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  • 有关节电器的节电原理以及它的基本功效有哪些?

    有关节电器的节电原理以及它的基本功效有哪些?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的节电器吗?市场上各种节电器的宣传广告都很多,节电效果也残次不齐,价格相差胜多, “节电器有用吗?”。但是产品的性价比,及怎么适合各种设备的节电器,这中间就有很大的专业知识。 节电器产品特点:实时在线检测电机的工作状态,从而改变输入电压。当检测到电机在轻载或负载不断变化时,通过可控硅能在百分之一秒以内调整输入电机的电压,使电机的输出功率与实时负载刚好匹配,从而有效地降低电机的功率损耗,改善电机启动、停机性能,达到节电的效果。 节电器的基本功能:高压滤波和能量吸收技术的使用会自动吸收高压电力设备反向电势的能量,并将其不断反馈给负载,从而节省了这部分电力电气设备从高压电网汲取的能量。另一方面,采用国际先进的高压电气参数优化技术,正弦波跟踪技术,纳米技术和组件来抑制和减少电源线中涌入电流,瞬变和高次谐波的产生,从而净化电源。供电,完善高压电网。供电质量可以大大降低电力设备的线损和铜损,铁损,提高高压电气设备的使用寿命和工作效率。在使用过程中,不仅节约了用电,而且大大降低了设备的运行成本。 采用自主知识产权技术,电磁补偿原理,电力电子控制技术,有源滤波器技术和先进的自动智能控制技术,自动调整节电装置,优化电源参数,确保良好的电能质量,有效过滤各种尺寸的瞬态浪涌,降低抑制谐波和杂波,相对平衡电源电压,减少线损,增加负载的有效功率,减少过剩有功功率的过剩损耗,从而达到节电的目的。 本产品适用于单相和三相线路的安装。在电气设备正常工作的情况下,节电率一般为10%-30%,可以最大程度地减少用户的用电支出,还可以保护电气设备并延长使用寿命1.5倍以上,大大降低了设备的使用寿命。电气设备的维护和更换费用。它还具有空载几乎无功耗,过载保护和报警,短路保护等功能。一方面是对车身结构设计的改进,采用了新材料,对旧电机进行了更新改造。另一方面,这是改善电动机运行的外部环境。相控节能技术利用电动机外部运行环境的改善来实现动态电源管理。它是与变频器互补的交流电动机的两种主流节能技术之一。 相控电动机节电器采用集成电路芯片控制技术,该技术由进口组件组成,例如微处理器芯片(CPU),晶闸管和集成双晶闸管。它的核心技术是动态跟踪电动机负载的变化,在电动机运行期间调整电压和电流(以在百分之一秒内完成动作),以确保电动机的输出转矩准确匹配实际的负载需求,并且不改变电动机的转速,不影响电动机的正常运行,并可以有效地避免由于电动机的过大输出而浪费电能。它具有良好的动态节电控制功能,可以有效减少电动机的功率损耗,提高电动机的启停性能,延长电动机的使用寿命。 STM系列节电器一对一安装在电机前端,节电率可达到10-30%。 根据专家的说法,节电器本身就存在,其中大部分用于工业和其他领域,并不适合我们的日常生活。因为真正有效的节电器需要电力电子控制技术,有源滤波技术和先进的自动智能控制技术等多种技术支持,所以原理很复杂,而且看起来并不简单。在市场上使用可以轻松节省电费的节电器,不仅不能节省电费,还可以节省电费。由于您的盲目使用,它还会增加电路损耗,并且会成为用电设备(能耗极小)。通常,市场上的节电器做工粗糙,电容器的老化会引起爆炸,内部电线的短路会引起火灾! 以上就是节电器的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-03-21 关键词: 节电器 正弦波跟踪技术 纳米技术

  • Marvell 携手台积电打造业界最先进的 5 纳米技术数据基础设施产品组合

    北京讯(2020 年 9 月 18日)- 数据基础设施半导体解决方案的全球领导厂商Marvell日前宣布扩大与全球最大的半导体代工制造商台积电的长期合作伙伴关系,采用业界最先进的 5 纳米工艺技术,为数据基础设施市场交付全面的芯片产品组合。下一代基础设施肩负着连接世界、保障商业运转以及信息流动的重任,对全球经济的重要性已攀升至前所未有的高度。 通过此次合作,Marvell 和台积电将能够促进支持数据基础设施的关键技术的创新,提供未来数字经济所需的存储、带宽、速度和智能,同时为客户带来显著的能效提升。 Marvell 全新的 5 纳米产品组合是与台积电合作打造的,其采用台积电已经量产的最先进的制程工艺技术,将为基础设施市场带来前沿芯片技术创新。 Marvell 突破性的 5 纳米产品组合将提供面向各种终端市场应用的基础设施开发必不可少的高性能计算、网络和安全技术。Marvell 的以太网连接解决方案可实现高性能、低功耗网络连接,并针对从云数据中心到环境复杂的汽车市场的应用进行了优化。 Marvell 的 OCTEON® 平台是业界领先的基于 ARM 的高性能计算架构,适用于各种有线和无线网络设备,包括交换机、路由器、安全网关、防火墙和网络监控解决方案。 OCTEON 是世界上部署最广泛的数据处理单元 (DPU),可用于数据中心的规模计算,支持多种加速和卸载功能,包括智能网卡控制器( NIC) 和安全加速器。 Marvell 的 OCTEON Fusion® 平台拥有经过优化和定制的 5G 处理和基带功能,正在拓展无线网络基础设施的边界。 Marvell 已就 5 纳米产品组合的多种设计与合作伙伴签订合约,目前正在为运营商、企业、汽车和数据中心市场开发解决方案,首批产品将于明年年底前提供样品。这将是基础设施行业的一个重要里程碑,因为这一流程节点的节奏与消费者和高性能市场的节奏高度一致。此次联合开发会将 Marvell 推向数据基础设施技术的多代领先地位。 这些基于 Marvell 领先技术平台的先进系统将树立功耗与性能的业界新标杆。 Marvell 全套 5 纳米解决方案的背后是其业界领先的 IP 产品组合,可以满足各种基础设施要求,包括 112Gbps 长距离高速 SerDes 传输技术、处理器子系统、加密引擎、系统单晶片结构、芯片到芯片互联以及各种物理层接口。 包括这些技术在内的更多技术现在正基于台积电 N5P 工艺进行开发。N5P 工艺是台积电 5 纳米技术的增强版,与之前的 7 纳米技术相比,速度提高约 20% 或功耗降低 40%。 两家公司之前卓有成效的合作现已扩展到 5 纳米技术之外,旨在为 Marvell 的客户规划可靠和长期的路线图。 台积电业务发展高级副总裁Kevin Zhang博士表示:“能够与 Marvell 合作,以尖端芯片产品服务于数据基础设施市场,我们深感荣幸。我们将致力于满足该市场在开发、质量、供应和产能方面不断增长的需求。 在 5G 时代,需要尖端芯片技术支持的应用数量将超过以往,而我们可以满足这一技术需求。 我们期待与 Marvell 合作,将双方的设计与工艺专长结合,满足市场需求,续写我们长期合作的历史,共同迈入 5 纳米技术时代,甚至走得更远。” Marvell 公司网络和处理器部门首席战略官兼执行副总裁 Raghib Hussain 表示:“投资数据基础设施的时机已经到来,全世界都对我们有所期盼,我们的客户也对我们寄予厚望。 台积电的 5 纳米工艺可以提供出色的功耗、性能和栅密度,这对于满足全球领先企业在云、5G、企业和汽车领域的需求至关重要。 我们很高兴能够拥有像台积电这样的战略合作伙伴,帮助我们不断拓展创新可能性。”

