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微通道内双重孔结构SiO_2微球的制备

微通道内双重孔结构SiO_2微球的制备
微通道内双重孔结构SiO_2微球的制备

 第64卷 第2期 化 工 学 报

ol.64 No.2 2013年2月 CIESC Journal February

 2013檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐

研究论文

微通道内双重孔结构SiO2微球的制备

施 航,王玉军,骆广生

(清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京100084

)摘要:利用微流控技术制备双重孔结构SiO2微球具有微观结构和宏观形貌可控的优点。在同轴环管微通道中,通过pH和温度变化引发快速凝胶过程制备得到了具有双重孔结构的SiO2微球,考察了有机相溶剂性质、有机相流速以及凝胶温度等因素对微球宏观形貌以及微观结构的影响规律。实验结果表明,制备得到的SiO2微球粒

径在300~600μm可调,比表面积可以达到1000m2·g-1

,介孔孔径在4~10nm之间,大孔孔径在400~1500

nm之间。实验发现有机相流速的增大会导致微球粒径的减小,提高三辛胺对盐酸的萃取速率,加快二氧化硅溶

胶粒子的凝胶过程,更易生成松散的网状大孔结构。较高的凝胶温度会增大SiO2微球介孔的孔容和孔径。关键词:双重孔结构;二氧化硅微球;微通道;质量传递DOI:10.3969/j.issn.0438-1157.2013.02.041中图分类号:TB 

321 文献标志码:A文章编号:0438-1157(2013)02-0711-07

Preparation of silica microspheres with bimodal p

ore structure in micro-channelSHI Hang,WANG Yujun,LUO Guangsheng

(State Key Laboratory 

of Chemical Engineering,Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing1

00084,China)Abstract:Using microfluidic technology to prepare silica microspheres with a bimodal pore structure caneasily control pore structure and morphology.The silica microspheres with a bimodal pore structure wereprepared by adjusting 

pH and temperature to improve gelation rate in the co-axial micro-channel.Theeffects of oil phase properties,flow rate of oil phase and gelation temperature on morphology andmicrostructure of the microspheres were investigated.Exp

erimental results showed that the diameter ofsilica microspheres could be controlled between 300—600μm,the sp

ecific surface area was about 1000m2·g-1

,the pore diameter of mesopores was about 4—10nm,and the pore diameter of macrop

ores wasabout 400—1500nm.Increase of flow rate of oil phase decreased p

article size,accelerated rate of extractionof trioctylamine to hydrochloric acid,and then sped up the process of silica particle gel,making it easier togenerate a loose mesh macroporous structure.High gelation temperature increased pore volume and poresize of the mesoporous p

ores.Key 

words:bimodal pore structure;silica microsphere;micro-channel;mass transfer 2

012-08-01收到初稿,2012-11-18收到修改稿。联系人:王玉军。第一作者:施航(1991—),男,硕士研究生。

基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733600);国家自然科学基金项目(20976096,21036002);中国石油科技创新基金研究项目(2011D-5006-

0407)。 

Received 

date:2012-08-01.Corresponding author:Prof.WANG Yujun,wangyujun@mail.tsing

hua.edu.cnFoundation item:supported by the National Basic Research Pro-g

ram of China(2013CB733600),the the National Natural ScienceFoundation of China(20976096,21036002)and Innovative Scienceand Technology 

Foundation of PetroChina(2011D-5006-0407). 

引 言

介孔SiO2微球在催化、吸附和分离生物大分

子方面有广阔的应用前景[

1-

2],目前常见的介孔材料孔径约为2—10nm[3-4]

,这种孔径分布单一的材

料在负载生物大分子时存在以下问题:(1

)介孔孔径相对于直径在纳米级的大分子较小,导致大分子在孔道中的传质阻力较大,且负载量较低;(2)大分子在负载后可能会堵塞介孔孔道入口,使得介孔的比表面积不能得到充分利用;(3)因反应物、生成物及吸附质等小分子的传质阻力较大导致负载大分子后的介孔材料作为吸附剂或催化剂使用时性能有待提高。有研究者提出,在保持材料规则介孔的基础上,引入大孔的双重孔结构材料可

有效解决上述问题[

5-

7]。大孔可作为材料吸附大分子物质时的传质快速通道,减小传质阻力,提高传质效率;而介孔则作为大分子物质的吸附位点;大孔-介孔结合的双重孔结构材料可以有效利用比表面积,增加大分子负载量,提高催化剂或吸附剂的性能。

微流控技术[8-

9]是化学工程领域的前沿之一,

利用微流控技术制备SiO2微球具有粒径、形貌可控,传质、传热性能优异及可实现连续生产等优

点。Zhai等[1

0-

11]在微通道装置的基础上,发展了“聚合反应辅助凝胶”技术、“温度引发快速凝胶”技术和“p

H引发和温度引发复合快速凝胶”技术,成功制备了粒径在300~500μm之间的双重孔结构SiO2微球,并通过改变模板剂甲基纤维素(MC)的加入量,有效地调节了SiO2微球的孔结构。然而,对于成球的机理以及小球形貌的调控规律尚缺乏深入研究。

本研究基于同轴环管型微流控设备,通过pH和温度变化引发快速凝胶过程,利用有机相中三辛胺(TOA)对初级粒子的聚沉作用和甲基纤维素的反向温敏凝胶作用制备高度单分散的双重孔

SiO2微球。通过改变有机相溶剂、有机相流速及

水浴温度等条件,制备得到了不同形貌的微球,研究了传递对于材料结构的影响规律,为放大过程中遇到的问题提供科学基础和技术手段。

1 实验试剂和方法

1.1 实验试剂

甲基纤维素(MC),美国Acros Org

anics公司;聚乙二醇(PEG20000

),北京益利精细化学品有限公司;正硅酸乙酯(TEOS),汕头西陇化工厂有限公司;正辛烷,北京化工厂;液体石蜡,天津市博迪化工有限公司;失水山梨醇三油酸酯(sp

an85),上海化学试剂有限公司;三辛胺(TOA),张家港飞翔化工有限公司提供;冰醋酸,北京化工厂;盐酸(36.5%,质量分数),北京化工厂。

1.2 微通道装置

微通道装置如图1所示,主体部分由两片40mm×40mm×3mm的有机玻璃(

PMMA)的薄片制成,在下层有机玻璃上使用球刀刻成内凹的通道,并使用热压机(泰科盛科技有限公司)将其与上层粘合在一起。将长4m,1.5mmID×2.0mmOD的聚四氟管嵌入外径为2.1mm的主通道(竖直方向)中,在聚四氟管中插入聚丙烯(PP)针头(0.2mmID×0.7mmOD)

,并保证其与聚四氟管同轴,水相即由针头注入微通道中。将两个12号不锈钢针头(0.79mmID×1.2mmOD)嵌入水平方向的两个通道并穿入聚四氟管内,保证两边对称,连续相即通过两边的不锈钢针头注入微通道,并将分散相剪切成液滴

图1 微通道装置示意图[

12]

Fig.1 Schematic diagram of micro-channel app

aratus 

1.3 双重孔SiO2微球制备过程

实验中所用有机相(连续相)包含2%(质量分数,下同)sp

an85、30%三辛胺(TOA)以及68%的溶剂(

正辛烷/液体石蜡),水相(分散相)则是将0.5g甲基纤维素(MC)、1.0g聚乙二醇

(PEG20000)溶解在10.0g 0.01mol·L-1的稀盐酸中,形成透明均一的溶液后,加入5.0g TEOS,在室温下连续搅拌72h后得到。使用注射泵控制

