碘化钐

多年来，华南理工大学叶建山教授一直从事纳米电化学、传感器及生物传感器和电化学分析仪器等方面的研究工作，2001年至2006年间任职于新加坡国立大学，回国后任华南理工大学化学科学学院教授的同时，创建了广州盈思传感科技有限公司，并研制出国际领先、国内第一套拥有自主知识产权的高精度便携式重金属检测系统等高端设备和传感器。 华南理工大学叶建山教授 　　叶建山教授不但是电化学传感器技术研究的资深专家，也是一家分析仪器企业的创始人。我们相信，拥有这两个不同身份的叶建山教授，对于电化学传感器这一学科的发展历程、现今热点乃至未来发展趋势，以及该技术的产业化等必然有着自己独特的视角以及看法。为此，仪器信息网于近期采访了叶建山教授。 “纳米材料传感器与电化学仪器的结合，是目前研究热点” 　　Instrument：首先请您为我们介绍一下，电化学传感器发展过程中经历了哪些里程碑式进展? 　　叶建山教授：电化学传感器用来测定目标分子或物质的电学和电化学性质，从而进行定性和定量的分析和测量。电化学传感器的发展具有悠久的历史，它的基本理论和技术发展与电分析化学密切相关，最早的电化学传感器可以追溯到20世纪50年代，并随着微电子和材料加工技术不断更新而发展。 　　1959年，捷克科学家海洛夫斯基发明伏安分析法而获诺贝尔化学奖。伏安法之一的极谱法，可以区分不同价态的金属离子或键合态及游离的金属离子，因此可以对生物利用率和重金属毒性进行评估，使其成为环境分析所必须的技术。电极是伏安法仪器的核心部分，因为电极材料的限制，造成灵敏度低、检测时间长、操作较复杂或重现性差等缺陷，使得伏安法没有获得广泛的应用。 　　20世纪60年代离子选择性电极及酶电极相继问世，电化学传感器进入了稳定发展时期，在环境监控、医药分析、在线分析等方面获得广泛应用。20世纪70年代，科学家利用化学修饰电极，改变电极表面结构以控制电化学过程，标志着电化学传感器的功能化修饰和控制进入分子水平。 　　近年来，随着纳米材料科学和微电子技术的快速发展，新原理、新技术、新材料和新工艺的广泛采用，传感器在小型化、微型化、智能化方向得到了日新月异的发展，具有特殊性能和优点的电化学传感器不断涌现并进入实际应用。在欧美，伏安法已经取代了传统的原子吸收法大量应用于医药、生物和环境分析领域。 　　Instrument：目前，国内外电化学传感器的研究热点与难点都集中到哪些方面? 　　叶建山教授：目前，采用纳米技术，提高电化学传感器的选择性、灵敏度和多目标同时测定，成了国内外研究热点，具体地说，集中在碳纳米管和石墨烯传感器的制备和产业化。 　　碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在其制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的“制高点”。碳纳米管传感器是目前纳米传感器的最重要平台，在航天、机械、仪器仪表、汽车制造、油气勘探、电子工程及医疗器械行业都有广泛用途，并已经成为相关技术发展的基础条件。而石墨烯的出现，要比碳纳米管更晚，但在近几年已经超越了碳纳米管成为国际新热点。 　　纳米材料传感器与电化学仪器的结合之所以成为热点，主要还是因为在构建物联网的成本和运营方面，比光谱类仪器有巨大的优势。随着新型功能化纳米材料的不断涌现，电化学传感器的一些缺陷将被克服，并在工农业、环境监控和医疗领域展示其应用价值，尤其是在新型的物联网建设中，可以应用到生命科学、环境、健康、国防等众多领域。 　　Instrument：目前，国内重金属污染事故频发，电化学传感器技术在重金属检测中又有哪些独特优势? 　　叶建山教授：近年来，重金属污染事故频发，造成了严重的环境污染和经济损失。