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半径规

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半径规相关的资讯

  • 质子半径精确到0.833飞米
    p   据物理学家组织网近日报道,英国研究人员精确测量出了质子半径:0.833飞米,向解决过去10年来一直困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。解决这一谜团对理解物理定律意义重大,比如描述光和物质如何相互作用的量子电动力学理论。 /p p   科学家们原以为他们知道质子的大小,但2010年,一个物理学家团队测量到质子半径比预期小4%,这让他们困惑不已。至此,研究人员就一直在努力解决这两个质子半径值不一样的难题,这也是当今基础物理学界一个重要的未解之谜。 /p p   此前测量质子半径使用普通的氢,2010年科学家首次使用μ介子氢来确定质子大小。当时,他们研究了一种奇特的原子——其中电子被一个μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年,科学家使用氢气测得的结果与2010年测得的结果一致 而2018年一项同样使用氢气的实验获得的结果则与2010年前的数值相当。 /p p   在最新研究中,约克大学科学学院的研究人员提出了一种基于电子的新测量方法,来测量质子的正电荷延伸了多远。他们利用自己开发的频偏分离振荡场(FOSOF)技术进行了高精度测量。他们在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子氢气靶产生),新方法使他们能够对质子半径进行基于μ介子的测量,与2010年的测量结果相当。 /p p   本次测量得到的质子半径为0.833飞米,不到万亿分之一毫米,比2010年前普遍认为的半径值约小5%。研究负责人、物理与天文学系的埃里克· 海瑟尔斯教授说:“确定质子大小所需的精确度,让本次测量成为我们实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究,我们终于做到了。” /p
  • 上海微系统所成功开发柔性单晶硅太阳电池技术
    早在上世纪五十年代,美国贝尔实验室的研究者就发明了单晶硅太阳电池,利用单晶硅晶圆实现了太阳光能转换成电能的突破,并成功用于人造卫星,当时的光电转换效率仅有5%左右。近几年,研究人员通过材料结构工程和高端设备开发的协同创新,将单晶硅太阳电池的光电转换效率提高到26.8%,接近理论极限29.4%,制造成本和综合发电成本大幅度下降,在我国大部分地区达到平价上网。同时,单晶硅太阳电池在光伏市场的占有率也上升到95%以上。除了常规太阳电池在地面光伏电站和分布式光伏的大规模应用以外,柔性太阳电池在可穿戴电子、移动通讯、车载移动能源、光伏建筑一体化、航空航天等领域也具有巨大的发展空间,然而目前尚未开发出商用的高效、轻质、大面积、低成本柔性太阳电池满足该领域的应用需求。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究团队通过高速相机观察发现,单晶硅太阳电池在弯曲应力作用下的断裂总是从单晶硅片边缘处的“V”字型沟槽开始萌生裂痕,该区域被定义为硅片的“力学短板”。根据这一现象,研究团队创新地开发了边缘圆滑处理技术,将硅片边缘的表面和侧面尖锐的“V”字型沟槽处理成平滑的“U”字型沟槽,改变介观尺度上的结构对称性,结合有限元分析、动态应力载荷下的分子动力学模拟和球差透射电子显微镜的残余应力分析,发现单晶硅的“脆性”断裂行为转变成“弹塑性”二次剪切带断裂行为。同时,由于圆滑处理只限于硅片边缘区域,不影响硅片表面和背面对光的吸收能力,从而保持了太阳电池的光电转换效率不变。该结构设计方案可以显著提升硅片的“柔韧性”,60微米厚度的单晶硅太阳电池可以像A4纸一样进行折叠操作,最小弯曲半径达到5毫米以下;也可以进行重复弯曲,弯曲角度超过360度。相关成果于5月24日在《自然》(Nature)杂志发表,并被选为当期的封面文章。论文通讯作者、上海微系统所研究员狄增峰介绍道:“对于具有表面尖锐‘V’字型沟槽的太阳电池硅片断裂行为的认识,启发了研究团队针对硅片边缘区域进行形貌改变,将尖锐‘V’字型沟槽处理成圆滑‘U’字型沟槽,从而让弯曲应变能够有效分散,有效抑制了应变断裂行为,提升了硅片的柔韧性,最终实现了高效、轻质、柔性的单晶硅太阳电池。”论文通讯作者、上海微系统所研究员刘正新介绍道:“由于圆滑策略仅在硅片边缘实施,基本不影响太阳电池的光电转化效率,同时能够显著提升太阳电池的柔性,未来在空间应用、绿色建筑、便携式电源等方面具有广阔的应用前景。”该工作通过简单工艺处理实现了柔性单晶硅太阳电池制造,并在量产线验证了批量生产的可行性,为轻质、柔性单晶硅太阳电池的发展提供了一条可行的技术路线。研究团队开发的大面积柔性光伏组件已经成功应用于临近空间飞行器、建筑光伏一体化和车载光伏等领域。该工作的第一完成单位为中国科学院上海微系统所,第一作者为上海微系统所副研究员刘文柱、长沙理工大学副教授刘玉敬、沙特阿美石油公司博士杨自强和南京师范大学教授徐常清。理论计算与北京航空航天大学副教授丁彬和南京师范大学教授徐常清合作完成。残余应力分析与长沙理工大学教授刘小春和副教授刘玉敬合作完成。高速相机拍摄硅片瞬间断裂过程由阿美石油公司博士杨自强完成。
  • 上海技物所研制光学载荷随风云三号G星顺利入轨
    北京时间2023年4月16日9时36分,风云三号G星在酒泉卫星发射中心成功发射。上海技物所研制中分辨率光谱成像仪(降水型)、高精度定标器、短波红外偏振多角度成像仪和红外地平仪(已在卫星入轨初期捕获地球)随星入轨,将按既定程序开展工作。   中分辨率光谱成像仪(降水型)作为业务主载荷之一,单轨道规则刈幅达1200公里,可获取可见光/红外云图以及云顶温度、云顶高度、有效粒子半径和云形态学方面参数,辅助判断降水云的存在。   高精度定标器和短波红外偏振多角度成像仪是星上两个试验载荷。高精度定标器将首次开展在轨太阳交叉定标技术验证试验,并将高精度辐射定标结果传递给同平台或其他卫星可见/近红外遥感仪器,为星上光学载荷测量结果的统一定一个“标尺”,为未来卫星监测资料融合应用、建立气候数据集奠定研究基础。   短波红外偏振多角度成像仪使国内首次具备短波红外波段的偏振多角度卫星观测能力,将探索为实现云、气溶胶和地表等相关参数的高精度定量化反演提供观测信息,从而提高在天气预报、气候变化和地球环境监测领域等方面的能力。
  • 单颗粒ICP-MS应用:水中银纳米颗粒的归宿
    过去二十年中,随着工程纳米材料产量和使用量迅速增加, 它们向环境中释放带来了潜在危害。因此,研究他们对环境影响至关重要。对环境中工程纳米材料进行合适的生态危害评价和管理,需要对工程纳米材料准确定量暴露和影响,由于环境介质中纳米粒子浓度非常低,大多数分析技术并非适合。一直以来,颗粒尺寸采用光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)测量颗粒尺寸,这些常规技术对测定复杂水体中存在低浓度的胶体形态非常有限。单颗粒ICP-MS可快速有效并提供更多信息的技术。它能够测定颗粒尺寸分布、颗粒数量浓度、溶解金属比例等,检测ppb级(ng/L)浓度纳米颗粒。而且,它能够区分不同元素粒子。Ag,是一种是最常见被用于消费品并释放至环境中的低浓度纳米材料。本工作目的是调查SP-ICP-MS测定和定性环境水体中金属纳米粒子。图1. 地表水中银纳米粒子可能的归宿:(A) 溶解过程导致自由离子释放和更小颗粒;(B) 团聚成更大颗粒,根据团聚尺寸而沉淀离开水体;(C,D) 释放Ag+和纳米银吸附于水中其它固相;(E)形成可溶性复杂产物;(F)同水中其它成分反应导致共沉淀;(G)继续稳定的纳米银。样品地表水采自于加拿大蒙特利尔Rivière des Prairies河,0.2μm滤纸过滤后添加银纳米粒子。水样中纳米银悬浮物加入浓度2.5至33.1μg/L,并缓慢摇匀。在SP-ICP-MS分析前,样品稀释低于0.2μg/L Ag。悬浮银纳米粒子购于Ted Pella公司:柠檬酸包裹(40和80nm直径)和裸露(80nm直径)纳米银悬浮物(产品编号. 84050-40, 84050-80和15710-20SC)。实验实验数据采集使用珀金埃尔默NexION系列ICP-MS和纳米应用Syngistix模块软件,并使用下表的参数。实验结果上图为Syngistix数据采集交互界面,显示了地表水中银纳米离子(裸露纳米银,标称直径60nm,金属总浓度200.8ng/L)信号强度与采集时间关系图。每个纳米颗粒会形成一个脉冲信号,软件将信号的积分强度自动转换成颗粒的粒径信息。整体样品中不同粒径的颗粒信息就会如上图中显示出来,横坐标代表粒径,纵坐标代表相应半径颗粒的含量。以上三图分别为纯水和地表水中,柠檬酸包裹的80nm银颗粒,裸露的80nm银颗粒,和柠檬酸包裹的40nm银颗粒的平均粒径和颗粒状态比例,随时间的变化。所有情况下,纳米粒子的平均颗粒尺寸保持相对稳定。是否包裹,对纳米粒子溶解情况几乎无严重影响,5天均下降了20%左右。相同时间,柠檬酸包裹纳米银中可溶性银比率更高一些。裸露的80nm纳米银,地表水中平均颗粒直径和颗粒百分比高于去离子水。柠檬酸包裹纳米银,二者无明显差别。这可能是由于单独纳米粒子比柠檬酸包裹纳米粒子更易团聚。但总体来说,并未观察到严重地团聚现象。结论采用Syngisitx纳米应用模块研究地表水中银纳米颗粒的行为,无需使用任何手工数据处理过程。该技术允许有效选择性测定颗粒尺寸,团聚和一定时间内溶解低浓度范围。SP-ICP-MS可提供环境水体中低浓度的金属纳米颗粒归宿信息的唯一合适的技术。尽管这项研究只代表在特定情况下河水中纳米银颗粒测定技术的有效性,毫无疑问,也可应用于各种复杂基体中其它类型金属和金属氧化物纳米粒子。想要了解更多详情,请扫描二维码下载完整的应用报告。
  • 美国俄亥俄州火车脱轨致氯乙烯泄漏,致癌风险引担忧
    北京时间2月13日,#美俄亥俄州氯乙烯泄漏致居民撤离#冲上了微博热搜榜。当地时间2月3日,据外媒报道,一列运载危险化学物质氯乙烯的诺福克南方列车,在美国俄亥俄州脱轨后引发火灾。海外社交媒体推特上当地居民拍摄的画面显示,事故现场火光冲天、浓烟弥漫。据悉,大火从3日21时延续到次日早上。图片来源:推特2月3日,俄亥俄州的应急部门紧急疏散了事发当地周围的数千居民离开东巴勒斯坦城。2月8日,俄亥俄州和宾夕法尼亚州政府均表示,在事故区域和周边居民区所采集的数百个空气样本中的毒素水平低于危险标准。俄亥俄州的应急部门已于2月8日表示,疏散的居民可以安全返回城镇。不过,有专家对当地环境表示担忧,认为现在的问题是氯乙烯的量并不少,且已进入水中或土壤,这将导致氯乙烯的持续释放。发生了什么?据报道,出事货运列车有超100节车厢,约50节车厢在俄亥俄州东部邻近宾夕法尼亚州的小镇东巴勒斯坦城脱轨。涉事列车共有20节车厢装载有毒物质,其中一半脱轨,包括5节运载压缩氯乙烯的车厢。除此之外,泄漏的物质还包括丙烯酸丁酯和少量无害的润滑油。图片来源:推特公开资料显示,丙烯酸丁酯是一种透明无色液体,带有强烈的水果气味,可用于制造塑料和油漆。可以吸入、摄入或通过皮肤吸收。据美国国家职业安全与健康研究所,它会刺激眼睛、皮肤和肺部,并可能导致呼吸急促,反复接触会导致肺损伤。马萨诸塞大学阿默斯特分校环境健康科学副教授Richard Peltier说,虽然丙烯酸丁酯很容易与水混合,并会在环境中快速移动,但它对人体的毒性并不是特别大。令人担忧的是氯乙烯。这是一种危险物质,在室温下为无色易燃气体,工业上大量用作生产PVC塑料的单体。氯乙烯被美国国家癌症研究所认定为致癌物质,长期吸入氯乙烯“可能与脑癌、肺癌和一些血癌有关”。氯乙烯燃烧时可产生光气和氯化氢等有毒气体。光气可致人呕吐和呼吸困难,在最急性接触中甚至可能导致死亡。据ABC报道,当地的相关部门根据当地天气情况和预期释放流量划定了不同等级的受影响区域,留在红色区域内的人群将面临“重大死亡风险”,身处黄色区域者则会面临“严重伤害风险,包括皮肤灼伤和严重肺部损伤”。黑线代表在最坏情况下可能受到影响的整体受关注区域。图片来源:报道截图据报道,2月3日当天,俄亥俄州的应急部门紧急疏散了事发当地周围1英里的数千居民离开东巴勒斯坦城。不过,据报道,俄亥俄州的应急部门已于2月8日表示,疏散的居民可以安全返回城镇。据悉,美国国家运输安全委员会已成立专责小组调查事故原因。联邦调查人员表示,列车工作人员在事发前不久收到了有关车轴机械故障的警报。官方称环境读数正常,当地居民担心长期风险据报道,俄亥俄州和宾夕法尼亚州政府均表示,在事故区域和周边居民区所采集的数百个空气样本中的毒素水平低于危险标准。美国环境保护署代表James Justice在8日的简报会上表示,“我们在社区中记录的所有读数都处于正常浓度范围,几乎所有社区都是这样。”尽管如此,在8日的疏散令解除后,许多当地居民并未重返家园。一些居民在社交媒体上说自己出现头痛等身体不适,并表示虽然爆炸风险已经不存在,但他们担心环境官员才刚刚开始评估的长期风险。图片来源:推特据CNN报道,当地相关部门仍在继续监测环境中是否存在使人患病的化学物质,并建立了一个系统可以即时查看相关数据。当地卫生部门将对居民的水井进行检测,以确保饮用水安全。俄亥俄州环保局紧急响应办公室表示,现场的清理和监控可能需要数年时间。外媒报道称,爆炸所带来的“强致癌物”在这两天内或已随雨水蔓延,污染了周边大量土地,空气、水。根据当地居民拍摄的照片显示,包括鸡、狗和狐狸在内的大量动物死亡。埃默里大学罗林斯公共卫生学院环境卫生教授Dana Barr说,氯乙烯不稳定,其在环境中的寿命非常短,但现在的问题是氯乙烯的量并不少且已进入水中或土壤,这将导致氯乙烯持续释放。“如果一个区域中存在极少量的氯乙烯,它最多会在几分钟到几小时内蒸发掉。但问题是,氯乙烯不仅仅是少量的,且现在很可能会持续释放氯乙烯气体,在接下来的一个月里,我可能会更加关注空气中的化学物质。”Barr说道。与此同时,据报道,当地居民已提起联邦诉讼,试图要求诺福克南方公司为俄亥俄州和宾夕法尼亚州的居民设置健康监测系统,并且要求铁路运营商为列车脱轨30英里半径范围内的居民支付医疗检查和相关护理费用,并承担将来的损害赔偿。
