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电谱治廖器

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电谱治廖器相关的资讯

  • 宁波材料所以“微交联法”创制高弹性铁电材料
    8月4日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所柔性磁电功能材料与器件团队在《科学》(Science)上,发表了题为Intrinsically elastic polymer ferroelectric by precise slight crosslinking的研究文章。该研究提出了铁电材料的本征弹性化方法,即采用微交联法使铁电聚合物从线性结构转变为网络状结构,通过精准调控交联密度在实现弹性化的同时,降低结构改变对材料结晶性能的影响,开创性地同时将弹性与铁电性赋予同一材料。基于此,该研究创制了一种兼具弹性与铁电性,且具有较好的耐机械疲劳和铁电疲劳性能的弹性铁电聚合物。铁电材料是功能材料,通常是指在一定温度范围内具有自发极化且极化方向可随外加电场改变进行翻转或重新定向的晶体材料,其核心为自发极化。极化是极性矢量,由于晶胞中原子构型使得正负电荷重心沿该方向发生相对位移,形成电偶极矩,使得整个晶体在该方向上呈现极性,这个方向称为特殊极性方向。这对晶体的点群对称性施加了限制,在32个晶体点群中只有10个具有特殊极性方向,即1(C1)、2(C2)、m(Cs)、mm2(C2v)、4(C4)、4mm(C4v)、3(C3)、3m(C3v)、6(C6)、6mm(C6v)。只有属于这些点群的晶体才具有自发极化,即铁电材料必为晶体材料。这种特殊的晶体点群赋予了铁电材料诸多性能,使其在数据存储和处理、传感和能量转换以及非线性光学和光电器件等方面有诸多应用。而晶体在受到应力时能够产生的弹性回复是极小的,通常小于2%,这是传统铁电材料多表现为脆性(无机)或塑性(有机)的原因。可穿戴设备、柔弹性电子和智能感知等领域的快速发展,对于使用的材料提出了越来越高的要求即需要在复杂形变下依旧保持稳定的性能。电子器件使用的材料根据导电性可分为导体、半导体和绝缘材料,而导体和半导体目前已实现弹性化。而铁电材料作为绝缘材料中性能最丰富的功能材料之一,目前尚未实现弹性化,这限制了铁电材料在柔弹性电子等领域的应用。铁电材料的铁电性主要来源于其结晶区,但晶体本身几乎不具备弹性,因而铁电性和弹性难以在同一种材料中兼顾。铁电材料的弹性化方法通常有三种——结构工程、共混和本征弹性化。通过结构工程制备的样品只能在预应变值范围内进行形变,需要复杂的制造技术且难以降低器件尺寸。在采用无机铁电材料与弹性体共混方式制备的复合材料中,无机铁电材料的铁电畴杂乱无章,需要经过有效极化后才能表现出铁电性。由于无机铁电与弹性体的电阻率相差较大,在极化过程中电场主要施加在电阻率更大的弹性体中,导致弹性体相的电击穿和电机械击穿。因此,本征弹性化可能是铁电材料弹性化的唯一途径。本征弹性化能够促进材料的发展,使其具备可大规模溶液制备的能力、提高设备密度和材料的耐疲劳性等。有机铁电材料包括有机小分子铁电材料和以PVDF(聚偏氟乙烯)为代表的聚合物铁电材料。铁电聚合物的铁电性主要来源于分子链两侧由极性相差较大的原子或基团形成由一侧指向另一侧的偶极子。铁电聚合物的特点是具有高柔韧性、易于制造成复杂形状、机械坚固性和极性活性。聚合物中的铁电性是20世纪70年代在聚偏氟乙烯中发现的,是电能、机械能和热能之间有效交叉耦合的平台。因此,兼具铁电性和柔韧性的铁电聚合物可能是铁电弹性化的最佳候选对象。在过去几年,化学交联法在导体和半导体的本征弹性化过程中取得了显著进展。由于强的铁电响应需要高的结晶度,而好的弹性回复需要低的结晶度,因此传统的化学交联方法很难同时兼顾铁电响应和弹性回复。为此,该团队提出了“弹性铁电材料”的概念,设计了精确的“微交联法”在铁电聚合物中建立网络结构。选择聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE),55/45mol%)作为反应基体材料,选择带有软而长链的聚氧化乙烯二胺(PEG-diamine)作为交联剂材料,使用低交联密度(1%~2%)赋予线性铁电聚合材料弹性的同时保持较高的结晶度。研究表明,交联后的铁电薄膜结晶相以β相为主,结晶均匀分散在聚合物交联网络中。在受力时,网络状结构能够均匀地将外力分散并且更多地承受应力,避免结晶区受到破坏。实验结果显示,交联后铁电薄膜在70%的应变下依旧具有较好的铁电响应,剩余极化约4.5μC/cm2并在拉伸过程中能够保持稳定,且具有较好的耐机械和铁电翻转疲劳性,提高了可靠性和使用寿命,拓展了使用范围。可见,“微交联法”是实现铁电弹性化行之有效的方法。该方法利用简单的化学反应实现了铁电性与弹性的良好匹配,为铁电材料弹性化提供了新思路。未来,研究团队将扩展此类方法,探索微交联法对于材料弹性化研究的普适性,并对制备的弹性铁电材料在可穿戴电子设备以及能量转换和存储、介电驱动等方面的应用进行探索。研究工作得到卢嘉锡国际合作团队项目、国家自然科学基金、浙江省钱江人才计划和浙江省尖兵领雁项目等的支持。铁电材料专家、东南大学教授熊仁根受邀在同期《科学》PERSPECTIVE专栏发表评论文章,认为这是突破性的工作,开辟了“弹性铁电”这一全新学科,并展望了弹性铁电材料可能的应用场景和未来的发展方向。图1. 弹性铁电的概念和合成策略示意图图2. 应变下弹性铁电的铁电响应。A为全弹性器件;B、C为全弹性器件在0%和70%的应变;D为在1kHz下0~70%应变下的P-E回滞曲线;E为不同应变下的名义Pmax、Pr和Ec和校正后的真实Pr。实验表明交联铁电薄膜在不同拉伸应变下均具有稳定的铁电响应。
  • 进军医疗器材 奇美电拟改回群创光电
    奇美电将于11月14日举行股东临时会,主要讨论如下议题,现金增资发行普通股参与发行海外存讬凭证(GDR)发行价格事宜、以及“修改公司章程”,也就是通过更名为“群创光电(Innolux Corp.)”及增列“医疗器材制造业”营业项目。   奇美电子确定将更回原名“群创光电”,英文名称也去奇美化,更名为“Innolux Corp.”,将原群创英文名字中的“Display”拿掉,符合奇美电将跨足“医疗器材制造业”,不再是纯面板厂,奇美电并喊出“Medical Double”的目标,要倍增医疗器材产线的业绩。   看好医疗器材产业的稳定商机及高毛利市场,奇美电订出“Medical Double”的目标。奇美电在股东临时会将透过修改章程更名作业的同时,并将“医疗器材制造业”新增纳入营业项目中,因应日后接单作业,过去是日本子公司接单,未来将转回台湾,由奇美电接单,因此必需在章程中增列新的营业项目。   奇美电已是全球医疗用显示面板的第一品牌,高分辨率、高亮度及高对比的医疗面板产品,获得医疗产业界的认可,还拥有完整规格的产品线,可提供从130万画素至1,000 万画素的产品,其中医学影像用的超高分辨率显示器,能帮助医生正确判断病情。
  • 中国着手制定风电保护涂料国标
    日前,风电保护涂料研讨及国家标准起草讨论会在宁波召开,中海油常州涂料化工研究院、拜耳材料科技(中国)有限公司、赫普(昆山)涂料有限公司、大金氟涂料(上海)有限公司、杜邦(中国)集团有限公司、PPG工业集团轻工业涂料,西北永新化工股份有限公司、帝斯曼利康树脂、中远关西涂料化工有限公司、广东明阳风电公司、烟台万华、石家庄油漆厂等企业和机构,共100多名表参加讨论,国家涂料和颜料标准化技术委员会高工苏舂海先生主持会议。本次大会由中国海洋石油总公可科技发展部,和中国石油学会海洋石油分会主办,由隶属于中海油常州涂料化工研究院的中国化工学会海洋石油工业防腐蚀专委会、全国涂料工业信息中心和《涂料工业》杂志社联合承办。据专家介绍,风电涂料主要是指风力发电机组钢结构、机械部件、电气部件、混凝土基础结构内外表面防腐以及风轮叶片的外表面防腐防护涂装涂料。本次大会围绕风电对涂料保护的技术需求、国内外相关技术标准现状和风电保护涂料国家标准起草建议等议题展开广泛的讨论,其中不乏唇枪舌剑的激烈交锋,最终很好的达到了采集企业意见,为国家标准的制定献言献策的目的。   国家标准翘首以待。据专家介绍,由于我国风力发电场分布的地域宽广,风机系统会遭遇到各种恶劣环境的侵蚀。陆上风电机组承受的磨损应力(磨蚀)主要有两个因素,一是风挟带的颗粒(例如砂粒)摩擦钢结构、叶片表而产生破坏,另一个是水滴、冰雹、沙尘暴甚至飞鸟等较大物的撞击破坏。这在沙漠戈壁风电场塔架迎风面及底部、风电叶片表面、箱式落地变压器迎风侧面比较常见和明显,特别是叶片的叶尖速度在许多情况下超过70m/s,磨损会造成结构破坏、效率下降和损失。据专家介绍,海上风电机组防腐蚀比陆上风电机组情况更复杂,技术要求更高。海上风机所处环境比陆上更加恶劣,海面以上部分和海面以下部分环境不同,所需防腐蚀技术也不同。海上风电机组基座为钢筋混凝土结构,防腐蚀工作重在对钢筋锈蚀的保护 海面以上的部分主要受到盏雾、海洋大气、浪花飞溅的腐蚀,因此,海上风电机组的防腐蚀比较复杂,需要分部分、针对性的进行。   风电机组单机的投资成本很高,尤其是海上风机,因此必须保证一定的使用寿命,一般要求为20年以上。据专家介绍,为保证风电装备20年以上的服务寿命,必须采取相关的保护措施,各厂家积累的实验数据表明,在没有外界因素破坏的情况下风机外围系统使用寿命完全可以达到20年。因此,如何最大程度的减少外界侵蚀将是决定风机外围系统实际使用寿命的关键因素,而涂料保护是其中重要的一个环节。在我国,风电装备制造业作为新兴产业发展初期主要依靠引进吸收国外技术,配套的保护涂料系统也一度为进口产品所垄断,而国外的风场环境和国内的有很大的不同,针对国外环境生产的风电保护涂料不适合中国的实际。以风电叶片为例,现代化大型风力叶片主要起源于中北欧波罗的海和北海附近的低地国家,那里深受北大西洋暖流影响,以温暖潮湿的温带海洋性季风气候为主,其风源特点是含水量高,含砂量和浮尘量都极低。它们的叶片涂料自然而然的将耐雨蚀作为叶片涂料的主要检测标准。而我国的主要风场位于风砂冲击区域,干旱少雨,风机外围系统的破坏主要来自风砂的侵蚀,因此风宅涂料耐风砂标准应该成为我国内陆风电涂料的主要检测标准。   而从国外引入的风电保护涂料,是按照针对国外环境的标准生产的,但脱离国内的实际。据专家介绍,近年来随着风电产业的爆发式增长,配套涂料的国产化已成为大势所趋,目前风电保护涂料已主要在国内生产,这其中既包括传统的外资品牌,也包括许多国内新兴涂料企业的产品,并且还有很多企业正考虑进入这一领域,但我国涂料行业目前还没有风电保护涂料的行业标准和国家标准,造成各涂料企业在研发保护涂料时缺乏明确的技术参照,通常都是依靠自身的理解以及生产商提供的一些要求来制定企业标准,而各个企业的标准又参差不齐,结果就是产品优劣不一。风电涂料不同于一般的重防腐涂料,它的生产技术要求很高,如果没有行业标准和国家标准作为准入门槛,质量问题会成风电涂料的主要问题。而且“由于风电装备处于向大型化方向快速发展的阶段,这对涂料产品也提出了新的更大的挑战”,本次大会的承办单位中海油常州涂料化工研究院赵晓东副院长表示,因此风电保护涂料国家和行业标准的制定变得重要而紧迫,会上不少企业用“翘首以待”来形容这种急切的期待。   大会上与会代表和专家一致认为,与飞速发展的风电保护涂料产业相对应,我国保护涂料行业目前急需建立相配套的行业标准或国家标准,这一方面可以使各涂料企业在研发相关产品时有一个明确的技术参照,另一方面也有利于规范和引导市场,以对风电装备形成更好、更长期的保护。国家标准需统筹兼顾——据专家介绍,风电保护涂料的国家和行业标准的制定已成为业界的共识,分管全国涂料和颜料标准化技术委员会和国家涂料质量监督检验中心日常管理工作的赵晓东副院长告诉本刊记者,相关部门已启动了风电装备保护涂料体系国家标准的制定工作,本次大会邀请行业生产风电涂料的骨干企业参加标准的研讨,目的是为企业表达意见搭建平台,为标准的制定献言献策。但国标的制定也面临着不少困难,表现在企业的分歧上。会议过程中,企业在国家和行业标准制定上存在两个主要分歧,并且都有自己合理的看法,因此不乏激烈的争论。   据专家介绍,第一个分歧是国标和行标的门槛高低问题,一些企业认为申报标准的草案在一些指标上要求过高,大部分企业难以达到,不利于企业的进入和形成良性竞争的市场局面。但另一些企业认为标准定的过低又无法达到保证产品质量,推动产业良性发展的目的。因此,如何平衡企业的标准,制定出高低适度的标准成为国标和行标不可回避的问题。杜邦公司的代表就认为,国标和行标应该起到准入门槛的作用,设定一个基本的产品要求,不低于这个标准的企业才有资格进入这个行业,通过这种把关,达到规范市场秩序,保证行业健康发展的目的,这也是国标和行标的根本目的所在。第二个分歧是国标和行标是否要设定统一的标准。我国风电场分布的环境差别很大,大体分类为北方环境、南方环境和海洋环境。环境不同决定了对风机造成伤害的主要因素不同,北方风场对风机的破坏主要来自砂粒的侵蚀。南方风场降水多,对风机的主要破坏是雨水、水汽侵蚀。海上风电场环境更加的复杂,海面以下的部分破坏来自海水的腐蚀,海面以上部分破坏来自盐雾和水汽i破坏的主要原因不同,保护涂料的指标侧重就应该不同,北方风场保护涂料的   耐风砂性能就是主要考虑的因素,而耐雨蚀气蚀指标就基本不必考虑。而南方的风电场正好相反,雨蚀气蚀是主要考虑的因素,耐风砂性基本可以不考虑。海上风场和南北方风场又不相同,主要考虑盐水和盐雾的腐蚀性。因此是否将不同的环境纳入统一的国标是一个重要问题。如果要制定一个统一的标准来指导陆上和海上风电场的话,那么必须既要满足很强的抗风差性指标、耐水汽腐蚀指标又要满足耐海水腐蚀指标才能很好的适应各类风场的使用,但这样一来,会增加成本,而且有些指标在有些地区就变得不必要,产生不经济。有的企业提出因地制宜,针对环境的特点来制定指标,这样会降低成本。但我国风场的环境差别很大,南方、北方、海上风场只是大类的区分,还可以具体的区分,比如同为北方风场,辽宁和内蒙的不同,河北的和新疆的又有区别。如果针对环境来设定指标,那势必会出台很多分标准,增大管理的难度,起不到国标和行标应有的作用。中国环氧网/中国环氧树脂行业在线专家表示,风电涂料国家标准的制定是一个系统工程,制定需要把各种情况考虑在内,统筹兼顾、平衡各种分歧,保证出台的标准既能带来符合我国实际应用的高质量的产品,又能推动产业兴旺、发展。
  • 宁波材料所在氧化镓基日盲紫外光电探测器的低温制备技术获进展
