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2025-01-10 10:49:50仿生偏振羅盤
仿生偏振羅盤是一種模仿鳥(niǎo)類導(dǎo)航原理的導(dǎo)航設(shè)備。它利用天空中光的偏振模式來(lái)確定方向，這種偏振模式由大氣散射太陽(yáng)光產(chǎn)生。該羅盤通過(guò)檢測(cè)偏振光的方向，為使用者提供精確、連續(xù)的導(dǎo)航信息，無(wú)需外部電源或衛(wèi)星信號(hào)。它特別適用于戶外探險(xiǎn)、軍事行動(dòng)及航海等領(lǐng)域，可在無(wú)GPS信號(hào)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。

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2022-11-08 13:54:42神奇的仿生材料
我們生活中常見(jiàn)的植物和動(dòng)物在自然進(jìn)化過(guò)程中不僅完全適應(yīng)自然而且會(huì)進(jìn)化出很多特別的功能，幫助自身可以在自然界長(zhǎng)久的生存下去。其實(shí)這些獨(dú)特的功能的對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钪幸彩怯泻艽蟮膸椭?，所以目前有了仿生學(xué)及仿生材料，而且已經(jīng)可以在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)現(xiàn)很多仿生新材料的應(yīng)用。荷葉效應(yīng)離子研磨加工隔膜截面的低倍圖片我們?cè)诠珗@中會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有意思的現(xiàn)象，那就是在荷葉的葉面不沾水。為什么它會(huì)不沾水呢？這是因?yàn)楹扇~表面有著許多的蠟狀突起物質(zhì)，這種突起物通常是納米和微米級(jí)的超微結(jié)構(gòu)，突起物大約200nm，這些突起物組成了平均大小約為10微米的乳突。因?yàn)閹в型黄?，所以葉子的表面就會(huì)凹凸不平，即使有水落下來(lái)，也不會(huì)擴(kuò)散到表面，可以排斥。這稱為“荷葉效應(yīng)”。這種結(jié)構(gòu)是荷葉可以撥水的秘密。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們也根據(jù)這個(gè)技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)建筑涂料、服裝面料、廚具面板等需要耐臟的產(chǎn)品。像納米或微米的結(jié)構(gòu)，人的肉眼是無(wú)法觀察到的，我們可以使用電子顯微鏡將荷葉擴(kuò)大至1,500倍時(shí)，您可以看到許多突起，這個(gè)突起緊密地附著在葉子的表面上，它是由類似蠟的物質(zhì)制成的。“酸奶蓋”現(xiàn)今，有科學(xué)家就利用這個(gè)功能，對(duì)瓶裝酸奶蓋子做了應(yīng)用。以前喝酸奶都要舔一下蓋子，因?yàn)樯w子上沾滿了酸奶。當(dāng)然也有一些酸奶是不粘奶的， 那么利用荷葉的不沾水的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)和荷葉類似的表面結(jié)構(gòu)，當(dāng)我們用手去觸摸蓋子的背面時(shí)，就可以感覺(jué)到有凸起的東西，感覺(jué)有點(diǎn)粗糙!。利用日立臺(tái)式掃描電鏡，將酸奶的蓋子的背面放大400到1,000倍觀察，可以看到像面包這樣的硬化的突起。這個(gè)原理就是利用在整個(gè)蓋子背面制作無(wú)數(shù)的突起，即使酸奶附著了，它也會(huì)立即散開(kāi)。酸奶蓋子是微米/納米級(jí)別科技仿生材料，現(xiàn)實(shí)生活中，還有很多類似的仿生材料，比如平時(shí)用來(lái)盛米飯的勺子，勺子表面有非常多的突起，就像荷葉上的突起，而米飯粒就像大號(hào)的水滴，所以這個(gè)設(shè)計(jì)的目的也是希望米粒不會(huì)粘到勺子上。仿生材料竟然有這么多奧秘！那你還能在生活中發(fā)現(xiàn)其他有意思的仿生材料嗎？
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2022-04-14 10:49:16OCI-V測(cè)量FBG受壓時(shí)的偏振相關(guān)損耗
