德尔塔电容器

周国泰院士（左二）和科技人员一起检验汽车用高能镍碳超级电容器 　　你看满大街上跑的汽车，有几辆是电动车? 　　2008年北京奥运会，2010年上海世博会，人们看见电动汽车上路了，跑起来了。让人振奋! 　　可是，到了今天，电动汽车还是“雾里看花”。 　　怎么回事呢? 　　周国泰院士斩钉截铁地说，问题出在电动车的电源上。电动车的电池技术还没有“过关”。 　　这是在北京的总后军需物资油料部“周国泰院士工作室”，科技日报记者采访周国泰院士的一段对话。 　　紧接着，周国泰说：“如今，我们研发成功了高能镍碳超级电容器，这是电动车电源的一个新突破，将对电动车产业发展带来深刻影响。” 　　他随手拿给记者一份邀请函，是8月24日天津市政府印发的。上面写道:“天津市围绕推动新能源产业发展，与中国工程院院士周国泰合作，成功开发出高能镍碳超级电容器产品。经天津市科委组织成果鉴定，达到国际先进、国内领先水平，在电动汽车和储能电站中将具有竞争优势。天津市人民政府定于2011年9月1日上午10时在天津大礼堂召开高能镍碳超级电容器产品新闻发布会。” 　　眼前的周国泰院士，怎么搞起电动汽车研究了? 　　周国泰，我国军用、民用功能服装材料和士兵个体防护研究领域的知名专家。 　　从一名战士，到大学生，到走上总后军需装备研究所的科研之路，几十年来，周国泰在防弹装备、特种防护服装和防寒保暖材料研究等方面，取得多项成果。先后主持研制防弹背心、防弹头盔，解决了防弹材料及防弹结构体复合成型、树脂基体合成等一系列技术关键，研究成果居国际先进水平，他研制出的服装已装备军、警、法等部门，并出口美国等10余个国家。开展静电防护理论、特种防护服装研究与技术开发，研制的防静电、抗油拒水、阻燃等系列防护服装，装备到全国各大油田，并广泛用于石化、冶金、林业等部门。主持被服保暖材料、保暖机理和生产技术研究，合作研制成功热熔粘结絮片和PTFE防风防水透湿层压织物，广泛用于作训服、防寒服、南极考察服和运动服等。创建我国服装工效研究中心和单兵防弹装备V50弹击试验室，系统开展了服装工效学研究，实现了我国防弹装备测试评价与国际接轨。曾先后获得国家科技进步一等奖3项、二等奖3项，省部级科技进步奖多项成果奖励。1999年，当选为中国工程院院士，并晋升为少将。 　　今天的话题，还是谈谈你搞的超级电容器吧。 　　“你千万别说是我一个人搞成的。我有一个研发团队，有中央领导同志、有多个部委的关心支持，有天津市、张家港市、淄博市，有一大批多学科、多领域的专家协同合作创新，才开发出超级电容器，成为电动汽车的新电源。”院士、将军集于一身的周国泰，说话睿智果断，开门见山。 　　高能镍碳超级电容器，有哪些技术突破 　　高能镍碳超级电容器，成为一种用在电动车上的全新电源，周国泰说：“实现了几个突破。” 　　周国泰介绍，高能镍碳超级电容器，首先在加大材料的比表面积上实现突破。传统电容，100年前就发明了，电容是靠比表面积存储电荷，其优点是可无数次充放电，而且不发热。储电量的大小由其内部比表面积大小而决定。超级电容器，就是在研发出新材料的基础上，尽可能地扩大比表面积，使储电量大幅增加 第二，超级电容在正负极的材料结构上获突破。电池的优点是储电量大，由电能转化成化学能，再转化成电能释放出来，其比功率比传统电容高得多。超级电容，在结构上实现了电池和传统电容的内并，实现了电池和电容的优点兼备。 　　锂离子电池，不是业界推崇的电源吗?周国泰说：“技术还不过关!”他将这种电池与超级电容器作了比较。 　　第一，锂离子电池存在安全隐患。锂离子、有机电解质，其本身有易燃、易爆性，杭州、上海曾发生的电动汽车自燃事件，今天谈起来还让人后怕。超级电容器，充满电后用射钉枪打，使其短路，任何反应都没有 放火上烧，不锈钢外壳快烧红了，也没发生爆炸。锂离子电池，一旦发生短路，就会燃烧或者爆炸。 　　第二，锂离子电池，基本是300A电流充电，时间长，一次充电要6—8小时，使用不方便。超级电容器，可1500A，甚至3000A大电流充电，单块充满电只要几秒钟，上百块串联在一起充电，6分钟可达90%以上。 　　第三，锂离子电池寿命短。充放电的标准是2000次，目前很少有能达到的，即使达到了，性价比不实用。超级电容器，可大电流充电，瞬间大电流放电，效果理想，充放电可达5万—50万次，而充放电的国家标准是5万次。就说在淄博那次试验，公交车装上超级电容器充电后，乘坐满员，上了高速路，时速120公里，一次充电跑了210公里。使用超级电容器的小轿车，瞬间可大提速，时速可达130公里。 　　“你说超级电容器的优势怎么样?”说到此，周国泰问记者。大家都笑了。 　　回顾电动汽车发展历程，人们不难掂量出超级电容器的分量，也不难理解天津市政府为什么要召开新闻发布会的原因。 　　电动汽车诞生有100多年了，1839年，苏格兰人罗伯特安德森造出了世界上的第一台“电动车”。不过它不十分成功。主要原因是，电池寿命太短，电力太小，只能挪动一个非常轻的底盘。到了19世纪后期，长效电池诞生，促进了电动车的进一步发展，人们才在伦敦的大街上见到电力驱动的出租车，不过行驶距离非常短，还必须不停地在充电站里充电。 　　罗伯特不会预想到，历史进入到21世纪，随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车成为解决这两个技术难点的最佳途径。电动汽车也随之成为世界各国的选择和技术竞争的一个焦点。 　　一些专家曾经估计，全球能源矿产资源仅够支撑不到100年 而我国的石油只能支撑国内消耗30年，煤炭最多能支撑100年。目前，我国每年有85%的汽油和20%的柴油被汽车烧掉，汽车无疑成为了能源消耗大户，能源紧张与汽车行业发展的关系十分密切。如果中国的人均汽车拥有量追上美国，中国的道路上就会奔跑着6亿多辆小汽车，这一数字将超过世界其他国家小汽车数量的总和，对能源的需求将不言而喻，中国必将成为第一大油耗和石油进口国。 　　国人不会忘记，当年铁人王进喜在首都北京看到汽车背着的“大包袱”，缺石油，被人瞧不起啊! 　　到了今天，汽车背的“大包袱”没有了，可城市却背上了“大包袱”。从地上看天，见不到蓝天白云，从空中往下看，灰蒙蒙的，不见城市的倩影。说重了，是民族的耻辱! 　　从能源、环境的角度审视，发展新能源汽车，是我国的必然选择。而且从技术的角度看，我国有自身的优势。 　　据相关资料显示：我国虽然在传统汽车领域落后于发达国家近二三十年，但在电动汽车领域，我国与国外的技术水平和产业化程度差距相对较小，并有机会在该领域获得重要席位。这也为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇，更重要的是我国还有后发优势。目前，我国电动汽车的研发已具备一定的基础，一些企业在20世纪90年代中期就推出了电动汽车样车。 　　我国“八五”以来电动汽车被正式列入国家攻关项目，对电动汽车的投入显著增加。我国的汽车企业和高校、科研院所等200多家单位投入了大量的人力、财力和物力研发电动汽车，并取得了一系列科研成果。“九五”期间，电动汽车被列入863计划12个重大专项之一，全国汽车标准化技术委员会于1998年新组建了电动汽车车辆标准化分技术委员会。科技部又于2001年启动了电动汽车重大科技专项，使我国电动汽车技术水平和产业化程度与国外处在同一起跑线上。　　 　　现代电动汽车一般可分为三类：纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上，又派生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车，简称PHEV。目前在全世界，电动汽车一直是各大汽车集团花费巨资研发的新兴领域。 　　然而，制约电动汽车发展的瓶颈，还就是电池。世界电动车协会主席陈清泉在2011中国长春国际汽车论坛上表示，当前我国电动汽车电池技术存在两个明显缺点：第一个缺点就是缺乏深层次技术。比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等，在这些方面我们研发还不够，没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚 另一个缺点是缺乏评价体系。比如电池的安全性怎么样，在高温、低温环境下能不能正常工作，这些都没有一个好的评价。 　　有资料介绍，电动汽车对电池的要求比较高，电池要具备高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能，循环和使用寿命要长。铅酸电池，虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低，但是高的性价比使其应用广泛，然而带来的是严重的环境问题。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但是其性价比不高，含重金属，用完后回收处理难，若遗弃会对环境造成严重污染。 　　目前，越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池，但这种电池的缺陷十分明显，前面已叙。 　　“针对目前各种电池的缺陷，我们开发了超级电容器。”周国泰顿了一下，说，这种电容器的技术优势前面说了。所以，很顺利地通过了天津市科委组织的成果鉴定。 　　高能镍碳超级电容器，老百姓也用得起 　　有专家说，目前，几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势，但种种迹象表明，电动汽车离我们还是比较遥远。但电动自行车风靡全国，每天提几公斤的电池上下楼，在居民小区并不鲜见。电动汽车怎么办? 　　为此，有学者发表文章，对电动汽车提出种种担忧和质疑。有说电动汽车在电池上不成熟的，有说原子电池、聚合物电池、燃料电池、锂离子电池等任何电池都不环保的，各种议论不绝于耳。 　　有各种质疑和担心，也属正常。科技创新，正是在质疑中前行、在争论中创新的。说着，周国泰从沙发上站起来：“在发展电动汽车的过程中，有各种担心，是可以理解的。电池的问题卡住了电动汽车的脖子，这也是事实。”他扳着手指头，就说公交车吧，一辆公交车，走100公里，若用油30升，按8元1升算，要240元 而用电，走100公里。用电70度，每度电平均按6毛钱算，是42元钱。还是用电省吧。因此，发展电动车，不应动摇! 　　还以锂离子电池为例，与超级电容器比，锂离子电池成本7万元，充电2000次，每充电1次按行驶100公里算，20万公里就要更换电池 超级电容器，也按充电1次行驶100公里算，可充电5万次，甚至可达10万次、50万次，超级电容器的价格不高于锂离子电池。超级电容器回收后，对材料再激活处理后还可以使用。计算一下，综合成本有多低!这样，老百姓是不是就能用得起了? 　　超级电容器的生产是环保的，你可以到淄博年产100万只的生产基地去看，生产车间，只有一个地漏，那是用来打扫卫生冲水用的，整个生产过程，不产生废水、废气，没有污染排放。还用担心环保问题吗? 　　高能镍碳超级电容器，“协同会战”的结果 　　话题回到采访周国泰院士的开头。他还是坚持说那句话，超级电容器的研发，是多方支持，多领域、多学科专家协同攻关的成果。 　　“周院士说的是事实!”原海军后勤部技术装备研究所研究员陈同柱讲起了周国泰。 　　周院士是一位军人科学家。多年来，他创建了我们国家的军事科研的新模式和新路子。他作为领军专家，坚持军民融合发展，他把军内外有关专家，战略研究的，军事需求的，科研管理的专家都联合起来，充分集成地方的科研力量、技术成果，甚至地方的资金资源，高效组合起来，形成优势。这就是他的“小核心大联合”的科研创新模式。 　　陈同柱说，就说超级电容器这个新能源项目，看起来是解决电动汽车动力问题，最终是军民两用，可能在潜艇、航天，包括新型飞机、导弹都可应用，解决国防军事急需的新能源，花了最少的钱，取得了大成果。现在，导弹、飞机、航天火箭，液体燃料的推力远远不够用了，他的科研找到了路子，很可能要在这方面突破。这就是军民融合。 　　回顾周国泰的科研历程，他倡导“大科研”的思路清晰可见。 　　多年来，他打破研究所的“高大院墙”，广泛合作，先后有十几名院士和知名专家给他当顾问，直接参与课题研究。他把研究室主任带到训练场上去，带到船上去，干什么?上去找科研课题。他说，你研究的防寒服装，要自己穿上到寒区部队去和战士一块体验。比如，研究出舰船食品，就到船上去，风浪颠簸后看自己能不能吃。 　　他说：“好舵手会用八面风!科研，要兼容式、融合式，广泛联合、协作，充分发挥各方面的力量，发扬‘两弹一星’精神!”正是这样，在“九五”期间，周国泰创造了一个不足百人的研究所获得11项全军科研重大贡献奖，而有几千人的一个研究院才获9项。 　　关于获得多方面支持和合作，周国泰讲了一个故事。 　　一次，周国泰向一位中央领导同志汇报，说超级电容器用在电动汽车上，从起步，上坡，提速，包括充电速度如何快等等，讲得头头是道。这位领导同志说，我不听你讲，把车开来看看。 　　果然，周国泰把车开来了，领导坐了一圈，给予肯定：好!并详细过问还有什么困难。这件事发生在2010年。 　　超级电容器研发，像许多创新成果一样，最初从实验室做起，始于2008年。 　　怎么想到了研发超级电容器呢? 　　先看看这一年有关电动汽车的信息，各种电池技术及生产的消息，铺天盖地。人们的胃口吊起来了，期待着大街上有更多的电动汽车在跑。同时，业界在电动汽车电池技术上，也有不少争论。有人认为，电动汽车电池技术上解决了，只是成本高，国家出台补贴政策，就能推进电动汽车产业的发展。也有人提出，靠国家补贴，不是长久之计，有人在借机圈钱，电池技术还没有真正“过关”。 　　在这样的氛围下，周国泰组织创新团队攻关。他注意到，有人在传统电池上做文章，力求技术新突破。传统电池，是电能变成化学能，再转变成电能。而传统电容，是做大比表面积，通过研发各种物质材料，用增加比表面积的办法，来提高电容的性能。比表面积最大的材料，是活性碳。周国泰，在传统电池和传统电容之间，选择了一条科研的“中间路线”，集成电池和电容的优点于一身。 　　科技创新，往往是在不经意间，又往往以科研思路正确取胜。有成就的科学家，首先是在科研思路和方法上与众不同，从而获得科学突破。周国泰就是这样的科学家。在近4年的时间里，他领着科研团队，日夜苦干。他像当年研究石油工人防护服那样，从实验室到油田，身背大包服装搞试验，四处奔波 他像当年研究作战防护服、防弹头盔那样，上靶场，进深山，钻猫耳洞。研发超级电容器，还是那样“拼命三郎”。为此，4年间，周国泰病倒两次住院。 　　这里难以记述周国泰和研发团队更多的创新故事。不过，在近4年的时间里，他和研发团队终于获得了新成果：高能镍碳超级电容器。在天津市科委组织的成果鉴定会上，获得很高的评价。 　　采访周国泰院士，他不愿讲自己“过五关、斩六将”的故事，而是不间断地谈超级电容器研发获得的方方面面的大力支持和研发中的大团队协同。 　　他说，这是事实啊!从中央领导，到国家发改委、科技部等多个部委、天津市、天津市科委、张家港市、淄博市等，各级领导重视、关心、支持，涉及汽车等多领域、多学科专家密切合作，步调一致，协同攻关。不如此，这个超级电容器搞不出来，更不能成功用在汽车上。 　　举个例子吧。发改委的有关领导多忙啊!可是，领导多次表示：“周院士来谈项目，随时可见。” 　　做实验，急需一笔资金，张家港市委书记黄钦、市长徐美健得知后，当即拍板：“资金一周内到位。” 徐美健说：“这是国家的大事、民族的大事，即使失败了，我们张家港也愿意交这个学费!” 　　超级电容器中试，需要投入一笔资金，建中试生产线，淄博市委书记刘慧晏、市长周清利也还是当即决定：“中试生产线建在淄博，年产100万块，投资一周内到位。”周清利说：“实现零排放，还百姓一片蓝天是我们共产党人的责任，我豁出老命也要一干到底。”不仅如此，市科技局局长周元军就住在厂里，中试生产线高质量、高标准，以最快的速度建成。 　　周国泰还讲了几件他难忘的事。 　　超级电容器要在汽车上做试验。那是一个大冬天，北京那天出奇的冷。淄博市科技局局长周元军带着汽车，大汽车上驮着小汽车，一路从淄博赶到北京，下了车双手冰凉，身体发抖。再看几位穿工作服的随行，装车、卸车。旁人不知道，这几位是山东理工大学领军级的教授啊! 　　超级电容器做汽车发动机试验，涉及到天津军交实验室、天津无线电18所、汽研中心等多家单位、多位科研人员，大家一呼百应，一项试验要求5天完成，天津军交学院院长犹如战场下命令：“5天完成，只能提前。” 　　尤其是天津市，张高丽书记在不到一年的时间5次亲自召开会议协调和讨论此项目，并做多次批示。分管工业的副市长王治平召开20余次专门会议协调政府有关部门。天津市有关企业联合攻关，科委领导多次来试验室，具体指导项目的进程。他们心中装的是环境，装的是百姓，装的是那一片蔚蓝的天! 　　周国泰说：“我不是搞汽车的。超级电容要用在汽车上，如果没有这样的大力支持、协同攻关、良好的合作，是根本不可能的!协同，使每个人的创新潜能充分释放出来，整合起来。” 　　又说起为研发超级电容器项目，周国泰不到4年两次住院。院士也当了，将军的衔也授了，功成名就了，何必再“拼命”呢?! 　　周国泰说：“节能减排，哥本哈根会议上，温总理有承诺。还老百姓一片蓝天，作为科技工作者，我有一份责任!” 　　走出周国泰院士工作室，记者还回味着这句话。

