海面光谱仪

p 　　5月26日，中国科学院新疆理化技术研究所承担的中科院科研装备研制项目“从超高真空到常压的表面光谱原位表征系统”通过了中科院条件保障与财务局组织的专家验收。 /p p 　　项目负责人邱恒山向专家组详细汇报了项目的实施情况和仪器装备最终所达到的性能指标。测试组专家到现场进行了各项性能指标的实际测试，验收组专家审阅了项目的相关验收材料和经费使用情况。经过测试组专家和验收组专家的综合评议，专家组给予高度评价并一致认为该研制装备的各项性能指标均达到预期目标。 /p p 　　该项目将表面谱学的方法引入到了光催化领域的研究中，通过大量的创新性设计，实现真空腔体本底真空度优于3× 10-10 mbar，高压腔内真空度在10-9 mbar到1000 mbar之间可变并可由质谱原位检测 可传样样品则可以实现加热(1000 K)、冷却(100 K)和测温 通过高压腔与真空红外谱仪的密封连接，装备最终可以实现样品在高压腔内不同气体压力、不同温度和不同光照条件下的真空(偏振)红外谱的原位检测。与会专家一致认为该项目的实施有助于开展气固(光)催化反应机理的系统研究，在分子水平上获得反应的微观信息，是对现有研究方法的重要补充和全新发展。 /p p 　　中科院条财局装备办公室主任张红松、新疆理化所副所长崔旺诚出席会议。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/9309c784-241c-4d39-944f-95765aa8d3d7.jpg" title=" W020170531466982123675.jpg" / /p p style=" text-align: center " 从超高真空到常压的表面光谱原位表征系统 /p p br/ /p

「纳境科技」成立于2020年，是一家专注于超表面光学器件设计与制造的科技企业。公司以超表面光学与半导体工艺相结合为基础，为光学行业提供轻、薄、高效的新一代光学元件。目前产品主要有超透镜和光谱仪两类，应用于机器人、智能手机、XR、自动驾驶、安防监控等领域。超表面光学能够将微观结构的精密设计与光学性质的精细调控结合在一起，操控光的传播，从而实现各种各样的光学功能。「纳境科技」CEO龚永兴介绍，以超透镜为例，随着消费电子的升级，对于产品的重量、厚度、平整度、效率、温漂等方面都提出更高的要求。超透镜就是基于超表面技术，利用微纳工艺和介质材料研发而成的透镜。它颠覆了传统光学器件中繁琐的透镜组，以微米级的厚度实现了原来几毫米甚至厘米级的透镜功能，并且集多个光学元件功能于一身，大幅减小成像系统的体积、重量，使结构简化、性能优化。“在光谱仪方面，行业最大的痛点就是形态大，产品贵，一台好的光谱仪要数万到数十万不等”，而「纳境科技」利用超表面阵列对光的调制作用研制了新形态的微型光谱仪。相较于传统光谱仪，超表面光谱仪具有体积极小、成本极低、台间差小等优势，可广泛应用于手机、环保、机器人传感等领域。微型光谱仪在智能手机上的应用，意味着消费者在日常生活中凭借手机可以实现简单的测量和检测，比如检验食品和药物的成分是否安全，检测皮肤状况，判断食物的成分组成以及环境污染等等。此外，「纳境科技」为大量客户提供设计方案，积累了大量的微结构设计数据，用于支持光学器件设计，现已具备大视场衍射器件设计技术、近红外消色差设计技术以及多波段成像光谱方案设计技术。「纳境科技」团队现有40余人，研发人员占比75%。核心创始团队来自浙江大学、麻省理工学院等科研院所，平均拥有10年以上微纳光子器件和光学芯片的设计、制备经验。创始人林宏焘是麻省理工学院博士后，主攻产品战略、设计与工艺集成。首席科学家马耀光在北大、加州大学、科罗拉多大学从事博士后研究。CEO龚永兴曾任上市公司副总经理，拥有丰富的运营管理和战略设计经验。目前，「纳境科技」超透镜产品主要包括成像、DOE、光束整形等产品，目标应用于机器人、手机、XR等领域。公司透露称，其超透镜相关产品已经拿到订单并处于样品测试阶段，预计二季度可以实现量产；微型光谱仪产品预计在明年可以实现量产。龚永兴表示，当前「纳境科技」有多款应用于不同场景的产品处于在研状态，未来超透镜所在波段也会从现在的近红外向可见光拓展。公司现已启动新一轮融资，资金计划用于产品研发与产能建设。

什么是双面光伏？通过超越全球能源发电容量的吉瓦数（GW），双面光伏正慢慢找到成为主流的方向。并且，越来越多收集到的组件性能数据都有助于获得更可靠的效率增益预测。我们在本文中尝试概括叙述了双面光伏领域中的当前研究、亟待解决的疑问以及技术开发等问题。相见于“另一面”过去二十年间，光伏（PV）已发展成为一种成熟的技术，因此很难再有大幅度的效率提升。如今主要依靠缩减投资和运营成本来实现降低平准化度电成本（LCOE），而非通过技术进步提高 PV 电池的能源输出。然而，能显著提高 PV 电池效率的比较可靠的方法是将组件的背面也用于发电。因此，在不扩大组件占地的情况下，可同时利用反射或漫射的阳光进行发电。人们似乎已对双面光伏的巨大潜能达成了共识。但是，在能量输出增益的模拟和测量方法尚未普遍建立的情况下，通过双面 PV 组件预测的效率增长有着很大差异；这取决于假设的系统设置、地点和表面反照率以及所用的模拟算法。 双面光伏发电如何作用？其主要理念很简单。除了用 PV 组件的一面来收集太阳光线外，还可通过背面采集来自多个角度的反射和散射光线以生产更多电力。除了对背面材料和内部互联进行相应调整外，电池技术和几何结构均以经验证的单面组件原理为基础。也就是说，在未来 10 年内，双面 PV 很可能从一个发展远景顺利转变为被广泛应用的技术，且预计世界市场占有率将高达 30-50%。 发展中的双面光伏发电优化会对另一面的性能产生负面影响。因此，为双面 PV 电厂寻求理想设置是一个复杂的挑战。由于倾角是组件效率的一个重要因素，前后面的理想角度可以不同。 另一个参数则是组件的长度和各排组件之间的距离，即地面覆盖率（GCR）。适应太阳光束入射角度的高 GCR 值通常可提高一个发电厂的效率。但即使对单面PV 发电厂而言，较高的 GCR 值也会在太阳高度角较低的早晨或傍晚时分发生相互遮挡的情况。对于双面光伏发电厂，遮挡则是一个更大的问题。理想状态是在各排组件之间有足够的空间形成一个大小适合的表面，使地面反射不被遮挡。可是这将降低地面覆盖率和电厂的单位面积输出。 与组件设置相关的参数还包括建筑高度和扭力管。扭力管的作用是跟踪 PV 组件，因此应将双面组件放置于更高的位置，从而对更多来自地面的多角度的反照辐射光线进行转化；但建设成本也将由此增加。这一概念也同样适用于为了避免安装件构成遮蔽而修改扭力结构。 尽管早在 20 世纪 60 年代便已对双面 PV 电池进行了研究和开发，其被广泛使用的时代仍未到来。市场观察员们的普遍解释是，与单面系统相比，双面系统缺少可信赖的产量增益计算方法。因此，投资者们继续观望，因无法完全知晓准确的效率提升，而犹豫是否以更大的规模推动双面系统。即便在大数据和机器学习的年代，组件背面的太阳能辐射模拟仍是一项复杂的任务。因此，全世界的公司和研究机构持续对各种不同潜在相关参数及其对能量输出的影响进行调查研究。除了符合其他标准外，这些研究项目还覆盖了：● 地面反照率的影响● 背板材料● 系统设置和组件的几何结构● 测量背面的太阳能辐射● 系统设置&组件几何结构在单面 PV 组件中，被转化为电力的太阳光束直接来自天空。与之相反，双面组件的背面则收集在阴影迷宫、地面纹理和结构型障碍中穿行的光线。而对一面太阳辐照度进行优化会对另一面的性能产生负面影响。因此，为双面 PV 电厂寻求理想设置是一个复杂的挑战。由于倾角是组件效率的一个重要因素，前后面的理想角度可以不同。另一个参数则是组件的长度和各排组件之间的距离，即地面覆盖率（GCR）。适应太阳光束入射角度的高 GCR 值通常可提高一个发电厂的效率。但即使对单面PV 发电厂而言，较高的 GCR 值也会在太阳高度角较低的早晨或傍晚时分发生相互遮挡的情况。对于双面光伏发电厂，遮挡则是一个更大的问题。理想状态是在各排组件之间有足够的空间形成一个大小适合的表面，使地面反射不被遮挡。可是这将降低地面覆盖率和电厂的单位面积输出。 与组件设置相关的参数还包括建筑高度和扭力管。扭力管的作用是跟踪 PV 组件，因此应将双面组件放置于更高的位置，从而对更多来自地面的多角度的反照辐射光线进行转化；但建设成本也将由此增加。这一概念也同样适用于为了避免安装件构成遮蔽而修改扭力结构。

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/18580eb5-c78e-4baa-a5ae-f6bc8e181e94.jpg" title=" 149034298047758_meitu_5.jpg" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 对界面上电荷传输信息的精准获取，是深入认识生命活动与光电能量转化过程的基础，可应用在超灵敏光电生物传感器的构建和敏化太阳能电池光电转化效率的提高等方面。 /p p 　　刚刚获得2016年度上海市自然科学一等奖的“功能化界面电荷传输过程中的电分析化学基础研究及其应用”项目，所研究的正是这一领域。 /p p 　　针对界面光电分析化学基础研究中存在的关键问题与挑战，华东理工大学龙亿涛、花建丽、应佚伦、马巍、武文俊等老师，经过10年的努力，取得了多项成果：在研制界面光电分析装置上，通过设计与制备结构可控的光电分子，聚焦功能化动态界面电荷传输过程，发展了高时空分辨的“电化学—纳米光谱”单纳米粒子动态界面传感新方法，应用于纳米粒子界面电荷传输的动态、原位、实时、高通量分析 提出纳米孔道电化学限域效应，建立纳米孔道单分子界面分析技术，实现了对多尺度界面单分子动态结构研究，为功能化复杂界面电荷传输新机制的研究提供了新方法。 /p p 　　据介绍，该获奖团队目前正在以筹建中的“国际合作联合实验室”和“界面光电分析化学基础研究”创新研究群体项目为依托，通过构建新型功能化动态界面，对单分子水平和单颗粒水平上的电荷传输机制进行探索。 /p p br/ /p

随着海洋经济的不断发展，海洋溢油事件也频频发生。海洋溢油具有突发性、偶然性和瞬时性，且危害j大，因此被称为海洋生态环境的cj杀手。我g为应对溢油事故频发，建立了海面溢油鉴别系统规范，HY 043-1997。 该标准s先进行可疑溢油源样品的筛选，采用荧光光谱法或红外光谱法作为可选方法进行初步筛选，排除明显不y致的可疑溢油源样品，然后采用气相色谱法(GC-FID)和气相色谱/质谱法(GC/MS)获得溢油样品和可疑溢油源样品的化学指纹信息，必要时辅以单分子烃稳定碳同位素测定法，进行z终鉴别，从而确保对海面溢油鉴别的规范与准确。 百灵威作为分析l域行业引l者，拥有全球化大型标样库，各类仪器耗材与配套试剂，可以满足从溢油环境中的样品采集，样品制备，到对事故的实时监测和补救行动，甚至是海洋食品、水、空气等的污染的监测。 样品采集、储运与前处理 ☉样品瓶/硅烷化小瓶 ☉样品前处理小柱 ☉分析溶剂 ☉离心机、离心管 ☉移液管 石油成分分析方法及产品 ☉EPA 1664方法&mdash &mdash 油/油脂/石油烃 ☉EPA 8260方法&mdash &mdash 有机挥发物 ☉EPA 8270方法&mdash &mdash 有机半挥发混合物 ☉EPA 8015方法&mdash &mdash 非卤代有机物 ☉ASTM 2622方法&mdash &mdash 石油制品中硫（X射线荧光光谱） ☉ASTM&mdash &mdash ☉气相色谱柱AB-5 ☉表面活性剂 ☉其他试剂

