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论机械木偶作为影视特效技巧在低成本微电影中的运用 ——以毕业作品微电影《怀表》为例

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论机械木偶作为影视特效技巧在低成本微电影中的运用 ——以毕业...

作者：管翔四川师范大学

学位级别：硕士

21世纪以来,在数字化大潮的引领下,影视特效基于CGI技术创造了一个又一个视觉奇观。传统的影视特效技术如特效化妆、机械木偶等物理特效手段逐渐被人们所忽视,本文主要结合毕业设计作品《怀表》,探讨机械木偶作为一种影视特效手段,相较... 详细信息

21世纪以来,在数字化大潮的引领下,影视特效基于CGI技术创造了一个又一个视觉奇观。传统的影视特效技术如特效化妆、机械木偶等物理特效手段逐渐被人们所忽视,本文主要结合毕业设计作品《怀表》,探讨机械木偶作为一种影视特效手段,相较于电脑动画更适合低成本微电影的特效制作,进而总结和归纳机械木偶的制作以及拍摄时的使用方法。本文介绍了影视特效心理与视觉原理,并结合影视特效技巧的发展,对机械木偶在电影特效中的演变以及使用进行深入阐述,分别分析了19世纪早期木偶在电影拍摄中的发展以及20世纪90年代电脑动画技术崛起以后现代电影中机械木偶的运用。影视特效,无非就是通过各种影视技巧用以实现现实环境中不可拍摄的画面,在追求视觉经验真实的原则下,本研究将机械木偶运用于毕业设计作品《怀表》中,借用国外在机械木偶设计制作以及在影视制作的经验,用以表现主人公对于时间错位的幻觉,进行了一系列机械木偶的设计以及研究制作。在具体拍摄中,结合影视布光以及传统的“透视法”特效摄影技巧,使得微电影《怀表》最终成功展现怪物破肚而出的特效场景。

关键词：错觉艺术机械木偶特效制作微电影制作

社区教育经费居民捐赠筹集行为影响因素的实证分析——以成都市为例

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社区教育经费居民捐赠筹集行为影响因素的实证分析——以成都市为...

作者：管翔西南交通大学

学位级别：硕士

改革开放以来,社区教育事业在我国稳步发展。作为学校教育的有力补充,社区教育在满足居民文化需求,提高居民知识技术水平,以及居民道德教育提升方面发挥着巨大的作用。然而改革开放近40年来,我国社区教育的发展始终停留在初级阶段,始终... 详细信息

改革开放以来,社区教育事业在我国稳步发展。作为学校教育的有力补充,社区教育在满足居民文化需求,提高居民知识技术水平,以及居民道德教育提升方面发挥着巨大的作用。然而改革开放近40年来,我国社区教育的发展始终停留在初级阶段,始终无法摆脱“老年大学”、“社区文化活动中心”等标签。造成发展缓慢的原因则是社区教育经费的有限性和居民日益增长的开课需求之间的矛盾。为解决这一矛盾,成都市个别社区居民通过捐赠筹资的方式,自筹教育经费来开设居民们喜欢的个性化课程。本文主要关注影响捐赠筹资行为产生的动机因素。通过对现有学者研究成果的梳理,结合相关社区居民的调查访谈信息,总结出5种可能的捐赠动机。以调查问卷的方式,向参与过社区教育经费捐赠筹资项目的居民展开问卷调查,并收集相关数据。使用包括描述性统计分析、问卷信度分析、因子分析、验证性因子分析、相关分析、结构方程分析在内的统计工具,测量5类捐赠动机对于捐赠筹资行为的影响程度。结果表明,兴趣爱好动机是最主要的动机。其次,遵从社会规范动机与纯粹利他动机也是捐赠筹资动机重要的组成部分。而“温情”效应动机和提高个人声誉动机虽然也存在相关性,但相关程度较低。根据实证研究结果,本文提出应完善法律规章制度,积极引导捐赠行为等建议,有利于提升社区教育经费多元筹集能力,促进社区教育进一步发展。同时,也有利于培养居民社区自治意识与能力,为基层行政管理改革提供经验。本文的研究存在进一步完善的空间,今后的研究可以选取更多变量以及使用其他的研究方法,为社区教育的发展和社区治理相关研究做出贡献。

