樱花青年科技交流计划访问报告
时间：2018-12-24樱花青年科技交流计划访问报告
朱 子 才
今年西安交通大学（机械工程学院）与日本产业技术综合研究所（AIST）关西中心合作申请的樱花青年科技交流计划获得批准，2018年11月24日我带领三名硕士生刘钰、李园、徐雪杰和两名博士生唐振华和汤超达到大阪池田，进行了为期三周的短期交流和学习。此前，我曾在日本AIST关西中心的Kinji Asaka老师实验室学习和从事博士后研究，因此，我对AIST的研究环境和制度、大阪及周边的生活比较了解，在此次交流活动中担任领队。
11月26日我们来到池田的AIST研究中心，在第一个工作日，Kinji Asaka老师给大家介绍了负责此次交流的另外两位TetsuyaHoriuchi和TakushiSugino老师，三周访问的日程安排，随后，为大家仔细讲解了AIST的实验制度和安全规范，对大家从事研究的实验室进行了介绍，使大家对新的工作环境有了初步了解和认识，晚上，KinjiAsaka老师还为我们举办了一个热情的欢迎晚宴。从第二天开始，大家陆续跟随相应的负责老师从事实验研究工作。五位学生的研究工作和计划是我与三位日本老师共同制定的：
（1）唐振华：从事离子聚合物材料传感器研究工作，具体制作PVDF材料和离子液体复合材料为主体的传感材料，测量与表征尺寸和组分比例影响传感性能的规律；
（2）汤超：从事PVC凝胶方面的研究工作，尤其注重水下驱动应用；
（3）刘钰：从事离子聚合物压力传感器阵列的工艺和器件制作工作；
（4）李园：从事离子型BuckyGel驱动器的脉冲激励响应驱动技术方法的研究，制备特定尺寸的材料，基于LabView软件编写驱动程序，并测试快速变形效果；
（5）徐雪杰：从事PVC凝胶驱动材料方面的工作，主要研究波纹状PVC凝胶的驱动变形效果与规律。
在日常研究工作之外，Kinji Asaka老师还为大家组织了丰富多彩的科研活动和文化活动，主要有：
n 信州大学访问
11月28日，Kinji Asaka老师带领我和一位从事PVC研究的学生访抵达了长野县上田市，晚上MinoruHashimoto教授及课题组成员，在一家传统日式餐馆热情欢迎了我们的到来。第二天，我和MinoruHashimoto教授各自进行了一个小时的交流报告，对PVC凝胶的3D打印，Hashimoto教授非常有兴趣，并进行了具体指导。会后，参观了Hashimoto教授的创业公司AssistMotion的研发环境，就PVC凝胶驱动器具体的制作工艺流程和研发进展进行了详细交流。
n 京都游览
12月2日，在我们达到的第一个周末，TetsuyaHoriuchi和TakushiSugino老师带领我们一行去京都游览。我们达到了京都旅游最受欢迎的Gion地区，从八坂神社步行到达清水寺，随后我们还来到了稻荷神社，观赏了日本经典的历史地区文化，有日本的本土宗教，也有外来的佛教文化，两位老师也对京都的历史文化和地位进行了降解。
n AIST实验室参观
12月4日，Kinji Asaka老师组织我们参观了日本AIST关西中心的展览室，介绍了该研究机构的发展历史。今年刚好是关西研究中心的诞生100周年，在展览室我们了解了研究所的发展历史，以及该研究所最有代表性的四项发明技术：碳纤维、ITO电极、燃料电池阳极材料和金纳米催化剂。然后，我们参观了AIST关西中心现在最前沿的研究实验室，主要包括玻璃材料研究、燃料电池汽车研究、光学/发光材料与器件开发、生物降解塑料等，进一步加深了我们对AIST研究所的研究、产业价值和社会担当的理解。
n 名古屋大学访问
12月6日我们一行到达名古屋大学，参观了KentaroTakagi教授实验室，并举行了简短的交流会。KentaroTakagi教授和我各自进行了半个小时的报告交流，然后五位研究生分别介绍了自己的研究方向以及在AIST的实验研究工作。会后，我们进行了具体研究工作进行了交流，主要对IPMC驱动材料领域的快速驱动技术的电路实现、离子聚合物传感器模型研究等进行了深入交流，以促成尽快研发具体的驱动器件和发表模型研究文章。
n 和歌山大学教授讲座
12月11日应Kinji Asaka教授邀请，和歌山大学KunitomoKikuchi来到AIST给大家做了学术报告，介绍了IPMC材料驱动的小型抓取机构的开发过程，五位研究生也对两周以来的研究工作初步结论进行了介绍，大家就智能材料4D打印方向进行了讨论。
