电镀磁性金属化工艺进行研究.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计等对电镀磁性化后螺旋藻的细胞形态、表层成分、相结构及静磁性能进行观察与分析.结果表明螺旋藻细胞经电镀处理后表面包覆上一层不含非金属相的铁磁性材料,实现了微生物细胞电镀磁性金属化,这为生物约束成形技术提供了新工艺.在金属化过程中,微生物形体保持良好,细胞表面镀层厚度均匀,镀层为面心立方结构的NiFe合金,颗粒具有软磁特性.此外,对微生物细胞电镀磁性金属化工艺过程的电化学反应机理进行了分析,表明NiFe合金在微生物表面的沉积为异常共沉积.     

微生物细胞溶胶-凝胶法磁性化研究

以微生物细胞为模板可制备具有多样形状的磁性或导电微颗粒．本文探讨微生物细胞溶胶一凝胶法磁性化的可行性，以尺寸在微米级的具有天然螺旋形体的微生物材料螺旋藻的细胞为模板进行细胞溶胶．凝胶法包覆磁性材料铁氧体的工艺研究，并通过光学显微镜、扫描电镜、电子能谱、透射电镜、X射线衍射对其细胞形态、表层成分、相结构进行观察与分析．结果表明，螺旋藻细胞经溶胶．凝胶处理后表面能包覆上铁氧体材料；其天然螺旋形体可保持良好，得到的单体表面磁性层厚度、成分基本均匀，在文中试验条件下，细胞表层铁氧体为立方尖晶石结构的Fe3O4；还可观察到细胞内部有纳米颗粒产生，同时细胞间横壁也有沉积．还探讨了微生物细胞溶胶．凝胶法磁性化工艺过程的物理化学反应机理．     

微生物细胞磁性金属化研究

使用蜡状芽孢杆菌细胞为模板, 为生物约束成形加工制备了磁性单体, 对化学镀液、镀层磁性、菌体磁场行为等进行了研究. 结果表明镍硼、镍磷、钴镍磷及钴磷化学镀层磁性依次增强. 对蜡状芽孢杆菌沉积钴镍磷镀层实现了菌体磁性金属化, 镀层具有亚铁磁性, 为晶态及非晶态混合结构. 在金属化工艺过程中, 采用机械搅拌并加分散剂的方法解决了菌体聚集导致的菌体间镀层差别及粘连问题. 用磁场操作液体中的分散金属化菌体, 实现了单菌体间的平行排列, 并可随磁场改变方向.     

微生物细胞金属化工艺研究

为生物约束成形加工制备单体, 对微生物材料固囊酵母菌和蜡状芽孢杆菌细胞的化学镀镍磷工艺、细胞形态、镀层成分和相结构进行了研究. 结果表明细胞壁厚的固囊酵母菌金属化后不破裂、不变形；蜡状芽孢杆菌在适当镀层厚度下仍能保持原来形状；镍磷镀层成分及厚度均匀, 为非晶态结构. 还探讨了菌体金属化工艺过程的化学反应机理.