·

217·化 工 学 报 第6

4卷 

两相比将两相注射至微通道装置内,生成单分散的硅溶胶液滴,将聚四氟管浸入40~70℃水浴中,使硅溶胶液滴在聚四氟管内快速固化,在管出口处收集已固化的微球,转入有聚四氟内衬的自生压力锅中,加入10ml正辛烷和0.3ml的冰醋酸。将自生压力锅在100℃下放置24h,使微球完全固化。使用抽滤装置得到微球,用去离子水、乙醇洗去微球表面残留的有机物后,在80℃下干燥12h,最后在550℃的马弗炉中焙烧6h除去模板剂和聚合物后得到最终产物。

1.4 分析测试仪器

利用扫描电子显微镜(SEM),JEOLJSM7401F型,工作电压1.0kV下观察微球的表面形貌;利用比表面分析(BET),美国康塔公司Autosorb-1-C型物理化学吸附仪,在液氮(77K)浴中测定氮气吸附脱附等温线,测定前在150℃下真空脱气6h。比表面积取相对压力0.1~0.3范围内的吸附点按照Barrett-Emmett-Teller(BET)方法计算得到,根据N2的脱附曲线,按照Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型计算得到样品的孔径分布曲线;利用在线显微镜MVC300SAM-GE200型摄像头观察液滴生成情况。

2 实验结果与讨论

2.1 有机相溶剂的选择

实验中控制有机相的速率为2×200μl·min-1,水相的速率为5μl·min-1,水浴温度为50℃,对于正辛烷和液体石蜡两种溶剂进行了研究。如图2所示,“pH引发和温度引发复合的快速凝胶”方法制备的双重孔结构的SiO2微球颗粒大小均一,球形度较好,这是由微通道装置内产生的高度单分散性的均一硅溶胶的球形液滴所决定的。

有机相在微通道中通过对水相的剪切生成大小均一的单分散液滴,液滴的大小受到了界面张力以及连续相黏度的影响,同时也会影响生成微球的宏观形貌及TOA对盐酸的萃取速率。因此有机相溶剂的选择对于双重孔SiO2微球的宏观形貌和内部的双重孔结构来说是一个非常重要的因素。

分别以正辛烷和液体石蜡为有机相溶剂时制备得到的SiO2微球如图3所示。由图可知,SiO2微球的外表面致密且均一,

能够观察到均匀的组织孔

图2 双重孔SiO2微球

Fig.2 Bimodal pore SiO2microspheres 

结构;微球截面也较为均一,没有出现空心的现象,有少量小洞可能是由于硅溶胶中的微小气泡等杂质所致。从截面的SEM照片中可以观察到明显的骨架结构,图中的孔道即是均匀分布的网络状大孔,孔道直径在102~103 nm之间。当选择正辛烷作为有机相溶剂时,得到的SiO2微球粒径在600μm左右,截面的网络结构较为疏松,大孔的孔径较大;而选择液体石蜡作为有机相溶剂时,得到的SiO2微球粒径在340μm左右,截面的网络结构较为紧密,大孔的孔径也明显缩小。

两种SiO2的孔结构结果列于表1。

表1 有机相溶剂对于微球的影响

Table 1 Influence of oil phase solvent on microspheres

Oil phase solvent

Structural parameters

Particle

size

/μm

Pore

volume

/ml·g-1

Pore

diameter

/nm

Specific

surface

/m2·g-1octane 600 1.14 4.7 959

liquid paraffin 340 2.16 9.2 940BET结果表明,液体石蜡体系的微球颗粒较小,介孔孔容和孔径较大,比表面积相差不大。微球颗粒直径的变化主要是由黏度不同导致,实验测得在50℃时,液体石蜡为溶剂的有机相黏度为9.11mPa·s,而正辛烷为溶剂的有机相黏度为

·

·

 第2期 施航等:微通道内双重孔结构SiO2微球的制备

图3 不同溶剂对微球的影响

Fig.3 Influence of different solvents on microsp

heres

 

图4 有机相流速对于微球宏观尺寸的影响(液体石蜡体系)

Fig.4 Influence of oil p

hase flow rate on macroscopic size of microspheres 

1.48mPa

·s。在相同的两相流量条件下液体石蜡为溶剂的有机相产生的液滴粒径较小,因此液滴在聚四氟管中固化得到的微球粒径也较小。对于孔结构而言,双重孔结构SiO2微球的大孔和介孔形成机理并不相同。微米级大孔结构主要是由亚微米级颗粒在模板剂上堆积而成的,受凝胶动力学影响,在甲基纤维素含量相同的情况下,颗粒大小和堆积速度就决定了大孔孔径的大小。黏度较小的正辛烷体系中三辛胺(TOA)萃取盐酸速率更快,水相中pH值变化更为显著,因此SiO2初级粒子会更快地堆积,更易于生产疏松的大孔结构。介孔则主要受胶束大小和二氧化硅初级粒子大小的影响,在研究不同的有机相溶剂时,胶束大小的影响更为显著。由于水相中存在大量的表面活性剂胶束,这些胶束亲水头向外,疏水尾向内,当溶

胶液滴和有机相接触时,部分有机相会溶解进入胶束,使得胶束直径增大。溶剂分子越大,胶束的溶胀作用越明显,因此液体石蜡体系的介孔孔径和孔容较大。然而胶束的溶胀作用对比表面积却没有明显的影响。

2.2 有机相流速对微球结构的影响规律

保持水相流速不变,改变有机相流速,研究有机相流速对微球结构的影响规律。有机相流速的改变会对界面张力产生较大的影响,如图4所示,保

持水相的流速为5μl·min

-1

不变,随着流速的增加,生成单分散的液滴尺寸会随之减小,因而产生

的微球粒径也会减小。

选用黏度较小的正辛烷体系研究SiO2微球内部结构的影响规律。如图5所示,随着有机相流速的增加,一方面液滴的直径缩小增大了比表面积,

·

417·化 工 学 报 第6

4卷 

图5 有机相流速对于微球截面结构的影响(正辛烷体系)Fig.5 Influence of oil p

hase flow rate on section of microspheres

 

图6 不同温度下制备的微球截面SEM照片(

正辛烷体系)Fig.6 Section SEM photographs of microspheres prepared in different temperature(octane sy

stem) 

更加有利于传质过程,另一方面油水相比也逐渐增大,有机相中萃取剂三辛胺量的增加会提高萃取盐酸的速率,水相中pH值变化更为显著,加速了硅

胶初级粒子的堆积过程,产生更为疏松的网状结构。

不同有机相流速制备的SiO2微球的BET结果列于表2。如表所示,随着有机相流速的增加,介孔的孔径和孔容均减小,但是比表面积逐渐增大。正如之前所述,介孔主要受胶束大小和二氧化硅初级粒子大小的影响。有机相流速的增加会加快TOA萃取HCl的速率,二氧化硅初级粒子在堆积过程中来不及生长,从而产生较小的介孔以及较大的比表面积。此外,有机相流速的增加使得溶解进入胶束的溶剂(正辛烷)的量减小,因此溶剂对胶

表2 有机相流速对于微球的影响

Table 2 Influence of oil phase flow rate on microsp

heresOil phase flowrate/μ

l·min-1

Structural p

arametersParticlesize

/μmPorevolume

/ml

·g-1Porediameter

/nmSpecificsurface

/m2·g

-12×100 688 1.60 7.3 8752×150 665 1.09 5.1 8552×200 610 1.05 4.6 9182×250 

587 

1.04 

4.0 

1051

束的溶胀作用随着流速的增加而减弱,从而导致孔径和孔容的减小。

2.3 温度对微球结构的影响规律

在不同的水浴温度下,对正辛烷和液体石蜡体系均进行了实验,制备得到的微球如图6和图7

·

517· 第2期 施航等:微通道内双重孔结构SiO2微球的制备

图7 不同温度下制备的微球截面SEM照片(

液体石蜡体系)Fig.7 Section SEM photographs of microspheres prepared in different temperature(liquid paraffin sy

stem) 

