如今,“更多的摩尔”和“超过摩尔”设备体系结构已大大提高了新型材料的重要性,从而需要提供适当的表征和计量,以实现可靠的过程控制。 例如,在多通道场效应设备或升高来源中使用的SIGE或SIP化合物的引入导致需要确定所得膜的精确组成。 在这项工作中,已经使用主要无损haxpes和TOF-SIMS研究了二进制材料(例如SIP和SIGE)的定量。 的确,虽然使用RB的主要障碍是薄膜的表征,但具有适当定量功能(例如Atom探针断层扫描和传输电子显微镜)的技术既耗时又耗时,并且由于其高度局部的分析量而缺乏灵敏度。 对于定量表征,常规的X射线光电子光谱(XPS)是一个强大的工具。 然而,其低分析深度仍然是研究掩埋界面的主要限制因素,尤其是在本研究中,因为所获得的基于SI的层在环境条件下被氧化(或者应该受到一些纳米计的金属层保护)。 ,由于电子在二元材料表面的化学组成和SIO 2在层中的深入分布,因此使用了一种基于实验室的硬X射线源(HAXPE),这既要归功于层次的SIO 2的深度分布,这要归功于电子的非弹性平均自由路径随光子能量增加的增加(铬Kα,Hν= 5414.7 ev)[1] [1]。如今,“更多的摩尔”和“超过摩尔”设备体系结构已大大提高了新型材料的重要性,从而需要提供适当的表征和计量,以实现可靠的过程控制。例如,在多通道场效应设备或升高来源中使用的SIGE或SIP化合物的引入导致需要确定所得膜的精确组成。在这项工作中,已经使用主要无损haxpes和TOF-SIMS研究了二进制材料(例如SIP和SIGE)的定量。的确,虽然使用RB的主要障碍是薄膜的表征,但具有适当定量功能(例如Atom探针断层扫描和传输电子显微镜)的技术既耗时又耗时,并且由于其高度局部的分析量而缺乏灵敏度。对于定量表征,常规的X射线光电子光谱(XPS)是一个强大的工具。然而,其低分析深度仍然是研究掩埋界面的主要限制因素,尤其是在本研究中,因为所获得的基于SI的层在环境条件下被氧化(或者应该受到一些纳米计的金属层保护)。,由于电子在二元材料表面的化学组成和SIO 2在层中的深入分布,因此使用了一种基于实验室的硬X射线源(HAXPE),这既要归功于层次的SIO 2的深度分布,这要归功于电子的非弹性平均自由路径随光子能量增加的增加(铬Kα,Hν= 5414.7 ev)[1] [1]。确认通过HAXPES测量获得的感兴趣材料的组成并计算出适当的相对灵敏因子(RSF),相同的膜以TOF-SIMS为特征。但是,例如Haxpes,SIP/SIGE层的次级离子质谱法(SIMS)表征通常由于p/ge含量的电离产量的非线性变化而受到基质效应。通过分析参考样本,遵循MCS 2+辅助离子或使用完整的光谱协议[2],可以通过分析参考样品来超越此限制。最后,计算了次级离子束的P和GE(Si)组成,并将其与X射线衍射确定的参考组成进行比较。还研究了测量值的可重复性和层氧化的影响。得出结论,通过将haxpes结果与TOF-SIM耦合,准确评估了层的深入组成和表面氧化物的厚度。
IQTIAR MD SIDDIQUE工业,制造与系统工程系,美国埃尔帕索大学。 电子邮件:iqtiar.siddique@gmail.com摘要纳米工程设计涵盖了各种各样的跨学科研究和技术进步,旨在在纳米级操纵物质,以创建具有独特属性和功能的新型材料,设备和系统。 这个扩展的摘要概述了纳米技术的最新发展和应用,突出了研究的关键领域及其对各个领域的潜在影响。 纳米技术领域近年来见证了近年来的快速增长和创新,这是在纳米材料合成,表征技术和纳米化方法方面的进步所推动的。 研究人员正在利用这些功能来设计和工程纳米材料,其量身定制的特性用于电子,光子学,能源储能和转换,生物医学,环境修复等。 从量子点和碳纳米管到纳米结构金属和2D材料(如石墨烯),纳米材料为提高各种技术领域的性能,效率和功能性提供了前所未有的机会。 