表面发粘现象

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表面发粘现象相关的耗材

  • 特氟龙耐酸碱高温表面皿PTFE表面皿四氟表面皿
    聚四氟乙烯表面皿聚四氟乙烯(PTFE)表面皿:圆形状,中间稍凹,与蒸发皿相似。用途:1)可以用来做一些蒸发液体的工作,它可以让液体的表面积加大,从而加快蒸发.但是不能像蒸发皿那样加热;2)可以作盖子,盖在蒸发皿或烧杯上,防止灰尘落入蒸发皿或烧杯;3)可以作容器,暂时呈放固体或液体试剂,方便取用;4)可以作承载器,用来承载 pH试纸,使滴在试纸上的酸液或碱液不腐蚀实验台。 品名规格(mm)材质聚四氟乙烯(PTFE)表面皿45PTFE6090 特点:1.外观纯白色;2.耐高低温:可使用温度-200℃~+250℃;3.耐腐蚀:耐强酸、强碱、王水和有机溶剂,且无溶出、吸附和析出现象;4.防污染:金属元素空白值低;5.绝缘性:不受环境及频率的影响,介质损耗小,击穿电压高;6.耐大气老化,耐辐照和较低的渗透性;7.自润滑性:具有塑料中小的摩擦系数;8.表面不粘性:是一种表面能小的固体材料; 9.机械性质较软,具有非常低的表面能; 广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。聚四氟乙烯(PTFE)系列产品:培养皿、坩埚、试剂瓶、试管、镊子、药匙、烧瓶、烧杯、漏斗、容量瓶、蒸发皿、表面皿、阀门、接头、离心管等。
  • 聚四氟表面皿,特氟龙表面皿
    聚四氟乙烯表面皿聚四氟乙烯(PTFE)表面皿:圆形状,中间稍凹,与蒸发皿相似。用途:1)可以用来做一些蒸发液体的工作的,它可以让液体的表面积加大,从而加快蒸发.但是不能像蒸发皿那样加热;2)可以作盖子,盖在蒸发皿或烧杯上,防止灰尘落入蒸发皿或烧杯;3)可以作容器,暂时呈放固体或液体试剂,方便取用;4)可以作承载器,用来承载 pH试纸,使滴在试纸上的酸液或碱液不腐蚀实验台。 图片中矮的是表面皿,带嘴的是蒸发皿品名规格(mm)材质聚四氟乙烯(PTFE)表面皿45PTFE6090 特点:1.外观纯白色;2.耐高低温性:可使用温度-200℃~+250℃;3.耐腐蚀:耐强酸、强碱、王水和各种有机溶剂,且无溶出、吸附和析出现象;4.防污染:金属元素空白值低;5.绝缘性:不受环境及频率的影响,介质损耗小,击穿电压高;6.耐大气老化,耐辐照和较低的渗透性;7.自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数;8.表面不粘性:是一种表面能最小的固体材料; 9.机械性质较软,具有非常低的表面能;10.无毒害:具有生理惰性。 广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。聚四氟乙烯(PTFE)系列产品:培养皿、坩埚、试剂瓶、试管、镊子、药匙、烧瓶、烧杯、漏斗、容量瓶、蒸发皿、表面皿、阀门、接头、离心管等。
  • 聚四氟乙烯表面皿/90mm 四氟蒸发皿/铁氟龙表面皿 9cm
    聚四氟乙烯表面皿/90mm 四氟蒸发皿/铁氟龙表面皿 由上海书培实验设备有限公司为您提供,产品规格齐全,量多从优,欢迎客户来电咨询选购。聚四氟乙烯表面皿特点:一:外观纯白色;二:防污染:金属元素空白值低;三:耐大气老化,耐辐照和较低的渗透性;四:无毒害:具有生理惰性。 五:耐高低温性:可使用温度-200℃~+250℃;六:自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数;七:表面不粘性:是一种表面能最小的固体材料;八: 机械性质较软,具有非常低的表面能;九:绝缘性:不受环境及频率的影响,介质损耗小,击穿电压高; 十:耐腐蚀:耐强酸、强碱、王水和各种有机溶剂,且无溶出、吸附和析出现象; 产品用途:一:可以作容器,暂时呈放固体或液体试剂,方便取用;二:可以作盖子,盖在蒸发皿或烧杯上,防止灰尘落入蒸发皿或烧杯;三:可以作承载器,用来承载 pH试纸,使滴在试纸上的酸液或碱液不腐蚀实验台。 四:可以用来做一些蒸发液体的工作的,它可以让液体的表面积加大,从而加快蒸发.但是不能像蒸发皿那样加热; 产品应用范围:石油、无线电、电力机械、化学工业等行业。