所示。由图可知,对于两种体系而言,随着水浴温度的升高,微球截面处的网状大孔孔径会变小,SiO2骨架也会变细。介孔材料的合成是需要大分子物质作为模板剂的,在本实验中,作为模板剂的甲基纤维素(MC)水凝胶的空间网络结构对于二氧化硅微球的大孔起着决定性的作用。

根据相关文献的报道[

13-

15],在一定的甲基取代度范围内,MC具有水溶性,且能够发生对于温度可逆的相转变。在水相的制备过程中,MC溶解在水中的形态是随机卷曲分子链,链与链之间被有序水分子层包围,只有较弱的相互作用。如图8所示,在较高温度下,氢键作用被削弱,水分子会离开MC分子链的表面,而MC本身侧链末端存在

着疏水基团,温度的升高使疏水基团之间的相互作用得到增强,从而导致原本随机卷曲的分子链相互聚集,形成网络结构。由于处于水溶液中,MC亲水基团向外,疏水基团向内,亚微米级的SiO2粒子表面的硅羟基会和MC外部的亲水基团发生相互作用,堆积于网络结构上。随着温度的升高,MC的聚集体变小,因此堆积产生的大孔也会随之变小。

将实验所得的不同温度下的液体石蜡体系制备的SiO2微球的B

ET结果列于表3

。图8 甲基纤维素的凝胶机理

[16]

Fig.8 Gelation mechanism of methy

l cellulose[16]

表3 凝胶温度对于微球的影响

Table 3 Influence of gelation temperature on microsp

heresTemp

erature/℃Structural p

arametersPore volume/ml

·g-1

Pore 

diameter/nmSpecific surface/m2·g

-140 1.51 6.5 93450 2.16 9.2 94060 

2.50 

10.9 

923

由表3可知,随着水浴温度的升高,SiO2微球介孔孔径和孔容都有较大程度的增大,但比表面积变化不大。正如之前所述,微球的介孔主要受到胶束直径大小的影响,随着温度的升高,进入胶束的溶剂量会增大,胶束的溶胀作用更为显著,造成孔径和孔容都变大,而比表面积变化不大;同时凝胶温度会影响硅溶胶的沉淀平衡常数,进而影响二氧化硅的过饱和度。温度上升时,沉淀平衡常数随之变大,过饱和度减小,因此生成的初级粒子比低温时更大,堆积形成的介孔孔径也会增加。

3 结 论

(1

)在微通道中使用正辛烷和液体石蜡两种有机相溶剂,制备了具有双重孔结构的SiO2微球。制备得到的SiO2微球粒径在3

00~600μm可调,比表面积可达到1000m2·g-1

,介孔孔径在4~10

nm之间,大孔孔径在400~1500nm之间。

(2

)有机相溶剂性质的不同会对微球的粒径及大孔结构造成很大的影响,使用液体石蜡体系制备的微球有着更为紧密的网状结构和更小的大孔。

(3)有机相流速对SiO2微球的粒径有较大影响,对介孔平均大小的影响很小,较大的有机相流速更容易生成松散的网状大孔结构。

(4)不同温度下制备的SiO2宏观形貌有较大差异;温度的升高会增大微球介孔的孔容和孔径。

·

617·化 工 学 报 第6

4卷 

References

[1] Davis M E.Ordered porous materials for emergingapplications[J].Nature,2002,417(6891):813-821[2] Stein A.Advances in microporous and mesoporous solids-highlights of recent progress[J].Advanced Materials,

2003,15(10):763-775

[3] Beck J S,Vartuli J C,Roth W J,et al.A new family ofmesoporous molecular-sieves prepared with liquid-crystal

templates[J].J.Am.Chem.Soc.,1992,114(27):

10834-10843

[4] Kresge C T,Leonowicz M E,Roth W J,et al.Orderedmesoporous molecular-sieves synthesized by a liquid-crystal

template mechanism[J].Nature,1992,359(6397):

710-712

[5] Carn F,Colin A,Achard M F,et al.Inorganic monolithshierarchically textured viaconcentrated direct emulsion and

micellar template[J].J.Mater.Chem.,2004,14(9):

1370-1376

[6] Sun J H,Shan Z,Maschmeyer,et al.Synthesis of bimodalnanostructured silicas with independently controlled small

and large mesopore sizes[J].Langmuir,2003,19(20):

8395-8402

[7] Nakanishi K.Pore structure control of silica gels based onphase separation[J].Journal of Porous Materials,1997,

4(2):67-112

[8] Wassen S,Rondeau E,Sott K,et al.Microfluidicproduction of monodisperse biopolymer particles with

reproducible morphology by kinetic control[J].Food

Hydrocolloids,2012,28(1):20-27

[9] Wang X,Takebayashi S,Bernardin E,et al.Microfluidicextraction and stretching of chromosomal DNA from single

cell nuclei for DNA fluorescence hybridization[J].

Biomedical Microdevices,2012,14(3):443-451

[10] Zhai Z,Wang Y J,Chen Y,et al.Fast adsorption andseparation of bovine serum albumin and lysozyme using

micrometer-sized macromesoporous silica spheres[J].

Journal of Separation Science,2008,31(20):3527-3536[11] Zhai Z,Chen Y,Wang Y J,et al.Chiral separationperformance of micrometer-sized monodispersed silica

spheres with high protein loading[J].Chirality,2009,

21(8):760-768

[12] Zhao J Q,Wang Y J,Luo G S,et al.Immobilization ofpenicillin G acylase on macro-mesoporous silica spheres[J].

Bioresource Technology,2011,102(2):529-535

[13] Hussain S,Keary C,Craig D Q M.A thermorheologicalinvestigation into the gelation and phase separation of

hydroxypropyl methylcellulose aqueous systems[J].

Polymer,2002,43(21):5623-5628

[14] Takahashi M,Shimazaki M.Formation of junction zones inthermoreversible methylcellulose gels[J].Journal of

Polymer Science Part B-Polymer Physics,2001,39(9):

943-946

[15] Kobayashi K,Huang C I,Lodge T P.Thermoreversiblegelation of aqueous methylcellulose solutions[J].

Macromolecules,1999,32(21):7070-7077

[16] Li L,Thangamathesvaran P M,Yue C Y,Tam K C,HuX,Lam Y C.Gel network structure of methylcellulose in

water[J].Langmuir,2001,17(26):8062-806

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 第2期 施航等:微通道内双重孔结构SiO2微球的制备

微纳光学结构及应用

1引言微纳光学主要指微纳米尺度的光学效应,以及利用微纳米尺度的光学效应开发出的光学器件、系统及装置。微纳光学不仅是光电子产业的重要发展方向之一,也是目前光学领域的前沿研究方向。微纳光学的发展是由大规模集成电路工艺水平的进步所推动的。早在20世纪50年代,德国著名教授A.W.Lohmann [1]就考虑到利用光栅的整体相移技术对光场相位编码,以实现对光波的人工控制。1964年夏季,A.W.Lohmann 教授指导大学生Byron ,利用IBM 当时先进的制版设备演示了世界上第一张计算机全息图。随后的衍射光学进展都可以看作是人为地控制或改变光的波前,从这个意义上说,这个工作具有革命性的意义。随着半导体工艺技术的进步,微米尺度的任意线 宽都可以加工出来。由此,达曼提出一种新型的微光学分束器件,后人叫做达曼光栅[2]。达曼光栅通过任意线宽的二值相位调制,将一束激光分成多束等强度的激光。其制作充分利用了微电子工艺技术,是一个典 型的微光学器件[3]。 达曼光栅一般能产生一维或者二维矩阵的光强分布。周常河等[4]提出了圆环达曼光栅,也就是不同半径的圆孔相位调制,实现多级等光强的圆环分布。我们知道,圆孔的傅里叶变换是贝塞尔函数,而矩形的傅里叶变换是SINC 函数,因此,虽然达曼光栅和圆环达曼光栅的物理本质一样,但是其数学处理却不相同[5]。随着制造技术水平的进步,出现了一些纳米光学领域的新概念:光子晶体(Photonic Crystal )[6]、 表面微纳光学结构及应用 Micro-&Nano-Optical Structures and Applications 摘要简短回顾微纳光学的几个重要研究方向,包括光子晶体、表面等离子体光学、奇异材料、负折射、隐身以及 亚波长光栅等。微纳光学不仅成为当前科学的热点研究领域,更重要的是,微纳光学是新型光电子产业的 发展方向,在光通信、光存储、激光核聚变工程、激光武器、太阳能利用、半导体激光、光学防伪技术等诸多 领域,起到了不可替代的作用。 关键词微纳光学;纳米制造;微纳光学产业 Abstract Important areas of micro -and nano -optics are introduced,which include photonics crystal, plasmonics,metamaterials,negative -index materials,cloaking,subwavelength gratings and others. Micro -and nano -optics is not only the hot subject of the current scientific research,and more importantly,it reflects the new direction of the optoelectronics industry,which will be widely used in optical communications,optical storage,laser fusion facility,laser weapon,utilization of solar energy, semiconductor laser,optical anti-faking and others areas. Key words micro-&nano-optics;nanofabrication;micro-&nano-optical industry 中图分类号TN25doi : 10.3788/LOP20094610.0022

