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隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻，太陽能等綠色可再生能源近年來得到了廣泛關(guān)注。伴隨著光電轉(zhuǎn)換效率的提升和生產(chǎn)成本的下降，太陽能電池愈加凸顯其廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)無機(jī)雜化鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池，作為新型太陽能電池的后起之秀，在短短七年內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%迅速增長(zhǎng)到22.1%。雖然鈣鈦礦太陽能電池在效率上已經(jīng)取得重大突破，但人們對(duì)于鈣鈦礦材料本身的生長(zhǎng)機(jī)理以及薄膜形貌的形成機(jī)制研究還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，而基于此的研究對(duì)鈣鈦礦材料的深入認(rèn)知以及相應(yīng)的光電器件的應(yīng)用具有重大意義。

對(duì)于各種顆粒、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，目前主要采用大規(guī)模的宏觀力學(xué)實(shí)驗(yàn)尋找力學(xué)性能變化規(guī)律，進(jìn)而為提高材料力學(xué)性能提供支持，實(shí)驗(yàn)繁雜，周期長(zhǎng)，投入大。采用顯微鏡原位力學(xué)性能測(cè)試方法，對(duì)復(fù)合材料在各種外力作用下的破壞過程進(jìn)行細(xì)觀觀測(cè)，有助于對(duì)填料、纖維的增強(qiáng)效果及其對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響進(jìn)行研究，進(jìn)而探尋影響材料力學(xué)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(guó)內(nèi)所具有的細(xì)觀力學(xué)性能觀測(cè)條件主要利用帶有原位加載臺(tái)的掃描電鏡技術(shù)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成本昂貴，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾家科研院所擁有此設(shè)備，主要適于科

鈦及鈦合金具有密度小、強(qiáng)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(diǎn)，特別是其比強(qiáng)度，在已有的材料中幾乎是最高的，因此，鈦主要應(yīng)用在航空領(lǐng)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(jīng)不能滿足現(xiàn)代航空、航天的需求。鈦基復(fù)合材料既保持了鈦的優(yōu)良性質(zhì)又具有比鈦更高的比強(qiáng)度和比模量，可望成為航空航天與其它高技術(shù)領(lǐng)域中重要的結(jié)構(gòu)材料。其中，原位自生復(fù)合材料，增強(qiáng)相是通過外加的化學(xué)元素之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的。與傳統(tǒng)的外加法制得的復(fù)合材料相比，原位自生鈦基復(fù)合材料表現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn)：制備工藝簡(jiǎn)單，可以用鈦合金傳統(tǒng)的冶煉和加工的設(shè)備制備大尺寸的鈦基復(fù)合材料，因此易于工業(yè)化生產(chǎn)；增強(qiáng)體和基體在熱力學(xué)上穩(wěn)定，因此在高溫工作時(shí)，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(qiáng)相在基體中分布均勻，表現(xiàn)出優(yōu)良的機(jī)械性能。而TiC和TiB共同的特點(diǎn)是：熔點(diǎn)高，比強(qiáng)度、比剛度高和化學(xué)穩(wěn)定性好；物理和機(jī)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(qiáng)體，通過本研究開發(fā)的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料，具有優(yōu)良的機(jī)械性能。

本發(fā)明公開了一種鈦金屬表面原位合成 TiC-DLC 復(fù)合涂層的方法，將 Ti 靶置于鍍膜室內(nèi)，并通入 烴類氣體，對(duì)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(shí) 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(fù)合涂層。本發(fā)明采用原位合成技術(shù)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(yīng)用于納米材料生長(zhǎng)、催化反應(yīng)、電池反應(yīng)、納米力學(xué)、高溫相變等現(xiàn)代材料研究領(lǐng)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(shù)可以在真實(shí)的反應(yīng)環(huán)境中（熱/電/磁/氣氛）實(shí)時(shí)研究材料原子級(jí)別的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)演變及其對(duì)性能的影響，為催化反應(yīng)機(jī)理研究提供了更準(zhǔn)確的信息。這就像破案時(shí)直接調(diào)取“監(jiān)控”而非根據(jù)事后的“現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)”分析倒推“過程”。

