金剛(gang)石(shi)(shi)(shi)壓(ya)(ya)頭在(zai)(zai)仿生(sheng)(sheng)材料(liao)研究中的(de)(de)創新應用(yong)：通(tong)過仿生(sheng)(sheng)學(xue)原理與(yu)(yu)精密(mi)測(ce)量技術(shu)的(de)(de)深度(du)融合(he)，金剛(gang)石(shi)(shi)(shi)壓(ya)(ya)頭可(ke)量化生(sheng)(sheng)物材料(liao)的(de)(de)跨尺度(du)力學(xue)特性。仿生(sheng)(sheng)材料(liao)的(de)(de)多級結(jie)構(gou)需要跨尺度(du)力學(xue)表征(zheng)。金剛(gang)石(shi)(shi)(shi)壓(ya)(ya)頭通(tong)過多級加(jia)載(zai)模(mo)(mo)式可(ke)模(mo)(mo)擬生(sheng)(sheng)物力學(xue)環境(jing)(jing)：首先以(yi)1mN載(zai)荷定位感興趣區(qu)域(yu)，隨后(hou)在(zai)(zai)選定點進行0.1-100mN的(de)(de)連續測(ce)試。采用(yong)仿生(sheng)(sheng)針尖形(xing)狀(zhuang)（如(ru)貝殼狀(zhuang)弧形(xing)）的(de)(de)壓(ya)(ya)頭更能準確(que)反映天然(ran)材料(liao)的(de)(de)各向異(yi)性。某團隊通(tong)過該技術(shu)揭示珍珠母"磚泥"結(jie)構(gou)的(de)(de)面(mian)內(nei)(nei)韌化機制(zhi)，壓(ya)(ya)痕裂紋擴展路徑與(yu)(yu)微觀結(jie)構(gou)高度(du)吻合(he)。特殊設計(ji)的(de)(de)流體環境(jing)(jing)腔室還可(ke)模(mo)(mo)擬生(sheng)(sheng)物體內(nei)(nei)的(de)(de)溫(wen)濕(shi)條件。采用(yong)CVD法制(zhi)備的(de)(de)金剛(gang)石(shi)(shi)(shi)壓(ya)(ya)頭純度(du)更高，適(shi)用(yong)于超精密(mi)表面(mian)形(xing)貌測(ce)量。上(shang)海國內(nei)(nei)金剛(gang)石(shi)(shi)(shi)壓(ya)(ya)頭定制(zhi)

金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)(tou)在(zai)微(wei)(wei)(wei)納(na)力(li)(li)學(xue)表(biao)征中(zhong)的(de)技術(shu)革新(xin)：微(wei)(wei)(wei)納(na)尺度(du)力(li)(li)學(xue)測(ce)試(shi)要求金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)(tou)具有極(ji)高的(de)尺寸精度(du)和穩定(ding)性(xing)。通過(guo)聚焦離子束(shu)（FIB）加工技術(shu)，可(ke)制(zhi)備出尖(jian)部曲率半徑小于(yu)50nm的(de)金(jin)字塔形壓(ya)頭(tou)(tou)，適用(yong)于(yu)二維材(cai)料(liao)（如石(shi)墨烯(xi)、二硫化(hua)鉬）的(de)面內力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)測(ce)試(shi)。結(jie)合原(yuan)位(wei)掃描(miao)電子顯(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡（SEM）技術(shu)，壓(ya)頭(tou)(tou)可(ke)在(zai)觀(guan)測(ce)下(xia)完(wan)(wan)成對納(na)米線的(de)拉伸-壓(ya)痕耦合實驗(yan)，直接測(ce)量其(qi)斷裂韌(ren)性(xing)。某(mou)研究團隊利(li)用(yong)這種(zhong)技術(shu)成功表(biao)征了碳(tan)納(na)米管的(de)超(chao)彈性(xing)行(xing)為，應變分(fen)辨率達到0.1%。此(ci)外，基于(yu)微(wei)(wei)(wei)機電系統（MEMS）的(de)微(wei)(wei)(wei)型(xing)化(hua)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)(tou)陣列(lie)可(ke)實現高通量并行(xing)測(ce)試(shi)，單(dan)次實驗(yan)可(ke)同時完(wan)(wan)成上百(bai)個點的(de)力(li)(li)學(xue)測(ce)繪。安徽硬度(du)測(ce)量金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)(tou)答疑解惑針對異形樣品，可(ke)定(ding)制(zhi)特殊(shu)角度(du)的(de)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)(tou)，適應復雜(za)表(biao)面的(de)力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)測(ce)試(shi)。

