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间隙尺

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间隙尺相关的资讯

  • 纳米间隙电极传感器件研究获重要进展
    日前,中科院合肥研究院智能所研究员刘锦淮和黄行九带领课题组,在纳米间隙电极传感器件的研究中取得重要进展。  纳米间隙电极传感器件的突出特点,是可直接将待测物质的某种特性转化为更简洁、更直观的电信号——如电阻、阻抗等,以实现对目标分子的痕量、高灵敏度检测。其中,针对痕量的待测目标分子,如何获得增强、有效的信号一直是研究热点之一。智能所研究人员运用金纳米颗粒构筑了纳米间隙电极,提出了两种检测新思路。  首先,他们通过在纳米间隙电极间引入硒化镉量子点,有效提高了有机分子链霉亲和素检测的灵敏度与信号强度。同时,他们采用电化学阻抗谱和循环伏安法,进一步证实了在紫外可见光照下信号显著增强效应 停止光照后,电化学阻抗值恢复到未加光照的水平。这些发现表明硒化镉量子点的信号增强作用是可靠且可逆的。该研究结果近期发表于国际纳米材料杂志《微尺度》,并被选为当期封面。  相反,研究人员将环糊精组装到金纳米颗粒表面,利用环糊精分子(CD)空腔对多氯联苯分子(PCBs)的捕获作用,提出了另一种“抑制电荷输运”式检测新方法,即当不良介电性质的多氯联苯分子进入到环糊精分子空腔后,测量的电流信号强度显示出明显下降。采用该方法对多氯联苯的最低检测浓度可达1纳米。此成果发表在美国化学会《分析化学》杂志上。  据悉,上述研究工作获得国家“973”计划项目、国家自然科学基金委重大研究计划“纳米制造的基础研究”、中科院“百人计划”等项目的支持。
  • 首个完整无间隙人类基因组序列公布
    被誉为生命科学“登月计划”的人类基因组测序再次取得重大进展:国际科学团队端粒到端粒联盟(T2T)发表了第一个完整的、无间隙的人类基因组序列,首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。这是对标准人类参考基因组,即2013年发布的参考基因组序列(GRCh38)的“重大升级”。当地时间31日,《科学》杂志连发6篇论文报告这一成就。2001年2月12日,由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果;2003年4月15日,公布了人类基因组序列草图。然而由于技术限制,当初的人类基因组计划留下了大约8%的“空白”间隙。这部分很难被测序,由高度重复、复杂的DNA块组成,其中包含功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。新的无间隙版本被称为T2T-CHM13,由30.55亿个碱基对和19969个蛋白质编码基因组成。增加了近2亿个碱基对的新DNA序列,包括99个可能编码蛋白质的基因和其中近2000个需要进一步研究的候选基因。这些候选基因大多数是失活的,但其中115个仍然可能表达。团队还在人类基因组中发现了大约200万个额外的变异,其中622个出现在与医学相关的基因中。此外,新序列还纠正了GRCh38中的数千个结构错误。具体而言,新序列填补的空白包括人类5条染色体的整个短臂,并覆盖了基因组中一些最复杂的区域。其中包括在重要的染色体结构中及其周围发现的高度重复的DNA序列,如染色体末端的端粒和在细胞分裂过程中协调复制染色体分离的着丝粒。新序列还揭示了以前未被发现的节段重复,即在基因组中复制的长DNA片段,已知其在进化和疾病中发挥重要作用。新序列还在识别和解释遗传变异方面具有重要改进,并揭示了关于着丝粒周围区域的前所未见的细节。这一区域内的变异性可能为人类祖先如何进化提供新证据。研究人员称,这一完整的、无间隙的序列对于了解人类基因组变异的全谱和了解某些疾病的遗传贡献至关重要。研究人员表示,下一阶段的研究将对不同人的基因组进行测序,以充分掌握人类基因的多样性、作用以及我们与近亲、其它灵长类动物的关系。【总编辑圈点】基因组的某些区域,其实是一遍又一遍的重复,这些重复区域包括细胞分裂中一些极其关键的部分,也包括可能帮助物种适应的新基因。在过去,所有这些重复使得科学家无法以正确的顺序“组装碎片”——就像高难度的、几乎每一块都相同的拼图,而人们不知道其中哪一块该放在哪,就在基因组图谱上留下了巨大空白。现在的最新成果不再有任何隐藏或未知的部分,或者也可以说,一个全新的基因宝库正在全人类面前徐徐打开。
  • 岛津原子力显微镜——锂电池导电性分析(联用元素分析工具)
    锂离子电池是一种可充电蓄电池,其通过从活性材料的结构中解吸/插入Li+来充电/放电。从制作工艺而言,锂电池正极由活性材料、导电剂、粘结剂、增稠剂及溶剂去离子水等多相物质混合制成。这其中,对于提高性能和质量控制,最重要的是活性材料、粘合剂和导电添加剂的工作状态和分布状态。图1 锂电池充放电示意图目前应用最为广泛的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂等。其中高镍三元锂离子电池正极材料NCM(锂镍锰钴氧化物;Li(Ni-Co-Mn)O2)凭借比容量高、成本较低和安全性优良等优势,成为研究的热点,被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。为了保证电极具有良好的充放电性能,通常加入一定量的导电剂,在活性材料之间、活性材料与集流体之间起到收集微电流的作用,以减小电极的接触电阻,加速电子的移动速率。导电剂的材料、形貌、粒径及含量对电池都有着不同的影响,碳系导电剂从类型上可以分为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维和石墨烯。常用的锂电池导电剂可以分为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)。锂电池粘结剂是一种将活性材料粘附在集流体上的高分子化合物。专门用于粘结和固定电极活性材料,增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触,更好地稳定极片的结构。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种具有高介电常数的聚合物材料,具有良好的化学稳定性和温度特性,具有优良的机械性能和加工性,对提高粘结性能有积极的作用,被广泛应用于锂离子电池中,作为正负极粘结剂。另一方面,正极中的这三种主要物质的分布状态和工作状态决定了锂电池的充放电性能。最常遇到的不利情况包括不导电的粘结剂对活性材料的包裹导致无法参与反应,活性材料颗粒的碎裂导致隔离于反应体系,粘结剂/导电剂分散不均导致一些区域间隙过大使活性材料隔离于反应体系。在这些情况下活性材料成为死的活性材料,不再参与电极反应。图2 正极中各组分存在状态为了更全面地分析,需要结合多种仪器进行。传统上,SEM+EDS可以对正极表面形貌和元素分布。但是局限性也很大,首先,EDS仅是一种定性分析工具,不能对元素进行定量分析,需要更精确的方法;另一方面,SEM仅能观察形貌,无法观测正极的工作状态,需要一种表面电学性能观测的方法。因此本实验使用EPMA电子探针微量分析仪(EPMA-8050G)测量正极的元素分布,使用原子力显微镜(SPM-9700HT)观测表面电流分布状态。通过比较EPMA和SPM相同区域图像来评估正极表面各种组分的工作状态。比较EPMA和SPM在相同区域的分析结果。图3至图5示出了EPMA数据,图6至图8示出了SPM数据。在EPMA结果中,图3是成分图像(COMPO),图4是C和F分析的叠加图像,图5是Mn、Co、Ni和O分析的叠加图像。因为导电剂和粘结剂都含有C,图4中C的位置是导电剂和粘合剂,因为只有粘合剂(PVDF)含有F,因此F的位置是粘合剂。图5中Mn、Co、Ni和O的重叠位置是活性材料。在SPM图像中,图6是用电流模式下的SPM获得的表面形貌图像,图7是低偏压激励下小电流分布图像,图8是高偏压激励下大电流分布图像。结合图6和图5,对比可知道活性材料的分布与形貌;结合图2,可认为图8中电流区域为为导电剂;同时对比图7和图8,从图7中扣除图8的大电流区域,可认为其他小电流区域为活性材料,即活性材料A区域。但是结合图7和图5 ,可发现有些活性材料在偏压激励下并没有电荷移动(形成电流),因此可判断,未形成电流的活性材料可能是被不导电的粘合剂包裹,或者因破碎和间隙被隔离于反应体系,无法参与充放电,即活性材料B区域。由此实验可见,对于锂电池的研究,结合元素分析工具(EPMA)和电流分析工具(SPM),既可以了解到各种组分的分布,还可以深度了解个部分的工作状态及可能的失效原因,为深入理解锂电池的工作原理与过程提供可行实验方案。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • “双碳”目标下再看太阳能光伏电池—硅料、硅片杂质元素分析技术
    材料是社会进步的重要物质条件,半导体产业近年来已成为材料产业中备受瞩目的焦点。从沙子到晶片直至元器件的制造和创新,都需要应用不同的表征与检测方法去了解其特殊的物理化学性能,从而为生产工艺的改进提供科学依据。仪器信息网策划了“半导体检测”专题,特别邀请到布鲁克光谱中国区总经理赵跃就此专题发表看法。布鲁克光谱中国区总经理 赵跃赵跃先生拥有超过20年科学分析仪器领域丰富的从业经历,先后服务于四家跨国企业,对于科学分析仪器以及材料研发行业具有深刻理解,促进了快速引进国外先进技术服务于中国的科研创新和产业升级。2020年9月,习近平主席在第75届联合国大会上,明确提出中国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的目标。“双碳”目标的直接指向是改变能源结构,即从主要依靠化石能源的能源体系,向零碳的风力、光伏和水电转换。加快能源结构调整,大力发展光伏等新能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的必然选择。目前,光伏产业已成为我国少有的形成国际竞争优势、并有望率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业,也是推动我国能源变革的重要引擎。太阳能光伏是通过光生伏特效应直接利用太阳能的绿色能源技术。2021年,全球晶硅光伏电池产能达到423.5GW,同比增长69.8%;总产量达到223.9GW,同比增长37%。中国大陆电池产能继续领跑全球,达到360.6GW,占全球产能的85.1%;总产量达到197.9GW,占全球总产量的88.4%。截止到2021年底,我国光伏装机量为3.1亿千瓦时。据全球能源互联网发展合作组织预测,到2030、2050、2060年我国光伏装机量将分别达到10、32.7、35.51亿千瓦时,到2060年光伏的装机量将是今天的10倍以上。从发电量来看,虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分,不过,从2004年开始,接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长,是当前发展速度最快的能源。2021年我国光伏发电量3259亿千瓦时,同比增长25.1%,全年光伏发电量占总发电量比重达4%。预计到2030年,我国火力发电将从目前的49%下降至28%,光伏发电将上升至27%。预计2030年之后,光伏将超越火电成为所有能源发电中最重要的能源,光伏新能源作为一种可持续能源替代方式,经过几十年发展已经形成相对成熟且有竞争力的产业链。在整个光伏产业链中,上游以晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作为主;产业链中游是光伏电池和光伏组件的制作,包括电池片、封装EVA胶膜、玻璃、背板、接线盒、逆变器、太阳能边框及其组合而成的太阳能电池组件、安装系统支架;产业链下游则是光伏电站系统的集成和运营。硅料是光伏行业中最上游的产业,是光伏电池组件所使用硅片的原材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长一段时期也依然是光伏电池的主流材料。在2011年以前,多晶硅料制备技术一直掌握在美、德、日、韩等国外厂商手中,国内企业主要依赖进口。近几年随着国内多晶硅料厂商在技术及工艺上取得突破,国外厂商对多晶硅料的垄断局面被打破。我国多晶硅料生产能力不断提高,综合能耗不断下降,生产管理和成本控制已达全球领先水平。2021年,全球多晶硅总产量64.2万吨,其中中国多晶硅产量50.5万吨,约占全球总产品的79%。全球前十硅料生产企业中中国有7家,世界多晶硅料生产中心已移至中国,我国多晶硅料自给率大幅提升。与此同时,在多晶硅直接下游硅片生产中,因单晶硅片纯度更高,转化效率更高, 消费占比也不断走高,至 2020 年,单晶硅片占比已达 90%的水平。用于光伏生产的太阳能级多晶硅料一般纯度在6N~9N之间。无论对于上游的硅料生产,还是单晶硅片、多晶硅片生产,硅中氧含量、碳含量、III族、V族施主、受主元素含量、氮含量测量是硅材料界非常重要的课题,直接影响硅片电学性能。故准确测试上游硅料、单晶硅片中相应杂质元素含量显得尤为必要、重要。在过去的十几年中,ASTM International(前身为美国材料与试验协会)已经对上述杂质元素的定量分析方法提出了国际普遍通行的标准,其中,分子振动光谱学方法因其相对低廉的设备成本、快速、无损、高灵敏度的测试过程,以及较低的检测下限,倍受业内从事品质控制的机构和组织的青睐。值得一提的是,我国也在近几年陆续制定和出台了多个以分子振动光谱学为品控方法的相关行业标准 (见附录)。这标志着我国硅料生产与品控规范进入了更成熟、更完善、更科学、更自主的新阶段。德国布鲁克集团,作为分子振动光谱仪器领域的领军企业,几十年来坚持为工业生产和科学研究提供先进方法学的助力。由布鲁克光谱(Bruker Optics)研发制造的CryoSAS全自动、高灵敏度低温硅分析系统,基于傅立叶变换红外光谱技术,专为工业环境使用而设计。顺应ASTM及我国相关标准中的测试要求,此系统可以室温和低温下(<15K)工作,通过测试中/远红外波段(1250-250cm-1)硅单晶红外吸收光谱(此波段红外吸光光谱涵盖了硅晶体中间隙氧,代位碳,III-V族施主、受主元素以及氮氧复合体吸收谱带。),可以直接或间接计算出相应杂质元素含量值。检测下限可低至ppta(施主,受主杂质)和ppba量级(代位碳,间隙氧),很好地满足了上游硅料品控的要求,为中游光伏电池和光伏组件的制作打下了扎实的原料品质基础。随着硅晶原料产能的逐年提高,布鲁克公司的 CryoSAS仪器作为光伏产业链上游的重要品控工具之一,已在全球硅料制造业中达到了极高的保有量。随着需求的提升,电子级硅的生产需求也在持续增加。布鲁克公司红外光谱技术也有成熟的方案和设备,目前国内已有多个用户采用并取得了良好的效果。低温下(~12 K),硅中碳测试结果(上图),硅中硼、磷测试结果(下图)附录:产品国家标准:《GB/T 25074 太阳能级多晶硅》《GB/T 25076 太阳能电池用硅单晶》测试方法国家标准:《GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》《GB/T 1558 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法》《GB/T 35306 硅单晶中碳、氧含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法》《GB/T 24581 硅单晶中III、V族杂质含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法》(布鲁克光谱 供稿)
