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?１７２４?化工学报第６１卷 也在其公开发表的综述论文中指出“……超重力法 制备新工艺，由于易放大、简单、高效纳米化等优 点，是药物纳米化的下一代战略性技术……，，［２ｌＪ。 ４药物构型的密度泛函计算 药物的疗效取决于药物本身的性质、纯度、剂 量、生产工艺、给药途径、给药时机等因素。一些 药物由于晶型不同在药效及其他方面产生的差异已 经逐步得到证实。同一药物的不同晶型在外观、溶 解度、熔点、溶出度、生物有效性等方面可能会有 显著不同，从而影响了药物的稳定性、生物利用度及疗效。药物多晶型现象是影响药品质量与临床疗效的重要因素之一，晶型对药效的影响是目前药学界关心的问题。目前鉴别晶型主要是针对不同的晶型具有不同的理化特性及光谱学特征来进行的，如ＸＲＤ、ＦＴ—ＩＲ和核磁共振等实验方法。近年来，利用计算机分子模拟和量子化学理论辅助预测药物多晶型也有了较大的发展【２引。 本课题组利用密度泛函理论（ｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｔｈｅｏｒｙ）研究了抗前列腺癌药物比卡鲁胺和降血脂药物非诺贝特的构型。ＸＲＤ实验结果已证实比卡鲁胺有两种晶型，分别为ＦｏｒｍＩ和ＦｏｒｍⅡ，目前只有ＦｏｒｍＩ具有药效［２引。通过计算，得到了两种稳定构型Ａ和Ｂ，其中Ａ的几何构型参数与ＸＲＤ结果得到的ＦｏｒｍＩ吻合较好，Ｂ的构型参数与ＦｏｒｍⅡ相吻合（如图３所示），且计算结果表明Ａ相对于Ｂ更加稳定［２引。 对于非诺贝特目前实验只报道了一种晶型，而通过计算可以得到３种稳定构型Ａ、Ｂ和Ｃ（如图４所示），其中Ａ能量最低，且其几何构型参数与ＸＲＤ实验结果一致心争２６‘。研究表明可以用理论计算来预测药物的多晶型结构，以期更有效地指导药物纳微化工程和应用。 ５液相沉淀法制备纳微结构药物的研究 ５．１反应沉淀法 ５．１．１吉非罗齐的微粉化研究吉非罗齐是一种非卤化的氯贝丁酯类降脂药物，在肠胃内的溶解度和溶解速率都很低，这使得药物口服后的有效吸收量和生物利用度都比较低。Ｈｕａｎｇ等¨７］报道了采用反应沉淀法制备吉非罗齐的超细颗粒。研究了反应体系、酸碱溶液浓度、酸碱溶液体积比、混合温 图３比卡鲁胺晶型的ＤＦＴ计算结果和ｘＲＤ 实验结果比较 Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａ“ｓｏｎｏｆＤＦＴｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｂｉｃａｌｕｔａｍｉｄｅｃｏｎｆｏｒｍｅｒｓａｎｄＸ—ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ 图４非诺贝特构型的ＤＦＴ计算结果 Ｆｉｇ．４ＤＦＴｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｆｅｎｏｆｉｂｒａｔｅｃｏｎｆｏｒｍｅｒｓ度、干燥方式等实验参数对吉非罗齐颗粒形貌与大小的影响，并确定较优实验条件为：反应体系为Ｎａ０Ｈ—Ｈ２ＳＯ。体系，Ｎａ（）Ｈ与Ｈ２ＳＯ。的浓度分别为Ｏ．１５、０．２２５ｍ０１．Ｌ～，表面活性剂为甲基纤维素（ＭＣ），用量为药物质量的５％，搅拌转速为５０００ｒ?ｍｉｎ～，搅拌时间为３０ｍｉｎ，反应体系温度为５℃，干燥方式为喷雾一冷冻干燥法。在此条件下得到的吉非罗齐超细干粉颗粒的ＳＥＭ照片如图５所示，颗粒平均粒径为１．２５ｐｍ，比表面积为１１．０２ｍ２?ｇ～，约为原料药的６倍。吉非罗齐超细干粉颗粒与原料药具有相同的晶型、结构和成分，但微粉化产品的结晶度明显低于原料药。体外溶出实验表明（图６），在第１２０ｍｉｎ时，微粉化产品的溶出量为９１．２％，而此时吉非罗齐原料药的溶出量仅为２３．６％。 ５．１．２琥珀酸舒马普坦的微粉化研究琥珀酸舒马普坦是第一个上市的治疗急性偏头疼发作的曲坦类药物。目前，琥珀酸舒马普坦有口服给药、皮下注射、鼻腔给药和直肠给药４种剂型。但这４种剂 型存在一些不足：口服给药因为受过效应而生物利 万方数据
1、研究发动机特性的意义是什么 答：发动机的特性是发动机性能的综合反映，在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律就是发动机的特性。研究发动机的特性是为了分析发动机在不同工况下运行的动力性能指标、经济性能指标、排放指标以及反映工作过程进行的完善程度指标等。 2、分析汽油机和柴油机负荷特性的特点。 答：（1）汽油机的燃油消耗率普遍较高，且在从空负荷向中小负荷段过渡时，燃油消耗率下降缓慢，仍维持在较高水平，燃油经济性明显较差。 （2）汽油机排气温度普遍较高，且与负荷关系较小。 （3）汽油机的燃油消耗量曲线弯度较大，而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。 3、对比分析汽油机和柴油机速度特性的特点。 答：（1）柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦。汽油机的速度特性的转矩曲线的曲率半径较小，节气门开度越小，转矩峰值向低速移动，且随转速变化的斜率越大。（2）汽油机的有效功率外特性线的最大值点，一般在标定功率点；柴油机可以达到的最大值点的转速很高，而标定点要比其低很多。 （3）柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的速度特性下都比较平坦，仅在两端略有翘起，最经济区的转速范围很宽。汽油机则不同，其油耗曲线的翘曲度随节气门开度减小而剧烈增大，相应最经济区的转速范围越来越窄。 