表面发粘现象相关的仪器

  • 产品描述:力学法表面张力仪 TSD 是一台JQ测量表面张力和界面张力的半自动仪器,性能稳定可靠。环法和板法作为主要张力测试方法, TSD 为表面活性剂溶液及界面加工的日常质量确保提供可靠测量。 TSD 测量表面界面张力是基于测量配件的润湿作用力,仪器力学传感器及铂金环和板确保了JQ及可重复的结果。如果选择 Du Nouy 白金环,那么还需要配套浮子和夹套测量杯测出密度。 TDS 数字表面张力仪* 通过特制的玻璃或者白金片与液体的接触力来测量液体表面张力* 表面张力的单位:mN/m (dyne/cm) * 精度:±0.2 mN/m * Z大量程:60 g * 自动内部校准应用领域:* 研究洗涤剂的清洗能力* 研究织物被清洗的难易程度* 研究液体的被多孔物吸附的能力* 研究油漆,涂料,胶水等的涂布能力* 研究流体与生物材料和药物的相互作用* 研究化妆品的作用效果* 材料的性能测试* 研究两个液相之间相互渗透扩散的能力* 研究物质的发泡现象标配附件:1、特制玻璃片 (24x24x0.15 mm) 2、测量片悬挂系统3、玻璃样品杯4、手动升降支架选配附件:1、 PT 100 1/3DIN 温度传感器 温度范围: 10…30℃精度 ±0.05℃, 分辨率: 0.1℃)2、 Wihelmy 白金测量片3、双层夹套恒温测量杯4、 Du Nouy 白金环(精度和重现性更好) 备注:如果选择 Du Nouy 白金环,还需要配套浮子和夹套测量杯测出密度。
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  • SFA表面力仪 400-860-5168转2623
    SFA 表面力仪SFA 表面力仪 表面力仪可以直接测量表面(无机、有机、金属、氧化物、聚合物、玻璃、生物等)之间的力学信号,在分子水平上研究界面和薄膜现象的静态和动态力。模块化设计与众多附件可供选择和定制扩展升级。 仪器概况 表面力仪测试存在于气体或液体中的两个光滑表面之间的力。灵敏度在纳牛级别,距离分辨率为0.1纳米。它可以测量表面之间的介质折射率、吸附等温线、毛细管冷凝等。表面力学方面,可以测试动态相互作用力,如粘弹性和摩擦力以及薄膜流变性,并可以观察分子(纳米)级别上表面变形之间介质折射率的实时变化。一些达到分子级平整度以及以上的硬材料都可以作为基底的光滑表面材料,比如云母、二氧化硅、蓝宝石、聚合物等 这些基底也可使用表面活性剂、脂质、聚合物、金属、金属氧化物、蛋白质和其它生物分子等进行表面修饰。 工作原理下图是SFA2000的示意图。相互作用的两个表面,它们之间绝对分离开,吸附层表面的厚度通过白光干涉仪 (精度0.1纳米范围内)分析光学干涉条纹来获得。靠近两个表面之间的距离是通过从毫米到埃级精度的四阶 机械控制来实现。测力弹簧的刚度可以在实验过程中进行调整,以适应测量各种不同大小的力。动态测量在运 动表面进行(垂直、水平或在三维空间中的任何方向),可以通过使用以下各页中描述的附件来实现。 应用范围研究领域以及可检测的相互作用力 *分散科学 – 存在于液体表面和蒸汽的“胶体”力附着力科学 – 远程的胶体力和短程的粘附力表面化学 – 不同材料之间的表面和电化学相互作用清洁,食品研究 – 表面活性剂与脂质单层和双层之间的作用力生物材料和生物表面 – 蛋白质和聚合物修饰过的表面之间的力生物医药相互作用 – 配体和受体、蛋白质和生物膜之间的相互作用摩擦学 – 摩擦,润滑和光滑或粗糙的表面磨损,薄膜流变粉末科技 – 互动作用过程中毛细效应和表面变形材料研究 – 金属和氧化物表面和薄膜的机械性能以及失效分析 用 途表面力仪技术可以用于表征和量化各类在液体和气体中的两个表面之间的相互作用(参考文献)。