微通道板及其主要特征性能

文章编号:1002-2082(2004)05-0025-05 微通道板及其主要特征性能 潘京生 (北方夜视技术股份有限公司南京分公司,江苏南京 210006) 摘 要: 简要描述了微通道板的工作原理,介绍了微通道板的主要特征性能及其工作参数,包括厚度、开口面积比、增益及增益均匀性、动态范围、噪声、工作寿命和空间分辨率等,阐述了这些特征性能和参数彼此间的相互关联和相互制约的特殊关系。在此基础上,对影响和制约微通道板名个特征性能和参数的特殊关系及因素作了详细分析。这项工作对进一步认识和协调处理微通道板的各种特征性能和参数有着非常积极的作用。 关键词: 微通道板;增益;噪声因子;像增强器 中图分类号:TN223 文献标识码:A Microchannel Plates And Its Main Characteristics PAN Jing-sheng (No r th Night V isio n Techno log y Ltd.Co.,N anjing Branch,Na njing210006,China) Abstract:The w o rking principle o f micro channel pla te(M CP)is described briefly.The main perfo rma nce char acteristics and its wo r king para meters ar e int roduced,including thickness,open a rea ra tio,gain unifo rmity,dy namic r ang e,w o rking life a nd r eso lution e tc.Th e r elationship betw een these perfo rmances characte ristics a nd par ameter s is pr esented.On the basis o f the presentation mentio ned a bov e,a specific rela tio nship a nd facto rs,which a ffec t pa rame ters,is analysed.T he fur the r under sta nding and pro cessing o f the relatio nship betw een M CP'S main cha racteristic perfo r ma nces and pa rameter s ar e mor e sig nificant for the M C P's pro ductio n a nd application. Keywords:M CP;g ain;noise fig ure;imag e intensifier 引言 微通道板是于20世纪60年代末开发成功的一种简单紧凑的电子倍增器件,可以探测带荷粒子、电子、X射线和UV光子,具有低功耗、自饱和、高速探测和低噪声等优点,并以多种形式应用于各类探测器中。 微通道板的形状如一聚集了上百万个细微的平行空心玻璃管的薄圆片,每一空心管通道的作用犹如一个连续的打拿极倍增器,薄片两端面镀有镍铬金属薄膜。外环为一圈镀有镍铬金属薄膜但没有通道的实体边,用于提供良好的端面接触以便施加电压。微通道板必须工作于真空环境中,因其工作机理是利用通道内表层产生二次电子,在薄片两面加上电压。当电子或其它粒子以一定能量撞击低电势输入面的通道内壁时产生二次电子,二次电子在场强的作用下沿着通道加速前进。重复多次碰撞过程,最后在高电势的输出端面产生大量的电子,这个过程被形象地比喻为“电子雪崩”,如图1 所 图1 微通道板工作原理示意图 Fig.1 Schematic diagram of work ing principle f or MCP 示。这个倍增器件的增益取决于施加的电压值、长径比和通道内壁材料的二次电子发射特性。通过 收稿日期:2003-04-18; 修回日期:2003-08-10 作者简介:潘京生(1965-),男,北京人,高级工程师,主要从事微通道板和光纤倒像器的设计开发和制作工作。 · 25· y yg x205901@sina.co m 应用光学 J.Applied O ptics Sept.2004,25(5):25-29

游泳-自由泳动作结构与技术要点

游泳-自由泳动作结构与技术要点 自由泳,其动作结构比较合理、省力、阻力小,是当前速度最快的一种游泳姿势。 一、动作结构与技术要点 (一)身体姿势 自由泳时身体俯卧在水面成流线型,背部和臀部的肌肉保持适当的紧张度,在游进中保持头部平稳,躯干围绕身体纵轴有节奏的自然转动35゜~45゜。 (二)腿部动作 自由泳腿部动作虽有一定的推进力,但主要起平衡作用,保持身体的稳定和协调双臂做有力地划水。要求两腿自然并拢,脚稍内旋,踝关节关松,以髋关节为轴,由大腿带动小腿和脚掌,两腿交替做鞭打动作,两脚尖上下最大幅度约30~40厘米,膝关节最大屈度约160゜。 (三)臂部动作 自由泳是臂部动作是推动身体前进的主要动力。以一个周期分为入水、抱水、划水、出水和空中移臂不个不可分割的阶段。 1.入水:完成空中移臂后,手在控制下自然放松入水。手的入水点一般在身体纵轴和肩关节的前后延长线之间。入水时手指自然伸直并拢,臂内旋使肘关节抬高处于最高点,掌手斜向外下方,使手指首先触水,然后是小臂,最后是大臂自然插入水中。 2.抱水:臂入水后,在积极向下方插入的过程中,手掌从向斜外下方转向斜内后方并开始屈腕、屈肘,肘高于手,以便能迅速过渡到较好的划水位置。抱水结束,手掌已经接近对水,肘关节屈至150゜左右,整个手臂像抱着一个大圆球似的为划水作准备。 3.划水:划水是发挥最大推进作用的主要阶段,其动作过程可分为拉水和推水两个部分。紧接抱水阶段进入拉水,这时要保持抬肘,并使大臂内旋。同时继续屈肘,使手的动作迅速赶上身体的前进速度,能使水动作造成合理的动作方向呼路线,同时,也使主要肌肉群在良好的工作条件下进入推水动作,拉水至肩的垂直平面后,即进入推水部分,这时肘的屈度约100゜左右。大臂在保持内旋姿势,带动小臂,用力向后推水。同时,使肩部后移,以加长有效的划水路线。向后推水有一个从屈臂到伸臂的加速过程,手掌从内向上,从下向上的动作路线加速划至大腿旁。整个划水动作,手的轨迹始于肩前,继之到腹下,最后到大腿旁,呈s形。 4.出水:划水结束时,掌心转向大腿,出水时小指向上,手臂放松,微屈肘。由上臂带动,肘部向外上方提拉带前臂和手出水面,掌心转向后上方。出水动作必须迅速而不停顿,同时应该柔和、放松。 5.空中移臂:紧接出水不停顿地进入空中移臂,移臂时,肘高于手 6.两臂配合:自由泳时两臂划水发生的交叉位置有前交叉、中交叉和后交叉三种类型。前交叉是指一臂入水时,另一臂已前摆至肩前方与平面成30゜左右。前交叉有利于初学者掌握自由泳动作和呼吸。中交叉是指一臂入水时,另一臂处在向内划水阶段与水平面成90゜。后交叉是指一臂入水时,另一臂划至腹下,手与水平面成150゜左右。 (四)臂、腿和呼吸和配合技术 自由泳时,一般是在两臂各划水一次的过程中进行一次呼吸,以向右边吸气为例:右手入水后,嘴和鼻开始慢慢呼气。右臂划水至肩下,开始向右侧转头和增大呼气量。右臂推水即将结束,则用力呼气。右臂出水时,张嘴吸气,至空中移臂的前半部为止,并开始转头还原。然后,直至臂入水结束,有一个短暂的闭气过程,脸部转向前下。头部稳定时,右臂入水,再开始下一慢慢呼气的过程。 自由泳的呼吸与臂、腿配合,初学者一般者采6:2:1的方法,即呼吸一次、臂划两次、腿打6次,这种配合方法易保持平衡和协调掌握自由泳技术。 二、练习方法 (一)腿部动作练习 1.陆地模仿练习