光纖光柵（FBG）作為一種新型的無(wú)源器件，為光通信和光傳感成功開(kāi)辟了一條嶄新道路，從光纖光柵技術(shù)被應(yīng)用以來(lái)，該技術(shù)在光纖傳感技術(shù)和高速光纖通信領(lǐng)域得到了飛速發(fā)展。隨著光通信的發(fā)展，傳輸速率不斷提高，偏振特性對(duì)傳輸質(zhì)量的影響也更加明顯，成為高速光纖通信系統(tǒng)發(fā)展的障礙，然而，在光傳感領(lǐng)域，偏振效應(yīng)具有響應(yīng)速度快、效率高等優(yōu)勢(shì)，可以利用光纖的偏振敏感特性進(jìn)行傳感，以及利用器件的超快偏振響應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行全光信號(hào)處理等，這些使得偏振相關(guān)特性的研究十分有意義。測(cè)試FBG受壓時(shí)偏振相關(guān)損耗測(cè)試加載裝置示意圖如圖1所示，用光矢量分析儀（OCI-V）進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量模式為反射式測(cè)量，一次掃描就可以得出FBG反射式的偏振相關(guān)損耗（PDL），測(cè)試的FBG中心波長(zhǎng)為1548.0-1548.3nm，壓力加載裝置為將FBG平放在兩塊鋼板之間，在FBG并行位置放置一根相同直徑的光纖來(lái)保證FBG受壓力時(shí)保持平衡，在上面鋼板上放置不同重量的砝碼進(jìn)行加載，分別為1kg、2kg、4kg、6kg和10kg。圖1. 測(cè)試加載裝置示意圖圖2. a-0kN、b-10kN、c-20kN、d-40kN、e-60kN、f-100kN各PDL測(cè)試圖圖2為不同壓力下的測(cè)試圖，從中可以看出，F(xiàn)BG在沒(méi)有壓力時(shí)中心波長(zhǎng)附近光波段的PDL趨近于零，施加壓力后中心波長(zhǎng)附近兩端出現(xiàn)兩個(gè)波峰（圖中畫圈的位置），隨著壓力逐漸增大，波峰峰值越來(lái)越大，在壓力達(dá)到60KN時(shí)波峰出現(xiàn)最大值，且隨著壓力增大兩個(gè)波峰逐漸靠近，中間PDL趨近于零的平坦區(qū)域逐漸縮小，在壓力達(dá)到100KN時(shí)波峰出現(xiàn)畸變，波峰高度有所降低，中間PDL平坦區(qū)域消失。綜上所述，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)壓力會(huì)對(duì)FBG中心波長(zhǎng)附近的PDL造成較大影響，隨著壓力增大中心波長(zhǎng)兩端PDL波峰峰值逐漸變大，PDL較小區(qū)域逐漸縮小直至消失，壓力過(guò)大時(shí)會(huì)使中心波長(zhǎng)附近波段的PDL出現(xiàn)畸變。通過(guò)OCI-V能夠快速測(cè)試出FBG的偏振相關(guān)損耗，利用其偏振相關(guān)特性可以判定FBG的性能優(yōu)劣，為其能否準(zhǔn)確進(jìn)行通信傳輸和光學(xué)傳感提供了判斷標(biāo)準(zhǔn)。光矢量分析系統(tǒng)OCI-V
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2020-11-20 09:25:44從完整肌腱到單纖絲：偏振紅外光譜強(qiáng)勢(shì)助力膠原蛋白的分子取向研究
       在過(guò)去的十年里，紅外（IR）光譜已被廣泛應(yīng)用于哺乳動(dòng)物組織中的膠原蛋白研究。對(duì)有序膠原蛋白光譜的更好理解將有助于評(píng)估受損膠原蛋白和疤痕組織等疾病。因此，利用偏振紅外光研究膠原蛋白（I型膠原和II型膠原）的層狀結(jié)構(gòu)和徑向?qū)ΨQ性逐漸成為研究熱點(diǎn)。目前，基于焦平面陣列檢測(cè)器的偏振遠(yuǎn)場(chǎng)（FF）傅立葉變換紅外（FTIR）成像、偏振遠(yuǎn)場(chǎng)（FF）、光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）以及散射型掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（s-SNOM）的納米紅外技術(shù)在膠原蛋白領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。偏振遠(yuǎn)場(chǎng)（FF）方法可應(yīng)用于完整肌腱的截面，其纖維平行且垂直于偏振光排列。