聚乙烯吡咯烷酮杂化双色光敏激光直写光刻胶研究

有机高分子光刻胶是双色光敏激光直写技术实现微纳制造的介质和载体,直接影响了其所制造微纳结构的精度、真实度等性能.采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为杂化组分,引入到季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)活性单体中,以调控光刻胶的黏度、力学强度、体积收缩率和聚合反应速度等.结果表明,PVP与PETA存在氢键相互作用,可作为交联位点,提高光刻胶的交联度.同时,PVP的引入使得体系黏度增加,可降低氧阻聚效应,有效地提升了光刻胶中PETA的光聚合单体转化率(30.1%),获得了更高的灵敏度和更低聚合阈值(6.5 m W,20 wt%PVP).此外,PVP的引入还使得光刻胶的体积收缩率由18%降为3%,大幅减少了所制造结构的内应力,改善了光刻精度和微纳结构的真实度.最终,由PVP杂化光刻胶加工的线条精度高达48 nm,且比无PVP光刻胶具有更高的均匀性和规整度.本研究对高精度及高质量微纳制造和多种应用都具有重要的意义.     

一种平板玻璃缺陷在线检测系统的研究

根据光干涉的原理和视觉检测方法,研究开发了基于机器视觉的玻璃缺陷检测系统。针对实际的目标图像,通过对其进行图像获取、图像预处理、图像分割、特征提取和区域参数计算研究,从而获得玻璃表面锡点、气泡、玻筋等缺陷图像的识别信息。实验表明,该算法简单,速度快,系统抗干扰能力强。系统处理周期最大不超过400 m s,能检测出最小0.3 mm的缺陷。     

仿生控冰材料用于细胞及组织的冷冻保存

冷冻保存是将细胞、组织或器官等生物样品置于超低温环境中, 使其代谢速率大大降低甚至停止, 以达到长期存储的目的, 并能在解冻后恢复其生理功能的科学与技术. 冷冻保存是当前实现生物样品长期存储的唯一有效手段, 是细胞治疗、再生医学以及器官移植等先进医疗技术充分发展的关键瓶颈之一. 然而, 由于细胞、组织中的含水量可高达70%~90%, 在不添加冷冻保护剂的情况下, 降温及复苏过程中伴随的冰晶损伤、渗透压失衡及溶质过度积累等必然会导致冻存失败. 传统冷冻保存策略通过大量使用二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)等能与水形成氢键的有机小分子置换出部分胞内水分, 有效避免了胞内形成大冰晶及溶质过度积累等不利因素, 使细胞得以成功冻存. 然而, 该类小分子已被证实破坏蛋白质结构、胞间连接, 并且具有表观遗传毒性; 同时, 传统的冻存策略很难用于组织器官冻存. 因此冷冻保存科学与技术急需冷冻保护材料(剂)的创新, 以摒弃有毒小分子的大量使用, 实现细胞、组织及器官的安全高效冻存. 控冰蛋白是在极寒地区生物体内发现的一类高效冰晶成核与生长控制剂, 可以保护生物不受冰冻损伤. 揭示控冰蛋白作用机制将为仿生构筑高效控冰材料, 开发新型控冰冷冻保存剂提供全新的思路. 本综述将简单回顾冷冻保存的发展历史, 评述传统冷冻保存策略的优缺点; 从新型仿生控冰冷冻保护剂的研究出发, 重点阐述近几十年来控冰蛋白控冰机制的研究进展、仿生控冰材料的创制及其在冷冻保存中的应用; 最后将进一步展望仿生控冰冻存材料未来的发展方向.