The Methodology of Probe Design with Better Resolution and Less Resistive Donut Probe to Achieve the Best Performance

Probes are the interface between microsystems and bio-cells.The ideal interface is one-to-one interface.Though various research groups have been able to establish some sort of interfaces after many years of research,they are very crude.Neurons are millions in numbers,whereas the prostheses successfully built so far have only a few hundred probes at best.Creating an ef- fective interface is still far away.Though we have micro-and nano-technologies,we couldn't build a prosthesis with an effective resolution.Main reasons behind it are the type of probe being used and the poor design of the probe.To address this problem,we developed a methodology to design a probe and an array of probes with better resolution and less resistive donut probe.This methodology helps us to design a probe optimizing all the parameters.We presented our methodology through a design that is capable of 70 μm penetration inside the tissue.The tissue heating by our designed probe is only 0.411 °C.We also characterized the donut probe,which could be used by any research group to design a donut probe of their specific need.

A MCMC strategy for group-specific 16S rRNA probe design

Revealing biodiversity in microbial communities is essential in metagenomics researches. With thousands of sequenced 16S rRNA gene available, and advancements in oligonucleotide microarray technology, the detection of microor-ganisms in microbial communities consisting of hundreds of species may be possible. Many of the existing strategies developed for oligonucleotide probe design are dependent on the result of global multiple sequences alignment, which is a time-consuming task. We present a novel program named OligoSampling that uses MCMC method to design group-specific oli-gonucleotide probes. The probes generated by OligoSampling are group specific with weak crosshybridization potentials. Furthermore a high coverage of target sequences can be obtained. Our method does not need to globally align target sequences. Locally aligning target sequences iteratively based on a Gibbs sampling strategy has the same effect as globally aligning sequences in the process of seeking group-specific probes. OligoSampling provides more flexibility and speed than other software programs based on global multiple sequences alignment.

Zemax-Based Optimum Structural Design of Probe of an Optical-Fiber Sensor

Bubble plumes are important during the process of air-sea exchange,and optical-fiber phase detection is a suitable way to observe bubble plumes entrained by breaking waves.This paper designs a new optical-fiber probe(OFP)made of sapphire to overcome the limitations of existing materials(e.g.,high brittleness,poor corrosion resistance,and narrow bandwidth)and thereby enhance the detection performance of the OFP by improving its structure.Based on total internal reflection and light refraction,a simulation model of the probe is established in the Zemax optical design software to optimize the probe tip and matching mode of the two probe tips.The results show that the optimum OFP tip is a conical sapphire one with a cone angle of 35°.Tests are then conducted on a bespoke OFP sensor,the results of which are consistent with those predicted theoretically.The simulation results lay the foundation for the integrated design of OFP sensors and the optimization of their internal optics.The findings could also be applied to OFPs with multiple tips.

Reliability Design for the Landing Gear of Chang'E-3 Probe

Landing gear is one of the important components of Chang'E-3 Probe.The device was used to absorb the impact energy of Chang'E-3 Probe during the landing process.After landing on the moon,it can support the lander steadily for a long time.In order to assure the reliability of the landing gear and deal with the extremely severe landing conditions,many reliability measures were adopted in the design procedure,such as selection of cushion materials,optimization of mechanism configuration,design of deployment mode,allocation of buffer force and control of its variation.The successful landing on the moon of Chang'E-3 Probe has completely verified the high reliability of the landing gear.

脉冲涡流缺陷检测理论与技术研究综述

由于具有非接触、效率高、检测信号的信息含量丰富等诸多优点,脉冲涡流技术被广泛应用工业产品的缺陷检测,尤其是带包覆层、异质、以及多层导电结构等检测难度极大的工业产品。脉冲涡流探头结构的设计和优化是提高检测灵敏度和准确度的关键,目前大量的研究工作围绕探头结构的设计和优化开展;不同材质、结构、以及缺陷类型或形状需要选用合适特征量表征,特征量的选取与分析也是脉冲涡流技术研究的关键;另外,由于脉冲涡流检测信号受提离高度影响极大,未知提离高度的缺陷准确检测面临极大的挑战,因此提离效应的抑制也是研究的重点之一。本文从探头的设计与开发、特征量的选取与分析、提离效应的抑制等方面,对脉冲涡流检测技术的研究进展进行综述。同时,为更好的推动脉冲涡流检测技术发展,论文在现有的研究基础上,对脉冲涡流探头设计、特征量分析、以及提离效应抑制等进行了展望。