大连化物所分子反应动力学国家重点实验室1102组承担的中科院重大科研装备研制项目“表面光化学动力学研究装置”于11月23-24日通过了中科院计划财务局组织的专家组的现场测试和验收。 　　以中国科技大学朱俊发教授为组长的测试专家组在11月23日全天对建成的“表面光化学动力学研究装置”的各项指标进行了认真测试，给出的测试报告认为“测试结果表明，该研究装置完全达到甚至优于各项设计指标，运转良好，而且操作简便。该设备将为研究表面光化学动力学提供强大的、性能独特的研究平台”。 　　以清华大学莫宇翔教授为组长的验收专家组于11月24日听取了项目负责人杨学明做的研制工作报告、经费收支报告、设备使用报告和测试组组长做的测试报告，审核了相关的文件档案，提问和质询了有关问题。经充分讨论后，专家组形成的验收意见认为本项目研制成功的实验装置“基于超高真空系统、采用可调谐飞秒激光技术和质谱技术，具有原位测量和高灵敏度的特点”，“将为研究表面光化学动力学提供强大的、性能独特的研究平台”。专家组一致同意该项目通过验收。

1、背景介绍 近年来，随着工业4.0及人工智能的发展，越来越多的自动化设备被广泛应用于生产过程中。工业4.0离不开智能制造，我国在2015年提出的“中国制造2025”宏伟计划中，第一项战略对策就是“推行数字化网络化智能化制造”，而智能制造中，最核心的一环就是机器视觉。机器视觉是指通过机器来模拟人眼的功能，对客观事物进行信息提取，处理和分析，最终实现检测和判断，最终交给计算机进行控制。中国是机器视觉产业发展最为迅速的国家，目前已经在工业，航天，医疗，交通，科研等诸多行业进行了广泛的应用。图1 机器视觉代替人眼二、目前机器视觉存在问题 典型的工业机器视觉系统包括：光源，镜头，相机，图像采集卡，软件，监视器，输入/输出等。对于光学检测来说，机器视觉系统的性能主要取决于系统中光学相关部件，比如光源，镜头，相机等的性能。此外，光学检测要求的精度一般都较高，但是大多数相机在出厂时，并没有专门针对光学检测应用进行专门校准，往往会导致机器视觉系统的精度达不到要求，结果会出现误差。 比方说，如果将刚出厂的工业相机对着一个均匀照明的发光面进行拍照，拍摄出的图像四个角往往会出现暗区，这主要是由于相机镜头的余弦响应造成的。此外，由于相机传感器（CCD/CMOS）的非均匀性，也会导致对均匀光场成像的时候，图像的亮暗，颜色不均匀，如下图所示。以上这些因素，都会导致在一些精密的光学检测（比如平板显示检测）时，检测结果和真实情况出现较大偏差。图2 校准前相机平场响应 除此之外，相机对于不同亮度的线性响应也不同。由于相机输出的信号是灰度值，并不具有真实的物理意义。因此，在做光学检测（比如说亮度检测时），需要对相机进行线性度和亮度标定，建立起相机灰度信号和真实亮度的关系曲线。三、工业相机校准解决方案 为了解决以上机器视觉系统中存在的问题，提高机器视觉系统，尤其是AOI等光学检测系统的精度，欧洲机器视觉协会EMVA提出了《EMVA1288：成像传感器和相机性能表征标准》，其中介绍了如何对成像传感器及相机的空间不均匀度，灵敏度，线性度和噪声等一些列指标进行表征和校准的办法。其中明确写到：“最好的均匀光源是积分球均匀光源”，且推荐“光源的均匀性要大于97%”。图3 蓝菲光学相机平场校正方法 用户在使用时，只需要相机对准均匀光源的开口，拍摄一张图像，再经过算法进行计算，就可以对相机的均匀性进行校正，这一过程称为平场校正。经过均匀光源校准后，相机的均匀性可以显著提高。如下图所示，为一个工业相机经过积分球均匀光源校正前后相机的均匀性测试结果。从图中可以很明显看出，校正前相机的均匀性较差，中心场的响应优于周边的响应。校正后相机平面内的响应一致。相机校正前 相机校正后图4 工业相机经过蓝菲光学LED 积分球均匀光源系统平场校正前后对比 四、完美的积分球面光源 工业相机的精度决定了机器视觉系统的检测精度，校准光源的均匀性决定了工业相机的精度。越是均匀的积分球光源，经过其校准后得到的相机均匀性越高。根据积分球的原理，入射到积分球的光在积分球内部进行多次反射，最终在输出端口得到亮度，色度都完全均匀的面光源。积分球的出光口均匀性主要取决于以下几个方面：1.积分球内壁材料的反射特性。材料的反射特性可以分为朗伯反射，镜面反射和混合反射。由积分球原理可知，积分球内壁材料反射特性越接近朗伯特性，其开口处均匀性越高。此外，当入射光是宽谱光时（比如白光），材料的光谱反射一致性决定了开口处的色度均匀性，材料的光谱反射率越一致，也就是对各个波长的反射率越一致，开口处的色度越均匀。2.积分球的设计。如何设计积分球的尺寸，入射光的位置，挡板的位置和方向，都会影响积分球开口的均匀性。 蓝菲光学积分球均匀光源Spectra-CT提供了一种超均匀，高动态范围，亮度/色温均可精细调节的面光源。该积分球光源采用蓝菲光学独有的高反射率完美朗伯反射材料Spectraflect® ，基于蓝菲光学40余年的光学系统开发经验，精细的积分球结构设计，是机器视觉相机校准的完美解决方案。其主要具有以下特点：出光面超级均匀，均匀性大于99.5%系统输出稳定性高，稳定性达0.1%亮度线性可调节，可实现从微弱光0.1cd/m2至25000cd/m2的亮度输出色温动态可调节，可实现从低色温2700K到高色温7500K的输出自带亮度监控，实时观测亮度输出情况软件实现光源和探测器的全部控制，界面简单易用，可提供控制指令供二次开发。系统还可定制各类色温，亮度，单色光，大视场角等不同参数的光源图5 蓝菲光学LED 均匀光源系统（Spectra-CT）及开口处光斑亮度分布 Spectra-CT LED积分球均匀光源是均匀性较高的面光源，其卓越的性能可以满足EMVA1288要求的相机均匀度，线性度，信噪比，动态范围等诸多参数测试。是从研发到生产，各类工业相机的理想校准光源。

项目详细信息如下：一、项目编号：OITC-G220DY0101二、项目名称：中国科学院南海海洋研究所水下水面光谱测量系统采购项目三、预算金额：107.0000000 万元（人民币）四、采购需求：包号货物名称数量简要技术规格是否允许采购进口产品采购预算（人民币）1水下水面光谱测量系统1套详见技术部分是107万元合同履行期限：合同签订后的4个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。时间：2022年10月24日 至 2022年10月31日，每天上午9:00至12:00，下午14:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：http://www.oitccas.com方式：登录东方招标http://www.oitccas.com/注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和五、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2022年11月15日 14点30分（北京时间）开标时间：2022年11月15日 14点30分（北京时间）地点：广州市海珠区新港西路164号实验楼西500会议室六、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院南海海洋研究所　　　　　地址：广州市海珠区新港西路164号　　　　　　　　联系方式：020-89020869　　　　　　　　　　　　　　　　2.项目联系方式项目联系人：林杨婷、叶明电　话：　　020-87001523

2011年6月，上海光机所高功率激光单元技术研发中心(光源)研制的太阳电池阵地面光照设备通过了上海811所的现场验收。 　　验收组对设备技术指标进行了现场测试和检查，对有关技术文件资料进行了审查，并听取了该项目负责人李海兵所作的产品研制总结报告。验收组认为产品性能指标满足任务要求，技术文件资料完整有效，一致同意项目通过验收。 　　太阳电池阵地面光照设备主要应用于定性模拟卫星在轨运行时的空间光照环境，用来检测光照状态下太阳电池阵功率输出功能的正确性、太阳电池阵电路之间电连接的匹配性、太阳电池阵与供配电分系统连接的匹配性，以及星上负载工作状态输出的正确性。 　　此前，上海光机所已为航天部门研制开发了多台套同类设备，并已成功应用于卫星电池的地面检测。该套设备交付后将用于相关国际合作项目，进行卫星地面检测和演示工作。

近日由我所空间室承担的某离轴三反相机桌面样机顺利通过模拟实验，其中采用的光学非球面为我所先进光学加工与检测中心研制，该项工作从非球面光学系统的设计、光学冷加工到光学系统的计算机辅助装调技术都由我所独立完成。实现了我所离轴非球面光学系统制造的完整链条。 　　该相机的主镜、三镜反射面均为二次曲面且离轴量大，面形误差要求高，加工技术难度较大，尤其是第三镜为一个相对孔径较大的扁球面。光学加工过程中项目组每一位同志充分发挥勇于挑战，不畏艰难的精神，展开非球面加工的技术攻关。项目组以传统的经典加工工艺为基础，在探索中前进，一步步由传统方法迈向先进的技术方法。经多次方案论证，确定了加工工艺，并严格按照工艺要求进行加工，同时针对加工过程中出现的问题及时完善工艺。项目组历经数月加班加点的艰苦奋斗，最终圆满完成了该系统的加工任务。产品面形精度达到了1/50λ，超出了设计要求，同时也填补了我所扁球面光学加工技术的空白。另外在装调中应用了计算机辅助装调技术，相机在模拟成像实验中，鉴别率板经相机成像，在可见光波段实现了高分辨率成像，同时利用光电子室提供的紫外MCP器件在紫外波段也获得了优异的成像结果。 　　该项目的圆满完成，标志着我所在离轴三反光学系统先进制造技术上取得了突破，集空间室与光电子室的研制成果为一体，提升了我所在紫外探测方面的整体实力。

2021年2月10日，在海外求学10年之后，张学强回到中国。他所专长的气固、液固界面原位表征技术，有望开拓在新能源、国防等领域的应用。　　作为北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造研究所教授、博士生导师，张学强所从事的研究为利用高时空分辨的光谱技术探测分子、原子等微观尺度下气固界面在外场(光、热、电等)作用下的物理化学演变行为。　　这项研究有什么用？“应用的范围非常广泛。”张学强近日接受中新社记者采访时举例说，在石油变成汽油的过程中，通过观测其与催化剂界面的相互作用和变化，可以理解催化剂的作用机理、帮助实现催化剂的设计和效率优化；又如在氢能方面的研究，可以更加了解电解池电极催化水制氢的作用机理，从而探索提高效率的方法。　　“我从事的主要是基础研究”，张学强介绍说，“微纳制造、微观界面研究在国际上是非常前沿的领域，竞争十分激烈。”　　此前，张学强2010年从吉林大学本科毕业后，在美国求学近10年。2016年5月，在美国圣母大学拿下博士学位，又先后在美国伊利诺伊大学香槟分校、加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室从事博士后研究。　　目前，张学强在北京理工大学机械车辆学院激光微纳制造研究所。“刚出国时，中国在这方面的研究刚刚起步，美国和德国等处于领先地位。但10年过去，中国在该领域的研究已经后来居上。”张学强在多家研究所的工作经历，在设备硬件、实验方法、操作等方面都有知识储备。　　张学强1987年出生在辽西偏远山村，从小学习成绩突出。在青少年读书时，便受到了多位老师的帮助，高中班主任甚至帮他购买学习资料，希望他在学业的道路上走得更远。“我非常幸运一路走来有这么多人无私的帮助，也希望在我有能力的时候可以帮助身处困境的人，为国做贡献”，张学强心里始终有个回国的情结。　　当2018年北京理工大学到美国高校宣讲时，得知国家对飞秒加工技术、基础研究的需求，而且与自己的研究十分契合，张学强从此与北理工结缘。　　在美国的时候，张学强喜欢看NBA，喜欢开车出去远足，但是也看到美国存在的种族问题、枪支问题、华人天花板问题等。“离得远反而看到中国在很多方面都做得很好。”　　2019年，张学强正处在十字路口。如同许多留学生一样，他面临从事独立研究、进入科技公司、还是回到祖国的抉择。张学强认为，作为从事基础研究的学者，许多人并不那么在意物质，而是在意能否有宽松的科研条件。从科研的角度看，国内的科研条件已经越来越好，这让归国学者有用武之地。　　张学强说，身边回国的学者越来越多。他回到国内，不仅生活待遇与在美国差不多，而且也感受到浓浓的人情味。北京理工大学党委书记张军亲自关心张学强的生活工作，促膝长谈的同时也嘱托他要做“顶天立地”的科研，既要做到本领域的最前沿，也要扎根于祖国大地，做个人事业发展与国家需要同频共振的中国式人才。