近日，电工研究所马衍伟团队联合大连化学物理研究所研究员吴忠帅在高性能石墨烯复合材料制备、石墨烯基锂离子电容器研制方面取得进展。相关研究成果以2D Graphene/MnO Heterostructure with Strongly Stable Interface Enabling High-Performance Flexible Solid-state Lithium-Ion Capacitors为题，发表在《先进功能材料》（Adv. Funct. Mater., 2022, 2202342）上。 锂离子电容器作为一种有效结合锂离子电池与超级电容器的新型电化学储能器件，具有高功率密度、高能量密度以及长循环寿命，有效弥补了锂离子电池和超级电容器之间的性能差异。电极材料作为锂离子电容器的重要组成部分，是影响锂离子电容器性能的关键因素。 精细的结构设计工程被认为是提高电极材料电化学性能的有效方式之一。马衍伟团队提出了一种通用静电自组装策略，在还原氧化石墨烯上原位生长了具有卷心菜结构的MnO复合纳米材料（rGO/MnO）。通过深入的原位实验表征以及理论计算，证实了rGO/MnO异质结构具有较强的界面作用和良好的储锂动力学。由于rGO/MnO复合纳米材料具有高电荷转移速率、丰富的反应位点以及稳定的异质结构，基于rGO/MnO复合纳米材料制备的电极具有高比容量（0.1 A/g电流密度下比容量为860 mAh/g）、优异的倍率性能（10 A/g下比容量为211 mAh/g）以及长循环稳定性。因此rGO/MnO复合纳米材料可作为高性能锂离子电容器理想的负极材料。 通过将这种高性能石墨烯基复合材料作为负极与活性炭正极进行组装，马衍伟团队成功制备出柔性固态锂离子电容器（AC//rGO/MnO）。经测试，这一电容器基于电极活性材料总质量的能量密度最高达到194 Wh/kg，功率密度最高可达40.7 kW/kg。这是迄今为止报道柔性固态锂离子电容器能量密度和功率密度的最高值。此外，在10000次充放电循环后，AC//rGO/MnO电容器的容量保持率可达77.8%，并且安全性能高。 科研团队表示，这一研究提出的金属氧化物/石墨烯复合材料设计策略在高能量密度和高功率密度的柔性锂离子电容器中具有很好的应用前景。 该研究工作得到国家自然科学基金、中科院大连洁净能源研究院合作基金、中科院青年促进会等的支持。 论文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202202342 石墨烯复合材料结构示意图和锂离子电容器原理性能图

