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對于各種顆粒、纖維增強復合材料，目前主要采用大規(guī)模的宏觀力學實驗尋找力學性能變化規(guī)律，進而為提高材料力學性能提供支持，實驗繁雜，周期長，投入大。采用顯微鏡原位力學性能測試方法，對復合材料在各種外力作用下的破壞過程進行細觀觀測，有助于對填料、纖維的增強效果及其對復合材料力學性能的影響進行研究，進而探尋影響材料力學性能的主要因素，可大大節(jié)約開發(fā)成本，提高開發(fā)效率。但目前國內所具有的細觀力學性能觀測條件主要利用帶有原位加載臺的掃描電鏡技術，該實驗系統(tǒng)成本昂貴，國內僅有少數(shù)幾家科研院所擁有此設備，主要適于科

鈦及鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、非磁性、線膨脹系數(shù)小等多種優(yōu)點，特別是其比強度，在已有的材料中幾乎是最高的，因此，鈦主要應用在航空領域中以降低飛行器重量。隨著科技的發(fā)展，原來的鈦合金在某些方面已經不能滿足現(xiàn)代航空、航天的需求。鈦基復合材料既保持了鈦的優(yōu)良性質又具有比鈦更高的比強度和比模量，可望成為航空航天與其它高技術領域中重要的結構材料。其中，原位自生復合材料，增強相是通過外加的化學元素之間發(fā)生化學反應而生成的。與傳統(tǒng)的外加法制得的復合材料相比，原位自生鈦基復合材料表現(xiàn)出以下優(yōu)點：制備工藝簡單，可以用鈦合金傳統(tǒng)的冶煉和加工的設備制備大尺寸的鈦基復合材料，因此易于工業(yè)化生產；增強體和基體在熱力學上穩(wěn)定，因此在高溫工作時，性能不易退化；避免了外加法帶來的界面污染等問題；原位生成的增強相在基體中分布均勻，表現(xiàn)出優(yōu)良的機械性能。而TiC和TiB共同的特點是：熔點高，比強度、比剛度高和化學穩(wěn)定性好；物理和機械性能優(yōu)良；與鈦基體之間的熱膨脹系數(shù)差別小。因此TiC和TiB是鈦合金中較為理想的增強體，通過本研究開發(fā)的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料，具有優(yōu)良的機械性能。

本發(fā)明公開了一種鈦金屬表面原位合成 TiC-DLC 復合涂層的方法，將 Ti 靶置于鍍膜室內，并通入 烴類氣體，對鍍膜室抽真空并保持 100~400°C溫度，采用電弧離子鍍使 Ti 離子從 Ti 靶蒸發(fā)出來，同時 利用電弧放電離化烴類氣體，從而在 Ti 靶形成 TiC 摻雜的 DLC 復合涂層。本發(fā)明采用原位合成技術在 Ti 靶材表

近年來，原位環(huán)境透射電子顯微鏡（ETEM）成為了一種重要的表征手段，廣泛應用于納米材料生長、催化反應、電池反應、納米力學、高溫相變等現(xiàn)代材料研究領域。不同于常規(guī)透射電鏡表征的靜態(tài)分析，環(huán)境透射電子顯微技術可以在真實的反應環(huán)境中（熱/電/磁/氣氛）實時研究材料原子級別的動態(tài)結構演變及其對性能的影響，為催化反應機理研究提供了更準確的信息。這就像破案時直接調取“監(jiān)控”而非根據(jù)事后的“現(xiàn)場勘測”分析倒推“過程”。

本實用新型公開了一種氣氛激光加熱原位熱沖擊/疲勞試驗裝置，包括氣氛箱，氣氛箱與真空裝置或可調式持壓泄壓閥相連，所述氣氛箱內設有樣品夾持裝置、激光加熱裝置和冷卻裝置，氣氛箱壁上開設有高溫透可見光玻璃窗口，高溫透可見光玻璃窗口外設有裂紋擴展實時監(jiān)測裝置；氣氛箱壁上還開設有高溫透紅外波玻璃窗口，高溫透紅外波玻璃窗口外設有紅外測溫裝置；還包括控制裝置。本實用新型可在同一裝置上實現(xiàn)熱沖擊與熱疲勞，采用激光加熱裝置替代傳統(tǒng)的火焰、電感、電阻等加熱方式，可以對待測樣品進行快速的加熱，縮短了試驗周期，還可實現(xiàn)不同氣氛和真空條件下的熱疲勞試驗，具有可控性好，自動化程度高，低能耗，實驗周期短的優(yōu)點。