  • 新疆理化所潘世烈团队利用高分辨率太赫兹光谱方法为氟化学晶体结构研究提供新途径
    氟在化学世界中具有重要地位。氟在所有原子中电负性最高、极化率最低。同时,氟是所有非惰性气体和非氢元素中半径最小的元素。通常,氟的引入使得有机化合物和无机化合物产生独特的物理性能、化学性能和生物性能。地壳中氟元素的丰度排在第13位,是自然界中含量最丰富的卤素。当前,氟已应用于制药、催化、生物、农业和材料等领域。在无机氧化物体系中,氟和氧的离子半径相似,具有较好的可替代性。因此,利用氟替代氧/羟基成为增强氧化物/羟基氧化物物化性质的有效途径之一。尽管氟化策略已在无机氧化物/羟基氧化物结构和性能改性中受到重视,但反应产物的结构分析仍是化学表征的难题。由于氟和氧对X射线和电子束的散射能力相近,致使准确区分和鉴别这两类元素变得困难。更复杂的是,X射线和电子束几乎不和氢原子相互作用,故X射线和电子束方法难以区分氟和羟基。因此,氟化产物中氟和氧/羟基的准确区分是确定取代位点、研究氟化反应规律以及明晰反应路径等课题的研究基础。近日,中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队与内蒙古医科大学教授额尔敦、台湾大学教授Hayashi Michitoshi、日本静冈大学教授Tetsuo Sasaki、日本神户大学教授Keisuke Tominaga,以水溶液中硼酸的氟化反应为研究对象,发展了基于高分辨率太赫兹光谱的结构解析方法。在本研究中,我们展示了太赫兹(THz)光谱为应对这一挑战提供的强大工具。该团队利用这一方法测定了反应产物中功能基元上氟和羟基的位点。结果表明,该反应体系中氟原子只出现在BO2F2阴离子功能基元上。在结构测定的基础上,该研究推导了水溶液中硼酸的氟化机理,提出了两步氟化历程。第一步是氟离子和硼酸分子B(OH)3形成配位共价键,促使硼的电子轨道经历从sp2到sp3的转变,形成B(OH)3F中间体。第二步是氟化剂产生的酸性环境使该中间体上的一个OH质子化,形成OH2+优势离去基团。进而,氟离子通过亲核取代路径取代OH2+基团,完成第二步氟化。基于高分辨率太赫兹光谱的结构分析方法,适应于含氟/氧、铍/硼、碳/氮等X射线难以识别元素对的结构体系以及用于研究其他羟基氧化物/氧化物氟化反应机理。水溶液中硼酸的氟化路径示意图该方法为无机氟化学晶体结构基元精确解析和反应理论研究提供了新途径,而这一过程以前由于结构不明确而受到阻碍。在太赫兹光谱学的启发下,这项工作标志着我们在深入了解氧化物/氢氧化物氟化过程中的精确结构和反应机制方面又向前迈进了一步。。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。新疆理化所为第一完成单位。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和新疆维吾尔自治区等的支持。
  • 美研究人员发明新型超薄光学透镜 可用于多种仪器
    据美国航空航天局(NASA)官网报道,NASA喷气推进实验室(JPL)与加州理工学院研究人员合作开发了一种超薄光学透镜,通过“元表面”(metasurface)技术实现对光路的控制,可应用于先进显微镜、显示器材、传感器、摄像机等多种仪器,使光学系统集成度大大提高,并使透镜制造方式产生革命性变化。  这种透镜的“元表面”由硅晶阵列组成,单个硅晶的横截面为椭圆形。通过改变硅晶的半径与轴向,可以改变通过光线的相位与偏振性,从而使光路弯曲,实现聚焦。传统的光学系统由多组玻璃镜片组成,每个镜片都要求非常精密的制造工艺 而这一新技术可以采用标准的半导体制造工艺,将厚度仅为微米级的“元表面”相互叠加,即可获得所需的光学系统,可以像半导体芯片一样实现大规模批量化自动制造。  该研究团队正与企业伙伴进行合作,使这一技术进一步商业化。这一项目还获得了美国能源部与国防部高等研究计划局(DARPA)的资助。
  • HEPS自主研制共振非弹性散射分析晶体完成在线实测
    2023年5月,国家重大科技基础设施高能同步辐射光源(HEPS)自主研制的共振非弹性散射(RIXS)分析晶体完成在线实测,实测能量分辨率37.7meV@8.9keV,标志着HEPS自主研制光学部件又进一步。   HEPS是亚洲首台第四代同步辐射光源,有利于开展高能量分辨谱学实验。为满足高分辨谱学需求,HEPS光源部署自主研制高分辨RIXS谱学分析晶体,100毫米直径的球面衬底上,布满近1万块1.5毫米见方、2毫米厚的小晶块,小晶块之间排列取向精度误差小于400μrad。该类分析晶体制备工艺极为复杂,国际上仅有少数光源具备此类分析晶体研制能力。HEPS高能量分辨谱学线站负责人徐伟研究员带领团队与光学设计、光学机械、光束线控制系统相关人员,联合多学科中心晶体实验室积极攻关,完成RIXS分析晶体自主加工。   RIXS分析晶体的在线表征是检验分析晶体品质的关键步骤。2023年5月,高分辨谱学线站团队包括徐伟研究员、郭志英副研究员、张玉骏副研究员、靳硕学副研究员等通过与日本超级环光源-日本量子科学技术研究开发机构线站(SPring-8-QST-BL11XU)的Kenji Ishii(石井贤司)教授合作,顺利完成了RIXS分析晶体的在线表征。曲率半径2米的单晶硅(553) RIXS分析晶体,实测分辨达到37.7meV (FWHM)@8985eV。这一结果表明,HEPS团队已具备RIXS分析晶体自主研制能力。   值得一提的是,2022年10月,依托北京同步辐射装置,HEPS首批自主研制X射线拉曼散射(XRS)谱仪分析晶体完成在线表征,实测1eV(FWHM)@9.7 keV;2023年3月,依托上海光源BL13SSW稀有元素线站,HEPS相关人员与上海光源边风刚研究员、何上明研究员、曾建荣副研究员、洪春霞高级工程师等团队合作,完成了一批(15组)条带型高分辨XRS分析晶体的在线表征,实测0.53 eV@9.7 keV。   高分辨分析晶体再一次取得突破性进展,离不开团队合作、国内外同行协助。下一步,团队成员将齐心协力,进一步开发定制指数面硅基、非硅基高能量分辨分析晶体。在满足HEPS高分辨分析晶体需求基础上,也可为国内外同行提供先进光学部件。   高分辨分析晶体在线表征得到上海光源稀有元素线站BL13SSW、测试线站BL09B,日本SPring-8 BL11XU等线站的大力支持。
  • Mirrorcle MEMS扫描镜技术概述(1)
    Mirrorcle MEMS扫描镜技术概述(1)高速的点到点以及倾斜性能 大多数的Mirrorcle MEMS Mirror设备类型都是为点对点光束扫描而设计和优化的。稳态模拟驱动电压会产生MEMS镜像的稳态模拟转角。该设备有一个一对一的对应的驱动电压和角度:它是高度可重复的,没有检测到随时间而发生变化。这在很大程度上是由于静电驱动方法和单晶硅材料的选择。镜面运行机构开环驱动的机械倾斜位置精度在每轴上至少14位(16384点)。对于大多数设备,每个轴上的机械倾斜范围为-5°到+5°,这种倾斜分辨率在0.6毫米或10微弧度内。一系列的驱动电压对应点对点扫描的一系列角度。Mirrorcle技术公司(MTI)的设备可以在非常宽的带宽内工作,从直流(它们在恒定电压下保持位置,设备功耗几乎为零)到几千赫兹。这种快速和宽带能力允许几乎任意的波形,如矢量图形,匀速线扫描,点对点步进扫描,目标跟踪等。图1 Mirrorcle专利的无框架两轴扫描驱动器的示例示意图(该驱动器基于四个静电双向旋转器,通过特殊的硅支架连接)多个授予的专利描述了专有的无平衡环设计方法和独特的专有多级光束制造方法,用于从单晶硅单片创建一个完整的驱动器。无框架设计的一个主要优点是能够在两个轴上以相同的速度控制光束或图像。一个具有0.8 mm直径镜的典型装置的倾斜角从-6°到+6°,非谐振光束转向超过1000 rad/s,在两个轴上的第yi谐振频率都在3.6 kHz以上。当开环驱动专用输入整形滤波器时,c) 第三种模式为共振模式。在这种情况下,两个轴都利用窄的高增益共振来获得大的偏转角和相对低的电压。运动被限制在窄带宽的正弦轨迹中,其相位滞后于外加电压。由于谐振模式可以在蕞高增益点的几个百分点以内获得,因此没有必要在准确的谐振峰值处驱动装置。由此产生的二维运动描述了圆、椭圆和各种高阶李萨如模式,并且可以以某种速率调制。当设计为点对点模式的器件在共振附近或共振处被驱动时,它们可能会超过安全工作角度。因此,在共振附近或共振处进行操作时,电压要明显降低,而且要格外小心。图2.使用Mirrorcle MEMS镜的三种例子((a)点对点扫描模式(准静态)两轴上激光在每个角度都停下,然后走到下一个角度,(b)共振扫描模式在x轴上(正弦运动光束)和准静态轴,(c)两轴共振扫描模式,为二维共振李萨如模式。所有的图像都是用连续波激光使用同一个Mirrorcle MEMS镜拍摄的)模块化设计MIRRORCLE驱动器有固定的模块化设计方法。每个运行机构都可以使用任意长度的静电转子、任意刚性连杆和任意位置的机械旋转变压器。此外,该装置由较多种镜面直径。无二维框架设计的概念示意图如图1所示。由于这种模块化,设备很容易根据特定的应用程序需求进行定制。根据硅模具的可用面积/尺寸(在一些应用中,如生物医学成像的尺寸受成像设备规格的限制),可以设计适当尺寸的驱动器,在允许的参数空间内获得蕞大的性能。由于这种设计的灵活性和广泛的应用需要波束转向,具有广泛不同的规格,MIRRORCLE提供多种类型的无框架两轴执行器设计。拥有超过20代主要的设计和制造产品,多个子代的设计调整为特定的客户或一套规格,完整的工作设计清单有超过100种设备类型。这些设备类型中的大多数在研发数量上都是可用的,为我们的客户提供了快速找到应用程序开发的蕞佳参数。设备运行速度与镜片大小的关系由于惯性增加,镜片直径较大的设备速度也相应较慢。圆形镜片的惯量与半径的四次方成正比,因此,随着反射镜尺寸的增加,速度会再次降低。这是一个非常粗略的估计,但许多其他参数影响实际性能,特别是模具尺寸和角度摆动。例如,将直径0.8mm的集成镜片与直径2.0mm的集成镜片进行比较,两者都具有相同的硅模具尺寸,并且都具有非常相似的机械端面/倾斜角(-5°到+5°)。0.8mm器件的第yi共振频率为~6kHz,而2.0mm器件的第yi共振频率为~1.3kHz。图3.两个器件的电压与角度(静态响应)和小信号(频率)响应图(上面为集成0.8mm镜的A7M8.1设备,以下为集成2.0mm镜的A7M20.1设备)蕞优的驱动器尺寸MIRRORCLE已经设计和制造了超过100种不同的设备类型。对关键性能规格有很大影响的一个非常重要的设计参数是驱动器(硅芯片)的尺寸。更大的驱动器可以提供更高的力和扭矩,以更快的速度驱动更大的镜子,但也需要更多的生产成本和更大的包装。小的驱动器适合小尺寸的镜子,因为驱动器本身也有较小的惯性。目前设计分为3种尺寸:1) 4.23mm x 4.23mm 2) 5.20mm x 5.20mm3) 7.25mm x 7.25mm重要的是查看每个特定的设计,以确定与特定应用程序的适配。一般来说,直径等于或大于3mm的镜子,应与尺寸#2或#3一起使用,以获得蕞佳性能,而直径等于或小于2.0mm的镜子应与尺寸#1或#2一起使用。关于昊量光电昊量光电 您的光电超市!昊量光电作为Mirrorcle在中国区的总代理,可给客户提供更全的产品、更低的价格、更短的货期以及优良的服务。上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • Nature Communications | 主动变焦超透镜研究取得进展
    超透镜是实现透镜成像功能的光学超表面,它基于亚波长的人工结构单元对入射光的相位与振幅等参量进行调控,实现透镜聚焦或成像的功能。超透镜具有超轻超薄的平面结构,可以组成高集成度的成像系统,有望替代传统光学系统中繁琐的透镜组。但利用超透镜实现可见光波段的主动变焦成像仍面临挑战。光子轨道角动量(OAM)是一种新颖的光场调控维度,携带OAM的涡旋光束具有螺旋型相位波前,中心相位存在奇点,同时不同拓扑荷之间保持本征正交无串扰的物理属性,为主动调控提供全新的技术手段,在微粒操控、超分辨显微成像、大容量光通信等领域应用前景广阔。近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心微加工实验室的李俊杰研究组和纳米物理与器件实验室的顾长志研究组(N10)一起,提出了一种基于轨道角动量(OAM)的多波段选择解码方法,通过全介质TiO2超表面结构的独特设计,实现了可见光频段多路复用的主动变焦超透镜。他们设计了具有面内C2旋转对称性和螺旋排布的TiO2高深宽比纳米鳍阵列结构,成功实现了较高转极化率的圆偏振光调制,同时利用附加的Pancharatnam Berry (PB)相位实现了2π范围的有效螺旋相位调控(图1)。超透镜中包含了四个OAM通道,对应四个焦距深度的聚焦。当入射光携带的OAM拓扑荷数l与超透镜中通道设计的螺旋相位模式l’互为相反数时( l=l' ),该通道获得解码。因此,四种OAM入射可以实现超透镜在四个焦距位置上的聚焦,通过切换入射光携带OAM的模式即可实现主动切换焦距的功能,在532 nm处获得了5-35 mm的四个焦点(图2)。这种主动变焦的超透镜显示出在非机械转换成像和三维成像等领域具有重要应用潜力。该研究成果以“Active Multiband Varifocal Metalenses Based on Orbital Angular Momentum Division Multiplexing”为题,于2022年07月25日在线发表在《Nature Communications》上。N10组的博士研究生郑睿瑄为第一作者,顾长志和李俊杰为通讯作者,北京理工大学的黄玲玲教授和蒋强博士在测试方面提供了支持。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和北京市科委的项目资助。文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-32044-2 图1. 主动变焦超透镜的功能示意图图2.主动变焦超透镜在532nm处的聚焦光斑强度、半径及景深
  • 揭秘欧菲光光学镜组——如何应用于驾驶安全?
