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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
【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
乳液法制备减反膜
大面积多功能高效减反射膜技术近年来受到广泛关注。针对目前采用溶胶-凝胶法、层层自组装法、化学蒸镀法等方法存在制备过程繁琐、生产效率低、所得减反膜呈开孔结构、存在环境稳定性差、力学性能劣等问题。本项目采用半连续乳液聚合的方法一步合成出可控聚合物/硅复合结构纳米粒子，并利用提拉镀膜的方法将其涂敷在玻璃基材上，通过一定温度的热处理制备出闭孔型减反膜涂层。研究体系pH值、单体比例、硅烷偶联剂的类型及用量等条件对所形成复合纳米粒子涂敷出的减反膜折射率、减反效果以及耐候性、耐刮伤性、力学性能的影响。力争制备出多功能抗反射涂层。旨在从本质上提升减反膜的光学性能、耐候性和机械特性。通过理论计算与实验验证并举，探索减反膜实现的新途径。改变目前减反膜的生产工艺问题。本项目与现有的减反膜工艺相比，具有工艺简单，解决了环保问题（一般减反膜都需采用醇做溶剂，而本工艺全程采用水来在溶剂）。而且减反效果优异，目前在可见光波段较宽的范围能够达到99.5%以上的透过率。而且增透波段可以通过需求进行调整。 这个项目起源于与赛肯森公司的合作项目。这家公司的主要产品之一是减反膜。据该公司介绍，大规模制备减反率可以达到99.5%的减反膜是他们公司的核心竞争力。其产品一直出口。从此可见，前景比较乐观。后面我们可以考虑与该企业继续进行合作或者找一家更为合适的合作企业。
同济大学
2021-04-11
绿色高效食品乳液制备技术
研发阶段/n绿色高效食品乳液制备技术。 成果简介：该成果利用新技术以食品中的大分子物质为原料来制备乳液，乳液稳定性好，能保留长时间而不分层。所使用的新技术绿色、高效、节能。相比传统的均质等技术具有能耗低、效果好等诸多优势。 应用前景：该成果是一种制备食品乳液的新方法，能够绿色、高效得制备稳定的食品乳液。设备投资成本低、能耗低、操作方便，能够广泛应用在食品、医疗、化妆品等行业。
华中农业大学
2021-01-12
国际首台万层级高分子微纳层叠共挤出装置
"（1）研制出了国际上首台能稳定连续挤出万层级高分子材料微纳层叠复合装置； （2）揭示了多组分体系在微纳层叠过程中的形态结构演变规律及其形态结构调控机理； （3）发现了微纳层叠复合结构在功能方面所呈现的一些新现象和新特性（例如隔声、阻尼、 介电、电磁屏蔽、药物缓释等）。 在国际上整体处于领先水平 "
四川大学
2021-04-10
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
考布他丁 A-4 的雾化剂
成果与项目的背景及简介：
此药在 III 期临床研究中由于经考布他丁 A-4 合成考布他丁 A-4 磷酸酯的盐为多步合成反应，增加了药物的成本。而且，前药降解为考布他丁 A-4 需要一定时间，此时前药表现出不良反应如短暂的心电图改变，高血压及心律不齐。如果将考布他丁 A-4 直接给药将克服上述缺点。
将考布他丁 A-4 做成了可以吸入肺部的雾化剂，降低了合成前药的成本，同时将克服前药带来的不良反应，更重要的是将对肺癌起到局部给药的作用。本发明溶解考布他丁 A-4 所用溶剂水、1,2-丙二醇、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇和特戊醇均为常用的医药辅料，无毒副作用。超声雾化器和市售的各种型号的电子烟如格兰蒂雅 ECHO 电子烟，如烟电子烟，易星电子烟，均可将考布他丁 A-4 吸入肺中，超声雾化器与电子烟均为商品化的超声雾化装置。
技术水平及优势：
已建立合成克级考布他丁 A-4 的路线及考布他丁 A-4 雾化剂制备方法。
应用前景分析及效益预测
1、该药的前药（考布他丁 A-4 磷酸酯的单氨丁三醇盐）已进入 III 期临床，所表现的副作用为前药所致。而考布他丁 A-4 无副作用，因此发展成为新剂型的药物是很有可能的。
2、考布他丁 A-4 的烟雾剂制剂简单，易于应用，通过类似吸烟的方式即可应用，且作用于病处——肺部，治疗非小细胞肺癌，因此该药市场较大。
合作方式：合作进行临床前研究。
天津大学
2021-04-11
纳米乳液的低能乳化法制备
纳米乳液是液滴直径为纳米级的乳液，当纳米乳液粒径小于 100 nm 时，外 观通常为透明或半透明的液体，能够在相对较长的时间内不发生分层，广泛应 用于药物、化妆品、食品等领域。纳米乳液是热力学不稳定体系，不能自发形 成，因此在纳米乳液的制备过程中需要能量的输入。根据输入能量的强度，可 以分为高能乳化法和低能乳化法两类。高能乳化法是指用高速搅拌、高压均质 或超声等方法提供大量的能量，通过拉伸和碰撞使大液滴破裂成小液滴，从而 形成纳米乳液。低能乳化法是利用体系组分释放的化学能制备纳米乳液的方法， 包括在固定温度下改变组成的 PIC 法（phase inversion composition method）、 在固定组成下改变温度的 PIT 法（phase inversion temperature method）、微乳液 稀释法和自乳化法等。由于能量输入少，仪器装置简单，成本低廉的优点，低 能乳化法的研究近年来引起了广泛关注。
山东大学
2021-04-13
纳米乳液的低能乳化法制备
纳米乳液是液滴直径为纳米级的乳液，当纳米乳液粒径小于100 nm时，外观通常为透明或半透明的液体，能够在相对较长的时间内不发生分层，广泛应用于药物、化妆品、食品等领域。纳米乳液是热力学不稳定体系，不能自发形成，因此在纳米乳液的制备过程中需要能量的输入。根据输入能量的强度，可以分为高能乳化法和低能乳化法两类。高能乳化法是指用高速搅拌、高压均质或超声等方法提供大量的能量，通过拉伸和碰撞使大液滴破裂成小液滴，从而形成纳米乳液。低能乳化法是利用体系组分释放的化学能制备纳米乳液的方法，包括在固定温度下改变组
山东大学
2021-04-14