同腔原位復合沉積銥?氧化鋁高溫涂層設備與工藝，涉及化學氣相沉積技術領域。設備包括反應腔體系統(tǒng)、四條管路系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)，系統(tǒng)之間通過管路密封連接。四種前驅體源置于源瓶中，源瓶與四條管路分別相連。通過四個氣動閥調控前驅體源的通入，Ｎ２作為源的載氣，真空泵系統(tǒng)為設備提供一定真空度，尾氣處理處理系統(tǒng)對反應后產物進行處理后排放；通入Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｈ２Ｏ源，ＡＬＤ沉積復合材料的Ａｌ２Ｏ３層，通入Ｉｒ金屬化合物、Ｏ２源，ＡＬＤ沉積復合材料的Ｉｒ層，將Ｉｒ化合物源通入反應腔內高溫分解，ＣＶＤ沉積Ｉｒ層。按照復合涂層工藝方案沉積，得到耐高溫抗氧化、高粘附力、抗熱震的Ｒｅ基Ｉｒ?Ａｌ２Ｏ３復合涂層材料。在航空航天、能源動力以及國防等領域具有廣泛的應用。

成果簡介： 對于各種顆粒、纖維增強復合材料，目前主要采用大規(guī)模的宏觀力學實驗尋找力學性能變化規(guī)律，進而為提高材料力學性能提供支持，實驗繁雜，周期長，投入大。采用顯微鏡原位力學性能測試方法，對復合材料在各種外力作用下的破 壞過程進行細觀觀測，有助于對填料、纖維的增強效果及其對復合材料力學性能的影響進行研究，進而探尋影響材料力學性能的主要因素，可大大節(jié)約開發(fā)成本， 提高開發(fā)效率。但目前國內所具有的細觀力學性能觀測條件主要利用帶有原位加 載臺的掃描電鏡技術，該實驗系統(tǒng)成本昂貴，國內僅有少數(shù)幾家科研院所擁

我們瞄準臨床治療、野外急救等場景下的手術傷口，燒創(chuàng)傷和長期不愈性潰瘍等創(chuàng)面治療，本團隊推出了面向創(chuàng)面修復的原位生物打印器械和支架型敷料。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 劉華振 醫(yī)學院/智能醫(yī)學診療 2021.9/2024.6 高闖 機自學院/機械電子工程 2020.9/2023.6 陸春祥 機自學院/機械電子工程 2020.9/2023.6 簡志安 機自學院/機械電子工程 2020.9/2023.6 郭子龍 機自學院/機械電子工程 2018.9/2022.12 孫文彬 機自學院/機械電子工程 2021.9/2024.6 楊智強 機自學院/機械電子工程 2021.9/2024.6 喬浩 機自學院/機械電子工程 2021.9/2024.6 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務/職稱 研究方向 劉媛媛 機自學院/機械工程 教授 增材制造，細胞/藥物控釋技術 四、項目簡介 全球每年因燒創(chuàng)傷、潰瘍和皮膚病等引起的皮膚損傷超過1.6億人/年，嚴重威脅人類的健康和生命安全。如何對創(chuàng)面進行有效治療，一直是困擾臨床醫(yī)生的難題。研發(fā)具有生物活性的高端敷料產品具有良好的市場前景。我們瞄準臨床治療、野外急救等場景下的手術傷口，燒創(chuàng)傷和長期不愈性潰瘍等創(chuàng)面治療，本團隊推出了面向創(chuàng)面修復的原位生物打印器械和支架型敷料。該產品介于敷料和人工皮膚之間，具備覆蓋、隔離細菌和組織修復功能。該支架型敷料可通過配套的便攜式生物打印器械在創(chuàng)面進行原位打印，覆蓋創(chuàng)面。該產品優(yōu)勢如下：支架型敷料突破現(xiàn)有敷料的功能定位和應用方式，可以實現(xiàn)免包扎-巧覆蓋-促修復集成功能的一步式操作；基于便攜式器械將生物材料原位打印成型，有效實現(xiàn)藥物的裝載釋放；物理隔離隔離，實現(xiàn)創(chuàng)面覆蓋的材料輕盈無感；多結構多材料梯度的有效復合實現(xiàn)促進創(chuàng)面修復；可以依據(jù)創(chuàng)面表面地貌成型，實現(xiàn)個性化治療；該器械也可與手機端實時共享信息，實現(xiàn)傷情信息快速傳遞發(fā)布，實現(xiàn)創(chuàng)面高效救治。目前國內尚無同類上市產品，可借助提供系列化的敷料打印墨水以及設計個性化打印方案，從而滿足不同類型客戶的特定需求。

