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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介: 陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但有一個(gè)致命的缺點(diǎn)——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計(jì)算機(jī)的高速硬盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強(qiáng)的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進(jìn)，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過(guò)固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強(qiáng)度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒(méi)有的特性，并且能夠進(jìn)一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場(chǎng)大、前景好。可彎砂巖可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無(wú)

陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但有一個(gè)致命的缺點(diǎn)——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計(jì)算機(jī)的高速硬盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強(qiáng)的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進(jìn)，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過(guò)固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強(qiáng)度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒(méi)有的特性，并且能夠進(jìn)一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場(chǎng)大、前景好。 可彎砂巖 可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖

柔性軸承是指在外部力或力矩的作用下，利用材料的彈性變形在相鄰構(gòu)件間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的一種鉸鏈結(jié)構(gòu)形式。相比傳統(tǒng)的剛性軸承，柔性軸承有許多優(yōu)點(diǎn)：1. 無(wú)間隙和摩擦，可實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)；2. 無(wú)磨損，壽命長(zhǎng)；3. 免潤(rùn)滑，免維護(hù)；4. 可真空應(yīng)用。 柔性軸承的主要技術(shù)指標(biāo)：1. 行程：材質(zhì)與幾何形狀決定其運(yùn)動(dòng)行程的大小；本單位研制的GCSFP-3柔性軸承行程可達(dá)±25°；2. 精度：由柔性鉸鏈的軸漂大小決定，軸漂越小，精度越高；本單位研制的GCSFP-3柔性軸承軸漂在10°轉(zhuǎn)角時(shí)僅為0.8um；3. 剛度：非功能剛度/功能剛度的比值，該比值越大越好；GCSFP-3的徑向剛度/旋轉(zhuǎn)剛度比值為34.65；GCSFP-3的軸向剛度/旋轉(zhuǎn)剛度比值為2.32；4. 疲勞壽命：決定了柔性軸承的可循環(huán)工作次數(shù)。GCSFP-3柔性軸承在±5°轉(zhuǎn)角下達(dá)100萬(wàn)次；±10°轉(zhuǎn)角壽命達(dá)18萬(wàn)次。

本發(fā)明涉及提出一種無(wú)機(jī)鈣鈦礦光晶體管結(jié)構(gòu)的紫外探測(cè)器。基底(1)為玻璃基底，在基底(1)上制備CsPbX3薄膜(2)作為有源層，在CsPbX3薄膜(2)表面制備同物質(zhì)的CsPbX3量子點(diǎn)(5)摻雜的PMMA有機(jī)層(4)作為柵絕緣層，以此為紫外光感應(yīng)窗口；薄膜晶體管的源極(3.1)、漏Au電極(3.2)分別位于CsPbX3薄膜(2)上的兩邊，F(xiàn)TO柵極(6)位于CsPbX3薄膜(2)的上的中間，在薄膜晶體管的源極(3.1)、漏Au電極(3.2)和FTO柵極(6)調(diào)制下，獲得光生載流子分離、轉(zhuǎn)換的電信號(hào)讀取、放大的集成功能，以實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)度的紫外信號(hào)探測(cè)。光晶體管探測(cè)器可采用如圖1所示的頂柵結(jié)構(gòu)，也可以采用如圖2所示的底柵結(jié)構(gòu)。以上兩種結(jié)構(gòu)可制備在玻璃基板上，也可以制備在柔性基板上形成底柵或頂柵結(jié)構(gòu)的柔性光晶體管紫外探測(cè)器。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種柔性固定式單管自動(dòng)漩渦振蕩器，包括漩渦振蕩器主系統(tǒng)(1)以及與漩渦振蕩器主系統(tǒng)(1)的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連的旋轉(zhuǎn)托盤(pán)(8)，在漩渦振蕩器主系統(tǒng)(1)的外殼上固定設(shè)置支撐框架，在支撐框架內(nèi)設(shè)置用于柔性固定振蕩管頂部的雙層框架，所述雙層框架相對(duì)于支撐框架上下移動(dòng)，所述雙層框架位于旋轉(zhuǎn)托盤(pán)(8)的正上方；雙層框架上設(shè)有用于與支撐框架相定位的鎖緊裝置。采用該振蕩器能實(shí)現(xiàn)不需要人力維持的情況下進(jìn)行全自動(dòng)漩渦振蕩。