    日盲紫外光电探测器在民生(如电网安全监测、环境与生化检测、森林火灾告警、医学成像等)领域有重要应用,是世界各国竞相研发的焦点。氧化镓具有宽带隙(可至4.9 eV)、地壳丰度较高(中国镓储量全球第一)、物理化学性能稳定等优势,是理想的日盲(截止波长~280 nm,对应光子能量~4.42 eV)探测有源层材料。目前,氧化镓日盲紫外探测器已取得一些重要进展,但工艺温度普遍较高。相比外延或多晶薄膜材料,非晶半导体薄膜可低温、大面积均匀制备。为实现大面积柔性应用,氧化镓低温制备技术的研发势在必行。然而,非晶薄膜难以致密化,其微结构和化学计量比难以有效调控,导致氧化镓有源层内载流子浓度和氧空位等缺陷难以调控,同时器件的光响应度和响应时间也难以协同提高。   中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究团队近年来一直致力于氧化镓薄膜及其日盲紫外探测器的制备及其物性的调控研究。前期,团队通过溶液法制备了具有较高紫外-可见抑制比的氧化镓基探测器,其功耗可至pW量级【Applied Physics Letters 116, 19 (2020)】。   近期,团队通过施加磁控溅射衬底偏压辅助制备工艺,有效调控了非晶氧化镓(a-GaOx)薄膜的表面粗糙度、相对质量密度、折射率、带隙和成分配比(镓氧比)。在近室温下制备的a-GaOx薄膜具有较少的各类缺陷态,大幅提高了薄膜的致密度和载流子迁移率,相应日盲紫外探测器的光响应度提高了460倍,并具有良好的光谱选择性【Ceramics International 47, 22 (2021)】。   团队开发了金属诱导低温退火工艺,使得氧化镓的结晶温度降低200℃;提出了籽晶层和非平衡态联合作用下的低温诱导结晶机制,诱导后薄膜的致密度得到大幅提高,带尾态、氧空位等缺陷态显著降低,相应光电薄膜晶体管探测器具有优异的光谱选择性【The Journal of Physical Chemistry Letters 13, 31 (2022)】。   相关研究工作得到中科院国际伙伴计划、浙江省自然科学基金重大项目和宁波市重大攻关项目等的支持。低温结晶机理及探测器光电性能的测试
  • 与《中国药典》鉴别结果一致,拉曼光谱技术在疫苗生产用辅料检定中的应用
    随着科学技术的不断发展,人们对疫苗质量的要求越来越高,制药行业的要求逐渐趋于国际化。对于质量控制的理念已经发生根本改变,原来更关注产品最终质量,而现在不仅仅关注产品最终质量,还要关注原辅料的质量控制、生产过程控制等,从而有效控制整个生产过程可能引入污染的风险。  国外的制药行业早已开始关注原辅材料的最小单元快速鉴别检测,而我国则更着重于按照《中国药典》四部(2015 版)要求进行控制,但是这些法定鉴别方法通常非常耗时,且耗费大量试剂。相比其他分析技术,拉曼光谱技术的应用潜力在于其无需或极少需要对样品进行任何预处理,不需与样品直接接触,能够隔着透明的包装材料直接对样品进行测定,可减少最终产品被污染的风险。分析1个样品需1 min,能有效减少分析时间和试剂消耗。拉曼光谱仪的使用环境也很灵活,可在实验室或者直接在生产现场使用,大大增加了其实用性。  拉曼光谱方法可用于化合物结构分析,可对原辅料、药物晶型、药物制剂实现鉴别,其准确度较高。经《中国药典》四部(2015 版)方法鉴别合格的乙型脑炎减毒活疫苗生产用辅料,采用拉曼光谱方法对其进行快速鉴别,采集光谱,建立相应拉曼光谱方法和图谱库,并用这些原辅材料进行验证测试。  乙型脑炎减毒活疫苗生产用辅料(蔗糖、乳糖、尿素、磷酸二氢钾、十二水磷酸氢二钠)使用拉曼光谱仪按新建方法进行确认,对每类合格样品共 20 次光谱图汇总,作为判定依据。同时用《中国药典》四部(2015 版)鉴别方法对最终结果进行确认。  拉曼光谱技术由于其具有无需制样、干扰少、分辨率较高等独特的优点,成为近年来发展最快、最具潜力、最引人瞩目的光谱分析技术之一。在过去的30 年间,国外拉曼光谱在化工生产过程、生物高分子工程、农业食品工业中,均已经有了相对成熟的应用,国内对于拉曼光谱的应用也走出实验室,在质量检验等领域实时快速检测和控制。拉曼光谱技术是一种非接触、无损的快速检测技术,能方便地给出物质的结构、组分等指纹信息,并且能从分子层面上识别各类物质,适合用于药品快速检测。  5 种辅料拉曼鉴别方法均已通过专属性验证测试,未发现偏差,结果与《中国药典》四部(2015 )鉴别结果一致。通过专属性确认可以看出,拉曼光谱的鉴别结果非常准确,在检测过程中不需添加任何检测试剂,可避免试剂配制错误,或人工操作疏忽带来的误差,操作简便、快捷。手持拉曼光谱技术可用于乙型脑炎减毒活疫苗生产用关键辅料的最小单元的鉴别检定
  • 直击产、研、用痛点 探讨创新仪器技术如何助力精准医疗?
    近年来,随着人们健康意识的日益加强和政府政策的积极引导,精准医疗受到人们空前的关注和重视。精准医疗新时代的早日到来,离不开先进仪器、检测技术的支持和推动。然而,创新仪器技术成果想要真正走进临床实验室完成应用转化,还要回答和解决很多实际问题。为此,主办方携手中国分测试协会标记免疫分析专业委员会共同举办“生命科学仪器发展与精准医疗产业对接”圆桌论坛。论坛致力为科学仪器厂商、医学实验室高端用户搭建高效的交流平台,将定向邀请精准医疗产业上下游生命科学与医学领域科学家、医学检验专家和仪器公司高管,共同就大家关心的仪器、技术发展,精准医疗产业、用户需求等话题开展深度交流,旨在探讨创新科学仪器成果如何走进医学实验室,助力精准医疗发展,服务国民健康。核心亮点提前一览在这里,你可以了解最前沿的精准诊断技术和精准医学应用:基于微流控芯片的单细胞捕获、柔性分选、器官芯片技术;国产创新数字PCR技术;国产高通量基因测序技术;创新微流控技术在体外诊断领域的应用;质谱技术在临床医学中的应用等。直击痛点,了解用户核心需求产、研、用痛点直击,了解用户关键诉求;现场对话医学领域尖端应用专家,获取宝贵经验与支持;对话高端,拓展人脉,前沿信息资源一手掌握定向邀请精准医疗产业上下游科学家、医学检验专家和仪器公司高管;生命科学仪器产业界和学术界的高端资源对接机会;各路专家观点火花触碰,捕捉最具前景的新趋势和新应用;......一、会议日程圆桌论坛一:生命科学仪器发展与精准医疗产业对接下午13:30-17:00时间演讲题目演讲嘉宾主持嘉宾13:30-13:45微流控技术在体外诊断领域的创新应用杜文斌(达微生物首席科学家)颜光涛 (中国分析测试协会标记免疫分析专业委员会主任委员)13:45-13:55评议与交流13:55-14:10质谱技术在临床中的应用徐晓杰(安捷伦)14:10-14:20评议与交流14:20-14:35微流控芯片实验室:单细胞(菌/酶/病毒)液滴包裹、柔性分选、单体捕获、滴内PCR及器官芯片商业化应用浅析李木(大连华微 总经理)14:35-14:45评议与交流14:45-15:00国产高通量基因测序仪及其应用孙雷(真迈生物 首席技术官)15:00-15:10评议与交流15:10-15:30茶歇15:30-17:00圆桌讨论嘉宾:陈万涛 上海市口腔医学研究所 所长 李智勇 徐州医科大学附属医院 核医学科主任 黄鹤 嘉兴凯实生物科技股份有限公司 董事长 胡松年 中国国科学院微生物所 研究员 陈力 复旦大学基础医学院病原生物系 研究员郝宇钧 上海市肿瘤研究所 研究员郭永 清华大学 研究员冀健龙 太原理工大学 教授詹显全 中南大学湘雅医院 教授斯白露 北京师范大学系统科学学院 教授吴文明 广东省科学院 教授郭枫 臻准生物科技有限公司 总经理2、 会议时间2021年4月23日13:30-17:003、 会议地点江苏省无锡市 融创万达文华酒店4、 组织单位主办单位:仪器信息网 中国分析测试协会标记免疫分析专业委员会五、参会报名饕餮盛宴不可错过:1.报告及参会报名:010-51654077-8124 13671073756 杜老师 15611023645 李老师 2.赞助及媒体合作:010-51654077-8015 13552834693 魏老师 3.微信添加 accsi1 或发邮件至 accsi@instrument.com.cn(注明单位、姓名、手机)咨询报名。 👉点击此处参会:https://www.instrument.com.cn/accsi/2021/?hmsr=accsi_2021&hmpl=zn_new&hmcu=erlun 附:关于ACCSI2021(第十五届中国科学仪器发展年会)2021第十五届中国科学仪器发展年会(ACCSI2021)将于2021年4月21-23日在无锡市召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会,经过14年的发展,单届参会人数已突破1000人,被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯论坛”。ACCSI2021以“创新发展,产业共进”为主题,力求对过去一年中国科学仪器产业最新进展进行较为全面的总结,力争把最新的产业发展政策、最前沿的行业市场信息、最新的技术发展趋势、最新的科学仪器研发成果等在最短的时间内呈现给各位参会代表。会议期间将颁发 “年度优秀新品”、 “年度绿色仪器”、“年度行业领军企业”、“年度十大第三方检测机构”、“年度售后服务厂商”、“年度网络营销奖”“年度人物”等多项行业大奖,引领科学仪器产业方向。参会咨询报告及参会报名:010-51654077-8124 13671073756 杜老师 15611023645 李老师 赞助及媒体合作:010-51654077-8015 13552834693 魏老师微信添加 accsi1 或发邮件至accsi@instrument.com.cn (注明单位、姓名、手机)咨询报名。报名链接:https://insevent.instrument.com.cn/t/bK报名二维码扫描二维码立即报名
  • 美研究人员发明新型材料 可帮助医疗仪器自行充电
    电池对于植入式医疗仪器来说非常重要。当电池停止工作时,病人也许就不得不做另一场手术来置换电池。据美国《科学美国人》杂志近日报道,美国普林斯顿大学的科学家日前发明了一种致密柔韧的材料,其可以通过自身肢体动作来收集能量,病人只需通过呼吸就能维持心脏跳动。   研究小组组长米迦勒 麦卡尔平表示,这项发明的关键在于压电材料形态的创新。压电材料受到机械应力时会发生电偏振,因此运动和压力都可以产生电能。但是一般的压电材料都非常硬,而且不易弯曲,通常还带有毒性。   因此研究小组发明了纳米压电仪器,它们被层层的硅树脂所隔开,就像我们从隆胸手术所知道的那样,硅树脂非常柔韧,而且不会引起人体排斥。   在最近的一次访谈中,麦卡尔平表示这种材料的首次商业应用可能是用来替代儿童运动鞋中发光LED,但他希望这些材料以后可以应用在电力心脏起搏器,以及植入肺部。
  • 科学仪器助力氧化铪基铁电存储材料研究取得进展
    互联网、人工智能等信息技术的快速发展,对存储器的存储密度、访问速度以及操作次数都提出了更高的要求。氧化铪基铁电存储器具有低功耗、高速、高可靠性等优势,被认为是下一代非易失性存储器技术的潜在解决方案。现在普遍研究的正交相(orthorhombic phase,简称“o相”)HfO2基铁电材料由于自身高铁电翻转势垒和“独立翻转”的偶极子翻转模式,使基于该铁电材料的器件具有高矫顽场,导致器件工作电压与先进技术节点不兼容、擦写次数受限等问题。这一问题是基于o相HfO2基铁电材料的本征特性,难以通过传统的优化工艺加以解决。因此,探寻结构稳定且具有低翻转势垒的HfO2基铁电材料是亟待解决的难题。 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室刘明院士团队与物理研究所研究员杜世萱团队合作,发现了稳定的铁电三方相Hf(Zr)1+xO2材料结构。这种结构降低了HfO2基铁电材料中铁电偶极子的翻转势垒。研究通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算发现,当Hf(Zr)1+xO2材料中,Hf(Zr)与氧的比例大于1.079:2时,三方相的形成能低于铁电o相和单斜相(m相)的形成能。扫描透射电子显微镜(STEM)实验清晰显现了过量Hf(Zr)原子嵌入在铁电三方相晶格的晶体结构,证实了理论计算的结果。嵌入的Hf(Zr)原子扩展了晶格,增加了其面内和面外应力,起到了稳定Hf(Zr)1+xO2材料结构和降低其铁电翻转势垒的作用。基于Hf(Zr)1+xO2薄膜的铁电器件展示了超低矫顽场(~0.65MV/cm)、高剩余极化(Pr)值(22μC/cm2的)、小的饱和极化电场(1.25MV/cm)、和大的击穿电场(4.16MV/cm),并在饱和极化下实现了1012次循环的耐久性。这一研究结果为低功耗、低成本、长寿命的存储器芯片提供了一种有效的解决方案。   研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中国科学院的支持。近期,相关研究成果发表在《科学家》(Science)上。中国科学院大学的科研人员参与研究。图1. 平面铁电电容器的基本特性及Hf(Zr)1+xO2薄膜的结构表征图2. 富含Hf(Zr)原子的菱面体Hf(Zr)1+xO2薄膜的原子尺度STEM分析图3. 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算图4. 基于Hf(Zr)1+xO2薄膜的铁电电容器的性能
  • 至秦仪器:源自清华大学的原创小型质谱仪,医疗领域是最大的蓝海市场
    质谱法具有优异的定性分析和定量分析能力,国内外大量检测标准都是基于质谱法制定。小型化、专用化、便携化是质谱仪器发展的一个重要趋势,是质谱市场下一阶段的新增长点。传统质谱仪占地面积大、对工作环境要求苛刻、操作复杂、成本高昂,使用场景局限于实验室中。通过场景专用化、方法简单化、仪器集成化、操作智能化设计理念,小型质谱仪具备优异的定性能力、快速的分析能力、广泛的适用能力、良好的机动能力、简单的操作特性、低廉的成本投入,以及具备一定的定量能力等特点,使得小型质谱仪在现场检测分析领域具备鲜明的优势。在一些对定量要求不高的应用场合,可以采用“小型质谱仪直接质谱分析”方案进行现场快速检测,例如工业检测、食品中化学添加检测、爆炸物检测、毒品检测、环境监测、应急检测等应用。在对定量有需求的场景,可以采用“小型色谱+小型质谱仪”方案进行精准定量分析,如医疗诊断、工业过程控制领域。在对痕量检测有需求的场景,可以使用“样品前处理方法+小型色谱+小型质谱仪”方案进行痕量检测,如食品中农残检测。小型质谱仪使用方法灵活、定制程度高、价格优势明显、适用范围广,必将颠覆现场检测诸多方法,直接推动质谱检测市场放出巨量。“比如,在农残检测、非法添加剂检测等场景中,即使是在田间地头,小型质谱仪也能够在现场对瓜果蔬菜做检测。传统大型质谱仪一般需要1个小时,小型质谱仪3分钟就能够输出结果。再如,对吸贩毒检测,只需要在嫌疑人或者物品上擦一下进行微量取样直接质谱分析,就可以判断是否涉毒,整个过程不到1分钟。”至秦仪器总经理多英昕博士表示。目前,至秦仪器攻克了小型离子阱质谱仪和四级杆质谱仪所有关键核心技术,推出了麒麟系列小型质谱仪、蜂鸟系列微小型质谱仪、凤凰系列小型气相色谱质谱联用仪,覆盖工业检测、医疗检测、毒品检测、食品快检、大气VOC检测等多个场景。近期,动脉网和至秦仪器总经理多英昕博士进行了对话。小型质谱仪以国产品牌为主导至秦仪器创始人王晓浩博士是国内最早一批开始质谱仪小型化研究的专家。王晓浩博士在清华大学精密仪器系毕业之后留校任教。2005年,王晓浩博士与多位学者在清华大学启动了小型质谱仪的研究,并于2009年在清华大学推动成立了质谱研究中心。2018年,凭借着在质谱仪小型化底层核心技术的多年积累,成立了至秦仪器,开始了科研成果得产业转化之路。特别是,大型质谱仪进口垄断现象严重,在小型质谱仪赛道上,则是以国产品牌为主导。中国和国外小型质谱仪上的差距并不十分明显,都处于起步阶段。可以说,小型专用质谱仪产业化是国内厂家在原创科学仪器上弯道超车的有效路径。在小型质谱仪开发上,至秦仪器聚焦仪器系统设计和核心技术突破,申请了50余项专利。公司在质谱仪各个模块均拥有核心自主知识产权,取得了创新突破。例如,在真空系统方面进行了系统化设计,通过腔体内流体优化,搭配脉冲进样和气压同步技术,保证仪器更加紧凑、稳定、可靠。在离子源上,公司通过自吸式电喷雾和真空电喷雾两项核心技术,进一步缩小仪器,同时保证高性能。仪器虽小、性能优异。至秦仪器已经推出了麒麟系列小型质谱仪、蜂鸟系列微小型质谱仪、凤凰系列小型气相色谱质谱仪联用仪,在工业检测、食品快检、大气VOC检测、毒品检测领域实现了落地应用。