关键词：社区教育经费捐赠行为捐赠动机

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流量差异下的环形交叉口信号控制研究

流量差异下的环形交叉口信号控制研究

作者：管翔昆明理工大学

学位级别：硕士

在交通需求较小的情况下,环形交叉口可以使车辆连续顺畅的通过,不仅消除了冲突点而且还提高了行车的安全性。但是近些年来,连续增长的交通流量使单纯的无控制环形交叉口已经不再适用。针对环形交叉口的左转车流二次停车控制方法由同济... 详细信息

在交通需求较小的情况下,环形交叉口可以使车辆连续顺畅的通过,不仅消除了冲突点而且还提高了行车的安全性。但是近些年来,连续增长的交通流量使单纯的无控制环形交叉口已经不再适用。针对环形交叉口的左转车流二次停车控制方法由同济大学的杨晓光等提出,该方法不仅能扩大环形交叉口的容量瓶颈,使左转车流能在环道空间上二次排队停车,还能提高环形交叉口的通行能力,降低行车延误。但是左转二次控制方法一般采用对称放行的两相位信号控制,实际运用中环形交叉口的各个进口方向流量完全相同的概率较小。当对向两个进口道方向流量存在差异性的情况时,仍使用对称放行的控制方案,会使得同一相位中对向进口方向环形交叉口内部环道利用不均,进口道方向信号相位中的绿灯时间利用率不均。所以,需要在环形交叉口左转二次控制的研究内容中,面向大型环形交叉口在对向存在流量差异情况下的信号控制进行深一步的研究。论文主要通过介绍现存针对于大型环形交叉口左转二次信号控制中的对称放行控制方案,并对其在现实对向存在流量差异性情况下存在着有效绿灯时间利用率不足和环道空间利用有效性缺失的问题进行了分析和总结。为了后续对比分析的方便,对常规的对称放行左转二次信号控制方案的具体适用条件,信号控制方案参数的具体标定过程进行了详细叙述。论文的主要创新之处在于,根据对称方向控制方案中对环道空间利用不足的情况,提出了一种利用剩余环道空间,提前放行高流量进口方向车流的控制方法。并详细分析了该提前放行控制方案的控制策略的具体思路与优化步骤。针对流量差异性在控制方案的实施过程中,对相关进口道的各个相位时间的总体状况进行分析,对相应进口道流量进行修正。最后,结合常规的对称放行左转二次信号控制方案中的对应参数标定过程对提前放行控制方案中的环形交叉口的信号周期,左转绿灯时间,第二停车线绿灯时间;各个相位中的绿灯时间,黄灯时间,全红时间等相关参数进行分析和确定,完成了对相应的信号控制参数进行了最终模型标定和后续优化,进而完成了整个提前放行控制方案的提出和确定过程。最后,通过建立优化控制方案的评价体系。利用VISSIM仿真技术,针对曲靖市区现实存在的环形交叉口流量数据进行调查与合理预测。将提前放行控制方案与对称放行控制方案进行对比,表明提前放行控制方案可以缩短信号周期。在不同流量差异性存在的情况下,按照两种不同的信号控制方案分别进行仿真分析,经过对称控制放行控制方法和优化控制方法两种方案对实例交叉口的仿真结果比较分析,表明了优化控制方案具有优越性和适用性。

关键词：交通工程信号控制 VISSIM仿真环形交叉口流量差异

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纤维素酶处理竹原纱线的改性研究

纤维素酶处理竹原纱线的改性研究

作者：管翔苏州大学

学位级别：硕士

随着现代人们生活水平的提高，对纺织服装品的要求也越来越高，开发性能优良或具有高附加值纤维是现代纺织科技工作者的梦想。在本文中，尝试用新的方法，即化学预处理结合纤维素酶处理的改性工艺。研究不同处理工艺对竹原纤维、纱线性... 详细信息

