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與高速飛行的飛機不同，微小型無人機體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動力學信息。如何讓微小型無人機像鳥類一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領域的難題。 面向微小型無人機的飛行參數測量，北航研發團隊研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實現了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實驗驗證了攻角、側滑角和空速的多參數感知能力，并完成了微小型無人機飛行速度以及機翼微振動的測量，為微小型無人機提供了低成本、高精度的大氣參數傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測量溫度分布，根據熱敏電阻陣列測得的溫度差準確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結構以及高電阻溫度系數材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實現了微小型無人機的曲面貼附功能。經風洞測試，流速傳感器的理論分辨力達0.11 mm/s,流速測量重復精度約為測量值的0.5%，響應時間約為20ms。在10 m/s時，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2σ準則計算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團隊已經完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個流速傳感器裝載到一個微小型無人機平臺上進行飛行參數感知應用。結果表明平均飛行速度的估計誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機翼的微振動信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機翼振動頻率。這項研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場感知在微小型無人機姿態檢測、空速估計以及飛行安全監測方面的應用，為無人機的飛行參數測量提供了創新的設計思路與發展前景。

        對于難降解工業廢水的處理，單獨催化臭氧氧化技術存在臭氧劑量大、氣體回收難、出水毒性高等問題，而單獨生物降解處理難降解有機廢水周期長、設備成本高。催化臭氧氧化與微生物降解近場耦合工藝則將按序進行的催化氧化裝置和生物掛膜裝置兩個處理單元合并，利用催化臭氧技術提高難降解有機廢水的可生化性，同時采用生物膜技術減少后續處理成本，能夠實現低成本提高COD、色度和濁度去除率的效果，同時降低出水毒性，減少環境生物風險。

大粒徑硅溶膠以其獨特的物理化學性質，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環境保護及化妝品等多個領域展現出廣泛的應用前景。隨著科技的不斷進步和生產工藝的改進，大粒徑硅溶膠的應用范圍和潛力將進一步拓展，為各行業的發展提供更為強大的支持。

大粒徑硅溶膠是一種重要的無機膠體材料，以其獨特的物理化學性質在多個領域得到廣泛應用。 一、定義與特性 定義：硅溶膠是一種含有二氧化硅（SiO2?）的膠體溶液，通常呈現為透明或半透明的液體。大粒徑硅溶膠指的是粒徑在100納米以上的硅溶膠，其粒徑范圍可以從100納米到500納米不等。 特性： 物理性質：大粒徑硅溶膠具有較高的粘度和良好的流動性，能夠在高溫和高壓環境下保持其性能。 化學性質：硅溶膠無毒無味，耐高溫、耐酸堿，具有穩定的物理和化學性質。 光學性能：大粒徑硅溶膠具有較好的光散射能力，可以在涂料中產生優良的遮蓋效果，提升涂料的遮蓋力和白度。 機械性能：干燥后能形成堅韌的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化學性。 二、制備方法 大粒徑硅溶膠的制備方法多種多樣，常見的包括： 溶膠-凝膠法：通過控制反應條件，如溫度、pH值和反應時間等，調節硅溶膠的粒徑和分布。是目前應用最廣泛的一種方法。 離子交換法：也稱粒子增長法，以水玻璃為原料，通過離子交換反應去除雜質，生成聚硅酸溶液，再經處理得到大粒徑硅溶膠。 水熱合成法：在高溫高壓條件下合成硅溶膠，能夠獲得較為均勻的顆粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，經離子交換樹脂去除雜質，制備活性硅酸溶膠，再加熱保溫、直接酸化，控制反應條件使晶粒長大，得到大粒徑硅溶膠。 三、應用領域 大粒徑硅溶膠因其獨特的性質，在多個領域展現出廣泛的應用前景： 涂料行業：作為填料和增稠劑，改善涂料的流動性和刷涂性能，提高涂層的附著力和耐磨性。其透明性也適用于透明和半透明涂料的生產。 建筑材料：作為粘結劑，提高水泥和砂漿的強度及耐久性，改善建筑材料的抗滲性能。在混凝土中加入適量的大粒徑硅溶膠，可以增強混凝土的抗壓強度和耐磨性。 電子行業：用于電子封裝材料和絕緣體，提高材料的熱導性和電絕緣性，減少電子元件之間的干擾，提高電子設備的性能和可靠性。 陶瓷材料：作為添加劑，改善陶瓷的成型性和燒結性能，增強陶瓷制品的強度和韌性，提高陶瓷產品的表面光潔度和色澤。 橡膠行業：作為填充劑和增強劑，提高橡膠的耐磨性和抗老化性能，改善橡膠的加工性能，降低加工難度，提高生產效率。 紙張和紡織行業：作為涂布劑和助劑，提高紙張的光滑度和印刷適應性，改善紡織品的手感和強度，提高紡織品的耐水性和耐污性。 環境保護：作為吸附劑，有效去除水中懸浮物和重金屬離子，改善水質。在土壤改良方面也展現出一定的應用前景。 化妝品行業：被廣泛應用于粉底、遮瑕膏等產品中，提供良好的滑爽感，使化妝品在涂抹時更加順滑，且不易出現結塊現象。 四、使用注意事項 在使用大粒徑硅溶膠之前，應準備好所需的工具和材料，包括攪拌器、量筒、噴槍等。 注意施工環境，高濕度環境可能導致涂層干燥不良，而低溫環境則可能延長干燥時間。 在大規模應用前，建議進行小面積的兼容性測試，確保硅溶膠與基材之間的相容性，避免因不兼容造成的涂層脫落或起泡。 使用后應及時清洗工具和設備，避免硅溶膠固化在工具上，影響下次使用。 五、總結 大粒徑硅溶膠以其獨特的物理化學性質，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環境保護及化妝品等多個領域展現出廣泛的應用前景。隨著科技的不斷進步和生產工藝的改進，大粒徑硅溶膠的應用范圍和潛力將進一步拓展，為各行業的發展提供更為強大的支持。