各级政府对重金属污染的监控和治理十分重视。其中，重金属分析，特别是重金属污染事故的快速跟踪监测技术，一直是人们关注和研究的课题。 　　目前检测重金属的技术主要有光谱法和电化学法，光谱法包括AAS、ICP-MS、ICP-AES、AFS等 电化学法包括伏安法、极谱法、电位分析法等。这些方法在不同的领域和检测环境需求中发挥各自的优势。电化学传感器技术属于电化学法，在重金属检测中具有独特特点和优点，包括： 　　(1)便携和低成本 　　随着微电子技术和纳米材料科学的快速发展，电化学传感器朝着微型化和智能化发展，在重金属检测中具有便携和低成本的明显优势，特别是应对重金属突发事故，可以现场进行监控，而且其使用和维护成本比较低。 　　(2)操作简单、选择性好、灵敏度高和多元素同时检测 　　纳米材料，比如碳纳米管、金纳米颗粒等，处于宏观体系和微观体系之间的过渡区域，是由数目极少的原子或分子组成的原子群。这一结构特征使纳米材料具有独特的微尺寸效应、表面效应和量子效应，表现出不同于宏观材料的电化学催化、特殊电子转移性能等。纳米材料在电化学传感器的广泛应用，使电化学传感器在重金属检测中具有操作简单、选择性好、灵敏度高和多元素同时检测的优点，极大的拓宽其在重金属离子监测的应用范围，在重金属痕量分析方法中占有越来越重要的地位。 “物联网技术，或将是电化学传感器获得大发展的契机” 　　Instrument：请您谈谈电化学传感器的未来发展前景? 　　叶建山教授：电化学传感器具有十分广阔的市场，仅经典的pH传感器，每年全球的市场近100亿美元，另外一种电化学传感器--血糖仪，其市场规模也达到50亿美元以上。随着无线技术、微电子技术和纳米材料的快速发展，电化学传感器在许多领域将获得前所未有的机会，尤其在环境监控、食品安全和原材料质控等领域将有着极广泛的应用前景。 　　国家在“十二五”规划发展期间，环保设备和监控领域的市场达5000亿元，并且以每年15%的速度增长。可以预见，利用新技术和新材料，紧密结合中国的市场实际，开发简单、实用、自动化、免维护的传感器，在水质、大气、工业过程监测和健康监控领域将具有十分广阔的市场。 　　Instrument：请介绍一下您在电化学传感器领域的相关研究成果情况? 　　叶建山教授：我多年来主要从事高灵敏度和高选择性的电化学传感器研究。在新加坡国立大学工作中，主要研制基于碳纳米管等材料的电化学传感器等高端传感器，并参与了新加坡国立大学、新加坡国防科技局和美国麻省理工学院联合的新型纳米传感器和生物传感器等国际领先的研发项目。例如，我们发现，利用强氧化的方法，打开碳纳米管的头部，将功能化基团修饰在碳纳米管的表面，大大提高了碳纳米管的电催化作用和加快电子传递速度，成功发展了阵列微传感器。同时，我们还研制了一系列电化学传感器配套仪器。　　此外，我们还在石墨烯传感材料和传感器研发方面取得了国际领先的进展。石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料, 其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质。过去几年中, 石墨烯开始超越碳纳米管成为备受瞩目的国际前沿和热点，是新材料和凝聚态物理等领域的新增长点，发现者因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。相应的各国投入了大量的科研力量到石墨烯的研究和产业化工作中，而我们也已经掌握了合成石墨烯纳米材料的多项核心技术。 　　Instrument：请谈谈此次广州开发区政府给予1500万资助的“物联网中的微纳米环境监测系统”项目前景、目前进展以及预期目标情况? 　　