n SCIE年度会议预演讲会
12月12日，临近日本SCIE学会的年度会议，Kinji Asaka教授在AIST举行了SCIE年会的预演讲会，邀请了东京大学、信州大学等研究机构的四位教授就气体驱动、人工舌发音、纤维驱动机构和绳驱机器人等软体机器人专题进行报告，拓展了大家对软体机器人研究领域的认识。
由于Kinji Asaka老师的精心安排，我们在短短三周时间，对日本学术和文化方面有了较多了解。12月13日，在回国前一天，我们举行了一个总结会，各位学生对自己的研究工作进行了总结，对后续的研究计划和合作交换了意见。KinjiAsaka教授对五位学生的研究工作给了较高评价，其中在离子传感材料和BuckyGel驱动器这两个方向，取得了良好的实验结果，大家都感到非常满意。
通过此次樱花科技交流计划，使五位学生深入了解了日本的科学技术研究机构和日本生活，初步也取得了满意的实验成果。不仅为学生自身留学打下良好的基础，也为今后西安交通大学机械工程学院和日本产业技术综合研究所关西中心的深入合作作了良好的铺垫。
樱花青年科技交流计划访问报告
徐 雪 杰
今年11月24日至12月14日，我很荣幸有机会来到日本产业综合技术研究所参加了为期21天的硬化科技学习交流计划，通过这次交流，使我有机会能够走出国门，近距离接触、了解、学习国外相关科研的最新进展，机会非常难得，所以倍感珍惜。整个学习过程中，我在非常努力地顺利完成自己科研计划的同时，提高了自身的英语水平，学习了先进的科研理念，增长了见识、开拓了视野、更新了观念，取得了较大的收获，使我受益匪浅。
现将这次学习交流情况汇报如下：
一、科研内容：
在日本的产业综合技术研究所，那里的老师给我们介绍和演示了许多与我们相关的实验仪器，使我们不但了解了这些仪器是什么，也亲身体会了这些实验仪器的具体操作方法和优点，特别是在实际实验中的应用。
二、英语交流技能：
在日本的三周期间，我们和本地人之间通过英语进行交流，使自己的英语能力得到了提升，同时也使自己意识到了英语的重要性。熟练掌握一门外语，对自己的科研以及生活交流有着重要意义。
三、饮食与交通
在日本，油腻和辛辣的调味品用的非常少，醋，酱油和芥末吃的相对多些。因为日本的饮食既有区域性又有季节性，他们非常看重食材的“原味”。如何使用调味品，在传统日本料理有一条原则：即其美味不能掩盖食材原有的滋味。不同于中国人爱炒菜，除了天妇罗和炸猪排，日本人常用的烹饪方式多以煮，烤，蒸，焯，凉拌，或者直接生食为主。
日本的铁道交通系统非常优秀，方便快捷又准时的特色让它在人口密度极高的日本社会中一枝独秀。根据车辆等级和速度大体可以分为新干线（高铁）、轻轨电车和城市电车三类。优秀的性价比和服务态度使得电车成为了最多人选择的交通工具。
四、体会和感受：
第一次出国能来到日本是很幸运的事情，这是一个文化深厚的国家，在这里学习和生活的这21天感觉自己收获了太多。首先，作为一名学生，从日本老师身上我学到了对科研兢兢业业的态度。他们似乎总是精神饱满、亲和力极强，很好地带动了学生的积极性，不会让学生感到疲乏和无趣;其次，实验室管理也是极为规范的，这确保了实验的严谨性和可靠度。
最后， 再次感谢学院以及朱子才老师给了我们这次难得的机会。在日本的21 天，我倍感珍惜，每天都在满满的收获中度过，虽然时间不算长，但已足以让我开阔眼界，了解到了国外科研教育的情况，学到了很多新的理念和方法， 这是十分宝贵的。我将在今后的学习工作中，将学到的知识与国内现状相结合，在实际实验中充分应用，努力全面发展自身。
樱花青年科技交流计划访问报告
唐 振 华
我有幸作为机械工程学院的学生参加日本科学技术振兴机构（JST）组织的樱花科技计划（Sakura Science Program），虽然活动时间有限，但给我带来了深刻的感受和感悟。本次与日本的合作单位是日本産業技術総合研究所（AIST），从项目的开始准备到项目的结束，从科研活动的安排和组织，感受到AIST的老师对我们的辛勤付出和细致关照。
在日本进行科技交流期间，我感受到了日本独特的社会文化和科研氛围。在与日方科研人员交流中发现了他们一丝不苟的科研态度。在AIST的科研期间，Kinji Asaka等老师的科研精神和科研态度时刻感染着我，你无法想象他们对科研的热爱和执着。正是这份执着和热爱，使他们在科技领域有着举足轻重的地位。
