微纳制造、微流控及生物介观仿真

首先解释了生物介观仿真的重要性,然后简要介绍了生物介观仿真的两个基本方法,即微纳制造和微流控技术,并描述了将这两种技术应用于生物介观仿真的几个例子。鉴于生命科学中各学科领域的飞速发展,相信发展以微纳制造和微流控技术为基础的介观仿真工程对基础和应用研究都会有很大的推动。     

微机械及其制造加工技术

介绍了微机械的概念及其特点，着重介绍了目前微机械的加工技术。     

磁场驱动柔性微纳机器人研究进展

 磁场驱动微纳机器人无需化学燃料,因而可以在水、血浆、组织液等多种液体环境中使用。它可以在生物体内进行无损伤远程调控,并易于进行运动控制,这些特点使得它在医疗领域具有广泛的应用前景。微纳机器人尺寸极小,处于低雷诺数环境中,需要克服高黏性力实现运动。磁场驱动微纳机器人有表面型、螺旋型和柔性驱动型3种。柔性的磁场驱动机器人通过外界磁场力产生周期性变形,在低雷诺数环境中实现推进,与微生物的推进方式类似,具有推进效率高、对磁场强度要求低的优点。本文综述了磁场驱动柔性微纳机器人的制备、驱动方式、运动性能和运动控制性能研究进展。     

仿Morpho蝶翅微纳结构制备及其光学特性

以Morpho Rhetenor蝴蝶鳞翅为研究对象,采用光学显微镜和电子显微镜对其蝶翅表面结构进行分析,提出一种易于操作、成本低的仿蝶翅微纳结构制备方法.以Morpho Rhetenor鳞片为生物模板,采用磁控溅射技术,借助烧结成型工艺,制备出仿蝶翅结构的Al2O3和ZnO反结构产物.再采用Rsoft软件对蝶翅结构及蝶翅样本的Al2O3和ZnO遗态结构进行光学仿真模拟,与实测的蝶翅样本反射谱进行比较.研究表明:仿真结果与所制备出的仿蝶翅微纳结构颜色及用低温原子层沉积工艺、溶胶凝胶等方法得到的结果较为近似,从而印证了该工艺的可行性,也为仿生微纳结构的制备及其应用提供了一条具有参考性的途径.     

微槽群结构对微纳复合表面汽泡周期的影响

将涂有250 nm钛纳米涂层,且具有不同微尺度结构的微槽群竖直放置,采用高速摄影技术对热沉中的汽泡周期进行可视化研究.研究结果表明：当热流密度较小时,汽泡周期随着微槽深宽比的增加而减小;随热流密度的增大,汽泡周期逐渐减小;微尺度效应对汽泡周期的影响随着热流密度的增加而减弱.     

微纳米加工技术

无论是集成电路技术,还是微系统技术或纳米技术,其共同特征是功能结构的尺寸在微米或纳米范围,因此可以统称为微纳米技术。功能结构的微纳米化带来的不仅仅是能源与原材料的节省,而且导致多功能的高度集成和生产成本的大大降低。微纳米技术依赖于微纳米尺度的功能结构与器件。实现功能结构微纳米化的基础是先进的微纳米加工技术。本书作者力求全面介绍微纳米加工方面的各种技术,并且介绍了微纳米加工技术的最新进展。     

微沟槽周期结构表面的磁性复合流体微纳光整研究及实验教学装置应用

针对磁性复合流体黏度可控的特性,研究一种微纳沟槽表面可控抛光加工方法及工艺,实现低成本、可控微纳结构表面加工技术,并将其应用于微纳加工实验教学。采用磁性复合流体作为抛光液,设计端面式和圆周面式两种磁性复合流体抛光机构;根据周期性微米级沟槽表面结构特点,采用圆周面式磁性复合流体抛光机构进行微结构表面抛光加工实验;设计加工工艺,通过实验对比微沟槽周期结构表面加工效果,验证了实验装置及微结构可控抛光加工方法的有效性,实现微沟槽周期结构表面材料可控去除加工。该装置结构紧凑,使用与维护成本低,有效填补面向机械专业制造类课程的微纳加工实验教学装置技术空白。     

激光先进制造专题·编者按

由于激光突出的单色性、高亮度、高方向性和相干性等特点,经过多年的研宄发展,激光先进制造技术经历了以激光打标、激光表面处理、激光切割、激光打孔和激光焊接等为代表的激光宏观制造技术,以激光精密切割、激光精密钻孔和激光烧蚀等为代表的激光微细加工技术,和以激光制备纳米颗粒、激光诱导表面微纳米结构、干涉光刻和近场纳米制造为代表的激光微纳加工技术等多个发展阶段,覆盖了从毫米到纳米的不同加工尺度,在现代先进制造业中发挥着越来越重要和广泛的作用.     