在电子和光子学中,纳米技术已使超薄,柔性和高性能设备的开发,例如纳米级晶体管,光电探测器和光发射二极管(LED)。 这些进步对下一代电子,光电和量子计算技术有希望。 关键词纳米工程,纳米技术研究IQTIAR MD SIDDIQUE工业,制造与系统工程系,美国埃尔帕索大学。电子邮件:iqtiar.siddique@gmail.com摘要纳米工程设计涵盖了各种各样的跨学科研究和技术进步,旨在在纳米级操纵物质,以创建具有独特属性和功能的新型材料,设备和系统。这个扩展的摘要概述了纳米技术的最新发展和应用,突出了研究的关键领域及其对各个领域的潜在影响。纳米技术领域近年来见证了近年来的快速增长和创新,这是在纳米材料合成,表征技术和纳米化方法方面的进步所推动的。研究人员正在利用这些功能来设计和工程纳米材料,其量身定制的特性用于电子,光子学,能源储能和转换,生物医学,环境修复等。从量子点和碳纳米管到纳米结构金属和2D材料(如石墨烯),纳米材料为提高各种技术领域的性能,效率和功能性提供了前所未有的机会。在电子和光子学中,纳米技术已使超薄,柔性和高性能设备的开发,例如纳米级晶体管,光电探测器和光发射二极管(LED)。这些进步对下一代电子,光电和量子计算技术有希望。关键词纳米工程,纳米技术研究此外,基于纳米材料的传感器和执行器为医疗保健,环境监测和工业过程控制中的应用提供敏感和选择性的检测功能。纳米技术在通过开发用于储能,转换和收获的先进材料来应对全球能源挑战方面也起着至关重要的作用。纳米材料,例如纳米多孔电极,量子点太阳能电池和纳米复合催化剂,在从锂离子电池和燃料电池到光伏电池到热电燃料和热电学的应用中表现出提高的性能和效率。这些创新具有实现可持续能源解决方案并减少对化石燃料的依赖的潜力。在生物医学中,纳米技术为药物输送,诊断,成像和再生医学提供了变革的机会。基于纳米颗粒的药物输送系统可以精确靶向并将治疗剂用于患病的组织,同时最大程度地减少脱靶效应,提高疗效并降低副作用。纳米材料还可以作为医学成像方式的对比剂,例如磁共振成像(MRI),计算机断层扫描(CT)和荧光成像,从而实现早期疾病检测和个性化治疗策略。
增材制造 (AM) 通过提供快速制造能力,彻底改变了液体火箭发动机的部件设计。这为推进行业的开发和飞行计划带来了重大机遇,从而节省了成本和时间,并通过新设计和合金开发提高了性能。一个值得注意的例子是 GRX-810 氧化物弥散强化 (ODS) 合金,它是专门为极端温度而开发的。这种镍钴铬基合金是使用集成计算材料工程 (ICME) 技术创建的,旨在专注于具有出色温度和抗氧化性能的新型材料。GRX-810 合金利用 AM 工艺将纳米级氧化钇颗粒融入其整个微观结构中,从而实现了显着的增强。与传统的镍基高温合金相比,GRX-810 合金的抗拉强度提高了两倍,蠕变性能提高了 1,000 倍,抗氧化性能提高了两倍。 NASA 成功展示了使用 GRX-810 合金通过激光粉末床熔合 (L-PBF) 和激光粉末定向能量沉积 (LP-DED) 工艺开发和制造部件。我们付出了大量努力来建模、评估冶金性能、开发热处理工艺、表征微观结构和确定机械性能。GRX-810 合金专为航空航天应用而设计,包括液体火箭发动机喷射器、预燃器、涡轮机和热段部件,可承受高达 1,100°C 的温度。开发这种合金的目的是缩小传统镍基高温合金和耐火合金之间的温度差距。本文对 GRX-810 合金与其他航空航天合金进行了全面的比较,讨论了其微观结构、机械性能、加工进步、部件开发和热火测试结果。此次研发的最终目标是提升 GRX-810 合金的技术就绪水平 (TRL),使其能够融入 NASA 和商业航空航天应用。
