微纳光学技术与应用精选(九篇)

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第1篇：微纳光学技术与应用范文

“973”、“863”等科研项目的牵引下，团队的科研工作有了显著进展。

高速集成光电子器件研究取得重大进展

在前期工作的基础上，开展了集成光源管芯端面抗反镀膜工艺的优化。利用双频PECVD沉积方案实现了MPa量级的低应力SiNx薄膜的沉积，并研究了影响镀膜应力的关键因素，从而提高了镀膜厚度和应力的可重复性和一致性。通过优化端面抗反镀膜，有效地抑止了集成光源高频调制响应中因端面光反馈引起的异常起伏，为实现40 Gb/s大信号调制工作奠定了基础。同时，开展了高速集成光源模块封装结构设计研究，初步确定了封装的基本形式。重点对同轴―共面波导转换结构及低损耗共面波导传输线进行了设计和优化。通过理论模拟和实验测试研究了封装对高频调制响应的影响，特别是对平板波导模式引起的谐振峰的抑制。在此基础上，成功地制作出应用于40 Gb/s高速光纤系统的DFB+EA单片集成光源模块原型器件，并对其大信号调制特性进行了测试，获得了张开度良好的眼图。这是国内首次制作成功40 Gb/s集成光源模块，标志着我国高速集成光电子器件的研究水平上了一个新台阶。

面向量子信息技术的微纳光电子器件的研制

作为切入点，研究了可用于量子保密通信和线性光学量子计算的单光子光源，包括器件的设计和特性模拟以及制作工艺。提出了一种新的微腔结构，即由点缺陷二维平板光子晶体作为微腔的主体，微腔下面加入DBR反射器以提高光子出射效率。研究了该结构的单光子发射效率、发射光子的偏振特性和不可区分度，分析了改进单光子特性的思路。此外，还提出了一种可适用于各种特性衬底的纳米小球自组织方法来制作二维光子晶体结构。在此基础上，申请并获得国家“973”计划子课题“微纳结构新型光电子集成器件及模式耦合研究”的资助，为该领域的深入研究提供了保证。

功率型GaN基蓝光LED的制作和应用技术取得多项突破性进展

提出了载流子输运和复合的物理机制，设计出新型的LED外延材料结构，并优化了器件制备工艺。提出了具有自主知识产权的倒装焊功率型GaN基LED的制作工艺，包括高质量III－V族氮化物材料的金属有机化合物气相外延生长，低热阻、高效率的器件结构设计及其制作技术，获得器件的性能为国内最好水平之一。同时，功率型GaN基LED的封装和系统应用技术取得重大突破。基于非成像光学，设计了具有自主知识产权的LED光学系统，开发了实用化的具有矩形照度分布的新型高效LED路灯。在保持较好的照明均匀度和稳定平均照度的情形下，新型LED路灯不仅具有寿命长、照度分布均匀、显色性较好的优点，而且在实际耗电功率上具有明显的优势。该研究目前得到国家“十一五”“863”计划半导体照明工程重大项目课题“高效率GaN外延材料制备”的支持。

微纳光电子集成器件技术取得创新性进展

已经建立起了较完善的光子晶体的理论分析方法和模拟设计平台，在光子晶体带隙限制波导的研究中取得了重要进展，成功制作出带有空气桥结构的二维光子晶体带隙限制光波导结构。提出了金属长程SPP波导与普通介质波导之间的耦合机理，获得了很好的理论模拟结果，开发了制备均匀高质量纳米金属薄膜的工艺条件，并采用端面光纤激励方法，成功激励起了长程SPP模式。在关于表面等离子Purcell效应的研究中，创新性地提出通过在金属内掺入其他介质材料，可有效地降低复合材料（即金属陶瓷）的等效等离子体频率和高频介电常数，使得在纳米硅基发光材料的中心发光波长处，亦能获得极大的自发辐射增强。

第2篇：微纳光学技术与应用范文

有机发光二极管（OLED）制造的显示器可以更大、更薄、更节能，与柔性基板结合，显示屏可以折叠和展开，甚至可以集成到衣服上。

随着纳米光子学的发展，光刻技术让芯片体积更小、功能更大。将纳米光源、光子回路和电子电路无缝集成，将极大地增强互联网的信息传输和处理能力。未来10年，网络流量还会增加百倍，高质量的视频聊天将不再有距离感。数据存储也许采用光诱导热辅助磁记录技术，存储密度更高。

光伏发电和光伏电池成本降低，会在更大范围内提供更加廉价的清洁能源，甚至汽车和小型飞机也可以靠光伏动力行驶和飞行。如果激光惯性约束核聚变点火成功，我们就可以人造“小太阳”，一定程度上解决人类面临的能源危机。

固态照明技术绿色环保，日趋廉价。高效发光二极管和“21世纪灯泡”将会广泛使用，传统的灯泡恐怕要到博物馆才能看到。

飞秒激光高精度微加工技术已用于半导体、金属等复合材料的加工，未来在航空航天领域的大型数字化加工和新型红外隐身微纳材料加工中必将大有作为。

先进制造技术的进步，将扩大高精度非球面透镜的应用范围，改善光数据存储、光刻和天文观察系统的性能。

光学传感器等传感系统将成为在情报、监视和侦察领域争夺主导地位的下一个“战场”，高性能激光武器将引发新一轮军事革命，合成孔径激光雷达将大显神通。集成光电子电路蓄势待发，将会为光学系统带来史无前例的能力提升，光子比电子更抗电磁干扰，更有利于国防应用。

光带给我们生命，光带给世界美丽。人类在追问光的本性过程中，发展了光基技术，提高了我们的生活质量，改变了我们的生活方式。人类认识世界的每一次飞跃都不开光学的进步。人类从认识光，到利用光，再到驾驭光，这一过程推动着人类文明向前发展。

纵观人类文明发展史，科学技术的每一次飞跃都得益于更精密、更灵敏的测量方法的涌现，而光和光基技术在时间、空间、速度、频谱、强度等多个方面提供了前所未有的极端条件，势必在信息、能源、健康、先进制造、国家安全、文化生活等重要领域发挥越来越重要的作用。也许在不久的未来，我们就会体验到以下的技术革新。

21世纪，人们的医疗理念从治病为主转变为预防为主，疾病的早期诊断尤为重要。新型光源和材料、成像设备、微流体技术和检测方法将显著提高生物医学光学仪器的速度、灵敏度和精确度，造福人类。