光學(xué)光熱IR紅外（O-PTIR）和納米傅立葉變換紅外（nano-FTIR）方法則應(yīng)用于直徑為100~500 nm的原纖維，在生物聚合物上共同實(shí)現(xiàn)互相印證和互補(bǔ)的結(jié)果。        通常，I型膠原蛋白在偏振紅外光下反應(yīng)不同。采用基于焦平面陣列（FPA）檢測(cè)的遠(yuǎn)場(chǎng)傅里葉變換IR（FF-FTIR）對(duì)其進(jìn)行成像時(shí)，受制于蛋白質(zhì)酰胺I和II的紅外特征峰吸收帶的波長(zhǎng)（~7 μm）的分辨率極限，難以獲取高質(zhì)量的成像結(jié)果。而采用散射型掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（s-SNOM）方法的納米級(jí)FTIR（nano-FTIR）光譜技術(shù)，可以獲得空間分辨率約為20nm的紅外光譜，解決了受限于IR輻射波長(zhǎng)的限制（通常5-10 μm）。此外，采用光學(xué)光熱紅外技術(shù)（O-PTIR）成像和光譜學(xué)的方法，也可以擺脫紅外波長(zhǎng)的限制，實(shí)現(xiàn)亞微米（500nm）的空間分辨率，為完整組織和原纖維膠原蛋白的研究打開(kāi)了一個(gè)新窗口。        近期，在Kathleen M. Gough等人的研究中[1]，作者采用基于光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）ZL技術(shù)的PSC非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng) mIRage對(duì)樣品?500 nm單點(diǎn)區(qū)域收集振動(dòng)光譜，如圖1所示。該光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）技術(shù)的工作原理是光熱檢測(cè)，其中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）激發(fā)樣品在1800–800 cm-1光譜范圍內(nèi)的分子振動(dòng)。產(chǎn)生的光熱效應(yīng)通過(guò)短波長(zhǎng)探測(cè)激光器檢測(cè)。圖2A-B中的光譜表明，固有的激光偏振所獲得的高對(duì)比度所產(chǎn)生的光譜與使用FTIR焦平面陣列和偏振器組合進(jìn)行的光譜測(cè)試近乎一致。并且對(duì)于安裝在玻璃顯微鏡的不同載玻片，樣品均獲得了具有良好SNR的高質(zhì)量光譜。圖1. 完整肌腱的光學(xué)光熱IR（O-PTIR）光譜，?500 nm測(cè)量點(diǎn)。（A）利用線性偏振量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）從CaF2窗口在平行和垂直兩個(gè)不同方向上獲得光譜。插入的可視圖像顯示了6個(gè)采譜位置；比例尺= 70 μm。（B）對(duì)比從CaF2（頂部）和玻璃（底部）載玻片在線性偏振QCL的平行和垂直方向上獲得的光譜。        光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）技術(shù)可以通過(guò)在載物臺(tái)上輕易地旋轉(zhuǎn)樣品來(lái)測(cè)試平行和垂直于紅外激光偏振方向的光譜。并利用光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）技術(shù)在幾個(gè)單一頻率下對(duì)原纖維成像，以獲得表觀物理寬度的確定性估計(jì)。如圖2右側(cè)所示，在垂直方向上， 1655 cm-1處記錄的單波長(zhǎng)圖像的紅黃帶表明該原纖維的寬度不超過(guò)500 nm。該尺寸將目標(biāo)物標(biāo)定為真正的原纖維，并且可與紅外s-SNOM實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到的300 nm原纖維相當(dāng)。光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）技術(shù)與nano-FTIR的測(cè)試結(jié)果相互印證，反映了“原纖維”寬度的標(biāo)準(zhǔn)范圍。此外作者觀察到，來(lái)自原纖維的酰胺I和II譜帶比完整肌腱的窄，并且相對(duì)強(qiáng)度和譜帶形狀都發(fā)生了變化。