微纳制造前沿应用-绪论.ppt

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1、微纳制造前沿应用微纳制造前沿应用（The Foremost Application of Micro/Nano Fabrication)郝秀清郝秀清机电学院机电学院课程背景与意义微纳制造作为微纳制造作为国家新兴产业国家新兴产业发展的重大关发展的重大关键技术之一，键技术之一，对国家装备实对国家装备实力和国民经济力和国民经济技术的发展具技术的发展具有重要作用。有重要作用。课程背景与意义u微纳技术通常指微米微纳技术通常指微米/纳米级的材料、设计、纳米级的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术，其共同特制造、测量、控制和产品的技术，其共同特征是功能结构的尺寸在微米征是功能结构的尺寸在微米/纳米范围。

2、纳米范围。u微纳制造作为微纳技术中的重要一环，受微纳制造作为微纳技术中的重要一环，受到各国重视，近些年来获得快速发展，为微到各国重视，近些年来获得快速发展，为微纳技术在国防军工和民用产品领域应用提供纳技术在国防军工和民用产品领域应用提供前提。前提。微纳制造技术微纳制造技术的进步，推动着三大前沿科技的发展纳米技术纳米技术生物技术生物技术信息技术信息技术微纳制造100nmhttp:/Small,2012,8(18),27872801https:/pro-纳流道中的DNA检测集成电路纳米机器人课程背景与意义时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明1.1.“悬浮板悬浮板”滑行滑行车车该

3、装置采用双电陀螺仪该装置采用双电陀螺仪(每个脚垫下各有一个每个脚垫下各有一个)自动平衡，用自动平衡，用户可以通过小幅调整重心来加速向前、向后、转弯，从而做户可以通过小幅调整重心来加速向前、向后、转弯，从而做出各种趣味特技动作。出各种趣味特技动作。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明2.地下公园地下公园整个公园的关键是一个整个公园的关键是一个“远程天窗远程天窗”系统，该系统从周边屋系统，该系统从周边屋顶捕捉阳光，通过光纤将其引到地下；然后通过反光的圆屋顶捕捉阳光，通过光纤将其引到地下；然后通过反光的圆屋顶散发出来，让植物得以生长。顶散发出来，让植物得以生长。时代时代评出的评出

4、的2015年年25项最佳发明项最佳发明3.麸质探测器麸质探测器这款探测器可以在两分钟内完成对任何食物和饮料的检测。这款探测器可以在两分钟内完成对任何食物和饮料的检测。将一份试样注入将一份试样注入Nima的试管后，一种专利抗体的试管后，一种专利抗体(放在一次性放在一次性容器内容器内)就开始探测麸质。如果含有麸质，就开始探测麸质。如果含有麸质，Nima就会亮起一就会亮起一张皱眉的脸；如果不含麸质，就会出现一张笑脸。张皱眉的脸；如果不含麸质，就会出现一张笑脸。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明4.仿生耳塞仿生耳塞纽约多普勒实验室推出的这款耳塞可以放大或减小各种噪音。纽约多普勒实

5、验室推出的这款耳塞可以放大或减小各种噪音。它有一款与智能手机应用软件同步的处理器，用户可以手动它有一款与智能手机应用软件同步的处理器，用户可以手动选择希望过滤的频率。首批耳塞将于选择希望过滤的频率。首批耳塞将于12月上市。月上市。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明5.优质听诊器优质听诊器将这种智能适配器装到听诊器上后，就可以将心跳数据上传将这种智能适配器装到听诊器上后，就可以将心跳数据上传到云端，医生将其下载到智能手机中。然后，一款配套的应到云端，医生将其下载到智能手机中。然后，一款配套的应用软件可以对声音进行分析，并与以前的心跳数据进行比对，用软件可以对声音进行分析，并

6、与以前的心跳数据进行比对，从而帮助医生发现心脏杂音、心脏瓣膜异常或其他从而帮助医生发现心脏杂音、心脏瓣膜异常或其他“人耳听人耳听不出的不出的”问题。问题。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明6.虚拟现实头戴式设备虚拟现实头戴式设备虚拟现实头戴式设备让人可以逃离现实。相比之下，微软的虚拟现实头戴式设备让人可以逃离现实。相比之下，微软的全息眼镜全息眼镜(HoloLens)是对现实进行扩充是对现实进行扩充将全息影像和将全息影像和数据投射到现实环境，这样一来，用户就不会数据投射到现实环境，这样一来，用户就不会“局限在虚拟局限在虚拟世界中世界中”。美国航天局已利用微软这款眼镜在实验室