静电相互作用包括范德华力和静电力、溶剂结构变化产生的力(溶剂化和水合力)、毛细力、疏水相互 作用力、聚合物介导空间的消耗力、表面活性剂的单层和脂质双层、附着力和特定生物基团之间的配对相互作用力。动态和实时相互作用力检测包括在超薄膜(纳米流变)、液体慢松弛、密闭的几何形状聚合物、靠近过程中的表面变形、两个表面之间的分离和侧向滑动。最近的应用包括食品技术、离合器、壁虎如何在墙壁和天花板爬行、贻贝的生物粘附以及关节的生物润滑。
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  • 测试原理:在低温(如:液氮浴,77.3K)条件下,向样品管内通入一定量的吸附质气体(如:N2),通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压,通过气体状态方程(PV=nRT)得到该分压点的吸附量;通过逐渐投入吸附质气体增大吸附平衡压力,得到吸附等温线;通过逐渐抽出吸附质气体降低吸附平衡压力,得到脱附等温线;相对动态法,无需载气(He),无需液氮杯反复升降;由于待测样品是在固定容积的样品管中,吸附质相对动态色谱法不流动,故叫静态容量法;测试理论:吸附、脱附等温线测定 BET比表面测定(单点/多点法);朗格缪尔(Langmuir)比表面 统计吸附层厚度法外比表面; BJH法孔容孔径分布 MK-plate法(平行板模型)孔容孔径分布; D-R法微孔分析 t-plot法(Boder)微孔分析;H-K法(Original)微孔分析 MP法(Brunauer) 微孔分析;DFT孔径分析 真密度测试、粒度估算报告。 脱气预处理系统:脱气站数量:2、4、8个预处理站可选;真空脱气,不采用气流吹扫方式;全自动脱气:不采用分体式的手动控制,而是采用与主机一体的全自动程序控制,定时开始、真空泵自动启停,程序升温、定时结束,实现无人值守测试和样品脱气处理;独 立 性:测试系统和脱气系统相互独立,样品的测试过程和脱气处理可同时进行;2组独立控温:可设置2组不同脱气温度、不同脱气时间; 金属加热脱气炉隔热设计,经久耐用,不易损坏脱气模式:具有“普通加热抽真空分子扩散模式”和“分子置换模式”两种可选功能;独立真空系统:不与测试位共用真空泵,脱气系统配备独立的双级机械真空泵;分析测试系统:测试范围:比表面0. 0005m2/g至无上限;孔径:0.35-500 nm(微孔常规分析: 0. 35-2nm 介孔分析: 2nm-50nm 大孔分析: 50nm-500nm);总孔体积:0.0001cc/g至无上限。测量精度:比表面积重复精度≤± 1.0%,最可几孔径重复偏差≤0.02nm,真密度 ≤±0.04%;外表面积≤± 1.5%。分 析 站:1/2/4或6个分析站可选;独 立P0站:具有独立的饱和蒸汽压(P0)测试站,保证分压测试的高准确性。测试系统:根据“国标标准”利用“氦气”测试温区体积,使测试精度更高,重复性更好。另外,也可以通过“氮气”测试得到温区体积(弊端:利用氮气测试温区体积,测试过程中可能导致样品部分孔内被氮填充,影响实验过程中氮的实际吸附量,影响测试精度)。气路系统:贝士德仪器独创的BEST“模块”歧管系统,对基准腔及控制阀门进行整体集成设计,无任何螺纹密封及管路压接或焊接接口,将真空管路减少90%以上,彻底消除漏气点,整个系统漏气率低于10-10Pa*m3/s,密封性提高10倍以上,达到进口高端仪器水平,极大的提升了仪器的稳定性和精确度;气路系统各部分统筹进行模块化组装,极大减少故障率,大幅增强仪器稳定性。管路通径:大通径是高真空的必备条件,脱气位和测试位采用大通径阀门和管路,使真空泵的极限真空得到效果的体现。控制系统:采用原装进口日本SMC气控阀和电磁阀组合应用,彻底杜绝因电磁阀发热产生的气体受热膨胀问题。