    欧菲光早在2015年就进军智能汽车领域,深度布局自动驾驶、车身电子和仪表中控,以光学镜头、摄像头为基础,不断丰富产品矩阵布局,已经在新势力中占据一席之地。随着车载行业的发展,ADAS、DMS等技术逐渐成熟。其中,DMS需要实时监测驾驶员头部、面部等表情及动作,并针对驾驶员疲劳和分神状态进行预警,预警状态包括闭眼、低头、打哈欠、左顾右盼、抽烟、打电话等。为使在夜间、逆光等高挑战性光照环境下,DMS同样能够准确的监测到驾驶员的头部、面部等表情及动作,亟需一种具有高像素高分辨率的摄像装置。为此,欧菲光于2019年12月30日申请了一项名为“一种光学镜组、摄像头模组及终端”的发明专利(申请号: 201911403710.8),申请人为天津欧菲光电有限公司。图1 光学镜组结构示意图图1为本发明提出的光学镜组结构示意图,成像光学镜组包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150,五个透镜沿光轴从物面到像面依次设置。第一透镜具有正屈折力,其物侧面的曲率半径为正,像侧面的曲率半径为负,焦距为f1,光学镜组的焦距为f, 1<f1/f<3。第一透镜靠近物面,为正透镜,能够为系统提供正屈折力,可聚 焦入射光束,有利于光学镜组采集的图像信息有效的传递至像面。第二透镜具有负屈折力,其物侧面的曲率半径为负,像侧面的曲率半径为正,于光轴处的厚度为CT2,CT20.3。通过对第二透镜于光轴处的合理限定,能够保证透镜的可加工性。第三透镜具有正屈折力,其物侧面的曲率半径为负,像侧面的曲率半径为负,物侧面的曲率半径的倒数为cuy s5,物侧面的光学有效径为map s5,像侧面的曲率半径的倒数为cuy s6,像侧面的光学有效径为map s6,满足以下条件式:|(cuy s5)*(maps5)-(cuy s6)*(map s6)|/20 .05。通过将以上四个数据进行合理限定,能够控制弯月型透镜的加工难易程度,保证弯月型透镜的工艺能力。第四透镜具有正屈折力,其物侧面的曲率半径为正,像侧面的曲率半径为负。第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面于光轴上的距离为d34,第三透镜的像侧面于第四透镜的物侧面的光学有效区的最大周边于光轴上的投影点的距离为Ed34,Ed34/d34<20。通过对以上数据的合理限定,能够实现对第三透镜的像侧面和第四透镜的物侧面的曲率大小的控制,有利于系统的小型化。同时因第三透镜的像侧面和第四透镜的物侧面均为凸面,还能够在保证高像素的前提下,避免两个凸面弯曲过大,避免组装过程中发生碰撞,能够提升组装良率。第五透镜具有负屈折力,其物侧面的曲率半径为负,像侧面的曲率半径为负或像侧面为平面,像侧面的曲率半径为Rs10,Rs10-20,有利于边缘解析以及便于组装,减小偏心,扩大后焦。当第五透镜的像侧面为平面时效果更佳。简而言之,欧菲光的光学镜组专利,通过设置具有正屈折力的第一透镜以及具有负屈折力的第二透镜和第五透镜,将其用在DMS中,能够准确、实时的抓取驾驶员的信息,为驾驶安全提供保障。欧菲光是一家国内领先的精密光电薄膜元器件制造商,一直持续加强新型技术领域产品的开发,在光学领域的布局不断延伸。未来以欧菲光为代表的智能汽车领域核心供应商有望做大做强,成为国内智能汽车行业的领军力量。
  • 新材料情报,北京科技大学研发了高性能复杂浓缩合金(CCA)材料!
    【科学背景】轻量化和高强度材料的结合已成为现代工程领域的研究热点。这主要是由于对节能结构材料的需求激增,尤其是在交通运输等领域。然而,开发轻质且强度高的铝基合金面临着一个重大挑战,即其他轻元素在铝中的溶解度有限,这常常导致合金中出现脆性金属间化合物(IMCs),从而影响机械性能。为了克服这一问题,北京科技大学副校长、党委常委吕昭平教授、张晓宾副教授以及北京高压科学研究中心——上海分中心主任曾桥石研究员等研究者合作提出了一种新方法,即通过施加高温高压(HPHT)将脆性相转变为延展性固溶体,开发铝基复杂浓缩合金(CCA)。在这项研究中,科学家们成功地开发出一种具有单相面心立方(SP-FCC)结构的铝基CCA——Al55Mg35Li5Zn5,该合金在2.40 g/cm³ 的低密度下展现出了344×10³ Nm/kg的高比屈服强度(通常传统铝基合金约为200×10³ Nm/kg)。这一成果归因于高压下溶质元素与铝之间的原子尺寸和电负性差异的减小,以及高温和高压的协同高熵效应。该合金的强度提升主要来源于高固溶体含量和纳米尺度化学波动。这项研究不仅为开发轻量化单相CCA提供了新途径,也为在广泛的组成-温度-压力空间中探索具有优良机械性能的轻量化合金提供了新的可能性。【科学亮点】1. 实验首次开发了高密度(2.40 g/cm³ )和高比屈服强度(344×10³ Nm/kg)的Al基单相面心立方(SP-FCC)复杂浓缩合金(CCA),即Al55Mg35Li5Zn5。此项研究成功将多个脆性相转变为具有延展性的固溶体。2. 实验通过应用高压和高温(HPHT)技术,实现了从金属间化合物(IMCs)到单相固溶体的转变。这一过程依赖于高压下溶质元素与铝之间的原子尺寸和电负性差异的减少,以及高温和高压带来的协同高熵效应。3. 研究结果表明,单相CCA的形成主要归因于高固溶体含量和纳米尺度的化学波动,显著提高了材料的强度。传统铝基合金的比屈服强度通常约为200×10³ Nm/kg,而新开发的CCA则达到了344×10³ Nm/kg,显示了优异的机械性能。【科学图文】图1:原铸和高压高温(HPHT)合成的Al55Mg35Li5Zn5 样品的表征。图2:机械性能。图3:SP-FCC Al55Mg35Li5Zn5CCA 的变形行为。图4:高压下的相演变。图5:半径、局部原子应变(λ)、电负性和过量构型熵(SE)随施加压力的变化。【科学结论】本文通过应用高压和高温,我们成功将多个脆性相转变为铝基复杂浓缩合金(CCA)中的单相面心立方(FCC)结构,这一创新性方法有效克服了传统铝基合金中轻元素溶解度限制的问题。研究表明,高压下溶质元素与铝之间的原子尺寸和电负性差异减小,以及高温和高压引起的协同高熵效应,是形成单相CCA的关键因素。这一发现不仅提高了合金的强度,还揭示了高固溶体含量和纳米尺度化学波动对材料性能的重大影响。通过这种方法,我们在广泛的组成-温度-压力空间中探索到了具有优异机械性能的轻量化单相合金。这一研究不仅为铝基合金的设计和优化提供了新的思路,也为开发新型轻质高强度材料开辟了广阔的前景,具有重要的应用潜力。原文详情:Han, M., Wu, Y., Zong, X. et al. Lightweight single-phase Al-based complex concentrated alloy with high specific strength. Nat Commun 15, 7102 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-51387-6
  • 专家约稿|基于原子力显微镜的纳米动态热机械分析技术(AFM-nDMA)
    复合材料微观结构的粘弹性分析综合均衡不同软材料如弹性体、聚合物和凝胶的性能,取长补短,从而获得综合性能较为理想的材料,这在工程中得到越来越广泛的应用,是开发具有崭新性能新型材料的重要途径。复合材料的整体性能与组成相及界面的力学性能密切相关。关于这种界面结构的力学性质如粘弹性的研究对于材料设计是至关重要的。另外,粘弹性质通常随频率或温度发生显著变化。例如,在橡胶状聚合物中,储能模量通常在低频下比较小,随着频率的增加,储能模量急剧增加。但由于其界面结构非常小(数十纳米),其粘弹性的表征具有很大的挑战。传统的AFM和Nano-DMA的技术Bruker的PeakForce QNM技术进行高分辨成像的同时实现了材料弹性和粘性的成像,但其测试频率是固定和离散不可调谐的,并且在数千Hz。而 DMA 的流变学研究通常在低于 200Hz 的频率下工作。研究这种微观结构的粘弹性等力学性质的常用仪器还有纳米动态热机械分析(Nano-DMA),它可以在程序控温下对试样施加交变应力( 或应变),测量材料的应变(或应力) 随温度、时间或频率响应,可以获得材料的储能模量(E' )、损耗模量(E″)及损耗角正切(Tanδ) 等信息。不足的是其X-Y方向的分辨率为几百纳米,达不到更小的分辨精度。 基于原子力显微镜的AFM-nDMA技术近年来布鲁克公司(Bruker)开发了一种基于原子力显微镜的DMA技术(AFM-nDMA),解决了X-Y方向的分辨率的问题,同时可以得到材料微区不同频率和不同温度下的粘弹性质。它是基于Ramp&Hold技术(见图1),原子力显微镜探针以一定大小的力接触到样品表面之后,保持一段时间,再离开表面。在保持接触的时间里,对样品施加不同频率下亚纳米小振幅的震荡,记录材料应力和应变的关系,而探针从材料表面回撤阶段利用包含粘附力的JKR力学接触模型计算得到材料的储能模量和损耗能量。同时还采用了一种特殊的参考频率技术来补偿在保持接触期间由于蠕变而导致接触面积的不稳定性。这种方法可以得到某个频率下的模量分布图,也可以得到材料表面某一位置点不同频率下的模量谱图(见图2)。图1 AFM-nDMA Ramp&Hold力谱 图2 由环状烯烃共聚物COC(红色)、聚丙烯PP(蓝色)、线性低密度聚乙烯LLDPE(绿色)和弹性体(黄色)共混物,使用 PeakForce QNM (a)和AFM-nDMA (b)在 100Hz下的储存模量图以及样品上选定点的谱图 (c)。 AFM-nDMA在100Hz下的储能模量图(c)显示出了几种材料明显的对比度变化,比AFM PeakForce QNM表征的DMT杨氏模量图(a)更加明显。同时,单独选择不同区域表征储存模量随频率的变化(c),可以看到COC的模量随频率增长最快,其次是 PP、LLDPE 和弹性体。 这样就可以多维度有针对性地进行粘弹性表征了。图3 PP-COC 混合物的储能模量(上行)和损耗角正切(下行)图3是聚丙烯 (PP) 基质、环状烯烃共聚物 (COC) 共混形成的结构粘弹性分布图。 这两种材料的粘弹性质随温度变化( 25°C-175°C ),AFM-nDMA储能模量和损耗正切在 100Hz下都呈现出显著的变化。起初两种材料开始在环境条件下具有相等的储存模量,但很快随着温度升高,两种材料各自接近它们的热转变点,储能模量显示出很大的差异,而在175°C出现了两种材料的损耗角的反转。使用 AFM 进行定量纳米力学测量时,探针弹性系数、尖端曲率半径和灵敏度的校正长期以来一直以来困扰了人们。 Bruker现在提供了球形、 明确定义弹性系数的探针。这些探针尖端具有半径为 33 纳米或 125 纳米的球形顶点,可以提供可控的接触面积。AFM-nDMA使定量表征纳米区域粘弹性质成为可能,实现了在可变频率、可变温度下测量 E' 、E"、Tanδ)等信息。 AFM-nDMA首次消除AFM测量中的非线性问题,并提供了体相 DMA与纳米压痕DMA直接匹配的结果。通过相位漂移校正和基准频率归一化,可在0.1Hz至20kHz的流变频率范围内对目标纳米尺度畴结构进行全面粘弹性表征,是一种实现高分辨率下复合材料界面表征的有力手段。AFM 数据允许进行完整的 TTS 分析,空间分辨率优于50nm。 参考文献:1. Pavan V. Kolluru, Matthew D. Eatonect, AFM-based Dynamic Scanning Indentation (DSI) Method for Fast,High-resolution Spatial Mapping of Local Viscoelastic Properties in Soft Materials, Macromolecules 2018(51) : 8964−89782. Kouqi Liu1, Mehdi Ostadhassan, Bailey Bubach ect, Nano-dynamic mechanical analysis (nano-DMA) of creep behavior of shales: Bakken case study, J Mater Sci (2018) 53:4417–4432 作者简介: 李慧琴,布鲁克(科技)有限公司售后服务工程师、培训师,从事原子力显微镜仪器在微纳米材料方面的表征应用将近20年,主持并编写了三项关于原子力测试方法方面的国家标准(GB T 36969-2018,GB/T 31227-2014,GB/T 31226-2014)和一项国家教学仪器标准( JY/T 0582-2020);申请并授权了2项关于小球探针制备的发明专利;参与了多项国家自然科学基金的研究并发表了多篇关于原子力显微镜应用的论文。
