基质和电极材料

p 　　造纸工业一种很常见的副产品：木质磺酸盐，已被以色列理工学院科学家证明可做为锂硫电池的低成本电极材料，目前研究小组创建了一款手表锂硫电池原型，下一个工作将试着扩大原型。 br/ /p p 　　锂硫电池能量密度至少是锂离子电池的两倍之多，因此尽管可充电锂离子电池是市场当红炸子鸡，科学家还是对锂硫电池的开发产生浓厚兴趣。 /p p 　　可充电电池主要由两个电极、电极间的液体电解质以及隔离膜组成，锂硫电池的阴极由硫碳基质构成，阳极使用锂金属氧化物。在元素形式中，硫是不导电的，但当硫在高温下与碳结合时会变得高度导电，因此被看好应用于新型电池技术中。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/a6c903ca-7605-4ae1-b894-c58d427c5885.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　然而，锂硫电池的一大挑战是硫很容易溶解到电池电解质中，导致两侧电极在循环仅仅几个周期后就恶化，尽管科学家试图使用不同形式的碳如：纳米碳管、复杂的碳泡沫等将硫稳在适当位置，但成效有限。 /p p 　　以色列理工学院研究团队现在找到一种简单方法，可以从单一原材料中创造出最佳的硫基阴极，他们将造纸工业的主要副产品木质磺酸盐(lignosulfonate)进行干燥处理，然后放到石英炉管(quartz tube furnace)中加热至 700℃，于高热之下驱除大部分硫气，但留下一些多硫化物(硫原子链)，可深度嵌入活性碳基质中。 /p p 　　研究人员重复加热过程好让适量硫嵌入碳基质中，接着将材料研磨并与惰性聚合物黏合剂混合，于铝箔上形成阴极涂层，证实可以用这种廉价、丰富的造纸衍生物质来建构锂硫电池。 /p p 　　目前团队设计了一款锂硫电池原型，规格为手表电池，可循环充放电约 200 次。下一步工作是扩大原型，以显著提高放电率和电池循环寿命，使电池有机会为大型数据中心供电、微电网和传统电网提供更便宜的能源存储选项。 /p p br/ /p

近日，中国科学院城市环境研究所郑煜铭团队（污染防治材料与技术研究组）在废弃生物质多孔碳应用于电容脱盐方面取得新进展。该研究揭示了提高碳电极材料石墨氮含量对增强电容脱盐性能的内在机制。 碳材料因储量丰富、环境相容性高，成为电容去离子（Capacitive deionization，CDI）电极材料研究的热点。然而，制备良好亲水性、高比表面积、适合孔径分布、高导电性、稳定电化学性能的碳电极材料颇具挑战性。因此，亟需发展一种绿色、低成本的方法来制备具有特定形态或孔隙结构的杂原子掺杂碳电极材料。近年来，杂原子掺杂工程为制备高性能CDI电极材料提供了新思路。基于此，中国科学院城市环境研究所郑煜铭团队以溶解有废弃蚕茧的汰头废水为氮和碳源，运用ZnCl2活化-碳化工艺制备了氮掺杂分级多孔碳（NPC），并将其作为电极材料用于CDI脱盐，实现废弃物资源化（如图）。研究发现：提高石墨氮含量可有效降低电极材料本征电阻，减小脱盐能耗；同时可增加电极材料内部缺陷形成赝电容吸附位点，进一步增大脱盐容量。优化后的NPC-1.5电极材料的电吸附容量可达22.19 mg g-1，平均脱盐速率为1.1 mg g-1 min-1，优于已报道的活性炭和其他多孔碳电极材料；经过50次循环利用后，NPC-1.5仍能保持初始电吸附容量的97%，表明该材料在海水淡化方面具有应用潜力。 相关研究成果以Silkworm cocoon waste-derived nitrogen-doped hierarchical porous carbon as robust electrode materials for efficient capacitive desalination为题，发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上。研究工作得到国家自然科学基金面上项目和中国科学院青年创新促进会等的支持。  NPC的制备及其CDI脱盐示意图

扫描电镜优秀论文赏析｜基于强 p-p 堆积效应的具有大内置电场的层堆积聚酰亚胺用于快速锂离子存储海南大学材料科学与工程学院 陈文参赛论文：Layer stacked polyimide with great built-in electronic field for fast lithium-ion storage based on strong p-p stacking effect发表期刊：Energy Storage Materials根据参与储能反应的活性氧化还原官能团的不 同，有机电极材料 可分为导电聚合物、有机硫化合物、有机自由基和羰基化合物。其中羰基化合物因电化学活性高、原料 丰富等特点受到广泛研究。然而羰基化合物电极在碱金属离子电池中应用时通常易 溶于液体电解质且电导率差。因此，人们采取了各种策略来改善这些问题，包括聚合、盐化、与导电碳材料 形成复合材料 、优化电解质选择等。聚酰亚胺因具有优异的耐溶剂性、热力 学稳定性和可灵活编程的聚合物结构，被视为潜在的锂离子电池（LIBs）有机正极材料 。然而，PI 链的导电性差、易 缠结和团聚，导致离子扩散缓慢、电子转移不 良和反应不 充分，难以在高电流密度下有效达到其理 论容量 。本文成功获得了基于 π‑ π 堆积效应的层堆积聚酰亚胺正极（NT‑ U）。NT‑ U 具有较大的分子偶极矩，这是由 PI 中的强电负性基团诱导，并通过 π‑ π 堆积结构进一步增强，这有助于形成更大的内置电场（BIEF）。这种高度结晶的 PI 中的强 BIEF 在加速电荷传输动力 学和提高 LIBs 的电化学性能方面起着至关重要的作用，这些发现为基于偶极和 BIEF 机制构建 PIs 正极以实现快速高效的储能提供了新的见解。 试验过程 典型的合成工艺是将 2mmol 萘‑ 1,4,5,8‑ 四羧酸二酐（NTCDA）和 2mmol 尿 素分别溶解于 20 mL N‑ 甲基吡咯烷酮（NMP）中。完全溶解后，将两种单体溶液转移至圆底烧瓶中，在 N2 气氛下于 180 ℃ 搅拌回流 8h。冷却至室温后，通过真空过滤分离初步固体，并用 NMP 洗涤数次以除去可溶性低聚物。当滤液完全无色时，收集不 溶性固体产品并在 110 ℃ 真空干燥箱中干燥过夜。最后，在 N2 气氛下于 300 ℃ 退火 8h 获得 NT‑ U 粉末。使用相同程序合成 NT‑ E，但将尿 素替换为乙二胺（EDA）。本文分别使用乙二胺和尿 素作为二胺连接体，通过简单的缩合步骤制备了 NT‑ E 和 NT‑ U 两种 PI 材料 。通过 FTIR 光谱证实了 NT‑ U 和 NT‑ E 样品的成功制备。与单体分子相比，这两种 PI 都具有良好的热稳定性和在液体电解质中的优异的耐溶剂性。使用飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 拍摄了 NT‑ E 和 NT‑ U 样品的形貌，并在图 1a 和 c 中进行 了展示。NT‑ E 聚合物（图1a）显示出由随机颗粒组成的不 规则形貌。相反，NT‑ U （图1c）呈现出明显的层状晶体结构，表明这两种 PI 都是通过纳米片结构自组装的。图1 扫描电镜（SEM）图像与超声后 AFM 图像随后，结合 DFT 计算和电化学测试，详细揭示了 NT-U 和 NT-E 的电子和锂离子传输行为。NT-E 和 NT-U 阴极的第一次循环 CV 曲线在 0.1mV s-1 下记录。NT-U 显示出以 2.32V 为中心的宽阴极峰，比 2.21V 的 NT-E 更强、更尖锐。有机材料与其电子结构高度相关。NT-E 和 NT-U 电极在 50Ma g-1 下的初始三条放电/充电曲线如图所示。NT-U 在 ~2.4V 下提供了平坦的放电平台，与 CV 测试非常一致。但 NT-E 呈现出倾斜的放电曲线。NT-U 的平坦放电平台可归因于 C=O 键从尿素单元的吸电子特性，这降低了氧化还原活性羰基的电子密度，促进了稳定输出电势的形成。第一次循环中的放电曲线表明，NT-U 电极可以提供 152mAh g-1 的高初始放电比容量，而 NT-E 只能释放 31mAh g-1 的比容量。这种显著差异可能归因于两种 PI 的不同晶体和电子结构。因此，通过密度泛函理论（DFT）研究了NTCDA、NT-E 和 NT-U 的电子结构，结果如图所示。根据分子轨道理论，最低未占分子轨道（LUMO）能量与电子亲和力和有机电极材料的电势有关。NTCDA 显示出最低的 LUMO 能级（-4.00eV），但该单体在有机液体电解质中的显著溶解度意味着其用作阴极材料是不现实的。NT-U 显示出明显低于 NT-E（-3.48eV）的 LUMO 能级（-3.74eV），表明 LIBs 中可能有更高的放电电势。这与 CV 测试非常一致。此外，与 NT-E 相比，NT-U 在 HOMO 和 LUMO 能级之间表现出更小的能隙（Eg=3.49eV），这表明其具有更好的电子导电性和在 LIBs 中释放更高的阴极材料有效容量的潜力。与 NT-E 相比，NT-U 聚酰亚胺具有更强、更宽的吸收能力，表现出其最大的 π-电子共轭体系。测量聚酰亚胺的光学间隙（Eg）。NT-U（2.70eV）的Eg比NT-E（2.81eV）窄，表明其具有更好的电子导电性。图3。（a） NT-E 和 NT-U 在 0.1mV s-1 下的第一个循环的 CV 曲线。（b）NT-E和（c）NT-U 在 50mA g-1 下的充电和放电曲线。（d） NTCDA、NT-E 和 NT-U 的分子结构、HOMO/LUMO 能级和轨道分布结合 DFT 计算和实验结果，本文提出了一种用于 LIBs 的具有 BIEF 的 NT‑ U 正极机理 ，如图 6 中的示意图所示。由于尿 素连接基团具有很强的亲电性，从萘核心到酰亚胺取代基都可以观察到分子内极化。这种分子内极化通过层堆叠的 π‑ π 效应增强，导致 NT‑ U 中形成更强的 BIEF，从而显著增强了这种电极材料 的电荷传输性能。相比之下，非晶态的 NT‑ E 具有小的偶极矩和微弱的 BIEF，导致导电性差。因此，与 NT‑ E 相比，NT‑ U 表现出更 好的电化学动力 学和优异的性能。本文还进行 了不 同电压下 NT‑ U 聚酰亚胺在第一个循环过程中微观外观的演变。如图所示，NT‑ U 颗粒（原始）表面光滑，表面覆盖着大量 导电炭⿊ 。当放电至 1.5V 时，颗粒表面逐渐变得粗糙，这可能是由于锂的嵌入过程，形成了 NT‑ UxLi 化合物；当充电至 3.5V 时，越来越多地出现表面光滑的 PI 晶体，几乎没有出现表面粗糙的 PI 颗粒。不 同电压下 NT‑ U 聚酰亚胺在第一个循环过程中 SEM 微观外观的演变结果分析根据原位 FTIR 和原位 XPS 分析，锂原子通过烯醇化反应引入到 NT‑ U 分子中：C=O → C–O–Li。然而，DFT 计算表明，4 个锂原子开始由两个相邻亚胺基团的羰基共享。随着锂化过程的继续，相邻的尿 素单元和亚胺部分的羰基又共享了 2 个锂原子。图中的表格显示了每个锂化过程的结合能。简而言之，NT‑ U 电极的锂化机理 可以描述为一个 3 电子过程，其中 2 个锂原子首先与亚胺部分的 C=O 基团反应，第三个锂原子与相邻尿 素单元和亚胺部分的羰基结合。这些结果表明，循环过程中的锂化/脱锂过程导致 NT‑ U 晶体结构的周期性变化。因此，NT‑ U 保持高度结晶的结构，在放电/充电循环过程中经历周期性的可逆变化，表明作为正极表现出良好的长期性能。结论综上所述，筛选出低成本尿 素作为连接剂，通过一步缩聚反应构建聚酰亚胺有机电极材料 （NT‑ U）。与非晶态聚酰亚胺（NT‑ E）相比，NT‑ U 电极在 500mA g‑ 电流密度下可实现 165mA h g‑ g‑ 循环的高可逆容量 。通过原位 XRD、非原位 FTIR、非原位 XPS 和 DFT 计算等多种技术，对 NT‑ U 的储能机理进行了评估。尿素的规则平面结构和电负性羰基赋予 NT-U 高度堆叠的结构和更大的分子偶极矩，这导致在PI材料中形成强内建电场（BIEF）。NT‑ U 的 π‑ π 堆积效应使离域电子云重叠，增强了电子的转移。此外，BIEF 有效地加速了锂离子和电子在 PI 内的传输。 NT‑ U 的层状堆叠结构与 BIEF 相结合，可实现快速的反应动力 学和令人满意的电池性能。这项工作为利用 BIEF 灵活设计 PI 作为锂离子存储有机正极材料 提供了新的见解。

近期，中科院合肥物质院固体所赵邦传研究员团队在高性能水系锌离子电池电极材料研究方面取得系列进展，通过磁场 -电化学缺陷工程协同作用获得了一种超长寿命的 VS2基水系锌离子电池，并探索了 VS2在柔性自愈合锌离子电池中的应用。相关结果发表在 Materials Horizons 和 Small上。 　　水系电池因其低成本和高安全性在大规模储能领域具有广阔的应用前景，是锂离子电池的有力补充。其中，水系锌离子电池因锌金属高的理论比容量 (820 mAh g-1)和低的氧化还原电位 (-0.76 V vs. SHE)而备受关注。然而，通常锌离子电池正极材料的电化学性能有限，负极锌枝晶生长现象严重，使得锌离子电池的能量密度偏低，循环寿命偏差。因此，设计制备高能量密度正极材料和抑制锌枝晶的生长是开发高性能锌离子电池的两个关键因素。在此基础上，进一步制备柔性电池可有效拓宽储能器件的应用领域和范围。 　　鉴于此，研究人员采用一步水热结合高充电截止电压下原位电化学缺陷工程制备了一种具有手风琴状的VS2材料。该VS2材料晶格发生了有益的畸变，具有丰富的空位。材料独特的结构解锁了Zn2+沿c轴方向的传输，实现Zn2+沿ab面和c轴方向的3D传输，并可有效减小锌离子与VS2之间的静电相互作用，材料的比容量和倍率性能较为优异。同时，研究人员通过引入磁场的方法调节了电池中锌离子的运动方式，抑制了锌枝晶的生长，实现7400圈的超长循环寿命。 　　此外，团队通过简单的水热方法在柔性碳泡沫(CF)基底上生长了VS2纳米片阵列，制备了柔性VS2电极材料(VS2@CF)，探索了VS2在柔性锌离子电池方面的应用。得益于CF的高导电性和3D多孔骨架结构，VS2@CF表现出优异的倍率性能(5 A g-1时172.8 mAh g-1)和循环稳定性(1 A g-1下1000次循环后130.2 mAh g-1)。更重要的是，由VS2@CF正极、CF支撑的Zn负极和凝胶电解质组装的准固态电池VS2@CF//Zn@CF同样表现出优异的倍率性能( 0.2 A g-1时261.5 mAh g-1，5 A g-1时149.8 mAh g-1)和循环稳定性(1 A g-1下100次循环后126.6 mAh g-1)。VS2@CF//Zn@CF全电池还表现出良好的柔韧性和自愈性能，在不同弯曲角度下都具有较高的比容量，被剪开能迅速自愈合，并且愈合后能正常充放电。 　　合肥物质院固体所博士研究生毛云杰为论文第一作者，高能物理研究所散裂中子源科学中心司建国博士后对论文的部分结果进行了理论解释。该研究工作得到国家重点研发计划、安徽省重点研发计划、合肥大科学中心高端用户和合肥物质院院长基金等项目的支持。图 1. Zn-VS2 AZIB的结构示意图及电化学性能： (a) 结构示意图； (b) 循环性能； (c) 富含空位 VS2与其它类似结构正极材料的 Ragone图； (d)由 Zn-VS2电池供电的 LED灯光学照片。图 2. ( a)不同弯曲角度下的 VS2@CF//Zn@CF光学照片。 VS2@CF//Zn@CF电池的( b)循环性能和( c)倍率性能；( d)不同弯曲角度下的 GCD曲线；( e)由 VS2@CF//Zn@CF准固态电池点亮的商用 LED灯条。

德国元素Elementar | 新能源汽车行业电极材料分析解决方案对于新能源领域的发展来说，电池是关键的环节，也是近年来产业链中投资火热的领域之一。动力电池性能指标主要有储能密度、循环寿命、充电速度、抗高低温和安全性五个维度，其中储能密度和安全性是两大刚需，凭借这两点磷酸铁锂电池和三元锂动力电池跻身主流市场，分别应用于电动客车和电动乘用车市场。 三元锂动力电池是锂电池的一种，是指采用镍钴锰酸锂做正极材料的锂电池。而另一种锂离子电池阳极材料是磷酸铁锂，化学式为LiFePO4，主要用于各种锂离子电池。随着电池行业的快速发展，相关公司针对于现有的三元锂电体系，提出了无钴电池材料的研发方向，由于钴的价格比较昂贵，可以通过增加镍的含量，来增加能量密度和降低成本。 硅材料是目前已知的拥有最高理论比容量的负极材料，作为锂电池负极，在提高动力电池性能上有着巨大的潜力，并且工业上大规模应用的时间窗口已经来临。但是，硅负极材料具有较高的体积膨胀，纯硅作为锂离子电池负极材料时极易粉化、脱落，从而与电解液不断形成新的SEI膜，其电化学性能较差。因此硅碳复合材料是作为锂离子电池负极材料的理想选择。而对于以上的锂电池材料来说，碳硫元素含量的测量至关重要。因为这两种元素含量的范围会对锂电材料的充放电速率，电池容量以及电化学性能有很大影响。这里选择了来自于德国元素的inductar CS cube对于这三种材料进行测量：inductar CS cube 红外碳硫仪应用领域：黑色系金属合金，有色金属，有色金属，碳化物及陶瓷材料，地质矿物，电极材料的碳硫分析。特点：