叶建山教授：物联网是“十二五”期间我国重点发战略性新兴产业之一。据不完全了解，目前全国已有28个省市将物联网作为新兴产业发展重点之一。广东省政府2010年12月发布了《关于加快发展物联网建设智慧广东的实施意见》，《广州市“十二五”信息化发展规划》也计划5年内广州物联网产业产值将达千亿元。《物联网“十二五”发展规划》明确提出加快推进重点行业和重点领域的物联网先导应用。 　　我们“物联网中的微纳米环境监测系统”项目希望抓住这个契机，为我国物联网产业做出自己的贡献，也使企业有飞跃式的发展。和3G网络结合，我们计划构建全面的智慧型环境和健康监测无线传感网，实现检测的远程传送、反馈、监控。 　　传感器处在物联网金字塔的塔座，所以我们项目重点发展的基于碳纳米管和石墨烯的纳米传感器，致力于研究、开发和制造基于新型纳米传感器的环境保护、分析测试等领域的高端产品，如pH传感器、气体分子传感器、分子传感器和水体毒性传感器等，从而提供全面、专业的环境和健康应用解决方案及服务。 “众多科研成果急需产业化，国外先进理念值得借鉴” 　　Instrument：据了解，您在回国后创建了广州盈思传感科技有限公司。有了自己的公司，那么您的科研成果产业化就有了很好的途径，请您介绍一下这方面的情况? 　　叶建山教授：这些年来，公司利用纳米科技自主研发了高灵敏度和选择性的重金属传感器，掌握了重金属监控的核心关键技术。该传感器具有选择性好、所需试样少，且操作简便的优点，其测定结果与ICP-AES所测结果相比，具有非常好的一致性。国际上，同类产品与我们达到同一技术水平的只有一、二家外国仪器公司。 IGS10M系列重金属便携式检测系统 　　公司目前已产业化生产便携式重金属检测系统、台式和在线式重金属检测系统，并获得了国家计量认证，进入重金属环境监控市场，取得了良好的经济和社会效益。 　　公司充分发挥在纳米材料和电化学领域的长期积累，开发出了若干具有国际领先水平的在线和便携式水常规监测仪器。例如，我们的便携式和在线COD监测仪，采用独有的纳米羥自由基电极法，既不外加氧化剂,也不加热消解水样，测定过程无需校正，极大缩短了分析流程，还克服了传统方法中“二次污染”的问题，代表了COD测定方法的突破。采用羥自由基电化学传感器的便携式COD仪器，国际上仅有盈思公司拥有，技术国际领先，在环境监控领域已得到较广泛的应用。 　　此外，公司的水中持久性有机污染物(POPs)电化学自动在线检测平台、氰化物自动监测仪及生物毒性预警监控设备也已基本完成产业化前期的研发工作。这几种仪器都是我国急需的，列入了《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》(2011年版)。 广州盈思传感科技有限公司研发部 　　Instrument：请谈谈您在创业过程中所面临的困难与挑战? 　　叶建山教授：在创业的最初几年，我们团队专注于技术研发和做好、做精每一个产品，忽视了企业的商业运作，对于国内的政策和环境也了解得不够，在“做”企业的思路上没有很快适应国内的要求。 　　我本人作为一个专注技术领域的科研人员，企业经营和管理不是我的强项。在国内往往要求科技企业的创业者，至少在早期是全能型选手，即要有较强的科研能力，也要能够把握外部资源并有效运用。我们有很好的产品和技术，但是当重大的市场机会出现时，企业往往缺乏抓住市场机遇的能力，所以要求我们去学习很多以前不了解的东西，找准发力点。 　　Instrument：您在新加坡学习工作了5年多，请谈谈新加坡在科研成果产业化方面都有哪些经验值得我们国内借鉴? 　　叶建山教授：新加坡的科技创新能力很强，在世界各机构和媒体的排名中，都稳居前五。