本實(shí)用新型提供一種柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)單元、力放大單元、控制單元和儲(chǔ)能單元。驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)鑲嵌有單向軸承的力放大單元放大輸出力作用于儲(chǔ)能單元。驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)將能量輸入儲(chǔ)能單元中，當(dāng)儲(chǔ)能單元中的彈性能達(dá)到所需的要求時(shí)，通過(guò)通信單元遙控控制單元將儲(chǔ)能單元中儲(chǔ)存的彈性能一次性釋放出來(lái)，以實(shí)現(xiàn)步行、爬行、滾動(dòng)、跳躍、突進(jìn)多種功能以及功能之間的相互切換。本實(shí)用新型采用智能軟材料作為驅(qū)動(dòng)器，其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高，能量密度大，噪音低。并且大部分的結(jié)構(gòu)都可以使用柔性材料進(jìn)行替代，抗破壞能力強(qiáng)；同時(shí)柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)與不同外殼的組合可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)步行、爬行、滾動(dòng)、跳躍、突進(jìn)多種功能，可以應(yīng)用于機(jī)器人，玩具，能量收集等多方面。

與高速飛行的飛機(jī)不同，微小型無(wú)人機(jī)體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環(huán)境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動(dòng)力學(xué)信息。如何讓微小型無(wú)人機(jī)像鳥(niǎo)類(lèi)一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領(lǐng)域的難題。 面向微小型無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)測(cè)量，北航研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了攻角、側(cè)滑角和空速的多參數(shù)感知能力，并完成了微小型無(wú)人機(jī)飛行速度以及機(jī)翼微振動(dòng)的測(cè)量，為微小型無(wú)人機(jī)提供了低成本、高精度的大氣參數(shù)傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產(chǎn)生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測(cè)量溫度分布，根據(jù)熱敏電阻陣列測(cè)得的溫度差準(zhǔn)確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結(jié)構(gòu)以及高電阻溫度系數(shù)材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測(cè)量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過(guò)MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了微小型無(wú)人機(jī)的曲面貼附功能。經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試，流速傳感器的理論分辨力達(dá)0.11 mm/s,流速測(cè)量重復(fù)精度約為測(cè)量值的0.5%，響應(yīng)時(shí)間約為20ms。在10 m/s時(shí)，流速傳感器的最大角度靈敏度為36.7 mV/deg，噪音水平為1.78 mV，根據(jù)2σ準(zhǔn)則計(jì)算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個(gè)流速傳感器裝載到一個(gè)微小型無(wú)人機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行飛行參數(shù)感知應(yīng)用。結(jié)果表明平均飛行速度的估計(jì)誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機(jī)翼的微振動(dòng)信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機(jī)翼振動(dòng)頻率。這項(xiàng)研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場(chǎng)感知在微小型無(wú)人機(jī)姿態(tài)檢測(cè)、空速估計(jì)以及飛行安全監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，為無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)測(cè)量提供了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路與發(fā)展前景。

隨著氫能源汽車(chē)以及太陽(yáng)能光解水的發(fā)展，氫能源必將變得更加普及。氫氣是一種易燃易爆炸氣體， 氫氣報(bào)警器就成為氫能源安全的一種必然要配置的設(shè)備，而光學(xué)氫氣報(bào)警成為必然的選擇。以前光學(xué)氫氣 報(bào)警器機(jī)理是通過(guò)通氫氣后因材料吸氫而引起的介電常數(shù)變化來(lái)探測(cè)，存在通氫前后光學(xué)變化小，剛性襯 底上的吸氫材料多次吸氫后的應(yīng)力變化而出現(xiàn)裂縫而失效。我們首次發(fā)現(xiàn)了在柔性襯底上吸氫材料由于吸 氫而從鏡面變成漫反射面的現(xiàn)象，提出了氫氣傳感和報(bào)警新機(jī)理，氫氣傳感器靈敏度和光學(xué)響應(yīng)度變化大， 壽命長(zhǎng)。所以我們提出研制基于這種新機(jī)理的氫氣報(bào)警器，并應(yīng)用到所有需要?dú)錃鈭?bào)警的場(chǎng)所和產(chǎn)品上。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于可變支點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)式變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，包括動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu)、動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)和 兩套剛度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述兩套剛度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)沿動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)的中心對(duì)稱(chēng)布置，采用了帶有阿基米德螺旋 曲線槽的齒輪來(lái)調(diào)節(jié)支點(diǎn)，改變杠桿力臂長(zhǎng)度。能夠?qū)崿F(xiàn)剛度的大范圍調(diào)節(jié)，使驅(qū)動(dòng)器能夠從零剛度調(diào) 整到完全剛性，并且使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，且通過(guò)移動(dòng)支點(diǎn)改變剛度，更易于控制，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的輸 出位置和輸出剛度的實(shí)時(shí)同步的調(diào)節(jié)。