轨道空气动力学研究卫星 (SOAR) 是一项立方体卫星任务,预计于 2021 年发射,用于研究极低地球轨道 (VLEO) 上不同材料与大气流动状态之间的相互作用。提高对这些高度的气体-表面相互作用的了解以及识别可以最大限度减少阻力或改善空气动力学控制的新型材料,对于设计未来可以在低高度轨道运行的航天器非常重要。这类卫星可能更小、开发成本更低,或者可以提供改进的地球观测数据或通信链路预算和延迟。为了实现这些目标,SOAR 具有两种有效载荷:i) 一组可操纵的翼片,能够将不同的材料或表面处理暴露给具有不同入射角的迎面而来的气流,同时还提供可变的几何形状以研究空气稳定性和空气动力学控制;以及 ii) 具有飞行时间能力的离子和中性质谱仪,可以精确测量原位流动成分、密度和速度。利用精确的轨道和姿态确定信息以及测得的大气流动特性,可以研究卫星在轨道上受到的力和扭矩,并计算出气动系数的估计值。本文介绍了 SOAR 任务的科学概念和设计。描述了使用最小二乘轨道确定和自由参数拟合过程从测得的轨道、姿态和原位大气数据中恢复气动系数的方法,并估计了解析的气动系数的实验不确定度。结果表明,卫星设计和实验方法的结合能够清楚地说明阻力和升力系数随不同表面入射角的变化。阻力系数测量的最低不确定度位于约 300 公里处,而升力系数测量的不确定性随着轨道高度降低至 200 公里而提高。
Lorenzo Albertazzi标题“当时了解纳米医学一分子”摘要纳米材料彻底改变了生物医学领域,引入了用于药物输送,分子成像,再生医学和生物化的创新方法。了解生物环境中的纳米材料结构,功能和行为对于有效材料的合理设计至关重要。在这里,我们将介绍高级显微镜技术在体外和细胞中以纳米分辨率和单分子敏感性可视化生物材料。我将在纳米医学和成像的交集上讨论三个主要主题:i)将超分辨率显微镜用作新材料表征工具,ii)使用单分子显微镜在个性化医学和iii中使用单分子显微镜研究细胞生物标志物,以及III的III)如何将细胞材料相互作用的HT成像用于新型材料的快速设计。Short Bio Lorenzo Albertazzi是TU/E生物医学工程系的副教授,领导研究小组纳米医学纳米镜检查。在他的大部分职业生涯中,他一直在化学和生物物理学之间跳跃。在他的研究中,他现在旨在结合使用光学显微镜和纳米镜检查在生物环境中对合成材料的分子理解。他获得了Scuola Normale Superiore(意大利PISA)的化学硕士学位(2007年)和生物物理学博士学位(2011年)。然后,他加入了Eindhoven技术大学(TU/E,荷兰),担任博士后和NWO Veni研究员。2015年,他移居巴塞罗那(西班牙)前往加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC),开始了他目前领导的纳米医学组的“纳米医学”组。2018年,他被任命为TU/E生物医学工程系的副教授。
ATIF/参考文献:Kıratlı,S.(2023 年)。先进生物复合材料:加工、特性和应用。先进自然科学与工程研究杂志,7(3),192-197。摘要——随着环境管理和可持续性的重要性日益提高,天然纤维被视为合成纤维的替代品。天然纤维既可再生又可生物降解。这样一来,合成纤维就更便宜了。天然纤维具有多种有益特性,包括高强度和可持续性、低比重和低成本。天然纤维可以使用,但它们的利用受到基质/纤维相互作用和防水性等弱特性的限制。尽管具有优异的机械性能,但玻璃、碳和芳纶等合成纤维对人类健康和环境有负面影响。将天然纤维和合成纤维结合起来是解决当前存在的缺点的绝佳方法。一种称为先进生物复合材料的新型材料结合了天然和合成成分的优点,以产生所需的品质,包括改进的机械、热和生物性能。本研究项目的目标是研究先进生物复合材料的加工、特性和应用的最新技术。这项研究将集中于生物复合材料加工技术的最新进展以及众多特性和测试程序。最后,这项研究将探讨先进生物复合材料如何应用于汽车、航空航天、生物医药和环境等行业。未来的研究表明,在广泛的工业领域增加这些环保复合材料的使用将降低污染并提高社会可持续性标准。关键词 – 天然纤维、合成纤维、先进生物复合材料、加工技术、特性方法。引言越来越多的人对创造可持续材料来取代复合材料和传统塑料感兴趣。由于对可持续材料的需求不断增加,先进生物复合材料成为一系列研究的主题。由于其可再生性、可生物降解性和对环境的影响最小,生物复合材料(由天然纤维和基质制成的材料)已成为合成材料的潜在替代品。使用生物复合材料也可能减少对化石燃料的依赖
