技術(shù)文章
Technical articles生酮飲食在治療慢性疾病方面引起了人們極大的興趣,但長(zhǎng)期的生酮飲食也存在健康風(fēng)險(xiǎn)。盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)在診斷和治療方法上取得了進(jìn)步,但在這種飲食策略的個(gè)性化健康管理方面仍存在巨大差距。因此,本研究提出了一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)酮體和葡萄糖的可穿戴微針生物傳感器。這種微針陣列具有出色的機(jī)械性能,可對(duì)間質(zhì)生物標(biāo)記物進(jìn)行持續(xù)取樣,同時(shí)減少皮膚穿刺帶來(lái)的疼痛。垂直石墨烯具有出色的導(dǎo)電性,使傳感器具有234.18μAmM-1cm-2的高靈敏度和1.21μM的低檢測(cè)限。將這種集成的生物傳感器用于人體志愿者...
具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多材料一維(1D)纖維一直是科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其柔性、可擴(kuò)展性和多功能性使纖維廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、發(fā)光器件、儲(chǔ)能設(shè)備、傳感器和藥物輸送裝置等應(yīng)用。其中,周期性結(jié)構(gòu)纖維可以通過對(duì)周期的設(shè)計(jì)和調(diào)控,顯著提高纖維的性能和功能。將一維纖維組裝成二維圖案或三維結(jié)構(gòu)將大大擴(kuò)展其應(yīng)用空間。然而,傳統(tǒng)的纖維加工方法(包括熔融紡絲、溶液紡絲和靜電紡絲)需要編織、針織等后紡絲工藝,這限制了生產(chǎn)效率,并給材料選擇和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造帶來(lái)了困難。與傳統(tǒng)制造相比,增材制造(AM)具...
技術(shù)原理:3D打印內(nèi)窺鏡采用先進(jìn)的增材制造技術(shù),通過逐層疊加生物兼容材料來(lái)構(gòu)建復(fù)雜且高精度的醫(yī)療器械。這一技術(shù)使得內(nèi)窺鏡能夠根據(jù)患者的具體生理結(jié)構(gòu)和病變情況進(jìn)行個(gè)性化定制,從而提高診斷的準(zhǔn)確性和舒適度。在制造過程中,3D打印技術(shù)能夠輕松實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造方法難以達(dá)到的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和微小細(xì)節(jié),從而提高了內(nèi)窺鏡的性能和可靠性。優(yōu)勢(shì):個(gè)性化定制:3D打印技術(shù)可以根據(jù)患者的具體情況定制內(nèi)窺鏡,更好地適應(yīng)患者的生理特點(diǎn),提高診斷的準(zhǔn)確性和舒適度。高精度制造:通過3D打印技術(shù),可以制造出具有高精度...
電容型柔性壓力傳感器在智能機(jī)器人、可穿戴電子產(chǎn)品、人機(jī)交互等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電容型壓力傳感器由于受介電層壓縮性和單位面積電容(UAC)的限制,其靈敏度和檢測(cè)精度均較低。近年來(lái),由離子凝膠基介電層和柔性電極組成的電容型離-電式壓力傳感器因其具有高靈敏度、高檢測(cè)精度受到廣泛關(guān)注?;陔x-電式壓力傳感器的雙電層(EDL)原理,傳感器輸出電容信號(hào)的變化主要取決于其內(nèi)部介電層/電極界面的演變。因此,對(duì)介電層/電極層界面進(jìn)行有效設(shè)計(jì)是獲得高性能離-電式壓力傳感器的關(guān)鍵。除了優(yōu)異...
4D打印技術(shù)使3D打印結(jié)構(gòu)在外界環(huán)境刺激下產(chǎn)生主動(dòng)變形,從而實(shí)現(xiàn)三維機(jī)械構(gòu)件-驅(qū)動(dòng)器一體成型。智能材料4D打印的是國(guó)內(nèi)外的跨學(xué)科研究熱點(diǎn)之一。形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymers,SMPs)是一種具有較高模型的智能材料,已被廣泛用于4D打印。然而,大多數(shù)SMPs是熱固性材料,它們具有穩(wěn)定的化學(xué)交聯(lián),因此只能“記憶”一種形狀。為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)打印的三維SMP結(jié)構(gòu)“記憶”多個(gè)形狀并完成多種任務(wù),需要使SMP的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有可塑性。共價(jià)適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)(covalentada...
清華大學(xué)李曉雁教授課題組采用面投影微立體光刻設(shè)備(microArch®S240,精度:10μm)制備了特征尺寸在幾十至幾百微米量級(jí)的多種桁架、平板和曲殼微米點(diǎn)陣材料。該團(tuán)隊(duì)通過原位壓縮力學(xué)測(cè)試研究并對(duì)比了多種不同結(jié)構(gòu)的微米點(diǎn)陣材料的變形特點(diǎn)和力學(xué)性能。該研究表明,基于極小曲面的點(diǎn)陣材料能夠表現(xiàn)出比傳統(tǒng)的桁架點(diǎn)陣材料更為優(yōu)異的力學(xué)性能,同時(shí)其光滑、連續(xù)、無(wú)自相交區(qū)域的特點(diǎn)使得其在構(gòu)筑結(jié)構(gòu)功能一體化的微納米材料方面具有重要的應(yīng)用前景。
香港科技大學(xué)范智勇教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種針孔復(fù)眼(PHCE)系統(tǒng),該系統(tǒng)集成了3D打印的蜂窩狀光學(xué)結(jié)構(gòu)和半球形的全固態(tài)高密度鈣鈦礦納米線(PNA)光電探測(cè)器陣列。這種無(wú)透鏡的針孔結(jié)構(gòu)(PHA)可以根據(jù)底層圖像傳感器的需求,設(shè)計(jì)制備出任意布局。該團(tuán)隊(duì)通過對(duì)比光學(xué)模擬和成像結(jié)果驗(yàn)證了該視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵特性和功能,包括超寬視場(chǎng)、精準(zhǔn)的目標(biāo)定位和運(yùn)動(dòng)跟蹤能力。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步演示了PHCE系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)上的功能集成,使其能夠跟蹤地面上的四足機(jī)器人。這種空中-地面協(xié)作機(jī)器人互動(dòng)展示了PHCE系統(tǒng)在...
隨著科技的不斷進(jìn)步,微尺度3D打印技術(shù)正逐漸成為微型器件制造領(lǐng)域的革命性工具。這項(xiàng)技術(shù)以其精確控制和高度定制化的能力,為微型器件的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提供了可能性,預(yù)示著未來(lái)制造業(yè)的新紀(jì)元。微尺度3D打印技術(shù)的核心在于其能夠在微小的尺寸上精確地沉積材料,從而創(chuàng)建出精細(xì)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)突破了傳統(tǒng)制造方法在精度和復(fù)雜度上的局限,使得微型化設(shè)備和零件的生產(chǎn)變得更加高效和經(jīng)濟(jì)。例如,通過微尺度3D打印,可以生產(chǎn)出直徑僅幾微米的微型齒輪和傳感器,這些微型器件在醫(yī)療設(shè)備、精密儀器以及航空航...