逆反光系数仪工作原理

4月9日15时左右，青海省西宁市纺织品大楼发生火灾。大火又一次为我们敲响了预防火灾的警钟。在火灾现场，除了消防队员的及时救助，建筑物内的逃生指示标志格外重要。尤其是在现场断电、一片黑暗的情况下，具有高强度反光性能的指示标志能够指引人们按照安全路线迅速逃离危险。可以说，用于制造逃生指示标志的逆反射材料，其质量好坏直接关系到人们生命的安危。 　　逆反射材料是一种用玻璃微珠或微棱镜采用光学折射与反射原理制成的薄膜材料，是一种新型的被动照明的无源光学器件。这种材料具有将照射到其上的入射光按原入射方向大部分返回，提高自身能见度的功能，具有反光强度高、节能和防爆等明显优点，因而被广泛应用于道路交通、航空管理和矿山坑道，在避免爆炸和应急逃生方面都发挥着重要作用。 　　据中国计量科学研究院光学所郑春第介绍，根据国外一项统计，鲜明的道路标志和行人着装给司机良好的条件反射，使用反光材料设置醒目的交通标志，车辆牌照，穿戴装饰有反光材料的服装，可使交通事故率下降30%~40%。“可以说逆反射材料性能的优劣与生产、交通安全息息相关。” 　　据介绍，我国是逆反射材料生产大国和出口大国，年产值近6亿元人民币。随着政府对安全工作力度的加大和人们安全意识的提高，逆反射材料的应用已不仅限于道路交通，在矿山、消防、抢险、救援、环卫、市政、建筑等行业也开始广泛使用。据郑春第介绍，我国对不同级别公路的道路指示标志采用逆反射材料的反射强度有不同的标准要求。“例如，当车速为每小时100公里时，驾驶者通常需要至少380米的距离来准确识别交通标志，并迅速做出相应反应。如果制作交通标志的逆反射材料的反射强度不够，质量不达标，驾驶者可能在100米距离时才能看清交通标志，就有可能导致交通事故的发生。” 因此，人们在对道路警示标志材料的高反射能力提出更高要求的同时，也格外关注如何实现材料逆反射系数的准确测量，使之能够在相关领域发挥出显著的安全警示作用。 　　据介绍，国内相关行业通过各自不同的方式建立了测量逆反射材料性能参数的装置，但仪器的稳定性和测量准确度水平参差不齐，甚至出现不同实验室对同一样本的测试结果不一致的情况。由于缺乏全国统一的逆反射系数测量标准和测量装置，导致生产企业对产品的性能评价和测量准确度无法确定，容易引起国际贸易争端，为企业带来不必要的损失。 　　郑春第带领的中国计量院研究团队历经4年，终于完成了“逆反射系数测量装置的建立与研究”。该项目研制的逆反射系数测量装置，成功实现了我国材料逆反射系数的高准确度测量和校准，测量结果不确定度达3.6%(k=2) 该装置采用光强标准灯组对测量系统进行量值溯源，研究并实现了逆反射系数的照度测量方法 项目组同时还研制出了100mm×100mm和200mm×200mm两种规格逆反射标准样品，样品的均匀性达到了1%。生产企业或用户可以利用逆反射标准样品直接快速、便捷地进行量值传递和仪器校准，极大地提高了企业的生产效率。 　　有关人士评价说，该装置的建立为我国检验逆反射器件的产品质量控制和合格评定提供了准确可靠的量值溯源保证，解决了长期以来我国对逆反射材料测量和性能评价不统一的问题 同时，该院将通过开展国际比对，使得我国的检测结果、检验报告和证书得到国际同行的一致认可，为我国逆反射材料进出口贸易提供有效的技术保障，进一步提高我国逆反射产品的国际竞争力。

近日，大连化物所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部(DNL16)李灿院士、博士后李政和李仁贵研究员等在纳米颗粒光催化完全分解水制氢的逆反应(氢气和氧气复合生成水的反应)研究方面取得新进展，确认光催化完全分解水逆反应发生于低配位活性位点，并利用原子层沉积技术精准定点修饰抑制逆反应，从而显著提升了光催化完全分解水的性能。 　　太阳能光催化完全分解水制氢不仅具有重要的应用背景，更是基础科学领域的前沿课题。其中，光催化完全分解水体系中助催化剂表面的氢氧逆反应是该领域长期未解决的重要问题。逆反应的存在使得完全分解水光催化体系的效率很低，甚至无法实现分解水反应，是光催化完全分解水的“最后一公里”。李灿团队长期致力于光催化分解水中助催化剂及其表面的催化作用研究，取得了系列重要进展：在国际上较早提出并发展了双助催化剂概念(J. Catal.，2009；Catal. Lett.，2010；Acc. Chem. Res.，2013；Energy Environ. Sci.，2016)，并开发出单核锰水氧化催化剂，活性可媲美自然界水氧化催化剂的产氧活性(Nat. Catal.，2018)，受到学术界的广泛关注。本工作聚焦光催化完全分解水体系中助催化剂表面的氢氧逆反应问题，以典型的可见光催化完全分解水的催化剂Rh/GaN-ZnO作为研究对象，通过原子层沉积(ALD)的方式将氧化铝(Al2O3)沉积到光催化剂反应中心，可显著提升光催化全分解水的活性。研究发现，ALD沉积Al2O3可以使Rh/GaN-ZnO上的逆反应降低90%，进一步通过光谱表征结合理论模拟证明，Al2O3主要沉积在Rh纳米颗粒表面的低配位点上，揭示出Rh表面的低配位点是氢氧逆反应的主要反应位点。团队通过ALD选择性地将Al2O3沉积到Rh表面低配位点上，有效阻断了氢氧逆反应的发生，从而将Rh/GaN-ZnO上可见光催化完全分解水的量子效率从0.3%提升至7.1%。此外，本工作还发现ALD选择性沉积氧化物的策略还适用于其他贵金属助催化剂，证明了这一策略的普适性。该工作明确了光催化完全分解水中氢氧逆反应的活性位点和机制，为解决这一挑战性问题提供了一条新的普适性策略。 　　相关研究成果以“Blocking the reverse reactions of overall water splitting on a Rh/GaN–ZnO photocatalyst modified with Al2O3”为题，于近日发表在《自然—催化》(Nature Catalysis)上。该工作的共同第一作者是李政和李仁贵。该工作的理论模拟部分主要与催化基础国家重点实验室理论催化创新特区研究组(05T8组)肖建平研究员团队合作完成。上述工作得到了国家自然科学基金委人工光合成中心、国家重点研发计划等项目的支持。

