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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
一种微纳深沟槽结构在线测量方法及装置
本发明公开了一种微纳深沟槽结构在线测量方法及装置。其方法是将线偏振红外光束投射到含有深沟槽结构的样件表面，对沟槽结构各界面反射光形成的干涉信号进行滤波等处理得到测量反射光谱；采用基于偏振的等效介质理论构建该深沟槽结构等效光学模型，计算其理论反射光谱；采用人工神经网络结合局部搜索算法的快速参数提取方法，通过理论反射光谱拟合测量反射光谱，快速提取沟槽的宽度和深度，实现深沟槽几何形貌参数的精确在线测量。装置包括红外光源，红外偏振片，干涉仪，平面反射镜和二个离轴抛物镜以及红外探测器。装置可实现场效应管和动态
华中科技大学
2021-04-14
一种利用静电纺丝制备微纳波纹结构的方法及装置
本发明公开了一种利用静电纺丝制备微纳波纹结构的方法及装 置，该方法包括:配制静电纺丝高分子溶液;使金属喷嘴与收集板保 持一定距离，避免出现鞭动行为;控制静电纺丝高分子溶液以一定的流量速度流出，同时由高压发生器向金属喷头和收集板之间施加电压， 使静电纺丝高分子溶液带电并形成射流，并确保射流为直线射流;使 金属喷嘴旋转，带动射流空间发生旋转;同时由移动平台带动收集板 使收集板沿一个方向运动，在基材上即形成波纹结构。本发明通过对 其关键工艺步骤譬如射流方式等进行改进，能够有效解决静电纺丝制 备波纹结构时控
华中科技大学
2021-04-14
基于微纳光学结构的太阳能电池高效陷光技术
太阳能发电是未来可再生能源的重要领域，提高太阳能电池对太阳光的利用效率、进一步提高太阳能电池的光伏效率，已经成为光伏领域的重要课题。太阳能电池的本征吸收层很薄，甚至小于光的波长，使得进入太阳能电池光子的光程很短，成为除材料以外，制约太阳能电池进一步提高光伏效率的重要因素。为了提高光子在太阳能电池本征吸收层中的吸收率，需要研究在降低电池表面反射的同时，延长光子在本征吸收层的光程，实现高效陷光。 本项目基于微纳光学理论和微纳结构加工技术，提出了“低表面反射+低光能逃逸+高效延长光程”的高效超陷光机制，设计了具有“低表面反射率+低光能逃逸+高效延长光程”的高效超陷光结构。利用宽带陷光技术研发的宽带陷光光伏玻璃，在380nm~1200nm波长范围内，具有高于40%的雾度。宽带陷光光伏玻璃基片应用于硅叠层薄膜太阳能电池, 在380nm~1200nm波长范围内，对于准垂直入射光的反射率小于3%. 在AM1.5测试环境下,太阳能电池光伏效率比较没有陷光结构光伏玻璃的太阳能电池相对提高5%。以上。 基于微纳光学结构的太阳能电池高效陷光技术，在太阳能电池、太阳能电池组件封装中具有广泛的应用前景，对于提高太阳能电池及其组件的光伏效率具有重要意义。
上海交通大学
2021-04-13
多层级组装微纳诊疗材料
利用多层级自组装原理研究生物诊疗材料，实现多元组份的分子-纳米-微米多层级高效复合，揭示了多层级微纳诊疗材料结构-性能间关系。
实现了多糖纳米诊疗载体的高效制备，效率为传统胶束化方法的千倍以上；多糖纳米诊疗载体成功应用于肿瘤淋巴转移动物模型的特异性靶向诊疗；利用具有多级复合结构的多功能自组装微囊实现了肿瘤的特异性识别与诊断；
上海交通大学
2023-05-09
用于微纳操作的微运动平台设计与控制
主要技术要点（创新点） ： 设计一种基于柔顺机构仿生物尺蠖运动规律设计的微动机器人。 设计了一种能夹持不同大小和形状不规则物体的新型空间微夹持器。 针对微夹持器在夹持微小物体过程中的粘着问题，提出了一种基于压电振动控制的释放操作方法。项目背景：该成果来源于胡俊峰副教授主持的国家自然科学基金项目《基于柔顺机构的智能微操作机器人动力学与控制研究》。微操作机器人广泛应用于微机电系统、生物医学、航空航天等前沿领域。成果主要研究微操作机器人的力学建模、设计和控制。
江西理工大学
2021-05-04
一种微纳深沟槽结构侧壁形貌快速测量方法及装置
本发明公开了一种微纳深沟槽结构侧壁形貌快速测量方法及装置，能够同时快速测量微纳深沟槽结构线宽、沟槽深度、侧壁角、侧壁粗糙度等侧壁形貌参数。步骤为：将波长为从近红外到中红外的光束经起偏后得到的椭圆偏振光投射到待测结构表面；采集待测结构表面零级衍射信号，计算得到微纳深沟槽结构测量红外椭偏光谱；采用分波长建模方法分别计算在近红外和中红外波段理论椭偏光谱，采用分步光谱反演方法与实验测量红外椭偏光谱匹配，依次提取出沟槽结构参数和粗糙度参数。装置包括红外光源、第一至第四离轴抛物镜、迈克尔逊干涉仪、平面反射镜、起
华中科技大学
2021-04-14
纳他霉素微乳液及其制备方法
其他成果/n一种纳他霉素微乳液的制备方法，包括如下步骤：1)将纳他霉素加入水中，调节pH为7～13，搅拌使其均匀分布或溶解于水中；2)将含酪蛋白物质加入水中，搅拌均匀分布后，调节pH至10～13；3)将经上述两步骤处理后的物质混合，于30～85℃下，搅拌形成澄清溶液；4)降温至0～30℃下，搅拌条件下用柠檬酸溶液调节体系的pH至6～8后，继续搅拌20～40min，获得纳他霉素微乳液。本发明还公开了该方法制备的纳他霉素微乳液。本发明由于先形成碱性的含酪蛋白溶液，使酪蛋白呈充分展开状态，在酪蛋白恢复球状结构的过程中，将纳他霉素有效包埋在酪蛋白中，得到了具有良好稳定性的纳他霉素微乳液，较好地解决了纳他霉素不溶性问题和活性在碱性溶液中减低的问题。
武汉轻工大学
2021-04-11
微纳多层聚合物光学膜
聚合物多层光学膜代表着光学膜技术的最高水平，在光电 子相关产业有广泛的应用，国内产品市场完全被美国 3M、日本东丽等跨国公司所垄断。项目拟通过设计一维、二维光子晶体结构，利用光子晶体结构的禁带实现不同能量的光子进行选择性透过，来实现复杂的光谱选择（例如红、蓝光双带通滤波器）和偏振态调控。产品的实现和产业化，可填补国产高端光学膜产品市场空白。
中国科学技术大学
2021-04-14