基于压电声子晶体板波声场的微粒操控

声镊可以非接触、无损伤地操控微粒,在细胞分离、组织工程、材料组装等领域具有广阔的应用前景.近期有研究利用声人工结构调控声场提升声镊性能,然而,与换能器分离的人工结构导致声镊装置复杂且操控现象不太稳定.本文基于压电声子晶体板调制声场实现对微粒的灵活操控,其主要机制是由压电陶瓷片构成的压电声子晶体板可激发A0模式Lamb波模式和共振周期声场模式,板上微粒在这两个模式中分别受到平行于板面的声停驻力和垂直于板面的声捕获力或声悬浮力,从而实现排列、捕获、悬浮等多种模式的灵活操控.由于压电声子晶体板整合了换能器与声人工结构,该器件为研究高精度、低能耗、紧凑型声镊技术提供了物理基础和实验验证.

基于传递矩阵法的超声穿颅系统透射增强分析

超声穿颅技术可以实现颅内成像、脑神经刺激、颅内肿瘤消融等,是脑疾病诊断和治疗的重要工具。然而,超声穿颅时,因换能器、水、颅骨之间的阻抗失配,使得入射声场的大部分能量都被颅骨反射,导致超声穿颅效率低、颅骨表面容易升温灼伤等问题,严重阻碍了超声穿颅技术的临床推广。为提升超声穿颅效率,该文利用传递矩阵法对一维穿颅系统的声场传播进行了详细研究,发现在不考虑颅骨衰减情况下,通过在颅骨外表面增加与颅骨相同声阻抗的材料并调控其厚度,在目标频率超声穿颅效率可达100%,并且改变颅骨与换能器之间水层的厚度对超声穿颅效率没有影响。该工作为超声穿颅系统的透射增强提供了物理基础和解决方案。

基于二维声子晶体板共振声场的微粒操控

声波可以非接触、无损伤地操控微粒,其在细胞操纵、材料组装等领域具有广阔的应用前景.然而,如何高通量、灵活且快速操控微粒仍然面临挑战.在本工作中,利用二维声子晶体板的周期局域梯度场实现了大规模微粒的并行操控.其主要机制是由于黄铜平板刻蚀周期分布的正方体凸起构成的二维声子晶体板可激发板子固有的Lamb波零阶反对称模式;其周期局域梯度场在平行于声子晶体板表面为驻波声场、在垂直于声子晶体板表面为局域梯度声场;该周期分布的局域声场可以对微粒产生平行于表面的声停驻力、垂直于表面的声吸引力.我们进一步构建了操控实验装置,利用压电陶瓷片激励二维声子晶体板,在实验中观察到了玻璃微球的捕获和排列现象,实现了大规模微粒的二维排列操控.该工作为高通量、快速、灵活操控微粒和细胞等提供了物理基础和技术支持.

农村小学教师教育技术能力培养研究

近年来，荥经县花滩小学坚持“科研兴校”的发展策略，有力促进了学校教学质量和教师素质的同步提升，助推了学校全面发展。学校先后开展了省、市、县教育科研课题研究，