深圳先進院發明曲面上的「活字印刷術」，相關技術已用於光譜儀的微型化

2020-09-16 讀創網

讀創/深圳商報記者 袁斯茹光譜，被視為物質的「指紋」，是各類物質與生俱來的「身份證」，而光譜儀就像一雙分辨光波的「眼睛」，通過準確測量物質「指紋」，「一眼洞穿」其化學成分和物理特性。近日，中科院深圳先進院副研究員林慧告訴記者，如何將光譜儀做到微型化，是擴大其應用的關鍵之一。團隊從古代活字印刷術中獲得靈感，發明了用於曲面的柔性納米壓印技術，改進了儀器的關鍵器件，成功研發了一系列面向食品、藥品、照明檢測的超微型光譜儀。

△深圳先進院集成所精密工程研究中心副主任林慧自然界中的太陽光、人造日光燈發出的光，都是由幾種單色光合成的複色光。如何將複色光分解為單色光的光柵，是光譜儀運轉的關鍵。用光譜儀測量物品的反射或透射光，將複雜成分的光分解為光譜，然後通過數據分析，就可以知道物品的成分。「其中光柵相當於光譜儀的『心臟』，是核心器件。」林慧表示，他們的研究就是從光柵上下功夫。在研發過程中，團隊發現，與傳統光譜儀使用的的平面光柵相比，凹面衍射光柵具有像差校正性能，可以代替多個光學元件，起到簡化光路的作用，推動原本體積較大的光譜儀實現小型化和輕型化。但製作工藝限制了凹面光柵的發展。「凹面光柵的表面刻蝕了微納米尺度的溝槽，而且這些溝槽的間距是不均勻的。現階段的技術要麼通過金剛石刻刀，沿曲面進行步進刻劃，要麼通過全息曝光與離子束刻蝕製作，這些都需要依賴昂貴的設備，效率低、成本高。」林慧說。為解決該問題，林慧團隊與香港中文大學陳世祈老師團隊合作，經過三年研發，發明柔性納米壓印技術，實現了曲面光柵的高效印刻。

△林慧團隊研發的曲面光柵「所謂納米壓印，可以形象地理解為古代的活字印刷術。柔性壓印則是採用矽橡膠等材料作為軟模板，先製作帶有光柵圖案的軟模板，再通過模板的變形與曲面貼合，從而實現圖形從平面向曲面的轉印。」林慧告訴記者。目前團隊已經完成了柔性納米壓印機的樣機開發，在實驗室內實現了高效、靈活的柔性/曲面微納結構製作。據林慧介紹，該技術在曲面屏、AR顯示等消費電子產品中也將有廣闊的應用前景。