    时间:2020-09-18 关键词: marvell 台积电 纳米技术

  • LED照明清新设计:居家智能小花园

    LED照明清新设计:居家智能小花园

      Click & Grow团队耗时3年研发出来的“Smart Herb Garden”是一款在Kickstarter上集资的设计,它是专门为居住在都市的人们打造的居家智能型小花园,使用LED灯照射提供适当的光照,简单的设计满足都市居家小空间,它不只是植栽,还可以种植香料提供料理所需。      Click & Grow团队设计一个纳米技术材料,以随时提供植物根部的氧气、水分和适量的养分。“Smart Herb Garden”盆栽盘的水和泥土是分开的,研发人员通过收集大量的数据,统计出每种植物需要的水分、光照、养分,然后建立算法,每天将适量的水导入泥土当中。      植物顶部的LED灯也会提供适当的光照,创造一个自然的光系统,让植物有足够的光线生长,而它只需要6瓦的能量,运行一整年的电费大约只需要4-5美元。      适用于Smart Herb Garden的植物种类   “Smart Herb Garden”只需要一开始加水并连接上好电源,植物就会自行生长,就像使用咖啡机一样简单。

    时间:2020-09-02 关键词: led照明 纳米技术

  • 新计算机架构/机器人等五大技术将改变我们的生活

    新计算机架构/机器人等五大技术将改变我们的生活

      2016年8月13日《福布斯》撰文展望了未来15年影响世界的主要五大技术,它们是新型计算机架构、基因组学、纳米技术、储能技术以及机器人技术。文章指出,随着这些技术相辅相成,共同发展,人类将开始掌控物理世界。   回望十五年前,2001年的世界互联网普及率还仅仅只有5%,网络速度也非常缓慢,而目前已经发展到了50%;那时手机已经普及,但仅限于打电话发短信,智能手机的普及还很遥远;谷歌还仅仅是一家初创企业。   即便能够上网,也仅仅是收发电子邮件或提供一些基本信息服务。视频网站YouTube刚刚诞生五年时间,人们还不知道电子商务是一个可行的商业模式。许多人还不认为亚马逊能够生存下去。社会化媒体还尚未普及。   从那时开始,科学技术的进展令人难以置信。展望未来15年,科技的发展变化会更加让人匪夷所思。过去15年,技术的发展主要限于虚拟世界;而到2030年,我们将看到技术对物理世界产生的变革。   1.新的计算机架构      1965年戈登·摩尔(Gordon Moore)提出了著名的摩尔定律,预测芯片处理速度每18个月便会翻番。50年来,工程师们在不断力践着芯片行业的这条发展定律。然而现在,摩尔定律行将终结,人们还在试图通过3D堆叠以及FPGA芯片技术延续定律的生命周期,但其效果有限。如若从根本上延续芯片行业的发展速度,我们需要开发新的计算机架构。   其中之一是量子计算,使用量子力学中的重叠以及缠结效应,开发出性能百万倍于现在的计算机芯片;   其二是开发模仿人脑的神经学芯片,其运行处理速度将比现有的计算机快上数十亿倍。   这两种新型计算机实现商业化还需要数年时间,但目前已经有相应的工作原型。最早在十年之内,我们就可以看到这些新架构将完全改变电脑行业。   2.基因组学   2003年人类基因组首次被解码,其相关开支超过30亿美元。到2030年,人类基因组测序技术将日趋完善,成本也将低于100美元。   目前,我们已经将基因组学应用于癌症治疗等医疗领域,通过患者的基因构成来治疗乳腺癌等病症。到2030年,基因组学将与免疫疗法相结合,通过激发人类自身免疫来抗击癌症,使得癌症成为可治愈的疾病。   此外,名为CRISPR的基因组技术,能够让工程师对基因实现精确编组,在细胞工厂中合成各种功能的有机体。譬如在细菌和微生物中插入合适的基因组,甚至能够让其生成塑料等物质。   3.纳米技术   早在1959年,物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)提出了纳米技术的概念——在原子级别实现材料生产——当时这听起来无疑是科幻小说。而现在这已经成为现实,诸如石墨烯以及量子点为人类打开了新材料的大门。   未来纳米技术的应用更是不胜枚举。但目前在分子水平上实现新材料依旧处于起步阶段。但到2030年,我们能够以今天下载软件一样普及的方式下载新型物理材料的新设计。   此外,根据费曼的设想,相关技术还将产生纳米级药物。医生将通过比人类头发宽度更小的设备对单个病变细胞进行治疗,使得医疗效果更为有效。   到2030年,纳米机器人将能够直接进入血液寻找病变细胞、病原体或对特定细胞进行修复。   4.储能技术      在过去的40年中,储能技术在不断进步。   1970年,锂离子电池面世,相应的储能密度以及成本都在不断上升,看看你的笔记本电脑,电池甚至占到了重量和体积的90%。   进入智能手机时代以来,移动设备的革命化推动了电池技术向体积更小成本更低的方向发展。然而正如芯片行业的摩尔定律一样,目前锂离子电池已经接近了技术饿理论极限。   研究人员正在努力寻求替代技术,美国Argonne NaTIonal Laboratory实验室的研究人员正在着手打造新一代电池技术,其容量将是现有锂离子电池的五倍,同时成本仅仅是现有的五分之一。   5.机器人技术   机器人技术是另一个快速发展的技术领域。在过去,几乎所有的机器人都被应用于重工业,为保证安全其往往远离人类作业。而现在,无论是在战场还是在工厂,机器人开始与人类并肩工作。   到2030年,机器人将会在日常生活中发挥更大作用。新一代机器人将采用纳米材料,重量更轻,也更为坚固;配置性能强大的神经学芯片,运行先进的深度学习算法,能够以自然的方式与人类互动。   过去的15年,很大程度上由数字技术的发展来定义。而未来的15年,将是各种技术的深度融合。   性能更为强大的计算机架构将为人类在基因组以及分子级别的工作创造条件,最终开发出智能机器。新的能源,以及新的储能技术,将使得这些技术更为使用、安全、高效。   2016年,我们已经掌控了信息化的虚拟世界。而到2030年,我们将开始掌控物理世界。   本文由网易科技晗冰编译。

    时间:2020-08-24 关键词: 机器人 计算机架构 纳米技术

  • 专家在可穿戴自驱动传感系统领域取得一系列进展

    专家在可穿戴自驱动传感系统领域取得一系列进展

    近日,中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室沈国震课题组在Small上发表了综述性文章,总结了近年柔性可穿戴传感及自驱动传感系统领域研究工作所取得的突破和进展,并对该领域未来的研究热点进行了预测与分析。论文根据使用功能的不同,将可穿戴传感器分为可穿戴触觉传感,包括压阻型、电容型以及压电型;可穿戴图像传感、生物传感、气体传感以及多功能传感集成等。为了提高传感器性能,降低器件功耗以更好的匹配自驱动系统,研究人员做了许多开创性的研究工作。 图1 可穿戴式传感器 形成可穿戴的自供电传感系统对于扩大可穿戴电子设备的应用至关重要 图2 设备示意图     (a)设备的插图  (b)血压波测量 【研究内容】 随着纳米技术的快速发展,电子器件逐步向微型化、多功能化、低能耗方向发展。大量具有通讯、健康监控、环境监测等多功能柔性电子设备的出现,方便了人们的日常生活。然而,实现为众多柔性电子器件持续、长久地供电,从而形成柔性可穿戴自驱动传感系统是对现有供电技术的挑战。单个器件单元能耗低至微瓦至毫瓦量级,但其数量庞大且长期处于工作状态,维持其正常工作需要的电能总量十分巨大;传统的电池也无法满足系统全柔性的需求,限制了柔性可穿戴系统的应用范围。柔性电源是实现可穿戴自驱动传感系统的关键环节,具有弯曲、卷曲、拉伸等功能的能源收集及能源存储设备是柔性电源的必要要素。结合纳米材料和新型纳米技术,研究能够与各种功能可穿戴传感器件相匹配的柔性供电装置,实现自驱动传感系统持久、稳定地工作具有重要的研究意义和应用价值。 近年来,中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室沈国震课题组,在可穿戴自驱动传感系统领域取得了一系列进展。研究探讨了目前应用在自驱动系统中的能源器件:(1)能量收集器件,主要基于压电及摩擦发电、热电以及太阳能电池等;(2)能源存储器件,包括锂电池以及超级电容器;对集成能量收集、存储以及传感应用的一体化可穿戴自驱动传感系统的设计与发展阐述了意见。研究或对可穿戴集成系统领域感兴趣的研究学者起到一定的引领作用。 研究工作得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及中科院前沿科学重点研究项目等的支持。相关研究成果发表在Small上。

