微区光谱分析

仪器信息网讯 2013年10月31日&mdash 11月2日，&ldquo 第二十届全国光谱仪器与分析监测学术研讨会&rdquo 在镇江召开。本次研讨会由中国仪器仪表学会分析仪器分会主办，光谱仪器专业委员会、上海仪电分析仪器有限公司、江苏大学承办。来自全国高等院校、科研机构及仪器厂商的60余位专家、代表参加了此次会议。 　　会上，江苏大学食品与生物工程学院陈斌作题为&ldquo 分子光谱分析技术在食品品质检测中的应用&rdquo 的报告。在报告中，陈斌指出，分子光谱分析的发展趋势主要有以下几个方向： 　　1、几种光谱联用 　　2、中红外定量分析方法的研究 　　定量方法的研究改变了红外只能做定性分析的片面的理念，如：光谱重构、适当添加内标物、半峰面积法等。 　　3、新的检测方法与附件的开发 　　ATR在红外中的应用大大方便了检测过程，变温附件可以检测动态光谱，流动池的采用实现在线等。 　　4、荧光光谱分析重新启动 　　无机化合物中，能直接产生荧光并应用于测定的为数不多，但与有机化合物生成发荧光的有机配合物后，进行荧光分析的元素达70多种，其中较常采用荧光法测定的元素有：Be、Al、B、Ga、Se、Mg、Zn、Cd及某些稀土元素。在有机化合物分析中，脂肪族有机化合物的分子结构较为简单，本身能发荧光的很少，一般需要与某些试剂反应后才能进行荧光分析；芳香族化合物因具有共轭的不饱和体系，多数能发荧光，可直接用荧光法测定；对于具有致癌活性的多环芳烃&mdash &mdash 荧光分析法是最主要的测定方法。 　　同步荧光、三维荧光、偏振荧光等技术走向实用化，国产仪器也突破国外的垄断。 　　5、多光谱、高光谱、超光谱技术 　　光谱从一维走向二维(图像)会大大增加光谱分析的应用领域，是一个必然的发展方向，现只能说是刚刚起步，可做的事非常多，主要问题是两种信息的提取和融合技术有待开垦。包括：可见(荧光)、近红外、中红外、拉曼等都存在同样的问题。 　　6、各种光谱增强技术 　　最常见的表面增强拉曼光谱、共聚焦技术等。 　　7、显微光谱成像技术 　　各种分子光谱几乎都已经有了显微成像的能力，但能实用化的方法和软件还有待发展。 　　8、物理与化学两种方法的联合 　　如：采用外界物理方法的干扰(二维相关分析技术)。动态光谱的时序分析(如变温、变压等)。 　　而对于分子光谱信息提取方法，陈斌指出： 　　1、不要追求&ldquo 先进&rdquo 而采用&ldquo 先进&rdquo 的算法 　　2、预处理方法比建模算法更重要 　　3、要根据各自的光谱信息特点选择算法 　　4、要学会误差分析、分解和控制 　　5、实事求是，尊重原始数据 　　6、在方法、精度、速度、成本诸多方面学会平衡，适可而止 摘录：刘丰秋

仪器信息网讯 2011年10月12-15日，第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)在北京展览馆隆重举行。为让广大网友及仪器用户深入了解BCEIA 2011仪器新品动态，仪器信息网特别开展了以“盘点行业新品 聚焦最新技术”为主题大型视频采访活动，力争将科学仪器行业最新创新产品、最新技术进展及最具有代表性应用解决方案直观地呈现给业内人士。以下是仪器信息网编辑采访HORIBA JY元素分析部销售经理Jerome Barraque先生、ICP销售经理吴明祥先生、荧光部总经理Ishai Nir先生的视频。 　　经过60余年的稳健发展，HORIBA集团目前在全球22个国家拥有43家分公司，其业务涉及汽车测试、科学仪器、过程和环境仪器、医疗诊断和半导体仪器等。集团全球雇员产国5000人，年销售额大13亿美元。 　　Jerome Barraque先生和吴明祥先生向我们介绍了HORIBA集团最新推出的3D金属光谱仪的技术和应用特点，“这款产品预计会在2012年1月1日在中国上市，可用于金属的成分分析，其目标客户主要在金属行业。针对金属行业的细分领域，我们会有不同的解决方案。” 　　此外，HORIBA JY荧光部总经理Ishai Nir先生介绍了X荧光新产品AquaLog水质分析三维荧光光谱仪的特点以及在检测水中有色溶解有机质的应用情况，“Aqualog是HORIBA集团在Pittcon 2011期间推出的，这是首次在中国展出，在这半年当中，世界各地的科学家已经运用该仪器发布了多篇论文。该产品是专门用于检测水中的有色溶解有机质(CDOM)的。Aqualog 荧光光谱仪只用90秒就能完成一个样品的检测，而以前的方法需要一个半小时，其检测速度增加了100倍。”

显微红外技术是基于傅里叶变换红外光谱技术与显微镜技术的结合发展起来的，与常规红外光谱技术相比，显微红外技术具有检测灵敏度高、微区分析和无损检测等优点，测试时几乎不引入外部干扰，可以满足对微小样品成分的快速鉴定与分析。 在法庭科学领域中， 由于案件现场提取到的物证通常是极微量的，常规红外光谱分析技术常常无法达到检测要求，显微红外技术可以卓有成效地解决微量物证鉴定上的难题，可以满足微量物证必须保留以用于法庭作证的特殊需要。 在电子显示屏生产领域中，电子显示屏通长是由多层材料组装起来的，如果不慎引入异物夹杂在层与层之间，在屏幕点亮的时候很容易出现黑点、黑线或者是阴影，造成质量不合格。要解决这种情况或者是找到责任方，都需要先分析异物具体是什么物质，找到异物的来源，才能针对性的采取措施防止类似事件发生，从而改进产品的质量。针对此类微小异物（人体皮屑、衣物纤维、粉尘颗粒等）的分析，最常用的分析方法就是显微红外。 在微塑料分析研究领域，微塑料作为一种新兴污染物，泛指直径小于5 mm的塑料颗粒，充斥于从海洋到陆地的所有环境里。微塑料被海洋生物吞食，在生物体内不断积累，随着生物链，造成更广泛的危害，目前微塑料的检测主要是通过显微红外光谱技术手段来进行。1、适用范围 适用于微量物证鉴定、显示屏异物来源分析、微塑料成分及氧化情况研究。2、基本原理 红外光谱技术与显微技术相结合而产生的一种微量分析技术，即通过显微镜观察被测样品的外观形态或物理微观结构的基础上直接测试，选定样品某特定部位测试，得到该微区物质高质量的红外谱图。3、实验条件（1）主机及附件FTIR-850傅里叶变换红外光谱仪 红外显微镜附件（PIKE） 红外显微镜附件（Specac）（2）扫描参数： 分辨率8cm-1 ；扫描次数64次；扫描范围4000～500cm-1。4、实验结果（1）车辆碰撞物证（车漆）（2）显示屏异物（60微米黑色异物）（3）微塑料5、实验结论 与常规红外光谱技术相比，显微红外技术具有检测灵敏度高、制样方法简便、无损检测等优点，非常适合于微小样品或者大样品的微区分析，对于物证鉴定机构、电子显示屏生产企业、海洋环境微塑料污染及防控研究机构来说显微红外光谱技术是一种非常重要的手段 。 港东科技——专注、专业、专心为您提供更好的红外光谱解决方案！

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 2019年9月21日， 2019年中国质谱学会无机及同位素质谱学术会议在贵阳隆重召开。大会共邀请18位专家做大会报告并开设主题为激光剥蚀等离子体质谱、生命科学与医学、同位素质谱、仪器研发与应用、环境与食品等多个分会场。会议同期还设置了青年论坛专场和学术墙报展示，以促进我国无机及同位素质谱分析技术的快速发展，展示我国在该领域取得的成绩及增进同行间的学术交流。仪器信息网对本次会议中针对地矿领域样品的微区原位分析新技术及应用新进展进行了整理，以飨读者。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 21日下午，大会报告及激光剥蚀等离子体质谱专场中，厦门大学杭纬、中国地质大学（武汉）胡圣虹、胡兆初、西北大学袁洪林、中科院地质与地球物理研究所杨岳衡等众多专家针对地矿领域样品分析进展及应用进行了专题分享。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/d4328ef7-ef81-48a2-b3cd-363654573ba8.jpg" title=" 杭纬1.jpg" alt=" 杭纬1.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 厦门大学化学化工学院 杭纬 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 报告题目《无机质谱的矿物直接分析方法》 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 杭纬在报告中介绍到，目前地质领域中的85%的样品前处理是以强酸或强碱消解并配合光谱/质谱分析，15%的样品多使用熔融或粉碎法处理再使用X射线光谱仪分析，因而缺乏对岩矿样品的直接定性定量的分析方法。在现有的无机质谱技术中，辉光放电、火花放电、激光溅射电感耦合等离子体、二次离子质谱技术可用于固体的直接分析，但都具有其缺憾之处。杭纬提出，相对而言基于激光的溅射最适合于矿物的直接分析，同时激光溅射电感耦合等离子体质谱法也是目前最为常用的矿物直接分析质谱法。杭纬在报告中详细介绍了其课题组对基于该方法进行的技术优化以及仪器的研制，并介绍了相关应用的新进展。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/9f80fccf-338d-4f3a-8c4a-0e1fd4971b29.jpg" title=" 胡圣虹1.jpg" alt=" 胡圣虹1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中国地质大学（武汉） 胡圣虹 /p p style=" text-align: center " 报告题目《微体化石LA-ICP-MS元素定量成像》 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 沉积地层中生物/微生物化石的地球化学信息对研究古海洋、古气候、古环境变化及重建具有重要意义。而单个微化石原位微区或成像信息，是用于判别后期陆源交代程度、探究地质历史时期重要突变事件的古海洋环境的重要手段。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 生物成因化石主要基质为碳酸盐岩和磷酸盐岩，胡圣虹课题组因此分别采用共沉淀-高温高压熔融及共沉淀块状晶体策略制备碳酸盐、磷酸盐基体匹配固体校正标准，实现准确定量化石微区的微量元素。此外，其团队建立了微化石LA-ICP-MS元素定量成像方法，获取了有空虫、牙形石、牙齿以及结石等元素或元素比空间分布及成像，为古海洋气候环境的重建提供了新的手段。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/96f92bf9-86d5-4523-94bb-19fafa1c6996.jpg" title=" 胡兆初1.jpg" alt=" 胡兆初1.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 中国地质大学（武汉） 胡兆初 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 报告题目《激光剥蚀等离子体质谱在地质样品分析中的新进展》 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " LA-ICP-MS可进行固体微区原位微量元素和同位素准确分析，是地球化学及无机分析科学领域中重要的分析方法之一。胡兆初在报告中介绍了其团队采用激光剥蚀引入溶液样品的进样方法，可克服传统溶液雾化法中与溶剂有关的多原子离子干扰及样品基体效应等问题。也介绍了其课题组建立的激光剥蚀等离子体质谱测定锆石中锆同位素的新方法，其建立的LA-MC-ICP-MS锆石Zr稳定同位素分析技术可以准确识别锆石颗粒中Zr同位素组成的变化。最后，胡兆初还介绍了黑钨矿激光剥蚀等离子体质谱U-Pb定年方法，采用水蒸气辅助非基体匹配U-Pb定年方法，相比引入其他的活性气体，该方法可讲仪器增敏2-3倍，并准确分析黑钨矿U-Pb年龄。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/0c574e56-576e-4c9c-89de-52729cd24d1d.jpg" title=" 袁洪林1.jpg" alt=" 袁洪林1.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 西北大学地质学系 袁洪林 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 报告题目《激光剥蚀等离子体质谱技术在地球科学中的应用》 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 袁洪林提出，激光-无机质谱（LA-ICP-MS）方法在地质学、矿物学、人类学、考古学、环境科学等不同学科中应用广泛，并且相对整体分析来说，微区分析技术包括微米区域、原位分析等。激光剥蚀系统联用四极杆ICP-MS可测定U-Pb、微量元素，联用MC-ICP-MS可进行Li、Mg、Fe、Cu、Zn、Sr、Nd、Hf、Pb等同位素分析，联用大型MC-ICP-MS则可对S、Si、Fe进行同位素分析。袁洪林提到，影响激光-质谱同位素分析精准度的因素包括激光（波长/脉宽）、样品室、传输管道、辅助试剂以及离子化效率等。基于此，其团队开发了两阶段剥蚀法分析锆石的方法，以及利用激光“分束分析”（激光-双质谱联机）技术对S、Pb以及多元同位素进行了原位微区分析， 以研究矿床过程与硫的来源以及多期次成矿的Pb-Pb定年和岩石圈地幔及下地壳演化。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/4847e809-0a4f-4b53-a1bf-8b2773d2ac2a.jpg" title=" 杨岳衡1.jpg" alt=" 杨岳衡1.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 中科院地质与地球物理研究所 杨岳衡 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.5em " 报告题目《激光原位氟碳铈矿U-Th-Pb定年与Sr-Nd同位素分析》 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 稀土以其独特的物理化学性质，广泛应用于电子、信息、通讯、能源、汽车、航空航天等诸多高技术领域，也被称为工业维生素。而在地质学领域中，稀土成矿也是研究矿床成因和地球动力学的关键，同时氟碳铈矿作为稀土矿床矿石矿物，是开展成矿年代学和成矿源区研究的直接对象。 span style=" text-indent: 2em " 基于此，杨岳衡团队开发了原位微区氟碳铈矿U-Th-Pb激光原位定年与Sr-Nd同位素标样分析的方法，为今后更好地开展稀土矿床年代学研究提供了重要的直接研究手段。 /span /p p br/ /p p br/ /p

美国CRAIC是一家提供显微分光光度计解决方案的全球领先供应商，自成立以来, CRAIC 一致致力于为显微区域的深紫外，可见光，近红外研发光学测量设备，其研发的显微分光光度计可以对小于一个微米的样品进行光谱分析.CRAIC 也设计和搭建紫外-可见光-近红外透过范围的科研级显微镜，美国CRAIC系统可从微观的样品中无损的获得荧光，透射，和反射的全光谱和图像，美国CRAIC 原厂及其科研级的检测系统除了广泛应用于工业（比如半导体检查），制药，还应用于材料科学、地质科学、生物科学及制药、表面等离子共振，法医痕迹鉴证等科学研究领域 深圳云纬科技有限公司成为美国CRAIC 在中国的一级代理商，我公司与美国CRAIC公司一起携手，为国内微区光谱科研贡献最先进的微区光谱解决方案，深圳云纬科技有限公司是一家专业的检测分析仪器设备供应商，专业为客户提供最全面的，最先进的显微光谱分析检测仪器设备。我们也是一家技术型的贸易企业，也一直致力于材料科学，地质研究，生物科学及制药，刑侦和工业检测等领域。 CRAIC一直致力于以下研究显微分析技术 紫外-可见光-近红外 显微光谱学技术 紫外-可见光-近红外 显微镜学 色度显微光谱学 透射显微光谱学 &显微镜学 反射显微光谱学 &显微镜学 荧光显微光谱学 &显微镜学 偏振光显微光谱学 &显微镜学 拉曼显微光谱学 膜厚测量 谱模式 美国CRAIC 具有全球最丰富的显微分光光度计的设计，开发，制造和安装的经验美国CRAIC 一直致力于为全球科研提供最高水准的卓越品质和服务

美国CRAIC是一家提供显微分光光度计解决方案的全球领先供应商，自成立以来, CRAIC 一致致力于为显微区域的深紫外，可见光，近红外研发光学测量设备，其研发的显微分光光度计可以对小于一个微米的样品进行光谱分析.CRAIC 也设计和搭建紫外-可见光-近红外透过范围的科研级显微镜，美国CRAIC系统可从微观的样品中无损的获得荧光，透射，和反射的全光谱和图像，美国CRAIC 原厂及其科研级的检测系统除了广泛应用于工业（比如半导体检查），制药，还应用于材料科学、地质科学、生物科学及制药、表面等离子共振，法医痕迹鉴证等科学研究领域 深圳云纬科技有限公司成为美国CRAIC 在中国的一级代理商，我公司与美国CRAIC公司一起携手，为国内微区光谱科研贡献最先进的微区光谱解决方案，深圳云纬科技有限公司是一家专业的检测分析仪器设备供应商，专业为客户提供最全面的，最先进的显微光谱分析检测仪器设备。我们也是一家技术型的贸易企业，也一直致力于材料科学，地质研究，生物科学及制药，刑侦和工业检测等领域。 CRAIC一直致力于以下研究显微分析技术 紫外-可见光-近红外 显微光谱学技术 紫外-可见光-近红外 显微镜学 色度显微光谱学 透射显微光谱学 &显微镜学 反射显微光谱学 &显微镜学 荧光显微光谱学 &显微镜学 偏振光显微光谱学 &显微镜学 拉曼显微光谱学 膜厚测量 谱模式 美国CRAIC 具有全球最丰富的显微分光光度计的设计，开发，制造和安装的经验美国CRAIC 一直致力于为全球科研提供最高水准的卓越品质和服务

2011年11月29日 10:00-11:00，海洋光学在光电新闻网上成功举办了&ldquo 微型光纤光谱仪在LED光谱测量中的应用以及常见问题分析&rdquo 在线语音研讨会，近200名观众报名和关注，对此次参加的观众，海洋光学致以最诚挚的感谢。10日前我们将公布参加此次研讨会观众的中奖名单，敬请关注。 本次研讨会主要是介绍微型光纤光谱仪在LED照明领域中的应用及测量方法，可以用于LED等光源及其灯具的在线快速光谱测量测试及其品质控制，可以进行光度测量诸如：光通量、照度、光强、亮度；及颜色特征测量诸如：主波长、色度坐标、色纯度、显色指数、色差、色温。希望可以为工业生产及其标准计量规范提供参考与借鉴。 视频回放请点击：http://webinar.ofweek.com/activityDetail.action?activity.id=4391010&user.id=2 12月海洋光学还将以开展分别以太阳能模拟器、拉曼光谱仪、膜厚测量、球\平面光学器件测试系统为主题的在线研讨会，了解最新信息请关注：http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111202/3683816/ 如果您想进一步了解光纤光谱仪及其应用，如果你有更好的建议和意见希望和我们分享，请关注我们的论坛： http://bbs.instrument.com.cn/forum_653.htm

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年8月9日，第四届中国分析仪器学术年会召开前夜，中国仪器仪表学会分析仪器分会(简称：分析仪器分会)在南京召开“关键部件专委会成立大会”及“光谱仪器专委会换届大会”，宣布两大专委会组成成员，并就下一步的工作计划展开深入交流。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/bf3f58fd-2f3d-4aa5-b1b6-70a765fe7b7d.jpg" title=" 部件.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 关键部件专委会成立大会现场 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/f5b8bc45-5c80-404a-a569-b5817534745f.jpg" title=" 关亚风.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 分析仪器分会理事长关亚风致辞 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/392e847d-fb5a-4fe2-aa45-514813e197ad.jpg" title=" 吴爱华.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 分析仪器分会副秘书吴爱华汇报专委会筹备工作 /strong /p p 　　关键部件直接决定着科学仪器的性能，是科学仪器技术发展的基础。2013年，为响应多位理事的倡议，分析仪器分会开始深入调研关键部件市场的基础情况。经过长期的摸索尝试，在摸清行业症状及企业痛点后，分析仪器分会关键部件专委会筹备成立，其目的就在于发现更多合格优秀的零部件企业，促进零部件企业与分析仪器和从事分析仪器及其零部件研发的高校及科研机构之间的合作交流，促进分析仪器创新与产品技术升级。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/57c53126-7bf8-4685-806f-4d7ff179cba7.jpg" title=" 年夫顺.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 关键部件专委会主任委员年夫顺致辞 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/5490e9d3-42fa-4f6f-9f60-498bcee9365f.jpg" title=" 韩立.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 关键部件专委会秘书长韩立做工作报告 /strong /p p 　　在剖析国内外科学仪器设备研制发展情况及核心关键部件的作用后，韩立秘书长指出专委会下一步工作应梳理清楚国内外关键零部件的问题及现状，提出国家发展科学仪器关键零部件的路线图，将推动科学仪器零部件研发生产真正落到实处。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/f7fab047-4b55-4b4f-aa8a-52350f273722.jpg" title=" 合影.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 关键部件专委会成立大会合影 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/0674fd81-04ac-47e0-be9e-c05da8dee700.jpg" title=" 光谱.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 光谱仪器专委会换届大会现场 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1565b13d-5083-4c08-a237-885f7f740d8c.jpg" title=" 刘长宽.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 分析仪器分会常务理事长刘长宽主持大会 /strong /p p 　　同期，中国仪器仪表学会分析仪器分会光谱仪器专委会也举行了换届仪式。新一届光谱专委会由中科院院士田中群和中国工程院院士庄松林被推举为主任委员，新的挂靠单位变更为上海仪电分析仪器有限公司和北京海光仪器有限公司。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/89e7e46f-d9d7-4ea2-a181-06a31a94e660.jpg" title=" 田中群.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 光谱仪器专委会主任委员田中群致辞 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1cfdbda0-bdbe-4f16-9af2-373e1d9a9b32.jpg" title=" 邢志.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 光谱仪器专委会秘书长邢志介绍工作计划 /strong /p p 　　田中群院士希望新一届专委会能够汇聚力量，将我国的光谱仪器事业做大做强。新任秘书长邢志则简要汇报了专委会年度的工作计划，专委会将于今年底在厦门召开主任委员、秘书长联系会，详细的工作规划届时将于会上公布。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/748a52a3-eb96-49ba-8e00-213041eb22b7.jpg" style=" " title=" IMG_6178.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3e826bc2-26a0-4153-8a5c-42605f9ec77a.jpg" style=" " title=" IMG_6188.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 秘书处挂靠单位仪电、海光代表发言 /strong /p

