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超亲水疏油材料的制备及其油水分离性能 下载:29 浏览:334

李孝建1 张海军1 李赛赛1 张俊1 贾全利2 张少伟1 《应用化学学报》 2020年10期

摘要:
含油污水的随意排放对海洋、沿海周边环境以及人类健康造成了严重的影响。传统的油水分离方法易造成环境二次污染,同时也是对有限资源的一种损耗。因此,如何高效环保地解决含油污水问题具有重要意义。物理过滤/吸附法被认为是一种高效环保的分离方法,基于仿生学原理,许多可用于物理选择性分离的超亲油疏水和超亲水疏油材料被制备出来。超亲油疏水材料易被油污染,重复利用率低;相比之下,超亲水疏油材料具有自清洁性且重复利用率高,在油水分离方面具有广阔的应用前景。根据基底材料的选择不同,本文综述了金属基以及高分子基超亲水疏油材料的研究现状,总结了其优缺点,并对今后超亲水疏油材料的研究方向和重点进行了展望。

微纳尺度下激光聚焦的探究 下载:85 浏览:321

张国宇 魏华 《物理进展》 2020年4期

摘要:
随着现代科技的发展,各种元器件的尺度已经缩小到微米甚至纳米量级。常见的纳米器件都具有纳米尺寸的维度,例如量子点、纳米薄膜、纳米线等。在各种需要激光参与的微纳光学实验中,我们要求激光的光斑尺度能与纳米线的直径相当。本文以纳米线为例,探讨激光聚焦以及激光光斑大小的调节,如何利用高倍镜对激光进行聚焦进而能够让普通的激光光斑缩小到微纳尺寸。本文首先介绍了光学短焦透镜对激光的汇聚作用和激光聚焦前后的光斑特点,然后通过对光路的设计与重新调整,使得波长为532nm的激光聚焦在直径约为200nm的区域。

微纳结构柔性压力传感器的制备及应用 下载:63 浏览:416

熊耀旭1,2 胡友根1 朱朋莉1 孙蓉1 汪正平3 《应用化学学报》 2019年10期

摘要:
柔性压力传感器是一种能够感知或监测外界压力变化的柔性电子器件,具备灵敏度高、形变灵活、制备工艺简单等特点,在可穿戴式电子产品、健康医疗、软体机器人、人机交互等新兴领域具有广泛而重要的应用。灵敏度、检测极限、响应时间与循环工作稳定性是柔性压力传感的核心性能指标,微纳结构的引入对提高柔性压力传感器综合性能具有重要作用。本文根据微纳结构的主要类型介绍了基于微纳结构的柔性压力传感器的最新研究进展,包括各种不同形貌微纳结构对柔性压力传感器性能的影响及其在柔性压力传感器中的应用,并对柔性压力传感器未来的发展提出展望。

双子微纳飞行器质量特性测试及质心控制技术研究 下载:63 浏览:234

杨自鹏1 刘敏2 张群1 唐颀1 安荣涛2 《中国航空航天科学》 2019年4期

摘要:
在利用测量设备和Creo建模工具获取双子微纳飞行器各控制剖面质量特性的基础上,充分借鉴传统的配平方法,优化配重方案,实现配重质量轻量化,对各飞行状态质心偏移量进行优化控制,同时获取精确质量特性数据,从而降低对控制力矩的要求和姿态控制难度。

微纳米马达在药物递送中的应用 下载:57 浏览:426

苏沛锋 吴鸿鑫 陈永明 彭飞 《应用化学学报》 2019年3期

摘要:
受到自然界中高效生物马达的启发,研究人员提出了人工微纳米马达的概念,即人工微纳米动力装置。目前,通过结合化学与其他交叉学科的先进技术,研究人员已制备出具有不同结构、驱动方式以及控制方式的人工微纳米马达。这些微纳米马达在传感、环境治理、生物医用等方面展现出广阔的应用前景。其中,药物递送是生物医用领域的重要方向。在这一方面,利用微纳米马达可以实现药物的有效递送,给癌症等疾病的治疗带来新的可能。本文将针对用于药物递送的微纳米马达的驱动机理、基本结构、运动控制这几个方面进行综述,首先介绍了马达的运动机理,其驱动机理可分为自场驱动和外场驱动;其次,分别介绍了可用于药物递送的微纳米马达的结构,主要包括聚合物囊泡、空心管、纳米线等;为了实现精准有效的药物递送,微纳米马达的可控运动非常重要,本文将具体阐述微纳米马达的开-关控制、方向控制和速度控制。最后,分析了药物递送微纳米马达的研究现状,并对本领域的未来方向进行了展望。

