硅藻结构化生物连接成形基础研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51205012
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0507.机械仿生学与生物制造
- 结题年份:2015
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2015-12-31
- 项目参与者:王宝玲; 潘俊峰; 程明龙; 隋翯; 赵一举; 饶夫刚; 黄一军;
- 关键词:
项目摘要
Biological cells or particles are in various shapes with diverse materials, providing us with abundant resources for construction of complex microstructures with excellent functions, which is difficult to be achieved by the traditional micromachining technology. Diatom cells, which are featured with multi-scaled nanoporous frustules, are one kind of excellent biomechanical materials. This project proposes a novel bio-joining forming technology for construction of complex functional microstructures using diatoms. It is a great scientific and technological challenge to mechanically join of discrete diatoms with high joining strength and no contamination from other materials in the microscale contact interface. Four kinds of bio-joing forming methods are proposed, including vapor HF assisted direct covalent joining, silicon dioxide nanofilm assisted joining, laser assisted joining by high-speed localized chemical vapor deposition, and laser assisted joining by high-speed localized solidification of spin-on glass. By improving the evaluation system for microscale shear and tensile joining strengths, we will penetrate into the relation between the chemical & physical properties of the microscale joining interface and the mechanical joining performances, which is the most important scientific issues of this project. The theoretical system of the bio-joining forming technology will be built. The bio-joining forming technology for diatom structuralization is an inovation from the basis of manufacturing technology, which has a broad prospect in microfludics, nano-optics and electromagnetics.
生物细胞微粒形状丰富、材质多样,为人类提供了丰富的构形资源,经连接可构造出传统微细加工方法无法比拟的生物基复杂功能结构。本项目以多级多层微纳孔隙结构的硅藻为例,以实现硅藻复杂功能结构为目标,提出硅藻结构化生物连接成形方法,挑战硅藻间微纳连接的科学技术难题。为实现不引入其他材质的硅藻接触点局部高强度连接,提出气相氢氟酸辅助共价键直接连接、二氧化硅纳米膜沉积连接、激光束辅助高速定点化学气相沉积连接、激光束辅助旋涂玻璃定点固化连接等四种连接方法;完善硅藻连接抗拉伸和剪切强度的微操作表征平台,研究三维微纳界面下生物连接的界面特征与机械连接性能的关系等关键科学问题;初步建立生物连接成形工艺及理论体系。硅藻结构化生物连接成形是制造方法上的基础性创新,在微流体、微光学、电磁学等方面有重要的应用前景。
结项摘要
生物细胞微粒形状丰富、材质多样,为人类提供了丰富的构形资源,经连接可构造出传统微细加工方法无法比拟的生物基复杂功能结构。本项目以多级多层微纳孔隙结构的硅藻为例,以实现硅藻复杂功能结构为目标,提出硅藻结构化生物连接成形方法,挑战硅藻间微纳连接的科学技术难题。为实现不引入其他材质的硅藻接触点局部高强度连接,研究三维微纳界面下生物连接的界面特征与机械连接性能的关系等关键科学问题。.项目的主要研究内容有:.(1)研究硅藻批量化直接连接工艺与机理,构建硅藻结构化生物连接成形连接强度表征系统。.(2)研究SiO2 中间层高速定点形成机理,实现在硅藻壳体间的同材质中间层间接连接。.(3)硅藻结构化生物连接成形性能表征与综合评价,探索生物连接成形复杂接微结构的工程化应用。.项目整体按原计划进行研究,并取得一下四个方面的进展:硅藻点结构连接成形、硅藻面结构连接成形、硅藻微结构转移技术、硅藻结构化连接的工程应用探索。在这四个方面既有工艺机理的研究,也有对硅藻微结构的表征研究。.本项目执行以来,出版专著1部,发表SCI检索论文4篇,参加国际学术交流2次。硅藻结构化生物连接成形是制造方法上的基础性创新,在微流体、微光学、电磁学等方面有重要的应用前景。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Bonding of diatom frustules and Si substrates assisted by hydrofluoric acid
氢氟酸辅助硅藻壳与硅基底的粘合
- DOI:10.1039/c3nj01061a
- 发表时间:2014-01-01
- 期刊:NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
- 影响因子:3.3
- 作者:Pan, Junfeng;Wang, Yu;Zhang, Deyuan
- 通讯作者:Zhang, Deyuan
Characterization on the fatigue performance of a piezoelectric microvalve with a microfabricated silicon valve seat
微加工硅阀座压电微型阀的疲劳性能表征
- DOI:10.1088/0960-1317/24/1/015013
- 发表时间:2013
- 期刊:Journal of Micromechanics and Microengineering
- 影响因子:2.3
- 作者:Jiang, Yonggang;Zhang, Deyuan;Zhao, Yiju;Sun, Xiujuan
- 通讯作者:Sun, Xiujuan
Structural and Mechanical Characterization of Atrina Pectinata and Freshwater Mussel Shells
Atrina Pectinata 和淡水贻贝壳的结构和机械特性
- DOI:10.1016/s1672-6529(14)60120-7
- 发表时间:2015-04
- 期刊:Journal of Bionics Engineering
- 影响因子:--
- 作者:Lv, Jianlu;Jiang, Yonggang;Zhang, Deyuan
- 通讯作者:Zhang, Deyuan
A piezoelectric microvalve with a flexure-hinged driving frame and microfabricated silicon sealing pair
一种带有挠曲铰链驱动框架和微加工硅密封副的压电微型阀
- DOI:10.1016/j.mechatronics.2014.06.002
- 发表时间:2014-08
- 期刊:Mechatronics
- 影响因子:3.3
- 作者:Lv, Jianlu;Jiang, Yonggang;Chen, Huawei;Fu, Jianchao
- 通讯作者:Fu, Jianchao
Biopattern transfer using diatom frustules for fabrication of functional micro/nanostructures
使用硅藻壳进行生物模式转移来制造功能性微/纳米结构
- DOI:10.1117/1.jmm.14.1.014502
- 发表时间:2015
- 期刊:Journal of Micro/ Nanolithography, Mems, and Moems
- 影响因子:--
- 作者:Pan, Junfeng;An, Zhonglie;Cai, Jun;Zhang, Deyuan
- 通讯作者:Zhang, Deyuan
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其他文献
基于硅藻微纳结构的生物制造
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:Chinese Science Bulletin
- 影响因子:--
- 作者:张德远;王瑜;蔡军;潘骏峰;姜兴刚;蒋永刚
- 通讯作者:蒋永刚
中国减贫策略中的微观政策
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:经济问题.第5期.22-24,2006
- 影响因子:--
- 作者:蒋永刚;何晓琦
- 通讯作者:何晓琦
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