飞秒激光3D打印蛋白质光子器件

蛋白质是生命活动得以进行的重要物质基础。经过长期的自然进化,多种多样的蛋白质分子结构、性质、功能独特而又千差万别,且很多都难以被人工材料所仿制和替代。近年来,人们将各种蛋白质(及衍生物)基生物材料与先进微纳加工和集成技术有机结合,以蛋白质为重要、关键乃至核心材料,实现了各种新型功能化微纳结构、器件与集成系统——这已成为蛋白质基生物材料的一个重要的前沿研究方向、应用领域和发展趋势。尤其是蛋白质(及衍生物)在微纳光/电(子)相关的多学科领域交叉性应用方兴未艾。但是,大部分微纳加工成型技术在亚微米乃至纳米精度真三维等能力上的不足或缺失,限制了蛋白质基生物材料在微纳尺度应用的进一步发展(尤其是三维光子器件与系统)。而另一方面,利用飞秒激光直写技术,人们已经成功地制备了各种器件构型的高质量二维和三维微纳光子器件。本文着重介绍利用蛋白质材基的飞秒激光直写技术。首先,以蛋白质基材料作为人工合成聚合物的环境、生物兼容理想替代材料,获得亚微米乃至纳米级精度的各种高质量二维和三维蛋白质基微纳光/电器件,较好地实现其原型功能;其次充分挖掘、利用蛋白质本征性质,赋予所制备器件新颖多样的特性与功能。最终实现在材料功能特性和器件几何构型上"双重"任意设计和可控的飞秒激光直写定制,而有助于推动其多样化的应用拓展。     

微尺度薄膜热容测试技术

微纳米薄膜材料广泛应用于微纳器件中,因此微尺度薄膜热容测试技术对于微纳器件热设计十分重要。本文介绍了一种新型的用于薄膜热容测试的自对准双层悬空膜片结构——双层悬臂梁量热计,它主要应用于薄膜材料热容测量和微结构中的近场热辐射研究。同时介绍了双层悬臂梁量热计用于薄膜热容测试的几种测试方法,包括差式扫描量热法、热延迟时间法、脉冲量热法等。     

纳米制造基础研究的相关进展

纳米制造是多学科的新型交叉研究领域。对其基础研究的深入展开可为前沿制造技术的进步提供有力支撑。在过去的20多年里，基于纳米制造的探索已展示出宽广的发展前景，并将在多个行业为社会带来巨大的经济效益。本文在简要介绍纳米制造背景、意义及应用的同时，着重描述国内外在纳米制造基础领域的研究现状，以及天津大学微纳制造实验室（MNMT）近年来所取得的研究进展。并对纳米制造基础研究进行展望。     

光子束超衍射纳米加工技术及应用基础研究

新型纳米加工技术的研究开发是目前国际上关注的热点,是纳米技术、特别是纳米器件获得应用所必须解决的重要问题之一。纳米器件尺寸小型化、结构多样化、集成高度化的发展趋势要求纳米加工技术不仅具有纳米量级的加工分辨能力,而且也能够实现包括从二维到三维复杂纳米结构的加工与器件制备。     

纳米金刚石复合涂层的应用与产业化

由上海交通大学承担的国家863纳米材料专项课题"纳米金刚石复合涂层的应用与产业化"(编号:2002AA302613)超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化.本课题采用化学气相沉积法(CVD),在硬质合金拉拔模具内孔和其他耐磨器件表面涂覆纳米金刚石复合涂层,研究得到了制备纳米金刚石涂层的成熟工艺,完成了纳米涂层结构和性能检测工作,利用纳米金刚石复合涂层技术研究开发出各种涂层拉拔模具和耐磨器件产品,解决了涂层附着力、均匀涂覆和涂层表面光洁度等关键技术问题,产品技术性能达到国际先进水平,广泛应用于电力、通讯、建材、金属加工等行业所需的拉拔模具和耐磨器件,具有广阔的市场应用前景.     

