納米薄膜工程化技術的案例
：超疏水力誘導的超快速(5秒)界面納米粒子宏觀單層自組裝及其納米薄膜工程化技術
而且，組裝面積可滿足工程技術成本要求(>4英寸)，達工程應用級別(4.3英寸)，粒子成膜利用率高達98.5%。與傳統局限性界面自組裝不同，這種組裝技術可普適到多種納米及微米粒子的快速大面積界面自組裝。不同形貌、不同種類及表面性質的貴金屬納米粒子(正電Au NPs, 負電Au NPs, Ag NPs, 納米金棒)、核殼結構(Au NPs@PANI)、氧化物(SiO2, Fe3O4)、碳材料(CNTs)、量子點(CQDs)、聚合物(聚苯乙烯微球)等均可通過這種超快速界面組裝技術，獲得宏觀大面積二維組裝結構。
圖1
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動力學和熱力學調控的納米粒子在液
-液界面自組裝。
更有趣的是，這種單層膜均勻二維膜有讓人意想不到的轉移及轉印性能！納米薄膜制造技術是現代工程中必不可少的制造手段。黃又舉教授團隊通過一種“lift-on”策略，可實現自組裝單層膜到任意基底上的無損轉移。基于全氟修飾的納米粒子單層膜與PDMS印章的低界面能釋放速率，該單層膜在不同的基材(PDMS、塑料、玻璃、紙張等)表面都有優異的保形涂覆性能。薄膜結構的共形加工（Conformal engineering）對于實現新型結構-性能關系至關重要，為實現柔性可穿戴設備和電子的穩定傳感/驅動性能奠定了堅實的幾何結構基礎。然而，材料本身性質、可擴展性及繁瑣的加工步驟等問題嚴重制約了規模化制造的廣泛應用。針對上述難題，研究者提出了基于全氟誘導粒子界面自組裝的薄膜工程化技術手段，可實現薄膜的宏觀和微觀圖案打印（圖2a）。同時，基于液-液界面納米粒子二維膜的分子捕獲特性及強大的自愈性能，研究者制備了功能性熒光圖案，在高分辨熒光防偽的領域展現出優異的應用前景。
圖2.
展開 北航《先進材料》：一步制備多維取向的圖案化納米線薄膜
對液體的操控是實現很多重要工業生產和生活應用的關鍵過程，在微電路印刷、生物芯片、薄膜器件和微流控等方面有重要的應用。其中，一維納米線溶液的可控輸運及組裝是實現有序的圖案化納米線薄膜的關鍵。與無序的、散亂分布的納米線相比，多尺度分級有序的納米線往往表現出更優異的整體協同性能和特殊的物理化學性質。目前，常用的溶液法制備有序納米線薄膜的方法存在著一些局限性，如需要復雜的設備、復雜的樣品預處理過程、納米線沉積位置難以精確控制、后處理過程中納米線重新定向等問題。因此，可控制備多尺度有序的納米線結構依然是挑戰。
日常生活中，人們的頭發在潤濕后晾干的過程中往往會粘附在一起，這是由于去浸潤過程總毛細作用力下纖維陣列發生的彈性聚集現象導致的。在該過程中，纖維陣列頂端的液膜會自發的各向異性收縮，這為納米線溶液的可控輸運及組裝提供了新的契機。
近日，北京航空航天大學的劉歡研究員課題組發展了一種簡單通用的策略：利用陣列碳納米管陣列在去浸潤過程中的毛細粘彈聚集現象，實現了液膜的方向性收縮，基于此一步制備了多維取向的圖案化納米線薄膜。該方法不需要任何外部力量輔助。其原理是被納米線溶液潤濕的碳納米管陣列在去浸潤過程中，出現毛細彈性聚集現象，使納米線溶液液膜能夠在碳納米管陣列頂部各向異性收縮，迫使液膜中隨機分布的納米線向著液膜的方向旋轉、移動，最終緊密有序地排列在碳納米管陣列頂部。在碳納米管陣列聚集的同時，碳納米管紗線被牽扯出來連接兩個相鄰的碳納米管陣列聚集體，最終構筑了由上層X方向上水平有序排列的納米線，下層Z方向上垂直排列的碳納米管陣列聚集體和Y方向上連接碳納米管陣列聚集體的碳納米管紗線三部分組成的多維度有序的納米線微圖案。這種多維取向的圖案化納米線薄膜表現出良好的壓力傳感性能，靈敏度為0.32 kpa-1，有望用于構筑電子皮膚。
展開 將用于EUV光刻的CNT薄膜技術商業化