随着现代人们生活水平的提高，对纺织服装品的要求也越来越高，开发性能优良或具有高附加值纤维是现代纺织科技工作者的梦想。在本文中，尝试用新的方法，即化学预处理结合纤维素酶处理的改性工艺。研究不同处理工艺对竹原纤维、纱线性能的影响规律，深入研究反应机理，找出纤维素酶活性的最佳条件，确定纱线性能最佳的处理工艺条件，以期为纤维素酶处理工艺和这种新型的天然纤维制品的开发应用及进一步研究提供一定的理论依据。本文通过对竹原纤维性能进行了较为深入的研究发现：竹原纤维的吸湿、透湿性较好。竹原纤维长度分布范围，短纤率高于苎麻纤维，平均线密度略低于苎麻纤维，是典型的纤维素Ⅰ，初始模量高，属于高强低伸型的纤维素纤维。本文通过对纤维素酶活性实验及纤维素酶处理竹原纤维实验的研究发现：酶的总活是三种组分协同作用的结果，纤维素酶EG组分活性对纱线水解能力的影响较大，而CBH组分对纱线水解影响时间要比EG组分时间长。纱线水解程度在酶浓度5％时，对于底物的结合能力基本饱和。经水—丙酮—NaOH水溶液预处理后整个纤维素纤维的反应性比仅NaOH溶液处理后提高，更易为反应试剂所可及。在酶浓度为25ml／l，pH=5，温度为55℃，处理时间为半小时，浴比为1：30，此时纤维测试的物理性能相对最优。本文通过对竹原纱线酶处理前后性能比较实验的研究发现：竹原纱线经过酶处理后并没有改变其纤维基本的分子结构，仍然属于纤维素Ⅰ，结晶度、取向度降低纤维横截面微孔相对变大，纵面受到侵蚀，裂纹有所增加，纱线表面相对光洁，吸湿性能提高，保持了良好的热稳定性。经过松弛状态下酶处理后的竹原纱线纤维滑脱部分要比没有处理的纤维要多，而张力状态下酶处理后的竹原纱线断口相对整齐，滑脱纤维比前两种状态都要少。纱线在张力状态下断裂伸长率下降，变形能力变小，进一步体现了纱线的刚性。纱线在松弛状态下酶处理后断裂伸长率均有增加，纱线变形能力增加，弹性增强。张力状态处理以后纱线的初始模量增加，松弛状态下酶处理的纱线初始模量下降。竹原纱线在松弛状态下酶处理后，急弹性回复率，缓弹性回复率，总弹性回复率都普遍降低，试样总伸长率均有小幅提高，蠕变变化伸长率略有降低。在张力情况下弹性回复率变化不是很明显，但是试样伸长率却明显降低，蠕变伸长变化率有所提高。经过在松弛状态下酶处理后的竹原纱线摩擦断裂次数变化不大，而张力状态酶处理后的竹原纱线摩擦性能有小幅度下降，加捻可以提高纱线的耐磨性能。

关键词：竹原纤维纤维素酶活性纱线

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基于卫星测高数据的黑潮提取研究

基于卫星测高数据的黑潮提取研究

作者：管翔中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

黑潮是世界大洋环流中的重要暖流,对中国沿海地区的气候产生深远影响。当前,卫星测高技术被广泛应用于黑潮提取,弥补了传统物理学探测方法的局限性。本文选取了T/P、Jason1、Jason2、Jason3、Saral、HY-2A、Geosat、ERS1、ERS2、Envisat... 详细信息