近期国内黄金价格逆势上涨，黄金作为一种贵金属，广泛应用于珠宝、投资、工业等各个方面。市场上也出现很多的黄金伪劣商品。给投资商、珠宝商等带来巨大风险。　　而对于黄金的纯度检测也成为重要的一部分，Vanta系列光谱仪是一款定性半定量的进口仪器，我们可以利用光谱分析技术来对于贵金属物质进行快速准确的成分成分。　　利用手持光谱分析仪，企业可以对黄金样品进行无损分析，得到关键质量参数，如金的纯度、含金量、其他成分和杂质的含量等。这种分析方法非常可靠，因为它基于光谱原理，对样品进行快速扫描并与预先建立的数据库进行比对，从而获得准确的分析结果。　　通过使用手持光谱分析仪，黄金行业可以避免人工操作和主观判断所带来的误差，提高生产效率和成品质量。同时，该设备还可以追踪黄金供应链，确保黄金的来源和真实性，有助于预防假冒伪劣产品的流入市场。　　仪景通光谱仪可以在现场指明各样各种的珠宝和贵金属特性，这些贵金属同时也包括金、银、铂、钯、铑等元素，仪景通光谱仪还可以根据含金纯度为含金合金精确地进行分类(0到24克拉)，而且还可以辨别出镀金饰品。　　赢州科技作为仪景通一级品牌代理商，拥有完整的售前售后服务体系，如有仪器购买或维修需求，可联系赢州科技为您提供原装零部件替换、维修。

紫外线敏感C16767微型光谱仪是市场上最小的紫外线光谱仪。非常适合用于环境应用的小型仪器和通过吸收分光光度法分析水污染物。 微型光谱仪 C16767MA指尖大小的超紧凑型光谱仪探头，支持实现高灵敏度和长波长范围 C16767MA 是一款高灵敏度、超紧凑（指尖大小）的光谱仪探头。C16767MA 支持紫外区域（190 至 440 nm）。该产品适合集成到各种紧凑型设备中。特点- 指尖大小：20.1 × 12.5 × 10.1 mm- 重量：5 g- 光谱响应范围：190 至 440 nm- 高灵敏度- 光谱分辨率：最大 8 nm- 支持同步积分（电子快门）- 用于集成到移动测量设备中- 检查成绩单中列出的波长换算系数。应用示例水质分析大气分析（NO、SO2 等）监测 UV-LED、UV-A、UV-B 和 UV-C半导体制程监测器（等离子体、气体等）特点C16767MA 是一款采用 CMOS 图像传感器的新型微型光谱仪，利用蚀刻技术整合狭缝，并通过纳米压印光刻技术制作反射凹面光栅。C16767MA 配备图像传感器，增强了抗紫外线性能，并且针对紫外线衍射优化了衍射光栅。此外还利用我们独特的光电半导体制造工艺，在图像传感器上形成杂散光截止滤波器，从而限制在衍射期间产生的杂散光进入图像传感器。结构入射光侧（芯片背面）测量示例左图显示了硝酸、亚硝酸和 BOD（生化需氧量）的测量示例，通常会在水分析中检查这些测量指标。可以理解为，使用 C16767MA 的演示模块执行测量可以获得有利结果。在测量蒽这种有机化合物时，得到了与台面规格分光光度计测量等同的结果，如中间和右侧图表所示。硝酸、亚硝酸、BOD（使用 C16767 MA 测量）蒽（使用 C16767 MA 测量）[对照样] 蒽（使用分光光度计测量）详细参数光谱响应范围190 至 440 nm光谱分辨率（FWHM）（典型值）5.5 nm最大光谱分辨率（FWHM）8 nm制冷非冷却型内置传感器带狭缝的 CMOS 线阵图像传感器像素总数288 像素测量条件典型值 Ta = 25°C，除非另有说明外形尺寸图（单位：mm）相关文档预防措施Disclaimer / Opto-semiconductors [36 KB/PDF] Precautions / Mini-spectrometers [435 KB/PDF] 目录/技术说明Selection guide / Mini-spectrometers [3.4 MB/PDF] Technical information / Mini-spectrometers [2.8 MB/PDF] The UV mini-spectrometer revolutionizing environmentalanalysis 文章来源：Hamamatsu Photonics，The UV mini-spectrometer revolutionizing environmental analysis，Wiley Analytical Science, Spectroscopy, 07 May 2024供稿：符 斌

p 　　2017年12月13日，中国分析测试协会组织专家组在北京对北京航维宽普科技有限公司自主研发的“OAS750型油液光谱分析仪”科技成果进行了技术鉴定。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/9e1824e2-8739-4712-bfac-b6383a12a795.jpg" title=" 鉴定会1.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 成果鉴定会会场 /span /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/55e8be64-058e-4576-af00-2bbb23a7285a.jpg" title=" 鉴定会2.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 鉴定专家组听取研制报告 /span /p p 　　技术鉴定会由鉴定委员会主任王海舟院士主持，委员会成员认真听取了项目研制报告，查新报告，用户报告和其它相关技术文件及成果证明资料，并在现场考察了OAS750型油液光谱分析仪，对仪器性能和操作进行了详细了解，研制组成员对专家提出的问题进行了详尽的解答和阐述。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/b067341d-233e-4927-a6b0-dbf0bedef54e.jpg" title=" 鉴定会3.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 鉴定专家在现场考察仪器 /span /p p 　　专家组在听取了项目汇报、仪器现场考察以及答疑后，经过认真地讨论，认为OAS750型油液光谱分析仪具有以下技术特点： /p p 　　1、 自主创新的交流振荡电弧光源，提高了电弧光源的稳定性 /p p 　　2、 自主设计了可调式盘棒电极夹组件，提高了盘棒电极的定位准确性 /p p 　　3、 能够实现润滑油液中磨损元素、污染元素及添加剂元素的定量分析，不需前处理，操作简单，结果可靠。 /p p 　　最后，专家组一致认为北京航维宽普科技有限公司研制开发的“OAS750型油液光谱分析仪”为重大机械装备磨损状态监控提供了国产化的仪器，达到国际同类产品水平。同意并通过了“OAS750型油液光谱分析仪”的仪器鉴定。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/6a6dcd15-d60c-4f83-8bd0-f7a3b934ac00.jpg" title=" 仪器1.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " OAS750型油液光谱分析仪 /span /p p 　　鉴定会的最后，王院士总结发言，认为北京航维宽普科技有限公司组建了一支起点高、创新能力强的科研团队，在短短2年内就拥有了具有自主知识产权的产品，实现了油液光谱分析仪的国产化，为推动国产仪器的研究开发和实现产业化做出了贡献 期望北京航维宽普科技有限公司再接再厉，不断推出具有自主知识产权的优秀科学仪器产品，在仪器应用方法的开发方面进一步加大投入，促进国内分析仪器产业的进步。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/3ac8598e-e656-4fd6-8e47-f5721f208ae4.jpg" title=" 鉴定会.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 鉴定会专家合影 /span /p

LIBS是一种激光烧蚀光谱分析技术，激光聚焦在测试位点，当激光脉冲的能量密度大于击穿阈值时，即可产生等离子体。基于这种特殊的等离子体剥蚀技术，通常在原子发射光谱技术中分别独立的取样、原子化、激发三个步骤均可由脉冲激光激发源一次实现。等离子体能量衰退过程中产生连续的轫致辐射以及内部元素的离子发射线，通过光纤光谱仪采集光谱发射信号，分析谱图中元素对应的特征峰强度即可以用于样品的定性以及定量分析。 　　自从1960年第一台红宝石激光器的发明为原子光谱分析注入新鲜血液之后，类似于火花源的激光光束聚焦击穿现象即见诸文献报道。1962年 Jarrell-Ash的Brech发表第一篇关于用激光产生等离子体进行分析的文章，标志着激光烧蚀分析技术的诞生。1964年，得益于激光器Q开关脉冲技术，使得激光烧蚀无需通过辅助电极放电，直接通过激光产生等离子体进行分析，这也是今天LIBS的雏形。至20世纪80年代，美国Los Alamos实验室利用激光等离子体的光谱信息实现了对于物质元素信息的测量，从而将该技术正式命名为LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)。本世纪分析领域的一大新闻就是美国NASA采用LIBS技术作为火星车表面矿物分析手段&mdash &mdash ChemCam，并出色地完成了科考任务。因而，LIBS技术的应用也相应地成为了一大研究热门。与其他常用元素分析的方法相比，其主要优点有: 　　（1） 利用激光特有的性能，可实现远程、实时、在线元素检测。 　　（2） 仪器体积相对较小，适用于现场分析、可在恶劣条件下进行测定。 　　（3） 可用于各种形态的固体、液体甚至气体分析，而且无需繁琐的样品前处理过程，分析简便、快速。 　　（4） 可测定难溶解的高硬度材料，对样品尺寸要求不严格，且对样品的破坏性小，实现微损甚至近于无损检测，样品消耗量极低(约0.1&mu g-0.1mg)。 　　（5） 分析时间短，从激光脉冲发射到信号收集的整个过程仅仅需要毫秒级别的时间。 　　（6） 可进行多元素同时检测。 　　远距离辐射光接收技术及光纤传感技术的迅速发展使得激光技术对高温、恶劣环境下的非接触分析得以实现，对环境的较好适应性使其成为优秀的原位监测手段，赋予其优异的实用性。凭借着以上优势，LIBS技术在光谱分析领域的舞台上崭露头角。在过去的三十多年中，国际研究者对LIBS的理论基础进行了大量的研究工作。主要集中于高速相机拍摄LIBS等离子体形貌、不同物质时间分辨谱图、LIBS等离子体温度及电子数密度的估算、激光与物质相互作用机理的研究等。 　　基于LIBS技术的痕量分析和在线检测的仪器设备已经开始进入市场。国外已出现较为成熟的商品化仪器，但是，昂贵的销售价格限制了其使用对象，核心技术的垄断以及可能涉及到的重要战略作用，成了束缚国内研究及应用领域的一根铁链。国内LIBS技术相对起步较晚，目前虽有一些高校及科研单位从事LIBS技术的研究，但大部分仍偏向于理论及方法的探索，研究目的多为对基础理论的探讨与改进。作为高新技术产业，国内没有相应的自主研发及集成的技术企业，相关产品均来自国外。但目前国内市场中的LIBS进口仪器并没有形成垄断地位或者一家独大的状况，行业处于多家企业共存，百家争鸣的状态，具有代表性的主要有IVEA、Applied Phonics、Applied Spectra、TSI、牛津等公司。作为一种新兴技术，上述公司的不同型号产品也都是在近几年刚刚进入中国市场。 　　从目前LIBS发展现状来看，主要有以下几大方向： 　　趋势一：便携化 　　近年来，随着对工业节能减排的要求，以及环境污染事件频发、食品安全等一系列问题、快速检测仪器得到了极大的重视。对于军事国防业及突发事件对快速响应的需求，环境监测与地质对在线监测的需求，历史文化遗产对于不可移动物质判别的需求，LIBS技术以其无样品预处理，多形态分析以及无辐射危害的优势成为现场检测技术最新发展的热点，而便携化无疑是这一技术的一大发展趋势。这类仪器不但要考虑仪器的集成度和稳定性等基本指标，还需要考虑能耗、抗振动、工作环境等问题。 　　无论是IVEA的手持LIBS还是TSI的车载小型LIBS仪器，都是在现有仪器基础上形成的小型化仪器，此外，牛津的手持仪器已经可以实现电池操控，五秒内对钢铁样品实现分类定性，这是商业化LIBS的一大进步，值得所有面向应用的科研团队学习。而对于国内的LIBS技术来说，依然多是基于实验室的研究仪器，需要复杂的参数调节与严格的检测环境。在此背景下，我们分析仪器研究中心团队首次实现了便携式激光诱导击穿光谱分析仪器的国产化。便携式激光光谱分析仪(LIBS Mobile)以及体积更小、质量更轻，更适用于野外现场样品快速分析的手持式LIBS仪器：手持式激光光谱分析仪(LIBS Mini)，均能在数秒之内在原地完成对固体、液体甚至气体形态的物质的完整在线元素分析，因此该类便携式仪器可用于地质、环境、安保、古董、冶金、表面处理及电子器件现场分析。 　　趋势二：专用化 　　在实际应用中，要摒弃&ldquo 一机多用&rdquo 的面面兼顾思维模式，不仅浪费资源，也往往使仪器不能达到最优的使用效果。对于不同的使用需求，要开发各种有针对性的实用仪器。专用仪器的使用成本和检测精度都会得到有效的改善。针对特定的检测对象和检测指标，关键还要有大量的、稳定可靠的校正模型以及模型的维护和二次开发能力。以牛津mPulseTM为例，其抓住钢铁分类为应用点，采用聚类分析的手段，虽然限制了LIBS技术的应用范围，但是同时也降低了仪器成本，提高了测定速度与准确率。只有跟用户单位的有效沟通和通力协作才能够实现LIBS技术的真正专用，比如我们分析仪器研究中心的LIBS仪器，就是在基于成熟的便携LIBS系统的基础上，根据来自地质研究院以及钢铁集团的实际需求，对仪器的硬件参数与软件操作进行改进与升级。同时，建立了LIBS技术用于岩性识别的方法体系，并借助于化学计量学手段开展基体校正研究，探索了地层样品的LIBS元素定量-半定量分析的模型部分。 　　趋势三：核心零部件研制和创新 　　国家对于国产科学仪器的发展给予了高度的关注和资金支持，而核心零部件性能对于仪器整体性能的提升至关重要。光栅是光谱仪器的核心部件，光栅刻划集精密机械、光学技术于一身。但目前我国光栅、检测器、扫描装置等部件多依赖于进口。因而，积极采用以及自主研发国产部件对于最终成型仪器的商品化上市以及产品的竞争力具有极大的推动作用。优质光电倍增管检测器 光谱分析用多维固体检测器&mdash 线阵、面阵式CCD检测器 高刻线密度、高光通量全息光栅 中阶梯闪耀光栅 高强度短弧氙灯-连续光源等，这些国内或较少有自主产品，或相应的质量和性能不及国外产品。最重要的是，仪器成本往往取决于相关部件的成本，若我们仅仅靠装配组装技术，永远无法掌握真正的核心技术，也难于形成有国际竞争力的产品。反过来，LIBS技术的大力发展，不仅对于技术本身有积极意义，对于零部件国产化的进程也具有极大的促进作用。许多业内人士都曾呼吁大家关注仪器核心零部件的研制。在这一点上，我们的LIBS研发团队对此也深有体会。 　　趋势四：分析方法的创新 　　只有单纯的谱图，是远远无法满足工业分析需求的。而简单的线性拟合方法，又会受到基质效应等因素的影响。对于分类方法来说，固定不变的参数同样会因为外界基质的变动而在实际应用中产生较大误差。大多数LIBS分析软件依赖于光谱仪的操控，仅仅是获得元素的谱图，而后续再采用第三方软件进行处理 亦或是通过最小化参数的改变来实现定性测定的要求。可以说，没有合适分析方法的LIBS仪器仅仅是硬件的堆积。只有加入分析方法学，统计算法学等，才能够实现LIBS技术的有效应用。这一点也是国外现有LIBS技术的一个共性问题，其操作或过于繁复，或过于简单，用户需要自己考量的部分太多。因此，我们的研发团队在对于分析参数的变动与软件的简化，实现原位物质瞬时定性与快速定量等方面，结合光谱特征谱线识别与标定方法，在整体上完成了自动化实验平台的研发与设计，为整个LIBS实验过程的自动化控制打下了坚实的基础。 　　趋势五：技术联用 　　近年来，由于激光光谱仪器部件的趋同性，技术发展的一大趋势是将之与其他检测技术联用，例如将LIBS多元素检测能力和拉曼技术或荧光技术在分子层面的检测能力相结合，得到更为全面的物质成分信息。我们提出开发兼具原子光谱和分子Raman光谱的LIBRAS(Laser Induced Breakdown Raman Spectroscopy)系统，实现激光光谱仪对样品中元素和物质种类的鉴别和量化，这是分析技术的一次重点跨越，在推进分析测试技术方面将具有革命性的意义。另外，通过与传统富集方法的结合或者是创新的信号增强技术也是目前LIBS技术研究工作中的一个重要方向。随着网络技术的发展，分析仪器与移动网络和云技术的联用可以对于远距离测试，异地操控等实际应用有极大价值，其潜力亦不可忽视。 　　趋势六：遥测 　　目前纳米脉冲激光器的使用已经可以进行长达百米左右距离的固体目标遥测。通过使用有效的聚焦透镜对激光束远程高度聚焦，已经实现了远距离的等离子体激发和收集。随着LIBS仪器的日趋成熟，今后可能将其安装在遥控操作式载体上，完成对空气、地面甚至水下检测任务。以火星探测为例，在航天应用时，不可能将探头固定于某一位点，应用LIBS技术，在非接触的远距离条件下即可获得岩石的测定结果，因而LIBS技术继火星车ChemCam之后又一次被选为金星探测用仪器。 　　趋势七：提高可靠性 　　可靠性是分析仪器的灵魂和生命线。对于当前的LIBS系统，可靠性仍然是发展中亟待解决的问题之一。此外，在仪器完善过程中，必须采取一系列可靠性设计分析工作，做好可靠性试验与验证工作。当务之急是建立可靠的检测范围和实验方法来巩固和完善其在定量分析中的实用性，尽快制定出完善的检测标准，得到行业的认可，从而以最快速度扩大LIBS技术的应用范围。为此，我们的研发团队在前期激光等离子体空间分辨性质研究的基础上，对仪器的光学收集系统进行了创造性地改良，保证了信号收集效率的增强，提高了仪器的灵敏度，并通过光学技术的进步，采用单脉冲双光束激发的LIBS专利技术，能够有效地避开等离子体的遮蔽效应，使最终激光能量受外界环境干扰因素显著地降低。 　　综上所述，LIBS技术的发展正呈现出突飞猛进的势头，其研究热点主要集中于更高的灵敏度、更高的准确性、更好的选择性、更高的自动化程度、仪器的小型化和智能化等方面。在国外已经被广泛地应用于环境、国防、航空、冶炼等领域中，并且在很多领域中展现出取代传统的原子光谱技术占据主导地位的势头。对LIBS系统的设计装配，坚固耐用与用户友好型的商业化过程是LIBS未来发展的关键。毫无疑问，LIBS要更加充分地发挥其市场潜力，必将在现在的价格上进行大幅调整，向低成本迈进。同时，必须发展现场便携式系统，建立可靠的检测范围和实验方法来巩固和完善其在定量分析中的实用性。总而言之，LIBS的未来比过去任何时刻都要光明，作为元素分析领域最耀眼的一颗新星，需要我们以国人特有的顽强精神和锐意进取的态度，做大做强，赶超国际领先水平，让世界感受到国际化标准下国产仪器的崭新面貌，在LIBS发展史上留下浓墨重彩的一笔。 （撰稿人：四川大学分析仪器研究中心 段忆翔教授） 　　注:文中观点不代表本网立场,仅供读者参考