  • 利用原位CT观察锂电池在充放电中的变化
    近几年中国锂电池的出货量持续增长,对电池的各种研究也在不断深入。锂离子电池充电后,其中的活性物质会发生体积膨胀,原位表征技术成为分析工作中的重要手段。这种变化有时并不显著,利用原位CT可以捕获微小变化的差异,让分析工作更加简单,品质管理更科学可靠。 小型锂电池外观电池整体的断面图像图中可见,间隙部分的增大。 放、充电后电池各层电极将放、充电后电池各层电极的图像进行对比,可见电极厚度上有微小膨胀,最终导致整体厚度的增加。 岛津微焦点X射线CT系统 inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus——一款支持锂电池充放电试验的微焦点CTinspeXioSMX-225CTFPDHRPlus(可搭载充放电系统) • 人性化操作的理念贯穿整个设计。即使CT试验的步骤简化到三步,依然能拍摄出高质量的数据。• 维护保养简便易行,让设备的使用无后顾之忧。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 岛津原子力显微镜在锂电池行业应用集英
    锂离子电池广泛用于手机、相机、玩具等小型电子设备以及混合动力汽车和电动汽车中。锂离子电池由阴极、阳极、隔膜和电解质组成,其中构成阴极和阳极的粉末状材料往往通过粘合剂保持聚集状态。无论是现有锂电池的各部分材料、工作性能,还是新型锂电池的开发,原子力显微镜均深入应用其中。01隔膜材料的工作状态下的孔隙变化目前最常用的隔膜材料是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或者两者的混合物。制作工艺有干法和湿法两种,制作过程又包括流延、拉伸、定型等步骤。工艺和过程都会影响隔膜的孔隙孔径、孔隙率等。常用的观测方法是扫描电镜法,但是因为PE、PP都是绝缘材料,会形成严重的荷电效应,导致观察图像失真。因此,原子力显微镜是非常合适的观察工具。对于锂电池隔膜,除了常温下的孔隙结构,还需要测试孔隙在不同温度下的变化。因为当电池体系发生异常时,温度升高,为防止产生危险,隔膜需要实现在快速产热(温度120~140℃)开始时,因热塑性发生熔融,关闭微孔,隔绝正极与负极,防止电解质通过,从而达到遮断电流的目的。岛津原子力显微镜具备完善的环境控制功能。使用样品加热单元从室温梯度加热到125°C和140°C,并观察其表面形状。范围为5μm×5μm。随着温度的升高,可以看到由于隔膜熔化,孔隙逐渐收缩。对于该实验,使用岛津专门设计的环境控制舱既可以在真空环境下进行,也可以完全模拟锂电池内部的温度/湿度/电化学环境进行。02锂电池正极材料工作状态观察为了保证电极具有良好的充放电性能,通常加入一定量的导电剂,在活性材料之间、活性材料与集流体之间起到收集微电流的作用,以减小电极的接触电阻,加速电子的移动速率。锂电池粘结剂是一种将活性材料粘附在集流体上的高分子化合物。专门用于粘结和固定电极活性材料,增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触,更好地稳定极片的结构。另一方面,正极中的三种主要物质的分布状态和工作状态决定了锂电池的充放电性能。最常遇到的不利情况包括不导电的粘结剂对活性材料的包裹导致无法参与反应,活性材料颗粒的碎裂导致隔离于反应体系,粘结剂/导电剂分散不均导致一些区域间隙过大使活性材料隔离于反应体系。在这些情况下活性材料成为死的活性材料,不再参与电极反应。正极中各组分存在状态为了更全面地分析,需要结合多种仪器进行。本实验使用EPMA电子探针微量分析仪(EPMA-8050G)测量正极的元素分布,使用原子力显微镜(SPM-9700HT)观测表面电流分布状态。通过比较EPMA和SPM相同区域图像来评估正极表面各种组分的工作状态。比较EPMA和SPM在相同区域的分析结果。图1至图3示出了EPMA数据,图4至图6示出了SPM数据。在EPMA结果中,图1是成分图像(COMPO),图2是C和F分析的叠加图像,图3是Mn、Co、Ni和O分析的叠加图像。因为导电剂和粘结剂都含有C,图2中C的位置是导电剂和粘合剂,因为只有粘合剂(PVDF)含有F,因此F的位置是粘合剂。图3中Mn、Co、Ni和O的重叠位置是活性材料。在SPM图像中,图4是SPM获得的表面形貌图像,图5是低偏压激励下小电流分布图像,图6是高偏压激励下大电流分布图像。结合图4和图2,对比可知道活性材料的分布与形貌;结合图2,可认为图5中电流区域为导电剂;同时对比图5和图6,从图5中扣除图6的大电流区域,可认为其他小电流区域为活性材料,即活性材料A区域。但是结合图5和图3,可发现有些活性材料在偏压激励下并没有电荷移动(形成电流),因此可判断,未形成电流的活性材料可能是被不导电的粘合剂包裹,或者因破碎和间隙被隔离于反应体系,无法参与充放电,即活性材料B区域。由此实验可见,对于锂电池的研究,结合元素分析工具(EPMA)和电流分析工具(SPM),既可以了解到各种组分的分布,还可以深度了解各个部分的工作状态及可能的失效原因,为深入理解锂电池的工作原理与过程提供可行实验方案。03新型负极材料的开发最常用的负极材料是石墨,但近年来硅(Si) 因其理论容量高于石墨而被视为下一代负极材料。但是由于Si负极材料在充放电过程中随着Li离子的进出而显着膨胀和收缩,因此Si材料的短板是容易破裂且寿命短。为了弥补这个问题,需要选择合适的硬粘合剂以牢固地粘合Si材料。我们设置了两种环境观察Si负极材料的不同,一种是现实中锂电池使用的电解液,另一种是N2气体环境。样品由附着在玻璃基板上的三种聚丙烯酸粘合剂(1)、(2)和(3)组成。在电解液环境为(A),N2气环境为(B)中进行观察。(A)将样品在含有1mol/LLiPF6的碳酸二甲酯(DMC)和碳酸亚乙酯(EC)的混合溶液中浸泡24小时。24小时后进行观察,同时样品仍浸入电解液中。(B)将上述样品置于密闭环境控制室中,用N2置换室内气氛后,在N2气体中进行观察。实验结果如上图所示。(A)在电解液中的样品(1)上观察到约10nm的突起,而样品(2)和(3)都是平坦的。该结果表明样品(粘合剂)(2)和(3)均匀分布在电解液中。(B)在N2气体中观察时,样品(1)和(2)是平坦的,但在样品(3)上观察到20nm的突起。该结果不同于在电解质中观察到的结果,并证明了在实际用例环境中进行测量的重要性。04固态锂电池开发研究目前的锂离子电池内部使用有机溶剂电解液,在制作、运输、使用过程中电解液可能泄漏,从而造成燃爆事故。而固态电池是采用固态电解质的锂离子电池,不含有任何液体。相比传统的液态锂离子电池,固态电池首先安全性能高,固体电解质取代可燃的液体电解质,有望克服锂枝晶的产生;其次能量密度高,负极可采用锂金属负极,极大提高能量密度;再次循环寿命长,可避免液体电解质再充放电过程中持续形成和生长固体电解质界面膜,理论上循环寿命可提高10倍以上;此外,固态电池电化学窗口宽达5V,高于液态锂离子电池的4.25V,适用于高电压正极材料;最后,固态电池无废液,处理相对简单,回收更加方便。当然,固态电池技术也存在一些很棘手的问题。粉体颗粒在电池充放电循环中会发生体积膨胀与收缩,由于不含有液体,因此颗粒与颗粒之间、层与层之间容易产生缝隙,带来接触不良,影响离子和电子的传输,电池内阻就会增加,在充放电过程中就会发生极化问题,导致倍率性能下降。因此,对固态电池的测试,除了要观察其形貌外,更重要的是获得表面形貌与其导电性之间的联系,分析不同形态与聚集状态对其工作状态的影响。为此,设定实验对两种固态电池材料进行分析,分别是钴酸锂(LiCoO2:以下称为LCO)和钛酸(Li4Ti5O12:以下称为LTO)。为了模拟固态电池内部工作环境,使用环境控制舱调节气氛,氧气0.7ppm或更少,水蒸气0.75ppm或更少。30微米范围内LCO形貌图像与电流分布图像30微米范围内LTO形貌图像与电流分布图像30微米LCO形貌图像和30微米LTO形貌图像均显示出2μm左右的高度差,并且表面粗糙度(Sa)分析显示,二者分别为341.5nm和333.6nm,非常相近。在LCO中还发现了几个缺口。相比之下,在LTO中没有发现间隙,表面较为完整。在30微米LCO电流分布图像中,表面电流分布不均匀,在41.7%的面积上检测到电流(使用颗粒分析软件分析)。在30微米LTO电流分布图像中,没有检测到电流,可能的原因是在未充电状态下LTO具备高电阻特性。5微米范围内LCO形貌图像、电流分布图像、粘性力分布图像5微米范围内LTO形貌图像、电流分布图像、粘性力分布图像5微米LCO形貌图像显示该电极材料中的晶粒尺寸约为2-5微米左右,并且它们之间存在间隙。同时也存在几百纳米大小的颗粒,如箭头所示。LTO形貌图像显示电极材料为板状晶体结构,箭头所示。在5微米LCO电流分布图像中,可发现电流在黄色虚线的左右两侧明显不同。对比5微米LCO形貌图像,可推测黄色虚线是裂缝的边界。此外,很明显箭头所指的几个几百纳米大小的晶粒处没有电流。推测其原因是这些颗粒因破碎脱落隔离于其他材料,未能形成电流通路。在5微米LTO电流分布图像中依然没有检测到电流。对比以上图像发现,5微米LCO粘性力图像与5微米LCO高度图像(e)和5微米LCO电流图像中的分布相关。同时5微米LTO粘性力图像与5微米LTO高度图像中的板状晶体(箭头所示)分布相关。通常,粘性力被认为是由毛细力、范德华力或样品表面水膜导致的电荷聚集引起的。然而,在本次测量中,水蒸气浓度为75ppm或更低,因此毛细力的影响很小。所以,粘性力图像可能代表范德华力或电荷力,这两种力可被用于展示电极材料的组成分布。根据上述信息,很可能LCO电流分布反映了材料的成分分布,并且电流的路径受晶粒之间的裂纹或间隙影响。LTO在这种情况下无法获得电流图像,可尝试充电以降低其内阻,然后进行测量。由以上案例可知,原子力显微镜可以广泛适用于现行的锂电池材料测试,同时在各类新型电池的研发中,也具备非常重要的作用。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议召开
    2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议召开  仪器信息网讯 由国家自然科学基金委、中国化学会联合主办,复旦大学和上海交通大学联合承办的“2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议”于2010年10月18日在上海复旦大学召开。会议主题为“科技让生活更美好,微纳让科技更奇妙”。400余名国内同行和20余名国外专家参加,将讨论交流微/纳尺度分离、微全分析、以及微/纳技术在化学生物学和生物医学领域中的应用等学术问题。会议现场本次学术会议倡议者杨芃原教授致辞  开幕式上,本次学术会议倡议者杨芃原教授致开幕辞。在大会报告环节,张玉奎院士、刘爱群教授、林炳承研究员、刘冲教授、蒋兴宇研究员、庄乾坤教授分别作报告。中国科学院大连化物所 张玉奎院士报告题目:定量蛋白质组分析的挑战  张玉奎院士在其报告中详细阐述了近年来发展的多种蛋白质组分离鉴定新技术新方法:  在高丰度蛋白质去除方面,发展了基于多维阵列液相色谱的通用型高丰度蛋白质去除技术;一次运行可去除58 种高丰度蛋白质,并将样品中蛋白质的鉴定数目提高2倍以上。此外,还发展了基于蛋白质印迹材料的高丰度蛋白质选择性去除技术和基于蛋白质均衡器技术的降低蛋白质丰度分布范围的方法。利用上述策略,均显著提高了低丰度蛋白质的鉴定能力。  在低丰度蛋白质富集方面,研制了多种固载金属亲和色谱材料,包括无机有机杂化整体材料、聚合物颗粒和介孔材料,以及金属氧化物气溶胶和复合金属氧化物微球,实现了磷酸化肽的高选择性富集。此外,还研制了亲水材料和硼酸功能化材料,实现了糖肽的高选择性富集。  在蛋白质分离鉴定平台方面,研制了多种固定化酶反应器,实现了蛋白质组的在线快速酶解。研制了多种色谱柱和毛细管等电聚焦柱,提高了蛋白质和多肽分离的柱效和分辨率。建立了多维液相色谱、多维毛细管电泳和多维芯片毛细管电泳分离方法;通过与样品预处理或在线酶解的集成,不仅提高了系统的分析通量,而且提高了蛋白质鉴定的可靠性。  在液质联用高灵敏度鉴定方面,合成了新型磁性微纳米材料,提高了基体辅助激光解吸离子化质谱对蛋白质鉴定灵敏度。发展了针对磷酸化肽的衍生技术,可不经过富集,直接实现磷酸化肽的高灵敏度鉴定。此外,还建立了多种质谱数据处理新方法。新加坡南洋理工大学 刘爱群教授报告题目:A Breakthrough Tuning Point from Microfluidics to Optofluidics  微流控技术(microfluidics) 是在微流控芯片上实现微量化学或生物样品的合成与分析等操作的技术,微流控光学技术(Optofluidics)则是在微观尺度上通过操控流体,探索微流控系统与光子的相互作用规律,目的是开发具有可调化、集成化和微型化的微流控光学器件与系统。微流控光学技术用于光学器件的研究是可谓是一次全新的突破。中国科学院大连化学物理研究所 林炳承研究员报告题目:功能化微流控芯片实验室的构建  林炳承研究员长期从事毛细管电泳和微流控芯片的研究,并以医学诊断和药物筛选为研究和应用的主要背景,在理论、技术平台、方法发展及重大应用等方面取得了一系列的成就,在国际、国内相关领域产生了重要影响。  许多主要的分析化学操作模式已经在微流控芯片上实现,从原理上讲,几乎所有的分析化学操作模式均可以在微流控芯片及其周边完成。微流控芯片分析化学实验室具有微型、可控的操作单元灵活组合规模集成的本质特征,还可用于复杂体系从而在系统层面上认识事物和解决问题的能力。构建和完善微流控芯片分析化学实验室应当成为未来十年、二十年中分析化学领域发展和研究的主流趋势之一。  以细胞生物学的系统研究为基本目标的微流控芯片细胞实验室正呼之欲出。微流控芯片研究的热点正逐步转向构建各种不同类型的芯片实验室,从化学、生物到信息、光学、材料,林林总总。微流控芯片中流体的流动通常通过通道或液滴实现,通道和液滴是微流控芯片实验室的重要组成部分。  林炳承研究员课题组通过微泵微伐对通道网络中流体的控制,实现了大样本量线虫的衰老研究,显示了环境、营养等因素对线虫寿命的显著影响,对人类衰老的研究具有借鉴作用,有望在此基础上构建微流控芯片衰老研究实验室。借助于大规模液滴操控技术,实现了不同生物材料的液滴内合成,是微流控芯片材料实验室的一种理想模型。大连理工大学微系统研究中心 刘冲教授报告题目:聚合物多层微流控芯片及新型无源仿生微泵的设计与制作  刘冲教授设计与制作了一种集成浓度梯度发生器和细胞培养阵列的多层微流控芯片,利用厚胶光刻工艺和干法刻蚀工艺分别制作了SU-8 胶模具和硅模具,浇注PDMS制得芯片。  