基于多光子吸收的三维 (3D) 激光微打印和纳米打印已从早期的科学发现发展到工业制造工艺,例如用于先进的微光学元件。然而,到目前为止,大多数已实现的 3D 结构仅由单一聚合物材料组成。在这里,我们回顾了纳米和微米尺度上的多种材料的 3D 打印。我们从使用多光子光刻胶已实现的材料特性开始。打印材料包括本体聚合物、导电聚合物、金属、纳米多孔聚合物、硅玻璃、硫属化物玻璃、无机单晶、天然聚合物、刺激响应材料和聚合物复合材料。接下来,我们回顾手动和自动化过程,通过顺序曝光多种光刻胶作为 2D 多色打印的 3D 类似物,在单个 3D 结构中实现不同的材料特性。讨论了来自生物学、光学、力学和电子学的有益示例。一种新兴方法(在 2D 图形打印中没有对应方法)仅使用一种光刻胶即可打印出将不同材料特性组合在一个 3D 结构中的 3D 结构。在 3D 打印过程中施加的受控刺激定义并确定了体素级别的材料特性。改变激光功率和/或波长,或应用准静态电场,可以无缝操控所需的材料特性。
使用三维粒子模拟研究了束流产生的部分磁化 E × B 等离子体中出现的方位结构。在低压下发现了两种不同的不稳定性状态。当气压足够高时,由于低杂化不稳定性的发展,实现了准中性,并形成了 2D 螺旋臂结构,从而增强了横向场传输。在较低压力下,由于以下原因,无法实现准中性,并形成 3D 螺旋旋转等离子体结构
图 1:本研究中使用的工作流程。从石墨浆料的模拟(左上)到耦合电化学和力学模拟(右下)。左下角显示了每个粒子的颜色和大小。为了提高可见度,Si 粒子的大小被夸大了。石墨 (Si) 相的电荷状态图分别以灰度(红蓝)表示。应力场表示 CBD 网络的应力。
摘要:通过光化学方法将太阳能转换为燃料/化学物质,对满足全球能源需求的有很大的希望。目前,由于其氧化性和可还原性的双重优势,半导体光电素与氧化还原技术结合在污染物降解和继发能量产生方面进行了深入研究;但是,仍然存在挑战,特别是随着转化效率提高。自2004年石墨烯的初步引入以来,由于其特性较大的特定表面积,丰富的孔结构,可调节的带隙和高电导性,因此,三维(3D)基于石墨烯的光催化剂引起了极大的关注。在此,本综述提供了基于3D石墨烯的常用光催化剂的深入分析,概述了其构造策略以及最近在有机污染物的光催化降解中的应用,H 2 Evolution和CO 2减少。此外,本文探讨了3D石墨烯在增强光催化性能中所起的多方面角色。通过提供全面的概述,我们希望强调3D石墨烯是一种对环境有益的材料的潜力,并激发为未来应用的更高效,更具用力的基于石墨烯的气瓶光催化剂的开发。
摘要 航空电磁 (AEM) 数据已被证明可用于近地表地质测绘,而且在世界范围内收集的数据越来越多。然而,将测量的电阻率数据转换为岩性数据并不是一件简单的任务。因此,充分利用这些数据仍然具有挑战性。在进行成功的地质解释和构建合理的 3D 地质模型之前,必须考虑许多限制。在本文中,我们提出了一种对 AEM 数据进行 3D 地质建模的方法,其中将这些限制与认知和知识驱动的数据解释一起考虑。建模是通过使用体素建模技术和为此目的开发的工具迭代执行的。基于 3D 电阻率网格,这些工具允许地质学家选择定义 3D 模型中任何所需体积形状的体素组。八叉树建模的最新发展确保使用有限数量的体素进行精确建模。
摘要:精确的 3D 城市模型是支持各种“智慧城市”应用的重要地理空间信息来源,例如空间管理、能源评估、3D 制图、噪声和污染制图以及灾害管理。尽管近年来取得了显著进展,但仍有许多未解决的问题,尤其是在复杂城市场景的 3D 建模方面,例如具有狭窄街道和非传统建筑形状的历史和密集城市中心。大多数方法都引入了强大的建筑先验/对称性和屋顶类型的约束,这对屋顶形状变化多端的城市环境不利。此外,尽管倾斜摄影测量正在迅速成熟,但使用倾斜视图进行立面重建并未完全包含在最先进软件的重建流程中。本文旨在研究在倾斜机载图像支持下在复杂城市场景中进行 3D 建筑建模的最先进方法。测试了一种基于屋顶基元拟合的重建方法。然后利用倾斜影像来支持手动编辑生成的建筑模型。同时,以厘米分辨率收集移动测绘数据,然后将其与航空数据集成。所有方法都在贝加莫(意大利)的历史中心进行了测试。
摘要:材料化学和工程的进步为多功能神经接口奠定了基础,这些接口涵盖从单个神经元到神经网络、神经组织和完整神经系统的长度尺度。这些技术利用传感和神经调节中的电气、电化学、光学和/或药理学模式进行神经科学研究的基础研究,并有可能作为监测和治疗神经退行性疾病以及康复患者的途径。本综述总结了化学在这一研究领域的重要作用,重点介绍了最近发表的结果和发展趋势。重点是使材料能够用于各种设备构造,包括它们在通过 3D 打印、自折叠和机械引导组装形成的 3D 生物电子框架中的最新应用。结论部分强调了关键挑战和未来方向。
具有复杂、层次化几何形状的三维中观结构在自然界中随处可见。此类结构支持植物和动物生命的基本功能,例如用于授粉的花蕊和花瓣、用于控制粘附的壁虎脚和用于减少阻力的鲨鱼鳞片。这些以及生物体中其他三维系统的例子也为电子、[1–5] 光子学、[6–9] 生物传感、[10–13] 储能系统、[14–17] 机械和光学超材料、[18–23] 微型机器人 [24–29] 和其他领域的工程对应物提供了灵感。制造此类结构的方案侧重于直接自上而下或自下而上的技术。[30–33] 虽然这些方法非常实用,但大多数在材料兼容性、几何复杂性和设计多功能性方面也存在一些局限性。例如,3D 打印技术具有较高的结构分辨率和拓扑灵活性,但它们不适用于器件级半导体材料。替代方案