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主要技術(shù)要點(diǎn)（創(chuàng)新點(diǎn)） ：? 采用空間 3-UPU 柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)類型，與傳統(tǒng)微力傳感器的敏感元件相比，具有高精度、高強(qiáng)度、無累積誤差等優(yōu)點(diǎn)；? 3 個(gè)支鏈相互垂直放置，并且每 1 條支鏈能感受某一方向的力，同時(shí)不會(huì)影響其他支鏈的懸臂梁的應(yīng)變，具有 3 維解耦力傳感特點(diǎn)；? 采用 3-UPU 柔順并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有高固有頻率，具有頻寬范圍大的特點(diǎn)；? 采用 2 對(duì)對(duì)稱的懸臂梁的應(yīng)變形成全橋式電路作為輸出，具有溫度不敏感的特點(diǎn)。項(xiàng)目背景：隨著精密工程技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)及微/納米技術(shù)等的研究，微傳感器技術(shù)得到極大發(fā)展，特別是微力傳感器，在各種微操作過程中執(zhí)行對(duì)微接觸力的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)力-位移或力-視覺等混合控制，對(duì)提高微操作系統(tǒng)的精度起到了重要作用。該成果來源于胡俊峰副教授主持的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《基于柔順機(jī)構(gòu)的智能微操作機(jī)器人動(dòng)力學(xué)與控制研究》。 

本發(fā)明公開了一種3D打印具有緩釋抗菌功能的骨組織工程支架材料及制備方法，它是由多孔磷酸鈣材料與海藻酸鈉原位交聯(lián)而成，同時(shí)負(fù)載黃連素。該骨組織工程支架材料通過在打印墨水中摻加黃連素藥物，使得支架兼具抗菌和促成骨的功能，最終通過3D打印和后處理方式調(diào)控支架孔結(jié)構(gòu)、通過改變氯化鈣交聯(lián)劑的濃度和交聯(lián)時(shí)間調(diào)控支架交聯(lián)度，以及通過改變藥物濃度調(diào)控支架載藥量來實(shí)現(xiàn)該支架的藥物緩釋效果。

傳統(tǒng)的Al2O3-TiN復(fù)合材料制備設(shè)備及工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低下，成本高，不利于 復(fù)合材料的推廣應(yīng)用。本發(fā)明將兩種粒徑不同的Al2O3粗細(xì)顆粒作為骨料，α-Al2O3、 TiO2、Al粉作為細(xì)粉按比例混合模壓，采用流動(dòng)氮?dú)鈿夥障鲁涸环磻?yīng)燒結(jié)。在合理 的升溫速率、合理的燒結(jié)溫度以及保溫時(shí)間下制備Al2O3-TiN多孔陶瓷材料。用金屬作 結(jié)合劑取代傳統(tǒng)燒結(jié)結(jié)合，可以降低制品的燒結(jié)溫度，燒結(jié)后制品中的金屬與原料中的 物質(zhì)原位反應(yīng)形成難熔化合物。

本發(fā)明公開了一種Bi2Te3薄片/石墨烯復(fù)合材料，由微米級(jí)Bi2Te3薄片和石墨烯組成。由于石墨烯的分散、承載及隔離作用，可有效阻止微米Bi2Te3薄片在熱處理過程中的燒結(jié)，以保持晶界對(duì)聲子的有效散射，對(duì)提高Bi2Te3材料的熱電性能具有重大意義。該復(fù)合材料可作為熱電材料。本發(fā)明還公開了該復(fù)合材料的一步水熱法或一步溶劑熱法的制備方法，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、周期短、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

近年來，磁振子電子學(xué)在信息計(jì)算和信息傳輸領(lǐng)域表現(xiàn)出了極具價(jià)值的應(yīng)用潛力。磁振子電子學(xué)利用以磁振子為載體的電子自旋進(jìn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)信息處理，有望實(shí)現(xiàn)無熱量產(chǎn)生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統(tǒng)意義上通過操縱電荷來實(shí)現(xiàn)信息的處理的微電子學(xué)具有無可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。磁振子電子學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展很大程度上依賴于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發(fā)現(xiàn)，而獲得長(zhǎng)距離的磁振子輸運(yùn)始終是磁振子電子學(xué)研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預(yù)言有很多的新穎物理效應(yīng)，例如自旋能斯特效應(yīng)，拓?fù)浯耪褡?，以及外爾磁振子等?在最新的研究文章中，量子材料科學(xué)中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進(jìn)展，觀測(cè)到了二維反鐵磁體系中磁振子的長(zhǎng)距離輸運(yùn)。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機(jī)械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測(cè)量磁振子輸運(yùn)的非局域器件，器件結(jié)構(gòu)如圖A所示。器件左側(cè)Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側(cè)Pt電極探測(cè)在二維MnPS3中擴(kuò)散傳輸?shù)拇耪褡?。在二維反鐵磁MnPS3中，實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到了幾微米的磁振子擴(kuò)散長(zhǎng)度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測(cè)端距離的增加，探測(cè)到的非局域信號(hào)表現(xiàn)出e指數(shù)衰減的形式，跟一維漂移擴(kuò)散模型的理論模型一致。在此基礎(chǔ)上，他們還系統(tǒng)研究了MnPS3厚度對(duì)磁振子弛豫性質(zhì)的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長(zhǎng)度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強(qiáng)的表面雜質(zhì)散射效應(yīng)導(dǎo)致的。 該文章中的結(jié)果具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值：二維材料中的磁振子輸運(yùn)實(shí)現(xiàn)為二維磁性材料在磁振子電子學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有望推動(dòng)磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質(zhì)研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運(yùn)研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運(yùn)測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖。（B）自旋信號(hào)R_NL^*隨電極間距的依賴關(guān)系，與理論預(yù)言的e指數(shù)衰減吻合。（C）磁振子弛豫長(zhǎng)度隨MnPS3厚度的依賴關(guān)系。 該工作于2019年2月7日在線發(fā)表于物理學(xué)術(shù)期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設(shè)計(jì)和指導(dǎo)完成，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心2015級(jí)博士生邢文宇為文章第一作者，物理學(xué)院2015級(jí)本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學(xué)讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學(xué)中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持。

