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用于立方体卫星的微型过氧化氢/ABS 混合推进系统
空间动力学实验室正在为 SmallSats 开发一种原型“绿色”混合原型推进系统。该系统基于犹他州立大学专利的高性能绿色混合推进 (HPGHP) 技术。HPGHP 利用 3D 打印丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 独特的介电击穿特性，允许重新启动、停止和重新点火。HPGHP 使用气态氧 (GOX) 作为氧化剂时工作最可靠，但当用高测试过氧化氢 (HTP) 代替时，会出现点火可靠性和延迟问题。这一缺陷是由于 HTP 的高分解能垒造成的。测试表明，氧化铝上的铂等贵金属催化剂可有效分解 90% 的单推进剂形式的 HTP，但分解释放的能量不足以可靠地点燃混合火箭。本研究报告了一种用于混合火箭的非催化热点火方法。使用气态氧预引线引发燃烧，一旦发生完全 GOX 点火，HTP 就会被引入热燃烧室。GOX/ABS 燃烧产生的残余能量会热分解 HTP 流，而游离氧可实现完全 HTP 混合燃烧。本文介绍了使用 90% HTP 和丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 作为燃料的 0.5、1.0 和 5 N 推力水平的原型系统的设计选项和测试结果。
带有微型机器人的脱离MEMS扫描仪的微型LIDAR
摘要 - 光检测和范围（LIDAR）已被广泛用于空中监视和自动驾驶。如果配备LIDAR，机器人技术甚至微型机器人的能力都可以大大增强，但是必须使用非常轻巧和小的LIDAR。微型机器人的尺寸接近鸟类或昆虫，几乎所有现有的激光雷达都太重了，对它们来说太大了。在这项工作中，提出并证明了其光学扫描仪的新型MEMS LIDAR，其光学扫描仪已被提出并证明。扫描仪头将通过移动的微型机器人携带，而雷达底座则固定在地面上。有一条薄而柔性的光学/电缆，将扫描仪头连接到底座。扫描仪头由一个MEMS镜子和一个棒镜组成，它的重量仅为10 g，长4厘米。mems镜的光圈为1.2 mm×1.4 mm，可以扫描9°×8°的视场（FOV）。由于微型机器人和光学扫描仪头部相对于光学接收器的移动，IMU（惯性测量单元）已嵌入扫描仪头中以跟踪运动，并且已经开发出算法以重建真实点云。可移动的底圈可以每秒获取400点，并检测到最多35厘米的目标。微型机器人在移动时可以携带扫描仪的头部，并且可以在LiDAR底座生成点云。这种新的LIDAR配置可实现微型机器人的范围，映射，跟踪和缩放扫描。
130nm CMOS 微型宽带单极天线，增益得到改善
摘要 本文提出了一种适用于W波段的小型化宽带单极子片上天线（AOC）。该AOC基于130nm CMOS工艺，通过顶层M6采用六边形网格、底层M1采用电容性AMC（人工磁导体）实现小型化。首先，利用电磁仿真分析了不同模式的反射相位。其次，通过采用六边形网格将带AMC的AOC轴向尺寸进一步减小16.2%（与带AMC的直单极子天线相比），并通过分析网格角度优化了阻抗。提出的小型化单极子天线在81GHz处的尺寸为367um×194.2um（0.1λ 0 ×0.052λ 0 ）。测量表明，该天线的阻抗带宽为31.5%（75-103GHz），在85GHz处峰值增益为-0.35dBi。所提出的天线具有已报道的最小尺寸，可应用于W波段FMCW雷达片上系统关键词：AMC，小型化单极天线，宽带天线，AOC分类：微波和毫米波器件，电路和模块
反射式全息图技术微型应用研究
微型全息图经常以金字塔形状用于展览。但对各种形状的全息图的研究却很少。本研究旨在了解反射浮动全息图技术应用的微型全息图的形状。通过分析浮动全息图类型，旨在验证反射型浮动全息图是否适合微型全息图的实现，并研究适合的非金字塔形状的反射微型全息图类型。除了经常用于展览的金字塔形全息图外，作者还研究了圆锥、半球和圆柱形全息图，并将它们形成垂直结构以支持显示图像的屏幕的扩展。反射型全息图在过去存在光散射问题，但通过在屏幕上附加偏振滤光片，光散射的影响被最小化。垂直型全息图会根据观看者的视角导致图像失真。将来，如果能够将图像失真最小化，就有可能实现扩展形状。关键词
通过微型样本定向能量沉积制备 Inconel 625 的疲劳评估
摘要：近年来，Inconel 625 的工业应用显著增长。这种材料是一种镍基合金，以其耐化学性和机械性能而闻名，尤其是在高温环境下。通过金属增材制造 (MAM) 生产的零件的疲劳性能在很大程度上取决于其制造参数。因此，表征由给定参数组生产的合金的性能非常重要。本研究提出了一种表征 MAM 零件机械性能的方法，包括通过激光定向能量沉积 (DED) 进行材料生产参数化。该方法包括在 DED 生产微型样品后对其进行测试，并由通过实验数据开发和验证的数值模型支持应力计算。本文讨论了通过 DED 生产的 Inconel 625 的广泛机械特性，重点是高周疲劳。使用微型样品获得的结果与标准尺寸样品非常一致，因此即使在某些塑性效应的情况下也验证了所应用的方法。至于高周疲劳性能，通过 DED 生产的样品表现出良好的疲劳性能，可与其他竞争金属增材制造 (MAMed) 和传统制造的材料相媲美。
通过微型 CRISPR 进行高效基因组编辑......