我在与AIST的Takushi Sugino老师的合作研究中，发现他们对科研的理解与我们有所不同，他们在科学研究中展现出许多优秀的科研素质，让我从中学习了不少。从每一周的实验安排到每一次的课题研讨，研究小组的老师都给我深刻感受，他们对科研细节的掌控和对未知结果的判断，使我感受颇深。在这期间，我在Sugino老师的带领下我也取得了不错的研究成果，得到了想要的研究结果。在此期间，Tetsuya Horiuchi老师对科研的热情也使我见识到世界上还有这样一类人一直热衷于科研，热衷于自己的事业。他对我们的热情也犹如他对科研的热爱，时刻能感受到他的能量。正是他们对科研的苛刻要求以及求真的科研态度，才使得他们成为国际上科技的先行者。在此期间，还与名古屋大学的Kentaro Takagi教授进行学术交流，同样也发现他们朴素的科研精神和执着的科研态度。
本来赴日，不仅在科学研究方面学习到不少，还进一步使我了解日本的文化，深切体会到日本文化和中华文化的巨大差异。他们对其公共秩序的遵守，对其他人的理解和包容，让我深刻认识到日本人的生活态度和人生信念。此次科技交流，将会对我未来的工作和生活带来不一样的调味品，使得未来的工作和生活更加有趣有味。
感谢学校和导师能够给我这样的机会，感谢朱子才老师对我们此次活动的付出。同时感谢JST和AIST为我们提供了一个如此好的机会去体验和学习交流，相信每个学生都受益匪浅，终生难忘。
樱花青年科技交流计划访问报告
汤 超
一、学习体会
由于我是11月24号从韩国首尔出发，所需时间也比较短，所以我比其余几位同学早到了日本关西机场，在Horiuchisan的引领下回到了位于莹池市的住处。第二天Horiuchisan还带领我们去了大阪市的道顿崛吃了日式串烧。26号我们正式去往池田市的日本产业技术综合研究所（AIST）学习。
我在研究所主要是做的是PVCgel驱动器的制备与结构设计，经过三周的探索与测试，设计出了一种新型的盆状PVCgel驱动器，并尝试了不同材料配比的PVCgel的制作。驱动器的输出位移与输出力都远超预期，取得了理想的效果。在实验期间，Asakasan，Sugino san以及Horiuchi san都给与了诚恳的建设性意见。同时，他们严谨的实验操作也让我记忆犹新。期间我们还去了名古屋大学与Takagi老师进行了交流并参观了他们的实验室。
二、所闻所见
在访问期间的周末，老师也带领我们去参观了大阪京都的清水寺以及伏见稻荷大社。虽然现在不是樱花盛开的季节，但是此处也是一处赏枫胜地。附近繁华的清水坂街区也让人流连忘返。而伏见稻荷神社主殿后面密集的朱红色“千本鸟居”也让人叹为观止。
离开前的最后一个周末我去梅田附近天空之城也就是空中庭院展望台观看了大阪的夜景。白天清澈的天空与夜晚繁华的都市让人再一次体会到大阪城的美。
三、总结
非常感谢这次樱花计划给我们这样的机会来了解日本的文化以及日本研究人员的研究经验。也很荣幸了解到了日本先进实验的各种实验操作以及研究经验。在最后，我们每个人都对自己的研究工作做了汇报，Asaka老师，Sugino老师以及Horiuchi老师给我们的研究工作做了总结与指导，对我们今后的研究工作受益匪浅。Asaka老师还给我们颁发了证书，算是对我们这段经历的一个证明。虽然在大阪的时间只有短短的三周，但是这段经历必将深刻影响我今后的研究与生活。
樱花青年科技交流计划访问报告
刘钰
本次参加由朱子才老师带队“日本樱花科技”（SSP）短期交流项目，经过21天的学习，针对基于nafion材料的传感器工作原理和制作工艺有了进一步的了解，现总结如下。
1.交流学习
针对AIST（日本产业技术综合研究所）的发展历史和国际领先技术进行了参观学习。包括导电膜、碳纤维、新能源电池和金属催化剂等。图1所示为1972年由AIST所研制的第一台新能源汽车。
图1 AIST研发的第一辆新能源汽车（左）和氢燃料电池结构（右）
其次，在学习期间，参加了名古屋大学、和歌山大学等高校的研究学者针对电活性材料在驱动、传感等方面的报告研究，对于了电活性材料，尤其是IPMC在离子迁移机理和电压电流响应取得了一定收获。
图2和歌山大学Kunitomo Kikuchi教授关于IPMC研究报告
2.科研内容
在AIST学习期间，在Horiuchi老师指导下，针对Nafion传感结构进行了探索，并初步测试性能进行了定性分析。
图3 实验内容流程（左）及实验台搭建（右）
图4 传感器激励响应曲线