针对医疗领域的产品正在研发阶段。医疗领域是大型质谱为主,小型质谱为辅医疗领域是质谱仪最有想象空间的一块市场。虽说是国内小型质谱仪的先行者,但对于小型质谱仪在医疗领域的应用,至秦仪器没有盲目自信。“经过我们调研,现阶段质谱在医疗领域是存量市场,现有项目都是依赖大型质谱仪,采用液相色谱三重四极杆质谱的技术路线,对系统的‘定量能力’要求极高,小型质谱仪精准定量能力不足,无法替代。像现在已经落地应用的新生儿筛查、维生素检测等项目,小型质谱仪在这些项目上有先天技术劣势。这导致小型质谱仪在医疗领域的应用相对较慢,还没有成熟的落地应用。”多英昕博士谈道。在大型质谱仪方面,医疗市场里有接近10家海外企业,进口品牌占据绝对优势,国内企业在大型质谱仪上的技术储备至少和海外存在5年差距。不过,医疗领域特别是体外诊断领域要求高通量和检测报告的统一性、及时性,这是进口大型质谱仪目前无法满足的。高昂的进口设备,也限制了质谱检测向更多医疗机构渗透,大型质谱仪国产化迫在眉睫,这是留给国内企业的机会。在医疗领域,大型质谱仪是存量市场,落地场景较明确,小型质谱仪是增量市场,必须找到合适的创新应用场景才能广泛落地,基于质谱仪在医疗领域落地应用的特殊性,至秦仪器制定了大型质谱仪为主,小型质谱仪为辅的产品策略,在其余领域,则是小型质谱仪为主,大型质谱仪为辅。多英昕博士透露:“至秦仪器2021年开始布局医疗领域,已经启动了三重四极杆大型质谱仪的开发,样机已经开发完成,正在产品化阶段。同时也已经找到适合小型质谱仪的独特应用场景,正在进行样品测试和验证。”在商业策略上,至秦仪器聚焦仪器研发和产品化,着力推动质谱仪国产化、小型化,同时公司与试剂厂商和检测服务企业广泛合作,希望共同完善国产质谱仪生态,提升国产质谱竞争力。双向发力,加速国产质谱仪在医疗领域应用多英昕博士表示,2021年中国小型质谱仪的市场规模在1000万人民币左右,相较整个质谱市场180亿的规模,小型质谱仪还处于刚刚起步的阶段,有很大的成长空间。未来,小型质谱仪将向更低成本、更小型、应用场景更专用方向发展。目前,行业标准、价格因素和各类技术平台间的优势比较,是小型质谱仪面临的较大痛点。小型质谱仪的对手不仅仅是质谱,还面临和试纸条、光谱、色谱等多个技术平台的竞争,企业需要持续降低成本、提高精准性、推动行业标准建立,使得小型质谱仪成为食品、环境、医疗领域现场快速检测的主流方法。针对医疗领域,多英昕博士判断:“预计5年之后,小型质谱仪能够占到质谱在医疗领域市场规模的三分之一,大概20-30亿的市场。”接下来,至秦仪器将以离子阱技术为核心,持续布局工业检测、食品检测、大气VOC检测、部分医疗仪器领域等细分场景,同时依托三重四极杆技术,深入全面布局医疗领域。具体而言,未来在医疗领域,面对存量市场,至秦仪器将加快三重四级杆大型质谱仪的开发,实现质谱检测高通量化、智能化、国产化、专用化,进一步加速大型质谱仪在医疗机构广泛普及;面对增量市场,公司会加快挖掘新兴应用场景,推动小型质谱仪在医疗领域落地。
  • 【瑞士步琦】近红外光谱法定量测定多元醇中羟基值和浊点
    近红外光谱法定量测定多元醇中羟基值和浊点近红外应用”1简介多元醇见图1是用于生产各种最终用途的聚合物和塑料的基本组成部分。例如,我们日常使用的聚氨酯产品就是用多元醇来制造的。多元醇是从多功能醇或胺开始,通常与环氧乙烷(EO)或环氧丙烷(PO)反应制成的。▲ 图1. 多元醇真正的多元醇是复杂的,具有混合和不同的链长和末端。羟基值(OH值)是有机化合物质量的快速评价指标。它是可用于反应的活性羟基数量的量度,并提供有关链长分布和范围的信息。羟值既是衡量多元醇分子量及质量的主要参数之一,又是聚氨酯制品生产厂家在配方设计时决定各原料投用量的重要参考依据。 因此羟值测定的准确性非常重要。目前,检测羟值的方法主要有化学分析法和仪器分析法。化学分析法中最常用的是滴定法,基于滴加试剂与被测溶液中物质的反应,利用滴加滴定试剂的量来推测被测物质的浓度。该方法中使用吡啶作为溶剂,吡啶易挥发且有恶臭气味,被世界卫生组织国际癌症研究机构列入2B 类致癌物清单,对实验人员的身体健康有一定的危害,且该方法反应时间较长( 需回流加热 1h),操作复杂,分析时间较长,测试效率低,测试准确性受人为因素影响较大。仪器分析法主要有核磁共振法和近红外光谱法。核磁共振法操作简单,测试快速且准确度较高。但是该方法所需要的设施昂贵,且实验室环境要求高,在企业中并未得到广泛推广。近红外光谱法是近红外光源照射下分子发生能级跃迁时产生的,记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息,受含氢基团 X-H(X 为C,N,O)的倍频和合频的重叠主导,其光谱信息与样品的结构和成分组成相关。 多元醇在近红外光谱区的吸收主要包括 C-H、N-H,O-H 个含氢基团基频振动的合频和倍频振动吸收,通过这些含氢基团分子振动从基态到高能级跃迁的过程中记录的羟基的合频和倍频吸收信息,从而进行羟值的定量分析。 该方法在测试过程中无需对样品进行稀释、分散处理,因其操作简单、检测快速、绿色安全的特点而被广泛应用。浊点是当混合物从足够高的温度缓慢冷却以使混合物成为单相时,多元醇混合物中形成薄雾或云状的温度。浊点随着多元醇分子量的增加而减小,随着 EO 的加入而增大。这一分析被用来衡量多元醇的水溶性、表面活性剂性质和反应性。浊点控制反应系统中多元醇的相行为,这种行为对最终产品质量有极其重要的影响。由于多元醇在水中具有反溶解度,较高的浊点表明这些重要性能属性的增加。2应用设备及附件本文重点介绍步琦近红外光谱 N-500 用于快速测定多元醇的 OH 值和浊点。它可以应用于:最终产品或来料的检测和过程的监控支持。使用的仪器介绍如下:N-500 是市面上第一台商业化偏振干涉仪的傅里叶变换近红外光谱仪。▲步琦近红外光谱仪 N-500多至 6 通道同时检测0.5, 1, 2, 4, 5,8, 10mm 的比色皿控温,室温至 65 度3实验仪器配置:液体样品 NIRFlex Liquids,配备样品腔用于液体透射分析,可控温(室温~65℃),可自动切换背景测量通道,同时容纳 6 个比色皿。测量参数:波长:4500-10000;分辨率:8cm-1;温度设定 60°C,扫描次数:液体样品 64 次。测量要求:多元醇样品装入比色皿 8mm 后测量,每个样品测量三次光谱,每条光谱采集前都进行相同的混匀、取样。测量多元醇的样品光谱谱图:如图2▲图2. 测量多元醇的样品光谱谱图从光谱本身来看,样品的信号加强,反射率在 0.3 以上可以满足近红外分析。模型参数如下表:从表中可以看出:模型的相关系数均大于 0.99,样品羟值和浊点的准确度较高完全符合国家标准《塑料 聚氨酯生产用多元醇近红外光谱法测定羟值》的误差要求,分析方法重复性较好,可以用于实验室日常检测。4结论结果表明,近红外光谱技术可以成功地监测 OH 值和浊点,并具有良好的精度。该技术不需要样品制备用于测定 OH 值的标准湿化学方法可以被更快,更便宜和更简单的近红外分析所取代,以更快的批 QA 审核通过。近红外法具有分析效率高、制样简单、环保等优势,测试成本低,被实验室和企业广泛应用。
  • 全柱成像等电毛细管电泳技术与高分辨质谱联用,助力复杂蛋白治疗产品深入表征
    近年来,随着人们对医疗健康行业需求的不断增长,生物制药行业也在随之蓬勃发展。近两年的新冠疫情全球大流行,在改变人们日常生活的同时更是催生了生物制药行业对于先进分析技术的需求。蛋白质分离、纯化和分析是生物治疗药物开发中的关键组成部分,但该过程可能复杂且极具挑战性。而全柱成像等电毛细管电泳(whole column imaged capillary isoelectric focusing, WC-iCIEF)技术,可以根据蛋白质的等电点(isoelectric point, pI)差异将其分离,在此基础上,将iCIEF与高分辨质谱联用,可以借助质谱的高灵敏度、高分辨率和高质量精度使各种蛋白质变异体的鉴定更容易、更准确。从2021年6月开始,我们与蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议,将蛋白质分离技术与质谱相结合,通过简化表征来推进治疗性蛋白质药物的开发。到目前为止,通过将iCIEF技术与高分辨质谱联合使用,我们已经对单抗、ADC和融合蛋白等多种产品进行了各种层面的表征。下图1~3展示了iCIEF技术对单抗\ADC\融合蛋白的分离结果,可见对于不同种类的重组生物治疗性产品,均可根据pI差异将其电荷变异体进行分离,且系统具有优异的稳定性与重现性。图1 iCIEF-UV分析帕博利珠单抗电荷变异体,8针平行进样(点击查看大图)图2 iCIEF-UV分析恩美曲妥珠电荷变异体,3针平行进样(点击查看大图)图3 iCIEF-UV分析依那西普电荷变异体,3针平行进样(点击查看大图)滑动查看更多我们使用的CEInfinite iCIEF平台(AES)除了高质量的iCIEF-UV功能外,还可以与高分辨质谱直接在线串联,直接测定电荷变异体的分子量,无需额外转换接口。下图4展示了我们使用iCIEF-MS直连技术分析帕博利珠单抗的结果,可见即使是pI仅差0.02的碱峰B1和主峰,也可以在iCIEF上得到基线分离,随后的高分辨质谱分子量测定结果显示该碱峰与主峰相比,主要差异是其中一条重链的N端未发生焦谷氨酸环化。另外观察原始质谱谱图不难发现,得益于Orbitrap高分辨质谱的灵敏度,即使是强度比主峰低2~3个数量级的碱峰B3,仍可得到糖型分布清晰的谱图。图4 iCIEF-MS在线直联分析帕博利珠电荷变异体。上,iCIEF-UV分离图谱。中,碱峰B1与主峰解卷积结果镜像图对此。下,主峰与所有碱峰原始质谱图对比。(点击查看大图)与市面上其他供应商相比,AES的CEInfinite iCIEF平台具有一个独特优势:可以实现全自动的馏分收集。我们选择了帕博利珠单抗,对其电荷变异体的每个峰离线收集后进行酶解,随后上样至高分辨液质联用平台进行肽图分析。图5展示了酸/碱峰中各种CQA含量的变化,可见轻重链末端、重链糖型和侧链常见PTM的变化趋势。另外通过表1中分离之前/之后特定CQA含量对比可以很明显的发现,经iCIEF分离后,酸/碱峰中特定修饰的比率有明显增高,可见基于pI差异,将生物治疗性产品的电荷变异体进行分离后,接下来采用肽图进行深入表征的分析策略,能够帮助研究人员将导致电荷异质性的修饰精确定位到氨基酸位点的层面。图5 iCIEF-MS离线收集馏分,酶解肽图分析酸/碱峰中各种CQA含量的变化。上,末端修饰变化。中,重链糖基化修饰变化。下,侧链修饰变化(点击查看大图)表1 iCIEF分离前/后特定CQA含量变化情况对比(点击查看大图)这部分工作已经在2021年的美国质谱年会上发表,有兴趣的读者扫描一下二维码下载原文:在精zhun医疗概念兴起的推动下,对生物治疗性产品表征的需求不断增长,将高分辨质谱与基于电荷异质性的iCIEF蛋白质分离技术相结合,将支持我们的客户实现更精确的分析,在持续开发生物治疗性产品的进程中发挥重要作用。如需合作转载本文,请文末留言
  • 全柱成像等电毛细管电泳技术与高分辨质谱联用,助力复杂蛋白治疗产品深入表征
    近年来,随着人们对医疗健康行业需求的不断增长,生物制药行业也在随之蓬勃发展。近两年的新冠疫情quan球大流行,在改变人们日常生活的同时更是催生了生物制药行业对于先进分析技术的需求。蛋白质分离、纯化和分析是生物zhi疗药物开发中的关键组成部分,但该过程可能复杂且极具挑战性。而全柱成像等电毛细管电泳(whole column imaged capillary isoelectric focusing, WC-iCIEF)技术,可以根据蛋白质的等电点(isoelectric point, pI)差异将其分离,在此基础上,将iCIEF与高分辨质谱联用,可以借助质谱的高灵敏度、高分辨率和高质量精度使各种蛋白质变异体的鉴定更容易、更准确。从2021年6月开始,我们与蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议,将蛋白质分离技术与质谱相结合,通过简化表征来推进zhi疗性蛋白质药物的开发。 到目前为止,通过将iCIEF技术与高分辨质谱联合使用,我们已经对单抗、ADC和融合蛋白等多种产品进行了各种层面的表征。下图1~3展示了iCIEF技术对单抗\ADC\融合蛋白的分离结果,可见对于不同种类的重组生物zhi疗性产品,均可根据pI差异将其电荷变异体进行分离,且系统具有优异的稳定性与重现性。图1 iCIEF-UV分析帕博利珠单抗电荷变异体,8针平行进样(点击查看大图)图2 iCIEF-UV分析恩美曲妥珠电荷变异体,3针平行进样图3 iCIEF-UV分析依那西普电荷变异体,3针平行进样我们使用的CEInfinite iCIEF平台(AES)除了高质量的iCIEF-UV功能外,还可以与高分辨质谱直接在线串联,直接测定电荷变异体的分子量,无需额外转换接口。下图4展示了我们使用iCIEF-MS直连技术分析帕博利珠单抗的结果,可见即使是pI仅差0.02的碱峰B1和主峰,也可以在iCIEF上得到基线分离,随后的高分辨质谱分子量测定结果显示该碱峰与主峰相比,主要差异是其中一条重链的N端未发生焦谷氨酸环化。另外观察原始质谱谱图不难发现,得益于Orbitrap高分辨质谱的灵敏度,即使是强度比主峰低2~3个数量级的碱峰B3,仍可得到糖型分布清晰的谱图。图4 iCIEF-MS在线直联分析帕博利珠电荷变异体。上,iCIEF-UV分离图谱。中,碱峰B1与主峰解卷积结果镜像图对此。下,主峰与所有碱峰原始质谱图对比。(点击查看大图) 与市面上其他供应商相比,AES的CEInfinite iCIEF平台具有一个独特优势:可以实现全自动的馏分收集。我们选择了帕博利珠单抗,对其电荷变异体的每个峰离线收集后进行酶解,随后上样至高分辨液质联用平台进行肽图分析。图5展示了酸/碱峰中各种CQA含量的变化,可见轻重链末端、重链糖型和侧链常见PTM的变化趋势。另外通过表1中分离之前/之后特定CQA含量对比可以很明显的发现,经iCIEF分离后,酸/碱峰中特定修饰的比率有明显zhen高,可见基于pI差异,将生物zhi疗性产品的电荷变异体进行分离后,接下来采用肽图进行深入表征的分析策略,能够帮助研究人员将导致电荷异质性的修饰精确定位到氨基酸位点的层面。
  • 研究人员在二维材料光电探测器研究方面取得新进展