4、衡量发动机克服短期超载能力的指标有哪些汽油机、柴油机有什么区别 答：（1）指标有：转矩适应性系数KT,转矩储备系数μ，μ、KT值大表明随着转速的降低，Ttq增加较快，在不换挡时，爬坡能力和克服短期超载能力强。 （2）区别：汽油机的外特性比柴油机外特性的动力适应性好；因此，一般不需要改造外特性配备调速装置。柴油机需要采用专门设计的调速器，在低于标定转速进行校正，使输出转矩增大；高于标定转速需要调速，避免超速。 5、什么是发动机的万有特性汽油机和柴油机的万有特性各有什么特点万有特性曲线常用于哪几个方面 答：（1）万有特性：负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要再一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能都表达发动机多参数的特性称为万有特性。 （2）特点： 汽油机的万有特性的特点：a）最低油耗率偏高，并且经济区域偏小；b）等耗油率曲线在低速区向大负荷收敛，这说明汽油机在低速、低负荷的油耗率随负荷的减小而急剧增大，在实际使用中，应尽量避免出现这种情况；c）汽油机的等功率线随转速升高而斜穿等油耗率线，转速愈高愈废油。 柴油机的万有特性的特点：1）最低油耗偏低，并且经济区域较宽；2）等耗油率曲线在高、低速均布收敛，变化比较平坦；3）相对汽车变速工况的适应性好。 （3）应用：a）可以根据被动的工作机械的转速和负荷的运转规律的特性曲线，选配特性曲线与其相近或者相似的发动机。 b）根据等转矩Ttq、等排气温度Tr、等最高爆发压力曲Pz曲线，即可以准确地确定发动机最高、最低允许使用的负荷限制线。
王楠 1032011322017 光学工程 微纳光学结构及应用 摘要：微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。其中表面等离子体光学、人工负折射率材料、隐身结构，都是通过引入微纳结构控制光的衍射和传播，从而实现新的光学性能。从这个角度来讲，微纳光学结构的设计和制造是微纳光学发展的共性关键技术问题，微纳光学是新型光电子产业的重要发展方向。 关键字：微纳光学；纳米制造；微纳光学产业； Abstract：Micro-nano optical structure technology refers to through the introduction of micro-nano optical structure in the material, implement new optical functional devices. The surface plasmon optics, artificial negative refractive index materials, stealth structure, through the introduction of micro-nano structure control of light diffraction and transmission, so as to realize the new optical performance. From this perspective, micro-nano optical structure design and manufacture is the universal key technical problems in the development of micro-nano optics, micro-nano optics is a new important development direction of optoelectronic industry. Key words : micro-nano optics; nanofabrication; micro-nano optical industry 1微纳光学技术的多种应用 1）加工新型光栅 借助于大规模集成电路工艺技术，可以加工出新型的光栅。光栅是个实用性很强的基本光学器件，在23ARTICLE | 论文激光与光电子学进展2009.10光谱仪、光通信波分复用器件、激光聚变工程、光谱分析等领域中大量使用。传统的表面光栅不论是机械刻画光栅，还是全息光栅，其表面的光栅结构是很薄的。明胶或光折变体全息光栅的光栅厚度较厚，由于制造工艺的一致性、温度稳定性和长期稳定性问题，在实际应用时仍然有限制。 2）制作深刻蚀亚波长光栅 采用激光全息、光刻工艺和半导体干法刻蚀工艺可以加工出深刻蚀亚波长光栅。
纳米矩形超疏水微结构表面液体流动和流场分析的LAMMPS分子动力学模拟 #该in文件使用LAMMPS采用LJ流体模型模拟液体在超疏水纳米表面流动。基底的疏水性，流动的驱动速度都可调节。结果如下图所示。 #通过修改in文件中的参数可直接进行模拟可得到用以发表论文的结果，如改变基底疏水性，流动驱动速度研究局部滑移和全局滑移以及气液界面受剪切破坏等。 #后续问题可通过添加本人微信（baolu_yao）继续付费修改定制in和data文件 #使用方法将下面代码拷贝粘贴入文本文件中，并将文本文件命名为in.flow（包括扩展名） variable nx equal 6 variable ly index 0.724 variable vx index 0.1 variable g_num equal 1 variable T equal 0.8 # ----------------- Init Section ----------------- units lj boundary p f p neighbor 0.3 bin neigh_modify every 1 delay 0 check yes cluster yes exclude type 1 1 exclude type 1 4 exclude type 4 4 exclude type 2 2 atom_style atomic pair_style lj/cut 2.5 newton on # ----------------- Atom Definition Section ----------------- read_data "system.data" replicate ${nx} 1 2