金剛(gang)(gang)石壓頭與微(wei)流控技術的結合(he)實現(xian)了單個(ge)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)的在體力學(xue)特性監測(ce)(ce)(ce)。采用(yong)MEMS工藝制造的微(wei)型(xing)(xing)壓頭陣列嵌入生(sheng)(sheng)物芯片，每個(ge)壓頭頂(ding)端尺寸(cun)2μm，可對(dui)單個(ge)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)施加50nN-500μN的載荷。通(tong)(tong)過(guo)集成熒光壽命檢測(ce)(ce)(ce)模塊，系統在測(ce)(ce)(ce)量細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)力學(xue)響應的同時同步(bu)采集胞(bao)(bao)(bao)(bao)內鈣離子濃度變(bian)(bian)化，構(gou)建(jian)力學(xue)-生(sheng)(sheng)化耦合(he)響應圖譜(pu)。智能算法通(tong)(tong)過(guo)分析細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)在藥(yao)物刺激下的蠕變(bian)(bian)特性變(bian)(bian)化，可提(ti)前(qian)72小時預測(ce)(ce)(ce)藥(yao)物療效，為**提(ti)供新型(xing)(xing)評估(gu)(gu)工具(ju)。該技術已在某些靶(ba)向評估(gu)(gu)中取得突破，成功通(tong)(tong)過(guo)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)剛(gang)(gang)度變(bian)(bian)化規律預測(ce)(ce)(ce)腫的產生(sheng)(sheng)。

金剛(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)在(zai)仿生(sheng)(sheng)微(wei)結(jie)構(gou)逆(ni)向工(gong)程領域取得性進展。通(tong)過模仿蝴蝶翅膀的光(guang)(guang)子晶體結(jie)構(gou)，開(kai)發出具有多尺度(du)力(li)學(xue)(xue)測繪功(gong)能(neng)的仿生(sheng)(sheng)壓(ya)頭(tou)系(xi)統(tong)。該(gai)壓(ya)頭(tou)集成微(wei)光(guang)(guang)譜探測模塊，可在(zai)納(na)米(mi)壓(ya)痕過程中同(tong)步采集結(jie)構(gou)色(se)變化光(guang)(guang)譜，建(jian)立(li)力(li)學(xue)(xue)響應(ying)(ying)與(yu)光(guang)(guang)學(xue)(xue)特性的關(guan)(guan)聯模型。在(zai)測試光(guang)(guang)子晶體仿生(sheng)(sheng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)時(shi)，系(xi)統(tong)成功(gong)解(jie)析出微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)變形與(yu)色(se)彩偏(pian)移的定量(liang)關(guan)(guan)系(xi)，實現力(li)學(xue)(xue)-光(guang)(guang)學(xue)(xue)耦合(he)效應(ying)(ying)的量(liang)化。這些數據為開(kai)發新型智(zhi)能(neng)變色(se)材(cai)料(liao)(liao)(liao)提(ti)供(gong)了關(guan)(guan)鍵(jian)設計依據，已成功(gong)應(ying)(ying)用于偽裝領域。更為極端(duan)環境材(cai)料(liao)(liao)(liao)設計提(ti)供(gong)了全新的仿生(sheng)(sheng)學(xue)(xue)解(jie)決方案(an)。金剛(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)表面涂覆防粘層，減少材(cai)料(liao)(liao)(liao)粘連，適用于聚合(he)物(wu)和生(sheng)(sheng)物(wu)樣品測試。