黑潮是世界大洋环流中的重要暖流,对中国沿海地区的气候产生深远影响。当前,卫星测高技术被广泛应用于黑潮提取,弥补了传统物理学探测方法的局限性。本文选取了T/P、Jason1、Jason2、Jason3、Saral、HY-2A、Geosat、ERS1、ERS2、Envisat和Cryosat-2卫星高度计数据进行联合处理,开展黑潮提取研究,并取得了如下成果:(1)通过对多源卫星测高数据进行共线平差、自(互)交叉点平差、椭球框架基准统一等数据处理,建立了黑潮流域空间分辨率为1′×1′的平均海面高模型,与MSS＿CNES＿CLS2015平均海平面模型进行对比评价,RMS为22.30cm,为黑潮提取提供了高分辨率高精度的平均海平面基础数据。(2)利用小波变换方法对测高卫星重力异常数据与重力卫星重力异常数据进行融合,以此来提高海洋重力异常模型的精度和分辨率,与船测重力数据进行对比,RMS由融合前3.61m Gal变成融合后的3.31m Gal,精度得到了提高,并通过移去恢复法建立了1′×1′大地水准面精化模型。(3)联合平均海平面模型和大地水准面精化模型得到高分辨率高精度的稳态海面地形,进一步通过地转平衡方程解算出黑潮的流速和流向,建立了1′×1′的黑潮流场结构,探测出黑潮的移动路径,判定了黑潮的主轴和边界,与Argo再分析数据进行精度评价,RMS为17.64cm/s;提取了2015-2018年的黑潮,对其进行了年际变化分析,发现黑潮年际流动路径是变化的,且四年间黑潮的流速总体上有一个缓慢上升的趋势。

关键词：卫星测高平均海平面大地水准面精化黑潮提取

锂单离子凝胶态聚合物电解质的合成以及其在锂金属电池中的应用

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锂单离子凝胶态聚合物电解质的合成以及其在锂金属电池中的应用

作者：管翔华东理工大学

学位级别：硕士

人类生活水平的提高使得对能源的需求也日渐升高。应用广泛的优点让锂离子电池的重要性不言而喻。但是,比容量低已越来越成为限制其发展的瓶颈。锂金属电池理论上可大幅提升比容量,但是锂枝晶生长可造成电池的不稳定与不安全性,因而,设... 详细信息