材料的微区结构与形貌特征具有重要的研究意义，常用的分析方法有光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱和电子背散射衍射、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜、X射线CT等。为帮助广大工作者了解前沿表征与分析检测技术，解决材料表征与分析检测难题，开展表征与检测相关工作，仪器信息网将于2023年12月18-21日举办第五届材料表征与分析检测技术网络会议，特别设置微区结构与形貌分析专场，邀请多位专家学者围绕材料微区结构与形貌分析技术研究与相关应用展开分享。部分报告预告如下（按报告时间排序）：天津大学材料学院测试中心副主任/副高 毛晶《透射电子显微镜技术在材料微区结构及形貌分析中的应用研究》点击报名听会毛晶，天津大学材料学院测试中心副主任/副高。负责透射电镜、X射线衍射仪及透射相关制样仪器（包括球差透射电镜、离子减薄仪等）的运行维护及分析测试工作，具有较丰富的测试经验。熟悉其他各种大型仪器，包括XPS 、FIB 、 SEM等仪器原理、构造及使用。2017年赴美国布鲁克海文国家实验室纳米功能所透射电镜组研修一年。掌握球差及冷冻杆、原位加热杆、电感、三维重构等各种透射电镜先进技术。通过合作的模式将其应用在各种纳米及能源材料的表征中。报告摘要：透射电子显微镜技术具有高分辨率，可以实现原子尺度材料结构及形貌观察，是材料研究必不可少的手段。本报告主要介绍透射电子显微技术在材料微区结构及形貌分析的应用研究，例如透射电镜STEM技术在电催化材料界面中的研究应用、纳米束衍射及中心暗场像在合金材料析出相观察等，并围绕具体工作对透射电子显微镜相关数据处理技术例如几何相位分析、三维成像技术等进行简单的介绍。牛津仪器科技(上海)有限公司应用科学家 杨小鹏《牛津仪器多种显微分析技术及成像系统的介绍及应用》点击报名听会杨小鹏，博士，2010年毕业于清华大学材料科学与工程系。在校期间主要研究材料相变及表征微观组织，熟悉SEM、XRD、TEM、同步辐射等技术手段。曾任职EBSD后处理功能软件开发，熟悉晶体学及EBSD技术底层的计算。2014年加入牛津仪器，主要负责EBSD技术支持及应用推广。报告摘要：本报告主要介绍牛津仪器MAG部门的多种显微分析技术及成像系统，包括NA部门的EDS和EBSD，在电镜上提供微区的元素和结构分析；全新的Unity探测器，集合了BSE图像探测器和X光探测器，适合快速、大区域、实时的样品表面形貌和成分成像；AZtecWave系统将Wave波谱仪整合到成熟的微区分析系统AZtec中，有效提高了波谱仪的操控性，适合微量、痕量元素的高精度定量分析，也能有效避免元素的重叠峰。AR部门的原子力显微镜，如Cypher、Jupiter等，能提供高通量、高分辨的原子力显微镜成像，适合多种物性的分析和研究。WiTec部门提供的高灵敏度、高分辨激光共聚焦拉曼显微镜，通过分析微区的化学键，可以提供相、结晶性、含量等丰富的信息，分辨率达到300nm，也能做浅表层的3D成像。拉曼显微镜还能和电镜整合成一体化的联用系统，适合快速多技术分析同一感兴趣区。报告还会介绍几个多技术联用的应用案例。徕卡显微系统(上海)贸易有限公司应用工程师 姚永朋《徕卡光学显微镜在不同尺度下的形貌表征》点击报名听会姚永朋，徕卡显微系统工业显微镜应用工程师，负责徕卡工业显微镜技术支持工作，在制样及显微观察等方面经验丰富。报告摘要：光学显微镜是材料表面及微观结构观察分析中的常用仪器，此次报告将分别介绍徕卡体式显微镜、金相显微镜、数码显微镜等不同类型的光学显微镜在不同尺度下的表面结构观察及分析应用。华中科技大学，武汉光电国家研究中心教授 李露颖《半导体纳米材料原子尺度结构性能研究》点击报名听会李露颖，华中科技大学武汉光电国家研究中心教授，博士生导师。2011年5月毕业于美国亚利桑那州立大学，获博士学位，主要从事半导体纳米材料原子分辨率微结构及纳米尺度电学性能的结合研究，重点关注材料的特定原子结构及相应电势、电场、电荷分布对宏观物理性质的影响，取得了一系列有影响力的研究成果，工作被Nature Physics 杂志选为研究亮点，并评价为结构-性能相关研究的典范。到目前为止累积发表SCI 收录第一作者或通讯作者论文39篇（IF≥10的21篇），包括Advanced Materials、Nano Letters、Nature Communications、Advance Science、Advanced Functional Materials、Science Bulletin、ACS Nano、Nano Energy、Chemical Engineering Journal、Small等，论文总引用4500余次，H因子为31，多次受邀在国际国内电子显微学年会上做邀请报告，目前担任湖北省电子显微镜学会理事。报告摘要：结合电子全息技术的纳米尺度定量电学性能表征功能和球差校正技术的原子分辨率微结构表征功能，实现了半导体纳米材料电荷分布的电子全息研究，半导体纳米材料界面纳米尺度电场与原子尺度微结构的结合研究，以及各种外界激励下半导体纳米材料及器件的原位结构性能相关研究。 利用电子全息技术，得到了IV族Ge/Si族量子点和核壳结构纳米线、III-V族GaAs/InAs纳米线、量子点和量子阱组合器件的电荷分布情况，以及n-ZnO/i-ZnO/p-AlGaN异质结发光二极管性能增强的微观机理；利用球差校正技术的原子尺度表征功能，获得了复合半导体ZnSe纳米带同质异构结中自发极化相关电荷裁剪效应的直接实验证据，并对InSe纳米棒中多型体界面极化场进行了原子尺度定量研究。同时通过精确测定(K,Na)NbO3铁电纳米线界面原子尺度极化场，获得其相应材料在退火后宏观压电效应线性增加的微观机制。利用原位热学表征技术，研究了KxWO3纳米片中阳离子有序结构并随温度的变化规律，CsPbBr3纳米晶中 Ruddlesden–Popper层错的调控机制及其对光致发光性能的影响机理；利用原子尺度的原位热学表征技术研究了PbSe纳米晶随尺寸变化的晶体生长和升华机制。利用原位力学表征技术获得MXene高性能压阻传感器的微观作用机理。上海交通大学分析测试中心冷冻电镜中心副主任 郭新秋《透射电镜表征磁性材料样品的前处理技术路线探索》点击报名听会郭新秋，上海交通大学分析测试中心冷冻电镜中心副主任。长期在透射电镜相关领域的测试一线工作，在场发射透射电镜、冷冻透射电镜及相关样品制备等方面积累了丰富的表征分析经验，主持或参与多项显微成像方法学研究课题，支撑相关团队在Small, Nature Physics, Nature communications, energy & environmental science等期刊上发表多篇高水平论文。报告摘要：透射电镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜对透射电子聚焦成像的一种具有高分辨本领、高放大倍数的大型电子光学仪器。作为一种先进的表征手段，透射电子显微技术在各种功能材料的研究中发挥了重要的作用。磁性材料指能直接或间接产生磁性的一类材料，通常含有铁、钴、镍、钕、硼、钐以及稀土金属（镧系），其磁性强弱与样品本身的含量和价态相关。随着表征技术的快速进步，磁性材料的设计与应用不断更新，相关的研究广受关注。不同组成、不同结构的磁性材料展现出不同的化学与磁学特性，在众多领域都有着广泛的应用。但是，由于透射电镜原理是基于电子与磁场的相互作用来进行成像，镜筒内部磁场强度高达2T以上，如果样品未固定好，更会发生被吸到极靴上的危险。镜筒一旦受到磁性颗粒污染则很难处理，长时间的积累对电镜是一种慢性伤害。在调研中得知，有实验室就发生过此类事件，最终不得不拆机进行维修。还有一些高校平台直接在网站上明确表明了无法进行磁性材料测试。本报告提出了一种透射电镜表征磁性材料的前处理的分类和方法，希望对广发电镜工作者和科研工作者有所帮助。弗尔德(上海)仪器设备有限公司应用经理 王波《二维及三维EBSD分析样品的高效制备方法介绍及应用》点击报名听会王波，天津大学材料学专业博士毕业，曾在摩托罗拉-实验室（亚洲）担任高级失效分析工程师及资深实验室经理。2013年起先后担任知名美国金相品牌亚太区应用主管及德国ATM品牌中国区应用经理。在先进制样尤其是EBSD样品制备方面拥有丰富的经验，并应邀在国内进行过多场金相制样技术讲座，分享最新的样品制备理论、设备耗材及应用案例，深受好评。报告摘要：EBSD分析样品的制备极具挑战性，导致科研人员常会遇到制样成本高、效率低、成功率低等问题。本讲座将着重介绍现代金相制样方法——机械磨抛法及电解抛光法高效制备EBSD分析样品的基本理论、适用范围、技术难点、实操技巧及应用案例，分享经济、高效制备EBSD样品的思路和经验。同时，使用3D分析表征和重构技术，从(亚)纳米到毫米的尺度来研究微观组织和性能的关系已经成为关注热点。讲座也将介绍基于金相连续切片重构和EBSD技术的大体积材料三维EBSD分析样品制备的最新进展和解决方案。钢研纳克检测技术股份有限公司高级工程师 李云玲《原位拉伸及电子背散射衍射在金属材料微观表征中应》点击报名听会李云玲，钢研纳克检测技术股份有限公司高级工程师，从事金属材料微观表征工作10余年，主要研究方向包括金属构件失效分析、断口分析、微观表征技术等。独立完成400余项材料失效分析案例。完成的典型项目有：某型号舰艇动力系统部件失效原因分析、高铁车轮裂纹原因分析、核电乏燃料池不锈钢壁附着物分析、国电逆流变部件失效原因分析、合成氨设备焊接裂纹分析等。大型失效分析项目的完成，为国防设备可靠性提供了技术支持，挽回了客户大量经济损失，得到企业的多次好评。相关工作成果多次在全国钢铁材料扫描电镜图像竞赛及金相比赛中获奖，在国外SCI、EI、中文核心等期刊上发表论文20余篇，参与起草修订多个团体标准，如《钢中夹杂物的自动分类和统计扫描电镜能谱法》（T/CSTM 00346-2021）、《钢中晶粒尺寸测定 高温激光共聚焦显微镜法》（T/CSTM 00799-2023）、《材料实验数据扫描电镜图片要求》（T/CSTM 00795-2022）等。报告摘要：从原位拉伸（in-situ tensile）及电子背散射衍射（EBSD）的基本理论及基本方法出发，介绍两种新技术在金属材料微观表征中的应用，阐述其技术应用过程，包括但不限于在微观表征领域的重要作用，最后从当前技术局限出发探讨未来可能的重要创新。布鲁克(北京)科技有限公司应用科学家 陈剑锋《布鲁克的平插能谱仪与微区XRF介绍》点击报名听会陈剑锋，2003年毕业于中科院长春应化所，主要研究方向是高分辨电子显微镜在高分子结晶中的应用，毕业后加入FEI，负责SEM/SDB的应用、培训以及市场等推广工作。2011年加入安捷伦公司负责SEM的市场和应用工作，2018年在赛默飞负责SEM的应用工作。2021年加入布鲁克，负责EDS,、EBSD、 Micro-XRF等产品的技术支持工作，对电子显微镜的相关应用具有多年的实操经验。报告摘要：布鲁克独有的平插能谱探头因其独特的设计，具有更大的立体角，使能谱分析在低能谱线的采集方面有很大的优势，尤其是目前比较流行的纳米结构材料的分析，而微区荧光在检测限上的优势则是目前工业，地质，环境检测等领域进行重金属元素，微量元素的强有力的工具，在相关的领域中也得到了越来越广泛的应用。本报告将主要介绍布鲁克公司的平插能谱和微区荧光产品及其应用。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员 程国峰《X射线三维成像技术及应用》点击报名听会程国峰，理学博士，博士生导师，中国科学院上海硅酸盐研究所 X射线衍射结构表征课题组组长。中国晶体学会粉末衍射专业委员会委员、中国物理学会固体缺陷专业委员会委员、上海市物理学会X射线衍射与同步辐射专业委员会副主任兼秘书长。主要研究领域为X射线衍射与散射理论及应用、三维X射线成像术、拉曼光谱学等。曾先后主持国家自然科学基金、上海市和中国科学院项目多项，主编出版《纳米材料的X射线分析》、《二维X射线衍射》等专译著4部，发布国家标准和企业标准12项，获专利授权7项，在Nat. Mater.,J. Appl. Phys.，Mater. Lett.等SCI期刊上发表论文90余篇。参会指南1、进入第五届材料表征与分析检测技术网络会议官网（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2023/）进行报名。扫描下方二维码，进入会议官网报名2、会议召开前统一报名审核，审核通过后将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。3、本次会议不收取任何注册或报名费用。4、会议联系人：高老师（电话：010-51654077-8285 邮箱：gaolj@instrument.com.cn）5、赞助联系人：周老师（电话：010-51654077-8120 邮箱：zhouhh@instrument.com.cn）

第二十届全国分子光谱学学术会议暨2018年光谱年会正在青岛举办之中。大会组委会邀请了李灿院士、田中群院士、李玉良院士、江雷院士、张新荣教授、聂书明教授等国内外知名专家学者参会并做报告。大会安排了15个大会报告、65个分会邀请报告、37个口头报告、22个青年论坛报告和130余个墙报展，集中展示了中国在光谱及相关领域所取得的最新研究进展及成果。大会现场传真在大会报告环节，岛津制作所光谱产品线村上幸雄博士做了题为《基于傅立叶变换红外光谱法的微塑料分析》的报告。他在报告中首先谈到，微塑料是存在于环境中的微小塑料颗粒，由于过去数十年内全球塑料消耗量的增加，目前微塑料已经广泛分布于全球海洋内，其数量也在稳步攀升。在人烟稀少的北极海洋中也发现了微塑料的存在。微塑料的主要威胁是海洋生物会摄入微塑料以及附着于微塑料的有害物质（如：PCB、DDT等），同时微塑料在人体中积累会影响健康。存在于环境中的微塑料污染是极其严重的问题。他在报告中介绍初级微塑料是用作工业抛光和研磨剂原材料的微小塑料。聚乙烯和聚丙烯通常被用作初级微塑料。另一方面，二级微塑料是由于外部因素（如紫外线和挤压作用）而分解成5 mm或更小体积的塑料。随后，他在报告中详细讲解了使用岛津IRTracer-100和AIM-9000分析洗面奶（洁面乳）中的初级微塑料的实例；使用岛津IRSpirit红外新品以及IRTracer-100+AIM-9000分析河流或海洋中的二级微塑料以及北极鳕胃内的二级微塑料的实例。分析结果证明了岛津解决方案卓越的有效性。岛津制作所光谱产品线村上幸雄博士大会报告村上幸雄博士呼吁不要随意丢弃使用后的塑料制品，以免最终祸害人类自身此外，岛津分析中心的技术专家段伟亚和李青龙做了大会墙报发表。段伟亚在其题为《傅里叶变换红外光谱法在车用燃料分析中的应用》的墙报发表中针对一些不法商贩非法生产调和汽油，造成严重大气污染问题，参考GB/T 33648-2017《车用汽油中典型非常规添加物的识别与测定》、NB/SH/T 0916-2015《柴油燃料中生物柴油（脂肪酸甲酯）含量的测定》，使用岛津IRSpirit-T型傅里叶变换红外光谱仪建立了甲缩醛、醋酸仲丁酯、脂肪酸甲酯等添加物的定量模型。岛津分析中心段伟亚做大会墙报发表岛津分析中心的技术专家李青龙在其题为《表面增强拉曼光谱法快速检测香蕉中的噻菌灵》的墙报发表中介绍了使用Au纳米颗粒为表面增强试剂，岛津便携式拉曼光谱仪RM-3000为检测仪器，建立的香蕉中农残噻菌灵的SERS快速检测方法。样品经提取、净化、萃取后，可有效降低干扰，再经表面增强测试，可实现香蕉中噻菌灵农药残留的快速检测。本方法检测速度快，不使用有机溶剂作为提取试剂，整个分析过程试剂使用量少，成本低，方法的最低检出浓度为0.5 mg/kg，低于国家标准中的最大残留限量值（5 mg/kg）。岛津分析中心李青龙做大会墙报发表会场外岛津展台现场传真关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。

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X射线荧光分析(XRF)作为一种重要的元素分析方法已经在环境科学、地球科学、生命科学、文化遗产的科技研究等学科中发挥了重要的作用。由于微分析技术在这些学科中例如分析单颗粒大气污染物、生物单细胞等成分分析方面具有独特的优势,其应用一直都受到科学研究工作者的重视。常见的微分析技术主要是扫描电子微探针(EPMA)、扫描质子微探针(&mu PIXE)和同步辐射X射线荧光分析(SRXRF)等,一般最简单产生微束的方法就是通过微小的狭缝来限制束流以产生微束,但是这种方法会造成用于激发分析样品的元素X射线强度减小,并且能量利用率极低。下图为常规的X射线光源采用狭缝和使用X光透镜两种方式产生直径为50&mu m微束光斑分析直径同样为50&mu m大气单颗粒物的X射线荧光分析谱,从图中很明显看出常规的X射线光源通过采用狭缝的方式产生微束来分析样品的可能性是很小的。但由于同步辐射装置所提供的X射线能量高、亮度大,采用狭缝的方法产生微束可以使用在同步辐射X射线荧光分析上,如北京同步辐射X射线荧光分析系统就是采用狭缝的方式来产生微束来满足环境科学、生命科学等对微分析技术的需求。比较复杂的聚焦方法是利用光学聚焦系统,设备比较复杂,成本比较高,其应用有很大的限制性。 　　自20世纪80年代以来,随着X光透镜技术的发展,X光透镜具有聚焦性能好、成本低、设备比较简单、能量利用率高,并且可以以成像的方式显示样品中元素分布等优点,于是便和X射线荧光分析系统有机地结合在一起。目前比较常见的有两种结合方式,一种是X光透镜和同步辐射X射线荧光分析系统相结合,另一种是X光透镜和常规的X射线荧光分析谱仪相结合,这两种结合主要都是利用X光透镜的优点,使X射线荧光分析系统具有束斑小(束斑的直径可以达到10～50&mu m)、光强度可以达到～107光子/秒、所需要的样品量少、分析速度快、散射本底小、探测极限低、可以分析厚靶样品中几十个&mu g· g-1的微量元素等优点。下图为使用X光透镜的微束X射线荧光分析美国国家标准局研制的玻璃有证标准参考物质(SRM NIST610)各元素的探测极限。由于微束XRF具有比常规的X射线荧光分析更多的优点,因而使其应用范围越来越广泛。如工业上汽油中含硫量的测量 大气中单颗粒物的成分测量 参与植物新陈代谢过程中某些元素如Mn,Ca,Zn,Rb等在不同年龄的松针中从顶部到根部的分布 古陶瓷和青铜器中焊接物等微区的成分分析等。由于同步辐射X荧光分析需要大型加速器提供同步辐射光源,设备比较昂贵,机时比较有限。而使用X光透镜的微束X射线荧光分析系统与此相比设备比较简单,成本低、使用比较方便,因此研究使用X光透镜的微束X射线荧光分析在环境科学、地球科学、生命科学、文物保护等方面具有重要的意义。 　　微束X射线荧光分析在文物样品分析中有广泛的应用前景。 　　古陶瓷是由古代的土壤和岩石经过加工烧制而成,其化学成分主要是由Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、K2O、CaO等组成,其中SiO2和Al2O3的含量之和在80%以上,因此古陶瓷样品主要是由Si和Al等氧化物组成的轻基体。在实验中既要准确的测量出Na和Mg,又要测量出Rb、Sr、Y、Zr等重元素氧化物的含量,其实验条件的选择是非常关键的。对于Na、Mg、Al和Si等元素需要在真空中或氦气的气氛下探测器才能探测到其被激发的特征X射线。由于文物样品的特殊性,一般采用在探测器和被测样品之间形成氦气的光路来测量或者直接在大气中测量。本工作是在大气中直接分析被测样品,同时也就意味者Na、Mg、Al、Si等元素的特征X射线没有被探测器探测到。 　　实验工作是在两种条件下测量：第一种条件是在电压35kV,电流10mA,测量时间为300s,探测器与样品之间的距离为25mm 第二种条件是电压为40kV,电流10mA,测量时间120s,探测器前加1mm的准直器来降低散射造成的本底,探测器与样品之间的距离为42mm。测量国家有证标准参考物质GBW07406(GSS-6)的谱如下图所示。从谱图上看,在探测器加准直器更能降低散射本底,提高探测极限。 　　青花瓷是中国古陶瓷中具有很高艺术价值的瓷器,但对青花瓷的产地、年代、钴料的来源、制造工艺及其真伪辨别等问题一直缺乏系统的研究。由于微束分析的一系列的优点,用微束X射线荧光分析扫描分析了一块明代青花瓷残片中青花部位的元素分布,样品的照片见下图。 　　实验装置如下图,采用旋转阳极靶和会聚X光透镜组成激发样品的微束X射线源,SiPINX射线探测器收集样品中激发出的元素特征X射线,采谱活时间为5min,每隔50&mu m测量一个点,扫描面积为1mm× 35mm AXIL程序进行峰的拟合和本底的扣除。 　　对比青花部位和白釉部位的MXRF谱图可知,青花部位与白釉部位有差异的元素为主要为K、Ca、Fe、Co、Ni 以这五种元素的峰面积为变量,Matlab程序做图得到青花瓷五种元素的分布图。从几种元素的微区分布图对比青花瓷图片,可以看出Mn和Co的分布基本上和青花瓷釉色的深浅相一致的,Fe元素的分布基本上与青花瓷釉色的变化没有明显关系。相关性分析表明,Mn和Co有非常好的相关性,而Ni与Mn和Co没有相关性。 　　本文摘编自程琳、金莹著《现代核分析技术与中国古陶瓷》一书。