研究方向：微操作機器人系統(tǒng)、微納設計與加工、生物模式形成與組 織發(fā)育建模。 項目簡介： 在國家自然科學基金國家重大科研儀器設備研制專項（項目編號 61327802）等資助下，本項目研究團隊自主研發(fā)了面向生命科學的原 位顯微分析與操作儀。研究團隊利用該儀器實現(xiàn)了機器人化的體細胞 核移植，進而將該技術應用于豬克隆流程，成功獲得了克隆豬仔。這 是國際上首次利用機器人技術獲得的克隆豬。 作為一種常用的外源物導入細胞的方式，細胞顯微操作技術廣泛 應用于生物工程領域。為了減輕實驗操作者的工作負擔，研究者開發(fā) 出自動化微操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化胚胎注射、機器人化單精注射、 機器人化貼壁細胞注射等多類微操作。然而，目前自動化微操作的操 作過程與手工操作類似，這些操作在保證操作本身高效、高成功率的 同時，并沒有考慮到微操作對后續(xù)生物過程（如后續(xù)細胞培養(yǎng)）的影 響，因此無法獲得顯著優(yōu)于手工操作的生物結果。 研究團隊面向生命科學發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微 創(chuàng)化、定點化、定量化功能的，集檢測分析與操作于一體的原位顯微 分析與操作儀，利用該儀器實現(xiàn)了機器人化的細胞核移植流程，并通 過分析微操作工具與細胞接觸過程中的細胞受力情況，實現(xiàn)了基于最 小力的細胞撥動與細胞抽核，保證了細胞核移植操作過程中細胞受力 最小。實驗結果表明，基于最小力的細胞撥動與細胞抽核方法，顯著 減少了細胞撥動過程對細胞的傷害；后續(xù)細胞培養(yǎng)實驗表明，與人工 操作相比，細胞后續(xù)發(fā)育率顯著提高,標志克隆成功的體外囊胚率從 10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究團隊分四批完成了 510 例核 移植操作,并將這 510 枚克隆胚胎移植到 6 頭母豬體內，兩頭母豬順利受孕；4 月底，兩頭受孕母豬產下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續(xù)細胞培養(yǎng)成功率作為評測依據(jù)，建立了操 作過程細胞受力情況與后續(xù)細胞發(fā)育的聯(lián)系,得出了操作過程細胞受 力越小，則傷害越小，最終細胞發(fā)育成功率越高的結論。該研究對其 它機器人化生物操作有借鑒意義。

本項目研究團隊自主研發(fā)了面向生命科學的原位顯微分析與操作儀。研究團隊利用該儀器實現(xiàn)了機器人化的體細胞核移植，進而將該技術應用于豬克隆流程，成功獲得了克隆豬仔。這是國際上首次利用機器人技術獲得的克隆動物。 研究團隊面向生命科學發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微創(chuàng)化、定點化、定量化功能的，集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀，利用該儀器實現(xiàn)了機器人化的細胞核移植流程，并通 過分析微操作工具與細胞接觸過程中的細胞受力情況，實現(xiàn)了基于最小力的細胞撥動與細胞抽核，保證了細胞核移植操作過程中細胞受力最小。實驗結果表明，基于最小力的細胞撥動與細胞抽核方法，顯著減少了細胞撥動過程對細胞的傷害；后續(xù)細胞培養(yǎng)實驗表明，與人工操作相比，細胞后續(xù)發(fā)育率顯著提高,標志克隆成功的體外囊胚率從10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究團隊分四批完成了 510 例核移植操作,并將這 510 枚克隆胚胎移植到 6 頭母豬體內，兩頭母豬順利受孕；4 月底，兩頭受孕母豬產下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續(xù)細胞培養(yǎng)成功率作為評測依據(jù)，建立了操作過程細胞受力情況與后續(xù)細胞發(fā)育的聯(lián)系,得出了操作過程細胞受力越小，則傷害越小，最終細胞發(fā)育成功率越高的結論。該研究對其它機器人化生物操作有借鑒意義。在深度信息提取、顯微視野拓展、超聲振動細胞穿入等方面擁有多項專利。