7、中模拟。美国航天局已利用微软这款眼镜在实验室中模拟火星地形，医学院的学生也已利用这款眼镜解剖虚拟尸体。火星地形，医学院的学生也已利用这款眼镜解剖虚拟尸体。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明7.高能意大利面高能意大利面这种鹰嘴豆意大利面含有的蛋白质是传统意大利面的两倍，这种鹰嘴豆意大利面含有的蛋白质是传统意大利面的两倍，碳水化合物含量却低得多；此外它还不含麸质。现在已有碳水化合物含量却低得多；此外它还不含麸质。现在已有1700家店铺出售这种食品，最近在所有种类的意大利面中，家店铺出售这种食品，最近在所有种类的意大利面中，鹰嘴豆意大利面已成为最畅销的品种。鹰嘴豆意大利面已成为

8、最畅销的品种。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明7.Juno桌面桌面DNA实验室实验室通常科学家们做通常科学家们做DNA相关实验需要耗费一整天的时间，而相关实验需要耗费一整天的时间，而Juno完成这个过程只需三小时，从而使科学家们有更多的时完成这个过程只需三小时，从而使科学家们有更多的时间专注于分析和解决问题。一个更加实际的应用是，间专注于分析和解决问题。一个更加实际的应用是，Juno容容易找到匹配的骨髓捐赠者，遗传疾病和更多的治疗。易找到匹配的骨髓捐赠者，遗传疾病和更多的治疗。售价：120000美元官网：https:/ Apartments打破了这种刻板印象，打破了这种

9、刻板印象，这个地方更像是小公寓。除了这个地方更像是小公寓。除了102个房间，还提供了一个医疗个房间，还提供了一个医疗诊所，一个花园，一个室外跑道和教室空间。诊所，一个花园，一个室外跑道和教室空间。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明10.SafetyTruck安全卡车安全卡车每年有成千上万的人在交通事故中受伤或死亡，视线阻碍是每年有成千上万的人在交通事故中受伤或死亡，视线阻碍是造成事故的主要原因之一。阿根廷以其曲折狭窄的道路闻名，造成事故的主要原因之一。阿根廷以其曲折狭窄的道路闻名，事故频发。三星和广告公司事故频发。三星和广告公司Leo Burnett给出了一个创造性给出了

10、一个创造性的解决方案：在卡车周围配置四面屏幕，为车辆显示的解决方案：在卡车周围配置四面屏幕，为车辆显示“被遮被遮挡的挡的”交通情况。交通情况。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明11.Sproutling儿童安全监测器儿童安全监测器孩子成长是每一位父母关心的事情，Sproutling儿童安全监测器可以接入Fitbit一类的产品，掌握心率、体温、位置的数据信息，在发生异常时及时推送消息给父母。另外，一个作用就是预测孩子的午睡时间。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明12.DronePort无人机飞机场无人机飞机场生活在城市的我们无法想象，那些由于地形限制，

11、面临食品、医疗用品、电子产品等运输困难的地区形势。Rwanda项目旨在建立无人机机场，解决产品运输的实际问题，并希望联合其他国家来规范无人机的商业使用。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明15.ApplePencilandiPadPro苹果笔苹果笔&iPadProApplePenci的面世让人们重新认识了“笔”的意义，书写角度，重力感应，轻易擦除这些功能在苹果公司的努力下变得就像在纸面书写一样简单。而与ApplePencil相匹配的iPadPro销售记录超过了今年80%的笔记本电脑，成为许多设计创意工作者的必备品。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明16

12、.NikeFlyease8单手系鞋带单手系鞋带FlyEase系列旨在帮助行动不便的体育爱好者。易穿脱球鞋最初来源于 Nike的一名中风员工。Nike 曾经为一名身患大脑麻痹的大学生 Walzer 设计过一款易穿脱的 Nike Hyperdunk 2010。Nike 期望帮助更多需要关怀的人们，产品已于7月16 日在 N 限量发售。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明17.Pantelligent教你做饭的平底锅教你做饭的平底锅Pantelligent内置温度传感器，通过蓝牙与手机连接，APP可显示锅中实时温度，并且提醒你合适温度范围。比如：什么时候加料，翻炒、搅拌分分钟变身

13、米其林大厨！还预装了几十种食谱，你可以在做饭时预设温度。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明18.TheDrinkableBook可以喝的书可以喝的书DrinkableBook的发明提醒人们时刻关注饮水卫生，它其实是一种可以杀死致命水传染病菌的工具，由加拿大McGill大学和美国弗吉尼亚大学共同研发，采用高级滤纸制成，每一页含有两片滤纸，可提供30天干净的水源。这样的一本书足够保证4年安全用水。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明19.TheOceanCleanupProject海洋清洁工程海洋清洁工程太平洋中存放的塑料垃圾桶面积比德克萨斯州还大，但是清