人类生活水平的提高使得对能源的需求也日渐升高。应用广泛的优点让锂离子电池的重要性不言而喻。但是,比容量低已越来越成为限制其发展的瓶颈。锂金属电池理论上可大幅提升比容量,但是锂枝晶生长可造成电池的不稳定与不安全性,因而,设计能抑制锂枝晶生长的电解质对优化锂金属电池具有重要的意义。本文为抑制锂金属电池的枝晶生长,通过原位交联法制备了锂单离子凝胶态聚合物电解质,并对不同交联度的聚合物电解质进行了物理性能和电化学性能分析,得出最优的交联比例,揭示了该凝胶电解质的作用机理。主要研究内容如下:1.合成了一系列带有强极性基团的锂单离子单体,包括对苯乙烯基三氟甲基磺酰亚胺锂（LiSTFSI）和乙烯基双苯磺酰亚胺锂（LiSSPSI）,通过核磁共振氢谱以及红外光谱分别检测了这两种单体的结构。2.通过原位交联的方法,以AIBN作为引发剂,成功合成了侧链为STFSI-基团、含有不同比例的交联剂和单体的聚合物膜（Single Lithium Ion Membranes,SLIMs）,并将SLIMs 浸泡在电解液（1.0 M LiTFSI,0.1 M LiNO3 in DME:DOL=1:1 vol%）中,待吸收饱和后,得到了锂单离子凝胶态聚合物电解质（Single Lithium Ion Gel Polymer Electrolytes,SLIGPEs）。通过场发射扫描电镜对膜的表面和截面形貌进行了分析,证明该电解质膜具有均一稳定的结构可与电极界面接触良好。通过红外光谱分析了不同交联度的SLIMs,通过热重分析得到了 SLIMs的热分解温度。根据SLIMs的热重分析结果和X射线衍射结果,对合成的聚合物膜中STFSI-基团的接枝含量进行了计算,得到的结果与投料质量分数基本一致。通过差示扫描量热分析,测试其玻璃化转变温度（Tg）,证明其在温度测试范围内都保持无定形状态,SLIMs聚合物膜的X射线衍射图数据也验证了这一点,而无定形的SLIMs可促进锂离子在电解质中的传导。3.聚合物膜SLIMs的亲水性可影响液体电解质吸液量,从而影响凝胶态电解质的离子电导率。因此,对其进行了接触角测试。分析发现,SLIMs的接触角均小于90°,证明其亲水性较高。通过电解液吸液量的测试,直观的表征了 SLIMs的吸液能力,为制备凝胶态聚合物电解质所需的浸泡的时间提供了依据。通过拉伸测试以及动态热机械分析,分别对SLIMs优良的机械性能和SLIGPEs的结构热稳定性进行了验证。4.通过阻抗测试表征了SLIGPEs在20-90℃变温电导率,结果表明,电导率随温度的变化符合阿伦尼乌斯方程规律,说明电解质的结构在20-90℃温度范围内非常稳定。通过计时电流法测试了SLIGPEs的锂离子迁移数,发现SLIGPEs的锂离子迁移数均高于传统双离子液态电解质（0.3-0.4）,证明了其侧链STFSI-基团对阴离子移动具有抑制作用。此外,分别通过线性扫描伏安法和老化阻抗测试,说明其具有较宽的电化学稳定窗口和长时间稳定性。5.通过室温下、不同电流密度下的锂对称半电池充放电循环测试,表征了其动态界面稳定性以及循环稳定性。结果发现,SLIGPE-2具有相对较小的极化电势和更高的长时间循环稳定性,说明其比SLIGPE-0具有更优良的循环可逆性和稳定性。上述规律并不会因电流密度的增加而改变。并且,当电流密度为0.1mA·cm-2时,SLIGPE-0因极化电势过高而短路,而SLIGPE-2仍能正常循环超过600 h,进一步说明了侧链STFSI-基团对电池大电流下循环性能的提升。通过全电池测试表征了 LiFePO4/SLIGPEs/Li的充放电容量和倍率性能,相比于SLIGPE-0,SLIGPE-2表现出了更高的循环稳定性、充放电比容量和倍率性能。通过场发射扫描电镜表征了 0.1 C循环150圈后LiFePO4/SLIGPEs/Li中的锂金属负极,发现SLIGPE-2电池中锂金属负极表面无明显的锂枝晶的生长,而SLIGPE-0的锂金属负极表面则有明显的锂枝晶,证明了锂单离子侧链基团对抑制锂枝晶生长的显著作用。结合DFT计算,验证了侧链STFSI-基团与电解质中自由阴阳离子的作用。

关键词：锂金属电池锂单离子导体凝胶态聚合物电解质原位交联密度泛函理论计算

人工耳蜗电极植入机构驱动感知一体化设计研究

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人工耳蜗电极植入机构驱动感知一体化设计研究

作者：管翔羽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

人工耳蜗的微创植入手术由于不需要打开圆窗、创口恢复时间短等优点而广受欢迎，但该手术操作难度较大，尤其是在电极植入过程中由于操作空间小，难以对电极植入深度、力和速度进行实时的感知，所以急需研制一台植入速度、力均可控的自... 详细信息