单链DNA合成过程中的单分子荧光检测可以在很短的时间内完成30亿个碱基对的测序，帮助识别遗传编码中的疾病倾向，从而在发生严重病变前就采取预防措施。

将高分辨定量荧光显微镜和微流控技术与机器人技术结合，采用激光扫描高速分析血清中的特异性蛋白，研究与减缓肿瘤生长药物的相互作用，有可能极大地加快药物研发过程并降低成本。

通过双光子成像探测单个神经元或神经元组，神经科学家可以激活或停用特定的神经回路，观察整个神经回路对其的响应，从而重建复杂大脑的神经回路。

激光3D打印技术将大行其道，将来有可能打印复杂结构甚至人体器官。

全球定位系统GPS目前几乎应用于每一部手机中，其定位精度取决于工作在微波频率的原子钟计时精度。铯原子钟的精确度达到2000万年不差1秒，定位精度将达到厘米量级。如果采用工作在光频的“光钟”，计时和定位精度又会提升超百倍。

第3篇：微纳光学技术与应用范文

“我们的技术能够在大至硅片的区域上快速产生不可思议的纳米颗粒装配，”徐这样说道，她同时也任职于美国加州大学伯克利分校材料科学与工程学院和化学学院。“你可以将它想象成一个薄煎饼的面糊，可以在平底煎锅上摊开，一分钟后就可以享用新鲜出炉的煎饼了。”

纳米粒子就像具有独特光学、电子学和机械特性的人造原子。如果能够诱发纳米粒子进行自我装配以形成复杂结构和分层级的样式，类似于蛋白质的结构，那么它将实现大批量生产比现代微型工艺学使用的小一千倍的设备。

徐和她的研究小组正在朝这个终极目标稳定的前进。近期他们的研究重心在于使用基于嵌段共聚物的超分子溶剂引导纳米粒子阵列的自我装配。超分子是作为单一分子执行特定功能集的分子群组。嵌段共聚物是非常长的序列，或者一种束缚在另一种类型单元结构上的单元结构，它具有在肉眼可见的距离范围内自我装配成界限清楚、纳米大小的结构阵列的内在能力。

“基于嵌段共聚物的超分子能够自我装配并形成大范围的具有微畴特征的形态学，一般为几纳米至几十纳米。”徐说道。“考虑到它们的大小可以与纳米粒子相比拟，超分子的微畴提供了纳米粒子阵列自我装配的理想结构框架。”

在由徐和同事修改后的超分子技术里，金纳米粒子阵列成为超分子溶剂的一部分，以形成大约200纳米厚的薄膜。通过溶剂退火并利用三氯甲烷作为溶剂，纳米粒子阵列可以形成三维的圆柱体微畴，后者被塞入与表面平行的扭曲六方晶格内。纳米粒子自我装配的这种分层级结构控制的陈列让人印象深刻，但它也仅仅是这项最新技术的一部分。

“为了与纳米加工过程相兼容，自我装配的制造过程必须在几分钟内完成以最小化因暴露在加工环境里而导致的纳米粒子特性的退化。”徐说道。她和她的研究小组系统的分析了超分子纳米复合材料薄膜暴露在溶剂蒸汽里自我装配的热力学和动力学。他们发现通过最优化单个参数，也即溶剂的量，装配动力学可以精确的调节以实现在1分钟内产生分层级结构的薄膜。

“为了利用非共价键连接在聚合物侧链的小分子来建造基于嵌段共聚物的超分子，我们改变了能量全景图使得溶剂含量成为最重要的因素，”徐说道。“这使得我们能够利用少量的溶剂来实现纳米粒子阵列的快速定序。”

第4篇：微纳光学技术与应用范文

2016年12月22日3时22分，我国在酒泉卫星发射中心用二号丁运载火箭成功将全球二氧化碳监测科学实验卫星（简称“碳卫星”）发射升空。该卫星的成功研制和后续在轨稳定运行，将使我国初步形成针对重点地区乃至全球的大气二氧化碳浓度监测能力，对充分了解全球碳循环过程及其对全球气候变化的影响，提升我国在国际气候变化方面的话语权具有重要意义。

本次发射的碳卫星作为我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星，围绕全球气候变化这一当今国际社会普遍关心的全球性重大问题，以大气二氧化碳遥感监测为切入点，利用高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪等探测设备，通过地面数据接收、处理与验证系统，定期@取全球二氧化碳分布图，大气二氧化碳反演精度将优于4ppm，使我国在大气二氧化碳监测方面跻身国际前列。此前，全球已有两颗二氧化碳监测卫星：日本在2009年发射的“呼吸”号（GOSAT）温室气体观测卫星，美国在2014年发射的“轨道碳观测者2号”卫星（OCO-2）。

碳卫星是国家科技部为应对全球气候变化、提升我国全球二氧化碳监测能力部署的一项重大任务。通过863计划地球观测与导航技术领域“全球二氧化碳监测科学实验卫星与应用示范”重大项目立项实施。由中科院国家空间科学中心负责工程总体；中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统，中科院长春光学精密机械与物理研究所研制有效载荷；中国气象局国家卫星气象中心负责地面数据接收处理与二氧化碳反演验证系统的研制、建设和运行。

中国科学技术部国家遥感中心总工程师李加洪说：“碳卫星不仅填补了中国在该领域的空白，而且整体水平高于‘呼吸’号。它对全球大气中二氧化碳浓度进行动态监测，给出全球碳分布数据，不仅体现了中国应对全球气候变化采取的行动，也展现了负责任大国的担当。”

负责本次发射任务的二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司上海航天技术研究院研制。此外，本次发射还搭载发射中国科学院微小卫星创新研究院自主安排研制的1颗高分辨率微纳卫星和2颗高光谱微纳卫星，有效载荷由中科院光电研究院研制。这是系列运载火箭的第243次飞行。

第5篇：微纳光学技术与应用范文

微模具是微注塑成型的核心，其机械精度直接决定了注塑件的质量，而微模具的成本和寿命则是影响大批量注塑生产的关键因素，微注塑过程的模温控制、排气控制、塑件顶出等设计也与微模具结构密不可分。

聚合物微成型技术是采用模塑成型方法高效率、高精度、低成本、批量生产聚合物微制品的成型技术，主要包括微注射成型技术、微热压成型技术和微挤出成型技术等。目前，对于聚合物微成型尚未形成统一的定义和分类，主要通过其成型的微制品进行定义和分类。广义上讲，聚合物微制品包括以下3种类型：

