界面红外反收仪

新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势，定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户，让大家对于感兴趣的领域有总体性了解，更多创新产品和更详细内容见新品栏目。 比表面分析仪 　　比表面分析仪是用来检测颗粒物质比表面积的专用设备，而比表面积测试方法主要包括动态色谱法和静态容量法，其中动态色谱法是将待测粉体样品装在U型的样品管内，使含有一定比例吸附质的混合气体流过样品，根据吸附前后气体浓度变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量 而静态法根据确定吸附量的方法的不同分为重量法和容量法 重量法是根据吸附前后样品重量变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量，由于分辨率低、准确度差、对设备要求很高等缺陷已很少使用 容量法是将待测粉体样品装在一定体积的一段封闭的试管状样品管内，向样品管内注入一定压力的吸附质气体，根据吸附前后的压力或重量变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量。 　　现在国际上比表面积分析仪的使用已经非常广泛，在国内也逐步得到了认识，因此涌现出了好多优秀的厂商，然而企业能够持续发展来源于它持续的创造力。下面列举国内外厂家2012年上半年推出的新产品，以飨读者。 　　2012年上半年的表面分析仪器主要有：北京精微高博科学技术有限公司全自动比表面积及真密度测试仪JW-BK224T、北京金埃谱科技有限公司物理吸附分析仪V-Sorb 4800、贝士德仪器科技(北京)有限公司高精度比表面积和孔隙度测定仪3H-2000PS2、瑞典百欧林科技有限公司上海代表处Theta QC光学接触角仪、威杰(香港)有限公司全自动表面能分析仪SEA、浙江泛泰仪器有限公司全自动微反评价设备4200。 　　从这些新产品的创新点可以看出未来表界面仪器的发展趋势。 　　北京精微高博科学技术有限公司全自动比表面积及真密度测试仪 产品型号：JW-BK224T 　　上市时间:2012年6月 　　北京精微高博科学技术有限公司独自开发设计静态容量法和动态色谱法两大类六种型号比表面仪器，其中静态容量法比表面及孔隙率测定仪是与国外同类产品相同质量和功能的仪器，JW-BK和JW-RB为精微高博独创的静态容量法比表面积及比表面及孔隙率测定仪，性能达到国外同类水平，深受国内用户欢迎。而JW-BK224T是精微高博的创新产品，该产品设有4个样品分析位，4个样品预处理位，测试系统与预处理系统可同时工作，互不干扰 比表面和真密度测试积聚一身的测试仪器!真密度测试：采用新颖独特的集装式管路设计，有效提高了真密度分析仪密封性，减小了基体腔自由体积空间，同时可有效提高整体测试系统的温度均匀性及抗各种外界干扰能力，有利于提高测试结果的重复性。 　　北京金埃谱科技有限公司物理吸附分析仪 产品型号：V-Sorb 4800 　　上市时间:2012年3月 　　全自动物理吸附分析仪V-Sorb 4800是金埃谱科技自主研发的全自动智能化比表面积和孔径分析仪器,采用静态容量法测试原理，并参考众多著名科研院所及500强企业应用案例，相比国内同类产品，金埃谱物理吸附分析仪多项独创技术的采用使产品整体性能更加完善, 该仪器采用进口4升大容量金属杜瓦瓶,在无需增加保温盖的条件下可连续进行72小时测试，无需添加液氮，可同时进行4个样品的分析和脱气处理，相比同类产品工作效率提高了一倍。整个测试系统采用模块化结构设计，完全自动化的设计理念，配以功能完善的测试软件，可实现夜间无人值守式自动测试，大大提高测试效率。 　　贝士德仪器科技(北京)有限公司高精度比表面积和孔隙度测定仪 产品型号：3H-2000PS2 　　上市时间:2012年1月 　　贝士德公司今年一月份刚刚推出的高精度比表面积和孔隙度测定仪3H-2000PS2增加了国内唯一的分子置换模式，对样品预处理模式进行了改进 该仪器增加了PO测试，PO测试对静态法比表面积和孔隙度测定仪的准确性和重复性有很大的作用.。