    时间:2020-07-24 关键词: 可穿戴 纳米技术

  • 真正意义上的植入式自驱动医疗电子器件

    真正意义上的植入式自驱动医疗电子器件

    北京纳米能源与系统研究所、北航生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大的科学家们成功研制了共生型心脏起搏器(SPM, symbiotic cardiac pacemaker),它可以从心脏跳动中获取能量,为自己提供电能。SPM的能量采集部分为植入式摩擦电纳米发电机(iTENG),其具有柔性、良好的生物相容性、优异的稳定性和体内高输出性能等特点。在未来,植入式医疗电子设备可以利用人体能量实现自驱动。 植入式医疗电子(IMEs, implantable medical electronics)是学术界、医学界和产业界的一个热门话题。例如,心脏起搏器是治疗心律失常和心力衰竭等严重心脏疾病的最重要IMEs之一。然而,目前大多数IMEs都由锂电池进行供能,续航能力有限,并且锂电池占据了IMEs大部分的体积和重量。许多研究人员试图延长IMEs的使用寿命,同时减少其尺寸和重量,这着实是一个不小的挑战。除了研制更高能量密度的电池外,一些其他的方案也应该值得关注,比如纳米发电机和自驱动技术。 王中林院士和李舟研究员领导的研究团队一直致力于自驱动技术的研究,特别是基于植入式纳米发电机的自驱动医疗电子设备的研究和开发。受生物共生现象的启发(例如根瘤菌与植物间的共生),他们提出了基于植入式摩擦电纳米发电机(iTENG, implantable triboelectric nanogenerator)的共生型心脏起搏器(SPM, symbiotic cardiac pacemaker)。SPM可将心跳的能量收集起来驱动起搏电路发出脉冲;这些脉冲同时又刺激心脏,使出现异常的心脏恢复正常。这样SPM与心脏之间就达到了“相互依存、相互受益”的“共生”状态。目前SPM已成功在大型动物(猪)体内实现了“全植入”的自驱动运行,并成功进行了心律不齐的治疗。 每一个心脏运动周期SPM可获得的能量高达0.495 μJ,高于心脏起搏阈值能量(通常为0.377 μJ)。也就是说,SPM可实现“一次心跳,一次起搏”,这对自驱动心脏起搏器迈向临床和产业化具有重要意义。同时,SPM的实现也为新型自驱动医疗电子设备提供了一条崭新的演化途径。这项由北京纳米能源与系统研究所、北航生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大的科学家们共同研究的成果与2019年4月23日发表在 Nature CommunicaTIons ,标题为SymbioTIc cardiac pacemaker 。 “从2009年开始,我们尝试从器官和肌肉的运动中收集生物机械能量。”项目的主要负责人之一李舟研究员说,“那时,我们制作了基于单根氧化锌(ZnO)纳米线的压电型纳米发电机,并成功收集了大鼠的心跳能量。但是,该装置的输出性能较低(1 mV开路电压和1 pA短路电流),如何利用这些微小的能量是另一个挑战。” 转折点出现在2012年,王中林院士首次提出了基于摩擦起电和静电感应效应的摩擦纳米发电机(TENG),并用其实现了机械能到电能的转化、存储及电子设备的自驱动。TENG具有出色的输出性能和能量转化效率,更重要的是,TENG易于加工成多种不同的尺寸和结构,以便用于不同的穿戴式和植入式应用场景。 2014年,李舟研究员及其团队重新对TENG进行设计改造,使其能够用于体内的能量收集。考虑到体内复杂的生化环境,他们采用了生物相容性好的高分子材料对TENG进行封装--这就是植入式摩擦纳米发电机(iTENG)。iTENG的体内输出性能更加优良:植入在大鼠皮下,利用呼吸的能量,可产生3.43 V的开路电压和0.14 μA的短路电流。同时,他们利用这些电能成功驱动了心脏起搏器原型机。 《自然》杂志对上述这项发表在 Advanced Materials 的工作进行了特色报道:“在大鼠体内进行了实验,通过只有几页纸那么薄的器件来产生微瓦的能量,现在他们正在猪的体内开展这项技术研究”(原文:began tesTIng the system in rats, creaTIng milliwatts of energy from a device the thickness of a few sheets of paper. Now his team is testing the same technology in pigs)。iTENG和基于iTENG的自驱动心脏起搏器引起了学术界的高度关注。 “让心脏起搏器能够以自驱动的方式运行是一件极具挑战同时也很有意义的事情,”李舟研究员说到,“我们的身体有大量可以利用的能量,例如心跳和呼吸。iTENG的体内输出性能明显优于压电型纳米发电机。这意味着许多电子设备,特别是植入式医疗电子设备,如起搏器等,可以通过iTENG实现自驱动”。 现在,科学家们已经成功实现了共生型心脏起搏器,这是iTENG和自驱动医疗电子设备走向实际应用和临床使用迈出的坚实一步。正如王中林教授所说,“在未来,传感器、物联网(IoT)、医疗电子器件和便携式电子设备都可以从周围环境中提取能量为自己供电。电子设备正进入自驱动时代”,更为便捷的生活方式和更加智能的电子设备已经逐渐进入我们的生活并将改变世界。

    时间:2020-06-05 关键词: 心脏起搏器 纳米技术

  • 台积电计划今年投入超过100亿美元来增加5G纳米技术的产能

    台积电计划今年投入超过100亿美元来增加5G纳米技术的产能

    6月18日,全球最大的晶圆代工企业台积电(TSMC)公司在上海举办2019技术研讨会,首次对媒体开放。 台积电副总经理罗镇球开场白之后,满头银发的台积电全球总裁魏哲家上台演讲。魏哲家认为,台积电成功最主要靠三个支撑点:技术、生产和各位的信任。 首先是7纳米技术,当前市面上最新7纳米手机和相关产品,全部是台积电与合作伙伴一起生产而来。 魏哲家称,下一步5纳米技术,已经有客户在此技术基础上设计产品。明年第一、第二季度,5纳米技术为支撑的产品将可以量产。并且,整个IP可以继续使用,在工艺提升时,很多IP可以重复使用。 产能方面每年都在增加,最近增加的是在南京厂(16厂),应用16纳米工艺。台湾建有18厂,明年第一、第二季度量产,采用5纳米技术。 当前,台积电每年可以生产1200万片的12寸晶圆,1100万片8寸晶圆,每年增加产能14.3%。过去5年投资了500亿美元,今年投入也将超过100亿美元增加产能。 下一步趋势方面,往前看5G的出现,让很多传感器以及由此产生的信息整合在一起,应用起来改善生活。包括一些即时应用,比如自动驾驶汽车,每秒种有10亿次运算,要做一些本地化运算,这将变得非常重要。有了5G之后,5纳米技术将使人们的生活会产生很大变化,整体是更安全、更舒适,更健康和更方便。