微针作为一个多功能药品平台,可以利用该药物在皮肤中和整个皮肤中运送药物。在当前的工作中,聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)合成并将其表征为开发生理响应式微针的基于微对药物的药物递送系统的新型材料。通常,该聚合物在较低温度下的膨胀状态和较高温度下更疏水状态之间可逆地过渡,从而实现精确的药物释放。这项研究表明,溶解由PNIPAM制成的微针斑块,结合了Bis-PNIPAM(一种交联聚合物变体)具有增强的机械性能,这可以从微针的较小高度降低(〜10%)中可见。尽管仅使用PNIPAM的微针是可以实现的,但它表现出较差的机械强度,需要包括其他聚合物赋形剂(例如PVA)来增强机械性能。此外,热响应聚合物的结合对针的插入性能没有显着(p> 0.05),因为所有配方都插入了500 µm的所有配方中,将其插入离体皮肤中。Furthering this, the needles were loaded with a model payload, 1,1 ′ -dio ctadecyl-3,3,3 ′ ,3 ′ -tetramethylindodicarbocyanine perchlorate (DID) and the deposition of the cargo was moni tored via multiphoton microscopy that showed that a deposit is formed at a depth of ≈ 200 µ m.另外,还发现交联 - PNIPAM(BIS-PNIPAM)制剂仅在4小时后才表现出染料的显着皮肤,与所使用的赋形剂基质无关。在非交联的PNIPAM制剂中不存在此现象,表明BIS-PNIPAM微针中的沉积物形成。总的来说,这项概念证明的研究使我们对使用PNIPAM溶解微对甲的制造的可能性提出了我们的理解,这可以利用,该制造可以用于将纳米颗粒沉积到真皮中,以在皮肤内扩展药物释放。
摘要由于它们在广泛的行业中具有独特的特性和潜在用途,因此纳米材料引起了很多关注。在本文中检查了纳米材料及其在环境技术中的许多特征。在本综述中有条理地检查了各种纳米材料,例如纳米颗粒,纳米线和纳米片及其制造技术,例如化学蒸气沉积,溶胶 - 凝胶程序和绿色合成。在水纯化,污染控制和环境修复中使用纳米材料是涵盖的一些关键应用。审查重点关注纳米材料技术的发展,以及如何彻底改变环境问题的解决方式。该分析通过研究最近的研究和进步,提供了纳米材料在可持续环境解决方案中有效应用可持续环境解决方案的见解。关键字:纳米颗粒,环境技术,应用,纳米材料。1。引言通过纳米级的大小和形式修饰的设备和材料的创建,合成,表征和使用都包含在纳米技术中。“ nano”来自希腊语“ nanos”或拉丁语“ nanus”,这两个都暗示着“矮人”。“ Nano”在许多不同的行业中都经常使用,包括产品营销。材料至少小于100纳米(NM)的材料被称为“纳米材料”,它们是纳米技术的基本基础。与微观材料相比,纳米颗粒小得多,尺寸约为109米。纳米材料的特殊物理化学特征固有地依赖于它们的维度和形式,使它们与散装材料区分开来,因为它们的尺寸很小[1]。纳米技术在几乎每个科学技术领域都发现了越来越多的用途。纳米科学的目标是理解原子的排列方式及其在纳米级的基本特征。另一方面,上述信息在原子层修改物质并创建具有独特属性的新纳米材料的现实使用被称为纳米技术。尽管纳米科学提供了基本的理解,但纳米技术利用这种理解来开发具有独特特征的新型材料和技术[2]。