一、 1.套准精度的定义,套准容差的定义。大约关键尺寸的多少是套准容差？ 套准精度是测量对准系统把版图套准到硅片上图形的能力。套准容差描述要形成图形层和前层的最大相对位移,一般，套准容差大约是关键尺寸的三分之一。 2.信息微系统的特点是什么？ 低成本，能耗低，体积小，重量轻，高可靠性和批量生产，可集成并实现复杂功能。 3.微加工技术是由什么技术发展而来的，又不完全同于这种技术。独特的微加工技术包括哪些？ （1）微电子加工技术；（2）表面微制造、体硅微制造和LIGA工艺。4.微电子的发展规律为摩尔定律，其主要内容是什么? 集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小√2倍 5.单晶、多晶和非晶的特点各是什么？ 单晶：几乎所有的原子都占据着安排良好的规则的位置，即晶格位置；非晶：原子不具有长程有序，其中的化学键，键长和方向在一定的范围内变化； 多晶：是彼此间随机取向的小单晶的聚集体，在工艺过程中，小单晶的晶胞大小和取向会时常发生变化，有时在电路工作期间也发生变化 6.半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质；当受外界光和热作用时，半导体的导电能力明显变化；在纯半导体中掺杂可以使半导体的
导电能力发生数量级的变化。 7.标准RCA清洗工艺有几个步骤，各步主要用来去除哪些物质? SPM清洗:有机物 APM清洗:颗粒和少量有机物 DHF清洗:氧化膜 HPM清洗:金属离子 8.磁控溅射镀膜工艺中，加磁场的主要目的是什么？ 将电子约束在靶材料表面附近，延长其在等离子体中运动的轨迹，提高与气体分子碰撞和电离的几率 9.谐衍射光学元件的优点是什么？ 高衍射效率、优良的色散功能、减小微细加工的难度、独特的光学功能10.描述曝光波长与图像分辨率的关系，提高图像分辨率，有哪些方法？ （1） NA = 2 r0/D, 数值孔径；K1是工艺因子：0.6～0.8 （2）减小波长和K1，增加数值孔径 氧气在强电场作用下电离产生的活性氧，使光刻胶氧化而成为可挥发的CO2、H2O 及其他气体而被带走；目的是去除光刻后残留的聚合物11.什么是等离子体去胶，去胶机的目的是什么？ 通过控制F/C的比例，形成聚合物，在侧壁上生成抗腐蚀膜 12.硅槽干法刻蚀过程中侧壁是如何被保护而不被横向刻蚀的？
疏水材料的原理及应用 1.前言 尽管人们很早就知道荷叶表面“自清洁”效应，但是一直无法了解荷叶表面的秘密。直到20世纪90年代，德国的两个科学家首先用扫描电子显微镜观察了荷叶表面的微观结构，认为“自清洁”效应是由荷叶表面上的微米级乳突以及表面蜡状物共同引起的。其后江雷等人对荷叶表面微米结构进行深入分析，发现荷叶表面乳突上还存在纳米结构，这种微米与纳米结构同时存在的二元结构才是引起荷叶表面“自清洁”的根本原因。这样的“粗糙”表面产生的对水的不浸润性被称为疏水性。 2.疏水与超疏水 在化学里，疏水性指的是一个分子（疏水物）与水互相排斥的物理性质。 疏水性分子偏向于非极性，并因此较会溶解在中性和非极性溶液（如有机溶剂）。疏水性分子在水里通常会聚成一团，而水在疏水性溶液的表面时则会形成一个很大的接触角而成水滴状。 疏水性通常也可以称为亲脂性，例如疏水性分子包含有烷烃、油、脂肪和多数含有油脂的物质，但这两个词并不全然是同义的。即使大多数的疏水物通常也是亲脂性的，但还是有例外，如硅橡胶和碳氟化合物。 对于一个疏水性的固体表面来说，当表面有微小突起的时候，有一些空气会被“关到”水与固体表面之间，导致水珠大部分与空气接触，与固体直接接触面积反而大大减小。由于水的表面张力作用使水滴在这种粗糙表面的形状接近于球形，其接触角可达150度以上，并且水珠可以很自由地在表面滚动。这种接触角大于150度的表面就被称为“超疏水表面”，而一般疏水表面的接触角仅大于90度。 3.疏水原理 根据热力学的理论，物质会寻求存 在于最低能量的状态。水是极性物质， 并因此可以在内部形成氢键，这使得它 有许多独别的性质。而疏水物不是电子 可极化性的，它无法和水形成氢键，所 以水会对疏水物产生排斥，以减少化学 能。而水分子间形成氢键。因此两个不 相溶的相态，将会变化成使其界面的面 积最小时的状态。此效应可以在相分离的现象中被观察到。 气体环绕的固体表面的液滴。接触角θc，是由液体在三相（液体、固体、气体）交点处的夹角。材料的浸润性是由表面的化学组成和微观几何结构共同决定的,通常以接触角θ表征液体对固体的浸润程度。