近日，中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所微纳中心研究员吴天准团队研发出一种普适于神经界面、水氧化及抗生物污染的功能化电极材料。相关研究成果以Platinum Nanocrystal Assisted by Low-Content Iridium for High-Performance Flexible Electrode: Applications on Neural Interface, Water Oxidation and Anti-Microbial Contamination为题在线发表于Advanced Materials Interfaces上，并被选为封面文章。　　近年来，侵入式和植入式器件已广泛应用于人造耳蜗、人造视网膜、深脑刺激器等神经假体，以便治疗和诊断神经疾病。其中神经电极作为连接内部组织与外部设备之间的桥梁，正朝着微型化和集成化的方向发展，这将为临床提供更高的电刺激/记录效率。然而，电极尺寸的大幅度缩小会造成极大的界面阻抗，严重降低了其电荷存储和注入能力等性能，从而限制了其临床应用。基于上述考虑，研究人员在前期工作中已研发出铂、铱纳米修饰材料（Electrochim. Acta, 2017, 237, 152-159 Adv. Mater. Interfaces, 2019, 6, 1900356 ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 14495-14506 IEEE Sens. J. 2021, 21. 22868-22877），有效改善了神经电极的电学性能和刺激效率。　　在前期基础上，研究人员进一步开发出了具有极大表面积的3D铂纳米枝晶，同时利用极慢速扫描沉积的方法将低含量的氧化铱纳米颗粒（＜3 wt% Ir）较好地附着于铂纳米枝晶结构上。研究结果表明，在微电极表面（电极直径：200 mm）修饰铂纳米枝晶材料后，电化学阻抗相比未修饰电极降低了94%以上，阴极电荷存储能力增大了30倍。继续修饰低含量的氧化铱纳米颗粒，可使上述性能迅速翻倍，这是由于该复合材料表面通过可逆法拉第过程注入电荷时，有相应的氧化还原反应发生，此时电极/组织界面可以容纳更多的电荷。该复合材料修饰的电极在经过1亿多次的连续电脉冲刺激后，氧化铱薄层仍然牢固附着在铂枝晶结构上，电性能无显著下降，稳定性优异。　　此外，铂和铱具有优异的催化性能，常作为析氢反应（HER）和析氧反应（OER）的电催化剂。该团队在前期已通过电沉积手段制备了一种铂纳米材料，在HER中表现出巨大潜力（Chin. Chem. Lett. 2020, 31, 2478）。然而，水的电解效率往往受限于OER的高过电位。基于此，团队将修饰有上述低含量氧化铱的铂纳米枝晶电极用于OER，发现在0.5M H2SO4中仅需150 mV的低过电位，即可达到10 mA×cm-2的电流密度；氧化铱的加入使铂纳米枝晶的Tafel斜率降低了75%（~41 mV×dec-1）。在该电流密度下经过12h的恒电流测试后，电极表面的微观结构和催化性能未发生明显变化，表现出优异的催化稳定性。此外，考虑到微生物粘附引起的生物污染会限制植入器件的服务周期，团队进一步探索了该电极的抗微生物污染能力。研究发现，经培养48h后，大肠杆菌在具有铂铱纳米复合枝晶结构的电极表面覆盖率远远低于平面铂电极，证实了其潜在的抗菌能力。　　上述研究成果有效解决了现有的技术短板，可操作性强，能批量生产，可普适于神经界面、水氧化、抗生物污染等方面，有望广泛应用于神经假体、高效刺激/记录电极、生物传感等柔性生物电子，以及能量存储等实际应用领域。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科创委等项目的资助。　　论文链接

在智能可穿戴电子领域，稳定耐用的柔性可拉伸导体仍然是一个巨大的挑战。尤其是在人体表皮生理信号的收集过程中，稳定的可拉伸电极可以实现长时间精准的信号收集。目前无论是表面结构设计型、导电材料复合型还是本真可拉伸型电极，均难以实现在动态变形下稳定的电性能。所以，制备具有高稳定电性能的电极仍然是一个极大的挑战。近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所柔性磁电功能材料与器件团队在李润伟研究员的带领下，受到人工渔网启发，模仿“水膜-鱼网”结构设计了具有柔性自适应导电界面的超稳定可拉伸电极，提出利用静电纺丝法构建液态金属聚氨酯（TPU）二维“仿水膜-鱼网”结构薄膜，实现了极低初始方阻（52mΩ sq-1），解决了弹性电极中导电率和拉伸率不可兼容、循环变形下电性能不稳定的问题，应变下通过网孔束缚液态金属对外扩展和液态金属在网孔内自适应流动，实现低电阻高稳定可拉伸电极，该电极的动态自适应导电网络使其具备极强的动态循环稳定性，经过33万次100%拉伸应变循环，电阻仅变化5%，同时电极面对冷热、酸碱、浸水等服役环境变化，依旧表现出稳定的电性能。该电极可应用于全天候人体表皮生理信号监测、智能人机交互界面及人体热疗等方面，有望助力基于万物互联的可穿戴健康监护系统及电子皮肤人机交互界面的持续发展。该工作以题为“Ultra-robust stretchable electrode for e-skin: In situ assembly using a nanofiber scaffold and liquid metal to mimic water-to-net interaction”的论文发表在InfoMat上（DOI:10.1002/inf2.12302），并被选为封面文章（如图1）。图1 液态金属基超稳定可拉伸电极及应用InfoMat封面该团队通过TPU静电纺丝与液态金属微纳颗粒静电喷涂的原位复合，以及随后进行的机械激活，制备出了仿“水膜-渔网”的可拉伸电极。该电极的超稳定电性能，主要得益于其仿“水膜-渔网”结构，也可称之为液态金属动态自适应网络，由于液态金属薄膜与聚氨酯纺丝网的交互作用，在小应变下（＜100%的应变），SEM原位观察到液态金属可以实现自适应流动，卸去局部应力，保持导电薄膜连续；在大应变下（300%-500%的应变），尽管液态金属薄膜会破裂，但聚氨酯纺丝网会阻碍其断裂，并使其包裹在纤维丝上，保持整体导电网络的稳定性（图2a）。作者还透彻分析了液态金属微米纳米球如何通过尺寸效应和微观捆绑结构实现与纳米纤维丝网络的复合。图2 超稳定电极机理及应用同时，通过局部激活和激光切割，可以将聚氨酯液态金属复合材料制备成多层多功能人机交互系统。上层电容传感阵列连接在集成电路和蓝牙模块上，能够实现无线信号传输，在拉伸和弯曲状态下均可以对计算机输入无线指令，可应用在智能可穿戴游戏控制等方面。下层蛇形加热器展现出良好的电热稳定性，可以实现45℃-90℃稳定加热，并展现出优异的加热循环性能，可用于人体加热治疗。局部激活的电路对机械破坏展现出很好的抵抗性，该电极可以实现即时导电通路重建，使电极在破坏、拉伸状态下依然能够正常工作（图2b）。该电极展在100%应变拉伸循环试验中，在第一次拉伸电阻发生了轻微升高，后续的33万次循环中，其电阻仅上升了5%，该特性要远远优于其他已报道的可拉伸电极（图2c）。该电极可以实现人体表皮全天候心电信号检测。首先，通过体外细胞实验证明该电极具有良好的生物相容性和极低毒性，可以用在人体表皮进行心电监测，其展现出与商用凝胶电极类似的阻抗性能。其次，该工作根据人的活动场景，为电极设计了静态、运动、水冲三个工作场景，超稳定电极展现出优异的心电信号收集能力，信噪比达到0.43，尤其是在水冲环境中，该电极依然能够收集到稳定、清晰的心电信号，可用于全天候心电诊断（图3）。图3 超稳定电极的生物相容性探究及其在全天候心电监测方面的应用综上所述，该工作设计并实现了超耐用可拉伸电极，基于液态金属和聚氨酯纺丝网络构成的自适应导电网络，实现了在机械变形、长时间氧化、循环浸没、加热、酸碱浸泡等各种环境刺激下的稳定电性能，尤其实现了33万次拉伸循环下极小的电阻变化。该电极可以应用在全天候心电监测、智能人机交互系统等方面，在长时间体表电子皮肤、体内生物相容性器件等方面展现出很大的潜力。该工作由曹晋玮、梁飞、李华阳等在李润伟研究员与宁波诺丁汉大学朱光教授的共同指导下完成，并得到国家自然科学基金（51525103、51701231、51931011），宁波市3315人才计划，宁波科技创新2025项目（2018B10057），浙江省自然基金（LR19F010001），浙江省杰出青年科学基金（2016YFA0202703）中国科学院王宽诚教育基金（GJTD-2020-11）的支持。

以国家供给侧改革和“一带一路”倡议为背景，以抢抓国家“兰州—西宁城市群”建设重大战略机遇为契机，以打造炭素强企为蓝图，又一家炭素行业的新星企业选择四川赛恩思仪器生产的HCS-801D型高频红外碳硫分析仪作为其检测设备。该新材料企业是我国大型钢铁企业中国宝武和辽宁方大集团共同出资筹建，其10万吨超高功率石墨电极项目总体设计代表了世界先进水平，完全符合我国智能制造、绿色制造、高质量发展的要求。感谢客户的选择，四川赛恩思仪器能够参与这一项目倍感荣幸。我公司根据客户的需求配置了碳硫全量程（0.00001%-99%）高频红外碳硫分析仪，满足其测试不同含量样品需求，特别是超高和超低碳硫含量测试数据深受用户好评。硫含量是评价石墨及其石墨制品品质的重要指标，硫含量高低直接影响石墨产品价格，甚至影响其产品性能。四川赛恩思仪器生产的HCS-801D型高频红外碳硫仪分析仪采用大功率高频炉提高了非金属样品的转化率，运用新算法在超低、超高含量的数据补偿计算上突破很大，关键测试器材均采用进口部件，为大型企业，多品种样品分析提供了数据保障。 我公司工程师对客户公司的检测人员进行了仪器操作和维护方面的培训，并在现场测试样品，数据结果获得客户的一致认可。样品名称编号标准含量测试结果C%S%C%S%冶金焦炭GBW11106C0.550.55580.550.54910.550.55930.550.5494硫精矿GSB04-2709-201147.647.577747.647.827847.647.652147.647.5532生铁YSBC28072-953.140.0873.13450.08613.140.0873.15590.08703.140.0873.15310.08713.140.0873.14650.0868普碳钢YSBC37110-080.0830.0310.08250.03150.0830.0310.08270.03160.0830.0310.08310.03080.0830.0310.08410.0311 四川赛恩思仪器已先后研发生产了高频红外碳硫仪、火花直读光谱仪、氧氮氢分析仪以满足客户的检测需求。四川赛恩思仪器有限公司诚邀全国各地经销商和使用方来函、洽谈咨询；欢迎有识之士、营销人才加入四川赛恩思仪器有限公司共谋发展！

温度对于锂离子电池的稳定性和安全性有较大的影响，因而热分析表征在锂电研究中具有重要意义。在热分析仪器领域，耐驰拥有60余年的应用经验，其产品覆盖了热分析的各个分支领域，从差热、热重到热机械、热膨胀及热质/热红联用，都能提供一系列具有高精度及高稳定性的仪器，高温领域可达2800℃，低温可达-180℃。仪器信息网整理了2020年耐驰热分析技术在锂电研究中的最新应用。　　点击报告题目，即可进入视频页面进行观看。报告题目主讲人锂电行业热分析解决方案介绍耐驰科学仪器商贸（上海）有限公司应用支持经理 王荣电极材料中碳含量的综合热质联用分析德国耐驰仪器制造有限公司 市场与应用总监 曾智强

p strong 仪器信息网讯 /strong 2019年10月24日，第十八届北京分析测试学术报告会暨展览会(简称BCEIA2019)同期，在北京· 国家会议中心，中国核能新材料技术高峰论坛(以下简称高峰论坛)隆重召开。本届高峰论坛由中国新材料测试评价联盟、核能材料产业发展联盟联合主办，国合通用测试评价认证股份公司、国家电投集团科学技术研究院有限公司承办，有研科技集团有限公司、国家电力投资集团有限公司支持。近100多人会场座无虚席，精彩内容得到与会观众热烈欢迎。 /p p style=" text-align: center " img style=" width: 400px height: 255px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/a65023bb-59ba-4870-9088-e13fa7125090.jpg" title=" 孙泽明.jpg" width=" 400" height=" 255" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 孙泽明.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　中国新材料测试评价联盟秘书长孙泽明主持会议 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 255px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/672eeac3-8e05-4788-a631-efacd79ddb0a.jpg" title=" 夏海鸿.jpg" alt=" 夏海鸿.jpg" width=" 400" height=" 255" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 核能材料产业发展联盟秘书长夏海鸿致欢迎辞 /p p 　　从会议报告中了解到，截止2018年12月，全球计划新建核电机组的国家46个、计划建造98台、规划建造的核电机组总数达到208台。中国是全球唯一的30余年不间断建设核电的国家，已经建成了配套的核电工业体系，以中核、中广核、国家电投等为代表，在核电技术研究、研究设计、工程管理、运行、维修服务和放射性废物处理方面有很强的实力 截止2019年10月，中国在建核电机组10台，国务院新核准了5个项目共10台核电机组。中国不仅在国内建设更多的核电项目，同时致力于成为核电技术及装备出口的大国，目前出口巴基斯坦的“华龙一号”正在施工中。由此可见，未来中国核电产业链各环节的发展将有望进一步加速 核能行业协会预测，到2035年中国每年须开工6-8台机组。核能的应用不仅仅是核电，叶奇蓁院士在报告谈到，随着热网传输技术的提高，已经实现60-70公里的有效传输，温降不到3摄氏度，以核能供热取代燃煤锅炉以提高清洁供暖的比重成为了可能 多用途小型堆可广泛应用于供电、供汽、供热、海水淡化等方面。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/28b77b76-a18a-4abb-b224-377179f42612.jpg" title=" 叶奇蓁院士.jpg" width=" 400" height=" 255" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 叶奇蓁院士.jpg" style=" width: 400px height: 255px " / br/ /p p style=" text-align: center " 　　核能材料产业发展联盟专家委名誉主任叶奇蓁院士作报告 /p p style=" text-align: center " 　　《我国核电发展及耐事故燃料》 /p p 　　中国已经掌握三代核电技术，正在研究发展下一代核电技术。叶奇蓁院士分享耐事故燃料研究的不同研究方向及其最新进展。耐事故燃料包括包壳和燃料芯块，包壳有锆合金涂层、先进金属包壳以及SiC复合包壳等，涉及到不同类型的材料和工艺研究，中核集团、复旦大学、中科院材料所、西工大等在不同的技术方向上已经开展深入的研究工作。为此，高峰论坛围绕着核能新材料研究、应用，组织了《核电关键材料技术及挑战》、《核级锆材的质量控制》、《中子散射技术及电离辐射计量在核材料领域的应用》、《核电关键设备无损检测技术应用》《核电关键材料的辐照损伤行为》等9个技术报告。随着中国核电建设的不断发展，对材料性能要求将更高、更为全面，对核能新材料研究所需的性能和数量的要求也会越来越高! /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/6e33c884-d500-4910-aed9-918b5b6b572b.jpg" title=" 徐玉明.jpg" width=" 400" height=" 255" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 徐玉明.jpg" style=" width: 400px height: 255px " / br/ /p p style=" text-align: center " 　　中国核能行业协会专家委副主任徐玉明作报告 /p p style=" text-align: center " 　　《中国核电“走出去”的机遇与挑战》 /p p img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/6cc23e52-f0a1-418d-bb46-762460163ba2.jpg" title=" 核能新材料技术高峰论坛会场.jpg" alt=" 核能新材料技术高峰论坛会场.jpg" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / span style=" text-align: center " /span br/ /p p style=" text-align: center " 　　中国核能新材料技术高峰论坛会议现场 /p

北京大学付恩刚团队和北京科技大学吕昭平团队合作，在材料抗辐照损伤机制研究方面取得进展，发现共格纳米粒子湮灭缺陷行为，揭示了其循环溶解再析出的缺陷湮灭机制，提出了通过超晶格纳米粒子动态无序-有序转变提高抗辐照损伤性能的全新材料设计策略。研究成果以“共格超晶格纳米粒子可逆无序-有序转变实现超高抗辐照性能（Superior Radiation Tolerance via Reversible Disordering-Ordering Transition of Coherent Superlattice）”为题，于2022年5月30日发表在《自然• 材料》（Nature Materials）上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-022-01260-y。发展先进核能系统是我国实现碳达峰、碳中和目标和解决能源危机的重大需求和重要战略，其中重要的一环是研发高性能结构材料，特别是抗高温辐照的金属材料。核反应堆的结构材料在高温高剂量辐照等极端环境中长期服役且不可替换，其性能退化甚至失效与辐照空洞等典型缺陷的形成演变密切相关。长期以来，增强材料抗辐照能力的策略是通过引入界面来湮灭辐照缺陷，但在高温高剂量辐照下，界面不稳定性诱导缺陷累积与材料失效的这一瓶颈仍亟需解决。针对这一科学问题，研究团队突破传统机制，通过在马氏体钢中引入完全共格结构的化学有序Ni（Al，Fe）金属间纳米析出相，在高温（400~600℃）辐照下，因其极低的形核势垒和极易发生的短程溶质重排主导的动力学行为，可快速进行有序-无序-有序循环动态转变；这种局域相变在限制溶质和点缺陷长程扩散的同时，通过增强溶质和缺陷的重组进而消除缺陷，并保持高密度析出相的动态稳定；最终在超高剂量离子辐照后仍无空洞，展现出超高抗辐照肿胀能力（图）。图：在高温离子辐照环境下，含高密度Ni（Al，Fe）纳米粒子的超晶格钢展现出超高抗辐照肿胀性能该研究成果对开发工程应用新型抗辐照材料以及深入理解辐照机制都具重要意义。

