微納米孔隙
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2022-12-29
微納米孔隙的實例教程
微納米孔隙滲流及細顆粒遷移運動 ￥1500
本案例首先基于圖像處理方法將SEM二維掃描圖像的孔隙模型進行了提取，如圖1所示。將提取的孔隙網絡模型導入有限元軟件中進行滲流模擬，模擬結果如圖2所示。
圖1 二維孔隙網絡模型，圖中藍色部分為孔隙部分，紅色部分為巖體部分
圖2 孔隙滲流場及孔隙內細顆粒遷移運動過程
感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎交流！
乳液模板化的納米管通過單向冷凍、冷凍干燥和熱還原鎖定到位。交聯的 CNT 氣凝膠表現出由 CNT 內腔（微孔率）、CNT 數密度（中孔率）和液滴尺寸（大孔率）的選擇控制的解耦多峰孔隙率。
圖1
乳液模板化
DWCNT 和 MWCNT 氣凝膠的可調微籠內部結構。
A) DWCNT 氣凝膠內部微籠結構的低倍 SEM 圖像。B、C) 單個 DWCNT 微籠的更高放大倍數 SEM 圖像，顯示出相互連接的單層納米管。D、E) 微籠壁中交織的 DWCNT 的 TEM 明場圖像。F-J) 通過模板控制 (F) 實現工程大孔隙率，從而產生：大 (35 μm) (G,I) 和小 (3 μm) (H,J) 微籠，具體取決于乳化能量輸入。
圖2
通過保留結構的氣相功能化方法，用“裸”金屬
Cu-CuO 核殼 NPs（Cu@CNT 氣凝膠）裝飾 CNT 氣凝膠。
A）典型的揮發性金屬絡合物前體（Cu（acac）
2
）升華-沉積到納米管氣凝膠框架上，然后熱沖擊前體分解成Cu-CuO核-殼NPs的示意圖。B) 同步輻射源 X 射線吸收光譜和 C) Cu@DWCNT 氣凝膠的 X 射線光電子能譜揭示了金屬 Cu-CuO NPs 組成的理化信息。D) SEM 背散射電子模式 (BSE)。E,F) 明場 TEM 和 G) Cu@DWCNT 氣凝膠的 STEM-EDX 圖像顯示了氣凝膠微觀結構的結構保存，Cu-CuO NP 分布。
圖
3
用
Pd 和 Ru NPs 裝飾的乳液模板納米管氣凝膠。
A) SEM (BSE 模式) 和 B) Pd@DWCNT 氣凝膠的 SEM-EDX 元素映射。
展開 來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
聚合物基材料由于其優異的靈活性，重量輕，優良的可加工性和低成本的特點，在大功率微電子器件的熱管理方面引起了廣泛的關注。但是，大多數聚合物具有相對較低的導熱系數，范圍為0.1至0.5 W/mk。提高聚合物導熱性的一種簡單而有效的方法是將高導熱填料(如金屬、陶瓷、碳基材料)摻入聚合物中。碳納米管，由于其出色的導熱性(≈1000-3000 W/mk)，似乎是一種很有前途的導熱填料。根據麥克斯韋方程，1 vol%的碳納米管負載應該會導致聚合物納米復合材料的導熱性增加十倍。然而，碳納米管增強納米復合材料的高界面熱阻極大地限制了碳納米管優越導熱性的利用，導致導熱系數低于理論計算的預期。
一般來說，碳納米管增強納米復合材料的界面熱阻可分為基體與碳納米管界面處的熱阻和碳納米管填料之間的熱阻。聚合物基體和碳納米管填料之間的界面熱阻歸因于它們的聲子譜的巨大不匹配，這是難以消除的。界面焊接是提高聚合物納米復合材料導熱性能的一種有效方法。例如，碳化聚酰亞胺(PI)焊接的3D石墨烯骨架的導熱性提高了兩倍。在我們之前的工作中，石墨層焊接的3D碳納米管網絡由于在結處有效的聲子和應力傳遞而顯示出大大改善的導熱性。通過界面焊接，還觀察到氮化硼和碳化硅納米線網絡的導熱性顯著增強。然而，目前仍然缺乏對于界面聲子傳輸機理的深入研究。
02
成果掠影
