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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 采用185纳米漫射光光刻技术制备SU-8光刻胶的原型微流控长期梯度发生器（带轴突分离功能）

    摘要： 我们开发了一种用于生成浓度梯度的铸模微流控芯片，其包含一个横截面积约5平方微米的薄型微通道。通过廉价低压汞灯发出的185纳米紫外光从背面照射SU-8光刻胶层，成功制备出耐用的2微米高微通道模具结构，该结构具有光滑的钟形侧壁。这种薄型通道具有适当的流动阻力，同时满足测试物质的快速引入和梯度的长期维持需求。采用2微米宽线掩模图案定义的通道，在半高处的平均高度和宽度分别为2.00±0.19微米和2.14±0.89微米。在H型微流控构型中，我们能在该薄型微通道内部或出口处维持Alexa Fluor 488荧光染料的浓度梯度至少48小时。我们还实现了鸡胚背根神经节神经元细胞长达96小时的培养，并观察到其在神经生长因子浓度梯度作用下的定向轴突延伸现象。

    关键词： 原型制作、轴突伸长、微流控梯度发生器、SU-8光刻胶、微通道

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [能源、环境与可持续性] 太阳能研究进展 || 超临界二氧化碳太阳能热发电——技术概述与微通道接收器研发

    摘要： 美国正在考虑将超临界二氧化碳（sCO2）动力循环应用于太阳能热集中接收系统。该循环可适应下一代聚光太阳能热发电（CSP）系统所需的高温输入。在约720°C的输入温度下，再压缩循环可实现约50%的动力块效率。此外，动力块结构紧凑且复杂度较低，为采用热储能耦合的CSP sCO2技术建设?？榛?100兆瓦）调峰电站提供了可能。多个研究团队提出了三种向sCO2循环提供太阳能热输入的途径——熔盐接收器途径、固体颗粒接收器途径和气相接收器途径。前两项技术的优势在于通过接收器的固体/流体介质可实现显热储能。在气相接收器途径中，则需耦合显热或潜热储能技术。实现sCO2太阳能热技术需要若干关键技术，其中接收器和热储能尤为关键。本章将讨论部分关键的气相接收器技术，并重点介绍该团队在开发sCO2微通道太阳能热接收器方面的过往与近期工作。

    关键词： 太阳能热利用、效率、超临界二氧化碳、微通道、接收器、聚光太阳能发电

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 采用铝微通道和非成像光学的超低成本太阳能光伏-热（PVT）集热器实验性能研究

    摘要： 电力、空间供暖和热水是现代建筑的普遍需求。太阳能光伏/光热（PVT）技术非常适合以分布式和可再生方式提供这些能源，然而当前PVT技术的高成本仍是主要实施障碍——该技术与低成本独立光伏组件竞争屋顶空间。为降低成本，研发了一种新型太阳能PVT集热器：用低成本非成像光学元件替代传统封装材料，采用高导热效率的铝微通道替代板管式换热材料。使用SunPower硅太阳能电池制造的1.2平方米孔径原型机，在环境温度下实现57.4%热效率和12.3%电效率，最高（滞止）温度约80°C。据此推算，在5.5千瓦时/平方米/天的太阳能资源条件下，该PVT集热器每年每平方米可发电226千瓦时、产热603千瓦时，相当于减少1280千瓦时天然气消耗和183.8千克二氧化碳排放。其技术性能与现有商用PVT系统相当，但?？樵す莱杀靖停?1美元/平方米或0.54美元/峰瓦）。对比分析显示，该PVT集热器的安装资本成本仅为光伏+供热组合方案的85%，且仅需70%的屋顶面积。

    关键词： 混合动力、光伏热、太阳能、热能、微通道、光伏、非成像

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用飞秒红外激光脉冲和选择性刻蚀技术在蓝宝石中制备毫米级长结构

    摘要： 本文分析了激光与蚀刻参数，以在晶体蓝宝石（α-Al?O?）内部制备开放连续的微通道及此类微通道堆叠结构。该结构采用激光辐照与选择性蚀刻两步法制备：首先将红外飞秒激光脉冲聚焦于材料内部，使局部晶体转变为非晶态；随后通过氢氟酸对非晶态材料进行选择性蚀刻。相较于晶体状态，非晶蓝宝石具有更高的蚀刻选择性，这使得该材料在此技术中极具应用价值。然而其部分特性（尤其在激光诱导非晶化阶段）增加了加工难度。本文通过逐步优化方法研究了激光参数对蓝宝石内部不同形状长结构（最长尺寸达毫米级）制备的影响，所得微通道的最小横截面尺寸从数百纳米（最细通道）到数十微米（最大微通道堆叠）不等，并系统考察了重复频率、脉冲能量及通道间距对微通道及堆叠结构的影响。通过扫描电镜观察抛光截面，对激光辐照后及后续选择性湿法蚀刻后的结构形貌进行了定量与定性分析。

    关键词： 选择性蚀刻、激光加工、微通道、飞秒激光、蓝宝石

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 飞秒激光直接在熔融石英上制备微通道的实验研究

    摘要： 超快激光烧蚀以其高精度和加工过程中热影响小而著称，在玻璃块体微通道制造中备受青睐。本研究采用皮秒脉冲激光在熔融石英块体上制备微通道结构，通过改变加工环境、扫描速度、脉冲能量、填充间距和重复扫描次数等参数进行系统研究?；诓牧先コ屎屯ǖ赖酌娲植诙热范俗罴压ひ詹问４送?，利用拉曼光谱分析了热积累效应导致的加工缺陷，并提出了一种扫描策略来补偿微通道截面的不对称性。