1. 简介随着全球动物源性食品消费需求的增长，动物养殖业对产量和生产效率的追求不断提高，养殖过程中不可避免地会使用到兽药。研究表明，饮食摄入是普通人群暴露于低浓度兽药和农药的主要途径，农兽药滥用导致的药物残留严重影响了食品安全。为保护消费者，各国和地区制定了相关法规以控制和减少食品中此类残留的发生。然而，食品中农兽药残留水平低，种类多，待筛查样本量大，因此发展快速、高灵敏度、高准确度、高通量的农兽药多残留分析方法对于保障食品安全非常重要。药物多残留检测技术可提高农兽药残留检测方法的分析性能和分析效率，降低成本，在食品质量安全监测中越来越受到检测人员的青睐。这种方法允许通过单次检测多种化合物，极大地提高了检测效率。然而不同类别农兽药的理化性质差异大，且动物源性食品的基质复杂，通常需要同时提取和富集不同类别的化合物，多组分分析是一项极具挑战性的技术。相较于电化学方法、酶联免疫分析、荧光分析法等，液相色谱-质谱(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS)联用技术具有分析速度快、灵敏度高、准确性好、筛查通量大等优点，已被广泛应用于食品中农兽药多残留的监测与安全控制工作。但食品种类多样、基质组成较复杂，易对LC-MS联用电喷雾离子化过程中形成的待测分子信号造成干扰，影响检测结果的准确性和灵敏度。因此，需要采用基质净化技术对待测样品进行适宜的基质净化前处理，减弱和消除基质效应。已报道的食品基质净化技术应用比较多的主要有液-液萃取技术、固相萃取技术及QuEChERS技术等。LLE会消耗大量的有毒溶剂，不仅危害实验人员的健康，而且容易对环境造成污染。自SPE技术问世以来，不同类型的 SPE柱已成功应用于各类兽药多残留量分析。但商业SPE小柱不仅价格昂贵外，其净化过程也很繁琐且耗时(净化过程主要包括活化、平衡、加载、洗涤和洗脱)。与之相比，QuEChERS技术更为简单快捷，采用不同的基质吸附剂进行净化，并通过简单的涡流、离心等步骤，可以有效地去除干扰基质。QuEChERS能满足高效、简洁、精准、安全、可靠以及大批量前处理等检测方法的发展需求。QuEChERS法的净化流程基本上可以归纳为提取-盐析-净化这三步，用于净化的材料基本可以分为2类：第一类是硅基材料：以C18、PSA等最为常用。第二类是碳基材料：以CNT、Graphene等最为常用。虽然相比其他前处理过程已经大大简化，但是在整个过程仍需反复的涡流、离心，成为整个前处理过程的耗时限速步骤。此外，微纳米颗粒通过提高比表面积增加吸附效率，然而颗粒尺寸进一步的缩小将带来离心分离回收困难的问题。因此，磁性材料开始用于食品基质的净化过程。2. M-SPE技术M-SPE技术是以磁性或可磁化材料作为吸附基底的一种萃取技术。磁性吸附剂被直接分散到样品溶液中用于萃取目标物质，随后在外部磁场的作用下实现目标物与干扰基质的分离。M-SPE技术操作简便、重现性好，不需要繁琐的活化、上样、除杂、洗脱等流程，且无萃取柱堵塞之虞，具有良好的应用前景。图1是将合成的磁性多壁碳纳米管用于鸡蛋中兽药多残留分析的具体分析流程，仅采用外部磁场的作用即可实现净化材料与提取液的分离，通过对盐析条件和提取液PH值的优化选择了合适的提取条件，然后又与其他几种常用净化材料进行对比，并优化磁性碳纳米管的用量，证明了磁性碳纳米管的优势，方法不仅大大缩短了样品前处理时间而且解决了多壁碳纳米管回收困难、回收率低的问题。图1 磁性多壁碳纳米管用于鸡蛋中兽药多残留分析流程然后又将磁性多壁碳纳米管用于羊肉中兽药多残留分析，同样通过提取条件、净化条件得到了适用于羊肉基质的磁性固相萃取净化方法。与其他净化材料相比同样取得了相对满意的结果。然而，在实验过程中发现，磁性纳米材料的尺寸均一性、颗粒间团聚以及利用率不完全等对微纳米材料的基质净化效果以及兽药回收率均具有重要影响，依然是需要妥善解决的问题。因此，开发新型的、吸附效率高的、易于回收的固相吸附基质材料十分必要，具有着较高的应用价值和广阔的应用前景。3. 弹性多孔净化材料及其应用理想的净化材料应该具有高效的基质除杂能力、便捷的基质分离能力以及高选择的基质净化能力。而弹性多孔海绵材料因其低成本、高孔隙率、高比表面积、强机械稳定性等优点在油水分离和吸附/分离领域得到了广泛的应用研究。商业三维聚合海绵材料主要包括聚氨酯海绵（PUS）、三聚氰胺海绵（MeS）和聚丙烯海绵（PPS）。其中，三维多孔结构的三聚氰胺海绵（MeS），具有超过 99%的孔隙率、约×102μm的孔径和相互交联的高分子骨架，且其表面广布纳米级毛细管开孔结构，以及丰富的氨基、羟基、醛基和醚键等化学功能基团，独特的结构性质使得其可以作为一种优异的吸附基底材料，同时丰富的功能位点也为功能涂层的修饰提供了骨架支撑。未经修饰的海绵可依据海绵自身进行基底吸附；硅烷化改性或碳材料加载的功能化海绵可引入功能基团，从而实现硅基或碳基的特异性吸附。3.1 三聚氰胺海绵用于牛奶中兽药多残留分析图2是将未经修饰的三聚氰胺海绵用于牛奶中兽药多残留分析。由于三聚氰胺海绵表面的亲疏水性基团以及较大的比表面积，提取液可自发渗透到其众多海绵微孔中，并且拥有极高的基质吸附效率。此外，其良好的机械性能和弹性使其可以通过物理挤压的方式快速方便地去除粗提溶液中干扰基质。只需使用三聚氰胺海绵直接汲取提取液，然后通过物理挤出即可轻松获得净化液，用于后续的LC-MS/MS分析。图2 三聚氰胺海绵用于牛奶中兽药多残留分析流程考虑到所检测的兽药之间较大的理化差异，以及复杂基质的影响。设计了4种不同提取条件用以研究脱水剂和Na2EDTA添加对药物提取效率的影响，同时也研究酸度对药物回收的潜在影响，得到了满意的提取条件。然后又对净化模式进行了比较。三聚氰胺海绵具有良好的弹性和机械性能，能够通过动态净化和静态净化两种方式实现基质的净化过程。在动态模式下，通过快速拉动和推动注射器的柱塞杆，将粗提液反复吸进和挤出海绵。在静态模式下，提取溶液自发地渗入海绵微孔并被保留，直到吸附过程结束。鉴于动态和静态模式海绵表面和提取溶液中干扰基质的吸附和迁移存在差异，考察了不同动态净化模式和静态净化模式对三聚氰胺海绵净化性能的影响，见图3。图3 净化模式对牛奶中兽药多残留回收率的影响接下来又与商业d-SPE吸附剂C18和PSA以及多功能针式过滤器MFF进行对比，比较回收率以及基质效应结果发现三聚氰胺海绵拥有相同或更好的净化性能。同时，净化前后海绵的红外光谱图有明显变化，透射电镜图也观察到了净化后海绵表面明显吸附了一些基质。为了证明该方法的适用性和准确性，考察该方法的选择性、线性、基质效应、精密度、LODs和LOQs，结果均能够满足检测需求。本研究通过简单的浸泡和挤压，可以在几秒钟内方便地通过三聚氰胺海绵去除基质，并且不需要额外的操作。3.2 Silanized MeS用于农兽药多残留分析接下来我们又制备了一系列硅烷化三聚氰胺海绵并用于不同食品中农兽药多残留分析。硅烷化三聚氰胺海绵采用两步溶胶-凝胶法制备而成。下边这3张图分别三聚氰胺海绵经不同硅烷修饰后的傅里叶变换红外光谱图、X射线光电子能谱图和透射电镜图，均能表明不同硅烷在海绵骨架表面的功能化成功。其中，从透射电镜图可以看出不同硅烷对海绵进行改性后，其微观形貌发生明显变化。例如，三聚氰胺海绵分别经 OTS、 PTS和 ATS硅烷化处理后，其表面形成大量或蓬松、或立方体、或泥浆状共聚物。图4 三聚氰胺海绵及硅烷化三聚氰胺海绵的FTIR图(a），XPS图(b）和SEM图(c）将7种不同的改性海绵用于粗提液的净化。大部分药物回收率处于可接受的60%-120%范围内，表明它们适合于去除鸡蛋中的基质干扰。通过对净化后基质去除率研究上述改性海绵的净化效率发现不同改性海绵在去除基质效率方面存在显著差异，如图5所示。 图5 使用不同类硅烷化三聚氰胺海绵对检测兽药的回收率分布 (a)，使用不同类型硅烷化三聚氰胺海绵净化后的样品基质去除率 (b)为了考察吸附剂用量对净化效率的影响，将不同数量的硅烷化三聚氰胺海绵小柱分装至到注射器中。当使用一个或两个海绵小柱时，不足一半的乙腈提取液(1 mL)可以被吸入海绵中，这不利于快速高效的基质净化。当填装过多海绵小柱时(n≥7)，顶部的海绵几乎不会被粗提取液浸湿。因此，通过加标回收实验研究了料液比对基质净化效果的影响。加下来又研究了硅烷浓度、料液比及净化模式，得到了相对满意的净化条件。同时与原始海绵的比较实验中发现，必要的硅烷化过程显著增加了检测兽药的总回收率。基于上述实验结果，功能化三聚氰胺海绵可视为一种操作方便、快速高效的基质净化材料。之后我们又将硅烷化三聚氰胺海绵分别用于猪肉、豇豆和蜂蜜中农兽药多残留分析。研究考察了不同硅烷化海绵的配比对回收率及基质净化效果的影响，也都取得了相对满意的结果。3.3 r-GO@MeS用于兽药多残留分析以氧化石墨烯作为功能单体用于三聚氰胺海绵的改性。氧化石墨烯是一种高效的污染物吸附材料，其含氧官能团以及大量的芳环基团使其对极性化合物和非极性化合物拥均有较强的吸附性能。还原氧化石墨烯改性三聚氰胺海绵 (rGO@MeS) 采用水热法一步制备。图6是将rGO@MeS用于羊肉中兽药多残留分析的具体流程。为了考察三聚氰胺海绵作为基质净化材料在肉类制品中的适用性，首先选择脂肪和蛋白质含量较高的羊肉作为实验对象用于方法开发，并以氧化石墨烯作为功能单体用于三聚氰胺海绵的改性。与原始海绵相比，rGO@MeS的直接变化就是海绵本身的颜色变化。通过透射电镜也观察到明显的表面微观形貌变化。这些都表明石墨烯成功键合到海绵骨架表面。图6 rGO@MeS用于羊肉中兽药多残留分析流程接下来，使用三种不同浓度氧化石墨烯(0.5，1.0，1.5 mgmL-1)改性海绵用于粗提液的净化。又比较不同净化材料获得的药物回收率和基质吸附性能和净化除色效果。通过比较原始海绵与改性海绵净化后萃取液的颜色，发现使用rGO@MeS净化后的提取液澄清且透亮。为了进一步验证和比较上述材料的基质净化效果，考察了不同改性海绵对兽药回收率及其分布的影响。图7 石墨烯浓度与料液比影响图8 净化液颜色对比然后我们又将还原氧化石墨烯三聚氰胺海绵分别用于牛奶和牛肉中兽药多残留的分析，均取得了满意的结果。4. 弹性多孔净化材料理论研究与应用前景（1）研究表明以功能化三聚氰胺海绵为代表的弹性多孔净化材料具有良好的基质净化效果，在复杂食品基质净化中具有良好的应用前景；（2）研究表明功能化三聚氰胺海绵净化选择性可通过功能团种类、丰度以及净化模式加以调控，但深入的基质净化机制与规律尚需要进一步研究；（3）研究表明功能化三聚氰胺海绵基质净化覆盖性适中，总体基质移除率仍然有上升空间，未来复合型功能化三聚氰胺海绵材料开发具有良好的开发潜力。作者简介许旭，女，博士，讲师，毕业于中科院成都有机化学研究所，就职于郑州轻工业大学食品与生物工程学院，主要从事农兽药、植物生长调节剂等食品化学危害物多残留分析研究。近年来，主持国家自然科学基金青年基金1项和河南省教育厅高等学校重点研究项目1项，参与省部级科研项目2项，发表论文二十余篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI论文7篇，高被引论文2篇，申报授权发明专利1项。