其政府对科技扶持力度强，大量投入科研资金并对资金使用进行科学管理，整个国家研发投入在GDP中的比重达到了3%，科研以实用技术为主，强调科技创新和科研成果商业化。 　　新加坡的科技体系很开放，通过国家的资金、软硬环境，建立了大批的国际一流研发基础设施，从而引来众多的跨国公司和国际专家。以国防领域为例，国立大学获得约4%的国防经费用于研发，相关机构又与澳大利亚、法国、以色列和美国等国防科技发达的国家建立了大规模的国防科技合作关系。 　　如果总结一下特点，我觉得可以概括成：基础设施好、科研资金充足、发展方向明确、法律环境优异、开放合作等等。中国在很多方面，都在借鉴国外的先进理念和做法，虽然有个时间差，但一定会有后发优势。 采访现场 　　撰稿编辑：刘丰秋 审校：王海 　　附录：华南理工大学叶建山教授简介 　　叶建山，1990年在华东师范大学化学系获得学士学位，1993年获得硕士学位，1999年获得香港科技大学化学系博士学位，2000年至2001年在香港大学医学院从事博士后研究，2001年至2006年在新加坡国立大学生物科学系任研究员，2006年至今为华南理工大学化学科学学院教授。目前主要从事纳米电化学、传感器和电化学分析仪器等方面的研究工作。

p 　　近日，天津空港检验检疫局工作人员在对辖区内一家电子企业进口的工业用碘化钾进行检验时，发现商品外包装未印明“仅用于工业用途”相关字样，并且企业无法提供标明该商品实际用途的证明，不符合相关法规规定。 /p p 　　国家质检总局(2007年第70号公告)明确规定对申报仅用于工业用途，不用于人类食品和动物饲料添加剂及原料的产品，企业须提交贸易合同及非用于人类食品和动物饲料添加剂及原料产品用途的证明。对此，该局第一时间通知企业保持货物和包装原状，未经许可不得擅自使用和销售。 /p p 　　碘化钾是列入《出入境检验检疫机构实施检验检疫的进出境商品目录》的124种人类食品和动物饲料添加剂及原料产品之一，允许用于特殊膳食用食品的营养强化和食用盐中碘的使用。食品用添加剂有效物质含量高，有害物质含量在规定的范围内，对人体不构成危害 工业用添加剂有效物质含量低，杂质(包括有害杂质)多，不可用于饲料、食品、化妆品等。工业用途的碘化钾对人体有害，可引起皮肤红斑、关节疼痛淋巴结肿大等症状，长期服用可出现口腔、咽喉部烧灼感等碘中毒症状，过量碘化物对胎儿及孕妇也有毒副作用。工业用添加剂流入食品环节，不仅会对人体造成伤害，也会引起社会恐慌。 /p p 　　检验检疫人员提醒广大进出口企业：要及时了解国家对工业用和食品用添加剂的相关政策，针对工业用添加剂，企业在报检时要提供贸易合同及非用于人类食品和动物饲料添加剂及原料产品用途的证明，并要求发货方在商品外包装印明“仅用于工业用途”字样，避免因不合格情况而影响企业的正常生产。 /p p br/ /p

—— Gamry不断追求在电化学领域的技术创新！ 美国Gamry 电化学仪器公司（Gamry Instruments,Inc.）是世界电化学工作站的领先制造者，从单通道到多通道电化学工作站，在全球都已得到广泛应用。 Gamry不断追求在电化学领域的技术创新，最新推出的Interface™ 1010系列电化学工作站，是Gamry电化学专家与仪器专家共同开发的成果。这是一款研究级、通用型电化学工作站，最终模数分辨率达到23位，频率分辨率（采样时间的倒数）达到1/232。 Interface™ 1010是电化学领域最精密制造的电子产品，采用表面贴装电子元件方式，机箱内无电缆、线束、互联；所选用的变速风扇、低噪音电源、专门设计的底盘等，充分保证了仪器更低的漂移，更高的精度、准确度及稳定性。 Interface™ 1010可自由组合成为多通道电化学工作站，并且通道之间达到完美隔离，互不影响。 