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激光直写制造石墨烯基柔性电子器件的研究进展

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机械工程学报 2021年第21期57卷 234-247页

作者：陆龙生王文涛谢颖熙汤勇华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省功能结构与器件智能制造工程实验室广州510640

柔性电子器件相对于传统电子器件,拥有独特的柔性和延展性,能够在一定程度上适应不同的工作环境,满足设备的形变需求。石墨烯是开发柔性电子器件的理想材料。然而,传统的石墨烯加工技术大多涉及高温和化学溶剂,存在着成本高,工艺线路复... 详细信息

柔性电子器件相对于传统电子器件,拥有独特的柔性和延展性,能够在一定程度上适应不同的工作环境,满足设备的形变需求。石墨烯是开发柔性电子器件的理想材料。然而,传统的石墨烯加工技术大多涉及高温和化学溶剂,存在着成本高,工艺线路复杂和环境污染等问题,并不适合未来产业发展。激光直写(Laser direct writing,LDW)技术具有加工速度快,扫描面积大和空间分辨率高等优点,且无需掩模和后处理,在现代工业中广泛应用。最新研究表明,激光直写技术可以从氧化石墨烯、多种聚合物甚至天然材料中衍生出石墨烯,这无疑进一步提升了石墨烯基柔性电子器件的应用潜力。本文对现有激光直写技术制备石墨烯的前驱体进行了归纳分类,并详细介绍了相应的演变过程、加工原理及辅助加工设备,总结了基底转印、表面应变结构、剪纸拓扑结构这三种常见的柔性化制造策略,并重点阐述了其在超级电容器、传感器、纳米发电机和致动器等石墨烯基柔性电子器件中的最新应用,最后对其发展趋势及挑战进行讨论。

关键词：激光直写石墨烯柔性电子器件制造方法

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高电压微型超级电容器的制造方法及研究进展

机械工程学报 2021年第22期57卷 305-324页

作者：汤勇白石根吴耀鹏袁伟万珍平谢颖熙华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 半导体显示与光通信器件国家地方联合工程研究中心广州510640

在微电子和微机械的高压应用中,如微型机器人、软致动器、皮肤电子、微型传感器和集成电子电路等,迫切需要高输出电压的储能/补给装置。近年来,高电压微型超级电容器(High voltage micro-supercapacitors,HVMSCs)因其微小型、便携式、... 详细信息

在微电子和微机械的高压应用中,如微型机器人、软致动器、皮肤电子、微型传感器和集成电子电路等,迫切需要高输出电压的储能/补给装置。近年来,高电压微型超级电容器(High voltage micro-supercapacitors,HVMSCs)因其微小型、便携式、柔韧性、高循环寿命及高功率/能量密度等优势而频繁作为功率补给装置应用到微机电系统,可满足一定范围的电压输出和能量供给,并且HVMSCs在电路中可作为储能器件应用可使电子产品更有可能趋向于集成式、高密度以及小型化。现有研究表明,增大MSCs的工作电压窗口,可以显著提升MSCs的输出能量密度,进而能最大限度地扩展其应用场合。因此,如何从材料、结构以及制造方法方面着手,制备全固态HVMSCs成为研究热点。基于此,首先对MSCs的电荷存储机制及电化学性能特征进行概述,其次分析高电压MSCs的实现原理,接着详细归纳HVMSCs的制造方法,主要包括高电压电极材料的制备(碳基材料、过渡金属氧化物、导电聚合物以及复合电极材料)以及高电压封装结构的制造(激光加工、喷墨打印、3D打印、丝网印刷、卷对卷印刷以及掩膜涂层),并且总结HVMSCs在储能功率器件、柔性传感以及可穿戴设施等方面的应用。在综合探讨HVMSCs的研究现状的基础上,最后对其在可穿戴和便携式电子设备等高电压领域的研究趋势和发展前景进行相应的展望。

关键词：高电压微型超级电容器电极材料电容器结构制造方法储能器件

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碳纤维锻造复合材料的摩擦行为

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第1期47卷 7-13页

作者：陆龙生方何正子谢颖熙孙佳伟万珍平华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

采用模压成型工艺制备了环氧树脂基碳纤维锻造复合材料,测试了该材料在干摩擦和水润滑摩擦条件下的不同摩擦行为,研究了两种摩擦条件下摩擦系数的变化特性差异,并进一步分析了微观磨损机理.结果表明:两种不同摩擦条件下锻造复合材料的... 详细信息

采用模压成型工艺制备了环氧树脂基碳纤维锻造复合材料,测试了该材料在干摩擦和水润滑摩擦条件下的不同摩擦行为,研究了两种摩擦条件下摩擦系数的变化特性差异,并进一步分析了微观磨损机理.结果表明:两种不同摩擦条件下锻造复合材料的摩擦系数展现出不同的变化趋势,干摩擦条件下摩擦系数经历了初始稳定期、转移膜形成期和稳定期3个阶段,期间形成的含铁转移膜具有自润滑效应;水润滑摩擦条件下由水润滑膜主导复合材料的摩擦行为,摩擦过程能快速进入稳定期,摩擦系数和磨损率较小,磨损率保持较为稳定;锻造复合材料在两种摩擦条件下的摩擦系数减少率基本相同.