北京化工大学杨志宇教授AEM：高储钠性能超级电容器研究分享超级电容器因其良好倍率性能、循环性能的可再生能源存储设备，已成为热门的电化学可再生设备。然而，超级电容器的实际应用仍面临能力密度低、性能提升依赖于先进电极材料开发等困难。目前常采用法拉第电极材料，包括过渡金属氧化物、过渡金属氮化物和过渡金属二硫化物等提高超级电容器的能量密度。其中，过渡金属氧化物因具有高理论电容，低成本，环境友好等优势，作为潜力巨大的电极材料应用在超级电容器中。然而半导体性质的过渡金属氧化物仍有固有电子电导率低，充放电过程中容量和倍率性较差等不足，因此如何设计良好的电子结构对于优化过渡金属氧化物的电化学性能至关重要。北京化工大学杨志宇研究员及团队在知名期刊Advanced Energy Materials上发表了题为“Elevating the Orbital Energy Level of dxy in MnO6 via d–π Conjugation Enables Exceptional Sodium-Storage Performance”的文章。过渡金属氧化物 (TMO) 具有固有的低电子电导率，而原子轨道相关的调节对于促进储能应用中的电子转移动力学至关重要。该研究利用 d-π 共轭策略来提高 TMO 的电子电导率。选择具有大共轭体系的酞菁 (Pc) 分子来修饰过渡金属氧化物 (δ-MnO2)。通过密度泛函理论（DFT）模拟，验证MnO2和Pc之间的强d-π共轭可以提高MnO6单元中低能轨道（dxy）的轨道能级，进而提高dxy的氧化还原活性，从而显著提高电化学钠存储性能。结果与讨论作者采用扫描电镜和透射电镜等设备分析材料的形貌结构，X射线能谱分析样品的电子结构和成分信息，紫外可见吸收光谱检测材料在250-800nm波长范围带隙，采用X射线吸收光谱展现材料的边缘结构和精细结构。使用北京卓立汉光仪器有限公司自主研发的Finder Viseta激光显微共聚焦拉曼光谱仪检测原位拉曼光谱，用于揭示其充放电循环过程中结构变化。图1 a)MnO2-Pc合成示意图；b）XRD谱图；c)FTIR光谱图；d)能量损失图；e） TEM图像；f)选定区域电子烟摄图；g)高分辨率TEM图像；h-l)元素映射图图2：a)CV曲线，MnO2-Pc 和MnO2 在20 mV s&minus 1；b）GCD曲线，MnO2-Pc 和MnO2 在 1 Ag&minus 1；c)GCD曲线，MnO2-Pc在不同电流密度下；d)比容量 ，MnO2-Pc和MnO2在不同电流密度下；e）Nyquist图，MnO2-Pc and MnO2；f) CV曲线，MnO2-Pc在不同扫描速率下；g)拟合曲线 h)电流贡献值 i)三次充放电过程中原位拉曼光谱图图3 a-c）pDOS(投影状态密度)曲线；d)轨道能级图；e-f)计算 ELF的DFT切片；g)轨道能级提升和加速电子转移特征示意图。图4 a) MnO2-Pc(阴极)// AC(阳极)ASC原理图。b) 1.0 m Na2SO4溶液中MnO2-Pc和AC的CV曲线。c) 100 mV s&minus 1时不同电位范围的CV曲线。d)不同扫描速率下CV曲线；e) GCD曲线(不同电流密度)。f)本工作中ASC的Ragone图与报道结果进行比较。结论：本文用 Pc 修饰 MnO2 以调节低能轨道 dxy 的轨道能级，并获得了更高的 MnO2-Pc 电化学储能性能。DFT 研究表明，轨道杂化引起的强 d-π 共轭提高了 dxy 的轨道能级并扩展了轨道能量分布，从而促进了电子转移动力学并激活了 dxy 的氧化还原活性。轨道能级提升策略有效地提高了 MnO2-Pc 的电化学 Na+ 存储能力。获得的 MnO2-Pc在 1 A g-1 时显示出 310.0 F g-1 的高比电容，在 20 A g-1 时显示出 211.6 F g-1 的优异倍率容量。这项工作为改进 过渡金属氧化物的电化学 Na+ 存储提供了轨道能级提升策略的机理见解，这种有效的策略可以扩展到储能应用中其他先进电极材料的设计。原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202300384相关产品推荐本研究的拉曼光谱采用Finder系列拉曼光谱仪检测，该系统全新升级为930全自动化拉曼光谱分析系统，如需了解该产品，欢迎咨询。产品链接：https://www.zolix.com.cn/Product_desc/1105_1562.html 作者简介杨志宇，北京化工大学研究员。北京理工大学博士学位，清华大学博士后。主要研究方向为电化学领域。目前的研究方向是 (i)电化学储能，(ii)电催化CO2还原，电催化甲酸氧化和电催化氮还原 (iii)电容除盐。已发表一作、通讯SCI论文60余篇，包括JACS、AEM、AFM、Nano Energy、JEC、Small、CEJ、JMCA、JPS，申请专利7项，授权5项。免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确，如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

近日，中科院山西煤炭化学研究所（以下简称山西煤化所）主持制定的国际标准IEC/TS 62565-5-2 （超级电容器电极片—空白详细规范）由国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会（IEC/TC 113）对外正式发布。　　该标准是超级电容器用电极片的首个国际空白详细规范，详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及其相应测试方法。　　电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本，被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究以来，打通了“原料—材料—器件—应用”产业创新链，建立了超级电容器中试平台，用于评估电容炭的电化学性能，进一步反馈指导材料研发、生产和质量控制。该所科研人员发现，对超级电容器电极片的关键控制特性进行准确表征，并阐明“电容炭—电极片—电容器”之间的构效关系，对整个产业链的基础科学研究和技术开发十分重要。　　2018年，山西煤化所提出制定电极片空白材料规范的设想。2020年，该标准项目正式立项。　　该标准的发布，将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导，为促进相关领域行业技术交流、技术合作及消除贸易壁垒提供支持。同时，该标准是超级电容器用电极片的首个国际标准，填补了国际标准化的空白，也为IEC/TC 113引入了超级电容器及其材料的概念，开启了IEC/TC 113在超级电容器用炭纳米结构材料领域的国际标准化制定工作，提升了我国在相关领域的国际影响力和话语权。

p 　　近日，中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中科院院士包信和团队，以及中科院金属研究所成会明、任文才团队合作，采用丝网印刷方法规模化制备出高度集成化、柔性化、高电压输出的石墨烯基平面微型超级电容器，相关成果发表在《能源与环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。 /p p 　　微型化、柔性化电子器件的快速发展，让人们对与之匹配的微型储能器件的需求越来越大。然而，单个微型储能器件的输出电压和电流有限，难以满足需要高电压、大电流驱动的电子器件的应用需求，在实际中通常需要将多个储能器件进行串联和(或)并联集成来提高电压和(或)电流。目前集成化储能器件一般需要借助金属连接体，导致器件一体性、机械柔韧性差，加工过程复杂，以及性能难以定制。因此，急需发展新的规模化技术来批量化制备高度集成、性能可定制的微型储能器件。 /p p 　　在该工作中，研究人员首先发展了一种具有优异流变学和电化学性能的石墨烯导电油墨，然后采用丝网印刷的方法，利用一步法实现了平面型及集成化微型超级电容器的集流体、图案化微电极和器件间导电连接体的制备，大大简化了制作流程，显著提高了集成器件的整体性和机械柔韧性。根据不同的实际应用需求，科研人员不仅可以对集成化微型超级电容器的形状和大小进行有效调控，而且能够实现任意数量平面微型超级电容器的串并联集成，进而有效定制输出电压(几伏至几百伏)和电流(纳安至毫安)。例如，由130个单器件串联得到的微型超级电容器模块，其输出电压可达到100V以上。该工作证明了石墨烯导电油墨可以同时作为集流体、导电连接体，以及高容量电极材料，丝网印刷技术可以高效、规模化地制备出高度集成化、一体化、高电压输出的平面微型超级电容器，获得的模块化器件具有出色的良品率、性能一致性、高电压输出等特征，具有广阔的应用前景。 /p p 　　上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、大连化物所科研创新基金等的资助。) /p p style=" text-align: center " img title=" W020181210353843556910.jpg" alt=" W020181210353843556910.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/01dbcb67-90ca-4395-a863-2e1d7866840e.jpg" / /p p style=" text-align: center " 规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展 /p

记者24日从中国科学院山西煤炭化学研究所获悉，日前由该所主持，宁波中车新能源科技有限公司、深圳市标准技术研究院及国家纳米科学中心共同参与制定的国际标准——电化学电容器多孔炭（简称电容炭）空白详细规范，经国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会通过，正式对外发布。该标准由中国科学院山西煤炭化学研究所709组技术团队承担制定工作。　　这一电容炭领域首个国际材料空白详细规范，全面梳理了材料对器件性能的影响因素，包括电容炭的化学、物理、结构及电化学关键控制特性23项，其中电化学关键控制特性除了比容量、倍率性能等一些短期性能指标，还包括了下游用户更加关心的长期稳定性、温度耐受性等指标。标准对这23项关键控制特性的测试方法进行了详细的阐述，并且通过查阅国际国内标准，对这些测试方法的标准化成熟度进行了归类。　　技术团队通过主持该标准的制定，一方面能全方位梳理总结材料影响器件性能的潜在因素，从内部把技术做精做细，另一方面也能促进国内研发人员与技术水平先进的国际公司充分交流，帮助技术升级，从而助力国产电容炭走向国际市场。　　电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本，被广泛用于电力监测通信终端、电网调频和规模储能等领域，拥有广阔的市场前景。然而，我国电化学电容器的关键活性材料——电容炭，长期依赖日韩进口。　　近年来，我国电容炭生产技术取得重要突破。中国科学院山西煤炭化学研究所打通电容炭料—材—器—用技术创新链，成功实现成果转移转化，启动500吨电容炭产业化项目建设，目前已进入量产阶段。在电容炭研究过程中，科研人员发现其制备工艺路线长、影响因素繁多、构效关系复杂，缺乏标准文件指导。　　基于此，技术团队自2019年向IEC（国际电工委员会）提出制定电容炭空白详细规范国际标准和超级电容器电极片空白详细规范的标准提案，旨在通过一系列高质量的国际标准“组合拳”引导该行业健康快速发展。

为发展超级电容器器件及关键材料，促进解决关键科学问题，突破应用瓶颈，进一步推动超级电容器关键材料及技术的发展，促进我国超级电容器行业的健康有序融合与发展，由中国化工学会储能工程专业委员会主办，燕山大学环境与化学工程学院承办的“2016超级电容器关键材料与技术专题会议”于2016年8月25-27日在秦皇岛召开。比奥罗杰携SP-300系列高性能电化学工作站参展了本次会议， SP-300电化学工作站现场测试超级电容器样品表现出的稳定性及精确性让参会的超级电容器科研老师对bio-logic系列电化学工作站表现出浓厚的兴趣，并非常欣赏EC-LAB电化学软件在超级电容器应用上的优化。第一分会场报告实况 Bio-Logic仪器展示 晚宴黄晟副校长致辞 报到大厅

为推动超级电容器器件、关键材料及相关技术的发展，解决瓶颈性问题，促进我国超级电容器行业的持续发展及有序融合，2023第八届超级电容器及关键材料学术会议于2023年7月21-23日在天津滨海丽呈酒店顺利召开。华洋科仪作为大会主要赞助商之一，携法国BioLogic最新系列电化学工作站产品出席了此次会议，吸引了众多参会者纷纷驻足咨询交流，了解最新的技术应用。随着能源危机与环境问题不断加剧，如何开发新的绿色能源已经成为全球关注的大事。超级电容器作为新一代绿色能源技术之一，近年来备受关注。华洋科仪一直致力于为我国各学科领域的前沿科学技术发展贡献一份力量，我司总代理的法国BioLogic电化学工作站及电池测试系统，能够为超级电容器器件及关键材料的科学研究提供完整的解决方案，满足不同用户的需求。华洋科仪报导2023年7月23日