该芯片由4 层PDMS 键合而成:第一层可以实现细胞培养及检测,水滴状微结构为细胞培养腔,其一端具有微柱阵列,相邻微柱间隙为5μm,用于拦截细胞;第二层为浓度梯度发生器,从两个入口分别注入含药物和不含药物的培养液,经过混合,在通道末端形成5种不同浓度的药物溶液,经通孔垂直进入第一层的细胞培养腔;第三层为30μm 的微阀薄膜;第四层为气体通道层,与第三层共同构成微阀,用于对浓度梯度发生器和细胞培养腔之间连通与关断的控制。  利用制作的芯片进行了A549肺腺癌细胞的培养实验,该细胞可很好地贴壁生长,为研究不同浓度的抗癌药物对癌细胞的抑制作用提供了条件。  刘冲教授设计与制作了一种新型无源仿生微泵,该泵具有植物通过气孔蒸腾进行水分运输的优势。其蒸腾速率远大于自由水面,可以获得较高液体流速;运输水分是一个被动运输的过程,无需外部能源;可以通过调整参与蒸腾的微孔开度或微孔数量来控制水分流量;可以持续不间断进行水分运输,工作时间长。国家纳米科学中心 蒋兴宇研究员报告题目:微流控芯片生化分析及读出技术  建立在芯片系统中的生化分析具有自动化、即时现场检测、快速等特点,其中很多都应用到了微流控技术。由于微流控芯片分析中所需的样品、试剂量少,集成度高,使其在各类芯片分析中都成为一项重要的技术。但是在芯片分析微型化的进程中,遇到的一个最重要的问题就是信号的读出技术,很多芯片使用本身体积很小,但是由于检测仪器的体积过大而限制了其微型化的相关应用。随着材料科学的快速发展,出现了很多具有优良性能的材料以及基于这类材料的新型检测方法。这些方法与微流控技术的结合,将会使微流控芯片的检测效率更加提高。  利用静电纺丝制备的纳米纤维薄膜具有很高的比表面积,大大提高了生物大分子在表面的吸附,结合微流控芯片,纳米纤维薄膜可以提高固相免疫检测的灵敏度。蒋兴宇研究员课题组建立的新型HIV免疫检测方法可以提高检测的灵敏度、效率。一般需要4小时或更长时间才可以完成的试验减少到8分钟之内,将多种物质之间的相互作用同时加速进行,大大加快了检测物质相互作用的速度,并且减少了疾病检测以及检测物质相互作用试验的时间、降低对于试验条件的要求。  蛋白质免疫印迹分析是分子生物学和细胞生物学研究中的一个重要方法,蛋白质免疫印迹分析能够检测细胞中目标蛋白质的含量,并且可以得到目标蛋白质的近似分子量。但是传统的蛋白质免疫印迹分析技术的缺点是一次实验只能检测到细胞中的一种蛋白质,并且会消耗相对大量的抗体溶液。然而大多数的生物学研究中都需要对细胞中的多种蛋白质含量进行监测,这导致生物学家往往需要收集大量细胞来进行多次免疫印迹分析,并且会消耗较大量的昂贵的抗体溶液。开发新型的蛋白质免疫印迹技术一直备受生物技术产业界和生物学家关注。  蒋兴宇研究员课题组将微流控技术和传统的免疫印迹技术相结合,解决了以上难题。该方法利用SDS-PAGE凝胶电泳将细胞中的蛋白质按分子量大小分离为蛋白质条带,然后将凝胶中的蛋白质条带在电场的作用下转移到PVDF高分子膜上。在传统的免疫印迹分析技术中,后续的免疫检测会将这张PVDF印迹膜直接浸泡在抗体溶液中进行免疫反应。本方法创造性的将印迹了蛋白质条带的PVDF膜作为PDMS微流控芯片的基底,微流控芯片上平行的排列了很多微流管道,微流管道的方向与膜上蛋白质条带方向垂直。这样,通过在不同的微流管道中通入针对不同蛋白质的抗体,可以实现一次实验检测细胞中的多种蛋白质(n10),并且将抗体溶液的用量从原来的大约1毫升降低到小于1微升。实验结果表明,这种新方法的蛋白质检测灵敏度不亚于传统的免疫印迹方法。  这种微流控免疫印迹的新方法可以大大的降低免疫印迹实验中的人力物力消耗。并且所需的微流控芯片成本低廉、操作简单。该方法有望运用于细胞信号通路、蛋白质组学等研究。国家自然科学基金委员会化学科学部主任 庄乾坤教授报告题目:分析化学资助现状与思考  庄乾坤教授介绍了自然科学基金项目系列、各类项目资助侧重点、科学基金最新动向、分析化学进一步发展等内容。国家自然科学基金主要的定位是:引导源头创新、支持基础研究;强调三大战略(源头创新、科技人才和创新环境),资助种类已形成了三大系列(研究项目系列、人才培养系列、科研环境系列)。科学基金的新动向:青年基金纳入到人才基金板块,并降低资助额度(约18~20万/项),扩大青年基金的资助率,希望逐步达到30%;控制面上项目的资助率约为申请面上项目总数的1/5,并增加资助额度,近两年将逐步达到40万/项;更加侧重基础、更加侧重人才、更加侧重前沿。  各类项目资助侧重点分别是:面上项目起到全面协调的作用,强调可持续、创新;重点项目鼓励学科前沿分析发展;重大项目强调集成、力争出重大成果;杰青项目的目标是培养学科带头人;重大研究计划保护创新;国际合作项目注重强强合作、平等互惠、以我为主;仪器专项则是实现创新的手段。  近两年,在基金委的支持下,已培养了一大批创新的团队和人才,比如:国家实验室、国家重点实验室、省部属重点实验室、重点学科、优秀团队和973项目首席科学家。  分析化学进一步发展的问题:据AC统计,1996年-2008年中国分析化学论文数在全球排名已达第二位,仅次于美国;但在引用因子和被引用数目上还低于美国、日本、德国等国家;尤其是每篇论文的被引用次数还低于很多国家。所以中国的分析化学研究还有待再上一个新台阶。  关于如何再上一个新台阶,庄乾坤教授谈到了几点思考。从分析化学的研究目标来说,是要追求“3S+2A”,3S即Sensitivity, Selectivity and Speediness灵敏度、选择性、高速度;2A为Accuracy, Automatics,准确度、自动化。从研究创新方面来说,庄乾坤教授强调3点:1)引入物理学新概念和新技术;2)创建分析仪器装置;3)瞄准国际公认的有影响的重大科学问题。庄乾坤教授还提出了理论基础的学科源头论,认为数学是源头,物理是上游,化学是中游,生命科学、环境等应用领域是下游,而一个学科的发展准则是“下游”离不开“上游”,“上游”可独立于“下游”。  本次会议历时2天,含特邀报告、专题报告、墙报等交流形式,是我国微/纳技术近十年研究成果的一个阶段性总结,也将对未来该技术的发展方向以及对其他学科的影响进行展望。
  • 微尺度3D打印定制化支架在组织工程的应用
    Monsur Islam是德国卡尔斯鲁厄理工学院的一名博士后,她计划用3D打印制备碳结构用于定制化的组织工程支架。Islam的研究重点是3D打印玻璃化碳材料,这种材料通常可通过3D打印前驱体材料然后进行碳化实现的。为了成功制备所需要的支架,Islam需要一台兼具高分辨率和大幅面制作能力的3D打印机以及适当的碳化前驱体材料。寻找合适的3D打印机Islam博士尝试用双光子聚合打印技术和台式立体光刻系统打印支架的前驱体结构。然而,这些系统被大幅面打印的分辨率和前驱体材料的可用性所限制,其效果都不太理想。组织工程应用需要复杂精密的细节,而这些细节只能通过高精密打印系统制备。重庆摩方精密科技有限公司(BMF)的microArch S130打印系统,其光学精度为2μm,能够以超高的分辨率打印出具有复杂内部结构、高公差控制的精密零件。使用摩方精密的黄色耐高温树脂HTL和microArchS130,可3D打印碳化前驱体且无任何缝隙残留。此外,摩方精密的3D打印机能实现高分辨率和大尺寸的结构足以支持3D细胞繁殖。 放大150倍的3D打印碳微点阵结构 放大500倍的3D打印碳微点阵结构 使用microArch S130 3D打印设备,Islam博士能够用5μm打印层厚3D打印1.3 x 1.3 x 1.3 mm的立方体,在该立方体内排布着间隔100μm的100x100μm的通道。上图为一个碳化样品,其点阵厚度设计值为100 μm,相邻点阵之间的间隙为100 μm。打印的结构经过碳化之后得到的支架就可被用于细胞培养和组织工程的实验。未来展望目睹了碳化3D打印结构在组织工程中的应用,卡尔斯鲁厄理工学院在此基础上扩展更多用于这些支架的结构设计。“碳是一种具有独特性能的材料,可应用于从能源材料到组织工程支架的多种领域。然而,复杂三维碳结构的制造仍颇具挑战。增材制造能制备各种聚合物材料的复杂三维结构。3D打印聚合物材料的碳化可以实现碳三维结构。基于这个策略,我们使用摩方精密(BMF)的高精密3D打印系统制造三维碳结构。研究以设计为导向的碳结构制备方法,以获得更好的结构和材料性能,从而拓展微结构材料的设计和可适用材料范围。”——Monsur Islam,卡尔斯鲁厄理工学院
  • 牛津仪器纳米分析产品部门联合出展ChinaNano
    仪器信息网讯 2013年9月5日,2013年中国国际纳米科学技术会议(Chinanano 2013)在北京开幕。牛津仪器在会议期间集中展示了纳米分析部门的原子力显微镜产品及超高真空产品。  纳米分析是牛津仪器的三大业务组成之一,并在中国拥有大量用户。为了进一步为纳米分析客户提供更完整的解决方案,牛津仪器于2011年收购了业界领先的超高真空表面分析和扫描探针显微学系统生产商Omicron 并于2012年收购了原子力显微镜供应商Asylum Research,进一步丰富和完善了牛津仪器纳米分析产品组合。  本次展会上,Omicron NanoScience和Asylum Research联合展出了其最新的纳米分析解决方案。 Asylum Research的首席执行官 Jason Cleveland及亚太区销售副总裁David E. Beck出席此次展会并与牛津仪器中国区总裁顾然进行了会晤。Jason Cleveland和David E. Beck在展会间隙接受了仪器信息网编辑的采访。Asylum Research亚太区销售副总裁David E. Beck(右一)及首席执行官 Jason Cleveland(右二)、牛津仪器中国区总裁顾然(左二)和Asylum Research应用专家姚检军(左一)  在采访中,Jason Cleveland和David E. Beck谈到了当初Asylum Research选择加入牛津仪器的原因。他说:&ldquo 选择加入牛津仪器主要原因之一是因为我们都拥有不断进取的企业文化,这对于双方的长期发展相当重要。另外我们有着共同的科研客户群体,这将会促使双方形成市场协同增效效应。我们原子力显微镜系列产品具有高分辨率和高稳定性等特点,在市场上属于高端产品,同时我们的产品可应用于生物力学纳米分析领域,相信我们的加入将会大大扩大牛津仪器在纳米技术领域的涉猎空间并带来新的增长机遇。&rdquo MFP-3D Origin原子力显微镜  另外,在展会中牛津仪器Omicron Nanoscience中国区销售经理王海介绍了Omicron Nanoscience的基本情况。  王海说:&ldquo Omicron成立于1984年主要致力于开发和生产超高真空表面分析和扫描探针显微学系统。Omicron作为行业内的知名品牌于2011年加入牛津仪器,目前与牛津仪器已有50多年历史的低温磁体部门NanoScience合并组成Omicron NanoScience。合并后的部门资源得到了很好地共享,整体实力得到了进一步增强,不仅可以继续为新老客户提供已有的优质服务和产品,而且可以为科学家们提供未来科研所需仪器的整体解决方案。&rdquo   对于目前超高真空产品的市场现状,王海认为:&ldquo 随着国家在物理研究方面投入的加大,以及科研人员的努力,我国在这一领域的科研水平已接近世界前沿。超高真空技术在材料研究、电子科学研究、超高真空物理研究方面发挥着重要的作用,市场前景比较乐观。&rdquo   对于此次两个业务部门联合参展,牛津仪器市场部经理袁志强介绍说:&ldquo 由于Omicron Nanoscience、Asylum Research与牛津仪器纳米分析部的客户群体重叠,业务部门将在技术与业务层面上实现资源共享和紧密合作,这将更好地发挥牛津仪器纳米分析部的整体实力,为纳米分析研究领域的客户提供更优质、更全面的产品和服务。&rdquo 牛津仪器展位
  • 上海交大《ACS AMI》:通过3D打印制备大尺寸蘑菇状柔性超疏水仿生微结构
    近日,上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组设计并制备了具备机械强度的柔性超疏水仿生微结构,兼具抗液性与耐磨性,相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。该成果以“Biomimetic Water-Repelling Surfaces with Robustly Flexible Structures”为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。 现有的面向低温冲击液滴的超疏水界面工作遵循刚性和柔性两类设计原则,可有效缩短固液接触时间,但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队在之前工作中,借鉴跳虫胸壳的蘑菇状仿生结构来抵抗冲击液滴,但将底部立柱状刚性支撑替换为弹簧状柔性支撑来调整结构的整体力学性能,形成了“类皮肤-肌肉”柔性超疏水界面微结构的设计思想。该结构被证实可消除界面润湿性能对液滴冲击定位的依赖,但受限于弱机械强度。因此,研究团队改进了柔性微结构设计,形成了由刚性平板和柔性弹簧组所构成的大尺寸蘑菇状超疏水仿生微结构。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述界面设计的样机制备。界面设计与制备(蘑菇平板阵列,宽度2800μm,厚度100μm,间隔200μm;弹簧支柱:自由高度2000μm,中径500μm,线径90μm,线圈数8个)柔性蘑菇状超疏水仿生界面结构被证明可承受常规的法向挤压和水平剪切行为;在实际摩擦行为中,较刚性结构有更好的耐磨性。界面机械强度柔性蘑菇状超疏水仿生界面结构被证实可以通过触发结构振动来缩短固液接触时间。进一步,研究团队指出液滴在冲击结构自身与相邻结构间隙时存在明显差异,揭示了内在力学机理,并应用于抵抗液滴的斜向冲击。固液接触时间与力学机理瑞士苏黎世联邦理工学院Andrew J. deMello教授课题组、英国帝国理工学院Daniele Dini教授课题组和宁波大学李锦棒助理教授课题组为合作单位。工作得到国家自然科学基金青年科学基金、中国科协青年托举工程、机械系统与振动国家重点实验室重点自主课题的支持。原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c10157
  • 物以稀为贵,搜罗analytica China中的物性测试表征新品
