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添加剂调控电化学微流束3D打印

光学精密工程 2024年第13期32卷 2091-2102页

作者：刘勇徐生洋陈李晓雪李婉璐董鹏飞山东大学机电与信息工程学院山东威海264209 山东大学力学与机电装备联合工程技术研究中心山东威海264209

电化学增材制造技术由于成型精度高、孔隙率低、无热应力等优点,在微纳金属结构的制造中受到广泛关注。为提高电化学沉积技术的三维成型能力,提出了一种添加剂调控电化学微流束3D打印微铜结构的方法,并对该工艺参数进行了优化。详细分... 详细信息

电化学增材制造技术由于成型精度高、孔隙率低、无热应力等优点,在微纳金属结构的制造中受到广泛关注。为提高电化学沉积技术的三维成型能力,提出了一种添加剂调控电化学微流束3D打印微铜结构的方法,并对该工艺参数进行了优化。详细分析了添加剂组分对铜结晶的微观调控作用,通过理论推导得出阴极表面沉积速率,并通过数值模拟探究沉积过程中的能量传递和物质运输。通过Taguchi实验初步筛选出工艺参数范围,并说明其交互作用。在Taguchi实验结果的基础上,通过响应曲面实验进一步缩小工艺参数,并说明各参数之间的影响。最后,以Taguchi和响应曲面实验得出的优化参数,进行不同尺寸微铜柱以及螺旋结构的3D打印,其不同尺寸铜柱的平均表面粗糙度S_(a)为0.065μm,螺旋工件的表面粗糙度S_(a)在0.106~0.159μm。实验结果表明:添加剂调控电化学微液束3D打印技术具有精确制造金属3D复杂结构和部件的能力,具备良好的工程应用潜力。

关键词：电化学沉积微流束 3D打印添加剂金属增材制造

土与强风化岩双元边坡圆弧-平面破坏模式与支护设计方法

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重庆大学学报 2024年第2期47卷 1-13页

作者：李连祥贾斌赵忠杨韩志霄李胜群山东大学基坑与深基础工程技术研究中心济南250061 山东大学土建与水利学院济南250061 中建八局第一建设有限公司济南250014

为了探究土与强风化岩边坡中强风化岩不破坏的临界坡率及稳定性判断方法,基于济南地层,得出适用于数值模拟的土层参数,并利用强度折减法求出边坡的临界坡率,为施工提供参考。针对强风化岩不破坏的边坡,运用改进的瑞典条分法求出边坡安... 详细信息

为了探究土与强风化岩边坡中强风化岩不破坏的临界坡率及稳定性判断方法,基于济南地层,得出适用于数值模拟的土层参数,并利用强度折减法求出边坡的临界坡率,为施工提供参考。针对强风化岩不破坏的边坡,运用改进的瑞典条分法求出边坡安全系数解析解,并利用滑移线场法求出滑移线,为安全系数解析解的应用提供依据。结果表明,岩层厚度超过边坡高度1/2或坡率大于1:0.5时,强风化岩一定破坏;解析解得出的安全系数偏小,有利于工程安全;针对土与强风化岩边坡,文中结果可确定边坡破坏区域,设计支护方案。

关键词：边坡稳定安全系数土岩双元边坡瑞典条分法滑移线场法解析解

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基于细菌双组分系统的生物传感器的研究进展

合成生物学 2024年第1期5卷 38-52页

作者：赵静宇张健祁庆生王倩山东大学国家糖工程技术研究中心微生物技术国家重点实验室山东青岛266237

细菌双组分系统能够感知和响应细胞内外的物理、化学和生物刺激,通过耦合传感和调节机制从而引起一系列的细胞反应,是一个普遍存在的信号转导通路家族。当前越来越多的合成生物学家已开始利用双组分系统的特异属性来工程化设计微生物传... 详细信息

细菌双组分系统能够感知和响应细胞内外的物理、化学和生物刺激,通过耦合传感和调节机制从而引起一系列的细胞反应,是一个普遍存在的信号转导通路家族。当前越来越多的合成生物学家已开始利用双组分系统的特异属性来工程化设计微生物传感系统,并应用于光遗传学、材料科学、肠道微生物组工程、生物炼制和土壤改良等领域。本综述重点介绍了开发基于双组分系统的生物传感器的最新研究进展以及在各个领域中的潜在应用。同时探讨了如何运用新的工程方法提高双组分系统传感器性能的可靠性,包括遗传重构、DNA结合结构域交换、检测阈值调节和磷酸化串扰隔离,以及如何根据特定应用的要求定制双组分系统信号特性。在未来,研究者可以将这些方法与大规模的基因合成、高通量筛选相结合,以加速和帮助发现更多未确定特征输入的双组分系统,并开发新的对广泛的刺激做出反应的基因编码生物传感器,拓展双组分生物传感器在不同领域的应用。