  • 福岛核电站4号机组爆炸 东京核辐射达20倍
    相关专题报道:日本发生9.0级地震 核电泄漏致核辐射   据共同社最新消息,日本福岛第一核电站四号机组当地时间15日中午12时(北京时间15日上午11时)左右发生爆炸。据称,这是一次与一、二、三号机组类似的氢气爆炸。日本官房长官枝野幸男15日早些时候在记者会上说,第一核电站的四号机组起火,放射性物质辐射量有所上升。   当地时间15日上午11时,日本首相菅直人就日本大地震和海啸引发的核电站危机发表告国民书。   菅直人说,受损核电站还有进一步放射性物质泄漏的可能性。菅直人再次呼吁福岛第一核电站附近20公里半径的居民离开避难,并表示绝大多数人已经疏散避难,   菅直人还表示,超过20公里半径、30公里半径的居民根据今后核反应堆的情况,不要外出,在家或办公室待命。福岛第二核电站已经向方圆10公里内的居民发出避难要求,希望所有居民避难。   据日本共同社报道,日本东京都当地时间15日下午13时发表核辐射监测报告说,福岛第一核电站泄漏的核物质已经飘至东京,东京地区的放射线量已经超过了往常的20倍,而且继续处于上升的趋势。另外,与东京都相邻埼玉县政府也发表报告说,埼玉县的核辐射量也比平时增加了20倍。
  • 国产非制冷红外探测器新型场景校正方法
    现有国产非制冷红外探测器多采用挡板校正进行非均匀性校正,影响了红外探测器的观测效果与目标搜跟。近期,湖北久之洋红外系统股份有限公司的科研团队在《光学与光电技术》期刊上发表了以“国产非制冷红外探测器新型场景校正方法”为主题的文章。该文章第一作者为刘品伟,主要从事红外技术方面的研究工作。本文提出了基于国产非制冷红外探测器的新型场景校正方法。该方法包含两部分:第一部分是基于高频非均匀性的场景校正;第二部分是基于低频非均匀性的场景校正。通过对不同频域非均匀性分别进行处理来去除探测器响应的非均匀性。国产非制冷红外探测器非均匀性分析国产非制冷红外探测器工作过程中,探测器的状态参数会产生缓变,从而导致图像非均匀性的变化。图1所示是以黑体为目标的具有较强非均匀性的非制冷红外图像。图1 具有较强非均匀性的非制冷红外图像非均匀性包括低频非均匀性与高频非均匀性两部分。低频非均匀性表现为全局灰度分布不均匀,在图像中表现为平缓的明暗变化,如图像四周与中心灰度值差别大,如图2所示。低频非均匀性主要是由探测器及镜头不同位置温度变化不均匀引起的。高频非均匀性表现为局部区域灰度值剧烈变化,在图像中表现为亮暗点或条纹。高频非均匀性主要是探测器的响应不均匀引起的,如图3所示。图2 低频非均匀性的三维显示图3 9×9邻域内高频非均匀性的三维显示传统的场景校正方式很少涉及对低频非均匀性的消除,而对高频非均匀性的消除容易产生“鬼影“等副作用,同时消除低频与高频非均匀性才能真正提高图像质量。因此,本文将针对高频与低频非均匀性,采用不同的场景校正方法处理。基于高频非均匀性的场景校正国产非制冷红外探测器在工作过程中,随着探测器整体温度的变化,由于探测器响应的不均匀性,会出现较强的高频非均匀性,具体在图像上表现为散粒及细条纹,如图4所示。图4 高频非均匀性的不同类型目前常用的场景校正算法有恒定统计法、时域高通滤波法、神经网络校正算法、基于图像配准的校正算法等。这些算法能够在一定程度上根据场景的信息自适应地补偿热像仪的增益和偏置的漂移,但是在实际使用过程中,这类算法存在各种各样的使用限制条件。以传统的神经网络场景校正算法为例,该算法要求场景信息不断变化,否则会造成图像退化或者模糊,并且如果图像中存在较强边缘信息,该算法容易导致图像出现“鬼影”现象,严重影响图像质量。对此,提出了一种基于神经网络的新型场景校正算法来消除图像退化和“鬼影”现象。首先分析图像退化与“鬼影”现象产生的原因。当原始图像中存在较强的边缘信息时,低通滤波会使边缘信息产生损失,预测图像会产生模糊失真现象。若场景保持静止不动,随着场景校正参数的不断更新,图像就会逐渐退化失真;若场景长期静止后开始运动,图像就会包含静止图像中损失的边缘信息,也就是“鬼影”现象,如图5所示。图5 传统场景校正算法产生的“鬼影”现象为了解决传统场景校正算法存在的问题,提出了一种基于中值滤波=2。同时采用时空联合阈值作为校正判断条件,选择更新系数与校正区域。时空联合阈值分为两个阈值条件:时域连续运动条件与空域邻域均匀性条件。针对高频非均匀性的场景校正算法流程图如图6所示。的自适应场景校正算法。由于高频非均匀性中包含大量的散粒非均匀性,同时为了更好地保留图像的边缘信息,该算法采用中值滤波作为滤波器,中值滤波半径r。图6 高频非均匀性场景校正算法流程图分别用此算法与传统神经网络场景校正算法对原始图像进行处理,比较两种算法是否具有“鬼影”现象。将热像仪静止工作500帧后,观察两种方法处理后的运动图像。可以看到,该算法基本没有“鬼影”现象,而传统算法“鬼影”现象严重。因此,该算法能够有效地抑制“鬼影”现象。图7 本文方法与传统神经网络“鬼影”现象比较基于低频非均匀性的场景校正高频非均匀性去除后,图像仍残留有大量的低频非均匀性。低频非均匀性在非制冷探测器开始工作时较弱,随着探测器及镜头温度的变化,图像的低频非均匀性会逐渐增加,在图像上表现为四角与中心灰度值差别较大。如图8所示,可以看到,图像灰度分布不均匀,四周有明显的光圈,影响图像观感与图像质量。图8 低频非均匀性对图像的影响这里提出了一种基于时空联合低频滤波的场景校正方法,通过在时域和空域同时进行低通滤波,分离出图像的固定低频非均匀性并进行去除。由于探测器输出图像的低频非均匀性在短时间内位置保持不变,当图像产生运动时,可以通过时域低频滤波对低频非均匀性进行分离去除,因此首先需要判断场景是否处于运动中。这里仍采用上节提到的连续运动条件来判断场景是否处于连续运动中。当场景处于连续运动时,采用基于自适应时间常数的时域低频滤波来筛选图像的低频信息。时域滤波结果包含低频非均匀性与部分边缘细节信息,因此还需要对在空域上进行低通滤波,以消除存在的边缘信息细节,达到获取低频非均匀性的目的。采用均值滤波进行空域的低通滤波。为了验证此场景校正算法的效果,对仅处理高频非均匀性的图像与高频低频非均匀性均处理的图像进行比较,如图9所示。可以看到,此算法对低频非均匀性有良好的处理效果,能够有效地减少图像四周与中央灰度差异较大的问题。图9 运动200帧后是否处理低频非均匀性图像对比为进一步验证此场景校正算法的效果,使用两台相同规格的红外机芯,第一台仅对高频非均匀性进行处理,第二台对高频低频非均匀性都进行处理,均在运动条件下连续工作1 h后,对同一温度黑体成像,计算其图像非均匀性。结果表明,仅处理高频非均匀性的图像非均匀性为2.3%,而对高频低频非均匀性都进行处理的图像非均匀性为0.5%,该算法有利于提高输出图像的均匀性。算法总体流程及效果图本文算法首先通过连续运动条件判断场景是否处于连续运动中,若处于运动过程则分别更新高频与低频非均匀性处理模块校正参数,然后进行非均匀性校正;否则直接进行非均匀性校正,整体流程如图10所示,最终效果如图11所示。图10 本文算法流程图图11 最终校正输出结果结论本文提出了一种基于非制冷红外探测器的新型场景校正方法。首先通过改进的神经网络场景校正方法滤除高频非均匀性,在此基础上通过时空联合的低频滤波去除低频非均匀性,得到最终校正结果。该方法具有良好的校正效果,并且能够有效地抑制“鬼影”现象,有利于非制冷红外探测器的推广应用。
  • 首批!4所在京高校公布雄安新校区总规方案
    雄安新区把承接北京非首都功能疏解作为重大政治任务、摆在重要位置,着力推进高校、医院等疏解项目落地。首批4所到雄安建立新校区的在京高校分别是:北京科技大学、北京交通大学、中国地质大学(北京)和北京林业大学。近日,北科大和北交大新校区总体规划方案正式确定,北林大预计于11月中旬公布新校区总规方案,北地新校区将于2025年底完成一期建设并投入使用。北京科技大学雄安校区位于雄安新区起步区第五组团北部,占地面积约2450亩。近日,学校公布了雄安校区总体规划方案。该方案由清华大学建筑设计研究院参与设计,近4000名师生和各方面代表投票选出。按照规划方案,雄安校区将产生诸多亮点设计:构建由图书馆、公共教学楼、计算中心、基础实验楼、工程实践创新基地、教学试验厂房、自主学习中心、创新创业中心、学院组团等组成的教学科研基础设施;建造蓝色“满井湖”和绿色林荫道,设置慢跑环路、自行车道,打造舒适的校园生活体验;布局求实广场、鼎新广场和银杏大道等特色场景,传承创新学院路校区的历史积淀和设计精华… … 北京交通大学雄安校区位于雄安新区启动区和起步区第五组团北部,占地面积约2600亩,预计将于2026年前后完成一期建设并投入使用。在规划方案中,雄安校区将建造三大广场:思源、知行、天佑;五大书院:交通、能源、信息、人文、基础学科。校园内将打造新明湖水系,规划HUB综合体和24小时开放书院全时交流共享空间,充分激发校园活力。同时,新校区拟利用地形将雄安新区季节性湿地风光与校园景观风貌相融合,营造与自然共生的智慧校园、生态校园。中国地质大学(北京)雄安校区位于雄安新区起步区第五组团北部,占地面积1600亩,建设用地面积1200亩,预计将于2025年底完成一期建设并投入使用,满足10000名学生的办学需求。北京林业大学雄安校区位于雄安新区启动区和起步区第五组团东北部,占地面积约2200亩,距离北京校区直线距离约110公里。2022年5月24日,学校发布雄安校区总体规划方案征集文件,标志着雄安校区规划建设正式拉开帷幕。根据规划,新校区一期建设预计2025年完成,到2035年基本完成三期建设。新校区将打造具有中华文化底蕴和浓厚学术氛围,典雅实用、舒适安全、节能环保、校城融合、富有弹性的绿色生态校园。
  • 拉曼光谱:精准量化微晶硅薄膜晶化率
    引言微晶硅薄膜是纳米晶硅、晶粒间界、空洞和非晶硅共存的混合相无序材料,具有稳定性好、掺杂效率高、长波敏感性较强、可低温大面积沉积、原材料消耗少以及能在各种廉价衬底材料上制备的优点,为了使太阳能电池能够大规模连续化生产并且具有更高的效率,硅异质结太阳能电池开始使用微晶硅薄膜替代非晶硅层。升级后的硅异质结太阳能电池的光电转换效率与微晶硅薄膜的结晶度密切相关。其中,结晶率指晶态硅与晶界占非晶态、晶态、晶界总和的质量百分比或体积百分比,是评价结晶硅薄膜晶化效果的一项重要指标。在行业内通常使用拉曼光谱分析法评估微晶硅薄膜的晶化率[1,2]。实验与结果分析晶体硅排列有序,键角和键长高度一致,拉曼峰形尖锐位于520cm-1附近,无定形硅结构相对无序,拉曼峰形展宽位于480cm-1附近。采用两种结构的拉曼特征峰值(峰强或峰面积)可以实现硅晶化率的分析,晶化率计算公式如下:其中和表示在520cm-1 和480cm-1附近的拉曼峰的面积,中心为520 cm-1附近的拉曼峰是晶体硅的特征峰,位于480 cm-1附近的拉曼峰是非晶硅的约化声子谱密度。本文采用卓立汉光自主研制的Finder 930全自动共聚焦显微拉曼光谱仪分析了硅基底上微晶硅薄膜晶化率,拉曼光谱实测数据及多峰拟合结果如图1所示。可以观测到拉曼峰位在310cm-1附近的类纵声学模(类TA 模)特征峰,在480 cm-1附近的类横光学模(类TO模)分解为峰位在470 cm-1附近(Prim TO)和在490 cm-1处(Seco TO)两个特征峰。对于出现晶态硅特征峰的样品对应于峰位在510cm-1附近的晶粒间界拉曼散射成分(GB)特征峰[3]。 卓立汉光自主开发了晶化率自动计算软件,可以实现自动分峰拟合和晶化率计算,软件操作简单,易于使用,晶化率拟合结果如图2所示,自动计算结果可知晶化率为33.52%. 图2 采用自主研制软件拟合结果拉曼光谱技术可以无损分析微晶硅薄膜晶化率,在晶硅(晶体硅)与无定型硅(非晶硅)的定量鉴别及晶化率评估中展现出优异性能,通过解析特征峰的强度或面积,直接计算得出材料的晶化率,为材料性能评估提供了实验依据。参考文献[1]赵之雯,刘玉岭.微晶硅薄膜稳定性的研究[J].河北工业大学学报,2011,40(02):13-15[2] 高磊等. 微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用[P].2023.06.23.[3] 范闪闪,郭强,杨彦彬,等.相变区硅薄膜拉曼和红外光谱分析[J].光谱学与光谱分析,2018,38(01):82-86.
  • 地球村的科学家如何发现“千星之城”?
