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双层纳米孔的制造与应用
1
作者 黄洁钰 曾兆炜 +1 位作者 王成勇 袁志山 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第3期407-414,共8页
由于具有孔径可调节、物理化学性质稳定、极端环境适应性强、集成度高等优点,固态纳米孔逐渐成为最具潜力的单分子测序工具。在固态纳米孔发展过程中,提高其单分子检测精度一直是研究人员关注的重点。近年来,双层纳米孔受到了广泛关注... 由于具有孔径可调节、物理化学性质稳定、极端环境适应性强、集成度高等优点,固态纳米孔逐渐成为最具潜力的单分子测序工具。在固态纳米孔发展过程中,提高其单分子检测精度一直是研究人员关注的重点。近年来,双层纳米孔受到了广泛关注。与传统的单层纳米孔相比,双层纳米孔具有的孔-腔-孔结构提供了2个分子识别位点和纳米受限空间。双孔提供的2个分子识别位点可以在单次过孔事件中获得2次目标信号,所获得的双重检测信号不仅丰富了检测信息,也为信号分析提供了最为直接的对比信息源。此外,双层孔中的空腔还可作为单分子化学反应器。因此,双层纳米孔的出现拓宽了纳米孔传感器的应用范围,在单分子检测方面具有广阔的应用前景。本文概述了纳米孔的发展历程,并重点介绍了双层纳米孔的制造方法及其在单分子检测领域的应用。 展开更多
关键词 固态纳米孔 双层纳米孔 双重检测信号 制造方法
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光动力抗肿瘤双层微针的数值模拟
2
作者 谭昕 卢少梅 +4 位作者 代诗威 俞骁 王成勇 秦思 袁志山 《力学学报》 北大核心 2025年第1期237-248,共12页
针对目前光动力治疗皮肤癌中光敏剂传递效率低及光穿透深度不足的问题,提出一种用于光动力抗肿瘤的双层微针,双层微针由可溶针尖和不溶基底两部分组成.可溶针尖能够精准地将光敏剂递送至肿瘤组织内部,提高传递效率.针尖溶解后留存在组... 针对目前光动力治疗皮肤癌中光敏剂传递效率低及光穿透深度不足的问题,提出一种用于光动力抗肿瘤的双层微针,双层微针由可溶针尖和不溶基底两部分组成.可溶针尖能够精准地将光敏剂递送至肿瘤组织内部,提高传递效率.针尖溶解后留存在组织内的不溶基底为高能光子提供稳定的光传输通道,增强光穿透深度,以激活深层光敏剂.为设计递送性能及光导性能良好的光动力抗肿瘤双层微针,采用COMSOL Multiphysics软件建立双层微针针尖结构在皮肤组织内的光敏剂扩散模型,研究针尖几何尺寸与药物扩散浓度的关系.同时,基于蒙特卡洛方法建立双层微针基底结构的皮肤黑色素瘤组织光学模型,研究基底几何尺寸对光导性能的影响.最终获得性能最优的双层微针几何尺寸.借助ANSYS Workbench软件建立其力学模型以验证该微针的刺入性能.研究结果表明:本文所设计的光动力抗肿瘤双层微针具备良好的力学性能,能够顺利刺穿皮肤组织,并通过可溶针尖将光敏剂靶向递送至肿瘤部位.不溶基底在肿瘤组织内建立稳定光导路径,有效促进光子传输.该微针设计建立了高效光动力抗肿瘤治疗方案,拓展了肿瘤非手术治疗的新途径. 展开更多
关键词 双层微针 光动力疗法 药物扩散 光分布 刺入力
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曲面的激光车削与激光铣削加工技术
3
作者 张星广 王成勇 +3 位作者 胡小月 丁峰 郑李娟 赖志伟 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期123-134,共12页
如今生物医疗、3C电子、航空航天等领域发展迅速,对回转结构件的性能要求逐渐增强。所需材料硬度更大、型面更加复杂,使得常规接触式加工难以满足生产要求。激光加工为非接触式加工,无需考虑接触应力造成的负面影响,加工过程无需使用切... 如今生物医疗、3C电子、航空航天等领域发展迅速,对回转结构件的性能要求逐渐增强。所需材料硬度更大、型面更加复杂,使得常规接触式加工难以满足生产要求。激光加工为非接触式加工,无需考虑接触应力造成的负面影响,加工过程无需使用切削液,材料利用率高。但是,目前采用激光进行回转曲面三维加工技术的发展尚未成熟,有许多亟待解决的难题。重点综述了曲面的激光车削与激光铣削加工技术、装备和相关工业应用3个方面的研究现状,总结了目前面临的问题,提出了其后续发展的可行性方向。 展开更多
