科研資訊

我國首套柔性OLED機器人成功應用

2019年11月26日，由新松自主研發的中國首套柔性OLED機器人在國內某知名企業成功應用。這是國產機器人首次進入高端柔性屏幕生產線，突破國外技術壁壘，實現搬運柔性OLED關鍵器件環節國產化。

相較于LCD顯示屏，OLED顯示屏具有更輕薄、亮度高、功耗低、響應快、清晰度高、柔性好等特點，但由于OLED屏的有機塑料層輕薄且富有柔韌性，其生產流程對潔凈機器人技術要求也更加嚴格。此前，國產柔性OLED生產線全部采用國外生產設備，嚴重制約我國在該領域實現生產流程國產化。

此次新松機器人自主研發的柔性OLED機器人——SCARA機械手，以高性能的控制系統、機械本體設計以及精準的重復定位等技術打破多項困局。

研發人員介紹，他們通過傳感器掃描和軟件算法讓這款機器人有了全新的國產“大腦”，能夠進行Alignment自動糾偏、雙取雙放、數據上報等功能，能識別分析器件復雜多樣的位置，并可實時對機器人動作進行調整和對旋轉角度進行補償，使機器人達到“手眼”協調，動作靈活準確，保障了生產線上的各種復雜作業。

我國成功改進激光LIBS技術

2019年12月4日，科技日報報道了中科院合肥物質科學研究院黃行九研究員和趙南京研究員利用主動可控火花放電和電化學富集輔助改進激光誘導擊穿光譜方法（LIBS），在低脈沖能量條件下實現了對水體和土壤樣品中痕量砷和汞的高靈敏度穩定檢測。

與原子吸收光譜、X射線熒光光譜等傳統光譜分析技術相比，LIBS不僅有靈敏度高、精確度高、全元素分析等優勢，還可以做到無損檢測，適用于任何形態的樣品，而且能遠程實時在線分析。然而在環境樣品的分析中，LIBS卻有一個很大的問題——無法檢測砷元素和汞元素。砷、汞元素是主要的重金屬污染物之二，不同于其它重金屬元素，砷和汞的沸點低、揮發性強，在LIBS的高脈沖能量下，砷和汞易揮發，導致檢測限高甚至沒有信號。

解決這個問題需要減少砷和汞的揮發。為此，中科院研究員以低脈沖能量激光代替高脈沖激光，有效減少了砷和汞的揮發。同時，為了彌補低脈沖能量下砷和汞等離子含量不足的問題，利用火花放電裝置產生更多的等離子體，并通過修飾可調控氧空位的花狀納米片的電極進行電化學富集，實現了砷和汞的高靈敏度檢測。研究人員還在火花放電裝置中增加可控高速開關，并且改進火花放電和激光之間的時間，保證等離子體的穩定。

低脈沖能量激光誘導擊穿光譜法是我國光譜技術又一成果，標志著我國光譜儀器科研水平又向世界水平邁出了一步，也為國產光譜儀器提供了新的理論，增加了國產光譜儀在國際市場的競爭力。

斐波那契光子篩曲率傳感新方案

2019年12月2日，Applied Physics Letters發表了中科院上海光學精密機械研究所張軍勇課題組研究成果，利用斐波那契光子篩實現了曲率傳感的單次曝光波前診斷與成像[Single-shot curvature sensing with non-coaxial Fibonacci-sieve filter in telescope，Appl. Phys. Lett. 115, 234101 (2019)]。

近年來，自適應光學系統不斷提高對動態實時測量的要求，以更好地適應高能激光、天文觀測、光學通訊等領域。不同于基于波前斜率的波前傳感技術，曲率傳感是波前的二階導數，其與相位分布的關系滿足泊松方程，而變形鏡的控制信號與變形量關系也恰滿足該方程。利用這一特點，無須經過計算就可通過響應矩陣控制方法實現對曲率型變形鏡的直接操控，縮短了自適應系統的反應時間，提高了自適應系統的在線實時性。

波前曲率傳感是通過測量離焦面上的光強分布求得波前的曲率和相位分布。若要實現單次測量，需要同時至少記錄焦平面前后的兩層光強。振幅型斐波那契光子篩具有三維陣列衍射極限焦點功能，通過對待測物體的多重全同拷貝，將沿軸向分布的強度圖映射到徑向方位，單一探測器單次曝光即可實現多個不同傳輸面的同時記錄，這就規避了曲率傳感通常所采用的分時多次曝光。課題組所采用的技術巧妙利用中間的焦平面作為絕對基準定位面，光路結構決定了兩個離焦面的距離恒等，實現了測量面之間的鎖距，解決了離焦面的高精度定位問題。

光學段的實驗驗證了所提方法的有效性，這為進一步開展短波段的波前診斷與成像奠定了良好基礎。對于更長的光波而言，可以設計成位相型衍射透鏡，提高衍射效率，增強對弱信號的檢測與成像能力。

皮膚實驗室多模式檢測生命指征，解碼健康大數據

穿戴式汗液傳感器有潛力實現有用的生物標志物的連續測量。但是，當前的傳感器不能準確地檢測出低濃度分析物，缺乏多模式感測方法，難以大規模制造。2019年11月25日Nature Biotechnology發表了加州理工學院高偉研究團隊提出的一種新型皮膚實驗室概念，為解決上述問題提供了一種思路。

研究人員以激光雕刻方式制備了集成式多模式皮膚傳感貼片（電化學傳感器、應力傳感器與溫度傳感器），配合微流體結構與柔性電路板，實現了呼吸、心跳溫度等物理信號采集，以及汗液中微量成分——尿酸、酪氨酸的監測。（A laser-engraved wearable sensor for sensitive detection of uric acid and tyrosine in sweat，Nature Biotechnology，Nat Biotechnol（2019）doi：10.1038 / s41587-019-0321-x）。

酪氨酸是新陳代謝、肝臟紊亂以及神經系統紊亂的重要標記物，而尿酸則是痛風的重要判斷指標。

該智能傳感器件在較高靈敏度的同時，兼具低成本、大規模制備等優勢，這種準確實時的健康信息可以為病人提供輔助式健康管理，及時調整用藥劑量及飲食作息。在不影響患者生活方式的同時，進行各項生理信號的長期監測與動態管理，為實時性、前瞻性、定制化的醫療健康大數據提供可能。