Direct Measurement of Three-Dimensional Forces in Atomic Force Microscopy

Direct measurement of three-dimensional (3-D) forces between an atomic force microscope (AFM) probe and the sample benefits diverse applications of AFM, including force spectroscopy, nanometrology, and manipulation. This paper presents the design and evaluation of a measurement system, wherein the deflection of the AFM probe is obtained at two points to enable direct measurement of all the three components of 3-D tip-sample forces in real time. The optimal locations for measurement of deflection on the probe are derived for a conventional AFM probe. Further, a new optimal geometry is proposed for the probe that enables measurement of 3-D forces with identical sensitivity and nearly identical resolution along all three axes. Subsequently, the designed measurement system and the optimized AFM probe are both fabricated and evaluated. The evaluation demonstrates accurate measurement of tip-sample forces with minimal cross-sensitivities. Finally, the real-time measurement system is employed as part of a feedback control system to regulate the normal component of the interaction force, and to perform force-controlled scribing of a groove on the surface of polymethyl methacrylate.

Laser drilling improving circuit board manufacturing

We reported here a novel technique for laser high speed drillings on Printed Circuit Boards (PCBs). A CNC solid laser based system is developed to drill through and blind vias as an alternative to mechanical drilling. The system employs an Acousto-Optic Q-switched Nd: YAG laser, a computer control system and an X-Y moving table which can handle up to 400 x 400 mm PCB. With a special designed cavity the laser system works in a pulsed operation in order to generate pulses with width down to 0.5 mu s and maximum peak power over 10kW at 10k repetition rate. Delivered by an improved optical beam transforming system, the focused laser beam can drill hobs including blind vias on PCBs with diameter in the range of 0.1 - 0.4 mm and at up to 300 - 500 vias per second (depending on the construction of PCBs). By means of a CNC X-Y moving system, laser pulses with pulse-to-pulse superior repeatability can be fired at desired location on a PCBs with high accuracy. This alternative technology for drilling through or blind vias on PCBs or PWBs (printed wiring boards) will obviously enhance the capability to printed boards manufacturing.

KD-4型可动凝胶调驱体系研究与应用

针对中高温油藏调驱中使用的含醇类酚醛树脂类交联剂在现场应用中存在结块、醇的挥发性等问题，开展了可动凝胶合成技术、配方组成、成胶时间、热稳定性考察等试验研究，形成了以全水溶、高羟甲基化的预聚树脂交联剂为主体的KD-4型调驱体系配方。对KD-4型调驱体系成胶时间、热稳定性等进行了室内实验，并开展了前置段塞物模试验和可动性物模试验研究。依据试验结果，将总体段塞设计为“前置段塞＋主段塞＋保护段塞＋驱油段塞（视井况而定）”，成胶黏度由低到高。自2006年7月以来，该技术进行了6口井的现场应用，井组有效率100％，截至2007年10月底，按驻点法统计，累计阶段增产原油16158．7t，目前继续有效，措施效果显著，说明调驱性能稳定，方案设计科学.

基于B/S的海洋平台远程监控系统设计

本文提出基于浏览器/服务器（Browser/Server简写为B/S）海洋平台结构的远程监测控制系统,实现在客户端不间断对平台进行实时监视,获得现场采集数据,并以图形方式进行实时显示,从而为平台的安全运行和结构设计提供科学依据。

Estudio del comportamiento térmico del instrumento TriboLAB durante su estancia en la Estación Espacial Internacional desde la perspectiva del análisis de datos funcionales

[ES]El objetivo principal de esta tesis de máster es el estudio del comportamiento térmico del instrumento TriboLAB durante su estancia en la Estación Espacial Internacional, junto con la comparación de dicho comportamiento con el pronosticado por los modelos térmicos matemáticos empleados en el diseño de su sistema de control térmico. El trabajo realizado ha permitido profundizar de forma importante en el conocimiento del mencionado comportamiento. Ello permitirá poner a disposición de otros experimentadores interesados en ubicar sus instrumentos en los balcones exteriores de la Estación Espacial Internacional, información real acerca del comportamiento térmico de un equipo de las características del TriboLAB en dichas condiciones. Información de gran interés para ser empleada en el diseño del control térmico de sus instrumentos, especialmente ahora que la vida útil de la Estación Espacial Internacional ha sido prorrogada hasta 2020. El control térmico de los equipos espaciales es un aspecto clave para asegurar su supervivencia y correcto funcionamiento bajo las extremas condiciones existentes en el espacio. Su misión es mantener los distintos componentes dentro de su rango de temperaturas admisibles, puesto que en caso contrario no podrían funcionar o incluso ni siquiera sobrevivir más allá de esas temperaturas. Adicionalmente ha sido posible comprobar la aplicabilidad de distintas técnicas de análisis de datos funcionales en lo que respecta al estudio del tipo de datos aquí contemplado. Así mismo, se han comparado los resultados de la campaña de ensayos térmicos con los modelos térmicos matemáticos que han guiado el diseño del control térmico, y que son una pieza fundamental en el diseño del control térmico de cualquier instrumento espacial. Ello ha permitido verificar tanto la validez del sistema de control térmico diseñado para el TriboLAB como con la adecuada similitud existente entre los resultados de los modelos térmicos matemáticos y las temperaturas registradas en el equipo. Todo ello, ha sido realizado desde la perspectiva del análisis de datos funcionales.