2024年4月8日，工业和信息化部印发《工业和信息化部办公厅关于印发2024年第一批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科〔2024〕18号），由中国电子技术标准化研究院（赛西，CESI）归口管理并组织起草的行业标准SJ/T xxxx《锂离子电池电极材料粒度分布检测方法 激光衍射法》（计划号：2024-0318T-SJ）计划正式下达。该标准由宁德时代新能源科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、广东邦普循环科技有限公司等参与起草。近日，起草组已完成征求意见1稿的编制工作，为保证项目的进度和质量，现向各相关单位征求意见，请于2024年7月31日前将意见反馈至zhaolx@cesi.cn。工作组秘书处将择期组织召开标准征求意见1稿讨论会，具体时间另行通知。中国电子技术标准化研究院作为工信部锂离子电池及类似产品标准工作组的组长和秘书处单位，将充分依托该工作组，联合国内锂/钠离子电池领域产、学、研、用等单位共同开展该标准的编制工作。工作组成员单位可直接联系项目组负责人报名并获取征求意见稿，非工作组成员单位如需参与该标准制定并反馈意见，请先联系工作组秘书处加入工作组或项目组。工信部锂离子电池及类似产品标准工作组秘书处：刘 冉 冉电话：010-64102192邮箱：liurr@cesi.cn激光衍射法是锂离子电池电极材料粒度分布最常用的检测方法 。为帮助业内人士深入了解激光衍射法等粒度表征技术及应用的最新进展，促进跨领域交流与合作，仪器信息网与中国颗粒学会将于2024年7月23-24日联合举办第五届颗粒研究应用与检测分析网络会议，会议特别设置电池材料与颗粒分析表征、多孔材料与颗粒分析表征、超微及纳米颗粒分析表征、颗粒与健康四个专场。一键免费报名参会：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/particuology2024/点击图片直达会议页面

近日，作为长春高新区新材料产业园的依托平台——长春应化所先进材料与技术产业园正式开工奠基。 　　据了解，该产业园占地面积26万平方米，建筑面积20万平方米。中科院长春应化所以“项目+人才+技术+设备”的方式，整合数亿元资金，在新材料产业园内打造通用技术、专用技术和产业化孵化等三个平台，建设高分子聚合、高分子加工、金属材料、非金属材料、电化学分析仪器及传感器、催化与新能源、专用技术和材料性能评价表征等八大专项技术孵化基地。 　　该产业园建成后，将发展石油资源型、非石油资源型(循环资源型)高分子结构材料和高分子功能材料，实现稀土资源和植物资源的高值化利用，不断提升长春应化所在新材料领域的产业化创新能力，成为集应用研究与高技术创新研究于一体的国内一流新材料孵化和产业化基地。

磁电多铁性材料是指同时具有磁有序与电化有序的一类多功能材料，利用两种有序的共存和相互耦合，可以实现磁场调控电化或者电场改变磁性质。多铁性材料作为具有重要应用前景的自旋电子学材料体系获得了广泛研究，有望用于实现下一代信息存储器、可调微波信号处理器、超灵敏磁电传感器等领域。而实际应用要求材料同时具备大的电化强度以及强的磁电耦合效应，且这种兼容性在以往的单相多铁材料中很难存在。因此，寻找兼具这两种优异性能的单相多铁性材料是十分迫切但又具挑战的科学问题。 近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理实验室龙有文研究员（Quantum Design公司用户）团队，利用特的高温高压技术，次成功制备了具有A位有序钙钛矿结构的BiMn3Cr4O12体系，并罕见地发现该单相材料同时具备大电化强度以及强磁电耦合效应。 图1 BiMn3Cr4O12的一系列磁电测试结果（a）磁化率及其居里-外斯定律拟合；（b）比热与介电常数；（c）热释电与电化强度；（d）磁化曲线；（e）低温热释电；（f）低温电化强度 通过磁化率、磁化强度、比热、介电常数、电化强度、电滞回线、高分辨电镜、同步辐射X光衍射与吸收谱、中子衍射等一系列综合结构表征与物性测试，龙有文团队发现，随着温度降低，BiMn3Cr4O12在135 K经历了一个铁电相变，在该铁电相变温度以下可观察到显著的电滞回线，并导致大电化强度的出现。 图2 BiMn3Cr4O12不同温度下的电滞回线，展示了大电化强度 当温度降低到125 K时，BiMn3Cr4O12经历了一个反铁磁相变，中子衍射证明该反铁磁转变源于B位Cr3+离子的G-型长程反铁磁有序，而A' 位的Mn3+离子仍未形成磁有序。在125 K以下，长程磁有序与铁电化共存，但该反铁磁序不能诱导电化相变，因此材料进入到具有大电化强度的类多铁相（电化强度可能会比较大，但磁电耦合很小）。 图3 磁场对BiMn3Cr4O12电化的调控，展示了强的磁电耦合效应 当温度继续降低至48 K时，A' 位的Mn3+离子也实现G-型长程反铁磁有序，并且A' 位Mn3+离子与B位Cr3+离子一起组成的自旋有序结构导致化磁点群的形成，可以打破空间反演对称性。因此，48K时的反铁磁相变诱导另一个铁电相变，伴随强的磁电耦合效应的出现，此时材料同时呈现二类多铁相（材料具有较强的磁电耦合，但电化强度往往很弱）。由此可见，低温下BiMn3Cr4O12既包含类多铁相又包含二类多铁相，从而大的电化强度与强的磁电耦合效应在这一单相多铁材料中同时实现，突破了以往这两种效应在单相材料中难以兼容的瓶颈，大大推进多铁性材料的潜在应用。 相关研究结果于近期发表在Adv. Mater. 29, 1703435（2017）, 并被该期刊选为Inside Cover。该工作获得了国内外同行的广泛合作，同时获得了科技部、自然科学基金委、中国科学院等项目的支持。 文章来源：（中国科学院物理研究所 | 北京凝聚态物理实验室，终解释权归中国科学院物理研究所 | 北京凝聚态物理实验室官网所有） 相关产品：SuperME 多铁材料磁电测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C148929.htm TEGeta 多功能热电材料测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C277658.htm完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htmMPMS3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17089.htm多功能振动样品磁强计 VersaLab 系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C19330.htm

p 11月11日，合肥新阳半导体材料有限公司集成电路关键工艺材料项目奠基仪式在新站高新区举行。该项目投资3.5亿元，是上海新阳业务向外拓展投资额最大的一个项目。此项目的开工，是该区落实长三角一体化发展的重要成果，为全市提升产业发展综合实力、进一步“补链、强链、壮链”增添新的重要力量。 br/ 近年来，随着长鑫、晶合等一批重大项目的相继落户、投产，合肥集成电路产业已经形成了从设计、核心制造、封测到智能终端的产业框架。作为全省重要的战略性新兴产业集聚发展基地，新站高新区依托电子材料集中区的平台优势，积极打造具有影响力的合肥半导体材料产业园。未来，将用一流的环境、高效的服务，为国内优质的半导体材料企业提供量身定制的发展舞台。 /p p 合肥新阳半导体材料有限公司位于珠城西路与九顶山路交口西南角，项目建筑面积约5万平方米。项目建设达产后形成集成电路制造和封装的关键功能性超纯化学材料的生产能力，其中包括芯片铜互连超高纯电镀液系列产品，芯片高选择比超纯清洗液系列产品，芯片高分辨率光刻胶系列产品，芯片级封装与集成电路传统封装引线脚表面处理功能性化学材料等。此项目投入运行，也将使合肥的半导体产业规模得以提升，为合肥经济发展做出更大贡献。 /p

近年来，凝胶材料因其灵活可调的力学特性和丰富的功能，受到了各领域研究者的极大关注。然而，凝胶材料往往因溶剂的迁移而具有较低的稳定性，容易溶胀或干燥变形，已经成为制约凝胶材料深入应用的瓶颈难题。尽管已经开发了多种策略来提高凝胶的稳定性，然而，从热力学角度来看，如果凝胶中溶剂的含量偏离了聚合物的平衡溶胀状态，溶剂将不可避免的发生迁移。因此，若要准确控制凝胶中的溶剂含量，保持高稳定性，需要有效抑制溶剂迁移的动力学过程。基于“分子阻塞”超分子机制的有机凝胶构建思路。（论文课题组供图）机械互锁作用通过分子结构中的几何关系将不同的分子连接起来，这使得非共价连接的分子，能够保持稳定的聚集状态。西安交通大学化学学院“智能高分子”团队吴宥伸副教授和张彦峰教授，从机械互锁超分子原理中汲取灵感，提出了“分子阻塞”超分子机制，利用溶剂分子与交联网状结构之间的尺寸差异带来的阻滞，有效抑制溶剂在凝胶内的迁移。通过设计和合成分子尺寸超过1.4 nm的液态支链柠檬酸酯(branched citrate ester, BCE)，并将这种大体积分子作为溶剂与交联聚脲原位聚合，制备获得系列新型“分子阻塞”凝胶。“分子阻塞”凝胶具有与普通聚合物或弹性体相媲美的卓越稳定性，可储存10个月而无任何形貌或力学性能改变，并能耐受高温烘烤，保持质量和性能的稳定。特别是“分子阻塞”凝胶的杨氏模量能够在1.3 GPa至30 kPa的大范围内连续调控，变化幅度达到创纪录的43000倍，有效覆盖了现有交联树脂、塑料、弹性体和凝胶的范围。同时，“分子阻塞”效应作为一种非共价耗散机制，赋予了凝胶材料独特的粘弹性力学特性，使其具有高阻尼，达到和超过了商业化的聚氨酯和聚脲材料。上述研究成果，近期发表于《先进材料》，西安交通大学化学学院为第一单位，西安交通大学生命学院为合作单位。论文第一作者为化学学院吴宥伸副教授，论文通讯作者为化学学院副院长张彦峰教授。这一研究受到了国家自然科学基金和西安交通大学分析测试中心的支持。