    原文:Marc Kaufman翻译:海尔欣市场部题图:艺术家展示的 TRAPPIST-1 行星系统概念图。基于有关行星直径、质量和与主星距离的可用数据。韦布天文望远镜预计将于2022年夏天开始科学观测。(NASA/JPL) 经过长达数十年的开发、改进、测试、发射、展开以及最近的光学对准和仪器校准后,人类历史上最强大的太空望远镜即将取得成果。虽然NASA已经发布了许多詹姆斯韦布太空望远镜光学系统收集的“di一道光”,实际上,让所有的镜子都启动运行并使之具有实际科学观测意义,距离韦布发回di一张“惊掉下巴的相片”,可能还需要几个月的时间。 韦布的建造已经进行了多年,天文学家们的观测规划和准备工作也是如此。其中,许多工作都与宇宙的早期历史、恒星、星系的形成以及其他宇宙学领域有关,但一个前所未有的地外行星“观测子集”也在筹备中。 我们已经讨论了韦布团队早期发布的科学计划,该计划涉及对巨大的热木星行星的观测,以了解它们的大气层,并作为一种收集经验数据的方式,以指导行星科学家们在未来更好地使用韦布仪器。 现在,我们将研究一些更为具体的韦布观测计划和任务,并将收集有关银河系中至少 1000 亿颗地外行星所代表集合的一些主要特征和奥秘。 这将通过使用包括透射光谱在内的多种技术来完成——当行星从其母星前经过时,收集和分析透过地外行星大气层的母星光谱。韦布将以前所未有的性能来表征已知的多种地外行星的大气多样性,比如:相较于我们的太阳,温度更低和更暗淡的红矮星(迄今为止银河系中最常见的恒星)能否维持其行星的大气?对地外行星大气化学成分的高灵敏度的分析研究;以及关于TRAPPIST-1 地外行星系的许多可能性,这是一个距离太阳系较近的,包含七颗类地岩石行星的系统。艺术家对 GJ 1214b 的诠释,这是韦布“di一轮观测”中即将研究的行星之一。已知这颗行星被浓厚的大气层覆盖,科学家们预计韦布将以前所未有的能力观测其大气的化学物质。(NASA) 我们太阳系的一个谜团是它没有任何“超级地球”(半径为地球的 1.5 倍的行星)或任何“迷你海王星”(半径为地球的 1.8 倍,但比海王星半径小的行星)。开普勒太空望远镜发现,这些大小的行星,是迄今为止银河系中最常观察到的行星。因此,行星科学家渴望更多地了解它们的大气层、它们的组成以及推断它们的演变模式,以此来了解更多关于它们如何形成,以及为什么它们没有在我们的太阳系中形成的信息。 一个由 NASA 艾姆斯研究中心的 Natasha Batalha 领导的小组被分配到了令人妒忌的141个观测小时(韦布的使用是按科学家申请的小时数来计算的——小编注)来研究这些大小和质量范围内的11 颗行星(一些是岩石行星,一些是气态行星)。 华盛顿卡内基科学研究所的科学家,项目联合研究员 Johanna Teske表示,他们的主要研究目标,包括确定这个大小范围内的行星是否与其有大气层有直接关系,以及这些行星可能拥有什么样的大气成分。 Johanna Teske 是卡内基科学研究所的科学家。(卡内基研究所) 当最初形成时,像这样的行星通常在它们周围有一层氢和氦的“包层”,也叫做“原初大气层”。随后,这些行星可以拥有一个“次代大气”,其中包括从行星内部循环到外层大气的分子——如:二氧化碳、甲烷、水蒸气等等。 这些行星周围可能有厚厚的云层和雾,这使得目前的望远镜几乎不可能探测到这些易挥发的次代大气元素。但韦布是一台红外望远镜,它使用的波长可以穿透行星的外层云雾。再加上前所未有的精度,它能够以高超的方式识别次代大气的成分。 在这次从"超级地球"到"迷你海王星"的行星普查中,还有一个令人费解的下降趋势,1.7倍地球半径范围内的行星,比那些稍大或稍小的行星少得多。“也许,这种统计下降会让我们深入了解这种大小范围内的行星是如何形成的。”Teske说,“或者说,为何没有形成——如果考虑这种异常统计趋势的话。” 上图是基于行星半径的每颗恒星拥有的平均行星数量的统计。正如开普勒望远镜所观察到的,尺寸相当于地球半径 1.6 到 1.8 倍之间的行星平均数量急剧下降,但原因尚不清楚。这是行星科学家非常感兴趣的问题之一。(Benjamin Fulton 和 Erik Petagura,天文杂志) Teske 还提醒道,长期以来,认为我们的太阳系没有“超级地球”到“迷你海王星”大小的行星的观点,可能有一天需要打一个星号。因为许多天文学家已经在我们太阳系的边缘,发现一颗新行星的初步迹象,这颗行星的大小可能远远超出冥王星。有时被称为行星9或行星X,它是近年来大量科学辩论的主题,并且有朝一日,就行星构成而言,它可能会使我们的太阳系成为一个更传统的太阳系。 行星科学中更紧迫的问题之一,是围绕红矮星(或M矮星)运行的行星是否拥有大气层。这个问题是如此重要,因为我们银河系中大约 75% 的恒星,以及离我们最近的 60 颗恒星中的 50 颗,都是这种类型的恒星。与我们自己的太阳相比,红矮星相对较小且“凉爽”,经常被比水星轨道更近的行星环绕。 上图显示一颗被假想的行星环绕的红矮星。当它们年轻时,红矮星往往具有磁性,显示出巨大的弧形突起和大量的太阳黑子。红矮星也会爆发强烈的耀斑,随着时间的推移,可能会剥离附近行星的大气层,或者使其表面不适合生命存在。(NASA/ESA) “di一轮观测”项目将使用韦布集中观测 9 颗围绕红矮星运行的行星,以确定它们是否有大气层。在约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的首席研究员 Kevin Stevenson 和 APL 的联合研究员 Jacob Lustig-Yaeger 的带领下,该团队将在寻找可居住行星的过程中解决这个基本问题。 围绕红矮星运行的行星的宜居性问题,主要基于这样一个事实,即该类行星离其母星如此之近,它们很可能会被潮汐锁定(一侧总是面对它的母星,就像我们的月球被地球潮汐锁定一样),而且红矮星在它们相对较早期的演化中,往往会爆发大型的太阳耀斑。这些耀斑是否能够并且久地对其较近的轨道行星进行“消杀”,一直是天体物理学界激烈争论的话题。 但现在,Stevenson 说,韦布将能够确定是否红矮星行星上存在大气层,如果有,这些大气层将有多普遍。如果发现大气,下一步将尽可能详细地说明存在哪些化学物质。Stevenson说:“如果我们研究的所有或许多围绕红矮星运行的行星都有大气层,那将告诉我们应该研究它们是否具备生命宜居的条件。” “但如果它们没有大气层,那么我们就必须重新考虑可支持生命行星的寻找策略。” 该研究还将研究行星轨道迁移的作用——从更远的,远离耀斑的轨道,到后来更靠近的轨道——是否会影响红矮星的行星形成大气层,以及“不可避免地,对红矮星行星的这些研究,将为生命起源问题带来哪些新的研究火花。” TRAPPIST-1行星系,几乎被普遍认为是迄今为止发现的最引人注目的地外行星系之一。它有七颗靠近其主星运行的岩石行星,密度都非常相似,其中三颗似乎位于系统的宜居带内——水可以液态存在的轨道距离。 围绕它们的主星运行的TRAPPIST-1 地外行星的三个可能的内部结构,距离我们相对较近,仅41光年。所有七颗行星的密度都非常相似,因此它们可能具有相似的成分。(NASA/JPL) TRAPPIST-1e 是其中最宜居的行星之一,将成为韦布“di一轮观测”运行的焦点。TRAPPIST-1e 拥有类似于地球的质量、半径、密度、重力、温度以及它接收的每个相对单位的阳光量。还已经证实,这颗行星没有以氢为主的大气层,这意味着它更有可能更像我们太阳系中的类地行星一样,拥有紧凑的大气层。(氢是一种强烈的温室气体,以氢为主导的大气成分,会使行星表面无法宜居) 康奈尔大学卡尔萨根研究所的博士后 Ryan MacDonald 将成为分析 TRAPPIST-1e 观测数据团队的一员,该团队由康奈尔大学天体物理学家 Nikole Lewis 领导。 Ryan Macdonald康奈尔大学的博士后研究员,也是 Nikole Lewis 领导的韦布观测小组的成员。(康奈尔 “地外行星大气中的二氧化碳非常容易被检测到,我们认为我们会看到它,”他说。“如果我们做到了,那么我们将继续研究大气水蒸气,然后是甲烷。这些组分可以是地质或生物的,但如果我们找到它,我们就会寻找与生命相关的气体。”Macdonald说,虽然很可能在“di一轮观测”期间发现二氧化碳,但其他分子在未来几年将需要更多的观测时间。 要找到的最重要的气体可能是氧气,但它需要在韦布可用的光谱波长中观察到不太可能的 1,000 次凌日。如果一个团队有足够的观测时间,它可以寻找臭氧作为替代物——一种异化的氧元素分子,需要大约 100 到 200 次凌日数据,这更可行,但也可能需要观测超过数年。 在 TRAPPIST-1e 大气中发现甲烷和臭氧,将是潜在的生命信号,但同时进行这两项检测将牵扯到更多复杂的工作。 当然,TRAPPIST-1e 也可能是一块没有任何大气的光秃秃的岩石球。在六天的公转周期内绕着它的母恒星运行,可能在其演化历史的早期,已被来自母星的耀斑“消杀”过了。 到目前为止,使用众多望远镜进行的观测,还没有发现行星周围的大气或化学物质,这可能是由于行星周围有厚厚的云层造成的,或者它确实是一块裸露的岩石。尽管如此,许多 TRAPPIST-1 的观测结果令人兴奋不已。 “我们知道已知的未知,但肯定会有我们未知的未知,”Macdonald说。“而且因为 TRAPPIST-1e 具有诸多与宜居行星一致的特征,它有很多东西要告诉我们。” 艺术家对 HD 189733 b 的渲染图,这是一颗被充分研究的热木星行星。韦布将被用于深入研究其大气化学成分,以更加了解这颗行星,并了解巨型望远镜能做和不能做什么。(美国国家航空航天局) HD 189733b 是热木星行星的典型。它于 2005 年被发现,非常大(半径比我们的木星还大 13%),非常明亮,有很高的信噪比——即所需观测的信号相对于背景噪声的强度,因此它的化学成分可能很容易被获得,马里兰大学教授Drake Deming提议用韦布对这颗行星进行“深入的分子研究”。 Drake Deming 是马里兰大学的研究教授,也是美国宇航局地外行星凌日调查卫星 (TESS/马里兰大学)的联合研究员。 这项工作的目标是检测和量化在没有韦布强大的红外观测能力的情况下,不容易找到的化学物质——行星大气的氰化氢、一氧化碳、甲烷和二氧化硅,以及由不寻常过程产生的其他分子。“我们想做的是观察最有利于收集数据的行星,并把它做得非常好,”Deming说。 “我们将寻找低丰度化学物质的最微弱信号,并希望通过这种方式向天文界展示望远镜可以做什么以及如何做。”“天文学界想要了解宜居带岩石行星的化学和大气,他们想要寻找生物特征。但就像奥运会短跑运动员必须先学会走路才能跑步一样,像热木星这样一个巨大的星球,更容易理解和发现这种化学物质。”“如果我们无法了解信噪比高的巨行星的构成——拥有大量气体分子并且可以高灵敏度探测到——那么我们最终就没有真正的希望了解更冷、更小的行星。所以这是朝着这个方向迈出的一步。”Marc Kaufman(本文作者)Marc Kaufman是两本关于太空的书的作者:《火星近距离:好奇号任务详解》和《di一次接触:寻找地外生命的科学突破》。他还是一位经验丰富的记者,曾在《华盛顿邮报》和《费城问询报》工作了 3 年。他于 2015 年 10 月开始撰写该专栏,当时 NASA 的 NExSS 计划还处于起步阶段。虽然《多世界》专栏得到美国宇航局天体生物学计划的支持和通知,但所表达的任何意见仅代表作者本人。
  • 新品 | Zygo发布“上视”结构的立式激光干涉仪
    ZYGO出新产品啦Vertical Test Station VTS“上视”结构的立式激光干涉仪!____菲索式激光干涉仪,测试时最常见为卧式配置;具有结构简单,附件少;测试适用性,灵活性好的优点。在很多场合,立式配置也很常见;立式测样具有样品装夹效率高,结构更稳定,抗振性更好的优势,非常适用于光学生产时在现场使用。ZYGO VTS 立式激光干涉仪,采用主机在下的“上视”配置,整体重心配置更加合理,稳定,装夹样品效率更高。VTS 系统整合了气浮抗振系统,以及1um分辨率,1米行程的Z轴导轨;配合ZYGO专利QPSI抗振移相技术,基于Mx软件,用于测试球面面形及曲率半径参数。___“上视”配置还有一个特殊优势,样品在夹具支撑下,得益于样品自身重力,可以保证球面干涉腔的良好“复位”性,如上图。基于这一良好位置复现特点,“上视”配置干涉仪能以类似经典“辨识样板光圈”的方式,通过比对样品和“样板”的POWER差异,高效测试曲率半径。如以上公式,先测试标准样板,尽量调整到“零”条纹;然后保持机构与夹具稳定不变,更换为样品,放置于夹具支撑之上。直接测试样品面形;基于两次测试的POWER差异,就能计算出样品相对于样板的“曲率半径误差”。这一测试,类似于经典的“样板光圈法”,将曲率半径绝对测量过程,转变为基于样板的相对测量,极大地提高了曲率半径测试效率。联系我们:https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102493/关于翟柯翟柯(简称:ZYGO)是阿美特克集团超精密测量部门成员,专业设计与制造精密测量仪器和光学系统,基于光学干涉原理的计量检测系统能够在纳米甚至亚纳米范围内测量部件形貌和光学波面,产品广泛用于半导体、光学制造通讯、航天、汽车制造和消费电子等生产及科研领域。阿美特克是电子仪器和机电设备的全球领导者,年销售额约为50亿美金。为材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量与通讯、电力系统与仪器、仪表与专用控制、精密运动控制、电子元器件与封装、特种金属产品等领域提供技术解决方案。全球共有18,000多名员工,150多家工厂,在美国及其它30多个国家设立了100多个销售及服务中心。
  • 用于柔性成像的宽带 pbs 量子点石墨烯光电探测器阵列的研制
