基于原子级光滑接触面的超耐磨损微/纳机电器件的理论及相关技术研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51375263
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    81.0万
  • 负责人：
    杨兴
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Aiming at the common problems of wear and adhesion in the MEMS/NEMS devices, this project proposes the use of two atom-level-smooth contact crystalline surfaces relatively moving along some particular directions to realize innovative super wear-resistant micro/nano kinematic pairs and devices. Due to the two layer of atomic lattices relatively moving in the incommensurate state, this kind of super wear-resistant micro/nano devices based on the atom-level-smooth contact surfaces not only have the advantages of super wear-resistant and extra-low motion-resistance, but also have the characteristics of simple structures, no need for super-clean or vacuum environment and easy to batch production. This project utilizes graphite or other layer structure materials to batch manufacture the super wear-resistant micro/nano structures based on atom-level-smooth contact surfaces through micromachining methods, and then investigate the mechanism of the super wear-resistant and models, characterization of super high resolution, testing methods of wear properties and realization of the related micro/nano devices. Consequently, the theory and technology foundation of the innovative super wear-resistant MEMS/NEMS devices based on atom-level-smooth contact surfaces will be established. Besides, the high efficient and controllable drive methods and super high-resolution characterization methods developed in this project will play a certain role in promoting the research of nanometer tribology and related instruments.
针对微/纳机电器件中运动部件普遍存在的磨损、黏附等问题，本项目提出利用两个原子级光滑的晶体接触面沿某些特定方向相对运动实现晶格非公度，从而实现新型的超耐磨损的运动副和微纳机电器件。由于两层原子晶格在非公度状态下的相对运动，这种基于原子级光滑的运动接触副不仅超耐磨损、运动阻力极低，并且还具有结构简单、无需超净和真空环境、易批量制造等特点和优点。 本项目利用石墨等层状结构材料，采用微加工工艺实现原子级光滑接触面的超耐磨损微/纳结构的批量制造，研究这种新型微纳结构超耐磨损机制和模型，超高分辨表征和磨损特性测试方法以及相关器件的实现方法，从而建立基于原子级光滑接触面的新型超耐磨损微/纳机电器件的相关理论和技术基础。此外，本项目研究的高效、可控驱动及磨损状态超高分辨表征方法对纳米摩擦学以及相关仪器的研究也具有一定的促进作用。

结项摘要

磨损、黏附等问题普遍存在于微/纳机电器件中的运动部件，本项目研究利用两个原子级光滑的晶体接触面沿某些特定方向相对运动实现晶格间的非公度接触，从而实现新型的超耐磨损的运动副和微纳机电器件。首先，针对微纳开关、振荡器等微/纳机电器件的需求，提出利用两层单晶石墨材料作为微纳器件原子级光滑接触面结构，并发现当这种独特结构的上下晶面为非公度接触时，其具有超耐磨损特性。之后，研究微纳加工工艺实现原子级光滑接触面的超耐磨损微/纳结构的批量制造，同时，研究该结构作为超耐磨损微/纳器件的机制和模型。最后，研究了超耐磨损微纳结构及器件的超高分辨表征和磨损特性测试方法、实验系统搭建以及相关器件的实现方法。此外，本项目发展了一种新型的微纳胶滴打印技术，用于原子级光滑接触面的超耐磨损微/纳机电器件的工艺构筑。本研究得出的基于原子级光滑的运动接触副不仅超耐磨损、运动阻力极低，并且还具有结构简单、无需超净和真空环境、易实现批量制造等特点和优点。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
微米级超润滑石墨接触面的表征与分析
  • DOI：
    10.7498/aps.65.234601
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史云胜;刘秉琦;杨兴;董华来
  • 通讯作者：
    董华来
Continuous Jetting of Alginate Microfiber in Atmosphere Based on a Microfluidic Chip
基于微流控芯片的海藻酸盐微纤维在大气中的连续喷射
  • DOI：
    10.3390/mi8010008
  • 发表时间：
    2017-01-04
  • 期刊：
    Micromachines
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Zhao J;Xiong W;Yu N;Yang X
  • 通讯作者：
    Yang X
Extremely Sensitive SERS Detection through the One-Step Fabrication of a Composite Nanostructure of Substrate and Analyte
通过一步制造基材和分析物的复合纳米结构实现极其灵敏的 SERS 检测
  • DOI：
    10.1149/2.0051512eel
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Ecs Electrochemistry Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yang Xing;Wang Qiong;Fan Jiaorong;Zhang Min;Zhou Zhaoying;Ji Jianlong
  • 通讯作者：
    Ji Jianlong
基于柔性电极结构的薄膜电容微压力传感器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    传感技术学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姚嘉林;江五贵;邵娜;史云胜;田佳丁;杨兴
  • 通讯作者：
    杨兴
石墨平台微结构的纳米级红外光谱表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    红外技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史云胜;刘秉琦;杨兴
  • 通讯作者：
    杨兴

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    杨兴
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    常岩军

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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