人工耳蜗的微创植入手术由于不需要打开圆窗、创口恢复时间短等优点而广受欢迎，但该手术操作难度较大，尤其是在电极植入过程中由于操作空间小，难以对电极植入深度、力和速度进行实时的感知，所以急需研制一台植入速度、力均可控的自动化电极植入装置。　　为了解决以上痛点，本文研发了一款由压电技术驱动、基于柔性机构变形且具有实时力反馈的尺蠖式电极植入装置，该装置总长度 116mm，宽度 4 2.4mm，重量270g，主体由两个电极抓取器和一个步进执行器构成，能够实现对不同类型的电极抓取、微米级输出精度及豪牛级别测力精度。　　针对柔性铰链特殊的中心漂移现象影响其在微位移输出精确定位方面的问题，本文提出了一种基于卡氏第二定理求解柔性铰链及相关弹性体宏观微变形的方法，将桥式、杠杆、平行四杆放大机构进行了行程放大倍数的计算，以此放大系数来指导植入机构机械结构本体的设计，完成了多级放大机构中各级放大系数的分配计算。　　在植入原理方面，针对三个压电叠堆进行了时序步态设计来完成尺蠖运动的仿生设计，本文先基于梯形波设计了前行抓取器和步进执行器的步态，后引入三通道式正弦波来驱动本套植入装置，通过改变相位、频率即可调整前进后退步态切换和植入速度的改变。　　植入装置进行了样机加工和装配后，搭建试验台后对设备的电极抓取、植入功能进行了验证，并对其夹持范围、单步输出位移、平均植入速度等参数进行了测量，结论符合设计指标。本套装置对其他微动力感知设备的研发提供了一定的启发。

关键词：人工耳蜗电极植入装置结构设计尺蠖运动

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刀具刃口磁流变钝化机理研究及工艺优化

刀具刃口磁流变钝化机理研究及工艺优化

作者：管翔宇盐城工学院

学位级别：硕士

刀具刃口是刀具的关键组成部分,在加工过程中起重要作用。经过砂轮刃磨后,刀具刃口在显微镜下会发现存在不同程度的微观缺陷。刀具刃口钝化可以有效减少刃口表面的微观缺陷,使刀具刃口表面更加平整光滑,有利于提升刀具切削性能,延长刀... 详细信息

刀具刃口是刀具的关键组成部分,在加工过程中起重要作用。经过砂轮刃磨后,刀具刃口在显微镜下会发现存在不同程度的微观缺陷。刀具刃口钝化可以有效减少刃口表面的微观缺陷,使刀具刃口表面更加平整光滑,有利于提升刀具切削性能,延长刀具寿命。现阶段主流的毛刷钝化、拖拽式钝化等“硬碰硬”固态磨头钝化方式难以精确控制刃口材料去除量,同时钝化后的刃口容易产生二次损伤。针对上述问题,本课题提出了刀具刃口磁流变钝化的新思路,主要从以下几个方面开展工作:(1)刀具刃口磁流变钝化机理研究。介绍了磁流变钝化液在磁场作用下发生的磁流变效应,利用Fluent软件仿真磁流变钝化液对刃口作用过程,分析刀具刃口表面所受压力及剪切力。通过分析单个磨料颗粒受力对刀具刃口磁流变钝化材料去除机理进行阐述,并研究了不同参数对刀具刃口表面所受压力及剪切力的影响。(2)刀具刃口磁流变钝化装置设计及优化。设计并搭建刀具刃口磁流变钝化装置。采用Maxwell软件对磁场发生装置产生的磁场进行仿真分析。通过磁流变钝化液粘度与磁感应强度之间的关系,建立变粘度的磁流变钝化液流场仿真模型。运用Fluent软件对变粘度的磁流变钝化液流场进行仿真,并分析得出刀具刃口最优钝化区域。(3)刀具刃口磁流变钝化加工实验研究。利用搭建的刀具刃口磁流变钝化装置对刃口进行钝化实验,研究了刀具刃口磁流变钝化加工对刀具刃口钝圆半径及表面粗糙度的影响。采用不同的伺服电机转速、磁流变钝化液配比、电流强度、磨料颗粒粒度四种参数进行钝化实验,结果得出伺服电机转速1600rpm,磁流变钝化液配比4:10,电流强度8A,磨料颗粒粒度W100,钝化时间40-50min时,可以达到较好的钝化效果。实现了刀具刃口表面材料的去除及表面质量的改善,对刀具刃口磁流变钝化加工工艺研究起到了一定的指导作用。