另外，该仪器还获得了两项国家技术专利：静态法高精度比表面积和孔隙度测定仪的净化预处理装置(专利号：ZL201120136943.9) ，静态法比表面及孔径分析仪的饱和蒸汽压测试装置(专利号：ZL201120136959.X )。 　　瑞典百欧林科技有限公司上海代表处光学接触角仪 产品型号：Theta QC 　　上市时间:2012年2月 　　瑞典百欧林科技有限公司拥有Q-Sense, KSV, Attension, Nima, Osstell等品牌，主要产品为基于QCM-D专利技术的石英晶体微天平、LB膜分析仪，浸入成膜仪、表/界面张力仪，光学接触角仪、表面等离子共振仪、表面流变测试仪、表面红外测试仪等。在2012年一月刚刚推出的Theta QC 是一款设计精巧紧致的便携式光学接触角测试仪，可用于精确测试润湿、吸附、均一性、表面自由能、铺展性、吸收、清洁度和印刷适性等，用于快速在线检测和生产过程中的质量控制，可广泛应用于包装、涂料、印刷和材料工程等行业。与同类仪器相比，Theta QC的主要特点：1. 轻巧，灵活便携，适用于在线检测 2. 真正的无线测试：自带电池可连续工作8小时，测试数据可无线传输至远程电脑 3. 内置存储，可存200个数据点 4. 使用方便，软件界面友好。 　　威杰(香港)有限公司全自动表面能分析仪 产品型号：SEA 　　上市时间:2012年1月 　　iGC(反气相色谱法)-是一项的针对粉末、颗粒、纤维、薄膜、半固体的表面与体积性质的气相表征技术。iGC 表面能分析仪继续保持了SMS 公司15年来开拓历史的反气相色谱法的世界领导者地位。全自动表面能分析仪SEA代表了iGC技术的巨大进步。SEA创新的核心是其独特的多面注射系统。这个系统生成了具有最大精度和范围的溶剂脉冲，精确地产生样品空前的高和极低的表面覆盖范围的等温线。这使得非均匀分布的表面量的测量更加精准。Cirrus Plus 利用了iGC SEA的实验灵活性，提供广泛的，人性化的数据分析，并可以单击生成报表，帮您最大程度的运用iGC数据。 浙江泛泰仪器有限公司全自动微反评价设备 产品型号：4200 　　上市时间:2012年3月 　　浙江泛泰仪器有限公司在2012年3月推出了这款全自动微反评价设备4200，装置采用框架式结构，模块化设计，分为气体减压、进料、反应、产品收集和放空等区域，且该装置反应各部件可以根据用户的具体需求，做相应的调整 该仪器的控制装置能够自动控制气体和液体流量，多段式反应炉的温度 此外，全自动微反评价设备主要用来进行催化剂或其他物质的固定床微反评价，可以实现同时多路气体和多路液体进样，并使用MFC和液体计量泵计量 反应器可以支持1200度或20Mpa的操作压力，能够设计成桌面型、小型立式、DCS控制型、小试装置等。 颗粒/粉体流动性测试 　　随着颗粒技术的发展，颗粒测试技术已经受到广泛的关注与重视. 近年来颗粒测试技术进展很快，表现在以下几个方面：1) 激光粒度测试技术更加成熟2) 图像颗粒分析技术东山再起3) 颗粒计数器不可替代4) 纳米颗粒测试技术有待突破5) 光子相关技术独树一帜6) 颗粒在线测试技术正在兴起。其中，粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。另外，测定粉末流动性的仪器称为粉末流动仪，也叫霍尔流速计。由漏斗、底座和接粉器等部件组成。因为在工业生产中，粉体的颗粒形状、细度、粒度分布和粘聚性，会直接影响产品的质量，所以不管是颗粒度的测试还是粉体流动性的测试在实际的应用中都很为重要，选用仪器分析检测也尤为重要。 　　2012年上半年的颗粒或者粉体流动性测试仪器的新品主要有：珠海欧美克仪器有限公司生产的激光粒度仪LS-C(III)型干湿二合一和英国Freeman Technology公司(大昌华嘉商业(中国)有限公司代理)生产的FT4多功能粉末流动性测试仪。 　　从这些新产品的创新点可以看出未来试验机行业的发展趋势。 　　珠海欧美克仪器有限公司激光粒度仪 产品型号：LS-C(III) 　　上市时间:2012年1月 　　欧美克是一家专注于粒度检测与控制技术的研发与生产的公司，是中国粒度检测仪器第一大制造企业。