柔性傳感器由柔性材料（基材）制成，兼具柔韌性和延展性，是柔性電子領(lǐng)域的關(guān)鍵元件之一。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 已注冊(cè)公司運(yùn)營(yíng) 二、企業(yè)信息 企業(yè)名稱(chēng) 上海索夫特電子有限公司 企業(yè)法人 王保余 注冊(cè)時(shí)間 2021.9.3 注冊(cè)所在省市 上海市 組織機(jī)構(gòu)代碼 9130112MA7AH2J59Y 經(jīng)營(yíng)范圍 技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、電子專(zhuān)用材料銷(xiāo)售、電力電子元器件制造、新材料技術(shù)研發(fā) 企業(yè)地址 上海市閔行區(qū)景聯(lián)路389號(hào)9幢1層 獲投資情況 團(tuán)隊(duì)投資50萬(wàn)元整 三、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專(zhuān)業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 唐榿澤 物理學(xué)院/光電信息科學(xué)與工程 2020.9.1/2024.7.1 王保余 材料學(xué)院/復(fù)合材料與工程 2018.9.1/2022.7.1 潘一 材料學(xué)院/復(fù)合材料與工程 2018.9.1/2022.7.1 趙珩宇 材料學(xué)院/新能源材料與器件 2018.9.1/2022.7.1 楊揚(yáng) 物理學(xué)院/應(yīng)用物理學(xué) 2020.9.1/2024.7.1 曾劍濤 物理學(xué)院/應(yīng)用物理學(xué) 2020.9.1/2024.7.1 范世昌 物理學(xué)院/光電信息科學(xué)與工程 2020.9.1/2024.7.1 四、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專(zhuān)業(yè) 職務(wù)/職稱(chēng) 研究方向 張震 物理學(xué)院/物理化學(xué) 無(wú)/講師 功能納米材料的可控制備及其在印刷電子領(lǐng)域的應(yīng)用 五、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 柔性傳感器由柔性材料（基材）制成，兼具柔韌性和延展性，是柔性電子領(lǐng)域的關(guān)鍵元件之一。項(xiàng)目通過(guò)開(kāi)發(fā)功能型電子墨水，以印刷電子技術(shù)為手段，推動(dòng)高精度柔性傳感器增材制造，有效解決高精度和高閾值相悖、多模態(tài)信號(hào)串?dāng)_等技術(shù)痛點(diǎn)，助力柔性可穿戴電子發(fā)展，更好服務(wù)人類(lèi)智能生活。 自主研發(fā)的高精度柔性傳感器具有三大核心技術(shù)：①設(shè)計(jì)多級(jí)微結(jié)構(gòu)、模塊化傳感電路，解決模態(tài)間的串?dāng)_，實(shí)現(xiàn)精度、閾值、模態(tài)以及穩(wěn)定性的協(xié)同提高；②針對(duì)不同傳感電路，開(kāi)發(fā)溫敏、壓敏以及濕敏電子墨水，在填料組成、結(jié)構(gòu)以及復(fù)配方面提升其信號(hào)響應(yīng)性能；③采用噴墨打印、點(diǎn)膠打印和絲網(wǎng)印刷等高精度、高效率、節(jié)能的制備工藝，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)柔性傳感器的逐層疊印生產(chǎn)，同時(shí)提升多模態(tài)傳感電路的印刷精度。所開(kāi)發(fā)三模態(tài)柔性傳感器實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力的同時(shí)采集，模態(tài)串?dāng)_率≤3%，成本降低70％，性能和逐層印制工藝國(guó)際領(lǐng)先，已發(fā)表4篇發(fā)明專(zhuān)利、1篇SCI論文和5項(xiàng)軟著。 團(tuán)隊(duì)已與上中下游廠商建立良好合作關(guān)系，柔性溫敏傳感器完成中試、小規(guī)模試產(chǎn)（120萬(wàn)片），產(chǎn)值120萬(wàn)；溫度、濕度雙模態(tài)傳感器應(yīng)用于柔性紅光面膜儀，與廈門(mén)銀方簽訂意向訂單；三模態(tài)傳感器工藝較成熟，預(yù)計(jì)2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。