关键词：刀具钝化磁流变抛光刃口钝圆半径表面质量

基于飞秒激光制备的SERS基底及其应用研究

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基于飞秒激光制备的SERS基底及其应用研究

作者：管翔云温州大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)作为一种准确的无标记和指纹检测手段,拥有高选择性、高灵敏性等优点,在医学诊断、食品安全和国土安全等领域得到广泛应用,吸引了众多学者的研究。制备高灵敏性、可重复性... 详细信息

表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)作为一种准确的无标记和指纹检测手段,拥有高选择性、高灵敏性等优点,在医学诊断、食品安全和国土安全等领域得到广泛应用,吸引了众多学者的研究。制备高灵敏性、可重复性和高稳定性的SERS基底是SERS技术发展的关键和难点。在SERS测试的取样过程中,通常把SERS基底浸泡在分析物溶液中,溶液中的探测分子仅有极少一部分被提供SERS热点,造成样品的浪费,同时该过程对样品的数量有一定要求,而在病前诊断、法医分析和食品安全等领域,要求采用很小剂量的样品实现超痕量分子的检测,导致SERS技术在实际应用中受到严重限制。这是由于在实际检测中,分析液滴在普通亲水SERS基底表面会形成咖啡环而无法有效浓缩。而具有超疏水性质的SERS基底虽然可以实现待测液滴的浓缩,但是由于液滴的黏附性低,极易发生滚动,很难实现精准定位测量。本课题根据已有研究中存在的问题,结合液滴在不同黏附性疏水表面蒸发过程中的沉淀特性,利用飞秒激光技术制备了图案化超疏水SERS基底,实现对超痕量分子的快速捕捉和高灵敏度检测。同时根据柔性基底的柔韧性、便携性、低成本等特点,利用飞秒激光扫描制备了高稳定性的柔性SERS基底,并在实际检测中得到运用。本课题主要研究内容如下:1、利用飞秒绿光激光器使用不同的工艺参数在304不锈钢表面刻蚀不同十字沟槽结构,用硬脂酸钠乙醇溶液修饰后降低表面能,使不锈钢表面中心呈高黏附性疏水、外围区域呈低粘附性超疏水的复合性质,蒸镀一层金膜后制备得到图案化超疏水SERS基底,其表面接触角可达150.3°。含有待测分子的液滴在SERS基底呈近似球形,中心区域的高黏附性可以牢牢固定住液滴,即使将基底倾斜15°,液滴依旧不会滚落。随着蒸发的进行,可以实现将待测分子精准浓缩至高黏附性疏水区域。利用金具备的优越等离子体性质,实现对超痕量分子的测试。以R6G为探测分子,该图案化超疏水SERS基底的检测极限达到10M,完全满足检测需求。此外,由于金在自然条件下的稳定性,基底即使在室温下放置2个月,检测性能没有明显下降。2、利用飞秒激光器在柔性橡胶(Ecoflex 00-20)表面刻蚀十字沟槽结构,确定扫描的工艺参数组合为功率1 W、扫描间距30μm、扫描速度400 mm/s、扫描3次时,柔性橡胶表面呈现高黏附性超疏水结构,接触角到达149.7°,滚动角为15.8°。蒸镀一层金膜后制备得到柔性橡胶SERS基底,基底表面的超疏水性会在一定程度上聚集目标分子以增强拉曼信号。实验中以亚甲基蓝为探测分子,检测极限为10M。同时该SERS基底具备良好的机械稳定性,即使在多次拉伸、强酸、强碱及高温等各种复杂环境下,依旧具有稳定的SERS信号。本课题研究成果为实现对超痕量分子的精准快速检测提供新的技术和方法,扩展了柔性SERS基底制备的途径。

关键词： SERS 激光图案化超疏水超痕量分子