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oe1(光电查) - 科学论文

107 条数据
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  • 基于手机细胞显微镜的开源3D打印调焦机构

    摘要： 在资源匮乏地区和教育环境中对改善显微镜使用需求，加之全球拍照手机普及的推动下，便携式低成本显微镜技术近期呈现爆发式发展。精准球透镜的供应催生了多种改良版列文虎克式显微镜，其与手机结合后有望成为教育和诊所中的便携显微工具。此类应用对可重复性的要求意味着聚焦控制至关重要。本文描述了一种基于齿条齿轮机构的3D打印聚焦装置，该装置与球透镜显微镜集成使用。我们通过自动对焦相机采用的边缘对比度指标量化了聚焦装置的时间稳定性，并将其应用于感染疟原虫的"薄涂片"血样及洋葱表皮细胞检测。结果表明z轴聚焦稳定性达到微米级。我们认为这一进展能进一步提升低成本耐用显微镜的实用性，并推动基于开源原则的野外显微镜技术发展。

    关键词： 3D打印、红细胞、显微镜、手机

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年MTT-S国际微波研讨会系列：射频与太赫兹应用先进材料与工艺（IMWS-AMP）- 美国密歇根州安娜堡（2018.7.16-2018.7.18）] 2018年IEEE MTT-S国际微波研讨会系列：射频与太赫兹应用先进材料与工艺（IMWS-AMP）- Ka波段正交模转换器3D打印技术

    摘要： 本文报道了由意大利国家研究委员会电子、信息与生物技术研究所（CNR-IEIIT）、印度理工学院（IIT）和都灵理工大学联合开展的高性能微波器件设计与选区激光熔化（SLM）制造研究的最新进展。重点介绍了基于新型面向增材制造（AM）布局的两个Ka波段正交模转换器原型。所有元件构建模块（如耦合结、弯曲和扭转结构）均集成于适用于3D打印的单一机械部件中。

    关键词： 3D打印、波导组件、选择性激光熔化、正交模转换器、增材制造

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [美国工程教育学会会议 2015年 ASEE年会暨博览会 - 美国华盛顿州西雅图市（2015.06.14-2015.06.17）] 2015年ASEE年会暨博览会论文集 - 数字光处理3D打印机设计与开发的顶点项目

    摘要： 本文记录了一个跨越多个学期的本科生3D打印机设计与开发毕业设计项目。最近，一支由五名机械与制造工程专业本科生组成的团队受命修复一台原本由本校设计建造但已无法正常工作的数字光处理（DLP）打印机。该DLP工艺基于分层固化对热敏感树脂来打印三维物体，由EnvisionTec公司持有专利。在本团队接手前，该项目已历经两个学期，存在诸多待解决问题。团队还继承了一台作为热源的过热投影仪、效率低下的树脂盒以及老旧的树脂供应系统。团队的任务是修复3D打印机的必要问题，改进其设计与设备以提升功能，并在学期结束前通过打印三维部件使打印机恢复工作状态。

    关键词： 顶点项目，工程教育，3D打印，数字光处理

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 双光子聚合技术：研究3D打印拓扑结构诱导干细胞命运的工具

    摘要： 已知几何拓扑结构会影响细胞向特定表型的分化，但迄今为止，可用于研究这些相互作用的特征范围及易于制备的基底类型仍较为有限。本研究采用新兴的双光子聚合技术，通过打印不同特征尺寸的拓扑图案来探究其对细胞分化的影响。该技术能快速制造出特征分辨率良好（适用于小于3微米的形状）的拓扑表面。人诱导多能干细胞附着于这些基底或无图案对照基底一周后，会表达一系列遗传标记物，表明其正向来自所有三个胚层的多能祖细胞异质群体分化。与拓扑光滑对照相比，小尺寸特征（1.6微米）促进外胚层分化，而大尺寸特征（8微米）则抑制自我更新。本研究表明双光子聚合技术具有通过调控基底相互作用来研究和控制干细胞命运的潜力。通过这种方式定制和战略性设计生物材料，可实现体外和体内更精准高效地生成或维持目标表型。

    关键词： 诱导多能干细胞、分化、基底形貌、3D打印、双光子聚合

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第12届新型波现象人工材料国际会议（超材料） - 芬兰埃斯波（2018.8.27-2018.9.1）] 2018年第12届新型波现象人工材料国际会议（超材料） - 三维打印超材料结构中元原子的优化

    摘要： 熔融沉积成型（FDM）的增材制造技术如今为包括导体在内的功能材料提供了一定的实用性能。虽然该技术能够制造真正的三维（3D）复合结构，但其精度和分辨率尚未达到二维制造方法的水平。此外，FDM中使用的介电和金属线材具有复杂的材料特性，这些特性取决于打印参数，且通常比射频基板和块状导体表现出更高的损耗。在本研究中，我们通过模拟和实验研究了多种磁性超原子变体，旨在开发最佳设计方案，以便利用FDM技术在微波频段成功制备超材料。研究表明，在低打印分辨率下，导体厚度是一个有助于实现所需微型化程度和超原子共振品质因数的新设计参数。

    关键词： 3D打印、熔融沉积成型、增材制造、超原子、超材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 增材层制造技术在开发高灵敏度光纤布拉格光栅温度传感器中的应用

