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中国科学：物理学、力学、天文学 2019年第4期49卷 56-74页

作者：丁烨薛遥庞继红杨立军洪明辉哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001 新加坡国立大学电子与计算机工程系温州大学激光与光电智能制造研究院温州325000 温州大学机电工程学院温州325035

激光加工技术是一种非接触式先进加工技术,主要利用激光与物质相互作用过程中产生的光物理、光化学反应对物质进行加工.现阶段,激光加工技术在航空航天、汽车制造、医疗卫生、仪器仪表和核工业等领域有着极为重要的应用价值.随着该技术... 详细信息

激光加工技术是一种非接触式先进加工技术,主要利用激光与物质相互作用过程中产生的光物理、光化学反应对物质进行加工.现阶段,激光加工技术在航空航天、汽车制造、医疗卫生、仪器仪表和核工业等领域有着极为重要的应用价值.随着该技术工业化程度的不断加深,对其加工效率和加工质量提出了越来越高的要求.相比于使用成本较高的超短脉冲激光器实现这一目标,使用监测技术对加工过程进行观察和调控是更为合理的手段.传统的离线监测技术采用先加工后分析的方式对激光加工进程和加工缺陷进行监测,这种方法往往伴随着较差的时效性和较低的工作效率,在面对工况复杂多变、工件结构和组分多样化的实际工业生产时无法大规模应用.因此,在线监测技术作为一种必要的辅助手段,目前逐渐被广泛地应用到激光加工过程中.本文首先从时间尺度上分析了激光与物质相互作用的机理,阐述了不同脉宽激光加工时的一系列物理现象,明确了在线监测系统工作的切入点.针对国内外在激光加工过程中应用的在线监测技术进行了系统综述,详细分析了由声学传感器、光谱仪、光电二极管、视觉传感器和温度传感器等单一传感器构成的在线监测技术各自的工作原理、系统组成以及优缺点,同时阐述了这些传感器之间相互复合以及将传感器与新兴的人工智能技术结合的在线监测技术的应用现状,并基于现有在线监测技术的不足对其未来的发展趋势进行了展望.

关键词：激光加工技术在线监测传感器人工智能

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液态金属活性胶体的可重构组装

液态金属活性胶体的可重构组装

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中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：李泽生张红玥王道林贺强哈尔滨工业大学微系统与微制造教育部重点实验室

活性胶体粒子的动态组装在多个领域有广泛的应用前景,关于不同驱动力和控制单元的活性胶体组装行为已有大量的研究成果。镓基液态金属被认为是制备可用于微纳米尺度机械制造的新型活性胶体粒子的绿色、柔性新材料。我们报道了以共晶镓... 详细信息

活性胶体粒子的动态组装在多个领域有广泛的应用前景,关于不同驱动力和控制单元的活性胶体组装行为已有大量的研究成果。镓基液态金属被认为是制备可用于微纳米尺度机械制造的新型活性胶体粒子的绿色、柔性新材料。我们报道了以共晶镓铟合金（EGaIn）为材料制备的棒状液态金属活性胶体,并利用该活性胶体实现了模拟蒲公英外观的可重构组装行为。共晶镓铟合金活性胶体采用超声辅助的物理分散方法制备,其长度为850 nm,直径210 nm,并具有30 nm厚的、由镓的氧化物GaOOH构成的壳层和0价的液态金属核心。将共晶镓铟合金活性胶体置于施加几百千赫兹级别频率的超声场中,随着调节超声场的频率,活性胶体粒子逐步聚集成一个复杂的模拟蒲公英的形状,并动态地模拟了蒲公英的生长、结实和种子随风吹散等过程。数值模拟随着采用频率的调节,声压场的节点位置产生改变,多个节点在改变超声频率的过程中汇聚成蒲公英的形状。不同于超声场下常见的球形和线形聚集体,这朵液态金属蒲公英为需要可控形状和可控运动的聚集体行为提供了一种新思路。

