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微纳结构表面防冰研究进展 被引量：1
1
作者 周嘉鑫 李理 +5 位作者 张彤 范思远 孙阔 王璐 张景然 王作斌 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期100-116,共17页
首先从冰的2种形成机理-均相成核和非均相成核进行了阐述,并介绍了液体在固体表面上的润湿现象。在此基础上,根据微纳结构防冰机理,分别综述了在固体表面结冰的前、中、后不同时期的最新防冰除冰策略。结冰前,借助液滴的脱落和自除预防... 首先从冰的2种形成机理-均相成核和非均相成核进行了阐述,并介绍了液体在固体表面上的润湿现象。在此基础上,根据微纳结构防冰机理,分别综述了在固体表面结冰的前、中、后不同时期的最新防冰除冰策略。结冰前,借助液滴的脱落和自除预防固体表面结冰;结冰时,可通过延长冰的冻结时间,延缓冰在固体表面上的覆盖;结冰后,降低冰在固体表面的附着力,使之更易脱离固体表面,达到防冰除冰的需求。最后,对于如何提高微纳结构表面的耐久性进行了总结,对有关这些问题的最新研究成果进行了归纳和讨论,并对今后微纳结构表面防冰除冰的研究进行了展望。 展开更多
关键词 超疏水 微纳结构 防冰表面 被动防冰方法 耐久性
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二硫化钼-金-正方形阵列结构复合SERS基底的制备技术
2
作者 张景然 毕研瑞 +4 位作者 靖博文 乔健 于淼 石广丰 李晶 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期64-73,共10页
肌红蛋白的检测对于预防急性心肌梗死具有重要意义。基于聚焦离子束、磁控溅射、滴涂三种方法相结合制备二硫化钼-金-正方形阵列结构以作为复合表面增强拉曼散射(SERS)基底,以用于肌红蛋白的高灵敏检测。采用聚焦离子束方法制备不同边... 肌红蛋白的检测对于预防急性心肌梗死具有重要意义。基于聚焦离子束、磁控溅射、滴涂三种方法相结合制备二硫化钼-金-正方形阵列结构以作为复合表面增强拉曼散射(SERS)基底,以用于肌红蛋白的高灵敏检测。采用聚焦离子束方法制备不同边长和不同间距的正方形阵列结构。当正方形边长为300 nm时,相邻正方形间距(504、424、344、264 nm)的变化使其纳米孔的状态由分离到刚接触至相互叠加,且阵列结构的一致性高。采用该SERS基底检测10^(−5)mol/L的R6G溶液,试验结果表明,与相邻正方形纳米孔为分离或叠加状态相比,边长300 nm、间距424 nm的正方形阵列结构(刚接触状态)检测R6G溶液的增强强度最高。其次,与Au-MoS_(2)-L1S2和Au-L1S2相比,MoS_(2)-Au-L1S2复合SERS基底检测10^(−6)mol/L R6G分子的拉曼强度最高,其检测R6G溶液拉曼强度的标准偏差为4.66%,且检测R6G溶液的分辨率为10^(−8)mol/L。此外,在生物蛋白分子检测方面,采用该复合SERS基底能够检测0.02μg/mL的肌红蛋白分子,实现了对肌红蛋白分子的高灵敏度检测。 展开更多
关键词 聚焦离子束 二硫化钼 正方形阵列结构 R6G分子 肌红蛋白分子 表面增强拉曼散射(SERS)
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三光束激光干涉诱导向后转移制备金纳米结构及其SERS特性 被引量：4
3
作者 蒋旭珂 翁占坤 +2 位作者 曹亮 刘日 王作斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期405-414,共10页
为了提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,本文提出三光束激光干涉诱导向后转移(LIIBT)技术,为激光干涉技术与激光诱导向后转移的有机结合。本文以ITO玻璃为接收衬底,金薄膜为靶材,LIIBT过程中采用三光束激光干涉进行加工。SEM... 为了提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,本文提出三光束激光干涉诱导向后转移(LIIBT)技术,为激光干涉技术与激光诱导向后转移的有机结合。本文以ITO玻璃为接收衬底,金薄膜为靶材,LIIBT过程中采用三光束激光干涉进行加工。SEM结果表明,在激光能量密度为25 mJ/cm^2,金膜厚度为50 nm条件下,获得了较好的阵列结构,周期为5μm,金纳米粒子均匀分布在其表面,尺寸小于100 nm的粒子达到80%以上。EDX分析结果表明微米尺度点阵由大量的In元素组成,该结构的形成源于激光与ITO层相互作用。将1.0×10^-5,1.0×10^-7和1.0×10^-9 M的罗丹明6G溶液,旋涂于微结构表面并进行拉曼光谱研究,在612 cm^-1,773 cm^-1,1190 cm^-1,1319 cm^-1和1511 cm^-1处发现了罗丹明6G的特征峰,说明制备的金纳米结构对微量的罗丹明6G有明显的SERS效应。本文提出的LIIBT技术将大大提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,在超灵敏检测、光电子器件、微流控等领域均具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 激光干涉向后转移技术 微米点阵结构 金纳米粒子 表面增强拉曼散射
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仿生鲨鱼皮复合微纳减风阻结构的仿真与制备 被引量：3
4
作者 徐征 刘日 +3 位作者 王天昊 迟振东 王作斌 李理 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期107-114,共8页
仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在... 仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在飞行器的大气传感器半球头体模型表面制造仿生鲨鱼皮复合微纳结构,即在仿生鲨鱼皮鳞片结构的基础上,通过激光干涉扫描二级微沟槽,以进一步提升减阻效果。采用CFD仿真与风洞实验相结合的方式,对减阻机理进行理论分析,完成了复合结构的微纳制造,减阻率最高可达10.3%。 展开更多