    关键词： 热积累、表面粗糙度、扫描策略、微通道、皮秒激光

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光蚀刻径向梯度铜表面上的自驱动水滴运动

    摘要： 本文报道了水滴在金属表面基于地形设计的径向梯度上的行为。该径向梯度通过梯度图案上单个液滴的自发运动和聚并，旨在将水分集中于中心区域。本研究中，采用固定宽度（约25微米）和深度（100微米）、但间距可变的平行微通道，为液滴提供净表面张力驱动力。径向梯度（即圆形测试区域）直径约为18.9毫米（或约0.75英寸）。表面通过355纳米YVO4激光系统制备，并采用液滴注射（5-38微升）和喷雾测试技术进行表征。观察到注入的液滴如梯度设计般自发地从圆环疏水外缘向亲水中心移动。根据液滴体积和注入位置不同，测得最大移动距离达4毫米。该设计在实际应用中可通过两个或多个小液滴形成足够大的液滴，从而促进表面液滴聚并并最终借助重力移除。

    关键词： 表面张力梯度、微通道、冷凝、热交换器、径向图案、激光蚀刻、水滴

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光束预处理对Nd:YAG激光加工Al?O?生物陶瓷微通道的影响

    摘要： 本研究采用Q开关30W Nd:YAG脉冲激光器，在氧化铝生物陶瓷(Al2O3)上进行了激光微铣削试验以制备微通道?；谌蜃邮笛樯杓?DoE)的系统方法成功应用于识别关键激光工艺参数及其对通道尺寸精度的影响机制。研究考察的工艺参数包括激光束扫描速度、脉冲频率和脉冲强度。通过光学显微镜分析了通道几何特征响应（即通道顶部宽度、底部宽度、深度及锥壁角度）。此外，成功建立了预测氧化铝微通道几何形态的数学模型，用于实现微通道的可控微铣削加工。结果表明：扫描速度和激光强度的变化显著影响烧蚀通道的几何形态；进一步发现通道深度和宽度随激光强度增加及扫描速度降低呈线性增长，且受脉冲频率变化影响较小。最终实验数据与所提预测模型具有良好的一致性。

    关键词： 微通道、Nd:YAG激光器、Al2O3生物陶瓷、实验设计、激光微铣削

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [美国机械工程师学会 2018年国际设计工程与计算机信息技术会议 - 加拿大魁北克省魁北克市（2018年8月26日星期日）] 第4卷：第23届制造与生命周期设计会议；第12届微纳系统国际会议 - 一种快速微制造新方法

    摘要： 我们介绍了一种新颖的微制造方法，该方法使用配备超声微绘图仪的光刻胶直写技术。首先，光刻胶通过毛细作用被驱动进入移液管。随后利用该移液管直接在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上绘制微结构。光刻胶在加热板上固化后作为复制模具使用。接着在模具上浇注第二层PDMS，待其在加热板上固化后从模具剥离，即可获得所需的微结构。实验证明，该方法无需洁净室环境，就能实现超快速、低成本地制造微通道（宽度39.65微米）。

    关键词： 微通道、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、快速微加工

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过选择性液相塑化与非破坏性折叠式折纸技术构建的具有行列控制线的六面体LED阵列

    摘要： 柔性电子的折纸/剪纸技术是制造三维电子器件的有效途径，因为成熟的硅基技术可用于平面电路布局。然而，要实现通用行列控制线以开发三维可寻址传感和显示系统仍具挑战。本研究通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道，利用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）薄膜进行选择性塑化来解决该问题。DMF的快速液相吸收、室温下在ABS薄膜中的长效滞留特性，以及60-80°C脱塑化时的快速解吸过程，使其能实现可控塑化。微流控通道的应用可实现高分辨率选择性塑化，从而产生极端局部弯曲甚至内外折叠效果，在无裂纹产生的前提下实现基于收褶的折纸工艺。将薄膜型电子器件层压至ABS薄膜后实施选择性塑化与形变，可在电子器件层面实现无干扰的收褶折纸，例如展示具有通用行列控制线的六面体发光二极管（LED）阵列。

    关键词： 基于折叠的折纸技术、塑化、微通道、三维电子学、柔性电子学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用分布式参数模型评估新型环路热管太阳能光伏/热系统降本潜力

    摘要： 开发了一种新型微通道环路热管太阳能光伏/光热（LHP-PV/T）系统，该系统采用同轴管式换热器作为冷凝器，并以上端带微孔的液体集管作为供液装置。该设计便于太阳能模块间的连接，在LHP内部实现了优化的冷凝和分离蒸发效果。蒸发器面积的减小对整体传热性能影响较小，从而显著降低系统成本潜力。通过实验数据验证建立了分布式参数模型，并利用该模型分析通过几何与结构参数优化实现LHP-PV/T降本的可能性。蒸发器面积减小对LHP系统的影响与传统整体式热管光伏/光热系统存在差异：当蒸发器内热管宽度从26毫米缩减至10毫米时，LHP-PV/T的热效率与电效率分别仅下降2.47%和0.03%；当热管数量从30根减至6根时，热效率与电效率分别下降4.63%和0.12%，而系统总成本降低28.58%，从而提升系统性价比。

    关键词： 同轴管式换热器，光伏/光热，成本，环路热管，微通道

    更新于2025-09-19 17:13:59