太空环境由极端温度、真空、微流星体、太空碎片和太阳黑子活动引起的大变化组成。航天器和航天系统的设计和建造很大程度上依赖于这些参数。暴露在这些恶劣环境下的系统表面由于原子氧的存在而产生破损。因此，高强度和刚度的先进工程材料使20世纪的月球探索时代成为可能，人类探索火星和更远的目的地将需要新一代的材料。20多年来，在纳米尺度(一维小于100nm)合成和加工材料的独特性能吸引了各行各业的关注，这些特性包括大表面积、高纵横比、高各向异性、可定制的电导率和导热系数以及独特的光学特性等。这些特性可用于制备高强度、轻量化和多功能结构、新颖的传感器以及具有高度可靠的环境控制能力、能够屏蔽辐射的储能系统。可持续技术改进的交织性质使纳米材料成为航空航天应用的理想材料。纳米材料可以集成到复杂的航空几何结构中，减少制造技术中的废物产生。这也可用于轻量化和无需耗时维护的机身和结构的设计。石墨烯结构由单层厚度的六方晶格碳原子组成，具有高强度、高刚度、低密度、高电导率和导热率。石墨烯具有高的载流子传输速率，表现出比铜导体好的导电性，比硅半导体更好的材料。石墨烯基复合材料应用于航空航天工业，能有效地减轻重量，提高材料强度，从而减少排放，减少燃料消耗，最终实现更绿色和更清洁的环境。以石墨烯为基础的先进纳米材料在航空工业中，得到了广泛的认可和应用。本文主要从以下三方面进行综述: （1）简述石墨烯结构及其性能特征；（2）主要介绍石墨烯在空天推进和动力领域的热门应用方向，例如复合推进剂，热管理，电极材料，光帆材料等方面；（3）石墨烯未来在空天领域的应用前景和挑战。一、石墨烯结构及其特性石墨烯由单原子厚度的sp₂杂化碳原子同素异形体组成，呈二维(2D)平面蜂窝状晶格。也是构成石墨、碳纳米管、富勒烯等多种碳的同素异形体的基本单元。如图1所示，具有二维碳原子结构的石墨烯，可以通过堆叠形成三维的石墨，也可通过卷曲形成一维的碳纳米管，或者通过包裹形成零维的富勒烯。图1 （a）石墨烯及碳的同素异形体；（b）石墨烯的晶格结构，属于相邻两个碳格A和B的碳原子以圆点表示；（c）石墨烯的能带结构；（d）石墨烯起伏表面模型图。早在1940年，就有理论认为，二维的石墨烯处于非稳定热力学状态，无法在有限温度下自由存在。因此，一直仅是一个学术概念。直至2004年，曼彻斯特大学利用简单的机械剥离方法成功获得单层石墨烯，从而证实它可以稳定存在。石墨烯的蜂巢晶格结构由密集分布在六边形点阵上的碳原子构成，原子排列十分紧密。碳原子以sp₂电子轨道杂化，在平面内形成3个σ键，键角120°，键长约为0.142nm（图 1(b)），2pz轨道电子在垂直于平面方向形成大π键。石墨烯具有特殊的能带结构，由简单的紧束缚模型可以计算得出，它的导带（π*带）和价带（π带）在布里渊区的两个锥顶点K和K´交于一点，称为Dirac点，进而形成圆锥状的低谷。同时，通过观测发现，石墨烯并不是一个完美的平整的二维结构，而是在微观状态下表现出一定的起伏（图 1(e)），这也被认为是石墨烯能够在室温下自由稳定存在的原因。由于其优异的化学稳定性、高载流子迁移率、低密度和光学透明度等特性，在传感器、光子和电子器件等领域被认为是一种很有前景的材料。这一新型碳材料也从此开辟了一个崭新的研究方向，以其令人兴奋的独特性质，涉及的领域覆盖化学、力学、医学、电子智能及众多交叉学科，并由此创造了潜在的巨大经济价值与广阔的应用前景。二、石墨烯在空天推进领域热门应用方向航空航天应用历来是先进材料的驱动力，从太空飞行器的强化碳-碳热保护系统到先进的推进动力系统。只有工程纳米材料的应用才能满足需求，使得航空航天发展更进一步。（一）复合推进剂石墨烯的应用目前也已经扩展到复合推进剂领域，主要用于提高推进剂的热分解、导热以及力学性能。研究最多的就是复合固体推进剂含能组分的热分解，分解速率的提升对于提高推进剂的燃烧性能至关重要，而热分解又主要依赖于催化剂体系。传统上广泛使用的催化剂主要是一些过渡金属及其氧化物。它们的催化能力依赖暴露出来的金属活性位点的数量，然而其往往容易发生团聚，降低催化活性。为了克服这一问题，纳米碳材料已经被广泛作为催化剂载体，以抑制催化剂颗粒的团聚，提高其催化能力。以石墨烯为基底负载无机纳米颗粒的方法主要有非原位复合和原位复合。非原位复合是将预先制备好的纳米颗粒直接附着在石墨烯上，但是由于兼容性问题以及改性剂可能影响到与含能材料之间的相互作用，所以以原位复合方法制备复合推进剂的方法研究的较多。原位复合是通过在石墨烯表面上由各种前驱体制备出纳米颗粒的方法。根据制备手段不同原位复合可以分为还原法、电化学沉积法、水热法、溶胶-凝胶法。石墨烯原位复合纳米材料的制备方法中，电化学沉积法、溶胶/凝胶法由于工艺复杂或原料昂贵，不适合大规模生产。水热法相对于化学还原法的优势在于避免了还原剂的使用，还可以负载金属氧化物纳米颗粒，纳米颗粒分散度高，粒径小且对负载纳米颗粒的性状调控性更强。在实际应用中，根据负载的燃烧催化剂选择不同的方法制备。DEY等采用微波法制备了直径约20~30nm的Fe₂O₃粒子均匀分散在石墨烯片上的Fe₂O₃/Graphene复合粒子，作为AP的催化剂，并对其催化性能进行研究。研究发现，随着Fe₂O₃/Graphene含量的增加，催化作用也明显增强，同时指出Fe₂O₃/Graphene能够有效加快AP系推进剂的燃烧速率。复合固体推进剂的导热问题是导弹、火箭系统安全性与可靠性研究中的重要问题。一方面，由于推进剂不可避免地需要承受极端恶劣和复杂的温度环境，温度的变化很容易导致内部应力的产生；另一方面，导热系数对推进剂的点火和燃烧性能具有关键性的作用。以高分子粘结剂为基体的复合固体推进剂导热系数通常较低，这使得其在承受大幅度温度冲击时，热量无法快速传递，导致装药内部温度分布不均匀或呈梯度分布，进而产生严重的内部热应力，直接引起内部裂纹甚至结构破坏。石墨烯由于具有极高的导热系数和较轻的质量，目前已经广泛作为导热填料用于复合材料。这种具有二维结构的新型轻质碳材料实际上已经在含能材料导热性能的提升方面发挥了作用，如对于高聚物粘结炸药导热系数的提升。张建侃等总结了石墨烯应用于固体推进剂的研究进展的基础上，提出非氧化石墨烯由于导热系数高，适合经非共价改性后分散于推进剂基体中，增强基体的导热性能。此外，复合固体推进剂力学性能的不足将导致药柱无法承受冲击、振动、过载等复杂载荷的作用，进而产生裂纹，增大燃烧面积，引起发动机内压升高，甚至导致爆炸。为了提高复合推进剂的力学性能，在基体中添加纳米材料已经成为提高推进剂力学性能的重要手段。文献指出，石墨烯应用于复合推进剂，可以有效增强推进剂的力学性质。（二）热管理石墨烯纳米材料目前正被纳入各种航天热防护材料和热管理，以提高在各种气或热流动条件下热稳定性和机械完整性的极限。为特殊航天任务材料系统提供多功能的研究也在进行中。由于航空工业的发展，复合材料基体的耐热性和烧蚀性能提出了更高的要求。由于树脂具有良好的加工工艺等性能，被广泛用作耐烧蚀材料的主要基体。为了进一步改善烧蚀材料的性能，石墨烯由于其独特的结构，表现出优异的热稳定性能、力学性能、导电性能等特点，是制备先进复合材料的理想增强体。这些复合材料用于高超声速飞行器前缘的热保护系统、火箭喷管和固体火箭发动机的内部绝缘以及导弹发射设施结构。研究发现，氧化石墨烯/酚醛树脂/碳纤维复合材料的热稳定性和烧蚀性能得到了显著提高，这是因为GO在聚合物基体中的分散良好，GO与酚醛基体之间的界面相互作用强，以及热解后的层状碳结构。与其他样品相比，GO含量为1.25%的样品在烧蚀率、热扩散率和热稳定性方面表现最佳。该复合材料在不同温度下具有恒定的热扩散率，炭产率和烧蚀率分别提高了10%和51%。MA等为了提高碳纤维/ 酚醛复合材料的烧蚀性能，采用纳米填料对纤维增强体界面进行改性。首先，通过将低浓度的GO（0.1%）加入到碳/酚醛（CF/PR）中，结合实验和计算分析氧化石墨烯（GO）对提高复合材料抗烧蚀性能。氧化石墨烯填充复合材料在热阻方面的优势与氧化石墨烯的加入提高了PR的炭收率和纤维的石墨化。分子动力学模拟表明，即使浓度很小，基体内的氧化石墨烯也可以作为炭化PR石墨化晶体生长的核剂。在极端烧蚀温度下，纤维-基体界面处的氧化石墨烯可以与纤维结合。促进了石墨烯-纤维界面stone-throwing-wales缺陷(xy平面)和sp₂杂化(z方向)的形成，进一步提高了纤维的石墨化程度。文中还研究了两种纳米材料填充 CF/PR复合材料的界面、热性能和烧蚀性能。特别是，氧化石墨烯（GO）和石墨氮化碳（g-C3N4）被用于生产低负载（0.1%）的复合材料。通过氧乙炔火焰试验研究了复合材料的烧蚀性能。石墨烯填充和g-C3N4填充复合材料的抗烧蚀性能比原始复合材料分别提高了62.02%和22.36%，线性烧蚀速率的降低是导热系数、烧焦层和纤维石墨化程度共同作用的结果。氧化石墨烯填充复合材料的机理是氧化石墨烯可以显著提高纤维表面的石墨化程度，并进一步提高其抗高温烧蚀的耐热性。而在g-C3N4填充的复合材料中，较厚的纤维直径和烧蚀区炭化层可以分散可燃气体，提高抗氧化性能。此外，将石墨烯均匀地分散在丁苯橡胶基体中，显著提高了聚合物基纳米复合材料的抗烧蚀性能。多孔结构在烧蚀试验过程中形成，它增强了蒸腾和蒸发过程，降低了背面的温度升高。橡胶复合材料的极限拉伸强度和橡胶的肖氏硬度A得到有效提高，而断裂伸长率随着填料与基体比的增加而降低。与有机硅、天然橡胶和乙丙橡胶纳米复合材料相比，丁苯橡胶复合材料在暴露于超高温和剪切流后显示出很好特性。ARABY等制备了苯乙烯-丁二烯橡胶和石墨烯聚合物纳米复合材料。当纳米颗粒含量达到10.5%阈值时，产生导热和界面通道，此时导热系数最高。此外，如图2所示，辐射冷却正在成为一种越来越有吸引力的被动热管理方法，它利用周围环境中的光谱辐射特性。通过机械可重构石墨烯的选择性中间膨胀发射率控制，其中机械拉伸和释放会引起石墨烯的受控形态变化。利用太阳光谱吸收太阳辐射加热（从200nm~2.5μm，可见到近红外波长）并利用大气透射窗口（从8μm~14μm，中红外波长），通过将热量重新发射到外层空间来冷却表面。用于航空航天应用的系统和表面需要动态温度控制以获得最佳系统性能，同时满足个人舒适度和维护设备功能的热需求，并避免过热。能够在不同光谱范围内加热和冷却否定了使用具有相当均匀的高或低发射率值的传统材料，并且由于缺乏对发射率的动态调制，可调节温度的需要是刚性冷却表面无法实现的。同时，由于石墨烯良好的导热性，基于废热反射导热的石墨烯散热器在空间光伏聚光器上得到了应用，不仅降低了成本，在降低质量密度，比功率的提升方面都起到至关重要的作用。图2 （a）基于皱褶石墨烯的选择性发射；（b，c）褶皱节距的变化可利用太阳辐射和大气窗口来辐射冷却（10 μm）和加热（290nm）。（三）电极材料目前，小型化、自动化、以功能为中心的设备的快速发展，使星际任务和近地空间探索的实现更近一步。先进的纳米结构材料的引入促进了全球智能多样化的平台在电力、仪器和通信方面取得进步。然而，仍然缺乏高效可靠的推力系统，能够在长期部署期间支持小型卫星和立方体卫星的精确机动。此外，航空和空间系统需要可靠的电力生产、存储和传输，无论是短期还是长期活动。现有的能源系统正在被纳米材料创新所取代或补充。以石墨烯为基础的更好的工程纳米材料正在不断改进。MARKANDAN等使用氧化铝增韧氧化锆（ATZ）作为结构材料制造了一个微型推进器，氧化钇稳定氧化锆-石墨烯（YSZ-Gr）作为电极材料。YSZ-石墨烯不仅可以作为电解分解硝酸羟铵溶液的电极，还可以起到阻尼作用。这种微型推进器作为主推进系统具有潜在的应用，可用于卫星星座编队飞行中的快速轨道转移。离子推进器阴极（如图3（a）所示）的关键挑战在于减少或完全消除阴极的推进剂消耗，显著提高阴极的使用寿命，以及减少白炽部分的热损失。通过使用纳米多孔材料、纳米管和石墨烯，可以确保减少气体消耗。这个问题的最佳解决方案是通过使用高发射材料和表面结构完全消除通过阴极的气体通量。垂直排列的石墨烯薄片显著提高推进器效率的，作为无推进剂体系下的良好候选者而备受关注，如图3（b）所示。图3 （a）常用的热发射阴极示意图；（b)纳米多孔材料，垂直排列的石墨烯薄片直接生长在纳米多孔氧化铝上（比例尺：200nm）。（四）光帆材料基于石墨烯的轻型帆的推进系统因其灵活性和无需携带燃料这一特性而成为行星际和星际任务的候选技术。轻型航行也是唯一现存的空间推进技术，可以让我们在人类的一生中访问其他星系。为此举办的蜻蜓计划竞赛，就旨在评估激光驱动的光帆星际探测器发送到另一个恒星系统的可行性。这种大规模光操纵石墨烯光帆对实现星际探索和直接空间运输是具有深远意义的。如图4（a）所示，ZHANG等使用大块石墨烯泡沫在宏观尺度上观察到其直接光推进。这种三维石墨烯材料的新形态，使其不仅能够吸收不同波长的光，而且可以使用瓦级的激光，甚至阳光，按照一种新颖的光致电子喷射机制，直接推进到亚米尺度。如图4（b）所示，GAUDENZI与其合作伙伴制作了由铜网格支撑的石墨烯微膜二维帆叶，并在微重力环境下测试了光诱导位移。提出的材料设计消除了帆所需的光学和机械性能，从而大大降低了帆的总质量，并为利用石墨烯机械强度的高反射2D帆打开了大门。此外，PERAKIS等设计了石墨烯作为夹层的低密度和高反射率的三明治轻帆，达到指定加速度比目前最先进的镀铝的聚酯薄膜太阳帆材料性能更好。图4（a）石墨烯海绵在激光照射下向上推进和光致旋转示意图；（b）帆在激光照射下的垂直位移，显示了帆在微重力和真空中的不同位置(侧视图)：释放后(左)和在450nm、100mW的激光下加速350ms后（右） 。（五）其他领域由于太空环境由极端温度、真空、太空碎片和太阳黑子活动引起的大变化构成，那么先进的纳米复合材料被用于航空航天飞机结构和太空环境恶劣气候的涂层以及微电子系统的开发就变得非常的有意义。石墨烯霍尔效应传感器具有低热漂移，适用于航空航天应用的电力电子模块中的电流实时监测，可在高达500K的温度下工作。随着温度的升高，临界电子性质的变化，特别是载流子浓度和载流子迁移率的变化，这些参数是受实现传感器的石墨烯层狄拉克点Dirac点所独特影响的。利用门控优化石墨烯霍尔传感器可以实现低温度系数下的高灵敏度霍尔效应测量。此外，在其他星球上的生境开发受到多种标准的制约，其中之一就是空间碎片的撞击破坏。Kuzhir在纳米级厚度的铜催化剂膜和介质SiO₂基底之间通过催化化学气相沉积工艺合成Ka波段多层石墨烯薄膜，石墨烯薄膜的厚度由原子力显微镜直接表征，仅显示了样品上纳米级的小波动。所研究的薄膜厚度不超过5nm，且有一定的粗糙度。石墨烯只有千分之一的皮肤深度，吸收损耗造成的电磁屏蔽效率非常高，达到35%~43%的入射功率水平上。制造的石墨烯薄膜在室温下具有高度的导电性，在可见的范围内具有非常高的透明性，并具有非常好的热学和力学性能，可能成为制造纳米级厚度的电磁干扰防护涂层的有趣的技术材料。此外，特殊的三维导电链结构对轻质，柔性的导电纳米复合材料具有很强的吸引力，尤其是在降低材料的制造价格和良好的加工性能方面。聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料通过将石墨烯排列成仿珍珠层状序列三维结构，在石墨烯含量不足的情况下表现出更高的力学性能、各向异性电导率和优越的电磁辐射屏蔽效率。掺杂0.4%质量分数的导电颗粒电磁辐射屏蔽效率达到42dB，沿排列方向的电导率为32S/m。在2500 ℃下热处理气凝胶后，聚合物纳米复合材料的电磁辐射屏蔽效率和电导率分别变化为65dB和0.5S/m。在0.15%的超低浓度，热处理温度800℃条件下，其电磁辐射屏蔽效率可达25dB。表明各向异性石墨烯/PDMS层板在超低石墨烯含量下通过结构调控获得了更高的电磁屏蔽效率。环境控制和生命支持系统技术是纳米材料的沃土，长期的人类太空探索带来了最大的挑战。无论是在相对安全的低地球轨道内的短期任务，还是艰难的长期任务，如前往遥远的星球。可靠的空气、水和食物供应；废物管理系统；功能性的可居住空间都是必不可少的。包括在国际空间站上的低轨道运行，已经为生命支撑技术提供了一个有用的试验场，随着航天国家为前往火星等目的地的长期任务做准备，在低轨道运行中测试技术被认为是一项重要的指标。目前的生命支撑技术的可靠性和性能相对较差，需要采用高比表面积和导电纳米材料作为提高系统整体性能的途径之一。碳纳米管仲胺功能化以实现二氧化碳去除，这是生命支持技术不可或缺的功能，并解决当前系统的局限性，包括可再生性和高功耗。在最好的条件下，水的净化和回收是具有挑战性的，但微重力环境的增加和多年耐用性的必要性推动了基于纳米材料的水过滤系统的几个例子。富勒烯在水净化方面已显示出非常好的前景，美国宇航局赞助的使用碳纳米管的纳米级过滤技术已发展成为一种商业产品。尽管可扩展性仍然存在问题，但多孔石墨烯是一种积极研究的水过滤材料，吸引了大量的关注，如图5所示。图5 （a）纳米多孔石墨烯水脱盐示意图；（b）具有亲水键的纳米孔示意图。三、结束语本文首先对石墨烯的结构和理化性质进行了介绍，并简要阐述各性能在具体应用中的重要作用；然后，综述了石墨烯纳米材料在航空航天领域的各方面（复合固体推进剂、热管理和智能光帆等）前沿领域的应用现状。石墨烯及其复合材料的制备已得到较快发展。其中，石墨烯在复合固体推进剂中的应用目前主要集中在提高推进剂含能组分的热分解和燃烧性能方面，而在导热和力学性能方面的研究则相对较少，且制备方法单一，以简单的共混为主，缺乏针对性的设计和性能的控制。而且对石墨烯的性能增强机理缺乏深入的分析。在热管理方面，导热系数、产炭性能和纳米颗粒分散对聚合物纳米复合材料的烧蚀性能和绝缘性能都有影响。酚醛树脂仍然是这一应用中被广泛研究的聚合物，纳米陶瓷颗粒与碳基的复合纳米填料的结合似乎是下一个热管理趋势。此外，在太空电力推进领域，新型石墨烯基纳米材料和微电子机械系统支持的离子液体推进器解决方案，这是为微加工和纳米结构推进器阵列的实现提出了方案。另外，一种可能的低成本，高时效的纳米制造工艺，用于飞机储能和生命支持设备。与传统解决方案相比，这些纳米复合材料应用了纳米材料的整合，并与太空任务和探索计划相结合，可以节省成本和时间。石墨烯在很多领域的研究仍处于探索阶段，石墨烯材料在极端环境中的行为将扩大我们的基本理解和潜在应用，将促进人类在太空的探索。石墨烯基纳米材料未来的研究重点需要着眼于以下几个方向：（1）一种降低开发成本的潜在解决方案是创新材料-建模和模拟与实验测试和表征方法相结合，可以降低开发和鉴定成本。将有助于跨越纳米工程材料的性能转化为宏观尺度上的现实。（2）大规模构造石墨烯材料的集成方法，以保持在石墨烯纳米尺度上注意到的性能和批量实现。它们占地面积小，功耗低，耐辐射，非常适合太空应用。（3）将纳米石墨烯材料集成到最先进类型的电力推进装置中，利用纳米材料的独特特性，提高其效率和使用寿命。另外，进一步创造出一个自适应（自清洁表面，自愈合修复机制，自我愈合）推进器。