刚刚面世的这款激光粒度仪采用独有的大角散射光的球面接收技术(专利号：95223756.3)，对透镜后傅立叶变换结构，将大角探测器布置在适当的球面上，以实现大角散射光的精确聚焦 该仪器采用一体化激光发射器(专利号：00228952.0)，有效降低了激光管热变形、外界机械振动对仪器稳定性的影响。自动对中系统步进精度达到0.5微米，使用户操作更为方便 湿法进样系统采用增压泵，转速达5000转/分，相较于蠕动泵能有效实现大颗粒的循环 干法进样系统振动电机无极可调，实现遮光比的有效控制 测试窗口材质采用高品质光学材料，窗口构件采用全不锈钢材，耐磨、易清洗，维护方便 光路系统采用全封闭设计，防止灰尘污染及外界光污染。 　　大昌华嘉商业(中国)有限公司多功能粉末流动性测试仪 产品型号：FT4 　　上市时间:2012年2月 　　国外高技术仪器公司众多，但是他们中很多公司并不能全面理解中国文化和市场，在拓展中国市场方面“心有余而力不足”，因此急需诸如华嘉这样专注市场拓展的贸易代理公司的帮助。早期，华嘉总是搜寻一些大公司或第一品牌的公司进行合作，而如今，华嘉更加倾向于专业型企业，同时这些企业也必须在他们所专注的领域具有领导地位或者拥有创新的技术。英国Freeman Technology公司就是这样的一家优质公司。今年4月份推出的最新一代FT4多功能粉末流动性测试仪，利用专利的粉末均匀化预处理，通过测量粉末的动力学性质，剪切性质和包含压缩性、透气性和密度在内的粉末整体特性，给出粉末高重复性的流动性质的定量数据，在此之前，没有任何其他仪器可以做到这些。除此以外，一些与加工过程有关的变量，如贮存时间、静电、结团、颗粒偏析、颗粒破碎或湿法制粒时的含水量等也都可以由FT4获得评估，真正实现了粉末在实际应用环境中的定量表征。

2023年4月14日，国家重大科研仪器研制项目“面向红外芯片的光谱与界面功能关系研究的多尺度表征系统”启动会在上海技物所召开。咨询专家代表匡定波院士、祝世宁院士、龚新高院士、贾金锋院士，国家自然科学基金委员会数学物理学部常务副主任董国轩、中国科学院条件保障与财务局副局长曹凝、监理专家和上海市科委相关处室领导等出席启动会。上海技物所党委书记龚海梅、副所长陈建新、项目负责人陆卫等50余人参加 会议。 　　该项目由上海技物所牵头，联合中国科技大学和上海科技大学承担，旨在通过发展对界面态敏感的红外光谱与应用技术，为研究和理清复杂界面中具有光电作用功效的电子态如何决定高端红外芯片极限性能的核心问题提供先进方法和表征手段，具有显著的科学价值和应用前景。项目基于对红外芯片界面关系的深厚理解和实际应用需求，提出了“谱效”关系新思路，展示了技术方案的创新性。拟研制的装置包括4个核心子系统和2个辅助子系统。项目中的关键技术如红外调制光谱、红外成像光谱、纳米探针光电谱、界面电子态预测和数据驱动算法等已有研究积累，具有很好的实施基础。 　　会上成立了项目咨询专家组，并向受聘专家颁发了聘书。专家组和监理组认真听取了项目实施方案报告，并认为该项目研制目标明确，预期技术指标先进，整体设计路线清晰。针对核心科学问题以及研制过程中可能遇到的技术难点和其他困难，项目团队提出了合理的预案，有望为我国红外探测芯片技术基础研究领域发展做出贡献。 　　董国轩在讲话中要求项目牵头单位和项目组加强组织管理，确保项目按期高质量实现目标。项目推荐部门和地方科技主管部门分别表示将积极支持项目承担单位和项目团队开展相关科技攻关工作。

Nature Communications：纳米红外研究无机纳米颗粒-聚合物复合材料界面效应布鲁克纳米表面事业部 魏琳琳 博士英文题目：Nature Communications: Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites摘要以聚合物为基体，无机纳米粒子为填料的聚合物纳米复合材料具有优异的力学、电学和热学性能。纳米颗粒和聚合物之间的界面效应通常被认为是实现这些性能增强的关键因素。然而，如何理解界面效应以及界面微区的结构与性能是聚合物纳米复合材料领域长期面临的基础性难题。近期，来自武汉理工大学、清华大学、伍伦贡大学等学校的科学家们将Bruker的光热诱导纳米红外技术与其他先进技术相结合，直接探索纳米颗粒-聚合物纳米级界面区域。研究发现无机纳米颗粒与聚合物基体的界面存在强极性构型的“双界面层”结构，包括10纳米厚的内层和大于100纳米的外层界面。