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oe1(光电查) - 科学论文

107 条数据
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  • 所有超平整基底上的3D打印柔性氧化锌紫外光电探测器

    摘要： 展示了一种全3D打印的柔性氧化锌（ZnO）紫外光探测器，该技术不仅用于电极和感光材料的3D打印，还实现了基底的3D打印制造。通过采用水溶性聚合物层进行表面平坦化处理，开发出可作为支撑骨架的超平整柔性基底。基底制备采用双层打印配合表面处理的工艺：先打印厚而疏松的热塑性聚氨酯层作为机械支撑结构，再在其表面打印薄而致密的聚乙烯醇（PVA）层，通过微水滴精确控制PVA回流形成兼具柔性与高度均匀性的基底。在柔性基底上直接3D打印铜银纳米线网络作为导电层，随后沉积ZnO感光材料。区别于传统平面二维打印形成的薄膜结构，3D打印技术使电极具备台阶高度，可构筑类似堤坝的结构来承载厚膜ZnO。通过研究不同ZnO厚度下的光敏特性，确定了紫外响应的最佳厚度值。该器件还在自然阳光下进行了稳定性与可靠性测试。

    关键词： 紫外线辐射，紫外线探测器，紫外线传感器，印刷电子，3D打印，增材制造

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用可见光LED作为激发源的光电化学辅助批次注射分析法（PEC-BIA）检测葡萄糖

    摘要： 该研究描述了一种利用3D打印技术设计构建的光电化学辅助批次进样分析（PEC-BIA）检测葡萄糖的新方法。通过将PEC-BIA检测池与LED光源耦合，实现对Cu?O/Ni(OH)?/FTO光电活性平台光照入射的精准控制。采用循环伏安法、电流法和电化学阻抗谱评估了该光电活性平台的电化学特性。该PEC-BIA检测池在1-1000 μmol L?1浓度范围内呈现线性响应，基于信噪比3的检测限为0.76 μmol L?1，灵敏度达0.578 μA L μmol?1。应用于人工血浆样品中葡萄糖检测时，该方法回收率均值介于97.0%-102.0%之间，表明该系统具有优异的葡萄糖检测性能。

    关键词： 光电化学、可见光LED、葡萄糖、批次注射分析、3D打印、氧化亚铜/氢氧化镍

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于选择性激光烧结的动态可修复聚氨酯

    摘要： 选择性激光烧结（SLS）是主流的3D打印技术之一。该技术面临的主要挑战在于缺乏具有更高Z向强度的新型聚合物粉末材料。本研究采用动态聚合物来解决这一SLS技术难题。为验证该构想，我们考察了含有动态卤代双酚氨基甲酸酯键的新型交联聚(氯酚-聚氨酯)(PCP-PU)和聚(溴酚-聚氨酯)(PBP-PU)。所获得的动态聚氨酯不仅具备优异的机械强度与自修复效率，还保持了SLS加工性能。小分子模型研究证实了氯代双酚氨基甲酸酯的动态可逆特性——其在120°C解离为异氰酸酯和羟基，在80°C重新结合（通过核磁与红外光谱验证）?；谧灾瓶尚薷碢BP-PU粉末成功实现了SLS三维打印。通过动态化学键连接（而非传统物理缠结）显著改善了相邻SLS层间的界面相互作用，从而提升Z向力学强度。经SLS加工的PBP-PU样品X轴拉伸强度约23MPa，断裂伸长率约600%，Z轴拉伸强度达到X轴的88%，远高于对照TPU样品（约56%）。

    关键词： 3D打印、自修复、选择性激光烧结、聚氨酯

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用前馈控制优化激光粉末床熔融增材制造中复杂几何形状的工艺

    摘要： 增材制造（AM）能够制造出其他工艺难以实现的复杂结构。激光粉末床熔融（LPBF）技术制造的金属零件可集成精细设计特征并展现出优异的力学性能。然而，要获得符合预期应用要求的合格零件，通常需要多次打印和报废才能消除缺陷、提升尺寸精度并增强重复性。通过反复迭代确定合适工艺参数的过程，显著增加了功能性LPBF零件的制造时间和成本。本文提出一种适用于任意几何形状的快速、可扩展的零件级工艺优化方法。该计算方法通过特征提取识别需要参数调整的扫描矢量，并应用基于模拟的前馈控制模型结果。该方法构建了一个框架：通过有针对性地应用不同保真度的模型组合，结合将优化策略自动迁移至新零件设计的过程，实现复杂零件的快速优化。文中阐述了计算方法和算法框架，开发了软件包，将该方法应用于含复杂特征的零件，并在定制化开源架构LPBF设备上完成了零件打印。

    关键词： 控制，直接金属激光烧结，直接金属激光熔化，优化，3D打印，增材制造，粉末床熔融

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 酮类衍生物作为可见光LED下自由基与阳离子光聚合的光引发剂及其在3D打印中的应用

    摘要： 合成了六种酮类化合物（简称酮1-6），其结构差异在于中心环己酮的取代模式及外围基团（噻吩或呋喃）的选择。这些化合物与胺和碘盐组合后，被提出作为前所未有的可见光敏感光引发剂，可在405 nm LED照射下引发丙烯酸酯的自由基聚合。对于层压薄样品中的丙烯酸酯光聚合，所有这些酮均表现出优异的光引发能力。然而，在厚样品测试中，与其他四种酮相比，基于哌啶-4-酮为核并含呋喃外围基团的酮3和酮5被证明是最有效的光引发剂。值得注意的是，使用这两种光引发剂可获得四官能度聚醚丙烯酸酯Ebecryl 40的最高最终聚合转化率。稳态光解实验突显了酮3的高光反应活性。同时，酮3在405 nm LED照射及碘盐存在下，还能促进环氧树脂的阳离子聚合。有趣的是，采用基于酮3的光引发体系对Ebecryl 40进行自由基聚合时，还可制备一些三维图案。