    时间:2020-06-02 关键词: 台积电 5G 纳米技术

  • 未来各种高科技将改变智能医疗行业

    未来各种高科技将改变智能医疗行业

    新技术应用正在打破医疗行业的限制壁垒,无论是患者和医生之间的信息共享方式、帮助进行高风险手术。而这些新技术包括人工智能、纳米医学、虚拟现实、3D打印和机器人辅助手术。 而且,随着现代人口增长,医疗资源相对紧张。以美国为例,到2030年,预计将会有1.71亿美国人将患有某种形式的慢性疾病,而美国的医生短缺数量将会多达104900名。而新技术的出现无疑可以一定程度上,缓解这种医疗资源的紧张。 美国在线医疗保健网站发布一张信息图,突出显示了技术突破医疗保健领域障碍的情况。以下是技术影响该行业的五种方式,包括人工智能、纳米医学、VR、3D打印和机器人辅助手术等:人工智能将对许多行业产生巨大影响,而医疗保健也不例外。而大部分医疗保健机构的高管已经在运营中应用人工智能技术,去年数据显示这些机构计划增加预算。 AI在医疗领域的运用包括:临床决策支持、人口健康、疾病管理、重新入院、医疗费用/健康计划、患者安全和质量、供应链管理和癌症护理。随着技术的发展和普及,人工智能可以帮助诊断中风、眼病、心脏病、皮肤癌和其他疾病。 而在一项对医疗机构高管的调查中发现,在2017年,46%高管会在诊断支持方面运用AI技术,而2018年这个数据达到59%;在2017年,33%高管在人口健康方面运用AI技术,而到2018年增长到46%;在2017年,29%高管在疫病管理方面运用AI技术,而到2018年计划增加到42%。 虚拟医疗保健也叫做远程医疗或虚拟医疗,可以让患者和医生、护士或其他医疗专家使用视频会议或移动应用等技术远程触摸。许多患者也习惯使用可穿戴技术来监测他们健康状况的变化,也会跟医生分享这些数据。53%使用健康监测器或可穿戴健身追踪器的人表示他们愿意跟医生分享。 患者选择虚拟护理的主要原因是方便(33%)、操作简单(25%),还可以跟远程医生顺利接触(25%)。另一方面,许多人也担心这种方式的护理质量。而患者的角度来看,23%的受访患者表示跟医生或护士进行过虚拟医疗,而57%没有进行过的患者表示愿意尝试。 如果所有患者都选择虚拟医疗保健,而不是跟医生面对面接触,那么每年可以为美国医疗系统节省70亿美元,而节省的时间将“释放”37000名医生,去完成其他任务;而每个美国医生每次看病可以节省5分钟的时间。除了这些优势之外,VR提供的多感官、身临其境的体验可以让医生和患者双双受益:VR可用于在现实和低风险的模拟环境中训练外科医生。 在一项研究中,93%通过3D VR技术观察动脉图像的放射科医生在诊断脾动脉瘤时更有信心。MedStar Health在华盛顿巴尔地摩地区经营着10家医院,正在使用沉浸式VR耳机在模拟急诊室场景中,培训医护人员。VR为急性疼痛和焦虑症提供治疗潜力,帮助患者康复。沉浸在虚拟世界中被证明,可以降低疼痛和焦虑水平并具有放松效果;而VR模拟器可以重建令人恐惧或创伤的环境和情况,以帮助患者面对负面情绪并面对恐惧。 因此,VR被认为是教学和治疗的一种经济有效的工具,VR医疗保健服务市场预计在未来5年增长30倍以上,将从2017年的890万美元增长到2022年预计的2.85亿美元。纳米医学是一个快速发展的领域,这项技术以1至100纳米的极微小“纳米级”单位控制单个原子和分子。换句话说,单张报纸的厚度约为100000纳米。 纳米医学主要用于有效诊断、治疗和预防各种疾病。与传统药物相比,它在精确靶向和递送系统方面表现很好,可以对抗癌症等复杂疾病。到2025年,全球纳米医药市场的价值可能超过3500亿美元。自1995年以来,50款“纳米药”已获得FDA批准。 自首次亮相以来,3D打印已经经历了漫长的发展道路,特别是在医疗保健行业中的应用。该技术可以更快的打造物体原型,比如个性化假肢,而成本却相当于其他材料的一小部分。3D打印的可定制属性,正在彻底改变器官移植和组织修复,甚至能够为烧伤患者生成逼真的皮肤。而3D打印的药丸可以为患者定制,一次涵盖针对不同疾病的药物。 而从2010年至2016年,美国拥有3D打印设备的医院数目增加了3200%,从2010年的3家增加到2016年的99家。最后且很重要的一项技术是机器人手术,各大医院都争相研究,这项技术允许医生执行精细和复杂的手术过程。通常,外科医生使用相机和机械臂控制设备,为他们提供手术部位的高清视图。根据梅奥诊所,这种方法一般会带来以下优势:增强准确度、灵活性和控制力;减少感染等并发症;由于可以实现微创,因此患者留疤不太明显。 而患者对于机器人辅助手术的态度,36%在知道优势前就表示愿意接受;56%受访者在知道优势后表示愿意接受。虽然新技术应用到医疗领域仍然存在挑战,但带来的价值很明显,而且我们现在尝试的方面还只是一小部分,医疗行业还有更多新技术可以改进的机会。

    时间:2020-05-30 关键词: 人工智能 纳米技术

  • 纳米级成像技术与VR技术的结合

    纳米级成像技术与VR技术的结合

    通过将显微镜技术与虚拟现实(VR)相结合,科学家们将能够扩展,探索和分析远远超出传统光学显微镜功能的细胞结构。VR技术的发展将加速研究人员对传染病和自身免疫疾病的认识,并提高他们疾病诊断和预防和治疗方法的能力。 卡内基梅隆大学梅隆科学学院一直在开发扩增显微技术,以物理放大活检,让研究人员使用标准显微镜观察生物样本中的细节。 通过将活检样品化学转化为水溶性水凝胶,使活检样品的大小增大。然后,应用一种松弛组织的处理,使其膨胀超过100倍。这样可以对样品内的组织和分子进行标记,成像,并编译成一组复杂的数据,用于研究细胞及其结构之间的相互作用。 为了解决该技术的局限性,研究人员将扩展显微镜与弗吉尼亚梅森(BRI)贝纳罗亚研究所开发的虚拟现实技术配对。通过专门为此目的开发的VR技术,研究人员将能够以3D形式查看和操作最初的2D扩展显微镜图像,为他们提供蛋白质组织和相互作用的360度视图。 “在BRI,我们将准备活的传染病和自身免疫疾病样本,发送到卡内基梅隆,在那里他们将扩大样本并将图像发送回BRI以便在VR中观看。” “这是科学家如何处理复杂数据的未来,这是一种身临其境的体验,就像你身临其境在数据中的世界一样。您可以自由地从各个角度和每个位置探索数据。”“将所有数据整合到VR中不仅可以让科学家在全3D中看到他们的2D显微镜图像,而且可以与数据交互,选择通道,调整视图,颜色和对比度,以及抓取和旋转图像以快速识别图像与研究中的疾病相关联。” 采用该技术的最终目标是让研究人员在开放平台上与其他研究人员一起分享名为ExMicroVR的VR工具以及扩展显微镜,以便他们也可以查看疾病过程的新细节并了解更大,更复杂的数据功能。