专业参与编辑 2024 结构光专题特邀编辑——光子学研究。 2024-国际极限制造杂志青年编辑委员会成员。 2022-2023 APL 光子学早期职业编辑顾问委员会。 领导力 2025 ANZOS 理事会秘书。 2024-2026 OPTICA 光子超材料技术组主席。 2021/2022 OPTICA (前身为 OSA) 悉尼地方分会秘书。 2020 OSA 光子超材料技术组活动官员。 会议/研讨会组织/主持 2025 “平面光学” 2025 Optica 设计与制造大会(项目委员会)。 2025 PIERS 会议重点会议(联合主席)。 2024 PIERS 会议重点会议(联合主席)。 2023 ANZCOP 结构光重点会议(联合主席)。2023 CLEO US(3 个专题会议主持人)。2023 Optica 先进光子学大会(新型材料小组委员会)。2022 iCANX 演讲小组成员。2022 光子材料 3D 打印研讨会(AIP 会议)。2022 OPTICA(前身为 OSA)拉丁美洲光学和光子学会议。2021 WILEY 光子学与先进智能系统国际会议。2021 MQ 光子学研讨会(联合主席)。2021 ANZCOP 会议。2018 CUDOS 纳米等离子体前沿研讨会。2017 RMIT 大学塞尔比公开讲座。定期评审 顶级国际期刊的审稿人,包括 Nature、Science Advances、Nature Photonics、Nature Nanotechnology、Nature Communications、Nature Electronics、Physical Review Letters、Light Science & Applications、Communications Physics、eLight、Optica、Advanced Materials、Nano Letters、ACS Photonics、ACS Applied Nano Materials、APL Photonics 和 Nanophotonics 等。 会员资格
摘要:材料结构和特性的多尺度和多模态成像为材料理论和设计的蓬勃发展提供了坚实的基础。最近,韩国科学技术研究院宣布了 10 个旗舰研究领域,其中包括韩国科学技术研究院材料革命:材料和分子建模、成像、信息学和集成 (M3I3)。M3I3 计划旨在通过阐明多尺度处理 - 结构 - 属性关系和材料层次结构来缩短材料发现、设计和开发的时间,这些将通过机器学习和科学见解的结合进行量化和理解。在本综述中,我们首先介绍全球相关计划的最新进展,例如材料基因组计划(美国)、材料信息学(美国)、材料计划(美国)、开放量子材料数据库(美国)、材料研究信息整合计划(日本)、新型材料发现(欧盟)、NOMAD 存储库(欧盟)、材料科学数据共享网络(中国)、材料创新之声(德国)和创意材料发现(韩国),并讨论多尺度材料和分子成像与机器学习相结合在实现 M3I3 愿景中的作用。具体而言,我们将重新审视使用光子、电子和物理探针的显微镜,重点关注多尺度结构层次以及结构 - 属性关系。此外,与传统方法相比,文献中的数据挖掘与机器学习相结合将被证明更有效地找到具有改进属性的材料结构的未来方向。我们将回顾和讨论用于能源和信息应用的材料实例。关于 Ni-Co-Mn 阴极材料开发的案例研究说明了 M3I3 创建多尺度结构-属性-处理关系库的方法。最后,我们对 M3I3 领域的最新发展进行了展望。关键词:M3I3、材料和分子建模、材料成像、材料信息学、机器学习、材料集成、锂离子电池、韩国科学技术研究院