在材料科学与工程领域，薄膜摩擦系数仪作为评估薄膜材料表面摩擦性能的关键设备，其测试标准的更新对于提高产品质量、优化工艺流程以及推动科技创新具有重要意义。近年来，随着科技的进步和测试需求的多样化，薄膜摩擦系数仪的测试标准也经历了从旧到新的演变。本文将从测试原理的角度，详细探讨新标准相比旧标准在测试原理上的改进及新增的测试方法。一、测试原理的基础变革1.1 传统测试原理的局限性旧标准下的薄膜摩擦系数仪主要基于库仑摩擦定律，即摩擦力与正压力成正比，与接触面积无关。这种传统的测试方法通过测量试样在摩擦过程中的摩擦力与正压力之比来计算摩擦系数，方法简单直接，但存在诸多局限性。例如，它难以全面反映薄膜材料在不同条件下的摩擦行为，特别是动态和复杂工况下的性能表现。1.2 新标准引入的先进测试原理新标准则引入了更为先进的测试原理，如动态摩擦测试、静态摩擦测试、滑动摩擦测试以及旋转摩擦测试等。这些新方法不仅丰富了测试手段，还提高了测试的全面性和准确性。动态摩擦测试能够模拟材料在实际使用过程中的动态摩擦行为，静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性，而滑动摩擦测试和旋转摩擦测试则分别适用于不同类型的摩擦场景，为薄膜材料的摩擦性能评估提供了更多维度的数据支持。二、新增测试方法的详细解析2.1 动态摩擦测试动态摩擦测试是新标准中新增的重要测试方法之一。它通过模拟材料在实际使用中的动态摩擦过程，如包装膜在包装机械中的运动状态，来评估材料的动态摩擦性能。这种方法能够更真实地反映材料在实际工况下的摩擦行为，为产品的设计和优化提供更为可靠的依据。2.2 静态摩擦测试静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性。它通过在试样与对磨副之间施加一定的正压力并保持相对静止，然后逐渐增加水平力直至试样开始滑动，来测量静态摩擦系数。这种方法对于评估材料的启动阻力和稳定性具有重要意义，特别是在需要精确控制摩擦力的场合，如精密机械和电子设备中。2.3 滑动摩擦测试与旋转摩擦测试滑动摩擦测试和旋转摩擦测试是两种常见的摩擦测试方法，它们在旧标准中已有应用，但在新标准中得到了进一步的优化和完善。滑动摩擦测试通过使试样在水平面上做直线运动来测量滑动摩擦系数，适用于评估材料的滑动性能和耐磨性。而旋转摩擦测试则通过使试样与旋转的摩擦轮接触并相对运动来测量旋转摩擦系数，这种方法更适用于评估材料在旋转部件中的摩擦性能。三、测试原理改进带来的优势3.1 提高测试的全面性和准确性新标准引入的先进测试原理和新增的测试方法使得薄膜摩擦系数仪的测试能力得到了显著提升。它不仅能够更全面地评估材料的摩擦性能，还能够提供更准确、更可靠的测试数据。这对于材料科学的研究和工程应用具有重要意义。3.2 促进技术创新和产业升级随着测试原理的改进和测试方法的丰富，薄膜摩擦系数仪在材料研发、产品设计、工艺优化等方面将发挥更加重要的作用。它不仅能够为科研人员提供更为精准的测试数据支持，还能够促进技术创新和产业升级，推动相关行业向更高质量、更高效率的方向发展。3.3 提升产品质量和市场竞争力通过采用新标准进行测试，企业可以更加准确地评估其产品的摩擦性能，从而在生产过程中采取相应的改进措施以提升产品质量。高质量的产品不仅能够满足用户的实际需求，还能够提升企业的市场竞争力，为企业带来更大的经济效益和社会效益。四、结论与展望综上所述，薄膜摩擦系数仪新标准相比旧标准在测试原理上进行了显著的改进和新增了多种测试方法。这些改进不仅提高了测试的全面性和准确性，还促进了技术创新和产业升级。未来，随着科技的不断进步和测试需求的不断变化，薄膜摩擦系数仪的测试标准还将继续发展和完善。我们期待在不久的将来能够看到更多先进的测试原理和方法被引入到这一领域中来，为材料科学的研究和工程应用提供更加全面、准确和高效的测试支持。