Interface™ 1010具有多种细分型号（Interface™ 1010E、1010B、1010T），满足用户不同方面的需求。 下面将详细阐述Interface™ 1010系列电化学工作站的技术特点： 最佳分辨率：为了获得最佳模数分辨率，Gamry以16位A/D转换器为设计基础，然后增加了噪声滤波器，以消除通道中的任何噪声。最后，通过放大器进一步对信号进行可控放大，增益高达×100，几乎为27倍，即提高7位分辨率。当增益添加到A/D转换器时，得到的最终分辨率为23位，是几乎没有噪声条件下的分辨率！上图是电化学工作站InterfaceTM 1010采用Framework™ 软件，针对200 Ω电阻的实际噪声数据（电位0.0 vs参考值； IE范围1μA满量程；滤波器：1 kHz；CA速度正常）。峰值电流为41.1 nA。使用这种200Ω电阻，我们可以从欧姆定律计算峰峰值电压仅为8.2μV。请注意，没有电源（60 Hz）信号引起的噪声! 频率分辨率在电子学中，频率分辨率 ?f 可以定义为采样时间的倒数。对于Gamry仪器，采用32位直接数字合成时钟为信号发生源，拥有1/232的频率分辨率。（有关频率分辨率的更多信息，请参见我们的技术报告“波形生成和频率分辨率”）。 微调电位器微调电位器会引来系列系统误差和费时矫正。 Interface™ 1010采取软硬件的完美结合，在相关硬件里结合相应软件，不采用微调电位器来实现微调性能。几乎所有的调整都是通过软件自动执行，很少需要手动校准。一般来说，微调电位器极易受到机械冲击和温度变化的影响，而使电化学测量结果失真。因此，Interface™ 1010的设计，不需要更多手动，使校准更容易。InterfaceTM 1010内部的印刷电路板请注意组件的平面分布：左上角的变速冷却风扇远离敏感的电子设备，来避免信号中的噪音。 只在表面安装元器件Gamry仪器在印刷电路板中只使用表面贴装电子元件。表面安装的组件意味着体积更小，温度波动更小，当您获取数据时，可以减少漂移并获得更精确的信号。 没有电缆、线束或互连Interface™ 1010在其机箱里面不包含电缆，线束或互连。这意味着Interface™ 1010具有优越的机械可靠性（无连接变松），较少的杂散电磁干扰，以及更少的触点而导致内部腐蚀。降低金属间接触，可以保证我们的仪器具有更低的漂移，更好的稳定性。 低噪声电源Gamry制造的系列电化学工作站，都使用低噪声开关电源。这种电源消除了电磁干扰。它是有效率的，意味着产生的热量较少，而使环境更加环保。 专门设计的底盘Gamry制造的系列电化学工作站中的底盘，保证优化除热和保持恒温。底盘有一个特殊的引导气流设计，可以更快地冷却电子设备。专门设计的底盘，保证Interface™ 1010电位器的低漂移，高精度和稳定的测量！ 变速风扇设计电化学工作站机箱内的电脑控制的变频风扇，可以有效冷却内部电子元件，风扇设计用于保持恒温。电动马达驱动的风扇会产生少量的电气噪音，风扇远离敏感元件，有效避免风扇信号引起的噪音。另外，变速风扇更安静，这在繁忙的实验室环境中很重要。 通道间的完美隔离电化学测量中的信号测量或者施加来自不同电极或者不同通道。这些信号对应的每一个通道，理想地说，不应该影响另外一个通道的信号。也就是说，通道之间要彼此隔离。Gamry 采取特制组件与导电栅栏，大大降低了任何电磁干扰与通道之间的影响。绿色制造为了保护环境，所有Gamry电化学工作站均符合中国RoHS标准，因此您可以确保Interface™ 1010几乎无铅，无汞，无镉。 Gamry电化学工作站也采取可回收利用的铝制底盘。 了解更详细的产品信息，请登陆Gamry官网。