基于MEMS工艺的压电微泵的研究进展

在微纳米尺度流体控制的应用中,压电微泵因其简易结构,高精密度,高力密度,快速响应与良好环境适性成为研究的热点。从致动原理与流体控制方案角度对压电微泵的研究现状进行了归纳总结,介绍了其在药物供给、细胞分离、微量化学检测等领域的应用,指出了压电微泵输出功率较小、输出具有蠕变特性、成本偏高等问题,并对压电微泵的发展方向进行了展望。

用于检测羧酸的基于高效毛细管电泳的微流控芯片

设计了一种可以进行高效毛细管电泳分析的微流控芯片,微流控芯片具有一个十字架结构的沟道,沟道横截面的尺寸为100μm×50μm。利用5-氨基甲基荧光素作为荧光探针,使用乙腈溶液与磷酸盐缓冲液作为流动相进行高效液相色谱分析,等量洗脱确认了丙酸到十八烷酸(C3~C18)的衍生物色谱图,并通过高效毛细管电泳分析将丙酸(C3)、己酸(C6)、癸酸(C10)进行分离,成功分离C3和C10,C3和C10的分离度为2.2,分离效果良好。此外,针对高效毛细管电泳分析出现的不稳定电渗现象而导致实验数据不稳定的情况,加入阳离子聚合物六甲溴铵和阴离子聚合物硫酸葡聚糖钠盐形成连续的多个离子聚合物涂层,使得微流控芯片对羧酸检测的稳定性大大提高。

基于MEMS工艺的微热加速度计和微热陀螺仪的制备

微热加速度计和微热陀螺仪两者传感芯片结构相似,并且制备工艺完全兼容,在同一块绝缘体上硅(SOI)基板上运用同一工艺流程同时制备出了微热陀螺仪传感芯片和微热加速度计传感芯片。为了准确地创建微尺度的图案和结构,设计了四块光刻掩模版来制作该微热加速度计芯片和微热陀螺仪芯片,分别对应于接触孔开口、热敏电阻、互连布线和背面空腔。轻掺杂硅热敏电阻的可控电阻温度系数(TCR)大于传统金属丝,因此选择p型硅作为热敏电阻材料。TCR由硅片的掺杂浓度决定,使用了三种不同掺杂浓度的硅片进行对比实验,从而选定硅片的掺杂浓度为1×10^(17)cm^(-3),对应的TCR为3500×10^(-6)/℃。选择SOI作为衬底材料,显著增强了微热陀螺仪和微热加速度计的耐高温性,并且提高了其灵敏度。在电感耦合等离子体-反应离子刻蚀(ICP-RIE)和氢氟酸(HF)蒸气工艺过程中,通过光刻胶和聚酰亚胺层成功保护了非常薄和易碎的热敏电阻,在4英寸(1英寸=2.54 cm)SOI基板上一次最多可以成功制备出180个微热陀螺仪传感芯片和108个微热加速度计传感芯片,制备的微热加速度计传感芯片尺寸为2 mm×2 mm×0.4 mm,微热陀螺仪传感芯片尺寸为5.8 mm×5.8 mm×0.4 mm。分别对制备的微热加速度计和微热陀螺仪进行了测试,微热陀螺仪x轴灵敏度为0.107 mV/(°/s),y轴灵敏度为0.102 mV/(°/s),微热加速度计灵敏度为13 mV/g。通过一次工艺流程制备出两种热流体惯性传感器,极大地缩短了制备时间,降低了制备成本,成功实现了高精度的批量生产。

增强体SiC预处理工艺的研究进展

碳化硅(SiC)具有高强度、高导热、高导电和高硬度等优点,是复合材料中的高效增强材料,并在电子封装、机械制造和航空航天等领域得到广泛应用。然而作为复合材料增强材料所使用SiC通常为微纳米级粉体,SiC粉体较高的表面能使其产生严重的团聚倾向,在复合材料制备过程中也存在一定界面结合问题,在很大程度上限制了SiC增强复合材料的性能。根据SiC增强复合材料的制备方法及复合材料增强材料与基体复合的影响因素,从纯化、表面改性两个方面阐述了复合材料增强材料SiC预处理工艺的研究进展,对各方面常见的预处理工艺一一进行了介绍和举例,并提出了复合材料增强材料SiC预处理工艺中存在的几个亟待解决的问题。

阻抗法小红细胞致血小板假性增高的分析

目的了解红细胞体积(MCV)减低的贫血病人血液内小红细胞对血小板计数假性增高的影响程度。方法血常规检查血小板增高,直方图有非血小板颗粒干扰报警,红细胞分布宽度(RDW)增大和MCV减低的125例样本进行统计分析。结果MCV在60～70fl范围组,RDW>14.5%和>20.0%组之间无显著性差异,P>0.05;>30.0%组与前两组比较有显著性差异,P<0.05;其他MCV组与RDW组间比较有非常显著性差异,P<0.01。结论直方图改变并有干扰提示,MCV减低和RDW增高的样本,血小板计数增高示为小红细胞导致的假性增高,应涂片染色计数血小板予以校正后报告。