近期，天津大學封偉教授、香港理工大學沈曦教授和香港中文大學（深圳）鄭慶彬教授聯合采用實驗與分子動力學模擬相結合的方法，系統研究了界面焊接對CNT增強聚合物納米復合材料導熱性能的影響。該文報道了一種界面焊接策略來構建三維導熱網絡(GS-w-CNT)。
展開 微納米尺度的3D打印機有沒有見過？它可以輕松打印出超小尺寸、超高精度的3D模型，尺寸比人的頭發絲還細，模型小到人肉眼都無法分辨。
△微納3D打印的螺旋結構，比頭發絲還細
2018年8月3日，瑞士 Cytosurge AG 公司所開發的微納米3D打印機「FluidFM μ3Dprinter」將引入中國市場。該款3D打印機可打印出納米和微米等級的 3D 金屬和聚合物結構。
其技術源自于原子力顯微鏡(AFM)，通過精準控制的平臺(XY 軸控制精度±250nm；Z 軸控制精度<5nm)并結合可輸送納米等級材料的封閉微型通道 (iontip) 來制作成型 3D 或 2.5D 結構，藉由不同的 iontip 方案模塊噴頭，將能應用于生物物理學、生命科學與微機電、半導體等3D 打印領域的研發驗證，協助提供微結構研究的解決方案．可望引領國內半導體及醫藥生物技術的研發應用邁向新的一頁。
△FluidFM μ3Dprinter用于納米光刻、崎嶇表面打印、納米和微米等級的3D金屬和聚合物結構打印。
FluidFM 技術結合微流體及原子力顯微鏡的優勢壓力感測，離子探頭內顯微通道可供微量液體流通。
微流體與原子力顯微鏡的獨特組合可創造出形體更復雜、純度更高的金屬物體。光學原子力反饋機構可進行即時的過程控制。FluidFM離子探頭注射口的最小口徑可小于人類頭發直徑1/500。在這個注射口徑尺寸下，最低流速可達每秒數飛升，是目前最先進流量探測器的探測限值1/1,000,000。FluidFM技術使微納米級復雜金屬物體的制造成為可能。
展開 受自然界的啟發，近年來科學家發展了多種能夠趨光運動的游動微納米機器人，然而，實現像微生物一樣同時具有趨光和避光的行為依然極具挑戰。
近日，蘇州大學董彬教授課題組聯合中科院物理所楊明成教授課題組和華南師范大學董任峰教授合作報道了一種基于氮化碳（C3N4）/聚吡咯納米顆粒（PPyNP）的游動微納米機器人。在光照下，其行為類似于綠藻，其能夠感知光強變化，在低光強下趨光運動，在強光下避光運動。這種仿生性的運動行為主要是由于同時集成到游動微納米機器人中的兩種協同競爭機制（自擴散泳和自熱泳）所引起的。更為有趣的是，通過調節光強，這兩種機制之間的協同競爭可以實現游動微納米機器人集群在均勻光照下的群體雙向趨避光運動以及在非均勻光場下的群體渦旋運動行為。這一研究成果為設計具有復雜運動行為的游動微納米機器人提供了新思路，也為光驅動微納米機器人的進一步應用奠定了基礎。
圖1.（A-D）C3N4/PPyNP游動微納米機器人在較弱平行光下（0.4 W/cm2）趨光，中等強度平行光下（0.8 W/cm2）做類似布朗運動和較強平行光下（1.2 W/cm2）避光的示意圖和軌跡圖。(G-H) C3N4/PPyNP游動微納米機器人在動態調整光強下（0.4 W/cm2-1.2 W/cm2）往復運動示意圖和軌跡圖像（入射光角度為30°）。
圖2 （a-f）C3N4/PPyNP游動微納米機器人集群在較弱平行光下（0.4 W/cm2）趨光，較強平行光下（1.2 W/cm2）避光和中等強度平行光下（0.8 W/cm2）做類似布朗運動的示意圖和軌跡圖（入射光角度為30°）。
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微納米孔隙的最新內容
來源 | ACS Nano
01
背景介紹
在日常生活中，保持體溫對人類的生存至關重要，特別是對于長時間暴露在寒冷和多風環境中的人，如高海拔地區的士兵和工人。如纖維、金屬、氣凝膠、泡沫等各種先進材料已被用于保溫，防止人體的熱量損失。特別是氣凝膠，其熱導率低至15 mW/mK，表現出優越的保溫能力。這種優異的性能可歸因于高孔隙率(>90%)、相互連接的多孔納米結構和孔徑低于氣體分子的平均自由程