前言芯片封装的主要目的是为了保护芯片，使芯片免受苛刻环境和机械的影响，并让芯片电极和外界电路实现连通，如此才能实现其预先设计的功能。常用的一种封装技术是包封或密封，通常采用低温的聚合物来实现。例如，导电环氧银胶用于芯片和基板的粘接，环氧塑封料用于芯片的模塑封，以及底部填充胶用于倒装焊芯片与基板间的填充等。主要的封装材料、工艺方法及特性如图1所示。包封必须满足一定的机械、热以及化学特性要求，不然直接影响封装效果以及整个器件的可靠性。流动和粘附性是任何包封材料都必须优化实现的两个主要物理特性。在特定温度范围内的热膨胀系数（CTE）、超出可靠性测试范围（-65℃至150℃）的玻璃化转变温度（Tg）对封装的牢固性至关重要。对于包封，以下要求都是必须的：包封材料的CTE和焊料的CTE比较接近以确保两者之间的低应力；在可靠性测试中，玻璃转化温度（Tg）能保证尺寸的稳定性；在热循环中，弹性模量不会导致大的应力；断裂伸长率大于1%；封装材料必须有低的吸湿性。但是，这些特性在某种类型的环氧树脂里并不同时具备。因此，包封用的环氧树脂是多种环氧的混合物。表1列出了倒装焊底部填充胶的一些重要的特性。随着对半导体器件的性能要求越来越高，对封装材料的要求同步提高，尤其是在湿气的环境下，性能评估和热失效分析更是至关重要，而这些都可以通过热分析技术给予准确测量，并可进一步用于工艺的CAE模拟仿真，帮助准确评估封装质量的优劣与否。表1 倒装焊中底部填充胶的性能要求[1]图1. 主要封装材料、工艺方法及特性[2]热性能检测梅特勒托利多全套热分析技术为半导体封装材料的性能评估和热失效分析提供全面、创新的解决方案。差示扫描量热仪DSC可以精准评估封装材料的Tg、固化度、熔点和Cp，并且结合行业内具有优势的动力学模块（非模型动力学MFK）可以高精准评估环氧胶的固化反应速率，从而为Moldex 3D模拟环氧塑封料、底部填充胶的流动特性提供可靠的数据。如图2所示，在非模型动力学的应用下，环氧胶在180℃下所预测的固化速率与实际测试曲线所表现出的固化行为具有非常高的一致性。热重TGA或同步热分析仪TGA/DSC可以准确测量封装材料的热分解温度，如失重1%时的温度，以及应用热分解动力学可以评估焊料在一定温度下的焊接时间。热机械分析仪TMA可以精准测量封装材料的热膨胀、固化时的热收缩、以及CTE和Tg，动态机械分析仪DMA提供封装材料准确的弹性模量、剪切模量、泊松比、断裂伸长率等力学数据，进一步可为Moldex 3D模拟芯片封装材料的翘曲和收缩提供可靠数据来源。图2. DSC结合非模型动力学评估环氧胶的固化反应速率检测难点1、 凝胶时间凝胶时间是Moldex 3D模拟环氧塑封料、底部填充胶流动特性的非常重要的数据来源之一。目前，行业内有多种测试凝胶时间的方法和设备。比如利用拉丝原理的凝胶时间测试仪，另有国家标准GB 12007.7-89环氧树脂凝胶时间测定方法[3]，即利用标准柱塞在环氧树脂固化体系中往复运动受阻达到一个值而指示凝胶时间。但是，其对柱塞的形状和浮力要求较高，测试样品量也很大，仅适用于在试验温度下凝胶时间不小于5 min的环氧树脂固化体系，并且不适用于低于室温的树脂、高粘度树脂和有填料的体系。由此可见，现有测试方法都存在测试误差、硬件缺陷和测试范围有限等问题。梅特勒托利多创新性TMA/SDTA2+的DLTMA（动态载荷TMA）模式结合独家的负力技术可以准确测定凝胶时间。在常规TMA测试中，探针上施加的是恒定力，而在DLTMA模式中，探针上施加的是周期性力。如图3右上角插图所示，探针上施加的力随时间的变化关系，力在0.05N与-0.05N之间周期性变化，这里尤为关键的一点是，测试凝胶时间必须要使用负力，即不仅需要探针往下压，还需要探针能够自动向上抬起。图3所示案例为测试导电环氧银胶的凝胶时间，样品置于40μl铝坩埚内并事先固定在TMA石英支架平台上，采用直径为1.1 mm的平探针在恒定160℃条件下施加正负力交替变换测试。在未发生凝胶固化之前，探针不会被样品粘住，负力技术可使探针自由下压和抬起，测试的位移曲线表现出较大的位移变化。当发生交联固化，所施加的负力不足以将探针从样品中抬起，位移振幅突然减小为0，曲线成为一条直线。通过分析位移突变过程中的外推起始点即可得到凝胶时间。此外，固化后的环氧银胶片，可通过常规的TMA测试获得Tg以及玻璃化转变前后的CTE，如图3下方曲线所示。图3. 上图：TMA/SDTA2+的DLTMA模式结合负力技术准确测定凝胶时间. 下图：固化导电环氧银胶片的CTE和Tg测试.2、 弯曲弹性模量在热循环过程中，弹性模量不会导致过大的应力。封装材料在不同温度下的弹性模量可通过DMA直接测得。日本工业标准JIS C6481 5.17.2里要求使用弯曲模式对厚度小于0.5mm、跨距小于4mm、宽度为10mm的封装基板进行弯曲弹性模量测试。从DMA测试技巧角度来讲，如此小尺寸的样品应首选拉伸模式测试。弯曲模式在DMA中一共有三种，即三点弯曲、单悬臂和双悬臂，从样品的刚度及夹具的刚度和尺寸考虑，三点弯曲和双悬臂并不适合此类样品的测试。因此，单悬臂成为唯一的可能性，但考虑到单悬臂夹具尺寸和跨距小于4mm的要求，市面上大部分DMA难以满足此类测试。梅特勒托利多创新性DMA1另标配了单悬臂扩展夹具，可方便夹持小尺寸样品并能实现最小跨距为1mm的测试。图4为对厚度为40μm的基板分别进行x轴和y轴方向上的单悬臂测试，在跨距3.5mm、20Hz的频率下以10K/min的升温速率从25℃加热至350℃。从tan delta的出峰情况可以判断基板的Tg在241℃左右，以及在室温下的弯曲弹性模量高达12-13GPa。图4. DMA1单悬臂扩展夹具测试封装基板的弯曲弹性模量.3、 湿气对封装材料的影响湿气腐蚀是IC封装失效的主要原因，其降低了器件的性能和可靠性。保存在干燥环境下的封装环氧胶，完全固化后在高温和高湿气环境下也会吸湿发生水解，降低封装体的机械性能，无法有效保护内部的芯片。此外，焊球和底部填充环氧胶之间的粘附强度在湿气环境中放置一段时间后也会遭受破坏。水汽的吸收导致环氧胶的膨胀，并引起湿应力，这是引线连接失效的主要因素。通过湿热试验可以对封装材料的抗湿热老化性能进行系统的评估，进而对其进行改善，提升整体性能。通常是采用湿热老化箱进行处理，然后实施各项性能的评估。因此，亟需提供一种能够提高封装材料湿热老化测试效率的方法。梅特勒托利多TMA/SDTA2+和湿度发生器的联用方案，以及DMA1和湿度发生器的联用方案可以实现双85（85℃、85%RH）和60℃、90%RH的技术参数，这也是行业内此类湿度联用很难达到的技术指标。因此，可以原位在线环测封装材料在湿热条件下的尺寸稳定性和力学性能。图5. TMA/SDTA2+-湿度联用方案测试高填充环氧的尺寸变化.图5显示了TMA-湿度联用方案在不同湿热程序下高填充环氧的尺寸变化。湿热程序分别为20℃、60%RH、约350min，23℃、50%RH、约350min，30℃、30%RH、约350min，40℃、20%RH、约350min，60℃、10%RH、约350min，80℃、5%RH、约350min。可以看出，在60%的高湿环境下高填充环氧在350min内膨胀约0.016%，后续再降低湿度并升高温度，样品主要在温度的作用下发生较大的热膨胀。图6为DMA-湿度联用方案在双85的条件下评估PCB的机械性能的稳定性，测试时间为7天。可以看出，PCB在高湿热的环境下弹性模量有近似6%的变化，这与PCB的树脂材料发生吸湿后膨胀并引起湿应力是密不可分的，并且存在导致器件失效的风险。图6. DMA1-湿度联用方案测试PCB的弹性模量.4、 化学品质量对于封装结果的影响封装过程中会使用到各类的湿电子化学品，尤其是晶圆级封装等先进封装的工艺流程，对于清洗液、蚀刻液等材料的质量管控可以类比晶圆制造过程中的要求，同时针对不同工艺段的化学品浓度等配比都有所不同，因此如何控制使用的电子化学品质量对于封装工艺的效能有着重要的意义。下表展示了部分涉及到的化学品浓度检测的滴定检测方案，常规的酸碱滴定、氧化还原滴定可以基本满足对于单一品类化学品浓度的检测需求。指标电极滴定剂样品量85%H3PO4酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g96%H2SO4酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g70%HNO3酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g36%HCl酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.5~1g49%HF特殊耐HF酸碱电极1mol/L NaOH0.3~0.4gDHF（100：1）特殊耐HF酸碱电极1mol/L NaOH20-30g29%氨水酸碱玻璃电极1mol/L NaOH0.9~1.2gECP（acidity）酸碱玻璃电极1mol/L NaOH≈8g29%NH4OH酸碱玻璃电极1mol/L HCl0.5~1gCTS-100清洗液酸碱玻璃电极1mol/L NaOH≈1g表1. 部分化学品检测方法列表另一方面，对于刻蚀液等品类，常常会用到混酸等多种物质混配而成的化学品，以起到综合的反应效果，如何对于此类复杂的体系浓度进行检测，成为实际生产过程中比较大的挑战。梅特勒托利多自动电位滴定仪，针对不同的混合液制订不同的检测方案，如铝刻蚀液的硝酸/磷酸/醋酸混合液，在乙醇和丙二醇混合溶剂的作用下，采用非水酸碱电极针对不同酸液pKa的不同进行检测，得到以下图谱，一次滴定即可测定三种组分的含量。图7. 一种铝刻蚀液滴定曲线结论梅特勒托利多一直致力于帮助用户提高研发效率和质量控制，我们为半导体封装整个产业链提供完整专业的产品、应用解决方案和可靠服务。梅特勒托利多在半导体封装行业积累了大量经验和数据，希望我们的解决方案给半导体封装材料性能评估的工作者带来帮助。参考文献[1] Rao R. Tummala. 微系统封装基础. 15. 密封与包封基础 page 544-545.[2] Rao R. Tummala. 微系统封装基础. 18. 封装材料与工艺基础 page 641.[3] GB12007.7-89：环氧树脂凝胶时间测定方法.（梅特勒-托利多 供稿）

原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国关注我们，更多干货和惊喜好礼 刘莉ENMs 在农业生产中，开花时间直接控制着果实数量和质量，提早开花通常伴随着高授粉率，意味着营养周期更短，可以最大限度地减少非生物迫害（例如气候变化与干旱）对农业生产的不利影响。如何控制开花时间也被认为是“植物科学的100个重要问题”之一。人工纳米材料（ENMs）在提高农业生产方面显现出巨大潜力。ENMs的小尺寸效应能使它们跨越生物屏障（植物气孔大小约为10~100μm），通过叶面或根部扩散至植物脉管系统，从而提高作物水分利用、增加养分吸收、诱导抗氧化、增强光合作用和促进开花等代谢过程，最终显著提升农业生产力。目前已陆续有文章报道了ENMs对高等植物生殖生长，包括开花过程的影响，然而ENMs诱导作物生殖生长改变的机制，尤其是初始植物激素的信号传送和代谢机制仍不清楚。江南大学环境与土木工程学院Le Yue，Yan Feng等以复合铁酸锰（MnFe2O4）ENMs和番茄作为研究对象，围绕 ①MnFe2O4 ENMs进入番茄叶片并促进光合电子传递的潜力；② MnFe2O4 ENMs对赤霉素（GA）的调节作用和对开花基因表达的诱导作用；③ 番茄果实产量和品质的采后变化等方面展开了深入研究，为揭示ENMs对作物生殖生长的作用机制提供了重要认知。相关研究的成果发表在ACS NANO期刊。 （点击查看大图） 01单颗粒ICP-MS的应用单颗粒ICP-MS技术是一项新兴的纳米颗粒检测技术，可以用于ENMs在植物体内的富集转化和迁移研究。相对于TEM、SEM、DLS等ENMs的传统表征手段，单颗粒ICP-MS（SP-ICP-MS）可以快速、同时获得ENMs的成分、粒径分布、颗粒浓度及离子浓度等参数信息，目前已越来越多地被应用于各种ENMs的表征研究。 （点击查看大图） 本研究使用了赛默飞iCAP TQ SP-ICP-MS分析技术，测定了叶片表面、角质层和内部叶片片段中的MnFe2O4ENMs的含量，明确了ENMs的有效接触和吸收规律；测定了番茄果实中的ENMs的含量，探究了铁（Fe）在果实中可能的存在形式。 （点击查看大图） 02番茄叶片ENMs的测定通过去离子水浸泡和涡流的方式回收叶片表面的ENMs。收集的溶液用“surface”表示，将经过水洗的叶片转移到35%（v/v）HNO3中，静置15min，以溶解角质层，收集的溶液用“cuticle”表示，剩余的叶片组织以“interior”表示。对于叶片内部，取 25 mg 的叶片组织，用去离子水清洗3次，然后在 3 mL 20mM 2-(N-吗啉代) 乙烷磺酸 (MES) 缓冲液 (pH=5.0) 中均质。随后在每份均匀混合物中加入 2 mL 5% 的离析酶 R-10，在 37 ℃ 下将混合物振荡 24 小时。沉淀 1 小时后，将上清液通过 0.45 μm 的滤膜，并用去离子水稀释。surface和cuticle溶液经0.45 μm滤膜过滤并用去离子水稀释。研究发现，经过ENMs处理的叶片中，Fe 和 Mn 的含量均明显高于未经处理的对照组（喷洒等量的去离子水）（下图a和c）。虽然在角质层的分离过程中使用 HNO3 会减少角质层溶液中的ENMs数量，但经过 MnFe2O4 ENMs处理后的叶片表面、角质层和内部的ENMs数量还是明显高于对照组（下图d），这表明 MnFe2O4 ENMs会在番茄叶片中累积。 （点击查看大图） 03番茄果实中ENMs的测定利用SP-ICP-MS 测定了番茄果实中的ENMs，发现MnFe2O4 ENMs很少能进入番茄果实，说明MnFe2O4 ENMs处理不会造成果实的健康风险。 （点击查看大图） 04结论 // 通过iCAP TQ SP-ICP-MS分析技术准确分析了番茄植株叶片和果实中的MnFe2O4ENMs含量，可为探究ENMs在植物体内的转化、迁移和富集规律提供精确的数据支撑。 参考文献：[1] Yue L, Feng Y, Ma C, et al. Molecular mechanisms of early flowering in tomatoes induced by manganese ferrite (MnFe2O4) nanomaterials[J]. ACS nano, 2022, 16(4): 5636-5646.[2] Vidmar J. Detection and characterization of metal-based nanoparticles in environmental, biological and food samples by single particle inductively coupled plasma mass spectrometry[M]//Comprehensive analytical chemistry. Elsevier, 2021, 93: 345-380.如需合作转载本文，请文末留言。

1月18日，工业和信息化部办公厅、财政部办公厅、银保监会办公厅联合发布《三部门关于开展2023年重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作的通知》，通知中提到生产《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》内新材料产品（相关品种详见附件），且于2022年1月1日至2022年12月31日期间投保重点新材料首批次应用综合保险的企业，符合首批次保险补偿工作相关要求，可提出保费补贴申请。原则上单个品种的保险金额不低于5000万元。申请保费补贴的产品应由新材料用户单位直接购买使用，用户单位为关联企业及贸易商的不得提出保费补贴申请。通知全文如下：三部门关于开展2023年重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作的通知工业和信息化部办公厅 财政部办公厅 银保监会办公厅关于开展2023年重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作的通知工信厅联原函〔2023〕10号各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化、财政主管部门，各银保监局，有关中央企业：根据《关于开展重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作的通知》（工信部联原〔2017〕222号）要求，为做好2023年重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作，现就有关事项通知如下：一、生产《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》内新材料产品（相关品种详见附件），且于2022年1月1日至2022年12月31日期间投保重点新材料首批次应用综合保险的企业，符合首批次保险补偿工作相关要求，可提出保费补贴申请。承保保险公司符合《关于开展重点新材料首批次应用保险试点工作的指导意见》（保监发〔2017〕60号）相关要求，且完成重点新材料首批次应用保险产品备案。二、申请保费补贴的产品应由新材料用户单位直接购买使用，用户单位为关联企业及贸易商的不得提出保费补贴申请。原则上单个品种的保险金额不低于5000万元。三、已获得保险补贴资金的项目，原则上不得提出续保保费补贴申请。用于享受过保险补偿政策的首台套装备的材料不在本政策支持范围。四、请各地工业和信息化主管部门和有关中央企业组织本地区或所属企业做好申报工作。保费补贴申请材料具体要求见附件，申报形式采用线上申报，网址https://xclcygx.miit.gov.cn。五、有关单位要高度重视、严格把关，按照《重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作指引》有关要求，压实主体责任，认真组织做好初审工作，现场核查申报材料的真实性，杜绝骗保骗补等行为；我们将组织专家审核，重点支持相关产业链材料推广应用，确保财政资金使用效果。初审意见请于2023年2月28日前报送工业和信息化部（原材料工业司）。联系方式：工业和信息化部（原材料工业司）　　鞠　伟 010-68205770张　虎 010-68205563银保监会（财产保险监管部）　　薛　雨 010-66286575线上申报系统技术服务　　王小军 010-88559177附件：2023年新材料首批次保费补贴资金有关材料要求工业和信息化部办公厅财政部办公厅银保监会办公厅2023年1月13日2023 年新材料首批次保费补贴资金有关材料要求.pdf重点新材料首批次应用保险补偿申报表.pdf