    光电探测器的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器的工作原理是基于光电效应,热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高,从而改变了它的电学性能,它区别于光子探测器的最大特点是对光辐射的波长无选择性。   为了提高传输效率并且无畸变地变换光电信号,光电探测器不仅要和被测信号、光学系统相匹配,而且要和后续的电子线路在特性和工作参数上相匹配,使每个相互连接的器件都处于最佳的工作状态。   具有宽带探测能力的光电探测器在我们日常生活的许多领域中发挥着重要作用,并已广泛应用于成像、光纤通信、夜视等领域。迄今为止,基于传统材料的光电探测器如:GaN 、Si 和 InGaAs占据着从紫外到近红外区域的光电探测器市场。   然而,相关材料复杂的生长过程和高昂的制造成本阻碍了这些探测器的进一步发展。为了应对这些挑战,人们一直在努力开发具有可调带隙、强光-物质相互作用且易于集成的二维材料光电探测器。   如今,许多二维材料如石墨烯、黑磷和碲等已经表现出优异的宽带光探测能力。尽管如此,目前基于二维材料的高性能宽带光电探测器数量仍然有限,特别是许多基于二维材料的光电探测器虽然表现出较高的光响应度和探测率,但响应速度较慢,这可能归因于其较长的载流子寿命,这种较低的响应速度限制了二维光电探测器的实际应用。   最近,石墨烯、黑磷和部分过渡金属二硫属化物(TMDs)范德华异质结器件已经展现出二维材料在高速宽带光电探测领域的潜力。然而,石墨烯是一种零带隙材料,黑磷在环境条件下并不稳定,TMDs异质结的制造工艺相对复杂,这些问题同样限制了这些材料在光电探测领域的应用。   鉴于此,中科院合肥研究院固体所纳米材料与器件技术研究部李广海研究员课题组李亮研究员与香港理工大学应用物理系严锋教授合作,开发了一种基于层状三元碲化物InSiTe3的光电探测器,合成出高质量的InSiTe3晶体,并通过拉曼光谱分析了其拉曼振动模式。InSiTe3的间接带隙可以从1.30 eV(单层)调节到0.78 eV(体块)。   此外,基于InSiTe3的光电探测器表现出从紫外到近红外光通信区域(365-1310 nm)的超快光响应(545-576 ns),最高探测率达到7.59×109 Jones。这些出色的性能价值凸显了基于层状InSiTe3的光电探测器在高速宽带光电探测中的潜力。   论文第一作者为纳米材料与器件技术研究部博士生陈家旺。该工作得到了国家自然科学基金、安徽省领军人才团队项目、安徽省自然科学基金、安徽省先进激光技术实验室开放基金和香港理工大学基金的支持。
  • 美亚光电9082万元红外质谱联用重大仪器专项获批
    合肥美亚光电技术股份有限公司(以下简称“美亚公司”或“公司”)近日收到了由安徽省科技厅转发的科技部文件《科技部关于高端检漏仪器设备的研制及应用开发等4个国家重大科学仪器设备开发专项项目立项的通知》(国科发财[2012]1025号),该通知确定由美亚公司牵头实施的“红外激光解离光谱-质谱联用仪的研制与产业化”项目被列为2012年度国家重大科学仪器设备开发专项项目。对于此项目的立项,公司提示如下:   一、项目的主要内容   1、项目名称(编号):红外激光解离光谱-质谱联用仪的研制与产业化(2012YQ220113)   2、项目组织部门:安徽省科学技术厅   3、项目牵头单位:合肥美亚光电技术股份有限公司   项目第一技术支撑单位:中国科学技术大学   项目其他参与单位:复旦大学、同济大学、东华理工大学、安徽大学、第二军医大学附属东方肝胆外科医院   4、项目起止时间:2012年10月至2017年9月   5、项目经费预算:总经费9082万元,其中国家重大科学仪器设备开发专项资金4541万元。该项目美亚公司将以自有资金投入经费4541万元。   6、项目总体目标:   攻克离子红外光谱结构分析、高性能离子质量选择和富集等关键技术,集成多种离子源以及专用数据处理分析软件,研制出具有自主知识产权的集红外光谱、质谱分析等功能于一体的红外激光解离光谱-质谱联用分析仪器,并成功应用于大气气溶胶污染物组份分析、肝细胞癌分子标志物筛选和早期诊断,丰富仪器设备功能,完善产品工程化研究和质量保障体系建设,提升产品质量。项目验收后3年内,形成年产10台的生产能力,并在国内外市场进行推广,为生物技术、生命科学研究提供技术手段支撑。   7、项目主要预期成果:   (1)仪器开发,包括成套科学仪器设备(红外激光解离光谱-离子阱质谱联用分析仪器和红外激光解离光谱-飞行时间质谱联用分析仪器)、核心技术与关键部件、操作软件与数据库等“软”系统。   (2)应用开发,包括在环境安全、燃料燃烧和肝癌诊断等领域开发新方法或解决方案、开发可拓展仪器应用领域的关键部件、开发数据库或数据集以及支撑服务重大科技任务或重大热点问题。   (3)工程化开发,包括工程化能力和成套技术档案文件。   (4)产业化方案,在项目验收后3年内,建立产品中试生产线,预计实现年产10台的生产能力,同时具备特殊需要定制生产的能力 预计约可实现年销售收入1.2亿元的直接或间接经济效益。   二、项目批复后对公司的影响   此项目获批,标志着美亚在新的技术领域跨出了重要一步,红外激光解离光谱-质谱联用仪的研制与产业化,对公司在环境安全和医疗健康等领域的新产品研发和市场开拓及未来公司业绩的提升将具有积极的影响。   三、风险提示   此项目时间跨度较大,研发内容具有较高难度等不确定性因素,可能无法达到预期的产品产业化能力和经济效益。请投资者注意投资风险。公司将根据项目进展情况及时履行信息披露义务。   此项目相关可行性研究报告公司将另行披露。   特此公告。   合肥美亚光电技术股份有限公司董事会   二〇一二年十一月三十日
  • 2015版药典:液相色谱在药用辅料检测方面"大有可为"
    □ 王华锋   作为现代药品检验重要的检测手段,液相色谱技术在药用辅料检验中也发挥着重要作用。从《中国药典》的修订中可以看出,随着我国药用辅料品种迅速增加及药用辅料的检测标准逐渐完善,结果精准、操作简便的液相色谱法得到广泛应用和发展。   通常药用辅料被认为是生理惰性、化学惰性,但诸多药物不良事件与药用辅料有关。湖南药用辅料检验检测中心主任药师刘雁鸣介绍说,目前,人们尤其关注药用辅料的安全、质量标准的提高,而更严格科学的质量标准离不开先进的检测技术,特别是针对有关物质检查。有关物质因含量微小,需选择一些灵敏度高、专属性强的检测方法,如液相和质谱连用(HPLC/MS)等现代分析技术对有关物质进行定性和定量分析。2005年版《中国药典》二部收载辅料品种72个,其中阿司帕坦、聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ、聚甲丙烯酸铵酯Ⅱ均应用液相色谱法测定有关物质 &beta -环糊精应用液相色谱法测定含量。2010年版《中国药典》二部辅料收载品种132个,其中新增品种DL-苹果酸、富马酸、明胶空心胶囊、大豆磷脂、蛋黄卵磷脂等均应用液相色谱法检查有关物质 胆固醇、麦芽糖等新增品种均应用液相色谱法测定含量。   紫外检测器(UVD)用于检测具有特定吸收波长,并在该波长下响应值与浓度成正比的物质。大部分药用辅料如醇类、酮类、酯类、酚类等都具有紫外吸收性质,因此用紫外检测器的高效液相色谱(HPLC-UV)法在药用辅料检测中应用最为广泛。刘雁鸣指出,苯甲醇是注射剂中常用的抑菌剂,但过量苯甲醇可对人体产生毒副作用,如静脉注射刺激性、鞘内注射神经毒性、过敏反应等不良反应。有专家建议用紫外检测器的高效液相色谱法测定野木瓜注射液中苯甲醇的含量,此种方法测得苯甲醇在线性范围内线性关系良好,且操作简便、准确、重复性好,为芳香醇类辅料应用此法检测提供了参考。另外,柠檬黄、苋菜红等是常用的人工合成色素,主要用作胶囊壳和糖衣的着色剂。原来的标准采用三氯化钛滴定法测定含量,操作繁琐费时,测定结果误差较大。有报道用紫外检测器测定药用辅料柠檬黄,测得结果线性范围宽,样品处理简单,试验方法灵敏度高、专属性强,试验结果准确可靠,提高了检验效率。可用于药用辅料色素的含量测定,为含芳香结构的色素辅料测定提供了参考。   在谈到药用辅料检测中的其他高效液相色谱检测方法时,刘雁鸣指出,高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术(HPLC/ICP-MS)作为微量元素的测定最有效的途径之一,高效液相色谱高分离度与电感耦合等离子体质谱低检测性、宽动态线性范围及能同时测定多种元素、跟踪元素的变化等特点融合,目前已广泛的用于食品、环境、体内外药物分析中微量元素的测定。该方法应用于药用辅料中微量元素砷、汞、铬等检测的探索性研究项目已在试验室开展,目前虽罕见相关报道,随着技术的成熟与仪器的发展,其在药用辅料检测中有着广泛的应用前景。同时,高效液相色谱-核磁共振联用技术(HPLC-NMR)因仪器昂贵,核磁共振灵敏度相对较低,液相色谱需使用氘代溶剂,溶剂信号易对样品产生干扰等,使其在药物分析中广泛应用存在一定障碍,但核磁共振在结构分析方面有独特的优势,能够提供最丰富的结构信息,弥补高效液相色谱通用检测器只能得到非常有限的结构信息的不足,在实际药用辅料杂质分析中已进入使用阶段。   高效液相色谱与不同检测器的联用,可以应用于不同种类的药用辅料分析,并且各具优势。刘雁鸣认为,高效液相色谱法在药用辅料分析中正逐步取代某些原有的繁琐的化学反应测定、不精确的比色测定等,在药用辅料分析中发挥着越来越重大的作用。同时随着药典与国家标准中药用辅料种类的增多,辅料质量标准的提高与检测制度的完善,新型色谱、光谱、质谱、核磁共振的方法以及各种联用技术的开发与应用是未来的必然趋势。
  • 看在线拉曼光谱技术与高分子材料研究的契合点——拉曼光谱监测原理与应用在线技术交流会
    p   曾有研究报告显示,2017-2023年全球过程分析技术市场将以12.9%的年复合增长率增长,预计2023年将达到40亿美元。过程分析设备可以洞察生产线过程中的关键点、产品特性等,实现最高级别的过程质控,可称为整个生产过程的“侦查兵”。随着日益重视的质量源于设计(QbD)和制造工艺效率,过程分析技术市场正在不断增长。 br/ /p p   作为一类优异的在线分析设备,在线拉曼光谱,以其物质指纹谱、检测速度快、无损、多组分、多通道、运行成本低等优点正逐渐广泛地用于制药、石油化工、高分子化工、能源、精细化工、食品等领域。拉曼光谱所能提供的及时、准确的分析数据为稳定生产、优化操作、节能降耗起到了不可替代的作用。 /p p   其实,早在2001年,FDA就建议要重视在线拉曼光谱等过程分析技术对工艺和生产过程的应用意义。在欧美、日本、新加坡等国家,在线拉曼光谱的过程分析已经成功应用了至少近20年。就国内而言,在线拉曼光谱技术也应用了很多年,但是普及度以及认识度还不够。不过,近几年,随着国内化工、制药等领域日趋激烈的竞争形式,高校科研、制药、化工等领域对在线拉曼光谱的需求日益增多。德国耶拿公司拉曼产品经理王兰芬博士表示,在线拉曼光谱未来一定是一个新的重要发展方向,非常具有发展潜力,该市场在中国每年至少以两位数的速度在递增! /p p   作为全球知名的过程拉曼光谱供应商,凯撒光学系统公司自2016年正式携手德国耶拿分析仪器股份公司进入中国市场以来,一直保持着强劲的发展势头。据王兰芬博士介绍,凯撒拉曼年销售额基本以倍增趋势增长。据悉,目前凯撒公司的在线拉曼产品在高校科研、化工以及制药等领域都具有了一定的市场,比如中科院化学所、中国科技大学、天津大学、中科院固体物理所、中科院青岛海洋研究所等单位的重点实验室已经利用凯撒公司的拉曼光谱仪开展了科学研究 在高分子化工、煤化工以及天然气化工领域,中化泉州、广东炼化、烟台万华、中海油惠州、神华内蒙、星火有机硅等大型化工厂也已经是凯撒公司在线拉曼的用户;另外,在线拉曼在制药领域也具有良好的发展趋势等。 /p p   其中,高分子化工对在线拉曼光谱而言是一个极具潜力的大市场。王兰芬博士解释说,高分子化工市场的重要性不言而喻,一方面,高分子材料与人类生活密不可分,另一方面,高分化工已经成为化学工业的主导产业,产值占整个石油化工的近70%,高分子材料的体积产量已远远超过钢铁和其他有色金属之和。 /p p   高分子材料本身具有非常强的拉曼信号,拉曼光谱可以很好地区分同分异构体,基于此,在线拉曼光谱已经成功用于高分子合成研究、产品质量检测(高分子密度、共聚物组份分析、结晶)、聚合过程监测等。而且,在线拉曼光谱用于HDPE生产装置的工艺方法也写进了高分子著名的工艺专利商CP的工艺包中。在该工艺应用中,可以通过在线拉曼光谱实时控制反应釜中的氢气、乙烯、α-烯烃的浓度,从而控制生产出所期望的具有一定密度以及分子量的聚乙烯。例如,通过实时控制α-烯烃单体的浓度,可以调整HDPE的短支链数量,从而控制HDPE的密度。据悉,基于高密度聚乙烯HDPE的生产工艺优化,凯撒公司已经开发了杜邦、雪弗龙、埃克森美孚公司、泉州石化、广州炼化等众多实际的应用案例。 /p p   为了让更多的同行解拉曼光谱与拉曼光谱在高分子化学与化工的应用,中科院物理所刘玉龙研究员和德国耶拿公司的王兰芬博士携手于3月27日就拉曼光谱原理以及在高分子化学化工的应用进行了报告分享。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 150px height: 206px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/58499fb6-14b1-44d3-9ddb-9abeef2cd337.jpg" title=" 微信图片_20200331114509.jpg" alt=" 微信图片_20200331114509.jpg" width=" 150" height=" 206" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人:中科院物理所 刘玉龙研究员 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目:拉曼散射原理与光谱分析应用 /strong /p p   在报告中,刘玉龙研究员不仅介绍了拉曼散射基本原理与特点,而且就分析拉曼光谱的必要条件,拉曼光谱在材料中的在线分析应用等方面内容进行了详细的阐述。据刘玉龙研究员介绍,大型实验室光谱仪与现场、在线测控实用级光谱仪器或系统,将会将数字化、智能化、高灵敏、高分辨、高速度与光谱及光学成像技术巧妙结合,发展出集成化光谱分析技术,将光谱技术“进化”到既能对物质完成定性、定量分析,又可进行定位分析的新科技,满足新世纪提出的看到物质与生物组织中化学、生化成分分布图等新要求。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4874cdac-a245-45fe-bc1d-ed6fb1e95561.jpg" title=" 微信图片_20200331114518.png" alt=" 微信图片_20200331114518.png" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人:德国耶拿公司的拉曼产品经理王兰芬博士 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目:在线拉曼光谱在高分子化学化工中的应用 /strong /p p   王兰芬博士从高分子材料以及生产研究的目的、“RbD”设计理念讲起,介绍了拉曼光谱监测的优势,以及拉曼光谱在高分子化学化工中的应用。报告中,王兰芬博士还总结了在线拉曼光谱仪需要考虑的问题,并针对这些问题介绍了凯撒公司可以提供的在线拉曼光谱新技术及解决方案,如全谱直读的体相全息光栅新技术、轴向分光多色仪、多通道反应与过程同时监控技术、固定设计与智能恒温设计、原位共焦采样技术、多种多样的原位探测光学元件、浸入式采样光学元件设计等。 /p
  • OLED材料分析之必备的液相色谱和色谱数据系统