14、理过程是既昂贵又耗费时间。海洋清理项目提出了一个100公里长的浮动潮，使用自然电流捕捞垃圾，成本约为1500万美元。将会在2020年实行，保守估计，可以在10年时间内减少42%的垃圾。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明20.TZOAEnvironmentalTracker环境检测器环境检测器可穿戴智能环境监测设备TZOA旨在通过提供环境数据，改善生活环境。除了搜集环境数据，你还可以在APP上看到辐射指标、空气质量、紫外线等数据。而当你身处污染严重的环境时TZOA会立即发出提醒，它的发明者希望人们重新认识环境，提高健康意识。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最

15、佳发明21.Hackaball自定义玩具球自定义玩具球/可以踢的计算机可以踢的计算机Hackaball为6至10岁的孩子设计，它内置了LED灯、扬声器、振动马达、陀螺仪、加速计、存储芯片、可充电的电池和处理器。球体为橡胶和硅胶既可以充当减震器，也可以避免零部件损耗，可通过WiFi与iPad连接。不同程序可以采用不同的颜色照明球，受声音和振动的影响，就可以一起来做游戏了。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明22.GOOGLECardboard头戴式虚拟现实显示器头戴式虚拟现实显示器GoogleCardboard是一个可折叠的头戴式虚拟现实显示器，由透镜、磁铁以及橡皮筋等组合而

16、成。透镜会分别感知左右影像，从而建立一个3D影像。你可以去官网下载免费提供的零件列表、示意图及组装说明，亲身体验虚拟现实的feel。售价：售价：没得卖，自己做没得卖，自己做官网：官网：自己问谷歌自己问谷歌时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明23.ArtiphonInstrument1电子乐器电子乐器70%的成年人希望自己学一门乐器，只有5%的人去实践，但是又有一半的人会卡在一个问题上，“选什么乐器好呢？”Instrument1整合吉他、贝斯、钢琴、小提琴、尤克里里等多种乐器，并支持多种演奏方法，弹奏、敲打随心所欲。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明24

17、.最环保汽车最环保汽车特斯拉特斯拉ModelX特斯拉ModelX是第一辆能五星通过率通过所有的测试(包括侧翻)的SUV跨界车型。这台全世界第一辆豪华纯电动SUV续航里程约为250英里，容纳7名乘客。它独特的是未来派鹰翼式的后车门，打开车门像一双飞翔的鹰的翅膀。ModelX百公里加速3.2秒，并且它的电池装置给予了它低重心，使它拥有跑车般的操控性。时代时代评出的评出的2015年年25项最佳发明项最佳发明25.会交流的玩具会交流的玩具这只恐龙玩具采用了IBMWatson技术，使这只“会说话的”恐龙可以和5至9岁的孩子用一种有意义的方式交流。除了可以回复像“我们距离月亮多远？”这样的纯语言查询，小恐

18、龙可以通过WiFi与孩子们交流并且了解孩子们的反应，帮助他们辅导数学。应用分子电子器件生物应用菲涅尔透镜纳米流体加速计纳米电梳光学元件由于微纳制造技术产品有体积小、重量轻、集成度高、智能化程度高由于微纳制造技术产品有体积小、重量轻、集成度高、智能化程度高等优点，在信息科学、生物医疗、航空航天等领域广泛的应用。等优点，在信息科学、生物医疗、航空航天等领域广泛的应用。微波天线3D光刻例子汽车上的微机电系统（汽车上的微机电系统（MEMSMEMS）器件应用：）器件应用：各种气压、流动传感器，防盗传感器和报警器，气囊加速各种气压、流动传感器，防盗传感器和报警器，气囊加速器，器，GPSGPS显示屏等显示屏等课 程 简 介主要内容主要内容（2424学时）学时）：（一）绪论（2学时）（二）MEMS制造技术（4学时）（三）3D打印技术（2学时）（四）纳米压印技术（2学时）平时作业讨论 （4学时）（五）精密超精密加工技术（2学时）（六）微细加工方法（2学时）（七）光电子器件等应用（2学时）分组讨论 （4学时）课程考核形式与要求本课程的成绩：平时成绩（出勤及作业讨论）30%分组讨论会 30%期末总结报告成绩 40%谢谢！谢谢！