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航空航天应用中的 MEMS 和微结构
《MEMS 和微结构在航空航天应用中》是从程序需求的角度编写的。MEMS 是一个跨学科领域，需要电子、微机械、加工、物理、流体学、封装和材料方面的知识，这些只是其中的一些技能。因此，太空任务需要更广泛的学科。本书就是为这个广泛的群体，特别是系统工程师编写的。该材料是为系统工程师、飞行保证经理、项目负责人、技术专家、项目管理、子系统负责人和其他人员（包括寻找新仪器功能的科学家）设计的，可作为 MEMS 在航空航天应用中的实用指南。本书的目的是为读者提供足够的背景和具体信息，以设想和支持 MEMS 在未来飞行任务中的应用。为了培育在微型航天器（甚至是航天器）中使用 MEMS 的愿景，我们尝试概述迄今为止 MEMS 在太空中的一些应用，以及迄今为止为支持太空任务而开发的不同应用。这些应用中的大多数都处于低技术准备水平，预计下一步是开发适合太空的硬件。但是，该领域仍然缺乏一个遗产数据库来征集下一代 MEMS 演示的规定性要求。（有些人可能会认为这是一种好处。）本书的第二个目标是为最终用户提供指南和材料，以便他们利用这些指南和材料来集成和鉴定 MEMS 设备和仪器，以用于未来的太空任务。
感觉处理敏感性和轴突微结构
摘要 先前的研究使用功能性磁共振成像确定了与感觉处理敏感性 (SPS) 相关的大脑区域，SPS 是一种拟议的正常表型特征。为了进一步验证 SPS、从解剖学上描述它的特征并测试评估轴突特性的方法在心理学中的实用性，本研究将 SPS 代理问卷分数（已根据神经质进行调整）与扩散张量成像 (DTI) 测量值相关联。研究对象为来自人类连接组计划的参与者 (n = 408)。体素分析表明，平均和径向扩散率与左右胼胝体下束和前腹侧扣带束以及胼胝体右侧小钳子中的 SPS 分数呈正相关，所有额叶皮质区域通常都与情绪、动机和认知有关。进一步分析显示，右侧和左侧腹内侧前额叶皮质的整个内侧额叶皮质区域存在相关性，包括上纵束、下额枕束、钩束和弓状束。各向异性分数与右侧运动前/运动/体感/缘上回区域白质 (WM) 的 SPS 评分呈负相关。感兴趣区域 (ROI) 分析显示，楔前叶和下额回 WM 的效应大小较小（- 0.165 至 0.148）。其他 ROI 效应存在于背侧、腹侧视觉通路和初级听觉皮质中。结果显示，在一大群参与者中，轴突微结构差异可以通过 SPS 特征来识别，这些特征很细微，并且在典型行为范围内。结果表明，患有 SPS 的人感觉处理能力增强可能受到特定皮质区域 WM 微结构的影响。尽管之前的 fMRI 研究已经确定了大部分这些区域，但 DTI 结果将焦点放在与注意力和认知灵活性、同理心、情感和初级感觉处理相关的大脑区域，如初级听觉皮层。心理特征表征可能受益于 DTI 方法，因为它可以识别对特征有影响的大脑系统。
组合扩散 - 递延微结构成像
抽象的微观结构成像试图通过将数学建模与量身定制的MRI协议配对，以非侵入性测量和绘制微观组织特征。本文回顾了一种新兴范式，该范式有可能对组织微观结构进行更详细的评估 - 结合的扩散 - 重音图像学成像。组合扩散 - 重音测定采集在多维习得空间中改变了多个MR对比度编码（例如B值，梯度方向，反转时间和回声时间）。与合适的分析技术配对时，可以实现相关性和多个MR参数之间的耦合（例如扩散率，t 1，t 2和t ∗ 2）。这打开了解散多个组织室（在体素内）的可能性，这些组织隔室与单对比度扫描无法区分，从而使新一代的微观结构图具有改善的生物学敏感性和特异性。
微结构光纤中的泄漏模式