    摘要： 本文介绍了基于光纤布拉格光栅（FBG）的温度传感器研发工作，该传感器嵌入由聚乳酸（PLA）和热塑性聚氨酯（TPU）等不同材料制成的3D打印结构中。通过有限元方法对材料特性及其与FBG传感器的相互作用进行了数值分析。研究提出了一种适用于PLA和TPU结构的简单、快速且易于自动化的FBG嵌入式工艺。温度测试分别采用PLA嵌入式FBG、TPU嵌入式FBG以及未嵌入的FBG作为参照进行。结果显示：PLA嵌入式FBG结构具有139 pm/°C的卓越温度灵敏度，这是硅基光纤FBG温度传感器报道中最高灵敏度之一。该传感器几乎无迟滞现象（最大迟滞低于0.5%）。此外，PLA和TPU嵌入式结构均呈现高线性度，响应时间低于2秒。本研究成果不仅证明了开发符合软体机器人应用要求的高分辨率全嵌入式温度传感器的可行性，同时表明此类结构中的FBG嵌入式工艺能够提升传感器性能。

    关键词： 3D打印、温度传感器、光纤布拉格光栅、增材层制造

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过电场极化增强三维打印丙烯酸酯聚合物的固有压电性能

    摘要： 采用立体光刻技术打印的无填料丙烯酸酯聚合物三维（3D）结构，在未经电场极化的情况下，已证实其面外和面内方向均具有本征压电性。本研究表明：当施加2400 V/m电场进行极化时，纵向压电耦合系数d可提升约200%，且任一方向的极化过程仅需60分钟。面内极化对面内压电效应的增强效果大于面外极化对面外压电效应的影响——这与未极化时面内方向压电系数较低的特性相符，也印证了打印层平面内分子呈二维排列且面内极化沿特定方向实施的事实。未极化状态下，面内方向的d值小于面外方向；经极化后，两个方向的d值基本相当。这表明面内极化可能促使面内分子排列产生轻微（若存在）的一维分子取向。极化完成后随即发生的自然退极化过程最快仅需60分钟，且面外方向的退极化速度高于面内方向。由于这种退极化现象，未极化时的本征压电特性仍具有实际应用价值。

    关键词： 丙烯酸酯、电容、压电、极化、3D打印、介电常数、聚合物

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 用于3D打印的新型发光PLA/MgAl2O4:Sm3+复合长丝

    摘要： 本研究利用聚乳酸（PLA）和掺杂钐的镁铝酸盐荧光粉（MgAl2O4:Sm3+）制备了用于3D打印的发光生物塑料复合长丝。该荧光粉采用金属络合物分解法合成，所得粉末经3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性以提升与PLA基体的相容性。未处理与处理后的荧光粉均呈现Sm3+离子的特征光致发光（PL）峰。通过挤出工艺制备了含不同比例荧光粉（0、1、2、3和4 phr）的PLA复合长丝。差示扫描量热法（DSC）测试表明，荧光粉填料降低了PLA的玻璃化转变温度（Tg）、结晶温度（Tc）和熔融温度（Tm）。PL测量显示3D打印样品的发光特性与荧光粉粉末相似，且发光强度随荧光粉比例增加而增强。该荧光粉不仅赋予材料发光性能，还提升了复合材料力学性能。此外，表面改性通过系列力学测试证实可改善复合长丝的机械性能。

    关键词： 聚合物复合材料，3D打印，掺杂钐的镁铝尖晶石，聚乳酸，荧光粉

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 具有增强离子可调性和化学机械稳定性的海藻酸盐-氧化石墨烯水凝胶，用于光定向三维打印

    摘要： 掺入二维碳纳米材料的纳米复合水凝胶能够实现仅靠聚合物基质无法获得的增强响应行为。特别是非共价相互作用可促进机械性能提升，并通过外部刺激实现自修复。本研究采用与光定向三维打印兼容的非共价离子交联机制，制备了海藻酸盐-氧化石墨烯（GO）水凝胶。结果表明，相较于纯海藻酸盐水凝胶，海藻酸盐-GO水凝胶在剪切、压缩和拉伸性能上均显著改善：剪切模量提高两倍，非弹性形变减少三倍，断裂能增加九倍。此外，纳米片层间的氢键作用使该水凝胶结构稳定，在螯合去除离子交联剂后仍保持完整。因此，通过调节外部离子浓度可使这类纳米复合水凝胶的剪切模量调控超过500倍。我们成功实现了海藻酸盐-GO的光固化立体打印，制备出坚固的自支撑悬垂三维结构。这些定制化材料架构在高盐溶液中展现出卓越的稳定性与超疏油性，可用于排斥和操控多种油类。总体而言，这种具有工程化非共价相互作用的纳米复合水凝胶，有望为水生及海洋环境开发"智能"多响应多功能器件。

    关键词： 超疏油性、离子交联、化学机械稳定性、氧化石墨烯、3D打印、海藻酸盐、纳米复合水凝胶、机械性能

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于多极氨基苯乙烯基-1,3,5-三嗪引发剂的波长优化双光子聚合

    摘要： 基于双光子诱导聚合（2PP）的3D打印是一种强大的微加工工具。专用双光子引发剂（2PIs）是所用光敏可聚合配方中的关键组分。本研究探究了一系列含1-3个氨基苯乙烯供电子臂的1,3,5-三嗪衍生物中双光子吸收截面（σ2PA）的协同增强效应，这些衍生物构建了偶极、四极和八极推拉体系。成功制备并表征了多极2PIs，通过800 nm处的z扫描及光谱分辨的双光子激发荧光测量确定了σ2PA值，并与高水平从头算计算结果进行对比。现代可调谐飞秒激光器能根据2PI的吸收特性，在最佳波长下实现2PP加工。2PP结构测试表明：虽然在800 nm处性能相近，但在各自σ2PA最大值处，该八极三嗪衍生物优于成熟的酮类四极参照2PI——在高达200 mm/s的极高写入速度下具有显著更低的加工阈值，且理想加工参数的适用范围更广。

    关键词： 双光子引发剂、飞秒激光、3D打印、双光子诱导聚合、1,3,5-三嗪衍生物

    更新于2025-09-10 09:29:36