    OLED材料分析之必备的液相色谱和色谱数据系统关注我们,更多干货和惊喜好礼 售价高达5位数的折叠屏为什么这么火爆?一经上市,随即售罄! 还不是被那高科技、超炫酷、可折叠的屏幕吸引, 飞飞今天就来给您讲讲这折叠屏中最重要元器件——OLED的奥秘! OLED全称为有机电致发光二极管,具有自发光性、响应速度快、柔性化可弯曲等优点,是一种全新的平面显示技术,OLED材料是OLED显示技术的核心,是OLED实现自发光的基础。*赛默飞液相色谱服务于国内大型光电材料企业致力于OLED发展(视频来源:眉山天府新区公众号) OLED的有机发光材料一般分为小分子材料和高分子共轭聚合物材料两大类。01小分子发光材料以有机小分子金属螯合物和稀土配合物为代表,常用金属离子包括铝、铱和铂等元素,常用配体有席夫碱类和羟基喹啉类材料。02聚合物发光材料主要包括聚苯撑乙烯类(PPV)材料、聚咔唑类材料以及聚芴类(PF)材料等。此外,OLED的封装材料和柔性OLED的衬底材料,也均采用聚合物材料。 OLED有机材料分析,最重要的检测手段之一便是高效液相色谱(HPLC)。 广东某光电材料有公司质量部主管介绍说: OLED材料对纯度要求非常高,现有的标准检测方法是GB/T 37949-2019,用高效液相色谱峰面积归一化法分析材料纯度,由于OLED材料本身含量达到99.9%以上,杂质含量很低,想要准确测定纯度,对硬件设备是一大考验。Vanquish液相色谱具有检测器灵敏度高、基线噪音低、耐压高、柱温控制能力优异、更准确的流速控制等优点,大大提高了峰容量,节约了分析时间,提高了分析效率,借助Chromeleon 7.3色谱数据系统,在OLED材料分析上有显著优势。 细说说颇受OLED业内人士称赞的——Vanquish液相色谱Vanquish系列液相色谱是赛默飞全新一代的液相产品,系统耐压范围从700bar到1500bar,拥有出色的分析精密度、检测灵敏度和操作简便性,可实现前所未有的检测可靠性和耐用性,能够帮助用户得到更好的结果、更多的信息,提供更强的交互体检。针对OLED材料检测中要求极低的基线噪音,赛默飞可以提供不同规格的混合器,用户可以根据自己的实验需求来选择不同体积的混合器,以达到最you的检测效果。 高通量分析解决方案——超快速分析(赛默飞液相家族)飞飞独jia的电雾式检测器(CAD)是一种新型的质量型通用检测器,灵敏度高,重现性好,用于检测非挥发性和半挥发性的有机物,且不需要发色基团。OLED材料对纯度要求极高,除了常规的紫外检测器外,可以使用CAD来辅助检测产品里的弱紫外吸收或无紫外吸收成分,进一步提高产品质量。另外,CAD还可以应用于硅油类等聚合物材料的分析。 电雾式检测器(CAD)稠环芳烃类 卟啉类 硅油类 近瞧瞧OLED中聚合物材料分析的得力助手——Chromeleon 7.3 色谱数据系统聚合物的分子量和分子量分布会极大的影响聚合物材料的性能,因此需要对材料进行分子量测定,通常通过凝胶渗透色谱(GPC)表征材料的相对分子量及其分布,以评估合成工艺的改善和控制情况。而GPC计算功能由于其复杂性,同类色谱软件或对该功能收费,或需使用第三方软件计算。而Chromeleon色谱数据系统集成了GPC分子量计算功能,无需额外付费购买,与常规数据处理过程类似,使用原有功能即可实现,且拓展灵活,极大地节约了软件成本,提高了生产效率。 赛默飞的Thermo Scientific™ Chromeleon™ 7 色谱数据系统一直因全面兼容、简约智能而广受用户认可。今年,赛默飞全新发布了Thermo Scientific Chromeleon 7.3 色谱数据系统,更是将其易用性、兼容性提高到一个更高的层次。作为第三方仪器控制的先驱与领导zhe,全新的7.3软件全面拓展支持全新的仪器Vanquish Core与全新的MS系列,继续引领全面仪器兼容与MS控制的潮流。行业领xian的LC、GC、IC与MS仪器控制能力,使Chromeleon网络版成为最符he企业环境的多厂商色谱数据系统。 提速增效而更优化的客户端功能,将是实验室自动高效运行的更有力的工具。如智能判断与智能控制(SST/IRC)自动计算结果并根据结果执行不同的进样或其他操作;自动标识未检出的峰,可在色谱图上即对全部杂质一目了然;趋势分析图可快速查看产品质量变化趋势… … 更强大智能的Chromeleon变色龙系统,为您提速增效,期待相遇。 “码”上下载 填写表单即刻获取【Thermo Scientific Vanquish UHPLC系统样本】 如需合作转载本文,请文末留言。 扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案,或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号,了解更多资讯+
  • 上海仪电实现超大力值传感器国产化!突破材料、工艺及传感器结构等瓶颈
    在工业自动化生产过程中,力传感器发挥着重要作用,它可以帮助设备实现高精度、高效率的自动化控制。力标准机是力值量传的标准设备,能够确保各行业力值计量器具的准确性。开展超大力值的力传感器研究,构建超大力值试验能力,有助于提升我国大力值传感器领域的技术水平,不断提高行业整体基础技术和共性技术能力。上海仪电旗下上海工业自动化仪表研究院有限公司面向工业领域超大力值测量及应用需求,于2019年承担起上海市工业强基专项“超大力值传感器和100MN力标准测力机研制及应用”项目。验算建模,力标准机主体设备一次吊装成功!100MN力标准机装置的总重量约500吨,其中最重的结构件约80吨,四根方立柱的长度近12米,约30吨/根,需从20米高的安装孔中垂直吊装进入场地,并直接安装就位。不仅安装难度极高,而且由于结构件重量重、长度长,吊装存在较大安全风险。项目研发团队通过反复验算、建模,并结合实地测量,最终确定了安装施工方案和安全防护方案。2021年1月25日,随着四辆巨型运输车抵达自仪院松江分院,项目迎来了最为重要的建设环节——力标准机主体设备吊装。在项目研发团队、安装技术人员、安全管理人员的全力配合保障下,主体设备仅用2天就一次吊装就位,确保了安装过程的安全可控。驻守现场,保障国际首台套设备研制进度!2021年初,在100MN标准测力机建设调试阶段,项目调试进程遇到了挑战。为保障设备研制进度,自仪院项目研发团队、安装技术人员迎难而上,连续两个月驻守现场展开了持续调试。在一次调试中,在回程卸压到3000吨时,突发液压无法正常卸载,问题非常棘手。调试人员尝试通过松动管路密封卡套螺帽,实现液压缸的卸荷。刚松开3圈时油液四射,调试人员在保障安全的前提下,浑然不顾全身淋满了液压油,当即先控制住了液压油管。最终查明原因是由于狭小的阀芯被堵塞进而导致回油不畅,问题得到了及时解决。最终,项目团队克服重重困难,顺利完成100MN标准测力机一次性满负荷加载试压试验,为项目后续落地应用争取了宝贵时间。突破瓶颈,关键核心技术获多项国外发明专利!自仪院充分发挥转制科研院所的经验优势,项目研发团队着力攻克关键核心技术难题,陆续突破了材料研制难关、传统热处理工艺、传感器结构优化等多个瓶颈。其中,“精度检测方法技术”获得美国、欧盟、日本和韩国多项国际发明专利。2020年6月,新研制的金属材料试制的测力传感器性能测试结果不理想。项目团队开始通宵达旦分析讨论,终于找出问题在于采取的热处理制度不能满足传感器的要求。分析结果指明了努力方向,经过艰苦攻关,最终制成的测力传感器性能得到了大幅改善,这意味着在传感器材料和热处理工艺方面向前迈出了一大步。自2019年开始,项目历时4年时间,成功研制70MN超大力值传感器,以及国际首台套100MN力标准测力机装置,综合技术达到国内领先、国际先进水平。从2023年起,项目研制的超大力值传感器、张力传感器“及测量系统装置已经在国内钢厂几十条热轧或冷轧生产线现场进行了国产化替代应用,并走向海外市场。通过持续完善改进,产品已达到与国外同类产品的同等技术水平。
  • 威邦震电完成近亿元A+轮融资,加速光谱分析产品商业化快速起量
    近日,苏州威邦震电光电技术有限公司 (以下简称“威邦震电”)宣布完成近亿元人民币A+轮融资,由道远资本领投,老股东峰瑞资本超额追投,方正和生跟投。本轮资金将用于推动威邦震电的光谱分析产品商业化快速起量、工业领域解决方案的迭代开发和超多重免疫组化应用的研发。威邦震电首席执行官王璞博士表示:“感谢道远资本、峰瑞资本与方正和生的支持与信任。此次融资将进一步夯实威邦震电在光谱仪器赛道的技术先发优势,加速海内外布局,为打造各个场景下的工程化产品提供持续动力。威邦震电将以快速、灵敏的光谱创新技术,在生命科学场景、合成生物学研究与生产质控场景、材料科学场景、环境科学场景等领域,持续赋能客户与产业。同时,也将继续与合作伙伴深化合作,推动科学仪器领域的持续进步和创新,为人类健康和科学仪器国产替代之路做出更大贡献。”道远资本表示:“道远资本长期关注医疗硬科技领域的技术变革机会。威邦震电掌握全球最领先的光谱分析与成像技术、以及过硬的产品工程化能力,不断丰富产品线与解决方案矩阵,致力于为医疗、半导体/新能源等硬科技领域的研究人员与企业提供最优质的高端国产工具,填补了高端光谱分析与成像领域的国产空白。道远资本很高兴能助力威邦震电加速业务发展,用资本的力量和产业资源帮助优秀企业快速成长,实现全社会范围内生物医疗健康硬科技的新基建蓝图。”目前,全球科学仪器以及光谱仪器市场规模持续增长。2020年全球科学仪器市场规模约640亿美元,中国市场规模约100亿美元(占全球约15%)。全球光谱仪器市场规模约90亿美元,我国光谱仪器市场规模约10亿美元(占全球约10%)。根据Emergen Research的研究报告,预计到2030年,全球光谱市场规模将达到190亿美元,复合年增长率约6%;中国光谱仪器市场在未来几年将继续保持更高的增长趋势,预计将达30亿美元。威邦震电是一家围绕分子振动光谱技术创新,致力于打造高端国产光谱分析与成像产品和精准医疗诊断平台的高新技术企业。威邦震电成立于2017年,旗下包括振电(苏州)医疗科技有限公司、威朋(苏州)医疗器械有限公司。公司获得国家高新技术企业资质、苏州工业园区科技领军人才称号、中国医疗器械创新创业大赛二等奖等。公司核心团队在光谱技术、光学成像、光电分析等领域具有多年研发积累,拥有全球范围内自主可控的领先技术能力,已有自主研发核心专利10余项以及世界知名科研院校独家授权专利16项。公司现有超过1000平方米的研发和生产场地,具备健全的设计开发体系与质量控制体系,已取得医疗器械质量体系认证与GMP体系认证。
  • 拉曼光谱在碳材料制备研究中的应用
    拉曼光谱在碳材料制备研究中,常用到TEM、SEM、X射线衍射(XRD)、红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)以及拉曼光谱:这些方法中很多技术都可以起到互补的作用。例如,电镜与XRD、拉曼可以在结构表征中进行互补。红外、XPS和拉曼可以在化学基团的表征中进行互补。有些碳材料具备特殊的发光性质、电性质等,都可以通过一系列的表征手段进行机理解释,这对于深入理解碳材料的性质非常有助。在这些表征方法中,拉曼光谱所表达的信息是极其丰富的。并且拉曼的测量方式是非破坏性、非接触式的,因此在过去40多年间有非常多学者投身于碳材料拉曼光谱学的研究。在碳材料制备研究中使用拉曼光谱的主要目的是结构信息的表征,碳材料特征拉曼峰位所对应的一般性解释如下:G峰:在1580cm-1附近,归属于碳原子面内键的伸缩振动模,与石墨化程度有关;其峰宽与峰强也与缺陷有关;峰位与碳材料形态也有一定关系,如在碳纳米管中该峰会向低波数移动。D峰:在1350cm-1附近,归属于无序诱发的六边形布里渊区的边界振动模,用于缺陷表征。ID/G:常用来描述石墨结构中的点缺陷的密集度。2D峰(也被称为G’峰):在2680cm-1附近,用于表征石墨烯样品中碳原子的层间堆垛方式(或层数)。拉曼光谱在表征碳材料的晶格缺陷、层数和形态等结构信息方面是目前其他分析技术所无法替代的。目前在碳材料的论文中至少都会有一张拉曼光谱图。接下来为大家介绍一个使用安东帕Cora5001拉曼光谱仪检测石墨烯的实际应用案例,目的是为了评价石墨烯的两种制备方法。EXPERIMENT实 验 过 程样品为2种石墨烯:一种是采用CVD法在硅片上生长的石墨烯;另一种是采用化学溶液沉积法在玻璃载玻片上生长的石墨烯。Table1为拉曼光谱采集参数。图1:选用不同LOWESS平滑窗口处理的拉曼光谱在碳材料拉曼光谱测试中,有2点需要额外注意:一般在做碳材料拉曼检测时,仪器不需要做基线校正设置。因为若遇到一些碳材料的拉曼特征峰较宽时,进行基线校正可能会除去这种峰。需要谨慎选择光谱平滑参数。因为平滑有可能会对峰位和峰强造成细微改变,直接为数据分析引入误差。常用的平滑方法有S-G平滑、FFT滤波器和LOWESS平滑。在本案例中使用的是LOWESS平滑,选择的平滑窗口越宽(如图1中的蓝色曲线),虽然基线能够更平滑,但对于峰强的影响会越大。在本案例中,取最小的平滑窗口是最优的。因此,碳材料的光谱处理都需要根据自身特点做调整。并且在光谱平滑之前,数据不要进行任何插值处理,只需从仪器中导出最原始的数据即可。RESULT实 验 结 果不同的石墨烯制备方法[1]有可能会影响其结构特性,使用Cora5001拉曼光谱仪测试的2种石墨烯样品的测试结果如图2和Table2所示。主要从两方面进行表征:图2:使用CVD法在硅片上生长的石墨烯的拉曼光谱(上);以及使用化学溶液沉积法在玻璃上生长的石墨烯的拉曼光谱(下)缺陷分析在非常完美的石墨烯中,D峰是不会出现的。但从图2中,可以看到两个样品均出现了D峰,说明都是存在缺陷的[2]。但CVD法制备的石墨烯的ID/G低于化学沉积法石墨烯,因此CVD法石墨烯的缺陷更少[3,4]。G峰也与缺陷有关,G峰的半峰宽越小,且强度越低,则缺陷就越少[2]。通过观察G峰,也可以得出CVD石墨烯缺陷更少的结论。层数分析石墨烯的2D峰包含了层数的信息。A2.𝐷/A𝐺(峰面积) 的比值越高,则层数越少[5],若接近4时就意味着接近单层石墨烯[6]。 2D峰的半峰宽越窄,则层数越少[5]。在Table2中,CVD法合成的石墨烯的峰面积比值A2.𝐷/A𝐺为3.74,因此,CVD法石墨烯可以被近似的认为是单层石墨烯。而化学沉积法合成的石墨烯的2D峰的峰宽较宽,因此该石墨烯的层数是更多的。因此在本例中CVD法制备的石墨烯要优于化学溶液沉积法。拉曼光谱在碳材料制备研究中已经成为了不可缺少的表征技术,也为碳材料的制备方法、制备条件的优化提供大量有用数据。安东帕Cora5001便携式拉曼光谱仪希望在更多的科研研究中以及工业过程监控中发挥应用价值。References[1] S. A. Bhuyan, N. Uddin, M. Islam, F. A. Bipasha, S. S. Hossain Int. Nano. Lett. 2016, 6, 65 DOI: 10.1007/s40089-015-0176-1.[2] L. G. Cançado, A. Jorio, E. H. Martins Ferreira, F. Stavale, C. A. Achete, R. B. Capaz, M. V. O. Moutinho, A. Lombardo, T. S. Kulmala, A. C. Ferrari Nano Lett. 2011, 11, 3190 DOI: 10.1021/nl201432g.[3] A. C. Ferrari Solid State Commun. 2007, 143, 47 DOI: 10.1016/j.ssc.2007.03.052.[4] F. Tuinstra, J.L. Koening J. Chem. Phys. 1970, 53, 1126 DOI: 10.1063/1.1674108.[5] Y. Hao, Y. Wang, L. Wang, Z. Ni, Z. Wang, R. Wang, C. K. Koo, Z. Shen, J. T. L. Thong small 2010, 6, 195 DOI: 10.1002/smll.200901173.[6] A. Das, B. Chakraborty, A. K. Sood arXiv preprint 2007 ARXIV: 0710.4160.