    仪器信息网讯 作为两年一届的业内盛会,慕尼黑上海分析生化展可以说是国内外仪器企业新品首发的重要平台。在日前召开的analytica China 2016上,来自全球25个国家和地区的848家企业积极秀出了各自的仪器新品。尽管此次展会推出新品以分析仪器、生化设备为主,但仪器信息网编辑仍在茫茫之中发现了多款材料物性测试表征新品,且其中多款仪器设备的亮相为中国“首秀”。  热分析仪器 TA仪器新一代Discovery TGA 5500  据了解,Discovery TGA系列新品的本次亮相属于全球首秀。其核心采用了TA仪器独有的Tru-MassTM天平系统,同时还拥有全新的系统设计,仪器灵敏度、温度控制、气氛控制和基线漂移等方面获得了新突破。为配合用户的使用习惯,每台仪器均配置APP风格的操作界面,结合功能强大的全新TRIOS软件、自动校正及验证等常规程序,有效地提高了实验室的工作流程和生产效率。TA仪器新一代Discovery DSC 2500  陪同Discovery TGA 5500亮相的还有今年3月份推出的Discovery DSC 2500(详情点击:无需基线扣除的DSC诞生 体验不止“高大上”)。接下来全新Discovery系列新品将成为TA仪器在中国市场最为主推的热分析仪器产品。  光学测量仪器大昌华嘉鲁道夫Autopol全自动控温高精度旋光仪  Autopol系列新品采用了鲁道夫新开发的AutoFill技术,是全球唯一一款配备微量自动进样器的旋光仪,可以实现进样、排样、清洗、吹干的全自动化。据介绍,Autopol系列进样简易快速稳定,并且不用气泡及样品挥发问题,不仅提升了实验数据的准确度,同时也可以节省实验人员的大量时间,特别适用于检测那些珍贵稀有的微量样品或低旋光度的样品,目标用户主要集中在高端科研实验室领域。上海仪电SGW-568 全自动高速旋光仪  与传统旋光仪相比,SGW-568全自动高速旋光仪通过独特的控制方式和棱镜器件极大提升样品测试的响应速度、测量时间和最低透过率。该产品配备计算机智能控制平台并具有多点自动校准功能。该新品还采用了数字平台,保证了仪器的精度、重复性和可靠性,提高了测试样品响应速度、缩短了测量时间。  表界面物性测试仪器大昌华嘉麦奇克拜尔Belsorp-Max II高精度气体和蒸汽吸附仪  今年7月在第十六届国际催化大会上实现全球首发的Belsorp-Max II此次也来到了慕尼黑上海生化展。据了解,Belsorp-Max II采用静态容量法及AFSMTM校准方式,可一次性同时精确测定4个样品,并在预处理全程、从预处理切换至分析过程实现了全程全自动运行,适用于绝大部分有机溶剂的蒸汽吸附和水蒸气吸附。(详情点击:号称黑科技的气体吸附仪问世 全球首发在中国)美国康塔dynaSorb系列竞争性气体吸附分析仪  最新的dynaSorb系列增加了水蒸气吸附测定功能,此次展出属于新版dynaSorb系列的全球首次亮相。dynaSorb系列可以在宽泛的温度和压力范围内,自动调节气体流速并很好地定义气体组分(包括蒸汽等多种气体),从而调查或研究在真实工艺条件下的吸附剂技术状况。凭借其独特的安全性设计,可以便捷地研究任意复杂的吸附过程等特点。  颗粒测试仪器安东帕LitesizerTM500纳米粒度及Zeta 电位分析仪  LitesizerTM500是一款用于表征溶液中分散的纳米颗粒以及亚微米颗粒的仪器,其最大亮点莫过于其一页式的工作流程。用户可将输入参数、结果和分析集中到单个页面上,可在数秒内完成试验设置,只需简单按键即可得出所需的分析结果和报告,操作简单、直观实用,主要用于制药、化工、材料及食品等行业的质量控制环节。HORIBA Partica mini LA-350-紧凑型激光粒度仪  据介绍,LA-350实现了光路系统与循环系统的一体化设计,相比于LA-960系列,LA-350可以说是“BABY版”的激光粒度仪,但小体积却丝毫未影响仪器的高性能与多功能。据介绍,LA-350激光粒度仪的测量范围为0.1-1000微米,同时LA-350配备了强大的操作软件,用户只需三步操作,10秒钟就可以获得测量数据,因此HORIBA 选用黑豹来形容LA-350系列的快速强大。  电镜及制样设备日立高新FlexSEM 1000新型扫描电子显微镜  FlexSEM 1000电镜结构紧凑,宽度仅为45cm,与前机型相比空间节省约52%,重量减轻约45%。身材虽然变小,但分辨率仍可达到4nm。高灵敏度二次电子探测器,背散射电子探测器,高灵敏度低真空探测器确保加速电压/低真空条件下也可实现高质量观察;高速自动化功能确保在短时间内实现多目的观察,自动调整时间与前一代相比缩短13秒 此外,该仪器操作简便,几乎不用培训就可操作。飞纳中国MODEL 1060离子研磨抛光仪  通过惰性气体离子研磨抛光解决电镜样品表面之前的损伤已成为目前的一个理想方法,MODEL 1060选用了惰性气体中具有代表性的氩气,并且拥有两束独立可调的专利电磁聚焦离子束源,高能量离子束用于快速研磨,低能量离子束则用于提供温和的磨抛效果,可广泛用于制备高质量的扫描电镜样品,能够满足用户苛刻的成像及分析要求。  流变仪/粘度计/密度计安东帕MCR72/92全新流变仪  MCR72和MCR92流变仪拥有独一无二的照明TruRay技术,可以让用户在测试过程中不再“盲目”,可更清楚的观察样品机测量表面,这对观察样品是否正确填充了测量间隙尤为重要。安东帕SVMTM3001斯塔宾格粘度密度仪  与传统方法相比,SVMTM3001可以在降低成本、提高检测效率的前提下,单次测量获得运动粘度、密度、动力粘度、粘度指数等参数。
  • 中国科大研制出完全非贵金属驱动的碱性膜燃料电池
    近日,中国科学技术大学高敏锐教授课题组设计并研制了一种完全由非贵金属驱动的碱性膜燃料电池(AEMFC)。该电池以Ni3N作为阳极、ZrN作为阴极(图1),在氢气-氧气和氢气-空气条件下分别展现了256 mW cm-2 和151 mW cm-2的功率密度。相关成果以“Plasma-Assisted Synthesis of Metal Nitrides for an Efficient Platinum-Group-Metal-Free Anion-Exchange-Membrane Fuel Cell”为题发表在在国际知名期刊Nano Letters上。 图1. 等离子体增强化学气相沉积制备的Ni3N和ZrN用于AEMFCs。   利用非贵金属来驱动燃料电池将大幅度降低电池成本,摆脱对稀有贵金属资源的依耐。由于非贵金属位点活性低,结构易变性强,导致利用非贵金属驱动AEMFCs面临巨大挑战。近年来,高敏锐课题组致力于非贵金属设计高性能的AEMFC电极催化剂,已取得阶段性进展(Nat. Catal.2022, 5, 993 Angew. Chem. Int. Ed.,2022, 61, e202208040 Nat. Commun.2021, 12:2686)。然而,如何基于非贵金属材料的结构设计和调控,实现其在严苛的电池运行环境下稳定的功率输出仍然是完全非贵金属燃料电池亟需解决的难题。   过渡金属氮化物具有导电性优异、电化学稳定性好以及耐腐蚀性强等特性,有望设计高活性、高稳定性AEMFC电催化剂。传统方法制备过渡金属氮化物是使用腐蚀性强的氨气作为氮源,一般会带来环境污染;而且,由于需要使用较高的合成温度,会导致材料烧结,减少催化活性位点。该研究组借助等离子体增强化学气相沉积来将氮气离子化,有效使得惰性的氮气参与反应,制备了高质量的Ni3N和ZrN催化剂。这种方法具有很好的拓展性,可在各自的金属箔上制备晶片级的Ni3N和ZrN层,展现出很好的应用前景 (图2)。 图2. 等离子体增强化学气相沉积法制备高质量的Ni3N和ZrN。   研究人员利用旋转圆盘电极系统评估了Ni3N和ZrN在碱性电解质下氢气氧化(HOR)和氧气还原(ORR)性能。结果表明,Ni3N和ZrN分别展现了优异的HOR活性和ORR活性,接近贵金属Pt/C催化剂,并且非常稳定。基于此发现,研究人员将Ni3N和ZrN分别用作阳极和阴极催化剂组装到AEMFC中,在氢气-氧气和氢气-空气下分别获得256 mW cm-2 和151 mW cm-2的功率密度,并能够稳定的工作25个小时性能不衰减 (图3)。这是目前完全非贵金属催化剂驱动的AEMFCs所报道的最佳值之一。 图3. Ni3N和ZrN的电池性能。   借助理论计算,研究人员发现氮元素插入到金属晶格的间隙位点中,会优化金属位点的电子结构,使得金属位点的d带中心进一步远离费米能级,从而减弱了Ni3N中的Ni活性位点对H中间体的吸附能,并且使得Ni3N展现出了对OH中间体优异的吸附能力,从而赋予Ni3N优异的碱性HOR活性。此外,N的存在也削弱了ZrN中的Zr活性位点对O中间体的吸附能,使得其接近最优的O吸附能,从而带来优异的碱性ORR活性。   论文的共同第一作者为中国科大博士后张晓隆、博士生胡少进和王业华。中国科大高敏锐教授为通讯作者。相关研究受到国家自然科学基金委、国家重点研发计划、安徽省重点研究与开发计划等项目的资助。
  • 肖向前:锂金属固态电池或是锂电终极目标
    p  “未来五年,锂电池行业将迎来大发展,或能持续十年的好光景。而以三元主导,金属固态电池将获得进一步发展。”知名锂电材料及产业化专家肖向前日前表示。3月30-31日, “2018中国新能源汽车动力电池先进技术高峰论坛”在上海举办 在活动间隙,肖向前接受了记者的采访,深入分析了未来锂电材料及新能源行业的发展方向。br//pp  近几年,全球新能源汽车产业取得爆发性增长。我国新能源汽车产业受政策扶持,2017年销量高达77.7万辆。受益于电动汽车爆发式发展,动力类电池需求增长速度远超过3C数码类和储能类电池,未来市场空间巨大。预计2020年,中国动力锂电池产业规模有望突破1600亿元,可以说中国锂电市场已经提前步入动力电池驱动时代。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/774ef100-d291-4476-98ab-c214a8cfe4db.jpg" title="02083047965748.jpg"//pp style="text-align: center "  锂电材料及产业化专家肖向前/pp  肖向前深耕新能源领域20年,现为青岛乾运高科新材料股份有限公司高管。当回顾锂电池行业的发展,肖向前感叹这几年的进步之快,可以用“惊人”“飞速”来形容。/pp  1972年,M.Stanley Whittingham等人联合研发锂离子电池,然而在30年左右的时间里都处于实验室阶段,由于技术和成本等因素,无法实现产业化和商业化。一直以来,动力电池还是由铅酸电池主导,随着电子产品的发展,固态电池或胶体电池有了长足的进步,3C行业主要用镍氢电池,但其能量密度受制于材料本身的局限性,成本无法有效大幅降低,循环次数及“记忆性”使其寿命大大受限,环保等一系列问题决定了这只能是阶段性使用,必须开拓新的方向。/pp  进入21世纪,经历长期的摸索,业内逐渐确立了锂离子电池的发展方向,但在具体方向上还没有确立,仍处于摸索状态。“因当时的技术原因,主要用钴酸锂做正极材料,但钴酸锂价格昂贵、有很大的毒性、环境污染大、循环性能差,也只能暂时用于3C电池,手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的电池多是钴酸锂作为正极材料制备的。” 肖向前介绍说,“新能源汽车及储能行业使用量较大,远远大于3C行业,钴酸锂用钴量大,而钴的有限性也难以支撑。”/pp  随着锂电池大方向基本明确,空间巨大,只是具体金属配比方向上需要技术探索。为此,我国在2004-2006年出现了第一波发展热潮,就像当初光伏行业一样的热潮,但它还算健康,并非简单盲目。以比亚迪为代表的公司大力投入,当时单是比亚迪就宣布投入50亿元进行磷酸铁锂的研发。国际上,日本三井、松下,韩国三星领先,国内同它们差距两年左右。/pp  “因投资有过热之嫌而广为业内诟病,但投资极大地促进了技术进步,使中国成为锂电行业主要国家。同时,技术进步、国家政策、国内市场、潜在需求等决定了行业相对健康,不会走光伏行业的老路。”肖向前认为,随后行业尽管进入整合期,但技术进步没有停下脚步,磷酸铁锂、锰酸锂的逐渐成熟,推动了行业的发展。2010年前后,业内逐渐认识到三元和锰酸锂将是具有前景的锂电池正极材料。经历两轮整合后,2015年国家公布新能源汽车发展政策,补贴力度较大,行业迎来大发展机会。/pp  肖向前表示,三元方向明确,同时伴随着技术的快速进步,近年来电池的成本平均以15-20%的速度下降,很快将达到不用补贴电动车也有竞争力的时代。三元是个广义的概念,目前国内主流的523将过度到622,当然622也是个过度,最后将升级到811。高镊三元NCA镍钴铝酸锂、NCM镍钴锰酸锂等实验室技术续航里程可达500公里,特斯拉宣布近900公里,5V锰酸锂也是正极材料的一大突破,但配套技术还需要突破,如高端电解液、电芯等。/pp  在肖向前看来,现在国内和国外的差距主要在纯度上,在成品率上,所以做出的高端电池价格不占优势。行业技术进步之快,每年都有明显的进步,甚至按季度计,结合材料易得、安全性、低成本、比容量、便携性、使用方向等需求,未来必将是依需求不同的百花齐放式发展。而负极材料也将发生大的变化,金属固态锂电池将可能是非常有潜力的方向。“当前磷酸铁锂、三元等锂离子电池在放电过程中,电芯温度逐渐上升,绝对的安全性难以通过电池自身解决,金属锂固态电池是锂电的终极目标。”/pp  “行业的未来必将更加成熟,前景更加光明,能源将发生革命性变化,可再生、分布式、储能系统、智能化将形成全新的绿色能源生态循环系统。”肖向前判断说。/p
  • 坚持自主创新,做好自己的事——简智SERS拉曼光谱增强技术
    近日,《人民日报》刊文《最重要的是把自己的事做好》,文中指出:“一项项落后、一次次封锁,却成就了一件件科技自立、创新自主的传奇。”作为正在从工业大国向经济强国转变的经济体,中国要实现经济高质量发展,占领世界产业链价值链位置的高端,必须在关键核心技术上走自主创新之路,实现战略性突破,才能保证重要产业和高技术产业的安全。作为中国本土民族品牌,专注拉曼快检行业的简智仪器始终坚持自主创新,科技自立,在拉曼光学快检领域展现中国品牌应有的实力。回顾近几年拉曼光谱技术的飞速发展,很大程度上得益于SERS表面增强技术的突破。使用SERS技术,可以实现拉曼信号超万倍的增强,使得原本很弱的拉曼散射,在测试痕量物质时变得可行。本着中国本土民族品牌自主创新的企业理念和社会责任感,在2019年1月的新品发布会上,简智仪器发布公司第一款产品级的SERS增强芯片。该款SERS增强芯片基于表面等离子体共振技术,可用于食品安全、生物医药、毒品爆炸物等众多领域的痕量检测检测。在芯片的核心区域上,简智仪器制作了纳米级精度的有序点阵结构,使光散射得到光子级别的均匀控制,从而让待测分子的拉曼特征信号得到最大程度的展现而不失真。为了增强这款芯片的普适性,让它对不同类型、不同状态下的分子都能做到精准捕捉、精确呈现,简智仪器对阵列的构型、点阵间隙距离参数等都进行了精心的设计,并用最为先进的组装技术原位实现。最终在这款芯片上,不同分子可以在点阵微结构的不同作用部位得到信号增强,使得这款芯片能广泛适用于不同领域和场合的快速检测。这款芯片的应用性能总结来说有以下优点:1.灵敏度高:对于绝大多数分子,这款芯片的增强灵敏度达到5个数量级以上,可以做到痕量检测。2.重现性强:芯片的结构和先进的工艺技术使得它在检测中表现出高度稳定性和可重复性,批间测试差异极小。3.适用性广:应用这一款芯片可以解决不同样品的检测需求,极大提高了检测的便捷性。4.识别性好:由于光子级别的散射控制,拉曼特征信号可以被准确呈现,使待测物可以被精准地识别出来,给检测带来便利。此外,简智仪器还研发了新型表面增强SERS试剂,这是简智坚持不断创新研发,经改进后的第3代试剂,包含6种常规型号,其中4种金胶,2种银胶,具有适用范围广、高稳定性及特异性等特点,适用于食品安全、生物医药、物质表征等领域。简智仪器始终与千万中国本土民族科技企业一样坚信,最重要的是把自己的事做好,简智将继续专注拉曼快检领域,坚持自主创新,为中华民族的伟大复兴,贡献科技力量!