    时间:2020-05-29 关键词: vr 纳米技术

  • 研究人员开发出触摸屏压力传感器阵列

    研究人员开发出触摸屏压力传感器阵列

    移动手持设备上的触摸屏可以检测用户是否以及在何处触摸屏幕,但是标准技术无法确定施加多少压力。现在,加利福尼亚大学圣地亚哥分校和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已经展示了一种新的“力感应技术”,可以添加到任何类型的显示器上,包括灵活的设备,以及潜在的其他用途远远超出触摸屏在移动设备上显示。 在加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院毕业之前,电气和计算机工程专业的学生Siarhei Vishniakou(博士'16)与包括他的顾问,电气工程教授Shadi Dayeh在内的同事一起分拆了一家初创公司Dimensional Touch。他还被纳入NSF I-Corps I和II计划,帮助学者将新技术商业化。 从那时起,该团队已经证明基于氧化锌的薄膜晶体管传感器可以很容易地与广泛用于控制触摸屏的现有商用集成电路集成(其中已经使用了氧化锌,铟镓锌氧化物的变体) 。“众所周知,氧化锌具有良好的压电性能,制造商已经在显示器中使用铟镓锌氧化物,”Dayeh说。“因此,在薄膜晶体管中使用氧化锌似乎可以无缝集成到触摸屏制造商已经使用的工艺流程中。” Dayeh的团队开发并优化了该技术,使其同时用作晶体管和力传感器。“我们已经确定,我们可以通过在富氧环境中进行氧化锌沉积来改善晶体管性能和压力敏感性,”第一作者Vishniakou说。“该技术的成本也降低了,因为它可以集成到背板级的显示器中。” Dayeh是1月22日在线发表在Advanced Materials Technologies 期刊上的论文的高级作者。除了第一作者Vishniakou之外,Dayeh的合着者还包括其综合电子和生物接口实验室的其他三名研究生 - 陈仁杰,Yun Goo Ro和Cooper Levy,以及Christopher J. Brennan和Edward T. Yu教授。 UT奥斯汀的微电子研究中心。UT Austin的研究人员主要开创了扫描探针测量技术,并对加州大学圣地亚哥分校的综合电子和生物接口实验室的合作者建造的薄膜晶体管器件进行了压电力测量。 Dayeh的专业技术涵盖纳米级电子材料和设备的创新组合及其在生物界面中的应用,还在加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院任命纳米工程和材料科学与工程专业。 力感应允许用户使用铅笔或油漆刷在透明触摸屏上绘制,以通过轻轻地或用更大的力在纸张或画布上按压来绘制更薄或更暗的线。虽然iPhone 7中引入的Apple触摸技术需要在显示器下添加额外的层,但最新技术可以为任何类型的显示器添加力感应,包括灵活轻便的显示器。 研究人员通过一系列测试,包括系统材料沉积,显微镜和压电表征。最终结果:在薄的可弯曲玻璃晶圆上制造的一系列可扩展,高性能和固态力传感器。“由于每个传感器同时作为开关操作,基于氧化锌薄膜晶体管技术的传感器可以轻松扩展到非常大的区域,”Dayeh说。“我们还优化了它们,具有出色的压力灵敏度,晶体管的高开关比和低延迟。” 实际上,延迟 - 传感器检测压力存在的响应时间的延迟 - 下降到不到一毫秒,这比目前被认为足以成功商业化阵列压力传感器的延迟要好。此外,根据该论文,该团队认为仍有“提高设备时间性能和灵敏度的巨大潜力”。 加州大学圣地亚哥分校的实验部分在高通研究所的Nano3洁净室设施中进行,该设施是国家科学基金会资助的圣地亚哥纳米技术基础设施(SDNI)的核心,该设施是国家纳米技术协调基础设施的成员。另外的透射电子显微镜工作在位于洛斯阿拉莫斯国家实验室和桑迪亚国家实验室的能源部用户设施综合纳米技术中心(CINT)进行。 关于NSF I-Corps计划,Vishniakou和Dayeh与该技术的几个潜在合作伙伴或许可证持有者进行了会谈。Dayeh认为该技术仍然适合商业化,但它可能需要制造一种近乎终端的设备,这种设备代表了制造商可以定制和销售的真实产品,而无需进一步的研发。“我们的下一步是从现有的1英寸x 1'设备面积扩大到真正的手机大小的触摸屏。我们还确定了能够运行我们流程的制造工厂,目前我们正在与他们讨论潜在的联合开发。 “还有许多其他公司试图将力感应引入触摸屏,但我们的解决方案是唯一没有移动部件的解决方案,可扩展到大尺寸,并且能够使用现有的制造设备集成到显示器背板中”。Apple的3-D Touch是潜在的竞争对手,但据Dayeh称,与氧化锌技术直接集成到显示器主干时的重量相比,智能手机的重量显着增加。加州大学圣地亚哥分校开发的技术可以节省大量成本。

    时间:2020-05-28 关键词: 压力触控 纳米技术

  • 纳米银线的应用将是柔性触控领域的突破

    纳米银线的应用将是柔性触控领域的突破

    在导电物质中,新型纳米银线作为电极材料,受到业界人士的认可。随着行业巨头推出可折叠屏手机,终端设备开始迈向柔性触控领域,纳米银线的性能优势更加凸显,成为国内众多面板厂商备受青睐的新材料。 纳米银线布局在终端设备领域,是受到智能手机柔性面板增长趋势的影响。最主要的原因在于自身卓越的性能优势,高导电性、高柔韧性、高环保性、高透过性等等,满足了柔性触控的发展需求,因而纳米银线应用在柔性面板领域被诸多厂商看好。 折叠屏手机的推出,预示柔性触控技术成为继双曲屏手机之后的下一代手机形态。当前,纳米银线在柔性触控领域处于技术研发和实验积累阶段。国内主要涉及纳米银线触控技术的企业不多,主要有Cambrios(TPK)、苏州诺菲、微晶科技、启明光大、华科智创等众多创新企业。 目前,纳米银线在中小尺寸柔性、可折叠的手机端发展具备较强优势。由于科技的进步和经济水平的提高,人们对于手机形态的需求愈加多样化,柔性触控成为未来消费者新的经济刺激点。越来越多的面板厂商看好纳米银线柔性触控这一市场。 国内面板厂商看好纳米银线是柔性触控向可折叠、弯曲屏发展的最优方案,都在积极抢占折叠屏技术的科研前列,加快攻克折叠屏技术的难关,抢先上岸。随着时间的推移,技术难题逐渐被攻克,柔性触控材料必将实现产业化发展,各大企业也将从技术布局走向商业化道路。届时,纳米银线在柔性触控领域的应用将遍地开花。

    时间:2020-05-28 关键词: 触控技术 纳米技术

  • 用于柔性显示器触摸屏的防变色薄膜

    用于柔性显示器触摸屏的防变色薄膜

    密歇根大学已经制定了最薄,最光滑的银层,可以在空气中暴露出来,它可以改变触摸屏和平面或柔性显示器的制作方式。它还可以帮助提高计算能力,影响硅芯片内的信息传输以及通过超材料超透镜对芯片本身的图案化。通过将银与少量铝结合,UM研究人员发现,可以生产极其薄,光滑的银色层,可以抵抗失去光泽。他们使用抗反射涂层制作一层薄金属层,透明度高达92.4%。 该团队表明,银涂层可以将光引导约10倍于其他金属波导 - 这一特性可以使其更快地用于计算。他们将银膜分层为超材料超透镜,可用于制作密集图案,其特征尺寸是普通紫外线方法的一小部分,例如在硅芯片上。所有条纹的屏幕都需要透明电极来控制哪些像素被点亮,但触摸屏特别依赖于它们。现代触摸屏由覆盖有非导电层的透明导电层制成。它可以感应到导电物体(例如手指)压在屏幕上的电气变化。 “透明导体市场至今仍以单一材料为主导,”电气工程和计算机科学教授L. Jay Guo说。随着对触摸屏的需求持续增长,这种材料即氧化铟锡预计会变得昂贵;郭说,已知的铟来源相对较少。“之前,它非常便宜。现在,价格急剧上涨,”他说。 超薄电影可以使银成为一个有价值的接班人。通常,不可能制造出小于15纳米厚的连续银层,或大约100个银原子。郭说,银有一种聚集在小岛上的倾向,而不是延伸到均匀的涂层中。 通过添加约6%的铝,研究人员将金属哄骗成厚度不到一半的薄膜--7纳米。更重要的是,当它们暴露在空气中时,它并没有像纯银薄膜那样立刻失去光泽。几个月后,薄膜保持了导电性和透明性。它坚定地坚持下去,而纯银则用透明胶带从玻璃上掉下来。 除了它们作为触摸屏透明导体的潜力之外,薄银膜还提供了两个技巧,这两个技巧都与银色无与伦比的沿其表面传输可见光和红外光波的能力有关。光波作为所谓的表面等离子体激元收缩并传播,表现为银表面电子浓度的振荡。 这些振荡编码光的频率,保留它以便它可以出现在另一侧。虽然光纤在当今的计算机芯片上无法缩小到铜线的尺寸,但是等离子体波导可以允许信息以光学而非电子形式传播,以便更快地传输数据。作为波导,光滑的银膜可以将表面等离子体传输超过一厘米,足以通过计算机芯片进入。 银薄膜的等离子体能力也可以在超材料中得到利用,超材料以违反通常的光学规则的方式处理光。因为光在沿着金属表面移动时以更短的波长传播,所以单独的膜充当超透镜。或者,为了制作更小的特征,薄银层可以与诸如玻璃的介电材料交替以产生超透镜。这种透镜可以成像小于光波长的物体,这将在光学显微镜中模糊。它还可以实现激光图案化 - 例如用于将晶体管蚀刻到硅芯片中 - 以实现更小的特征。