功能材料纳微化技术 ●项目简介： 纳微结构赋予材料新的功能和功效。利用CO2辅助雾化制备和组装纳微颗粒结构材料，通过二相或多相流的喷头结构元件膨胀和雾化，根据混合和相分离的变化，组装纳微颗粒结构和形态。根据液滴在射飞过程中由于环境的变化而溃散、雾化、溶剂蒸发射飞过程中环境以及混合方式的调节，可形成各种纳微尺度和不同结构组装的颗粒材料。工艺路线如下： CO 钢瓶压缩机 萃 取 釜 雾 化 干 燥 室 壁材容液 TIC PI TI PI 产品 热风 工艺技术流程图 例如，根据多相流结构元件可快速形成高过饱和度快速成析和射流分散这样的特点，可设计给药系统，形成芯囊型或相互包嵌的超微细给药系统。又如用本方法制备的含能材料纳微颗粒，具有独到之处。 ●所属领域：化工、生物、医药、材料 ●项目成熟度：小试 ●应用前景： 纳米材料和纳米结构的应用将为新产品设计、新产业形成以及改造传统产业注入高科技含量，提供新的机遇。本技术可用于药物纳微颗粒制剂制备、聚合物纳微颗粒制备、纳微颗粒香料分散剂制备、功能布料固体整理剂制备、纳米催化剂制备与微结构改性、含能材料粒度微细化等。 ●知识产权及项目获奖情况： 含能材料的纳微化技术已授权发明专利ZL200710306452.2。 ●合作方式： 技术开发、专用产品制备技术开发；专利（实施）许可。
纳米光催化空气净化装置 ●项目简介： 本项目针对目前室内空气污染日益严重、对人体健康危害日益增加的问题，成功解决了纳米光催化技术的应用难题，将其应用于室内空气净化，并根据我国实际情况，开发出多种终端产品，包括用于家庭的光催化空气净化器，用于交通工具的车载空气净化器以及用于公共场所中央空调系统的光催化空气净化装置。该项目被认定为上海市高新技术成果转化项目，已具备年产2万台纳米光催化空气净化装置的生产能力。 经权威部门检测，纳米光催化空气净化装置对细菌杀灭率高达99.90%，对TVOC的脱除率为90%，对可吸入颗粒物的净化效率达国标的1.6倍，其综合技术总体上处于国内领先，在细菌杀灭率和脱除TVOC的功能上达到国际同类产品的先进水平。 目前中央空调用净化装置已在浦东星河湾酒店、兴业银行、中科院西安光机所等多家单位获得应用，其净化效果远优于普通的吸附、静电除尘等技术手段，获得用户的高度认可。 ●所属领域：材料、环境 ●项目成熟度：产业化 ●应用前景： 单机方面，美国的空气净化器家庭普及率达到27%，日本达到17%，而我国不足0.1%，市场潜力巨大。在中央空调系统空气净化装置方面，随着人们对中央空调带来的空气质量问题的日益关注，相应的产品市场前景看好。车载净化器同样会随着我国汽车的日益普及而获得长足的发展。 ●知识产权及项目获奖情况： 已申请发明专利1项，获外观设计专利授权2项。制定并备案企业标准《纳米光催化空气净化器》（Q/GHNM 7-2010）一项。 ●合作方式：空气净化工程总包、产品销售代理。 高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术 ●项目简介： 超滤膜一种孔径规格一致，额定孔径范围为(0.001～0.1μm)的微孔过滤膜。微滤膜一种孔径规格一致，额定孔径范围为微滤膜(0.1～1μm)的微孔过滤膜。微滤超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大，工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。本项目提供高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术。 ●所属领域：化工、材料
项目名称：纳米材料功能化宏观体系的构筑和性能 研究 首席科学家：姜开利清华大学 起止年限：2012.1至2016.8 依托部门：教育部
一、关键科学问题及研究内容 本项目拟解决的关键科学问题是： 1、纳米材料单元构筑宏观尺度纳米材料体系的界面结构控制 (1)不同材质纳米结构单元界面结构的设计和构筑方法 (2)不同尺寸和维度纳米结构单元组合的原理 2、不同纳米材料单元组装后性能演变和调控 (1)纳米材料单元组装后性能变化的机理和优化的方法 (2)多尺度单元组合对性能的影响以及单元耦合所产生的新功能 3、宏观尺度纳米材料体系中电子、光子和能量传输的新规律 (1)异质界面电子、光子和能量传输的新规律 (2)纳微尺度下的界面效应对性能的调控 4、宏观尺度纳米结构服役过程中的性能稳定性 (1)对外场的响应 (2)结构稳定性和性能稳定性的关系 以解决上述科学问题为核心，本项目的主要研究内容是： 1、不同材质纳米结构单元界面结构的设计，多元异质宏观尺度纳米结构单元构筑的新原理和新方法，包括从纳米结构单元的制备，纳米结构单元组合成微米结构，到由微米结构构筑宏观尺度的材料体系，发展不同尺度、不同维度纳米单元构筑宏观尺度纳米材料体系的新技术。构筑宏观尺度纳米材料体系的单元材质为：(a)半导体/金属肖特基结；(b)磁性/非磁性、磁性/铁电组合体；(c)碳管、碳管束和其他碳纳米结构单元。 2、纳米材料单元组装后性能变化的机理和优化的方法，宏观尺度纳米材料体系中纳米单元的耦合效应产生的新现象和新性能。主要研究内容为：碳纳米管与金属、高聚物复合体系界面的耦合效应，半导体量子点和贵金属纳米线异质界面耦合和光传输行为，肖特基结能量传递(光→电)，磁性/非磁性和磁性/铁电性复合纳米单元界面耦合效应及能量传递的新规律(电→磁、磁→光)。通过耦合尺度效应的研究实现纳米单元组成的宏观尺度体系的综合性能的调控和优化。 3、宏观尺度纳米材料体系中异质界面对电、光、磁性能调控和输运性质的影响，能量传递和转化的新规律，探索其可能的应用。主要研究内容为：磁性/铁电复合纳米单元之间能量传递和转换的新规律(电→力、力→磁)，实现增强电控磁效应的最佳条件，探索基于磁性/铁电复合纳米单元的电控磁存储技术，以纳微光学器件为导向，研究半导体量子点、金属纳米线等组合单元协同传递光子的行为，通过尺度效应和耦合效应的研究，探索能量传输、转换的新规律，发展基于纳米材料的红外波段探测器件，研究红外示范探测器件性能的稳定性。 4、宏观尺度纳米材料体系的结构性能关系及其在服役过程中的性能稳定性，主要研究内容为：研究复合纳米材料体系中，界面结构和特性对宏观性质的影响，探索提高材料综合性能的途径，研究碳纳米结构复合材料在外场作用下材料性能的变化与纳微结构的关系，能量和物质转化和传输的规律，服役条件下材料和结构的稳定性，探讨在高性能储能器件中的应用。