真空系统:仪器配备两套独立的真空系统,既脱气系统和分析系统相互独立,真正彻底消除了分析与脱气在同时进行时之间的相互影响,避免由一套真空系统而带来的污染问题。压力测量:原装进口电容薄膜压力传感器,分段测试:0-1000torr,0-10torr(可选);读数精度误差≤0.15%,为目前压力传感器的精度;微孔段分压 P/P0可达到 1×10-8,点数大于 50 个;大孔段具有 P0的实时测试功能,使 P/P0在趋于临界点时的控制精度达到0.998。 液 氮 杯:配备了3L大容量小口径玻璃内胆杜瓦瓶,相对敞口不锈钢内胆的保温性能大幅提升,保温时长大于140小时,可连续测试90小时以上无需添加液氮,适应微孔长时间测试需求。真 空 泵:原装进口(阿特拉斯Atlas copco,原英国爱德华)双级机械真空泵+德国原装进口涡轮分子泵,全程软件自动启停控制,实现了全自动化操作。 液位控制:贝士德独创的液氮面伺服保持系统,消除测试过程中由于液氮挥发使液氮面变化而带来的死体积变化,提高测试精度;标定气体:配备99.999%高纯HE;具有HE气死体积测试功能和温区测试功能;可获得更高的准确性。测试气体:高纯氮气及根据用户需要可选择多种气体,如,CO2,Ar,Kr等,配有多路独立进气口。样品类型:粉末,颗粒,纤维及片状材料等可装入样品管的材料。售后服务:专业且完善的售后服务系统,可提供24小时电话咨询,48小时内上门服务,北京,上海,广州均设有服务机构,全力保障用户仪器正常运行;BSD-PS系列比表面及孔径分析仪---技术特点及优势l 独创的集成式“模块化”歧管系统模块化管路设计,将真空管路减少90%以上,仪器气密性提高10倍,极大的提升了仪器的稳定性和精确度;气路系统各部分统筹进行模块化组装,减少漏气点,方便故障排查及维修,大幅增强仪器稳定性。 l 控制系统采用原装进口(日本SMC)气控阀和电磁阀组合应用,通过电磁阀控制气控阀的开关,气控阀直接与模块管路连接,气控阀的开关动作不发热,彻底杜绝因电磁阀发热产生的气体受热膨胀问题。l 独立P0测试站及饱和蒸气压螺旋P0管(1) 具有独立的饱和蒸汽压(P0)测试站,保证分压测试的高准确性。(静态法比表面及孔径分析仪的饱和蒸气压测试装置,专利号:ZL201120136959.X)(2) 采用螺旋状的P0管作为饱和蒸汽压管,与仪器主机连接,能够更快的达到液氮温度,是的测试的饱和蒸汽压更接近真实值(与进口等温夹的效果一样,解决了直形不锈钢P0管测试结果偏大2%的问题),提高测试精度。 (饱和蒸气压螺旋P0管及静态法比表面及孔径分析仪,专利号:ZL201620716311.2) l 液氮杯自动加盖功能具有液氮杯自动加盖功能,能有效的减少液氮的挥发,同时也可避免水蒸气在杜瓦杯口和样品管上冷凝结冰,(静态法比表面及孔径分析仪的加盖装置 专利号 ZL 201420148358.4)l 具有基准腔恒温装置的静态法比表面及孔径分析仪基准腔恒温装置能够使恒温装置内的基准腔及内部气体、阀门、管路、传感器等的温度略高于环境温度并保持温度不变,降低了由于阀门发热导致温度的不均一性;保证了关键部件的温度恒定,减轻了传感器的漂移现象,提高了测试的准确性、稳定性和测试精度。(具有基准腔恒温装置的静态法比表面及孔径分析仪 专利号 ZL 201420148783.3)l 非阻隔式防飞扬防污染多措施并用:? 措施①:涡旋降尘原理的非阻隔式硬件防污染装置,结合软件防抽飞程序彻底消除易挥发样品在高真空时的扬析沸腾现象,从而避免了挥发物污染阀门管路后造成系统气密性下降的情况,如右图所示;? 措施②:贝士德独创的脱气位滤尘袋结合贝士德独创的涡旋降尘原理的硬件防抽飞装置,能够在不降低现有气体流导前提下实现粉尘过滤功能,彻底杜绝粉末样品对仪器内部结构的污染,缩短抽真空脱气时间、提高脱气效果;? 措施③:程序控制的分级抽速自动切换,防止瞬间高真空时样品飞扬;? 