以組織工程和干細(xì)胞治療為代表的再生醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域，有望成為繼藥物和器械治療之后下一個(gè)醫(yī)療健康行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。再生醫(yī)學(xué)已在臨床成功地用于皮膚再生，關(guān)節(jié)軟骨重建，肌腱、脊髓損傷修復(fù)，免疫系統(tǒng)功能重建等，并在治療疑難病癥（如遺傳性疾病和心血管類疾?。┖透黝惼鞴俳M織（如神經(jīng)、肝臟、心臟、胰腺等）修復(fù)和再生的動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)中顯示出良好效果。3D 微組織療法目前在科研領(lǐng)域內(nèi)，也在大動(dòng)物（犬）椎間盤蛻變、小動(dòng)物（鼠）皮膚損傷及小動(dòng)物（鼠）肝衰竭等模型中得到有力驗(yàn)證。這種可注射3D 微組織平臺(tái)技術(shù)可輔助各種類型的細(xì)胞治療和組織 再生，有望像藥物傳遞對(duì)于藥物治療一樣在細(xì)胞治療領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛而重大的影響。其潛在市場(chǎng)主要是各大 醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)，將成為未來治療重大疑難疾病的利器。

傳統(tǒng)的Al2O3-TiN復(fù)合材料制備設(shè)備及工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低下，成本高，不利于復(fù)合材料的推廣應(yīng)用。本發(fā)明將兩種粒徑不同的Al2O3粗細(xì)顆粒作為骨料，α-Al2O3、TiO2、Al粉作為細(xì)粉按比例混合模壓，采用流動(dòng)氮?dú)鈿夥障鲁涸环磻?yīng)燒結(jié)。在合理的升溫速率、合理的燒結(jié)溫度以及保溫時(shí)間下制備Al2O3-TiN多孔陶瓷材料。用金屬作結(jié)合劑取代傳統(tǒng)燒結(jié)結(jié)合，可以降低制品的燒結(jié)溫度，燒結(jié)后制品中的金屬與原料中的物質(zhì)原位反應(yīng)形成難熔化合物。

本項(xiàng)目針對(duì)篩選優(yōu)良生產(chǎn)性狀菌株、提高菌株生長(zhǎng)性能、增強(qiáng)菌株有機(jī)酸合 成能力、提升菌株環(huán)境適應(yīng)性等四個(gè)制約有機(jī)酸發(fā)酵過程效能的技術(shù)瓶頸，發(fā)展和實(shí)踐了一整套提高短鏈有機(jī)酸發(fā)酵過程性能的的策略與方法。(1) 在菌株篩選方面，建立了基于微生物生理特性的理性定向篩選技術(shù)、基于有機(jī)酸生化特性的高通量定向選育技術(shù)。(2) 在營(yíng)養(yǎng)供給方面，建立了基于全基因組序列的微生物營(yíng)養(yǎng)需求解析技術(shù)、基于微生物營(yíng)養(yǎng)需求的定向定量元素供給技術(shù)。(3) 在代謝流調(diào)控方面，建立了輔因子調(diào)控碳代謝流速度和流向的方法、微生物亞細(xì)胞代謝工程的碳流分區(qū)調(diào)控技術(shù)，發(fā)展了基于最優(yōu)合成途徑的碳代謝流流向及通量的調(diào)控方法、基于轉(zhuǎn)運(yùn)子工程的代謝流傳輸調(diào)控方法、基于微生物生理特性的分階段過程控制技術(shù)。(4) 在環(huán)境適應(yīng)性方面，建立了脅迫與耐受響應(yīng)的有機(jī)酸發(fā)酵強(qiáng)化技術(shù)、發(fā)展了環(huán)境適應(yīng)性的全局調(diào)控因子擾動(dòng)解析技術(shù)。

背景：腦脊髓損傷后軸突再生、功能恢復(fù)仍然是一個(gè)世界性的難題。脊髓損傷后代償性軸突側(cè)芽生長(zhǎng)能部分恢復(fù)肢體自發(fā)性運(yùn)動(dòng)，但肢體技巧性運(yùn)動(dòng)高度依賴皮質(zhì)脊髓束的完整性。前期研究發(fā)現(xiàn)高度選擇性皮質(zhì)脊髓束完全剝奪動(dòng)物模型（Celsr3|Emx1小鼠）各種運(yùn)動(dòng)功能完全正常，提示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的自發(fā)可塑性，其在運(yùn)功功能的恢復(fù)中可能發(fā)揮重要的作用。

采用自主創(chuàng)新的霧化反應(yīng)法新工藝，能夠制備出介孔ZrO2和Al2O3等球形粉體顆粒，通過進(jìn)一步的技術(shù)研究和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)顆粒粒徑和顆粒微結(jié)構(gòu)可控的介孔ZrO2和Al2O3等球形粉體顆粒制備技術(shù)。目前行業(yè)上制備出的ZrO2和Al2O3等球形粉體主要為實(shí)心顆粒，顆粒球形度不太好，本方法制備的ZrO2和Al2O3等球形粉體球形度好，有利于成型；介孔結(jié)構(gòu)，顆粒密度小，節(jié)省鋯資源。 應(yīng)用范圍： 固體催化劑或載體；人工骨原材料和口腔材料；藥物釋放；氧氣傳感器等。