1引言微纳光学主要指微纳米尺度的光学效应，以及利用微纳米尺度的光学效应开发出的光学器件、系统及装置。微纳光学不仅是光电子产业的重要发展方向之一，也是目前光学领域的前沿研究方向。微纳光学的发展是由大规模集成电路工艺水平的进步所推动的。早在20世纪50年代，德国著名教授A.W.Lohmann [1]就考虑到利用光栅的整体相移技术对光场相位编码，以实现对光波的人工控制。1964年夏季，A.W.Lohmann 教授指导大学生Byron ，利用IBM 当时先进的制版设备演示了世界上第一张计算机全息图。随后的衍射光学进展都可以看作是人为地控制或改变光的波前，从这个意义上说，这个工作具有革命性的意义。随着半导体工艺技术的进步，微米尺度的任意线 宽都可以加工出来。由此，达曼提出一种新型的微光学分束器件，后人叫做达曼光栅[2]。达曼光栅通过任意线宽的二值相位调制，将一束激光分成多束等强度的激光。其制作充分利用了微电子工艺技术，是一个典 型的微光学器件[3]。 达曼光栅一般能产生一维或者二维矩阵的光强分布。周常河等[4]提出了圆环达曼光栅，也就是不同半径的圆孔相位调制，实现多级等光强的圆环分布。我们知道，圆孔的傅里叶变换是贝塞尔函数，而矩形的傅里叶变换是SINC 函数，因此，虽然达曼光栅和圆环达曼光栅的物理本质一样，但是其数学处理却不相同[5]。随着制造技术水平的进步，出现了一些纳米光学领域的新概念：光子晶体（Photonic Crystal ）[6]、 表面微纳光学结构及应用 Micro-&Nano-Optical Structures and Applications 摘要简短回顾微纳光学的几个重要研究方向，包括光子晶体、表面等离子体光学、奇异材料、负折射、隐身以及 亚波长光栅等。微纳光学不仅成为当前科学的热点研究领域，更重要的是，微纳光学是新型光电子产业的 发展方向，在光通信、光存储、激光核聚变工程、激光武器、太阳能利用、半导体激光、光学防伪技术等诸多 领域，起到了不可替代的作用。 关键词微纳光学；纳米制造；微纳光学产业 Abstract Important areas of micro -and nano -optics are introduced,which include photonics crystal, plasmonics,metamaterials,negative -index materials,cloaking,subwavelength gratings and others. Micro -and nano -optics is not only the hot subject of the current scientific research,and more importantly,it reflects the new direction of the optoelectronics industry,which will be widely used in optical communications,optical storage,laser fusion facility,laser weapon,utilization of solar energy, semiconductor laser,optical anti-faking and others areas. Key words micro-&nano-optics;nanofabrication;micro-&nano-optical industry 中图分类号TN25doi ： 10.3788/LOP20094610.0022
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910163989.0 (22)申请日 2019.03.05 (71)申请人 北京化工大学 地址 100029 北京市朝阳区北三环东路15 号 (72)发明人 罗勇 王迪 初广文 刘亚朝 李志浩 蔡勇 邹海魁 孙宝昌 陈建峰 (74)专利代理机构 北京正理专利代理有限公司 11257 代理人 赵晓丹 (51)Int.Cl. B01J 8/10(2006.01) B01J 8/00(2006.01) B01J 7/02(2006.01) (54)发明名称 一种超重力纳微气泡产生装置及反应系统 (57)摘要 本发明提供一种超重力纳微气泡产生装置 及反应系统，在该装置中液相为连续相，气相为 分散相，气体由中空轴进入内部，经曝气微孔的 剪切作用对气体进行一次剪切形成气泡，气泡随 后在高速旋转的转轴作用下快速脱离转轴表面， 并在转轴所形成的超重力环境强大的剪切力下 进行二次剪切形成纳微气泡，具有快速、稳定、平 均粒径小的优点，所形成的纳微气泡平均粒径处 于800纳米-50微米之间，并可通过调节旋转轴的 转速对气泡平均粒径进行范围调控。该装置一方 面克服了传统超重力装置中液相不连续，无法形 成含纳微气泡液相的问题，另一方面克服了静态 微孔介质表面纳微气泡聚并的问题。权利要求书1页 说明书9页 附图4页CN 109701457 A 2019.05.03 C N 109701457 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109701457 A 1.