（1）制品体积或质量微小，整体尺寸小于 1mm，如微机械系统中使用的微齿轮、微透镜、微螺栓螺母等。

（2）制品整体尺寸在毫米和厘米量级，但表面具有微细特征结构，如光学、生化医疗领域使用的导光板、微光栅、微流控芯片、介入导管等。

（3）制品整体尺寸和特征尺寸均无限制，但局部尺寸精度在微米量级，如聚合物高精度非球面镜片等。微成型模具是成型上述微制品的重要装备，其设计的合理性和加工质量直接决定了微制品的成型质量。

聚合物微成型模具的型腔或流道尺寸跨越宏―微观尺度范围，受到尺度效应的影响，成型过程中熔体的流动、传热都与宏观尺度下不同；对模具型腔的通气、排气、微小制品的脱模取件等有特殊要求，传统的模具设计理论和方法在微成型模具设计中不再完全适用，因此微成型模具的设计已成为国内外研究的热点和难点。

微注塑成型模具的特点：近年来，关于微注塑模具制造技术的研究受到广泛关注。一般认为微模具应符合以下特征：其应用对象的整体尺寸或局部尺寸小于1mm；微模具微细尺寸从几微米到几百微米；微模具表面粗糙度值在0.1μm以下。随着微加工和精密加工的发展，微模具的概念也不断向前演变。目前，采用LIGA制造的微注塑模具已可用来生产质量小于1mg或者局部结构化面积只有几平方微米的极微小型注塑制品。

微注塑成型模具制造技术：

1、微注塑成型模具组成。微注塑模具由模架部分和型芯组成，二者可以制作为一体，也可以分别加工，然后通过螺纹或过盈配合连接，称为镶块式微模具。后者更有利于拆卸更换和零部件的重复利用，同时也能够发挥不同加工方法的优势。对于镶块式微模具，其模架材料多选择优质模具钢，可以根据注塑机尺寸选定标准模架再加工，在模架上通常设置有热流道、浇口、冷水道、真空排气槽、顶出塑件机构等。模架上不含要复制的微细结构，采用机械加工方法就能满足一般精度要求。镶块式微模具中，用于复制的微结构部分镶嵌在模架中，称为型芯，有些文献也称之为镶块。微注塑工艺要求型芯尺寸精度高、耐高温、耐冲击、耐疲劳、并且能与模架机构和特征位置相配合。根据型芯所用材料可以将微注塑型芯分为金属微型芯和非金属微型芯。

2、金属材料微型芯加工。通常考虑热膨胀系数小、弹性系数大的材料作为制作微注塑型芯或整体模具材料。在微注塑起步阶段，人们多选择耐热和耐冲击的金属材料制作整体模具或模具型芯，如钢、铝合金、镍、铍铜合金等。适用于这些材料的加工方法可分为去除材料成型和堆积材料成型。

微成型模具的精密制造是成型高质量聚合物微制品的技术保证。传统加工方法可以实现微成型模具部分零部件的加工，但难以加工具有微细三维结构的成型零件，而微细加工技术为微成型模具微细结构的加工提供了条件。微细加工技术是指制造微小尺寸制品或结构的生产加工技术，可以分为以下3种类型：3种类型：（1）在传统加工方法上发展起来的微机械加工技术，如微车削、微铣削、微磨削技术等。（2）在特种加工方法上发展起来的微细特种加工技术，如微细电火花加工、微细电化学加工、微细高能束加工、微细电铸加工、水射流微细切割技术等。（3）基于LIGA的加工技术如LIGA、UV-LIGA、电子束 LIGA 和激光 LIGA 技术等。微细加工技术的选择主要取决于加工尺寸、表面质量、深宽比和经济条件等。微成型模具存在跨尺度的几何尺寸，局部特征尺寸微小，几何精度和装配精度要求极高，因此制造微成型模具关键零部件可能需要结合多种微细加工技术。

微注射成型模具制造技术：微型腔是微注射成型模具的核心零件，其结构尺寸及精度在微米级，表面精度要求较高，微型腔的加工质量直接影响制品的成型质量，是微注射模制造的难点。对于微型腔的加工目前主要采用微机械加工技术、微细特种加工技术和基于 LIGA 的加工技术。

从微注塑成型模具角度综述了微注塑成型模具设计和制造几种策略和具体方法，对目前的微模具组成、微型芯加工方法及优缺点进行了归纳总结，对微模具设计要点进行了分析。其结论如下：

1）微注塑模具与常规注塑模具主要差异在于加工方法、控温方法、真空排气、脱模方式等方面，采用镶块式微模具组合形式，有利于拆卸更换和零部件的重复利用，同时也能够发挥不同加工方法的优势。微注塑模具结构设计的要求与常规注塑模具有诸多不同，重点集中在模温快速变换、抽真空辅助排气和微塑件脱模等几个方面。