新闻发布颗粒表面特征及其理解三位候选人被提名2024年LUM青年科学家奖柏林，2024年4月15日：2024年6月10日和11日，LUM GmbH将在柏林主办第11届分散体分析和材料测试国际会议（ICDAMT 2024）。科学委员会主席兼LUM董事总经理Lerche教授博士：“自2014年以来，我们一直在宣传青年科学家奖（YSA），以表彰在颗粒和分散体表征以及材料测试领域的杰出科学成就，并根据规定的考核标准在会议上授予该奖项。来自德国、法国、印度、挪威和捷克等国家的年轻科学家响应号召，分分申请了该奖项。来自欧洲和印度的三名决赛选手最终被评委会提名。应邀请，他们将带着有趣的研究成果出席会议。完全独立于选择程序，颗粒表面特性及其表征的课题在所有指定的应用中都有令人振奋的发现，这是我们在自己的科学工作和与客户的合作中越来越多地遇到的趋势。”Amin Said Amin，德国杜伊斯堡-埃森大学能源与材料工艺颗粒科学与技术研究所（EMPI-PST），因其题为“开发系统选择探针液体的方法以确定炭黑材料的汉森溶解度参数”的工作而获得提名。当涉及到颗粒在液体中的分散时，Hansen溶解度参数（HSP或Hansen分散性参数，HDP）特别相关；它们表征了纳米颗粒的表面性质。HDP可以提供对电极、电解质和电化学系统的其他关键部件的开发和设计中的关键因素的理解。目前通过沉淀测定纳米颗粒HDP的方法是基于使用具有不同HSP的各种液体。这些实验耗时且部分对环境有害，并与潜在的健康风险有关。为了应对这一挑战，Amin和他的团队开发了一种两阶段策略，可以系统地选择更少的液体。分析多样本分散体系分析仪LUMiSizer® 用于这些研究。法国巴黎索邦大学勒芒分子与材料与软物质科学与工程研究所的Théo Merland成功提交了一份申请，描述了他在富勒烯水悬浮液方面的工作。巴克明斯特富勒烯（C60）因其高共轭性而成为一种有吸引力的分子，在（电光）和生物医学领域有着广泛的应用。在许多应用中，它的使用需要在水性介质中进行处理。然而，由于富勒烯是高度疏水的，它只能以ppm的水平分散在水中。Merland和他的团队开发了两种不同的方法将大量富勒烯分散在水中：Ouzo效应，富勒烯首先溶解在与水混溶的有机溶剂中；乳液蒸发，使用与水不混溶的溶剂。LUMiSizer® 用于测定纳米板，其中一些大于光散射方法的检测上限。此外，使用相同的装置表征富勒烯悬浮液的分离稳定性。班加罗尔纳米与软物质科学中心-Center for Nano and Soft Matter Sciences, Bengaluru的Priyabrata Sahoo和印度曼尼帕尔曼尼帕尔高等教育学院-Manipal Academy of Higher Education, Manipal, India以其在液相剥离中界面性质优于本体溶剂性质的科学成果入围决赛：总结了使用分散分析仪的实验研究。液相剥离（LPE）是获得二维（2D）材料（如石墨烯、氮化硼、MXene等）并在各种应用中利用其奇异特性的最成功技术之一。尽管LPE是一个简单且可扩展的过程，但剥离机制相当复杂，文献中尚未对此进行详细研究。Sahoo和他的团队的工作目标是了解溶质-溶剂界面在2D材料的LPE和分散稳定性中的作用。使用分散体分析仪（LUMiSizer® ）来了解在不同溶剂中获得的分散体的剥离效率和稳定性。您可在会议上与入围者获取联系；我们诚挚邀请您到柏林参加学士会议。会议注册:https://conference2024.lum-gmbh.com/2014-2024LUM 青年科学家奖获得者回顾:https://www.youtube.com/watch?v=4JFF1TZkY0M会议摘要: https://www.lum-gmbh.com/files/Presse/Presse_2024/ICDAMT2024_web.pdf会议课题:https://www.lum-gmbh.com/files/Presse/Presse_2024/ICDAMT2024_web.pdf新闻联系: LUM GmbH, Justus-von-Liebig-Str. 3, 12489 Berlin, Germany, support@lum-gmbh.de, www.lum-gmbh.com

新闻摘要： 全新的流变-阻抗谱（Rheo-IS）附件可帮助电池研究人员在实际和工艺相关条件下更好地评估电极浆料成分的质量。 这款适用于TA仪器的Discovery&trade 混合型流变仪的Rheo-IS附件采用无摩擦式专有设计（专利申请中），可完成全范围的流变学和电学测量。 它将测量控件与数据分析功能完全集成到一个软件平台中，操作简单，使用方便。 佛罗里达州奥兰多 –国际电池研讨会 – 2024年3月13日 – 沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）宣布推出一款适用于TA仪器公司Discovery HR系列混合型流变仪的全新附件，旨在实现电阻抗和流变学的同时测量。这项功能对于研究新型电池配方的科学家而言具有重大意义。 适用于TA仪器Discovery混合型流变仪的全新流变-阻抗谱（Rheo-IS）附件沃特世公司TA仪器事业部高级副总裁Jianqing Bennett表示：“专注于性能优化和大规模生产的电池创新人员需要采用灵敏的工具来表征电极浆料的成分并确保质量。有了Rheo-IS附件，我们就可以利用这款功能多样且简便易用的Discovery HR混合型流变平台进行浆料配方分析，实现全范围的电阻抗测量并获得出色的流变灵敏度。”将Rheo-IS附件与Discovery HR搭配使用时，电池研究人员可以在真实的工艺相关条件下，通过阻抗谱测量来评估电极浆料中的导电结构，包括模拟混合、储存和涂层过程中颗粒分布变化的表征，从而促进电极材料开发，提高电池生产效率。 美国西北大学化学与生物工程助理教授Jeff Richards表示：“TA仪器的Rheo-IS附件为我们的研究项目带来了全新的科学视角，让我们能够深入研究导电和离子导电柔性材料。这套一体化工作流程可自动执行复杂的流变学和电学方案，辅以硬件和软件的紧密集成，使测量成为常规性工作，在提高通量的同时还能够改善数据质量。”目前的流变学解决方案依赖于性能受限的机械接触来进行电阻抗测量，这不仅会影响灵敏度，还会限制数据的获取和深入分析。Rheo-IS附件采用的专有技术（专利申请中）突破了这些限制 ——这种设计利用Discovery HR混合型流变仪在全范围内的扭矩灵敏度进行精密流变学测量，并能在频率高达8 MHz的条件下进行电阻抗测量。 Rheo-IS附件简单易用，5分钟内即可完成安装，同时可将测量控件和数据分析功能完全集成到TA仪器的TRIOS&trade 软件中。新附件的加持扩展了Discovery HR在电池材料领域的应用性，使其不仅可以进行浆料流动特性的流变学测量和干电极涂层的粉体流变学测量，现在还支持同时进行浆料的电阻抗测量，所有这些工作都可以在同一个平台上轻松完成。沃特世-TA仪器现已面向全球发售Rheo-IS附件。 其他参考资料： 详细了解适用于TA仪器Discovery混合型流变仪的流变-阻抗谱（Rheo-IS）附件。 同时也欢迎参加3月15日上午8:30（美国东部时间）举行的研讨会：“通过流变学测量优化电极制造”，届时沃特世应用科学家Kimberly Dennis博士将向您介绍Rheo-IS附件的新近测试数据。 关于沃特世公司（www.waters.com）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）是居于全球前列的分析仪器和软件供应商，作为色谱、质谱和热分析创新技术先驱，沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。沃特世公司在35个国家和地区直接运营，下设14个生产基地，拥有8,000多名员工，旗下产品销往100多个国家和地区。关于TA仪器（www.tainstruments.com.cn）TA仪器创立于1963年，现隶属于沃特世公司旗下，是材料表征领域的行业领跑者，拥有热分析、流变、热物性、微量热及机械分析等仪器产品。TA仪器致力于服务材料科学、医学、电子和其他科学领域的领先发现，提供创新和可靠的仪器产品，以满足科学家在物理性能评估方面的需求，改善人类健康和福祉。 Waters、Discovery和TRIOS是沃特世公司的商标。# # # 媒体联系方式沃特世公司钱洁+ 86 21 6156 2644Jackie_qian@waters.com

新研究进展今年8月，美国加州大学圣迭戈分校（UC San Diego）R. D. Averitt课题组在量子材料调控方面取得了重要进展。该研究工作利用超全开放强磁场低温光学研究平台所搭建的测量系统，通过低温磁场环境下的超快泵浦测量详细研究了GdTiO3钙钛矿材料在光激发下自旋与晶格相互作用以及磁性变化在不同时间尺度上的各种演化机制。这对于可应用于量子信息领域的钙钛矿类量子材料实现超快的量子调控十分重要。相关研究成果以“铁磁缘体GdTiO3中相干声子模的磁弹性耦合（Magnetoelastic coupling to coherent acoustic phonon modes in the ferromagnetic insulator GdTiO3）”为题，刊登在PHYSICAL REVIEW B上。测量设备与光路示意图（图片来源于R. D. Averitt教授关于本工作的公开报告）GdTiO3材料不同温度下的反射率泵浦测量，(a)反射率随时间的变化；(b)峰值反射率随温度变化；(c) 反射率在不同时间段的演变机制GdTiO3在钙钛矿材料相图中处于铁磁-反铁磁的边缘区域，在基态时Gd磁晶格与Ti磁晶格成反铁磁耦合排列，材料表现出亚铁磁性，同时材料还是莫特-哈伯德缘体和轨道有序态。该研究工作在不同温度和不同磁场环境下对GdTiO3材料进行了时间分辨的反射率和磁光克尔测量。材料的反射率和克尔转角在飞秒、皮秒时间尺度上表现出了多种演化机制。针对在皮秒量上的自旋-晶格相互作用机制，通过采用660 nm对应于Ti 3d-3d 轨道Mott-Hubbard带隙的光激发，对所得MOKE信号的分析可以得出，光激发先扰乱了Ti离子磁晶格的排布，减弱了与Gd磁晶格的反铁磁耦合，使得材料的净磁矩增加。进而光激发所产生的热效应逐渐影响Gd磁晶格的稳定性使得材料的净磁矩减少。另外，实验观察到MOKE和反射率测量在皮秒尺度上都有相干振荡，且随着时间发生明显的红移。该振荡对应于光激发在材料中产生的应力波（相干声子）。通过分析得出，该应力波与材料的磁性也有密切的对应关系，表明通过声子与磁性的耦合来直接调控磁性也具有很大的可行性。不同温度、不同磁场下时间分辨MOKE测量观察到的GdTiO3材料磁性的演变(a)光激发后磁矩演化的原理示意图；(b) 时间分辨MOKE测量观察到的相干振荡该研究通过在变温变磁场条件下的时间分辨测量，清楚的观测到了GdTiO3在微观时间尺度上的磁性变化，通过分析详细解释了磁性演化的内在机制。这对于钙钛矿类量子材料的应用具有十分重大的意义。作为上早期就使用超强磁场低温光学研究平台--OptiCool的用户，R. D. Averitt教授利用OptiCool超高的温度稳定性、超低震动、强磁场、多窗口等特点设计了功能强大的光学测量系统，这对于该研究工作起到了决定性作用。我们期待超强磁场低温光学研究平台的用户能够取得更多科研成果。 设备信息OptiCool是Quantum Design于2018年2月推出的超全开放强磁场低温光学研究平台，2019年正式向美国以外市场销售，目前中国已经销售5套。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体，可在超大空间为您提供高达7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔，高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统，启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制可实现一键变温、一键变场；避震、控温技术让控温更智能；新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool可以满足低温、磁场、电学、光学对材料的多维调控，这将是量子材料研究的优选方案。 参考文献：[1].D.J.Lovinger, E.Zoghlin, P.Kissin, G.Ahn, K.Ahadi, P.Kim, M.Poore, S.Stemmer, S.J.Moon, S.D.Wilson, R.D.Averitt, Magnetoelastic coupling to coherent acoustic phonon modes in the ferromagnetic insulator GdTiO3, PHYSICAL REVIEW B 102,085138(2020).

环境指标测定河流、湖泊和其他水体中铵离子（NH4+）浓度有两种基本方法。铵离子浓度是一个重要的环境指标，因为高浓度的铵（通常由工业污染或从农田中冲洗出来的过量肥料引起）会导致有毒有害的藻华。第一种选择是使用离子色谱法分析水样，通常与简单的电导检测器结合使用。第二种选择是使用电位测定法分析样品，在电位测定法中，离子选择电极（ISE）上的铵离子产生电压。离子选择电极通常由一个玻璃碳电极组成，该电极覆盖在一个膜上，膜上含有一个优先与特定离子结合的分子，称为离子载体，当遇到该离子时，离子选择电极可以产生电压。正如所料，这两种选择各有优缺点。带有电导检测的离子色谱法快速简便，但不如电位法灵敏，难以测定低浓度的铵离子。但离子选择电极电位滴定法可能会受到水样中其他离子的干扰。尽管离子载体（如无活性菌素）优先与铵离子结合，但它也会对水中的其他离子（尤其是钾离子和钠离子）产生反应，从而导致铵离子浓度的测量不准确。流动池因此，由斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的玛丽亚库特罗（Maria Cuartero）领导的瑞典和葡萄牙研究团队决定尝试将这两种选择结合起来。他们希望这种组合型的仪器具有电位滴定法的灵敏度，并能够区分离子色谱法中的不同阳离子。为了将它们结合起来，库特罗和她的同事们创造了一个流动池，其中有三个离子选择电极的空间，然后将其简单地耦合到离子色谱柱上。来自色谱柱的洗脱液首先流经电导检测器，然后流经流动池，在流动池中它可以与离子交换膜相互作用。研究者们自己制作了这个模型。像往常一样，这些离子交换电极是基于玻碳电极，但研究人员用碳纳米管覆盖了这一点，以增强离子电荷向可检测电压的转化。在此基础上，他们涂覆了一种膜混合物，该混合物由聚合物基质、增塑剂、阳离子交换剂和溶解在四氢呋喃中的离子载体组成。最初，库特罗和她的团队将三个相同的离子交换电极插入流动细胞，每个电极都以非活性蛋白作为离子载体。这种设置提供了最可靠的测量，因为可以比较三个离子选择电极的响应。作为组合系统的首次测试，他们尝试使用它来分析一种特殊制备的锂、钾、钠和铵阳离子溶液。除了使他们能够优化各种分离参数外，这些试验还证实，所有四种阳离子都可以通过离子色谱法进行清晰分离，从而可以通过电导检测器和流动池中的离子交换检测器进行检测。多离子测定当溶液中所有阳离子的浓度相同时，它们从电导检测器中产生相似的响应，在得到的色谱图中显示出四个大小相似的峰。但是，由于非活性蛋白对铵离子的反应最好，因此离子交换电极对铵离子的反应比其他阳离子更强，产生的峰值要小得多。然而，离子选择电极仍然检测到了其他阳离子，尤其是钾，这表明如果单独使用流动池，它会高估铵离子浓度。正如研究人员在《ACS测量科学》（ACS Measurement Science Au）的一篇论文中所报告的那样，这些测试也证实了离子选择电极比电导检测器更灵敏，能够检测微摩尔浓度下的铵离子。最后，库特罗和她的团队表明，这种组合与实际水样的效果一样好，离子选择电极能够区分铵离子，并准确测定瑞典、西班牙和葡萄牙10个环境水样中的铵离子浓度。但这可能只是一个开始，因为有多种方法可以改善这种组合。首先，库特罗和她的团队表明，通过简单地插入含有优先与不同离子结合的离子载体的离子，电位流动池可以同时测量多个离子。此外，流动池应该很容易缩小，因为它是基于电极的，可能允许组合系统安装在单个芯片上。作者简介——乔恩埃文斯（Jon Evans）乔恩埃文斯是一位科学作家、编辑和作家。他为《新科学家》、《化学世界》和《今日材料》等出版物撰写了广泛的科学主题。他的最新著作《科学中的伟大思想》（2020）由约翰默里出版社出版。他还是一家名为JES Editical的编辑出版公司的创始人，该公司为科技型公司和组织制作广泛的书面材料，包括杂志、技术简报和新闻稿。JES社论最近出版了一本名为《实验室之谈：分析》的新杂志，刊登了对分析领域鼓舞人心的科学家的采访。符斌 供稿