“微纳结构”钛酸锂微球结构对储锂性能影响 下载:80 浏览:501

王瑨1 谢皎1 廖晓东1 赵朔2 《中国电气工程》 2018年9期

摘要:
以钛酸丁酯和氢氧化锂为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵辅助水热然后在500℃下煅烧的方法合成颗粒直径约为4μm的"微纳结构"钛酸锂微球(LTOS);通过改变煅烧时间调控LTOS的孔结构和初级晶粒尺寸,并研究LTOS微观结构与其电化学性能之间的关系。结果表明:煅烧时间延长,LTOS的比表面积和介孔孔容均增加,当煅烧时间超过8 h时,LTOS的棒状初级晶粒才开始出现明显长大;当煅烧时间为8 h时,LTOS的初级晶粒尺寸约为50 nm,比表面积为82 m2/g,总孔容为0. 598 cm3/g,其在5C充放电倍率下的可逆容量为189 mAh/g,经500次循环后可逆容量仍为169 mAh/g,当放电倍率达50C时可逆容量仍达158 mAh/g,表现出良好的循环性能和倍率特性。

聚甲基丙烯酸甲酯纳米发泡材料的制备:胶束尺寸对发泡行为的影响 下载:89 浏览:467

郑晓平1 王璠1 吴志昂1 龚莉雯1 包锦标1 王市伟2 《新材料》 2019年7期

摘要:
采用超临界二氧化碳固态发泡法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米发泡材料,通过添加两嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA/PS-b-PMMA)来调控共混物的胶束尺寸,系统研究胶束尺寸对发泡行为的影响。首先,根据嵌段"自组装"的特性,通过控制嵌段质量比制备出不同胶束尺寸的原始样品。通过透射电镜(TEM)观察可知,胶束尺寸随嵌段质量比增加而变大。其次,利用扫描电镜(SEM)探索了胶束尺寸对其发泡行为的影响。结果表明,胶束尺寸对泡孔形貌有显著影响,胶束尺寸过小反而会导致大小孔形貌出现,只有当胶束尺寸与泡孔尺寸为一个数量级时,才能得到均匀分布的泡孔;此外,研究还发现增大胶束含量有助于得到倍率高且泡孔均匀的纳米孔径发泡材料。