第6篇：微纳光学技术与应用范文

龙岗地区须六段主要断裂成因及裂缝预测

塔河某区块底水油藏井网调整研究

凝析气顶油藏剩余油分布模式及挖潜对策——以让纳若尔油田A南和5南层系为例

低渗透复杂断块油藏高含水期提高采收率技术研究

库车坳陷大北地区白垩系裂缝及产能特征

巴喀油田八道湾组低渗透砂岩储层特征研究

吴仓堡油田长9油藏特征及开发对策

常规测井结合波阻抗反演识别火成岩

中低渗油藏三元复合驱井网优化

川西气田气井管柱选材研究

川中侏罗系凉高山组油藏储层孔隙结构特征

油气储层建模技术的发展趋势

地震反演技术在西秋区块的应用

尕斯油田纳米聚硅增注实验研究

基于神经网络算法的人工蜂群算法在地层岩性识别中的应用

克拉美丽气田天然气成因及成藏规律研究

控制底水分段完井的产能预测模型

埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进

平面非均质性对面积波及系数的影响

强水敏砂岩油藏水驱油相对渗透率曲线异常分析

深水无隔水管钻井套管下入力学影响因素分析

水平井中心油管完井技术研究

水平气井不稳定渗流数学模型的格林函数求解方法

倾斜大管径拟单相流气井井底流压计算

水文地质条件对煤层气富集的影响

气井清防盐垢工艺技术探讨

涠洲11—1E油田地层原油合理黏度的确定方法

悬浮乳液钻井液在S14P3井中的应用

加入纤维影响支撑剂导流能力的实验研究

气井井筒积液及其高度研究

有水气井井下垫片携液实验设计研究

微电解法处理压裂返排液的研究

高温高盐混合堵水剂的室内研究

反九点井网合理井距评价方法

煤层气储层保护钻完井工艺技术探讨

Mg—Sr—Y中间合金对AZ31镁合金铸态组织的影响

溶胶-凝胶法制备掺镧钛酸钡薄膜及其光学性质研究

溶胶-凝胶法制备BZT薄膜的介电性能研究

1，3-丙二醇化学合成新方法研究进展

Cd、Pb对淮河流域沉积物的污染及植物修复可行性研究

威钢钒钛烧结试验研究

基于三维特征建模的液压机CAD系统

一种新型双闭环三相PWM整流器的仿真研究

结构光编码的动态程序设计

生成树协议的算法分析

基于Agent的高效无线传感网络路由算法

车载自组网安全信息传输MAC协议研究

声波测井数据采集系统改进方法

Ecl—POLYMER模块用于海上聚合物驱数值模拟的探讨

多队列共享内存空间算法研究

基于启发式搜索的主题策略研究

基于云计算的电子商务应用与实现

基于熵权和AHP的工程造价编制服务质量模糊综合评价

弹簧等效质量系数的不确定度研究

热松弛时间对双曲型热传导方程的影响

一道微分方程题的新解法

相关回归分析法在水文数据处理中的应用

第7篇：微纳光学技术与应用范文

0～10

9L之间调控点样体积。以此为基础，结合三维精密位移控制技术，研制了一种基于压电振荡原理的微阵列生物芯片点样系统。对点样系统的点样体积、点样密度、点样精度等参数进行了测试，结果表明，此点样系统的最小点样体积可达320pL，点样密度可达4000点/cm2，并能够实现界面图案化制备。

关键词压电振荡；微阵列点样仪；玻璃毛细管点样针；图案化制备

1引言

微阵列生物芯片技术是将生物学、化学、物理学、光学、微电子学和计算机学高度结合形成的一项交叉技术。它成功地实现了生物信息的大规模集成以及生物实验从串行过程向并行过程的转变，大大加快了生命科学研究的过程。微阵列生物芯片技术已被广泛应用于生物组学研究、临床诊断、药物筛选、微生物检测等领域[1～5]。合成后点样是制备微阵列生物芯片的主要方法，即将预先合成的核酸片段、多肽分子等生物样品按照一定顺序固定于基片上，形成要求的阵列，然后将待测的生物样品与标记的已知生物样品进行杂交反应。按照点样针是否与芯片基底接触将微阵列生物芯片的点样方式分为接触式（Contact）和非接触式（Noncontact）两种。接触式点样方式的点样针尖端的液体与芯片基底直接接触，通过毛细作用形成阵列点。接触式点样能够获得高密度点阵，且c样量小（通常为pL级），但定量分析准确性及重现性较差，且因存在交叉污染而不能重复点样[6～9]。非接触式点样方式主要有两种：一种是基于电磁微阀原理，通过注射泵和精密电磁阀协调工作实现非接触式的定量点样，此方式一般需要预增压和预点样过程，使点样液滴体积达到稳定，操作比较复杂，最小点样量可以达到10

1L；另一种是基于压电喷墨的点样原理，通过压电陶瓷的形变挤压毛细管壁，使点样针的尖端喷出微小液滴，最小点样量可以达到10

1L，具有定量分析准确、重现性好等优势。但由于压电驱动元件和点样针集成在一起，当点样针发生堵塞等问题时不易清洗，且点样头造价昂贵[10～13]。

针对目前非接触点样方式存在的不足，本研究采用了一种毛细管点样针与压电驱动装置分离的以压电振荡为驱动力的非接触式点样方式，应用于微阵列芯片制作。由于采用了分离设计，可以单独对毛细管点样针进行更换和清洗，避免了压电喷墨点样头容易堵塞的问题。此装置通过改变压电陶瓷的振幅和频率，可在10

0～10

9L之间调控点样体积，优于传统的基于电磁微阀原理的点样方式。以此为基础，结合三维精密位移控制技术，研制了一种基于压电振荡原理的微阵列生物芯片点样系统，并成功应用于微阵列芯片制备和界面图案化修饰。

2实验部分

2.1仪器与试剂

P2000激光拉制机、BV10磨针仪、B10058玻璃管（美国Sutter公司）；PhenomPro台式扫描电子显微镜（复纳科学仪器上海有限公司公司）；LuxScan10K微阵列芯片扫描仪（北京博奥生物有限公司）；BT125D精密电子天平（德国赛多利斯公司）；MM3C透反射金相显微镜（上海万衡精密仪器有限公司）；AM4113TL显微镜（台湾DinoLite公司）；P844.10压电陶瓷（德国PI公司）；7105载玻片（江苏飞舟玻塑有限公司）。三甲氧基硅烷（美国SigmaAldrich公司）；有机染料Cy3和Cy5（美国Sigma公司）；使用含30%甘油的水溶液为点样液。

2.2压电振荡点样原理及点样头结构设计

通过压电陶瓷控制器对压电陶瓷施加矩形电压脉冲，使压电陶瓷产生微小幅度的振动，即压电振荡。这种振动会对毛细管点样针尖端内的液体产生轴向加速运动，由此产生的惯性力使液体克服表面张力、

粘性力等束缚，发生断裂，在点样针尖端喷出微小液滴（图1）[14]。点样液的物理性质（粘度、密度、表面张力）、点样针尖端内径、压电陶瓷的驱动电压、驱动频率等参数都会对点样过程造成影响。韦伯数（We，无量纲参数）可用于判定液滴能否从点样针尖端成功脱落[15]：

12

其中，ρ为液体密度，d为点样针尖端内径，v为点样针末端液体流速，r为液体表面张力系数。v由压电陶瓷的驱动电压和驱动频率共同决定。所研制的点样头由压电陶瓷、连接装置、点样针固定装置和玻璃毛细管点样针组成。玻璃毛细管点样针的尾端通过硅胶管与蠕动泵连接，用于进样和清洗。