近日，大连化物所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队与单细胞分析研究组(1820组)陆瑶研究员团队，以及中国科学院深圳理工大学、中国科学院金属研究所成会明院士等合作，开发了高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术，研制出具有高系统性能和高集成度的小型单片集成微型超级电容器。 　　为适应小型化、可穿戴、可植入微电子设备的快速发展，需要发展具有小体积、高集成度、高性能和高兼容度的微型储能器件。平面微型超级电容器由于无需隔膜和外部金属连接线的特殊结构，同时具有可靠的电化学性能和易于调控的连接方式，在微电子领域有着重要的发展潜力。然而，由于缺少可靠的高精度微电极阵列制备和高效的电解液精确沉积技术，大规模制备高集成度、高性能的微型超级电容器仍具挑战。因此，急需发展创新性的微加工技术，来实现规模化、稳定性地制备高度集成、高性能、可定制的微型超级电容器。本工作中，合作团队发展了一种结合高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术的通用可靠策略，实现了高精度微电极阵列的大规模制备和凝胶电解质精确快速添加，研制出具有高面积数密度、高输出电压、性能稳定的集成化微型超级电容器模块。团队首先采用高精度光刻加工技术和高稳定性自动喷涂技术，制备出超小型集成化微型超级电容器，单个器件的面积仅为0.018cm2，器件间距为600μm，实现了面积器件数密度为每平方厘米28个，即3.5×4.1cm2区域内包含400个器件。随后，团队设计并发展了具有优异流变特性的凝胶电解质墨水，采用精确可控的3D打印技术，实现了极小区域内电解质的精确均匀添加，使得相邻单元微器件之间形成良好的电化学隔离，所得集成化微型超级电容器可以稳定输出200V的高电压，单位面积工作电压达75.6V/cm2，是目前已有报到工作的最高值。此外，该微型超级电容器模块在162V的极端工作电压下，循环4000次后，仍然保持92%的初始容量。该工作为超小体积、高电压微型功率源的发展奠定了一定的科学基础。 　　相关研究成果以“Monolithic integrated micro-supercapacitors with ultrahigh systemic volumetric performance and areal output voltage”为题，于近日发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。该工作的共同第一作者是我所508组博士后王森和1820组博士后李林梅。上述工作得到国家自然科学基金、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、大连市高层次人才创新支持计划、中国博士后科学基金等项目的资助。

便携式、柔性和可穿戴电子设备的发展促进了高性能的电化学储能设备的快速发展。与电池和燃料电池相比，超级电容器表现出显著的优势，具有优异的倍率性能、杰出的循环寿命和卓越的安全性。然而，超级电容器的能量密度相对较低，不足以为电子设备提供连续且稳定的电源。为了提高能量密度，厚电极设计是有效的手段。而在传统的三明治结构的超级电容器中，平面电极的活性材料质量负载是相当有限的。设计三维多孔电极可以有效地提高活性物质的质量负载，同时保持较短的离子/电子传输距离和快速的反应动力学。但传统的制备三维多孔电极的方法通常复杂、昂贵、耗时，并且很难精确控制电极的结构。3D打印技术，通过计算机辅助设计/制造模型，对预定义的3D模型进行数字化控制，使得在短时间内精确控制和制造复杂结构成为可能。区别于传统的等材和减材制造技术， 3D打印技术可以实现几乎任何所需的立体几何形状，不需要所谓的模具或光刻掩模。这使得打印的超级电容器具有可调整的几何结构、高度集成、节省时间和低成本、以及卓越的功率和能量密度。为了总结这一领域的最新进展并为未来的研究提供设想，来自哈尔滨工业大学（深圳）的魏军教授团队，在Advanced Functional Materials上发表题为“3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications”的综述文章，回顾了3D打印超级电容器的最新进展，如图1所示。 图1. 3D打印超级电容器研究进展首先，介绍了用于制备超级电容器的代表性的3D打印技术，不同技术的原理图和特点如图2所示。 图2. 制备超级电容器的各种3D打印技术的原理图和特点接下来，文章重点介绍了超级电容器的可打印模块，包括电极、电解液和集流体，如图3所示。 图3. 用于3D打印超级电容器的材料在研究合适的可打印材料的同时，制造中的打印设计对于优化超级电容器的性能也是重要的。因此，文章总结了电极的设计（图4）、打印电极的后处理，并概括了3D打印超级电容器的不同构型（图5）。图4. 3D打印电极的不同结构设计 图5. 3D打印超级电容器的构型此外，还总结了3D打印超级电容器的各种应用，包括柔性可穿戴电子设备（图6）、自供电集成电子设备和传感系统（图7）。 图6. 不同类型的智能响应型超级电容器 图7. 3D打印的自供电集成系统，和超级电容器驱动的传感器系统。如图8可知，目前制备的3D打印超级电容器的能量密度与铅酸、镍氢电池和锂电池相当，有的甚至更高。 图8. 3D打印超级电容器的 (a)质量Ragone图， (b) 面积Ragone图最后，总结了目前3D打印技术的局限性和未来3D打印超级电容器的研究面临的挑战，并提出了一些可能的研究方向。 图9. 3D打印超级电容器的未来展望文章信息：Mengrui Li, Shiqiang Zhou, Lukuan Cheng, Funian Mo, Lina Chen,* Suzhu Yu,* Jun Wei,* 3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications, Advanced Functional Materials, 2022, 202208034.原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202208034

近日，由山西煤化所主持制定的国际电工委员会（IEC）国际标准IEC/TS 62565-5-2 《Nanomanufacturing – Material Specifications – Part 5-2: Nano-enabled electrodes of electrochemical capacitor – Blank detail specification》正式发布。该标准提案于2018年提出，2020年5月立项，山西煤化所王振兵和陈成猛担任项目组组长，黄显虹作为执行负责人，项目组由来自中国、加拿大、韩国、德国、俄罗斯的十名专家组成，制定过程广泛采纳征求IEC成员国意见，为标准的高适用性和广泛采用奠定了基础。 电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本，被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究十余年，打通“材料-器件-应用”产业创新链，在国产化超级电容器用纳米孔结构活性炭材料技术攻关过程中，建立了超级电容器中试平台，用于评估材料的电化学性能，进一步反馈指导材料的研发、生产和质量控制。山西煤化所科研人员发现，超级电容器电极片的制备工艺和理化关键控制特性，不仅能反映原材料的特性，而且直接决定器件的性能，是原材料和器件之间的关键桥梁，因此超级电容器电极片的准确表征对整个产业链的高质量发展十分重要。 目前，国际国内对于超级电容器电极片的标准化仍是空白，亟需标准化的规范引领指导。山西煤化所科研人员基于行业需求，通过研发积累、与产业界广泛深入交流以及对科学文献和标准方法进行系统调研，提出了超级电容器电极片的首个材料规范标准，该标准详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及相应测试方法。 该标准的发布，将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导，促进相关领域行业技术交流、技术合作，并为消除贸易壁垒提供标准支持。同时，该标准是超级电容器电极片的首个国际标准，填补了国际标准化的空白，也为IEC/TC113（国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会）引入了超级电容器的概念，开启了国际电工委在该领域的标准化制定工作，提升了我国在超级电容器用材料领域的国际影响力。

近日，我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队发表了有关可降解聚合物基超级电容器的综述文章，系统总结了生物可降解聚合物在超级电容器中的应用现状，并对该领域存在的挑战和机遇进行了展望。 　　超级电容器在未来可穿戴和可植入电子设备领域具有应用潜力，但用于超级电容器的传统材料往往不可降解，随着其推广应用，将产生大量的电子垃圾，无法满足当今社会日益增长的环保要求。生物可降解聚合物包括天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物，它们在自然条件下可以被分解为无害的小分子，而且优异的生物相容性使其避免了对环境的污染和生物的危害，这些独特的性质若能应用于超级电容器，将对其环境无害化处理产生重要影响。该文章系统地综述了现有生物可降解聚合物的分类、典型结构、性能和制备工艺，并从制备策略和改性方法方面概括了生物可降解聚合物基超级电容器的最新研究进展。在此基础上，文章指出了目前可降解超级电容器发展中亟需解决的问题。该综述对生物可降解聚合物在超级电容器甚至是储能领域的进一步应用有一定的指导作用。 　　该综述以“Recent Advancements and Perspectives of Biodegradable Polymers for Supercapacitors”为题，发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上，该工作的第一作者是我所508组博士后吴鲁和师晓宇。上述工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、我所创新基金等项目的资助。

3月7日，中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行，经专家评价，该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成，特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长，广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长，评价会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题，该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等，研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能，具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点，填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白，实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测，所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所等单位的7位专家组成的评价委员会，认真听取了项目完成单位的报告，审查了相关资料。经质询和讨论，他们一致认为，该项目成果具有创新性，整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持，受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。据悉，广州诺顶智能科技有限公司自主研发的设备覆盖芯片、元器件、通信、汽车电子、新能源等领域。2020年，该公司在芯片半导体微小器件领域投入大量研发后，成功研发出01005级别微小器件封测技术。科技成果评价会议现场。中国工程院院士谭建荣以线上方式参加评价会议。评价专家与项目团队合影。项目产品（局部）。本文图片由朱汉斌拍摄

德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器，其能量密度可达到铅酸电池的水平，同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度，有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。这一发现意义深远：它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平，将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。 　　电化学储能设备中，超级电容器被比喻为“百米运动员”，其能量转移速度和效率都非常高，但是通常储存的电能少 而电池更像是“马拉松运动员”，具有较高的能量存储能力，充放电速度虽然慢但较稳定。“我们合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔，其比表面积达到了3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当)，它的导电性也比一般材料高得多。 　　这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成，于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上。该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员、布鲁克海文国家实验室的科研工作者以及佛罗里达美国康塔仪器公司的科学家也参与了这项工作。 　　其中，美国康塔仪器公司的Autosorb-IQ和NOVA被用于对合成的新型碳材料的孔结构、孔容和比表面积进行表征，通过研究N2@77K, Ar@87K及CO2@273K不同吸附质、不同吸附温度的实验等温线，可得到包括孔结构在内的丰富信息，与TEM、XRD等实验结果相互印证，为材料合成、应用提供关键信息。　　 　　来源： 　　www.sciencexpress.org / 12 May 2011 / Page 3 / 10.1126/science.1200770

