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指甲尺度撲翼微飛行器采用MEMS技術(shù)。研究涉及高性能仿生材料、高能量仿生肌肉、高效率仿生機(jī)構(gòu)、高魯棒性仿生控制系統(tǒng)，昆蟲尺度高機(jī)動(dòng)仿生飛行的概念設(shè)計(jì)，平面轉(zhuǎn)立體智能復(fù)合材料的疊層制造，左右翅膀劈裂控制以及撲翼飛行的高升力、高機(jī)動(dòng)性和高穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)。 上海交通大學(xué)目前研發(fā)的指甲尺度撲翼微飛行器，重100mg以下，翼展30mm左右，拍打角度120-140°，拍打頻率80-100HZ，實(shí)現(xiàn)了指甲尺度首次成功起飛，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。研究成果已申請(qǐng)或授權(quán)了17項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利和3項(xiàng)軟件著作權(quán)。 指甲尺度撲翼微飛行器，尺度微小、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)靈活，具有自主飛行、攜帶任務(wù)載荷執(zhí)行特定任務(wù)、通信及傳輸信息等基本特征，能夠完成常規(guī)飛行器或大翼展撲翼機(jī)無法完成的工作，可以像昆蟲一樣超低空飛行、靈活機(jī)動(dòng)地進(jìn)行偵察和搜索，在狹窄空間、復(fù)雜地形高效機(jī)動(dòng)地執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù)，在軍事偵查、搜索與營(yíng)救、危險(xiǎn)環(huán)境探測(cè)、監(jiān)視、電子干擾、以及行星探測(cè)等軍事和民用領(lǐng)域具有不可估量的應(yīng)用潛力

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)腔的尺寸越來越小，甚至可以達(dá)到亞波長(zhǎng)尺度或者納米尺度，同時(shí)伴隨著非常局域的電場(chǎng)。由于金屬的損耗以及低的收集效率，單個(gè)表面等離激元納腔和單個(gè)量子發(fā)射體的強(qiáng)耦合很少被報(bào)道。論文通過精心設(shè)計(jì)光學(xué)模式，將金屬納腔置于金屬或者介質(zhì)納米線提供的一維的電磁真空背景中，通過一維電磁背景強(qiáng)局域效應(yīng)，可極大地增強(qiáng)單個(gè)量子發(fā)射體和金屬納腔的相互作用。理論指出在疏逝的電磁背景下，納米間隙中的耦合系數(shù)可以達(dá)到真空中的4.2倍，同時(shí)熒光收集效率可提高到47%。此外，這個(gè)體系輻射出的光子，還可以通過納米線的一維倏逝波導(dǎo)入到集成芯片上。

微納尺度圖紋壓印模具的制作方法，屬于壓印模具的精細(xì)加工 方法，解決激光干涉光刻制作模具條紋尺度不夠精細(xì)，而電子束光刻 制作高精細(xì)圖形速度過慢、不適于大面積制作的問題。本發(fā)明的一種 方法，順序包括電子束光刻、一次干法刻蝕、激光干涉光刻、二次干 法刻蝕、納米壓印、微電鑄步驟；本發(fā)明的另一種方法，順序包括激 光干涉光刻、一次干法刻蝕、電子束光刻、二次干法刻蝕、納米壓印、 微電鑄步驟。本發(fā)明結(jié)合電子束光刻制作精細(xì)和激光干涉光

本成果創(chuàng)新性發(fā)明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量技術(shù)及系統(tǒng)。 本項(xiàng)目依托華中科技大學(xué)儀器學(xué)科在表面形貌與結(jié)構(gòu)精密測(cè)量領(lǐng)域的傳統(tǒng)特色優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)期積累的科研基礎(chǔ)，在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金儀器研制專項(xiàng)、國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等支持下，針對(duì)相關(guān)制造領(lǐng)域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)精密測(cè)量問題開展了系列研究。本成果技術(shù)主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動(dòng)態(tài)范圍微納結(jié)構(gòu)測(cè)量難題，實(shí)現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測(cè)量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測(cè)量的可溯源標(biāo)定和坐標(biāo)統(tǒng)一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標(biāo)統(tǒng)一瓶頸和漂移難題，實(shí)現(xiàn)了微納表面結(jié)構(gòu)跨尺度測(cè)量的可溯源和穩(wěn)定高精度； 3）提出了白光干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)模型和三維圖像噪聲區(qū)域辨識(shí)與重建方法，及二維掃描工作臺(tái)平面度誤差阿貝補(bǔ)償與二維運(yùn)動(dòng)同步計(jì)量方法，解決噪聲問題與宏微驅(qū)動(dòng)二維工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)測(cè)量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量提供支撐。 圖1 微納結(jié)構(gòu)多模式跨尺度測(cè)量?jī)x器實(shí)物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量原理示意圖