基于线上线下的“微传感器与微执行器”任务式教学方案设计研究

现代信息技术系统的三大支柱分别是传感器、通信和计算机技术。随着互联网信息的迅猛发展,加快形成“互联网+教育”背景,本文以“微传感器与微执行器”课程教学为例,基于线上线下相融合的任务式教学开展方案设计,充分整合和利用在线教育资源,结合传统的授课方式,建立全面促学的混合式教学体系,推动电子类专业课程的教学改革进程。在教学过程中,教师培养学生对前沿交叉学科的浓厚兴趣,激发对重大科学技术问题探索的热情,还要培养学生严谨治学、不断追求的科学精神。如何在线上线下混合教学的同时保证教学质量,值得我们探索。本文以“微传感器与微执行器”课程为例,剖析采用线上线下相结合的教学模式的必要性,结合教学目标和实践,探索融合式教学的具体实施方案,重点结合应用型高校的学生自身专业特色,从学校现有的教学条件和学生实际情况出发,探索适合本校师生线上线下相结合的教与学设计方案。通过平时成绩的教学评价体系优化,提高学生的学习主动性和积极性,提升学生在课堂的参与度和互动频率。

基于转写技术的微针阵列制备与强度特性测试

为达到低成本、批量化制备微针阵列的目的,提出了一种分别制备微针针尖模具和微针立柱模具的微针模具制备方法.制备微针针尖硅模具是采用湿法刻蚀方法,SU-8微针的立柱部分则采用套刻工艺制备.以此模具为母版,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)二次转写技术获得PDMS二次母版.以PDMS母版为模具,分别用浇铸法制备了3种不同聚合物材料(左旋聚乳酸(PLLA),聚苯乙烯(PS),透明质酸(HA))的微针阵列;还以PDMS母版为模具,用电铸法制备了金属Ni微针阵列.该微针阵列的密度约为300根针/cm2.对制备的4种微针进行力学特性测试,实验结果表明,加工出的微针有足够的力学强度,可用于无痛注射.

基于微细加工技术的高精度荧光检测生物芯片

荧光检测生物芯片在生命科学研究及诸多相关领域已经得到了广泛应用。利用荧光修饰核酸探针可以在液相态中检测到c-fos mRNA致癌基因信息或病毒性核糖核酸(RNA)。通过微细加工技术分别制造了变深度微沟道和变宽度微沟道,目的是找到微生物荧光检测芯片中的最佳检测宽度和深度,并对检测装置中光学滤波片进行了优化。芯片采用最优尺寸和装置采用优化过的荧光滤波片,不仅大幅缩短了检测时间,节省了荧光探针试剂,而且还提高了芯片荧光检测灵敏度。实验结果表明:当荧光检测系统的微沟道深度为500μm、宽度为200μm,并使用(480±15)nm的带通滤波片时,荧光修饰核酸探针的探测灵敏度从通常的20 fmol(即2×10-14 mol)减低到50 amol(即5×10-17 mol),提高了约400倍,大大提高了系统的检测精度。

基于移动LIGA工艺的微针阵列的设计与制作

提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微针阵列的微细加工工艺，即移动X光光刻在光刻胶上得到与LIGA掩模板图形相似的曝光能量分布图，再利用显影技术获得了其断面形状与LIGA掩模板图形相似的PMMA微针阵列结构．为了解决空心微针阵列的加工问题，通过对准曝光实现空心孔的微细加工．用此纳米加工技术获得了高度为350～700μm、针锋尖锐度为1μm的PMMA的微针阵列．该阵列面积约为1cm^2，微针数约为900根，实验结果表明，利用这种新方法可以非常方便地加工出高质量的实心微针、空心微针和带流体沟道的分又微针等各种微针．该微针阵列可与微泵、微通道等集成为一体，实现无痛化注射或无痛化采血。

硅各向异性腐蚀的微小谐振器的研制

研究了一种利用硅微结构直接作为模具制作微小固体染料激光器谐振腔。它采用了硅的深层反应离子刻蚀技术 (deep RIE)并结合硅的各向异性腐蚀技术 (EPW ) ,由于EPW对〈110〉面有仅次于〈111〉面的腐蚀速率 ,可制造出具有光学镜面的侧壁面的硅模具。利用此模具可制成出四角形环型PMMA固态染料微小谐振腔。利用激光染料若丹明 6G掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) ,在调QNd∶YAG自倍频激光 5 32nm泵浦下 ,得到 5 90nm波长附近的激光输出。

基于准分子激光的X光掩膜板与压电陶瓷加工

随着元器件的微型化、精密化发展,对快速微细加工提出了巨大需求。基于准分子激光微细加工技术,以串行加工方式加工了X光掩膜板图形结构和压电陶瓷(PZT)微结构。研究了波长为248 nm KrF准分子激光微细加工技术的最优加工条件,获得了高质量的X光光刻用的掩膜板和PZT微结构。基于X光掩膜板,采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为光刻胶进行X光光刻,获得了高深宽比的六角形蜂窝微结构。通过输入不同的加工参数来激光加工PZT基板,获得了加工参数与PZT基板加工深度的关系。通过对加工好的PZT微结构和六角形蜂窝微结构的测试,结果表明利用准分子激光器可实现快速微细加工的目的。

