针对空气耦合超声换能器存在换能器与空气介质阻抗失配，易造成电声转换效率低等问题，该文提出了一种采用空心酚醛树脂微球与环氧树脂基体研制的声匹配层，并对匹配层的声学特性进行测试与分析。测试结果表明，与空心玻璃微球匹配层相比，空心酚醛树脂微球匹配层具有声速更低及插入损耗更大的特点。基于此，该文研制了一种空气耦合超声换能器，对两只经匹配后的换能器进行测试，分析了接收信号的时域及频域特征，并与空心玻璃微球匹配层换能器进行性能对比。结果表明，与空心玻璃微球匹配层相比，采用空心酚醛树脂微球匹配层可减小换能器带内起伏，使换能器的-6 dB带宽扩展2倍以上，并在时域上减小接收信号的拖尾。

CaO-SiO2-P2O5体系生物玻璃微球在骨修复材料领域具有应用前景。适量铈离子可赋予生物玻璃抗氧化、抗炎、促血管生成等功能特性。通过喷雾干燥法制备了不同铈离子含量的生物玻璃(Ce-BG)微球粉体材料，研究了Ce含量对Ce-BG微球的物相组成、降解性能以及体外生物活性的影响。结果表明：Ce-BG微球表面光滑，球形度高，元素分布均匀；BG微球中添加Ce会生成CePO4及CeO2相，且随Ce含量提高，Ce-BG微球降解速率变慢，降解产物引起环境pH值升高逐渐减缓。Ce与Ce+Ca的摩尔比为0.03:1.00的Ce-BG微球浸泡在Tris-HCl缓冲液中7 d后pH值最低。不同Ce含量的Ce-BG微球都具有良好的体外诱导磷灰石沉积的能力。

设计能够有效利用多种能源的新型压电催化剂, 有助于解决当前环境修复和能源需求增加的挑战。以MoO3、KSCN及NaF为起始原料, 采用一步无模板水热法成功制备一种具有高表面活性和优异压电特性的MoS2中空微球, 分别探讨了水热温度、水热时间及NaF添加量对制备MoS2中空微球的影响。结果表明: 当水热温度为220 ℃、水热时间为16 h、NaF添加量为12 mmol时, 制备的样品是粒径为0.5~1.0 μm的1T相MoS2中空微球。N2吸附-脱附实验表明, MoS2微球的比表面积为57.67 m2/g, 孔径主要分布在2~6 nm之间, 平均孔径为4.25 nm。揭示了MoS2中空微球形成机理, 并探讨了其压电催化降解动力学规律。通过压电催化降解模拟污染物评价了MoS2中空微球的催化性能。在超声振动下, 60 s对亚甲基蓝和罗丹明B的降解率分别为89.3%和98.9%。应用于水体抗生素的降解, 120 s对环丙沙星的降解率为94.7%。

介绍了一种通过单层光学介电微球阵列对激光进行调制进而对微球表面的金膜进行加工的工艺方法，采用该方法可以高速地对大面积微球阵列上的金膜进行微米量级分辨率的图案化加工。针对介电微球阵列通过光学近场实现突破衍射极限的聚光进行了分析，然后采用软件模拟了微球对光场的调控，讨论了微球直径以及激光波长对加工精度的影响。通过改变工艺参数，分别研究了激光波长、介电微球直径、离子溅射镀膜厚度及激光照射的能量密度对加工出的金微纳结构的影响，得到了最佳的加工工艺参数。在此最佳工艺条件下能加工出直径约为100 nm的金膜单孔洞结构。通过改变激光的入射角度，研究了适合图案化加工的步进和线宽，最终加工出了线宽为280 nm的简单图案。