本成果創(chuàng)新性發(fā)明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量技術(shù)及系統(tǒng)。 本項(xiàng)目依托華中科技大學(xué)儀器學(xué)科在表面形貌與結(jié)構(gòu)精密測(cè)量領(lǐng)域的傳統(tǒng)特色優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)期積累的科研基礎(chǔ)，在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金儀器研制專項(xiàng)、國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等支持下，針對(duì)相關(guān)制造領(lǐng)域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)精密測(cè)量問題開展了系列研究。本成果技術(shù)主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動(dòng)態(tài)范圍微納結(jié)構(gòu)測(cè)量難題，實(shí)現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測(cè)量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測(cè)量的可溯源標(biāo)定和坐標(biāo)統(tǒng)一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標(biāo)統(tǒng)一瓶頸和漂移難題，實(shí)現(xiàn)了微納表面結(jié)構(gòu)跨尺度測(cè)量的可溯源和穩(wěn)定高精度； 3）提出了白光干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)模型和三維圖像噪聲區(qū)域辨識(shí)與重建方法，及二維掃描工作臺(tái)平面度誤差阿貝補(bǔ)償與二維運(yùn)動(dòng)同步計(jì)量方法，解決噪聲問題與宏微驅(qū)動(dòng)二維工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)測(cè)量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量提供支撐。 圖1 微納結(jié)構(gòu)多模式跨尺度測(cè)量?jī)x器實(shí)物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量原理示意圖 【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】 本成果項(xiàng)目研制了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的白光干涉原子力探針掃描測(cè)量?jī)x等系列微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量?jī)x器，并通過了國(guó)家計(jì)量院組織的儀器性能和軟件的檢定測(cè)試，納米尺度原子力垂直測(cè)量范圍超出國(guó)際商用儀器10倍以上，水平動(dòng)態(tài)范圍達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。 【技術(shù)指標(biāo)】 本成果項(xiàng)目提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量原理和方法，建立跨尺度傳感方法，實(shí)現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測(cè)量。同時(shí)，發(fā)明的白光干涉原子力探針掃描測(cè)量方法與現(xiàn)有商用原子力顯微鏡相比，垂直測(cè)量范圍提高10倍，分辨率優(yōu)于0.01nm。

本發(fā)明公開了一種基于MAS多尺度的風(fēng)光波互補(bǔ)海島微電網(wǎng)能量控制方法，采用多Agent技術(shù)，當(dāng)光照、風(fēng)速、海況變化導(dǎo)致可再生能源發(fā)電出力變化時(shí)，通過微電網(wǎng)源、儲(chǔ)、荷協(xié)調(diào)控制滿足海島上軍民的用電需求。與現(xiàn)有微電網(wǎng)的能量控制方法相比，該控制方法采用分布式能量管理技術(shù)，減少了波浪發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的不穩(wěn)定性，可以獲得比較穩(wěn)定的總輸出，在保證供電的情況下，大大減少了蓄電池?cái)?shù)量，削減系統(tǒng)投資成本，提高了海島微電網(wǎng)的可靠性。并且該方法充分利用了海島上豐富的波浪能，利用海島上的海水淡化裝置實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)多尺度的能量控制

本發(fā)明公開了一種基于單光場(chǎng)相機(jī)的微尺度流動(dòng)三維速度場(chǎng)的測(cè)量裝置及方法，其中測(cè)量裝置包括雙脈沖激光器、熒光顯微鏡、相機(jī)系統(tǒng)、同步控制器和計(jì)算機(jī)，其中計(jì)算機(jī)用于存儲(chǔ)ＣＣＤ相機(jī)獲得的光場(chǎng)圖片；選擇兩幀時(shí)間間隔為Δｔ光場(chǎng)照片，利用計(jì)算的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，反卷積重建出示蹤粒子的三維位置信息；通過三維互相關(guān)算法得出微流場(chǎng)的三維速度場(chǎng)信息。本發(fā)明采用單相機(jī)系統(tǒng)與傳統(tǒng)熒光顯微鏡結(jié)合，實(shí)現(xiàn)微尺度流場(chǎng)的三維速度場(chǎng)測(cè)量，系統(tǒng)無需深度掃描，可以對(duì)非定常流動(dòng)或非周期性流動(dòng)的流場(chǎng)測(cè)量。

我國(guó)很多油藏已經(jīng)進(jìn)入高含水或特高含水期，剩余油趨于更加分散和復(fù)雜，如何降水增油是高含水期油田提高采收率的重要課題。油藏進(jìn)入高含水期后，巖性在油水運(yùn)動(dòng)的作用凸顯。基于數(shù)值巖心的孔隙尺度油藏模擬技術(shù)通過定量描述油-水-化學(xué)劑-巖石骨架的相互作用過程，可實(shí)現(xiàn)油、水、化學(xué)劑在空間分布演變的跟蹤，從孔隙尺度揭示油水分布的微觀特征及其形成的內(nèi)在力學(xué)機(jī)制，為高含水油田進(jìn)一步提高采收率奠定基礎(chǔ)。基于該技術(shù)已經(jīng)針對(duì)水驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒驅(qū)模擬軟件，并在油田企業(yè)成功應(yīng)用。