  • 德国RETSCH(莱驰)样品前处理技术交流会顺利举行
    仪器信息网讯 2011年6月9日,由德国莱驰公司及其北方独家代理商北京博力飞科技发展有限公司联合主办的“德国RETSCH(莱驰)样品前处理技术交流会”在北京翠宫饭店隆重举行,80余名来自北京高校及科研院所、商检、质检等单位的实验室分析检测人员参加了此次会议。仪器信息网作为独家支持媒体亦应邀参会。交流会现场北京博力飞科技发展有限公司总经理 杜平先生  德国莱驰公司北方独家代理商北京博力飞科技发展有限公司杜平先生在开幕词中表示:“随着人们对食品安全的日益关注,分析检测技术也越来越重要,而正确的、好的样品制备技术是获得可靠分析结果的前提和保证,直接影响着分析结果的准确性,为此我们特别举办此次技术交流会和大家分享德国莱驰公司的样品制备技术,希望为大家的日常分析工作能提供支持和帮助。德国莱驰公司作为世界知名的样品制备仪器生产商,有着广泛的用户群,作为德国莱驰的北方独家代理,北京博力飞科技发展有限公司将竭力为大家提供周到优质的服务。”德国Retsch(莱驰)中国总部总经理 董亮先生  德国Retsch(莱驰)中国总部总经理董亮先生首先向与会嘉宾介绍了莱驰公司的发展历史及其中国理念。  德国RETSCH(莱驰)——实验室固体样品前处理技术领导者  董亮先生介绍说“德国莱驰公司于1915年,由F. Kurt Retsch先生创立,他研发出了全球第一个实验室非手工的、自动的臼式捣磨仪。90多年的从业经验使得莱驰在实验室固体样品前处理及颗粒粒径粒形分析领域成为业界领先的仪器制造商。”  “德国莱驰早在上世纪90年代就已经进入中国市场,2006年,莱驰在上海成立了直属分公司, 2009年又在北京成立了办事处,此外在上海、北京、广州均设有示范实验室。莱驰公司在中国的服务理念是:一、重视售前支持,优化应用方案。例如举办技术讲座、为用户免费测样、试用仪器等。针对不同的样品,莱驰可以提供整套最优化的样品前处理方案和技术支持。二、建立丰富、完善的销售网络和服务体系,如在北京由莱驰的总代理北京博力飞科技发展有限公司和莱驰在北京的办事处合作为用户提供更好的服务。三、完善培训机制,提高专业素质。每年莱驰公司及莱驰代理商的销售和技术人员都要接受培训,了解莱驰产品的技术特点及应用。此外,每年莱驰会召开十次以上的技术讲座,也可以根据用户需求到用户单位组织召开现场交流会,还会定期邀请用户到我们的实验室了解和使用仪器。以便为客户提供更好的服务。”  接下来,董亮先生同大家分享了样品制备技术的重要性,莱驰公司在大家的日常分析中所能提供的样品处理设备,以及用户如何根据自己的需求选择合适的样品处理设备。  研磨设备——粉碎是一门艺术  “越来越多的实验证明,理化分析的误差90%来自于样品前处理,在样品分析中,要获得准确可靠的分析结果,正确的取样和制样技术十分重要。选用合适的取制样技术不仅可以得到具有代表性的样品、提高样品制备效率,而且可以避免手工制取样带来的污染和误差,分析结果更准确。莱驰的产品涵盖研磨仪、筛分仪、粒径粒形分析仪及样品制备辅助仪器,莱驰所有的产品相辅相成,成为众多行业取制样技术的标准。”  董亮先生表示:“研磨粉碎远比想象的复杂,所谓的‘万能粉碎机’是不存在的。样品制备通常经过两个步骤:一是初级粉碎,将样品制备成毫米级尺寸;二是精细研磨,将样品制备成符合理化分析要求的尺寸。用户在选择粉碎仪器时,应根据样品类型、进样尺寸、出样尺寸、单次粉碎处理量、后续处理手段、购买经费和应用拓宽等选择不同工作原理的粉碎机。”  “根据样品的不同硬度,莱驰有着不同的最佳样品制备仪器。对于硬性样品的初级粉碎,可选用莱驰的颚式粉碎仪,该类仪器具有0-30mm连续可调的颚板间隙,因而对于大块矿石或极硬的矿石具有两级粉碎的可能,利用零点校正功能可以补偿因磨损带来的误差,进样漏斗采用特殊设计可以防止样品回溅。针对不同的应用,可以选用不同的颚板材料,包括锰钢、不锈钢、碳化钨和不含重金属型钢的颚板等。”  “莱驰的行星式球磨仪可用于土壤、矿石、玻璃等进行理化分析前的样品制备,还可以应用于材料的亚微米级研磨。通过延长时间和调整球配比、转速能达到亚微米甚至接近纳米范围的出样结果,它还可用于机械合金的制备。”  粒度分析设备——关注粒径及形态分析  董亮先生表示:“粉体的粒度大小和分布对于产品质量有着决定性的影响,因此实验工作者需要对粉体的颗粒大小进行控制和检测。莱驰拥有全系列的筛分仪可以满足需要,如实现三维振荡效果的振荡筛分仪,重现人工筛分运动模式的拍击式筛分仪AS200 tap,适用于易结块粉末样品的空气动力筛分仪AS200 jet等。”  此外,董亮先生还特别介绍说:“随着科学技术的发展和研究的深入,越来越多的用户对于颗粒形态也非常关心,比如玻璃珠行业,催化剂行业等。由德国莱驰公司和蔡司合作开发的多功能粒径和形态分析仪Camsizer,这是全球第一台可以一次进样,测量颗粒大小、分布、个数、球形度、凹凸度、密度等参数的仪器。2011年,莱驰又推出了新型Camsizer XT干湿两用多功能粒径及粒形分析仪。该仪器量程更低(1μm-3mm);采用了专利双CCD镜头;有三种测量方式可供选择:干法模块、气流分散进样模块和湿法分析模块,满足更多的应用需求。适用于磨料、水泥、金属矿物、塑料纤维、食品、药品等样品分析。”  “除研磨设备和粒度分析设备外,莱驰还可提供辅助设备帮助用户实现高效的样品制备。如分样仪PT100、缩分仪PK1000、槽式分样仪RT系列;自动进样仪DR100;快速干燥仪TG200;超声波清洗仪。如果后续要进行XRF分析,莱驰还可提供压片机。”  在报告中,董亮先生对于各类仪器的工作原理、如何根据仪器性能参数选择最佳仪器、以及对各类仪器在水泥、煤炭、土壤、石油石化、食品饲料、冶金地质、玩具检测等领域的应用做了详细介绍。北京博力飞科技发展有限公司销售部经理 秦晓坤女士  另外,秦晓坤女士介绍了在食品、药品、农业、生命科学等领域的样品分析中,针对软性/韧性样品的制备,莱驰公司所能提供的仪器应用解决方案。  “莱驰公司拥有适用于DNA/RNA提取,土壤、肥料、植物、谷物、饲料等样品的少量高效快速制备的MM400混合球磨仪 用于低温样品制备的全自动冷冻研磨仪CryoMill,能够实现在研磨过程中始终处于-196℃,保证样品绝不变性 还有适用于高水分、高油份和高脂分样品制备的刀式混合研磨仪GM200、GM300。此外,还有适用于软性的、中硬性的、弹性的、含纤维质的样品前处理的切割式研磨仪,如进行稻草、饲料等样品分析时都取得了让人满意的结果。”  交流会上,莱驰公司还特别设置了仪器现场演示环节,让用户对莱驰仪器的性能有了更直观的了解。利用超离心研磨仪ZM200处理大米样品  据介绍,超离心研磨仪ZM200适用于谷物、饲料、干燥的植物、药品、肥料等样品从小量到大量的快速制备。它具有粉碎速度快、即入即出的效率;出样尺寸细度好,最细可达40微米。多种环筛和转刀可选,适应不同性质的样品粉碎。研磨部件可拆卸,方便清洗,避免交叉污染。利用刀式混合研磨仪GM300处理土豆样品  刀式混合研磨仪GM300适用于大部分食品样品粉碎和均相化,尤其适合高水分、高油脂的样品,如水果、肉类、谷物、冷冻食品等。一般在20s内就能对样品进行均质化高的粉碎,间歇驱动模式对于韧性样品极为有效。利用MM400混合球磨仪处理大豆、叶片、菜籽等样品  实验室通用仪器MM400混合球磨仪,是目前全球唯一一台可进行干磨、湿磨、冷冻研磨、高通量研磨的仪器。可配置多种材质的研磨罐,以及供生物领域微量、高通量样品制备专用的适配器,提高仪器使用的广谱性。用户交流现场  此外,在此次交流会中,莱驰公司还为与会观众准备了山地自行车、帐篷、地毡等精美奖品,并利用莱驰公司独有抽奖方式抽取了特等奖获得者,现场气氛十分活跃。与会人员表示,通过此次会议对于莱驰公司以及莱驰公司的产品有了更深入的了解,并对与样品制备技术有了更多的认识。抽奖环节
  • 几何尺寸测量仪
    产品名称:几何尺寸测量仪产品品牌:EVM-G系列产品简介:本系列是一款高精度影像测量仪,结合传统光学与影像技术并配备功能完备的2.5D测量软件。可将以往用肉眼在传统显微镜下观察到的影像传输到电脑中作各种量测,并将测量结果存入电脑中以便日后存档或发送电子邮件。其操作简单、性价比高、精确度高、测量方便、功能齐全、稳定可靠。适用于产品检测、工程开发、品质管理。在机械加工、精密电子、模具制造、塑料橡胶、五金零件等行业都有广泛使用。产品参数:u 变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率40X~400X连续可调,物方视场:10.6-1.6mm,按客户要求选配不同倍率物镜。u 摄像机:配备低照度SONY机芯1/3′彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。可以升级选配1/2′CMOS130万像素摄像机。u 底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。u 光栅尺:仪器平台带有高精度光栅尺(X,Y,Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。u 光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。u 导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高,移动平稳轻松。u 丝杆:X,Y轴工作台均使用无牙光杆摩擦传动,避免了丝杆传动的间隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动,提高工作效率。 工作台仪器型号EVM-1510GEVM-2010GEVM-2515GEVM-3020GEVM-4030G金属台尺寸(mm)354×228404×228450×280500×330606×466玻璃台尺寸(mm)210×160260×160306×196350×280450×350运动行程(mm)150×100200×100250×150300×200400×300仪器重量(kg)100110120140240外型尺寸L*W*H756×540×860670×660×950720×950×1020 影像测量仪是建立在CCD数位影像的基础上,依托于计算机屏幕测量技术和空间几何运算的强大软件能力而产生的。计算机在安装上专用控制与图形测量软件后,变成了具有软件灵魂的测量大脑,是整个设备的主体。它能快速读取光学尺的位移数值,通过建立在空间几何基础上的软件模块运算,瞬间得出所要的结果;并在屏幕上产生图形,供操作员进行图影对照,从而能够直观地分辨测量结果可能存在的偏差。影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色镜头、连续变倍物镜、彩色显示器、视频十字线显示器、精密光栅尺、多功能数据处理器、数据测量软件与高精密工作台结构组成的高精度光学影像测量仪器。仪器特点采用彩色CCD摄像机;变焦距物镜与十字线发生器作为测量瞄准系统;由二维平面工作台、光栅尺与数据箱组成数字测量及数据处理系统;仪器具有多种数据处理、显示、输入、输出功能,特别是工件摆正功能非常实用;与电脑连接后,采用专门测量软件可对测量图形进行处理。仪器适用于以二维平面测量为目的的一切应用领域。这些领域有:机械、电子、模具、注塑、五金、橡胶、低压电器,磁性材料、精密五金、精密冲压、接插件、连接器、端子、手机、家电、计算机(电脑)、液晶电视(LCD)、印刷电路板(线路板、PCB)、汽车、医疗器械、钟表、螺丝、弹簧、仪器仪表、齿轮、凸轮、螺纹、半径样板、螺纹样板、电线电缆、刀具、轴承、筛网、试验筛、水泥筛、网板(钢网、SMT模板)等。ISO国际标准编辑影响影像测量仪精度的因素主要有精度指示、结构原理、测量方法、日常不注意维护等。 中国1994年实行了国际《坐标测量的验收检测和复检测量》的实施。具体内容如下:第1部分:测量线性尺寸的坐标测量机 第2部分:配置转台轴线为第四轴的坐标测量机 第3部分:扫描测量型坐标测量机 第4部分:多探针探测系统的坐标测量机 第5部分:计算高斯辅助要素的误差评定。 在测量空间的任意7种不同的方位,测量一组5种尺寸的量块,每种量块长度分别测量3次所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。允许探测误差(MPEP):25点测量精密标准球,探测点分布均匀。允许探测误差MPEP值为所有测量半径的值。ISO 10360-3 (2000) “配置转台轴线为第四轴的坐标测量机” :对于配备了转台的测量机来说,测量机的测量误差在这部分进行了定义。主要包含三个指标:径向四轴误差(FR)、切向四轴误差(FT)、轴向四轴误差(FA)。ISO 10360-4 (2003) “扫描测量型坐标测量机” :这个部分适用于具有连续扫描功能的坐标测量机。它描述了在扫描模式下的测量误差。大多数测量机制造商定义了"在THP情况下的空间扫描探测误差"。在THP之外,标准还定义了在THN、TLP和TLN情况下的扫描探测误差。 沿标准球上4条确定的路径进行扫描。允许扫描探测误差MPETHP值为所有扫描半径的差值。THP说明了沿已知路径在密度的点上的扫描特性。注:THP的说明必须包括总的测量时间,例如:THP = 1.5um (扫描时间是72 秒)。ISO 10360-4 进一步说明了以下各项定义:TLP: 沿已知路径,以低密度点的方式扫描。THN: 沿未知路径,以高密度点的方式扫描。TLN: 沿未知路径,以低密度点的方式扫描。几何尺寸测量仪工作原理影像测量仪是基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术,具有点哪走哪自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量的功能,影像地图目标指引,全视场鹰眼放大等优异的功能。同时,基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程,可以满足清晰影像下辅助测量需要,亦可加入触点测头完成坐标测量。支持空间坐标旋转的优异软件性能,可在工件随意放置或使用夹具的情况下进行批量测量与SPC结果分类。全自动影像测量仪编辑全自动影像测量仪,是在数字化影像测量仪(又名CNC影像仪)基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能,融合机器视觉软件的设计灵性,属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标扫描测量与SPC结果分类,满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求:更高速、更便捷、更的测量需要,解决制造业发展中又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段,具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意,拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能,依托数字化仪器高速而的微米级走位,可将测量过程的路径,对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程,结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能,可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点,具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位,频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来,成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式,并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图,实现点哪走哪的全屏目标牵引,测量结果生成图形与影像地图图影同步,可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差,并对其进行标定,从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪有着友好的人机界面,支持多重选择和学习修正。全自动影像测量仪性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。选购方法编辑有许多客户都在为如何挑选影像测量仪的型号品牌所困扰,其实最担心就是影像测量仪的质量和售后。国内影像测量仪的生产商大部分都集中在广东地区,研发的软件功能大部分相似,客户可以不用担心,挑选一款能够满足需要测量的产品行程就行了。根据需要来选择要不要自动或者手动,手动的就比较便宜,全自动的大概要比手动贵一倍左右。挑选影像测量仪最重要看显像是不是清晰,以及精度是否达标(一般精度选择标准为公差带全距的1/3~1/8)。将所能捕捉到的图象通过数据线传输到电脑的数据采集卡中,之后由软件在电脑显示器上成像,由操作人员用鼠标在电脑上进行快速的测量。有的生产商为了节约成本可能会采用国产的,造价比较低,效果就稍微差点。常见故障及原因编辑故障1)蓝屏;2)主机和光栅尺、数据转换盒接触不良造成无数据显示;3)透射、表面光源不亮;4)二次元打不开;5)全自动影像测量仪开机找不到原点或无法运动。原因由于返厂维修周期长,价格昂贵,最重要的是耽误了客户的正常的工作。造成问题出现的原因很多,但无外乎以下原因:1)操作软件文件丢失或CCD视频线接触不良;2)光栅尺或数据转换盒损坏;3)电源板损坏;4)加密狗损坏或影像测量仪软件操作系统崩溃。以上问题可能是只出现一个,也有可能几个问题一起出现。软件种类编辑二次元测量仪软件在国内市场中种类比较多,从功能上划分主要有以下两种:  二次元测量仪测量软件与基本影像仪测量软件类似,其功能特点主要以十字线感应取点,功能比较简单,对一般简单的产品二维尺寸测量都可以满足,无需进行像素校正即可直接进行检测,但对使用人员的操作上要求比较高,认为判断误差影响比较大,在早期二次元测量软件中使用广泛。  2.5D影像测量仪在影像测量领域我们经常可以听到二次元、2.5次元、三次元等各种不同的概念,所谓的二次元即为二维尺寸检测仪器,2.5次元在影像测量领域中是在二维与三维之间的一种测量解决方案,定义是在二次元影像测量仪的基础上多加光学影像和接触探针测量功能,在测量二维平面长宽角度等尺寸外如果需要进行光学辅助测高的话提供了一个比较好的解决方案。仪器优点编辑1、装配2个可调的光源系统,不仅观测到工件轮廓,而且对于不透明的工件的表面形状也可以测量。2、使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热而变形所产生的误差。3、工件可以随意放置。4、仪器操作容易掌握。5、测量方便,只需要用鼠标操作。6、Z轴方向加探针传感器后可以做2.5D的测量。测量功能编辑1、多点测量点、线、圆、孤、椭圆、矩形,提高测量精度;2、组合测量、中心点构造、交点构造,线构造、圆构造、角度构造;3、坐标平移和坐标摆正,提高测量效率;4、聚集指令,同一种工件批量测量更加方便快捷,提高测量效率;5、测量数据直接输入到AutoCAD中,成为完整的工程图;6、测量数据可输入到Excel或Word中,进行统计分析,可割出简单的Xbar-S管制图,求出Ca等各种参数;7、多种语言界面切换;8、记录用户程序、编辑指令、教导执行;9、大地图导航功能、刀模具专用立体旋转灯、3D扫描系统、快速自动对焦、自动变倍镜头;10、可选购接触式探针测量,软件可以自由实现探针/影像相互转换,用于接触式测量不规则的产品,如椭圆、弧度 、平面度等尺寸;也可以直接用探针打点然后导入到逆向工程软件做进一步处理!11、影像测量仪还可以检测圆形物体的圆度、直线度、以及弧度;12、平面度检测:通过激光测头来检测工件平面度;13、针对齿轮的专业测量功能14、针对全国各大计量院所用试验筛的专项测量功能15、图纸与实测数据的比对功能维护保养编辑1、仪器应放在清洁干燥的室内(室温20℃±5℃,湿度低于60%),避免光学零件表面污损、金属零件生锈、尘埃杂物落入运动导轨,影响仪器性能。2、仪器使用完毕,工作面应随时擦干净,再罩上防尘套。3、仪器的传动机构及运动导轨应定期上润滑油,使机构运动顺畅,保持良好的使用状态。4、工作台玻璃及油漆表面脏了,可以用中性清洁剂与清水擦干净。绝不能用有机溶剂擦拭油漆表面,否则,会使油漆表面失去光泽。5、仪器LED光源使用寿命很长,但当有灯泡烧坏时,请通知厂商,由专业人员为您更换。6、仪器精密部件,如影像系统、工作台、光学尺以及Z轴传动机构等均需精密调校,所有调节螺丝与紧固螺丝均已固定,客户请勿自行拆卸,如有问题请通知厂商解决。7、软件已对工作台与光学尺的误差进行了精确补偿,请勿自行更改。否则,会产生错误的测量结果。8、仪器所有电气接插件、一般不要拔下,如已拔掉,则必须按标记正确插回并拧紧螺丝。不正确的接插、轻则影响仪器功能,重则可能损坏系统。测量方式编辑1、物件被测面的垂直测量2、压线相切测量3、高精度大倍率测量4、轮廓影像柔和光测量5、圆及圆弧均匀取点测量精密影像测绘仪测量软件简介:绘图功能:可绘制点、线、圆、弧、样条曲线、垂直线、平行线等,并将图形输入到AutoCAD中,实现逆向工程得到1:1的工程图。自动测绘:可自动测绘如:圆、椭圆、直线、弧等图形。具有自动寻边、自动捕捉、自动成图、自动去毛边等功能,减少了人为误差。测量标注:可测量工件表面的任意几何尺寸,不同高度的角度、宽度、直径、半径、圆心距等尺寸,并可在实时影像中标注尺寸。SPC统计分析软件:提供了一系列的管制图及多种类型的图表表示方法,使品管工作更方便,大大提升了品质管理的效率。报表功能:用户可轻易地将测量结果输出至WORD、EXCEL中去,自动生成检测报告,超差数值自动改变颜色,特别适合批量检测。鸟瞰功能:可察看工件的整体图形及每个尺寸对应的编号,直观的反应出当前的绘图位置,并可任意移动、缩放工件图。实时对比:可把标准的DXF工程图调入测量软件中与工件对比,从而快速检测出工程图和实际工件的差距,适合检测比较复杂的工件。拍照功能:可将当前影像及所标注尺寸同时以JPEG或BMP格式拍照存档,并可调入到测量软件中与实际工件做对比。光学玻璃:光学玻璃为国家计量局检验通过之标准件,可检验X、Y轴向的垂直度,设定比例尺,使测量数据与实际相符合。客户坐标:测量时无需摆正工件或夹具定位,用户可根据自己的需要设置客户坐标(工件坐标),方便、省时提高了工作效率。精密影像测绘仪仪器特点:经济型影像式精密测绘仪VMS系列结合传统光学与数字科技,具有强大的软件功能,可将以往用肉眼在传统显微镜下所观察到的影像将其数字化,并将其储存入计算机中作各式量测、绘图再可将所得之资料储存于计算机中,以便日后存盘或电子邮件的发送。该仪器适用于以二座标测量为目的一切应用领域如:品质检测、工程开发、绘图等用途。在机械、模具、刀具、塑胶、电子、仪表等行业广泛使用。变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率:40X~400X,可按客户要求选配不同倍率物镜。摄像机:配备低照度SONY机芯1/3”彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。光栅尺:仪器平台带有高精密光栅尺(X、Y、Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高、移动平稳轻松。丝杆:X、Y轴工作台均使用无牙光杆磨擦传动,避免了丝杆传动的背隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动提高工作效率。