关键词 激光技术 激光车削 激光铣削
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激光粉末床熔融对NiTi/Zr复合材料显微组织及性能的调控机制
4
作者 李晟 唐柳琳 +4 位作者 闫星辰 邓朝阳 褚清坤 黄正华 郑李娟 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期191-198,共8页
采用激光粉末床熔融增材制造的NiTi形状记忆合金普遍存在延展性低、缺陷多、形状记忆性能调控困难等问题。针对此,通过在近等原子比NiTi合金粉末中加入质量分数为1%的ZrH_(2)粉末,形成NiTi/Zr金属基复合材料,以改善NiTi合金的成形性和... 采用激光粉末床熔融增材制造的NiTi形状记忆合金普遍存在延展性低、缺陷多、形状记忆性能调控困难等问题。针对此,通过在近等原子比NiTi合金粉末中加入质量分数为1%的ZrH_(2)粉末,形成NiTi/Zr金属基复合材料,以改善NiTi合金的成形性和力学性能,并通过工艺参数有效调控NiTi合金的相变性能。结果表明:Zr掺杂在合适的成形参数条件下有效抑制了球化现象,从而减少了未熔合缺陷。同时分析了Zr掺杂NiTi形状记忆复合材料的显微组织。结果表明:激光工艺参数能够改变Zr在NiTi基体中的状态,形成Zr单质、固溶体、析出相等不同显微组织。示差扫描量热仪和拉伸实验表明:Zr掺杂结合不同的工艺参数能够实现形状记忆性能调控,并在不显著改变弹性模量的前提下同时提高材料的抗拉强度和断裂韧性。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 NiTi/Zr金属基复合材料 力学性能 显微组织
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固态纳米孔高能束制造方法
5
作者 陈威 郑李娟 +3 位作者 艾思棋 刘佑明 王成勇 袁志山 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第1期1-9,共9页
固态纳米孔因具有机械性能好、稳定性强、形状易控的优点,在基因检测、蛋白质检测、能量转换、物质分离以及水净化等领域显示出巨大的潜力,并引起众多研究人员关注。其中,形状可控、高效的固态纳米孔制造技术是现实固态纳米孔应用的前... 固态纳米孔因具有机械性能好、稳定性强、形状易控的优点,在基因检测、蛋白质检测、能量转换、物质分离以及水净化等领域显示出巨大的潜力,并引起众多研究人员关注。其中,形状可控、高效的固态纳米孔制造技术是现实固态纳米孔应用的前提。目前,在常见的固态纳米孔制造方法中,高能束制造方法具有高效率、高精度、高可控制造的优势。本文重点概述高能电子束、聚焦离子束、激光刻蚀法和离子径迹刻蚀法等4种固态纳米孔制造方法及其基本原理,并讨论上述方法的优缺点及其大规模可控制造的可行性。 展开更多
关键词 固态纳米孔 高能束制造 制造方法
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医用球头铣刀铣削力模型与实验验证 被引量：3
6
作者 罗嘉琪 隋建波 王成勇 《工具技术》 北大核心 2023年第2期20-26,共7页
在骨科手术中经常使用球头铣刀对骨材料进行加工,在此过程中铣削力大小的精准控制是改善手术质量的关键,但目前尚缺乏理论模型预测骨材料加工过程中的铣削力。本文将球头铣刀离散成沿切削刃分布的切削微元,并用球头铣刀的结构参数表达... 在骨科手术中经常使用球头铣刀对骨材料进行加工,在此过程中铣削力大小的精准控制是改善手术质量的关键,但目前尚缺乏理论模型预测骨材料加工过程中的铣削力。本文将球头铣刀离散成沿切削刃分布的切削微元,并用球头铣刀的结构参数表达切削微元的位置。通过分析切削微元的铣削力模型最终积分得到整个球头铣刀的铣削力模型,并以人工骨为铣削材料设计了三个不同工艺参数的实验来验证模型预测值的准确性。结果表明,该模型能较准确地预测球头铣刀在不同工艺参数下的铣削力。 展开更多
