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微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機(jī)動，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測和運(yùn)輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點(diǎn)問題，尤其當(dāng)重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發(fā)動機(jī)驅(qū)動部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，而電磁電機(jī)在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大，能量轉(zhuǎn)化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機(jī)效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團(tuán)隊從微型發(fā)動機(jī)的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動方案，研制出了在微小尺寸下轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高的微型靜電電機(jī)，并首次實(shí)現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行，在微型飛行器的發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發(fā)動機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優(yōu)勢，首次實(shí)現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行。 靜電發(fā)動機(jī)的核心是靜電電機(jī)，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫侖力來產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的新型微型電機(jī)，具備結(jié)構(gòu)簡單和無需繞組的優(yōu)勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發(fā)熱少且無明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機(jī)，靜電電機(jī)表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以內(nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)傳統(tǒng)電磁電機(jī)的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機(jī)的1/10以內(nèi)，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機(jī)雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅(qū)動，然而傳統(tǒng)高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團(tuán)隊還針對飛行應(yīng)用場景，研制了千伏級超輕質(zhì)高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學(xué)研發(fā)的同類技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項目研發(fā)出的飛行器整機(jī)僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進(jìn)一步，團(tuán)隊還提出一款翼展8毫米，質(zhì)量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機(jī)在飛行器進(jìn)一步微型化中的巨大潛力。

技術(shù)結(jié)合了螺旋式電容傳感器與圓環(huán)式靜電傳感器，通過螺旋式電容傳感器的電容獲得管內(nèi)固相濃度，通過圓環(huán)式靜電傳感器檢測管道中的顆粒與管道壁面以及顆粒之間的碰撞、摩擦、分離產(chǎn)生的靜電噪聲，采用互相關(guān)法快速獲取固相流動速度；根據(jù)濃度與速度獲取質(zhì)量流量，實(shí)現(xiàn)對氣固兩相流的多參數(shù)測量。本發(fā)明是電容法與靜電法的融合，發(fā)揮螺旋式電容傳感器和圓環(huán)式靜電傳感器分別在濃度測量和速度測量方面的優(yōu)勢，簡化了電極結(jié)構(gòu)，提高了濃度、速度以及質(zhì)量流量的檢測精度和采樣效率。

在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，尋求熱物理性能優(yōu)良的冷卻介質(zhì)并發(fā)展新型的強(qiáng)化換熱和流動控制技術(shù)成為提高能源利用效率與節(jié)能減排的重要途徑和有效手段。而液態(tài)金屬流體(如鎵、鎵錫、鎵銦錫和鋰鉛等)由于其對流換熱系數(shù)高、液相溫區(qū)寬、耐極限熱流密度能力強(qiáng)、特定工況下材料相容性好及易于進(jìn)行電磁控制等諸多優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。如電磁冶金、芯片散熱、熔融3D金屬流體打印、鎳基合金焊接等。與常規(guī)流體相比，液態(tài)金屬流體與電磁場相互作用可產(chǎn)生洛侖茲力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對不同流動區(qū)域的定向主動控制。磁鈍體陣列作為渦流發(fā)生器對換熱的促進(jìn)作用要強(qiáng)于孤立磁鈍體，當(dāng)雷諾數(shù)< 500時磁鈍體陣列尾跡是穩(wěn)定的，雖然這些渦流對換熱有促進(jìn)作用，但換熱性能綜合因子<1;當(dāng)雷諾數(shù)=600時磁鈍體陣列尾跡的不穩(wěn)定性對換熱的促進(jìn)更強(qiáng)一些。因此可以考慮用磁鈍體陣列作渦流發(fā)生器來強(qiáng)化換熱。