2.3毛细管点样针制备

采用激光拉制法将一根硼硅酸盐毛细玻璃管拉成两段，以获得毛细管点样针。硼硅酸盐玻璃不仅具有良好的微加工性能和化学稳定性，而且成本较低。利用激光对硼硅酸盐毛细玻璃管进行局部加热，以消散其内应力。当玻璃管被加热部分接近或达到熔融状态时，在表面张力的作用下，玻璃沿毛细管轴向均匀收缩，此时在玻璃管两端施加拉力，使其从被加热的部分分成两段，然后在空气中急速冷却，从而获得内腔呈圆锥状的毛细管点样针（图2A）。对所拉制的毛细管点样针尖端进行垂直研磨抛光，

使其形成几何对称、端口平整、内径在μm量级的喷嘴结构，可应用于微阵列生物芯片点样。如图2B所示，制作的毛细管点样针尖端平整，管壁均匀。使用硅烷化试剂处理研磨后的毛细管点样针，提高其内壁的疏水性。硅烷化处理能够有效降低喷嘴内壁与溶液之间的相互作用，减少溶液的流动阻力，有利于液体的喷射，同时避免了在喷嘴口处产生样品“流挂”现象[16]。

2.4微阵列生物芯片点样系统外观及内部结构

以压电振荡驱动的点样头为基础，结合三维精密位移控制技术，研制了一种新型微阵列生物芯片点样系统。如图3A所示，仪器系统的前盖、两侧及顶部均采用透明式设计，便于实验的观察与操作。三维位移平台选用直角坐标式结构，含有3个彼此独立的运动单元，运动方向相互垂直，构成三维运动空间（图3B）。直角坐标式位移平台的机械系统较为稳定，在工作过程中振动较小。

2.5软件设计

软件控制主要分为位移控制、点样参数设置、点阵参数设置和图案化参数设置4个功能部分。位移控制功能可以将毛细管点样针移动至接近点样基底表面的地方；点样参数设置区域可以设置点样的幅值、频率和重复点样次数等参数；点阵参数区域可以设置单个点阵的横向、纵向点数和点阵间距，以及多个点阵的横向、纵向阵数和阵间距；图案化参数设置需要输入目标图案的BMP位图格式文件。

3结果与讨论

3.1点样体积测试

选用内径20μm的毛细管点样针测试所研制的仪器系统的点样体积。由于单次点样体积在nL级别，难以直接精确测量其体积。为了使测得结果更接近真实值，采用测量点样液滴的质量间接得到点样液滴体积的方法。首先，取1mL样品溶液，测得其质量为1.083g，获得样品溶液的密度为1.083g/mL。然后，固定驱动频率为5Hz，

设置不同的驱动电压，每种驱动电压点样10000次，收集10000个液滴并称重得到其质量，通过与密度值进行换算即可得到10000个液滴的体积，进而得到单个液滴的体积。在每种点样参数下，点样液滴体积的测量均采用测量5次取平均值的方法，得到的单点体积与驱动电压的关系如图4所示。在驱动电压为20V时，获得最小点样体积320pL；当驱动电压低于20V时，点样针尖端内液体所获得的惯性力因无法克服液体表面张力、粘性力等束缚而无法喷出；当驱动电压>20V时，随着驱动电压的增大，液体获得的惯性力增大，点样体积也随之增大。

3.2点样密度测试

选用内径20μm的毛细管点样针测试仪器系统的点样密度。在驱动电压25V、频率2Hz、点间距160μm条件下，获得的微阵列如图5所示。从图5可见，液滴粒径大小规整、均匀、无卫星液滴，所获得的液滴平均直径约（108

SymbolqB@5）μm，接近商品仪器在接触式点样方式下所获得的微阵列（单点直径约100μm），优于其在非接触点样方式下所获得的实验结果（单点直径

Symbol～200μm）。微阵列点阵密度达到4000点/cm2，表明所研制的仪器系统能够制备高密度微阵列生物芯片。

3.3精度测试

选用内径40μm的毛细管点样针测试仪器系统的点样精度。在驱动电压40V、频率2Hz、点样间距1mm的点样参数下，分别通过单次点样制备单色染料（Cy3和Cy5）微阵列，同一位置重复点样2次，制备双色染料微阵列。如图6所示，重复点样所获得的双色液滴微阵列粒径大小规整、均匀，阵列点平均直径为（200

SymbolqB@8）μm；其中红色染料（Cy5）信号平均值为1957

SymbolqB@63，绿色染料（Cy3）信号平均值为460

SymbolqB@29。此实验结果表明，所研制的点样系统具有良好的点样精度，能够实现不同样品在同一位置的重复点样。

3.4图案化制备

为进一步考察仪器系统的性能，选用内径40μm的毛细管点样针，在驱动电压40V、频率2Hz、点样间距260μm、1次点样的点样参数下制备离散图案；在驱动电压80V、频率2Hz、点样间距120μm、2次重复点样的点样参数下制备连续图案。如图7所示，在两种情况下均能够实现目标图案的制备，对目标图案的形状和大小没有要求。此实验结果表明，所研制的基于压电振荡原理的微阵列点样系统具有优良的点样精度，不仅能够应用于微阵列生物芯片制备，而且能够实现界面图案化修饰。

4Y论

分析了毛细管尖端液滴形成的条件，采用微加工方法制备了毛细管点样针，并设计了一种新型非接触式点样结构，在此基础上研制开发了一种基于压电振荡原理的微阵列点样系统。此点样系统使用毛细玻璃管作为点样针，极大地降低了微阵列生物芯片的点样成本，并且点样针与压电驱动装置为独立单元，可以单独对毛细管点样针进行更换和清洗。点样体积、点样密度、点样精度、图案化制备等实验结果证明所研制的系统能够应用于高密度微阵列生物芯片制备、能够实现固定位置重复点样和界面图案化修饰，因此具有良好的应用前景和推广价值。

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AbstractAnewtypeofpiezoelectricoscillationbasednoncontactspottingmodehasbeendevelopedtoovercomethedisadvantagesoftraditionalnoncontactspottingmodesincludingcomplicatedoperationprocedure，cleaningdifficultyofspottingneedle，largesampleconsumptionofelectromagneticmicrovalveandhighspottingcostofpiezoelectricinkjetbasednoncontactspottingmode.Inthedevice，thecapillaryspottingneedleandthepiezoelectricdrivingdevicearetwoindependentunitsusedforreplacingandcleaningcapillaryspottingneedle.Theglasscapillaryspottingneedleispreparedbythelasermeltingmethodwithadjustablediameterandlowcost.Thesamplespottingvolumeofthedevicecanbeeasilyadjustedintherangeof10