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即刻报名我们的 “Spectral CT” 新品介绍研讨会吧：了解Micro-CT最新技术成果以及其如何能助力您的科学研究。【介绍】Micro-CT 是一种成熟的无损结构表征方法。 多年来，随着软硬件的发展，显微CT成为了研究材料行为的首选解决方案， 其中，TESCAN已拥有无与伦比的实时动态4D扫描技术，突破性地将时间分辨率降低至仅仅几秒钟。然而，传统显微CT的图像对比度是基于原子数和材料密度而产生的，因此在某些情况下很难做到对样品成分进行精确分析。如今TESCAN解决了这一难题。 TESCAN “Spectral CT” - 这是一场计算机断层扫描技术的革命，我们正处于探测器技术变革的前沿。传统显微CT测量的是X射线穿过样品后能量强度的损失，而 “Spectral CT”则是捕捉离开X射线源以及它与样品相互作用后的X射线光谱。这样就可以更精确地测量X射线与不同物质间的相互作用，进而真正地捕捉到不同材料的光谱特征。 “Spectral CT”，可以通过测量吸收边缘来准确识别元素。通过分析X射线光谱的形状和峰值，获得传统CT无法提供的对比度，甚至能利用一次扫描中的多种能量来增强实现类似“双能CT”的效果。它是首个具有化学分析能力技术的显微CT ，可对样品内部特征进行高质量、非破坏性结构表征。 【明天直播】6月15号 星期三15:00 - 16:00 (北京时间）注意：注册时，会有2场会议时间供您选择，针对中国用户，请选择以下会议场次：3:00 - 4:00 PM CST【报名方式】登陆“中国电镜用户之家”首页，扫码注册。【阅读更多】TESCAN显微CT探测器技术前沿：内外兼修，研究更透扫码进入bilibili视频号：TESCAN中国有关TESCAN Micro-CT前沿技术和部分应用已被“科技界4大杂志巨头”之一Wiley收录： 延伸阅读 原位动态四维成像应用案例：天然砂岩的空隙尺度排水行为研究和石灰岩矿化过程研究前沿应用丨TESCAN Micro-CT 应用于风机叶片的结构缺陷研究前沿技术 | 当时间分辨率遇上空间分辨率 （上）显微CT揭示：您的原位力学曲线精确吗？最高时间分辨X-CT惊艳亮相-真4D原位动态技术

在支持 r. j. lee（monroeville, pa）研究颗粒和微量化合物分析，协助tzw: technologiezentrum wasser（karlsruhe，germany）研究水中微塑料的过程中，horiba scientific与他们共同研发获得新版颗粒分析模块，进一步增强 labspec 6 拉曼软件包功能。我们希望获得从形态到成分的全部信息，这个新版颗粒分析较之前的版本有巨大的改进，帮助我们简化了研究过程。tzw和环球水源研究联盟（gwrc）的forian r. storck博士说 作为horiba颗粒分析的合作者和新用户，我们被它强大的功能震撼到了。它不仅能够帮助我们统计微米级的颗粒大小/形状信息，而且通过拉曼数据可同时获得化学组成及结构信息。r. j. lee group的咨询科学家/分析化学专家jason s. lupoi博士评论新版颗粒分析模块和horiba显微拉曼光谱仪的联用，使得化学表征操作更加自动化、简易化。它可以自动定位及鉴别颗粒分子，非常适合对医药材料、微量物证、地质岩石、矿物颗粒及过滤器上污染物等颗粒的分析。 新版颗粒分析模块具有简单清晰的操作界面，引导分析人员对成千上万个微米级别的颗粒，进行自动定位、统计大小/形状、基于大小/形状筛选目标颗粒等操作，并且一键获取颗粒拉曼光谱或整个颗粒的成像，终获取定制化报告（显示颗粒位置、大小、形状及拉曼指纹光谱等信息）。新版颗粒分析模块能够调用labspec 6软件的所有功能。单变量、多变量分析及knowltall数据库可根据每个颗粒的光谱指纹信息对颗粒进行简单便捷的分类。相同化学成分的颗粒以相同的颜色显示，相应的颗粒id可在成像图上进行快速识别和定位。新版颗粒分析模块具备三种拉曼采集方式：采集颗粒中心的拉曼光谱、采集颗粒的平均光谱；对颗粒进行成像，可以满足客户对目标颗粒的不同分析需求。新版颗粒分析模块已全面上市，如有需要，欢迎与我们联系：info-sci.cn@horiba.com。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年5月25日，“光谱分析前沿技术论坛(北京)”在文津国际酒店召开。此次技术论坛由三宝兴业科学部主办，相关领域的科研工作者聆听了报告。 /p p style=" text-align: center " img title=" 现场1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8e80ff6a-cb26-4931-9a97-436787693fb1.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 现场2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c5f89a8f-a178-46d2-b3b7-f6b3f8b36308.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong “光谱分析前沿技术论坛(北京)”现场 /strong /p p 　　“光谱分析前沿技术论坛(北京)”的内容较多的集中于超快光谱技术。当入射光脉冲照射在所研究的物理体系上时，会触发体系内产生一些非平衡的动力学过程，可以通过出射光中的信号来了解这些非平衡过程。“超快”这个形容词指的是所研究现象的时间尺度，时间尺度可以跨越几个数量级，从阿秒到纳秒 “超快”也可以指光脉冲的宽度或脉冲间隔。 /p p 　　超快光谱的出现，让人们能通过“慢动作”观察到处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态，给化学以及相关科学领域带来一场新的革命。近年来，发展迅速的超快光谱成为了研究皮秒和飞秒时间尺度内的分子结构与超快动力学行为的强有力手段。 /p p 　　“光谱分析前沿技术论坛(北京)”邀请了中国科学院物理研究所李运良研究员、北京师范大学张文凯教授介绍二维中红外超快光谱、超快X射线光谱的技术进展及应用。 /p p style=" text-align: center " img title=" 李运良.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/ea965f42-f31d-4419-9896-7d35b5442448.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 中国科学院物理研究所 李运良研究员 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：二维中红外超快光谱学技术的发展与应用 /strong /p p 　　李运良研究员主要从事多维超快光谱技术(包括二维五级拉曼光谱，二维红外光谱，二维瞬态红外光谱,二维拉曼受激辐射光谱)的研发及其在探测分子相互作用动力学方面的应用，从而在分子水平和超快范围(飞秒—皮秒)理解分子动态功能，以及生物光合作用和生物酶催化微观机理。 /p p 　　此次报告中，李运良研究员首先讨论了传统激光光谱的局限性及当前科研工作对二维超快光谱的迫切需求。接下来，李运良研究员介绍了二维超快红外光谱技术及其应用，他指出，二维超快红外光谱是获得分子水平的结构和相互作用动力学更多信息的有力工具。李运良研究员的团队还对系统进行了简化，搭建了脉冲整形二维红外光谱系统，该系统具有不同超快激光脉冲位相锁定等优势，并应用于界面水等的研究中。 /p p style=" text-align: center " img title=" 张文凯.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/aa8e59a1-ba66-4ef4-bf08-3f3b13d409dd.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 北京师范大学 张文凯教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：超快X射线光谱及二维红外光谱介绍 /strong /p p 　　飞秒超快二维红外光谱方法具有无探测光背景、灵敏度高和信噪比高等优点，广泛应用于研究化学、生物体系中的超快结构和动力学，如已经成功测定了膜蛋白在溶液中的三维结构、揭示了抗艾滋病药物Rilpivirine的耐药性机制。 /p p 　　张文凯教授报告中介绍了二维红外光谱中的杂散光消除方法、高选择性非天然氨基酸红外探针的研制，及其在甲型流感病毒M2质子通道机理研究中的应用。张文凯教授还介绍了超快X射线发射光谱及其应用。面对时基漂移、自发辐射光源不稳、光谱扫描耗时等技术难点，张文凯教授团队利用单脉冲实时测量时基、分光器覆盖整个光谱的方法解决了该难点，使得超快X射线发射光谱系统的时间分辨率& lt 50fs，采样时间缩短了100倍。 /p p 　　同时，三宝兴业科学部的经理李汉明博士、三宝兴业科学部的技术经理凯宇先生、美国普林斯顿仪器公司的技术工程师王帅先生、必达泰克公司北方区经理胡敬志先生分别介绍了公司及产品的情况。 /p p style=" text-align: center " img title=" 李汉明.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/ddb40a69-0325-4392-9831-02360d79f6d6.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 三宝兴业科学部的经理李汉明博士 /strong img title=" 王帅.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/2d388ff4-7aa7-4825-a697-811ddedeadc8.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 美国普林斯顿仪器公司的技术工程师王帅先生 /strong 　　 img title=" 凯宇.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/e6ff4ea3-7356-489d-819e-648b6fe5d983.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 三宝兴业科学部的技术经理凯宇先生 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 胡敬志.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/679be83f-8839-4ca7-b288-708f55f74e5d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 必达泰克公司北方区经理胡敬志先生 /strong /p p 　　胡敬志先生在报告中主要介绍了便携拉曼光谱仪的应用和优势。必达泰克公司的便携和手持式拉曼光谱在全球已经销售了超过10000套，其产品既有用于如毒品检测的专用仪器，也有适用多个领域的通用型产品。便携拉曼光谱即可以用于珠宝鉴定等方面的定性分析，也可以应用定量分析软件进行细胞培养体系中营养物葡萄糖和乳糖浓度的定量分析，在原位现场分析、过程分析等方面也能发挥作用。 /p p 　　会议主办方北京三宝兴业视觉技术有限公司，原为微视凌志图像，创办于2003年，主营业务是以代理销售国际知名厂商的图像处理产品为主，并在此基础上，根据应用型用户的实际要求，进行从硬件到软件的全套图像处理系统集成。三宝兴业科学部主要品牌有：普林斯顿的科研级相机及光谱仪、e2v的科研级芯片、Light Conversion的飞秒激光器、ARS的低温制冷器件、必达泰克的小型拉曼光谱仪等专业产品。 /p p & nbsp /p

深圳云纬科技有限公司是一家专业的检测分析仪器设备供应商，专业为客户提供最全面的，最先进的显微光谱分析检测仪器及其它光电检测设备。我们是专业技术型的贸易企业，一致致力于材料科学，地质研究，生物科学及制药，刑侦和工业检测等领域。 经美国CRAIC科技公司授权，云纬科技正式成为中国区一级代理商，我公司与美国CRAIC公司一起携手，为国内微区光谱科研贡献最先进的微区光谱解决方案，美国CRAIC显微分光光度计在全球各大研究室使用普遍，其先进的测量技术、高度集成的系统及稳定性深受高新技术海归人才及国内高端科研人才的认可和亲睐。关于美国CRAIC显微全光谱分析测试系统 20/30PV 美国CRAIC最新20/30PV显微光谱分析集成系统为紫外-可见-近红外显微光谱学设定了一个新的标准。使用最前沿技术的20/30 PV不仅可以让用户测试微米级样品的吸收、反射、拉曼、荧光激发或其他光源类型下的光谱，还同时提供了数字成像功能。美国CRAIC 20/30 显微分光光度计系统，结合了显微学和光谱学的优势，用于微小样品或样品的微小区域的光谱分析；微区光谱测试的范围从深紫外到近红外，同时也提供全波段的成像。具备先进的光谱及图像分析软件、自动化的参数设置、简单易用、能长时间稳定工作等优良特性。 最新CRAIC 20/30 PV集成了紫外－可见－近红外光谱仪、拉曼光谱仪、成像系统于一身，根据产品不同，可以做紫外可见近红外（200-2500nm）的光谱分析，还可以集成显微Raman系统，同时科研级光谱仪和高分辨彩色数字成像系统都使用了最新的显微镜光路系统及科研级光学接口。 高灵敏度的固态阵列检测器件使用了热电制冷的方式提高了器件的信噪比，增强稳定性,并保证设备能长时间稳定地工作；高分辨率的数字成像系统在用于紫外、近红外以及可见光波段的彩色成像。多种类型的光源包提供了从深紫外到近红外的光源，类型包括透射光、反射光、荧光等，偏振光和拉曼激光也可以根据用户需求提供。CRAIC精巧的软件不仅可以控制显微镜、光谱仪和数字成像系统，还同时提供了先进分析功能，甚至包括薄膜厚度测量及色度测量。 20/30PV系列为显微观测、材料科学、地质科学、生物科学及制药、表面等离子共振，法医痕迹鉴证，石墨烯及纳米管等领域提供完美的显微光谱分析方案，20/30 PV是显微分光光度计最顶尖的代表。关于美国CRAIC显微光谱分析系统 FLEX美国CRAIC最新的FLEX型号光谱仪集成系统为紫外-可见-近红外显微光谱学设定了一个新的标准。FLEX系列是20/30PV型号的简化版，有着比20/30PV更优惠的价格，并与20/30PV一样有着很高的稳定性和全光谱分析能力，使用最前沿技术的FLEX不仅可以让用户测试微米级样品的吸收、反射、拉曼、荧光激发或其他光源类型下的光谱，还同时提供了数字成像功能。光谱测试的范围从深紫外到近红外，同时也提供全波段的成像。具备先进的光谱及图像分析软件、自动化的参数设置、简单易用、能长时间稳定工作等优良特性。FLEX是工厂产品检测以及实验室样品分析的完美工具。FLEX集成了紫外－可见－近红外（200-2200nm）光谱仪、拉曼光谱仪、成像系统于一身，同时光谱仪和数字成像系统都使用了最新的显微镜光路系统。其高灵敏度的固态阵列检测器件使用了热电制冷的方式提高了器件的信噪比，并保证设备能长时间稳定地工作。高分辨率的数字成像系统在用于紫外、近红外以及可见光波段的彩色成像。多种类型的光源包提供了从深紫外到近红外的光源，类型包括透射光、反射光、荧光等，偏振光和拉曼激光也可以根据用户需求提供。精巧的软件不仅可以控制显微镜、光谱仪和数字成像系统，还同时提供了先进分析功能，甚至包括薄膜厚度测量。关于美国CRAIC显微光谱分析系统 508PV508PV可以通过开放光学接口安装到任意显微镜或者探测平台上，从而让您获得光谱测量及图像处理能力，甚至是视频及动态光谱测试。根据显微镜的配置，您可以完成显微样品的吸收、透射反射、偏振、甚至是荧光激发的光谱。CRAIC同样也提供适应于光谱仪的显微镜，可以提供更宽的光谱范围、更强信噪比及出众 成像数据508PV 还可用于升级旧的显微光度计，用508PV取代旧的光谱仪，电子部件，软件和计算机系统。508PV提供了专门用于显微光谱测试的光谱仪，使用TE制冷技术保证长时间稳定的工作和极低的噪声水平。科研级的光学接口连接显微镜通用C接口适配器，集成光谱分析，图像分析及仪器控制的软件。整个仪器稳定可靠，简单易用，科学设计保证客户无故障使用数年。目前CRAIC系列分光光度计已用于煤炭，石油，地质，矿物学，生物学，半导体科学，材料科学，工业质量控制及刑事科学等。深圳云纬科技有限公司 / Shenzhen Yunway Tech Co.ltd深圳市龙岗区天安云谷产业园一期B栋 联系人：颜经理 电话：18520190828邮箱：Michael.yan@cloudsway.net.cn

仪器信息网讯 原子光谱的发现，最早可追溯到16世纪，在1666年牛顿进行了一个关键性实验，发现了光的色散现象，解释了原子光谱的本质。第二次世界大战期间，光谱分析获得极大的发展，战争结束后，一批阐述光谱分析应用和光谱仪器的专著相继问世，光谱分析成为分析化学的前沿。此后，光谱仪器的进步推动了光谱分析技术的不断发展。在原子光谱分析的发展过程中，人们从光谱仪器的光谱、分光系统和检测器等方面，不断加以改进，发展了火花/电弧、等离子体、辉光放电等不同特点的光谱分析方法和现代仪器。这些新光源的开发，使光电光谱仪的应用从常量元素分析扩展到高含量元素分析、痕量元素分析和表面逐层分析。　　因此，光谱仪不仅在采矿、冶金、石油、燃化、机械制造等工业中作为定性和定量分析的工具，而且在农业、食品工业、生物学、医学、核能以及环保领域发挥着重要的作用。据相关报告显示，2020年全球原子光谱市场规模约为390亿美元，且每年以5%的速度增长，相关仪器企业也在不断开发新产品新应用。　　近日，在仪器信息网光谱网络会议(iCS2021)十周年之际，我们特别采访了北京矿冶研究总院冯先进研究员，请他谈谈对近十年光谱技术发展以及未来趋势的看法。　　为促进中国科学仪器行业健康快速发展，进一步提升光谱技术及相关应用的专业水平，促进各相关单位的交流与合作，仪器信息网将于2021年5月25-28日举办“第十届光谱网络会议, 简称iCS2021)”。本次会议由江苏省分析测试协会、中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国生物物理学会太赫兹生物物理分会等协办。　　光谱网络会议依托成熟的网络会议平台，以网络在线报告交流的形式，针对当下光谱相关研究热点进行探讨，报告专家和用户可通过视频、音频、文字等多种方式进行实时交流。2012年，由仪器信息网主办的第一届光谱网络会议(iCS 2012)成功举办。之后，保持每年一届的节奏。专家报告阵容不断壮大，参会规模也达到了同类型会议中的最大。其中，第九届光谱网络会议(iCS 2020)，报名参会规模已经突破3000人。　　2021年，正值光谱网络会议的十周年。iCS 2021不仅聚焦最新、最前沿的光谱技术及应用，而且将就食品、制药、环境、生命科学、材料、文保等目前最热门的应用领域进行深入探讨，为国内外光谱科研工作者及专业技术人士提供一个全新、高效的沟通交流平台，以促进业内交流，提高光谱研究及应用水平。　　点击报名：