一、 項目簡介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸縮材料、磁性液體材料、硅鋼材料、電磁流變液、壓電和鐵電材料等，這些材料都具有優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景，為電工及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動作用。在磁功能材料性能測試方面，測試了硅鋼單片及疊片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸縮特性，測試了磁性液體的磁化特性、磁粘特性和表面張力等。在磁功能材料數(shù)學(xué)建模和求解方面，從材料的應(yīng)用特性著手，以超磁致伸縮材料、磁性液體、硅鋼材料和電磁流變液為例，考慮機(jī)械效應(yīng)、溫度效應(yīng)、電場效應(yīng)、磁場效應(yīng)等因素，利用能量變分原理建立電-磁-機(jī)械耦合模型，編制材料應(yīng)用特性模型與分析軟件。在磁功能材料應(yīng)用方面，研究了超磁致伸縮力傳感器、加速度傳感器，研究了磁性液體加速度傳感器、傾斜角傳感器、微壓差傳感器等，研究了磁性液體在物體比重測試技術(shù)和減振技術(shù)中的應(yīng)用。二、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和國際會議上發(fā)表相關(guān)論文100余篇，被三大檢索收錄70余篇。參加相關(guān)科研項目16項，其中國家自然科學(xué)基金2項，省部級項目11項，技術(shù)開發(fā)項目1項。授權(quán)發(fā)明專利2項。三、 高清成果圖片3-4張

作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的磁性生物分離技術(shù)，在蛋白純化、核酸提取與分離、病毒及特定細(xì)胞檢測、生物傳感器等方面均得到了廣泛的應(yīng)用。利用磁性生物分離技術(shù)制備的用于蛋白質(zhì)、細(xì)胞、核酸、病毒等分離檢測的試劑盒，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、特異性和高效的生物檢測。因此，磁性生物分離技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景，并已成為高新技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)的一個熱點(diǎn)，對于細(xì)胞/基因治療、生物制品研發(fā)、疾病預(yù)防與早期快速診斷治療、檢驗檢疫等高技術(shù)行業(yè)的發(fā)展具有極大的推動作用。本項目在已有自主知識產(chǎn)權(quán)的磁性納米粒子（SPIO）的綠色環(huán)保低成本的先進(jìn)制備技術(shù)基礎(chǔ)上，建立對SPIO表面進(jìn)行不同類型功能化的構(gòu)建技術(shù)和方法，一步實(shí)現(xiàn)不同聚合物對超順磁性四氧化三鐵納米粒的可控包裹，并可獲得粒徑均一、形狀和尺寸可控的磁性復(fù)合微球，利用具有優(yōu)異抗蛋白質(zhì)吸附能力的聚合物，如聚乙二醇等對磁性復(fù)合微球表面可控功能化，以及多種抗體或特異性識別基團(tuán)聯(lián)用機(jī)制，降低對生物分子的非特異性吸附，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物的高特異性吸附與分離，以獲得具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高效環(huán)保的磁性納米生物分離材料及系統(tǒng)。 主要技術(shù)指標(biāo)：1. SPIO的日產(chǎn)量>100克，生產(chǎn)過程中不使用對環(huán)境危害大的、毒性強(qiáng)的有機(jī)化合物。粒徑為10－20nm，30天內(nèi)不發(fā)生團(tuán)聚。2. 根據(jù)所分離的不同目標(biāo)物，SPIO與不同聚合物的復(fù)合微球粒徑為100－1000nm不等，且粒徑分布均勻，30天內(nèi)不發(fā)生團(tuán)聚。 多功能納米復(fù)合微球具有生物相容性和生物安全性。對細(xì)胞、蛋白、核酸等的分離效率及所保持的生物活性均不低于95%。 應(yīng)用范圍： 磁性蛋白質(zhì)分離產(chǎn)品是一種高附加值的產(chǎn)品，可用于細(xì)胞/基因治療、生物制品研發(fā)、疾病預(yù)防與早期快速診斷治療、檢驗檢疫等領(lǐng)域，市場需求量大，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。國外公司每10毫升規(guī)格的免疫磁珠的價格均在萬元左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相同質(zhì)量的黃金售價，但由于技術(shù)及開發(fā)成本的限制，磁性生物分離產(chǎn)品的國產(chǎn)化程度低，即使有少數(shù)公司從事磁性載體的研發(fā)，但多為仿造國外公司的產(chǎn)品，技術(shù)含量低，這不僅在知識產(chǎn)權(quán)方面存在潛在風(fēng)險，而且在產(chǎn)品競爭力方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外已商業(yè)化的產(chǎn)品。因此，研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的磁性蛋白質(zhì)分離技術(shù)及產(chǎn)品，對于我國經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展都具有深遠(yuǎn)的意義。目前，磁性蛋白質(zhì)分離技術(shù)及產(chǎn)品已被國際、國內(nèi)各大醫(yī)院、檢測單位認(rèn)可，并用于實(shí)際生物樣品的分離，創(chuàng)造了極大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 項目目前處于小批量生產(chǎn)階段，成果權(quán)屬為我校獨(dú)自擁有。