0-10

9bychangingtheamplitudeandfrequencyofpiezoelectricceramic.Amicroarrayspottingsystemisdevelopedbythecombinationofthepiezoelectricoscillationbasednoncontactspottingmodeandthreedimensionalprecisiondisplacementcontroltechnology.Themultipleparametersofaspreparedmicroarrayspottingsystemhavebeentestedincludingspottingvolume，densityofspotandspottingprecision.Theexperimentalresultsindicatethattheminimumvolumeofsinglespotwith320pLandthehighestdensityofspotwith4000spots/cm2canbeachievedbytheaspreparedmicroarrayspottingsystem.Furthermore，theaspreparedmicroarrayspottingsystemcanalsobeemployedtofabricatepatternedinterface.

第8篇：微纳光学技术与应用范文

【关键词】微流体;水银开关;制作工艺

1.微开关的发展

自Frobenius在1973[1]年首先制作出一种金属悬臂梁型加速度开关以来，已经出现了各种不同的MEMS加速度开关。在工作原理上可以分为两类：一类是准静态开关，该开关结构是通过弹性结构连接一个质量块，并将质量块作为一个敏感质量和可动电极，根据牛顿第一定律，当所受的加速度达到一个预定阀值时，质量块受力作用，克服弹性恢复力，发生位移达到一个预设位置，并与一个定电极接触，从而触发电信号，导通电路使开关工作，开关阈值由惯性力和弹性恢复力之间的线性关系确定。这种开关对于工艺容差要求严格，精度较低，阈值范围局限在低频低量程加速度范围内，测量能力和环境适应能力较弱，容易造成开关失灵或误操作，并且此类开关测量阈值单一，难以实现智能化集成。另一类开关是动态开关，这类开关受惯性力，弹性恢复力，应力和静电吸引力等多个力共同作用。加速度阈值通过动态方程计算分析确定，因而这种开关具有动态信号的测量能力。

图1.1 微加速度开关结构示意图

加速度开关是感受加速度的重要惯性器件，为了满足控制系统的保险功能要求，加速度开关应具备体积小、机械接触可靠、允许通过电流大、精度较高等特点。传统的加速度开关采用精密机械加工，存在体积较大、抗震能力较弱等不足。因此，迫切要求研制新型的微加速度开关。其中如准LIGA[2]技术因简单易行，只需通过厚胶光刻和微电铸工艺即可实现惯性器件的制作而被采用。该技术采用紫外光曝光，由于不必使用同步辐射光源，所以研制成本较低，同时以金属镍为材料，使得器件本身可作为电极导电并通大电流。

微流体加速度开关是一种受加速度控制的开关量传感器。它可以作为控制开关使用，也可以用来提供开关量信号。随着微机械加工技术在传感器领域中的应用和推广，已经出现了不同类型的微加速度开关，这些开关根据用途的不同而具有不同的结构形式。本文中以水银为介质的微加速度开关，利用在常温下水银是液态金属、表面张力大的特点，构成对加速度敏感的液体电极，水银电极与固定电极组成加速度开关，它的抗载能力不受元件（水银）强度的限制，因此过载量程比可以极大提高。

2.水银加速度开关原理

2.1 结构组成

2.1.1 基板结构

基板为左右对称结构，如图2.1所示。正向加速度阀门开启使水银流动，反向加速度阀门关闭使水银不流动。在硅基板上刻蚀出水银储放腔体、水银微通道和气体微通道，保留通道壁突台和腔体外框突台。水银张力膜将流体区域分隔为水银腔和气体腔，两通道壁所夹下部区域构成水银微通道，腔体外框、通道壁和阀门间的缝隙构成气体微通道。

2.1.2 盖板结构

盖板与基板键合封装，形成矩形储液腔和矩形微通道。在基板/盖板/基板与盖板的水银通道位置制备电极，水银张力膜随加速度的变换发生位移，通过水银的流动使电极导通或断开。

图2.1 加速度开关结构示意图

2.2 工作原理

为保证开关系统具有镇定性，必须设置微流体阀门。当载体的加速度为-am

当载体发生正向加速度g≤a≤10g时，阀门开启。水银所受惯性力和水银腔表面张力的驱动，克服水银与通道壁间的粘性剪应力和微通道表面张力的阻力，使水银触点发生运动。系统处于载体惯性力、流体惯性力、表面张力和流动粘性力的动态多力平衡状态。当载体加速度达到10g时，水银触点恰好到达接通电极的位置，使开关闭合。由于该多力平衡系统具有极强的镇定性，即使当载体加速度时，触点与阀门的位置差趋于零，无须正向限位。

在载体加速度由10g降低至1g的过程中，开关处于断开过程。首先加速度降至9.9g时，精准的触点结构设计可保证开关在准确的位置断开。然后，在加速度由9.9g降至或低于1g的过程中，出于触点断开、阀门开启状态。当加速度继续降低时，阀门关闭，开关恢复到初始限位状态。

2.3 微尺度效应对微流体的影响

当流道和型腔特征尺寸小于1mm时[3]，支配流体流动的物理环境及其自身特性发生变化，探明微尺度条件下流体的流动特性对微纳零件的制造与微机械装置控制系统的设计十分重要。在有关微流体流动行为的研究中，J.Pfahler[4]等。考察了流体在硅材料矩形微流道中的运动特性。以丙醇（N-Propanol）为实验流体，矩形截面尺寸宽×高分别为135×53，100×1.7，100×0.8的微流道所作的实验结果表明：在截面尺寸相对较大的微流道中流体的运动规律与Navier-Stokes方程式相吻合;而当矩形截面流道深度H降至0.8时，试验结果偏离Navier-Stokes方程的计算结果。李勇[5]等以微圆管为对象，研究了用Navier-Stokes方程描述微流体运动特性的适用性。结果表明，对于运动粘度为2.6×10-6m2/s的硅油，当圆管直径降至4.5时，Navier-Stokes方程不再适用;对于管径为11.2的流道，当流体的运动粘度为4.3×10-4m2/s时，流量与压力损失仍呈比例关系。江小宁[6]等研制了一套测量微尺度流动流量的系统，并测量了管径为8，14和24圆管流道内流体流量与压力损失的关系。结果表明，在这样的条件下，流体依然不可压缩连续流动，且实验结果与Navier-Stokes方程式的描述十分接近。