近日，德州仪器 (TI) DLP® 产品部的业务拓展经理 Mike Walker和 Optecks 的首席技术官 Hakki Refai 博士发表文章：二维微机电(MEMS)阵列为移动光谱分析仪打下基础，如下是文章全文。　　在近红外 (NIR) 光谱分析领域中，一个将便携性与高性能实验室系统的准确性和功能性组合在一起的系统将极大地改进实时分析。由一块电池供电的小型手持式光谱分析仪的开发可以实现对工业过程、或食品成熟度的评估在现场进行更有效的监控。　　大多数色散光谱分析测量在一开始采用的都是同样的方式。被分析的光通过一个小狭缝 这个狭缝与一个光栅组合在一起，共同控制这个仪器的分辨率。这个衍射光栅专门设计用于以已知的角度反射不同波长的光。这个波长的空间分离使得其它系统可以根据波长来测量光强度。　　传统光谱测量架构的主要不同之处在于散射光的测量方式。两种常见的方法有(1)与散射光物理扫描组合在一起的单元素(或单点)探测器，以及(2)将散射光在一组探测器上成像。　　使用 MEMS 技术的方法　　使用具有一个单点探测器、基于光学微机电系统 (MEMS) 阵列技术的全新方法可以克服传统光谱分析方法中的很多限制。在基于单点探测器的系统中，一个固态光学 MEMS 阵列用简单、空间波长滤波器取代了传统的电动光栅。这个方法可以在消除精细控制电动系统中问题的同时，利用单点探测器的性能优势。近些年，此类系统已经投入生产，其中，扫描光栅被取代，并且 MEMS 器件过滤每一个特定波长进入单点探测器。这个方法在实现更加小巧和稳健耐用光谱分析仪的同时，也表现出很高的性能。　　相对于线性阵列探测器架构，光学 MEMS 阵列的使用具有数个优势。首先，可以使用更大的单元素探测器，以提高采光量，并极大降低系统成本和复杂度，这对于红外系统更是如此。此外，由于不使用阵列探测器，像素到像素噪声被消除了，而这可以极大地提升信噪比 (SNR) 性能。SNR 性能的提高可以在更短时间内获得更加准确的测量结果。　　在一个使用 MEMS 技术的光谱分析系统中，衍射光栅和聚焦元件的功能与之前一样，但来自聚焦元件的光在 MEMS 阵列上成像。要选择一个用于分析的波长，一个特定的光谱响应波段被激活，这样的话，就可以将光引入到单点探测器中进行采集和测量。　　如果 MEMS 器件高度可靠，能够生成可预计的滤波器响应，并且在不同的时间和温度下保持恒定，那么这些优势就可以实现。　　将一个 DLP® 芯片或数字微镜器件 (DMD) 用作一个空间光调制器，并且在一个光谱分析仪系统架构中将其用作 MEMS 器件的话，可以克服数个难题。首先，使用一组铝制微镜来接通和关闭进入单点探测器的光，这在广泛的波长范围内是光学有效的。其次，数字微镜的打开和关闭状态由机械止动装置和互补金属氧化物半导体 (CMOS) 静止随机访问存储器 (SRAM) 单元的锁存电路控制，从而提供固定的电压镜控制。这个固定电压、静止控制意味着这个系统不需要机械扫描或模拟控制环路，并且能够简化校准。它还使得光谱分析仪设计更能免受温度、老化或振动等错误源的影响。　　DMD 的可编程属性具有很多优势。其中某项优势会在进行光谱分析仪架构设计时显现 -- 如果以被用作滤波器的微镜的寻址列为基础。由于 DMD 分辨率通常高于所需的光谱，DMD 区域会出现欠填充的情况，并且会对光谱过采样。这使得波长选择完全可编程，并且在光引擎出现极端机械位移的情况下，将额外微镜用作重新校准列。　　此外，DMD 是一个二维可编程阵列，这为用户提供高度的灵活性。通过选择不同的列数量，可以调节分辨率和吞吐量。扫描时间可动态调整，如此一来，用户可对所需波长进行更长时间、更加详细的检查，从而更好地使用仪器时间和功能。此外，相对于固定滤波器器具1，诸如采用的 Hadamard 图形等高级孔径编码技术，可实现高度的灵活性和更高性能。　　总之，与目前的光谱分析系统相比，使用 DMD 的光谱分析器件可实现更高分辨率、更高灵活性、更加稳健耐用、更小的外形尺寸和更低的成本，从而使得它们对于广泛的商业和工业应用更有吸引力。　　单探测器架构消除噪声　　目前基于线性阵列的光谱分析仪主要受到两个因素的限制。首先，探测器的波长选择受到像素孔径的限制。探测器的尺寸决定了采集到的光量，从而影响SNR。诸如Hamamatsu G9203-256的常见磷化砷镓铟 (InGaAs) 256像素线性阵列的尺寸为50微米 x 500微米。相反地，一个数字微镜阵列是一个完全可编程的矩阵，可以针对应用来配置列的数量和扫描技术。这可以将更大的信号呈现给通常与DMD一同使用的更大的1毫米或2毫米的单点探测器。将窄带光过滤到一个线性阵列中 -- 通常是50微米宽像素 -- 也许会出现串扰的问题。像素到像素干扰会成为读取过程中产生噪声的主要原因。这些干扰可通过单探测器架构消除。此外， 通过利用1kHz至4kHz的数字微镜扫描速度，单点探测器可以达到与平行多点采样相类似的驻留时间。对于基于MEMS -- 或基于DMD -- 的紧凑型光谱分析仪引擎，结果显示SNR的范围大于10000:1。　　对于超级移动光谱分析仪十分关键的小型、高分辨率2D MEMS阵列　　为了尽可能地提高性能，用户需要考虑可被用于将光线反射至探测器的MEMS总面积。然后，将这个面积与可用单点探测器孔径尺寸仔细匹配。　　一个采用5.4微米微镜的DMD具有超过40万个可用像素，并且可以针对700纳米至2500纳米的波长进行优化。该款DMD是DLP2010NIR，它采用一个被称为TRP的全新像素架构。如图1中所见，这个像素提供17度的倾斜角。DLP2010NIR在一个评估模块中运行 这个评估模块提供针对光谱分析应用场景的独特光学架构。一个利用17度接通和关闭角度的光学路径可以用一个尽可能减少散射光的小巧引擎实现高性能感测分辨率。　　图2中显示了这个针对光谱分析使用情况的独特光学引擎。这个系统优化了整个光路径中光学信号。来自样本的响应在DMD上成像，从而实现对每个波长的空间控制。这个评估模块的目的在于，通过将高效MEMS用作光谱分析中的高速2D滤波器，来获得设计优势。它是一款小巧、结实耐用且高度自适应系统，能够使光谱分析走出实验室，直接应用于现场测量或含光源测量。与传统光谱分析仪相比，同一个器件中的透射和反射测量头互换功能可以实现性能基准测试。　　一个利用DLP2010NIR芯片的光谱分析光引擎有数个照明模块，并且每个模块的工作方式稍有不同。在一个传输模块中，光源、比色皿支架、高精度比色皿和和其它安装硬件被用于完成透射样本的吸收量和散射属性的测量。NIR透射测量值可用于液体样本，诸如果汁的水含量或出现的气体特征。这些数据能够提供与果汁原产地有关的很多信息。在固体样本中，NIR透射可以测量塑料管的不透光度，而这是观察气体和液体在传送线路中流动的重要参数。线路内的透射测量也被用于分析黄油在生产过程中的水含量，这样可以及时调整黄油制作工艺，从而节省了时间、尽可能降低成本，并且增加最终产品的质量。　　或者，在样本无需与光谱分析仪窗口接触的测量中，反射模块是一个选择。它可以在几厘米的距离之外灵活地执行扫描操作，比如肉品被包装在塑料薄膜后监测肉品质量。诸如血糖预测等健康应用方面，也可以使用皮肤的漫反射来成为NIR区域内特色应用。　　最后，在光纤耦合模块中，不论是透射测量，还是反射测量，它们都是通过光纤实现。这样可以在光谱分析仪与样本无法直接接触时实现测量。此类采样示例包括监视工业过程、测量导管中流动的液体、分析鸡肉、牛肉和猪肉中的湿度、脂肪和蛋白质含量。这些模块极大地扩展了应用范围，并且提供更高的测量性能。Optecks具有能够实现所有这些采样方法的照明模块解决方案。　　正如之前讨论过的那样，使用DMD的光谱分析器件将功能拓展至对多个物质的分析、测试和测量。它们为实现更加准确的性能、更高分辨率、更大灵活性、更好的稳健耐用性和更小外形尺寸光感侧解决方案提供一个途径。此外，使用DMD的光谱分析仪还带来了更高的测量可靠性，而这在之前使用的传统光谱分析系统中，这也许是无法实现的。不论用户是打算用它测量农田中的庄稼需要的灌溉量，或是想要预测食物中的腐败程度，光谱分析都在不断成为准确、实时分析的强大方法。　　参考书目　　1 Pruett, E.，“德州仪器 (TI) DLP® 近红外光谱分析仪的最新发展可实现下一代嵌入式小巧、便携式系统”SPIE 9482-13 2015年4月　　作者简介　　Mike Walker先生是德州仪器 (TI) DLP® 产品部的业务拓展经理，负责这个部门的光谱分析业务。在过去几年中，Walker始终致力于将这项突破性架构引入到IR感测领域。在此之前30年间，Mike领导了TI的多个技术和业务团队。　　Hakki Refai博士是Optecks的首席技术官。他在针对基于DLP系统的光学、电子和软件系统的设计和开发方面拥有10几年的经验。Refai博士在先进电子设备的设计、生产和分销方面具有5年多的领导经验。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 在2020年这个不平凡的一年，第六届全国原子光谱及相关技术学术会议于2020年11月14-15日在大理成功召开。本届会议由中国仪器仪表学会分析仪器分会原子光谱专业委员会主办，大理大学药学院、四川大学分析测试中心以及环境化学与生态毒理学国家重点实验室承办。 /p p 　　原子光谱分析技术是科学发展不可缺少的技术，在我国的科学发展过程中发挥了巨大作用。如今已经成功举办了六届的“全国原子光谱及相关技术学术会议”其宗旨在于，“传承”与“发展”。“传承”即老一辈专家打下的原子光谱技术的基础，“发展”即在新形势下将原子光谱分析技术发展得更前沿、更有应用价值。 /p p 　　“全国原子光谱及相关技术学术会议”是我国光谱科学工作者的盛会，全力展示我国在原子光谱及相关领域的最新研究进展及取得的成果，增进广大光谱科学工作者及其支持光谱事业同道者的交流与合作。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/fb7d468f-eb38-4283-966a-770f436df6b0.jpg" title=" IMG_20201114_104150.jpg" alt=" IMG_20201114_104150.jpg" / /p p style=" text-align: center " 会议现场 /p p 　　经过两天排得满满的报告交流，在15日18点，第六届全国原子光谱及相关技术学术会议进入尾声，举行了简洁的闭幕式。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/54c7dd1d-cda8-42e3-a9ae-5d7f4ba75028.jpg" title=" IMG_7274.jpg" alt=" IMG_7274.jpg" / /p p style=" text-align: center " 大理大学温晓东教授 /p p 　　大理大学温晓东教授代表承办方首先发言。温晓东教授表达了对做报告进行交流的专家学者、以及各位与会者的感谢! /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/5055708f-b28c-4d32-8ce1-7acbe836c924.jpg" title=" IMG_7277.jpg" alt=" IMG_7277.jpg" / /p p style=" text-align: center " 珀金埃尔默技术支持经理 高光晔 /p p 　　为了激励青年学者们积极参会交流，本次会议进行了 “优秀墙报奖”的评选。珀金埃尔默赞助了本次会议优秀墙报奖，高光晔宣读了获奖名单，专家们为获奖者颁发了奖状。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/03fc24f1-8179-4a9a-a6bc-89309e447e86.jpg" title=" IMG_20201115_180152.jpg" alt=" IMG_20201115_180152.jpg" / /p p style=" text-align: center " “优秀墙报奖”颁奖 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/d9648968-4869-49b8-b52c-64108e346dd4.jpg" title=" IMG_7280.jpg" alt=" IMG_7280.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中科院生态环境研究中心江桂斌院士 /p p 　　大会主席中科院生态环境研究中心江桂斌院士做总结发言。江桂斌院士谈到，从此次会议上交流的内容可以发现，原子光谱及相关技术在生命科学、单细胞分析、临床诊断、纳米科技、地球化学等领域发挥了巨大作用，促进了相关领域的快速发展；此次会议也是参加交流的交叉学科数量最多的一次。 /p p 　　虽然受到新冠疫情的影响，但是本次会议还是有230余位代表注册参会，共收到论文摘要110 篇，大会组委会邀请了国内外的知名院士、专家学者参会并做报告，安排了大会特邀院士报告4个、大会报告20个、邀请报告42个，以及40余个墙报展，共同探讨原子光谱及相关技术领域的发展现状、趋势和前沿动向。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/58250798-6e67-46bf-aad4-205ddc55c163.jpg" title=" IMG_20201115_182001_meitu_1.jpg" alt=" IMG_20201115_182001_meitu_1.jpg" / /p p 　　一次会议的成功举办，离不开志愿者们的辛勤工作，专家们和本次会议年轻的志愿者们合影。 br/ /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/48aebfd5-666f-4067-913b-aec3faba2d68.jpg" title=" IMG_7287.jpg" alt=" IMG_7287.jpg" / /p p 　　闭幕式上也公布了下次会议的承办方和举办地点。第七届全国原子光谱及相关技术学术会议将由东北大学理学院化学系、分析化学研究中心与相关单位在辽宁省承办。美好的相聚总是短暂的，不过我们可以期待下次更好的相聚。 /p p br/ /p

微型光谱仪具有许多大型光谱仪所不具备的优点，如重量轻、体积小、探测速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光谱仪一样微型光谱仪有着巨大的应用市场，可以应用在实验室化学分析、临床医学检验、工业监测、航空航天遥感等领域，因而引起了人们广泛的兴趣。微型光谱仪的实现可以应用多种技术，目前常用的方法包括：采用新型滤光技术制作微型光谱仪 利用光纤的化学传感性制成光纤探针进行光谱分析 使用微细加工制作集成式微型光谱仪等。　　利用光纤制作的微型光谱仪，光纤传感器的主要特点是具有很高的传输信息容量，可以同时反映出多元成分的多维信息，并通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、时间分辨、收集瞬时信息等来加以分辨，真正实现多道光谱分析和复合传感器阵列的设计，达到复杂混合物中特定分析对象的检测，这对电传感器和声传感器而言是望尘莫及的。光纤的探头直径可以小到与其传播的光波波长属于同一数量级，这样小巧的光纤探头可以直接插入那些非整直空间和无法采样的小空间(如活体组织、血管、细胞)中，对分析物进行连续检测。　　OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一种紧凑级联光纤DIP探针微小光谱仪，该系统的设计是使用单股光纤以获得高分辨率光谱信息，对于决定液体的吸收、发射和散射，或测量pH或有毒金属浓度使用固定指示材料。光谱仪的模式限制光学设计得到很高的光通量，常规应用中可以使用50μ m的光纤。微型光纤光谱仪还有美国Stwenchristesen等人研制的便携式光纤拉曼光谱仪，便携式光纤拉曼光谱仪可以对化学试剂鉴定盒进行非接触分析，它包括二极管激光器、中阶梯摄谱仪、电荷桐合器件(CCD)检测器和一个带有滤光涂层的光纤探针，这种光谱仪被用来分析密封玻璃容器中的化学试剂和其它有毒化学物。拉曼光谱是通过使用一个带有25m光纤的EICRamanProbe探针获得的。探针输出功率在紫翠玉激光器下为80mW，而二极管激光器为137nW。这种微型拉曼光谱仪也可以用T单个活细胞的分析。　　由于光谱仪的结构特点以及光谱仪广泛的应用领域，在微小光谱仪的研究中可以采用多种方法和多种思路。比如改善AOTF的波长覆盖范围、波长分辨率和通光本领，可以使它能应用于各种光谱化学分析，而用这样的元件可以制成结构简单、性能良好、成本低廉的光谱仪，或者使用分辨率较高的中阶梯光栅，与一般棱镜结合，进行交叉色散，可以得到分辨率很高的二维光谱图，所以可以根据微小光谱仪的本身特点和工作环境要求来进行设计。　　微加工技术的发展以及MEMS、MOEMS的出现使许多学科技术的研究都朝着微小型化的方向发展，更需要一些特殊条件下(如外星、地下、深海、危险区等)的工作仪器。光谱仪在未来的新世纪必将出现高度智能化和微型化的趋势，微型光谱仪可以说是微型仪器的一种。微型仪器实际上是具有仪器功能的MEMS/MOEMS产品，是MEMS技术的实际应用。　　微型仪器的核心技术之一是微型传感技术，采用各种新原理、新概念的各类传感器是实现微型仪器的关键和必要条件。现在仪器朝着微小型化、智能化的发展使我们又面临一个新的考验，也是我们发展的一个机遇。

这款价值200美元的保护套，能完成总造价超过5万美元的实验 　　5月27日上午消息，近日来自伊利诺伊大学伊利诺大学香槟分校(Urbana-Champaign)的研究人员将iPhone变成了一个强大的光谱仪。 　　他们研发了一套检测装置，外形像个保护套。当iPhone被放入这个楔状的保护套里面之后，安装在保护套背面的镜头就会与iPhone相机进行对接，通过一个定制应用就能自动对当前物质进行显微镜级别分析，最终检测毒素、 蛋白质、 细菌、 病毒和其他分子。 　　这个检测套装包含了各种各样的镜头和过滤器，以及一个配套应用。该装置的核心是将iPhone变为高分辨率光谱仪的光学晶体。据说，这款价值200美元的保护套，能够完成只有在实验室才能完成总造价超过5万美元的实验。不过它的研发费用花了几十万美元，目前这支研发团队也正着手于安卓系统的研发。 　　该设备还可以用于跟踪地下水污染、 医疗诊断测试、 映射的病原体、 传播或检查食品加工设施的污染。 　　实际上这并不是iPhone第一次用于这个领域，在年初，曾有一个叫“Uchek”的项目，可将iPhone变成一台尿液检验装置。

近日，山东省分析测试协会光谱专业委员会成立大会暨光谱专业技术研讨会在济南市舜耕山庄成功举办。清华大学刑志教授，山东省分析测试协会理事长刘建华，山东省分析测试协会副秘书长时新刚，光谱专业委员会委员、光谱届的资深专家及从事光谱分析的工作人员，北京海光仪器有限公司，北京普析通用仪器有限责任公司，聚光科技(杭州)股份有限公司共130余人出席会议。　　会议由时新刚副秘书长主持，刘建华理事长就光谱专业委员会表示了祝贺，并希望光谱专业委员会的成立能够促进山东省光谱分析水平的提高和发展，郭成浩教授代表生物、水质、质谱专业委员会致以祝贺。会议推举祝培明研究员为主任委员，并确定了副主任委员和秘书长人选。　　会议期间，刑志教授、祝培明研究员、邵长伟高级工程师、沈永高级工程师、北京海光仪器有限公司逯玉凤高级工程师，普析公司应用开发事业部总监郭春涛先生，分别做了元素分析技术的新特点新手段、美国热电ICP仪器故障维修特例、固体粉末直接进样-电弧发射全谱直读光谱技术在土壤样品金属元素快速测定中的应用、原子吸收在医用高分子材料检测中应用、液相色谱原子荧光联用技术在砷汞形态检测中的应用，普析全新智能化液相荧光联用仪等报告。并与参会专家、代表展开互动，对大家提出的问题进行了深入简出的解答，就相关光谱分析测试技术、方法进行了深入探讨。

p style=" text-indent: 2em " 国际上使用最多、覆盖面最广、最具有代表性的便携式光谱仪是紫外光谱、红外光谱、原子吸收光谱等，2019年全球便携式光谱仪市场规模为82.81亿美元，中国占比仅为10.29%，以下是便携式光谱仪行业投资分析。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/fc88f03d-95bf-4a55-bf7e-6ca3479ece47.jpg" title=" 微信图片_20201209131933.png" alt=" 微信图片_20201209131933.png" / /p p style=" text-indent: 2em " 光谱分析仪器科学仪器的重要分类，具有功能齐全、操作简便、分析准确等优点，是诸多领域的理想检测设备。中国在全球市场中只占有较小的市场份额，根据便携式光谱仪行业分析数据，2019年全球光谱仪市场规模为82.81亿美元，其中中国占比仅为10.29%，而北美(美国和加拿大)市场规模为27.17亿美元，占比32.81%，欧洲市场占比25.65%，日本市场占比12.27%。 /p p style=" text-indent: 2em " 2019年中国光谱仪行业产品进出口总额为7.17亿美元，其中进口额6.24亿美元，出口额0.93亿美元，实现贸易逆差5.31亿美元。2018年进出口总额达到8.36亿美元，贸易逆差扩大为6.32亿美元。便携式光谱仪行业投资分析指出，2020年1-4月行业产品进出口总额达到2.43亿美元，其中进口额为2.09亿美元，出口额为0.34亿美元，实现贸易逆差1.75亿美元。 /p p style=" text-indent: 2em " 分析仪器属于高新技术领域，从其应用到工业和生产中后，一直处于快速的发展和变更中。随着技术发展带动的产业升级，光谱仪检测中，对检测物的数量和重量限度将进一步降低，同时检测的精确度将进一步提高 我国市场上已经出现了便捷的手持式光谱仪，国内外知名品牌已在便携式光谱仪领域进行竞争，在应用加深下，便携式、手持式和个性化光谱仪将进一步发展 同时万物互联的5G时代和物联网时代到来，光谱仪领域单个装置微型化、智能化趋势较为明显。 /p p style=" text-indent: 2em " 已经在环保、电子电器、食品、医药、矿产、考古等多个领域得到应用，产品应用领域广泛，同时各行业之间具有一定的差异性。便携式光谱仪行业投资分析指出，随着光谱仪技术的提升，下游应用将进一步普及。在新材料、新能源汽车、锂电池、智能硬件等领域也有着更多的机会，中国的新能源汽车增长将高于全球水平，大量充电桩将被安装在公路上，而这些设备的电池、新材料都需要用到光谱检测，同时充电桩生产过程的质量监控也需要用到光学检测技术。随着我国光谱仪下游需求的扩张，在行业整体技术水平的提高下，行业发展向好。 /p p style=" text-indent: 2em " 截止2019年，我国光谱仪行业专利申请量为2445项，为近年来最高值，2019年为2179项，虽然较2017/2018年有多下滑，但是仍高于2015年水平。而从专利公开量来看，我国光谱仪专利公开量不断提升，随着专利的公开，可以实现技术的扩散，提高行业内小型企业的技术实力，实现行业技术水平的整体提升。 /p p style=" text-indent: 2em " 进入2020年，仪器应用领域持续扩大，5G进一步铺展开，万物互联时代程度加深，光谱作为高新技术领域的代表之一，必将接受新时代洗礼，向着个性化、小巧便携化和智能化继续迈进。对企业而言，品牌建设意味着高附加值、高利润和高市场占有率。因此，未来，继续打造品牌，凝聚强大的号召力是国产光谱发展的关键一步，以上便是便携式光谱仪行业投资分析所有内容了。 /p p br/ /p