高濃度污水的絮凝沉降處理中，往往會遇到泥化程度高、難以沉降的問題，將磁性力場引入絮凝工藝，可望增強(qiáng)絮團(tuán)沉降動力，提升污水澄清效果。磁性絮凝劑是將磁種材料與絮凝劑基體復(fù)合，形成集磁性與絮凝特性與一身的復(fù)合絮凝劑，在高濃度工業(yè)污水、礦物洗選廢水、生活污水的磁絮凝處理方面具有重要的應(yīng)用前景。

在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，尋求熱物理性能優(yōu)良的冷卻介質(zhì)并發(fā) 展新型的強(qiáng)化換熱和流動控制技術(shù)成為提高能源利用效率與節(jié)能減排 的重要途徑和有效手段。而液態(tài)金屬流體（如傢、傢錫、鐐錮錫和鋰 鉛等）由于其對流換熱系數(shù)高、液相溫區(qū)寬、耐極限熱流密度能力強(qiáng)、 特定工況下材料相容性好及易于進(jìn)行電磁控制等諸多優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。 如電磁冶金、芯片散熱、熔融3D金屬流體打印、鐐基合金焊接等。與 常規(guī)流體相比，液態(tài)金屬流體與電磁場相互作用可產(chǎn)生洛侖茲力，進(jìn) 而實(shí)現(xiàn)對不同流動區(qū)域

本發(fā)明公開了一種磁隧道結(jié)及其制備方法。磁隧道結(jié)包括第一 電極層，以及依次形成在第一電極層上的第一磁性層、絕緣隧穿層、 第二磁性層和第二電極層；第一磁性層和第二磁性層至少其中之一為 CoFe(R)/FePt 結(jié)構(gòu)；CoFe(R)/FePt 結(jié)構(gòu)由 CoFe(R)層和 FePt 層疊加而 成，CoFe(R)層較 FePt 層靠近所述絕緣隧穿層；CoFe(R)層的材料為摻 入 R 的 CoFe，R 為 B、Al 和 Ni 至少其中之一。

本實(shí)用新型公開了一種無源自適應(yīng)磁流變減速帶，主要包括齒輪軸、圓柱齒條、減速帶、繞組、定子鐵芯、環(huán)形磁鐵、環(huán)形磁軛、多盤式磁流變制動器和實(shí)時電能控制模塊，圓柱齒條的上端與減速帶固定連接，下端開設(shè)有一個盲孔，盲孔套在定子鐵芯的外表面，定子鐵芯的外表面繞有繞組，環(huán)形磁鐵和環(huán)形磁軛間隔地堆疊在圓柱齒條下端的盲孔內(nèi)，同時，圓柱齒條的下端還連接到支撐彈簧Ⅱ和壓電發(fā)電裝置Ⅱ上，齒輪軸與圓柱齒條配合，齒輪軸上安裝有多盤式磁流變制動器。本實(shí)用新型能根據(jù)駛過車輛的車速，實(shí)時、自動地調(diào)節(jié)減速帶的剛度，對低速車輛基本沒有阻礙作用，增加了乘坐舒適感，保護(hù)了車輛和減速帶，對高速車輛實(shí)現(xiàn)減速，起到合理的提醒和懲罰的作用。