面向多元世界的未来探针:参与式推辨设计研究

在这个未来越来越具有不确定性的时代中,参与式推辨设计邀请非设计人士与设计师共同推辨未来的多重可能,探讨参与式推辨设计如何面向多元世界展开设计探索,从而达到实现合意未来的目标。首先,从推辨设计着手,阐明其局限性及后续的参与式转向;其次,描绘出参与式推辨设计从探测到生成的具体流程,以及参与类型;最后,运用文献分析和案例研究的方法,从现有的案例中厘清当前参与式推辨设计的三条实践路径。现有的参与式推辨设计研究多为实验性的设计实践,缺少具体的方法论和理论框架,同样聚焦于未来的可能性、批判性和参与性的当代设计人类学或能为其提供理论指导。作为对未来民主化想象的重要行动之一,参与式推辨设计期待人们的共同参与。

A Study of Design Optimization Using Response Surface Analysis and Fabricaiton MEMS Probe Tip

In semiconductor manufacturing process, probe station that is testing equipment is important. Inspection step is for detecting defects on semiconductor before the packaging. Probe card is a part of probe station and contains probe tip that contacts to semiconductor. Through probe tip, it can inspect defects of semiconductor. In this paper, optimization method is used with response surface analysis to design MEMS type probe tip. And fabricating probe tip uses maskless lithography, electro-plating and lapping process.

高校废纸回收及再利用体验模式设计研究

目的 基于高校废纸产生及回收利用情况,结合当下生态美育的发展课题,旨在探索以废纸浆为材料的实践型生态美育路径。方法 在理论层面建立起高校生态教育、审美教育与纸浆艺术、手工实践之间的关联。通过问卷调查和文化探针洞悉用户的行为习惯和对废纸回收并艺术化利用的期望感知。建立用户旅程图,从而进一步明确废纸回收投放站点、线上小程序,以及纸浆手作材料包三大主要体验接触点。通过头脑风暴和Kano模型对功能设计点进行发散和筛选,并产出设计原则和策略。结论 通过“废止计划”体验系统建立起以废纸浆材料为联结的高校废纸回收及纸浆手作艺术实践的循环,从而实现高校废纸材料的趣味性再利用。构建以废纸浆为材料的生态美育实践模式,推动高校生态美育的特色化、普及性和可持续发展性。

一种等离子体溯源测量装置设计及性能测试

文章设计了一套等离子体溯源测量装置为验证感应耦合等离子体(ICP)源作为校准源的性能,找出满足朗缪尔探针溯源校准的最佳等离子体测试条件,提升测试准确性,采用控制变量法对不同工况下ICP源等离子体电子密度和电子温度的稳定性和均匀性,以及电子密度的重复性进行测试。结果表明:在放电开始5~20 min内,等离子体电子密度和电子温度的稳定性分别优于99.4%和98.9%;在探针伸入真空腔体内440~480 mm的范围内,等离子体电子密度和电子温度的均匀性分别优于97.2%和93.6%;在等离子体源放电功率100~900 W范围时,等离子体电子密度的重复性优于86.6%,并且多数在92%以上。本研究可为后续等离子体诊断手段的优化提供参考。

基于碳点的荧光探针设计策略与传感应用

对基于碳点的荧光探针设计策略及其在传感领域的应用进行综述。介绍包括光致电子转移、分子内电荷转移、Forster共振转移、内滤效应、聚集猝灭和聚集诱导发射等多种设计策略及其机理,并对碳点荧光探针在重金属离子、抗生素、农药残留、生物小分子和肿瘤标志物等的检测应用进行详细论述。碳点荧光探针具有其独特优势,并已成功应用于多种分子传感,但其产率低、纯化时间长,高荧光性能的碳点缺乏等是未来亟需解决的问题。

