《基於微懸臂樑力學感測器的檢測方法和識別技術研究》是依託山東大學，由劉鐸擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於微懸臂樑力學感測器的檢測方法和識別技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉鐸
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著我國向自主創新型國家的進程進一步深化，對基於新科學原理的檢測方法和識別技術的研究具有重要的科學意義和套用價值。本項目立足於納米科技和生命科學的基礎測量問題，對微懸臂樑感測器的技術特性進行系統研究，針對當前懸臂樑測量技術存在的檢測速度慢和溶液中解析度下降等技術難點，從材料選取、結構設計、外部Q反饋以及材料表面改性等方面綜合考慮，提出通過電化學分離方法對生物納米系統進行測量，並對與之相關的若干科學問題進行系統分析，並在此基礎上構建具有高解析度和快速識別能力的感測系統，具有較重要的科學研究和套用價值。本研究項目的成果將對深入理解生物納米體系的力學和電學特徵及動力學過程具有一定的指導意義。
結題摘要
在納米尺度實現微弱信號的高效率、高速度、高精度實時檢測是當前科技發展的重要課題之一，在國家安全、食品衛生、環境檢測、臨床醫學等諸多領域具有廣泛套用。隨著我國向自主創新型國家轉變，研究開發基於新科學原理的檢測方法和識別技術具有重要的科學和套用價值。本項目結合理論解析和有限元（Finite Element Analysis）仿真分析等技術手段，系統分析了懸臂樑的結構、振動、阻尼、頻譜特徵，並在此基礎上利用都卜勒（Doppler）振動測試儀，通過自主開發的Labview軟體系統，實現了微懸臂樑感測裝置的構建，該系統經驗證可以實現微米尺度結構的振動信號（頻率範圍：0－2.5 MHz，振幅範圍：小於0.1 nm）測試。課題組在此基礎上，進一步深入研究了外界信號與微懸臂樑的作用方法及相關機理，測量了氮化鎵表面的極化電荷，實現了傳統的壓電激勵和電容式激發方式，研究了聲學激勵、低頻雷射激勵、電容高頻激勵等一系列具有創新性的激勵方式。實現了用頻率為微懸臂樑共振頻率1/n脈衝電信號對微懸臂樑進行共振激發；實現了雙共面電極對微懸臂樑高階共振模式的有效激發及其頻率回響調製；實現了基於雷射的微懸臂樑的非接觸式遠程共振激發。