措施④程序升温,防止样品剧烈升温扬析沸腾;? 措施⑤:脱气完毕程控自动回填氮气;贝士德独创防污染滤尘袋结合涡旋降尘原理的硬件防抽飞装置,能够在不降低现有气体流导前提下实现粉尘过滤功能,彻底杜绝粉末样品对仪器内部结构的污染,抽真空脱气时间缩短、效果提高。贝士德仪器独创的非阻隔式防飞扬防污染装置其他厂家的阻隔式防污染装置 工作过程:如遇到非常轻的样品,在高真空的情况下被抽飞,样品通过惯性首先落到滤尘袋内,极少部分会通过滤尘袋落到防污染瓶内,而不会进入气路系统,相比较阻隔式,既不影响真空度,又能够保护气路系统,彻底避免了挥发物污染阀门管路后造成系统气密性下降的情况。非阻隔式防污染装置的优势:相比较阻隔式防污染装置,非阻隔式防污染装置能够彻底消除易挥发样品在高真空时的扬析沸腾现象,从而避免了挥发物污染阀门管路后造成系统气密性下降的情况。专利技术:(1) 具有除尘防污染装置的静态法比表面及孔径分析仪,专利号:ZL201320045881.X;(2) 具有脱气位滤尘袋装置的静态法物理吸附仪,专利号:ZL201620714986.3。 工作原理:样品在脱气预处理过程中,如遇到较轻样品,在高真空的情况下,样品会发生扬析沸腾现象,常规的防污染都是通过阻隔的方式进行对气路系统的保护,而这种阻隔式防污染装置的弊端:1、若对2um以下的颗粒有效,则需要增加滤芯(滤棉),而滤芯(滤棉)过多则会严重影响抽气速度,无法获得高真空度;2、如果滤芯(滤棉)过少,对于粒径小于2um的颗粒基本无效,样品便会发生扬析(抽飞)现象,发生扬析(抽飞)的样品便会进入管路系统、污染阀门等气路系统,影响真空度,造成样品的交叉污染,仪器维修率高,影响仪器的使用寿命。l 可选处理模式具有国内外首创的样品预“处理普通模式”和“分子置换模式”两种模式。(静态法比表面及孔径分析仪的净化预处理装置,专利号:ZL201120136943. 9) l 真空泵自动启停管理优化的真空泵启停管理系统,在测试过程中真空泵无需一直处于运行状态,减小噪音,延长真空泵寿命。l 断电自动保存当前数据超强的稳定性,即使意外断电、断线,不会丢失当前数据,且实验可恢复继续进行。l 人性化操作界面清晰形象的图形化控制界面,并可在界面上进行所有硬件的控制操作。l 密封性自检先进的智能自检流程,智能判断样品管是否安装,试管夹套是否拧紧有无漏气。l 高智能化工作模式交互式数据处理软件可实现仪器的全自动运行,长时间实验无需人工值守,可根据用户需要定制报告内容。l 杜绝液氮杯意外下降具有液氮杯防意外“安全下降”智能控制机制,完全避免了液氮杯意外下降气体膨胀使样品管爆裂的危险。
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  • 【讨论】测溶液表面张力遇到的一些奇怪现象

    [em09509]我用的是上海衡平仪器厂的自动表面张力仪(新购置的)。测定过程中出现以下几种情况:1,测定纯水的表面张力为:67.5,超纯水的表面张力为:62.4,仅有一次测定中纯水的表面张力达到70.2(温度均为:25~29度之间),2,我主要测的是有机硅水溶液的表面张力,测刚配置的溶液表面张力的值很稳定,但放一夜后,再测时发现个别溶液的值有逐惭变小的趋势(即同一份样品连续测定值的重现性特差,48.9, 48.4,48.2,48.1,47.9,47.7,47.6,47.5,有继续变小的趋势)。本以为是白金板没洗干净,用丙酮泡,纯水洗,酒精灯烧,也没什么效果,测其它的样品发现没这个问题。3,我配置0.02%的有机硅溶液,测定其表面张力为:25.6,过一夜后重测,发现值变为:20.5。本以为搞错了,又重新配制,发现还是这个值。不知道这是什么原因?我保证白金板与样品皿都清洗干静了。仪器也预热40min以上,温度基本在26~29度之间。不知道哪个地方出现了问题?尤其是测水的表面张力,今天测的值与昨天测的值

