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本成果創新性發明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構高精度測量技術及系統。 本項目依托華中科技大學儀器學科在表面形貌與結構精密測量領域的傳統特色優勢和長期積累的科研基礎，在國家重大科學儀器設備開發專項、國家自然科學基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學基金面上項目等支持下，針對相關制造領域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結構精密測量問題開展了系列研究。本成果技術主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態范圍微納結構測量難題，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標定和坐標統一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標統一瓶頸和漂移難題，實現了微納表面結構跨尺度測量的可溯源和穩定高精度； 3）提出了白光干涉質量評價模型和三維圖像噪聲區域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結構高精度測量提供支撐。 圖1 微納結構多模式跨尺度測量儀器實物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理示意圖

本成果創新性發明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構高精度測量技術及系統。 本項目依托華中科技大學儀器學科在表面形貌與結構精密測量領域的傳統特色優勢和長期積累的科研基礎，在國家重大科學儀器設備開發專項、國家自然科學基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學基金面上項目等支持下，針對相關制造領域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結構精密測量問題開展了系列研究。本成果技術主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態范圍微納結構測量難題，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標定和坐標統一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標統一瓶頸和漂移難題，實現了微納表面結構跨尺度測量的可溯源和穩定高精度； 3）提出了白光干涉質量評價模型和三維圖像噪聲區域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結構高精度測量提供支撐。 圖1 微納結構多模式跨尺度測量儀器實物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理示意圖 【技術優勢】 本成果項目研制了具有我國自主知識產權的白光干涉原子力探針掃描測量儀等系列微納表面結構測量儀器，并通過了國家計量院組織的儀器性能和軟件的檢定測試，納米尺度原子力垂直測量范圍超出國際商用儀器10倍以上，水平動態范圍達國際領先水平。 【技術指標】 本成果項目提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，建立跨尺度傳感方法，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量。同時，發明的白光干涉原子力探針掃描測量方法與現有商用原子力顯微鏡相比，垂直測量范圍提高10倍，分辨率優于0.01nm。

成果以最新ASTM/ISO高分子刮擦測試標準為基礎，掌握全套核心技術，通過集成觀測手段，形成了一套加載（位移、荷載、速度等）靈活可控、即時在線獲取數據（深度、形貌、溫度變化、破壞過程等）的高分子材料刮擦儀器和技術。該技術打破了歐美日對該類儀器的壟斷地位，開創性地提升高分子刮擦實驗的科學性，系統開展高分子材料表面刮擦性能測試、研究，揭示高分子材料表面刮擦破壞規律，為高分子材料表面耐刮擦性能的提高提供技術手段。

關鍵科學問題研究團隊開發出一種與CMOS兼容的技術，可以動態且可逆地實現二氧化鈦和黑色二氧化鈦之間的轉化，從而達到結構色的擦寫和再現。通過構筑亞波長尺寸的微納結構，可以把特定波長的光局域在近場，激發出低階甚至高階的電極子或磁極子，它們反過來又會與材料中的電子產生強烈的相互作用，從而激發出更多的高活性電子，使得材料本

一、用于檢測人類白細胞表面抗原（HLA）基因型別 1.本公司研發一款試劑是用于檢測人類白細胞表面抗原（HLA）基因型別的。2.該試劑可檢測HLA的A/B/C/DR/DQ位點的，采用PCR-SSP法，檢測一人份共計需擴增112孔。引物是預先包埋在96孔板上。3.生產試劑后需要對112孔進行質檢，確保每個孔的引物配制無誤且能完成有效擴增。所以，質檢時需要有已知型別的DNA樣本進行試劑驗證。4.現在產品質檢存在以下問題：1.沒有充足的DNA樣本來源（僅為小體積血樣提取的DNA，一次質檢后就用完）；2.沒有大體積血樣或細胞提取高濃度DNA的方法；3.罕見型別DNA樣本很難篩選到。 二、研制具有消化黏液、保留有形成分形態及滅活功能的預處理液試劑配方 支氣管肺泡灌洗液樣本中有大量黏液，影響鏡檢檢驗。針對此點，擬研制具有消化黏液、保留有形成分形態及滅活功能的預處理液試劑配方。同時，將該試劑與一次性無菌標本收集器組合于一體，實現不用打開標本收集器蓋子就完成預處理步驟，簡化檢驗流程，降低生物安全風險。 三、研制針對肺孢子菌、隱球菌、曲霉、寄生蟲等病原微生物的組合型染色體 研制針對肺孢子菌、隱球菌、曲霉、寄生蟲等病原微生物的組合型染色液。該試劑盒擬申報體外診斷試劑二類注冊證，產品開發需要整合微生物、醫學檢驗、材料、化學、機械、軟件等多學科的專業科研團隊，形成相關關鍵技術來搭建病原微生物形態學檢測平臺。

