il mio insegnante ha un'abilità unica: "danzare" sul filamento. vuole che il robot insetto "si arrampichi" nella realtà.
2024-09-08
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[nota del redattore] nel tuo percorso di crescita, hai mai incontrato un insegnante con "abilità uniche" che può rendere le lezioni noiose vivaci e interessanti, trasformare le specialità in "armi magiche" per potenziare gli studenti ed espandere gli interessi e gli hobby degli studenti in future carriere? dahe.com ha pianificato "il mio insegnante ha un'abilità unica" per la giornata degli insegnanti per vedere come gli insegnanti usano le loro "abilità uniche" per sostenere i sogni della prossima generazione.
dahe net news (reporter liu gaoya) con una "pistola elettronica" a micro-raggio che consente agli elettroni di "danzare" sul filamento, zeng fanguang, professore presso la scuola dei materiali, istituto di gestione dell'industria aeronautica di zhengzhou, ha guidato i suoi studenti a vincere il primo posto nella competizione nazionale per studenti universitari "challenge cup". questa tecnologia e le attrezzature di supporto sono attualmente carenti nel mondo.
ha studiato fisica da giovane, ma ha portato i suoi studenti a esplorare un nuovo percorso nella scienza dei materiali. zeng fanguang, che sta per entrare nel suo 60esimo anno, ha un altro desiderio. ha detto: "portare fuori la squadra per realizzare l'applicazione industriale dei cannoni elettronici a micro-fascio e realizzare l'innovazione dell'intera catena di materiali-dispositivi-attrezzature. il più presto possibile."
qual è il grande utilizzo di questa pistola?
il cannone elettronico menzionato da zeng fanguang non è un "vero cannone", ma un cannone che emette elettroni e che utilizza gli elettroni come "proiettili". il filamento è la "canna" di questa pistola. da qui gli elettroni "danzeranno" manipolando i campi elettrici e magnetici. allora, dove viene usata esattamente questa pistola?
"conosci i micro-robot su scala di insetti? sono composti da molte micro-parti metalliche complesse su scala mesoscopica (10 ^ -4 ~ 10 ^ -6 m). la 'micro-parte' non sembra molto piccola? facile da fare?" chiese zeng fanguang con un sorriso.
secondo lui, attualmente, il mio paese fa molto affidamento sulle importazioni di apparecchiature elettroniche sottovuoto di fascia alta, come microscopi elettronici a scansione, microscopi elettronici a trasmissione e altri materiali e dispositivi a filamento, e esiste il rischio potenziale di colli di bottiglia.
come possiamo creare robot su scala centimetrica o terrestre su scala di insetto per l'ispezione, il rilevamento e la ricerca e il salvataggio post-disastro in spazi non strutturati o confinati? zeng fanguang ha affermato che le microstrutture metalliche di precisione o le microparti sono uno dei prerequisiti, in particolare le minuscole parti metalliche su scala mesoscopica (submicron-submillimetro) tra la scala macro e la scala micro.
attraverso anni di ricerca, zeng fanguang ha scoperto che tra le tecnologie di produzione esistenti, la tecnologia più promettente per risolvere questo problema è la tecnologia di stampa 3d a microfasci di elettroni che utilizza microfasci di elettroni ad alta densità di energia per fondere la polvere metallica in base alla fetta strutturale i dati grafici delle microparti, i microfasci elettronici ad alta densità di energia vengono utilizzati per fondere la polvere metallica strato dopo strato, ottenendo infine la microproduzione additiva di microparti metalliche complesse.
"sulla base delle considerazioni di cui sopra e dopo ripetute dimostrazioni, il nostro team di insegnanti ha guidato gli studenti a cercare scoperte nei materiali filamentosi, e poi ha promosso l'innovazione dei dispositivi principali con innovazioni materiali chiave." zeng fanguang ha affermato con gioia che è arrivata la pistola elettronica a micro-raggio essendo.
dopo aver vinto il premio, ha visto gli studenti con le lacrime agli occhi
nel 18° concorso accademico extracurriculare di scienza e tecnologia per studenti universitari nazionali "challenge cup", zeng fanguang e il suo team hanno guidato gli studenti a vincere il primo premio per il loro lavoro "pistola elettronica a microfascio per applicazioni di microproduzione additiva di microparti metalliche complesse".
durante la competizione, c'erano due cose che impressionarono zeng fanguang nella sua memoria.
i filamenti del cannone elettronico esistenti utilizzano principalmente esaboruro di lantanio e filamenti di tungsteno, ma a causa delle grandi dimensioni della superficie emittente, non è possibile ottenere piccoli punti del fascio di elettroni. i membri del team hanno immaginato che se avessero utilizzato fibra di carbonio quasi-macro preparata in laboratorio, questo materiale avrebbe avuto una superficie emittente emisferica con una scala quasi-macro e un raggio di curvatura perfetto, che avrebbe soddisfatto esattamente i requisiti della micro-struttura additiva. produzione.