从制备到应用:InP量子点的发展与应用前景

量子点材料具有与尺寸相关的优异光学性能,如发光波长可谐调、发射半峰宽窄、激发范围宽等,应用领域广泛。然而目前主流的量子点普遍含有镉、铅等元素,不利于商业化产品发展。磷化铟(InP)量子点无重金属毒性,光谱范围可覆盖整个可见光区,具有与镉基量子点相媲美的发光和光电性能,逐渐得到关注。本文综述了近年来InP量子点的合成方法和应用方面的研究进展,首先探讨了热注入、加热、晶核生长、阳离子交换等InP量子点合成方法的优势与缺陷,然后重点介绍了目前InP量子点在照明显示、光伏、光催化和光学标记成像等领域取得的应用成果。最后,从材料合成和器件应用2个角度提出了InP量子点发展面临的挑战及可能的解决方案,以期推动InP量子点的研究和应用,为光电领域的发展提供新的思路。

基于荧光探针法测定钯离子的综合性实验设计

为培养学生的实践能力和创新能力,将科研项目引入本科专业实验环节中,设计了“基于荧光探针法检测钯离子”的综合性实验,用两步法合成探针分子,通过核磁技术手段分析探针结构,并就探针对钯离子响应及选择性进行测试.该设计充分体现了“制备合成—结构表征—性能测试”的科研逻辑思维模式,通过系统训练,可提升学生基本实验技能和综合能力,同时为构建科研和专业实验课程融合教学模式提供参考.

液态铅铋合金氧计探头设计及优化

液态铅铋合金的测氧和氧控,对抑制结构材料腐蚀具有重要作用,是铅基反应堆工程应用需解决的关键技术问题之一。为支持深入开展液态铅铋合金氧测控技术研究,本文基于液态铅铋合金测氧原理及其测量需求,自主设计研制了用于液态铅铋合金测氧的氧计探头,并利用某铅铋合金静态腐蚀试验釜验证了氧计探头的测量性能,结果表明,所设计的氧计探头可在200~550℃交变高温情况下实现测氧,测量范围达到10^(-6)~30 ppm,泄漏率不高于10^(-6)(Pa·m^(3))/s。

缓冲行走一体式月面探测器性能分析与优化

针对缓冲行走一体式月面探测器将着陆缓冲与月面行走功能融为一体,导致设计优化困难的问题,提出一种综合考虑缓冲特性和行走特性的性能分析与优化方法。根据月面探测器着陆腿的功能需求,设计了构型为RUP-2RUPS的冗余自由度并联机构,并建立其参数化模型,该构型可通过运动副生效或失效实现缓冲和行走2种功能的构型切换。结合全因子实验方法分析月面探测器的两功能运动学特性与动力学特性,依据月面复杂着陆和行走工况,给出综合优化的目标函数和约束条件。在敏感度分析的基础上,利用随优化过程更新的全工况响应面模型与非劣排序遗传算法,完成月面探测器着陆腿构型参数的优化。所提方法在提高运算效率的同时,保证了每轮优化均能筛选出当前构型的最恶劣着陆工况,并计算其极限值。优化后,最大有效工作空间增加了8.7%,抗翻倒性能最小值提高了4.0%,抗底面触月性能最小值提高了0.2%,整体性能更优。

荧光分子探针的合成及水相中氟离子检测的综合实验设计

荧光探针技术是指用荧光光敏分子对待测物质进行标记,从而实现对待测物定性定量分析的一种技术手段。氟离子是人体重要的微量元素之一,适当摄入氟离子有助于预防蛀牙和骨质疏松症,而过量摄入氟离子会引起多种疾病,因此开发能够检测生物体内氟离子的荧光探针具有重要意义。以教师最新科研成果转换为实验教学内容,设计了“荧光探针的合成及水相中氟离子检测的综合性实验”。通过实验的实施,学生的有机合成能力、光学分析仪器的操作能力以及实验数据分析等能力均得到较大提高。