CINNO research產業資訊，2023年12月14日-全球領先的納米電子、數字技術研究和創新中心Imec與日本領先的化學公司和EUV薄膜供應商三井化學宣布，開始就極紫外光刻用碳納米管（CNT）基薄膜（Pellicle）的商業化建立戰略合作伙伴關系。根據這一合作伙伴關系，三井化學將把imec的碳納米管基薄膜創新地整合到其現有碳納米管薄膜技術中，以建立完整的生產規格。這一合作的目標是在2025-2026年將其用于大功率EUV系統的制造中，雙方的簽約儀式在東京舉行的Semicon Japan 2023上舉行。
據介紹，合作伙伴雙方計劃通過相關咨詢和imec的EUV掃描設備驗證，共同開發EUV薄膜，以便在三井化學公司進行商業化。這種薄膜可以保護光掩模在EUV曝光過程中免受污染，它具有極高的EUV透射率（≥94%）、極低的EUV反射率和最小的光學影響——這些是先進半導體制造工藝中實現高產量和高良率生產的關鍵特性。CNT薄膜能夠承受超過1kW的EUV功率水平，能夠支持實現未來EUV光源的目標功率（>600W）。鑒于這些優勢，這種碳納米管基薄膜，引起了眾多希望在其大批量制造過程中使用EUV光刻技術的公司的強烈興趣。在這樣的市場背景下，上述合作伙伴雙方希望通過共同開發適合行業的CNT薄膜，以滿足市場需求。
“Imec在支持半導體生態系統推進光刻技術發展方面有著悠久的歷史。自2015年以來，我們與整個供應鏈的合作伙伴合作，開發了一種創新的基于CNT的薄膜設計，用于先進的EUV光刻，”Imec高級圖案化、工藝和材料高級副總裁Steven Scheer表示：“我們相信，公司對CNT膜的測量、表征和參數性能方面的深入了解將加速三井化學的產品開發。我們希望共同將CNT膜投入商業生產，用于未來幾代EUV光刻系統的構建。”
展開 東北大學：高性能納米/超細晶奧氏體不銹鋼工業化制備新技術！
最新研究表明，通過對金屬材料顯微組織進行跨尺度多級界面調控，既可以保證納米結構帶來的性能優勢，又能克服納米結構的一些性能缺點。
二、解決問題的思路與技術方案
奧氏體不銹鋼由于具有無磁、耐腐蝕性、耐高溫性、易成形、易焊接等特性，被廣泛應用于各類民用及核電國防等領域。同時，隨著節能減排需求的日益增長以及汽車安全規范的日趨嚴格，汽車行業迫切需要開發具有優異性能的材料。奧氏體不銹鋼由于通過加工硬化可以將其強度和塑性在很大范圍內進行調整，因此逐漸在汽車碰撞零部件的制作材料中占據一席之地。值得一提的是，美國SpaceX公司的馬斯克指出，構成“星艦火箭”的艦體以及“超重型”火箭助推器的設計材料將由最為先進的C纖維材料改用300系不銹鋼。然而，奧氏體不銹鋼的屈服強度普遍較低，嚴重限制了其在工程結構領域的應用。因此，如何在不過度損害其他優良性能的前提下，提高奧氏體不銹鋼的強度已然成為科研工作者不懈努力的方向。
針對奧氏體不銹鋼屈服強度偏低這一不足，東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室杜林秀教授團隊以304不銹鋼為研究對象，基于前期研究基礎并結合企業當前工藝裝備條件，利用變形誘導馬氏體相變及逆相變退火的耦合作用并結合循環相變細晶原理，提出通過熱軋-冷軋-退火一體化控制，利用多階段冷軋-退火工藝實現實驗鋼的組織納米/亞微米化，將屈服強度提高了約3~4倍。
圖1納米/亞微米晶鋼制備工藝示意圖
通過控制冷軋及退火工藝，形成了多尺度納米/亞微米晶奧氏體組織，可獲得屈服強度約900MPa，延伸率約為45%的優異的強塑性匹配；研究了等溫退火對馬氏體逆相變和殘余奧氏體再結晶行為的影響規律，明確了加熱過程中加熱速率對馬氏體逆相變機制的作用機制，探究并分析了納米/亞微米晶304不銹鋼的加工硬化行為及其低溫超塑性。
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上海工程技術大學王大中團隊《JPCC》：碳納米管的切割方法與展望
碳納米管由于其獨特的結構、電學、化學和物理性質，在納米科學和納米技術領域受到越來越多的關注。碳納米管具有很大的長徑比、高模量、高強度、導電性、傳熱性和光學性能。此外，將碳納米管切割成短的碳納米管或石墨烯納米帶，在納米科學和納米技術中引起了越來越多的關注。雖然碳納米管有很多優點，但也有局限性。對于許多特殊應用，碳納米管的特定長度是必不可少的。因此，有必要對碳納米管進行精確切割。但是，每種切割方法都有其優缺點，因此有必要深入了解切割方法所涉及的物理和化學過程。