    时间:2020-05-26 关键词: 触控技术 纳米技术

  • 南开大学研发新型可穿戴医疗设备用于人体健康监测

    南开大学研发新型可穿戴医疗设备用于人体健康监测

    (文章来源:OFweek) 近年来,高分子纳米自组装研究备受关注。高分子与纳米粒子可以自发地形成稳定有序的结构,形成具有新奇电、光、热、力等功能和特性的自组装材料。高分子与纳米粒子的自组装不仅呈现出丰富的形貌,而且也赋予了高分子自组装体动态的功能。 电阻型应变传感器可以通过监测电阻测量形状变化,具有制备简单、检测方便、耗能低的优势,可广泛应用于可穿戴设备与健康医疗监测领域。商业化的金属应变片作为传统的电阻型应变传感器,其测量范围通常小于5%形变,远不能满足可穿戴设备的要求(人体皮肤最大形变超过50%以上)。 常用的电阻型应变传感器是将高分子弹性体与纳米导电粉末混合起来制成复合材料。其原理是利用拉伸形变下导电粉末之间的接触断开,从而导致电阻增加。该方法很灵敏,但是应变与电阻变化很难成正比关系,且响应滞后,因此难以用于准确测量。 基于以上问题,南开大学刘遵峰、史林启团队,制备出了一种双层褶皱结构的电阻型应变传感器。通过对高分子弹性体纤维预拉伸,然后在高分子弹性体表面自组装弹性体薄层和碳纳米管薄层,再释放预拉伸。利用“释放预拉伸”过程中的诱导作用,构建了“褶皱弹体层”+“褶皱碳纳米管”的“双层褶皱”结构,制备了大形变电阻型应变传感器。 据介绍,该“双层褶皱”结构在拉伸下,褶皱之间的接触减小,从而导致褶皱之间接触电阻增大,材料整体的电阻在大形变范围内(200%)随应变呈线性增加。该传感器可用于监测人体运动,肢体弯曲和人体呼吸等,并表现出优异的性能。

    时间:2020-05-22 关键词: 可穿戴医疗 纳米技术

  • 可穿戴医疗行业将成为科技公司发展的新赛道

    可穿戴医疗行业将成为科技公司发展的新赛道

    (文章来源:爱范儿) 尽管可穿戴医疗设备的市场规模还不大,但一些科技公司已经开始研发针对慢性病的可穿戴设备,这个需求强烈,却长期被忽略的市场,也成了一条新的创业赛道。美国湾区的智能健康检测平台Myia Labs就是其中一家,公司团队由医生、设计师和工程师组成,旨在为医疗机构提供监测慢性病患者的可穿戴设备。 Myia与医院合作后,会向慢性病患者提供一个可穿戴设备套装,包括了一个平板电脑、欧姆龙的血压计臂带,监测心率的贴片、戒指和跟踪睡眠和运动的设备Oura。据Myia介绍,这些设备操作简单,目前主要针对心脏衰竭等慢性病的患者,减少他们和术后病症(如心脏衰竭)患者的紧急就诊次数,并尝试在患者发病前作出预测。 这家成立于2017年的初创公司,至今已经获得了近1700万美元融资,其中一个投资机构还是美国心脏病学会,这相当于给Myia提供了权威的背书。尽管Myia目前还没充分证明自己的可穿戴产品对慢性病患者的病情有明显改善,但医疗行业已经开始认同这个方向。 目前Myia已经和Mercy医院旗下虚拟医疗中心Mercy Virtual达成合作,并招募了数千名患有充血性心肌衰竭的患者,以进一步测试Myia这套可穿戴设备的效果。Myia的首席执行官Simon MacGibbon认为远程的医疗监测将是医疗行业的重要部分,尽管目前很多可穿戴设备已经可以监测健康数据,但对患者和医疗机构来说却没有价值。 如果医疗机构不了解患者在99.9%的时间里发生了什么,那怎么能成功治疗呢?除了Myia这样的初创公司,一些大公司也在研发针对慢性病患者的可穿戴设备。其中最为出名的可能就是Google在2014年宣布要为糖尿病患者打造的智能隐形眼镜。 负责研发这款智能隐形眼镜的是Google旗下生命科学机构 Verily,瑞士制药巨头Novartis眼科部门Alcon也参与其中,累计投入了数十亿美元的研发费用。据称这款这款隐形眼镜能通过检测眼泪,来实时监控糖尿病患者的血糖变化。根据Google的专利文件,两层隐形眼镜镜片嵌入了微型传感器和芯片,泪液通过镜片上一个针孔到达传感器,可以实现每秒测量一次血糖。 如果这款产品研发成功,将让无数糖尿病患者摆脱血糖仪。可遗憾的是 ,Verily在去年宣布暂停这个项目,原因是要通过泪液葡萄糖来确定血糖浓度,还存在难以逾越的技术鸿沟。不过并不是只有Google在研发类似的技术,瑞士洛桑的生物技术公司Sensimed也推出了一种用于医疗监测的的智能隐形眼镜 Triggerfish,针对的是青光眼患者。 Triggerfish的厚度只有100到200微米,但内置的压阻应变传感器可以在压力作用下延展,检测眼角膜周边的细微变化,以此测量眼压变化,而眼压正是诊断青光眼的主要指标。这款隐形眼镜可以在24小时内每5分钟测一次眼压,并通过近场感应无线传输到眼镜贴片上的接收器,最后将数据传输到医生的电脑上。 跟Google那款胎死腹中的智能隐形眼镜不同,Triggerfish已经通过临床验证,并获得许可在全球 33 国家销售。当然Triggerfish也还不够完美,因为每副隐形眼镜只能用一天,此外用户还要额外佩戴接收器、记录器等设备,更换和佩戴都都不够方便。 但随着柔性材料和纳米技术的发展,这中可穿戴设备的实用性有望进一步提高。斯坦福大学的鲍哲南团队去年在《自然》(Nature)杂志上发表了一项新的技术,能让元件在被拉伸两倍的情况下不损失导电能力和灵敏度,在更小的空间内塞入更多可采集各种生物信号的集成电路。 而以色列科学家研发的一种基于纳米传感器的“人工鼻”,甚至能通过呼吸来识别取肺癌或头颈部癌症患者独特的化学信号,更早发现癌症,准确率达到90%。目前要达到像纹身一样贴合皮肤的可穿戴设备还不现实,但制造出更轻更薄、针对慢性病的可穿戴设备已经可以做到,这将对慢性病患者和医疗行业带来重要的变化。

    时间:2020-05-22 关键词: 智慧医疗 纳米技术

  • 纳米银线技术突破柔性折叠的限制成为触控行业的主流

    纳米银线技术突破柔性折叠的限制成为触控行业的主流

    (文章来源:电子工程网) 电子行业“5G+8K”生态环境的构建,意味着触控技术将进一步突破。 根据DSCC数据显示,2021年OLED手机面板的出货量将超过LCD。同时,全球OLED面板收入将继续以两位数增长率保持增长,到2020年增长至572亿元美元。而OLED面板能够取代LCD的关键在于“柔性”。 与传统的宏观导电材料相比,纳米银线材料有三个明显的特征:电阻低,具有十分高的导电率;纳米线径对光线没有阻碍,有很高的光线穿透率;纳米银线堆叠成的网状导电面,可以任意弯折,并能承受各尺寸的拉伸形变,而不影响其导电性能。 纳米银线导电技术的低阻值和高延展性两个特征,也使现在的触控显示产品摆脱平板显示的空间束缚,开发出各种曲面、折叠等3D曲面触控显示产品,实现触控显示无所不在的行业远景。 现在,纳米银线材料技术仍然在继续优化发展,即将成为在光学、电学性能上远超ITO导电材料的新型基础导电材料。 “每十年科技就有一次大变革,跟不上的话就会被淘汰。”TPK宸海厦门CEO江怀海在《近代科技演变及SNW垂直整合方案》的演讲中表示,“5G即将到来,这也为触控行业带来新的技术需求。目前,TPK已联合全球最大的纳米银线材料供应商Cambrios公司,突破技术难关,在市场上推出各种先进的纳米银线触控产品。” 从目前市场所研发的产品来看,纳米银线技术在触控显示行业的应用中较为广泛。其中,最具特色的应用为配合超大尺寸显示器制作高精准度触控屏;配合曲面、柔性显示器制作曲面、可折叠触控屏等。 据了解,联想、华为等高端手机品牌已推出一部分折叠屏手机。京东方今年展示出了折叠屏手机样品,三星也曾暗示明年有望推出折叠屏手机。未来,柔性AMOLED的发展仍有较大空间。