关键词：碳纤维锻造复合材料摩擦性能干摩擦水润滑摩擦

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微热管式换热结构在电暖器中的应用

现代制造工程 2012年第1期 122-125页

作者：何恒飞谢颖熙曾志新李勇华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

设计一种基于高性能微热管传热技术的平行翅片换热结构来革新一般对流式电暖器的散热结构,并制作出样品进行实验研究。实验装置采用直径为6mm、外壁为铜和工质为水的新型沟槽式微热管。设计过程中,利用热分析软件Icepak对设计结构的... 详细信息

设计一种基于高性能微热管传热技术的平行翅片换热结构来革新一般对流式电暖器的散热结构,并制作出样品进行实验研究。实验装置采用直径为6mm、外壁为铜和工质为水的新型沟槽式微热管。设计过程中,利用热分析软件Icepak对设计结构的效果进行模拟,并与实验数据进行比较分析,给出结果。

关键词：换热器电暖器热管 Icepak软件

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脱附性医用高频电刀的研究现状及发展趋势

机械工程学报 2020年第1期56卷 175-186页

作者：陆龙生李凯凯谢颖熙万珍平丁焕文张志辉汤勇华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 广东省功能结构与器件智能制造工程实验室广州510640 广州市第一人民医院广州510180 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

医用高频电刀通过刀头尖端电弧放电并产生热量完成组织的切割和止血工作,是外科手术中的重要工具。在手术过程中,高频电刀温度过高会使血液和软组织脱水结痂甚至炭化,粘连并包覆刀头,进而对手术过程和医疗效果产生严重影响。为能够有效... 详细信息

医用高频电刀通过刀头尖端电弧放电并产生热量完成组织的切割和止血工作,是外科手术中的重要工具。在手术过程中,高频电刀温度过高会使血液和软组织脱水结痂甚至炭化,粘连并包覆刀头,进而对手术过程和医疗效果产生严重影响。为能够有效解决医用高频电刀表面的生物组织粘连问题,国内外诸多学者开展了电刀表面的脱附性研究,具有明显疏血、散热降温、抗组织粘附等效果的仿生脱附性医用高频电刀已成为该领域的研究热点和重要发展方向。按照现有脱附性医用高频电刀的结构特点进行归纳分类并详细介绍其研究和应用现状,着重介绍和分析仿生高频电刀的动植物脱附模型,总结国内外关于高频电刀表面脱附结构或涂层的制造方法,分析讨论目前脱附性医用高频电刀所存在的问题,最后对其未来的发展趋势进行展望。

关键词：医用高频电刀脱附性能仿生模型制造方法

激光加工平面型微超级电容器的研究进展与发展趋势

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机械工程学报 2019年第4期55卷 189-206页

作者：汤勇刘辉龙陆龙生谢颖熙袁伟万珍平李宗涛丁鑫锐华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 广东省功能结构与器件智能制造工程实验室广州510640

可穿戴和便携式电子设备朝"轻薄化"与"小型化"方向的快速发展,极大地刺激了现代社会对高能量/功率密度、轻量便携化、柔性化储能器件的强烈需求。平面型微超级电容器(In-plane micro-supercapacitors, IPMSC)作为一种新型的微电源储能器... 详细信息

可穿戴和便携式电子设备朝"轻薄化"与"小型化"方向的快速发展,极大地刺激了现代社会对高能量/功率密度、轻量便携化、柔性化储能器件的强烈需求。平面型微超级电容器(In-plane micro-supercapacitors, IPMSC)作为一种新型的微电源储能器件,以其超薄厚度、高功率密度和长循环寿命等优点被认为是集成电子器件重要的储能器件而备受关注。但是,随着IPMSC加工技术不断朝着高效、高精度和低成本等方向发展,常用的加工技术已难以满足其要求,操作更易、可扩展性更强、精度较高和成本更低的激光加工技术成为了目前IPMSC加工技术的研究热点。基于此,对不同类型IPMSC的工作原理及其电化学性能进行了总结,从激光还原、激光诱导、激光刻蚀和激光烧结四方面着手详细介绍了激光加工IPMSC的类型及加工工艺,重点综述了目前国内外关于激光加工IPMSC在机械性能和电化学性能等方面的研究进展情况,概括了用于IPMSC电解质的特性及其挑战,并在综合探讨激光加工IPMSC所面临的技术挑战基础上,对其在可穿戴和便携式电子设备中的应用前景进行了展望。