近日，來自上海工程技術大學王大中教授的團隊對碳納米管切割的相關文獻進行了梳理和總結，總結了切割方法和加工質量的最重要進展。特別注意最常見和最重要的物理切割、化學切割和物理/化學切割方法。重點介紹了單壁碳納米管和多壁碳納米管切割所涉及的物理化學過程。這些可以使該領域的研究人員對碳納米管的切割方法、應用領域和切割質量評估有更深入的了解。最后，對基于碳納米管的切割方法目前面臨的技術挑戰和未來的研究機遇進行了展望。相關論文以題為“Cuttingmethods and perspectives of carbon nanotubes”發表在Journalof Physical Chemistry C。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01756
圖1. 碳納米管切割方法的分類，以及應用領域和質量評價。
圖2. 超薄切片機制備短碳納米管。
圖3. 電子束切割碳納米管。
圖4. 碳納米管的濕式切割法。
圖5.
展開 一種基于NX工程化的拓撲優化技術及其周邊技術 ￥2
拓撲優化是一種在結構上輕量化的優化方式，在3D打印應用以前工程化是拓撲優化最大的障礙。拓撲優化工程化是多種技術協同的過程。拓撲優化工程化重點是前期模型處理數據賦予后續設計和制造環節的可操作程度。
桑樹勛，等：工程化CCUS全流程技術及其進展
CCUS技術涵蓋了CO2捕集、壓縮、輸送、轉化利用與地質封存等產業鏈條，包括 CO2捕集、CO2輸運、CO2地質利用與地質封存、化工/生物利用與礦化固碳等多個關鍵技術環節，具有跨地區、多行業、產業鏈長、運行周期長等特點。因此，作為一項系統性工程，CCUS 去碳產業集群化規模部署是其發展的必由之路，而發展工程化CCUS全流程技術則是實現中國CCUS去碳產業集群化規模部署的關鍵，對中國能源安全保障和碳中和目標實現意義重大。
該文旨在闡釋工程化CCUS 全流程技術科學內涵，嘗試探索工程化CCUS關鍵技術環節與全流程技術形成機制，概要總結國內外代表性CCUS全流程技術工程項目實例，討論和前瞻工程化CCUS全流程技術當前所面臨的技術挑戰及攻關方向，助力中國“雙碳”目標下的CCUS去碳產業發展。
1 工程化CCUS全流程技術
1.1 概念
工程化CCUS全流程技術是指以實現CCUS全鏈條去碳產業集群部署和工程建設為目標，以高強度工業排放源中CO2的大規模低能耗捕集、高效輸運、產業化利用和安全經濟有效地質封存系列關鍵技術為基礎和核心內涵，通過源匯匹配、技術集成匹配和系統優化機制將CCUS關鍵技術環節之間科學銜接，發展和形成的 CCUS 系統性一體化工程技術及其工程應用模式。工程化CCUS全流程技術是CCUS技術的未來重要發展方向和實現大規模產業化應用的關鍵，更是中國CCUS去碳產業集群化規模部署的緊迫需求。
展開 普惠借力ANSYS工程仿真技術實現標準化
廣泛采用ANSYS的業界領先多物理場平臺打造新一代機發動機和輔助動力裝置
2017年5月2日，匹茲堡訊——全球工程仿真軟件領導者ANSYS（NASDAQ:ANSS）今天宣布與普惠簽訂一項新協議，從而方便為普惠提供ANSYS的業界領先工程仿真和服務。
作為United Technologies Corporation （NYSE:UTX）旗下成員，普惠是一家專門設計、制造和維護飛機發動機和輔助動力裝置的全球領先企業。
普惠核心系統工程副總裁Steve Morford指出：“與ANSYS達成的新協議將加強普惠全球各團隊之間的協作，幫助我們更高效地解決最復雜的工程挑戰。相應地，這將幫助我們降低物理測試成本，并加速產品研發工作。”
ANSYS的產品研發副總裁Shane Emswiler指出：“近一個世紀以來，普惠一直憑借尖端的飛機發動機在業界處于領先地位。我們非常榮幸與這家真正的創新企業保持多年的合作，并期待著通過工程仿真技術的力量進一步鞏固我們的合作關系。”http://www.ansys.com/zh-CN/About-ANSYS/news-center/05-02-17-pratt-whitney-standardizes
關于ANSYS, Inc.