    时间:2020-05-20 关键词: 触控技术 纳米技术

  • 如何利用纳米机器人来消灭肿瘤细胞

    如何利用纳米机器人来消灭肿瘤细胞

    (文章来源:新华网) 肿瘤是人类面临的最复杂疾病之一,医学发展到今天已克服了很多疾病,但仍然无法治愈所有的肿瘤。近日,中国科学院院士、国家纳米科学中心主任、中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮就纳米机器人在肿瘤治疗领域的应用进行科普。 赵宇亮介绍,目前肿瘤治疗在临床上主要有化疗、放疗、手术等方法,而这三个方法都具有一定破坏性。化疗是用化学药品杀死肿瘤细胞;放疗利用高能量射线杀死肿瘤细胞;手术是将肿瘤细胞切掉,这些破坏性的治疗方式是迫不得已的选择。随着人类与肿瘤的不断斗争,免疫疗法、细胞疗法、纳米机器人等新方法应运而生。 赵宇亮表示,纳米机器人是在实验室用比细胞还小且具有一定功能的纳米颗粒组装起来的纳米机器,然后将它注射到体内,让它寻找肿瘤并进行现场治疗,是一种全新的肿瘤治疗方法。 赵宇亮提到,由于纳米机器人应用于人体体内,因而会涉及与人体的相容性,所以材料的选择至关重要。他介绍,目前医疗领域纳米机器人大部分材料为高分子、蛋白、核酸、DNA等。中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主要运用DNA、高分子来制造纳米机器人,此外,根据不同需求也会使用一些有机和无机纳米颗粒。“现在我们用的较多的材料是来自于生命体的一些DNA片段,把这些片段分子经过设计可以组装成一定的结构,用于制造纳米机器,这可以增强它在体内的生物相关性,同时把毒性降到最低。” 几十纳米大小的纳米机器人如何消灭肿瘤细胞?赵宇亮介绍,科研人员会在纳米机器人身上安装一些能够识别肿瘤的探测器,如特殊的靶分子或蛋白分子,这个分子可以与肿瘤分泌出来的某一物质相互结合,而且只跟它结合,所以,当这个分子遇到肿瘤时,就能快速识别出来,并精准打击杀死肿瘤细胞,而遇到正常细胞时,则会放行。 “很多创新往往是在做研究的过程中逐渐形成的思想,并不是突发灵感,如果没有以往大量的积累以及长期对一个问题的思考,很难突发奇想。”谈到为何会萌生将纳米机器人应用于肿瘤治疗时,赵宇亮说,团队在长时间研究纳米材料在体内行为的过程中,逐渐想到了这个方案,此后进行了长达七年的大量实验研究,才得以成功。 回顾纳米机器人肿瘤治疗的研究之路,赵宇亮说,研究过程状况频发、困难重重,并非一路坦途。他提到,首先要进行反复验证,为此团队在体外做了大量实验。“很多时候在一个化学环境里纳米机器人是工作的,但在细胞里它就不工作了,有时候它在细胞里工作,但一放到活体里就不工作了,这是最难的事,我们花了七年时间研究,才让它在活的生物体内可以工作。”赵宇亮说,第二,要让纳米机器人在活的生物体内不仅可以工作,而且还能达到设计的效果,比如让它去治疗、抑制肿瘤细胞生长,肿瘤要能变小甚至消失;第三,还要保证纳米机器人的毒性是最小的,不影响其他器官,只抑制肿瘤生长。 纳米机器人应用于肿瘤治疗是大胆的尝试,但也还面临着诸多困难,例如,由于纳米机器人尺寸太小,所以要制造出完全相同的纳米机器人技术上还难以实现。赵宇亮介绍,如何使纳米机器人到达体内后有效开展工作也是一大挑战,因为任何物质进入人体内后,大量蛋白都会把它缠绕、包裹起来,此时纳米机器人要避开这些物质阻挡,突破“千军万马”往前奔驰,走到肿瘤这一目的地。此外,纳米机器人在人体完成使命后是降解或是如何排出体外,这都是现在需要攻克的难题。 “纳米生物医学研究本身带有应用目的,未来纳米机器人在肿瘤治疗领域的发展最终是要走向临床,造福人类,这样它才具有真正的价值。”赵宇亮认为,除了肿瘤,心血管疾病等复杂性疾病治疗和诊断都可以尝试运用纳米机器人。这个领域刚刚开始,纳米机器人一旦用于临床,将彻底变革人类疾病的治疗方法,造福人类健康。

    时间:2020-05-19 关键词: 机器人 纳米技术

  • 从折纸中获得的灵感而创造出了一个微型机器人

    从折纸中获得的灵感而创造出了一个微型机器人

    (文章来源:中国机器人网) Paul Scherrer Institute PSI和ETH Zurich的研究人员已经开发出一种能够执行不同动作的微型机器人。这个微型机器人部件中的纳米磁铁通过磁性编程,然后各种运动由磁场控制这种机器只有几十微米宽,例如可以在人体内进行小的操作研究人员现在已经在科学杂志《自然》上发表了他们的研究结果。 这个直径只有几微米的机器人让人想起了日本折纸艺术中的纸鸟但是,与纸结构不同的是,机器人在没有可见力的情况下像是靠魔法一样移动它拍动翅膀或弯曲脖子并缩回头部这些作用都是由磁性所实现的。劳拉·海德曼和田云煌看着一只折纸鸟的模型,崔继斋则在显微镜下观察真正的微型机器人他能看到的是研究人员制作的视频。 Paul Scherrer InsTItute PSI和ETH Zurich的研究人员用含有小纳米磁铁的材料组装了这台微型机器这些纳米磁铁可以编程成具有特定的磁取向当程序化的纳米磁铁暴露在磁场中时,特定的力作用于它们如果这些磁铁位于柔性元件中,作用在它们上的力使元件移动。 纳米磁铁可以一次又一次的编程这种重新编程导致不同的力量,新的运动结果。为了建造微型机器人,研究人员在氮化硅薄片上制作了钴磁体阵列由这种材料制成的鸟可以进行各种运动,如拍打、悬停、转身或侧滑。其显示了微型机器人以鸟的形式移动,鸟的直径只有几十微米左上角的图用不同的颜色说明了每个组件上纳米磁铁的排列可以被不同的磁化。 “微型机器人的动作发生在几毫秒之内,”PSI多尺度材料实验实验室负责人、苏黎世ETH材料系介观系统教授劳拉·海德曼说但是纳米磁铁的编程只需要几纳秒这使得一个接一个地编程不同的动作成为可能这意味着,这种微型小鸟可以先拍打翅膀,然后滑到一边,然后再拍打。”如果需要,这只鸟也可以在两者之间盘旋,”海德曼说。 这一新颖的概念是朝着微型和纳米机器人迈出的重要一步,微型和纳米机器人不仅可以存储信息以提供特定的动作,还可以重新编程以执行不同的任务。”可以想象,在未来,一台自主的微型机器将在人体血管中导航,并执行诸如杀死癌细胞等生物医学任务,”苏黎世以太集团机械与工艺工程部门主管布拉德利·纳尔逊解释说。苏黎世联邦理工大学的机器人和智能系统研究所的研究员田云皇说:“其他应用领域也是可以想象的,例如柔性微电子或改变其光学特性的微透镜。” 此外,表面特性发生变化的应用也是可能的。”例如,它们可以用来制造表面,要么被水弄湿,要么排斥水,”介观系统实验室的工程师和研究员Jizai Cui说。      