  • 弗尔德仪器盛装出席2017上海国际粉末冶金工业展览会
    上海国际粉末冶金工业展览会(简称PM CHINA)创办于2008年,已经成功连续在上海光大会展中心举办了九届。全球制造业正加速向中国转移,汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展,为粉末冶金行业带来了不可多得的发展机遇和巨大的市场空间。粉末冶金是一种非常理想的加工工艺,它生产出来的产品不管是性能还是质量都是非常优异的,得到了各个行业的认知、认可和广泛应用。2017年4月26至28日,弗尔德仪器盛装亮相上海光大会展中心举办的2017第十届上海国际粉末冶金展览会暨会议(PM China 2017),与更多更专业的观众一起汇聚和交流粉末冶金行业的新产品、新应用。 在此次展会中德国RETSCH(莱驰)展出的筛分仪采用电磁振荡驱动,这是RETSCH的一项专利技术(EP 0642844)。这种驱动机制能产生三维的抛掷运动效果,使得被筛分的物料能均一分布在整个筛分面上。广泛应用于科研与开发,原材料、中间产品及最终产品的质量控制以及生产监控等领域。在粉末冶金领域RETSCH的产品致力于原材料的回收。振荡筛分仪AS200control可用于3D打印过程中筛分剩余的金属粉末,筛分出的金属粉末就可继续重新再利用到接下来的3D打印过程中。 德国Retsch(莱驰)的BB500 XL特别适合煤矿,钢铁厂和矿业。BB500 XL整体构造坚固,功率强劲,以其卓越的破碎率著称。由于研磨腔倾角大,破碎动能效率高可以一次处理最大110mm的进样尺寸,最终出样细度90%小于0.5mm。漏斗为防回溅设计,研磨腔为楔形构造,颚板每分钟来回摆动780下。一个撞击循环中,固定的颚板间隙保证了出样细度。两个重力飞轮带给颚板额外的撞击力。创新式的双轮旋转设计延长了使用寿命。一旦样品被处理到小于间隙尺寸,就会掉落至收集槽。间隙设定为连续式标尺,优化了出样细度。 BB500 XL — 一次粉碎至精细粉末应用案例:粉末冶金件的破碎粉末冶金件(PM件)尺寸精度高,合金成分组成广泛,密度范围可从多孔轻质到高致密变化。试验中,4公斤预烧结PM件(50-100mm进样尺寸)使用BB500 XL 粉碎,最终出样细度84%250微米,90%500微米。这样的出样细度可以使其在生产工艺中直接循环使用而无需两次研磨流程。 此次展会上,很多专业观众对莱驰科技新型的干湿两用多功能粒径及粒形分析仪CamsizerX2展现出浓厚的兴趣。粒度大小和形态是粉体质量控制的一部分,Camsizer X2相比于其他粒度分析仪器,分析速度快,测量更精确,形态信息更完整,维护成本低。Camsizer X2是在Camsizer获得巨大成功后推出的新一款粒度及粒形分析仪,采用了更高分辨率的光学系统,提供更多的分析模块可选。粉体颗粒的尺寸越小越容易发生团聚现象,以往的粒度分析技术由于解决不了分散问题而得不到准确而具有重现性的分析结果,而Camsizer X2可选的X-Fall、X-Jet、X-Flow三种模块可让您根据不同的应用和要求进行分析,由于具有足够的进样量也不受其他因素(如折射率)影响,Camsizer X2还能够准确测量到粉体的整体形态信息,比如球形度、对称性等。应用举例:矿物颗粒 动态图像技术采用的是直接测量的原理,“所见即所得”,它可以给出依据不同粒度定义而得到的粒度分布曲线。如图所示:蓝色(XA)曲线是依据等效球径得到的粒度分布,红色(Xw)曲线是依据投影宽度得到的粒度分布,绿色(XL)曲线是依据投影长度得到的粒度分布,桔红色曲线为激光粒度仪所测结果,由此可见,激光法的测量结果与等效球径分布曲线较为接近,但是激光法所得到的粒度分布更宽,在大颗粒的测量上有比较大的误差,桔红色曲线显示样品有约5%的颗粒超过0.5mm,而事实上筛分的结果并非如此,投影宽度(Xw)的分布曲线也验证如此。这是因为,激光衍射法是一种间接测量的方法,它无法从信号上区分颗粒的投影宽度和投影长度,因此原则上激光法可满足于球形颗粒的粒度分析,但对于非球形或不规则颗粒的分析结果则可能有比较大的误差。 金属粉末中的碳、氢、氧、氮、硫的各元素含量会对产品的质量起到很大的影响,比如延展性或防腐蚀性,因此无论是在生产过程中还是最后的质量控制方面,都需要对上述元素含量进行精确的分析和测定。ELTRA提供的ONH-p和CS-800可以对五元素进行快速准确的分析,也适合其他如陶瓷等无机物样品的分析。 CarboliteGero(卡博莱特盖罗)是弗尔德集团建立的专业马弗炉品牌,拥有了全系列炉类产品,加热温度从室温至3000°C,容积从3L至14000L,应用领域覆盖实验室至工业,包括各类气氛炉类产品。广泛应用于各种实验室、中试及工业领域,是为数不多的有能力基于工程学、材料科学、排胶、烧结、金属/陶瓷注射成型(MIM/CIM)、钎焊领域的经验,为用户提供个性化的应用高要求的加热炉制造公司。下图为用户定制的GPC 13/300B,配反应罐,符合AMS 2750E Class 1、A类仪表配置。用于排胶和烧结工艺(Ref. no. 735056)。 除了仪器的展示,弗尔德仪器还在展会上介绍2017年全球回馈活动,填写展会反馈表即可参加抽奖,奖品为VR游戏机或者迷你3D打印机! 现在就登陆http://win.verder-scientific.com/cn了解详情吧!
  • How It’s Made——钙钛矿太阳能电池的崛起
    导语:与其他光伏材料相比,钙钛矿太阳能电池在性能的提升方面表现出了惊人的速度。近期,来自德国柏林科技大学的Steve Albrecht等研究者在Science正刊中报道了一个单片钙钛矿/硅串联太阳能电池,其认证的功率转换效率高达29.15%,预计还会进一步提高。现如今,钙钛矿太阳能电池生产技术逐渐趋于成熟,生产设备也逐渐小型化和便捷化。继2009年和2012年的早期关键实验之后,人们对这些生产设备的兴趣激增,目前正在进一步优化它们的性能,并寻找可行的商业应用路线。本文,我们将带您看看钙钛矿太阳能电池材料的制造过程和相关技术。什么是钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池(PSC)顾名思义是由钙钛矿材料作为核心部件制备的太阳能电池。钙钛矿材料的种类很多,但它们都有ABX3的化学通式,其中A和B是阳离子,X是阴离子。在钙钛矿光伏材料中,B通常是金属阳离子,X是卤族元素,A可以是有机或无机阳离子。重要的是,这些成分必须以一种特定的几何结构排列,A穿插在阳离子BX6八面体的间隙。如下图所示。 钙钛矿太阳能电池材料晶格结构的3D示意图(中央亮斑为B,红色为X,蓝色为A) 钙钛矿是钙钛矿太阳能电池中吸收光的材料,它吸收光子并产生电子-空穴对。之后,这个电子-空穴对会分离(也可能不会,这是导致太阳能电池效率低下的原因),释放出电子和正电荷载流子。这些电子(负)和空穴(正)载流子分别被设备中的其他材料(传输层)收集,然后流出,在外部电路中产生电压。人们尝试用各种钙钛矿材料来制备PSCs,其中常见的是MAPbI3。这种材料由基铵正离子嵌入Pb2+离子和碘离子(I-)组成的八面体框架。钙钛矿光伏薄膜材料制备太阳能电池的制备过程主要分为薄膜的制备和后续的加工。后续的加工流程与硅基太阳能电池的后续加工有些类似,涉及到微纳加工与封装等流程,我们不做详细介绍。对于薄膜的制备技术目前主要有液体旋涂和真空镀膜两类。旋涂技术由于设备简单,易于快速搭建等特点很容易在实验室实现。但是其规模化拓展性较差,器件的重复性和稳定性以及与后续加工流程的兼容性等方面仍有不足。在真空镀膜方面目前较为流行的是采用物理气象沉积(physical vapor deposition—PVD),例如热蒸发等方式。对于热蒸发技术来说,在真空室中加热钙钛矿前驱体,使它们向上蒸发并覆盖在基片上。通过对过程的精细控制,形成所需的钙钛矿薄膜。热蒸发方法制备出的薄膜不仅性能出色,同时还能与太阳能电池制造过程中需要的其他过程具备良好的兼容性 (例如,传输层和金属接触层的沉积也经常使用PVD)。热蒸发制备方案概要以制备钙钛矿太阳能电池的常用材料MAI(methylammonium iodide)和PbI(lead iodide)为例,MAI蒸发温度约为150℃,而金属卤化物PbI需要400℃~500℃。这与常规的金属热蒸发相比温度低很多,但对热蒸发源温度控制的性要求较高。传统金属热蒸发更注重所能达到的高温(可达~1800℃),如果采用传统的蒸发源生长钙钛矿材料很容易导致温度过冲,制备的薄膜性能不稳定,甚至前驱体会瞬间挥发殆尽导致生长失败。钙钛矿光伏材料除了在较低温度下生长之外,沉积速率也是一个重要的控制变量。由于沉积速率并非温度的直接函数,钙钛矿材料在沉积时需要对每一个蒸发源的速率进行标定与检测。通常在热蒸发过程中,可以采用晶振探头来探测每一个蒸发源的蒸发速率。对于常规的金属热蒸发过程,材料从蒸发源沿着直线方向到达衬底,按照类似于标准分布函数的规律在衬底上沉积成薄膜。然而对于非常易挥发的材料,例如MAI,蒸发过程中会先在源上方形成较高的蒸气压,这会导致材料向侧方扩散,导致材料在腔体的其他部位形成非必要的沉积。因此,对于钙钛矿光伏材料的沉积过程必须控制得更加精密,否则MAI容易导致其他材料的晶振传感器被污染。专业的低温热蒸发技术与设备英国Moorfield 公司基于多年的薄膜设备生产经验发布了低温蒸发(LTE)技术和相关设备。这使得科研人员能够快速建立高性能的钙钛矿光伏薄膜沉积系统。Moorfield 公司用于钙钛矿太阳能电池制备的设备包括台式nanoPVD - T15A,以及功能增强型的落地式MiniLab系列。这样的低温热蒸发系统具有以下几方面的优点:● 低温蒸发源与控制器:超低的热容量,可选择主动水冷方案实现控制和小的温度过冲;基于传感器的PID反馈回路使得温度、功率或沉积速率可控。● 石英晶振传感器探头:水冷式,降低温度影响。专业设计和安装位置,在生长高蒸汽压钙钛矿前驱体时使信号“串扰”小化。● 真空系统:专业真空腔体设计和定制,包括可选的耐腐蚀泵组系统和预抽保护功能。● 过程控制:采用先进的自动过程控制器,允许多阶段程序设定操作,每个阶段包含单个或多个源蒸发(即共同蒸发),反馈回路控制每个源的速率。● 多功能配置:允许在一个系统上通过不同的PVD技术沉积钙钛矿和其他PSC涂层。此外,系统可以配备冷却或加热样品台,用于处理热敏感基片或在沉积期间/沉积后进行热处理。nanoPVD系统中的LTE蒸发源手套箱集成式系统虽然成品PSCs元件可以在大气条件下使用,但通常有必要在惰性气氛下进行器件封装制造。因为在后的保护涂层覆盖之前,湿气和氧气会对材料性能造成影响。因此,一些PSC制备工作通常在惰性气体(如纯氩气或氮气)的手套箱中进行。基于MiniLab 026和MiniLab 090平台的Moorfield LTE系统可以与手套箱集成,允许在惰性气氛中对衬底或样品进行加工处理。Moorfield可以提供整套的手套箱集成系统或与客户选定的手套箱进行集成。其中MiniLab 026系统可以与用户已有的手套箱进行现场的集成安装。Minilab090系统样品腔(左),与手套箱集成的系统(右)总结钙钛矿材料在太阳能电池方面表现出良好的前景,真空蒸发镀膜是一种很有前途的制备方法且容易实现工业化生产。用于钙钛矿薄膜制备的沉积系统需要进行优化设计,以提高薄膜材料的品质。Moorfield Nanotechnology公司具有雄厚的专业技术基础和先进的设备解决方案,包括全套LTE蒸发源、过程控制选件和完整的沉积系统。此外Moorfield Nanotechnology还提供其他多种材料制备的专业设备,例如磁控溅射、电子束蒸发、快速制备石墨烯的nanoCVD系统。台式高精度薄膜制备与加工系统新动态Moorfield 公司在中国科学院技术物理研究所的台设备安装成功,本次在技术物理研究所安装的是台式高性能二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH。该系统对输出功率的分辨率可达毫瓦量,对二维材料可实现准确的逐层刻蚀,也可实现二维材料层内缺陷制造,此外还可对石墨基材等进行表面处理。该系统目前正处于技术培训阶段,不日将正式交付使用。中国科学院技术物理研究所安装的nanoETCH系统
  • 真空精馏法在锂电池电解液回收中的应用
    为什么要进行锂电池电解液回收处理?众所周知,锂离子电池是由正极(锂钴氧化物、锂镍氧化物等)、负极(一般为炭素材料)、电解液、隔膜(聚乙烯、聚丙烯等)、粘结剂(聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯)等组成。目前有关废旧锂离子电池处理工艺的研究大多集中在贵重金属方面,例如镍、钴、锰、锂等金属材质因其自身的经济价值被先行深入研究。而电解液成分复杂,尤其是LiPF6 的存在,使得电解液接触高温环境就易发生分解,产生有毒有害物质,因此电解液处置不当会带来严重的安全和环境问题。同时,电解液本身的高附加值也决定需合理回收电解液。电解液组成及性质是什么?在各种商用锂离子电池系统中,液态电解液占主流地位。液态电解液一般由锂盐、有机溶剂、添加剂三部分组成。电解质盐,主要为六氟磷酸锂(LiPF6),其暴露在空气中易反应生成 HF、 LiF、PF5 等对人体有害的物质;有机溶剂主要有碳酸酯类、醚类和羧酸酯类;添加剂作为电解液中非必要成分,主要有碳酸亚乙烯酯、乙酸乙酯等,含量较少。表1:常见电解液的溶剂、溶质及添加剂种类[1]真空精馏方法在电解液回收处理的优势真空精馏法是在高真空环境下利用电解质和溶剂的沸点不同,经过多次冷凝和汽化后将电解质分离出来。在高真空下,精馏主要是为了防止电解液挥发损失。案例分享中海油天津化工研究设计院,周立山等[2]在惰性气体的氛围下拆解电池得到电解液,然后经过精馏装置减压真空精馏,将电解液分为有机溶剂和六氟磷酸锂初级产品,再对这两部分分别进行纯化,使之成为高纯度的产品,其中纯化后的六氟磷酸锂回收率可达 82.7%。天津卡特化工技术有限公司,毛国柱等[3]则另辟蹊径,通过真空精馏的方法,先将有机液体从电解液中分离出来,剩余的电解液通过添加比其多7 倍的硫酸氢钾,在高温下持续煅烧 5 h,然后与饱和 KF 溶液反应得到可以作为产品的 LiF。例如,下图1所示,为乙醇和水的连续分离过程,上升汽流和下降的液流在塔内直接接触,易挥发组分将更多的由液相转移到汽相,而难挥发组分将更多的由汽相转移到液相。这样,塔内上升的汽流中乙醇的浓度将越来越高,而下降的液流中水的浓度会越来越高,只要塔足够高,就能够使塔顶引出的蒸汽中只有乙醇,加热釜引出的溶液只有水。图1:乙醇-水溶液连续精馏流程1-精馏塔;2-冷凝器;3-再沸器同样,利用真空精馏法来回收锂电池电解液,主要有以下优势:● 得到的产物可以达到比较高的纯度,能够用于电池再生产,节约生产成本;● 该过程环保清洁,不易造成二次污染;● 和碱液吸收法、热裂解法、超声萃取法等其他工艺相比较,不会破坏主要成分,锂盐和有机溶剂的回收率相对较高。由以上得知,锂电池电解液成分复杂,混合了锂盐和多种有机试剂等,高温易蒸发,且多为热敏性物质。需通过真空精馏的方式,使用较高的理论塔板数的精馏塔才能将这些成分依次分离,从而达到分类回收的目的,实现资源重复利用的可能性。那么,德国Pilodist同心管精馏柱技术可以给锂电池电解液回收带来什么便利呢?德国Pilodist同心管精馏柱技术同心管精密分馏柱由两根经精巧设计和精密校准的同心管玻璃柱融合而成,垂直上升的蒸气与同心环形间隙中的液体薄膜之间高效传质,使得精密分馏柱具有很高的分离效率。同心管的外圆内壁和内圆外壁均设计成为精密设计的螺旋刮痕形式,使得在冷凝器冷凝的液体通过刮痕可以顺流而下,并形成液膜加大热交换接触面积,直至蒸馏釜。同心管技术具有如下的技术优势:&bull 压力降小&bull 滞留量小&bull 适用于热敏性物质&bull 高分离效率&bull 极少量蒸馏(低至1mL)&bull 极少工作流量而且,Pilodist精馏线产品主要有精密分馏装置PD104/PD105、微型精馏系统HRS500C和溶剂回收装置PD107等,都可以配备同心管精馏柱,特别适合热敏性物质在真空条件下的柔性蒸馏分离提纯。Pilodist HRS 500C实验室微型精馏系统其中,HRS500理论塔板数高达 60 块理论塔板。Pilodist PD 104精密分馏系统Pilodist PD 105精密分馏系统PD104和PD105的理论塔板数高达90块理论塔板数。Pilodist PD 107溶剂回收系统PD107溶剂回收系统,60块理论塔板数。可针对客户不同处理量、不同实验需求等选择不同的仪器配置方案。如果你对上述产品或方案感兴趣,欢迎随时联系德祥科技,可拨打热线400-006-9696。参考文献:[1] 陆剑伟,潘曜灵,郑灵霞,等. 锂离子电池电解液的清洁回收利用及废气治理方法[J].浙江化工. 1006-4184(2021)10-0040-06.[2] 周立山,刘红光,叶学海,等. 一种回收废旧锂离子电池电解液的方法: 201110427431.2[P]. 2012-06-13.[3] 毛国柱,侯长胜,霍爱群,等. 一种回收处理废旧锂电池电解液及电解液废水的处理方 法 : 201310562566.9 [P].PILODIST德国PILODIST是德祥集团资深合作伙伴之一。德国PILODIST公司源自于蒸馏及精馏设备供应商。公司传承原Fischer公司专业的蒸馏及精馏设备制造技术,为全球石油化工、精细化工行业及科研院所客户提供高品质的原油蒸馏系统、精馏系统、溶剂回收系统、汽液相平衡和分子蒸馏等。德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年,总部位于中国香港特别行政区,分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点,5个维修中心和2个样机实验室。30多年来,德祥一直深耕于科学仪器行业,主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备,致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理,维修售后,实验室咨询与规划,CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作,服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。2009至2021年间,德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念,致力于成为优秀的科学仪器供应商,为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信,每一天都在使这个世界变得更美好!