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  • 科学家发展“表面功夫”揭示铝离子电池失效机制
    理解电化学储能器件的工作原理及失效机制,对指导高性能器件的开发具有重要意义。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员傅强团队调变铝离子电池器件的工作环境和气氛,利用原位X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等研究储能器件发现,无水气氛下,铝离子电池电极中的阴阳离子重新分布导致电极发生结构和电子态的弛豫效应,即电池自放电。而在含水气氛下,环境中的水分子会插层到石墨电极层间,并与层间离子发生水解反应,导致石墨电极电子态去耦、插层阶结构退化。相关研究成果发表在《美国化学会志》上。当前,研究界广泛使用X射线衍射、X射线吸收谱、透射电镜和核磁共振等表征技术检测电极和电解质,进而获得相关体相信息。傅强表示,这种方式获得的体相信息多聚焦电极或电解质内部,很难了解表界面的电化学行为,因此急需发展原位/工况电化学表界面表征方法。长期以来,基于XPS、扫描探针显微镜等表面科学研究方法成功用于表面化学和多相催化,而将表面化学方法学用于电池器件等电化学过程的研究面临模型电化学储能器件构建等挑战。为此,团队突破了表面表征所需的超高真空工作环境和规整开放表面的局限,构建出基于两维材料电极的模型电化学储能器件,设计并加工系列可以对模型储能器件施加电场、改变气氛、表面表征的样品台和样品池,利用XPS、原子力显微镜、Raman、光学显微镜等对铝离子电池的工作过程进行工况表征并准确阐述该电池的工作机制,同时还发现了储能器件电极的表面效应。此次,为了探究铝离子电池气氛下的失效机制,团队将含水、氧气、氮气等不同气氛分别引入铝离子电池的工作环境,通过XPS、Raman等表界面研究发现,含水气氛下,电极与水反应发生水解,使组分改变,导致电池失效。而无水气氛下,电极则表现出自发的弛豫、自放电现象。该研究准确阐明电池过程的工作机制,并揭示了不同气氛下储能器件的失效机制。与此同时,团队还将表界面电化学研究方法扩展到锂离子电池等其他储能体系。傅强表示,未来,基于气氛、温度、外场可控的原位电化学表界面表征技术和方法有望广泛应用到二次离子电池、超级电容器、金属—气体电池等体系中的表界面反应研究中,阐明这些储能器件的工作原理和失效机制。相关论文信息:https://doi.org/ 10.1021/jacs.1c09429
  • 岛津原子力显微镜-从表面到界面
    人类认识真理的过程就像剥洋葱,由表及里一层层递进。 反映到对化学反应过程的认识,一开始,人们通过物质的形、色等外在表象认识化学反应。正如现代化学之父拉瓦锡重复的经典“氧化汞加热”实验一样,氧化汞由红色粉末变为液态的金属汞,这个显著的变化意味着反应的发生。即使到了近现代,仪器分析手段越来越多样,我们做常用的分析手段也是通过物质外在状态的变化进行观察,或者利用各类显微镜及X射线衍射仪观察物质的结构变化。 拉瓦锡之匙拉瓦锡对化学反应中物质的质量、颜色、状态变化的观察,犹如在重重黑暗中,找到了打卡化学之门的那把钥匙。 元素周期表 到19世纪,道尔顿和阿伏加德罗的原子、分子理论确立,门捷列夫编列了元素周期表。原子、分子、元素概念的建立令化学豁然开朗 自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学。正是随着对不同元素的各种微粒组合变化的认识发展,化学的大门终于被打开。伴随金属键、共价键、离子键、氢键等各种“键”概念的提出,人们逐渐认识到各种反应的本质是原子或分子等微粒间的力学变化。于是,对反应的观测需要微观下的力学测量工作。 作为专门利用极近距离下极小颗粒间作用力工作的原子力显微镜,此事展现了自身巨大优势。无论是直接测试不同分子间的作用力,还是利用力的测量完成表面形貌的表征,原子力显微镜以高分辨率出色地完成了任务。 