△林慧團隊

相關焦點

  • 推動光譜儀器微型化，深圳科學家團隊發明曲面上的「活字印刷術」
    光譜，被視為物質的「指紋」，是各類物質與生俱來的「身份證」，而光譜儀就像一雙分辨光波的「眼睛」，通過準確測量物質「指紋」，「一眼洞穿」其化學成分和物理特性。利用光譜原理，中國科學院深圳先進技術研究院集成所副研究員林慧成功研發了一系列面向食品、藥品、照明檢測的超微型光譜儀，實現了光譜儀由大型科研儀器走向便攜應用的轉化。
  • 柔性納米壓印實現曲面光柵的高效印刻，助力光譜儀的微型化
    近期，利用光譜原理，中國科學院深圳先進技術研究院集成所副研究員林慧成功研發了一系列面向食品、藥品、照明檢測的超微型光譜儀，實現了光譜儀由大型科研儀器走向便攜應用的轉化。林慧團隊從古代活字印刷術中獲得靈感，發明了用於曲面的柔性納米壓印技術，改進了關鍵器件，創新性地將光譜儀與合成生物學大設施、爬壁機器人等新領域結合，碰撞出全新應用場景。
  • 中科院深圳先進院林慧：從「光」出發，開闢光譜技術創新應用
    利用光譜原理，中國科學院深圳先進技術研究院集成所副研究員林慧成功研發了一系列面向食品、藥品、照明檢測的超微型光譜儀，實現了光譜儀由大型科研儀器走向便攜應用的轉化。曲面上的「活字印刷術」光譜儀是如何對各類物質進行分辨的？
  • 柔性納米壓印技術實現光譜儀由大型科研儀器走向便攜應用
    近期，利用光譜原理，中國科學院深圳先進技術研究院集成所副研究員林慧成功研發了一系列面向食品、藥品、照明檢測的超微型光譜儀，實現了光譜儀由大型科研儀器走向便攜應用的轉化。　　林慧團隊從古代活字印刷術中獲得靈感，發明了用於曲面的柔性納米壓印技術，改進了關鍵器件，創新性地將光譜儀與合成生物學大設施、爬壁機器人等新領域結合，碰撞出全新應用場景。
  • 古代發明人物故事:活字印刷術的發明人畢升
    -1051年），中國北宋發明家，淮南路蘄州蘄水縣直河鄉（今湖北省英山縣草盤鎮五桂墩村）人。初為印刷鋪工人，專事手工印刷。畢升於宋仁宋慶曆年間（1041-1048）發明了膠泥活字印刷術。沈括在《夢溪筆談》中有具體記載活字印刷術。活字印刷術是中國印刷術發展中的一個根本性的改革。
  • 回鶻文木活字:世界上最早的活字印刷實物
    眾所周知，活字印刷術是我國的四大發明之一，我國也是世界上最早使用活字印刷的國家，它的發明可以說是印刷史上一次偉大的技術革命。漢文史籍對此有比較確切的記載。但是畢昇發明了活字印刷術後，在宋朝卻沒有得到普遍使用，也沒有留下任何實物證據，人們只能憑藉沈括在《夢溪筆談》中的記載抽象地了解中國最早的活字印刷技術。
  • 敦煌文物珍品 回鶻文木活字
    這是唯一一次經過科學考古發掘所發現的回鶻文木活字，因而具有更為重要的學術價值。 前後四次在莫高窟北區洞窟共發現回鶻文木活字1152枚。其中前兩次發現的回鶻文木活字已流失域外，只有第三次採集的6枚和第四次考古發掘出土的48枚，合計共54枚現由敦煌研究院陳列中心收藏。是我國唯一收藏有回鶻文木活字的單位。
  • 天下第一說敦煌|世界上最早的活字——敦煌回鶻文木活字
    天下第一說敦煌｜世界上最早的活字——敦煌回鶻文木活字 2020-05-01 04:27 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 深圳先進院發明新型聲子晶體微量液體傳感器
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所超聲研究團隊在聲波液體傳感器領域取得研究進展，發明了一種新型聲子晶體高精度微量液體傳感器。　　該工作是深圳先進院醫工所勞特伯醫學影像中心博士生王辰等在研究員蔡飛燕、鄭海榮指導下完成的。該研究獲得了國家納米專項和國家自然科學基金等項目的資助。
  • 武漢先進院2項發明專利再獲授權！今年新增授權發明專利11個
    近日，武漢中科先進技術研究院獲得2項碳材料技術相關的中國發明專利授權！截至目前，今年武漢先進院新增授權發明專利已達11個。發明專利「一種用於電磁屏蔽的空心層狀氮雜碳微米管/納米金屬線複合材料及其製備方法」採用直接熱解碳化的含雜原子的碳微米管材料作為基底，以預先製備的納米金屬線的分散液作為晶種液，滴加在碳材料上烘乾後再次投入到金屬線製備的前驅液中經過二次溶劑熱生長
  • 深圳先進院等成功製備黑磷基光敏水凝膠
