超顺排碳纳米管阵列、薄膜、长线——通向应用之路

碳纳米管阵列是一种通过自组织形成的有序碳纳米管集体,其中的碳纳米管垂直于基底排列起来.超顺排碳纳米管阵列是一种特殊的碳纳米管阵列,其独特之处在于可以直接抽出连续的碳纳米管薄膜.该碳管薄膜仅有几十纳米厚,既透明又导电,其中的碳管沿抽拉方向平行排列.如果让拉出的薄膜通过一挥发性溶剂,或者采用边拉边绞的方式,该碳管薄膜又可以收缩成长线.该收缩后的长线具有高的力学强度和杨氏模量,是电的良导体.这些连续的薄膜和长线,将纳米级的碳管变成宏观可操控的客体,将碳纳米管优异的物理化学性质带到各种宏观应用,打开了一条从纳米世界通向宏观应用之路.该文将介绍超顺排碳纳米管在宏观尺度的应用和基于超顺排碳纳米管的产品,如高分辨透射电子显微镜用碳纳米管微栅,透明柔性可拉伸的碳纳米管薄膜扬声器,碳纳米管触摸屏等.     

超声电机学概况

电超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应,通过输入电信号在电机的定子表面激起超声振动,并由定子驱动转子运动的新型电机。它是1973年提出设想,1982年获得成功定型的。在超声电机的研制方面,日本一直处于领先地位,他们研究的部分电机在90年代已投入规模生产。美国正在加大投入,追赶日本。我国对此已有10年的研究历程,初步形成若干个研究实体。超声电机主要分行波型与驻波型两种。目前正向着微型化、大扭矩、多自由度、新驱动方式的方向发展,并引起各国的广泛重视。     

1 mm圆柱式超声电机的研制及在OCT内窥镜中的应用

介绍了一种用压电柱作为定子的微型超声电机. 这种超声微电机的直径1 mm, 长5 mm, 重量36 mg. 一端固定的电机其共振频率是32 kHz, 两端自由的是83 kHz. 在压电柱的表面均匀分割出四个电极, 电极的间隔经过了优化设计. 采用弯曲振动模式, 该电机转速1800 r/min, 堵转力炬达到4 μN·m, 能承受350 V_pp的驱动电压. 该电机已用于OCT内窥镜样机中, 驱动一个光学棱镜进行环向扫描, 得到了塑料管和葱管内部的层析成像图, 并且得到微米数量级的分辨率.