贵金属纳米颗粒-二维过渡金属硫化物复合纳米结构:制备技术与光电性能综述 下载:85 浏览:443

吴治涌1 水世显1 张显1 杨鹏1,2,3 万艳芬1,2,3 《新材料》 2019年5期

摘要:
过渡金属硫化物是由过渡金属元素和硫族元素构成,结构通式为MX2,其中M和X分别代表过渡金属和硫族元素。与石墨烯类似,过渡金属硫化物也是二维层状材料,层内由共价键键合形成六角网状结构,层间由范德华力相互作用堆积而成。然而,纯的石墨烯的零带隙限制了其在大多数电子和光电子上的应用。相反,已有研究表明,MoS2由块体材料厚度逐渐减小为单层材料时,其能带结构由间接带隙转变为直接带隙。同样,电子输运测试结果表明,二维过渡金属硫化物具有高的载流子迁移率、大的开关比等。但是二维过渡金属硫化物光吸收及光发射强度低,在很大程度上限制了该材料在光电领域的应用。为了突破二维过渡金属硫化物自身光吸收和光发射强度低的局限性,科研工作者将贵金属纳米颗粒独特的等离激元共振效应作为激发泵浦,增强二维过渡金属硫化物的光致发光效率,使贵金属纳米颗粒-二维过渡金属硫化物复合纳米结构展现出独特的光学性能和电学性能,为其在光学、生物、存储、电学以及催化等领域的应用开辟了新的道路。目前,对贵金属纳米颗粒-二维过渡金属硫化物复合纳米结构的研究,主要集中在利用贵金属纳米球、纳米棒、纳米岛、纳米盘、纳米天线、纳米核壳等结构对光进行汇聚,激发贵金属纳米结构中的表面等离激元,再将能量转移给二维过渡金属硫化物,进而在其中产生高强度的光吸收和光发射,对其光学特性产生明显的调制作用,并研究该复合纳米结构的光致发光和光生电流的增强特性。前期报道中主要采用电子束刻蚀、旋涂、浸润等方法来构筑复合纳米结构,但以上方法构筑的复合纳米结构中贵金属纳米颗粒沉积位置不可控,无序的纳米颗粒易在过渡金属硫化物的边缘和缺陷位置沉积,导致基面位置纳米颗粒厚度不均匀,这就在一定程度上限制了该复合纳米结构的应用。另外,当前关于贵金属纳米颗粒的形貌、尺寸、排列方式及间距等结构参数对复合纳米结构光电性能的影响的研究较少。本文综述了几种贵金属纳米颗粒-二维过渡金属硫化物复合纳米结构的构筑方法,并综合对比了不同构筑方法的利弊,评述了其光致发光和光生电流强度的改变,最后结合本课题组的研究工作展望了贵金属纳米颗粒-二维过渡金属硫化物复合纳米结构的发展前景。

基于拉曼热测量技术的铜基复合物法兰GaN基晶体管的热阻分析 下载:59 浏览:445

刘康1 孙华锐1,2 《现代物理学报》 2020年3期

摘要:
采用拉曼热测量技术结合有限元热仿真模型,分析比较新型铜/石墨复合物法兰封装与传统铜钼法兰封装的GaN器件的结温与热阻,发现前者的整体热阻比铜钼法兰器件的整体热阻低18.7%,器件内部各层材料的温度分布显示铜/石墨复合物法兰在器件中的热阻占比相比铜钼法兰在器件中的热阻占比低13%,这证明使用高热导率铜/石墨复合物法兰封装提高GaN器件热扩散性能的有效性.通过对两种GaN器件热阻占比的测量与分析,发现除了封装法兰以外,热阻占比最高的是GaN外延与衬底材料之间的界面热阻,降低界面热阻是进一步提高器件热性能的关键.同时,详细阐述了使用拉曼光热技术测量GaN器件结温和热阻的原理和过程,展示了拉曼光热技术作为一种GaN器件热特性表征方法的有效性.

特殊润湿性油水分离材料的开发与研究 下载:91 浏览:506

曾新娟1 王丽2 皮丕辉1 程江1 文秀芳1 钱宇1 《应用化学学报》 2018年1期

摘要:
随着工业的发展,油水污染日渐严重,特别是石油的泄露、有机化学品的排放对生态环境造成了难以挽救的损害。因此,开发新型高效的油水分离材料与技术是一个极为重要的任务。特殊润湿性油水分离材料的出现,为科研人员指明了道路。本文以用于油水分离的特殊润湿性材料为研究体系;首先,对具有特殊润湿性油水分离材料的基本理论和设计理念进行分析;然后介绍了通过调控材料表面的微观结构和表面化学组成制备特殊润湿性材料实现不同的油水分离效果的研究进展,并且尝试从微纳米尺度上揭示特殊润湿性材料的特征,形成从微纳米尺度上揭示油水分离用材料化学品结构特征的技术基础。最后指出了目前在油水分离用功能材料化学品这一领域存在的一些问题,并对这一领域的发展趋势进行展望。

通过光致还原调制氧化石墨烯寿命并用于微纳图形制备 下载:62 浏览:465

乔志星1,2 秦成兵1,2 贺文君1,2 弓亚妮1,2 张晓荣1,2 张国峰1,2 陈瑞云1,2 高岩1,2 肖连团1,2 贾锁堂1,2 《现代物理学报》 2019年7期