关键词：微超级电容器平面型激光加工储能器件

高中语文“中国革命传统作品专题研讨”学习任务群教学研究

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高中语文“中国革命传统作品专题研讨”学习任务群教学研究

作者：谢颖湖南理工学院

学位级别：硕士

基于项目式学习的STEM课程过程性评价模型构建与应用研究

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基于项目式学习的STEM课程过程性评价模型构建与应用研究

作者：谢颖沈阳大学

学位级别：硕士

在经济全球化和教育现代化的发展下,各国对人才的培养有了更为迫切的需求。STEM教育以其利于培养学生具有适应未来的关键能力而成为世界各国教育改革和人才培养的战略选择。项目式学习与STEM教育的结合不仅可以提供情境化经验,帮助学生... 详细信息

在经济全球化和教育现代化的发展下,各国对人才的培养有了更为迫切的需求。STEM教育以其利于培养学生具有适应未来的关键能力而成为世界各国教育改革和人才培养的战略选择。项目式学习与STEM教育的结合不仅可以提供情境化经验,帮助学生构建有意义的科学、技术、工程和数学概念,还能帮助教师不断探索与创新STEM教学模式与教学组织形式。因此,为了深入发掘STEM教育的价值与基于项目式学习的STEM教学模式,本研究将学习评价作为切入点,从基于项目式学习的STEM课程(STEM-PBL课程)的学习过程出发,建构兼具理论与实践指导意义的过程性评价模型,并通过实践检验模型的效果。本研究对基于项目式学习的STEM课程过程性评价模型的探索主要分为建构和应用两步。首先,本研究在怀特海“教育的节奏”理论、列昂节夫学习过程的“环状结构”理论、加涅“信息加工模式”理论的指导下,结合STEM-PBL课程学习过程特征对其学习过程的基本活动进行深入分析,认为STEM-PBL课程的学习过程是由“STEM-PBL经验”“STEM-PBL探究”“STEM-PBL归纳”三个阶段构成的环状结构。随后依据各学习过程阶段与学习活动的具体内容设立了对应的过程性评价要素,构建了以STEM-PBL课程学习过程、基本活动与各阶段评价要素为框架的STEMPBL课程过程性评价模型。参考各阶段特点编制问卷,运用结构方程模型对包含STEM-PBL课程学习过程和评价要素的问题进行分析。验证结果表明:***-PBL经验阶段对STEM-PBL探究阶段产生显著的积极影响;STEM-PBL探究阶段对STEM-PBL归纳阶段产生显著的积极影响;STEM-PBL经验阶段对STEM-PBL归纳阶段产生显著的积极影响;STEM-PBL探究阶段对STEM-PBL经验与STEM-PBL归纳阶段间的联系具有中介效应。2.模型的评价要素的设立合理,并能够有效支持模型中学习过程间关系的设定。以“STEM-PBL经验”—“STEM-PBL探究”—“STEM-PBL归纳”为中心的过程性评价模型经过验证构建成立,经验阶段需要重点评价“工程设计”经验、探究阶段需要重点评价“探究实践”能力、归纳阶段需要重点评价“行为参与”表现。为了验证模型的应用效果,本研究以“智能噪声检测”的项目实施了单组前后测准实验研究,在促进学习的评价与反馈理论的支持下基于STEM-PBL课程过程性评价模型设计了一系列过程性评价活动。研究发现,应用STEM-PBL课程过程性评价模型进行评价设计和教学能够使学生的STEM素养和对知识的掌握程度得到不同层次的提升,学生达到了课程目标的要求并获得了丰富的评价活动体验。通过理论探索、模型建构和应用分析,本研究构建的STEM-PBL课程过程性评价模型,能够为STEM-PBL课程的过程性评价活动提供评价工具、方法和思路上的指导。帮助中小学教师降低过程性评价的实践难度,使学生获得更为积极的评价反馈。

关键词： STEM教育项目式学习学习过程过程性评价

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美国鲁宾艺术博物馆闭馆引发的思考

中国博物馆 2024年第4期 120-124页

作者：谢颖湖南博物院长沙410003

美国纽约鲁宾艺术博物馆宣布将于2024年秋季关闭其场馆,计划转型成为一个无实体空间的全球性博物馆。这一消息引发了博物馆界的广泛关注。本文试探讨该博物馆以及疫情之后美国、英国等地中小型博物馆面临的挑战及其原因,经收集并分析相... 详细信息

美国纽约鲁宾艺术博物馆宣布将于2024年秋季关闭其场馆,计划转型成为一个无实体空间的全球性博物馆。这一消息引发了博物馆界的广泛关注。本文试探讨该博物馆以及疫情之后美国、英国等地中小型博物馆面临的挑战及其原因,经收集并分析相关材料,笔者认为疫情影响了这些博物馆的财务状况,此外,Z世代参观模式的改变也给传统博物馆运营方式带来了挑战。因此,一些博物馆开始尝试运营数字博物馆以及无实体博物馆,积极应对危机和挑战。

关键词：鲁宾艺术博物馆 Z世代无实体博物馆数字博物馆