一种超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，包括： 壳体，其上设置有液体进口和液体出口；以及 设置与所述壳体内的超重力气泡产生单元；其中， 所述超重力气泡产生单元包括： 设于所述壳体内的转子，可通过旋转形成超重力场，所述超重力场产生的离心力加速度大于10g； 一端与所述转子结合固定的中空轴，所述中空轴的另一端与气体进口连通； 其中，所述中空轴将所述壳体分为连通的内腔体和外腔体，所述中空轴的侧壁上设置若干纳微米尺度的孔道。 2.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，还包括： 设置在所述壳体与中空轴之间的间隙为0.1-10mm。 3.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，相邻两个孔道的孔心之间距离设定间距。 4.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，所述孔道包括位于所述中空轴侧壁上半部分的第一孔道和位于所述中空轴侧壁下半部分的第二孔道； 所述第一孔道的孔径大于、小于或等于所述第二孔道的孔径。 5.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，所述孔道的孔径沿气体流动的方向递增或递减；或， 所述孔道的孔径沿所述外腔体液体流动的方向递增或递减。 6.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，所述孔道围绕所述中空轴的轴心对称分布。 7.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，所述中空轴的材料为不锈钢或者钛基材料，优选孔道直径的范围为0.01-0.1mm。 8.根据权利要求1所述的超重力纳微气泡产生装置，其特征在于，所述中空轴由陶瓷膜制成，优选所述陶瓷膜的内壁膜孔道的孔径范围为2-48nm，外壁膜孔道的孔径范围为5-48nm。 9.一种反应系统，其特征在于，所述反应系统用于气液两相反应，所述反应系统包括超重力纳微气泡产生装置。 10.一种反应系统，其特征在于，所述反应系统用于气-液-固三相反应，或者用于拟均相的气-液-固反应，所述反应系统包括连通的反应器以及超重力纳微气泡产生装置，所述超重力纳微气泡产生装置将气体反应物与液体反应物混合形成具有纳微气泡的气液混合物，所述反应器中可通入固体反应物或者固体催化剂。 2
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/0017409217.html, 微纳光学器件的研究进展 作者：田泽安白爱芳 来源：《贵州大学学报（自然科学版）》2018年第06期 文章编号1000-5269（2018）06-0020-07DOI：https://www.doczj.com/doc/0017409217.html,ki.gdxbzrb.2018.06.03 摘要：工作在亚波长尺度的微纳光子学器件，具有良好的光子集成性和光学性能优势，广泛用于图像显示、遥感技术和传感应用等方面。根据国内外的研究进展，本文系统地介绍了各类微纳光学器件近十年以来的研究成果，简要阐述了基于特殊微纳结构的颜色滤光片、基于金属表面等离子体效应的滤光片、基于导模共振光栅滤光片、基于光栅结构的滤波偏振分束器和微纳结构宽波段吸收器等五种光子学器件的发展现状，提出有待进一步研究的问题，对未来的研究内容和发展方向进行了展望。 关键词：微纳结构;等离子体效应;导模共振光栅;光栅结构;颜色滤光片;宽波段吸收器;偏振分束器;吸收器 中图分类号：TN27;O438; 文献标识码： A 凡是对光波具有选择性的光学器件在可见光入射下，透射或反射光将呈现不同颜色，逻辑上这种光学器件过滤了白光的部分成分，因此本文称此类光学器件为颜色滤光片;尤其是红绿蓝三基色的颜色滤光片在显微系统和通信等方面广泛应用。随着微纳米制造技术的不断发展，彩色滤光片的研究已成为微纳光学领域的热点，目前，常用的颜色滤光片分为吸收型和干涉型两种。 吸收型颜色滤光片。早在1600年前，古罗马人使用金属离子吸收法，将金和银等金属掺杂到双层玻璃制备有色玻璃。在不同的入射角下，这种玻璃呈现不同的颜色。根据不同的掺杂材料（如金属，有机染料等）选择性吸收不同波长的入射光，呈现特定颜色的原理，使用现代工艺设计的颜色滤光片成本低，适合推广使用。但吸收型颜色滤光片的制备过程消耗大量的水电资源，对环境产生很大的污染;而且有机染料的化学性质容易发生变化，出现褪色现象，甚至颜色消失。 干涉型滤光片。利用干涉、衍射和散射产生的同频率多光束的干涉效应制备的颜色滤光片，寿命长、无污染、颜色稳定（在材料的尺寸和折射率不发生变化时，颜色不会发生变化），因而被广泛采用。但光程差依赖入射角，所产生的颜色会随入射角发生变化。由此，干涉型滤光片对入射角非常敏感，角度不敏感颜色滤光片成为研究的重点。 本文将总结近十多年來特殊微纳结构颜色滤光片、金属表面等离子体效应滤光片、导模共振光栅滤光片、光栅结构的滤波偏振分束器和微纳结构宽波段吸收器等微纳光学器件的研究成