在针对Nafion传感性能研究中，通过与Horiuchi老师探讨，针对nafion浓缩过程、浇筑模具制作工艺、nafion成型温度等传感器制作过程中的细节问题都进行了一定程度的改进，并针对本次研究内容的下一步工作进行了规划。
3.生活体验
AIST研究工作之余，在Horiuchi老师和Sugino老师的带领下，在周末参观了大阪、京都等城市，了解了日本饮食交通等文化。
图5 本次交流团队合影（右2为Sugino老师）
樱花青年科技交流计划访问报告
李 园
国外主要工作及成果
工作：在日期间，主要研究工作是BGA（Bucky Gel Actuator）位移响应的相关研究。BuckyGel作为一种新式的离子驱动器材料具有很多性能优势，但其电响应变形的速度太慢。本研究工作希望采用闭环控制脉冲激励的方式加速其加电压后的位移响应。
第一周具体工作是，根据原有实验基础和理论分析，结合信号加载实验的预期实验设计，与国外老师商议共同确定驱动器片形状参数，并确定电极膜和电解质膜所需要使用的离子溶液和电解液的种类和用量，根据老师提供的BGA制备方式，设计安排制备实验进度， 进行制备实验。制备实验步骤主要有分别配置电极和电解质溶液；利用实验室基础制备电极膜和电解质膜的模具；将配置的溶液分别浇入制备的模具中，放在热板上干燥，再放入真空热箱中。
第二周具体工作为，继续进行制备实验工作，将真空热箱中的电极膜和电解质膜模具取出，通过去膜方式获得电极膜和电解质膜片，70°热压后，获得驱动器片，切条获得实验需要使用的驱动器。根据实验要求及前期实验基础，编写并修改Labview实验程序，根据要求设计测试实验。
第三周主要进行测试实验，按驱动器的材料，将测试任务分为三个实验，每个实验中安排三次测试，每次测试选择加载不同的稳定电压作为基准。三组实验中选择形状参数相近的驱动器片，按设计的实验步骤进行实验，实时记录实验数据。最后在获得实验数据后用MATLAB平台设计程序处理数据，获得趋势图等处理结果，形成电子版报告。
成果：在三周的研究工作中，主要学习了BGA的传统制备方式，离子溶液的选择和配制方法，通过实验分别使用三种离子材料制备了应用于脉冲加载测试实验的驱动器样片，编制了实验使用的DAQ程序和数据处理使用的MATLAB程序，通过验证实验获得实验数据，形成了数据处理结果，处理数据结果证明了高电压脉冲激励对BGA的位移变形响应有加速的作用。
个人体会与收获
个人体会：
我在日本产业技术综合研究所(AIST)无机功能材料研究部门交流研究三周时间，日方导师是杉野卓司教授(takushi-sugino），主要从事BGA的加电位移响应相关研究。杉野教授是一位典型的日本学者，做事十分认真负责，在开始研究的第一天早上的讨论会上，他已经将接下来三周我的研究工作做了总结性的构想，在我汇报了研究计划后我们进行了小讨论，大体确定了研究工作总体进度安排。在第一天的讨论会结束后，按照日程安排是实验室安全培训，在常规的教育流程之后，杉野老师还专门准备了英语版的实验室安全手册，针对研究工作中可能遇到的意外情况，试剂使用条例等逐条带我们学习手册的规则。在之后的研究工作中，杉野老师坚持每天一早安排好当天工作，并确保当天完成，下午离开前总结每天工作，下班前仔细检查实验室的使用情况，清理好实验室后才关门离开。在初期的驱动器片制备实验中，杉野老师每一步实验都要先做示范，其后再让我们动手实验，在我们刚开始实验时，杉野老师还会坐在一边看着，并指出实验中的错误，解答我们操作中问题，充分确认我们可以独立进行工作后才开始忙自己的事。
在其他方面。也有一些体会。例如日本的垃圾桶非常少，大街上很少看到，也很少有人乱扔垃圾，我在日常中的产生的生活垃圾也会带到车站等地才扔进分类垃圾桶里。日常中显得很有秩序，乘坐自动扶梯时，总是会自动排成一列，把位置留出来给时间紧迫的人疾行使用。这些日常生活中的小细节都是值得借鉴的。
收获
在三周的研究工作后，基本达到了预期的研究目的，通过实验验证了脉冲激励方法可以加快BGA加电压后位移响应的变形速度。在研究工作中我学到了离子驱动材料的基本实验方法，本人的研究中，微纳结构超疏水表面的制备中，热压翻模时可能会使用IPMC这种电活性材料，由于其可以通过加电压控制发生完全变形，可以在航行器表面涂覆层中发挥传感器作用。除了研究工作上的收获之外，日方导师杉野教授在工作上的态度也值得我学习。总体而言，此次短期出国，不仅开阔了视野，获得了知识，也学习到了日本学者的认真态度和严谨精神。对以后的研究工作大有益处。