关键词：合成生物学双组分系统细胞生物传感器代谢工程光遗传学细菌诊断

基于电场驱动微3D打印增减材复合制造高精度铜基柔性透明电路

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机械工程学报 2024年

作者：刘俊杰张友超张厚超张兵许权朱晓阳兰红波青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心

高精度柔性透明电路作为柔性微纳电子、光电子等产品的重要组成部分，在5G/6G柔性透明天线、可穿戴设备、透明电加热膜、柔性透明电子等领域有着非常广泛的应用。然而兼顾高分辨率、高光电性能与机械性能的高精度电路(尤其是铜基电路)... 详细信息

高精度柔性透明电路作为柔性微纳电子、光电子等产品的重要组成部分，在5G/6G柔性透明天线、可穿戴设备、透明电加热膜、柔性透明电子等领域有着非常广泛的应用。然而兼顾高分辨率、高光电性能与机械性能的高精度电路(尤其是铜基电路)的室温高效、低成本、柔性制造是当前亟待解决的难题，本文提出了一种结合电场驱动微3D打印和湿法刻蚀增减材复合制造高精度铜基柔性透明电路的新方法，其不仅完成了高分辨率、高精度抗蚀掩模的低成本灵活打印，更通过快速刻蚀工艺实现了超微细电路线宽的进一步缩小；阐述了基本成形原理和关键技术实现，通过试验揭示了主要工艺参数对制造微细铜电路精度、形貌以及性能的影响和规律；研究了刻蚀速度影响规律，探讨了刻蚀过程中的两个阶段(速刻和侧刻)的可控性，对侧刻过程精确调控；结合优化的打印参数，以及对侧刻速度的精确调控，实现了最小线宽2.4 μm，最小线间距4 μm的高精度(高密度)铜基柔性透明电路的制造。制造的典型样件电阻率4×10-6Ω·cm，在透光率高达87.65％(550 nm波长，包含基底)时，方阻3.58 Ω/sq，同时具有优异的机械稳定性和电加热性能。制备的高密度柔性透明叉指电极具有优异灵敏度，在100～10 000 Hz频率下能检测出最低仅为1 nmol/L的稀硫酸溶液浓度变化。提出的方法为高效低成本制造高精度铜基柔性透明电路提供了一种全新的解决方案，显示出良好的工业化应用前景。

关键词：电场驱动微3D打印柔性透明电路复合制造增减材制造高密度柔性电路

皮秒激光切向修整青铜结合剂金刚石砂轮的影响因素研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 229-240页

作者：郝明武姚鹏周嘉斌黎月明梁士通褚东凯黄传真山东大学机械工程学院先进射流工程技术研究中心济南250061 高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 山东大学深圳研究院深圳518063 北京控制工程研究所北京100190 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

青铜结合剂金刚石砂轮因为其优异的磨削性能和较强的耐磨性被广泛应用于硬脆材料的磨削。为改善砂轮的磨削性能,本研究提出了青铜结合剂金刚石砂轮的皮秒激光修整研究,对粗粒度(100#)的青铜结合剂金刚石砂轮进行了激光切向整形。通过理... 详细信息

青铜结合剂金刚石砂轮因为其优异的磨削性能和较强的耐磨性被广泛应用于硬脆材料的磨削。为改善砂轮的磨削性能,本研究提出了青铜结合剂金刚石砂轮的皮秒激光修整研究,对粗粒度(100#)的青铜结合剂金刚石砂轮进行了激光切向整形。通过理论计算获得了脉宽为10 ps的激光烧蚀去除青铜结合剂及金刚石磨粒的功率密度阈值。研究了激光功率密度、激光扫描速度、砂轮转速和偏置距离对激光修整质量的影响,通过修整后砂轮表面粗糙度、磨粒突出高度和磨粒后角角度评价砂轮修整效果。结果表明当激光功率密度I_(40W)=2.60×10^(11)W/cm^(2)、激光扫描速度v=360 mm/min、砂轮转速n=9 000 r/min、激光偏置距离a=0.5 mm时,可以获得表面粗糙度较低、磨粒形态更好的金刚石砂轮表面。本研究采用的超快脉冲激光具有极高的峰值功率和极短的脉冲宽度,几乎可以对任何材料进行加工,且具有热效应小和加工精度高等独特优势,有望实现更高精度的砂轮修整。

关键词：青铜结合剂金刚石砂轮超快激光砂轮修整精密加工

平板电极电场驱动多喷头喷射高效微3D打印方法和规律研究

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机械工程学报 2024年

作者：侯佳奇张广明于志浩李印马令轩韩志峰石凯郭辰旭兰红波青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心

电流体动力喷射打印较低的效率已成为制约其从实验室走向广泛工业化应用的主要技术瓶颈之一，针对这一挑战性难题，提出一种平板电极电场驱动多喷头喷射高效微3D打印新工艺，论述了平板电极电场驱动多喷头喷射高效微3D打印的基本原理。... 详细信息