    胶体量子点(QD)/石墨烯纳米杂化异质结构为量子传感器提供了一种有前途的方案,因为它们利用了量子点中的强量子限制,具有增强的光-物质相互作用、光谱可调性、抑制的声子散射和室温下石墨烯中非凡的电荷迁移率。在这里,我们报告了一个灵活的,九通道的 PbS 量子点/石墨烯纳米混合成像阵列在聚对苯二甲酸乙二酯上的开发,使用了一个简单的工艺,用于器件制造,信号采集和处理。PbS 量子点/石墨烯成像阵列具有高度均匀的光响应特性。在1.0 V 偏置下,400-1000nm 入射光[紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)]的最高响应度为9.56 × 103-3.24 × 103A/W,功率为900pW。此外,该阵列具有一致的光谱响应,弯曲到几毫米的曲率半径。在紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)范围内的宽波长成像表明,量子点/石墨烯纳米杂化体为柔性光探测器和成像器提供了一种可行的方法。图1.(a-c)九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列的器件制作方法。(b)石墨烯通道上的 PbS QD 涂层 以及(c) MPA 配体交换。(d,e)是分别在刚性硅和柔性 PET 衬底上制作的9通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列的示意图。(f)用短链导电 MPA 配体封装 PbS 量子点以促进从量子点到石墨烯的电荷转移的替换长链绝缘 OLA 和 OA 配体的示意图。(g)九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列中像素的结构示意图和 PbS 量子点/石墨烯界面上的内置电场。(h)使用 Arduino 读出器在九通道 PbS 量子点/石墨烯光电探测器阵列上进行传输成像的光学设置。图2。(a)在量子点沉积之前,在九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列上的石墨烯或“ Gr”通道的光学图像。(b)石墨烯/Si 和 Si 之间边界处的 G 峰(左上)和2D 峰(右上)的拉曼图,以及石墨烯上随机选择的点的拉曼光谱。单层石墨烯的 I2D/IG 2。(c)在1200nm 附近显示吸收峰的 PbS 量子密度吸收光谱。插图显示了 PbS 量子点的 TEM 图像,表明了 PbS 量子点的大小和均匀性。(d) PbS 量子点直径大小的分布。(e) PbS 量子点的高分辨透射电镜图像。条纹间距约为0.3 nm,相当于 PbS 的(200)晶格面。图3。(a)在硅衬底上的九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列上的选定像素在制作后的少数选定次数上的动态光响应。入射光功率为230nW,波长为500nm。整个像素的偏置电压为1.0 V (b)三个光开/关周期,显示重现性以及上升和下降时间定义。(c)相同的九通道 PbS 量子点/石墨烯传感器阵列对400-1000nm 范围内几个选定波长的入射光功率的光响应性。(d)相同的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列对入射光功率为900pW 和偏置电压为1.0 V 的波长的检测率显示相同的九通道 PbSQD/石墨烯传感器阵列对入射光功率为900pW 和波长为500nm 的偏置电压的归一化响应性。数据在6783A/W 的1V 响应下进行了归一化处理。图4。(a)硅基板上的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列对2.5 μW 的入射光功率和1V 的偏置电压的波长和通道(像素)的响应度(b)在500nm 的波长下9个像素的归一化响应度。(c)在黑暗中使用带有“ X”的阴影掩模显示五个中心通道和四个角通道的透射成像示意图。(d)使用(b)中的归一化方法对9个像素进行归一化响应,显示“ X”阴影掩模成像的结果。图5。(a)显示阴影掩模位置的图像扫描系统,透过线性致动器水平和垂直扫描,以取得安装在“样本”位置的九通道 PbSQD/石墨烯传感器阵列上的传输图像。(b)透过光束扫描以在阵列上产生传输图像的阴影掩模的光学图像。(c-e)通过在(c)400,(d)500和(e)1000nm 的波长的衬底上的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列获得的图像。图6。(a)在 PET 基板上安装在弯曲虎钳上的九通道 PbS QD/石墨烯传感器阵列。转动图中所示的螺丝,将虎钳的两边连接在一起产生弯曲。(b) PET 阵列对几个选定波长的入射光功率的归一化响应率和1V 的偏置电压(c)柔性 PET 阵列的响应率作为入射光波长的函数以及刚性 Si 阵列,两者都在400nm 处归一化以进行比较。在这种情况下,入射光功率约为120nW,偏置电压为1 V (d)对于具有500nm照明的 PET 阵列,响应率与曲率半径之比。这种情况下的光功率为2.5 μW,偏置电压为1 V。插图展示了在弯曲条件下的阵列,并用500nm 光照明。图7.在 PET 上分别以(a)400,(b)500和(c)1000nm 的波长用9通道 PbS QD/石墨烯混合传感器阵列拍摄的图像。图8.在 PET 上用9通道 PbS QD/石墨烯混合传感器阵列拍摄的图像,阵列(a)平坦,(b)弯曲半径为5厘米。相关科研成果由堪萨斯大学Andrew Shultz、Bo Liu和Judy Z. Wu等人于2022年发表在ACS Applied Nano Materials上。
  • 北京华联被爆违规添加肉馅染色剂
    日前,北京市民胡先生在华联精品超市(BHG)三里屯店,购买了一盒瘦肉馅。回家做丸子汤时发现,整锅汤以及丸子都变成红色,他怀疑瘦肉馅里被添加了染色剂,使生肉看起来更鲜嫩。   10月22日,该超市相关负责人承认,员工违规在瘦肉馅里添加了“日落黄”,初步查明该瓶“日落黄”是10月18日被带进超市,19日开始被添加到鲜肉里。“日落黄”是我国批准使用的食品添加剂,是一种着色剂,但未被允许添加至生鲜肉中。   肉丸子做汤成一锅红汤   市民胡先生说,前日下午4时许,他在华联精品超市(BHG)三里屯店,选购了价格为39.8元/千克的瘦肉馅。一盒价格为10元左右,“瘦肉馅红红的,看起来很新鲜”。   胡先生回家后,用瘦肉馅做了丸子豆腐汤。“做好的汤变成了一锅红汤。”胡先生说,起初还以为酱油放多了,但吃了几口后发现,就连丸子也变成了红色,连锅里的豆腐都被染上红色。“肯定加什么东西了。”胡先生随后把部分丸子汤打包,带回超市询问。   顾客拒绝“假一罚十”赔偿   “超市经理承认说肉里加了添加剂。”胡先生说,在他要求下,超市经理出示了一瓶装有橙红色粉末的瓶子,称肉里添加的是这种粉末。该经理提出以“假一罚十”来赔偿胡先生,胡先生拒绝接受。“关键是要弄清楚,里面添加的是什么,对人体有没有危害,添加了多少量”。   前晚,胡先生又在该超市购买了一份瘦肉馅,“看起来还是红彤彤的”,胡先生把这份瘦肉馅留存在冰箱,以作证据。   同时,他把部分丸子汤也作为证据,保存在冰箱。昨日,胡先生留存的丸子汤,丸子通体已变成红色小圆球,豆腐也被部分染上红色。   超市称“刀手”添加染色剂   10月22日,华联精品超市(BHG)三里屯店猪肉档前,胡先生购买的鲜红的猪肉馅已经不见,正在出售的猪肉馅,颜色较胡先生购买的,要浅很多。   该超市朱经理以及食品部白经理均证实,出售给胡先生的瘦肉馅里,添加了一种名为“日落黄”的添加剂,并表示“日落黄”是在超市内被员工加入。“是我们超市违规了,这是不允许的。”朱经理说。   初步调查,“日落黄”是10月18日被员工带进超市,10月19日被添加进瘦肉馅里。“是(猪肉档)刀手做的”,该员工在店内工作了几个月。白经理说,他作为食品部经理,在管理以及员工培训上做得不到位。   至于超市以前是否就在鲜肉中添加“日落黄”,两名经理都表示“不会的,不然消费者早就发现了”。   但胡先生对此并不相信,他认为可能此次添加“日落黄”的员工是新手,“抖多了”。   ■ 专家说法   鲜肉添加“日落黄”属违规   中国《食品添加剂使用卫生标准》规定,“日落黄”的使用范围,限于调制乳、调制炼乳、冷冻饮品、西瓜酱罐头、可可和巧克力制品、糖果、面糊、虾味片、面糊、谷类和淀粉类甜品、糕点、水果调味糖浆、饮料、调制酒、果冻、膨化食品等食品,并且都有相应的最大使用量。比如,每公斤的调制乳内,日落黄的最大使用量为0.05克。在这份规定中,“日落黄”的添加使用范围,不包括生、鲜肉,熟肉制品。   中国农业大学食品学院营养与食品安全系副教授、食品科学博士范志红表示,在添加剂使用范围之外,都是违规使用添加剂。
  • 光谱仪小百科 | 光纤与探头日常维护的5个技巧
    海洋光学的光纤附件、探头和配件可让用户在我们的光谱仪上传输和收集光。从现成的光纤跳线和定制光纤到专门设计的 OEM 附件,您的光纤选项和应用一样多种多样。以下是确保光纤和探头性能可靠、持久的一些技巧。 技巧1:做出明智的选择模块化光谱系统的优异性能取决于各个部分的总和。在选择光谱仪时要注意的方面应与选择光源、取样光学元件、光纤或探头相同。您是否在测量吸光度或反射率?您是否在测量低于 270 nm 的波长,在该波长下紫外线照射会使某些光纤受到曝晒?光纤将放置在您实验的什么位置?样品环境是否具有化学刺激性?确定这些标准将有助于我们指导您找到满足需求并适应样品条件的最佳组件(包括光纤)。技巧2:小心处理光纤连接器和末端如果保养不当,SMA 905 和其他光纤连接器可能会被划伤或损坏,从而影响测量。有时,客户甚至会因端部拉力过猛将连接器或套圈从光纤或探头上意外拉出。由于光纤端部磨损最大,设计了具有额外应力消除和护套保护的末端。但是,在取下端罩时要小心,用一只手握住连接器的光纤,用另一只手拉开端罩。海洋光学XSR 抗紫外老化光纤更进一步,它有一个端罩,用螺丝固定在光纤的末端 -- 无需拉动。技巧3:注意弯曲半径尽管光纤和探头在光谱仪周围移动光,但是这些组件可以承受的弯曲程度是有限的。光纤的弯曲半径表示在光纤发生损坏之前可以承受的弯曲程度。这种损坏程度可能会使光纤衰减和断裂,从而导致更严重的光损耗。这就是为什么定期检测光纤确保光传输的很好方法。光纤断裂,会使光停止传输。海洋光学报告了长时间弯曲半径(LTBR)和短时间弯曲半径(STBR)。LTBR 是存放条件下建议的最小弯曲半径。STBR 是光纤使用期间建议的最小弯曲半径。可见-近红外光、紫外-可见光、SR 和 XSR 光纤的弯曲半径技巧4:避免过热避免超过光纤材料的温度阈值:对于标准光纤,硅纤维的温度阈值为 300 °C,而环氧树脂和 PVDF 管的温度为 100 °C。对于高级光纤,整个组件的额定温度为 220 °C。包括不锈钢 BX 在内的护套可提供更好的保护,但最好咨询您的海洋光学代表,寻求在恶劣环境下的应用帮助。正如一位大学教授最近与我们分享的那样,他大一时化学实验室中的一些海洋光学光纤在初学化学家手中“存活”了 20 年。这些光纤可持续更长时间,但一些学生将这些光纤太靠近他们在测量的本生燃烧火焰,导致光纤护套和 PVDF 管熔化。耐化学性是您应用很重要的另一项标准。避免将光纤浸入可损坏石英、镍、钢、铝或环氧树脂的材料中。在恶劣的样品环境中,选择耐用的护套材料(包括硅胶单线圈或不锈钢 BX)是您不错的选择。定制套筒和套圈是另一种选择。技巧5:记住小东西虽然这并不总是可行,但在不用光纤连接器时,更换光纤连接器的端罩很有用。这有助于防止划伤,避免灰尘和指纹污染。此外,我们建议定期用透镜纸和蒸馏水、酒精或丙酮清洁光纤端部,避免划伤表面。本
  • 蔡司获得CNAS认证,为CNAS实验室量身定制一套标准物质
    CNAS认证期间核查的故事蔡司的测量实验室获得了CNAS的认证,对于实验室的各项要求也要比以前高很多。其中就有一条,蔡司的实验室三坐标测量机必须定期进行期间核查,来保证精度达标。对此蔡司有点烦恼,在CNAS认证后对于精度校验的频率要求高了,以前是一年一次校验就可以,现在实验室的机器需要一个季度进行一次精度校验,而平时测量项目又比较多,如果每次找人上门校验的话,需要先走合同流程,再要和工程师约定上门时间,期间还要调整工作计划,那是相当的麻烦。有没有什么好办法可以解决这个问题?校验频次变高,测量项目多,上门校验流程繁复,怎么办???蔡司突然发现CMM CHECK装置对于他们而言是一个非常好的选择。借助CMM Check可以判定三坐标测量机是否达到DIN EN ISO10360 及VDI/VDE2617 规定标准。它的主要用途包括: 功能检查三坐标测量机探头系统的探测性能检查三坐标测量机探头系统的扫描性能检查形状测量时的过滤特性检查三坐标测量机的线性测量误差检查带转台三坐标测量机的4轴误差 根据DIN EN ISO 10360第4页和第5页确定探测误差的探测点分布 组成50mm直径的环规30mm直径的陶瓷标准球带有10μm和250μm平剖面的高精度圆柱体—切口柱长度分别为50mm和400mm的块规两个30mm 直径的陶瓷标准球(选项)蔡司如何使用这套装置是来进行设备自检的呢?根据DIN EN ISO的相关规定,借助CMM Check实现以下自检项目:通过CMM Check上长度分为为50mm和400mm的两个量块,来检查机器的MPE-E 和E0(俗称机器的线性及空间和重复性)ISO 10360-2;环规用来检查机器的扫描误差ISO 12181;标准球用来检查探头的探测误差及扫描误差,也就是MPE-P(球上打25 个点算最大最小半径差)&MPE-THP(扫描四条线,算最大与最小的半径差)ISO 10360-4;圆柱用来检查机器的滤波功能,上面有两个豁口,此豁口有在选用15&50&150&500 的滤波时有不同的值。选配的两个球是用来检查机器转台的精度是否符合精度要求。MPE-FR 为径向跳动,MPE-FA 为轴向跳动,MPE-FT 为角向偏差,ISO 10360-3另外CMM CHECK可配备全球认可的DAKKS校准证书,可追溯到国家标准的测量值。配了此装置之后,蔡司可以在实验室自行对三坐标测量机进行精度校准,这样不仅大大提高了工作效率,时间上也可以自由安排。而当测量产品结果出现和供应商的质量数据有差异的时候,首先也可以排除设备自身精度对质量结果的影响,能更加快速的找到问题的所在之处。蔡司工业质量解决方案蔡司CMM Check装置,三坐标测量机系统的诊断器,借助它可以判定蔡司三坐标测量机是否达到DIN EN ISO10360及VDI/VDE2617规定标准。
  • 如何将卤化铅钙钛矿太阳能电池的环境风险降至最低?南京大学陈辉与国际专家携手研究