先进制造技术的发展及体系结构

先进制造技术的发展及体系结构 目录 摘要 (3) 关键词 (3) 1 知识经济条件下制造业的发展 (3) 1.1 制造系统的定义和内涵 (3) 1.2 制造业的发展 (3) 1.3 制造业的变革及挑战 (3) 2 先进制造技术的技术构成及特点 (4)

2.1 先进制造技术的定义 (4) 2.2 先进制造技术的技术构成 (4) 2.3 先进制造技术的特点 (4) 3 先进制造技术的分类 (5) 4 先进制造技术在国内外的发展 (5) 4.1 发达国家制造业的发展 (5) 4.2先进制造技术在我国的发展 (5) 5 先进制造技术的发展趋势及技术前沿 (6) 5.1 先进制造技术的发展趋势 (6) 5.2 先进制造技术的技术前沿 (6) 6总结 (6) 参考文献 (7)

先进制造技术的发展及体系结构 摘要:介绍了什么是先进制造技术,阐述了在当今社会条件下先进制造技术的 重要作用,综述了国内外先进制造技术的发展,讨论了先进制造技术的内涵、特点、体系结构及分类,指出我国先进制造技术的优先发展方向。 关键词:制造业;制造系统;先进制造技术 1 知识经济条件下制造业的发展 1.1 制造系统的定义和内涵 制造系统是制造业的基本组成实体。制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变成产品的有机整体,称为制造系统。制造系统从结构、功能、过程三个方面又有各自不同的定义。制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。 1.2 制造业的发展 在知识经济条件下,制造业正在发生质的飞跃,制造业成为参与市场竞争的主体,是国民经济的支柱产业。知识经济对制造工业的影响表现在对产品和消费观念的改变,产品设计和制造过程的数字化和智能化,以及经营和制造活动的全球化等。越来越多的人认识到一个没有工业基础和制造业的城市是没有根基的城市。 1.3 制造业的变革及挑战 科学技术的发展和市场需求的不断变化,促进制造业生产规模沿着“小批量"少品种大批量"多品种变批量”方向发展,资源配置沿着“劳动密集-设备密集-信息密集-知识密集”的方向发展,生产方式沿着“手工-机械化-刚性流水自动化-柔性自动化-智能自动化”方向发展。 传统的制造业是建立在规模经济的基础上。靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率。但这种条件不能满足当今市场对产品花色品种和交货期的要求,为此工业经济时代对传统制造业提出了严峻的挑战。其特点是:产品生命周期缩短;用户需求多样化;大市场和大竞争;交货期成为竞争的第一要素;信息化和智能化;人的知识、素质和需求的变化;环境保护意识的增强与可持续发展。这些都促进

简答运动技术概念和基本特征及分类

王健体育教学104571305011 简答运动技术概念和基本特征及分类 概念: 运动技术即是完成体育动作的方法,也是决定运动员竞技能力水平的重要因素。参加不同体育项目的活动,需完成不同的动作,即需要学习和掌握不同的技术。合理地、正确的运动技术须符合运动规则的要求,有利于运动员的生理、心理能力得到充分发挥,有利于运动员去的好的竞技效果。 各个运动项目的各种动作,都有符合人体运动力学基本原理的标准技术及规范要求;但对每名运动员来说,又必须依据个体的生物学特点,选择和掌握具有个人特征的运动技术,才能更为有效的参与运动竞技。 基本特征: 1.运动技术的不可分割性 2.运动技术不断发展的必然性 3. 运动技术相对稳定与即使应变的统一性 4.运动技术的个体差异性 分类: 运动技能可分为闭式和开式两类。 分类闭式运动技能开式运动技能 时序特征严格时序性随环境变化 动作结构周期性多样性 反馈信息本体感觉多种分析器(视觉) 论述运动技术原理 (一)生物学原理 目前一般认为,运动技术形成的生理机制,是运动条件反射暂时性的神经联系,是以大脑皮质运动为基础。学习和掌握运动技术的生理学本质就是建立运动条件反射。 (二)生物力学原理 运动生物力学认为,运动技术的生物力学原理就是以下基本要素合理适宜匹配的结果,即身体萎缩,关节角度,身体及肢体的位移、运动时间、速度及加速度;用力大小及方向,用力的稳定性及动态力的变化速率;人体各环节的相互配合方式;增大动力利用率及减少组里的技巧。 (三)心理学原理 运动技术的心理学机制,目前已受到人们广泛关注。运动技术学习与形成所需要的心理能力,认知心理的形成与发展,表象的形成于运用都对学习和掌握运动技术有着重要的作用。 (四)社会学原理 运动技术服从于美学原理。“运动美”从某种意义上讲,就是技术美、动作美。在技能主导类表现难美类项群技术训练中,对技术美的要求尤为严格。

配网自动化的体系结构及其实现技术详细版

文件编号:GD/FS-5105 (安全管理范本系列) 配网自动化的体系结构及其实现技术详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

配网自动化的体系结构及其实现技 术详细版 提示语:本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 1、配网自动化的体系结构 (1)配网自动化的基本问题: 尽管我国的配电网自动化工作目前已进入试点实施阶段,但对于配电自动化的认识仍然众说纷纭,下面仅对配网自动化的概念、目标、范围阐述本文的观点: a.概念:配电网自动化首先表现为一种集成化自动化系统,它在在线(实时)状态下,能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行。 b.目标:提高供电可靠性、改善电能质量和提高运行管理效率(经济运行)。

c.范围:以10kV干线馈线自动化为主,覆盖了400V低压配电台区自动化,延伸到用户集中抄表系统。 (2)配网自动化的体系结构: 配网自动化是一项系统工程,完整的配电网自动化系统包含了四个主要环节:供电网络、远动系统、通信系统、主站网络。目前存在的误区之一:过分强调自动化及软件功能,忽略电网的根本需求。 (3)实施配网自动化的技术原则: a.可靠性原则:实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性,实现高度可靠的配网自动化系统要遵循以下原则:①具有可靠的电源点(双电源进线、备自投、变电所自动化)。②具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路)。③具有可靠的设备(一次智能化开关、二次户外FTU、TTU)。④具有可靠