对于一些生物样品,例如脂质膜,因为其是由磷脂分子构成的单层或双层结构,极其柔软,因此其表面作用力极其微弱。从测试曲线上可以看出,脂质膜对探针的力只有约1pN,但是原子力显微镜的测试曲线上可以很清晰地捕捉到这个变化。 有趣的是,人们对真理的发掘,是由表及里的。但是利用原子力显微镜对化学反应本质的发现,却是由内而外的。 原子力显微镜基本是被作为一种表面分析工具使用的。这使其只能用来观察反应前后固相表面的结构变化,或者通过固相表面的各种属性,如机械性能、电磁学性能等侧面论证反应的发生。而要真正观察到反应的过程,是要对界面层进行观测的。因为几乎所有的反应,都是发生在两相界面处的,表面只是最终反应结果的呈现。 在界面处,反应发生时,原有的原子/分子间的作用力——也就是各种“键”,因为电子的状态变化(得失或者偏移)无法维持原有的稳定性,从而导致了原子/分子的重新排列,直到形成了新的力学稳定态——也就是新的“键”形成后,反应结束。这个过程的核心就是原子/分子间的“力的变化”。 反应的本质——微粒间力的分分合合 当化学科学的车轮推进到纳米时代,当探索的前锋触摸了两相界面,当理论的深度深入到动力学的研究。原子力显微镜是否能够当此重任呢? 能。但是需要一番蜕变。 界面处的力梯度有两个特点。一是更为集中,一般在0.3nm-1nm左右的范围内会有2-4个梯度变化;二是更为微弱,现在的原子力显微镜可以有效捕捉皮牛级的力变化,但是在表征界面时依然分辨率不足,需要的分辨率要提高1-2个数量级。 新的需求引导了新的技术蜕变。调频模式的成熟化,几乎完美应对了界面处的力梯度特点。一方面,只有几个埃的振幅可以有效对整个界面区进行表征,另一方面,检测噪音压低到20 fm/√Hz以内,保证了极高的分辨率。 岛津调频型原子力显微镜SPM-8100FM 例如对固液界面的观察。我们都知道,因为在固液界面处,因为液体分子和固体表面分子的距离不同,会形成不同的作用力,如氢键、偶极矩、色散力等。因此形成的液体分子的堆积密度会有不同。这种液体分子的分层模型,是润滑、浸润、表面张力等领域的底层原理。但是长期以来,这些理论只存在于数理模型和宏观现象解释之中,没有一个合适的直观观测工具。 界面观测之牛刀小试 岛津的SPM-8100FM的出现,将固液界面的高效表征变成了现实。上图右侧就是云母和水的界面处,水分子的分层结构,在约0.6nm的范围内,可以清楚看到3个分层。 具体到现实应用中,对表面润滑的研究很适合采用这种分析工具进行定性定量化测试。使用SPM-8100FM对润滑油中氧化铁表面上所形成的磷酸酯吸附膜进行分析。 图示为4组对照实验,分别是仅使用PAO(聚α-烯烃)和添加了不同浓度的C18AP(正磷酸油酸酯)的润滑油。 在未添加C18AP的PAO中,观察到层间距离0.66 nm的层状结构。通过这一层次可以看出,PAO分子在氧化铁膜表面上形成了平行于表面的平坦的覆层。随着C18AP浓度不断增加,从0.2 ppm到2 ppm后,层状结构开始消失,最后在20 ppm和200 ppm时完全观察不到。层状结构消失表明PAO分子定向结构被C18AP取代,在基片上形成了吸附膜。随着C18AP浓度不断增加,氧化铁基片表面逐渐被吸附膜覆盖。 对照使用摆锤式摩擦力测试仪测量获得的钢-润滑油-钢界面的摩擦系数。在添加C18AP浓度到达20 ppm后,PAO的摩擦系数大大降低。和微观界面表征的结果非常吻合。 由此可见,使用SPM-8100FM对润滑油-氧化铁界面实施滑动表面摩擦特性分析评估,可有效加快润滑油开发进度。 技术的发展推动了科学的进步,科学的发展也渴求更多的技术发展。原子力显微镜表征技术由表面向界面的延伸,一定会有力地推动对化学由表象向本质的探索。岛津将一如既往地尽其所能,提供帮助。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 日化专题 | 如何科学表征日化中的表面和界面行为?