第28卷 第9期2008年9月 物 理 实 验 PH YSICS EXPERIMENT ATION V ol.28 N o.9 Sep.,2008 收稿日期:2008-05-17;修改日期:2008-06-06 基金项目:安徽省自然科学基金(N o.070414187)及国家基础科学人才培养基金(N o.J0630319/J0103)资助项目 作者简介:马 恺(1987-),男,河北保定人,中国科学技术大学物理系本科生. 通讯作者:许小亮(1960-),男,江苏南京人,中国科学技术大学物理系教授,博导,从事功能材料的研究与教学工作. E -mail:x lx u@https://www.doczj.com/doc/0017409217.html, 实验与应用 三步法制备ZnO 花状微结构疏水性薄膜 马 恺,李 华,张 晗,许小亮 (中国科学技术大学物理系,安徽合肥230026) 摘 要:荷叶的疏水性主要来自荷叶表面的微纳复合结构.利用三步法对荷叶表面的微结构进行仿生,制备了Z nO 花状微结构疏水性薄膜.首先用so-l g el 法在普通玻璃衬底上生长SiO 2薄膜,然后进行磁控溅射生长籽晶层,再在其上利用水热法制备出微米量级和微纳复合的2种不同的ZnO 花状微结构的均匀薄膜,经有机修饰后,具有不同程度的疏水能力.用扫描电镜观察了不同微结构ZnO 薄膜的表面特征,用X 射线衍射研究了ZnO 的结晶情况,并且研究了不同微结构对疏水性质的影响.实验结果表明:微纳复合结构可以提高薄膜疏水性,最佳三相接触角达到140b . 关键词:三步法;ZnO;微纳复合结构;疏水薄膜 中图分类号:O 484.1 文献标识码:A 文章编号:1005-4642(2008)09-0009-06 1 引 言 浸润性是固体表面的重要特征之一,也是最为常见的一类界面现象,它是由表面的微观几何结构和表面的化学组成共同决定的[1] .浸润性不仅直接影响自然界中动植物的各种生命活动,而且在人类的日常生活、工农业生产和科学技术中起着重要作用.浸润性可以用固体表面上的接触角来衡量,人们通常把接触角小于90b 的固体表面称为亲水表面,大于90b 的表面称为疏水表面,超过150b 的称为超疏水表面.由于超疏水性表面在自清洁材料和微流体器件中有着重要的应用,最近几年引起了人们广泛的研究兴趣[1-10]. 阵列碳纳米管膜表面呈蜂窝状纳米结构,具有疏水效应[11] .ZnO 纳米棒薄膜表面存在纳米量级的ZnO 棒阵列,也具有疏水效应[12].这些疏水性薄膜只具有纳米量级的结构,并不具有微米量级的结构.通过对荷叶的仿生学研究,发现荷叶效应本质上源于荷叶表面的微纳复合结构,微纳复合结构可以有效地提高薄膜的疏水效应[13].在本文中,用三步法对荷叶表面的微纳复合结构进行仿生,制备了ZnO 疏水性薄膜.首先用so-l gel 法在普通玻璃衬底上生长SiO 2薄膜,目的 是造成微米量级的粗糙表面,降低临界晶核形成功,使之有利于后续自组装仿生结晶;然后进行磁控溅射生长籽晶层,目的是使ZnO 结晶均匀;再在其上利用水热法制备出2种不同的ZnO 花状微结构的均匀薄膜,一种为微米量级的结构,一种为微纳复合结构,经有机修饰后,具有不同程度的疏水能力.通过比较发现,在其他条件相似的情况下,微纳复合结构比单纯的微米结构具有更强的疏水能力. 2 实 验 在本实验中,用三步法制备出ZnO 疏水性薄膜:分为SiO 2基底薄膜的制备,ZnO 籽晶层的制备,ZnO 微米花的制备或ZnO 微纳复合花的制备.最后用有机物对ZnO 微结构的表面进行了修饰. 2.1 SiO 2基底薄膜的制备 用正硅酸乙酯(ETOS)、乙醇(EtOH )、去离子水以及盐酸为原料,按3B 4B 3B 0.035(体积比)的比例混合,用磁力搅拌机搅拌1h,得均匀透明溶胶.以清洗过的玻璃基片为衬底,用浸渍提拉法制得均匀透明的SiO 2薄膜.先在473K 退火1h,待薄膜干燥稳定后,再在673K 退火
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第12期 ·3818· 化 工 进 展 液滴撞击微结构疏水表面的动态特性 施其明，贾志海，林琪焱 （上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093） 摘要：对去离子水滴撞击不同几何尺寸显微结构方柱和方孔状疏水表面的动态特性进行了研究。结果表明：当液滴以不同速度撞击微方柱疏水表面时，液滴展现铺展和回缩过程，且随着韦伯数（We 数）增大，最大铺展直径增大，并伴随卫星液滴出现，但到达最大铺展直径的时间一致；而当液滴以相同的速度（We 数相同）撞击间距不同的微方柱疏水表面时，液滴的最大铺展直径随着间距的增大而减小，且铺展过程会液滴浸润状态变得不稳定，发生由Cassie 向Wenzel 状态的浸润转变。当微方柱间距较小时，液滴受到的黏附功越小，越易发生向Cassie 状态的转变；液滴撞击微方孔疏水表面时，液滴以规则的圆环状向外铺展和回缩，最后呈现近似规则的椭球状，不会发生向Wenzel 状态的浸润转变，利用建立的物理模型对前述现象进行了分析。 关键词：水滴；撞击；表面；显微结构；不稳定性 中图分类号：TQ 051.5 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）12–3818–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.012 Dynamic behavior of droplets impacting on microstructured hydrophobic surfaces SHI Qiming ，JIA Zhihai ，LIN Qiyan （School of Energy and Power Engineering ，University of Shanghai for Science and Technology ，Shanghai 200093， China ） Abstract ：The dynamic behavior of droplets impacting on micropillared and micropored surfaces was investigated in this paper. The results showed that when