关键词：液态金属活性胶体超声驱动可重构组装

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液态金属活性胶体的可重构组装

液态金属活性胶体的可重构组装

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第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：李泽生张红玥王道林贺强哈尔滨工业大学微系统与微制造教育部重点实验室

活性胶体粒子的动态组装在多个领域有广泛的应用前景,关于不同驱动力和控制单元的活性胶体组装行为已有大量的研究成果。镓基液态金属被认为是制备可用于微纳米尺度机械制造的新型活性胶体粒子的绿色、柔性新材料。我们报道了以共晶镓铟合金(EGaIn)为材料制备的棒状液态金属活性胶体,并利用该活性胶体实现了模拟蒲公英外观的可重构组装行为。共晶镓铟合金活性胶体采用超声辅助的物理分散方法制备,其长度为850 nm,直径 210 nm,并具有30 nm 厚的、由镓的氧化物GaOOH 构成的壳层和0 价的液态金属核心。将共晶镓铟合金活性胶体置于施加几百千赫兹级别频率的超声场中,随着调节超声场的频率,活性胶体粒子逐步聚集成一个复杂的模拟蒲公英的形状,并动态地模拟了蒲公英的生长、结实和种子随风吹散等过程。数值模拟随着采用频率的调节,声压场的节点位置产生改变,多个节点在改变超声频率的过程中汇聚成蒲公英的形状。不同于超声场下常见的球形和线形聚集体,这朵液态金属蒲公英为需要可控形状和可控运动的聚集体行为提供了一种新思路。

关键词：液态金属活性胶体超声驱动可重构组装

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电催化材料的缺陷和界面工程化研究

电催化材料的缺陷和界面工程化研究

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中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：纪心阳张园媛马天戈张甲胡平安邱云峰哈尔滨工业大学化工与化学学院微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨工业大学交叉科学研究中心

微纳米材料的缺陷和界面特性显著影响其功能特性。针对日益增加的能源危机和环境污染问题,本文报告一系列功能纳米材料组成、形貌和多级次结构调控的通用策略,即通过引入杂原子、晶界、缺陷和界面耦合作用,显著提供电催化剂的活性和稳... 详细信息

微纳米材料的缺陷和界面特性显著影响其功能特性。针对日益增加的能源危机和环境污染问题,本文报告一系列功能纳米材料组成、形貌和多级次结构调控的通用策略,即通过引入杂原子、晶界、缺陷和界面耦合作用,显著提供电催化剂的活性和稳定性。通过非金属元素掺杂石墨烯等碳材料,改变其表面电荷局域化分布和自旋密度,引入n-型和p-型掺杂区域,协同促进电催化析氧和氧气还原过程中关键物种的吸附和电子转移过程;通过过渡金属阳离子、阴离子合金化,引入晶格应力,以及金属和金属化合物界面耦合作用调控活性中心电子态密度,协同促进水吸附和分解速率。综合利用反应前后价态变化、活性物种监测、载流子浓度和迁移率等手段详细的揭示了电催化反应机理。

关键词：电催化剂缺陷界面多级次纳米结构协同作用

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眼内玻璃体游动纳米机器

眼内玻璃体游动纳米机器

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中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：吴志光贺强丘天 Peer Fischer 微结构与微系统制造教育部重点实验室微纳米技术研究中心哈尔滨工业大学 Max Planck Institute for Intelligent Systems

在眼科药物递送研究中,由于泪液-眼和血-视网膜等多重屏障的存在极大地限制了将药物递送到眼睛后部的过程。尽管已经开发了多种基于纳米载体的输送系统,然而它们在玻璃体中的被动随机扩散不但显著降低治疗剂的活性,同时还会产生严重的... 详细信息