  • 德国耶拿受邀出席中德(深圳)经济论坛
    2023年3月28-31日,德国耶拿做为德资优秀企业代表,受邀出席参加中德(深圳经济)论坛,与行业众多龙头企业,如:比亚迪、宝马、拜尔、伟巴斯特、保时捷、西门子、华大基因、TCL等诸多顶级企业共聚一堂,共谋发展,共商合作,共赢未来!德国耶拿市场总监杨佳霖先生代表公司出席本届经济论坛,并在生物医药论坛分享《科技赋能 — 助力生物医药产业高质量发展》,传递德国耶拿“科技守护健康“的愿景,德国耶拿坚持持续创新,始终走在精密分析仪器的前沿,积极为守护环境、食品、医药等多个领域做出不凡的贡献,其报告引起与会听众的极大兴趣。茶歇间隙,很多参会观众到耶拿展位进行详细的了解与交流。中德合作新起点,塑造未来50年,德国耶拿将秉承“持续创新“的理念,深耕精密仪器的研发与制造,加深中国本土化建设,为中国的用户,提供更先进、完善的整体解决方案!
  • 超显微镜观察到锂离子在双层石墨烯中迁移
    p  德国斯图加特马普固态研究所和乌尔姆大学的科学家使用超显微镜(SALVE),观察到以原子分辨率显示的锂离子在电化学充放电过程中的表现,证明了在单个纳米电池中双层石墨烯发生的可逆锂离子吸收。研究成果发表在最新一期的《自然》杂志上。/pp  斯图加特马普固态研究所物理学家于尔根· 斯迈特介绍说,研究显示“纯碳化合物最适合用于锂基电化学存储系统,在此系统中,锂暂时储存在碳主体中”。/pp  这一项目由巴符州基金会资助,目的是研究锂在二维碳化合物(如原子水平的石墨烯)中的储存和扩散。为此,斯迈特和他的博士生开发了一种由双层石墨烯组成的“微型电池”。石墨烯属于二维材料,由单个碳原子层组成。在只有0.3纳米薄的细长电化学微电池的一端,研究人员在顶部施加了溶解有锂盐的电解质液滴。为使电解质不干扰电子显微照片,实验必须精确定位和机械稳定,他们采用了一种技巧,即添加了在紫外线下固化的聚合物,使液滴成为凝胶状固体留在原处。/pp  实验显示,当电压施加到纳米电池时,锂离子从电解质液滴迁移到石墨烯双层的间隙中,并在那里积聚 去除电位差时,累积储存的锂又溶解并迁移回到电解质液滴中。/pp  在原子水平上,这种过程很难被“原位”观察。乌尔姆大学乌特· 凯瑟教授领导的团队利用超显微镜首次证明了石墨烯在原子水平上的嵌入。/pp  实验结果让研究人员感到吃惊,传统的石墨基电池只有少数紧密堆积的锂在两层碳层之间,而在石墨烯纳米电池里发现非常密集的锂层。凯瑟教授称,超显微镜为理解纳米电池提供了独特的途径,能在石墨烯夹层中观察锂等轻元素的扩散是一项巨大的科学挑战,传统的透射电子显微镜(TEM)做不到。/p
  • 工物系唐传祥、颜立新课题组在太赫兹电子束研究中取得重要进展
    太赫兹(THz,1012Hz)是频率介于微波与红外之间的电磁波辐射,在基础科学和应用领域有重大需求。在需求最迫切的1-10THz频段,电子学和光学方法尚难以产生高功率、窄带宽且连续可调谐的THz辐射,因而被科学界称为“THz间隙”难题。加速器电子束可以通过多种机制产生高功率THz辐射。不考虑横向影响,当电子束长度远大于辐射波长时,电子束辐射不相干,辐射功率与电子数目成正比;而当电子束长度显著小于辐射波长时,束团电子的辐射场可相干叠加,此时辐射功率与电子数目平方成正比,远强于非相干辐射。如产生1THz的强相干辐射,需要大电荷量(如1nC)电子束长度显著小于1ps。由于空间电荷排斥力和束流传输非线性,大电荷量电子束难以压缩到足够短的长度,导致其产生的THz辐射功率和可调范围受到很大限制。因此,现有的加速器THz辐射用户装置通常采用较长的电子束(~ps量级),且工作在低增益模式,利用约束在谐振腔内的THz辐射在磁铁的扭摆下与高重频(几十MHz)电子束相互作用实现功率放大,造价较高且不易维护,很难在单条束线上实现1-10THz连续可调谐的高功率THz辐射。近十余年来,学术界开始探索电子束纵向整形或预聚束方法,试图跨越电子束辐射的低增益阶段,直接产生高功率相干THz超辐射。其中,电子束被纵向整形为具有周期性密度尖峰的电子微束团串,若其周期与辐射波长相同,则在磁铁的扭摆作用下,这些微束团的辐射也会相干叠加,从而产生相干超辐射。与单个超短束团不同,电子微束团串的辐射频谱集中在电子束密度调制频率及其谐波处,为窄带相干辐射。此时,辐射功率与电子数目和聚束因子(电子束纵向分布的傅里叶变换)都成平方正比关系。但这种可调THz微束团串的产生具有极大挑战,成为近年来领域研究热点。国际上多个知名加速器实验室开展了深入研究,在《物理评论快报》(Physical Review Letters)期刊上发表了近10篇研究论文。但迄今实现的电子微束团串频率调节范围仍十分有限。近日,清华大学工程物理系唐传祥、颜立新课题组在《自然光子学》(Nature Photonics)期刊上在线发表了国际首个覆盖“THz间隙”的电子束实验验证结果,首次产生了1-10THz宽频域范围连续可调的高聚束因子电子微束团串,解决了本领域长期存在的难题,为新型高功率可调窄带太赫兹辐射光源发展及应用铺平了道路。在该课题组近期提出的方案中,通过控制电子束自身的空间电荷力,可在1-10THz宽频域范围获得高聚束因子的可调电子微束团串,从而可直接产生覆盖“THz间隙”的高功率的THz超辐射。该方法通过驱动激光整形在加速器光阴极处产生具有初始密度调制的电子束,结合非线性空间电荷振荡在电子枪出口处产生周期性电流尖峰。在下游传输中,周期电流尖峰的空间电荷力作用于电子束自身,产生准线性的能量调制,进一步经色散段可转化为尖峰密度调制。调节加速管相位,给电子束施加不同的能量啁啾,经压缩可改变微束团间距,从而实现电子微束团串宽频域可调。该方案在清华大学加速器实验室获得了验证,首次成功产生了1-10THz连续可调谐的电子微束团串,聚束因子达到了创纪录的0.35。进一步模拟表明,利用1nC电荷量的该电子束经过3米长波荡器,可在1-10THz产生百μJ量级连续可调谐的窄带THz辐射。方案仅通过控制束流聚焦,无需增加额外调控器件,十分简单有效,且不受重复频率限制,因而可发展高平均功率窄带THz源。这是国际首个经实验验证的覆盖1-10THz的电子束产生方法,提供了有效解决“THz间隙”难题的紧凑加速器光源方案。电子束团串的实验产生(a)半周期非线性空间电荷振荡后的电子束密度分布和空间电荷力(b)实验束线,包括光阴极电子枪、加速管、磁压缩器、电子束和THz诊断设备(c)(d)关闭和开启磁压缩器测量的电子束纵向相空间(e)未通过偏转磁铁测量的电子束纵向分布。相关研究成果以“可辐射1-10THz高功率窄带太赫兹的宽频域可调电子束团串”(Widely tunable electron bunch trains for the generation of high-power narrow-band 1-10 THz radiation)为题在线发表于《自然光子学》(Nature Photonics)期刊。该工作通讯作者为工物系副教授颜立新,第一作者为工物系2016级博士生梁一凡,现就职于深圳综合粒子设施研究院。合作者有唐传祥教授、杜应超副教授、李任恺教授、施嘉儒副教授、程诚副研究员、黄文会教授和刘卓辕、田其立、李彤、林显彩等博士生。该工作得到了国家自然科学基金重点项目的支持。
  • 激光剥蚀会议丨仪真分析精彩回放
    第八届亚太地区激光剥蚀和微区分析研讨会于2023年3月9-11日在武汉盛大召开,本次大会由中国矿物岩石地球化学学会同位素地球化学专业委员会和微束分析测试专业委员会举办,旨在推动亚太地区激光剥蚀等离子质谱及微区元素和同位素分析的研究、应用和发展。作为支持单位,仪真分析积极参与了本次大会,在现场设置展位与来访专家进行深入探讨的同时,更带来了精彩报告。仪真分析产品部栗经理分享了《IRIDIA超快速低分散193nm准分子激光剥蚀系统及应用》的专题报告: IRIDIA超快速低分散193nm准分子激光剥蚀系统具有稳定的激光能量密度,快速的样品剥蚀池,高频的脉冲频率(最高可达1KHz),可兼容第三方的ICP-MS,在地球科学、生物医学、核工业、考古学、物证分析、制药、金属材料、珠宝鉴定等领域有极大的应用前景,尤其适合于各类样品的痕量元素原位成像分析。l 193nm (300Hz、500Hz、1000Hz可选)l 创新设计的Cobalt剥蚀池:气溶胶洗出时间1ms-2sl 动态Z轴,不平整表面自动调整聚焦l 优良的光路设计:反射镜可旋转,寿命延长为普通反射镜的5倍l 可选ExiCheck自动换气组件,提高工作效率l 2D和3D成像l eQC原位能量检测l HDIP专业成像软件此外,仪真分析也于现场展出了部分Cetac公司自动化产品——ASX-560自动进样器及Aridus3膜去溶系统。 会议间隙,与会嘉宾纷纷至仪真分析展台围绕激光剥蚀技术应用论题咨询了解,我们一一做出详细解答,现场学习交流氛围浓厚,双方收获满满。
  • 纳米级近场光学成像对钙钛矿太阳能电池表面涂层电子迁移和载流子浓度的研究进展
    太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置, 其中以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流。虽然通过掺杂及表面覆盖抗光反射层能提高晶硅太阳能电池的效率,但是超过能带间隙和一些特定波长的光反射造成了巨大的光能量损失,反而限制了晶硅太阳能电池的效率。 Y.H. Wang等利用有机金属三溴纳米粒子(CH3NH3PbBr3)涂层吸收部分短波长太阳光,使其转化成化电场。该化电场可以通过促进分子重排而增强有机-晶硅异质结太阳能电池的不对称性,从而增加表面活性载流子密度,终将有机-晶硅异质结太阳能电池的效率从12.7%提高到了14.3%。 苏州大学Q.L. Bao教授等人在钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为和载流子浓度分布等领域作出了突出贡献。2016年,发表在ACS Nano上的钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为的研究中,作者利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM发现:1. 未施加外场电压时, 该微纳米线区域中载流子密度(图1 g. s-SNOM振幅信号)和光折射率(图1 g. s-SNOM相位信号)较均匀;2. 施加外场正电压时,该区域中载流子密度随I-离子(Br?)的迁移而向右移动(图1 h. s-SNOM振幅信号),其光折射率随随MA+离子(CH3NH3+)的迁移而向左移动(图1 g. s-SNOM相位信号)较均匀;3. 施加外场负压时,情况正好与施加正电压时相反(图1 i)。该研究显示弄清无机-有机钙钛矿结构中的离子迁移行为对于了解钙钛矿基的特殊光电行为具有重要意义,进而为无机-有机钙钛矿材料的光电器件应用打下了坚实的基础。图1.SNOM测量钙钛矿结构微纳米线的光电转换的离子迁移行为。 d-f. 离子迁移测量示意图;g-i,相应的s-SNOM光学信号振幅和相位图 2017年, Q.L. Bao教授等人发表在AdvanceMaterials的文章中再次利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM,次在实验中研究了太阳能电池表面钙钛矿纳米粒子涂层的载流子密度。结果显示:钙钛矿纳米粒子覆盖区域近场信号强度高于Si/SiO2区域中信号强度(参见下图2 b 图2 a为对应区域的形貌)。另外作者也研究了增加光照的时间的影响(参见下图2 c, d)。其结果显示:近场信号强度随光照时间增加,从12.5 μV (黄色,0 min) 增加到 14.4 μV (红色, 60 min),该近场信号反映了可移动自由载流子密度的变化。终,红外光neaSNOM研究结果证明:随光照时间增加,太阳能电池表面的钙钛矿纳米粒子涂层富集和捕获了大量的电子。图2. SNOM测量钙钛矿结构纳米粒子涂层的载流子密度。a. AFM形貌图;b, s-SNOM光学信号图-未加光照;c, s-SNOM光学信号图-光照30min;d, s-SNOM光学信号图-光照60min 作者预见,该研究对于设计新型太阳能电池,提高其转化效率具有重要意义。同时,该研究还提出了一种使钙钛矿结构材料和晶硅太阳能电池相结合的研究方法,为之后的研究和应用提供了解决新思路。相关参考文献1.Zhang Y.P. et. al. Reversible StructuralSwell?Shrink and Recoverable Optical Properties in Hybrid Inorganic?OrganicPerovskite. ACS Nano 2016,10, 7031?7038.2.Wang Y.H. et. al. The Light-InducedField-Effect Solar Cell Concept - Perovskite Nanoparticle Coating IntroducesPolarization Enhancing Silicon Cell Efficiency. AdvancedMaterial 2017, First published: 3 March 2017 DOI: 10.1002/adma.201606370.相关产品链接超高分辨散射式近场光学显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C170040.htm德国Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm
  • 残次石墨烯可造超灵敏“电子鼻”
    美国伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家日前开发出一种能够分辨出单个气体分子的超高灵敏度&ldquo 电子鼻&rdquo 。这种新型气体传感器对气体分子的吸收能力比传统化学传感器强300倍。  让人不可思议的是,用来制造这种高灵敏度&ldquo 电子鼻&rdquo 的材料竟是此前被认为残次品的、存在缺陷的石墨烯。相关论文发表在《自然· 通信》杂志网站上。   在制造石墨烯的过程中,石墨烯逐渐形成晶格或片状时,会随机出现一些单晶颗粒。这种多晶结构与单晶之间的边界被称为晶界。由于晶界会造成电子的散射,削 弱石墨烯晶格的性能,具有晶界的石墨烯通常都被认为是毫无价值的次品。但美国伊利诺伊大学芝加哥分校机械和工业工程教授阿明· 萨利希-空锦带领的研究小组 却发现,这些缺陷正好适合用来制造高灵敏度气体传感器。  物理学家组织网9月23日(北京时间)报道称,为了验证这一想法,测试石墨烯缺 陷的电气性能,研究人员用单个石墨烯晶界制造了一个微米尺寸的气体传感器。他们在测试中发现,石墨烯晶界能够将气体分子吸附到其表面并让它们聚集起来,石墨烯晶体上却没有这样的现象。这使具有这种缺陷的石墨烯成为观测气体分子的理想场所。  由切赫· 克拉尔带领伊利诺伊大学芝加哥分校的一个 理论化学小组,对该晶界所具备的这种独特吸引力和电子特性进行了解释:晶界的不规则特性使其具备了数百个不同灵敏度的电子传输间隙。这就像是许多平行的并 联开关,当气体分子在晶界上发生聚集,电荷发生转移时,这些开关会突然打开或者关闭。这一切都发生在一个非常短暂的时间当中。而这便是用其制成的气体传感 器能够具备超高灵敏度的原因所在。  萨利希-空锦说:&ldquo 数十年来科学家们一直试图制造出一种强大的、具有超高灵敏度的传感器。我们的研究 将其变成了现实,可以在微米级的尺寸上将这些晶界集成起来进行统一控制。使用这种技术能很容易制造出芯片级的传感器阵列。借助晶界对气体分子超强的吸附能 力和快速反应能力,用石墨烯晶界阵列制成的电子鼻甚至能够检测出单个气体分子。这种材料集精确和可靠于一身,是制造气体传感器的理想材料。&rdquo