  • 聊一聊电液伺服疲劳试验机的核心技术
    导读试验机行业是一个传统而又新型的行业。随着新材料的应用和新技术的发展,更高的质量要求带动市场对试验机提出更精确和更高性能的要求,从而获得更加真实、科学的试验数据,为技术发展夯实基础。力试科仪(LSI)专注力学试验仪器设备的研发、制造、销售和服务。其中,研发是试验机的核心和源头,高端试验机的研发,离不开与时俱进的核心技术。公司自创办以来,自主创新研发了多个主打高端产品,电子万能材料试验机、电液伺服疲劳试验机、多轴协调加载系统和各类专用试验机。这次,我们先来聊一聊电液伺服疲劳试验机的核心技术。力试电液伺服疲劳试验机可用于各类材料的力学性能测试,例如低周疲劳、高周疲劳、裂纹扩展、断裂韧性等常规力学测试,同时也可以集成高低温、湿度、腐蚀环境箱进行复杂环境的耦合试验。这么一个可广泛用于航空航天、汽车、船舰、军工、冶金、建材、科研院校、质量检测等领域的“全能”产品,它的核心技术可分为三点进行阐述(试验机机械结构设计、测量控制系统、软件)。一、试验机机械结构设计1) 加载系统的同轴度在试验中,不同轴的情况会导致试样在拉伸试验中产生弯曲,会对试样造成“提前破坏”,弹性模量也会产生较大的偏差。我们通过不断地迭代创新,设计了对中系统调节环,它用于高精度夹具,圆试样和扁平试样的高同轴度夹持,配套系统对中套件,可以非常直观地对试样夹持前后左右以及角度方向实现六自由度的精确调整。配合标准同轴度测量试样,应变采集系统和分析软件,可以极大地改善试验加载的同轴度。2) 伺服液压缸伺服液压缸是疲劳试验机的核心部件,可直接影响到试验的准确性、可重复性和效率。力试应用独创的先进密封技术,专业的高端加工工艺,经过大量的对比试验来选择制造材料,对精度的要求极高。每个伺服液压缸的零件无一不经过严格的质检,确保装配到每台试验机上的伺服液压缸达到力试的质量要求。先进的密封技术赋予伺服液压缸极低的摩擦力和超长的寿命,在100Hz的高频下保证具有满足高端试验的精度和可靠性,并且能够实现拉压过零试验的完美控制。3) 油源液压秉承安全、高效运行的原则,融入节能、环保的现代设计理念。HPS-HE系列油源为全新一代静音液压动力系统,为实验室内液压驱动设备高效提供动能的同时,让用户尽享安静、清洁的空间。大流量液压站采用多泵组并联设计,根据需要启用一组或者几组油泵,极大的节约了能源,并有效减少了占地空间。主要特点有:a. 具有“零压”启动、高\低压切换功能;b. 恒压变量系统,保证系统压力的同时,最大化节能;c. 全密闭式结构,良好的隔音、绝热、环保效果;d. 外部无任何泄漏,避免灰尘、油液混合成垢;e. 内部优化布局,介质温度保持均匀;f. 有效的通风设置,保证良好通风、通气效果;g. 液晶操控面板,易于参数设置、监控;h. 可进行远程、本机操控;i. 可供多台设备运行,且具有先开后关功能。二、测量控制系统1) 控制器控制器是试验机设备的核心部件,一方面它在上位机软件的指挥下实现对试验设备的动作控制;另一方面它实时采集试验过程中试样上产生的力、形变,以及其它可能发生的物理量变化,在系统内都能根据控制算法将采集到的物理量变化又反馈到控制上。控制器关键性能:a. 系统频率:控制器的系统频率作为控制系统的关键指标,它决定控制器的闭环控制能力,系统频率越高意味着可以执行反馈控制的能力越强,可以支持试验机设备的动作越快,控制精度也越高。b. 采样频率:指控制器在每个时间片有效的采样数,对于大多数控制器而言,采样频率与系统频率一致,运行速度越高的试验需要控制器的采样频率越高,才可保障在短时间试验过程中有足够的力、变形、位移等的采样数据。c. 试验频率:试验频率是指设备用于疲劳试验时,每秒可支持的循环次数,它由多方面的因素决定(包括设备可支持的最大移动速度、加速度以及过零点时的平稳切换能力等因素有关),控制器可支持的试验频率则是最重要环节。d. A/D分辨率:是指控制采集系统模数转换能力,常见的A/D芯片有24位、20位、16位等,不同的A/D芯片能力不同,可提供的分辨率存在差异。e. 曲线吻合度:控制能够按预定的轨迹函数执行,控制器的控制算法起到关键作用。f. 稳定性:对于疲劳试验或长时间蠕变、松弛等试验,很多试验时间以月为单位,系统的稳定性十分关键。2) 力值测量系统力值测量系统是试验机不可或缺的测量部分,几乎所有类型的静态和动态材料物理性能测试设备,都离不开对力值的测量。无论是拉伸、压缩、冲击、剪切、剥离、疲劳还是断裂力学试验,力值都是最重要的测量指标。常见的力传感器有应变式、压力式、压电式以及加速度计等类型。力值测量系统关键指标:a. 零点漂移:是指在传感器静置状态下,发生的力值变化,一般而言,变化范围越小,说明传感器越稳定或环境干扰越小,但静止不变时,也有可能是传感器系统的灵敏度不够或A/D分辨率高导致。b. 温度漂移:是指传感器在环境温度变化情况发生的力值偏移。c. 非线性度:在传感器的量程范围内,线性好坏常用非线性度指标,非线性度值越低,说明线性越好。d. 特殊的,疲劳试验机的测力传感器一直处于高频交变的工作状态,弹性体相关的迟滞性、蠕变特性等和普通的静态测力传感器有很大的区别,一般疲劳机的力传感器在这些方面的指标远优于常规的载荷传感器。3) 变形测量系统变形测量系统是试验机常用的测量部件,它一般用于测量试样标距内的变形、弯曲扰度、裂纹开口宽度变化、压缩高度变化以及冲击产生的变形等。a. 变形测量系统按照是否接触试样,可分为接触式引伸计和非接触引伸计。常用的接触式变形测量装置包括:电子引伸计、全自动引伸计、千分表、扰度计、电容感应式引伸计、电磁感应式引伸计等.常用的非接触式变形测量装置包括:视频引伸计、激光位移计、红外位移计等。非接触式引伸计具有对试样无损伤测量的特点,对于软材料、复杂环境、大变形测量方面有不可替代的优势。b. 变形测量系统按照温度适用范围又可分为;常温引伸计、低温引伸计和高温引伸计等。变形测量系统关键指标与力传感器的关键指标基本相似。c. 应变疲劳对引伸计有更高的要求,需要更高的分辨率和响应频率。特别是高温应变疲劳引伸计,具有很高的技术难度。4) 位移测量系统与力传感器测量系统和变形测量系统稍有不同,位移测量系统一般是伴随机器提供,它主要用以捕获设备横梁或作动器的移动变化,是设备实现精准移动控制的重要测量部件。位移计常见有用于间接测量的固定在电机轴上的旋转编码器和直接用于测量横梁或作动器运动的LVDT、光栅尺、拉线编码器、磁滞伸缩计等。电子万能试验机一般采用旋转编码器,实现横梁位移的间接测量,位移的分辨率是通过编码器的线数、丝杆螺距、减速比等参数间接计算获得;而液压机和大多数的疲劳试验机则多以直接测量为主,位移的分辨率直接体现在位移传感器上。无论是间接测量还是直接间接,由于受到试验机机架、力传感器连接部件和试样夹具等部分的柔度影响,往往作用到试样上的变形,不能简单等同于位移测量值,两者之间实质上存在较大偏差。三、DynamicExpert试验软件力试自主知识产权多用途动态测试软件DynamicExpert ,是款易上手却不失专业性的试验软件。它具有简单直观的方案编辑界面、灵活方便的曲线调整功能、可配置的实时循环数据运算功能、强大的数据存储功能、丰富的试验波形支持以及快捷的试样保护功能。a. 试验机试验应用技术:先进复合材料试验软件包,低周疲劳试验软件包、裂纹扩展试验包(恒载增K、降K、恒K )、断裂韧性试验包(KIC、CTOD、J1C试验、阻力曲线)、谱载试验软件包、弹性体试验软件包等;特别是裂纹扩展实时自动降K 、 弹性体动刚度、弹性刚度、阻尼刚度、损耗角、能量、阻尼系数的核心算法跟多个权威客户家进行了多次数据对比验证。b. 软件的高密度据数据存储技术:力试的疲劳试验软件实现了高达10^8寿命试验数据全部通道数据高密度数据存储、数据检索查询功能,并且正在申请自主知识产权。c. 实时数据处理技术:循环载荷峰谷值、动态模量、塑性应变、弹性应变、刚度、损耗角等实时数据高性能运算处理。d. 在软件的稳定性、可靠性、扩展性定制、软件的开放性、可升级性等方便;力试的软件经过了多家客户的耐久测试,在多个客户现场经历过3000小时以上,系统不重启、软件不卡、不出异常的考验。e. 软件控制方面:已经实现了相位自动调整、加载起点终点同步协调控制功能;试样保护模块有效了解决了夹持载荷过大的问题。 结语力试深知,试验机的核心技术便是企业的核心技术。我国试验机产业要想取得良性发展,必须注重技术创新,牢牢掌握核心关键技术。正如文章导读所说,新材料技术的应用和技术在不断发展,这也表明试验机行业绝不能停滞不前。力试重视技术人才的引进和培养,提高企业专利意识,加强与高校、企业的交流合作。近两年的基础研发投入(R&D)为7.87%、10.95%,比肩发达国家的企业基础研发投入,取得多项成就,在国产试验机行业中大放光彩。我们会继续秉承自主创新精神,加强交流合作、开拓视野,在关键领域、卡脖子的地方下大功夫,集合精锐力量取得更大的突破。本文作者:力试科仪
  • 可调谐红外双波段光电探测器,助力多光谱探测发展
    红外双波段光电探测器是重要的多光谱探测器件,特别是近红外/短波红外区域,相较于可见光有更强的穿透能力,相较于中波红外可以以较低的损耗识别冷背景的物体,因此广泛应用于民用和军事领域。当前红外双波段探测器主要面临光谱不可调谐,器件结构复杂而不易与读出集成电路相结合的挑战。据麦姆斯咨询报道,近日,合肥工业大学先进半导体器件与光电集成团队在光电子器件领域取得重要进展,研究团队研发了一种光谱可调谐的近红外/短波红外双波段探测器,相关研究成果以“Bias-Selectable Si Nanowires/PbS Nanocrystalline Film n–n Heterojunction for NIR/SWIR Dual-Band Photodetection”为题,发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 2023: 2214996.)。第一作者为许晨镐,通讯作者为罗林保教授,主要从事新型高性能半导体光电子器件及相关光电集成技术方面的研究工作。该研究使用溶液法制备了硅纳米线/硫化铅异质结光电探测器(如图1(a)),工艺简单,成功将硅基探测器的光谱响应拓宽到2000 nm。基于有限元分析法的COMSOL软件分析表明,一方面,有序的硅纳米线阵列具有较大的器件面积,提升了载流子的输运能力,且纳米线阵列具有较好的周期性,入射光可以在纳米线结构之间连续反射,产生典型的陷光效应。另一方面,小尺寸的纳米线阵列可以看作是微型谐振器,可以形成HE₁ₘ谐振模式,增强特定入射光的光吸收。通过调制外加偏压的极性,器件可以实现近红外/短波红外双波段探测、近红外单波段探测、短波红外单波段探测三种探测模式的切换。器件还具有较高的灵敏度,在2000 nm光照下的探测率高达2.4 × 10¹⁰ Jones,高于多数短波红外探测器。图1 双波段红外探测器结构图及相关仿真和实验结果图2 偏压可调的近红外/短波红外双波段探测及探测率随光强的变化曲线此外,该研究还搭建了单像素光电成像系统(如图3(a)),在2000 nm光照下,当施加-0.15 V和0.15 V偏压时,该器件能对一个简单的英文字母实现成像。但是不施加偏压时,缺无法清晰成像。这表明只需要对器件施加一个小的偏置电压时,就可以将成像系统的工作区域从近红外调整到短波红外,具有较高的灵活性。图3 光电成像系统及成像结果这项研究得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。
  • 长春光机所等研制出高灵敏度垂直结构光电探测器
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光子实验室的于伟利与罗切斯特大学郭春雷研究团队合作,针对基于钙钛矿多晶薄膜的光电探测器性能易受晶界和晶粒缺陷的影响问题,采用空间限域反温度结晶方法,合成了具有极低表面缺陷密度的MAPbBr3薄单晶,并将该高质量的薄单晶与高载流子迁移率的单层石墨烯结合,制备出了高效的垂直结构光电探测器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近几十年来,光电探测器受到学术界和工业界的广泛关注,并被广泛应用到光通信、环境监测、生物检测、图像传感、空间探测等领域。甲基铵卤化铅钙钛矿(CH3NH3PbX3, X=Cl,Br,I)是近年来兴起的一种钙钛矿材料,因其具有直接带隙、宽光谱响应、高吸收系数、高载流子迁移率、长载流子扩散系数等优点,逐渐成为制备光电探测器的前沿热点材料。目前,基于钙钛矿多晶薄膜的光电探测器性能距预期仍有一定距离,一个主要原因在于载流子在界面的传输易受晶界和晶粒缺陷的影响。许多研究组尝试将钙钛矿多晶薄膜与高迁移率二维材料相结合来提高器件的性能,并取得了一定的效果,但钙钛矿多晶晶界带来的负面影响尚未解决。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该研究团队利用空间限域反温度结晶方法生长出的MAPbBr3薄单晶具有亚纳米表面粗糙度且没有明显的晶粒界畴,可以结合高质量钙钛矿单晶合成技术和单层石墨烯转移技术制备高性能的垂直结构光探测器。所制备的垂直结构光电探测器在室温下具有较高的光电探测率(~& nbsp 2.02× 1013& nbsp Jones);在532 nm激光照射下,与纯钙钛矿MAPbBr3单晶薄膜的光电探测器相比,钙钛矿-石墨烯复合垂直结构光电探测器的光电性能(光响应度、光探测率和光电导增益)提高了近一个数量级。载流子超快动力学研究证明,该器件性能的提高主要归因于高质量钙钛矿单晶的钙钛矿载流子寿命增长和石墨烯对自由电荷的有效提取及传输。相关结果已发表在Small(DOI: 10.1002/smll.202000733)上。& nbsp   & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该研究将钙钛矿单晶材料和二维材料石墨烯有效结合在一起,利用二者在载流子产生、输运方面的协同优势,实现了器件性能的提升,展现了器件结构及能带设计对器件性能的调控能力,为制备高性能钙钛矿光电探测器提供了新思路。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/48f51961-fad3-4042-8faa-7cbd8255f9d8.jpg" title=" 高灵敏度钙钛矿单晶-石墨烯复合垂直结构光电探测器.jpg" alt=" 高灵敏度钙钛矿单晶-石墨烯复合垂直结构光电探测器.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 高灵敏度钙钛矿单晶-石墨烯复合垂直结构光电探测器 /strong /p p br/ /p
  • 新型二维铁电材料铁电畴结构的调控研究获进展