p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " span style=" line-height: 1.5em " 　　光谱组是分析室的一个题目组，以样品的分析与剖析及相应分析仪器的研制为主体工作。在这些分析任务中，有轰动一时的“745”任务和“927”任务，也有无数鲜为人知，但又实实在在为国家解决问题的“小事情”。 /span /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　“745”任务由中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)数十人参加，夜以继日奋战数月取得了完整和准确的剖析结果，为获国家级特等奖的某项目奠定了基础。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　这是一个有各地区各行业人士参加的规模宏大的合作项目。就分析任务来说，每一项数据都至少有两个不同的实验室来测试。当时大连化物所由朱葆琳负责，组织了包括行政、工厂及各研究室多方人员参加的会战组。仅是负责人的会议，就将科技处大会议室挤得满满的。参与人员虽多，但人人都全力以赴、相互配合。每次去外地取样，保卫科同志都携枪同往。任务进行期间，大家除了睡觉几乎都在实验室工作。双职工无法去接孩子，托儿所的日托便自动成了长托。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　当时大部分分析工作由大连化物所与中科院长春应化所平行完成。但有一个传感器，要分析其中密封的气相与液相内容物。由于数量只有一个，无法分割，只由大连化物所承担，这就要保证万无一失。全所立即投入各方力量，在充分论证后，只用了很短的时间就制备出真空取样装置。由于此项目要求时间紧，又要充分保证数据的完备，有时候我们就得用非常规的办法。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　那是一个固体填充物的分析，其中有一个组分很难分离，这就无法定量。样品数量有限，不能反复试探。不过显微镜观察发现，该组分为球形颗粒。虽然粒度不均匀，但皆为球形。于是，我们用测量显微镜测量了样品若干截面上的圆截面面积，得到了该组分的定量数据。我们刚着手测量时，曾想测量尽可能多的截面，以得到更准确的结果。正在测量时，朱葆琳来了。当他听过我们的想法后，立即指出，从该固体填充物的应用目的看，该填充物中各组分的空间分布应是非常均匀的。从这点考虑，测准一个或少数几个截面就够了。我们测量了几个，之间的差别确实很小。老一代学术带头人坚实的理论与清晰的思维，给我们留下了深刻的印象。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　在我们的日常分析服务中，还有大量的“小事情”：它们有来自工厂和农村的技术关键问题，也有为法院审理民事和刑事案件提供证据，为公安机关侦破案件提供线索的分析工作。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　上世纪80年代初，某工厂欲进口一种只知其商品名的溶剂，外商要价相当于每吨25万元人民币。经我们分析确定，这是一种国内大量生产的廉价溶剂，售价仅为每吨2000元人民币，我们的数据使该厂节省了大笔开支，同时也提高了潜在的国际竞争能力。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　在日常的分析服务工作中，每一个数据似乎都很平常，但它们凝聚着我们的心血与执着。除了大量分析、剖析任务外，新的光谱分析方法的建立和新的专用光谱分析仪器的研制工作给我们留下的印象更加深刻。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　虽然当时大连化物所高浓度重水分离工艺的研究工作进展喜人，但是原来使用的重水浓度测定方法——浮沉子法操作太复杂、速度太慢。我们决定用红外光谱法解决这一问题。经过几个月的努力，我们建立起标准偏差小于0.003%的高浓度重水红外光谱测定法，一个样品的测定时间仅需几分钟，甚至可以连续测定。这为重水研究和生产提供了理想的分析方法。在此基础上，我们继续努力，研制出可在车间使用，可由工人操作的小型仪器。高浓度重水分析方法先后被当时的化工部和核工业部定为标准方法。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　记得1969年，当时液体火箭燃料氧化剂四氧化二氮(N sub 2 /sub O sub 4 /sub )的分析检测只有经典的元素分析法，所用的仪器用一辆大卡车都装不了，还得花费至少一周时间才能得出样品中的含水量(还是从测得的氢元素含量推算的)，因而数据不能很好地反映质量。为此，有关单位向我们提出解决液体N sub 2 /sub O sub 4 /sub 质量分析检测问题的任务。接受这一任务后，我们分三个阶段开展工作：第一阶段，使用各种手段全面分析样品中的杂质，确定其中有H sub 2 /sub O和HNO sub 3 /sub 两种杂质影响质量 第二阶段，用实验室光谱仪器建立液体N sub 2 /sub O sub 4 /sub 中微量HNO sub 3 /sub 和H sub 2 /sub O的近红外光谱测定法，方法快速简便，仅数分钟即能取得准确的结果 第三阶段，研制成功专用红外线分析仪。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　N sub 2 /sub O sub 4 /sub 是一种强氧化剂，又极易吸收水分，其吸收的水分，部分转化成HNO3和HNO2等强腐蚀性物质。它在低温时凝固，室温下蒸发成为毒性很强的NO2气体。因此，对此样品操作条件和操作技术要求很高。我们在完成这一任务的过程中，克服了许多困难，也遭受了许多身体伤害，常常让毒气呛得透不过气来，手指的皮肤总是被烧成黄色，衣服上出现一个个被腐蚀的窟窿，但没有人对此有怨言。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　对于我们研制的手提式专用红外线分析仪，使用单位都十分满意，本应迅速组织鉴定、投入生产、推广使用，但遗憾的是，委托单位坚持认为任务是他们提出的，成果应归属他们，大连化物所只是一个协作单位。由于这个原因，鉴定、投产、使用均被拖延下来。直至有关方面组织对贮运液体N sub 2 /sub O sub 4 /sub 的槽车列车性能进行全面考察、鉴定时，情况才有转机。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　记得那是1971年盛夏，某装备部的一位负责同志和N sub 2 /sub O sub 4 /sub 生产厂的军代表来找我们，告知液体N sub 2 /sub O sub 4 /sub 槽车列车性能考察、鉴定的事项。按鉴定要求，N sub 2 /sub O sub 4 /sub 装注入槽车前和运达后，必须准确测定其中的H sub 2 /sub O含量，有关单位用元素分析法测了一个多星期也没有得到可信的数据。一列专列、数十位鉴定组成员和N sub 2 /sub O sub 4 /sub 生产厂有关人员都在焦急地等待，急切地盼望大连化物所派人携带红外专用分析仪前往救急。受所领导的派遣，光谱组3位同志连夜乘火车赶赴N sub 2 /sub O sub 4 /sub 生产厂。次日到达后，未经休息立即取样分析，为大家提供了满意的测定结果。这促使仪器研制的委托单位不得不对此成果召开鉴定会，通过对此成果的鉴定，承认这是大连化物所的成果。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　对我们来讲，往事已成过去。每当看到尾部冒着棕黄色滚滚浓烟的火箭升天的时候，我们总因这里有我们的贡献而感到欣慰。 /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　作者简介： /p p style=" line-height: 1.5em text-align: justify " 　　车迅，男，1940年4月出生，1962年10月~2000年4月在中科院大连化物所工作，研究员。主要从事分析化学研究工作。现已退休。 /p p br/ /p

