XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System致动器
利用热拉伸法制造具有复杂特征的光纤
摘要：高纵横比聚合物材料广泛应用于从服装等日常材料到工业和医疗领域的专用设备等各种应用领域。传统的制造方法，如挤压和模塑，在整合各种材料和实现复杂几何形状方面面临挑战。此外，这些方法在提供低成本和快速原型设计方面的能力有限，而这对于研发过程至关重要。在这项工作中，我们研究了使用市售的 3D 打印机来制造纤维预制件，然后将其热拉成纤维。通过优化 3D 打印参数，我们成功制造了直径小至 200 µm 且形状复杂、特征精确到几微米的纤维。我们通过从各种材料中制造纤维（例如具有不同刚度的纤维和具有磁性的纤维）证明了这种方法的多功能性，这有利于开发肌腱驱动和磁驱动的机器人纤维。此外，通过设计新颖的预制件几何形状，我们生产了锥形纤维和具有互锁机制的纤维，也适用于医疗可控导管应用。这些进步凸显了这种方法的可扩展性和多功能性，为生产用于各种应用的高精度聚合物纤维提供了一个强大的平台。关键词：增材制造；3D 打印；预制件制造；热拉伸；多材料纤维；功能纤维；纤维致动器
低频振动和皮肤应变对 PVA/PVP 可溶解微针插入力学和药物扩散的影响
微针 (MN) 为提高透皮给药和诊断的有效性提供了一种有希望的解决方案。然而，大规模制造、部分 MN 渗透和不受控制的药物输送等挑战限制了该技术的有效性。为了克服这些挑战，当前的研究检查了皮肤应变和振动对 MN 插入和药物输送的影响。开发了一种新型多功能冲击涂抹器，用于改善皮肤插入，该涂抹器结合了皮肤拉伸、偏心旋转质量 (ERM) 和线性谐振致动器 (LRA) 微振动功能。此外，使用双光子聚合 (TPP) 和软压花工艺开发了一种用于溶解微针贴片 (DMNP) 的可扩展复制方法。当使用不同频率的 ERM 和 LRA 微振动应用时，DMNP 用于评估模型药物荧光素钠盐 (FSS) 的扩散和浓度。此外，还提出了一种新的计算机模拟方法，将微纳植入多层超弹性皮肤模型，并结合皮肤应变和振动效应。结果表明，施加皮肤应变和振动可降低微纳植入所需的力，并增强药物在皮肤中的溶解和扩散深度，从而提高微纳装置的药物渗透性和有效性。
热等离子体纳米胶体的光驱动自振荡
自激振荡（系统在非周期性刺激下的周期性变化）对于在软机器人技术中创建低维护自主设备至关重要。宏观尺寸的软复合材料通常掺杂有等离子体纳米粒子，以增强能量耗散并产生周期性响应。然而，虽然目前尚不清楚光子纳米晶体的分散体是否可以作为软致动器对光作出反应，但对纳米胶体在液体中自激振荡的动态分析也缺乏。这项研究提出了一种用于照明胶体系统的新型自激振荡模型。它预测热等离子体纳米粒子的表面温度及其簇的数密度在从次声到声学值的频率范围内共同振荡。对自发聚集的金纳米棒的新实验，其中光热效应在宏观尺度上改变了光（刺激）与分散系统的相互作用，有力地支持了该理论。这些发现拓展了目前对自激振荡现象的认识，并预测胶体状态的物质将成为容纳光驱动机械的合适载体。从广义上讲，我们观察到一种复杂的系统行为，从周期性解（霍普夫-庞加莱-安德罗诺夫分岔）到由纳米粒子相互作用驱动的新动态吸引子，将热等离子体与非线性和混沌联系起来。
基于纤维光度法的大脑功能和功能障碍的研究
从历史上看，该领域可以追溯到18世纪的路易吉·加尔瓦尼（Luigi Galvani）的实验。虽然电生理学仍然是在高时间分辨率下监测活脑组织中个体神经元活性的金标准，但光学方法比电生理学具有独特的优势。通过表达基因编码的致动器和传感器，通常以细胞类型的方式进行了神经元活性的光学监测和操纵神经元活性。3 - 8在各种光学方法中，纤维光度法提供了一种简单但功能强大的解决方案，可监测自由表现的动物中特定类型的特定神经元种群活性。纤维光度法首先在2005年引入神经科学。9遗传编码的钙指标（GECIS）的出现允许光纤光度法监测自由表现的小鼠深脑区域的细胞类型特异性弹出活性。在过去的二十年中1）。纤维光度法通常涉及两个主要成分（图2）：荧光指示器和光学设备。前者可以是化学指标或遗传编码的传感器。虽然开拓性研究使用钙敏感染料，但9个GCAMP是最受欢迎的选择[图。2（c）]。基因设计的电压指标也已部署以监测快速的神经振荡。5，1513，14在过去的5年中，使用遗传编码的传感器用于神经发射器和神经调节剂，已获得流行。
执行器