AMS1000小型气象站、15184称重式雨量计、SMS土壤渗透率测量仪、15235甲级蒸发站、ESM1000土壤微环境监测系统应用于中国城市规划设计院关于建设海绵城市的项目建立关于气象监测项目。 2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。 国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，将70%的降雨就地消纳和利用。 2017年李克强总理的政府工作报告明确了海绵城市的发展方向,让海绵城市建设不仅仅限于试点城市,而是所有城市都应该重视这项“里子工程”。 《关于推进海绵城市建设的指导意见》明确，通过海绵城市建设，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。 中国城市规划设计研究院（简称中规院）是中华人民共和国建设部直属科研机构，是全国城市规划研究、设计和学术信息中心。具有国家城市规划、工程咨询甲级资质，市政工程设计专业甲级资质，建筑设计工程甲级资质，建筑智能化集成甲级资质，旅游规划设计甲级资质，建设项目水资源论证甲级资质，承包境外市政工程勘测、咨询、设计和监理项目资质。AMS1000小型气象站测量风速、风向、温度、湿度、气压、雨量、总辐射、光照度、光合有效和紫外线15184称重式雨量计精准的测量降雨量和降雪量SMS土壤渗透率测量仪为评估土壤的土壤不饱和导水率、土壤饱和导水率，土壤的渗透系数等指标15235甲级蒸发站准确的测量风速、降雨、每天的蒸发量ESM1000土壤微环境监测系统准确的测量土壤的温度、湿度、盐分、PH等指标 2017年11月我公司与聚光科技携手为中国城市规划设计研究院关于海绵城市建设项目达成合作协议，关于现场的水质与环境气体监测由聚光科技完成，关于微气象与土壤微环境监测由北京博伦经纬公司来完成，我公司主要监测现场气象环境、光资源关于草坪建设进行数据评估、紫外线评估、现场关于草坪面积大小的评估、关于排水系统建设的数据参考等数据信息。

各相关单位及专家：根据《南宁市标准化协会团体标准管理办法》的相关规定，南宁市标准化协会于2024年4月组织专家对《牛角椒表面光泽度的测定 光泽仪法》团体标准进行立项评审。经评审，该项团体标准符合立项条件，现批准立项（详见附件）。现将通过评审的项目名称、主要起草单位等项目信息在全国团体标准信息平台网（http://www.ttbz.org.cn）上予以公告。请参与起草该项标准的各有关单位严格把控标准质量，切实提高标准制定的质量和水平，增加标准的适用性、有效性和创新性，按期完成标准的编写的相关工作，同时也欢迎有关单位和个人积极参与该项标准的起草制定工作。感谢您对南宁市标准化协会团体标准化工作的支持。联系人：曾佳雯电话：15777145336邮箱：nnsbzhxh@163.com附件：团体标准制定（修订）项目计划汇总表 南宁市标准化协会2024年5月6日关于《牛角椒光泽度快速检测方法 光泽仪法》团体标准立项的通知.pdf

中国科学技术大学教授罗毅研究团队的副教授叶树集小组在界面蛋白质分子结构表征方面获新进展。该小组在国际上首次成功测出界面蛋白质的酰胺III谱带信号，解决了如何区分界面蛋白质a-螺旋结构和无规卷曲结构这一界面表征难题，研究成果发表于国际期刊J. Am. Chem. Soc. 2014, 136(4), 1206-1209上。 　　如何精确表征蛋白质，特别是界面蛋白质的分子结构是理解蛋白质结构演变的关键，是国内外学者共同面临的一个非常重要的难题。针对该难题，该小组发展了界面光谱多谱带协同表征方法，首次利用和频光谱技术成功测出了常规手段无法测量的界面蛋白质酰胺III信号。虽然a-螺旋与无规卷曲结构的酰胺I谱带振动峰都位于1650 cm-1左右，但在酰胺III谱带区域，它们的振动峰分别位于1260 cm-1以上和1260 cm-1以下，研究发现两种结构所对应的酰胺III谱带特征峰面积比与蛋白质中无规卷曲结构含量成线性关系。将酰胺I和酰胺III信号结合起来，解决了如何区分界面蛋白质a-螺旋与无规卷曲结构这一界面蛋白质多年的难题。审稿人给予了该工作极高的评价，其中一审稿人认为该工作解决了一个蛋白质表征上的缺口，提供了新的光谱窗口 另一审稿人说该工作是一个重要突破。 　　此外，在手性分子理论以及非线性光谱理论的启发下，该研究组成功发展了免标记的手性与非手性界面光谱表征技术，原位、实时地表征了胆固醇分子在生物膜上的组装与运输行为：胆固醇分子以10° 左右的倾斜取向角度插入中性生物膜中，并停留在生物膜磷脂双层膜的外层，在纯水环境下没有发生翻转行为(flip-flop)，胆固醇浓度较低和较高时分别以不同方式组装。该成果发表于J. Phys. Chem. Lett.。该技术将为胆固醇在真实细胞环境下的组装与动力学行为研究提供分子水平上的表征技术与研究思想指导。 　　叶树集研究小组作为国际上利用非线性和频光谱技术研究界面蛋白质分子结构与动力学仅有的几个小组之一，发展了具有特色的表面与界面生物分子结构表征手段，并围绕生物界面相关物理化学问题及其新表征方法的发展开展系统研究，在JACS、Langmuir、J.Phys.Chem.C、Analyst等国际期刊上发表多篇系统性文章，研究成果被JACS、PNAS、Ann.Rev.Anal.Chem.和Chem.Rev.等介绍与引用，获得国内外同行的高度认可。由于该小组系统而有特色的研究工作，2013年Elsevier出版社邀请该小组为丛书Advances in Protein Chemistry and Structural Biology撰写综述论文，成为该丛书1944年创刊以来，第五篇以国内为第一作者单位署名发表的文章。 　　上述研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中央高校创新团队等资金资助。

半导体是信息时代的基石，集成电路是电子信息系统的“脖子”，而硅片是占比最大的集成电路耗材，因此硅基技术的源头和底层创新事关集成电路发展和产业安全。硅因禁带宽度的物理限制，使其无法有效探测到1100 nm以上的红外光波，而探测波段决定探测能力，不同波段反应不同信息，因此将硅基器件探测范围从可见光拓展至红外波段，实现宽光谱探测，具有十分重要的意义，也是科研工作者面临的极限挑战之一。 　　针对硅基宽光谱探测器中界面光压构筑、隧穿机制构建和纳米谐振构造等关键科学问题，中科院上海微系统所郑理副研究员团队取得系列进展，相关成果相继发表在Nature Communications、IEEE Transactions on Electron Devices和IEEE Electron Device Letters等期刊上。 　　硅与红外敏感材料界面能带工程是实现硅基高性能宽光谱探测器的前提。利用硅和量子点天然的能带偏移特征，设计了一种无需界面能带调控的光压三极管(PVTRI)结构，该器件不仅兼具高响应度和高探测率特征，还具有可辨识的红外与可见光响应时间，从而赋予了该器件自调谐功能，而且其响应时间及光电流方向亦可通过偏压进行调控。该研究为硅基宽光谱探测芯片提供了新的思路(Nature Communications，DOI：10.1038/s41467-021-27050-9，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27050-9)。

玉兔二号巡视器已在月球表面工作超过40个月昼，其搭载的红外成像光谱仪（VNIS）随着巡视器的行走路线已测得多个位置的红外成像光谱数据。VNIS是用于研究着陆区月壤和月表岩石成分并追溯其来源的主要方法。然而，太空风化、颗粒大小与多次散射、仪器的光谱响应和观测条件等因素均会影响光谱特征，并导致由月球表面光谱数据计算得到的矿物成分存在较大不确定性。　　为了定量评估不同 VNIS 数据处理方法的可靠性，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室博士生常睿在导师研究员杨蔚、副研究员林红磊的指导下，选择一块矿物组成与月球高地岩石相似的苏长-辉长岩进行光谱地面验证实验（图1）。地面验证实验研究的岩石（CR-1）由扫描电镜测得其实际矿物模式含量为12.9%橄榄石、35.0%辉石和52.2%斜长石。为了更准确计算CR-1的光谱结果，研究者将CR-1中的橄榄石、低钙辉石、高钙辉石和斜长石从岩石样品中研磨并分选出来，由地物光谱仪（TerraSpec-4，ASD）测得各单矿物的可见-近红外光谱结果（图2a），单矿物均具有各自的光谱吸收特征。由VNIS鉴定件测得的CR-1的光谱在971（±1）nm和1957（±8）nm波段处表现出明显的吸收特征（图2b）。该吸收特征与玉兔二号巡视器上VNIS在第3月昼探测到的岩石吸收特征相似。CR-1的VNIS光谱用Hapke模型计算出样品中矿物模式含量为7.5%橄榄石、39.3%辉石和53.2%斜长石，与其真实结果在误差范围内一致。　　根据该研究中数据处理方法并结合Yang et al.（2020）对嫦娥四号月表数据的光度校正，玉兔二号巡视器在第3月昼探测到的岩石更准确的矿物模式含量应为11.7%橄榄石、42.8%辉石和45.5%斜长石。巡视器在第26月昼又发现一块状月表岩石，其光谱吸收特征与第3月昼发现的岩石类似，其中矿物模式含量为3.2%橄榄石、24.6%辉石和72.2%斜长石。两月表岩石在“斜长岩-苏长岩-橄长岩”（Anorthosite-Norite-Troctolite, ANT）体系中均属于苏长岩范畴（图3）(Heiken G, 1991)，意味着嫦娥四号着陆区月壤下的岩层主要为ANT岩石。玉兔二号巡视器在第26月昼探测到的岩石含有更多的斜长石，并且更接近平均月壳的矿物组成。　　综上所述，嫦娥四号着陆区域的月球表面存在苏长质和斜长质的石块，分别代表了撞击熔融池中快速结晶形成的物质与平均月壳的成分。一方面，有撞击事件将月壤下伏层位物质挖掘至月球表面，这些被挖掘出来的物质具有南极艾特肯盆地（the South Pole Aitken, SPA）熔融池结晶深成岩的特征。另一方面，形成于SPA大撞击事件前的初始月壳物质也可以保留在SPA中。　　相关研究成果发表在Remote Sensing上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项，中科院重点部署项目，中科院创新交叉团队，国家航天局民用航天预先研究项目以及中科院地质与地球物理研究所重点部署项目的资助。图1.（a）嫦娥四号第3月昼探测的月表岩石图像；（b）月表岩石的光谱探测状态（黄色圆圈代表近红外波段光谱探测视场）；（c）本研究地面验证实验使用的岩石（CR-1）图2.（a）CR-1中单矿物可见-近红外光谱；（b）嫦娥四号第3月昼所测岩石与CR-1的VNIS测得光谱图3.嫦娥四号测得月表岩石中橄榄石-辉石-斜长石矿物组成分布（Heiken G, 1991）。图中标注了月球样品采样点，例如：A-11是Apollo 11，L-16是Luna 16，（H）和（M）分别表示高地和月海月壤