据人民日报等报道，10月29日下午，中国科学院文献情报中心与汤森路透旗下的知识产权与科技事业部在京共同发布《2015研究前沿》报告，甄选出了2015年的100个热点研究前沿和49个新兴研究前沿，并通过进一步分析，归纳了可能代表国际基础科学的重大前沿突破以及当今若干重大问题的解决及发展途径的若干研究前沿群。根据报告，希格斯玻色子观测，RNA病毒所致流行性疾病，新型电池，恶性肿瘤疾病，宇宙是如何起源和演化的，气候变化的影响因素及其环境响应，植物抗逆性以及经济危机与失业对公众健康、自杀率和死亡率的影响等方面的研究非常活跃。在生物科学领域的热点前沿“新型H7N9禽源流感病毒的传播与致病机理”中，中国学者发挥了重要的作用。据悉，中国科学院文献情报中心于2011年与汤森路透（Thomson Reuters）联合共建新兴技术未来分析联合研究中心，此次合作发布的《2015研究前沿》报告延续了汤森路透发布的《2013研究前沿》报告和联合研究中心发布的《2014研究前沿》报告的分析思路和方法，基于汤森路透的Essential Science Indicators (ESI) 数据库中的1万多个研究前沿，甄选出了2015年的100个热点研究前沿和49个新兴研究前沿，对这些前沿进行详细解读和分析。另外，与《2014研究前沿》报告不同，今年的报告增加了对149个前沿的国家表现的分析，以高度概括的视角对美国、英国、德国、中国和日本等国在149个前沿的基础贡献水平和潜在发展水平进行了评估描述。报告通过同学科同年度中根据被引频次排在前1%的高被引论文（核心论文）来代表当前热点内容，根据各国作者入选热点前沿和新兴前沿中的核心论文数量来反映各国在各个领域的前沿贡献度。从数据看，美国在143个前沿（占149个前沿的96%，下同）都有核心论文入选，且在108个前沿的核心论文数都排名第一（72.5%）；英国、德国和日本分别在120个（80.5%）、106个（71.1%）和82个前沿（55%）有核心论文入选；中国在82个前沿（55%）有核心论文入选，在16个前沿的核心论文数为第一名（10.7%），超过英国的10个（6.7%）、德国的8个（5.4%）和日本的2个（1.3%），这显示中国具有较强的前沿贡献度，在某些重要前沿跻身世界先进行列。由于美国核心论文数第1的前沿数占多数，各国在前3名的竞争更反映了各国在这些前沿中的竞争能力。报告也注意到，中国有38个前沿进入核心论文数前三名（25.5%），美国、英国、德国和日本分别有133个（89、3%）、68个（45.6%）、55个（36.9%）和29个（19.5%）。中国在核心论文数排名第一的16个前沿分别来自化学与材料科学领域，物理领域，数学、计算机科学和工程领域，农业、植物学和动物学领域，生物科学领域和地球科学领域这6个领域。其中，在化学与材料科学领域，中国在前沿的贡献度超过美国。在该领域19个前沿中，中国在9个前沿中核心论文数排名第一，美国有7个。中国科学院科技战略咨询研究院执行副院长、研究员张晓林介绍：“从报告数据看，中国在临床医学、天文学等领域占领的前沿还比较少，在这些领域里我们跟踪研究的力度还不够，希望今后能看到更多的前沿中有我们的参与度。当然，这个报告基于论文发表的数据进行分析，肯定会有局限性，比如可能会更侧重基础研究领域，而对发表论文较少的应用科学领域则覆盖不全。但在当前大数据和海量文献的环境下，通过这种计量学分析方法进行研究也给我们提供了一种角度，对我国把握今后科技发展趋势有所帮助。”中国高校的材料化学实验（资料图）今年高大上的前沿热点报告显示，CRISPR/cas基因组编辑技术继成为《2014研究前沿》重点新兴前沿后，在《2015研究前沿》中与之相关的3个前沿入选为热点前沿和新兴前沿。其中，“CRISPR/cas9系统免疫机制及其在基因组编辑的应用”成为该领域2015年度的重点热点前沿，而且新兴前沿“CRISPR/cas9系统的分子机理研究”和“CRISPR/cas9系统在人类细胞研究中的应用”也分别关注了CRISPR/cas9系统的运行机制及其在加速基因挖掘中的作用。生物科学领域的另外一个前沿群是RNA病毒所致流行性疾病，相关研究包括2个热点前沿“新型H7N9禽源流感病毒的传播与致病机理”和“中东呼吸综合征冠状病毒的分离、特征与传播”。在热点前沿“新型H7N9禽源流感病毒的传播与致病机理”中，中国学者发挥了重要的作用。物理学领域中，出现“希格斯玻色子”和“中微子”2个重大前沿突破的前沿群，其中“希格斯玻色子”前沿群包括4个前沿，从2014年的“希格斯玻色子观测”扩展到3个相关前沿：热点前沿“希格斯粒子质量为近125 GeV下的超对称模型研究”和两个新兴前沿“希格斯粒子发现后标准模型的扩充研究”、“希格斯粒子发现后的双希格斯二重态模型研究”。《2014研究前沿》中“中微子振荡数据的全局分析”是热点前沿，2015年在中微子方面新出现了热点前沿“基于混合角 13最新结果的中微子振荡研究”和新兴前沿“冰立方的高能中微子观测及其起源研究”。在化学领域中，5个前沿组成的“新型电池研究”前沿群，分别关注太阳能电池、锂电池、光伏电池的相关研究。此外，关于荧光现象的研究占据了化学领域10个热点前沿中的三席，包括“用于活体成像硫化氢分子的荧光探针”、“过渡金属化合物用于荧光探测生化分子”和“用于白光LED的荧光粉”。植物抗逆性的研究占据了农业、植物和动物学领域研究的8个热点前沿，组成了“植物应对生物和非生物胁迫的分子机制和调控”前沿群。在生态与环境科学领域中，11个研究前沿形成了2个前沿群，“资源开发和利用对环境和健康的影响”前沿群（包括5个前沿）和“生物多样性遗传、形成和维持机制研究”前沿群（包括6个前沿）。在地球科学领域中出现1个前沿群，其中6个前沿构成“气候变化的影响因素及其环境响应”前沿群。该领域的“中国华北克拉通的变形历史研究”连续出现在《2014研究前沿》和《2015研究前沿》报告遴选出的热点前沿队列中，而且它是中国科学家特别关注的研究前沿。在数学、计算机科学与工程领域，《2014研究前沿》中“基于粒子群算法的搜索优化”是当年最年轻的热点前沿，今年“粒子群优化与差分进化算法”和“忆阻器、忆阻电路及忆阻神经网络的相关研究”入选今年重点热点前沿。医学领域中的重点热点前沿“新型口服抗凝药防治症状性静脉血栓栓塞”和“激酶抑制剂治疗B细胞淋巴瘤”均聚焦于新型药物替代常规方法治疗疾病，“激酶抑制剂治疗B细胞淋巴瘤”热点前沿致力于致命血癌的治疗。在2015年天文学与天体物理领域排名前10的热点前沿中，有9个前沿聚焦于“宇宙是如何起源和演化的”，研究对象和主题涉及超新星、高红移星系、系外行星、伽玛射线暴、暗能量、恒星形成与演化等。值得注意的是，排名前10的研究前沿多与具体的空间探测卫星任务直接相关，展示出本领域研究前沿热点强烈依赖空间任务平台的学科特色。社会热点问题和交叉学科研究成为经济学、心理学以及其他社会科学领域TOP10研究前沿的核心，例如“亚马逊的土耳其机器人与在线调研与实验研究”、“经济危机与失业对公众健康、自杀率和死亡率的影响”、“二手烟对健康的影响以及无烟立法的效应”等。更多精彩，扫描下面二维码“MOLBASE”关注。

3月22日，石科院与与湖北侨光石化装备股份有限公司共同成立高端电子材料和装备制造联合实验室，在湖北省仙桃市举办揭牌仪式并召开第一次联席会议。仙桃市市委书记孙道军，市委常委、副市长胡常伟，市委常委、秘书长朱慧玲，石科院院长李明丰、副院长王辉国，湖北侨光公司董事长刘洪祥出席揭牌仪式，并为联合实验室筹建的世界最大规模反应器内构件冷模试验装置奠基剪彩。彭场镇党委书记蔡勇军，中国石化集团高级专家郁灼、仙桃市及石科院相关部门负责人及有关人员参加。揭牌仪式上，李明丰、胡常伟分别致开幕词。李明丰回顾了石科院与湖北侨光公司十四年的合作历程，指出双方将依托联合实验室携手开展大型冷模装备及“专精特新”技术研发，探索实验室研究与工程制造紧密结合的创新模式，将联合实验室打造成为国际一流的产学研高度融合的创新平台。胡常伟对联合实验室的成立表示热烈的祝贺，强调联合实验室是仙桃装备制造产业创新发展的重大实践成果之一，仙桃市政府将全力支持联合实验室建设，希望石科院、湖北侨光继续发挥自身优势，以技术创新推动产业升级和高质量发展。孙道军、李明丰共同为联合实验室揭牌。刘洪祥、李明丰分别为联合实验室主任、副主任颁发聘书。 高效环保芳烃成套技术是保障我国纺织原料供应、产业链完整及经济结构安全的关键核心技术。吸附塔格栅内件专有设备是芳烃吸附分离工艺的核心装备之一，直接决定了吸附剂利用率和吸附分离效果。为实现技术迭代升级，联合实验室决定筹建世界最大规模流体力学冷模试验装置，建成后将开展吸附分离装置大型化研究，为芳烃成套技术大型化提供有力支撑。孙道军、李明丰、刘洪祥及部分参会嘉宾共同为大型冷模试验装置奠基。仪式结束后，联合实验室召开第一次联席会议。与会人员一致表示，联合实验室将聚焦国家重大需求，在高端电子材料生产技术、高端石化化工设备制造、产业升级等重点技术领域开展放大试验、工程转化、产业融合、成果推广、人才培养等科技创新活动，培育新质生产力、实现科研成果转化落地，促进产业升级与变革。下一步，石科院将全力推进联合实验室大型冷模试验装置建设，保证装置按时投用，尽快开展试验。同时将依托联合实验室持续开展芳烃成套技术迭代升级，开发更多过程强化和节能技术，为中国石化成套技术研发提供强劲动力，为石化行业实现“双碳”目标发挥重要作用。

近日，2021年第四届低维材料应用与标准研讨会（简称：LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。会议吸引了低维材料与器件相关领域的400余名专家学者与企业代表出席，云端参会人数超过1万人。会议同期举办5个不同主题的分会场，仪器信息网编辑对“第1分论坛：低维材料的制备和微纳加工”进行了跟踪报道。该会场共安排了16个特邀报告和6个青年报告，相继由清华大学魏飞教授、中国科学院半导体研究所王智杰研究员、湖南大学刘松教授等人主持；内容精彩纷呈，得到与会观众的高度关注，现场座无虚席。会议现场报告题目：《超长无缺陷碳纳米管的控制制备与器件、结构材料应用》清华大学化学工程系教授魏飞碳纳米管由于其高比表面积、化学稳定性及导热、导电及力学特性，近年来发展十分迅速。报告中，魏飞教授团队利用碳纳米管几何结构拓扑保护及进化生长的概念，通过动力学选择性实现 650mm 长碳纳米管的无缺陷生长，可实现99.9999%高纯度半导体性碳纳米管的生长，这类碳纳米管的电学、热学性质可以达到理论预测的极限。同时利用这种无缺陷碳纳米管可得到宏观强度、韧性、耐疲劳性高于目前所有材料数量级的碳纳米管高强纤维束。报告最后介绍了高纯碳纳米材料在器件等方面的应用。报告题目：《拓扑光电探测》北京大学量子材料中心长聘副教授 孙栋成熟的半导体可见光和近红外光电探测器是各个领域不可或缺的关键器件，而探测更长波长的中远红外和太赫兹波段的光电探测器却存在多个难以攻克的技术瓶颈。如何实现室温下工作的高性能长波探测器困扰了光电探测领域几十年时间，一直是科研领域关注的重要研究方向之一。基于半金属的材料替代半导体材料有望解决目前低能光子探测方面的一系列问题，但是基于半金属材料的光电探测器为了避免暗电流需要在无偏置条件下工作，一直存在响应度低的关键性能缺陷，限制了其进一步的发展。孙栋教授团队借助于全新的拓扑半金属材料的特殊拓扑性质，于近期克服了一些关键的技术问题，使得基于拓扑半金属的光电探测器在室温的低能光子探测方面展现出了广阔的应用前景。报告题目：《二维半导体的范德华集成与去集成工艺》湖南大学教授 刘渊基于二维半导体材料的低功耗新型器件被认为有望延续摩尔定律存在空间，得到更小尺寸、更高密度的集成电路。然而由于超薄得体厚度，传统的硅基晶体管的高能量制备工艺电极很难应用于脆弱的二维晶格，严重限制了二维半导体器件的性能与其应有的新奇特性。报告中，刘渊教授重点阐述了其开发的范德华异质金属集成方法作为低能量的集成工艺来保证二维半导体的本征性能，这种集成工艺在与传统的硅基工艺兼容的同时，又避免了对二维材料表面的损伤，为二维材料与传统硅工艺的兼容集成提供了新的可能。另外，PVA 旋涂法可以作为一种新的基底和高分子层来补充/代替传统 PPC、PC、PMMA、PDMS 分子层，实现对二维范德华异质结更精确的控制。报告题目：《二维磁性材料的制备与性质研究》北京理工大学教授 周家东二维过渡金属硫属化合物包括硫化物，硒化物和碲化物三大类，表现为 2H，1T，3R 等多种相结构。这些二维材料包括半金属、半导体与绝缘体等，表现出多种优异的物理性质如铁磁、铁电、超导等，使其在诸多领域包括晶体管、光电传感器、高性能自旋电子学器件等领域有着潜在的应用价值。特别的，新型二维磁性材料 CrI3 和 CrSiTe3 的发现开启了二维磁性材料研究的科学前沿。但是对于二维铁磁材料如铁基，铬基等的二元和三元的单层与少层的制备仍非常困难，这极大的限制了其性质与应用的研究。报告主要聚集Fe 基硫族化合物和Cr 基硫族化合物新型二维磁性材料可控合成与性质研究，研究其结构与铁磁性能之间的关系。报告题目：《亚纳米尺度超薄纳米晶体》清华大学化学系教授 王训亚纳米尺度（Sub-1nm）材料指至少在一个维度上特征尺寸小于 1 纳米的材料。这个特征尺寸接近高分子链/DNA 单链的直径，并与无机晶体单晶胞的尺寸相当。亚纳米尺度材料理论上具有很多优异的特性及重要的研究价值，王训教授团队围绕亚纳米尺度材料开展了系统性研究工作：以良溶剂-不良溶剂体系控制晶核尺寸策略为基础，发展出亚纳米尺度材料合成方法学，以此为基础提出亚纳米尺度材料的新概念；发现一维无机纳米材料直径限制在1纳米左右时，会表现出类生物大分子及高分子的特征，其宏观组装体兼具无机与高分子材料的优异性能；实现了具有明确结构亚纳米尺寸团簇的精确组装，进一步证明团簇可以与亚纳米尺寸无机晶核共组装，从而在亚纳米尺度实现对无机材料组分及功能的调控。报告题目：《钙钛矿量子点原位制备与集成应用》北京理工大学教授 钟海政量子点具有光谱可调、溶液加工等特点，是备受关注的新一代光学材料，已经在照明显示、传感探测、太阳能电池、激光等领域展现出应用前景。近年来,钙钛矿量子点的出现，为发展量子点集成应用技术提供了机遇。针对光电集成应用需求，钟海政教授团队发明了钙钛矿量子点的原位制备技术，利用钙钛矿材料的溶液加工特性，通过引入聚合物或者有机分子配体控制结晶过程，在聚合物基质中直接制备出量子点，或者在ITO基片上控制形核和生长过程直接制备量子点薄膜，并在此基础上开展了量子点的显示和传感应用探索。报告题目：《盐辅助的过渡金属硫化物的可控制备》湖南大学教授 刘松二维层状过渡金属硫化物具有优异的电学、光学等性能，在电子学，光电子学、能源催化等多方面具有广泛的研究及应用潜力，但过渡金属硫化物材料的可控生长仍然是该领域的重要问题。报告重点介绍了盐辅助的化学气相沉积法，可控制备并调控过渡金属硫化物及异质结的生长，探索过渡金属硫化物生长的新策略。这些材料制备的可控探索为进一步的电子学及光电子学应用提供了材料基础，并将进一步推动过渡金属硫化物在不同领域的应用。报告题目：《基于二维纳米材料的聚合物电磁屏蔽复合材料研究》北京化工大学教授 张好斌随着电子技术的迅速发展，日渐严重的电磁辐射污染对人们健康和精密电子设备的正常工作造成了难以忽视的影响，因此，发展高性能聚合物电磁屏蔽纳米复合材料在电子、航空、航天等领域具有重要价值。张好斌教授团队致力于研究纳米材料制备、高分子材料加工过程中界面调控和复合体系设计等关键科学问题。报告在其团队前期聚合物/石墨烯纳米复合材料研究基础上，着重介绍了新型二维过渡金属碳/氮化物（MXene）纳米材料在电磁屏蔽应用方面的最新进展，探索充分利用其高电导率和亲水性特性的策略和方法，以期实现聚合物电磁屏蔽纳米复合材料的多功能化和高性能化设计与制备。报告题目：《低维纳米结构制备技术及其光催化应用》中国科学院半导体研究所研究员 王智杰低维纳米结构已经被广泛应用于光电子器件、光伏器件以及光催化等各个领域，并极大 的提高了相关器件的性能。报告主要介绍了几种新型纳米结构及材料制备技术，即缺陷诱导法规则纳米材料制备技术、AB孔氧化铝模板法纳米结构制备技术、以及湿法化学法纳米材料制备技术。利用这些新型纳米结构和材料，王智杰课题组以及合作者开发了一系列高性能光电化学系统，并用于光解水制氢、光催化降解污染等领域；研究了复杂污染物（比如抗生素等）光降解过程中的反应动力学过程，提出了相应的反应动力学模型。相对于常规的光电化学体系，利用复杂结构纳米材料制备的光电化学系统的性能大有提高。其他精彩报告掠影

本文转载自公众号 ChinChemLett室温磷光具有长的发光寿命，大的斯托克斯位移以及在分析、生物成像、有机发光二管中有着广泛的应用。近几年来，纯有机室温磷光（RTP）材料受到了科研工作者的广泛关注，与无机发光材料和有机金属配合物材料相比，纯有机室温磷光材料具有柔性、低毒性、低成本、易修饰等特点。然而在室温条件下，由于弱的自旋轨道耦合，或者由氧气、高温、分子振动导致三线态激子的严重非辐射失活，使得有机磷光材料的室温发光效率往往很低。到目前为止，通过引入卤素重原子、芳香羰基，氢键，结晶（共晶），主客体作用，嵌入聚合物等策略，可以提高系间窜越（ISC）和抑制非辐射跃迁的速率，终成功地实现了纯有机室温磷光的构建。其中，卤素重原子（Br，I等）和其他杂原子（O和S等）可以促进单线态到三线体系间窜越（ISC），增强室温磷光发射；结晶、嵌入聚合物等策略可以产生刚性环境，从而抑制非辐射衰变，增强室温磷光发射。通过对近几年相关文献进行案例分析，Chinese Chemical Letters的编委、华东理工大学马骧教授课题组总结了基于主客体作用构建纯有机室温磷光材料的新研究进展，近期在Chinese Chemical Letters发表了Recent progress on pure organic room temperature phosphorescence materials based on host-guest interactions 的综述文章(https://doi.org/10.1016/j.cclet.2019.07.042)。文章首先介绍了构建室温磷光材料的常用策略以及主客体作用的概念，然后阐述了基于主客体作用实现纯有机室温磷光的机理，总结了近几年来不同主体基质下通过主客体作用产生室温磷光的研究进展，分别介绍了基于传统大环主体环糊精和葫芦脲，无定形羟基类固醇等甾体薄膜基质为主体分子以及以刚性晶体基质做主体的三种不同主体基质形式产生的室温磷光现象。后对未来主客体策略应用于纯有机室温磷光进行了展望。该文将发表在2019年第10期Fluorescence Basics and Technology专刊中。请点击下方链接阅读全文。本文转载自ChinChemLett扫描二维码阅读原文 点击查看更多往期精彩文章 上海交大开发新型探针：小至70nm 依然可实现超强拉曼信号 | 前沿用户报道折叠屏手机市场拓展的新契机——碳纳米点|前沿应用拉曼与统计分析神助攻，复旦破译PM2.5重要成分 | 前沿用户报道清华大学魏飞团队实现一步法制备纯度99.9999%半导体碳纳米管阵列严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】发现生命的轨迹——化石中的碳元素分析 | 前沿应用地底深处的生命探索——矿物中的化学反应分析 | 前沿应用【下篇】瞪你一眼，就能“看透”你 | 用户动态青岛能源所实现毫秒级单细胞拉曼分选，"后液滴"设计功不可没|前沿用户报道表面增强共振拉曼光谱探究细胞色素c在活性界面上的电子转移新型荧光探针——细胞膜脂变化无所遁形!复旦巧用增强拉曼“识”雾霾 | 前沿用户报道 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载，文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有。HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息，以供读者阅读、自行参考及评述，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及时进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。 点击下方“阅读原文”，阅读paper原文。阅读原文