分子动力学及相场模拟结果表明纳米颗粒表面电势以及颗粒间距的协同作用是形成界面极性构型的关键作用机制。这项研究的结果有助于阐明界面处的相互作用机制，并为制备纳米复合材料以获得最佳性能提供有价值的见解。利用无机纳米粒子/聚合物复合材料的高极性“双界面层”行为，科学家们在具有超低无机填料含量的纳米复合材料中获得了显著增强的介电及压电性能。相关研究成果以Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites为题，发表在Nature Communications上。实验内容实验选择典型的铁电聚合物PVDF作为基体，填充TiO2纳米颗粒。其中PVDF膜层的厚度低于纳米颗粒的直径，使TiO2能够暴露在膜层表面（图1 a）。图1b，c 样品表面和横截面的SEM图像显示颗粒表面存在约10nm的包裹层。HADDF和碳成像图（图1d，f）进一步表明10nm的结合层富含碳元素，为有机碳链键合在纳米颗粒表面。采用布鲁克nanoIR3纳米红外系统进一步研究了界面区域的化学结构（图1 e f）。采用PVDF极性构象的波数（866cm-1）和非极性构象的吸收波数（766cm-1）进行红外成像，分别对应图1f中图和右图。红外成像图显示纳米颗粒周围存在100nm以上强极性构象区域。压电力显微镜（PFM）采集平行于膜平面和垂直于膜平面的L-PFM图像及面外V-PFM图像，结果显示颗粒的L-PFM呈现一半亮一半暗的结构，V-PFM呈现全亮的结构。表明纳米颗粒/聚合物的内层界面区域内偶极子的极化方向垂直于纳米颗粒表面。综合以上的观测结果，作者揭示了无机纳米颗粒与聚合物基体的界面存在强极性构型的“双界面层”结构， 由10nm的极性偶极子内层界面的和100nm强极性构象的外层界面组成。 图1 直接观测无机纳米颗粒与聚合物基体的“双界面层”结构作者采用nanoIR3纳米红外系统进一步研究了纳米颗粒的间距对界面效应的影响（图2）。距离较远的纳米颗粒会形成强极性构象结构界面（图2 b左图）；距离相对较近的纳米颗粒，其界面区域相互重叠，将抑制极性构象的形成（图2 b中图）；纳米颗粒相互连接时，界面区域也倾向于相互合并（图2 b右图）。FTIR检测不同TiO2纳米颗粒含量的宏观材料中极性构象的比例（840 cm&minus 1/766 cm&minus 1及 1279 cm&minus 1/766 cm&minus 1峰强比），TiO2纳米颗粒含量0.35%时极性构象最多，继续增加纳米颗粒含量，由于纳米颗粒间距变小，界面区域相互重叠使极性构象含量降低。分子动力学及相场模拟表明极性构象界面的形成取决于纳米颗粒表面电势以及颗粒间距的协同作用。图2 纳米颗粒/聚合物复合材料界面极性区域采用纳米叠层设计（Al2O3/PVDF/ Al2O3）表征单一界面层的贡献。纳米叠层纳米复合材料的介电常数εr与PVDF的膜厚具有很大的相关性，并随着PVDF膜厚的减小而增加。由于界面极性层的影响，纳米叠层纳米复合材料显示出比Al2O3（εr~9.8）和PVDF（εr~7.8）更高的εr。而Al2O3 (15 nm)/PVDF (10 nm)/Al2O3 (15 nm)/PVDF (10 nm)/Al2O3 (15 nm)，包含两层内层界面层结构，表现出86 J/cm3的超高介电能量密度，远高于文献报道的纳米复合材料的介电能量密度。同时具有76%的能量效率，与大多数介电聚合物或纳米复合材料相当。图3 内层界面层增强复合材料介电性能 总结借助于布鲁克纳米红外系统，直接观测到纳米颗粒-聚合物复合材料的极性界面构象，并研究了颗粒间距对极性构象的影响。结合其他科学工具的结果，本文的工作促进了对聚合物纳米复合材料中界面基础科学问题的理解，可为高性能极性聚合物复合材料的设计与开发提供指导，并推动介电储能、电卡制冷、柔性压电传感等高新前沿技术领域的发展。 本文相关链接：Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites [J] Nature Communications volume 14, Article number: 5707 (2023)https://www.nature.com/articles/s41467-023-41479-0