    关键词： 自由基聚合、酮类、环己酮、光解、3D打印、阳离子聚合、LED、光引发体系

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 选择性激光烧结3D打印——技术概述及制药应用

    摘要： 美国食品药品监督管理局（FDA）已批准了通过三维打?。?DP）工艺生产的药品（如Spritam?）及多种医疗器械用于人体。利用3DP技术打印个性化药物具有巨大潜力，文献中已报道了多种适用于制药领域的3D打印方法。然而选择性激光烧结（SLS）打印在制药应用中的探索仍属最少。采用SLS方法制备个性化药物既有诸多优势也存在挑战：无溶剂特性、可使用FDA批准的已在热熔挤出工艺中应用的温敏聚合物/辅料、极简/无需后处理步骤等均为其优势；而该技术的主要挑战在于配方中至少需要一种热塑性组分，以及药物与辅料的热稳定性要求。本综述概述了SLS打印方法、辅料要求、过程监测、质量缺陷、监管要点及潜在制药应用。

    关键词： 过程监控、选择性激光烧结、个性化用药、3D打印、质量缺陷、药品

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际会议 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际会议 - 利用激光加工研究微机器人材料的烧蚀特性

    摘要： 微机器人设备作为传统生物医学技术的前景替代方案已被广泛研究。通过利用磁性材料，这些设备可在无需额外能量传输单元或电池的情况下，通过外部磁场实现无线操控。因此，其整体结构可有效微型化以适用于人体。为实现设备操控，目前已提出多种方法，包括基于磁力的牵引法、纤毛状拍打法及螺旋推进法。传统螺旋微机器人设备通常采用三维（3D）打印技术制造，该技术在构建螺旋结构等空间复杂结构时具有优势。然而受限于挤出和层叠工艺，3D打印制造的微机器人设备精度较低且表面粗糙度较差，可能对人体组织造成不良损伤。此外，3D打印因需后续处理去除多余部件而导致加工耗时较长。为提升表面质量并缩短加工时间，本研究采用激光加工技术。在直接应用于螺旋微机器人设备制造前，首先研究了常用3D打印材料——丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的激光烧蚀特性。

    关键词： 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、烧蚀特性、3D打印、激光加工、微型机器人设备

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [美国机械工程师学会（ASME）2018年第13届国际制造科学与工程会议 - 美国德克萨斯州大学城（2018年6月18日，星期一）] 第1卷：增材制造；生物与可持续制造 - 定制成像透镜的高通量3D打印

    摘要： 新兴的3D打印技术有望改变定制光学元件的制造方式——目前该领域高度依赖耗时且昂贵的抛光与研磨工艺。然而，固有的速度-精度权衡严重制约了3D打印技术在光学领域的实际应用。针对这一难题，我们在此报道了一种新方法：在保持3D打印定制光学元件所需精度与表面质量的前提下，将制造速度显著提升至24.54 mm3/小时。通过采用投影微立体光刻工艺，并协同利用灰度光聚合与弯液面平衡后固化方法的增效作用，我们实现了具有深亚波长（<10纳米）表面粗糙度的高速3D打印流程。高度5毫米、直径3毫米的定制非球面透镜可在四小时内完成制造。经测试，该3D打印单非球面透镜在2毫米视场范围内呈现出2.19微米的最大成像分辨率，且场曲畸变低于0.13%。本研究证实了3D打印技术在光学元件快速制造领域的应用潜力。

    关键词： 光学透镜、弯月面平衡后固化、投影微立体光刻、3D打印、灰度光聚合

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用激光粉末床熔融（L-PBF）增材制造的玻璃/氧化铝复合材料初步表征

    摘要： 粉末床熔融（PBF）增材制造（AM）技术目前被用于生产多种应用领域的高效、高密度、高性能产品。然而现有AM方法仅适用于金属材料，无法加工高熔点陶瓷。本研究通过激光熔融技术在玻璃材料中添加Al2O3，开发出适用于PBF AM的复合材料。我们在合成玻璃粉中分别加入Al2O3和黑色颜料以提升复合强度与激光吸收率。样品分析表明，该混合物经激光辐照后玻璃熔融形成复合材料。为提高烧结密度，我们将样品在750°C进行热处理以合成高密度玻璃粉复合材料。X射线衍射（XRD）分析证实玻璃粉与Al2O3未发生反应。最终获得理论密度≥95%的高致密样品。通过评估不同Al2O3含量对复合材料力学性能的影响，本方法实现了利用玻璃材料通过PBF AM制造陶瓷三维结构，具有降低工艺成本、提升性能、拓展新功能及增加附加值的显著优势。

    关键词： 密度、粉末床熔融、增材制造、机械性能、3D打印、玻璃/氧化铝复合材料

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 为人工角膜新方法带来曙光

    摘要： 纽卡斯尔大学的科学家们研发出人造人类角膜，可解决供体短缺或伦理争议问题。这是全球首批通过3D打印技术制造的人类角膜。角膜是眼睛最外层的透明组织，覆盖虹膜和瞳孔并参与光线聚焦至视网膜的过程。研究团队进行了原理验证实验：从健康捐赠者角膜提取角膜基质细胞，与海藻酸盐和胶原蛋白混合制成3D生物打印墨水。利用常规商用3D生物打印机，他们能将混合物挤出形成同心圆环，在十分钟内用真实细胞制造出人造人类角膜。

    关键词： 人工角膜、水凝胶、组织工程、生物墨水、3D打印

    更新于2025-09-23 15:21:01