近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组（508组）吴忠帅研究员团队，提出了通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法，构建全打印可定制水系锌离子杂化电容器的新策略。团队利用该策略，构筑了具有分级多孔结构的高面容量正极，以及无枝晶稳定结构的锌金属负极，制备出高比能、长循环稳定的锌离子杂化电容器。随着定制化电子产品使用的增加，发展高能量密度且形状可定制的电化学储能器件已逐渐成为清洁能源转化和存储的迫切需求。锌离子电化学储能器件因其低氧化还原电位（-0.76 V）、高理论电容（823 mA h/g）、高安全性而引起了广泛关注。锌离子杂化电容器有效结合了锌离子电池和超级电容器的优点，可同时实现高能量密度和高功率密度。然而，水系锌离子杂化电容器仍存在面容量较低、锌枝晶生长及器件形状因子的限制，阻碍了其在实际应用中的进一步发展。本工作中，该团队通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法构建了全打印锌离子杂化电容器，包括多孔微晶格正极、无枝晶的金属锌负极、凝胶电解质和塑料封装。其中，锌负极上打印的金属稳定结构有效地抑制了锌枝晶的生长，延长了锌离子杂化电容器的循环寿命（10000次循环后的电容保持率为100%）。分级多孔正极提高了活性材料的面积负载，从而提高了锌离子杂化电容器的面积电容，所制备的锌离子杂化电容器表现出4259 mF/m2的高面电容和1514 μWh/cm2的高面能量密度。团队结合熔融沉积成型3D打印技术，在构建锌离子杂化电容器的基础上，构筑出了与电极结构相符的封装结构，成功实现了形状可定制的全3D打印锌离子杂化电容器。该工作展现了3D打印技术在可定制化储能器件的应用潜力。相关研究成果以“All 3D Printing Shape-conformable Zinc Ion Hybrid Capacitors with Ultrahigh Areal Capacitance and Improved Cycle Life”为题，于近日发表在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上。上述工作得到国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金、辽宁省中央引导地方专项等项目的资助。文章链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202200341

3月7日，中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。经专家评价，该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行，特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长，广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长，会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题，该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等，研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能，具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点，填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白，实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测，所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所、广东阿达半导体设备股份有限公司、广东博威尔电子科技有限公司的7位专家组成的评价委员会认真听取了项目完成单位的报告，审查了相关资料。经质询和讨论，他们一致认为，该项目成果具有创新性，整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持，受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。该项目获授权发明专利6件、实用新型专利8件和软件著作权6件；主导制订企业标准1项；发表高水平论文2篇。项目成果在国内外头部半导体企业转化应用后，取得了良好的经济效益和社会效益。

2024 第九届超级电容器及电池关键材料学术会议于 8 月 9～11 日在济南隆重召开！600 多位专家、学者、师生等齐聚美丽的泉城，共享超电界的学术盛宴！晶泰科技自动化商务拓展总监李敬芝受邀出席大会，并作 “晶泰科技，AI+Automation 驱动研发创新” 主题演讲。晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案已应用于 “新能源新材料研发” 领域，如电解液配方研究、无机材料研究、高分子材料研究等科研场景。AI+Automation助力新能源新材料研发晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案可广泛应用在石油化工、新能源、新材料、生物医药等行业领域，提供的自动化产品与服务包含：智慧实验室一站式建设服务、机器人工作站等，已为客户落地构建了药物研发智慧实验室、催化剂研究智慧实验室、无机材料研究智慧实验室以及电解液配方研究智慧实验室等。自 2022 年晶泰科技官宣自动化业务以来，我们深切感受到了大学校园对自动化智能化的迫切需求。晶泰科技非常重视与科研院校在尖端科技领域的合作，一直积极与科研院校专家学者交流互动，探索产学研多元主体的创新协同模式。晶泰科技作为一家在自动化智能化领域的新质生产力代表，积极响应国家及各级政府对新质生产力进校园的号召，期待帮助高校高效完成设备更新、改变固有科研模式，助力人才培养与时代发展接轨，促进科研成果高效转化，打造新质生产力创新生态圈。以锂电领域为例，近年来，我国锂电池产业发展迅速，《锂电池行业规范条件﹙2024年本﹚》对锂电池行业的技术进步和产品质量提升提出更高要求，对电池能量密度、功率密度、循环寿命等性能指标设定了更为严格的标准。电解液是电池的重要组成部分，高通量电解液配方筛选设备可以帮助企业快速找到最佳电解液配方，以提高电池的性能和寿命，降低成本。晶泰科技的电解液自动化配制系统，将自动化技术与手套箱有机结合，可自动完成称量、混合，高通量配液等流程，并通过串联特定功能自动化仪器设备完成电解液配方性能测试，实验结果可追溯，不同电解液性能一目了然，帮助研究人员快速优化电解液配方，以提高电池的性能和效率。晶泰科技人工智能+机器人：助力新能源新材料研发

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多孔或层状电极材料具有丰富的纳米限域环境，表现出高效的电荷储存行为，被广泛应用于电化学电容器。而这些限域环境中形成的双电层(限域双电层)结构与建立在平面电极上的经典双电层之间存在差异，导致其储能机理尚不清晰。因此，解析限域双电层结构对探讨这类材料的电化学电容存储机理和优化电化学电容器件的性能具有重要意义。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心项目研究员黄楠团队与比利时哈塞尔特大学教授杨年俊合作，设计并制备了具有规则有序0.7 nm层状亚纳米通道的膨胀垂直石墨烯/金刚石复合薄膜电极。其中，金刚石与垂直膨胀石墨烯纳米片共价连接，作为机械增强相为构筑层状限域结构起到支撑作用。进一步，研究发现，该电极表现出离子筛分效应，离子部分脱溶等典型的限域电化学电容行为，是研究限域双电层的理想电极材料。基于该材料，科研人员利用原位电化学拉曼光谱和电化学石英晶体微天平技术分别监测充放电过程中电极材料一侧的响应行为和电解液一侧的离子通量发现，在阴极扫描过程中，电极材料一侧出现拉曼光谱 　　峰劈裂现象，溶液一侧为部分脱溶剂化阳离子主导的吸附过程。该研究综合以上实验结果并利用三维参考相互作用位点隐式溶剂模型的第一性原理计算方法，在原子尺度上评估了限域双电层中离子-碳宿主相互作用，揭示了在限域环境中增强的离子-碳宿主相互作用会诱导电极材料表面产生高密度的局域化图像电荷。该工作完善了限域双电层电容的电荷储存机理，为进一步探讨纳米多孔或层状材料在电化学储能中的功能奠定了基础。 　　8月9日，相关研究成果以Highly localized charges of confined electrical double-layers inside 0.7-nm layered channels为题，在线发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。研究工作得到国家自然科学基金和德国研究联合会基金的支持。图1. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的制备和表征：(A)制备流程示意图；(B)石墨插层化合物的拉曼光谱；(C-D)XRD图谱；(E)SEM和TEM图像。图2. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的电化学行为：(A)CV曲线；(B)微分电容-电极电势关系；(C)离子筛分效应；(D)EIS图谱；(E-F)动力学分析。图3. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的原位电化学拉曼光谱：(A-D)原位电化学拉曼光谱；(E-F)拉曼特征演变幅度分析。图4. 层状限域双电层电容的储能机理分析：(A)拉曼光谱中的G峰劈裂；(B)电化学石英晶体微天平分析；(C)电极质量变化和拉曼特征变化的关联性；(D)DFT-RISM计算获得的图像电荷分布。

据美国趣味科学网站3月11日报道，法国科学家通过基因组测序首次证实，此前已引起不少关注的新冠病毒“德尔塔克戎”（deltacron）变体确实存在，其结合了新冠病毒德尔塔变体和奥密克戎变体中的变异。目前，美国和欧洲都报告了相关病例。法国马赛地中海传染病医疗和教学研究所研究人员3月8日在医学研究论文预印本网站medRxiv上发表文章称，他们通过基因组测序确认了这一新变体的存在。而且，该变体已在法国多个地区被检测到。另外，全球流感共享数据库（GISAID）提供的数据显示，丹麦和荷兰也发现了“德尔塔克戎”相关病例。总部位于加利福尼亚州的基因研究公司Helix在美国发现了两例。据英国《卫报》报道，英国已经确认了约30例“德尔塔克戎”病例。而且，据GISAID称，这种新变体可能从1月份就开始在人群中传播了。法国研究人员指出，“德尔塔克戎”这一杂交新变体通过重组产生。所谓重组指一种病毒的两个不同变体同时感染一名患者，会交换遗传物质以产生新的后代。发表于medRxiv的这篇论文指出，“德尔塔克戎”变体的“主干”来自德尔塔变体；而它的刺突蛋白——使病毒能够进入宿主细胞的蛋白则来自奥密克戎变体。世界卫生组织（WHO）首席科学家苏米娅斯瓦米纳坦博士3月8日在推文中写道：“我们已经知道，多个新冠病毒变体传播时，重组事件可能会在人或动物身上出现。现在，我们需要等待实验来确定这种新变体的特征。”WHO新冠病毒技术负责人玛丽亚范克尔克霍夫在新闻发布会上说，到目前为止，科学家们还没有发现新变体的严重性与此前的新冠病毒变体相比有任何变化，但许多科学研究正在进行中。克尔克霍夫说：“不幸的是，我们确实会看到新的重组体的出现，因为病毒就是这样，它们会随着时间的推移而变化。新冠病毒的传播能力比较强，它会感染动物，并有可能再次感染人类。”

根据《中华人民共和国计量法》有关规定，批准《电容计量器具检定系统表》等29项国家计量技术规范发布实施，现予公告。市场监管总局2024年2月7日附件下载《电容器计量器具检定系统表》等29项国家计量技术规范名录.pdf

