《范德華納機電器件和系統的力學和創製》是依託清華大學，由鄭泉水擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：范德華納機電器件和系統的力學和創製
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：鄭泉水
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用共振原理的諧振器是多類微機電器件/系統的核心，具有廣泛和重要的軍、民套用，但在走向納機電器件/系統時遭遇了一些內在困難，例如至今還沒有出現納陀螺。我們發現的僅適合微納米尺度的利用范德華相互作用的高頻振盪器，吸引了國內外大量的理論、計算和實驗研究。與同等頻率的諧振器相比，范德華振盪器具有振幅大、速度快、耗散低等重要特徵，特別是我們最近實驗發現的范德華石墨振盪器可採用成熟的MEMS技術批量製備，可望成為創製具有高精度、低能耗、高輸出功率的納機電器件/系統的新原理核心器件。本項目研究內容分為三方面：范德華型納機電器件/系統的非線性振盪行為的研究；范德華型振盪器的材料、構型、和性能的最佳化設計和製備；范德華振盪器電磁載入、力/電/磁檢測和以范德華石墨台/滑片振盪器基礎的若干新原理器件的發明。這些研究將不僅填補多方面的研究空白，也將為實現潛在的重大技術突破奠定基礎。
結題摘要
利用共振原理的諧振器是多類微機電器件/系統的核心，具有廣泛和重要的軍、民套用，但在走向納機電器件/系統時遭遇了一些內在困難。與同等頻率的諧振器相比，范德華振盪器具有振幅大、速度快、耗散低等重要特徵，可望成為創製具有高精度、低能耗、高輸出功率的納機電器件/系統的新原理核心器件。本項目根據項目計畫書要求，在項目執行4年期間，通過項目負責人的認真組織，參加單位的密切配合和合作，圓滿完成了本項目的指標和要求。在“范德華型納機電器件的回覆機制”、“范德華型納機電器件的振盪行為和能量耗散機制”、“范德華型納機電器件的超高速檢測方法及特性表征”等方面取得了重要的進展和成果，達到國際領先的水平。例如，本項目在范德華型納機電器件的回覆機制及大尺度超潤滑的研究成果發表後，獲得了本領域的專家高度評價。超潤滑的奠基者平野元久教授和摩擦學國際權威學者Michael Urbakh教授在Physics World中對上述成果評論道：“這是在超潤滑現象超越納米尺度所邁出的一大步(Big Advance)。”；“這可以推動超潤滑領域和更廣泛意義上的摩擦研究領域的突破性進展。這項工作開闢了製備石墨潤滑劑來提高潤滑性能的新方向。“本項目在Physical Review Letters、ACS Nano、Nano Letters、Journal of the Mechanics and Physics of Solids、Physical Review B、Physical Review E、Applied Physics Letters、Nanotechnology等重要期刊和會議發表論文49篇，其中SCI論文44篇(影響因子大於3和Journal of the Mechanics and Physics of Solids上17篇)。申請發明專利7項。項目組成員在國際會議上做邀請報告11次，擔任會議主席4次，組織國際會議和研討會5次；本項目培養博士後和研究生25人，並且形成了一支在國際上相關領域具有一定影響的合作緊密、多學科交叉的研究隊伍，為本方向的繼續深入研究奠定了基礎。以本項目負責人作為首席科學家、以本項目成員為主要骨幹，2012年獲得了國家重大研究計畫項目一項。