一种微型 CRISPR-Cas12f 已被证明可作为一种有效的基因组编辑工具，用于革兰氏阴性细菌和人类细胞。在这里，我们开发了一种基于来自 Acidibacillusthiosans 的 AsCas12f1 核酸酶来编辑炭疽芽孢杆菌基因组的替代方法。当选择染色体上的 htrA 基因和质粒 pXO1 上的 lef 基因作为靶标时，CRISPR-AsCas12f1 系统表现出非常高的效率（100%）。同时，大片段删除也观察到较高的效率。我们的结果还表明，供体 DNA 同源臂的长度与编辑效率密切相关。此外，我们还构建了双质粒 CRISPR-AsCas12f1 系统，并与核酸内切酶 I-SceI 结合，用于潜在的多基因修饰。这代表了炭疽芽孢杆菌和其他蜡状芽孢杆菌群细菌的突变菌株构建和基因功能分析的新工具。
基于先进微纳米制造技术的微型人工复眼
复眼 (CE) 是一种先进的光学视觉系统，具有大视场、无限景深和动态成像能力等显著特点，在机器人视觉、无人机检测和医学诊断等应用领域展现出巨大潜力。与主要由多摄像机阵列组成的宏观 CE 相比，紧凑型集成 CE 因其便携性以及可与微型机器人和体内医疗设施灵活集成的可能性而备受关注。到目前为止，人们已经在这个领域投入了相当大的努力，其中制造技术对于开发能够进行大视场成像、深度信息收集和三维成像的人工 CE (ACE) 至关重要。先进 ACE 的实际应用面临挑战和机遇。本文回顾了制造 ACE 的最新技术，然后简要总结了它们在不同领域的潜在应用。最后，讨论了 ACE 当前面临的挑战和前景。
微型相机——太空探索的眼睛
• 产量：每周 800 件，2020 年交付超过 30,000 件产品 • 2021 年中期将有超过 180,000 个模块投入使用 • 业务区域：35% 欧洲、35% 亚洲、30% 北美
微型 VF 型 CRISPR-Cas 核酸酶可实现细胞中的靶向 DNA 修饰
2 类 CRISPR 系统极其多样化，但所有系统都共享一个效应蛋白，该蛋白包含保守的 RuvC 样核酸酶结构域。有趣的是，这些 CRISPR 相关 (Cas) 核酸酶的大小范围从 Cas9/Cas12a 的 >1000 个氨基酸 (aa) 到 Cas12f 的 400-600 个 aa。对于体内基因组编辑应用，紧凑的 RNA 引导核酸酶是理想的，并且可以简化细胞递送方法。尽管微型 Cas12f 效应子已被证明可以切割双链 DNA，但真核细胞中的靶向 DNA 修饰尚未得到证实。在这里，我们从生物化学角度表征了两种微型 VF Cas 核酸酶，SpCas12f1 (497 aa) 和 AsCas12f1 (422 aa)，并表明 SpCas12f1 在植物和人类细胞中均能发挥作用，产生针对性的修饰，在植物中，短热脉冲可增强修饰效果。我们的发现为开发基于微型 Cas12f1 的基因组编辑工具铺平了道路。
微型双向声学标签可增强海洋动物追踪研究
摘要 — 声学水下标签是研究海洋动物和了解其行为模式的关键设备，可为实施新的保护政策提供必要的行为信息。目前，所有声学标签都采用单向通信协议，这给其定位（例如范围测量和现场重新配置）带来了重要限制。为了解决这些问题并改进当前最先进的声学标签，本文介绍了一种新型双向标签设备。这种创新标签将允许进行新的研究，并将通过使用自主水下航行器和基于范围的算法来开启广泛的跟踪能力。本文介绍了标签的主要架构及其特性，以及首次实验室测试和获得的结果。