南京、扬州的疫情还没过去多久，这几天福建疫情又刷爆了热搜，让人们稍微平静的心再次悬了起来。经检测，此次疫情仍是因德尔塔变异毒株感染引起的，那么德尔塔变异株的完整传播链到底是怎样的?　　近日，钟南山院士联合广州医科大学附属市八医院的相关科研学家给出了答案，他们在《柳叶刀》子刊《EClinical Medicine》发表了一篇题为“Transmission, viral kinetics and clinical characteristics of theemergent SARS-CoV-2 Delta VOC in Guangzhou, China”的文章，将流行病学和病毒基因组测序技术相结合，针对此前德尔塔病毒在广州引起的“521新冠肺炎疫情”进行深入分析，首次追踪并完整报道了这起疫情的清晰传播链，并结合临床资源，多方位描绘了这次疫情中感染者的临床特征及病毒的动力学特征。　　据悉，此次“521新冠肺炎疫情”的起因是一名75岁女性因意外暴露感染，并通过密切的家庭接触或聚餐又感染其他3人，然后该变异病毒传播6代，致使159人感染。此外，研究人员观察到，该疫情中病毒的传播途径主要是通过直接和间接近距离接触，其中30.8%的感染者是用餐传播，30.13%的感染者是家庭接触传播、18.59%的感染者是社区传播、19.87%的感染者是包括工作和社交接触在内的其他传播途径。　　为了了解德尔塔变异毒株的主要特点，研究人员提取了2021年5月21日至6月18日期间七个传播代的159例德尔塔感染病例相关的流行病学和临床信息，并将病毒载量动力学和临床特征与广州第八人民医院2020年收治的野生型感染队列进行多方位分析比较。　　研究结果显示，与普通新冠毒株相比，德尔塔变异株的潜伏期短，传播速度快，在10天内可传播4代，中位潜伏期只有4.7天，其中最快的代际传播不超过24小时。不仅如此，德尔塔变异株感染者的病毒载量也更高，感染后核酸转阴的时间明显延长。　　除此之外，感染德尔塔变异株是预测病情转为危重症的危险因素，在60岁及以上老年患者中，感染德尔塔变异株出现危重症的风险是感染野生株的1.65倍，发展为危重症的速度比野生株快2.98倍。这说明快速追踪、隔离以及时发现病毒感染者，对重点场所实施及时管控和在特殊情况下实施局部地区全员核酸筛查均非常重要。　　(图注：德尔塔毒株的流行病学传播网络)　　总而言之，这项研究揭示了德尔塔变异毒株具有潜伏期短、传播速度快、病毒载量高、核酸转阴时间长、更易发展为危重症的特点。但值得注意的是，这里的一项“潜伏期”数据似乎与近日发生的“莆田疫情”不符，据了解，莆田疫情源头疑似出现了“38 天”的潜伏期。为此，有专家分析可能有3种原因。　　其一是检测结果出现“假阴性”。但德尔塔毒株病毒载量较高，理论上应该可以轻松检测出来，出现这种现象的概率极小。而另一种推测是患者出现了所谓的超长潜伏期，相关专家表示，不排除个别病例存在超长潜伏期的可能性。超长潜伏期或者长期病毒携带者在其他一些病毒感染中曾被发现过，比如在脊髓灰质炎中，有些免疫缺陷患者感染后会长期排毒，甚至长达数年。因此尽管还不清楚新型冠状病毒是否也能在特殊人群中长期携带，但这种风险也需要考虑。此外，还有最后一种可能就是隔离过程中的暴露感染。　　对此，相关专家表示，“外防输入、内防反弹”的任务依然艰巨，防控须臾不可放松，没有发生疫情时关键在“防”，发生疫情后处置措施要“快”要“细”，核酸检测、流调溯源、风控管理、场所和物资准备等每一个环节都要责任到人、精准到位，只有做好“万无一失”的准备，才能避免“一失万无”的后果。

2019年上海锁博会正在如火如荼的进行中，本届展会以“智能生活，锁定未来”为主题，聚焦全球锁具产品创新、加快锁具行业发展，推动传统锁具智能化升级。国内锁具与安防产品产业基地：温州、宁波、永康、浦江、中山小榄、深圳等将齐聚登场，展品2万余件，其中新品约占60%。预计将有近500家锁具与安防行业领军企业参展。Delta德尔塔仪器作为智能门锁检测设备的企业，能够参加本次上海锁博会，受到了智能门锁厂家的青睐，展现了我司的产品优势。上海新国际博览中心场外展会现场人气十足本次上海锁博会，Delta德尔塔仪器主要展示我司全新升级的指纹门锁寿命耐久性测试系统和电子智能门锁老化架，展示设备均符合GA 374-2019《电子防盗锁》公安部标准要求。Delta德尔塔仪器工作人员欢迎诸位新老客户光临N5馆A763展位体验，展会时间为7月3日-5日以下为Delta德尔塔仪器工作人员正在为客户详细讲解设备的功能：Delta德尔塔仪器作为智能门锁专业检测设备供应商，所生产的智能门锁检测设备已经成功应用到多家专业测试机构和知名生产厂家，第三方检测机构例如：国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（上海），浙江永康市产品质量监督检验中心、贵州省产品质量监督检验院、浙江省家具与五金研究所、广州质量监督检测研究院、广东产品质量监督检验研究院、杭州市质量技术监督检测院，知名企业例如：王力集团有限公司、广东樱花智能科技有限公司、好太太集团等生产厂家品质研发部，深受客户好评。Delta德尔塔仪器专业研发、制造智能门锁系列检测设备。主要产品有：智能门锁寿命耐久性试验机|指纹门锁寿命耐久试验机|门锁寿命耐久性试验机|锁具强度试验机|智能门锁耐用度试验机|智能门锁老化测试架|智能门锁阻燃试验机|锁具防钻试验机|识读装置机械强度试验机等等。

当前MOSFET器件的持续微缩所带来的功耗问题已经成为制约集成电路发展的主要瓶颈。研发新原理器件以突破MOSFET亚阈值摆幅（SS）为60mV/dec的室温极限，是实现高速度、低功耗CMOS技术和集成电路的重要途径。近年来，包括隧穿晶体管（TFET）、负电容晶体管（NCFET）、冷源晶体管（CSFET）等在内的多种器件技术为实现陡峭亚阈值摆幅和低功耗器件性能提供了思路。复旦大学微电子学院朱颢研究团队针对上述晶体管器件技术的关键需求，与美国国家标准与技术研究院（NIST）及美国乔治梅森大学合作，提出了一种具有陡峭亚阈值摆幅的负量子电容晶体管器件。研究成果以《Steep-Slope Negative Quantum Capacitance Field-Effect Transistor》为题在近日召开的第68届国际电子器件大会（IEDM，International Electron Devices Meeting）上发表，微电子学院朱颢以及美国NIST的Qiliang Li为通讯作者，课题组杨雅芬博士为第一作者，复旦大学微电子学院为第一单位。该工作将单层石墨烯二维金属系统集成于MoS2晶体管的栅极结构中，构建负量子电容晶体管（NQCFET）器件，利用单层石墨烯在低态密度条件下产生的负电子压缩效应，通过栅极电压调控形成负量子电容。类似于传统基于铁电材料的负电容器件，NQCFET器件中利用石墨烯提供的负量子电容贡献，实现内部栅压放大和小于60mV/dec亚阈值摆幅的特性。该工作中，通过对器件栅极叠层结构以及制备工艺的优化，实现了最小31mV/dec的亚阈值摆幅和可忽略的滞回特性，以及超过106的开关比，有效降低器件静态与动态功耗。同时结合理论仿真揭示了器件陡峭亚阈值摆幅的形成机理，为未来高速低功耗晶体管器件技术的发展提供了新的路径。该项研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。负量子电容晶体管器件结构与器件性能图

8月10日，武汉光电工研院孵化企业量准实业有限公司自主研发的又一批新冠检测产品运往摩洛哥，这是量准今年第五次向该国出口新冠检测产品。这批检测产品可在15分钟内，快速精准识别德尔塔变异毒株。　　今年初获多笔海外订单以来，量准公司相关产品远销摩洛哥及斯里兰卡市场，其新冠检测整体检测方案已帮助当地完成近百万人新冠病毒检测及抗体筛查。　　7月底，量准公司自主研发的高通量新冠抗原检测产品，通过国家药监局广东医疗器械检验所检验。　　检验报告显示，量准新冠抗原检测试剂盒的特异性和灵敏度均接近100%，检测下限浓度达到23.4TCID50/mL级别。15分钟内，可实现高通量德尔塔变种新冠病毒检测，并完成对无症状感染者的快速筛查。　　“我们已将Nano SPR技术成功应用在新冠检测领域，基于新一代Nano SPR芯片的检测产品，可从多个维度收集信号数据，把信号放大千倍以上，获得更高的检测灵敏度和更低的分子浓度检测下限，在科研和临床市场都取得了良好反馈。”量准公司相关负责人表示。　　据介绍，量准公司长期致力于全球领先的生物芯片微测技术研发。新冠疫情暴发以来，该公司响应国家号召开展科技抗疫攻坚，先后研发生产出多款新冠抗原/抗体检测产品，所做工作和努力得到国家科技部认可。　　今年初，量准在海外市场进行大量临床比对实验。采用Nano SPR与ELISA检测139例临床样本，通过X2检验分析，两种方法的检测结果没有差异。并运用Nano SPR可在15分钟左右完成检测，而完成传统的ELISA检测需要2个多小时。　　临床实验表明，量准Nano SPR与常规检测方法相比具有灵敏度高、特异性高、检出率高、阴/阳性符合率高的优势。　　截至今年5月，量准已有4款新冠产品取得CE认证，并进入商务部防疫物资出口白名单。该公司另一款核心产品SARS-CoV-2中和抗体检测试剂盒先后在武汉协和医院、湖北疾控中心、复旦大学实验室等国内多家医疗机构开展临床测试，结果喜人，现已远销摩洛哥等多国。　　“科技战疫，湖北马力全开，量准是代表之一。”湖北省科技厅成果与区域处处长陈自才说，孵化器是创新资源高地，也是“根技术”培育沃土，湖北拥有国家级科技企业孵化器63家、国家级众创空间61家，借助完善的全链条科技创业服务体系，一批高水平自主研发的抗疫产品不断涌现，为一线战疫提供强有力的科技支撑。　　“现阶段，正在针对国内多地新冠疫情源头——德尔塔变异毒株开展集中攻关。”量准公司相关负责人介绍，德尔塔变异毒株在抗原结构上变化并不大，因此在核酸层面进行特异性识别是区分毒株的关键。　　该负责人表示，目前，他们正在研发相关常温核酸识别扩增放大系统，借助于Nano SPR的信号放大平台，较短时间的核酸扩增即可被芯片系统放大识别。