the droplet impacted on the micropillared surface ，the droplet appeared the spreading and retraction processes. With the increase of Weber number （We ），the spreading diameter increased. Meanwhile ，the satellite droplets appeared. However ，the time to reach the maximum spreading diameter was the same. When the droplet with the same velocity （the same We ） impacted on micropillared surfaces with different pitch between micro pillars ，the maximum spreading diameter decreased with the increase of the pitch ，and the wetting state was instability. The wetting state transited from the Cassie state to the Wenzel state during the spreading process. When the pitch was small ，The smaller the adhesion work is ，the more likely to occur to the Cassie state. Moreover ，the dynamic behaviors of a droplet impacting on micropored hydrophobic surfaces were compared with the micropillared surfaces. The droplet was spreading and retracting on micropored surfaces. In the impacting process ，the wetting state did not transit into the Wenzel state. The phenomenon was analyzed by using the established physical model. Key words ：droplets ；impact ；surface ；microstructure ；instability 联系人：贾志海，博士，副教授，研究方向为先进功能材料在能源动 力工程领域中的应用以及强化传热与节能等。E-mail zhhjia@https://www.doczj.com/doc/0017409217.html, 。 收稿日期：2016-05-12；修改稿日期：2016-08-15。 基金项目：国家自然科学基金（51176123）及上海市自然科学基金（11ZR1424800）项目。 第一作者：施其明（1990—），男，硕士研究生。E-mail qimingshi@https://www.doczj.com/doc/0017409217.html, 。 万方数据
化学反应工程学的进展 1. 发展概况 1957年，在第一次欧州化学反应工程会议上，正式提出了化学反应工程学的概念;在1960年的第二次欧洲化学反应工程会议期间，进一步明确了化学反应工程学的特征;由以后陆续刊出的历次欧洲和国际化学反应工程会议文集表明，化学反应工程的研究领域已有了相当程度的拓展。自此，化学工程学形成了由热力学与动力学、传递现象与单元操作、反应工程、设备设计与控制、工厂设计与系统工程组成的学科体系。其特征被归纳为“三传一反”: 即传质、传热、动量传递及反应工程。它的任务是研究控制工业反应器的化学转化率，并最终导致最佳的反应器的设计。 这一时期正值石油化学工业大发展的黄金时期，人们对通用塑料、合成橡胶和合成纤维的需求快速增加。例如，在1950年到1970年间，合成纺织纤维产量的年均增长率高达20%。经过20年的快速扩张，合成纺织纤维产量基本能满足需求。在1970年到1990年，合成纺织纤维产量的年均增长率小于5%，与世界总人口的增长速率相近。伴随产量增加的是，利润率的下降，规模化生产以降低物耗和能耗成为增加企业利润的主要手段。化学工程科学研究则主要服务于化学工业对规模化生产的要求，以反应过程的强化为主要任务，对生产过程进行系统的优化，追求时空效率和物能利用的最大化。 化学反应工程学主要研究内容包括:反应动力学、反应过程中的传质与传热、各类反应器的放大、各类反应器的建模、过程的优化与控制等。化学工程科学与化学工业相互促进并迅速发展。经过三十多年的发展，以反应工程和传递现象为核心的化学工程科学日渐成熟。以石化工业为代表的大宗化学品的生产技术也渐成熟。为追求时空效率和物能利用的最大化:大宗化学品的生产工艺主要采用连续反应，对于难以连续反应的体系，如聚氯乙烯的生产，则采用大型反应器。然而，传统的大宗化学品的生产随着全球化的发展而日趋激烈，利润率下降，以乙烯工程为例，其规模现在必须达到60万吨以上才有经济效益。另一方面，随着生物技术、纳米技术、电子信息技术和环境科学的迅速发展和人们对更高生活质量的追求，市场对以药物、新材料为代表的功能化学品和材料的需求迅速增加。为适应市场需要和追求高额利润，大型化工公司纷纷将精细化学品和新材料作为发展重点，进行核心产业的转移。杜邦公司，在看到生命科学在新世纪发展的潜