在眼科药物递送研究中,由于泪液-眼和血-视网膜等多重屏障的存在极大地限制了将药物递送到眼睛后部的过程。尽管已经开发了多种基于纳米载体的输送系统,然而它们在玻璃体中的被动随机扩散不但显著降低治疗剂的活性,同时还会产生严重的副作用。游动纳米机器因其能够在多种生物流体中进行可控运动,有望实现眼内玻璃体中可控高效运动并完成眼底药物运输,然而眼内玻璃体中生物分子的阻碍成为了限制纳米机器在玻璃体中游动的障碍。面对这样的问题,我们设计了一种表面具有仿猪笼草液态润滑界面的纳米机器实现了眼内玻璃体中的游动。这种液态润滑螺旋形磁性纳米机器直径不到500纳米。在外源磁场的引导下,这种纳米机器能够有效地克服生物分子的黏附,完成从眼睛玻璃体中心位置到视网膜的长距离可控集群运动,到达眼内玻璃体中的指定位点。这些表面润滑的磁性螺旋形纳米机器人未来有望装载药物,通过自主运动的方式到达病灶部位,执行药物主动靶向递送任务,实现疾病的微创精准治疗。

关键词：游动纳米机器玻璃体自驱动视网膜眼科医学

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电催化材料的缺陷和界面工程化研究

电催化材料的缺陷和界面工程化研究

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第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：纪心阳张园媛马天戈张甲胡平安邱云峰哈尔滨工业大学化工与化学学院 150080黑龙江哈尔滨微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨工业大学交叉科学研究中心150080黑龙江哈尔滨

微纳米材料的缺陷和界面特性显著影响其功能特性。针对日益增加的能源危机和环境污染问题，本文报告一系列功能纳米材料组成、形貌和多级次结构调控的通用策略，即通过引入杂原子、晶界、缺陷和界面耦合作用，显著提供电催化剂的活性和... 详细信息

微纳米材料的缺陷和界面特性显著影响其功能特性。针对日益增加的能源危机和环境污染问题，本文报告一系列功能纳米材料组成、形貌和多级次结构调控的通用策略，即通过引入杂原子、晶界、缺陷和界面耦合作用，显著提供电催化剂的活性和稳定性。

关键词：电催化剂缺陷界面多级次纳米结构协同作用

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双片集成数字硅陀螺接口ASIC的设计与测试

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哈尔滨工业大学学报 2017年第10期49卷 90-94页

作者：付强陈伟平闫菁敏尹亮刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心哈尔滨150001 微系统与微结构教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为实现MEMS陀螺高精度、数字化和小型化,适应惯性导航和测量等领域的应用要求,采用双片集成方式,基于0.5 um的N阱CMOS工艺,设计并实现了一款实用化的MEMS陀螺接口电路.设计了基于高频载波的闭环自激驱动电路和低噪声差分敏感检测模拟前... 详细信息

为实现MEMS陀螺高精度、数字化和小型化,适应惯性导航和测量等领域的应用要求,采用双片集成方式,基于0.5 um的N阱CMOS工艺,设计并实现了一款实用化的MEMS陀螺接口电路.设计了基于高频载波的闭环自激驱动电路和低噪声差分敏感检测模拟前级电路,高频信号将敏感信号调制到高频后与闪烁噪声相加,经过开关相敏解调以及低通滤波后得到低噪声模拟角速度输出,并由集成的高分辨率四阶单环一位sigma delta ADC将模拟信号转化成为数字信号,实现数字化输出的硅陀螺接口电路.测试结果表明:sigma delta调制器的动态范围达到130 d B,陀螺整机量程为±200°/s,带宽为60 Hz,刻度因子为46.45 LSB/((°)·s^(-1));线性度为342×10^(-6),输出噪声为0.004(°)·s^(-1)/Hz1/2,零偏稳定性为3.4°/h.通过电路集成实现了小型化、低成本和角速度数字化精确输出,测试结果与其他相关研究对比表明该结构可以得到很好的性能.