zeng fanguang è specializzato nella ricerca scientifica, in particolare nel campo dei materiali e dei dispositivi elettronici e delle loro applicazioni. conosce bene la difficoltà del processo di ricerca scientifica e la difficoltà di raggiungere i risultati e mette a disposizione degli studenti la sua esperienza pluriennale.
sotto la guida paziente di zeng fanguang, attraverso cicli di esperimenti, i team partecipanti hanno finalmente utilizzato l'effetto di confinamento dello spazio fisico e il metodo della variabile controllata per preparare fibre di carbonio quasi-macro con forme perfette.
a zhengzhou durante le vacanze estive, la temperatura raggiungeva i 40°c e l'ondata di caldo ci ha colpito, ma i membri del team stavano facendo esperimenti sulla crescita dei filamenti a 1000°c in laboratorio. infine, hanno ottenuto una preparazione controllabile di materiali filamentosi in fibra di carbonio quasi-macro, e hanno poi completato lo sviluppo e il test di cannoni elettronici a micro-fascio.
zeng fanguang ha affermato che quando si realizza un cannone elettronico a micro-raggio, gli studenti devono prima trasformare il materiale del filamento in un dispositivo a filamento. devono infilare un materiale molto più sottile di un capello umano in un tubo di rame con un diametro esterno di soli 0,3 mm , quindi inserire il filamento in un dispositivo a filamento. il tubo di rame è crimpato quanto basta per creare un collegamento elettrico affidabile al materiale del filamento.
"poiché si tratta di un dispositivo nuovo di zecca, non ci sono strumenti speciali disponibili sul mercato e richiede un funzionamento manuale. possiamo usare solo microscopi e lenti di ingrandimento per assistere nell'operazione. potete immaginare la paura degli studenti a menzionarlo." esperienza, zeng fanguang era pieno di entusiasmo e si sentiva angosciato.
sotto l'incoraggiamento e la dimostrazione di zeng fanguang e degli altri insegnanti del gruppo, gli studenti hanno sviluppato l'abilità di manipolare piccoli oggetti con una mano. "ora, la maggior parte degli studenti può completare in modo indipendente la produzione di dispositivi a filamento. ciò ha notevolmente coltivato il loro spirito artigianale di eccellenza e la loro tenace volontà di superare le difficoltà. questo è un progresso che non può essere scambiato per molte classi.", ha detto con emozione zeng fanguang road .
dalla competizione universitaria a quella nazionale, da zheng hang alle finali. dopo che il concorso fu completato, zeng fanguang stava portando gli studenti partecipanti a studiare vicino a guiyang quando arrivò la notizia che il progetto aveva vinto il primo premio “quando ho sentito gli studenti urlare e li ho visti esultare con le lacrime agli occhi, in quel momento, io so che si sono silenziosamente trasformati.
lascia che questa "pistola" realizzi un'applicazione industriale
parlando del valore di ricerca e sviluppo del progetto, zeng fanguang ha affermato: “sulla base del cannone elettronico a micro-fascio, si prevede di sviluppare un sistema di micro-produzione additiva a fascio di elettroni per ottenere la micro-produzione additiva di micro-parti metalliche complesse. "
per quanto riguarda lo sviluppo futuro dei cannoni elettronici a micro-fascio, anche zeng fanguang ha una visione chiara. ha detto: "successivamente, ci concentreremo sulla promozione della ricerca applicativa dei cannoni elettronici a micro-fascio, promuovendo la trasformazione dei cannoni elettronici a micro-fascio. prodotti di laboratorio alle applicazioni industriali e ottimizzare e migliorare la qualità e le prestazioni dei prodotti.
allo stesso tempo, spera anche di sviluppare uno speciale sistema ottico elettronico e uno speciale sistema di alimentazione basato sul cannone elettronico a micro-raggio, completare lo sviluppo dei componenti principali necessari per le apparecchiature di lavorazione micro-nano di parti metalliche il prima possibile e sforzarsi di realizzare il salto dai materiali ai dispositivi alle apparecchiature il più presto possibile.
coltivare gli studenti è ancora una priorità assoluta e zeng fanguang vuole integrare più studenti nella piattaforma di ricerca e sviluppo. "attraverso un'attenta formazione, sempre più studenti diventeranno sicuramente talenti innovativi composti che padroneggeranno sia la conoscenza della scienza dei materiali che la capacità di applicare la tecnologia elettronica del vuoto, e diventeranno rari talenti professionali e tecnici nei campi dei materiali avanzati e delle apparecchiature di fascia alta nelle industrie correlate in il mio paese ha detto con fiducia zeng fanguang.
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