在現代科技發展的今天，微納米表面輪廓形貌測量已成為許多領域的重要研究內容。微納米表面輪廓形貌的測量可以幫助我們了解材料的物理特性、表面形態以及質量狀況。那么，有哪些微納米表面輪廓形貌測量儀器？
1、白光干涉儀
白光干涉儀是一種常見的微納米表面輪廓儀測量儀器，常用于研究產品的微觀形貌和粗糙度。它利用光的波長差異產生干涉條紋，通過計算條紋的變化情況來確定物體表面的輪廓。
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
聚合物基材料由于其優異的靈活性，重量輕，優良的可加工性和低成本的特點，在大功率微電子器件的熱管理方面引起了廣泛的關注。但是，大多數聚合物具有相對較低的導熱系數，范圍為0.1至0.5 W/mk。提高聚合物導熱性的一種簡單而有效的方法是將高導熱填料(如金屬、陶瓷
3D成像技術實現了二維到三維的升級。智能化制造下，具有3D成像功能的機器視覺系統可以更快，更準確地檢查生產現場的組件。其中表面形貌的3D測量，包括了輪廓的測量以及表面粗糙度的測量，是微納結構測量最為基礎和重要的項目。目前常用的微結構表面形貌測量方法分為接觸式和非接觸式。
運用非接觸式測量技術的3D光學檢測儀器，大多是基于光學方法（干涉顯微法、自動聚焦法、激光干涉法、光學顯微干涉法等），可對精密零部件的表面粗糙度
智能檢測有兩大優勢：一是更智能、更精細、更高效；二是人力成本更低。生產線智能化將是制造業轉型升級的重要發展趨勢，智能檢測技術也將廣泛應用于工業自動化、航天、電子等行業。
2023年2月23日，工業和信息化部、國家發展和改革委員會等七個部門聯合發布《智能檢測裝備產業發展行動計劃(2023-2025年)》中提到，“智能檢測裝備作為智能制造的核心裝備，是“工業六基”的重要組成和產業基礎高級化的重要領域
本案例首先基于圖像處理方法將SEM二維掃描圖像的孔隙模型進行了提取，如圖1所示。將提取的孔隙網絡模型導入有限元軟件中進行滲流模擬，模擬結果如圖2所示。
圖1 二維孔隙網絡模型，圖中藍色部分為孔隙部分，紅色部分為巖體部分
圖2 孔隙滲流場及孔隙內細顆粒遷移運動過程
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江南大學青年教師李文兵與哈爾濱工業大學冷勁松院士團隊在《Small》期刊上發表了題為Application and development of shape memory micro/nano patterns的綜述文章，該綜述系統性地介紹了形狀記憶微/納米圖案的類別，對形狀記憶微/納米圖案的制備方法進行了總結
在自然界中，許多微生物可以對光做出反應并表現出一定的趨光性，例如綠藻在弱光下可以主動靠近光源獲取能量，強光下又能躲避光源免受傷害。受自然界的啟發，近年來科學家發展了多種能夠趨光運動的游動微納米機器人，然而，實現像微生物一樣同時具有趨光和避光的行為依然極具挑戰。
近日，蘇州大學董彬教授課題組聯合中科院物理所楊明成教授課題組和華南師范大學董任峰教授合作報道了一種基于氮化碳
聚合物微納米結構由于獨特的物理和化學功能而受到越來越多的關注，可以廣泛應用于微流控、有機光電子、生物檢測等方面。在聚合物微納米結構制造方法中，空間調制電場誘導聚合物流變成形技術由于在材料普適性、結構均勻性等方面的獨特優勢，獲得了學術界的關注。“空間調制電場誘導聚合物流變成形”工藝采用結構化導電模板與涂覆有聚合物薄膜的導電襯底作為對電極，形成誘導模板/空氣/聚合物/導電襯底的多層結構。電極對之間施加電壓后
在過去的幾十年里，數以百萬計的病人受到由細菌引起的各種健康和威脅生命的疾病的影響，而且隨著耐多藥細菌的出現而變得更加嚴重。因此，迫切需要制備出新型防護材料來解決這一嚴重的衛生保健問題。通常，熔噴膜由超細纖維組成，用于去除微粒，但是它們在去除小顆粒特別是在100-1000 nm