De "caldeirão do diabo" a "paraíso ecológico": a conversão da Ilha Grande

A partir de 1994, com a cessão das terras e benfeitorias do extinto Instituto Penal Cândido Mendes na Vila Dois Rios, a Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) passou a atuar na Ilha Grande (Angra dos Reis/RJ), de forma mais expressiva, fundando o Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS). Em função da relevância socioambiental da Costa Verde, em especial, da Ilha Grande, e dos compromissos assumidos pela universidade com a implantação do CEADS, o presente estudo buscou avaliar como a gestão desse campus pode contribuir para o estabelecimento de políticas públicas que promovam a sustentabilidade socio-ambiental da Ilha Grande. Desta forma, a partir de um diagnóstico socioambiental da Costa Verde, com ênfase na Ilha Grande, foi realizada uma reflexão crítica sobre os processos de territorialização em Dois Rios e uma apreciação dos problemas socioambientais prioritários por meio da Análise da Cadeia Causal. Identificou-se como as principais causas raízes dos problemas prioritários da Ilha Grande, a fragilidade do sistema de governança (dificuldade de implementar acordos; dificuldade de mobilização social; falta de ordenamento dos diferentes níveis de governo; inadequada integração de considerações ambientais nas políticas públicas; impunidade; corrupção, precariedade da fiscalização) e causas políticas (conflitos entre diferentes instância públicas). Evidenciou-se, também, um distanciamento entre as instituições gestoras locais e os centros de produção de conhecimento que atuam na região, entre os quais a UERJ, através do CEADS. A partir do envolvimento institucional mais forte e de uma política ambiental a ser assumida como estratégia de gestão da UERJ como um todo, propõe-se a implantação de um ecocampus na unidade de Dois Rios, que oportunize à universidade contribuir, de forma pró-ativa, para a sustentabilidade da Costa Verde, sem exclusão da população local, assim como, realizar uma ampla reflexão e reformulação de suas práticas. Palavras-chave: Ilha Grande. Turismo. Análise da Cadeia Causal. Território. Ecocampus. Sustentabilidade

Bihotz biriketako berpiztea simulatzeko panpin baten kudeaketarako tresna

[EU]Lan honen helburua, sentsorizatutako panpina kontrolatzeko software bat garatzea da, bihotz biriketako berpiztearen inguruko ikerkuntza sustatzeko helburuarekin. Kontrol hau aurrera eramateko bihotz biriketako berpiztearen inguruko kalitate parametro garrantzitsuenak jasotzen dituzten sentsoreekin hornitutako panpina bat erabili da, softwarearen eta panpinaren sentsoreen arteko interfaze gisa NI-DAQ National Instruments-eko txartela erabili delarik. Eskema honi jarraituz, software honek eskaintzen dituen funtzionalitate garrantzitsuenak hurrengoak dira: panpinaren bihotza simulatuko duen elektrokardiograma seinale bat panpinara transferitzea, sentsoreetatik lortutako informazioa biltegiratzea eta denbora errealean bistaratzea eta aurretiaz grabatutako erregistroen erreprodukzioa. Software hau garatzearen arrazoi nagusiak, bihotz biriketako berpiztearen kalitatea hobetzea eta elektrodoen eta pazientearen azalaren arteko kontaktuak elektrokardiograman sortzen duen interferentzia ezaugarritzea dira, bihotz-geldiunea pairatzen duen pazientearen bizi-iraupena handituko duten tresnen garapena sustatuz. Izan ere, bihotz-heriotza da herrialde garatuenen lehen heriotza-arrazoia.

星间激光通讯中的精跟踪研究

星间激光通讯中，精跟踪起着十分重要的作用，而精密偏转镜（FSM）是精跟踪系统中最为关键的部件．基于光学矢量反射定律，推导得到了FSM的精确光学特性，这一特性为精跟踪控制系统提供了精确的理论依据．设计了基于FSM精确光学特性的精跟踪控制系统，对系统整定所用的单纯形法进行了两点重要改进，并对所设计的精跟踪系统进行了数字模拟，由此实现了对FSM的精确控制，提高了精跟踪系统的精确性；将光学衍射超分辨原理应用到星间激光通讯中．利用三区位相光瞳滤波器的超分辨性能，改变光学系统的点扩散函数，从而改变接收端焦平面上的光强

星间光通信中的APT技术及其控制系统

APT（Acquisition Pointing and Tracking）技术是星间光通信的关键技术。介绍了该技术中的扫描、捕获、指向、跟踪过程及其控制系统，重点论述了实现跟踪的困难性，相应地介绍了一种有效的扰动抑制控制系统。