ZnO纳米线杨氏模量尺寸效应研究

材料的力学性能与其特征尺度的关系是材料科学领域关注的焦点问题之一。当材料特征尺度从宏观尺度减小到纳米尺度时,其力学性能将遵循何种规律,需要从实验和理论上寻找答案。作为纳机电系统(NEMS)重要的基本组元,一维纳米线、纳米管的力学性能表征对纳米器件的设计和制造具有重     

纳米制造科学与技术中的基础问题研究进展

纳米制造是支撑纳米技术、信息技术和生物技术走向应用的基础．是制造业发展的方向。而纳米制造科学与技术中的基础问题．则是研究纳米制造的根本。本文在概述了纳米制造的基本概念之后,详细介绍了国内外纳米制造科学与技术中基础问题的研究进展．并在最后对于纳米制造科学与技术的未来研究进行了展望。     

浅析负性显影技术

负性显影作为近年来出现的显影技术，应用于半导体器件制造的光刻工艺中，通过使用特殊的溶剂使得图像反转，能够形成高分辨率的图案，在纳米级器件的制造方面具有广阔的应用前景。     

微纳光子学基础与应用研究——第115期“双清论坛”学术综述

微纳光子学是21世纪世界主要发达国家高度重视的科学前沿,也将对未来高新技术、国家安全、绿色能源等诸多领域产生重大而深远的影响。近年来,美国、欧盟等经济和科技发达的国家及地区陆续出台针对微纳光子学的重大研发计划,我国科学界也呼吁政府尽早设立相关研究计划,加强对微纳光子学的研究。微纳光子学结合了光子学与纳米技术的前沿成果,成为21世纪国家不可或缺的关键科学和技术,我国学者在此领域已经取得了很多国际一流的研究成果。为了深入探讨微纳光子学前沿基础理论以及由此衍生的技术对未来国民经济中的先进制造业和战略资源的影响,2014年5月14—16日,国家自然科学基金委员会信息科学部、数理科学部、工程与材料科学部与政策局共同主办了主题为"微纳光子学"的第115期双清论坛,来自全国26个单位的38位专家学者应邀参加了论坛。与会专家通过充分而深入的研讨,凝练了该领域的重大关键科学问题,探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略。     

新型人工带隙材料和器件研究

光子带隙材料与器件的研究不仅有重要科学意义,而且对推动我国高新技术的发展具有战略意义。围绕新型光子人工带隙材料和器件,开展以重大需求为牵引的全链条攻关,在基础研究以及器件与应用研究方面取得突破性进展。本文以少层人工微结构光场调控和声子晶体的奇异能带调控、微小卫星用光子晶体激光器微推光源和基于非厄米共振耦合结构的新型无线电能传输系统3个典型成果为例,阐述基础研究与应用需求有机结合的全链条工作特点。     

液相微萃取的概念及应用

液相微萃取是近十几年发展起来的一种新型的样品前处理技术,集采样、萃取和浓缩几个步骤于一体,具有快速、简便、绿色环保等优势,已被广泛应用于各个领域化学分析检测的样品前处理过程。文章对液相微萃取的概念、特点、技术分支及应用进行了介绍。     

液相微萃取的概念及应用

液相微萃取是近十几年发展起来的一种新型的样品前处理技术,集采样、萃取和浓缩几个步骤于一体,具有快速、简便、绿色环保等优势,已被广泛应用于各个领域化学分析检测的样品前处理过程。文章对液相微萃取的概念、特点、技术分支及应用进行了介绍。     

面向新兴产业的微纳图形化制造技术

微纳米结构制造涉及新兴产业中的诸多领域，例如薄膜太阳能电池的纳米陷光结构（nano light—trapping），可大幅度提升光能的转换效率；     

纳米金属多层薄膜的塑性变形不稳定性及疲劳损伤机制

多层薄膜广泛应用于集成电路芯片、各种微/纳传感器及微电子机械系统中。大量的研究表明,当这些材料的几何尺寸减小到亚微米甚至纳米尺度时,会表现出诸多不同于块体材料的物理性能。特别是其力学性能已不能够完全采用传统块体材料的理论与模型进行描述与评价。因此,澄清具有纳米尺度的多层薄膜材料的力学行为及其尺度效应是目前微/纳米系统中有待解决的小尺度器件材料的可靠性问题。根据经典的Hall Petch细晶强化理论,减小材料内部的晶粒尺寸可以显著提高材料的屈服强度。为此,近年来人们通过不同的制备和加工手段获得了超细晶和纳米晶材料…     