摘要:
氧化石墨烯因其宽带可调谐的荧光发射特性已被广泛应用于荧光成像、金属离子高灵敏检测和光电器件的制备.相比于荧光强度,氧化石墨烯荧光寿命不受材料厚度和激发功率的影响,具有更为稳定和均一的特性.本文研究了在激光还原过程中氧化石墨烯荧光寿命逐渐减小的变化行为,发现了长寿命sp3杂化结构向短寿命sp2杂化结构的转变.通过精确控制还原时间,结合激光直写技术,在单层氧化石墨烯薄膜上实现了二维码、条形码、图形和数字等微纳图形的制备,还在多层氧化石墨烯薄膜结构上获得了多寿命多层微纳图形.这种微纳图形的制备具有灵活无掩膜、高对比和多模式的特点,可用于高密度光学存储、信息显示和光电器件制备等诸多领域.

石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究 下载:55 浏览:365

张忠强1,2,3 李冲1 刘汉伦1 葛道晗1 程广贵1 丁建宁1,2 《现代物理学报》 2019年4期

摘要:
采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据.

凹槽铜基底表面与单层石墨烯的相互作用特性研究 下载:46 浏览:414

张忠强1,2,3 贾毓瑕1 郭新峰1 葛道晗1 程广贵1 丁建宁1,2 《现代物理学报》 2019年3期

摘要:
基于石墨烯二维材料的诸多应用需要将其大面积、高质量地转移到目标基底上,迫切需要了解石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性.本文采用经典分子动力学方法探索了铜基底表面凹槽的几何特征尺寸对石墨烯吸附和剥离过程中凹槽基底对石墨烯吸附作用的影响机理和规律.结果表明:对于固定边界条件下的单层石墨烯,当基底表面的凹槽宽度固定不变时,吸附过程中基底对石墨烯的吸附力随二者间距的减小,呈现先增大后减小的趋势;其最大吸附力随凹槽深度的增加而增大,而当凹槽深度继续增大至石墨烯未能吸附进入凹槽底部的临界值时,吸附力迅速减小;剥离过程中,石墨烯完全剥离的临界作用力随凹槽深度的增加同样呈现先增大后减小的趋势,且与剥离前石墨烯与凹槽基底的相互作用面积有关;当基底表面凹槽的深度固定不变时,吸附和剥离过程中石墨烯-基底之间的吸附力随间距的变化规律取决于石墨烯在基底凹槽处的稳态吸附构型.

嵌入式三色光变器设计 下载:68 浏览:376

徐平唐少拓袁霞黄海漩杨拓罗统政喻珺 《现代物理学报》 2018年11期

摘要:
为解决目前亚波长二元矩形结构在光学防伪应用方面存在的防伪性能有待提升、制作困难导致性能劣化等问题,提出正弦结构等效矩形结构实现基于嵌入式亚波长一维单周期正弦结构的三色光变器.模拟仿真表明,亚波长正弦结构与原亚波长矩形结构性能相似,可获得优越的三色变换功能.当自然光以45°角入射时,可在方位角0°,58°,90°分别获得相应的蓝光、绿光、红光三色反射峰,反射率分别达到90%,89%,100%.分析并提出了该器件周期、槽深、膜厚以及入射角变化对反射峰的影响规律,探索了运用无掩模的双光束干涉曝光法制作母版的实验过程.提出的正弦结构三色光变器实现了方位角调节的高衍射效率自然光三色光变效果,突破了目前两色光变防伪的局限,同时降低了制作难度,可用通用的全息生产技术制作光栅结构,在光变图像防伪领域有重要应用.

等效零折射率材料微腔中均匀化腔场作用下的简正模劈裂现象 下载:49 浏览:337

徐小虎1 陈永强2 郭志伟3 孙勇3 苗向阳1 《现代物理学报》 2018年10期

摘要:
研究了零折射率材料微腔中人造原子与腔模的相干耦合现象.首先通过数值模拟的方法研究了在二维光子晶体微腔中填充阻抗匹配的零折射率材料后腔模的场分布.结果表明零折射率材料的引入使得原本以驻波场形式存在的腔模分布在整个微腔中变得近似均匀且值最大.其次,将人造原子放入腔中的不同位置并与腔模耦合,结果从频谱上观察到腔模的劈裂与人造原子在腔中的位置无关.最后,利用微波实验,通过开口谐振环等效的人造原子与一维复合左右手传输线等效的零折射率材料微腔之间的耦合验证了仿真结果的准确性.该结果为腔量子电动力学中量子点对位难的问题提供了新的方案,同时零折射率材料微腔也为今后研究原子与光子之间的相互作用提供了一个新的平台.