    中化新網訊 近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒、王懷雨與香港城市大學教授朱劍豪等合作，成功製備出基於黑磷納米片的近紅外響應光敏水凝膠，可用於癌症手術與光熱協同治療和創面修復。　　癌症治療目前仍以手術切除腫瘤組織為主，但其中會面臨創傷較大、傷口易感染和術後局部復發率高等難題。
  • 趣話化學史——四大發明(三)——材料與活字
    事實上，早在漢朝以前，這種染布技術就已經出現了。無疑，拓印和印染啟發了人們，把彩色顏料換成墨汁，把布換成紙，不就可以印刷文字了？於是，雕版印刷術出現。可雕版印刷所具有的缺陷天然存在，這一點上，只有從事雕版製造工作的工匠們才能體會得到。終於，到了宋朝，一個出身卑微的布衣百姓經歷了多年的實踐與研究，決定改變這種工作現狀，一場印刷技術革新開始了。這個布衣小老百姓，就是人們所熟知的活字印刷術的發明者畢昇。
  • 美國院士合成生物學實驗室落戶深圳先進院
    通過合作生物學技術，將創新利用傳統中藥有效成分。　　深圳科研環境受國際青睞 先進院平臺有吸引力　　深圳市科技創新委員會書記邱宣表示，深圳市十分重視合成生物學相關的科研和產業發展，正積極推動相關計劃，希望這支有活力的科研隊伍，站在世界科技的前沿，解決重大科學問題，為國家做出更多貢獻。
  • 前沿透視:Science - 系統性總結光譜儀微型化的技術方案和發展歷程
    近日，由浙江大學信息與電子工程學院楊宗銀研究員第一次系統性地總結了光譜儀微型化的技術方案和發展歷程，具有非常高的影響力。
  • 中國文字載體的發展|從甲骨到「蝴蝶裝」,再到偉大的印刷術
    實際上紙的發明是來源於人民大眾的智慧，是他們從絲綢碎布，到破漁網、桑樹皮等不斷的實驗中總結而來的，並且在他向皇帝進呈之前紙張已經使用一段時間了。這一新技術也得到了官方正式認可，馮道也被認為是印刷術的發明者。其實和東漢時蔡倫一樣，雕版印刷真正的發明者是不得而知的。
  • 深圳先進院研製第二代薄膜太陽能電池核心技術達國際先進水平
    深圳先進院光伏太陽能中心劉壯接受國外媒體採訪就在第一代中國光伏產業在歐美受阻之際，國內科研院所傳來捷報，可取代「晶矽」原材料的第二代11月16日至21日在深圳舉行的第十四屆高交會上，中科院廣州分院副院長李定強發布了該成果的最新科研進展。該項目是中科院深圳先進技術研究院聯合香港中文大學，深港攜手自主研發成功的高效低成本銅銦鎵硒薄膜太陽能電池裝備、工藝及產品。香港中文大學教授、中科院深圳先進院光伏太陽能實驗室主任肖旭東團隊研製的「銅銦鎵硒」太陽能電池效率已達到18.7％，邁入國際領先行列。
  • 深圳先進院打造自帶「GPS」的光學探針,已用於納米機器人和食品...
    讀創/深圳商報記者 袁斯茹 光學探針已和超聲波、核磁共振一樣，為疾病的治療、診斷、預防提供重要工具。近日，中科院深圳先進院張鵬飛副研究員告訴記者，其團隊將高性能發光材料用於光學探針研發，打造出一種自帶「GPS」的探針，並將其用於智能傳感、功能成像、生物檢測、免疫治療等。
  • 看「活字」的前世今生
    至今，上海字模一廠仍保留著大量的金屬活字。這些活字雖然無法在印刷線上繼續「工作」，卻代表著漢字印刷字體歷史上的重要一環。「漢字印刷從木刻鉛印到電腦印刷是如何演變的？黑、宋、仿、楷四種字體是如何適應我國現代印刷技術的？現代倉頡們是怎樣用心血和智慧讓印刷字體書寫技藝成為民族文化遺產的？從古代走來的活字怎樣和當今的生活緊密地結合在一起？」
  • 深圳先進院2020屆研究生畢業
    6月23日，中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱「深圳先進院」）179名博士研究生及碩士研究生如期迎來了一年一度的「仲夏之約」——在畢業典禮上，學子們逐一上臺接過學位證書、接受院長扶正流蘇，開啟新的人生旅途。據了解，這是深圳先進院第14年向社會輸送高水平、高質量人才。
  • 中國歷史上科學最輝煌的時代:一個科學巨人,三大改變世界的發明
    一個科學巨人就是沈括；三大改變世界的發明就是活字印刷術、指南針的發明與應用、火藥配方的改進和完善。當然，這一時期，還有其他很多科學家，比如具有世界先進水平的天文學家蘇頌，數學家秦九韶、醫學家宋慈、農學家陳、建築學家李誡、機械製造家燕肅等學創造發明有專長的學者等等。不過沈括是當時最出名的一位，也是最集大成的一位。