金剛石壓(ya)頭在系(xi)外行(xing)星環境(jing)模(mo)擬材(cai)(cai)料測(ce)試中的開創(chuang)性工作：系(xi)外行(xing)星極(ji)(ji)端(duan)環境(jing)下的材(cai)(cai)料行(xing)為(wei)研(yan)究需(xu)要特(te)殊實驗手(shou)段。金剛石壓(ya)頭通過多物理(li)場耦(ou)合系(xi)統，可同(tong)步(bu)模(mo)擬高(gao)溫（2000K）、高(gao)壓(ya)（100GPa）、強(qiang)輻射（10^8 rad/h）等極(ji)(ji)端(duan)條件。采用(yong)激(ji)光加熱金剛石對(dui)頂砧技術，結(jie)合同(tong)步(bu)輻射X射線衍射，實現(xian)(xian)材(cai)(cai)料在類地核(he)條件下的原位力學測(ce)量。某國際研(yan)究團隊利用(yong)此裝置發(fa)現(xian)(xian)二氧化硅在120GPa下會發(fa)生非晶化轉變，硬度異常增加300%，這(zhe)一現(xian)(xian)象為(wei)理(li)解超級地球內部結(jie)構(gou)提供了(le)關鍵證(zheng)據(ju)。金剛石壓(ya)頭在顯微硬度計中應用(yong)很廣，抗磨損性能(neng)優異，保證(zheng)長期使用(yong)穩定性。河北一體化金剛石壓(ya)頭

金(jin)剛(gang) 石(shi)壓(ya)頭(tou)采用模塊(kuai)化設計，可(ke)快速更換不同幾何形狀的壓(ya)頭(tou) tip，適應(ying)多種測試標(biao)準。上海國內金(jin)剛(gang)石(shi)壓(ya)頭(tou)定制(zhi)

金(jin)剛(gang)石壓(ya)(ya)頭(tou)在(zai)超(chao)導(dao)材料(liao)研究中的(de)(de)關(guan)鍵作(zuo)用(yong)：1.超(chao)導(dao)材料(liao)的(de)(de)機械性(xing)能(neng)與其電磁特性(xing)密切相關(guan)。金(jin)剛(gang)石壓(ya)(ya)頭(tou)通過低溫納米壓(ya)(ya)痕系統(tong)（4.2K）可(ke)同(tong)步測(ce)量超(chao)導(dao)臨(lin)界(jie)電流與力學(xue)性(xing)能(neng)的(de)(de)關(guan)聯(lian)性(xing)。采(cai)用(yong)絕熱設(she)計(ji)的(de)(de)壓(ya)(ya)頭(tou)柄部(bu)可(ke)避免熱傳導(dao)干擾，配合(he)超(chao)導(dao)磁體實現8T背景(jing)場下(xia)的(de)(de)連(lian)續測(ce)試。某研究團隊(dui)利用(yong)此技術發現第二(er)類(lei)超(chao)導(dao)體在(zai)臨(lin)界(jie)態下(xia)的(de)(de)硬(ying)度(du)異常增強，為超(chao)導(dao)磁體設(she)計(ji)提供重要參數。特殊(shu)設(she)計(ji)的(de)(de)金(jin)剛(gang)石壓(ya)(ya)頭(tou)尖部(bu)鍍有(you)氮化(hua)鈮涂(tu)層，可(ke)避免與超(chao)導(dao)材料(liao)發生化(hua)學(xue)擴散。實現8T背景(jing)場下(xia)的(de)(de)連(lian)續測(ce)試。上(shang)海國(guo)內金(jin)剛(gang)石壓(ya)(ya)頭(tou)定制