作為全球工程仿真領域的領先企業，ANSYS在眾多產品的創造過程中都扮演著至關重要的角色。無論是火箭發射、飛機翱翔長空、汽車高速馳騁、計算機和移動設備的便捷使用、橋梁虹跨江河還是可穿戴產品的貼心使用，ANSYS技術都盡顯卓越。我們幫助全球最具創新性的企業推出投其客戶所好的出色產品，通過業界性能最佳、最豐富的工程仿真軟件產品組合說明客戶解決最復雜的仿真難題，我們讓工程產品充分發揮想象的力量。歡迎與我們全球75個戰略部門的近3000名專業人士合作，共同在工程仿真和產品開發領域彰顯非凡！
展開 輕量化技術和材料在汽車工程中的應用
引言
汽車輕量化是在保證汽車安全性能前提下，降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性，實現節能減排的目的。尤其是“碳達峰”和“碳中和”被提出后，對汽車節能減排的需求更為迫切。對于燃油車，汽車質量每減少10%，汽車燃油效率將會增加6%~8%；而新能源汽車每減重10%，續航里程可提升5%~6%，由此可見，無論是在提高汽車性能，還是在實現汽車節能、降耗、增加續航里程方面，輕量化都是汽車的重要技術路徑之一。
輕量化技術涉及結構設計、計算仿真、材料技術、制造工藝、連接技術及試驗評價等多方面內容，結構質量的降低是多因素協同作用的結果，超高強鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維復合材料等輕量化材料的使用是關鍵因素。本文從設計、材料、工藝3個角度對輕量化技術進行介紹，并著重對主要輕量化材料的性能特點及應用現狀進行總結。
1 結構輕量化的技術路徑
1.1 結構優化技術
結構優化技術是指在原經驗設計的基礎上，利用計算機輔助工程（Computer Aided Engineering, CAE）的方法，對材料的承載狀態、工藝特性進行仿真，進一步指導對原結構的設計優化，主要包括拓撲優化、尺寸優化、形狀優化、形貌優化等。引入CAE仿真方法，對零部件及整車進行結構優化，可明顯提高車輛的輕量化設計水平。
整車開發流程中一般會對初始設計進行多輪的結構優化。拓撲優化是在零部件概念設計階段，基于零部件的主要載荷狀態，使材料在設計空間內進行優化分布，以獲得最優的拓撲結構。
展開 參數化，知識工程，仿真技術與AI結合實現快速性能預測
1、基于AI，快速構建全參數化的幾何模型。結合知識工程，實現所需預測的結構、厚度、材料等信息的參數化；
2、設計仿真一體化，快速生成AI學習訓練所需的仿真模型及數據。基于單一的數據源，全參數化設計模型與仿真技術自動關聯，利用仿真自動化流程，多學科多目標優化技術，自動更新模型，自動更新仿真設置；
3、AI神經網格搭建以及AI模型訓練&調試。
4、AI模型預測結果與實際仿真評價對比。
5、AI模型替換仿真模型，實現快速性能預測。
#汽車工程#國家發改委：新能源汽車關鍵技術產業化加速超越
2015年，經國務院同意，國家發展改革委發布實施了《新建純電動乘用車企業管理規定》，支持社會資本和具有技術創新能力的企業參與新能源汽車科研生產，成效逐步顯現。北汽新能源、杭州長江汽車、北京長城華冠等一批研發實力突出、具有完全自主知識產權、對相關技術領域帶動作用明顯的新興企業加大投入，積極申請，增強了產業創新發展活力和國際競爭力。
【二、軌道交通重大裝備核心技術多點突破】
