精密装配的内涵、技术体系和发展趋势

摘要:随着人类科技不断向极高精度和极端工况发起挑战,高端装备对极致精度与性能的需求日益迫切,传统的以几何量控制为主的装配理论,已无法完全解决高端装备的高精度和高稳定精密装配难题。针对以上问题,首先分析了精密装配的基本特征,综述了精密装配技术的国内外研究现状,在此基础上提出一种介观尺度的精密装配理论与方法,建立精密装配技术体系,提炼精密装配的界面问题、跨尺度问题、不确定性问题等三个基础问题。关键词:精密装配;装配精度;装配界面;介观尺度;性能稳定性;不确定性

耐腐蚀镁合金的成分设计方法研究进展

[摘要]:镁合金因其密度低,轻量化效果明显,矿产资源丰富,在航空航天等领域得到了广泛的应用,成为“21 世纪新型绿色材料”。但镁的电化学活性强,耐腐蚀性能差,一直限制着镁合金的大规模应用。目前,探索镁合金的腐蚀机理,设计新型耐蚀镁合金的成分已经引起人们的广泛关注。关键词: 镁合金;腐蚀;合金元素;第一性原理;分子动力学;X-CT

石墨烯压力传感器Au-Si共晶键合的气密性封装

摘 要: 针对石墨烯压力传感器的高气密性封装要求, 设计了一种应用于石墨烯压力传感器的Au-Si 键合工艺。采用Au-Si 键合工艺只需要在传感器的密封基板表面生长一层100 nm 的SiO2 , 并在生长的SiO2表面溅射金属密封环,密封环金属采用50 nm / 300 nm 的Ti / Au。使用倒装焊机在380 ℃ 以及16 kN 的压力环境下保持20 min 完成传感器芯片与基板的键合, 实现石墨烯压力传感器的气密性封装。关键词: Au-Si 键合; 石墨烯; 压力传感器; 气密封装

物理生物医学——原创交叉研究的新领域

摘要:物理生物医学是物理学与生物医学深度融合的新兴交叉研究领域, 融入了材料学、化学、信息科学、机械工程等多个领域物质科学的知识和技术. 它的科学内涵在于揭示生命现象的物理规律, 并利用物理的方法和技术实现对生命过程的调控. 因此, 物理生物医学既要解析伴随生命活动所产生的内源性物理信号的奥秘, 同时还要探索外源性物理场对细胞、组织、器官、个体的调节作用并揭示其背后的机制.通过机制创新和前瞻性布局, 物理生物医学在未来有望成为中国引领、世界一流的优势学科.

三端晶体管的人工突触器件: 材料、结构与系统

摘要:神经形态工程学旨在从硬件层面上构建人工仿生神经系统, 模拟人脑独特高效的运行机制, 进而实现神经形态感知和类脑计算功能. 生物突触是人脑学习和记忆的基本结构与功能单元. 因此, 构建类生物突触结构、功能的电子器件是实现神经形态感知与计算的关键. 相较于两端的阻变器件, 三端突触晶体管在实现多态调控和降低能量消耗上都具有优势. 此外, 三端突触晶体管还可以将压力、温度等外界物理刺激转化为电信号, 在采集视觉、听觉、嗅觉等信号来工作的人造感知神经系统方面有广阔的应用前景. 本文综述了三端突触晶体管的材料选择、器件结构以及功能应用, 并重点介绍了基于三端突触晶体管的人造视觉、听觉和嗅觉三种感知系统的最新进展. 最后, 总结了三端突触晶体管及其构建的人造感知系统面临的挑战, 并对其未来发展进行了展望.

手性金属卤化物钙钛矿的设计合成及其圆偏振发光研究进展

摘要:近年来, 有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿因其出色的光电性能成为最具吸引力的半导体材料之一, 通过将“手性”分子引入到金属卤化物钙钛矿晶体材料中就可以得到“手性金属卤化物钙钛矿”. 手性金属卤化物钙钛矿结合了钙钛矿的优良光电性质和手性特征, 故产生了圆二色性(CD)、圆偏振发光(CPL)、非线性光学(NLO)、自旋电子学、铁电性和手性诱导自旋选择性(CISS)效应等独特光电功能的可能性, 在光电子学、光学材料、光伏材料和自旋电子学等领域具有广阔的应用前景. 本文综述了近年来手性金属卤化物钙钛矿的研究发展情况, 如制备方法、晶体结构、手性产生机理、圆偏振发光和圆偏振光检测等; 此外, 总结了该类材料发展过程中所面临的挑战并展望了其发展前景. 这对了解手性金属卤化物钙钛矿的光电性质和构建策略具有重要的理论意义, 并为开发设计新型的手性金属卤化物钙钛矿提供了思路.

光电压瞬态技术: 实时分析膜界面动态过程的新手段

摘要:活性分子与细胞膜之间的相互作用在许多基本的生物过程中扮演着至关重要的角色, 然而如何实现对此界面动力学过程的原位、实时、无标记且无侵入监测仍是生物物理研究领域所面临的一大挑战. 我们与合作者开发的光电压瞬态技术, 为解决这一问题提供了一种新途径. 该技术利用硅片光电响应生成电荷, 并将磷脂膜的充放电过程记录为电压瞬态脉冲、建立了该充放电过程与界面瞬时结构和性质之间的关联性. 因此, 通过对随时间演化的电压脉冲进行分析, 可以揭示活性分子作用下膜结构实时动态变化情况, 尤其是不同作用状态之间转换的时间信息, 可作为传统技术的有益补充. 同时, 该技术设备搭建成本低廉, 操作方便, 无需复杂的数据处理过程. 本综述概述了光电压瞬态技术的工作原理、设备搭建以及数据处理方法, 并以经典细胞膜模型——磷脂双层膜为例, 总结了该技术在探索磷脂膜水合特性及其与活性分子(如表面活性剂、聚合物、多肽和纳米颗粒) 相互作用机制方面取得的最新进展. 最后就该技术优缺点进行讨论并展望未来发展前景.

肠道菌群作为中药治疗心血管疾病的靶标:潜在的机制和治疗策略

摘要: 心血管疾病 (cardiovascular disease, CVD) 是全球范围内造成患者死亡的主要因素, 其发病机制复杂且死亡率逐年增高。大量研究显示, 肠道菌群及其代谢产物与心血管疾病的发生发展密切相关, 肠道菌群有望成为治疗心血管疾病潜在的新靶点。中药具有多组分、多靶点和整体性的特点, 可通过调控肠道菌群发挥对心血管疾病的治疗作用,是一种理想的肠道微生态调节剂。关键词: 肠道菌群; 肠道菌群代谢产物; 心血管疾病; 中药; 作用机制

硫化铋基纳米材料在癌症诊断和治疗中的应用

摘要:癌症仍然是目前威胁人类生命和健康的主要疾病. 随着纳米技术的发展, 集成不同诊断和治疗功能的多功能纳米材料已成为纳米研究中最活跃的领域. 其中, Bi2S3基纳米材料由于其特殊的物理化学特性及生物相容性等,在生物医学领域引起了极大的关注。本文系统地总结了Bi2S3基纳米材料的形貌调控及缺陷调控策略, 概述了Bi2S3基纳米材料最近在癌症诊断和治疗方面的研究进展.。关键词:Bi2S3, 制备, 成像, 诊断, 治疗, 多功能化

学科交叉视角下的光纤激光:回顾与展望

摘 要:光纤激光是20 世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间,至今已有约15 年的历程,取得了一系列同行认可的研究成果。文中从学科交叉视角,梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破.。关键词:光学工程; 学科交叉; 光纤激光; 相干合成; 脉冲激光