成果簡介： 回轉體構型運動副在重大裝備及精密裝備中應用廣泛，各類主機的工作精度、性能、壽命、可靠性等指標均與回轉體運動副的性能密切相關，然而其空間結構的復雜性及高的功能特性要求對其制造工藝提出了巨大挑戰。復雜構型回轉體運動副表面要求耐磨、減阻并具有較高的疲勞強度，需要較高的表面面型精度。目前回轉體構型零件淬硬表面一般采用固結磨料面接觸制造工藝實現，然而固結磨料制造技術易于造成磨削燒傷及表面裂紋，影響零件的性能及使用壽命。此外，某些精密元器件或者特殊環境下工作的元器件在使用過程中表面會附著污染物、粉塵等物質而導致腐蝕或者性能下降，常規的機械作用強度較大，易于導致表面損傷，耦合化學、機械以及超聲振動的表面精密修整工藝能夠柔順覆蓋材料全表面，確保精準去除表面缺陷、污染物的同時避免附加損傷；此外某些工件空間尺寸較小且內外表面工藝結構復雜，蘊含大量的邊、角、棱結構，易于導致制造工藝末端缺陷（毛刺）并對運動副配合表面造成損傷，嚴重影響使用性能，確保已加工表面的面形精度同時高效去除表面末端缺陷已成為迫切需要解決的生產實際問題。常規剛性工具難以實現表面的精準吻合而無法實現全表面精密修整，而基于自由磨料的液態柔性磨具可以實現容器空間的全部填充，實現工具-工件的全表面精準吻合并避免表面附加損傷，是復雜構型零件表面精密修整與清洗的理想工藝。基于上述分析，課題組開發了復雜構型表面精密修整清洗多功能一體機。表面精密修形是在柔性工具對零件表面廓形進行擬合運動的基礎上通過表層材料的塑性流動、小尺度材料剝離實現表面幾何特征屬性的全面提升，柔性工具與零件表面之間的弱機械作用可以在提高零件表面微觀幾何精度的同時有效避免附加損傷，然而目前為止獲得納米級表面粗糙度仍然主要依靠熟練操作者的手工研拋為主，生產效率低、勞動強度大、最終表面質量嚴重依賴于操作者個人的技術水準，難以保證高精度復合曲面制造精度的穩定性。復雜構型表面精密修整清洗多功能一體機將有助于實現表面精密修整、去污的一體化，降低生產成本，提高生產效率，具有廣闊的市場前景。 市場分析及前景： 表面精密修整清洗一體化技術在許多行業都具有較好的應用前景：一、機械零部件在電鍍前后的清洗或噴涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件、軸 承、制動器、燃油過濾器、閥門的清洗。二是印制電路板、硅片、晶片、元器件殼、座、鐵路系統用的信號控制繼電器、元器件、連接件、顯像管以及電真空器件等的清洗。三是眼鏡、顯微鏡、望遠鏡、瞄準具等光學系統及取樣玻璃片的清洗。四是醫用器具、食品、制藥、生化等試驗中所用各種瓶罐的清洗。五是噴絲頭、精密 模具、精密橡膠件、珠寶工藝品等的清洗。天津大學科技成果選編我國現有各類超聲設備制造企業上百家，分布主要集中在東南沿海地區。據統計資料，沿海地區的廠家占全國總數的 85%，可見經濟發達地區對超聲波表面修整技術的應用廣泛，普及程度高，這也證明超聲波清表面修整技術推廣普及的前景十分廣闊。 主要技術指標： [1] 精密修整后的表面粗糙度小于 1nm，邊、角、棱結構處的末端缺陷消失； [2] 表面光滑亮澤，無油污及顆粒物附著。 技術水平及知識產權認定情況情況：本成果屬于國際先進水平，成果歸獨家所有。 應用領域：工程機械、微電子系統、光學精密儀器，醫療器械等 合作方式及條件：技術入股 

季銨鹽是表面活性劑的重要組成部分，具有比傳統的表面活性劑更明顯的優勢，如乳化性能高、增溶性強、生物降解性好，能夠大量的運用于礦石浮選、日用化妝品、殺菌、金屬緩蝕、紡織等諸多方面。課題開發亞麻油酰胺丙基-PG-二甲基氯化銨、椰油酸雙酯季銨鹽等表面活性劑的制備新工藝，提高其表面張力、增溶性、乳化性等方面的物理性質，現代許多化學工業生產中不可或缺的添加劑，尤其是對于新型季銨鹽表面活性劑的研究意義重大。不同結構的天然脂肪酸表面活性劑具有表面活性劑的水溶性好，使用 pH 范圍大，適合用于個人日常的護理清潔用品，在清洗劑中能夠與非離子表面活性劑復配成殺菌、消毒清洗劑。 關鍵技術 表面活性劑的制備技術； 表面活性劑的結構調控與性能。 獲得成果 1、論文發表方面：公開發表 SCI 學術論文 30 余篇； 2、專利申請方面：授權中國專利 6 件； 3、基金資助方面：獲國家自然科學基金項目 3 項。