這些光譜反映出在偏振紅外光下正常I型膠原纖維的更多有用信息，并可作為研究膠原組織的基準(zhǔn)。圖2. 從CaF2窗口利用O-PTIR測(cè)試控制肌腱原纖維獲得的光譜。用平行于激光偏振的原纖維獲得的頂光譜（紅色）；藍(lán)色是垂直方向上的光譜。右側(cè)是在垂直方向基于1655 cm-1的單波長(zhǎng)圖像。正方形表示光譜采集位置。比例尺= 1 μm。        與基于焦平面陣列檢測(cè)器的偏振遠(yuǎn)場(chǎng)傅立葉變換紅外（FF-FTIR）光譜相比，光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）具有更高的空間分辨率，且可提供單波長(zhǎng)光譜。使用FF-FTIR FPA探測(cè)往往包括其他非膠原材料。同時(shí)，光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）還可以提供偏振平行于原纖維取向的原纖維光譜。這也是光學(xué)光熱紅外（O-PTIR）和納米FTIR光譜對(duì)直徑為100~500 nm的膠原原纖維給出證實(shí)性和互補(bǔ)性結(jié)果的首次證明。綜上所述，這些結(jié)果為進(jìn)一步研究生物樣品中的膠原蛋白提供了廣闊的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)：[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard,  Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295; doi:10.3390/molecules25184295.
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2019-12-19 15:58:31轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)系列網(wǎng)絡(luò)講座預(yù)告|仿生納米藥物用于人腦膠質(zhì)瘤的ZL
 時(shí)間2019年12月26日 下午14:00-15:00題目仿生納米藥物用于人腦膠質(zhì)瘤的ZL主講人劉艷杰 博士（河南大學(xué)）講座形式網(wǎng)絡(luò)講座，手機(jī)或PC即可參與（會(huì)議鏈接和如下報(bào)名鏈接相同）內(nèi)容簡(jiǎn)介由于血腦屏障（blood brain barrier, BBB）的存在，使得人腦膠質(zhì)瘤成為癌癥ZL中Z棘手的腫瘤之一。BBB，其為腦部的自我平衡防御機(jī)制，它在保證神經(jīng)系統(tǒng)免受外來(lái)物質(zhì)侵?jǐn)_的同時(shí)，也阻礙了ZL藥物通過(guò)非入侵性給藥進(jìn)入腦內(nèi)。因此，發(fā)掘研究能協(xié)助納米藥物突破BBB的藥物或靶向分子是ZL腦部疾病的當(dāng)務(wù)之急?；谝陨媳尘?，講者所在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了細(xì)胞膜偽裝的腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的仿生納米藥物用于腦膠質(zhì)瘤的靶向ZL。該智能仿生納米藥物合理解決了目前納米藥物面臨的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間短、難以跨越BBB、被腫瘤細(xì)胞攝取量低和藥物在病灶處釋放緩慢等諸多關(guān)鍵問(wèn)題，Z終可望成功實(shí)現(xiàn)人腦膠質(zhì)瘤安全GX的ZL。即刻報(bào)名掃描下方二維碼，報(bào)名吧！ 主講人簡(jiǎn)介劉艷杰 博士生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在讀博士，現(xiàn)在河南大學(xué)從事仿生納米藥物用于人腦膠質(zhì)瘤的ZL的研究。在Advanced materials，Biomaterials等雜志上發(fā)表論文2篇，申請(qǐng)國(guó)內(nèi)ZL2項(xiàng)。
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2018-11-22 03:24:46仿生納米材料研究生畢業(yè)前景
　
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