  • 细胞膜层析新法弥补显微技术衍射缺陷
    最近,加州大学伯克利分校的Jay Groves及其团队开发出了一种新型层析技术用于研究细胞膜。  Groves解释说:&ldquo 我们开发出的是一种嵌于细胞膜的纳米点阵列平台,当其在一个活细胞的细胞膜中运作时,它将提供一种用于探测和操纵细胞膜组件的物理手段,包括信号簇。  截至目前为止,科学家主要通过各种显微镜研究细胞膜。受限于光的衍射作用,常规的显微技术很难观察比250nm更小尺寸的结构,然而,大部分细胞膜的成分,如蛋白质受体都比250nm要小。近年来,一些可以突破衍射障碍的超高分辨率显微技术问世,但这些技术更适合观察个体的静态图像,不能成为探测不断移动和变化中的细胞膜的理想技术。因此,科学家们需要一种用于细胞膜研究的全新技术。基于尺寸的新型层析技术并首次用于研究活细胞  由Groves及其团队开发的这种技术,首先需要创建一种含有蛋白质的人工脂质膜,在金纳米颗粒阵列沉积在细胞膜表面之前,这些人工膜将在细胞表面与受体结合。下一步,对细胞表面的受体进行荧光标记,然后让该细胞无限靠近人工膜,这使得人工膜中的蛋白质和细胞膜中的受体彼此捆绑结合。  通常情况下,受体在细胞膜的周围不断移动。但现在它们与人工膜中的蛋白质结合,其运动是受金纳米颗粒阵列约束的。只有当受体比金纳米颗粒之间的间隙更小时,他们才能够移动,而荧光标记物将显示出任何的移动轨迹。通过改变金纳米颗粒之间的距离,Groves及其团队可以测定受体的尺寸和研究影响受体功能的运动。  这是一种基于尺寸的新型层析技术并首次用于研究活细胞,Groves及其团队通过该方法研究免疫系统中T细胞表面的受体。这些T细胞受体(TCRs)包括聚集的蛋白质团簇,当遇到蛋白质抗原时,它们可以捆绑结合。通过人工膜以附着不同浓度的抗原,改变金纳米颗粒之间的距离,Groves及其团队发现,团簇的大小取决于抗原浓度,浓度越高越利于形成更大的团簇。Jay Groves  &ldquo T细胞受体微簇信号系统已经借助传统的光学显微镜有了很充分研究,但这部分是我们过去所不了解的。&rdquo Groves 表示:&ldquo 这是一种原理性的证据,它表明通过合成材料连接活细胞是实现细胞的分子级控制的另一个步骤。&rdquo (编译:刘玉兰)
  • 新芝生物参加慕尼黑上海分析生化展
    展会概况第十一届慕尼黑上海分析生化展(analytica China)即将于2023年7月11-13日在国家会展中心(上海)8.2H、1.2H、2.2H拉开帷幕。本届展会总展示面积超80,000平方米,预计将吸引来自超30个国家及地区的1,200余家国内外优质展商、36,000多名观众共襄盛会。另有近百场论坛及新品发布,聚焦实验室建设、生命科学、生物技术及诊断、转化医学、生物制药、食品安全、环境分析与检测、样品前处理等前沿主题。点击https://s1k.cn/iDi5e1 注册参观(参观需携身份证入场)。展会概况新芝生物展位号:8.2E519新芝生物诚邀您莅临现场指导,届时只需关注我们的微信公众号“新芝生物”,回复“新芝”二字,并填写相关问卷即可获得我们的精美小礼品一份。 新芝生物展品预告微生物生长曲线分析仪MGC200有效解放人力:自动测量,避免熬夜;自动绘制曲线,减少繁杂的计算绘图。适用范围广:可实现多种微生物,包括细菌、真菌、酵母、噬菌体、变形虫、细胞和藻类等的在线监测培养。过程安全&结果精准:封闭培养与检测,可保证样品不受污染,实验环境安全;无需取样检测,相比于取样检测,不损耗样品,实验结果更精准。节省试剂耗材:节省50%以上试剂;节省90%的吸头;节省100%的培养皿。集成式超声波细胞粉碎机SCIENTZ-1000J一体化:集成式一体化设计,减少占用实验室空间。精确化:超声时间间隙时间、总时间可精确0.1秒。智能化:采用新软件,中央微机集中控制。材料好:TC4军工级合金换能器。噪音低:机箱四周有立体环保声学隔音板,降低噪音污染。药物溶出取样系统MDS-2014超高精度:转速精度≤±0.5RPM,取样精度:≤0.8%(10mL取样)。极小偏差:转轴与溶出杯轴偏差:≤±1.5mm。人性化操作:分段式转轴设计,溶出方法切换无需人工调整篮(桨)高度。功能完备:符合新版药典,具备全自动润洗、装填、滴弃、取样、回补、稀释、排空、清洗等功能。
  • 科学家辐照缺陷影响热离子发电器件石墨烯电极功函数研究获进展
    近期,中科院合肥研究院核能安全所在辐照缺陷影响热离子发电器件石墨烯电极功函数研究方面取得新进展,研究成果发表在国际材料薄膜领域期刊 Applied Surface Science 上。   石墨烯作为微型堆热离子发电器件电极涂层材料具有巨大的应用潜力,能够显著提升电极表面的电子发射能力。热离子发电器件在服役过程中,电极材料将面临高能粒子的辐照作用,早期的理论计算和实验研究表明,在石墨烯内部辐照诱导的缺陷类型主要是Stone-Wales缺陷、掺杂缺陷和碳空位等。缺陷的产生将会影响电极间隙内碱金属和碱土金属在石墨烯表面的吸附性质,进而改变石墨烯涂层的电子发射性能(功函数)。   针对上述问题,科研人员通过第一性原理计算方法在原子尺度上研究了缺陷石墨烯表面碱金属和碱土金属的吸附和迁移行为。研究结果表明:(1)石墨烯表面缺陷位点作为陷阱对金属原子具有捕获作用,Stone-Wales缺陷和碳空位缺陷附近的金属原子扩散受到了严重的阻碍,在掺杂B或O的石墨烯表面,金属原子迁移势垒也有不同程度的升高;(2)Stone-Wales缺陷、碳空位缺陷及掺杂石墨烯的表面功函数均显著增加,电子发射能力明显降低,这主要归因于电偶极子形成概率的降低以及金属内聚能的增加。本研究工作为石墨烯涂层材料在反应堆热离子发电器件中的应用提供了理论指导。   上述研究工作理论计算部分在合肥先进计算中心完成。图1 热离子能量转换示意图图2 碱金属和碱土金属在原始和含氧缺陷石墨烯表面的迁移行为
  • 《Nano Letters》新成果:原位发现石墨烯在限域空间里的反常刻蚀、再生长行为
    作者:朱汉斌 来源:中国科学报华南师范大学物理与电信工程学院研究员徐小志与上海科技大学教授Zhu-Jun Wang、北京大学教授刘开辉、韩国蔚山科学技术学院教授丁峰合作,在低维材料的限域催化研究方面取得重要进展,原位发现了石墨烯在限域空间里的反常刻蚀、再生长行为。相关研究近日发表于Nano Letters。二维限域空间具有原子尺度的间隙、强的物质相互作用和独特的纳米微环境。这种限域空间里往往可以允许常规条件下不能发生的反应,因此,在材料科学和催化等领域具有巨大的潜力。为了进一步探索其在催化领域中的应用,研究和理解二维限域系统中的真实催化行为是极其必要的。然而,到目前为止,对受限催化过程的理解仍然是基于结果反馈的后期分析,缺乏原位可视化研究技术及体系。研究人员采用双层石墨烯与铜基底构成的二维限域系统作为研究模型,原位可视化地研究了其反常的刻蚀与生长行为:一是,被铜和上层石墨烯限制的下层石墨烯出现了有趣的反常刻蚀行为(比上层石墨烯的蚀刻速度快十倍以上);二是,在较低的温度下(~530 ℃),下层被蚀刻的碳可以在受限的界面内传输,并以非常高的效率(约12%)转移到上层石墨烯晶格,实现了在无碳源供给情况下的石墨烯生长。该研究工作揭示了二维限域空间中反常催化的动态过程,为受限体系下的催化研究提供了直接证据,从而为未来高效催化剂的设计铺平了道路。Zhu-Jun Wang教授、华南师范大学硕博连读研究生梁智华、韩国基础科学研究院孔潇为该论文共同第一作者,徐小志研究员、刘开辉教授、丁峰教授为共同通讯作者,华南师范大学为第一单位。据悉,徐小志是华南师范大学物理与电信工程学院2019年引进青年拔尖人才,主要从事低维材料与表面物理研究。相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00549
  • 集多项独家专利技术于一身:安东帕携重磅新品亮相analytica China
    p  strong仪器信息网讯/strong 2016年10月10日-12日,第八届慕尼黑上海分析生化展(analytica China 2016)在上海浦东新国际博览中心盛大召开,作为业内两年一届的盛会,本届展会吸引了全球25个国家和地区的848家企业参展。/pp  借此盛会,作为密度、浓度、二氧化碳和流变测量技术的引领者——安东帕公司旗下九条产品线分别携多款产品亮相展会,其中的LitesizersupTM/sup 500纳米粒度及Zeta 电位分析仪、SVMsupTM/sup3001斯塔宾格粘度密度仪、MCR72/92全新流变仪三款新品更是吸引了众多的参观者驻足询问。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/358c7bb7-2647-4e28-9796-c4152ab11d48.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "strong安东帕公司展位——众人驻足询问/strong/pp  为了便于各位网友更好地了解产品信息,仪器信息网编辑前往安东帕公司展位就此次重点推出的三款新品进行了详细咨询。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strongLitesizersupTM/sup 500纳米粒度及Zeta 电位分析仪:集多项独家专利技术、一页式操作/strong/span/pp LitesizersupTM/sup500在整个展位中可谓“首当其冲”,不仅拥有独立的展台,而且被放在了最显眼的“地段”,足见安东帕公司对LitesizersupTM/sup500的重视。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/b06345f2-77ff-4cd1-8589-2fc72131b0b5.jpg" title="2.jpg"//pp style="text-align: center "strongLitesizersupTM/sup 500纳米粒度及Zeta 电位分析仪/strong/pp  据安东帕销售经理陈光介绍,LitesizersupTM/sup 500由安东帕历经五年的研发时间而精心打造,兼具多项独家专利技术于一身,是此次展会的主推产品之一。/pp  strong独家技术之一:/strong一个仪器,三个检测角度。LitesizersupTM/sup 500可以在检测过程中实现后散射、侧散射或前散射三种检测角度的选择,从而使样品最佳检测角度的选择得心应手。/pp  strong独家技术之二:/strongELS专利技术zeta电位检测效率提高一倍。LitesizersupTM/sup500采用新型专利PALS技术cmPALS,重新定义ELS光学器件最先进技术,使得zeta电位测量准确度达到最高,所需时间降到最少。同时,更低的测试电场也使得电极污染和蚀除大大降低,更是蛋白等生物样品测试的福音。/pp  strong独家技术之三:/strong增加样品透光率的测量,测量数据有了“双保险”。zeta电位检测可以持续测量每个样品的透光率,这样用户就可以及时知道样品是否适合英语光散射测试。同时,该测量也可以为样品选着最佳参数(聚焦位置、测量角度、测量持续时间)。/pp  此外,其操作界面实现了“一页式”操作,即一个页面总览输入参数、测量、分析结果等所有信息,是的操作不再复杂,任何用户都可以立马上手。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strongSVMsupTM/sup3001斯塔宾格粘度密度仪:独家油品和燃料粘度测试方法,提供更多参数/strong/span/pp  测量油品和燃料的粘度可用过两种方法实现:传统的玻璃毛细管法或安东帕的SVMsupTM/sup3001斯塔宾格粘度仪法,与传统方法相比,SVMsupTM/sup3001可以在降低成本、提高检测效率的前提下,单次测量获得运动粘度、密度、动力粘度、粘度指数等参数。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/5167f1a5-ec8e-407f-bb9c-930e8f9452a5.jpg" title="3.jpg"//pp style="text-align: center "strongSVMsupTM/sup3001斯塔宾格粘度密度仪/strong/pp  同时,SVMsupTM/sup3001还具有样品和溶剂用量少、高精度帕尔贴温度控制(实现环境温度到100摄氏度的灵活稳定变化),以及自动识别样品特性并选择合适自动进样器将其插入等优异性能和特色功能。/pp style="text-align: left "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "MCR72/92全新流变仪:性价比高,即插即用,可满足和实验室日常测量/span/strong/pp  作为安东帕著名的模块化智能型MCR高级流变仪家族的两名新成员MCR72和MCR92流变仪,堪称安东帕流变仪家族的两颗“珍珠”,具有即插即用,性价比高,日常实验室测量使用方便等特点。尤其值得一提的是,MCR72/92拥有独一无二的照明TruRay技术,可以让用户在测试过程中不再“盲目”,可更清楚的观察样品机测量表面,这对观察样品是否正确填充了测量间隙尤为重要。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/5fe05719-5c26-4aa7-82bf-9c78174c4711.jpg" title="4.jpg"//pp style="text-align: center " strongMCR72/92全新流变仪/strong/pp  同时MCR72/92还兼具测量结果重复性好、测量夹具安装更换方便、温度控制精确等优点。并且,MCR72/92还可以为用户提供安东帕公司独有的入门资料、众多应用案例及解决方案。/p
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