基于微纳压印的柔性PDMS薄膜传感器设计 下载:15 浏览:415

高孔超 黄尧 吴大鸣 范晓静 苏逢春 许红 《传感器研究》 2020年7期

摘要:
利用性能优异的PDMS薄膜制备的新型柔性传感器柔性好、重复度高,可适应复杂曲面,其应用前景也十分广阔。采用PDMS薄膜为柔性基底,填充导电材料碳纤维制备传感元件,使用微纳压印的方法制备V槽形微结构把灵敏度提高到3.5 kPa-1;并总结出柔性PDMS薄膜传感器的制备方案,为柔性PDMS传感器的制备提供参考;最后按照实验设计对PDMS薄膜传感器的性能等方面开展了系统的研究。

压电薄膜电滞回线自动测量系统设计 下载:20 浏览:311

李伟 丁长路 《传感器研究》 2018年6期

摘要:
为了实现对压电薄膜电滞回线的自动化测量,设计了一款压电薄膜电滞回线测量系统。基于FPGA设计系统的下位机,基于Lab VIEW设计系统的上位机。以PZT薄膜为测试材料,在搭建好的系统上进行测试实验。实验结果表明:系统能实现测量过程的控制,数据的采集,电滞回线的补偿,相关参数的获取。整个系统具有自动化程度高、体积小的特点。

轻质氧化镁的制备,表征与活性研究 下载:25 浏览:267

姜双诚1 周元芬2 龙飞1 赵安婷1 《化学研究前沿》 2019年1期

摘要:
选用不同可溶性镁盐(MgCl2·6H2O和MgSO4·7H2O)和沉淀剂(NH3·H2O、NaHCO3、NH4HCO3和K2CO3)为原料,采用水热法制备氧化镁前驱体,之后经过600℃煅烧获得微纳米级活性氧化镁,通过改变物料比例制备系列氧化镁。产品采用FI-IR,XRD和SEM进行表征,并对活性进行检测。结果表明:氧化镁主要呈片状晶体,适当比例硫酸镁和氯化镁与氨水及碳酸氢钠可以制备出活性和产率都较高的微纳米级活性氧化镁,当MgCl2·6H2O和NaHCO3摩尔比为1:1时,制得的氧化镁具有更好活性,对应柠檬酸法中酚酞变红时间为15sec。

面向微纳器件虚拟运行的包络体生成方法 下载:52 浏览:505

徐伟 赵新 孙广毅 《建模与系统仿真》 2018年10期

摘要:
随着计算机技术的不断普及,快速获取目标物体或空间点集的包络体成为一种重要需求,基于此类问题我们提出了一种基于体素化生成包络体的方法,该方法对体素数据进行操作时运用了并行运算OpenMP(Open Multi-Processing)技术以及C++AMP(Accelerated Massive Parallelism with Microsoft Visual C++)技术,其中C++AMP技术可以极大的提高运算速度。传统意义上包络体应用于路径规划、工业装配等领域,将包络体技术运用到微纳器件虚拟运行的仿真中。通过将运行器件包络体计算引入到微纳器件的仿真系统中可以得到微纳器件的整个运动空间,进而直观有效的辅助微纳器件设计。

分步式压印光刻研究 下载:80 浏览:498

​邱志惠 丁玉成 刘红忠 卢秉恒 《纳米技术研究》 2021年6期

摘要:
针对微纳制造中光刻环节的光衍射限制,讨论了可能成为下一代光刻技术路线的压印光刻.通过对比热压印、微接触转印及常温压印的技术特点,设计了一套低成本、结构简单的紫外光固化常温压印光刻机构.其大行程纳米级定位、纳米级下压系统消除了压印过程中的机构热变形误差、驱动间隙、蠕动误差等,具有分步式纳米级驱动多场压印及纳米级下压加载能力,可实现多次重复高保真图形复制。
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