本實(shí)用新型公開了一種氣氛激光加熱原位熱沖擊/疲勞試驗(yàn)裝置，包括氣氛箱，氣氛箱與真空裝置或可調(diào)式持壓泄壓閥相連，所述氣氛箱內(nèi)設(shè)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(shè)有高溫透可見光玻璃窗口，高溫透可見光玻璃窗口外設(shè)有裂紋擴(kuò)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置；氣氛箱壁上還開設(shè)有高溫透紅外波玻璃窗口，高溫透紅外波玻璃窗口外設(shè)有紅外測(cè)溫裝置；還包括控制裝置。本實(shí)用新型可在同一裝置上實(shí)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(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行快速的加熱，縮短了試驗(yàn)周期，還可實(shí)現(xiàn)不同氣氛和真空條件下的熱疲勞試驗(yàn)，具有可控性好，自動(dòng)化程度高，低能耗，實(shí)驗(yàn)周期短的優(yōu)點(diǎn)。

同腔原位復(fù)合沉積銥?氧化鋁高溫涂層設(shè)備與工藝，涉及化學(xué)氣相沉積技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)備包括反應(yīng)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(qū)體源置于源瓶中，源瓶與四條管路分別相連。通過四個(gè)氣動(dòng)閥調(diào)控前驅(qū)體源的通入，Ｎ２作為源的載氣，真空泵系統(tǒng)為設(shè)備提供一定真空度，尾氣處理處理系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)后產(chǎn)物進(jìn)行處理后排放；通入Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｈ２Ｏ源，ＡＬＤ沉積復(fù)合材料的Ａｌ２Ｏ３層，通入Ｉｒ金屬化合物、Ｏ２源，ＡＬＤ沉積復(fù)合材料的Ｉｒ?qū)樱瑢ⅲ桑蚧衔镌赐ㄈ敕磻?yīng)腔內(nèi)高溫分解，ＣＶＤ沉積Ｉｒ?qū)印０凑諒?fù)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(fù)合涂層材料。在航空航天、能源動(dòng)力以及國(guó)防等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

成果簡(jiǎn)介： 對(duì)于各種顆粒、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，目前主要采用大規(guī)模的宏觀力學(xué)實(shí)驗(yàn)尋找力學(xué)性能變化規(guī)律，進(jìn)而為提高材料力學(xué)性能提供支持，實(shí)驗(yàn)繁雜，周期長(zhǎng)，投入大。采用顯微鏡原位力學(xué)性能測(cè)試方法，對(duì)復(fù)合材料在各種外力作用下的破 壞過程進(jìn)行細(xì)觀觀測(cè)，有助于對(duì)填料、纖維的增強(qiáng)效果及其對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響進(jìn)行研究，進(jìn)而探尋影響材料力學(xué)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(guó)內(nèi)所具有的細(xì)觀力學(xué)性能觀測(cè)條件主要利用帶有原位加 載臺(tái)的掃描電鏡技術(shù)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成本昂貴，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾家科研院所擁