" _ue_custom_node_="true"纽迈分析助力海绵城市护生态2016年11月25-26日，“第一届太湖流域水生态文明国际论坛暨海绵城市城乡雨水管理国际研讨会”在苏州高新区隆重召开，本次研讨会由华东理工大学、苏州科技大学、苏州市科技局、苏州高新区科技局主办，苏州市高新区管委会、江苏省海绵城市中心、江苏省太湖水污染防治办公室等多家单位协办，苏州纽迈分析仪器股份有限公司、普利资环境科技（苏州）有限公司承办。纽迈分析还携相关仪器及全面的海绵城市应用解决方案参与了本次会议。 本次大会吸引了近两百名来自科研院校、企业的专家、学者、行业主管参与。为构建水生态文明城市新特色，火箭军工程院侯立安院士、中国城市规划设计研究院张全院长、中国建筑设计研究院赵锂院长、北京工业大学李军教授等相继分享了在探索技术创新、解决疑难问题等方面的经验，纽迈分析总经理杨培强先生也有幸受邀作了主题为“低场核磁技术在海绵城市的应用现状和发展”的报告，得到了包括张全院长在内的众多专家、学者的肯定。 纽迈分析展位现场 低场核磁共振技术作为一种新颖的测试手段，其在研究海绵城市机理方面大有作为。凭借安全、快速、无损、绿色、高精度以及能实时观测样品内部流体变化等优势，低场核磁共振技术在以下几个领域能发挥巨大的作用：1、水分状态探究：污泥水分状态,水泥、混凝土固化过程2、含水定量测试： 不同层面含水、含水均匀性测试污泥、混凝土含水率快速检测3、水分迁徙: 土壤、多孔材料吸水特性 绿色屋顶的防水性 混凝土、建材上渗下渗特性 采样区域土质的渗水测试 土壤、材料持水性4、孔隙结构探究: 不同比例制作的材料的孔隙度、孔径分布 雨水酸化、冲刷对土壤、地面孔隙结构影响 建立孔隙结构与强度之间的关系 案例1：污泥含水率测量 含水率=45.1%，束缚水：18.3%，自由水81.7%，T2谱左峰为束缚水，右峰为自由水。 案例2：模拟下雨剥蚀红砂土过程 滴入2.5ml水，每隔一分钟检测一次，观测随时间变化，不同层面含水率的变化。 纽迈分析一直致力于低场核磁共振技术的研发与推广，希望通过对现有核磁技术的积累与扩展，为客户的需求提供一个很好的平台，为科研和企业研究、生产中:遇到的难题提供更专业可行的应用解决方案。纽迈分析的产品还应用在能源地质、食品农业、生命科学、高分子聚合物等众多领域，更多了解请留言给我们，我们会尽快与您联系！

玉兔二号巡视器已在月球表面工作超过40个月昼，其搭载的红外成像光谱仪（VNIS）随着巡视器的行走路线已测得多个位置的红外成像光谱数据。VNIS是用于研究着陆区月壤和月表岩石成分并追溯其来源的主要方法。然而，太空风化、颗粒大小与多次散射、仪器的光谱响应和观测条件等因素均会影响光谱特征，并导致由月球表面光谱数据计算得到的矿物成分存在较大不确定性。为了定量评估不同 VNIS 数据处理方法的可靠性，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室博士生常睿在导师研究员杨蔚、副研究员林红磊的指导下，选择一块矿物组成与月球高地岩石相似的苏长-辉长岩进行光谱地面验证实验（图1）。地面验证实验研究的岩石（CR-1）由扫描电镜测得其实际矿物模式含量为12.9%橄榄石、35.0%辉石和52.2%斜长石。为了更准确计算CR-1的光谱结果，研究者将CR-1中的橄榄石、低钙辉石、高钙辉石和斜长石从岩石样品中研磨并分选出来，由地物光谱仪（TerraSpec-4，ASD）测得各单矿物的可见-近红外光谱结果（图2a），单矿物均具有各自的光谱吸收特征。由VNIS鉴定件测得的CR-1的光谱在971（±1）nm和1957（±8）nm波段处表现出明显的吸收特征（图2b）。该吸收特征与玉兔二号巡视器上VNIS在第3月昼探测到的岩石吸收特征相似。CR-1的VNIS光谱用Hapke模型计算出样品中矿物模式含量为7.5%橄榄石、39.3%辉石和53.2%斜长石，与其真实结果在误差范围内一致。根据该研究中数据处理方法并结合Yang et al.（2020）对嫦娥四号月表数据的光度校正，玉兔二号巡视器在第3月昼探测到的岩石更准确的矿物模式含量应为11.7%橄榄石、42.8%辉石和45.5%斜长石。巡视器在第26月昼又发现一块状月表岩石，其光谱吸收特征与第3月昼发现的岩石类似，其中矿物模式含量为3.2%橄榄石、24.6%辉石和72.2%斜长石。两月表岩石在“斜长岩-苏长岩-橄长岩”（Anorthosite-Norite-Troctolite, ANT）体系中均属于苏长岩范畴（图3）(Heiken G, 1991)，意味着嫦娥四号着陆区月壤下的岩层主要为ANT岩石。玉兔二号巡视器在第26月昼探测到的岩石含有更多的斜长石，并且更接近平均月壳的矿物组成。综上所述，嫦娥四号着陆区域的月球表面存在苏长质和斜长质的石块，分别代表了撞击熔融池中快速结晶形成的物质与平均月壳的成分。一方面，有撞击事件将月壤下伏层位物质挖掘至月球表面，这些被挖掘出来的物质具有南极艾特肯盆地（the South Pole Aitken, SPA）熔融池结晶深成岩的特征。另一方面，形成于SPA大撞击事件前的初始月壳物质也可以保留在SPA中。相关研究成果发表在Remote Sensing上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项，中科院重点部署项目，中科院创新交叉团队，国家航天局民用航天预先研究项目以及中科院地质与地球物理研究所重点部署项目的资助。图1.（a）嫦娥四号第3月昼探测的月表岩石图像；（b）月表岩石的光谱探测状态（黄色圆圈代表近红外波段光谱探测视场）；（c）本研究地面验证实验使用的岩石（CR-1）图2.（a）CR-1中单矿物可见-近红外光谱；（b）嫦娥四号第3月昼所测岩石与CR-1的VNIS测得光谱图3.嫦娥四号测得月表岩石中橄榄石-辉石-斜长石矿物组成分布（Heiken G, 1991）。图中标注了月球样品采样点，例如：A-11是Apollo 11，L-16是Luna 16，（H）和（M）分别表示高地和月海月壤