最佳动作技术

相向运动:相向运动动作是指身体一部分向某一方向运动(转动)时,身体的另一部分会同时产生反方向的运动(转动)。 稳定角:稳定角是指重力作用线和重心至支撑面边缘相应点的连线间的夹角 平衡角:表示人体在这一方位上总的稳定度 自由度:描述物体运动状态的独立变量的个数。 刚体:由相互之间距离始终保持不变的许多质点组成。 转动惯量:描述转动体保持其原有转动状态能力的物理量。 最佳动作技术:指考虑了运动员的个体差异,应用一般技术原理,以达到最理想的运动成绩。既有共性又有个性特征的运动技术 参照系:又称参考系,是指描述个体是否运动时,所选定的作为参考标准的物体灬物体群。鞭打动作:人体上肢开放运动链中各环节由近端到远端依次发力和制动,即像鞭子一样。肌肉松弛:被拉长的肌肉张力随时间的延长而下降的特性。 动作结构:运动时所组成的各动作间的相互联系相互作用的方式或顺序。 动作系统:不同运动项目的动作技术,都是由若干单一动作组成的,大量单一动作按不同规律组成成套的动作技术,这成套的动作技术叫做动作系统 1.运动生物力学:运动生物力学是生物力学的一个重要分支,是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。它是将体育运动中人体(或器械)复杂的运动形式及变化规律结合力学和生物学的原理进行研究的一门学科。 2.跳高运动员起跳肢体摆动动作的作用以下五点: ①可以提高起跳离地瞬间的身体重心高度 ②迈步放脚时由于向上摆动作用可增加起跳腿的制动效果 ③人体向上的摆动引起的相向运动可加大支撑反作用力 ④向上摆动动作的制动,其惯性增大垂直速度 ⑤摆动动作是完成起跳的先导,是身体腾起后绕纵轴旋转的桥梁 3.人体平衡的特点 1)、人体不能处于绝对静止状态 2)、人体内力在平衡中起重要作用 3)、人体平衡受心理因素的影响 4)、人体的姿势的改变可以调节平衡。 4.蹲踞式起跑3点优势 ⒈可以尽量减小人体向前方的稳定角,有利于人体快速突破人体原有的静止平衡状态 ⒉可以给下肢动力肌群赋予一个适当的初长度,使肌肉收缩时产生较大的力量,同时还可以提高肌肉弹性势能 ⒊可增大蹬地的水平分力,有利于人体速度增加 助跑的作用在于起跑前赋予人体适宜的运动速度,使人体获得动能→ⅰ助跑速度是起跳后人体腾起速度的重要组成部分ⅱ为缩短起跳及增大起跳力创造条件ⅲ提高肌肉的弹性势能 5在下蹲之后的纵跳实验中,有停顿的纵跳高度小于无停顿(不加摆臂)的纵跳高度的原因是什么?其原因是停顿是肌肉及肌腱中的弹性成分产生了松弛,如果停顿时间大于松弛时间,则肌肉产生的被动张力完全耗散掉,后继动作就只能单纯依靠肌肉收缩力来完成。 6转动惯量:P46 7.足球大脚传球为什么直腿而不是屈腿?

微囊1

微囊、微球与脂质体制剂特点、组成 及质量控制 阜新市第二人民医院 王艳梅

微囊、微球、脂质体制剂特点、组成及质量控制 阜新市第二人民医院王艳梅 微囊、微球与脂质体制剂系指药物与适宜的辅料,通过微型包囊技术制得微囊、微球与脂质体,然后再按临床不同给药途径与用途制成的各种制剂。 药物制成微囊、微球与脂质体后,可掩盖药物的不良气味与口味,提高药物的稳定性,防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激,可将液态药物固态化以便运输、应用与贮存,可减少复方药物的配伍变化,可使制剂具有缓释性、控释性,有的还具有靶向性。 微囊、微球与脂质体可作为药物载体,其中具有靶向性药物载体的制剂通常称为靶向制剂。靶向制剂可使药物浓集于或接近靶组织、靶器官,提高疗效并显著降低对其他组织、器官及全身的毒副作用。 靶向制剂的释药情况分为3类:①一级靶向制剂,系指进入靶部位的毛细血管床释药;②二级靶向制剂,系指药物进入靶部位的特殊细胞(如肿瘤细胞)释药,而不作用于正常细胞;③三级靶向制剂,系指药物作用于细胞内的一定部位,如药物与受体形成复合物,经受体介导进入细胞释放药物。 一、药物载体的类型 (1)微囊系指固态或液态药物被辅料包封成的微小胶囊。通常粒径在1~250μm之间的称微囊,而粒径在10~1000nm之间的称纳米囊。 (2)微球系指药物溶解或分散在辅料中形成的微小球状实体。通常粒径在1~250μm 之间的称微球,而粒径在10~100nm之间的称纳米球。 二、常用辅料 通常可分为以下3类。 (1)天然材料在体内可生物降解、生物吸收,如明胶、蛋白质、淀粉、磷脂、胆固醇等。 (2)半合成材料在体内不可生物降解,如甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素盐、羟丙甲纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维索等。 (3)合成材料分为在体内可生物降解与不可生物降解两类。可生物降解材料应用较广的如聚乳酸、聚氨基酸、聚羟基丁酸酯、乙交酯-丙交酯共聚物、聚氰基丙烯酸烷酯等。不可生物降解的材料如聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂等。

足球头顶球技术动作结构及方法

足球头顶球技术动作结构及方法 以下是为你整理的足球头顶球技术动作介绍,希望能帮到你。 足球头顶球技术动作结构及方法1、前额正面项球前额正面坚硬平坦,触球面积大,它处于头的正前方和两眼上方,便于在顶球时观察来球周围情况,使击球准确有力。 (1)原地顶球技术动作方法:顶球时先选好站位,使身体正对来球方向,两脚前后开立,膝关节微屈,重心在后,两眼注视来球,判断好来球的速度,做好准备工作,两腿前后开立腰部前挺,胸部上提、下颌平收、两臂自然张开,上体后倾、身体重心放在右脚上,顶球时后脚迅速蹬地,上体由后向前摆动,在即将触击球的刹那,两腿迅速用力蹬伸,以腰腹和颈部的快速摆动主动迎击来球。 击球时,劲部肌肉保持紧张,两眼注视出球方向。 (2)跳起顶球①原地双脚起跳顶球:身体正对来球,两脚左右开立约15~20厘米,脚尖稍内转,膝关节微屈,上体稍前倾,两臂屈肘后伸,身体重心平均落在两脚上,两眼注视来球。 起跳时,两臂由后向前上方振臂,同时弓身,提胸、收下颌、两脚积极用力蹬伸,在跳起上升过程中挺胸展腹,两臂自然张开,两眼注视来球,当跳起最高点准备顶球时,身体成背弓,当球运行到身体垂直部位前的刹那,快速收腹,折体前摆并且甩头,用前额正面将球顶出,顶球后两腿自然屈膝,屈踝落地。 ②单脚起跳顶球:可做3~5步助跑,在助跑过程中判断来球运行

路线和起跳方向,起跳时,有利脚迅速蹬地,另一腿屈膝上摆,两臂自然上提,使身体向上跃起,成原地顶球预备姿势。 顶球的动作要求与跳起顶球基本相同,落地时双脚同时落地。 ③鱼跃顶球:在顶离体较远的平直球时,为了急取时间射门或解救门前危前,可以运用鱼跃顶球的方法。 动作方法是判断好来球的路线和选择好顶球点后,以单脚或双脚蹬地,身体呈水平状态前跃出,两臂微屈稍前伸,两眼注视来球,利用身体向前跃起的冲力,以前额骨正面顶球。 顶球后,身体成背弓形两臂屈肘前伸两手着地,接着以胸部、腹部和大腿依次着地。 2、前额侧面顶球前额侧面顶球的部位是前额的两侧。 这个部位虽亦坚硬,但不平坦,面积亦小,又在两眼的侧前方,顶球时摆体用力方向又与来球方向不是迎而相遇,出球力量较小。 故在击球时间,出球方向方面都难于额骨正面顶球。 其优点是动作突然,能变换出球方向,特别是前锋队员在门前得边锋传中球射门时威力更大。 (1)原地顶球:顶球前与出球方向同侧腿向前跨出一步,两膝微屈,身体重心放在后脚上,上体和头稍向异侧倾斜并转体约45°,两眼斜视来球,两臂自然张开。 顶球时,后脚蹬地,上体和头向出球方向迅速扭转,屈体甩头,在与出球方向同侧肩的前上方,用额骨侧面顶球。