电流体动力喷射打印较低的效率已成为制约其从实验室走向广泛工业化应用的主要技术瓶颈之一，针对这一挑战性难题，提出一种平板电极电场驱动多喷头喷射高效微3D打印新工艺，论述了平板电极电场驱动多喷头喷射高效微3D打印的基本原理。搭建一种阵列化喷头制造装置，实现高精度阵列化喷头的快速制造；利用COMSOL仿真软件，分析了阵列化喷头的电场分布以及喷嘴间的高度差、内径差等对电场强度的影响；通过实验，揭示了主要工艺参数(施加电压、气压、打印速度)对于打印精度(线宽)和一致性的影响规律；最后，基于提出新方法并结合优化的工艺参数，分别使用单/双/三喷嘴喷头制造了面积80 mm×80 mm，周期500μm，线宽20μm的透明电极，分别耗时86.1 min、45.2 min、29.1 min，并对其光电性能进行测量和表征，网栅透光率(波长550 nm)分别为91.14%、91.07%、90.43%，相应的方阻分别为4.07?/sp、3.85?/sp、3.47?/sp，在不牺牲光电性能的前提下，大幅提高了生产效率。研究结果显示，提出的平板电极电场驱动多喷头喷射微3D打印为大面积微结构高效低成本制造提供了一种具有工业应用前景的全新解决方案。

关键词：平板电极电场驱动微3D打印多喷头一致性

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新污染物检测技术研究进展

化学通报 2024年第1期87卷 78-85页

作者：郭庆伟王倩张海东王修保山东省固体废物和危险化学品污染防治中心济南250117 山东大学国家胶体材料工程技术研究中心济南250100

检测分析技术是开展新污染物治理工作的基础,是精准识别新污染物的重要手段。本文对持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素以及微塑料等四大类新污染物的检测方法进行了总结,并对检测分析方法进行了比较。提出了下一步做好新污染物检... 详细信息

检测分析技术是开展新污染物治理工作的基础,是精准识别新污染物的重要手段。本文对持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素以及微塑料等四大类新污染物的检测方法进行了总结,并对检测分析方法进行了比较。提出了下一步做好新污染物检测工作要加强检测标准方法的顶层设计,开发高通量、效率高的检测方法,重视样品前处理技术的标准化研究和标准试剂的研发。

关键词：新污染物持久性有机污染物内分泌干扰物抗生素微塑料检测技术

中国重要落叶果树果实品质和熟期育种研究进展

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园艺学报 2024年第1期51卷 8-26页

作者：陈学森王楠彭福田毛志泉尹承苗姜远茂葛顺峰胡大刚李媛媛杜远鹏姚玉新张宗营山东农业大学园艺科学与工程学院国家苹果工程技术研究中心山东省苹果技术创新中心山东泰安271018

中国栽培面积66.67万hm^(2)以上的落叶果树有苹果、梨、桃和葡萄4种,针对这些重要果树果实品质和熟期,国内几代遗传育种工作者经过几十年的协同创新和联合攻关,在优异种质评价挖掘与创制的基础上,创建了优质高效育种技术体系,育成了优... 详细信息

中国栽培面积66.67万hm^(2)以上的落叶果树有苹果、梨、桃和葡萄4种,针对这些重要果树果实品质和熟期,国内几代遗传育种工作者经过几十年的协同创新和联合攻关,在优异种质评价挖掘与创制的基础上,创建了优质高效育种技术体系,育成了优质、耐贮、不同熟期、特色多样的苹果和梨系列优质新品种,育成了桃和葡萄早、中、晚熟期配套优质新品种;研发了新品种优质高效配套栽培技术体系,推动了自主研发新品种的大面积推广应用及产业优质高效发展,为保障优质水果的周年需求提供了重要支撑。

关键词：落叶果树苹果梨桃葡萄品质熟期配套耐贮

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深基坑岩土结构化永久支护理论与设计方法

建筑结构 2024年第13期54卷 133-140页

作者：李连祥李胜群邢宏侠侯颖雪韩志霄山东大学土建与水利学院济南250061 山东大学基坑与深基础工程技术研究中心济南250061 山东高新岩土工程有限公司济南250102

基于对项目地下系统设计现状的深入剖析,指出岩土与结构专业分离造成基坑临时支护资源浪费、环境污染、碳排放增加等弊病,提出深基坑岩土结构化永久支护体系理论与设计方法。阐明了永久支护体系构件组成与构造过程,给出了永久支护体系... 详细信息

基于对项目地下系统设计现状的深入剖析,指出岩土与结构专业分离造成基坑临时支护资源浪费、环境污染、碳排放增加等弊病,提出深基坑岩土结构化永久支护体系理论与设计方法。阐明了永久支护体系构件组成与构造过程,给出了永久支护体系承载能力极限状态和正常使用极限状态设计原则;明确了基坑开挖、构建和正常使用三个阶段的荷载组合和计算内容,建议了深、较深基坑划分界限及其永久支护结构分别适用的有限元法和弹性支点法;强调应进行支护构件的耐久性分析,证明了岩土结构化深基坑永久支护结构地下室外墙基本不承担土压力,改变了目前开挖阶段支护结构、使用阶段地下室外墙分别承担土压力即两倍建筑材料抵挡土压力的现状,显示了深基坑永久支护结构的工程价值及其推广的意义。

关键词：深基坑岩土结构化永久支护结构耐久性