关键词：数字化系统硅陀螺 sigma delta ADC ASIC 低噪声

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阴阳型上转换粒子胶囊马达荧光检测水体中TNT

阴阳型上转换粒子胶囊马达荧光检测水体中TNT

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中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：袁野高长永王道林周昶朱保华贺强内蒙古大学化学化工学院微系统与微结构制作教育部重点实验室微纳米制造中心哈尔滨工业大学

水污染已成为一个世界性的社会问题。例如,TNT(2,4,6-三硝基甲苯)是一种高毒性物质,作为炸药被广泛用于军事应用。本文报告了一种新型阴阳型上转换粒子胶囊马达荧光传感器用于水体中检测TNT(2,4,6-三硝基甲苯)。通过层层自组装的方法制... 详细信息

水污染已成为一个世界性的社会问题。例如,TNT(2,4,6-三硝基甲苯)是一种高毒性物质,作为炸药被广泛用于军事应用。本文报告了一种新型阴阳型上转换粒子胶囊马达荧光传感器用于水体中检测TNT(2,4,6-三硝基甲苯)。通过层层自组装的方法制备得到了阴阳型胶囊马达,首先,将上转换粒子修饰到聚电解质二氧化硅胶囊上,然后将上述胶囊平铺在玻璃基底上,并通过真空溅射法在其一侧修饰上一个铂层,这样就得到了阴阳型结构的胶囊马达。该阴阳型上转换粒子胶囊马达通过铂催化分解过氧化氢产生的氧气气泡推动运动,并且其运动速度可以达到110微米/秒。此外,阴阳型上转换粒子马达能通过荧光淬灭有效地检测水中的TNT。由于阴阳型胶囊马达由气泡驱动的独特运动性质,使得其与TNT分子在水中碰撞的可能性和反应速率增加,在一分钟内对TNT的检测限低至2.4纳克/毫升。这种气泡驱动的阴阳型上转换粒子胶囊马达在水体分析方面具有良好的前景。

关键词：自主运动气泡驱动阴阳型微马达层层自组装 TNT检测

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眼内玻璃体游动纳米机器

眼内玻璃体游动纳米机器

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第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：吴志光贺强丘天 Peer Fischer 微结构与微系统制造教育部重点实验室微纳米技术研究中心哈尔滨工业大学哈尔滨150080 Max Planck Institute for Intelligent Systems Heisenbergstrasse 370569 StuttgartGermany

在眼科药物递送研究中，由于泪液-眼和血-视网膜等多重屏障的存在极大地限制了将药物递送到眼睛后部的过程。尽管已经开发了多种基于纳米载体的输送系统，然而它们在玻璃体中的被动随机扩散不但显著降低治疗剂的活性，同时还会产生严重... 详细信息

在眼科药物递送研究中，由于泪液-眼和血-视网膜等多重屏障的存在极大地限制了将药物递送到眼睛后部的过程。尽管已经开发了多种基于纳米载体的输送系统，然而它们在玻璃体中的被动随机扩散不但显著降低治疗剂的活性，同时还会产生严重的副作用。

关键词：游动纳米机器玻璃体自驱动视网膜眼科医学

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双响应中性粒细胞游动微马达穿越血脑屏障研究

双响应中性粒细胞游动微马达穿越血脑屏障研究

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第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：张红玥高长永李泽生庞雨鑫吴志光刘洋谢晖李天龙贺强哈尔滨工业大学微系统与微制造教育部重点实验室哈尔滨医科大学附属第一医院病理科哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

微纳米马达因其可完成如药物释放，细胞操作，微手术等一系列复杂的生物医学应用而引起了广泛的研究兴趣。然而发展微纳米马达在生物医学领域的应用仍存在一些关键问题例如生物相容性，生物可降解性，对器官的靶向能力等。

关键词：游动微马达生物杂化血脑屏障中性粒细胞磁场驱动

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