微纳结构硅在锂离子电池中的研究现状

近年来,随着人们对能量需求的日益增大,已商业化应用的石墨电极已经很难满足高性能电子产品对高能量密度的需求,因此发展高能量密度的锂离子电池显得尤为重要。在已研究的先进材料中,硅已被证明存在巨大的储能潜力,其理论比容量（约4 200 mA·h·g^-1）远高于已商业化应用的石墨类电极材料。对锂离子电池中硅电极材料的微纳结构、制备方法、电化学性能及相关机理进行了总结,目的是研究不同结构的硅电极材料对电池性能的影响,以找到性能较为优异的硅电极结构。结果表明,在已被研究的硅基复合材料中,核壳结构和多壁纳米管结构硅电极材料在电化学性能方面均体现出了明显的优势。最后简要分析了硅基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

硅基微纳结构薄膜中全向光吸收效应

研究了一种由硅基光子晶体与金属复合微纳结构薄膜中的全向光吸收效应。与完整的硅/金属复合薄膜进行比较研究发现,在硅薄膜厚度相同的条件下硅基微纳结构薄膜能够使吸光度提高近70%。此外,结果显示这种光吸收增强效应对入射角度的变化不敏感。在以0°~60°角度入射的情况下,硅微纳结构薄膜都能够具备接近100%的光吸收。通过对能带以及场构型分析可以发现,这种现象产生的原因归结于金属平板与截断光子晶体中特殊的边界陷光效应和六角晶格的全向带隙。     

球形花状ZnO微-纳分级结构的制备及其光电化学性能

文章采用一种热蒸发的方法在镀有Zn膜的掺F的SnO2(FTO)导电玻璃上制备出球形花状ZnO微-纳米分级结构,利用SEM、XRD、PL等手段对球形微-纳米结构的形貌、成分和发光性能进行了分析。分析结果表明,球形花状六方纤锌矿ZnO微-纳米分级结构具有表面多孔特征,有利于染料的吸收。球形花状ZnO微-纳米结构存在近带边发射的近紫外发光(402nm)和来自于深能级缺陷的可见发光(460nm和500nm)。将所制备的样品作为光阳极组装成染料敏化太阳能电池(DSSC),该电池的转换效率η=0.67%,比以纳米棒、树枝状纳米结构、纳米梳作为光阳极材料的DSSC的转换效率要高,但是整体转换效率不高,这是由于晶体内部较多缺陷引起的。     

木材-废弃塑料复合材的制造工艺与无损检测

对木材-废弃塑料复合材的制造工艺进行了研究,并探讨了利用无损检测方法对其动态杨氏模量进行检测的可行性。研究发现,木材-废弃塑料复合材可以在155℃、1MPa和7min的热压条件下制得,其动态杨氏模量可以由无损检测方法测量。利用纵波传播法测得的动态杨氏模量值大于纵向共振法和弯曲振动法测得的结果;利用面内弯曲振动法测得的动态杨氏模量值小于面外弯曲振动法测得的结果。     

微系统制造中的3维微成形技术

该文提出了微系统的定义，指出了它区别于宏系统、微电子系统的特点及这些特点对微成形技术的影响。分析了作为现阶段微系统主流制造技术的微电子IC工艺的优缺点；评述了UGA、DRIE、微浮雕、RPM4种3维微成形法；指出了如何将其组合以适应微光学系统、微流体系统、微机构等商品化的配套需要；提出了微系统中值得研究的若干课题群。     

复分解法制备硝酸羟胺的工艺研究

该文讨论了反应物的料比、反应时间和反应温度对复分解法制备硝酸羟胺(HAN)反应的影响,研究了蒸馏温度和真空度对硝酸羟胺稀溶液浓缩过程的影响,给出了硝酸羟胺含量的定量分析方法。     

基于逆向工程的快速模具制造

以洗发水瓶作为实物，通过数字化扫描、CAD建模、模拟加工、生成NC程序，在数控机床上加工出洗发水瓶模具的阴模和阳模等过程。详细分析了逆向工程在快速模具制造中的应用技术，并对其中的关键技术（包括产品建模和数字化扫描技术），作了进一步的分析和研究，该项技术可以大大缩短新产品的上市周期，提高产品开发质量，对快速响应市场产生显著效果。     

注塑模具的计算机辅助制造

本文叙述了在注塑模CAD/CAM系统HSC1.0中从CAD到CAM一体化的方法.由于直接从CAD所得几何模型来生成CAM所需的加工模型,避免了因采用数控编程语言所做的重复性的工作.     

连续油管国产化技术研究新进展

概述了连续油管的发展及其在国内的应用情况,提出了连续油管国产化的工艺方案、存在的问题及解决办法,指出连续油管国产化时机已经成熟并切实可行。     

柔性制造系统多功能通用仿真系统的开发

针对大多数柔性制造系统(FMS)仿真系统功能单一、应用范围狭窄的问题，运用面向对象的方法设计并实现了一种可以仿真多种类型FMS的多功能通用仿真系统．在此系统上，可以任意配置车间内的资源、加工任意工艺流程的工件、灵活选取多种调度算法和实时控制策略，并提供多种用于分析仿真结果的工具，为研究车间配置方案的合理性、各种调度算法和策略的有效性提供了良好的环境，文中详细介绍了设备类库的设计、各个设备对象协作完成Jobshop车间仿真的方法和实现通用性的组态技术。     

20世纪30年代的佛慈药厂与中药西制

20世纪20年代末创建的上海佛慈药厂是中药西制的开创者之一,数十年来一直致力于此。作者分析了中药西制出现的时代背景,记述了佛慈药厂的成立过程、主要工作以及所产生的社会影响,并由此引出了对中药科学化的一点思考。