基于局部探测法的外压球壳屈曲载荷设计方法研究

由于受外压球形容器的缺陷敏感性不可避免,其屈曲设计是值得关注的课题,因此系统地研究了基于局部探测法的外压条件下的缺陷敏感球壳结构屈曲设计。根据探测结果,提出了3种屈曲载荷设计方法:能量势垒法、最大曲率法、等效缺陷法。在考虑材料属性影响的基础上,详细介绍了3种屈曲载荷设计方法,并通过具有不同几何缺陷的球壳屈曲响应,对提出的设计方法进行对比与验证。研究结果表明,所提出的屈曲载荷设计方法与现行标准相比,能够针对特定的球壳结构,在考虑缺陷敏感性的前提下,给出精细化的屈曲载荷设计结果。利用3种特定结构对该方法进行验证,每种结构最低试验折减因子分别为0.390,0.224,0.290,而通过文中提出的设计方法计算得到的每种结构最高设计折减因子分别为0.315,0.213,0.171,均低于试验值,体现了提出的设计方法的可靠性。

面向智能驾驶车辆探头清洗的机械式水路分配器设计与研究

采用机械旋转式结构代替原有的电磁阀结构,设计一种面向智能汽车车辆探头清洗的水路分配器装置。介绍该装置的工作机理与控制逻辑,论述分水器运行结构和功能实现方法。利用ABAQUS仿真软件对分水器的整体结构强度进行校核,结合分析结果对进水阀盖进行设计优化;运用流体仿真软件Fluent对出水阀结构进行出口流速仿真计算,结合仿真结果对水路结构进行了优化,优化后结构满足设计要求。

Improving Biomarker Development and Assessment:Standards for Study Design

Background:The Early Detection Research Network (EDRN), NCI funded and investigator driven, has the mission to evaluate biomarkers for their clinical utilities in cancer risk prediction, diagnosis, early detection,

基于“八”字形激励的涡流探头设计与分析

为适应复杂曲面结构的检测,柔性涡流探头得到了越来越多的应用。然而,柔性涡流探头能量较低,如何进一步提高柔性探头的检测能力一直是个问题。针对此,提出了一种基于“八”字形激励的涡流探头结构,并对其检测原理和性能进行了理论和试验分析。通过利用COMSOL仿真软件对探头进行仿真分析发现,相比于常规探头,基于“八”字形激励的探头结构能够减小激励线圈直接耦合磁场对接收线圈的影响,且探头仅对涡流扰动敏感,可有效提高探头信噪比。此外,试验分析发现,当两个激励线圈的夹角为60°时,其对碳钢试件的检测能力最强,同时能够区分不同深度的裂纹缺陷,可在10 mm的提离高度下对宽为0.5 mm,深为5 mm的裂纹缺陷进行检测。

聚醚醚酮粘接桥修复牙周炎患者切牙缺失的临床研究

目的 研究聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)粘接桥修复牙周炎患者3颗以内切牙缺失的临床效果。方法 本研究已通过单位伦理委员会审查批准,并获得患者知情同意。选择38例3颗以内切牙缺失的牙周炎患者,进行PEEK粘接桥修复,并于修复完成后3、6、12、24个月复诊,通过改良USPHS/Ryge标准评估修复体生存情况,分别记录基牙的菌斑指数、牙龈指数、牙周探诊深度和附着丧失,观察比较修复前后基牙牙周组织的变化。结果 38例患者经过24个月临床随访观察,其中仅1例出现部分脱粘接后行二次粘接,评价为B级,其余37例均修复成功,评价为A级。修复后菌斑指数、牙龈指数、牙周探诊深度较修复前明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),附着丧失修复前后无明显变化(P>0.05)。结论 对于缺失3颗以内切牙的牙周炎患者,PEEK粘接桥短期修复临床效果良好。