微纳金属光学结构制备技术及应用_谢常青

第31卷 第9期光 学 学 报V ol .31,N o .92011年9月 ACTA OPTICA SINICA September ,2011 微纳金属光学结构制备技术及应用 谢常青 1,2  朱效立 1,2  牛洁斌 1,2  李海亮 1,2  刘 明 1,2  陈宝钦 1,2  胡 媛 1,2  史丽娜 1,2 1中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术研究室,北京1000292 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室,北京100029 摘要 微纳光学结构制备技术一直是微纳光子学器件发展的技术瓶颈。针对微纳光学结构制备技术向小尺寸、高精度和广泛应用发展的趋势,报道了基于电子束、X 射线和接近式光学的混合光刻制作微纳金属光学结构技术。针对微纳光子学器件复杂图形开发了微光刻数据处理体系,基于矢量扫描电子束光刻设备在自支撑薄膜上进行1×高分辨率图形形成,利用X 射线光刻进行高高宽比微纳图形复制,再利用低成本接近式光学光刻技术进行金属加强筋制作。还报道了自支撑X 射线金光栅衍射效率和抗振测试结果。关键词 光学制造;微纳光学结构;电子束光刻;X 射线光刻;自支撑薄膜 中图分类号 O436.1;T N 305.7 文献标识码 A doi :10.3788/AOS 201131.0900128 Micro -and Nano -Metal Structures Fabrication Te chnology and Applications Xie Changqing 1,2 Zhu Xiaoli 1,2 Niu Jiebing 1,2 Li Hailiang 1,2 Liu Ming 1,2 Chen Baoqin 1,2 Hu Yuan 1,2 Shi Lina 1,2 1 Key Laboratory of Nano -Fabrication and Novel Devices Int egrated Technology , Instit ut e of Microelect ronics ,Chinese Academy of S ciences ,Beijing 100029,China 2 Key Laboratory of Microelect ro nics Devices and Int egrated Technology ,Instit ut e of Microelect ro nics , Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100029,China Abstract Fabrication of micro -and nano -optica l structures has been the technic al bottlenec ks in the development of m icro -and nano -photonic devic es .I n order to meet the small size ,high precision and wide a pplications requirements raised by micro -and na no -optical structure fabric ation tec hnologies ,we report the electron beam /X -ray /optical mixed lithography technology for the fabrication of micro -and nano -optica l structures .Home -ma de microlithogra phy data processing technology is developed for the generation of complex patterns of micro -and nano -optical photonic devices ,1×high -resolution patterning of the membrane -type masks is carried out by a vector -scanned electron beam lithography tool ,high -aspect -ratio micro -and nano -optical patterns are replicated by X -ray lithography ,and acc urate overlay between X -ray lithography and low -cost optic al proximity lithography is carried out for the generation of metal ribs .The results of diffraction efficiency test and seismic experiment for free -standing X -ray gold gratings are also reported . Key wo rds optical fabrication ;micro -and nano -optical structures ;electron beam lithography ;X -ray lithography ;free -standing membrane OCIS co des 220.3740;130.3990;220.4241;220.4000 收稿日期:2011-05-30;收到修改稿日期:2011-07-02 基金项目:国家973计划(2007CB935302)资助课题。 作者简介:谢常青(1971—),男,研究员,博士生导师,主要从事微纳光学结构制作及衍射元件、光学掩模应用等方面的研究。E -mail :xiechangqing @ime .ac .cn 1 引 言 微纳光学结构制备技术是指将现有的大规模集成电路设备、工艺加以改进和提高,在微米到纳米尺 度范围内进行尺寸可控、定位精确、一致性好的任意光学结构加工,其目标是实现设定的光学功能。在红外、可见光、紫外、极紫外(EUV )乃至X 射线波

足球头顶球技术的动作结构一般由那几个等环节组成

足球头顶球技术的动作结构一般由那几个等环节组成。 头顶球技术的动作结构大多由移动选位,身体的摆动,头触球、触球后的跟随移动等4个环节所组成。 (1)移动选位:由于头顶球是用来处理运行的空中球的一种技术,因此要想处理好来球,首要条件是对来球速度,运行轨迹做出正确判断,选好击球点,并及时到达顶球位置和起跳位置,同时还应考虑到自己的能力和比赛当时双方的情况,只有充分地估计了这些情况后的选位,才能保证完成顶球动作。 (2)身体的摆动:身体的摆动是由身体许多部位的肌肉协调用力来完成的,其摆动顺序应是由下而上,使击球部位获得最大的速度。这是因为下端靠近支点部分开始摆动较易进行,而腿部又比较有力。腿部用力后,身体即已具备了一定的速度,这时腰腹开始用力,直至最后触球前的颈部爆发式的振摆,其速度叠加就使得最后头部触球后将具有一个很大的线速度。这样顶出的球就会力量大、速度快。 虽然身体摆动是顶球力量的主要来源,但球所受力的大小并不完全决定于用力的大小,还将受到头触球环节的准确与否,以及来球力量的大小等影响。顶出球的方向并非按照垂直碰撞的方向反射,而多与垂直反射方向成一定角度。为了准确地将球击到预定目标,必须在身体摆动时就考虑到来球方向与将要顶出的方向间的关系,使身体摆动发挥出最大的作用。 (3)头触球:这一环节的主要任务是保证顶出球的准确性,它有两层含义c一是用头的哪一部位触球,二是用头的一定部位接触球的哪一部 位。比赛中大多数情况下不是将球顶回,而是与来球方向成一定角度,并将球顶到一定距离的预定目标。所以,’在头触球时,必须使身体摆 动所获得的速度与由接触部位造成的反射方向一致并指向预定目标。如果由于比赛情况无法保证身体摆动所获得的速度与由接触部位造成的反 射方向一致,则应尽量使这两个不同的力(或速度)的合力方向指向预定目标。 头触球的时间一般应遵循如下原则,即头触球时头部所具有的线速度达到最大值,并保持到头部与球脱离接触,这样才能保证由身体各部 位参与摆动,使触球部位所产生的线速度全部作用于球上。 (4)触球后的跟随移动:跟随移动的主要作用在于顶球后帮助维持身体平衡,并可以加大出球的力量。

微纳光学加工及应用

微纳光学加工及应用 20144214004 孙奇 一、微纳光学结构 光是一种电磁波,是由同相相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动而形成的,其传播方向垂直于电场与磁场所构成的平面,电磁波能有效的传递能量和动量[1]。从低频到高频,电磁波可以分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线和γ射线等,人眼可见波长在380nm至780nm之间,如图1所示。 (a) (b) 图1. (a) 电磁波传播方式(b) 电磁波按频率分段图(图片来自网络) 传统光学只研究可见光与物质的相互作用,而现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。随着微加工技术的日臻成熟,电磁波在微纳结构中的传播,散射和吸收等性质开始逐渐被人们研究。1987年,Yabnolovich和John首次提出了光子晶体的概念[2, 3];1998年,Ebbesen 等人发现在打了周期性亚波长纳米空洞的厚金属膜上存在着超强的光投射峰,这一发现激起了对金属周期结构中表面等离激元的研究热潮[4]。从1987年至今,各领域对光学微纳结构的研究一直在迅猛发展。 1.1光子晶体 从固体物理的概念中可以得知,当电子在周期性的势场中运动时,由于电子受到周期性势场的布拉格散射的作用形成了电子的能带结构,同时电子的能带与能带之间在一定的晶格条件下将存在带隙。在带隙能量范围内的电子其传播是被禁止的。运动的电子实际上也是一

