设计了基于超声换能器和球面声透镜的超声聚焦微喷头及向下隔离喷射机构,实现了无喷嘴、无堵塞、非接触、低消耗、高精度的微阵列制备。为验证其生物相容性,以载有F0F1-ATP酶的分子马达脂质体为对象,制备出了形状规则、定位准确的脂质体微阵列,并对其ATP水解活性和合成活性进行了检测。实验结果表明,所制备的微阵列生物芯片在相关光化学刺激下具有良好的ATP水解与合成活性,从而证实该方法在微阵列生物芯片制备过程中能够较好地保持样品的生物活性。

把长度方向极化的方形压电陶瓷片加工成梯形，设计制作了一种超声扭转换能器，借助有限元法对换能器的振动模态和性能进行了分析研究，提取了端面上具有代表性的点的运动轨迹，最后利用自动元件分析仪和显微镜对换能器的特性做了实际测量和分析。研究结果表明，有限元法有很好的指导作用，这种超声扭转换能器具有良好的性能，对下一步的应用研究有重要意义。

通过分析应变式测力仪传统理论模型,设计了一种用于微小孔钻削测力仪的灵敏元件等效模型.利用有限元分析工具对测力仪灵敏元件进行了动力学和静力学分析,对测力仪的结构尺寸进行了优化设计,使测力仪的固有频率和灵敏度达到较为理想的状态.在此基础上研制了一套高灵敏度应变式微小孔钻削测力系统,通过试验验证,取得了比较理想的微小孔钻削过程力信号曲线,测力仪的测力范围、灵敏度、固有频率都达到了设计要求,可以满足实际工程应用和测试研究的需要.

研制了一种用于制作生物微阵列的超声聚焦微喷系统。与用以制作生物微阵列的其他微喷方法相比，超声聚焦喷射具有过程温和，无堵塞等优势。为了提高微阵列的整齐性，减少喷点的直径和昂贵试剂的用量，提出了向下隔离喷射的设计。实验证明，利用该系统可以制作出排列整齐、喷点直径小于Φ100μm，大小均匀的微阵列。