软椭球微凝胶在气-水界面的毛细驱动自组装

软椭球形微凝胶在气-水界面的毛细驱动自组装研究 研究背景 在流体界面(如气-水界面)上,胶体颗粒的吸附会引发界面变形,进而产生各向异性的界面介导相互作用,并形成超结构。特别是软性椭球形微凝胶由于其可调节的长宽比、可控的功能性和柔软性,成为研究自发毛细驱动自组装的理想模型。微凝胶通常由聚苯乙烯(PS)核心和交联的荧光标记的聚(N-异丙基甲基丙烯酰胺)(PNIPMAM)外壳组成。通过单轴拉伸嵌入聚乙烯醇(PVA)薄膜中的颗粒,可以精细调节其长宽比(aspect ratio, )。研究表明,长宽比的变化范围从1到8.8,这些微凝胶在气-水界面上的自组装行为通过荧光显微镜、理论计算和计算机模拟进行了研究。随着长宽比的增加,微凝胶的自组装从看似随机的结构转变为紧凑的簇,最终形成长链状的侧向组装。PN...

并行机械计算:能够进行多任务处理的超材料

并行机械计算:能够进行多任务处理的超材料 学术背景 在数字计算平台取代模拟计算数十年后,随着超材料和复杂制造技术的发展,模拟计算重新引起了广泛关注。特别是基于波的模拟计算机,通过对入射波前进行空间变换来实现所需的数学运算,因其能够直接以未处理的形式编码输入信号,绕过了模拟到数字的转换,而备受青睐。然而,这些系统本质上仅限于单任务配置,无法同时执行多个任务或进行并行计算,这成为推动具有更广泛计算能力的机械计算设备发展的主要障碍。本文提出了一种在同一架构结构中同时处理独立计算任务的途径,通过打破一组超表面构建块的时间不变性,自生成多个频率偏移的波束,这些波束从基础信号中吸收显著的能量。这些可调谐谐波的产生使得不同的计算任务能够分配到独立的“通道”中,从而有效地实现模拟机械计算机的多任务处理。 论...

改进的3D指纹特征识别方法:基于可泛化的神经渲染

基于FingerNeRF的3D手指生物识别研究综述 背景与研究意义 随着生物识别技术的发展,三维(3D)生物识别因其更高的准确性、更强的抗伪装能力以及对拍摄角度变化的鲁棒性,逐渐成为主流研究方向之一。其中,3D手指生物识别技术因其生物特征(如指纹、指静脉、指关节等)易于获取且广泛使用,在学术界和工业界备受关注。然而,现有的3D生物识别方法普遍依赖显式的3D重建技术,这些方法在实际应用中面临两大挑战: 信息丢失:显式重建过程中不可避免地会丢失部分细节信息,直接影响后续识别任务的性能。 硬件与算法的紧耦合性:重建算法往往与特定硬件设备绑定,缺乏通用性,难以适应不同模态的数据或设备。 为解决上述问题,研究者提出了一种基于隐式神经辐射场(Neural Radiance Fields, NeRF)的F...

780纳米超窄线宽混合集成自注入锁定激光器

超窄线宽混合集成自注锁定780nm激光器研究报告 研究背景 在现代科技中,窄线宽激光器在多种应用中发挥着至关重要的作用,包括经典与量子传感、离子陷阱系统、定位/导航/定时系统、光钟和微波频率合成器等。在可见光及近可见光谱范围内,低噪声激光器尤为重要,特别对于用于量子计算、传感和原子钟的激光束缚与冷却技术。本研究展示了一种在780 nm操作的混合集成窄线宽激光器,实现了105 Hz的自差异线宽。这项研究不仅展示了Hz级窄线宽激光器的技术可行性,还为未来的探索奠定了基础。 论文来源 这篇论文的主要作者是Artem Prokoshin、Michael Gehl、Scott Madaras、Weng W. Chow和Yating Wan,分别来自沙特阿拉伯的King Abdullah Univers...

嵌入TiO2-Au-MXene的矩形开放通道用于脑肿瘤诊断的PCF生物传感器的数值分析

数值分析嵌入TiO2-Au-MXene的矩形开放通道PCF生物传感器用于脑肿瘤诊断 学术背景与问题陈述 近年来,具有成本效益和高可靠性的生物传感器的开发成为一个研究热点。这些传感器旨在检测分析物的微小浓度,种类繁多,涵盖了各种技术,用于监测和检测细胞和液体。光子晶体(photonic crystals, PHCs)和PHC纤维(photonic crystal fibers, PCFs)因其紧凑尺寸、电磁干扰抵抗性、对分析物需求量少、结构设计灵活且易于集成等优点,迅速占据了传感器技术的热门选择。 特别值得注意的是,基于表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)的光纤生物传感器表现出色。SPR现象通过光纤和贵金属相结合,可以剧增检测灵敏度,尤其在生物医学领...