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题 高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！二维相关红外光谱分析技术在高分子表征中的应用Applications of Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy in the Characterization of Polymers本文作者：侯磊，武培怡 作者机构：东华大学化学化工与生物工程学院,上海,201620作者简介：武培怡，男，1968年生. 1985年，南京大学化学系获学士学位，1998年，德国ESSEN大学获博士学位. 1998~2000年在日本触媒研究中心从事研究工作，2000~2017年任复旦大学高分子科学系教授，2017年起任东华大学化学化工与生物工程学院教授. 2001年入选上海市科委启明星计划、上海市教委曙光计划，2003年入选上海市科委白玉兰科技人才计划，2004年入选上海市科委启明星跟踪计划，获得国家杰出青年基金资助、上海市引进海外高层次留学人员专项资金资助，2005年度入选教育部首届新世纪人才计划，2007年入选上海市优秀学科带头人计划，2016年入选英国皇家化学会会士，2017年获陶氏化学“Dow Innovation Challenge Award”. 主要研究方向包括二维相关光谱在聚合物体系中的应用、智能仿生材料、聚合物功能膜等.摘要二维相关光谱作为一种先进的光谱分析方法，具有提高谱图分辨率、解析动态过程等优势，近来在高分子表征中引起了越来越多的关注. 高分子体系涉及了丰富的相互作用和复杂的结构，分子光谱是常用的表征手段，而借助二维相关光谱分析技术，能够有效识别精细结构、判别动态变化机制，从而显著丰富和完善分析结果. 本文重点围绕二维相关红外光谱，简述了发展历史和基本原理，随后结合实际过程，介绍了相关实验和分析技巧，最后列举了其在高分子表征中的典型应用，展示了二维相关红外光谱分析的特点，具体涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散、天然高分子的结构表征等研究. 希望通过本文的介绍，能够帮助读者更好地理解二维相关光谱，进一步拓展其在高分子领域中的应用.AbstractTwo-dimensional correlation spectroscopy (2Dcos) is an advanced analysis method, which holds great advantages in improving spectral resolutions and interpreting dynamic processes, and has attracted great attention in the field of polymers. Molecular spectroscopy is frequently applied in the characterization of polymers, which involves abundant molecular interactions and complex structures. Under the help of 2Dcos analysis, fine structures as well as dynamic mechanisms within the polymer systems can be effectively identified, thus significantly enriching and improving the analysis results. In this paper, we will mainly focus on the two-dimensional correlation infrared spectroscopy (2DIR). Firstly, the history and basic principles of 2Dcos are briefly introduced. Then, some relevant experimental and analytical techniques are presented based on the actual process. Finally, typical applications of 2DIR in the polymer characterization are demonstrated and the features thereinto are also shown. Particularly, the response mechanisms of temperature-responsive polymers, complex molecular interactions in stretchable ionic conductors, diffusion processes of small molecules in polymer matrix and structures of natural polymers are investigated. It is hoped that this paper will help readers better understand 2Dcos and further expand its applications in the field of polymers.关键词分子光谱   二维相关光谱   高分子   分子相互作用 KeywordsMolecular spectroscopy   Two-dimensional correlation spectroscopy   Polymer   Molecular interactions  高分子材料体系涉及丰富的相互作用和多级结构，这是决定材料最终性能的关键. 分子光谱(红外、拉曼光谱)作为表征高分子材料的常用手段，一方面可以检测不同化学结构/组分所对应的官能团，依据特征吸收峰强度和位置，实现对高分子化学结构的鉴别，另一方面，可以基于不同官能团特征吸收峰的强度和位置变化，判别基团所处的物理或化学环境，实现对体系中复杂相互作用的解析. 随着高分子材料的发展，体系趋向多样化、多功能化，而传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力有限等问题，一定程度限制了分子光谱在复杂高分子体系的应用拓展.二维相关光谱(Two-dimensional correlation spectroscopy，2Dcos)作为一种先进的光谱分析手段，尤其适合于从分子水平探讨各类外扰作用下复杂高分子体系涉及的结构和相互作用变化. 相较于传统的一维光谱，二维相关光谱的优势在于：(1)对于包含许多重叠峰的复杂谱图，起到图谱简化的作用；(2)通过将原始谱图在第二维度上延伸，能够明显提高原始一维谱图的分辨率；(3)谱峰的相关性可帮助判断体系中的相互作用以及峰归属；(4)可用于确定外界刺激下不同过程的发生次序. 本文首先将结合二维相关光谱的发展历史，介绍其基本原理. 其次，围绕动态谱图获取和二维相关分析，介绍二维相关光谱的一些实验和分析技巧. 最后，结合具体体系，重点阐述二维相关光谱在高分子表征中的应用.1 基本原理1.1 发展历史二维相关光谱分析方法的基本概念最早起源于核磁共振(NMR)领域. 二维核磁共振(2DNMR)谱通过多脉冲技术激发核自旋，采集原子核自旋弛豫过程的衰减信号，最后经双重傅里叶变换得到[1]. 通过将核磁信号扩展到第二维度，可以显著提高谱图的分辨率，并且有效简化包含许多重叠峰的复杂光谱. 与此同时，通过选择相关的光谱信号，可以鉴别和研究分子内/间的相互作用. 尽管二维光谱技术在核磁领域取得了快速发展，却在很长一段时间内未能深入到其他光谱分支，如红外、拉曼、紫外-可见吸收、荧光光谱等. 阻碍二维光谱技术发展的一个根本原因在于多重射频脉冲的二维核磁技术可以成功地在精密而昂贵的核磁仪器上实施，却不能在普通的红外、拉曼和紫外-可见吸收等光谱仪器上实现. 因为这类光谱的时间标尺(time scale)远小于核磁共振[2]. 一般来说，核磁时间标尺数量级在毫秒到微秒之间，而红外吸收光谱观察分子振动的时间标尺在皮秒数量级，因此产生二维红外光谱必须采用特殊的新途径.二维相关光谱概念上的突破是由特拉华大学(University of Delaware)的化学家Noda[3,4]提出的. 他把核磁实验中的多重射频励磁看作是一种对体系的外扰(外部扰动). 施加于体系的外扰可以多种多样，如热、磁、机械、电场、化学甚至声波等. 每种外扰对体系的影响是独特而有选择性的，并由特定的宏观刺激和分子相互作用的机理所决定. 因此，包含在动态光谱中的信息类型是由外扰的方式和电磁波的种类所决定的. 外扰的波形没有任何限制，从简单的正弦波、脉冲、到随机的噪音或静态的物理量(如时间、温度、压力等)的变化均可应用于外扰. 由此，Noda设计出一种完全不同的二维光谱实验技术，他用外扰来激发被检测体系的分子，由于被激发分子的弛豫过程慢于振动光谱的时间标尺，因而可使用时间或温度等外扰分辨振动光谱(红外、拉曼)技术来跟踪研究被检测体系受外界扰动而产生的动态变化，结合数学中的相关分析技术，将原有的光谱信号扩展到第二维度，从而得到二维相关光谱(如图1所示). 二维相关光谱实际研究的就是动态光谱的变化[5,6]. 此后，随着二维相关光谱技术的发展，逐渐在荧光光谱、X射线衍射谱、凝胶渗透色谱等也得到了应用. 总体而言，二维相关光谱分析在红外光谱中的应用最为成功，这主要是由于红外光谱的信噪比相对较高，具有高灵敏度、高选择性和非破坏性等特点，能够在分子结构和链段运动等方面提供丰富信息. 另一方面，红外光谱的谱峰重叠严重，解析起来存在一定困难，二维相关光谱的引入可以很好地解决这一问题. Fig. 1 Acquisition procedure of generalized 2D correlation spectra. In the 2D synchronous and asynchronous spectra, red colors represent positive intensities while green colors represent negative ones.1.2 计算原理二维相关光谱考虑外扰变量下(如时间、温度、压力、浓度、电场、磁场等)光谱强度y(v, p)的变化情况，其中v为光谱变量，可以为任何光谱量化的参数，如红外波数、拉曼位移、紫外波长、X射线散射角等，p为外扰变量，可以是任意合理的物理或化学变量，如时间、温度、压力、电场强度、浓度、pH、离子强度等. 对于体系在一定外扰区间(1~N)下引起的动态光谱y˜(v, p)定义为[2,5]：y¯(v)为体系的参考光谱，通常选为平均谱. 参考光谱的定义为实际过程中，可以选择某一个参考点p = Pref处的光谱作为参考光谱. 参考点可以是实验的初始状态或结束状态，也可以直接简单地设为0，这种情况下，动态光谱即为我们观察到的光谱强度.二维相关强度X(v1, v2)表示在外扰变量区间内，对光谱变量v1和v2光谱强度变化y˜(v, p)的函数进行比较. 由于相关函数是计算2个互不依赖的光谱变量v1和v2处强度的变化，因此可以将X(v1, v2)转变为复数形式[2]：这里，组成复数的相互垂直的实部和虚部分别称作同步和异步二维相关强度. 同步二维相关强度Ф(v1, v2)表示随着p值的变化，v1和v2处光谱强度的相似性变化，而异步二维相关强度Ѱ(v1, v2)则表示光谱强度的相异性变化.二维相关光谱的快速计算方式在于对动态光谱进行Hilbert-Noda变换，将其从外扰域转换到频率域上，最终得到二维相关光谱[2,5].二维相关同步谱：二维相关异步谱：其中Mjk代表Hilbert-Noda转变矩阵的第j行第k列的元素，表示为：1.3 解谱规则二维相关光谱图包含同步谱和异步谱2类，图1展示了典型的同步和异步谱图.1.3.1 二维相关光谱同步谱图二维相关光谱同步谱图表现了给定2波数v1和v2处光谱强度的同步或者一致变化. 同步谱图沿对角线(对应于光谱坐标v1 = v2)方向对称，其中相关峰可以出现在对角线上，也可以出现在对角线外. 落在对角线上的相关峰称作自动峰，自动峰强度对应于外扰过程中光谱变化的自相关函数. 在同步谱中，自动峰的强度始终为正，代表了对应波数下光谱强度动态波动的整体程度. 所以，在动态谱图中表现出更大程度强度变化的区域对应的自动峰越强，而那些基本保持不变的峰自动峰强度小甚至没有自动峰. 交叉峰处于同步谱图的非对角线区域，表现了不同波数光谱信号的同步变化. 这样一种同步的变化，反过来，预示着2波数间可能存在一定的相关性. 尽管自动峰的强度始终为正，但交叉峰的强度可正可负. 如果2波数的交叉峰为正，说明这2个波数对应的光谱强度在外扰下同时增加或者同时降低；如果两波数的交叉峰为负，说明这2个波数对应的光谱强度一个增加另一个降低.1.3.2 二维相关光谱异步谱图异步谱图呈现了2个给定波数v1和v2处光谱强度的异步或者相继变化，它关于对角线反对称. 异步谱图中只有交叉峰，而无自动峰. 异步交叉峰只有在2个给定波数的光谱强度发生异相(如延迟或加快)变化时才出现. 这一特点尤其可以帮助区分光谱中的来源不同的重叠峰. 于是，外扰过程中，混合物中的不同组分、材料中的不同相或者化学基团经历不同的变化对光谱强度的贡献能够得以辨别. 即使是2个谱带靠的很近，只要它们的瞬间特征或者时间依赖光谱强度变化模式存在本质不同，它们之间便会出现异步交叉峰. 所以异步交叉峰的出现意味着这些谱带有着不同的来源或者是不同分子环境下的官能团. 异步谱图的交叉峰可正可负，而异步谱图中交叉峰的符号可以用来辅助判断谱带在外扰过程中的变化次序.1.3.3 二维相关光谱读谱规则利用同步和异步谱图的交叉峰，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为方便表述，将同步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Φ(v1, v2)，将异步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Ψ(v1, v2). 根据Noda规则[5]：(1)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v1谱带处的强度变化发生先于v2谱带处的强度变化(表示为v1→v2)，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1；(2)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v1→v2. 简单说来，如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号一致(都为正或者都为负)，则v1→v2；如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号不一致(一个为正而另一个为负)，则v2→v1.2 实验技巧二维相关光谱作为一种有效的光谱分析手段，是针对一系列动态光谱的数学分析，具体可分为2个过程：动态谱图获取和二维相关分析. 本节将结合实际操作过程，介绍二维相关红外光谱的一些实验和分析技巧.2.1 动态谱图获取2.1.1 样品制备对于固体聚合物样品，溴化钾压片法制备的样品可直接用于透射红外光谱测试；另外，还可使用溶液铸膜(solution casting)法在红外窗片上直接制备得到适合透射红外光谱测试的薄膜. 对于溶液样品，主要应考虑样品的密封问题，避免测试过程中溶剂的挥发. 此外，水溶液或者水凝胶样品，为避免H2O分子的红外吸收对高分子链上C―H和C＝O基团吸收峰的影响，可以用D2O作溶剂.2.1.2 测试条件测试模式方面，为得到高信噪比的红外光谱图，一般使用透射模式进行数据采集. 特殊的样品也可选用其他附件，例如对样品表面进行研究时可选用ATR附件. 测试条件方面，为兼顾扫描时间和信噪比，可设置红外谱图分辨率为4 cm-1，扫描次数为32次.2.1.3 测试环境二维相关光谱的特点在于只对光谱的变化敏感，能够显著放大一系列动态光谱的变化情况. 不论样品浓度、厚度如何，如果其处于静态，不发生变化，则对应的二维相关光谱无任何信号. 因此，为了使二维相关光谱的信号只来源于样品本身的结构变化，需要保证测试过程中环境的相对稳定，排除测试环境变化引起的水或二氧化碳吸收峰变化的干扰. 通常，可以借助干燥空气或者氮气吹扫，待测试环境稳定后进行背景采集，随后开展一系列动态光谱的采集.2.2 二维相关光谱分析将采集的一系列动态光谱在特定的软件上进行数学处理，即可得到二维相关光谱同步和异步谱图. 目前，能够快速获得二维相关光谱的软件种类很多[7]，大都是免费获取或者是商业化的软件，包括2D Shige、TDCOS、Mat2DCorr、2DCS、Midas 2010、R corr2D、Python Scikit Spectra、Python NumPy等. 关于二维相关光谱的谱图分析，重点在两部分：精细结构的分辨和动态过程的解析. 二维相关光谱异步谱可以区分光谱中来源不同的重叠峰，将异步谱中谱峰对应的波数进行基团归属，即可分辨体系的精细结构. 此外，通过结合同步谱和异步谱交叉峰的符号，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为了方便解析复杂体系谱峰响应的先后次序，根据Noda规则，本课题组提出了一种简便的判断方式[8]. 如表1、2所示，分别读出了图1异步谱中所有谱峰对应的波数及其在同步和异步谱中交叉峰的符号(强度正负)，之后将其对应一一相乘，结果如表3所示. 该表中每一个正值都代表它所对应的横轴的波数先于或快于纵轴的波数响应，而每一个负值代表它所对应的横轴的波数后于或慢于纵轴的波数响应. 基于此，可以直观地得出对应动态过程的谱峰响应次序(“→”表示先于或快于)：1647→1628→1622→1615 cm-1.Table 1 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 2 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 3 The final results of multiplication on the signs of each cross-peak in synchronous and asynchronous spectra.3 典型应用基于二维相关光谱在判断精细结构和解析动态过程的优势，本节将结合本课题组的研究工作，介绍二维相关光谱在高分子表征中的应用，主要涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散机理等.3.1 温度响应高分子的响应机制温度响应高分子能够在外界温度发生变化时改变自身的物理或化学性质，形成对环境的感应并产生反馈，在智能传感、药物缓释、可控驱动、过滤分离、智能窗户等领域得到了广泛关注和应用[9~11]. 温度响应高分子的响应过程往往源于分子结构或链构象的变化，分子光谱(红外、拉曼光谱)对分子基团及相应的相互作用十分敏感，非常适合于研究其中的响应机理. 传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力低以及难以捕捉动态过程等不足，借助二维相关光谱分析，可以对温度响应高分子的精细结构和动态响应机制进行深入解析，探讨其中的构效关系.聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)在水溶液中呈现LCST (lower critical solution temperature)型转变，即升温过程发生相分离，相转变温度约为32 ℃[12]. PNIPAM分子链同时存在亲水的酰胺基团和疏水的碳链骨架、异丙基侧基，利用变温红外光谱对PNIPAM水溶液升温过程进行跟踪，观察到vas(CH3)和vs(CH2)吸收峰波数的降低以及Amide I区域1625和1649 cm-1处吸收峰的相互转化，表明聚合物链C―H基团的脱水和分子间/内氢键C＝O… H―N的形成. 基于二维相关光谱分析，获取了PNIPAM水溶液相分离的微观动力学机理：温度升高首先发生侧基CH3的两步脱水，随后是主链的塌缩和聚集，最后为酰胺氢键的形成，并最终导致了相分离[13].PNIPAM的LCST型转变对溶剂组成也十分敏感. 尽管水和甲醇都是PNIPAM的良溶剂，但在两者以一定比例混合的状态下对PNIPAM则为不良溶剂. 例如：当甲醇和水的体积比为0.35:0.65时，PNIPAM在该混合溶剂中的LCST约为-7.5 ℃，这种现象称为“共不溶”现象. 利用红外光谱和二维相关光谱分析研究PNIPAM在水/甲醇混合溶剂中温度响应行为[14]，传统一维红外光谱分析表明，相比于纯水溶液，PNIPAM链在水/甲醇混合溶剂中处于塌缩的状态，并且PNIPAM和甲醇的相互作用明显被削弱了，这主要归因于混合溶剂中水-甲醇团簇的形成导致了PNIPAM链水合位点的减少. 进一步的二维相关红外光谱分析证实了水-甲醇团簇对PNIPAM链水合过程的抑制作用.除此之外，本课题组还探讨了其他LCST型聚合物的转变机理[15~19]、共聚(无规共聚、嵌段共聚)结构对温敏聚合物相变行为的影响[20~22]、温度响应水/微凝胶的体积转变过程[23~25]等，相关工作已进行过系统总结[26,27]，这里不再赘述.水凝胶结构与生物组织十分相近，在仿生皮肤等领域获得了广泛关注. 将两性离子单体与丙烯酸(acrylate acid, AA)共聚，通过调节盐浓度，制备得到具有优异可塑性、可拉伸性、自愈合性的超分子聚电解质水凝胶[28]. 同时，聚电解质的离子传输性质赋予了水凝胶对温度、应变、应力的多重感知功能. 基于对干态和湿态凝胶的红外光谱解析，获取了该水凝胶涉及的丰富的分子间/内相互作用，包括聚丙烯酸(PAA)链段羧基之间的氢键相互作用、两性离子链段中磺酸根与季铵盐的静电相互作用、PAA链段羧酸根和两性离子链段季铵盐的静电相互作用等，而这些丰富的分子间/内相互作用是该超分子水凝胶力学性能的决定性因素. 在此基础上，用甲基丙烯酸(methyacrylate acid, MAA)取代丙烯酸，即在PAA链段引入疏水的α-甲基，通过调节MAA和两性离子单体的比例，实现了超分子水凝胶在LCST和UCST (upper critical solution temperature)行为之间的转变[29]，如图2所示. 具体地，当两性离子单体与MAA质量比大于1时，聚合物在水溶液中表现出UCST行为；当两性离子单体与MAA质量比等于1时，聚合物在宽的温度范围(10~80 ℃)内均不溶于水；两性离子单体与MAA质量比小于1时，聚合物在水溶液中表现出LCST行为. 同时，LCST和UCST可以通过两性离子和MAA单体的共聚比例方便地进行调节. 二维相关红外光谱从分子水平有效揭示了这一体系独特相行为的产生原因. 结果表明，羰基氢键结构的转化是LCST型水凝胶相行为的驱动力，而磺酸根涉及相互作用(水合作用、静电作用等)的变化是UCST型水凝胶相行为的驱动力.Fig. 2 (a) The chemical structure of the polyzwitterion Turbidity curves and typical photos for the (b) UCST- and (c) LCST-type hydrogels Temperature-dependent FTIR spectra (d, e) and 2D correlation spectra (f, g) of typical UCST- and LCST-type hydrogels (Reprinted with permission from Ref.[29] Copyright (2018) American Chemical Society).在天然的阳离子多糖(季铵化壳聚糖)中原位聚合亲水的阴离子单体(AA)，构筑了具有温度、pH、机械力、电学等刺激响应行为的双网络聚电解质水凝胶. 该水凝胶同时集成了生物相容、离子传输、黏附、可拉伸、自愈合等多种功能，可作为仿生离子皮肤用于监测压力、温度、pH、电信号等刺激引起的生理信号变化[30]. 值得注意的是，该离子皮肤具有温度可调的黏附性，即升温黏附强度提升，降温黏附强度下降，例如水凝胶在猪皮上37 ℃下的黏附强度是20 ℃下的5.5倍，且具有良好的循环稳定性，这主要源于聚电解质水凝胶的UCST型转变. 季铵化壳聚糖由疏水主链和亲水的季铵盐基团组成，具有两亲性结构，通过改变聚合过程中AA组分的比例，可以实现对双网络聚电解质水凝胶相变行为的调控. 利用温度分辨红外光谱及二维相关分析对水凝胶的温度响应机理进行研究，结果表明体系的UCST型转变源于焓变驱动的季铵化壳聚糖与PAA链段间离子相互作用的解离和氢键作用的增强. 关于水凝胶的黏附性，涉及了丰富的分子相互作用，如PAA与基体间的氢键、季铵化壳聚糖与基体间的疏水相互作用、离子相互作用等. 二维相关红外光谱分析表明，升温相变过程中离子对解离，释放了大量解离的羧基，促使了PAA链段中羧基二聚体之间强氢键以及与季铵化壳聚糖链段羟基之间氢键的形成，提高了水凝胶的强度. 同时，水凝胶中羧基二聚体的形成有利于氨基的质子化，从而改善了组织黏附性.聚甲基丙烯酸(PMAA)在合适的水环境中也可表现出LCST型相转变[31]. 通过在PMAA水溶液中引入AlCl3等无机盐，调节盐浓度，实现了体系相转变温度的广泛可调，并构筑了具有多级结构、可实现紫外-可见-红外宽谱带光管理的新型水玻璃. 该水玻璃不仅可以可逆地切换可见光区域的透射率，阻挡紫外和红外光，还具有缺口不敏感性、自我修复断裂和划痕的功能. 借助二维相关红外光谱可对该水玻璃的动态响应机制进行解析，经分析，PMAA链段上不同化学基团在升温过程的响应次序为：α-甲基→亚甲基→羧基，表明疏水的α-甲基的脱水合是该体系相转变过程的驱动力，导致了聚合物主链的塌缩以及羧基之间氢键结构的解离. 此外，温度分辨小角X射线散射(SAXS)、微小角中子散射(VSANS)光谱证实了聚合物链塌缩引起的散射强度增加，从而产生可见光透过率的变化.一些聚电解质复合物在水溶液中也表现出热致相转变行为[32]. 通过调节典型聚电解质复合物——聚苯乙烯磺酸盐/聚二烯丙基二甲基铵在溴化钾水溶液中的浓度，同时观察到了LCST和UCST型相转变现象：低浓度下，聚电解质复合物呈现UCST型固液相转变；高浓度下，聚电解质复合物则表现为LCST型液液相分离. 基于温度分辨拉曼光谱和二维相关光谱分析，深入研究了体系中的水合效应和阴-阳离子相互作用. 研究发现，在水溶液中，聚电解质复合物的阴-阳离子相互作用呈现2种状态：直接接触型离子对(contact ion pairs, CIPs)和溶剂分离型离子对(solvent-separated ion pairs, SIPs). 聚合物浓度较低时，疏水的聚电解质链段使得阴-阳离子直接结合，CIPs占主导，而温度的升高导致了CIPs的解离，从而引起体系的UCST型转变；聚合物浓度较高时，CIPs比例低，升温导致了阴-阳离子的结合，从而引起体系的LCST型转变. 二维相关拉曼光谱分析则给出了相转变过程中的基团衍化次序，进一步揭示了聚电解质复合物两种截然不同的相转变机理：UCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐减弱的解离过程，即“CIPs→SIPs→自由离子”，而LCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐增强的缔合过程，即“自由离子→SIPs→CIPs”(图3). Fig. 3 2D correlation synchronous and asynchronous Raman spectra of polyelectrolyte complexes with (a) UCST- and (b) LCST-type transitions (c) Schematic illustration of the phase transition mechanisms (Reprinted with permission from Ref.[32] Copyright (2020) American Chemical Society).将温度响应聚合物引入分离膜，能够赋予膜材料温度响应功能，实现可控的物质分离[33]. 利用温敏性聚N-乙烯基己内酰胺(PVCL)和非温敏性聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)协同稳定金属有机框架(MOF)纳米片，并进一步抽滤得到层层堆叠的温度响应纳米片复合膜. 其中PVCL提供温敏性，PVP提供支撑作用，PVCL和PVP的协同作用使得在升降温循环过程中，层间纳米孔道体积既可以同步增大和缩小，而层间距维持稳定. 所得MOF纳米片复合膜水通量及对染料截留能力具有温度敏感性. 温度升高，PVCL链塌缩使得层间纳米孔道体积增大，因而水通量增大，且升降温循环过程稳定性良好. 将尺寸相近的3种染料分子(亮绿、中性红、结晶紫)混合液进行过滤测试发现，随温度升高，尺寸较小的亮绿和中性红分子截留率下降明显高于结晶紫. 值得注意的是，对不同温度下滤液的紫外-可见光谱进行二维相关光谱分析，可以得到不同染料随温度升高的流出顺序：亮绿→中性红→结晶紫，证实了复合膜中纳米孔道尺寸随温度升高而逐渐增大. 利用二维相关红外光谱进一步对纳米片复合膜的温度响应机制进行了解析，结果显示，PVCL链段在升温过程的脱水和塌缩作为复合膜温敏行为的驱动力，降低了MOF纳米片的界面润湿性，最终导致纳米孔道的变化，而PVP链段在这一过程中并未发生明显变化，主要起到层间支撑作用(图4).Fig. 4 (a) Temperature-dependent FTIR spectra of the composite membrane (30-60 ℃). The arrows indicate the spectral variation trends at different wavenumbers (b) 2D correlation synchronous (left) and asynchronous (right) spectra of the composite membrane (c) Schematic illustration of the "smart" membrane separation performance (Reprinted with permission from Ref.[33] Copyright (2020) Springer Nature).3.2 可拉伸离子导体中复杂相互作用的揭示生命系统的生理活动与离子传导密切相关，譬如皮肤和神经纤维须通过离子传导电信号实现环境感知和运动反馈. 可拉伸离子导体是模拟弹性生物组织离子传输的重要材料，在仿生皮肤、人工肌肉、可拉伸储能、软机器人等领域取得了广泛应用.在进行可拉伸离子导体的构筑时，往往需要兼顾力学和离子传导等性能，其中涉及了丰富的分子相互作用. 本课题组围绕可拉伸离子导体，在对体系分子内/分子间相互作用机理的研究基础上，提出了一系列调控力学、电学和光学性质的分子设计. 例如：利用纳米级无定形矿物粒子和天然多糖的离子作用，调节物理交联PAA的黏弹性，所构筑的仿生皮肤可以快速自修复，且具有更高的应力响应灵敏度[34]；基于AA和两性离子共聚物，选择结构匹配的离子液体，通过带电荷基团之间的离子协同效应构筑了导电纳米通道，氢键作用实现了导电通道和动态交联网络之间的协同效应，所制备的本征可拉伸导体材料透明性好、可拉伸性能突出(10000%)[35]；基于聚阴离子和聚阳离子间的弱氢键相互作用构筑了一种聚离子弹性体，所得聚离子弹性体高度透明，具有接近生物组织的力学性能和感知功能，并且可以实现同步的致动和反馈效果[36]；利用含氟聚离子液体与离子液体之间的离子-偶极和离子-离子相互作用，设计了一种可水下通信的光学伪装离子凝胶，该离子凝胶透明、力学性能可调、可3D打印，且具有水下自愈合、水下黏附、导离子等功能[37]. 二维相关红外光谱的优势在于从动态过程中识别体系的精细结构和复杂相互作用，因而是研究离子凝胶/弹性体中分子相互作用机制的有效手段.通过合理调控分子间/内相互作用，设计制备了一种基于天然小分子α-硫辛酸(α-thioctic acid, TA)的可涂覆离子凝胶油墨(图5)[38]. 在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯([EMI][ES])存在的条件下，TA室温即可进行浓度诱导的自发开环聚合，得到稳定、透明、高拉伸且自愈合的离子凝胶弹性体. 该弹性体易溶于乙醇，因而能够方便地涂覆到任意表面，赋予涂覆体稳定的离子导电能力和应变感知功能. 利用红外光谱等手段探讨了离子凝胶中离子液体对聚硫辛酸(polyTA)的稳定机制：相比于纯的polyTA体系，离子凝胶的COOH伸缩振动区域在1734 cm-1出现了明显的肩峰，而离子液体的S＝O伸缩振动峰在离子凝胶中呈现了明显的红移，表明polyTA的羧基与硫酸乙酯阴离子形成了COOH… [ES]氢键. 分子动力学模拟结果表明了COOH… [ES]氢键的热力学稳定性，同时该氢键能够有效降低polyTA的势能. 因此，离子液体主要通过阴离子ES与polyTA基间形成强氢键而稳定polyTA. 