技術文章
Technical articles隨著通信技術的快速發展，近些年的通信容量實現了快速增長，傳統的光纖通信網絡已經難以滿足當前高速通信的需求。增大通信網絡的容量和提高通信速度的一種方法是開發太赫茲(Terahertz,THz)波段的光纖通信空間維度。太赫茲波是介于微波和紅外光之間的一種電磁波，頻率介于0.1THz到10THz之間，由于它帶寬大和傳輸速度快以及可以提供點對點的網絡拓撲結構而備受關注。而在空間維度資源中，基于軌道角動量（OrbitalAngularMomentum，OAM）的模分復用技術由于攜帶不同...
是什么讓蜘蛛俠能夠飛檐走壁？又是什么讓年逾50的阿湯哥只身一人攀爬世.界第一高樓-——哈利法塔？盡管這些是科幻電影中的片段，但現實生活中早已有活生生的例子：壁虎。該生物不僅在潔凈基底上具有超.強黏附力，同時在沾滿灰塵的表面依舊能夠自由爬行，表明其黏附系統具有“自清潔”功能。有研究指出，壁虎之所以具有如此優異的功能是因為其腳趾具有成千上萬的鏟狀絨毛。圖1.壁虎腳掌黏附系統的結構近日，受壁虎行為啟發，北京理工大學*結構技術研究院的陳少華教授課題組提出了一種仿生微柱功能表面通過力場...
設計并驅動微納米結構表面實現物體的定向輸運在微電子、生物醫藥及防污自清潔等領域具有廣泛的應用前景。在這些應用領域中，提高定向輸運的速度能進一步提高輸運效率。此外，通過對微結構和驅動方式的創新性設計，實現對多種不同形狀的物體在不同環境中的定向輸運也具有重要意義。近日，北京理工大學*結構技術研究院陳少華教授課題組提出了一種通過磁場控制微結構表面快速輸運固體物塊的方法。該方法能夠對厘米級的固體物塊進行快速定向輸運，其輸運速率相對于已有文獻中的輸運速率有大幅度的提升。微結構表面主要由...
太赫茲波，指頻率為0.1-10THz的電磁波，位于微波和紅外之間，屬于電子學與光子學的過渡區間。由于具有光子能量低、穿透力強、特征光譜分辨能力好等屬性，太赫茲技術在生物傳感、無損檢測以及高速無線通訊等領域具有重要的應用前景。然而，由于自然界中的天然材料在太赫茲頻段沒有電磁響應，導致太赫茲頻段的功能材料和器件非常匱乏，這也是造成太赫茲技術尚未廣泛應用的重要原因。THz超材料，一種新型的周期性人工電磁材料，其性質主要取決于所設計的結構，通過特定的結構設計，可獲得與自然界已知材料截...
近年來，隨著無人水下航行器和軟體機器人的發展，微型柔性流量傳感器已經成為姿態控制和流場分析的關鍵器件。目前，仿生毛發流量傳感器的靈感多來自昆蟲的觸角、海豹的觸須。其中，仿生毛發流量傳感器通常采用圓柱形結構，但是該類型的傳感器會產生渦激振動，這種渦激振動會引發很大的噪音，并惡化流量傳感器的信噪比。海豹可以通過觸須識別、定位和追蹤獵物。這種波形觸須可以抑制渦激振動的產生、降低渦激振動引發的噪音。研究學者受海豹觸須形態的啟發制備了多種人工觸須傳感器。然而，這些傳感器通常體積龐大、組...
由于能夠對太赫茲電磁波產生有效的調制，近年來，太赫茲電磁超材料受到了科研界極大的關注。太赫茲超材料的單個單元的特征尺寸一般為幾十微米，傳統的加工主要基于MEMS微納加工工藝流程。然而，這些工藝流程通常都需要昂貴的實驗設備并且是多工序且高耗費的。為了克服這些缺點與不足，西交大張留洋老師課題組提出了一種基于微納3D打印結合磁控濺射沉積鍍膜的太赫茲超材料制造工藝：以基于垂直U型環諧振器的三維太赫茲超材料為原型，采用高精度微納3D打印設備nanoArchS130（BMF摩方精密）對模...
目前，微米尺度金屬結構的增材制造主要采用三種策略：微立體光刻模板的金屬化、金屬材料的轉移-燒結以及原位金屬合成。其中，基于金屬離子局部電化學還原反應的電化學沉積3D打印技術采用原位金屬合成的方式，無需進行任何后處理。該技術使用金屬鹽溶液作為原料，在打印過程中，金屬鹽溶液通過打印噴嘴噴射到導電基底上，當溶液接觸到基底時，金屬離子發生還原反應形成金屬沉積層。本研究論文介紹了一種基于力學控制的金屬電化學沉積3D打印技術，該技術采用中空原子力顯微鏡(AFM)懸臂梁在標準三電極電解池中...
仿生章魚吸附在操作精細物體等方面有巨大應用潛力。目前仿生章魚吸附基于外力、電或熱傳導等刺激方式調節吸盤內部壓強，從而賦予了其黏附性能。然而，目前常見的刺激策略中，粘附墊的強弱黏附能力轉換需要以接觸方式觸發、且大部分存在響應時間長的問題，因此，這些粘附墊難以快速執行在密閉空間內對物體的操作任務。近日，香港中文大學張立教授課題組提出了一種光磁雙刺激響應黏附墊的設計思路。該黏附墊可以通過遠程光控方式快速調節黏附強度以拾放物體，并在外部磁場控制下實現運動與遞送功能。該成果以“Amo....
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