p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　作为光谱仪器的核心部件,光栅的地位举足轻重。近年来，针对我国机械刻划光栅的刻划面积及精度不足等问题，中科院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称：长春光机所)开展了一系列的技术攻关，不仅成功研制出大型高精度光栅刻划机，而且该刻划机已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　为了更深入的了解我国光栅及光谱仪器的研究现状及未来发展态势，仪器信息网编辑特别邀请到中科院长春光学精密机械与物理研究所李晓天副研究员给大家分享其在光栅及光谱仪器研发过程中的经验。 /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 356px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a4b4291-b891-4b13-b4aa-d667cb197457.jpg" title=" 微信图片_20200710094424.png" alt=" 微信图片_20200710094424.png" width=" 450" height=" 356" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 中科院长春光学精密机械与物理研究所 李晓天副研究员 /strong /p p style=" text-align: justify " span style=" font-size: 14px " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　李晓天，博士生导师，九三社员，Opt. Express等10余个权威SCI期刊审稿专家。自2006年参加工作，主要从事光电检测、衍射光栅及其在光谱技术领域应用研究等科研工作，作为项目负责人获批空间外差拉曼方面的国内第一个自然科学基金青年基金和第一个面上项目，以及吉林省技术攻关项目等 作为分系统或子课题负责人承担国家973课题、国家重大科研装备研制项目等，曾获“航天科技四院杰出青年”、“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。获授权发明专利28项，其中第一发明人12项 在Opt.Express等权威SCI/EI期刊发表论文40余篇，其中第一/通讯作者16篇。培养的博士和硕士研究生获得国家奖学金、中科院院长奖、中科院新生奖等10余种奖励,其中一名学生连续两年获国家奖学金后公派留学于美国哈佛大学 /span 。 /span /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 我国高精度平面刻划光栅已处于国际领先水平 /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　衍射光栅是最重要的一类光学色散元件，它是绝大多数光谱仪器的核心器件，其精度高低直接决定光谱仪器性能的优劣。按制作方法, 衍射光栅可分为机械刻划光栅、离子束刻蚀-全息光栅、体全息光栅等。随着国家支持力度的加大，我国各类光栅制作技术均有显著提升，与国外最高水平的差距也越来越小，特别值得一提的是，我国的机械刻划光栅制作技术已达到国际领先水平。 /p p style=" text-align: justify " 　　机械刻划光栅的性能主要由光栅刻划机的运行精度决定。据李晓天介绍，光栅刻划机是制作光栅的母机，机械刻划光栅主要是通过光栅刻划机的金刚石刻刀在光栅基底的膜层上挤压成形出一系列具有一定规则形状和间距的刻槽，在此期间，刻划机的基底工作台要不断进行精密进给运动，而金刚石刻划刀要不断进行往复运动，光栅刻划的定位精度要达到纳米量级。因此部件的加工装调精度要求极高，运行保障环境要求也极为苛刻，光栅刻划机也被誉为“精密机械之王”。 /p p style=" text-align: justify " 　　李晓天开展的光栅研究主要是针对机械刻划光栅，采访中他给大家详细介绍了自己在这方面的工作。据介绍，李晓天通过仿真分析和科研经验等，指出国产光栅刻划机刻划系统结构不够稳定是导致刻划出的光栅杂散光较大的主要原因之一，最终通过大量的实验验证了这一结论 据此，他在导师唐玉国研究员等前辈的悉心指导下，在国内率先开展了光栅刻划系统误差修正技术研究，最终使得刻划出的光栅杂散光从10 sup -3 /sup 量级降低至可达10 sup -5 /sup 量级，此外他还开展了衍射波前主动补偿、光栅性能实时检测技术等研究工作，有效提高了光栅刻划机及刻划光栅的性能。目前，李晓天及其所在的大光栅团队已研制出高精度大光栅刻划机1台，主要性能指标为：最大刻划面积：400mm× 500mm；最高刻槽密度：6000线/mm；仪器运行的短期定位误差：≤3.0nm(1σ)，并已成功制作出刻划面积为400mm× 500mm的世界最大面积中阶梯光栅,获得“吉林省科技进步一等奖”、“吉林省青年文明号”等荣誉。相关成果被中央电视台新闻联播、人民日报、科技日报、经济日报、光明日报等多家媒体进行报道。 /p p style=" text-align: justify " 　　谈到其开展的光栅相关工作，李晓天自豪的说，“就光栅定制而言，我们光栅产品价格要比国外产品低的多，国内的一些企业获得信息后，原本计划在国外采购的光栅也改为从我们单位定制采购了。”据悉，长春光机所的刻划光栅产品已在北京博晖创新光电公司、浙江大学、加拿大多伦多大学、中科院西安光机所、中科院上海技物所等单位研制的光谱仪器中得到了成功应用。其中，加拿大多伦多大学将他们研制的红外中阶梯光栅与美国Bach公司制作的194线/mm中阶梯光栅进行了对比，结果发现该光栅性能优于美国Bach公司产品，其中TM波的光栅衍射效率高出约20%左右；北京博晖创新光电公司将长春光机所的光栅产品与其购买的一块国外产品进行了对比，发现长春光机所的光栅产品性能更优。 /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 以光栅自主创新促进光谱仪器进步 核心部件国产化率亟待提升 /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　作为光谱仪器的核心部件，光栅技术的深入对光谱仪器的开发具有重要的指导意义。在完成了光栅刻划机研制之后，李晓天的研究重心转向光栅应用技术，其曾参与了中阶梯光栅光谱仪、光栅杂散光测量仪、傅立叶变换型光栅衍射效率测量仪和成像光谱仪等研究工作。特别是近几年，他开始了拉曼光谱技术的研究工作。对此，李晓天表示说，由于拉曼光谱不怕水，可以在水溶液或者水环境中实现物质的检测，做完拉曼光谱仪技术的基础研究工作以后，下一步的工作重点是要将其应用到生物医学、星际探测等与国计民生息息相关的重要领域中。 /p p style=" text-align: justify " 　　现有的拉曼光谱技术，如色散型拉曼光谱仪因存在入射狭缝，导致其在高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能方面难以兼顾。为解决以上影响拉曼光谱技术发展的关键问题，李晓天从2015年开始研发可兼具高光通量、高分辨率等以上性能的新型空间外差拉曼光谱仪，并作为项目负责人成功获批了空间外差拉曼光谱方面的国内第一个自然科学基金青年基金项目和第一个面上项目。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 312px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/0dc5b33a-9e92-4c9a-8052-ddb610c8743b.jpg" title=" 微信图片_20200710094022.png" alt=" 微信图片_20200710094022.png" width=" 600" height=" 312" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪原理样机(左)及硫磺样品的外差拉曼干涉图(右) /strong /p p style=" text-align: justify " 　　据介绍，空间外差拉曼光谱仪无入射狭缝，且整个仪器没有运动部件。通过探测器单次测量及分析，即可获得全波段的待测物拉曼光谱信息。而且仪器结构紧凑，其除探测器以外的核心光学模块的尺寸可以做到15cm× 15cm以内，因此仪器可兼具高光通量、高分辨率、宽波段、无运动部件等性能。空间外差拉曼光谱仪将在待测物拉曼信号较弱、有限载荷使用条件以及待测环境条件恶劣等方面具有较好的应用前景，此外在透射拉曼光谱领域也可以发挥其优势。 /p p style=" text-align: justify " 　　在拉曼光谱仪研究过程中，李晓天提出光栅拼接型空间外差拉曼及LIPS光谱仪、中阶梯光栅型空间外差拉曼光谱仪和空间外差型太赫兹拉曼光谱仪等新型仪器结构，并带领团队突破关键理论与技术，设计出具有棱镜视场展宽能力的高光通量空间外差拉曼仪器原理样机，其测得的硫磺等样品信号强度可达同等分辨率和测量波段范围的传统色散型仪器的100倍；给出基于三阶极小值和多子区间分割的光谱背景扣除算法，可有效解决背景光干扰等对拉曼光谱测量的影响 提出通过光阑和光学陷阱等抑制仪器杂散光的方法；提出基于中阶梯光栅多级次锥面衍射的空间外差拉曼光谱仪结构等等。 /p p style=" text-align: justify " 　　近几年，国内的一些知名企业和院校纷纷开展了拉曼光谱仪器研发工作，使得我国拉曼光谱仪研发力量得到了较大的提高，但整体来说与国际最高水平仍存在一定差距，在全球市场中所占份额较低。对此，李晓天分析到，光栅等拉曼光谱仪的核心光学元件在国产拉曼光谱仪中的国产化率并不高，主要原因是我国光栅技术水平的提升是在近几年发生的，目前国内的科研院所和企业大多还不清楚国内的机械刻划光栅水平已得到显著改善且定制价格远低于国外产品这一事实。相信随着时间的推移，我国拉曼光谱仪产品中的光栅国产化率会得到大幅度提升。此外，李晓天也提到，除了光栅以外，拉曼滤光片也是仪器的核心元件，特别是低波数拉曼滤光片尚未实现高性能产品国产化，制约着相应仪器的发展。 /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 国产光栅及光谱仪发展展望: 一代光栅对应着一代光谱仪 /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　从核心部件到仪器整机，李晓天在光学仪器研发领域已经工作了10余年。据悉，未来他还将继续开展新型高端光栅光谱仪研究工作，在高分辨率、高通量、高灵敏度光谱仪器研制方面继续开展深入的研究。不仅如此，他还计划尝试开展拉曼光谱技术在生物医学等领域的应用研究。 /p p style=" text-align: justify " 　　采访中，李晓天指出，目前国内的光栅刻划机只能刻划平面光栅，但是国内外市场对凹面光栅和凸面光栅等非平面光栅的需求也日益迫切，若能采用光栅刻划机进行非平面光栅研制，将能够有效解决现有的非平面光栅的衍射效率等性能难以满足诸多领域使用需求的难题，所以希望国家或地方政府可以对非平面光栅刻划机的研制进行专项资金投入。再者，国内外天文望远等领域对更大面积光栅仍有使用需求，不过如果直接研制可以刻划更大面积光栅的刻划机，对机械和精密控制等技术具有更高需求，需要的资金投入也较多，因此发展投入相对较低的大光栅拼接复制技术也是未来光栅技术的重要方向。此外，超环面光栅、大面积体全息光栅等其它光栅技术也应该开展深入研究。 /p p style=" text-align: justify " 　　对于我国光谱仪器研发的现状,李晓天分析到，衍射光栅是光栅光谱仪器的核心元件，在仪器研发中意义重大。但是现在国内大多数仪器厂家和单位在进行光谱仪器设计时，往往先在现有产品中选择一个测量波段等指标相对适合的光栅产品，然后根据该光栅参数进行仪器设计，这将导致仪器设计存在一定局限性。李晓天指出，大家应充分发挥光栅在光谱仪器研制中的重要作用，如根据仪器光路结构，去优化光栅参数再去定制该光栅，将大大提高仪器性能。一代光栅对应着一代光谱仪，若能进一步提出新的光栅设计参数或者新的光栅类型，则有望产生新一代光谱仪器!以新型的中阶梯光栅、离子束-刻蚀全息光栅、体全息光栅、超环面光栅、各类其它非球面光栅以及特殊类型光栅为核心元件的光谱仪器将逐步登上我国的历史舞台。 /p p style=" text-align: justify " 　　此外，对于大家关注的科研成果转化问题，李晓天也谈到，我国在光谱仪器研发方面已具有多年的经验积累，也取得了较好成绩，但是，企业与科研院所之间存在一定的技术脱节，也就是说科研院所把光谱仪器研发后，并没有与企业形成较好的对接。不过，他也提到，目前国家已经形成一些激励政策，相信未来科研院所和企业会形成的良好合作模式。 /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　附注：李晓天副研究员课题组隶属于国家光栅制造与应用工程技术研究中心(简称为国家光栅工程中心)，该中心拥有60年以上的光栅研制及光谱仪器研发经验，具有完善的光栅制造设备、丰富的光学设计及精密装调技术、光谱仪标定设备、精密微动工作台、精密光学检测仪器、光学系统计算辅助装调设备等，具有自主研制高刻线密度光栅、中阶梯光栅和多种全息光栅等能力。先后研制出中型和大型摄谱仪、红外分光光度计、紫外分光光度计、大型真空紫外单色器、空间太阳紫外光谱辐照监视器、可见和红外高分辨率成像光谱仪、中阶梯光栅光谱仪、凸面光栅光谱仪、微型生化分析仪、近红外水分分析仪、近红外粮食成分分析仪、荧光在线水中油测试仪等仪器。 /span /p

近日，英国豪迈旗下的微型光谱仪的领导者海洋光学发布了一款全新纳米海绵状SERS芯片。该芯片具有更低背景噪音、更高激光功率承受力、更宽泛波长激光选择与更长货架存放期，实属拉曼增强的理想选择。同时，还提供各种不同波段范围的拉曼模块和ID Raman系列(包括638nm的拉曼系列)。　　纳米海绵状SERS芯片的优势　　更低的背景噪音：这对非常低浓度物质的拉曼分析非常有利 　　高激光功率承受能力：有别于之前发布的纸质基板的SERS芯片，这款金属/玻璃基底的SERS芯片能承受功率非常高的激光入射(为了提高拉曼信号强度)，而样品的性能不会发生改变 　　适用于不同波长激光：新的SERS芯片包括了金(Au)和银(Ag)基底，532拉曼系统推荐使用Ag基底的，785拉曼系统推荐使用Au基底。而处于这两者中间波长的632nm的拉曼系统对Au和Ag基底响应都很好 　　更长货架存放期：在长时间存放后，新版SERS芯片的纳米海绵结构相对于纸质基板的会更稳定，而且不会受室温环境的影响，从生产到货架存放6个月以后，还能保证纳米材料结构的稳定，甚至在存放1年或者更久之后，SERS芯片还能在拉曼测试中展示很好的性能。　Sers 芯片Sers芯片细节图　　适用于532,638和785拉曼，针对638nm的拉曼响应度最好 　　更长的存放期，相对于纸质基板的1--3个月的保存期，SP 纳米海绵SERS芯片可以在常温下存储6个月或更久 　　适用于高能量激光，而且可以确保SERS芯片的整个性能稳定，背景基线也非常低。　　典型应用　　爆炸物　　纳米海绵技术的开发就是为了检测爆炸物和化学武器，与其他生产技术相比，这款SERS芯片的性能明显优于同类产品。　　食品安全　　基于新版SERS芯片对大多数农残的测试 ，最低检出限能到1ppm，另外比如对违法食品添加剂三聚氰胺的检测，在痕量水平都能被检测到。　　反伪造　　通过在燃油中添加拉曼标记物，来判定燃油的真伪，便于政府部门监管。　　痕量污染物检测　　通过痕量污染物拉曼监测，可以对产品生产和化学反应进行反应、过程监控。　　该如何选择SERS芯片?　　海洋光学使用不同的激发波长和测量样品对三种SERS芯片进行了测试和研究，比如，使用785nm的激光配合SERS-Ag，发现三聚氰胺有最强的拉曼响应，但是SERS-Au和SERS-SP的表现也相当不错。　　下表对不同激发波长的拉曼测试情况作了总结，可供大家参考：Laser wavelengthRAM-SERS-AURAM-SERS-AGRAM-SERS-SP532nm-Rhodamine 6G-638nmMalachite green, crystal violetRhodamine BExplosives785nmBPE,E.coli,pesticidesMelamine-

2015年4月5日至8日，第二十届华南国际口腔展览会在广州市中国进出口商品交易会琶洲展馆C区开展，该展会为中国国内举办的历史较为悠久的专业国际口腔展览会。在本次展会上，滨松中国主要在口内、全景、头颅和CBCT四个牙科数字化影像应用方面，呈现了基于滨松丰富产品种类的专业牙科影像光电探测器解决方案。滨松中国展台如今，牙科诊断已经进入了“数字时代”，图像传感器作为数字化成像的核心器件，在这个“新时代”的发展进程中扮演着至关重要的角色。作为拥有60余年光电产品研发历史的企业，滨松公司拥有着种类齐全的牙科影像用探测器产品系列，无论是CCD探测器、非晶硅探测器，还是CMOS探测器，滨松都可以最大程度地满足客户对探测器种类，以及参数性能等的不同需求。除此之外，拥有全线产品的优势，也使滨松在探测器的推荐、对比和选型辅助上，能够更加客观的关注客户的真实需求，并为其提供最贴合实际应用的探测器解决方案。与客户进行产品技术的交流欢迎关注滨松中国官方微信号相关产品信息：

随着城市的发展，“下雨看海”已经成为了些城市的常态。但是如何才能逐渐避免这样的状态？现在国家防汛抗旱总指挥部提出了建设“海绵城市”以改变城市内涝的状态。据国家防汛抗旱总指挥部的不完全数据统计，过去三年内我国超过360个城市遭遇内涝，今年以来已有41座城镇因暴雨被淹，已经直接造成了约350亿元的经济损失，间接的损失更无法估量。我国今年试点建设16个"海绵城市"难道人们面对“下雨看海”就束手无策吗？答案显然是否定的。住房城乡建设部副部长陆克华9日在国务院新闻办举行的国务院政策例行吹风会上说,按照国务院要求,财政部、住房城乡建设部、水利部选择了16个城市今年开展试点。我们小时候应该都玩过海绵，对其强大的吸水蓄水能力更是记忆深刻，海绵城市的构想也因此而来。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水"释放"并加以利用，实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”。污水处理设备、环境监测仪器大有可为海绵城市的建设，必然伴随的是新的投资潜力。为支持海绵城市建设的试点工作，中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助，时间为三年，直辖市每年6亿元，省会城市每年5亿元，其他城市每年4亿元。众所周知，出现“下雨看海”的状况，归根究底是城市综合性排水系统的不完善，所以建设海绵城市其实就是完善城市综合性排水系统，那么必然就会涉及污水处理、环境监测和生态修复等工作，所以各方人马要鼓足干劲了，抢先占得市场就占得先机，这个道理大家都知道，目前全国已有130对各城市制订了海绵城市建设方案，如若哪一方的设备在试点建设中表现突出，那么在后面的市场占领上可以说稳立不败之地。海绵城市要最大可能的实现吸水、蓄水、渗水和净水，就净水市场来说，应该会成为各环保公司争夺的蛋糕。要进行污水处理，提升泵、生物反应器、循环泵、膜组件、消毒装置等久必不可少，离心机、污泥脱水机、曝气机、微滤机、气浮机等亦大有可为。经过处理的水体必然不能久存于城市，那就需要排放出去，如何保障所排放的水体安全无污染，水体不黑臭，不会对环境造成破坏？这时候就需要环境监测仪器来出力。除了常用的诸如水质毒性分析仪/水质生物毒性分析仪、水质分析仪/多参数水质分析仪、余氯测定仪/二氧化氯测定仪、水质重金属检测/监测仪、水中VOC监测仪、水质常规五参数监测仪、氨氮测定仪、氨氮分析仪、总氮测定仪、水质在线自动监测系统、总磷测定仪、离子检测仪等等水质分析仪器以外，还应设置生态环境遥感系统、监测仪器运行状态监视仪等其他环保治理设施，力求全面达成海绵城市的建设目标，让城市远离“下雨看海”。总之，海绵城市的建设是一个只能往前，不能往后的过程，抓好这个时间表，无论是对市场的发展还是环境的修复，都有巨大的意义。来源:中国仪表网