    铁电材料因具有稳定的自发极化,且在外加电场下具有可切换的极化特性,在非易失性存储器、传感器、场效应晶体管以及光学器件等方面具有广阔的应用前景。与传统的三维铁电材料不同,二维范德华层状铁电材料表面没有悬空键,这可降低表面能,有助于实现更小的器件尺寸。此外,传统三维铁电薄膜的外延生长需要合适的具有小的晶格失配的基材,而在二维层状材料中,许多具有不同结构特性的层可以被堆叠并用于铁电异质结构器件,不受基底的限制,从而提供了广泛的铁电特性可调性。某些二维层状材料已在实验或理论上被报道为铁电材料,包括薄层SnTe、In2Se3、CuInP2S6、1T单层MoS2、双层或三层WTe2、铋氧氯化物和化学功能化的二维材料等。然而,目前对二维材料铁电畴结构的调控及铁电-反铁电相变等方面缺乏系统性研究,在范德华层状材料中实现连续的铁电域可调性和铁电-反铁电相转变仍是挑战。   近日,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员康黎星团队与中国人民大学教授季威团队、南方科技大学副教授林君浩团队、松山湖材料实验室副研究员韩梦娇合作,在新型二维铁电材料铁电畴结构的调控方面取得进展。该团队发现了一种具有室温本征面内铁电极化的新型二维材料Bi2TeO5,并观测到由插层铁电畴壁诱导的铁电畴大小、形状调控机制以及由此产生的铁电相到反铁电相的转变。科研人员采用CVD法合成新型的超薄室温二维铁电材料Bi2TeO5,通过压电力显微测(PFM)证实该材料存在面内的铁电畴结构,结合电子衍射及原子尺度的能谱分析和第一性原理计算结果对其结构进行解析,结合像差校正透射电镜对亚埃尺度的离子位移进行分析(图1)。对Bi2TeO5中畴结构的进一步研究发现,样品中存在大量的条状畴结构。原子尺度结构分析和计算结果表明,由于Bi/Te插层的存在,有效降低了畴壁的应变能,从而使得180°畴壁的条状畴能够稳定(图2)。研究表明,通过调控前驱体中Bi2O3和Te的比例可以有效实现180°铁电畴宽度的调控及实现铁电-反铁电相的反转(图3、图4)。此外,Bi/Te插层的引入除了能够改变铁电畴的大小,同时可以对畴壁的方向进行调控(图5)。   本研究对Bi2TeO5室温面内铁电性的报道丰富了本征二维铁电材料体系。原子插层作为新的调控单元对铁电畴大小及方向的调控,以及由此产生的铁电-反铁电相变,为二维铁电材料畴结构及相结构的调控提供了新思路,并为在未来纳米器件领域的应用奠定了新的材料基础。相关研究成果以Continuously tunable ferroelectric domain width down to the single-atomic limit in bismuth tellurite为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。图1.二维层状铁电材料Bi2TeO5的CVD生长及结构表征。a、二维层状Bi2TeO5的光镜图;b-c、样品的表面形貌及对应的面内PFM图像;d-f、不同方向Bi2TeO5的结构模型以及铁电极化的产生;g-I、Bi2TeO5的原子尺度结构表征及对应的极化分布。图2.Bi/Te插层诱导的180°铁电畴的形成。a、Bi2TeO5中典型条状180°铁电畴的面内PFM;b、180°铁电畴壁的原子尺度HAADF-STEM图;c-e、180°铁电畴壁处铁电离子位移(DBi)及晶格畸变(晶格转角θ)的原子尺度分析;f、弛豫后180°铁电畴的结构模型。图3.插层对畴宽度的调控及铁电相到反铁电相的转变。a-d、具有不同周期的180°畴HAADF-STEM图像;e-h、分别为对应图a-d中的离子位移分布。图4.插层诱导的反铁电相。a、具有反铁电性样品的PFM;b-d、反铁电样品中的原子尺度极化分布及晶格畸变分析;e、弛豫后的反铁电相结构模型。图5.畴壁台阶的形成及插层对畴壁取向的影响。a-b、样品中扇形铁电畴的面内PFM图像;c、扇形铁电畴边缘处大量台阶形成的倾斜畴壁面;d-e、畴壁台阶的原子尺度HAADF-STEM图像及对应的离子位移分析;f、弛豫后的畴壁台阶结构模型;g、Te和O浓度对畴壁台阶形成焓的影响。
  • 三德科技签约中电普安煤自动制存传输装置项目
    日前,三德科技与中国电力国际发展有限公司下属子公司中电(普安) 发电有限责任公司(以下简称“中电普安”)正式签约,成为该公司2×660MW新建工程煤自动制存传输装置项目(以下简称“项目”)供应商。中电普安效果图(图片来源自网络)中电普安新建工程是贵州省“十二五”重点项目,为煤电联营,规划建设4×660MW超临界燃煤机组,一期工程建设2×660MW超临界燃煤发电机组,旨在满足贵州省经济社会发展用电需要,提高供电保障能力。鉴于中电普安为新建项目,为深入了解客户对燃料管理的需求、同时也让客户熟悉燃料智能化管控的最新技术和产品,三德科技早在2015年即主动对接并在其后的一年多时间内跟业主方、设计院开展多次技术交流,踏勘现场,根据客户需求设计并修改完善技术方案。在此期间,三德科技的专业能力和服务态度得以充分体现,并最终在今年3月的招标中成功胜出。据悉,该项目建设内容主要包括主要包括全自动制样机、智能存查样柜、气动传输装置、在线全水分测试仪、原煤样合样归批装置、样桶转运小车及与暂存装置和采样机分矿封装设备连接装置、汽车采样自动分矿集样封装设备。项目建成后,将为中电普安的燃料智能化管控提供坚实的、必不可少的硬件基础。三德科技已成功研制完整的燃料智能化管控整体解决方案(优势® 系列)并完成全国市场的战略性布局,实现了地域、集团和煤种的全覆盖。得益于伞旋® 破碎、风透® 干燥、自沉集™ 自动制粉等专利技术的研发与应用、以及模块化的系统设计理念,“有序交付、顺利实施、无人值守、正常运行”成为三德科技优势® 系列产品的核心竞争力,获得了积极的市场反响。建设中的中电普安(图片来源自网络)
  • 石墨烯 “新材料之 王”竟成为神经电生理研究新选择,为什么它拥有无限潜力?
    “新材料之 王”是什么? 石墨是的一种同素异形体,质软,黑灰色,有油腻感。高定向热解石墨(highly oriented pyrolytic graphite)是指热解石墨,经高温处理使性能接近单晶石墨的一种新型石墨,简称HOPG。在2004年来自英国曼彻斯特大学的科学家们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,把石墨片一分为二,不断重复操作,于是薄片越来越薄,最 后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。(▲三层碳原子构成的石墨结构分子示意图)在分离出单层石墨烯之前,大多数物理学家认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以,石墨烯的发现立即震撼了凝聚体物理学界。但是实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是一层甚至几层石墨烯。(▲由石墨烯构成的铅笔芯,图片取自央广网科普|习主席访英为何青睐&ldquo 奇迹材料&rdquo 石墨烯?2015-10-23) 石墨烯结构特点碳原子有4个价电子,石墨烯内部碳原子的3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成&pi 键,新形成的&pi 键呈半填满状态。形成的石墨烯为复式六角形晶格,每个元胞中有两个碳原子,每个原子与最近邻的 3个原子间形成3个&sigma 键,剩余的一个p电子垂直于石墨烯平面,与周围原子形成&pi 键。(▲石墨烯结构示意图,石墨烯的蜂窝状晶格包括两层互相透入的三角形晶格,每个子晶格A的格点都位于其他子晶格B确定的三角形中央,共同形成石墨烯的蜂窝状晶格)(▲石墨烯结构的波失空间,石墨烯的晶体结构与倒格子,所谓倒格子是与晶格空间相对应傅里叶变换出来的波矢空间,或称动量空间)(▲石墨烯能带结构图)我们可以看出在 K 和 K&rsquo 点附近,费米面附近的电子能量E与波矢 k成线性的关系,E= F|hk|v , 其中k为准粒子动量,Vf =106 m/s,为费米速度。色散关系是近似线性的,这等效于动量与能量的关系为线性,这也就表明电子的速度为常量,并不受动量与动能的影响。在这种情况下,薛定谔方程来描述粒子的运动已经无效了,我们需要运用引入了相对论效应的狄拉克方程来描述。关于石墨烯非常高的电子迁移率的原因也是由于狄拉克点的存在,由于量子隧穿效应的影响,电子有概率穿过高于自身能量的势场。石墨烯的优势有什么?由于存在这样的特殊结构,石墨烯具备了超高的载流子迁移性,也就具备了良好的导电性和极高的信噪比以及时间分辨率。所有性能都基于结构,所以,石墨烯同样还具备轻盈,高导热性,做同样的功所消耗电力少,化学反应性强,强度高,比表面积大,高弹性高硬度等特点,发热少等优点。这么多优点又如此应用广泛,难怪石墨烯被称为&ldquo 黑金&rdquo ,是&ldquo 新材料之 王&rdquo !2004年被发现,发现者2010年就获得了诺贝尔物理学奖,连我们的习大大都去参观了曼彻斯特大学的石墨烯研究所呢!在笔者看来最重要的一个特点是,单层的石墨烯近乎透明,对于应用场景的限制大大减少了。石墨烯如何制备?石墨烯之父采用的是机械剥离法,这个方法较为简便,将天然石墨块放在干净的二氧化硅SiO2上,上方用透明胶带反复剥离,从而得到石墨薄片。根据菲涅尔定律,在外部光源照射下,石墨烯与SiO2基底之间会因反射光强不同呈现光学反差,并且这种光学反差随着石墨样品厚度增加有着明显改变,借此办法来确定石墨烯是否为单层或多层。这个方法虽然简便,但不适合大规模生产。除此之外还有氧化还原法, 取向附生法, 碳化硅外延法, 赫默法以及化学气相沉积法(CVD)。CVD法简单说来就是用含碳有机气体为原料进行气相沉积制得石墨烯薄膜的方法,这也是目前科研机构制备石墨烯常用的方法。(▲化学气相沉积法CVD示意图)例如以铜Cu或镍Ni为基底,高温加热,并辅以甲烷作为碳源补充,使甲烷中的碳原子脱去氢,在基底上形成石墨烯。不同材质的基底对于碳原子溶解性不同,所以会产生&ldquo 石墨烯岛&rdquo 或&ldquo 石墨烯膜&rdquo ,通过控制气压高低可以获得单层石墨烯或多层石墨烯。 石墨烯的应用极高的信噪比和时间分辨率让石墨烯在生物电信号采集时具有极大的优势。目前的生物电传感器主要集中在膜片钳和微电极阵列,前者具备较高的空间分辨率,信噪比较好,但对生物体有损伤;后者没有损伤且可长时间记录生物体膜外信号,但是信噪比和空间分辨率相对较低。场效应晶体管是一种很好的代替微电极阵列的记录工具,利用场效应晶体管可以很好的记录小鼠大脑皮层或者海马区的神经电生理信号,也可以将其刺穿细胞膜来记录膜内电势差。这种技术信噪比较高,集成度也不错。石墨烯场效应晶体管和传统的场效应晶体管类似,但需要在石墨烯的表面做相应的修饰,使其能特异性识别某种分子或物质这样就既可以提高生物相容性和灵敏度,又能把石墨烯载流子迁移率高和载流子浓度高的特点发挥得淋漓尽致。上图为60通道石墨烯微电极阵列示意图,PI:1-&mu m-thick light-sensitive polyimide,即1微米厚光敏聚酰亚胺1,以此装置记录大鼠胚胎分离的神经细胞电生理活动。上图为石墨烯晶体管进行细胞电信号记录示意图,在柔性聚酰亚胺基底和透明基底(蓝宝石,玻璃,SiO2 /Si) 上制备了石墨烯液栅晶体管器件如上图所示,并用其记录小鼠初级海马神经元的神经信号2,因石墨烯材料透明的特点,同时结合倒置光学显微镜,观察细胞的光学特征。上图是石墨烯晶体管上培养的神经元细胞图,培养21天后的神经元进行免疫荧光染色2,DAPI(红色)和anti-Synapsin(绿色)染色,分别胞体和突触囊泡)机械剥离的石墨烯对心肌细胞电生理信号的记录3,A:在不同water gate potentias下记录的数据。蓝色、绿色和红色分别代表在 +0.05、+0.10 和 +0.15 V 下所记录。相应的灵敏度分别为 2020、398 和 2290 &mu S/V。B:所选栅极电位的代表性扩展峰值。蓝色类似于在石墨烯 FET 的 p 型器件极性处记录的结果,红色峰代表在n型器件极性处记录的结果,绿色峰代表在Gra-FET的狄拉克点附近记录的结果。上图为16通道石墨烯晶体管阵列记录HL-1细胞电生理信号4, 比例尺为100 &mu m。一个石墨烯场效应晶体管阵列中8个晶体管在数十秒(h)和数百秒(i)内同时记录电流的情况。图:细胞相容性测试,37摄氏度下,不同浓度纯石墨烯(上)和氧化石墨烯(下)处理Vero细胞后的存活率情况5。 石墨烯最 新应用研究近日,来自曼彻斯特大学的纳米医学实验室的研究者们利用利用石墨烯近乎透明的特点,监测脑缺血小鼠大脑皮层的电信号,并同时监测皮层血流灌注量变化情况,因为石墨烯近乎透明的性质,在激光成像下不会产生激光伪影(如下图所示)。(▲利用石墨烯透明的特点,监测脑缺血小鼠大脑皮层的电信号,并同时监测皮层血流灌注量变化情况,由RWD RFLSI Ⅲ激光散斑血流成像系统采集)总结石墨烯具备了许多神经电极活性材料的特性,如良好的相容性、化学稳定性、柔韧性、光学透明性和高导电性等,为更精 准的神经电生理研究提供了新的选择。识别下方二维码快来免费申请试用吧* 敬请期待下期内容,脑卒模型下的神经电生理相关特点。【参考文献】1:Du X, Wu L, Cheng J, Huang S, Cai Q, Jin Q, Zhao J. Graphene microelectrode arrays for neural activity detection. J Biol Phys. 2015 Sep 41(4):339-47.2. Veliev F, Han Z, Kalita D, Brianç on-Marjollet A, Bouchiat V, Delacour C. Recording Spikes Activity in Cultured Hippocampal Neurons Using Flexible or Transparent Graphene Transistors. Front Neurosci. 2017 11:466.3. Cohen-Karni T, Qing Q, Li Q, Fang Y, Lieber CM. Graphene and nanowire transistors for cellular interfaces and electrical recording. Nano Lett. 2010 Mar 10 10(3):1098-102.4. Hess LH, Jansen M, Maybeck V, Hauf MV, Seifert M, Stutzmann M, Sharp ID, Offenhä usser A, Garrido JA. Graphene transistor arrays for recording action potentials from electrogenic cells. Adv Mater. 2011 Nov 16 23(43):5045-9, 4968. 5. Sasidharan A, Panchakarla LS, Chandran P, Menon D, Nair S, Rao CN, Koyakutty M. Differential nano-bio interactions and toxicity effects of pristine versus functionalized graphene. Nanoscale. 2011 Jun 3(6):2461-4.