摘要：基于模板和添加剂制造技术已经证明了一些用于创建气动软执行器的制造路线。然而，随着执行器的复杂性和能力继续发展，这些方法的局限性变得越来越明显。其中包括用于设计变化，过程速度和分辨率，材料兼容性和可扩展性的困难，这妨碍了和限制技术的可能功能及其从研究到行业的过渡。这项工作提供了一种具有不同方法的计算机控制，无面罩的制造工艺，可以允许高速，低成本和灵活的气动软软驱动网络的高速创建，包括多主结构。通过定制的制造平台对此进行了研究，该平台提供了计算机控制的局部等离子体处理，以选择性地修改有机硅和聚对苯二甲酸酯（PET）体的化学行为。改变的表面化学促进了表面处理部分之间的选择性键形成，因此，对形成的气动室的设计变化和控制更大。选择性治疗模式允许创建非线性气动室设计，并且显示键合硅结构的强度可促进执行器中的大变形。此外，利用血浆和有机硅之间的不同相互作用，以达到<1 mm的特征大小，并且暴露的治疗速度为20 mm 2。然后制造了两个多物质气动软致动器，以证明平台作为软执行器的自动制造途径的潜力。
阳光触发纳米血小板的睡眠-觉醒周期
人类传统上将睡眠-觉醒周期与自然的 24 小时节律相一致，晚上睡觉，日出醒来。在这个周期中，阳光起到刺激作用。一种新发现的现象，称为刺激辅助可逆纳米组装 (SaRNA)，表明溶液分散的纳米结构可以模拟阳光触发的睡眠-觉醒周期，在不到一分钟的时间内完成转变。这些纳米结构呈二维纳米片的形式，尺寸约为 25 纳米 - 太小，人眼无法看到 - 只能使用电子显微镜观察。这种由阳光触发的纳米片自主运动与红色和棕色之间的可见颜色变化有关。红色表示分散的纳米片的睡眠状态，而棕色表示它们以坐姿堆叠的配置。在电影中，可逆的睡眠-觉醒转变发生在几个小时的跨度内。与分散的睡眠状态相比，在堆叠的坐姿下，纳米片的电子电导率和电流高出 3.5 倍。saRNA 可在纳米片中实现可逆的机械响应，诱发 14 至 50 纳米范围内的地形振荡。这些纳米致动器在软体机器人、通过压电或摩擦电效应的纳米发电机、可切换显示器、阀门、电机、光调制、触发药物输送、化学检测等领域具有巨大的应用潜力。这是任何混合或无机固态纳米材料首次展示出永久光机械响应以利用机载能量储备的例子。这些是什么纳米片？这些纳米片由碘化铯铋 (Cs 3 Bi 2 I 9 ) 制成，属于混合钙钛矿家族。卤化物钙钛矿是一类具有特定晶体结构的材料，称为钙钛矿结构，其中金属阳离子被卤化物阴离子包围。近年来，卤化物钙钛矿引起了广泛关注，尤其是它们在太阳能电池和光电器件（如光电探测器、发光二极管和 X 射线探测器）中的出色性能。它们表现出高吸收系数、可调带隙和易于制造，使其对低成本和高效器件具有吸引力。这些 Cs 3 Bi 2 I 9 纳米片是通过热注射法制备的。事实上，Moungi G. Bawendi 因
微激光金属丝沉积薄壁镍钛合金的马氏体相变、微观结构和功能行为
近等原子NiTi相的Ni含量在稳定的成分范围内[1]。因此，发生MT的温度范围决定了NiTi主要用作致动器或基于形状记忆效应或超弹性的生物医学设备。结合金属AM工艺可获得的复杂几何特征，利用形状记忆效应可以制造4D材料，其中时间维度被添加到材料几何形状中。由于NiTi合金是研究最广泛的SMA之一，因此它们也被探索作为AM材料，主要是通过使用粉末床熔合技术，例如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和直接能量沉积（DED）[2e4]。这些AM工艺的特点是几何精度高、能够创建内部通道、表面粗糙度合理，以及能够在材料中产生晶格结构[5e7]。然而，与粉末床熔合技术相比，激光金属沉积 (LMD) 等 DED 工艺吸引的研究关注较少 [8,9]。镍钛诺 (镍和钛的合金) 的 AM 在控制构建部件中的最终 Ni 含量方面可能非常关键，特别是由于 Ni 的优先汽化 [10]。这意味着在 AM 过程中可能会发生化学变化，导致原料偏离初始化学成分。AM 工艺过程中的 Ni 损失会导致部件的最终使用问题以及由材料形状记忆行为的局部差异引起的工艺不稳定性。因此，应仔细选择原料材料以潜在地补偿 Ni 的损失。在这方面，通过雾化生产粉末原料对于控制和维持生产批次内和生产批次之间所需的化学成分可能很麻烦。这种变化对 NiTi 合金性能来说可能更为关键，因为它对其化学成分高度敏感。已有研究调查了粉末和线材原料的元素混合，以解决 DED 工艺中化学成分变化的问题 [11, 12]。尽管 NiTi 粉末原料尚未被 AM 最终用户广泛使用，但细 NiTi 线材在市场上广泛可用，并正在开发用于各种应用。商用 NiTi 线材有不同的直径，价格明显低于具有相同化学成分的粉末原料。在使用 NiTi 线材的 DRD 工艺中研究了电弧和等离子等不同热源 [13 e 17]。最近，已证明使用脉冲波 (PW) 激光发射可有效沉积小直径线材，并且与线材直径相比，轨道宽度不会显着增大 [18]。微激光金属丝沉积 (m LMWD) 是一种制造小型 3D 组件或小型半成品零件（例如板、管和环）的好方法，这些零件由镍钛合金制成。与粉末沉积相比，该工艺本质上更安全，原料尺寸与市售 NiTi 丝的直径（0.4 e 0.5 毫米）相当。m LMWD 工艺的可行性已在多种材料中得到证实，例如不锈钢 [18]、AlSi 12 合金 [19] 和以 Dy 为主要合金的 Mg 合金