导 读10月26日，《科学》杂志及其子刊一口气发表了四篇关于新冠的论文，内容覆盖极广——从德尔塔变种为何感染性高，到新冠的长期免疫力，再到导致年轻人病情加重的基因… … 这些论文让我们从更全面的角度，加深了对新冠的认知。撰文 | 学术经纬图1 在第一篇发表于《科学》的论文中，哈佛医学院的陈冰教授课题组对德尔塔变种的感染性进行了深度分析。研究人员们指出，自出现以来，这种新冠变种很快就成为了全球的主流病毒株，背后与其特殊的变异不无关联。于是他们获得了德尔塔变种刺突蛋白三聚体（S trimer）的结构，并分析了它的功能和抗原性。作为比较，研究人员们也分析了来自其它新冠变种的数据。比较结果表明，德尔塔变种的刺突蛋白在入侵细胞上更有效。如果说普通新冠病毒的刺突蛋白就像是敲开细胞大门的破城槌，那么德尔塔变种的刺突蛋白就像是轰开大门的火箭炮。即便细胞表面让新冠病毒结合的ACE2受体水平较低，在其变异刺突蛋白的帮助下，德尔塔变种依旧可以与细胞膜进行融合，高效进入细胞，远胜其它变种。图2 德尔塔变种与细胞膜融合的活性要超过其它5种变种 | 图源[5]“细胞膜融合需要很多能量，也需要催化剂，”陈冰教授解释道，“在不同的变种里头，德尔塔变种因能催化细胞膜融合而脱颖而出。这也解释了为什么德尔塔变种传播更快，为什么人在短暂接触后就能感染病毒，以及为什么德尔塔变种能在身体里感染更多细胞，产生更高的病毒载量。”图3第二篇发表于《科学-免疫学》的论文中，研究人员们指出，随着新变种的不断出现，我们需要知道针对新冠病毒的免疫力究竟能持续多久，以及能带来怎样的保护。于是他们使用金仓鼠（golden hamster）为模型，评估了新冠感染和新冠再次感染过程中，动物免疫系统的变化。研究人员们发现在感染新冠后，先天免疫系统的启动虽然有所延迟，但后续的适应性免疫系统能做出有效应对。不仅T细胞能减少病毒水平，针对新冠病毒的B细胞也能被快速诱导起来，表明两类免疫淋巴细胞都能参与对抗新冠。图4 过去的新冠感染史只能保护仓鼠自己，但无助于防止新冠病毒的传播 | 图源[2]当这些动物重新感染新冠后，研究人员们发现它们体内的T细胞和B细胞依旧能有效控制感染。然而这种保护力不足以阻止新冠病毒的传播。因为先前感染过新冠的缘故，这些金仓鼠在二次感染时，本身几乎不会出现任何问题。但当它们与其它金仓鼠共处一室时，依旧可以将病毒传播出去。作者们在讨论环节提到，传播所需的病毒量，或许要低于研究人员们的检测阈值。这对疫情有着重要启示，因为这不仅表明接种疫苗可以最大程度上为自己带来保护，还表明不接种的疫苗的人依旧处于高风险之中——即便身边的人都接种了疫苗，疫苗接种者在自身安全的情况下，还是可能将病毒传播给没接种过的人。对于疫情，这个发现算是喜忧参半。 图5第三篇论文发表于《科学-转化医学》，关于新型疫苗的开发。作者们指出目前的疫苗虽然已经取得了很大的成功，但为了满足全球接种需求，可能还需要开发更多新的疫苗。基于大猩猩体内的一种腺病毒，研究人员们开发出了一类全新的腺病毒疫苗。在年轻和年长的健康志愿者中，他们测试了一针腺病毒疫苗的效果。在肌肉注射后，研究人员们指出疫苗的不良反应大多为轻度或中度，持续时间不长。接种的四周后，几乎所有的志愿者中都能检测到针对新冠刺突蛋白及受体结合域的血清转化。与之一致，在89名志愿者中，87人的体内能检测到中和抗体的存在。此外，绝大多数志愿者也出现了针对刺突蛋白的T细胞反应。研究人员们指出，这一新型疫苗表现出了良好的安全性和免疫原性，有望在未来得到进一步开发。图6最后一篇论文同样发表在《科学-转化医学》上。在这项研究里，科学家们关注年轻人在感染新冠后，为何会发展为危重症——住进ICU，需要接呼吸机。为了找到危重症背后的驱动因子，研究人员们做了多组学的分析，包含全基因组测序、全血RNA测序、血浆和血液单核细胞蛋白质组、细胞因子分析、以及高通量的免疫表型分析等。此外，他们也使用机器学习、深度学习、量子退火算法、以及结构因果模型来协助分析。研究指出危重症新冠患者的炎症有所加剧，淋巴和骨髓会出现扰乱，会更容易凝血，也有病毒相关的细胞生物学特征。而在众多表达不同的基因中，研究人员们观察到编码金属蛋白酶ADAM9的基因有明显上调。图7 ADAM9基因可能是危重症新冠的驱动因子| 图源：[4]在另一组独立的患者群体中，这一基因特征得到验证——无论是转录水平，还是蛋白水平，ADAM9都有所上升。后续实验发现，体外对ADAM9进行抑制，可以在人类肺部上皮细胞中减少新冠病毒的复制。基于这些结果，研究人员们对年轻人中出现的新冠危重症有了新的理解。他们指出这些年轻人平时虽然看似健康，但ADAM9基因的上调可能驱动了疾病朝危重方向发展。这也为我们带来了治疗新冠的潜在靶点，有助于未来的新药开发。在全球范围内，新冠累计病例数已接近2.5亿，死亡人数也趋近500万。尽管人类在对抗新冠的战斗中已经取得了很多成就，但距离疫情彻底平息，还有不短的距离。我们也期待这些科学研究能加快疫情平息的速度，早日让世界恢复正常。

7月3日——7月5日德尔塔仪器与您相约上海新国际博览中心，展位号A763。德尔塔检测仪器为智能门锁质量保驾护航，欢迎新老朋友莅临指导！ 本届展会以‘智能生活，锁定未来’为主题，聚焦全球锁具产品创新、加快锁具行业发展，推动传统锁具智能化升级。国内锁具与安防产品产业基地：温州、宁波、永康、浦江、中山小榄、深圳等将齐聚登场，展品2万余件，其中新品约占60%。预计将有近500家锁具与安防行业领军企业参展。上海锁博会坚持“国际化、专业化、市场化、品牌化”的办展思路，并与国内外100多家专业媒体、行业协会通力合作，力争将锁博会打造成集贸易洽谈、展示交易、信息交流、形象展示于一体的国际性品牌展会。

随着人工智能技术的快速发展，智能家居概念日益火热，推动着智能门锁行业的发展。目前，中国智能门锁正处于市场启动期。伴随着智能家居行业的持续火热，各类智能产品陆续出台，其中智能门锁产品凭借着指纹、指静脉等生物识别的高安全性受到了消费者的关注。随着5G商用的脚步日益临近，智能物联网的蓬勃发展，智能家居越来越受到人们的欢迎，智能门锁的应用需求也逐渐增加，数据显示，2018年中国智能门锁行业市场渗透率达到3.5%，伴随着智能家居体系的逐渐完善，其市场渗透率将持续攀升。智能锁的火爆迅猛的发展有目共睹，技术的迭代也让人眼花缭乱，从感应卡、数字密码、指纹识别到人脸识别、虹膜识别等更高技术的应用层出不穷，很多用户都已经开始用上了智能门锁，但智能门锁的春天却一直没有到来，主要关键点在于智能门锁真的安全吗？从永康门博会上的小黑盒事件，到央视新闻媒体的质量问题曝光，再到京津冀三地消费者协会约谈知名门锁企业，层出不穷的安全事件久久困扰着消费者购买的一颗踏实的心！作为国内第二大智能门锁生产基地，金华市已将智能门（锁）业列入首批制造业八大重点细分行业进行培育，力争通过3—5年时间，把智能门（锁）业培育成为千亿级产业。作为全国乃至全球集聚度Z高、市场辐射最广、标准引领最强、科技创新和品牌建设成果最多的门（锁）业集聚区。永康市将立足现有门（锁）业集群优势，把智能门（锁）业打造成为支柱产业。国家五金工具及门类产品质量监督检验中心（永康）积极响应市政府的号召，努力提升公共配套检测服务能力，加快智能门锁质量监督检验中心、产品质量认证中心等平台建设和能力扩项。在如火如荼的七月，Delta德尔塔仪器智能门锁整套检测设备在紧张的生产、调试结束后成功交付给国家五金工具及门类产品质量监督检验中心（浙江永康），整套智能门检测仪器符合客户招标要求的GA 374-2019《电子防盗锁》、GA701-2007《指纹防盗锁通用技术要求》、GB21556-2008《锁具通用安全技术条件》、GA/T 73-2015《机械防盗锁》、JG/T394-2012《建筑智能门锁通用技术要求》等Z新国家标准。在此衷心感谢国家中心的相关领导和专家老师对我司设计研发的智能门锁检测设备的技术能力和先进性表示的肯定和支持，相信我们今后会以更专业的品质及you秀的售后服务让更多的客户满意！国家五金工具及门类产品质量监督检验中心（筹）智能门锁检测实验室展示智能门锁环境适应性检测设备展示机械防盗锁检测设备展示Delta德尔塔仪器工程师智能门锁测试设备调试中Delta德尔塔仪器智能门锁检测设备计量校准合格证书恰逢设备验收调试期间，永康市市场监督管理局周雄军局长在督查国家中心二期建设过程中，参观了防盗门、智能门锁设备检测区，并对由Delta德尔塔仪器供应的智能门锁寿命耐久性试验机、防盗门撞击试验装置等多项检测设备和技术先进作出认可和肯定，同时也对我司的设备提出了更高的期待和要求！当我司工程师介绍的我们的设备16秒即可做完一套锁具耐久测试动作而传统锁具检测设备需要2分钟左右完成同一个动作时，周局长当即对设备的高效精确表示点赞。永康市市场监督管理局周雄军局长为Delta德尔塔仪器设备点赞Delta德尔塔仪器作为国内智能门锁专业检测设备供应商，所生产的智能门锁检测设备已经成功应用到多家专业测试机构和知名生产厂家，第三方检测机构例如：公安部第三研究所（国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（上海），浙江永康市产品质量监督检验中心、贵州省产品质量监督检验院、浙江省家具与五金研究所、广州质量监督检测研究院、广东产品质量监督检验研究院、杭州市质量技术监督检测院，知名企业例如：王力集团有限公司、广东樱花智能科技有限公司、好太太集团等生产厂家品质研发部，深受客户好评。Delta德尔塔仪器专业研发、制造智能门锁系列检测设备。主要产品有：智能门锁寿命耐久性试验机|指纹门锁寿命耐久试验机|门锁寿命耐久性试验机|锁具强度试验机|智能门锁耐用度试验机|智能门锁老化测试架|智能门锁阻燃试验机|锁具防钻试验机|识读装置机械强度试验机|智能门锁老化试验架|高低温试验箱|冲击试验台|振动试验台等等。