激光雷达介绍 　　激光雷达 　　LiDAR(LightLaser Deteetion and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称。 　　用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。 激光雷达的历史 　　自从1839年由Daguerre和Niepce拍摄第一张像片以来，利用像片制作像片平面图(X、Y)技术一直沿用至今。到了1901年荷兰人Fourcade发明了摄影测量的立体观测技术，使得从二维像片可以获取地面三维数据(X、Y、Z)成为可能。一百年以来，立体摄影测量仍然是获取地面三维数据最精确和最可靠的技术，是国家基本比例尺地形图测绘的重要技术。 　　随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用，数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来，并且相应的软件和数字立体摄影测量工作站已在生产部门普及。但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化，如航空摄影-摄影处理-地面测量(空中三角测量)-立体测量-制图(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本没有大的变化。这种生产模式的周期太长，以致于不适应当前信息社会的需要，也不能满足&ldquo 数字地球&rdquo 对测绘的要求。 　　LIDAR测绘技术空载激光扫瞄技术的发展，源自1970年，美国航天局（NASA）的研发。因全球定位系统（Global PositioningSystem、GPS）及惯性导航系统（InertialInertiNavigation System、INS）的发展，使精确的即时定位及姿态付诸实现。德国Stuttgart大学于1988到1993年间将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合，形成空载激光扫描仪（Ackermann-19）。之后，空载激光扫瞄仪随即发展相当快速，约从1995年开始商业化，目前已有10多家厂商生产空载激光扫瞄仪，可选择的型号超过30种（Baltsavias-1999）。研发空载激光扫瞄仪的原始目的是观测多重反射（multiple echoes）的观测值，测出地表及树顶的高度模型。由于其高度自动化及精确的观测成果用空载激光扫瞄仪为主要的DTM生产工具。 　　激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径，而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益，展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比，具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前，广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据，机载LIDAR技术正好满足这个需求，因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。 　　快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提，因此，开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下，国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。 　　由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序，它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定&ldquo 规范&rdquo 的基本原则，都要求前一工序的成果所包含的误差，对后一工序的影响应为最小。因此，通过研究机载激光雷达作业流程，优化设计作业方案来提高数据质量，是非常有意义的。 LiDAR的基本原理 　　LIDAR是一种集激光，全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。它又分为目前日臻成熟的用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统，这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量，这也正是LIDAR一词的英文原译，即：LIght Detection And Ranging - LIDAR。 　　激光本身具有非常精确的测距能力，其测距精度可达几个厘米，而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素，还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展，通过LIDAR从移动平台上（如在飞机上）获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。 　　LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度，激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向，就可以准确地计算出每一个地面光斑的座标X，Y，Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例而言，一个频率为每秒一万次脉冲的系统，接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言，LIDAR系统的地面光斑间距在2-4m不等。 激光雷达的妙用 　　激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统，其原理和构造与激光测距仪极为相似。科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达，把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。激光雷达的作用是能精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状，探测、识别、分辨和跟踪目标。经过多年努力，科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 　　直升机障碍物规避激光雷达 　　目前，激光雷达在低空飞行直升机障碍物规避、化学／生物战剂探测和水下目标探测等方面已进入实用阶段，其它军事应用研究亦日趋成熟。 　　直升机在进行低空巡逻飞行时，极易与地面小山或建筑物相撞。为此，研制能规避地面障碍物的直升机机载雷达是人们梦寐以求的愿望。目前，这种雷达已在美国、德国和法国获得了成功。 　　美国研制的直升机超低空飞行障碍规避系统，使用固体激光二极管发射机和旋转全息扫描器可检测直升机前很宽的空域，地面障碍物信息实时显示在机载平视显示器或头盔显示器上，为安全飞行起了很大的保障作用。 　　德国戴姆勒.奔驰宇航公司研制成功的Hel??las障碍探测激光雷达更高一筹，它是一种固体1．54微米成像激光雷达，视场为32度× 32度，能探测300―500米距离内直径1厘米粗的电线，将装在新型EC―135和EC―155直升机上。 　　法国达索电子公司和英国马可尼公司联合研制的吊舱载CLARA激光雷达具有多种功能，采用CO2激光器。不但能探测标杆和电缆之类的障碍，还具有地形跟踪、目标测距和指示、活动目标指示等功能，适用于飞机和直升机。 　　化学战剂探测激光雷达 　　传统的化学战剂探测装置由士兵肩负，一边探测一边前进，探测速度慢，且士兵容易中毒。 　　俄罗斯研制成功的KDKhr―1N远距离地面激光毒气报警系统，可以实时地远距离探测化学毒剂攻击，确定毒剂气溶胶云的斜距、中心厚度、离地高度、中心角坐标以及毒剂相关参数，并可通过无线电通道或有线线路向部队自动控制系统发出报警信号，比传统探测前进了一大步。 　　德国研制成功的VTB―1型遥测化学战剂传感器技术更加先进，它使用两台9― 11微米、可在40个频率上调节的连续波CO2激光器，利用微分吸收光谱学原理遥测化学战剂，既安全又准确。 　　机载海洋激光雷达 　　传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式，声纳可分为主动式和被动式，可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备，通过发射大功率窄脉冲激光，探测海面下目标并进行分类，既简便，精度又高。 　　迄今，机载海洋激光雷达已发展了三代产品。20世纪90年代研制成功的第三代系统以第二代系统为基础，增加了GPS定位和定高功能，系统与自动导航仪接口，实现了航线和高度的自动控制。 　　成像激光雷达可水下探物 　　美国诺斯罗普公司为美国国防高级研究计划局研制的ALARMS机载水雷探测系统，具有自动、实时检测功能和三维定位能力，定位分辨率高，可以24小时工作，采用卵形扫描方式探测水下可疑目标。 美国卡曼航天公司研制成功的机载水下成像激光雷达，最大特点是可对水下目标成像。由于成像激光雷达的每个激光脉冲覆盖面积大，因此其搜索效率远远高于非成像激光雷达。另外，成像激光雷达可以显示水下目标的形状等特征，更加便于识别目标，这已是成像激光雷达的一大优势。 History and Vision History Velodyne's expertise with laser distance measurement started by participating in the 2005 Grand Challenge sponsored by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).A race for autonomous vehicles across the Mojave desert, DARPA's goal was to stimulate autonomous vehicle technology development for both military and commercial applications. Velodyne founders Dave and Bruce Hall entered the competition as Team DAD (Digital Audio Drive), traveling 6.2 miles in the first event and 25 miles in the second. The team developed technology for visualizing the environment, first using a dual video camera approach and later developing the laser-based system that laid the foundation for Velodyne's current products. The first Velodyne LIDAR scanner was about 30 inches in diameter and weighed close to 100 lbs. Choosing to commercialize the LIDAR scanner instead of competing in subsequent challenge events, Velodyne was able to dramatically reduce the sensor's size and weight while also improving performance. Velodyne's HDL-64E sensor was the primary means of terrain map construction and obstacle detection for all the top DARPA Urban Challenge teams. Vision Velodyne's ultimate vision for its LIDAR technology is simple: to save lives. We see the day where this sensor technology is deployed on every vehicle in the world. While traditional LIDAR sensors have relied on fixed electronics and rotating mirrors to deliver a 3-D terrain map, the rotation of an entire array of multiple fixed lasers has proven to be a quantum leap forward in sensing technology. This accomplishment has been termed a "disruptive event" by car safety research groups, who see the technology as a reason to rethink all that we know about vehicle sensors and the safety systems they enable. Until the day when we help eliminate automobile-relatedcasualties, Velodyne plans to market its unique LIDAR technology wherever sophisticated 3-D environment understanding is required: robotics, map capture, surveying, autonomous navigation, automotive safety ystems, and industrial applications. 激光雷达介绍 　　激光雷达 　　LiDAR(LightLaser Deteetion and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称。 　　用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。 激光雷达的历史 　　自从1839年由Daguerre和Niepce拍摄第一张像片以来，利用像片制作像片平面图(X、Y)技术一直沿用至今。到了1901年荷兰人Fourcade发明了摄影测量的立体观测技术，使得从二维像片可以获取地面三维数据(X、Y、Z)成为可能。一百年以来，立体摄影测量仍然是获取地面三维数据最精确和最可靠的技术，是国家基本比例尺地形图测绘的重要技术。 　　随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用，数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来，并且相应的软件和数字立体摄影测量工作站已在生产部门普及。但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化，如航空摄影-摄影处理-地面测量(空中三角测量)-立体测量-制图(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本没有大的变化。这种生产模式的周期太长，以致于不适应当前信息社会的需要，也不能满足&ldquo 数字地球&rdquo 对测绘的要求。 　　LIDAR测绘技术空载激光扫瞄技术的发展，源自1970年，美国航天局（NASA）的研发。因全球定位系统（Global PositioningSystem、GPS）及惯性导航系统（InertialInertiNavigation System、INS）的发展，使精确的即时定位及姿态付诸实现。德国Stuttgart大学于1988到1993年间将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合，形成空载激光扫描仪（Ackermann-19）。之后，空载激光扫瞄仪随即发展相当快速，约从1995年开始商业化，目前已有10多家厂商生产空载激光扫瞄仪，可选择的型号超过30种（Baltsavias-1999）。研发空载激光扫瞄仪的原始目的是观测多重反射（multiple echoes）的观测值，测出地表及树顶的高度模型。由于其高度自动化及精确的观测成果用空载激光扫瞄仪为主要的DTM生产工具。 　　激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径，而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益，展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比，具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前，广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据，机载LIDAR技术正好满足这个需求，因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。 　　快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提，因此，开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下，国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。 　　由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序，它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定&ldquo 规范&rdquo 的基本原则，都要求前一工序的成果所包含的误差，对后一工序的影响应为最小。因此，通过研究机载激光雷达作业流程，优化设计作业方案来提高数据质量，是非常有意义的。 LiDAR的基本原理 　　LIDAR是一种集激光，全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。它又分为目前日臻成熟的用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统，这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量，这也正是LIDAR一词的英文原译，即：LIght Detection And Ranging - LIDAR。 　　激光本身具有非常精确的测距能力，其测距精度可达几个厘米，而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素，还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展，通过LIDAR从移动平台上（如在飞机上）获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。 　　LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度，激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向，就可以准确地计算出每一个地面光斑的座标X，Y，Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例而言，一个频率为每秒一万次脉冲的系统，接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言，LIDAR系统的地面光斑间距在2-4m不等。 激光雷达的妙用 　　激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统，其原理和构造与激光测距仪极为相似。科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达，把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。激光雷达的作用是能精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状，探测、识别、分辨和跟踪目标。经过多年努力，科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 　　直升机障碍物规避激光雷达 　　目前，激光雷达在低空飞行直升机障碍物规避、化学／生物战剂探测和水下目标探测等方面已进入实用阶段，其它军事应用研究亦日趋成熟。 　　直升机在进行低空巡逻飞行时，极易与地面小山或建筑物相撞。为此，研制能规避地面障碍物的直升机机载雷达是人们梦寐以求的愿望。目前，这种雷达已在美国、德国和法国获得了成功。 　　美国研制的直升机超低空飞行障碍规避系统，使用固体激光二极管发射机和旋转全息扫描器可检测直升机前很宽的空域，地面障碍物信息实时显示在机载平视显示器或头盔显示器上，为安全飞行起了很大的保障作用。 　　德国戴姆勒.奔驰宇航公司研制成功的Hel??las障碍探测激光雷达更高一筹，它是一种固体1．54微米成像激光雷达，视场为32度× 32度，能探测300―500米距离内直径1厘米粗的电线，将装在新型EC―135和EC―155直升机上。 　　法国达索电子公司和英国马可尼公司联合研制的吊舱载CLARA激光雷达具有多种功能，采用CO2激光器。不但能探测标杆和电缆之类的障碍，还具有地形跟踪、目标测距和指示、活动目标指示等功能，适用于飞机和直升机。 　　化学战剂探测激光雷达 　　传统的化学战剂探测装置由士兵肩负，一边探测一边前进，探测速度慢，且士兵容易中毒。 　　俄罗斯研制成功的KDKhr―1N远距离地面激光毒气报警系统，可以实时地远距离探测化学毒剂攻击，确定毒剂气溶胶云的斜距、中心厚度、离地高度、中心角坐标以及毒剂相关参数，并可通过无线电通道或有线线路向部队自动控制系统发出报警信号，比传统探测前进了一大步。 　　德国研制成功的VTB―1型遥测化学战剂传感器技术更加先进，它使用两台9― 11微米、可在40个频率上调节的连续波CO2激光器，利用微分吸收光谱学原理遥测化学战剂，既安全又准确。 　　机载海洋激光雷达 　　传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式，声纳可分为主动式和被动式，可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备，通过发射大功率窄脉冲激光，探测海面下目标并进行分类，既简便，精度又高。 　　迄今，机载海洋激光雷达已发展了三代