面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器研究进展

本文对纳米科技重点专项《面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器基础研究》项目中期进展情况进行了总结。该项目针对高危有机化学品和持久性有机污染物的检测,重点开展四方面的工作,一是研究纳米结构材料与待测目标物的相互作用及敏感机制,为传感器的研究提供敏感材料;二是研究纳米材料表面功能化与富集分离工作机制,为传感器的研究提供特异性富集分离材料;三是研究敏感信号转换机制及超高灵敏检测方法,为传感器的研究提供设计和制造基础;四是综合上述三方面的研究成果,重点研制针对六六六、汞、TNT和沙林等的高性能现场快速检测传感器,并对传感器进行应用示范。经过两年的努力,项目提出了5种纳米敏感结构构筑新方法,实现了纳米敏感结构阵列的大面积构筑;通过纳米结构表面修饰与异质包覆,实现了选择性敏感效应;发展了系列阶层多孔纳米材料的功能化制备以及毒性甄别方法;硅纳米线实现了三维可控批量制造;提出了高能效下沉式三维微加热器结构;在硅纳米线上实现了多种基团分子的简单、可控修饰;初步形成了传感器制造平台方案,研制出原型传感器,确定了示范应用方案。     

“纳米材料绿色印刷制版技术”及其发展历程

纳米材料绿色印刷制版技术(下称“纳米绿色制版技术”)是近年来新兴的绿色环保印刷技术，纳米材料绿色制版技术具有非感光、无污染、低成本、工艺简捷的特点，堪称“印刷业的革新”。文章介绍了纳米材料绿色制版技术的概念特点、发展现状及其应用前景。     

基于肿瘤微环境调控的纳米药物研究

肝癌、胰腺癌等恶性肿瘤是危害我国人民健康的重大疾病,发展有效的治疗手段极为迫切。肿瘤微环境是肿瘤发生、发展和转移的"土壤",调控肿瘤微环境可改善肿瘤恶性表型,抑制其发展与转移,是肿瘤治疗新策略的突破口。利用纳米技术,发展调控肿瘤微环境的纳米药物,在改善肿瘤微环境的基础上增强抗肿瘤效果,将成为抗肿瘤基础研究和新药研发领域竞争的新的制高点。本项目将根据肿瘤微环境的特点,拟通过精准自组装、微纳加工、纳米特性控制、多价态递送等多种技术手段,发展纳米药物先进制备技术和调控肿瘤微环境的纳米技术新策略;同时,在纳米药物调控肿瘤微环境的机制研究的基础上,结合纳米药物在肿瘤微环境中的转运、代谢的创新方法研究,实施纳米药物和免疫微环境干预等联合治疗策略,以实现对肿瘤细胞外基质重塑、细胞内在信号调节和细胞外在信号调控,干预肿瘤免疫微环境,实施肿瘤干细胞靶向,从而实现项目关于发展基于肿瘤微环境调控的纳米药物及临床转化的总体目标。     

生产方式绿色化的哲学意蕴与时代价值

当今世界,工业文明已经到了发展的顶峰,工业文明发展的困境日趋明显,新型工业化的发展转型已成为不可阻扰的发展方向。绿色生产成为工业生产的一大标志,由此传统工业的生产方式也需要转变,生产方式绿色化俨然已是生产方式转变的必然。生产方式绿色化是生态文明发展的支撑,是新型工业化转型的时代要求。不论是西方"第三次工业革命"还是"中国制造2025"都不约而同地选择通过绿色化的生产方式实现本国的工业转型。创新是生产方式转变的动力,是生产方式发展的抓手,要实现生产方式绿色化就必须要通过绿色技术创新来实现。通过绿色技术创新带来生产方式绿色化,有利于推进世界新型工业化转型,托起生态文明新时代。     

基于卫星重力场的数据同化及其在水循环研究中的应用

“一代材料，一代器件，一代技术”。新型晶体材料及器件是激光器技术及设备更新的源泉。只有不断发展新型的激光材料，提升现有激光材料的性能，才能够持续推动激光整个行业链向前发展。通过本课题的实施，为全固态激光技术提供了自主开发、性能更好的新型晶体材料和器件，有望推动新型和更高性能激光器设备的更新，从而满足高端科学研究、工业和社会对国产新型激光设备的迫切需求。围绕本课题的核心目标，课题组按照任务书计划，分别在先进激光材料和人工晶体的关键工艺、批量生产与应用、产业化发展等领域开展研究工作。     

一维ZnO纳米结构的表面发光机理及调控研究

ZnO是一种宽禁带半导体材料,在紫外及紫蓝光发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等光电器件方面具有很大的潜在应用前景.近年来,纳米ZnO材料因其突出的光电性能、丰富的结构形态以及易于生长等特点,成为纳米发光材料与器件研究中新的热点.