強關聯體系中的巨大電子庫倫相互作用能夠誘導產生豐富奇異的量子多體物態，包括非常規超導、莫特絕緣體、維格納晶體態、非費米液體、量子自旋液體等。

團隊長期從事納米材料及納米結構研究，在長期納米結構的制備及性能研究基礎上，與我國XX工程結合，開展高功率固體激光裝置運行環境污染檢測方法研究，基于各種納米結構制作的聲表面波傳感器檢測靈敏度高達pg/mm2（10 12g/mm2）量級，實現了高精密測試，并且針對裝置運行環境中不同有機污染物的復雜情況，實現了高選擇性、高靈敏度測量，達到了國際領先水平。已通過在線測試并在XX工程中應用，實現訂貨。 同時在高靈敏度聲表面波傳感器的研究基礎上，團隊在聲表面波傳感器的敏感芯片區建立了不同的敏感薄膜，如氧化硅薄膜、氧化鋅薄膜、SiO2/ZnO復合薄膜，實現了對環境污染氣體的高靈敏度響應，特別是在聲表面波傳感器芯片上建立了三維納米結構敏感材料，同時對其化學修飾，以實現化學、生物毒劑的高靈敏度監測，目前正在和中電集團進行相關的聯合工作。 該傳感器可用于定量檢測/監測各種真空、實驗室、大氣環境中的微量有機污染物、化學毒劑和生物毒劑。

成果簡介冷軋深沖鋼板主要應用于汽車工業和板材加工業， 是高品質冷軋鋼板的代表， 成型性能與表面質量是冷軋深沖鋼板最為重要的要素。所謂成型性能是指板對于沖壓成形的適應能力， 它的檢測， 控制和表面質量的保證是生產高品質冷軋深沖鋼板的關鍵。成型性能檢測主要是模擬成型性能的檢測， 包括 FLD， LDR， 杯突， CCV 和擴孔實驗， 其技術核心是成型實驗機和其相應模具的開發。 目前開發的樣機具有操作和更換模具方便， 實驗空間大， 實驗過程觀察方便。 實驗過程計算機控制， 速度及壓邊力等參數控制精確。 成型性能檢測是高品質冷軋深沖鋼板的基礎， 也可以為冷軋板的選擇和模具設計提供幫助。成型性能的優化主要是在現有條件下進一步提高冷軋板成型性能， 其技術關鍵是冷軋板成分優化， 熱軋工藝優化， 冷軋工藝優化， 退火工藝優化和平整工藝優化。表面質量優化主要是在現有條件下進一步提高冷軋板表面質量， 其技術核心是熱軋板板坯表面質量標準的制定， 熱軋工藝的優化， 熱軋過程中氧化鐵皮的清除工藝優化， 冷軋原料質量標質量標準制定， 酸洗工藝優化， 冷軋工藝優化， 退火工藝優化和平整工藝優化等。整個項目在國內處于先進水平， 部分技術處于國內領先水平。成熟程度和所需建設條件本項目可以在現有的冷軋板生產線上使用推廣。目前成型實驗機和其相應模具開發已完成， 已經利用開發的實驗機為馬鋼，南航等完成擴孔， FLD 等成型性能檢測實驗。幫助馬鋼開發 O5 級轎車用深沖外板， 雙相車輪鋼等產品， 取得顯著的經濟效益。技術指標成型實驗機： 最大成形力： 300KN； 最大頂件力： 1.5KN； 壓邊力可調范圍： 4--50KN； 凸模上升速度： 0-300mm/min； 總電功率;3.5KW； 額定壓力：6.3MPa； 增壓比： 1:4； 測量精度： 位移 H≤0.02mm(20mm)； 成形力≤2%；可以協助開發 O5 級轎車用深沖外板， 熱軋雙相鋼車輪板和 DC06 深沖板。市場分析和應用前景目前已經幫助馬鋼開發 O5 級轎車用深沖外板， 熱軋雙相鋼車輪板和 DC06深沖板， 已經得到江淮， 奇瑞等汽車廠的認可。社會經濟效益分析幫助馬鋼開發 O5 級轎車用深沖外板， 雙相車輪鋼等產品。 取得顯著的經濟效益及社會經濟效益。知識產權及成果獲獎情況專利： 一種在模擬成形試驗中試樣失穩的檢測方法 ZL201010137855.0，專著： 冷軋深沖鋼板的性能檢測和缺陷分析合作方式合作開發、 受托開發聯系方式冶金學院 錢健清 13855526352