  • 实战宝典第二弹之《2020版 气相色谱实战宝典》正式发布!
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 仪器信息网自2019年起组织业内专家、论坛版主、资深用户及我要测网专业编辑,以仪器信息网海量精华内容为基础,以解决用户实际问题为初衷,将实验室中最常见的问题、解决方法和行业资深用户处理问题的切身经验整理成册—— strong 《实战宝典》 /strong ,让用户随时可以根据遇到的问题找到解决问题的思路。《实战宝典》旨在提升行业用户的仪器应用能力、加快个人职业成长,缓解行业实操型人才匮乏的现状,助力用户实现“宝典在手、仪器无忧”! /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 《2020版气相色谱实战宝典》 /strong 有幸邀请到了 strong 行业资深专家杜振霞老师 /strong 作为本册宝典的特邀顾问,《气相色谱百问精编》的主编徐明全、编委张艳丽联合组建了一支理论与实践经验丰富的编委团队,共收录了气相色谱使用过程中最常见、用户关注度最高的精选问题及专业解答,希望对您的实际工作起到参考作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/2f6382d5-6cb6-4606-95ae-f08974763ca4.jpg" title=" image001.png" alt=" image001.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 6月16日,作为2020版《实战宝典》系列的第二册,《2020版气相色谱实战宝典》在编委会的高效工作下,终于和大家见面啦!目前北京北分瑞利分析仪器(集团)公司、赛默飞世尔科技(中国)有限公司已经加入到《2020版气相色谱实战宝典》内容的创作中。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(255, 255, 255) " strong span style=" background-color: rgb(0, 112, 192) " 《2020版气相色谱实战宝典》部分精彩预告: /span /strong /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(255, 255, 255) " strong span style=" background-color: rgb(0, 112, 192) " br/ /span /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/fc956ccb-5074-4965-9298-9af03a18fbf6.jpg" title=" image002.png" alt=" image002.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 下面奉上热气腾腾的申领攻略,助大家一臂之力,预祝大家满载而归! /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 特别提醒:《气相色谱实战宝典》是在仪器信息网APP上申领,还没有安装仪器信息网APP的小伙伴需先安装APP哦~ /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/885cba88-1200-4083-9ed5-53b2c04525d8.jpg" title=" image003.jpg" alt=" image003.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 扫码领取《2020版 气相色谱实战宝典》 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 本版电子资料限量前1000名免积分下载,名额满后需使用2000积分在积分商城兑换,数量有限,先到先得。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 如何申领《2020版 气相色谱实战宝典》: /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1、识别上图二维码; /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2、按照提示“点击右上角→在菜单中点击【在浏览器中打开】”,此时: /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " (1)已下载仪器信息网APP的用户,直接点击“确定”进入下一界面填写信息、提后即可; /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " (2)没有仪器信息网APP的用户,点击“取消”→“下载APP”后再进行填写信息、提交即可。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 3、提交后,官方在10个工作日之内审核,审核通过后即申领成功。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 最后问题来了,审核通过后在哪里查看宝典呢? /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 审核通知在仪器信息网APP的“消息”中查看,且《气相色谱实战宝典》在仪器信息网APP中“我的”→“我的资料”→“我缓存的资料”中查看。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/a0f82b92-f2c2-4171-a677-32a86471ddf8.jpg" title=" image004.jpg" alt=" image004.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 好啦,申领步骤就是这么简单。如有问题或对宝典有何建议均可加(instrument-szbd)微信咨询反馈。 /p p style=" text-align: right text-indent: 2em line-height: 1.75em " (文字供稿:李亚辉) /p
  • 昊量光电参加第七届全国近红外光谱学术会议和ANS2018
    昊量光电参加第七届全国近红外光谱学术会议和ANS2018昊量光电参加第七届全国近红外光谱学术会议和ANS20182018年6月22~24日,昊量光电携insion近红外光谱仪参加在云南昆明举办的第七届全国近红外光谱学术会议和同期举办的第6届亚洲近红外会议(ANS2018)。本次会议由中国仪器仪表学会近红外光谱分会组织,主要面向国内外从事近红外光谱研究,应用的专家,学者,以及仪器专家,厂商,一起就近红外光谱技术做深入交流。 昊量光电作为长期赞助商,携insion 近红外微型光谱模块亮相。 会议现场吸引力国内外400多人参加,国际近红外光谱学会主席Tom Fearn以及来自国内的近红外专家依次做了专业报告,并且颁发了陆婉珍近红外光谱贡献奖,科技奖和青年奖。同期的展会现场,昊量光电展台吸引力不少国内外学者,专家的青睐,insion微型近红外光谱仪自从2014年进入中国市场以来,以其优秀的台间差,稳定性,抗震性等优点,在农业,化工,食品检测,医疗POCT等应用广泛。 刘燕德老师携华东交通大学光电学院老师莅临昊量光电展台做技术交流,肯定了insion微型光谱模块在设备集成中的优势和应用。 此次会议,昊量光电和多个近红外团队达成合作意向,分别与粮油,水果,饲料,化工行业的应用专家做了技术沟通和产品构想。针对老客户使用产品情况,我们做了回访和体验满意度调查,为今后国内近红外光谱市场的壮大贡献一份力量。
  • 创新非线性分子光谱成像技术,助力生命科学前沿探索——访北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、振电(苏州)医疗科技有限公司CEO王璞
    1931年,恩斯特鲁斯卡研制的电子显微镜使生物学发生了一场革命,也为人类打开了通往微观世界的大门。现如今成像技术不断迭代更新,新型显微技术层出不穷。在第十六届科学仪器发展年会上,创新型企业——振电(苏州)医疗科技有限公司(以下简称“振电医疗”)为大家带来相干拉曼散射技术和中红外光热成像技术,那么这两种技术相较于其他同类方案的优势是什么?未来又将应用到哪里?带着这些问题仪器信息网采访到了北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、振电医疗CEO——王璞,王博士不仅详细回答了上述问题,同时还对国产科学仪器行业的发展提出了自己的见解。王璞:博士,现任北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、生物医学高精尖中心研究员,博士生导师,入选第十四批国家海外青年人才项目。本科毕业于复旦大学物理系,2009-2014年博士就读于普渡大学生物医学工程学院,师从于非线性成像专家程继新教授。博士期间主要工作是生物光子学医疗器械的开发以及非线性显微镜的开发与应用。已发表SCI论文20余篇,专利5项。以第一或通讯作者在Nature Photonics,Science Advances,Light:Science & Applications, Nano letters等领域内一流期刊均有发表。曾主持开展多项美国小企业创新奖励基金(SBIR/STTR award),并代领团队完成多项科研转化工作。其中包括相干拉曼显微镜的产业化,光声成像在乳腺以及心血管的器械转化等等。目前王璞教授主要研究工作为非线性拉曼显微镜的开发以及在先进材料、单细胞代谢的表征方案,以及光致超声器件在生物医学中的应用。同时担任振电(苏州)医疗科技有限公司CEO,致力于开发推广最先进的分子光谱成像技术。放大拉曼信号,专注生命科学领域虽然自发拉曼散射显微成像是拉曼光谱在显微成像领域的应用形式,但由于自发拉曼显微成像数据的采集时间长达几十分钟甚至是几个小时,因此在某种程度上限制了其进一步的应用推广。而相干拉曼散射(CRS)技术利用共振放大了需要检测的拉曼信号,从而将传统拉曼信号提高了104到106倍,大大提高了拉曼光谱的采集速度,使其更适合从事生命科学研究。相干拉曼散射技术理论上需要同时输入两束光,除了泵浦光外,还需要与斯托克斯光同频率的入射光来产生共振,此时泵浦光能量往往会因为受激拉曼散射效应而减弱,而斯托克斯光能量则会被放大,这两种现象又分别被称为受激拉曼损耗(stimulated Raman loss, SRL)和受激拉曼增益(stimulated Raman gain, SRG),二者都属于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)范畴,此外还会产生一个新频率信号称为相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scattering, CARS)。因此,相干拉曼具有两种形式,SRS和CARS。通过上述方法将拉曼信号放大,在极大提升了图像信噪比和成像分辨率的同时,突破了传统荧光成像需要对样品进行染色处理或荧光蛋白标记的局限,做到了无标记成像。相干拉曼散射技术发展到今天经历了20年的更迭。据王璞介绍:“目前我们的相干拉曼散射技术在生命科学领域主要的应用方向是单细胞空间代谢组学以及单细胞空间蛋白组学这两个重要方向。”而之所以将生命科学领域作为相干拉曼显微镜的主要应用领域,原因是生命科学领域对于无标记高速度的成像需求更强烈。“在生命科学领域里,需求主要来自空间代谢组学和空间蛋白组学这2个细分。在空间代谢组学中的应用主要是用在肿瘤代谢、干细胞代谢、发育生物学等领域,同时我们最近主推的方向还有合成生物学,这都是用来满足测量细胞代谢的需求。在空间蛋白组学领域中,将相干拉曼散射技术与我们新开发的一种拉曼染料进行配合使用,从而实现对蛋白质超多重的免疫测量,所以这也吸引了很多免疫方向的客户来咨询我们的设备并开始试用。”王璞说。除此之外,振电医疗为更好的发展临床市场,研发了三种产品,预计明年拿到注册证后将会正式用于临床。UltraView多模态科研成像平台(包括相干拉曼散射成像模式)中红外光热成像——探索微观世界分子分布新工具中红外光热成像是振电医疗除相干拉曼散射技术外主推的另一种技术。由于样品的异质性,红外显微光谱很难准确测量生物样品中的吸收,其中光散射的波长依赖性也可能导致显著的基线伪影;其次,由于激发波长缺乏高数值孔径(NA)物镜,红外成像提供低空间分辨率,指纹区域为4~7μm,该分辨率远远不足以进行细胞内成像;此外,在透射模式下进行的红外成像没有深度分辨能力;最后,红外区域的强水吸收阻碍了其在水环境中生命系统的功能分析中的应用。以上这些劣势阻碍了红外显微光谱在体内成像和诊断中的应用。而中红外光热成像技术却可以很好地通过中红外光的振动激发和(利用热透镜效应)可见光探测吸收克服这些限制。虽然中红外光热成像技术相对较新,自程继新先生于2015年研发开始,只经过了四到五年的技术更迭,但该技术已经逐步趋于成熟。王璞表示:“这个技术比传统中红外显微成像设备的灵敏度提高了两个量级,分辨率提高了一个量级。这帮助我们在生命科学中首次实现单细胞红外显微成像。对于化学材料、农业、林业等其他相关领域,我们的技术优势在于可以形成高分辨、高速度激光扫描式显微成像。对从事精细化学、高分子、农业育种的应用者来说,这是一个特别好的探测微观世界分子分布的新工具。”中红外光热显微镜的应用场景主要是化、环、材、农、林这几个方面,王璞认为:“在这些细分领域中,我们做得最好的是微颗粒分析,包括高分子里的分析、军工里的火药分析和微塑料分析等。未来将主推工业应用方面,包括代谢工程和半导体应用场景。我们认为这些领域很有发展前景,并且这种高端的设备还是能够在应用市场中找到一席之地的。”王璞解释道。解决国产科学仪器行业痛点,供应链、人才、融资环境必不可少虽然国产科学仪器在近五年开始备受重视,但由于科学仪器行业是一个需要打磨的行业,面对已经有100年做科学仪器经验的海外市场,王璞认为当前国产仪器自主创新还存在着三个痛点:供应链、人才和融资环境。“首先,第一个问题,这些所谓国产创新的科学仪器核心零部件很多时候还需要海外供应链,如何打造自己的供应链是一个需要解决的核心问题;第二,是人才问题,科研仪器的开发及应用人才十分缺乏,况且仪器行业又是一个非常交叉的行当,所以不可能从一个系里找到一个非常合适的人才,培养人才耗时耗力,如何把人才留住又是一个问题,所以科学仪器产业发展需要国家在教育政策、人才政策等方面予以支持;第三个是资金量问题,科学仪器行业不是金融和投资的热点,投资科学仪器的投资机构数量不多,能够看懂科学仪器,尤其是创新型科研仪器的投资人也不多,因此打造一个良好的融资环境十分重要。”振电医疗立足于苏州,从事非线性分子振动光谱以及分子光谱的高端科研仪器研究。王璞介绍:“振电医疗的主要专利来自于我的博士生导师程继新先生,我们把程老师实验室里的相干拉曼显微镜、中红外光热成像显微镜,以及后续开发的瞬态吸收显微镜这三个非线性分子光谱成像系统产业化,后续也将在工业、医疗等方面进行应用。”
  • Advanced Materials:高压制备首个兼具大电极化和强磁电耦合的单相多铁性材料
    磁电多铁性材料是指同时具有磁有序与电化有序的一类多功能材料,利用两种有序的共存和相互耦合,可以实现磁场调控电化或者电场改变磁性质。多铁性材料作为具有重要应用前景的自旋电子学材料体系获得了广泛研究,有望用于实现下一代信息存储器、可调微波信号处理器、超灵敏磁电传感器等领域。而实际应用要求材料同时具备大的电化强度以及强的磁电耦合效应,且这种兼容性在以往的单相多铁材料中很难存在。因此,寻找兼具这两种优异性能的单相多铁性材料是十分迫切但又具挑战的科学问题。 近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理实验室龙有文研究员(Quantum Design公司用户)团队,利用特的高温高压技术,次成功制备了具有A位有序钙钛矿结构的BiMn3Cr4O12体系,并罕见地发现该单相材料同时具备大电化强度以及强磁电耦合效应。 图1 BiMn3Cr4O12的一系列磁电测试结果(a)磁化率及其居里-外斯定律拟合;(b)比热与介电常数;(c)热释电与电化强度;(d)磁化曲线;(e)低温热释电;(f)低温电化强度 通过磁化率、磁化强度、比热、介电常数、电化强度、电滞回线、高分辨电镜、同步辐射X光衍射与吸收谱、中子衍射等一系列综合结构表征与物性测试,龙有文团队发现,随着温度降低,BiMn3Cr4O12在135 K经历了一个铁电相变,在该铁电相变温度以下可观察到显著的电滞回线,并导致大电化强度的出现。 图2 BiMn3Cr4O12不同温度下的电滞回线,展示了大电化强度 当温度降低到125 K时,BiMn3Cr4O12经历了一个反铁磁相变,中子衍射证明该反铁磁转变源于B位Cr3+离子的G-型长程反铁磁有序,而A' 位的Mn3+离子仍未形成磁有序。在125 K以下,长程磁有序与铁电化共存,但该反铁磁序不能诱导电化相变,因此材料进入到具有大电化强度的类多铁相(电化强度可能会比较大,但磁电耦合很小)。 图3 磁场对BiMn3Cr4O12电化的调控,展示了强的磁电耦合效应 当温度继续降低至48 K时,A' 位的Mn3+离子也实现G-型长程反铁磁有序,并且A' 位Mn3+离子与B位Cr3+离子一起组成的自旋有序结构导致化磁点群的形成,可以打破空间反演对称性。因此,48K时的反铁磁相变诱导另一个铁电相变,伴随强的磁电耦合效应的出现,此时材料同时呈现二类多铁相(材料具有较强的磁电耦合,但电化强度往往很弱)。由此可见,低温下BiMn3Cr4O12既包含类多铁相又包含二类多铁相,从而大的电化强度与强的磁电耦合效应在这一单相多铁材料中同时实现,突破了以往这两种效应在单相材料中难以兼容的瓶颈,大大推进多铁性材料的潜在应用。 相关研究结果于近期发表在Adv. Mater. 29, 1703435(2017), 并被该期刊选为Inside Cover。该工作获得了国内外同行的广泛合作,同时获得了科技部、自然科学基金委、中国科学院等项目的支持。 文章来源:(中国科学院物理研究所 | 北京凝聚态物理实验室,终解释权归中国科学院物理研究所 | 北京凝聚态物理实验室官网所有) 相关产品:SuperME 多铁材料磁电测量系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C148929.htm TEGeta 多功能热电材料测量系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C277658.htm完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htmMPMS3-新一代磁学测量系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17089.htm多功能振动样品磁强计 VersaLab 系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C19330.htm
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