在微流体流动过程中，由于微尺度效应作用，表面力作用增强，粘性力远远超过惯性力，流道直径减小导致微流体雷诺数减小，沿程阻力系数增大，且微流道的长径比增大。

3.拟采用制作工艺

3.1 硅基微机械加工技术

硅基微机械加工技术[7]包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、以及复合微机械加工技术等。体微机械加工技术是将整块材料如单晶硅基片加工成微机械结构的生产工艺。通常，机械结构的形成要经历选择掺杂和结晶湿化学腐蚀两道工序。和微电子生产中的亚微米光刻工艺比较，这些工艺尺度相对大而粗糙，线度变化在几微米到几百微米之间。通过机械结构的干化学腐蚀将单晶硅做成零部件也可使体微机械加工具备更好的尺度控制。体微机械加工的一个主要优点是它可以相对容易地制造出大质量的零部件，缺点是它很难制造精细灵敏的悬挂系统。另外，由于体微机械加工工艺无法做到零部件的平面化布局，因此它不能够和微电子线路直接兼容;表面微机械加工就是利用集成电路中的平面化制造技术来制造微机械装置。标准的工艺流程包括首先在单晶硅基片上交替沉积一层低应力的多晶硅层和一层用于腐蚀的氧化硅层，形成一个复杂的加工层，然后再对这个加工层进行光刻摹制，最后用氢氟酸对氧化硅进行蚀刻显影。多次重复这一标准工艺流程就可完成表面微机械加工。利用这种加工技术生产的微机械装置一般包括一层用作电连结的多晶硅层，一层或更多的机加工多晶硅层，它们形成各种机械部件，如悬臂梁、弹簧和联动杆等等。由于整个工艺都基于集成电路制造技术，因此可以在单个直径为几英寸的单晶硅基片上批量生成数百个微型装置。表面微机械加工技术的主要优点是，它充分利用了现有的生产工艺，对机械零部件尺度的控制与一样好，因此这种技术和完全兼容。虽然表面微机械加工零部件的布局平面化使之和微电子电路容易集成，但是它同时也限制了表面加工，它制造的机械结构基本上都是二维的，因为机械结构的厚度完全受限于沉积薄膜的厚度。

复合微机械加工技术是体微机械加工技面微机械加工技术的综合。它是在体微机械术和表面微机械加工技术的基础上发展起来技术，具有体微机械加工技术和表面微机械术的优点，同时也避免了它们的缺点。

微加速度表的制作工艺流程如图3.1所示：制作SOI片（图3.1（a））;运用深反应离子刻蚀技术（DRIE）制作2μm宽的沟槽，在刻蚀的沟槽内淀积氮化硅（图3.1（b））;刻蚀掉表面的氮化硅，运用标准的CMOS工艺制作界面和信号处理电路（图3.1（c））;电介质清除，运用深反应离子刻蚀技术形成微结构，运用氢氟酸刻蚀氧化层（图3.1（d））。

图3.1 微加速度计制作工艺流程

3.2 本文拟采用的工艺和材料

经过前面工艺方法和材料的对比，本文拟采用SiC材料[8]，因其具有宽带隙、耐磨损、耐腐蚀、高热导率、极好的物理化学稳定性等特点，利用SiC材料制成的微通道在高温、高频、强腐蚀性应用环境如微喷或者微发动机等应用场合有着得天独厚的优势。SiC材料可以在Si衬底上淀积生长，大面积SiC可以相对容易地获得，且价格低廉。

目前，微流体主要是基于半导体Si、玻璃、金属或高聚物等材料制备的，传统的制作方法是对玻璃和Si芯片进行刻蚀，并在此基础上通过键合制成成品。这类方法需要对玻璃或Si芯片进行键合密封等复杂操作，另外，这类微液体系统难于在强腐蚀性、高温等恶劣环境下使用。

本文选用的Si基微通道制备原理如下：首先在Si衬底片上刻蚀出微流体凹槽，凹槽之间留出台面，凹槽尺寸及其在衬底片上的排布根据设计需要而定;采用化学气相沉积法在该衬底片上淀积SiC薄膜材料，此层薄膜材料覆盖微流体凹槽壁面，并在凹槽顶部闭合，形成封闭的微通道。利用半导体工艺在Si衬底片上刻蚀出微流体凹槽，凹槽用作后继淀积工艺的模板。淀积SiC薄膜材料时，反应气体同时在台面和凹槽壁面反应成核，但反应物不易迁移到凹槽壁面，凹槽壁面的淀积速率比台面的慢很多。SiC材料沿垂直台面方向纵向生长，在纵向生长的同时，也进行横向生长，随着生长进度，相邻台面的横向生长区域相互合并，将凹槽封闭起来，凹槽壁面由于缺乏反应物而不再淀积SiC薄膜，这样就形成了一个封闭的微通道。

图3.2 Si基Si通道制备工艺示意图

4.总结

本论文介绍了利用水银作为介质的微加速度开关原理，探索了制造工艺。下一步研究要依据流体力学基本原理建立了基本数学模型，并进行模拟。最终目标是实现抗高过载的低量程，接触性好的加速度开关。

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第9篇：微纳光学技术与应用范文

英国布里斯托尔大学有这样一个地方，出入口有严格的门禁系统。墙壁和地板足有两米厚，由坚固沙石为原料的钢筋混凝土浇注而成。通风管道会自动闭合，甚至连手机信号也不可能“偷溜”进来。这个地方的安全措施堪比银行的金库，但是这里储藏的不是黄金和钞票，而是钻石。这个地方就是布里斯托尔大学纳米科学及量子信息中心(Centre for Nanoscience andQuantum Information)的一个科学实验室。

在这个“神秘”实验室中储藏的每一粒钻石的大小，都比一粒灰尘还要小。这类大小的钻石对银行家们没有丝毫的吸引力，但是它们却正在成为物理学家们的至爱。

还不仅仅是钻石，金、银也越来越受实验室中科学家们的青睐，这些材料在近一个世纪以来，被公认为具有最高的硬度、光泽度和耐腐蚀性，但是现在，科学家以及开始尝试将它们缩小到纳米级，发展出其他具有价值的特性，来改变那些传统的电子配件构建模式。这些以钻石、金、银为材料的“闪亮”技术正一步步突破人们的想象空间。