我們瞄準(zhǔn)臨床治療、野外急救等場(chǎng)景下的手術(shù)傷口，燒創(chuàng)傷和長(zhǎng)期不愈性潰瘍等創(chuàng)面治療，本團(tuán)隊(duì)推出了面向創(chuàng)面修復(fù)的原位生物打印器械和支架型敷料。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 劉華振 醫(yī)學(xué)院/智能醫(yī)學(xué)診療 2021.9/2024.6 高闖 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2020.9/2023.6 陸春祥 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2020.9/2023.6 簡(jiǎn)志安 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2020.9/2023.6 郭子龍 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2018.9/2022.12 孫文彬 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2021.9/2024.6 楊智強(qiáng) 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2021.9/2024.6 喬浩 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械電子工程 2021.9/2024.6 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 劉媛媛 機(jī)自學(xué)院/機(jī)械工程 教授 增材制造，細(xì)胞/藥物控釋技術(shù) 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)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(yán)重威脅人類的健康和生命安全。如何對(duì)創(chuàng)面進(jìn)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(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)前景。我們瞄準(zhǔn)臨床治療、野外急救等場(chǎng)景下的手術(shù)傷口，燒創(chuàng)傷和長(zhǎng)期不愈性潰瘍等創(chuàng)面治療，本團(tuán)隊(duì)推出了面向創(chuàng)面修復(fù)的原位生物打印器械和支架型敷料。該產(chǎn)品介于敷料和人工皮膚之間，具備覆蓋、隔離細(xì)菌和組織修復(fù)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(jìn)行原位打印，覆蓋創(chuàng)面。該產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)如下：支架型敷料突破現(xiàn)有敷料的功能定位和應(yīng)用方式，可以實(shí)現(xiàn)免包扎-巧覆蓋-促修復(fù)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(shí)現(xiàn)藥物的裝載釋放；物理隔離隔離，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)面覆蓋的材料輕盈無感；多結(jié)構(gòu)多材料梯度的有效復(fù)合實(shí)現(xiàn)促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)；可以依據(jù)創(chuàng)面表面地貌成型，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療；該器械也可與手機(jī)端實(shí)時(shí)共享信息，實(shí)現(xiàn)傷情信息快速傳遞發(fā)布，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)面高效救治。目前國(guó)內(nèi)尚無同類上市產(chǎn)品，可借助提供系列化的敷料打印墨水以及設(shè)計(jì)個(gè)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(jī)器人系統(tǒng)、微納設(shè)計(jì)與加工、生物模式形成與組 織發(fā)育建模。 項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 在國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào) 61327802）等資助下，本項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了面向生命科學(xué)的原 位顯微分析與操作儀。研究團(tuán)隊(duì)利用該儀器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的體細(xì)胞 核移植，進(jìn)而將該技術(shù)應(yīng)用于豬克隆流程，成功獲得了克隆豬仔。這 是國(guó)際上首次利用機(jī)器人技術(shù)獲得的克隆豬。 作為一種常用的外源物導(dǎo)入細(xì)胞的方式，細(xì)胞顯微操作技術(shù)廣泛 應(yīng)用于生物工程領(lǐng)域。為了減輕實(shí)驗(yàn)操作者的工作負(fù)擔(dān)，研究者開發(fā) 出自動(dòng)化微操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化胚胎注射、機(jī)器人化單精注射、 機(jī)器人化貼壁細(xì)胞注射等多類微操作。然而，目前自動(dòng)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(shí)，并沒有考慮到微操作對(duì)后續(xù)生物過程（如后續(xù)細(xì)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(jié)果。 研究團(tuán)隊(duì)面向生命科學(xué)發(fā)展的迫切需求，研制出具有可視化、微 創(chuàng)化、定點(diǎn)化、定量化功能的，集檢測(cè)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(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化的細(xì)胞核移植流程，并通 過分析微操作工具與細(xì)胞接觸過程中的細(xì)胞受力情況，實(shí)現(xiàn)了基于最 小力的細(xì)胞撥動(dòng)與細(xì)胞抽核，保證了細(xì)胞核移植操作過程中細(xì)胞受力 最小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于最小力的細(xì)胞撥動(dòng)與細(xì)胞抽核方法，顯著 減少了細(xì)胞撥動(dòng)過程對(duì)細(xì)胞的傷害；后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，與人工 操作相比，細(xì)胞后續(xù)發(fā)育率顯著提高,標(biāo)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(tuán)隊(duì)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(nèi)，兩頭母豬順利受孕；4 月底，兩頭受孕母豬產(chǎn)下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)成功率作為評(píng)測(cè)依據(jù)，建立了操 作過程細(xì)胞受力情況與后續(xù)細(xì)胞發(fā)育的聯(lián)系,得出了操作過程細(xì)胞受 力越小，則傷害越小，最終細(xì)胞發(fā)育成功率越高的結(jié)論。該研究對(duì)其 它機(jī)器人化生物操作有借鑒意義。