种物质波。无论何种波动形式,只要其受到相应周期性的调制,都将有类似于电子的能带结构同样也都可能出现禁止相应频率传播的带隙。 微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构,实现新型光学功能器件。1987年,Yabnolovitch和John在讨论如何抑制原子的自发辐射和光子局域的问题时,把电子的能带概念拓展到光学中,提出了光子晶体的概念。光子晶体就是规律性的三维微结构,其周期远小于波长,形成光子禁带,通过引入局部缺陷,控制光的传播与分束。同样的,固体物理晶格中的许多概念都可以类似的运用到光子晶体中,诸如倒格矢空间、布里渊区、色散关系、Bloch函数、Van Hove奇点等物理概念。由于周期性,对光子也可以定义有效质量。不过需要指出的是,光子晶体与固体晶格有相似处,也有本质的区别。如光子服从的是麦克斯韦方程,电子则服从薛定谔方程;光子是矢量波而电子是标量波;电子是自旋为1/2的费米子,而光子是自旋为1的波色子,等等。 根据空间的周期性分布的不同,光子晶体可以分为一维、二维和三维光子晶体,如图2所示。一维光子晶体的材料一般在一个方向上进行周期排列,例如传统的多层薄膜结构;二维光子晶体表现为材料在平面上进行周期性排列;三维光子晶体具有多种材料排列方式,最为经典的则为图所示的柴堆结构。 图2. 一维、二维以及三维光子晶体示意图(图片来自网络) 光在光子晶体中传播时会受到材料周期性调制而形成光子带隙,从而禁止频率落在带隙内的光在晶体中传播,因此由光子晶体做成的器件可以如愿地控制光子运动。光子晶体对光的调控作用主要体现在如下几个方面。首先,光子晶体具有光子带隙。频率落在带隙中的电磁波将禁止在晶体中传播。光子带隙有完全带隙和不完全带隙之分:完全光子带隙就是全方位光子带隙,即一定频率范围内的光波无论其偏振方向或传播方向如何都被禁止传播,如图3所示;不完全光子带隙则只能在特定方向上禁止光的传播。

射箭的基本技术与动作解析

射箭的基本技术与动作解析 发射一支箭的技术,可分解为准备—站立—举弓—开弓—撒放、收势五个环节,和与这五个环节同步进行的稳定瞄准两个过程,它们组合成了一条链状结构。每一环节都有其自身的任务,不能替代、不能忽视,更不能省略,而且还有连接相邻两个环节的承上启下的作用。也就是说,射箭各环节间是一个有机的整体,不能把各个环节机械地分割开。射箭时,运动员身体各环节的姿势位移变化微小,技术动作精细,肌肉用力复杂,因此射箭技能的形成主要靠运动员的内在感觉,自我掌握和独立运用。射箭强调的是命中率,也就是准确度要高,要求运动员的动作必须具备高度的一致性、稳定性和协调性。所以射箭是以命中环数为比赛目的技能主导类表现准确性项目。统一技术规范,以保证运动员成长过程所经过的各阶段中技术发展的连续性和一贯性,是射箭运动员成才和决定运动寿命长短的关键因素。在射箭技术中,撒放技术是最重要的一个环节。撒放就是指:在射箭过程中射手释放弓弦的一个动作。它的简单过程是:射手在拉弓过程中,当弓张开到射手固定的位置时,勾弦手指自然地让屈指肌退让,从而使勾弦手指伸直让弓弦滑出手指的一个动作。撒放是整个射箭技术的精髓,一个射手的撒放好坏直接影响到他的命中率。 射箭运动是一项比赛准确性,动作技巧要求很高的运动项目,要求动作必须具备高度的一致性、稳定性与协调性。射箭的技术动作分为以下几步:(1)调整心态;(2、站立(平行式、暴露式、隐蔽式);(3)搭箭;(4)推弓;<5)钩弦;( C})转头;(7)举弓;(8)开弓;(9)靠弦:(10)瞄准;(}l)信号片的使用;(12)持续用力;(i3)撒放;s14)动作暂留;(15)收势。 在射箭基本技术中,靠弦、瞄准、撒放是关键技术。靠弦后动作基本要求是:身体端正,心态平和,体重平均落于两脚之上;塌肩舒胸,动作层次清楚,左右用力对称;整个动作自然、轻松,稳固持久; 所谓瞄准是射手在开弓靠弦的同时,眼睛通过弓弦一侧的参照点、准星,瞄向目标的过程。弓的瞄准装置只有准星一个视点,所以选择和固定“参照点”十一分重要。动作和器械的相对位置的固定,具体地说就是眼睛和准星相对位置的固定与“参照点”是联系在一起的。 撒放质量是决定箭命中率的关键因素之一。撒放动作的基本要求是:推弓

配网自动化的体系结构及其实现技术

安全管理编号:LX-FS-A62535 配网自动化的体系结构及其实现技 术 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写:_________________________ 审批:_________________________ 时间:________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

配网自动化的体系结构及其实现技 术 使用说明:本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性,导向性的规划,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。 1、配网自动化的体系结构 (1)配网自动化的基本问题: 尽管我国的配电网自动化工作目前已进入试点实施阶段,但对于配电自动化的认识仍然众说纷纭,下面仅对配网自动化的概念、目标、范围阐述本文的观点: a.概念:配电网自动化首先表现为一种集成化自动化系统,它在在线(实时)状态下,能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行。 b.目标:提高供电可靠性、改善电能质量和提

药典-微囊、微球与脂质体制剂指导原则

中国药典2010版二部附录 微囊、微球与脂质体制剂指导原则 附录ⅪⅩ E 微囊、微球与脂质体制剂指导原则 微囊、微球与脂质体制剂系指药物与适宜的辅料,通过微型包囊技术制得微囊、微球与脂质体,然后再按 临床不同给药途径与用途制成的各种制剂。 药物制成微囊、微球与脂质体后,可掩盖药物的不良气味与口味,提高药物的稳定性,防止药物在胃内失 活或减少对胃的刺激,可将液态药物固态化以便运输、应用与贮存,可减少复方药物的配伍变化,可使制剂具 有缓释性、控释性,有的还具有靶向性。 微囊、微球与脂质体可作为药物载体,其中具有靶向性药物载体的制剂通常称为靶向制剂。靶向制剂可 使药物浓集于或接近靶组织、靶器官,提高疗效并显著降低对其他组织、器官及全身的毒副作用。 靶向制剂的释药情况分为3类:①一级靶向制剂,系指进入靶部位的毛细血管床释药;②二级靶向制剂, 系指药物进入靶部位的特殊细胞(如肿瘤细胞)释药,而不作用于正常细胞;③三级靶向制剂,系指药物作用 于细胞内的一定部位,如药物与受体形成复合物,经受体介导进入细胞释放药物。 一、药物载体的类型 (1)微囊系指固态或液态药物被辅料包封成的微小胶囊。通常粒径在1~250μm之间的称微囊,而粒 径在10~1000nm之间的称纳米囊。 (2)微球系指药物溶解或分散在辅料中形成的微小球状实体。通常粒径在1~250μm之间的称微球, 而粒径在10~1000nm之间的称纳米球。 (3)脂质体系指药物被辅料类脂双分子层包封成的微小泡囊。脂质体有单室与多室之分。通常小单室 脂质体的粒径在0.02~0.08μm之间,大单室脂质体的粒径在0.1~1μm之间,多室脂质体的粒径在1~ 5μm之间。 二、常用辅料 通常可分为以下3类。 (1)天然材料在体内可生物降解、生物吸收,如明胶、蛋白质、淀粉、磷脂、胆固醇等。 (2)半合成材料在体内不可生物降解,如甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素盐、羟丙甲纤维素、邻 苯二甲酸乙酸纤维索等。 (3)合成材料分为在体内可生物降解与不可生物降解两类。可生物降解材料应用较广的如聚乳酸、聚 氨基酸、聚羟基丁酸酯、乙交酯-丙交酯共聚物、聚氰基丙烯酸烷酯等。不可生物降解的材料如聚酰胺、聚乙烯 醇、聚丙烯酸树脂等。

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