在此建模任务的第二部分中，散射边界条件用于截断模拟域。通常，当使用散射边界条件时，假定到达边界的散射波在靠近边界的正常方向上传播的边界传播。但是，当我们进行模式分析时，我们知道该模式还将在平面外向传播，这与应用散射边界条件的边界相切。因此，沿正常方向的波矢量分量为
微结构敏感的热机械成形模拟能力
已经开发出一种新颖的建模能力，允许在热机械成型分析中考虑金属微观结构的演变。具体而言，使用大变形晶体塑性模型预测微观结构特征（例如晶体纹理和晶粒本构响应）的演变。这与商业有限元软件 LS-DYNA 中最先进的重新网格化/自适应能力相结合。通过允许重新网格化并将微观结构特征正确地重新映射到新网格，建模框架能够模拟比传统晶体塑性有限元大得多的局部变形（大于 900% 应变）。因此，开发的模型允许模拟锻造等大变形成型操作，产生的输出包括最终微观结构以及剪切带定位和局部损伤外观的分析。该模型已经过校准，并成功应用于将 Al-Li 2070（风扇叶片材料）高温锻造成复杂几何形状。该模型的通用性质使其可以进一步应用于广泛的热机械成型工艺和材料系统。
hetarch：超导量子系统的异质微结构
本文通过引入Hetarch（用于设计异质量子系统的工具箱）来实现异质FTQC设计的挑战，并使用它来探索异性设计方案。使用分层方法，我们可以将量子算法分解为较小的操作（类似于经典应用程序内核），从而大大简化了设计空间和所得的权衡。专门针对超导系统，我们设计了由多种超导设备组成的优化异质硬件，将物理约束抽象成设计规则，使设备能够将设备组装到针对特定操作的标准单元中。最后，我们提供了一个异质的设计空间探索框架，该框架将模拟负担减少了10个或更多倍，并使我们能够将最佳的设计点提高。我们使用这些技术来设计用于纠缠蒸馏，误差校正和代码传送的超导量子模块，将错误率降低2。6×，10。7×和3。0×与均质系统相比。
可通过黑暗擦除的 3D 打印微结构
为了推进直接激光写入 (DLW) 的应用，打印结构的适应性至关重要，这促使人们转向打印由不同材料组成和/或可以根据需要部分或全部擦除的结构。然而，包含这些特征的大多数结构通常通过复杂的过程打印或需要苛刻的显影技术。本文介绍了一种用于 DLW 的独特光刻胶，它能够打印可通过暴露在黑暗中擦除的 3D 微结构。具体而言，基于光稳定动态材料的微结构在持续受到绿光照射时保持稳定，但一旦关闭光源就会降解。通过延时扫描电子显微镜深入分析了打印材料的降解和光稳定性。结果表明，这些光刻胶可用于赋予打印结构响应行为，并且至关重要的是，可用作临时锁定机制来控制移动结构特征的释放。
使用微结构光学探针进行 NFA 混合
图 1：O-IDFBR（a）、O-IDTBR 和 EH-IDTBR（b）的化学结构，P3HT：O-IDFBR（红色方块）（c）、P3HT：O-IDTBR（蓝色圆圈）、P3HT：EH-IDTBR（绿色三角形）（d）二元共混物的相图，这些共混物是基于首次加热 DSC 热分析图获得的。根据熔点下降情况，O-IDFBR 最初倾向于与 P3HT 混合，而不是 O-IDTBR 和 EH-IDTBR。二元 P3HT：O-IDFBR 的相图显示 40-80 wt％ O-IDFBR 的组成窗口，其中 O-IDFBR 没有熔点下降，而 P3HT 熔点下降高达 70 wt％ O-IDFBR。 40 wt% O-IDTBR 和 50 wt% EH-IDTBR 的共晶组成表明，与 EH-IDTBR 相比，O-IDTBR 的纯初晶开始发育得更早，且 O-IDTBR 的组成更低，这与 O-IDTBR 比 EH-IDTBR 具有更平面（潜在结晶）的化学结构相一致。e)、（f）：测得的器件短路电流密度 J sc ，作为 P3HT：O-IDTBR 和 P3HT：O-IDTBR 非退火混合器件组成的函数。J sc 在共晶组成即 40-50 wt% 附近达到峰值，而 P3HT：O-IDFBR 的 J sc 峰值远低于可能的 80 wt% 共晶组成。