    研究背景日化中的很多现象都跟表界面的作用有关系,比如化妆品中的乳化、分散、增溶、发泡和清洁等等。KRÜ SS作为表面科学仪器的全球领导品牌,此次从以下几个方面为大家介绍日用化学品中的表面科学表征方法:典型应用1.清洁类产品的泡沫行为分析在日常使用洗面奶,洗发水时,我们通过揉搓等各种方式将洗面奶和空气充分接触而产生泡沫。在揉搓出丰富泡沫的过程中,很容易产生幸福感和仪式感,一整天的油腻都被洗掉了。KRÜ SS DFA100动态泡沫分析可以对泡沫的起泡性,泡沫稳定性和泡沫结构进行科学的表征。选择了市售的几个洗面奶进行了测试,通过DFA100的搅拌模块,可以非常清晰的筛选出起泡性较好和泡沫丰富的产品。如上图所示,横坐标是时间,纵坐标是泡沫高度,从图上可以清晰地看到有的产品起泡性速度很快,且短时间内起泡高度就可以达到最大。一般来讲,样品起泡性越强,产生的泡沫越多,其泡沫高度也越高;反之,起泡性差的样品,其泡沫高度也相对较低。从泡沫高度上的衰减也能分析泡沫稳定性,泡沫高度降低越快,泡沫越不稳定。由于此次样品测试时间较短,泡沫比较稳定,没有观察到泡沫高度的衰减,故而不做泡沫稳定性的对比。挑了其中2个样品,对比泡沫的结构和尺寸大小,从而分析泡沫的细腻程度。从图中可以看到,2号样品刚开始产生泡沫后,就比较细腻,泡沫尺寸比较小。随着时间的变化,泡沫大小一直比较稳定,不发生特别大的增加。而1号样品产生了较大的泡沫,随时间延长, 泡泡大小急剧增加。2.通过接触角表征彩妆类产品的防水抗汗性能消费者使用底妆的痛点主要有卡粉、脱妆和浮粉,而通过水,人工汗液和人工皮脂在彩妆上的接触角,可以评估抗汗和抗皮脂性能。接触角是气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ。通过接触角的大小,可以判断固体和液体的润湿性能。如果粉底液和汗液,皮脂,水等的接触角越大,说明产品的防水抗汗性能越好。 选择市售的几款口红,通过接触角评价产品的防水,抗汗性能。将口红涂抹在手臂内侧,干燥后测试接触角。通过接触角可以明显区别不同产品的防水,抗汗,抗皮脂的差异,1号样品性能更加优越,防水抗汗都优于其他产品。彩妆中除了口红,也可以通过接触角分析底妆产品中原料和基底的润湿性。大多数化妆品都含有粉末和颜料,以着色、保护皮肤或协助清洁。以表面活性剂形式存在的分散剂确保粉末的精细分布和混合物的稳定。粉末和液体的接触角可以帮助判断润湿和分散行为。3.护肤品的乳化行为分析:常见的护肤类化妆品是水包油或者油包水的乳液或者膏霜。水油原本不相容,通过添加表面活性剂,可以吸附于液液界面,降低体系的热力学不稳定性。表面张力仪可以精准的分析油水两相的界面张力,判断乳化效果;表面张力仪还可以测试表面活性剂的临界胶束浓度,判断表面活性剂的添加量。分析表面活性剂的动态表面张力行为,监控喷雾雾化效果等;除此之外,KRUSS的各类产品还可以分析头发的接触角。正常头发具有疏水性,受损后头发油脂层被破坏或部分缺损,接触角变小其亲水性越强。该方法广泛用于头发受损及修复后的情况。 KRÜ SS的表界面分析仪器可以帮助您从原料到成品,从生产到研发,多维度解决您的难题!
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