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微纳电子技术 2023年第10期60卷 1551-1563页

作者：高羡明楚亚龙朱朝飞宋龙刚董亮徐磊磊陕西科技大学机电工程学院西安710021

液体毛细力驱动下的微纳组装技术可以实现胶体颗粒、纤维、薄膜和芯片等微型结构的定向运输与自组装。基于毛细力的自组装技术研究涉及多学科交叉,对微纳芯片装配、纳米材料制备和大分子聚合物制备等领域的发展有重要意义。从理论和实... 详细信息

液体毛细力驱动下的微纳组装技术可以实现胶体颗粒、纤维、薄膜和芯片等微型结构的定向运输与自组装。基于毛细力的自组装技术研究涉及多学科交叉,对微纳芯片装配、纳米材料制备和大分子聚合物制备等领域的发展有重要意义。从理论和实验两方面综述了近年来毛细力自组装技术的研究重点,介绍了毛细力和液气界面形态学的研究模型;从组装对象的结构维度、材料的刚柔特性方面分析了毛细力自组装技术的特点和组装方法,并指出结构间距、材料性质、三相接触线形状、接触角、润湿性差异和液体体积等因素对自组装的影响。最后总结了毛细力自组装技术的优缺点以及应用中存在的问题,展望了未来微纳组装技术的研究重点。

关键词：毛细力自组装技术微纳组装胶体颗粒纳米材料大分子聚合物

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基于细菌纤维素的有序微纳组装

基于细菌纤维素的有序微纳组装

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作者：刘坤华中科技大学

学位级别：硕士

细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)是由木醋杆菌(Acetobacter xylinum)分泌到胞外的自然界中最精细纳米纤维。每个细菌向身后分泌一根纤维素微丝带时,推动菌体向前运动,纤维素的沉积和细菌的运动在同一直线上。通常木醋杆菌在静止的... 详细信息

细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)是由木醋杆菌(Acetobacter xylinum)分泌到胞外的自然界中最精细纳米纤维。每个细菌向身后分泌一根纤维素微丝带时,推动菌体向前运动,纤维素的沉积和细菌的运动在同一直线上。通常木醋杆菌在静止的液态培养基中培养时,菌体做无规运动,形成无规网状结构的细菌纤维素薄膜。应用微纳米制造技术进行微生物学研究,通过层流、微沟槽控制细菌定向运动,通过分子间氢键作用控制细菌纤维素有序沉积,从而使得其次生代谢产物细菌纤维素有序组装,得到一种新颖的多功能有序纳米材料。制备PDMS微流控芯片利用层流有序组装细菌纤维素,PDMS无毒且具有良好透氧性,木醋杆菌能够在芯片中良好生长,且分泌细菌纤维素。对木醋杆菌染色,追踪观察不同流速下,细菌在微管道中的运动情况,确定5μl/h流速下细菌做直线运动,且具有较高活性,可实现细菌纤维素有序组装。制备PDMS微沟槽和琼脂糖微沟槽,通过氧气诱导木醋杆菌紧贴微沟槽运动,利用微沟槽边壁约束细菌在沟槽中沿沟槽直线运动。荧光显微镜实时监测细菌在微沟槽中确实沿沟槽边壁定向运动。经过精确控制培养,得到网格状图案和平行有序排列的细菌纤维素,成功实现细菌纤维素有序组装。可根据需要改变微沟槽图案,将无规细菌纤维素有序组装成需要图案结构。制备向列有序纤维素和硫醇自组装单分子模板,得到有序排列的分子基团,通过这些基团与细菌纤维素上的羟基氢键作用,控制刚分泌的细菌纤维素有序组装。电镜结果表明氢键作用有序组装后的细菌纤维素结构比天然结构更加有序,但是有序度不高,需要精确控制有序组装条件。总之,本文建立控制木醋杆菌定向运动的方法,成功实现细菌纤维素分泌过程的有序微纳组装。为细菌纤维素作为基底诱导细胞定向分化,作为组织工程支架材料,诱导神经、骨骼、肌腱等快速修复提供基础。

关键词：木醋杆菌微流控微沟槽氢键微纳组装细菌纤维素

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微纳组装LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4微球正极材料

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电池 2018年第4期48卷 267-270页

作者：郑子威梅涛湖北省先进有机化学材料协同创新中心功能材料绿色制备与应用重点实验室湖北省高分子材料重点实验室湖北大学材料科学与工程学院湖北武汉430062

基于水合肼和乙二醇的协同作用,在甘氨酸辅助下通过水热液相合成法微纳组装制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4微球。微纳组装结构兼具微米和纳米材料的优点:二次微米结构可缓解Li^+嵌脱过程中材料体积的变化,改善材料振实密度;一次纳米粒子可... 详细信息

基于水合肼和乙二醇的协同作用,在甘氨酸辅助下通过水热液相合成法微纳组装制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4微球。微纳组装结构兼具微米和纳米材料的优点:二次微米结构可缓解Li^+嵌脱过程中材料体积的变化,改善材料振实密度;一次纳米粒子可缩短离子扩散路径,扩大电极-电解液接触面积。该特殊结构使材料的比容量、循环性能和倍率性能都得到提高。在3.3~5.0 V充放电,0.1 C放电比容量可达135.0 mAh/g;以1.0 C循环200次,放电比容量稳定在120.0 mAh/g,容量保持率为89%。

关键词： LiNi0.5Mn1.5O4 微纳组装水热合成高倍率性能锂离子电池

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ZnO纳米线pn结紫外光电探测器的制备与特性研究

ZnO纳米线pn结紫外光电探测器的制备与特性研究

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作者：陈营华中科技大学

学位级别：硕士

紫外光电探测器(UVD)由于在军事、科学检测、通讯等领域具有广泛的实际应用潜力而吸引了大量的研究关注。ZnO作为一种重要的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带(WBG)半导体材料,具有生长温度低,原料丰富,成本低廉,环境友好等优点,因而成为制备UVD的极佳材料... 详细信息

紫外光电探测器(UVD)由于在军事、科学检测、通讯等领域具有广泛的实际应用潜力而吸引了大量的研究关注。ZnO作为一种重要的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带(WBG)半导体材料,具有生长温度低,原料丰富,成本低廉,环境友好等优点,因而成为制备UVD的极佳材料。现如今,得益于微纳组装技术的进步,使用一维纳米材料由下而上(bottom-up)制备微纳电子器件也越来越受到重视。本研究工作使用配备有操作探针和气体注入系统(GIS)的FIB/SEM聚焦离子/电子双束显微电镜实现了单根纳米线的精确切割、提取、转移、焊接。这种方法准确、快速、有效,可用于微纳电子器件的组装。首先,我们使用化学气相沉积(CVD)的方法制备出了高质量的单晶ZnO纳米线和p型Sb掺杂ZnO纳米线。然后,使用这种微纳组装的方法制备了ZnO与Sb掺杂ZnO纳米线pn结UVD,并对其进行了光电性能测试。这种UVD展现出如下突出优点:1.较高的灵敏度和稳定性。在-0.1 V反向偏压下,这种UVD的灵敏度约为26.5。2.极高的响应速度。在-0.1 V反向偏压下,这种UVD的响应时间和恢复时间约为30 ms。这种微纳组装工艺非常适合于由下而上地组装特定结构的微纳电子器件,也可以方便、快捷地对纳米材料进行电学性能研究。由此工艺得到的纳米器件具有广泛的实际应用潜力。

关键词：氧化锌微纳组装 pn结紫外光电探测器

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