一是我國高鐵裝備自主化取得突破性進展。
重點支持中國標準動車組及高鐵關鍵裝備研發試驗工程、高速鐵路列控系統關鍵技術產業化建設，兩列完全自主知識產權的中國標準動車組成功下線，并在大西線的試驗考核中，最高試驗時速達到385公里，高速動車組的九大關鍵技術和十項配套技術實現了完全自主化，中國標準覆蓋了動車組主要標準的84%，為中國高鐵“走出去”奠定了堅實基礎。
二是城市軌道交通網絡化、智能化水平得到提升。
具有自主知識產權的CBTC信號系統互聯互通，在重慶4條城市軌道交通建設工程中示范應用，信號系統核心技術和產品的系統設計、產品制造、工程實施和應用維護能力顯著增強，為城市軌道交通建設向網絡化智能化方向發展提供了有力支撐。
三是新型城市軌道交通車輛實現進口替代。
中車長客公司現代跨座式單軌交通車輛關鍵技術自主化開發及整車集成應用、中車株洲機車公司儲能式現代有軌電車、城際動車組產業化等項目，自主發展多種制式軌道交通車輛系統，填補國內空白，滿足了軌道交通市場多樣化的新要求。
【三、工業機器人產業鏈不斷優化提升】
一是堅持標準支撐、質量先行。
建立了上海、廣州、重慶、沈陽4個國家機器人檢測與評定中心以及北京、蕪湖2個公共服務平臺。以此為依托，協調國標委成立了國家機器人標準化總體組，協調認監委建立了機器人產品聯盟認證制度。目前，我國首個機器人權威認證標識(CR)已獲正式批準。
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探索國產多相流仿真技術應用，積鼎科技助力石油化工工程數字化交付
當前，石油化工行業正積極擁抱數字化轉型，以技術創新驅動產業升級。近日，第二屆“石油化工工程數字化交付研討會暨煉油與化工設備選型技術交流會”在北京召開。本次研討會匯聚了來自中國石油、中國石化、中國海油等眾多行業巨頭的領導與專家，共同探討石油化工行業的數字化未來。
積鼎科技作為國產多相流仿真軟件的引領者，有幸受邀參會，并發表題為“國產多相流仿真軟件在石化領域的應用探索”的精彩報告。
在石油化工行業中，流體仿真計算流體力學軟件的應用早已成為不可或缺的一部分。從油氣勘探到油氣運輸，從設備設計到安全評估，多相流仿真軟件以其強大的模擬能力和精確的計算結果，主要用于機理研究、工藝優化、工藝放大預測和驗證等過程，為石化行業的各個環節提供了有力的技術支持。
積鼎多相流仿真解決方案，采用多種軟件應對不同的多相流流態和流動過程，可提供基于VirtualFlow、DEMms、LMFD等多套軟件組成的石化行業多相流仿真的完整解決方案。
VirtualFlow軟件，基于簡便易用的笛卡爾網格高效并行技術、豐富的多相流模型和先進的相變模型，可模擬單相、多相、多組分、復雜流體的流動、傳質、傳熱和化學反應過程，提供一體化的多相流仿真解決方案。
DEMms軟件，可仿真計算非球形和變形等復雜顆粒，以及多相傳遞反應耦合等復雜過程，支持CPU和GPU等多種計算資源的高效利用，可實現萬核以上大規模異構并行計算，計算顆粒數可超十億級，對應的物理顆粒數超萬億級。
LMFD軟件，基于LBM格子玻爾茲曼方法開發，結合自研的耦合算法和計算模塊，利用GPU實現大規模問題的高效計算，可處理包括單相、氣液兩相、氣固兩相以及氣液固三相等復雜多相流問題。
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