2011年10月7日，普林斯顿应用研究宣布推出全新的高端恒电位仪/恒电流仪/阻抗分析电化学综合测试系统&ndash PARSTAT 4000 对于主要从事电化学研究的研究带头人来说，他们的研究对仪器的性能、可靠性和多功能性都提出极高要求。具有50年品牌历史和专业制造经验的研究级电化学仪器的生产商，最新推出的PARSTAT 4000是一款高端的电化学系统，以其最杰出的技术性能，更宽泛的应用设计，完全满足这些学科领先研究人员现在和未来的所有需求。 PARSTAT 4000可以完美应用于以下研究领域，研究电化学，腐蚀和涂层，电池/超级电容器，燃料电池/太阳能电池，传感器，生物医学应用和纳米科技。提供更高的测试速度，多功能性和精度，新的PARSTAT 4000是一个建立在客户应用建议基础上研发设计的完美例子。 PARSTAT 4000 具有以下突出性能： +/- 48V高槽压 +/- 4A标配大电流输出（最大可扩展至+/- 20A） 10uHz ～ 5MHz阻抗测试 1uS高速采样 小电流选件，可达80fA最小量程，2.5aA最小电流分辨率 带有标地浮置功能

当前，新冠病毒疫情仍然在全球范围内肆虐，截止到8月20日，全球感染人数超2.09亿，死亡人数达440万【1】。我国疫情虽然得到了较好的控制，但当前防控工作内防反弹，外防输入，形势依然非常严峻。尤其是去年12月报道发现了英国B.1.1.7突变毒株，S蛋白与人ACE2受体结合亲和力提高了1000倍，传播速度比之前的毒株高达70%，很快就成为了英国的主要毒株 【2】。而首次报道在印度发现的突变株B.1.617.2比英国突变株的突变位点更多，传染性更强【3】。美国、以色列等多个国家和地区在不同程度上出现疫情反弹。美国疾控中心数据显示，2021年6月中旬平均每日新增新冠肺炎病例数已下降至约1.1万例【4】；8月1日统计数据显示，过去7天内新增病例超50万例，日均新增7.2万余例，7天内新增死亡超2100例【5】。2021年4月，我国也出现输入型印度变异毒株B.1.617.2亚型。虽然目前的研究表明该突变株尚未对疫苗的有效性产生显著的影响【6】，但针对该突变株的监测和防控工作绝不能放松。自疫情爆发以来，我国成功抗疫的关键是“早发现、早隔离、早诊治”，早发现的关键是需要有灵敏的检测试剂，目前针对该突变株的检测，最急需的就是开发灵敏、快速的检测试剂盒。虽然基于前期的经验和积累，国内很多企业可以快速开发出针对突变株的检测试剂，但试剂性能评价和方法验证需要具有准确量值的标准物质作为支撑，而目前针对德尔塔突变株（B.1.617.2）的标准物质研究国内外还没有报道。目前我国已有企业针对突变株B.1.617.2开发检测试剂盒【7】，仍有大量的企业正在进行开发，急需具有针对突变株的标准物质，可以为其提供方法验证和量值溯源。此外，对于新开发的试剂要进行临床应用、申请欧盟的CE认证或美国FDA的紧急授权使用，都需要有可靠的标准物质对其性能进行评估。为此，非常有必要研制相应突变序列的标准物质，为国内IVD企业提供量值溯源，为我国新冠疫情防控提供计量技术支撑。近日中国计量科学研究院联合北京科兴中维生物技术有限公司，针对新冠病毒德尔塔突变株开发了基因组RNA标准物质。该标准物质以新冠病毒德尔塔突变株为候选物，对其基因组RNA进行纯化、序列表征和量值确定。该标准物质包含了新冠病毒德尔塔突变株的特征突变，可以作为测量标准用于新冠病毒德尔塔突变株检测方法的方法验证、质量控制和量值溯源。1.新冠病毒德尔塔突变株基因组RNA标准物质序列和量值该标准物质涵盖新冠病毒德尔塔突变株的全部序列，二代测序结果表明不存在其他病毒序列。采用经过国际比对验证的数字PCR方法，对开放阅读框（ORF1ab）基因、核衣壳蛋白N基因、包膜蛋白E基因和刺突蛋白S基因进行了准确定值。特性量值为每管溶液中含有的新冠病毒德尔塔突变株的ORF1ab、N、E和S基因的拷贝数浓度。具体量值见表1。表1. 新冠病毒德尔塔突变株基因组RNA标准物质特性量值编号名称基因标准值（×103 copies/μL）扩展不确定度（k=2）(×103 copies/μL)NIM-RM5217新型冠状病毒德尔塔（B.1.617.2）突变株基因组RNA标准物质Orf1ab基因2.000.29E基因2.140.33N基因2.370.37S基因2.450.38该标准物质的基因组序列中S基因具体的变异位点包括了T19R、G142D、R158G、L452R、T478K、D614G、D950N，以及在DEL156 -157和DEL679-685位置的缺失突变等，如图1。图1. 新冠病毒德尔塔突变株标准物质突变位点示意图2.新冠病毒德尔塔突变株基因组RNA标准物质使用方法2.1作为外标该标准物质可以作为测量标准用于病毒核酸的量值溯源。具体使用方法：对该标准物质进行5倍梯度稀释，稀释4-5个梯度后，与待测样本同时进行荧光定量PCR扩增，记录5个梯度对应的荧光定量PCR扩增的ct值。以标准物质梯度稀释后的量值的对数为横坐标，以荧光PCR扩增得到的ct值为纵坐标，进行线性拟合后可以得到标准曲线和线性方程，根据该标准曲线和待测样本扩增的ct值，实现对待测样本的病毒核酸拷贝数进行定量。使用时需要注意：1）标准物质梯度稀释所使用的稀释液应该是具体保护RNA功能的保存液或无RNA酶的水，同时为了保证量值的准确可靠，应尽可能在保护液中添加一定浓度的RNA carrier，2）由于不同的PCR扩增板所获得的ct值通常不具备可比性，因此待测样本应与标准物质同时扩增，这样得到的ct值进行比较会更准确。2.2方法开发该标准物质可以用于新冠病毒德尔塔突变株检测新方法的方法开发和建立。该标准物质的序列包括了德尔塔突变株的所有特征突变序列，可以作为测量对象用于特异检测德尔塔突变株的新方法的开发。适用于荧光定量PCR方法、数字PCR方法、环介导等温扩增（LAMP）、基因测序等方法的方法开发。2.3 方法验证该标准物质可以作为测量标准用于德尔塔突变株检测方法的方法验证。由于该标准物质的具有明确的量值及不确定度，即新冠病毒四个特征基因（ORF1ab、N、E和S）的拷贝数浓度，所以可以用于对新冠病毒德尔塔突变株检测方法的准确性、检出限和定量限等性能的验证。适用于荧光定量PCR方法、数字PCR方法、等温扩增（LAMP）等方法的方法验证。同时还可以用于验证针对非突变株开发的方法是否存在脱靶。2.4 质量控制可以用于实验室日常对试剂和仪器性能的质量控制。实验室在进行正式检测前可以先使用本标准物质进行测试，检查仪器和试剂的状态，从而保证样本检测结果的可靠。还可以将标准物质加入病毒采样管，与待测样本平行处理，参与提取、扩增和检测的全流程，对检测的全部环节进行质量控制和校准。通过对比测量值和标准物质量值，可以对提取效率和检测过程进行校准。3. 新冠病毒相关核酸标准物质截至目前，中国计量科学院共研制了体外转录、基因组、假病毒3个系列11种新冠病毒核酸标准物质（表2）【8】。这些标准物质可应用于方法建立、质量控制、仪器校准、试剂性能评估、验证与评价等多方面，为保障核酸检测结果准确、可比、可溯源，提供计量技术支撑。表2 新冠病毒核酸系列标准物质体外转录RNA名称编号标准值及不确定度（copies/μL）使用建议新型冠状病毒核酸标准物质（高浓度）GBW(E)091089E（6.37±1.01）×105 方法建立和验证，量值溯源，标曲绘制；无需提取ORF1ab（1.34±0.21）×106 N（7.21±1.28）×105 新型冠状病毒核酸标准物质（低浓度）GBW(E)091090E（5.78±0.64）×102 量值溯源，仪器和产品性能测试和评价；无需提取ORF1ab（1.07±0.14）×103 N（7.75±0.81）×102 新型冠状病毒刺突蛋白基因核糖核酸标准物质NIM-RM5208S(1.95±0.31)×103 方法建立和验证，标曲绘制；无需提取新型冠状病毒B.1.1.7突变株核衣壳蛋白基因核糖核酸NIM-RM5209N(2.07±0.35)×103 方法建立和验证，标曲绘制；无需提取基因组RNA新型冠状病毒核糖核酸基因组标准物质GBW(E)091098E（1.29±0.26）×102 包含全部基因序列；方法建立和验证，量值溯源，标曲绘制；无需提取ORF1ab（9.50±1.80）×101N（2.05±0.31）×102 新型冠状病毒核糖核酸基因组标准物质GBW(E)091099E（1.06±0.11）×103 包含全部基因序列；仪器和试剂性能测试和评价；无需提取ORF1ab（8.96±0.61）×102 N（1.73±0.13）×103 假病毒新型冠状病毒假病毒核糖核酸标准物质NIM-RM5203E（4.6±0.9）×102方法建立，标曲绘制；参与提取ORF1ab（6.5±1.2）×102 N（4.3±0.9）×102 新型冠状病毒核酸检测弱阳性标准物质（高浓度）NIM-RM5205ORF1ab3842±897全过程质量控制，性能评估等，适用于试剂盒检测限1000 copies/mL及以上N2541±601新型冠状病毒核酸检测弱阳性标准物质（低浓度）NIM-RM5206ORF1ab1157±276全过程质量控制，性能评估等，适用于试剂盒检测限500 copies/mL及以下N765±181新型冠状病毒全序列假病毒核糖核酸标准物质NIM-RM5207ORF1ab基因(266-2719)47±13包含新冠病毒全部基因序列，从病毒提取到扩增、检测，进行全过程质量控制，方法验证、试剂盒性能评价。ORF1ab基因(2720-8554)85±23ORF1ab基因(8555-13024)104±28ORF1ab基因(13025-18039)97±23ORF1ab基因(18040-21552)60±39S基因(21563-25384)54±15E基因(26245-26472)52±22N基因(28274-29533)38±14【1】https://covid19.who.int/【2】https://cov-lineages.org/global_report_B.1.1.7.html .【3】 Raman R, Patel KJ, Ranjan K. COVID-19: Unmasking Emerging SARS-CoV-2 Variants, Vaccines and Therapeutic Strategies. Biomolecules. 2021 Jul 6 11(7):993.【4】 https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/covid-data/covidview/index.html【5】 https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#cases_casesinlast7days 【6】 Zhao X et al., Nutralisation of ZF2001-elicited antisera to SARS-CoV-2 variants, Lancet Microbe, 2021, https://doi.org/10.1016/S2666-5247(21)00217-2【7】https://baijiahao.baidu.com/s?id=1699542160613294305&wfr=spider&for=pc【8】https://www.ncrm.org.cn/