二维相关红外光谱则揭示了离子凝胶升温过程不同化学基团的响应次序：COOH… [ES]氢键→羧酸二聚体→自由羧基，说明COOH… [ES]氢键对温度变化最敏感，进一步证实了COOH… [ES]氢键对于稳定polyTA离子凝胶的重要作用. Fig. 5 (a) Schematic illustration of the COOH[ES] H-bonding in the ionogel (b) ATR-FTIR spectral comparison among ionogel, [EMI][ES] and neat polyTA (c) Temperature-variable FTIR spectra of the ionogel in the C＝O stretching region from 25 °C to 151 °C Perturbation-correlation moving window (d) and 2D correlation synchronous and asynchronous spectra (e) generated from (c). (Reprinted with permission from Ref.[38] Copyright (2021) Wiley).受指纹结构启发，构筑了一种具有共形和可重复编辑褶皱结构的本征可拉伸离子导电芯鞘纤维[39]，其中，纤维芯层为离子凝胶弹性体，鞘层为氟橡胶，芯鞘界面借助共价交联网络和离子-偶极相互作用实现协同拓扑互锁和物理黏附. 经过表面褶皱结构的优化，该离子纤维拉伸应变感知灵敏度(gauge factor)可提升至10以上，超过了绝大多数可拉伸离子导体应变传感器. 利用红外光谱对离子凝胶芯层的分子相互作用进行研究，发现其中涉及了离子液体阳离子咪唑环上C―H与聚合物侧基乙氧基间的氢键、聚合物链段C＝O间的偶极-偶极相互作用、离子液体阴-阳离子间的弱静电相互作用等，而这些都对离子凝胶的高拉伸行为做出了重要贡献. 基于对芯层和鞘层力学性能的研究，发现表面褶皱形成的主要原因在于，高模量的氟橡胶鞘层弹性回复率显著低于离子凝胶芯层，在应变回复过程中造成了芯层和鞘层的界面失稳. 随着预应变的增加，弹性回复率差异变大，从而导致更加密集的褶皱结构. 此外，形成的表面褶皱可通过加热至60 ℃完全消除，从而赋予纤维可重复编辑褶皱的能力. 二维相关红外光谱揭示了离子凝胶芯层高温下残余应变的消除主要源于聚合物链段C＝O间偶极-偶极相互作用的减弱和构象重排，而氟橡胶鞘层由C―F间偶极-偶极相互作用锚定的链构象也可以通过加热消除.通过在强氢键交联的PAA网络中引入熵驱动的弱交联两性离子超分子网络，产生竞争机制，设计制备了一系列透明、抗冻、保湿、黏附、高拉伸、高回弹、自愈合、应变硬化、导质子、可重复加工等综合性能优异的离子皮肤(图6)[40]. 不同于传统水凝胶和离子凝胶，该离子弹性体不含大量溶剂，仅含有少量达到吸湿平衡的水分子，这使得分子间的羧酸二聚体氢键足以交联PAA分子链而形成强交联网络，而弱交联的两性离子超分子网络则提供柔性. 通过红外光谱、核磁共振谱和力学松弛等实验探讨了这一二元网络体系中的分子相互作用. 其中，具有较低pKa值的两性离子的存在使得PAA轻度去质子化，游离的质子是主要载流子. 去质子化的PAA与两性离子的阳离子端也可以发生离子缔合. 利用变温红外光谱并结合二维相关光谱分析，验证了体系中的3种主要分子相互作用，并根据它们对于温度的响应顺序判别了其结合强度，即PAA链段羧酸二聚体氢键 PAA-甜菜碱离子相互作用 甜菜碱-甜菜碱离子相互作用，这一光谱表征结果为该离子皮肤强弱协同竞争网络的分子设计提供了重要依据. Fig. 6 (a) Temperature-variable FTIR spectra of PAA/betaine ionic elastomer upon heating (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra generated from (a) FTIR (c) and 1H-NMR (d) spectra of PAA, betaine, and PAA/betaine (e) Schematic illustration of PAA/betaine elastomer and the order of interaction strength among the three main interacting pairs (Reprinted with permission from Ref.[40] Copyright (2021) Springer Nature).3.3 小分子在聚合物基质中的扩散聚合物生产和加工的许多工序都涉及小分子物质在聚合物基体的扩散，研究这类扩散行为具有重要的理论和实践意义. ATR-FTIR光谱可对小分子在聚合物基质中的扩散过程进行实时、原位、快速、多组分检测，能够同时获取扩散系数和分子层面相互作用等信息. 扩散装置示意图如图7所示，聚合物基体处于ATR晶体和扩散物质之间，当扩散物质从聚合物基体的上表面扩散至下表面时即可被检测到. 随着时间的增加，与扩散物质相关的特征吸收峰强逐渐增大直至扩散平衡(扩散谱图，图7(b)). 以扩散时间为横坐标、扩散物质特征吸收峰强度/面积为纵坐标作图，即可得到扩散曲线(图7(c)). 结合二维相关光谱分析，可以提供动态扩散过程结构与相互作用的变化信息，有助于解析扩散机制[41~45].Fig. 7 (a) Schematic illustration of the diffusion experiments by ATR-FTIR spectroscopy (b) typical diffusion spectra (c) a typical diffusion curve.基于朗伯比尔定律和菲克扩散模型，Fieldson等[46]建立了基于ATR-FTIR光谱测试计算扩散系数的公式：其中这里，At为扩散时间t时，特征红外吸收峰的强度或面积；A∞为扩散达到平衡时，特征红外吸收峰的强度或面积；L为聚合物薄膜基体的厚度；D为扩散剂的扩散系数；γ为光波在聚合物基体中渗透深度的倒数，可表示为：其中，θ (θ = 45o)为红外光的入射角；n1和n2分别为聚合物和ATR晶体的折光指数；λ为红外光的波长. 基于以上扩散方程对ATR-FTIR光谱测试得到的扩散曲线进行拟合，即可得到相关扩散系数. 此外，根据曲线拟合情况可以判断该扩散过程的扩散模型.利用时间分辨ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱分析技术对水分子在乙基纤维素(EC)基薄膜中的扩散行为进行系统研究[47]. 分析表明，水分子在EC中的扩散行为符合菲克扩散模型，通过对扩散曲线的拟合计算得到了相关的扩散系数. 此外，探讨了EC中增塑剂(柠檬酸三乙酯)含量对水分子扩散行为的影响，结果表明，增塑剂的添加不影响水分子的扩散模型，主要起到加速水分子扩散的作用，这主要源于增塑剂的加入改善了EC链的活动性而提高了EC基体的自由体积(free volume). 利用二维相关光谱对水分子羟基伸缩振动区域扩散谱图进行解析，观察到在整个扩散过程中，主要存在着4种类型的水分子，即本体水(强氢键作用)、团簇水(中等强度氢键作用)、相对自由的水分子(弱氢键作用)以及自由的水分子(极弱氢键作用). 依据Noda规则，判别出不同状态水分子扩散的先后顺序：团簇水→本体水→相对自由的水分子或自由的水分子，表明扩散首先来自体积较小、相对弱氢键结合的团簇水，其次才是大量的本体水，而随着扩散过程的进行，部分水分子与聚合物基体相互作用而脱离团簇水或本体水，产生了(相对)自由的水分子.EC被广泛用作药物包衣材料以实现药物缓释的功能，利用ATR-FTIR光谱对药物分子在EC基薄膜中的扩散行为进行实时监测可以有效模拟这一药物缓释过程(图8)，从而为EC基药物包衣材料的配方优化提供理论指导[48]. 扩散谱图直观呈现了体系中各组分的变化情况，包括水分子(1637 cm-1)和药物分子(1569 cm-1)特征吸收峰强度的上升，增塑剂(1737 cm-1)特征吸收峰强度的下降等，表明水分子和药物分子在EC基薄膜中的扩散以及薄膜中增塑剂的部分溶解. 定量分析结果表明，扩散主要包含3个阶段：(A)水分子扩散；(B) EC膜吸水饱和，水扩散停止并溶解EC基体中的致孔剂；(C) 随着致孔剂的溶解，EC薄膜中形成孔道，使得药物分子和水分子共同扩散，同时增塑剂溶解. 二维相关红外光谱分析结果进一步证实了C阶段的各组分变化顺序：水分子扩散→药物分子扩散→增塑剂溶解，并且显示药物分子始终处于水合状态. 此外，通过改变药物分子的水溶性、致孔剂的种类以探讨膜配方对扩散行为的影响，结果表明随着致孔剂水溶性的增加和/或药物分子水溶性的降低，B阶段将缩短甚至消除. Fig. 8 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra collected during the water and drug diffusion (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra during the diffusion of Stage C (c) Schematic illustration of water and drug diffusion across the EC-based film (Reprinted with permission from Ref.[48] Copyright (2015) Elsevier).氢氧化物/尿素是溶解纤维素的重要组合，其中尿素可稳定纤维素的疏水部分，有利于形成包合物从而促进纤维素的溶解. 在分子层面上，尿素溶液对纤维素的作用机理尚不明确. 采用ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱衍生的外扰相关移动窗口(perturbation-correlation moving window，PCMW)技术研究了不同浓度尿素水溶液(0，20 wt%、40 wt%和50 wt%)在黏胶纤维膜中的扩散行为，在分子水平揭示了尿素溶液的动态扩散行为以及与黏胶纤维的相互作用机制[49]. 从扩散谱图的变化规律以及对应的扩散曲线看，尿素溶液的扩散过程可大致分为2个步骤，水分子首先通过黏胶纤维膜，随后带动尿素分子一起通过. PCMW谱图显示，尿素浓度越高，尿素分子扩散滞后现象越明显. 根据菲克扩散模型，尿素分子在黏胶纤维膜的扩散系数随尿素浓度的增加而减小. 在红外光谱中，特征谱峰出现位移表明相应官能团相互作用的变化. 基于扩散过程Amide Ⅲ(尿素)和CH2-O(6)H伸缩振动(纤维素)的峰位移变化趋势，尿素水溶液在黏胶纤维中的扩散过程可以概括为：首先水分子破坏黏胶纤维膜无定形区的氢键网络，与羟基形成新的纤维素-水氢键，随后尿素分子在水分子的“桥连”作用下形成纤维素-水-尿素氢键，从而间接作用于纤维素. 低浓度下，水分子相对含量较大，可以快速打开扩散通道带动尿素分子通过黏胶纤维膜. 而高浓度下，尿素分子发生聚集且固定了大量水分子，从而在宏观上延缓了尿素溶液的扩散.热转移印花是纺织品印花方法之一，本质上是分散染料向聚酯纤维动态扩散的过程. 借助ATR-FTIR光谱对分散红9 (DR 9)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中的扩散过程进行了原位跟踪，模拟了热转移印花过程，并结合二维相关光谱探讨了分散染料-分散染料、分散染料-PET相互作用机制，在分子水平上阐释了其扩散机理(图9)[50]. DR 9在PET薄膜中的扩散过程符合菲克扩散模型. 温度越高，扩散速度越快，这主要归因于：(1) 温度升高导致了PET基体自由体积的增加和分子链热运动的增强；(2) DR 9在高温下分子运动的增强. 此外，将不同温度下的扩散系数按照Arrhenius公式进行线性拟合，可以计算得到DR 9在PET中扩散活化能为15.33 kJ/mol. 通过对扩散过程中不同阶段的红外谱图进行对比，观察到了体系中存在丰富的分子间/内相互作用，包括PET和DR 9的C＝O基团间偶极-偶极相互作用、芳香基团间π-π相互作用以及DR 9分子内氢键等. 二维相关红外光谱分析进一步细化了扩散体系中不同化学基团的分子间/内相互作用及其在扩散过程中的变化情况. 高温下，随着DR 9分子热运动增强，DR 9分子之间的相互作用减弱. 借助DR 9和PET中C＝O基团之间的偶极-偶极相互作用，DR 9扩散进入PET基体. 在扩散过程中，DR 9中形成了较强的分子内氢键，从而提高了DR 9的平面性，促进了扩散过程. 随着越来越多的DR 9分子扩散到PET基体中，DR 9和PET的芳香基团之间的π-π相互作用成为主导，DR 9的分子内氢键减弱. Fig. 9 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra and (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra of DR 9 diffusion in PET at 140 ℃ (c) Schematic diagram of DR 9 diffusion into PET (Reprinted with permission from Ref.[50] Copyright (2020) American Chemical Society).采用时间分辨ATR-FTIR光谱对不同温度下碳酸丙烯酯(PC)-双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)在聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))中的扩散行为进行了原位监测，同时获得了凝胶聚合物电解质中各扩散组分的扩散系数和分子层面相互作用信息[51]. 基于PC中C＝O伸缩振动区域的二阶导数分析，推断出PC在凝胶电解质主要存在四种状态，即与P(VDF-HFP)发生偶极-偶极相互作、PC分子间发生偶极-偶极相互作用、与锂离子发生强离子-偶极相互作用、与锂离子发生弱离子-偶极相互作用. 同时，LiTFSI参与的分子相互作用也得以识别，包括锂离子与PC中C＝O之间的离子-偶极相互作用，锂离子与P(VDF-HFP)中C―F之间的离子-偶极相互作用、TFSI-的溶剂化作用等. 扩散过程中，首先是PC分子以溶剂团簇的形式扩散进入P(VDF-HFP)，PC分子中的C＝O与P(VDF-HFP)中的C―F发生偶极-偶极相互作用，一定程度减弱了P(VDF-HFP)聚合物链间的偶极-偶极相互作用，从而有利于锂盐的扩散. 随后，借助锂离子与C＝O的离子-偶极相互作用，锂离子随着PC分子扩散进入P(VDF-HFP)，TFSI-在扩散过程中也一直处于溶剂化状态. 这里，PC分子既充当了增塑剂的角色，同时也是离子(包括阴离子和阳离子)扩散的载体. 本工作在分子水平上揭示了PC-LiTFSI在P(VDF-HFP)的传导机制，对高性能凝胶聚合物电解质的结构设计和性能优化具有一定的指导意义.3.4 天然高分子的结构表征海藻酸钠(SA)作为一类天然多糖，生产成本低、无毒且具有良好的生物相容性、可降解性，在食品工业、制药、纺织印染等领域得到了广泛应用. 随着实验室和工业对SA的日趋重视，理解SA内部的氢键结构也变得越发重要. 利用红外光谱对SA升温过程特征基团的变化进行原位监测，结合二维相关光谱等分析手段从分子水平研究了SA体系的相互作用机制，探讨了温度扰动下SA分子间/内、SA与水分子间氢键结构的演变历程[52]. 研究发现，加热过程可分为30~60 ℃和60~170 ℃ 2个阶段：第一阶段为弱氢键结合的水分子脱除，第二阶段为强氢键结合的水分子脱除. 二维相关红外光谱结果表明：30~60 ℃区间内，随脱水过程发生，SA与水分子的氢键逐步断裂，SA中C―OH和COO-基团逐渐参与形成分子间/内氢键(O3H3⋯O5和O2H2⋯O＝C―O-)，因此水分子的存在一定程度破坏了SA中原有的氢键结构；60~170 ℃区间内，强结合水脱除，SA与水分子的氢键进一步断裂，同时SA分子间/内氢键相互作用逐步减弱，出现了部分相对自由的C―OH和COO-基团(图10). 由于相对自由的COO-比C―OH更早出现，可以推测C―OH形成的分子间/内氢键相互作用比COO-更强.Fig. 10 2D synchronous and asynchronous spectra of the SA film during heating between (a) 30-60 °C and (b) 60-170 °C (c) Schematic illustration of the heat-induced hydrogen bonding transformation in the SA film[52] (Reprinted with permission from Ref.[52] Copyright (2019) Elsevier).多元羧酸与纤维素的羟基反应，能使纤维素大分子间形成立体的交联网络结构，从而赋予棉纤维织物抗皱性能. 1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)作为一类典型的用于棉纤维织物抗皱整理的多元羧酸，其与纤维素的酯化过程受到了广泛关注，但其中关于分子水平相互作用机制及动态反应机理仍不清晰. 利用FTIR光谱对加热过程中纤维素与BTCA在催化剂次亚磷酸钠(SHP)作用下的酯化反应过程进行原位跟踪，并借助二维相关光谱分析技术探讨了该反应的分子机理，重点关注了分子层面相互作用机制以及反应全过程中的化学基团转变历程[53]. 分析表明，室温下，体系中的O―H和C＝O等极性基团有强氢键相互作用. SHP存在时，碱金属离子(Na+)与羧基反应并将其转化为相应的羧酸盐，从而一定程度削弱了BTCA间的氢键相互作用. 在30~100 ℃的加热过程中，体系中的氢键部分断裂，导致一些O―H和C＝O处于相对自由的状态. 这里，SHP的存在和加热过程都会导致体系中氢键相互作用的减弱，从而使相应的化学基团更自由，有利于酸酐生成和酯化反应. 当加热至100 ℃以上后，羧酸盐和自由羧酸开始脱水形成环酐. 一旦形成环酐，就会与纤维素大分子链上的O―H反应生成酯. 通过逐步成酐和酯化反应过程，BTCA实现了对纤维素的交联. 该结果对多元羧酸的抗皱整理工艺优化及寻找更有效的多元羧酸类抗皱整理剂和催化剂具有一定的指导作用.4 总结与展望本文主要介绍了二维相关光谱的基本原理、实验和分析技巧等，并结合具体的体系(如温度响应高分子、可拉伸离子导体、小分子在聚合物中的扩散过程、天然高分子等)，简述了二维相关光谱在高分子表征中的应用. 这里，二维相关光谱不仅能够有效鉴别高分子体系涉及的丰富相互作用，还能提供外扰作用下动态过程发生的分子机制. 相关研究结果一方面有助于启发新型功能高分子材料的结构设计，另一方面也可以为实际工艺过程的配方优化和参数调整提供指导.二维相关光谱作为一种先进的光谱分析手段，在高分子材料体系的表征中得到了越来越多的关注. 随着高分子材料涉及的体系越来越复杂、功能越来越强大，这为二维相关光谱的应用提供了更多的机遇，但同时也带来了更多的挑战. 在后续的研究工作中，二维相关光谱分析可以重点关注以下几方面：(1) 光谱手段的多样性. 目前关于二维相关光谱在高分子体系中的应用主要是基于中红外光谱，关注的是分子层面相互作用信息. 一方面，中红外光谱也有一定的局限性，例如低浓度溶液体系信号弱、水的吸收峰干扰严重等. 对于中红外光谱难以表征的体系，可以尝试其他分子光谱手段，如拉曼光谱、近红外光谱等，开展二维相关光谱分析. 另一方面，其他光谱手段，包括荧光光谱、圆二色谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射谱等，都可以进行二维相关光谱分析，以获取多层面丰富的结构信息. 目前，这些光谱在处理二维相关分析时，大部分因信噪比低而导致噪音被显著放大，使得结构解析变得困难，如何有效解决这一问题是丰富二维相关分析光谱手段的关键.(2) 外扰变量的丰富性. 时间、温度便于控制，是目前获取动态光谱最常用的外扰变量. 然而，影响高分子结构和性能的因素是多种多样的，例如湿度变化能够引起高分子力学性质的改变、紫外光照射可以引起高分子的老化等，尤其是刺激响应高分子，可以对温度、压力、电场、磁场、pH、浓度等丰富的外扰产生响应，引起物理或化学性质的变化. 最近，Li等[54]利用二维相关红外光谱研究了乙醇诱导聚丙烯酰胺/Pluronic 127水凝胶相分离的机理，获取了氢键解离和无定形-结晶转变等信息. 因此，利用二维相关光谱探讨不同刺激下高分子结构的演变机制，将进一步拓宽二维相关光谱的应用范围. 需要注意的是，对于测试过程无法原位施加的外扰变量，应尽量避免其他因素改变而引起的光谱变化，否则将影响二维相关光谱分析结果的真实性和可靠性.(3) 多种分析手段的关联. 一方面，通过二维相关光谱交叉谱的计算和解析，可以将不同分析手段所得结果进行关联，这能够帮助理解高分子不同层面结构的内在联系. 另一方，二维相关光谱分析结果涉及丰富的相互作用和结构变化，经过与其他分析表征手段的结果进行比对和相互验证，可有效加深人们对二维相关光谱分析结果的理解. 参考文献1Ernst R R, Bodenhausen G, Wokaun A. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in one and Two Dimensions. Oxford: Clarendon Press, 19872Noda I, Dowrey A, Marcott C, Story G, Ozaki Y. Appl Spectrosc, 2000, 54(7): 236A-248A. doi:10.1366/0003702001950454 3Noda I. J Am Chem Soc, 1989, 111(21): 8116-8118. doi:10.1021/ja00203a008 4Noda I. Appl Spectrosc, 1990, 44(4): 550-561. doi:10.1366/0003702904087398 5Noda I. Appl Spectrosc, 1993, 47(9): 1329-1336. doi:10.1366/0003702934067694 6Noda I. Anal Sci, 2007, 23(2): 139-146. doi:10.2116/analsci.23.139 7Park Y, Jin S, Noda I, Jung Y M. J Mol Struct, 2020, 1217: 128405. doi:10.1016/j.molstruc.2020.128405 8Sun S, Tang H, Wu P, Wan X. Phys Chem Chem Phys, 2009, 11(42): 9861-9870. doi:10.1039/b909914j 9Kim Y J, Matsunaga Y T. J Mater Chem B, 2017, 5(23): 4307-4321. doi:10.1039/c7tb00157f 10Chilkoti A, Dreher M R, Meyer D E, Raucher D. Adv Drug Deliv Rev, 2002, 54(5): 613-630. doi:10.1016/s0169-409x(02)00041-8 11Weber C, Hoogenboom R, Schubert U S. Prog Polym Sci, 2012, 37(5): 686-714. doi:10.1016/j.progpolymsci.2011.10.002 12Tang L, Wang L, Yang X, Feng Y, Li Y, Feng W. Prog Mater Sci, 2021, 115: 100702. doi:10.1016/j.pmatsci.2020.100702 13Sun B, Lin Y, Wu P, Siesler H W. Macromolecules, 2008, 41(4): 1512-1520. doi:10.1021/ma702062h 14Sun S, Wu P. Macromolecules, 2010, 43(22): 9501-9510. doi:10.1021/ma1016693 15Sun S, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(40): 11609-11618. doi:10.1021/jp2071056 16Wang H, Sun S, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(28): 8832-8844. doi:10.1021/jp2008682 17Sun B, Lai H, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(6): 1335-1346. doi:10.1021/jp1066007 18Sun S, Wu P. Macromolecules, 2013, 46(1): 236-246. doi:10.1021/ma3022376 19Zhang B, Tang H, Wu P. Macromolecules, 2014, 47(14): 4728-4737. doi:10.1021/ma500774g 20Hou L, Wu P. Soft Matter, 2014, 10(20): 3578-3586. doi:10.1039/c4sm00282b 21Hou L, Wu P. Soft Matter, 2015, 11(14): 2771-2781. doi:10.1039/c5sm00026b 22Sun W, An Z, Wu P. Macromolecules, 2017, 50(5): 2175-2182. doi:10.1021/acs.macromol.7b00020 23Hou L, Ma K, An Z, Wu P. Macromolecules, 2014, 47(3): 1144-1154. doi:10.1021/ma4021906 24Li T, Tang H, Wu P. Soft Matter, 2015, 11(10): 1911-1918. doi:10.1039/c4sm02812k 25Sun S, Hu J, Tang H, Wu P. J Phys Chem B, 2010, 114(30): 9761-9770. doi:10.1021/jp103818c 26Sun S, Wu P. Chinese J Polym Sci, 2017, 35(6): 700-712. doi:10.1007/s10118-017-1938-1 27Sun Shengtong(孙胜童), Wu Peiyi(武培怡). Materials Science and Technology(材料科学与工艺), 2017, 25(1): 1-9. doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160386 28Lei Z, Wu P. Nat Commun, 2018, 9(1): 1134. doi:10.1038/s41467-018-03456-w 29Lei Z, Wu P. ACS Nano, 2018, 12(12): 12860-12868. doi:10.1021/acsnano.8b08062 30Shi X, Wu P. Small, 2021, 17(26): 2101220. doi:10.1002/smll.202101220 31Lei Z, Wu B, Wu P. Research, 2021, 2021: 4515164. doi:10.34133/2021/4515164 32Ye Z, Sun S, Wu P. ACS Macro Lett, 2020, 9(7): 974-979. doi:10.1021/acsmacrolett.0c00303 33Jia W, Wu B, Sun S, Wu P. Nano Res, 2020, 13(11): 2973-2978. doi:10.1007/s12274-020-2959-6 34Lei Z, Wang Q, Sun S, Zhu W, Wu P. Adv Mater, 2017, 29(22): 1700321. doi:10.1002/adma.201700321 35Lei Z, Wu P. Nat Commun, 2019, 10(1): 3429. doi:10.1038/s41467-019-11364-w 36Lei Z, Wu P. Mater Horiz, 2019, 6(3): 538-545. doi:10.1039/c8mh01157e 37Yu Z, Wu P. Adv Mater, 2021, 33(24): 2008479. doi:10.1002/adma.202008479 38Wang Y, Sun S, Wu P. Adv Funct Mater, 2021, 31(24): 2101494. doi:10.1002/adfm.202101494 39He C, Sun S, Wu P. Mater Horiz, 2021, 8(7): 2088-2096. doi:10.1039/d1mh00736j 40Zhang W, Wu B, Sun S, Wu P. Nat Commun, 2021, 12(1): 4082. doi:10.1038/s41467-021-24382-4 41Shen Yi(沈怡), Peng Yun(彭云), Wu Peiyi(武培怡), Yang Yuliang(杨玉良). Progress in Chemstry(化学进展), 2005, (3): 499-513. doi:10.3321/j.issn:1005-281X.2005.03.016 42Liu M, Wu P, Ding Y, Chen G, Li S. Macromolecules, 2002, 35(14): 5500-5507. doi:10.1021/ma011819f 43Tang B, Wu P, Siesler H W. J Phys Chem B, 2008, 112(10): 2880-2887. doi:10.1021/jp075729+ 44Wang M, Wu P, Sengupta S S, Chadhary B I, Cogen J M, Li B. Ind Eng Chem Res, 2011, 50(10): 6447-6454. doi:10.1021/ie102221a 45Lai H, Wang Z, Wu P, Chaudhary B I, Sengupta S S, Cogen J M, Li B. Ind Eng Chem Res, 2012, 51(27): 9365-9375. doi:10.1021/ie300007m 46Fieldson G T, Barbari T A. Polymer, 1993, 34(6): 1146-1153. doi:10.1016/0032-3861(93)90765-3 47Hou L, Feng K, Wu P, Gao H. Cellulose, 2014, 21(6): 4009-4017. doi:10.1007/s10570-014-0458-1 48Feng K, Hou L, Schoener C A, Wu P, Gao H. Eur J Pharm Biopharm, 2015, 93: 46-51. doi:10.1016/j.ejpb.2015.03.011 49Dong Y, Hou L, Wu P. Cellulose, 2020, 27(5): 2403-2415. doi:10.1007/s10570-020-02997-y 50Yan L, Hou L, Sun S, Wu P. Ind Eng Chem Res, 2020, 59(16): 7398-7404. doi:10.1021/acs.iecr.9b07110 51Li H, Hou L, Wu P. Chinese J Polym Sci, 2021, 39(8): 975-983. doi:10.1007/s10118-021-2571-6 52Hou L, Wu P. Carbohydr Polym, 2019, 205: 420-426. doi:10.1016/j.carbpol.2018.10.091 53Hou L, Wu P. Cellulose, 2019, 26(4): 2759-2769. doi:10.1007/s10570-019-02255-w 54Li Y, Wang D, Wen J, Liu J, Zhang D, Li J, Chu H. Adv Funct Mater, 2021, 31(22): 2011259. doi:10.1002/adfm.202011259 《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304原文链接：http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2021.21362DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2021.21362