    1:铅在钙钛矿器件中的难以被取代的原因 针对钙钛矿的毒性问题,一个关键问题是,在不含铅的情况下是否能够实现优异的钙钛矿光电性能。尽管在这方面已经取得了一些进展,但无铅钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和稳定性仍然远低于含铅的钙钛矿光伏电池。这是因为含铅的钙钛矿具有一种特殊的轨道混合构型,有助于其出色的光电性能。因此,研究人员尝试使用具有类似轨道构型的其他金属来替代铅,其中被泛研究的材料是锡(Sn)基钙钛矿。 锡的离子半径(118&thinsp pm)与铅(119&thinsp pm)相似,并且具有孤对的5s和空的5p轨道,其有效核电荷(Zeff)分别为10.63和9.10。然而,锡离子Sn2+有被氧化为Sn4+的趋势(Sn2+/Sn4+的标准还原电势E0&thinsp =&thinsp 0.15 V,而Pb2+/Pb4+的E0=&thinsp 1.67 V)。这可能是因为缺乏镧系元素的影响,导致锡离子5s孤对电子的Zeff比铅离子中的6s孤对电子较小。因此,在钙钛矿薄膜中产生的Sn4+会意外地导致高缺陷密度,从而降低了光电性能。此外,据认为,SnI2的急性毒性比PbI2更高。 除了锡,还有另一种具有相同价电子构型的IV族元素,即锗(Ge)。然而,由于锗离子的较小离子半径(73&thinsp pm)和更高的氧化倾向(Ge2+/Ge4+的E0&thinsp =&thinsp 0&thinsp V),导致锗基钙钛矿的光电特性和稳定性较差。为了寻找稳定的无铅钙钛矿材料,研究人员还尝试了其他组合物,其中包括含有Bi3+和Sb3+的ns2元素。然而,这些组合物形成的晶体结构具有相对较宽的带隙和较差的电荷传输能力,限制了它们的光电特性。目前来看,就钙钛矿晶体的光电性能、热力学和环境稳定性而言,铅仍然是最有前景的元素。(见方框1表)方框1表:铅和其他替代离子以及含有这些离子的卤化物钙钛矿(相关)化合物的典型性质O、可实现的;X、无法实现。数据来源于参考文献中。2:PSCs对环境的影响为了评估PSCs对环境的影响,人们采用了生命周期评估的方法,考虑了从提取、纯化和制备铅相关原材料,到PSCs的制造、安装、维护,以及产品寿命结束时的处理等所有阶段。对PSC生命周期的评估得出了一些积极的结论,认为PSCs比其他技术(如商用硅太阳能电池)更具可持续性。然而,PSCs中铅的泄漏仍然是一个令人担忧的问题。一旦安装完成,面板的大部分寿命将受到不受控制的大气条件的影响,而面板的损坏可能导致铅溶解和扩散。通过生命周期分析和浸出研究,可以确定潜在的暴露浓度,但其对人类健康或环境的影响取决于有机物可生物利用总铅的量以及生物可利用部分是否具有毒性问题。在土壤中,铅的生物利用程度取决于水中铅的形态、土壤的化学成分(如离子强度、pH值、天然有机物)以及土壤类型(如粘土、壤土等)。钙钛矿中的有机阳离子会改变土壤的pH值,并影响植物对铅的吸收能力。图1 PSC的铅泄漏途径及其潜在环境影响的评估因此,在评估环境或人类健康风险时,应考虑铅的形式、化学转化以及周围的化学基质。人类每周铅摄入量(LWI)被视为衡量铅暴露的健康指标,联合国粮农组织将其上限设定为0.025 mg/kg。通过假设损坏的PSC面板中的所有铅将在有限的时间内泄漏并进入环境,可以估计在不同百分比的分散和环境扩散情况下的LWI水平。图1所示的方案是在考虑不同可能情况的基础上进行计算的,以估计LWI的潜在水平。从这些结果可以推断出,只有一小部分总铅可能对人类构成风险,因为在许多情况下,LWI将高于人类3000-5000年前的估计水平以及2010年取消的成人LWI限额。3:PSC中的铅固定化策略1)晶粒封装 通过将钙钛矿颗粒包裹在疏水性有机物(如聚苯乙烯)、防水氧化物(如TiO2、SiO2、Al2O3)或不溶性铅盐(如PbS、PbSO4、Pb(OH)2)中,可以有效地阻断水进入和离子流出的通道。选择透水性较低的覆盖层材料,确保覆盖层具有强疏水性、高致密性并完全覆盖钙钛矿晶粒。例如,通过在钙钛矿结晶前或后处理过程中引入小分子的缩合物,或在钙钛矿层的顶部沉积疏水分子或功能盐(如磺基、硫酸盐、硫化物),可以实现对晶界和表面的原位封装。良好粒径分布的含铅钙钛矿显示出出色的水稳定性,并在作为生物成像闪烁体时表现出潜在的应用前景,而对目标动物没有显著的细胞毒性,这表明生物利用度降低。另外,将防水层插入用于内部或外部封装的PSC中,也可以防止水分渗透。然而,这些方法在器件损坏的情况下可能会失效。尽管通过将可固化材料与密封剂混合赋予了一些自修复特性,但由于受损密封剂的固化通常需要外部刺激(如紫外线辐射、加热),其保护效果可能存在问题。2)铅络合 通过添加适当的添加剂,形成与铅离子(Pb2+)形成低溶解度复合物的策略,降低钙钛矿中铅化合物的溶解度。典型的添加剂应具备两个供电子的路易斯碱官能团(如羰基、硫醇、磺基、硫化物、卟啉环、冠醚),通过酸碱相互作用与路易斯酸性的Pb2+离子配位。添加剂的疏水主链或侧链应具有疏水性部分(如长烷基链、氟基团、碳纳米管),使得在络合后形成的络合物在水中沉淀。因此,形成的络合物在配体与Pb2+离子螯合之后变得疏水。例如,在钙钛矿前体中加入聚丙烯酸接枝的碳纳米管(CNT-PAA),可以有效抑制相应PSCs中的铅泄漏。3)结构集成 通过提高组成元素之间的结合强度、集成体的连接性和界面内聚力,钙钛矿结构在器件内的集成可以增加水渗透、结构碎裂和分层的能垒,从而提高结构的稳定性,防止水溶解和铅泄漏。例如,通过引入具有强配位能力或偶极-偶极相互作用的界面/集成桥,可以增强器件的互连性。已证明,钙钛矿顶表面的化学相互作用增强对抗晶体坍塌和延缓铅释放的效果是有效的,但在器件损坏的情况下可能会失效。因此,需要将整个结构集成,包括钙钛矿层的表面、本体和界面。通过在钙钛矿层中引入可聚合单体,构建钙钛矿/聚合物基质,可以实现钙钛矿晶粒的整合。例如,丙烯酰胺单体作为钙钛矿膜的添加剂,可以在原位聚合过程中形成聚酰胺,并与钙钛矿发生转化。聚酰胺中的-C=O基团可以在晶界和钙钛矿表面与过配位的Pb2+发生相互作用,形成坚固的螯合结构在沉积的薄膜中。此外,聚酰胺在暴露于水中时易形成水凝胶,这进一步防止了Pb2+从器件溶解和扩散到水中。此外,。聚合过程中单体的团聚效应可以在钙钛矿层内引起压缩应变,从而增加离子迁移的活化能和水渗透的势垒,提高高湿度条件下的晶体稳定性此外,将钙钛矿渗透到刚性和介孔结构中,也有望防止结构坍塌。4)泄漏铅的吸附 由于铅固存效率(SQE)与吸附位点的密度直接相关,因此需要充足的负载材料,以确保足够的铅吸附能力。因此,在装置的内层中实施Pb吸附剂可能是不够的,因为逐层清除的能力有限。过多的绝缘材料会降低电极的导电性。此外,电荷传输层的厚度通常只有几百/几十纳米,这限制了捕获钙钛矿膜中所有Pb2+的能力。因此,更好的选择是将铅吸附材料嵌入外部封装中,这样可以避免负载量的限制,保持器件性能。例如,Li等人提出了一个优秀的方法,通过在前玻璃顶部沉积高透明度的Pb吸附剂,而不需要过滤入射光,并将聚合物密封剂与Pb2+结合材料的混合物插入后电极和封装盖之间。由于两侧都具有显著的铅吸附能力,这种化学方法可以显著减少铅泄漏达到96%。此外,应在不同的温度和pH条件下组合使用具有不同活性的铅吸附材料。例如,利用膦酸和亚甲基膦酸基团组成的铅吸附剂,由于其温度依赖的去质子化效应,可以在较大温度范围内保持较高的铅固存效率(SQE)。图2:PSC中的铅固定化方法4:PSC中的铅固定化策略对比及铅泄漏测量方案设计对上述四种铅固定策略从工作机理、保护效果及对器件性能的影响等方面进行了系统比较。值得注意的是,内部铅固定策略(即分离、络合、整合)表现出高选择性和快速响应性,因为在泄漏之前Pb2+离子得到了预先保护,但其铅固存效率(SQE)相对较低(约60-80%)。铅的固定能力与嵌入添加剂中功能位点的密度有关,尤其对于络合方法。然而,添加剂中的大多数是绝缘的,在某些情况下是光吸收的,这会破坏电荷传输和光子捕获,并且添加剂与Pb前体之间的相互作用会影响钙钛矿结晶。因此,在添加剂浓度超过钙钛矿材料的容忍度时,可能会在PCE和SQE之间存在权衡。然而,适量的Pb固定添加剂可以有利地提高PCE和寿命,分别通过最佳优化器件与原始器件的PCE和寿命比来定义。晶粒封装和化学络合的方法由于晶粒的惰性和形成的铅络合物的不溶性,在铅回收过程中可能面临挑战,因为铅回收依赖于从器件中提取铅的容易性。此外,在大规模制造中,在钙钛矿层中形成均匀覆盖层可能存在问题,因为难以控制层厚度,这限制了PSC的升级。在这些方面,结构集成似乎更具潜力,其中铅的固定能力与添加剂的结构稳定性相关,而不是与螯合位点有关,从而实现相对较高的SQE(约80%)。相比之下,在SQE接近100%的情况下,外部实施铅吸附剂在抑制铅泄漏方面更为有效,因为可以加载大量材料而不影响器件性能。然而,这种方法仍然存在一些缺点,可能会降低其有效性。值得注意的是,PSC的铅泄漏及其吸附在很大程度上取决于测试条件,如温度、pH值、暴露水的体积以及设备的损坏方式。然而,表2中报告的SQE值是在完全不同的条件下测量的。为了定量评估PSC的铅泄漏并比较全球各实验室使用不同铅固定技术的情况,需要建立一个由计算模型支持的标准铅泄漏测试方法。此外,建议采用标准方式测量一些指标,如总泄漏铅浓度(cLL)、泄漏率(LR)和SQE,并模拟钙钛矿在恶劣天气条件(酸性和大雨)下的两种暴露情况(浸水和滴水),如表2和图3a所示。此外,应使用老化的钙钛矿膜进行铅泄漏测量,而不是完整器件,包括有或没有分层封装剂,以模拟钙钛矿层完全暴露于水的情况。此外,可以进行生物测试,评估泄漏铅对植物或动物生长的影响。图3:建议的铅泄漏测量和铅固定器件结构四、小结铅基PSCs的研究在效率和稳定性方面取得了快速进展。现在是时候进一步研究如何在考虑可持续性的情况下,在大规模工业规模上实施这一有前景的技术的下一阶段,以避免从前体制备到太阳能电池板的长期工作寿命中可能发生的铅泄漏。同时,在实际部署基于卤化铅钙钛矿的光电器件时,需要进行深入的职业和当地人口风险评估,以确保在其运行过程中和使用寿命结束时防止铅泄漏,这不仅是法律要求,也是道德义务。有关铅使用的具体立法可以推动铅固定化和设备回收战略的创新。同时,应制定紧急应对措施计划,以减少发生火灾事故时空气中无意排放的铅对土壤的污染。此外,在将PSCs投放市场之前,应进行标准测试,以评估潜在的铅泄漏风险。参考文献Zhang, H., Lee, JW., Nasti, G.et al. Lead immobilization for environmentally sustainable perovskite solar cells. Nature 617, 687–695 (2023).Doi: 10.1038/s41586-023-05938-4
  • 总投资120亿元,闻泰科技12英寸车规级半导体晶圆制造中心项目开工
    据财联社报道,今日(2021年1月4日),2021年上海市重大项目开工仪式顺利举行,临港新片区10个投资额超10亿元的产业项目参加此次集中开工仪式,总投资超300亿元。作为七家重点连线分会场之一,临港新片区闻泰科技12英寸车规级半导体晶圆制造中心项目正式开工。闻泰科技12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目于2020年8月19日正式签约落户临港。上海临港公众号消息显示,该项目总投资120亿元,预计年产晶圆片40万片,经封装、测试后的功率器件产品,可广泛应用于汽车电子、计算和通信设备等领域,达产产值约每年33亿元。上海经信委信息显示,该项目是闻泰科技半导体业务实现100亿美金战略目标的第一步。闻天下董事长、闻泰科技董事长张学政此前表示,闻天下作为闻泰科技的控股股东,将持续帮助闻泰科技在中国设立新的半导体研发中心、晶圆厂和封测厂。在各个层面上协助和帮助闻泰科技在半导体分立器件特别是车规级功率器件领域的研发、晶圆、封测项目在中国的产业落地,推动中国车规级半导体行业的发展。
  • 5700万!北京化工大学公示仪器采购意向,助力设备更新升级
    据中国政府采购网信息,近日,北京化工大学公示了系列2024年8月、9月的仪器采购意向,总预算金额5702万元,包括原位-显微共聚焦激光拉曼光谱系统、离子淌度高分辨成像质谱仪、三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪、多检测器凝胶色谱仪、分析型流式细胞仪等多种仪器设备。现有显微拉曼成像系统已购置11年,日常测试机时饱满,服务校内上百个课题组测试需求。但由于仪器性能老化,功能不足,已难以满足校内交叉学科研究需求,拟购置原位-显微共聚焦激光拉曼光谱系统。现有高分辨质谱仪已使用11年,仪器故障率高,功能不足,难以满足校内测试需求,拟购置离子淌度高分辨成像质谱仪现有光谱设备已运行20年,严重超期服务,拟购置多功能傅立叶变换红外光谱成像系统。序号单位采购品类预算金额(万元)预计采购日期采购需求概况1北京化工大学原位-显微共聚焦激光拉曼光谱系统采购项目4502024年8月现有显微拉曼成像系统已购置11年,日常测试机时饱满,服务校内上百个课题组测试需求。但由于仪器性能老化,功能不足,已难以满足校内交叉学科研究需求。拟购置激光拉曼系统配置多组校内需求度极高且目前没有的激光器和附件,可用于全面分析纳米材料,二维材料,半导体等不同材料的化学组分(拉曼-微区吸收)、晶畴及晶界(非线性谐波)、掺杂与应力(拉曼-荧光-谐波)、光致/电致发光及光子特性(单光子或多光子)等重要的物理化学信息,实现非线性光学谐波成像、共聚焦拉曼-荧光-微区吸收光谱及成像(微尺度化学分析)、高分辨率快速拉曼成像(无标记无损样品成像分析)、光电成像(光电性能测试)及原位成像监测(高低温、原位电化学、催化原位过程监测)等重要功能,获得前所未有的,无法在传统技术条件下同区域获取的多模态信息。购置后预计测试机时饱满,有效减缓测试排队现象。2北京化工大学离子淌度高分辨成像质谱仪采购项目7602024年8月现有高分辨质谱仪已使用11年,仪器故障率高,功能不足,难以满足校内测试需求。拟采购离子淌度高分辨成像质谱仪具有无标记、高通量、高灵敏度、四维分离、普适性等特点,主要用于有机小分子化合物特别是同分异构体化合物的定性定量分析,以及结构复杂未知合成产物的识别和结构鉴定。此设备可以支撑未来合成生物学,深入研究生物合成途径、代谢通路群体、信号通路以及生物与非生物胁迫反应分子作用机制等工作;支撑代谢组学、脂质组学、空间组学等领域深入研究;支撑生物材料设计及安全性研究,实现原位检测,探究反应机理,助力于催化剂的设计;开展发酵液、光降解产物、新能源领域等高盐溶液样品成分高通量快速分析,为我校生命健康、新材料、新能源研究方向提供技术平台。3北京化工大学三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪采购项目2002024年8月溶液中微量痕量金属离子检测,可实现有机溶剂直接进样,扩大检测范围,提升学校分析测试水平。4北京化工大学多检测器凝胶色谱仪1302024年8月通过凝胶渗透色谱与多检测器联用系统测定高聚物的绝对分子量和分布、均方旋转半径、特性粘数、流体力学半径等分子参数,以及获得分子构象、支化度、粘均分子量等高聚物链结构信息;设备主要配置:输液泵、自动进样器、柱温箱、多角度激光光散射检测器、示差折光检测器、粘度检测器等。通过凝胶渗透色谱与多检测器联用系统测定高聚物的绝对分子量和分布、均方旋转半径、特性粘数、流体力学半径等分子参数,以及获得分子构象、支化度、粘均分子量等高聚物链结构信息;设备主要配置:输液泵、自动进样器、柱温箱、多角度激光光散射检测器、示差折光检测器、粘度检测器等。5北京化工大学分析型流式细胞仪采购项目2402024年8月可开展从单颗粒水平实现对细胞表型、生物学功能、特异性标记物、蛋白相互作用等各种特性的检测分析,用于发现低表达、稀有细胞亚群,它不仅可测量细胞大小、内部颗粒形状,还可以检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内DNA、RNA含量等,或者对病毒、细菌、真菌、各种细胞及微颗粒进行高通量检测研究。6北京化工大学原位X射线衍射仪采购项目2102024年8月原位X射线衍射仪可以快捷无损的对晶体材料进行物相分析、晶粒大小判断、结晶度分析、物相含量分析等。是前沿材料结构分析中不可替代的重要环节。结合高温原位附件,可实现实时分析材料相变及微观结构变化,鉴定材料性能,分析相变条件为进一步的结构分析提供依据。7北京化工大学场发射高分辨透射电子显微镜采购项目9702024年8月本设备主要用于化工、化学、材料、生命等学科各类固态样品的高分辨形貌观察和微区物相结构及成分分析。设备采用场发射电子枪,最高加速电压可达200 kV,并提供 80 kV 条件下的合轴;透射模式(TEM)信息分辨率优于0.12 nm;具备扫描透射模式(STEM)并配置环形暗场、明场等多个检测器,分辨率优于0.16 nm;配置1600万像素以上的高速相机和多探头能谱仪,以及冷冻样品杆等附件。8北京化工大学超高分辨扫描电子显微镜采购项目6102024年8月本设备主要用于化工、化学、材料、生命等学科各类固态样品表面微观形貌的高分辨观察及元素成分分析。设备采用冷场发射电子枪,或者,带有单色器或采用无交叉光路设计的热场发射电子枪;加速电压范围包含500 V ~ 30 kV,最低着陆电压可达20 V。成像分辨率优于0.6 nm,且低电压条件(500 V)下分辨率优于1.0 nm。配置多个电子检测器和能谱仪等附件,以及低温离子研磨仪等附属设备。9北京化工大学超低温探头600M核磁共振波谱仪采购项目12502024年8月配置超低温探头的600M核磁共振波谱仪可以极大地拓展核磁共振应用领域,有力推动前沿学科领域科研工作;可有力支撑校内相关课题组开展结构生物学、代谢组学、药物筛选、高聚物材料精细结构分析、高纯试剂杂质分析、低丰度复杂物质结构组成分析等研究。配置:超导磁体(14.09 Tesla,室温腔≥54 mm) 1套;谱仪机柜(射频通道数≥2) 1台;探头 2套(含1套常温宽带探头和1套液氦超低温宽带探头);自动进样器(60位以上) 1套;工作站及相关外设 1套;仪器操作软件 1套。10北京化工大学多功能傅立叶变换红外光谱成像系统采购项目3452024年8月作为我校“全时开放、智能运维的分析测试共享平台建设项目”中重要仪器组成,该设备具有中红外、近红外和远红外全光谱区全自动切换,适合研究分子的结构和化学键,并作为表征和鉴别化学物种的方法;并结合原位附件,进行力学、电化学、热学、光学红外实时分析。红外显微镜系统可进行红外微区的快速成像分析,实现微区组成和结构的变化研究;结合显微原位附件进行实时电化学分析。该设备的购置可为我校多个先进科研项目提供研究型服务,并为测试中心相关设备的更新换代提供支持(现有设备已运行20年,严重超期服务)。11北京化工大学电化学工作站等设备采购537.322024年9月开展能源材料表征实验所必需和亟需的设备进行采购,包括电化学工作站两套、氮气吸附脱附仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪、荧光显微镜、荧光定量PCR等设备