关键词 球头铣刀 数学模型 铣削力 铣削系数
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基于光学定位系统反馈的机器人末端位姿误差在线补偿方法
7
作者 丘洪键 梁海平 +1 位作者 卢耀安 王成勇 《工具技术》 北大核心 2024年第12期136-141,共6页
为了提高手术辅助机器人的定位精度,提出了一种基于改进L-M迭代的机器人末端工具位姿误差在线补偿方法。该方法无须标定机器人运动学模型参数,将机器人的几何误差、非几何误差和坐标系配准误差都归结于机器人关节误差,利用光学定位系统... 为了提高手术辅助机器人的定位精度,提出了一种基于改进L-M迭代的机器人末端工具位姿误差在线补偿方法。该方法无须标定机器人运动学模型参数,将机器人的几何误差、非几何误差和坐标系配准误差都归结于机器人关节误差,利用光学定位系统反馈机器人末端工具位姿,通过雅可比矩阵把机器人末端工具位姿误差映射到机器人关节空间,迭代改变机器人关节位置,使机器人末端工具位姿逐渐逼近目标位姿。实验结果表明,所提方法可将机器人末端工具位置误差降至0.1mm,末端工具姿态误差降至0.05°,显著提高了机器人末端工具位姿精度。 展开更多
关键词 位姿误差 误差在线补偿 光学定位系统 手术机器人
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双转台五轴机床旋转轴位置无关几何误差的辨识 被引量：9
8
作者 梁小冰 卢耀安 王成勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期2585-2591,共7页
旋转轴的位置无关几何误差(PIGEs)是影响五轴机床加工精度的重要因素。以AC双转台五轴机床为研究对象,提出一种基于差分演化算法的旋转轴PIGEs辨识方法。首先,建立机床旋转轴PIGEs和球杆仪杆长变化的关系模型,使用已有的辨识方法获得机... 旋转轴的位置无关几何误差(PIGEs)是影响五轴机床加工精度的重要因素。以AC双转台五轴机床为研究对象,提出一种基于差分演化算法的旋转轴PIGEs辨识方法。首先,建立机床旋转轴PIGEs和球杆仪杆长变化的关系模型,使用已有的辨识方法获得机床旋转轴PIGEs初始解,然后定义优化目标函数,通过差分演化算法整体优化求解旋转轴PIGEs,提高旋转轴PIGEs辨识准确性。实验与仿真的结果表明提出的旋转轴PIGEs辨识方法可有效提高辨识准确性。 展开更多
关键词 位置无关几何误差 旋转轴误差辨识 五轴机床 球杆仪
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冷却润滑对金属玻璃钻削特征及可加工性的影响研究
9
作者 胡小月 丁峰 +3 位作者 胡治宇 王成勇 张涛 朱旭光 《工具技术》 2024年第6期41-49,共9页
金属玻璃钻削高温极易导致光发射、大毛刺和孔烧蚀等严重问题。研究锆基金属玻璃在干切削、冰冻切削和切削油条件下的钻削过程、钻削特征及孔质量,通过对比三种冷却润滑条件下的轴向力动态变化过程、钻削能、刀具磨损以及孔口毛刺,提出... 金属玻璃钻削高温极易导致光发射、大毛刺和孔烧蚀等严重问题。研究锆基金属玻璃在干切削、冰冻切削和切削油条件下的钻削过程、钻削特征及孔质量,通过对比三种冷却润滑条件下的轴向力动态变化过程、钻削能、刀具磨损以及孔口毛刺,提出适用于金属玻璃钻削加工的工艺方法。研究结果表明:刀具磨损积累与热软化是影响金属玻璃钻孔过程及轴向力动态变化的主要因素;干切削会使孔材料处于过冷液态,导致孔无法成形。金属玻璃入口孔毛刺主要为冠状和无规则扭曲形毛刺;出口孔毛刺主要为冠状毛刺。冰冻切削仅适用于低速钻削金属玻璃;切削油条件下高速钻削金属玻璃可获得最佳孔口质量和最长刀具寿命。 展开更多
关键词 金属玻璃 钻削加工 冷却润滑
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