钻石惹人爱

纳米世界是一个蕴含着巨额财富的世界，这也是为什么布里斯托尔大学实验室建造得如此坚固的原因。在这里，物理学家尼尔・福克斯(Nell Fox)每天的工作就是研究那些和人类头发丝差不多直径的、精密的钻石薄膜，试验非常的敏感，哪怕最轻微的震动都有可能导致试验失败。

福克斯的试验目标是将这些钻石薄膜转变成一种新型的太阳能电池单元，通过吸收热量而不是可见光的波长来产生电能。他正在开拓的“热电子发射”是利用了一些材料遇热时发射电子的特性，而极薄的钻石在这点上表现的最突出。福克斯计划使用一个反射盘将太阳光集中到一个用两片钻石薄膜组成的设备中，而这两片钻石薄膜中间有一个近百微米的真空层，当太阳光照射在外层薄膜上时，最活跃的电子放射出来，并被其他薄膜收集，从而产生电流。

福克斯表示。这项技术还可以脱离对太阳的依赖，这类电池还可以吸收电厂、工厂的废气和汽车的尾气中的热量。

为了使钻石薄膜能够更有效的工作，福克斯必须首先将锂原子植入钻石薄膜中，这些原子在薄膜表面产生正电荷，这将帮助热电子发散。但这时技术问题出现了，钻石中因含有碳原子才具有了很好的硬度，而这却给植入相异原子带来了非常巨大的困难。当钻石薄膜热量非常高时，锂原子将慢慢渗入，但是最后这些电子会成团并失效。现在，福克斯已经将注意力转到了锂离子上，他相信锂离子在整个结构中更容易扩散，“让所有事情都达到我们的要求，确实需要更多的尝试。”

纳米钻石也许还将成为微芯片中硅元素电路的替代者，美国国防部高级研究规划局(US Defense Advanced Research Proiects Agency，DARPA)正在领导该项目的研究。该研究旨在用以钻石为材料的精微机械部件来替代以硅元素为基础的电子电路。美国国防部高级研究规划局的工程师们相信，这种新型设备通过集成新型的电子部件，将具有重大的优势，尤其是如果这些电子部件可以使用超微晶纳米钻石(UItraNanoC rystalline Diamond，UNCD)材料的话更是如此。

超微晶纳米钻石材料由位于美国芝加哥的阿贡国家实验室(Argonne National Laborato ry，ANL)研发，该研究室是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一。

超微晶纳米钻石材料吸引许多科学家的最大原因在于具有超平整的表面机构，以及许多其他优越的特性，在目前被应用在发射元件、表面声波元件、强化表面镀膜、红外线玻璃、微机电元件(MEMS)等。并且应用了超微晶纳米钻石材料的部件可以直接集成到硅芯片中，降低了硅芯片的制造成本。“钻石确实是一种非常特殊的材料。”瑞典乌普萨拉大学的工程师简・艾斯伯格(Janlsberg)表示，他正在研究超微晶纳米钻石材料在电子学中的应用。

美国国防部高级研究规划局资助的研究员们希望能够使用他们所研究的钻石部件，创建一个在宽带速度下操作的军用无线电接收装置，而这正得益于钻石所具有的刚性和耐腐蚀性。

iPod嵌在衣料中

除了钻石外，同样发出耀眼光芒的金和银这两种材料也在被科学家们拿来进行更多科学尝试，当有一天，iPod不是拿在手中而是内嵌在随身穿着的外套里，千万不要惊讶。

钻石利用新方法“操纵”电子，而另一些形式的“闪亮”物质通过光子。可以完全替代电子。与电子在电路中通过碰撞和冲突产生能量不同，光子可以互相不冲突而与光学纤维产生作用。这意味着光子可以比电子具有更高的密度，因而光学电路可以传输更多的数据。

找出一种方式来控制这些光子，到目前为止仍是一大挑战。一种解决办法是使用等离子体激元(plasmon)，等离子体激元可以想象为在内部含有电子的金属表面捕获的一条光波。近期，韩国大田市电子及通信研究所的研究团队使用等离子体激元在黄金电线上传送宽带光信号，从而实现了计算机芯片之间传输数据。包括因特尔公司在内的部分生产商，已经开始使用这种技术来替代个人电脑中的传统配线技术。

等离子体激元技术的终极目标是，自发光并执行每一个微芯片的操作。现在该目标还存在的部分问题是是否能够产生光脉冲。并使它们能够在极小的空间里以极高的速度进行自由转换。

今年年初，一个由中国和美国的物理学家组成的科学团队展示了一种有史以来最小的激光器。该激光器的基本组成部分是一个直径仅为44纳米的纳米粒子，该器件能产生一种称为表面等离激元(surface plasmon)的辐射而被命名为“spaser”。这项新技术可允许光子局限在非常小的空间内，一些物理学家据此认为，spaser也许将成为未来光学计算机的基础。

工程师们使用钻石、金、银这些“闪亮”物质构建光学计算机还需要很长时间，而在这个过程中。金和银的纳米微粒也许能发挥一些其他功能。比如可以将这些纳米微粒添加到织品中，这些织品暴露在光线下，金纳米颗粒可以生成等离子体激元，遇热后放射出不同波长的光。这项技术可以用光谱学的方法来分析细胞化学，从而在医疗诊断学中发挥重要作用。

而银纳米颗粒也有大展拳脚的领域，它们可以使LED(发光二极管)发挥更高的效率。根据Applied PhysiCSLetters的数据显示，添加了银纳米颗粒的LED的输出量增加了8倍，这也许意味着未来将有更加节能的显示屏幕或照明系统。“这是一个目前才刚刚起步的、未来发展空间非常大的研究领域。”美国西北大学从事纳米技术研究的泰瑞・欧多姆(Teri Odom)表示。

当然，如何将前沿技术与市场相结合才是最重要的。未来这些“闪亮”技术也可以被集成到最普通的消费品中，给消费者带来切身的体验。目前非常时髦的小设备，比如手机和音乐播放器，可以通过“闪亮”技术集成到我们随身穿着的衣服中，“我们不必再携带iPod，只要将所有的电子系统嵌入到我们的夹克中。”伊利诺伊大学乌尔班纳一香槟分校的材料科学家珍妮弗・路易斯(JenniferLewis)表示。