  • 使用插入式电极检测有机体系下样品的Zeta电位
    关键词:Zeta电位、插入式电极、有机溶剂分散体系图1. 插入式电极分散在有机溶剂中的颗粒往往在表面也会带有一定量电荷。这些电荷产生的电势会增加颗粒之间的相互作用力,起到增加系统稳定性的作用。由于有机体系的极性普遍较低,颗粒上携带的电荷量极少,在Zeta电位测试过程中需要施加较强电场才能够引发足够明显的电泳运用,而且测试电极及其配套的样品池需要考虑到对于有机溶剂的耐受性。在这篇应用报告中,我们利用插入式电极,利用BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪检测了分散在甲醇和乙醇环境中的硅颗粒的粒径和Zeta电位。原理和设备 动态光散射技术DLS,也称作光子相关光谱PCS或者准弹性光散射QELS,是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上,通过光电检测器检测样品颗粒布朗运动产生的散射光波动随时间的变化。利用相关器的时间相关性统计学计算可以得到相关曲线,进而得到颗粒的布朗运动速度,即扩散系数D。通过斯托克斯-爱因斯坦方程,我们把颗粒的布朗运动速度和其粒径DH联系起来:其中kB为玻尔兹曼常数,T为环境温度,𝜂为溶剂粘度,DH为颗粒的流体力学直径。电泳光散射技术ELS是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上,检测向前角度的散射光信号。在样品两端施加一个电场,样品中的带点颗粒在电场力的驱动下进行电泳运动。由于颗粒的电泳运动,样品的散射光的频率会产生一个频移,即多普勒频移。利用数学方法处理散射光信号,得到散射光的频率移动,进而得到颗粒的电泳运动速度,即电泳迁移率μ。通过Herry方程,我们把颗粒的电泳迁移率和其Zeta电位ζ联系起来:其中ε为介电常数,𝜂为溶剂粘度,f(κα)为Henry函数,κ为德拜半径倒数,α代表粒径,κα代表了双电层厚度和颗粒半径的比值。丹东百特公司的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪,使用波长671 nm,功率50 mW激光器作为光源,在90度角进行粒径检测,在12度角进行Zeta电位检测。采用PALS相位分析光散射技术。样品制备和测试条件1#纳米硅粉末样品分散在甲醇分散液中,2#纳米硅样品分散在乙醇分散液中,施加超声波进行分散。通过BeNano 90 Zeta内置的温度控制系统开机默认测试温度控制为25℃±0.1℃,样品注入玻璃粒径池采用动态光散射进行粒径池进行粒径测试。使用插入式电极进行Zeta电位测试。每一个样品在放入样品池后进行至少三次测试,以检测结果的重复性和得到结果的标准偏差。测试结果和讨论粒径测试图2. 动态光散射检测1#纳米硅样品的粒径分布曲线(上)和2#纳米硅样品的粒径分布曲线(下)通过使用动态光散射技术,得到当前分散条件下同样品的粒径和粒径分布。其中1#样品Z-均直径为365.2±0.8 nm,PDI为0.58;2#样品Z-均直径为41.0±0.3 nm,PDI为0.50。可以看出粒径测试结果具有很好的重复性,两个样品的PDI较大,分布都比较宽,这也可以从样品的粒径分布曲线中看出。图3. 使用插入式电极检测1#(上)样品和2#(下)样品的三次测试的相图通过电泳光散射,得到了样品的Zeta电位信息。图3中展示了三次重复性测试的相图,相图斜率代表了散射光由于电泳运动造成的频率的偏移。可以通过图中曲线看出,分散在甲醇中的1#样品斜率清晰,信噪比良好,而分散在乙醇中的2#样品相图相对嘈杂。对于样品的3次重复性结果列于表1中,可以看到纳米硅样品在甲醇和乙醇溶液环境中Zeta电位为负值,说明样品颗粒携带负电,三次测试结果的重复性较好。颗粒在甲醇环境中的Zeta电位幅值明显高于乙醇环境。
  • 荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪
    成果名称 荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪 单位名称 中国科学院化学研究所 联系人 程贺 联系邮箱 chenghe@iccas.ac.cn 成果成熟度 □研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介:荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪通过引入二向色镜,采取叠光的手段,将785nm、633nm、532nm和457nm的激光作为光源,根据样品不同的吸收谱带选择样品无吸收的激光,解决了商业化动静态激光光散射谱仪无法测量荧光/磷光体系溶液结构的难题。该谱仪可精确测定流体力学半径在1nm-100&mu m,均方旋转半径在20nm-300nm尺寸范围的纳米、胶体、团簇颗粒等的溶液结构。 应用前景: 本项目可以吸引国内院所同行,尤其是本身已有商业化动静态激光光散射谱仪的同行的注意,吸引他们向我方申请加工、或者直接购买,在市场上有一定的应用前景。近两年来,仅德国ALV公司在中国市场购买就销售了15台左右谱仪,按每台谱仪的改装费80万元计算,我们的潜在市场至少有1200万元。
  • 热烈祝贺Delta仪器荣获一种医用病床综合耐久性测试系统实用新型专利证书
    近日,我司传来喜讯,经过不懈的努力与创新,我们成功获得了“一种医用病床综合耐久性测试系统”实用新型专利证书。这一殊荣不仅是对我们公司在医疗器械检测设备技术研发领域的肯定,更是对我们创新能力和专业实力的有力证明。获得实用新型专利证书,意味着我们的产品在结构、形状或其结合方面具有了独特的创新点,这是公司科研团队长期努力、不断探索和实践的结果。这一专利的获得,将进一步增强公司的市场竞争力,提升我们的品牌形象,为我们开拓更广阔的市场空间提供了有力的支持。在此,我们要特别感谢公司的科研团队,是他们用智慧和汗水铸就了这一辉煌的成就。他们的创新精神、专业素养和团队协作精神,是我们公司不断前行的强大动力。展望未来,我们将继续秉承“创新、进取、务实、高效”的企业精神,不断深化技术研发,优化产品结构,提升产品质量。我们相信,只有不断创新,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时,我们也期待将这一创新成果转化为实际的生产力,为客户提供更优质、更高效的产品和服务。我们将以此为契机,进一步拓展市场份额,提升公司的行业地位。以下为“一种医用病床综合耐久性测试系统”实用新型专利证书关于医用病床综合耐久性测试系统的产品介绍一、设备概述:医用病床综合耐久性测试系统满足标准YY 9706.252-2021医用电气设备 第2-52部分:医用病床的基本安全和基本性能专用要求, 201.9.8.3.3 来自人体重量的动载荷;201.9.8.3.3.3 边栏强度和闩锁可靠性;201.9.8.3.3.4 拉升杆的动态试验;CC.2强度和耐久性的要求设计制造,是医用病床的基本安全和基本性能专用检验仪器,是医疗器械质量检测部门、医用病床生产企业必不可少的实验检测器具。医用病床综合耐久性测试系统二、主要技术参数:冲击测试:1. 试验工位: 1工位测试;2. 冲击次数: 1~999999次(可预设);3. 冲击测试速度:1~10次/min (可预设);4. 冲击高度:0~200mm(可设);5. 冲击器本体直径: Φ200mm;6. 组件总质量: 25Kg±0.1Kg;7. 本体及相关部件(减去弹簧)质量: 17Kg±0.1Kg;8. 组合后的弹簧系数: 6.9N/mm±1N/mm;9. 吸合: 电磁铁24V ;10. 冲击面为刚性圆形物体:直径200mm±5mm;11. 冲击面表面是凸球面 曲率半径为300mm;12. 冲击面前沿半径:R12mm;13. 控制及操作:采用DELTA智能程序+7寸TFT液晶触摸屏显示;14. 驱动方式:电动缸+运动模块;15. 设备电源:AC220V 50HZ 功率1.75KW。动载荷测试:16.试验施力: 0-3000N;17.试验次数: 0-999999次;18.试验时间: 0-999999S;19..载荷垫是一个刚性圆形物体,直径355mm±5mm,其表面具有800mm半径的凸球形曲率,前边缘半径为20mm;20.需要能够实现以下动作: a)侧向力反复动作循环测试。按照YY9706.252-2021中图201.117中E或F所示的方向,向边栏顶部中间部分施加100 N的垂直于边栏的力。反方向,重复3 000次 b)纵向力反复动作循环测试。按YY9706.252-2021中照图201.117中C或D所示,沿边栏纵向方向,对其施加100N的力。反方向,重复3 000次 c) 垂直力反复动作循环测试。按照YY9706.252-2021中图201.117中B所示,沿边栏垂直方向,对其顶部施加100 N的力。重复3000次。A方向不需要测试 d) 在完成a)、b)和c)后,沿着最坏情况下的位置,在YY9706.252-2021中图201.117的方向上施加静载荷。边栏不得变为解锁状态或产生其他不可接受的风险。拉升杆测试:21.拉伸杆的动态试验要求:21.1将垂直向下的安全工作载荷施加到拉升杆手柄处(至少750N)1000次。载荷施加期间和之后,检查拉升杆及其紧固件,并记录挠度和变形;21.2使用安全工作载荷过程中,拉升杆的挠度应不大于100mm,且在耐久性测试结束后的相对于床垫支承台永久变形不超过20 mm。边栏强度测试:施力方向: 上 .下 前 . 后 左 . 右,六个方向施力22.试验推力: 0-1000N;23.试验拉力:0-1000N24.试验次数: 0-999999次;25.试验时间: 0-999999S;26.私服电缸: 3套27.施力行程: 200mm三、客户案例(排名不分先后)1、工业和信息化部电子第五研究所2、广西壮族自治区医疗器械检测中心3、东电检测技术服务(天津)有限公司4、上海创京检测技术有限公司5、天津津净检测计量技术有限公司6、华测检测认证集团股份有限公司7、黑龙江省医疗器械检测研究中心DELTA德尔塔仪器是一家专业从事医疗器械检测设备、分析仪器、模体销售和非标订制类设备的高新技术企业。主要产品包括:GB9706系列安全安规及可靠性检测设备,医用针测试仪器,注射器测试仪器,手术器械测试仪器,防护用品类测试仪器,康复辅助器械测试仪器,医学信号模拟器,医学测试分析仪器,超声检测仪器,辐射检测仪器,各类测试模体,客户需求定制服务等。产品主要应用于各类医疗器械生产制造企业、科研院所、医疗器械检验中心、康复辅助器械验中心、产品质量监督检验所、医学计量实验室、疾控中心、职业病防治所、出入境检验检疫、医科学院及三甲医院等领域。
  • 在线式低功耗可燃气体报警器,助力加油站新规落地实行
    一个标准的加油站,不仅设备设施要齐全,而且在安全作业规范方面也要到位。为筑牢加油站安全之墙,应急管理部日前批准发布AQ 3010-2022《加油站作业安全规范》,重点对加油站作业提出了严格的要求,加油站新规中写到:设有可燃气体声光报警装置的加油作业区内可允许客户使用手机支付,当现场报警器报警时,应立即停止手机和停止加油相关作业,并按应急预案进行应急处置。此新规将替代AQ3010-2007,于2023年4月1日起正式实施。随着新规实行时间的逼近,目前市面上可用于加油站的可燃气检测仪需求越来越大,各种各样的可燃气检测仪产品层出不穷,其中,按照执行标准GB15322.1-2019,通过国标测试及CPA计量器具许可认证的逸云天MIC-600-L-Ex在线式低功耗可燃气体报警器凭借产品硬核实力和市场口碑,在全国各地迎来采购高峰,表现尤为抢眼。据悉,逸云天的MIC-600-L-Ex在线式低功耗可燃气体报警器,采用低功耗液晶显示屏,选用低功耗红外原理的可燃气体传感器,MIC-600-L-Ex先进的超低功耗电路设计、成熟的内核算法处理,一旦监测到浓度超标,就会立即报警,有效保证加油站的安全,而且锂电池供电,超低功耗电路设计及智能功耗管理,可以实现设备超长待机,支持5年持续工作。除此之外,其无需布线,可以无线传输,安装、监测更方便,是目前行业内备受好评的新一代在线式低功耗气体检测报警仪。值得一提的是,除了可用于加油站,逸云天的低功耗可燃气体报警器还可用于由低功耗在线气体检测仪、监测主机、移动APP及云平台等部分组成的在线式无线气体监测系统,可以实现在线监测设备检测数据,远程查看现场参数,自动报警,历史数据查询,报警信息统计及查询、用户运维管理、设备管理、数据服务、轨迹跟踪、远程维护、远程视频监测,实现了远程高风险操作一体化监管,彻底解决行业痛点。在加油站,无论90#、92#、97#等等汽油,都是极易挥发发生可燃气体的,当汽油挥发发生的可燃气体与空气混合,会构成一个闪点,浓度抵达闪点,如遇火星,就会发生爆破,会危机人身安全和严重产业安全。因此,加油站的防爆和消防安全这一块尤为重要。在加油站使用可燃气体检测仪,可以有效监测可燃气体浓度,并根据预警提示提示相关安全人员,采纳应急措施和分散人群,防止事故发生。作为实力深耕气体检测行业十几年的专业气体检测监控解决方案商逸云天,提醒各加油站遵守相关规定,重点对设备安全、消防安全等方面进行大排查,通过安装可燃气体检测器等安全措施,配合正确的操作、科学的管理,达到本质安全。逸云天也将持续努力,提供更加高性能的气体检测设备,与您一起筑牢安全防线!
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