生物电信号是人体最基本的生理信号之一，通过对生物电信号的监测可以对多种生理疾病进行诊断和预防。随着微电子科技的不断发展，越来越多的医疗科技选择使用电极贴片与诊断设备集成，以实现实时监测人体健康状况的医疗保健系统。监测系统对于突发性强、致命性高的心脑血管疾病有着显著的预防作用。生物电监测电极作为系统硬件的重要组成单元，直接与人体接触采集生物电信号，是生物电传感系统的基础部件。常见的是银-氯化银（Ag/AgCl）凝胶电极，但由于凝胶或粘合剂会对皮肤产生刺激，很难用来长期监测生物电信号。为了实现长效与皮肤接触监测的功能，生物相容性良好的干电极技术近年来得到了一定的发展。然而，由于皮肤的弹性、粗糙质地，附加汗水，油脂、皮屑和毛发等表面特性，干电极技术在皮肤附着力、接触阻抗、透气性等创新优化方面仍面临较大挑战。图1典型具有足端附着能力的生物结构与功能实现策略由于自然环境下目标附着表面的复杂多样性，依靠单一的黏附机制往往不足以提供生物体稳定的附着和快速的运动的能力。几乎所有具有全空间运动能力的生物，均拥有两种及以上的界面附着策略，且生物体型越大，越需要多种附着方式协同作用来提升界面附着力以平衡自重。生物高鲁棒性的附着调控特性依赖于生物脚爪精细的跨尺度附着结构，以及附着结构所呈现的机制之间的协同作用。 图2兼具排汗透气与皮肤黏附的仿生电极设计本研究介绍了一种兼具排汗透气性和多机制附着性能的健康监测电极贴片。贴片的排汗透气功能采用锥形通孔与蜂窝状微沟槽集成设计来实现，锥形通孔产生的拉普拉斯液相压差和微沟槽的毛细力协同实现了汗液的自驱导流作用；Ag/Ni微针阵列和PDMS-t粘附材料的多机制附着一定程度上保障了电极贴片与皮肤接触的力学稳定性，其中，Ag/Ni微针阵列通过高度控制，形成与皮肤角质层的接触，在保障安全性的前提下，实现了生物电信号采集通道的可靠性。 图3 仿生监测电极排汗透气通道结构形貌及其单向自驱导效果图 图4 仿生电极贴片切向摩擦力和法向黏附力量化测试实验 图5 仿生电极贴片心电监测性能及其与皮肤接触的生物相容性评价仿生电极的皮肤界面阻抗测试显示，在100Hz以下，仿生电极的接触阻抗低于标准Ag/AgCl凝胶电极，在监测志愿者的EMG和ECG生物电信号应用中，仿生电极展示出了较好的静态和动态采集性能。这主要归因于微针阵列与皮肤高阻抗角质层形成机械锁合，与通孔阵列柔性聚合物黏附接触协同作用，增强了仿生电极与皮肤表面的附着力，减少了运动伪影。同时，仿生电极设计中汗液的自驱导流结构保障了皮肤排汗透气的需求，具有良好的皮肤接触生物相容性，为实现长效的健康监测提供了新思路和新途径。本研究工作是建立在前期微针摩擦与树蛙湿黏附协同的仿生电极（Advanced materials interfaces, 2022, 2200532，封底论文）研究基础之上，着重探究了仿生电极自主排汗透气方面功能实现方法。相关研究成果以题为“Biomimetic Patch with Wicking-Breathable and Multi-mechanism Adhesion for Bioelectrical Signal Monitoring”发表于期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。论文第一作者为南京航空航天大学机电学院硕士研究生张迁，论文通讯作者为姬科举副研究员，南京航空航天大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家自然科学基金、南京市医学科技发展基金、江苏省仿生功能材料重点实验室基金等项目的资助。论文链接： https://doi.org/10.1021/acsami.2c13984来源：高分子科技官网：https://www.bmftec.cn/links/10

仪器信息网讯：12月3日，第六届全国药物分析大会在北京西郊宾馆继续举行。本届大会共设有三个分会场，其中第二分会场的主题是“药物分析新材料与新技术”。 武汉大学陈子林教授介绍了毛细管电色谱柱技术及其与质谱联用药物分析新方法。陈教授课题组以重点解决药物分析中复杂体系的分离分析中的瓶颈问题，发展高效、微量、灵敏、精准药物分析方法学为目标，开展了基于金属有机骨架材料及石墨烯为特征分子识别固定相的毛细管电色谱柱技术、基于仿生聚多巴胺修饰技术的新型管内固相微萃取及Jacket-free搅拌棒固相萃取技术及其在药物分析中应用研究。同时，陈教授还介绍了他们在CE/CEC-ESI-MS的接口方面的研究工作，以及该平台对于氨基酸和中药中活性成分分析的应用工作。武汉大学 陈子林教授 第二军医大学陆峰教授在报告中指出，近年来，随着化学计量学的发展，具有快速、高通量、经济等方面优势的光谱法受到国内外广泛的重视。拉曼光谱法作为光谱法的一种，具有可实现单分子、单细胞检测，具备活体、实时、在线的特点，可进行定性定量结构（构型构象）分析，在药品质量、活性分析、安全评价等方面具有广阔的应用前景。该课题组在国家重大科学仪器设备开发专项资助下，成功开发出世界首台薄层色谱-拉曼光谱联用仪。第二军医大学 陆峰教授 浙江大学余露山副教授的报告题目是“Chiral drug analysis and its application in the DM/PK study of chiral drug”。从他的报告中我们了解到，其所在课题组自1990年起，在曾苏教授的领导下，利用手性色谱法开展了100多种候选药物的对映选择性DM/PK研究。对于手性药物的DM/PK样品分析而言，LC-MS（或UV）结合手性固定相柱是首选方法；如果一个手性分子含有氨基、羧基或羟基的话，手性衍生化试剂也是一个不错的选择；第三个可选的方法是IDMSS，但是该方法昂贵并且需要研究动力学同位素效应。其他方法，像在线核磁共振、离子迁移谱等也都在开发当中。浙江大学 余露山副教授 上海应用技术大学许旭教授课题组使用傅里叶变换离子回旋共振质谱，以离子液体2,5-二羟基苯甲酸丁胺（IL-DHBB）为基质，结果显示，离子液体基质使用方便，实验条件简单，其点板后液体状态稳定，与样品混合均匀，点内和点-点之间的质谱信号都很稳定，从而获得了较好的MALDI-MS 质谱分析重复性，灵敏度也比常用的固体基质好。将其用于MALDI-FTMS 成像分析大豆切片和大豆叶片表面的单糖、二糖和三糖，显示出较好的应用前景。上海应用技术大学 许旭教授 西南大学付志锋教授在其报告中介绍了基于多功能抗体与时间分辨化学发光的多组分免疫分析方法检测农药残留、基于免疫层析试纸条的多农药残留检测方法、免标记化学发光免疫分析方法检测重金属等三方面的工作及其所取得的创新成果。西南大学 付志锋教授 高速3D 细胞扫描仪Cell3iMager 利用图像处理技术测量在3D 培养板中培养的癌细胞随着时间的增长和形态变化，可以计算孔板中细胞球体的数量、面积和体积。因此避免了对试剂的需要。岛津公司使用Cell3iMager 开发出一种适合抗癌药物筛选的快速方法，该方法具有易于使用、无需试剂、成本效率高且高通量的特点。通过使用两个人体癌细胞系(HEK293 和HEK293T)，结果显示在3D 培养板中形成的球体面积与细胞生长密切相关，且可以用于快速筛选抗癌药物。岛津公司 李丽潇博士 西安交通大学王嗣岑教授介绍了其所在课题组在二维联用色谱技术在药物筛选和乳制品分析方面所取得一系列科研成果。1、建立了4种基于细胞膜色谱二维在线分析系统的活性成分筛选发现平台，可以直接在线从复杂体系中“识别”、“分析”、“鉴定”作用于特定受体的活性成分；2、建立了细胞膜色谱-液相色谱质谱联用二维色谱筛选分析平台，对200余种中草药进行高通量活性先导物筛选研究，发现了具有抗肿瘤作用、抗心脑血管疾病等活性组分17个；3、对筛选发现的活性生物碱Taspine的全合成研究。首次确证了Taspine联苯骨架作VEGFR-2抑制剂结构母核的有效性，并可增强药物转运和敏感性，具有开发为新型抗血管生成药物的潜力；4、建立了中心切割二维液相色谱分析系统用于乳制品分析系列方法及“一步法”样品处理方法。具有样品制备简单、多组分同时定量分析、快速、回收率高、自动化程度高等特点，为乳制品检测提供了方便、可靠的检测平台；5、研制开发了中药注射液类过敏物分析二维色谱仪。对60余种中药注射剂进行筛选分析。西安交通大学 王嗣岑教授 中山大学陈缵光教授在报告中介绍了其课题组在非接触电导检测技术方面的研究成果。非接触电导检测技术，最早应用于毛细管电泳，随后在微流控芯片中得到广泛使用，近年来开始用于高效液相色谱。陈教授课题组成功研制了应用于高效液相色谱的非接触电导检测器和采用非接触电导检测技术的细胞和线虫响应计数系统。以高效液相色谱非接触电导检测器为例，人们只需将色谱柱后原有的连接管穿过该检测器的电极套管，非常简便。它对荷电粒子，如离子、或在一定条件下（pH，络合，缔合等）带部分电荷的分子等有很好的响应，检测对象广泛，电极和溶液之间不接触，避免了电极的污染和中毒。中山大学 陈缵光教授 广西师范大学邓必阳教授介绍了该课题组在毛细管电泳-电化学发光结合其他技术在含胺类药物中的应用研究。他们建立了一种测定盐酸曲美他嗪的毛细管电泳电化学发光检测新方法；自制了一个简易、方便、可反复使用的超声微透析装置；超声微透析装置与CE-ECL结合用于研究盐酸曲美他嗪与人血清白蛋白的结合与透析平衡。节约了试剂，降低了时间消耗；得到了盐酸曲美他嗪与人血清白蛋白的结合位点数和结合常数分别为1.53和K=15.15L/nmol。此外，他们还开发了用rGO-CuS复合材料制作的超灵敏电化学发光传感器与毛细管电泳联用方法，并成功用于检测小鼠血浆中的苯磺酸氨氯地平。 广西师范大学 邓必阳教授 第二军医大学陈啸飞博士针对细胞膜色谱细胞用量大，柱寿命较短，以及中药活性成分的作用靶点不明确等问题展开研究。开发了基于APTES表面修饰的共价细胞膜色谱分析系统，并对中药活性组分的筛选以及潜在活性组分的靶标鉴定等方面开展了富有成效的研究。第二军医大学 陈啸飞博士 天津医科大学赵新超博士生介绍了其所在课题组对细胞膜固定化机理进行的探索，并对载体材料的表面化学性质、孔径等物理性质对细胞膜固定化的影响做了详细介绍。此外，基于细胞膜固定化机理，其所在课题组在石英毛细管内壁实现了细胞膜的固定化，建立了微柱细胞膜色谱（micro-CMC）法；在磁性颗粒表面实现了细胞膜的固定化，建立了细胞膜磁球垂钓法。天津医科大学 赵新超博士生 中国医学科学院贺玖明副研究员系统介绍了其所在课题组在敞开式空气动力辅助离子化质谱分子成像技术（AFAI-MSI）及其在药物分析中的应用研究进展。贺老师在报告中指出，AFAI-MSI技术可获得全面的药物及其代谢物的体内分布、吸收等信息，为药物或候选新药的靶向、药效与毒理机理研究提供一种直观方法；成像代谢组学方法可对药物的药理活性及潜在毒性进行直观、重要的预测，并提示药物作用分子机理，有望发展成为药物研发领域的新型手段；成像代谢组学方法可实现生物标志物的原位筛查和可视化表征。结合分子病理学研究，该质谱成像技术有望发展成为一个新型的分子诊断工具。中国医学科学院 贺玖明副研究员 中科院上海药物研究所李川研究员介绍了开展中药多成分药代动力学研究所涉及的分析技术。中药多成分药代动力学研究方法涉及六个关键技术群：复杂生物样品中中药微量物质分析技术群、中药体内代谢物富集和制备技术群、药代动物实验技术群、中药化合物通过生物屏障研究技术群、中药化合物体内消除机理研究技术群、中药“药代标识物”表征预测技术群。李川课题组围绕中药药代研究的核心科学问题，选择有效方药，重点就中药多成分复杂样品分析领域所涉及的质谱学基础研究、分析技术创新及其在中药药代研究中的应用等开展了大量工作。譬如，该课题组在中药多成分复杂样品分析中，发现了能够显著提高质谱分析效能和克服基质效应干扰的“液相电解质效应”（LC-electrolyte effects），由此取得了在液-质联用分析上的重要进步，并对大气压电离质谱的电离理论有了新的认识；将“液-液微萃取”技术与“PTV-大体积进样”技术结合，解决复杂生物样品中挥发性中药物质的分析难题等。中科院上海药物研究所 李川研究员 中科院长春应化所宋凤瑞研究员介绍了其课题组所建立的一个直接、有效的在线微透析-超高效液相-串联质谱方法（Online-MD-UPLC-MS/MS）。该方法具有活体采样；实时分析；真实反映体内过程等特点。该研究不仅提供了用于研究在疾病状态下中药代谢物的相对药代动力学的新方法，还可以用于药物作用机制研究，预测活性代谢物的成药性，有利于药物研发和安全性评价。中科院长春应化所宋凤瑞研究员 山西医科大学胡爽副教授在报告中表示，为了更好地进行中药质量控制和评价，简便、有效、经济的样品前处理和富集是必要的。她系统介绍了其所在课题组在过去10年中进行的液相微萃取在中药分析中的应用方面的工作和取得的成果。山西医科大学 胡爽副教授 复旦大学李嫣副教授介绍了基于功能化磁性介孔材料的RAM-SPE技术在药物毒物分析中的应用研究。他们制备了介孔内壁修饰不同官能团的磁性石墨烯介孔硅复合材料用于RAM-SPE；将其应用于化妆品、食品中残留药物检测以及中药主要活性成分的药代动力学研究；该技术前处理时间短、灵敏度和回收率高、重复性好。复旦大学 李嫣副教授 北京大学王超群博士生在王璇教授的指导下，采用LC-DAD-ESI-IT-TOF-MSn联用技术指认并比较园参、林下山参及野山参中的皂苷类成分，并在此基础上提出了林下山参的鉴别、质量评价分析策略。北京大学 王超群博士生 中国药科大学柳文媛教授的报告主要关注于如何基于成分结构研究结合化学计量学来快速发现天然活性成分，利用化学计量学的方法将成分和活性之间进行关联。柳教授介绍的具体工作包括：钩藤生物碱异构体鉴定；苦木生物碱异构体鉴定；山香圆活性成分的预测等。中国药科大学 柳文媛教授 北京大学王璇教授则介绍了以临床用药为导向运用分子生物学技术对中药黄岑药效和质量的分析研究。王教授的研究结果提示枯岑和子岑在肺部的抗炎活性存在差异，为枯岑和子岑的合理用药提供了科学依据。而造成二者抗炎活性差异的原因可能为极性小的苷类、苷元类成分。北京大学 王璇教授 北京大学韩南银副教授的报告则颇具悲壮色彩。他介绍了自他2005年回国后，在场流分离技术（FFF）领域艰难探索的心历路程。经过多年的不懈努力，终于取得阶段性成果，2014年下半年已组装出两套不同模式的FFF仪器——GrFFF和AF4（与普析通用合作）。它们在诸如细胞分离、脂质代谢组学的研究等方面有着较好的应用前景。韩老师也衷心希望能有更多的科研工作者加入到这一具有很大挑战性的领域。北京大学 韩南银副教授 沈阳药科大学郭萍博士生在陈晓辉教授、赵龙山副教授的指导下，采用多步溶胀聚合法合成了对非甾体抗炎药具有高选择性的分子印迹聚合材料。将印迹材料作为固相填料制备分子印迹固相萃取小柱，通过优化固相萃取条件，并结合超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）对不同水环境中的5 种非甾体抗炎药进行检测。与传统的SPE 方法相比该方法灵敏，准确度高，成功地对水环境中的不同非甾体抗炎药进行富集及其测定。沈阳药科大学 郭萍博士生