关键词 鲨鱼皮 减阻 风洞实验 CFD流场仿真 微纳结构 鳞片 仿生
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单线激光雷达与GNSS/INS的空间重构 被引量：11
5
作者 王锐 常锴 +3 位作者 符国浩 王世峰 徐熙平 王作斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期851-858,共8页
为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题,本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷... 为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题,本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷达扫描待测空间获取三维尺度信息,然后将点云数据与对应的任意方向的航向角相结合,再利用四元数姿态解算获取各站点扫描的点云图像。为提高计算效率,使用迭代最近点算法实现站点间点云配准时,对待匹配点云数据筛选并更新。实验结果表明在保留点云数字特征前提下,单线激光雷达与GNSS/INS系统能够提高76%的运算速率。本文提出的硬件方案和解算方法不但能够实现较高的配准精度,与多线激光雷达方案相比工程成本也得到显著下降。 展开更多
关键词 三维重构 点云配准 四元数姿态解算 迭代最近点算法
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基于超材料的太赫兹波吸波材料 被引量：7
6
作者 刘毅 彭晓昱 +4 位作者 王作斌 董家蒙 魏东山 崔洪亮 杜春雷 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期756-763,共8页
超材料是一种人工设计的具有周期单元阵列结构的电磁材料,具有超常物理特性。基于超材料的太赫兹吸波材料在太赫兹技术领域有许多潜在的应用。简述了超材料吸波材料的理论基础,综述了国内外在单频、双频、多频带和宽带太赫兹超材料吸波... 超材料是一种人工设计的具有周期单元阵列结构的电磁材料,具有超常物理特性。基于超材料的太赫兹吸波材料在太赫兹技术领域有许多潜在的应用。简述了超材料吸波材料的理论基础,综述了国内外在单频、双频、多频带和宽带太赫兹超材料吸波材料领域的研究进展,并展望了太赫兹吸波材料研究的未来发展方向和趋势。 展开更多
关键词 太赫兹波 吸波材料 超材料
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液相下激光烧蚀快速制备图案化铜微纳结构 被引量：2
7
作者 于苗苗 翁占坤 +3 位作者 王冠群 郭川川 胡俊廷 王作斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期2248-2259,共12页
为了实现大面积图案化铜微纳结构的制备,基于液相下激光烧蚀技术,以硅片为衬底,将其浸没在含有Cu2O微米粒子的乙醇溶液中,采用纳秒脉冲激光进行加工。研究了激光功率、扫描速度和扫描次数对铜微纳结构的影响,分析了图案化铜微纳结构的... 为了实现大面积图案化铜微纳结构的制备,基于液相下激光烧蚀技术,以硅片为衬底,将其浸没在含有Cu2O微米粒子的乙醇溶液中,采用纳秒脉冲激光进行加工。研究了激光功率、扫描速度和扫描次数对铜微纳结构的影响,分析了图案化铜微纳结构的形成机制,并研究了图案化铜微纳结构的浸润特性。扫描电子显微镜结果表明,随着激光功率、扫描速度和扫描次数的增加,图案化铜微纳结构中的铜颗粒熔融现象加剧,光斑中心区域的纳米颗粒粒径逐渐增大,光斑交界处形成呈现周期性分布的微米量级单元结构。能量色散X射线光谱证明少量Cu元素分布在光斑中心区域,大量Cu元素集中在光斑交界处。随着扫描次数的增加,样品表面粗糙度和纯净水/食用油接触角均呈现先上升后下降的趋势。当扫描次数为6时,表面平均粗糙度为(1.3±0.11)μm,纯净水接触角可达(155.2±1.5)°,食用油接触角达(100.0±1.3)°。该大面积图案化铜微纳结构制备方法简单快速,无粉尘污染,在微流体芯片、集水系统和废水处理等领域具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 激光烧蚀 图案化铜微纳结构 浸润特性 二元结构
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激光干涉诱导向后转移制备银微条纹结构
8
作者 韩壮 翁占坤 +5 位作者 曹亮 刘日 王深智 楚学影 李金华 王作斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1029-1037,共9页
为了优化激光干涉诱导向后转移(Laser Interference Induced Backward Transfer,LIIBT)制备微结构的工艺参数,研究了激光脉冲数和能量密度对LIIBT的影响,分析了银微条纹的形成机制,并研究了银微条纹结构对环丙沙星的拉曼增强效应。以钠... 为了优化激光干涉诱导向后转移(Laser Interference Induced Backward Transfer,LIIBT)制备微结构的工艺参数,研究了激光脉冲数和能量密度对LIIBT的影响,分析了银微条纹的形成机制,并研究了银微条纹结构对环丙沙星的拉曼增强效应。以钠钙玻璃为接收衬底,银薄膜为靶材,在大气环境下基于双光束LIIBT制备了银微条纹结构。SEM测试结果表明,随着脉冲数量和激光能量密度的增加,银微条纹的边界变得更加清晰,EDS分析表明微条纹结构由银纳米粒子组成。拉曼测试中,当环丙沙星浓度降低到10^(-8)mol/L时,该结构仍表现出明显的表面增强拉曼散射效应。最后,分析了银纳米粒子转移过程及二次脉冲形成微条纹结构的机制。通过优化LIIBT制备银微条纹结构的工艺参数,揭示了LIIBT过程中银微条纹结构的形成机制,验证了该结构对低浓度环丙沙星具有明显的表面增强拉曼散射效应,为环境污染和食品工程等领域抗生素残留的高灵敏度检测提供了技术支持。 展开更多
关键词 激光干涉诱导向后转移 微条纹结构 银纳米粒子 表面增强拉曼散射 环丙沙星
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