高海拔地区男性成人静脉血血小板四项参数的测定分析

目的了解高海拔地区男性静脉血血小板(PLE),血小板平均体积(MPV),血小板分布宽度(PDW)及血小板压积(PCT)的数值特点。方法使用BC-3000血液细胞分析仪测定驻高原某部35名军人血液常规。结果PLT平均140.1×109/L,参考范围,67.1～213.0×109/L;MPV平均13.11fl,参考范围11.54～14.67fl;PDW平均15.9%,参考范围15.23～16.58%;PCT平均0.183%,参考范围0.087%～0.279%。结论高原地区血小板数量小,体积大,压积低。平原地区和高原地区有必要设立不同的参考值。

基于X光光刻的亚波长光栅

描述了一种新的亚波长光栅的微细加工技术,即X光光刻得到相应的亚微米级的线宽图形,再利用显影技术获得了高深宽比的立体亚波长光栅.用此纳米加工技术获得了栅距为500 nm、250 nm、150 nm,光栅高度为1900nm的特殊纳米光栅模具,开发了纳米无反射结构,并研制成功了亚波长光栅.该亚微米线宽微细加工技术可用于布拉格光栅、DVD读写头、无反射表面等需要亚微米结构的器件中.

共晶键合与减薄技术的压电能量采集器（英文）

采用微硅-锆钛酸铅(Si-PZT)悬臂梁结构并在悬臂梁末端附加镍质量块,构成可以工作于低频环境(小于1 000Hz)的微压电能量采集器,一种利用压电效应将环境振动能转换为电能的器件。利用金薄膜作为中间层的共晶键合技术和PZT研磨减薄技术制备了微压电悬臂梁结构,PZT减薄实验最好结果为减薄至8μm。镍质量块(2mm×2mm×0.6mm)采用微电铸工艺制备。通过对硅片与块材PZT的共晶键合工艺与PZT减薄技术的研究,制备出总厚度约为71μm的Si-PZT悬臂梁结构,其中硅梁厚约为47μm,PZT梁厚约为24μm。制备的微压电振动能量采集器样品的测试结果表明:在谐振频率为950 Hz,1.0g加速度激励条件下,其交流输出峰值电压可达958mV。

基于同步辐射光刻的多层微纳结构制造(英文)

高分子材料,如甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA),由于其价格相对低廉和容易加工,在集成电路和MEMS研究中受到广泛的关注.本文提出了一种基于PMMA基板的多层同步辐射光刻技术,用于制作微驱动器等有移动部件的设备.设计的多层结构包括140个单元的叉指平行电容器,每个电容器的间隔是2,μm,最小尺寸是4,μm,厚度是200,μm,故深宽比达到50∶1.该制造方法具有高深宽比、高产出率及成本低等优点.

热区部队新兵训练期间四项血清酶学观察

目的：为了解热区部队新兵训练期间血清谷丙酶（ＡＬＴ）、谷草酶（ＡＳＴ）、乳酸脱氢酶（ＬＤＨ）和肌酸激酶（ＣＫ）四项酶的变化，探讨热区新兵训练期间的体能状况与血清酶变化的关系。方法：使用全自动生化分析仪，采取连续监测法进行三次测定。结果：训练２０ｄ四种酶活性都增高，其中ＡＬＴ和ＡＳＴ＞４０Ｕ·Ｌ－１的分别占２５．３％和４７．７％，训练结束时降至正常。ＬＤＨ三次测定＞４００Ｕ·Ｌ－１的在６．９％～９．２％之间。ＣＫ前两次测定＞１０００Ｕ·Ｌ－１的分别占２０％和７．７％，训练结束时降至正常。老兵组体力劳动后只有ＡＳＴ升高。结论：新兵训练期间，血清酶活性普遍增高，但随着机体对环境的适应而逐渐下降，训练期３个月结束时绝大多数人恢复到正常水平。

用X光光刻法制备亚波长抗反射结构

为了提高太阳电池的转换效果,降低反射光栅的偏振敏感性,开发了一种新的抗反射结构的微细加工技术。首先用X光光刻在PMMA光刻胶上得到相应的亚微米级的线宽图形,再利用显影技术获得了高深宽比的立体亚波长纳米结构,即抗反射结构。设计了适用于可见光波段的二维亚波长抗反射光栅,用X光光刻制作工艺在硅衬底上进行了实验制备。用此纳米加工技术获得了线宽为150 nm、高度约为450 nm(即深宽比为3.0)的PMMA减反射结构。同时还优化了曝光近接间隔、曝光剂量、显影时间等X光光刻参数。

从一例钩虫病患者的诊治经历看显微镜检的重要性

随着人们生活水平的提高,卫生意识的加强,肠道寄生虫感染的病例逐渐减少,粪便常规虫卵阳性率已经相当低,据我们观察在2%-4%之间。据此提示：阳性率低不是消失,粪便镜检对发现肠道寄生虫至关重要。