    时间:2020-05-18 关键词: 微型机器人 纳米技术

  • 后触控显示时代,纳米银如何赋予显示新定义

    后触控显示时代,纳米银如何赋予显示新定义

    (文章来源:OLEDindustry) 面对即将到来的新一轮产业变革,产业各环节都在积极布局,以抢占未来先机。作为人机交互的最主要方式,想要满足高分辨率下的高速文字、图像、影音、游戏等应用交互,触控面板技术需要进一步突破。在这一方面,触控技术领导者TPK-宸鸿已经占得先机。 凭借多年来的技术积累,TPK不断创新与研发更完善的多点触控解决方案和多种尺寸触控解决方案,已拥有单面透明导电膜架构等上百项触控技术专利,成为触控行业内的翘楚。在今年的C-Touch上,TPK宸鸿以纳米银+为主题,展示了柔性、曲面、超大的小中大尺寸的多系列业内最新的触控产品。 “过去超大尺寸的触控技术,确实使用不少的金属网格及IR技术,但是自从智慧手机几乎全面使用电容式触控技术以来,消费者已经习惯电容式触控屏的流畅触控。另外金属网格对于莫瑞干涉造成的影像杂纹需要克服,IR的光学式触控需要解决紧邻干涉并达到多点触控的问题,所以电容式触控会是消费者对于触控技术的第一选择。 而传统的电容感应材料ITO,由于面阻值和穿透率的限制,不适合用在超大尺寸触控,因此纳米银触控就会成为超大尺寸触控的最佳选择。我们将充分发挥纳米银材料特质上的优势,与合作伙伴携手共进,让消费者享受到最先进的大尺寸及超大尺寸的触控显示产品。”TPK宸鸿CEO谢立群在专访中表示。 大尺寸市场,是最有望成为当下热点5G+8K应用切入点的,不过这对于触控面板响应速度等也提出了新的要求。在以往,大尺寸屏幕一般采用红外触摸的方式实现触控,即在屏幕玻璃四周安装一个凸起的边框,在边框内部一一对应地排列着红外接收管和红外发射管,在屏幕表面形成红外光网,长期下来会因为外框积灰导致触摸失灵,而且容易被光干扰,稳定性欠佳。 在新需求的驱使下,产业开始寻找新的触控技术方案,纳米银技术无疑是一种更好的选择。TPK宸鸿在2019C-touch上展示了能够同时允许4支笔书写的86及105寸纳米银触控屏,其不只支持触控笔,还能同时使用4双手进行触控。 事实上早在2012年,TPK就已经开始投入了相当多的资源开发纳米银线的触控技术,专攻应用在柔性屏上纳米银线触控技术,以期在未来的中小尺寸及大尺寸终端应用上抢占市场先机。目前,TPK从20、30寸一直到86寸都有出货,这表明客户已对TPK的纳米银线触控技术的认可。 纳米银线特性是透光度高,雾度低,电阻值低,非常适合于大尺寸的触控屏。而对于这些商用显示、教育式电子白板、交互式多媒体信息机的发展,SNW(纳米银线,下同)是唯一能提供全尺寸触控的解决方案,让这些显示器摆脱了传统红外线触控方式,提供更好的多人互动和人与人之间的交流平台,也会将物联网的显示环节再推进一步。

    时间:2020-05-15 关键词: 触控显示 纳米技术

  • 新的纳米化学体系克服了医疗领域里的种种难题

    新的纳米化学体系克服了医疗领域里的种种难题

    (文章来源:携手健康网) 日内瓦洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员与日内瓦大学的物理学家合作,说他们已经开发出了一种新的纳米热力学系统,该系统克服了以前方法的几个问题。该团队表示,该系统使用谐波纳米颗粒(HNP),这是一种具有优异光学性能的金属氧化物纳米晶体,特别是响应紫外线到红外光的激发而发出的光,以及高光稳定性。 当科学家试图解决荧光探针的某些问题时,正是这一特性将HNP引入了纳米热学。 EPFL有机化学教授Sandrine Gerber博士说:“大多数被光激活的纳米热动力学系统都需要高能量的紫外线才能激发其光响应支架。” “问题在于,这会导致渗透深度较差,并可能损坏活细胞和组织,从而限制了生物医学应用。” 治疗学是医学的新兴领域,其名称是治疗剂和诊断剂的组合。治疗诊断学的思想是结合药物和/或技术,以同时或顺序地诊断和治疗医疗状况,并监测患者的反应。Gerber解释说,这可以节省时间和金钱,但也可以绕开单独使用这些策略时可能出现的一些不良生物效应。 如今,治疗学应用越来越多地使用将诊断分子和药物组合为单一药剂的纳米颗粒。纳米粒子充当分子载运的载体,例如用于接受放射疗法的癌症患者的药物或放射性同位素,靶向患者体内的特定生物途径,同时避免对健康组织的损害。 纳米粒子一旦到达目标组织,便会产生诊断图像和/或运送其货物。这是纳米热力学的前沿技术,尽管有许多限制需要克服,但它已成为研究的重点。 据报道,格柏研究小组开发的新系统通过使用二氧化硅涂层的铋铁氧体HNP来解决这些问题,这些HNPs具有对光敏感的笼状分子货物进行了功能化。这些系统可以用近红外光(波长790 nm)激活,并在更长的波长下成像,以用于检测和药物释放过程。Gerber指出,这两个功能均使该系统对患者具有医疗安全性。 一旦被光触发,HNP将释放其货物,在本例中为模型的L-色氨酸。科学家使用结合了液相色谱和质谱的技术来监测和量化释放,该技术涵盖了纳米热超声系统的成像诊断部分。        

    时间:2020-05-14 关键词: 医疗技术 纳米技术

  • 远程磁控微纳机器人已正式问世

    远程磁控微纳机器人已正式问世

    (文章来源:科技日报) 从中国科学技术大学获悉,该校工程科学学院微纳米工程实验室,通过将调制的涡旋光束进行单次快速曝光或三维空间扫描,加工出泳动性能与装载货物能力更强的空心管形和锥形螺旋结构,并利用该结构进行神经干细胞的体外移植、靶向药物运输治疗肿瘤细胞。相关成果日前发表在《先进材料》等期刊上。 诺贝尔奖得主理查德·费曼曾在1959年率先提出利用微型机器人治病的想法,用他的话说,就是将“外科医生”吞下。这些“外科医生”称为人造微纳机器人。受自然界微生物自由运动启发,通过电场、磁场、光场等手段可以有效地驱动这些微纳机器人,在无创手术、靶向药物运输和生物传感检测等领域具有广泛的应用。磁场驱动可以无线式精确操纵微纳机器人,改变外部磁场梯度和方向,进而使其沿着期望的轨迹运动。 研究人员设计具有特殊相位信息的光场全息图,并将其加载于空间光调制器面板上,调制出的三维涡旋光场可用于高效加工空心管状和锥形螺旋结构,利用锥形空心螺旋结构,在其表面加入磁性响应材料,采用自行搭建的三维亥姆霍兹线圈控制系统,调节输入电流的相位信息在三维空间内形成旋转磁场,磁场方向的改变使磁性结构受到磁力矩作用,进而完成有效驱动。 研究人员利用锥形空心螺旋结构内部与外部分别装载纳米及微米级货物,并在体外完成了神经干细胞的移植;利用管装微结构装载运输抗癌药物对癌细胞进行有效治疗,并通过荧光验证治疗效果。该成果提出了简单稳定的空心管状、锥形螺旋微电机加工操纵技术,在细胞移植、体内药物运输、无创手术等领域具有重要应用前景,为相关生物医疗领域提供了新的技术手段。        

    时间:2020-05-11 关键词: 机器人 纳米技术

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