10月4日，记者从中国载人航天工程网获悉，载人航天工程空间应用系统副总设计师张善从表示，天宫一号将安排开展空间材料科学、空间环境探测和对地观测三个方面的空间科学实验。在对地观测方面，天宫一号将实验一种高分辨率光谱相机，实现对地球进行光谱探测。 　　光谱观测设备注重实验性质 　　据介绍，这次天宫一号对地观测将首次实验短波红外光谱仪探测，天宫一号上使用的对地观测设备与遥感系列卫星星载对地观测设备不同，后者使用的技术与设备都具有较高的成熟度，可直接应用 前者则注重实验性质，实验成功后观测设备才会用于卫星使用。 　　张善从说，未来中国的载人空间站也将是一个长期有人照料的国家级太空实验室，将支持几十个到上百个学科空间实验的开展。 　　探测设备分辨率最高可达10米 　　据悉，目前天宫一号已进入距离地面354千米的近圆轨道，并展开在轨测试工作。 　　张善从介绍，比如最近渤海漏油事件，普通的相机看不出来海面的变化情况，通过光谱仪可探测石油泄漏影响的海域面积，以及对海洋生态环境的破坏情况等。 　　据悉，这种光谱相机是国内第一种短波红外光谱探测设备，也是目前国内空间分辨率最高的一种设备，其空间分辨率最高将达到10米，而国外同类型仪器的空间分辨率都是百米量级的，甚至有1000米量级的。 　　据悉，在空间材料科学方面，将开展复合胶体晶体生产实验，复合胶体晶体生产是目前空间材料科学研究的热点，其中最具代表性的是光子晶体，被比喻为21世纪可能会带来信息技术革命的新材料。

一块不起眼的海绵，加上一点更不起眼的碳黑，就可以造出超灵敏的压力检测器。近日，来自四川大学高分子研究所卢灿辉与张新星研究团队就发明出了这样的用于压力灵敏检测的复合材料。　　柔性高灵敏压力检测装置在诸多领域都有着重要的应用，如机器人设计、电子皮肤、医用器械等。压电材料是这个领域的一大“法宝”，但是它在检测低值压力方面往往捉襟见肘。近些年来，虽然学界通过微纳组装材料的设计能解决上述难题，但成本居高不下。卢灿辉与张新星研究团队的最新研究成果，在保留了压力传感材料的优异性能外，极大地降低了其制作成本。　　物美价廉的材料　　他们的方案是使用普通聚氨酯海绵和碳黑，利用特殊的层层组装技术，研究者可以将多层带相反电荷的碳黑颗粒较均匀地涂覆在海绵的骨架之上。之所以利用了碳黑，是为了让海绵获得导电性质。这种方式制作的材料成本为5分/cm3。　　(图a：制作碳黑@聚氨酯海绵的基本过程。图b&c：复合了碳黑前后的海绵。图d-f：初始聚氨酯海绵的SEM图。图g-i：表面复合了碳黑的海绵的SEM图。)　　那么，这样一种海绵为什么能够检测压力呢?原来，海绵在受到压力后，其骨架上的碳黑涂层会受到破坏，产生一些微小的缝隙，这些缝隙会造成宏观上的导电性能的下降，因此只要监测海绵的导电性，就可以检测压力的变化。　　(图c&d：压缩后海绵骨架上可以观察到的微小裂缝。图g&h：无压力和施加压力状态下的海绵骨架。图i：先后经过微小形变与巨大形变的海绵骨架示意图。)　　值得一提的是，如果形变继续增加，海绵骨架之间就会彼此接触，因此宏观导电性能反而会上升。因此，压力与导电性能的关系体现为上述两种影响方式的协同效果。也正是因为这两种关系的存在，材料对于微小形变与巨大形变都可以监测。此外，材料有着很好的耐用性，经过多达5000次的循环形变后，主要指标依旧可以维持。同时具有超快的响应速度(20ms)。　　(图i：将材料构成电路，可以检测出吹气带来的压力变化。不同力度的吹气产生的响应电流有着明显的不同，表明这种材料具有非常高的灵敏度。图j：在材料上放置一粒大米带来的压力也能被检测出来。)　　多样的使用场景　　这种材料的应用非常多样，研究者用其构建了声音识别装置与动作识别装置。　　(图a:研究者将其粘在喉咙处。利用生理活动过程对材料施加的微小压力来监测不同的行为。图b：周期性地说出bee，dog，snake，mosquito等不同的单词，产生的电流模式也明显不同。图c-e：喉咙进行吞咽、咳嗽、咀嚼等不同的动作时，其电流模式也明显不同。)　　以上说明了这种材料在监测微小形变上的应用。在巨大形变上的监测表现上也同样适用。　　(在手指处或者肘部粘贴这种材料并构建电路，弯曲手指或者肘部均可以检测到电流的巨大变化。)　　另外，这种材料也可以监测脉搏，或构建电子“皮肤”。　　该课题组的这项发明，有望在多种可穿戴设备、医疗设备、电子设备中得到应用。

（本文部分内容及图片来自公众号： 高分子科学前沿，顶刊动态）成果简介2021年12月1日，Nature刊发题为“In situ Raman spectroscopy reveals the structure and dissociation ofinterfacial water”（《原位拉曼光谱揭示界面水分子结构和其解离过程》）的研究论文。厦门大学化学化工学院李剑锋教授课题组与北京大学深圳研究生院潘锋教授课题组合作，利用原位表面增强拉曼光谱技术，共同揭示了钯单晶电极界面水分子构型及其在析氢反应中的核心机制，为提升电催化反应速率提供了一种新的策略，解开了界面水分子结构如何调控电催化反应这一科研难题。背景介绍电催化可加速由固液界面上的电势驱动的化学反应，这可能是全球经济可持续发展的关键因素，因为它可以将来自可再生能源的电能直接转化为绿色燃料，例如氢气。其中水分子直接参与到众多重要的电催化反应之中，了解水在固-液界面的结构和动态过程是表面科学、能源科学和催化领域的一个极其重要的课题。然而，处于电极/溶液界面的水分子，作为反应过程的重要研究对象，数目远远低于体相水分子，而电极电势的实时变化又将极大影响真实的反应进程，必须在电场控制的条件下进行原位研究才能如实获得相关信息。关于界面水分子在电催化反应过程中的结构变化与作用机制的研究可谓困难重重。图文导读厦门大学李剑锋教授课题组与北京大学深圳研究院潘锋教授课题组利用使用电化学、原位拉曼光谱和计算技术，在电催化析氢反应过程中，对钯单晶电极/溶液界面水分子的构型及其动态变化过程进行实时监测。图1. 探测Pd(hkl)表面上的界面水图2. 界面水的拉曼光谱作者发现，除了已知的含有氢键的水分子，界面上还有一类与阳离子键合的水分子。直接光谱证据表明界面水由氢键和水合Na+离子水组成。在HER电位下，由于偏置电位和Na+离子作用，无序的水分子排布成更为有序的特殊结构，这种结构可以加速电极与水分子间的电荷转移，进而极大提升电催化反应析氢的速率，为指导绿色制氢提供新的理论途径。本文还探讨了电解质和电极表面对界面水的影响，发现会影响水的结构。因此，通过局部阳离子调整策略，使有序界面水能够提高电催化反应速率。图3. 水分解图4. 界面水的HER曲线和拉曼光谱仪器推荐工欲善其事，必先利其器。本研究中，拉曼光谱的检测使用了HORIBA XploRA PLUS智能型全自动拉曼光谱仪。XploRA PLUS拥有高灵敏度、高分辨率，可实现激发波长全自动切换。除具备通常的拉曼光谱测量功能外，可实现超快速拉曼光谱成像、荧光成像、超快速PL光谱成像等。适合化学、纳米、材料、食品、药品、地质、考古、物证鉴定、珠宝鉴定等领域。HORIBA XploRA PLUS智能型全自动拉曼光谱仪扫码咨询产品课题组介绍李剑锋男，厦门大学化学化工学院教授。2003年本科毕业于浙江大学；2010年在厦门大学获得博士学位；2011-2014年分别在瑞士伯尔尼大学和瑞士苏黎世联邦理工学院从事博士后研究。主要研究领域为核壳纳米结构、表面等离激元、表面增强拉曼光谱、表面增强荧光光谱、电化学、界面光电催化、食品环境公共安全领域的拉曼光谱快速检测等。以第一作者或通讯作者身份在Nature、Nature Energy、Nature Mater.、Nature Protoc.、Nature Commun.、Science Adv.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Rev.等国际高水平学术刊物上发表论文100余篇，被SCI他引6000余次，授权专利5项，撰写英语书章节4部。担任J. Phys. Chem.的高级编辑、Anal. Chem.、Adv. Opt. Mater.、ChemElectroChem等国际期刊编委。曾获基金委“杰出青年基金”、基金委“优秀青年基金”、国家自然科学二等奖（排名第三）、中国青年科技奖、入选中组部“万人计划”-科技创新领军人才、中组部高层次人才-青年项目、全国百篇优秀博士论文奖。潘锋北京大学教授，博士生导师，北京大学讲席教授、北京大学深圳研究生院新材料学院创院院长。潘锋教授已发表包括2篇《自然.纳米技术》在内的SCI代表性论文250余篇，其中影响因子10及以上和自然指数论文120余篇，3项国际发明专利和近80项国内专利申请，授权发明专利27项。潘锋教授目前聚焦探索基于图论的结构化学的新范式和新能源材料基因科学与工程，包括探索材料的结构“基因”、材料高通量的计算、合成与检测及数据库等“材料基因组”工程及用于加速“清洁能源及关键材料研发”，包括新型太阳能电池、热电发电、储能和动力电池及关键材料的跨学科的基础研究和应用，具有十多年在国际大公司从原创基础研究到创新产品产业化的经历 。荣誉及奖励：2015-18连续四年入选爱思唯尔中国高被引学者；2016年国际电动车电池协会（ABAA10）杰出研究奖；2018年获得美国电化学协会“ECS电池领域科技创新奖”。文献信息Wang, YH., Zheng, S., Yang, WM. et al. In situ Raman spectroscopy reveals the structure anddissociation of interfacial water. Nature 600, 81–85 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04068-z扫码查看文献

杜克大学（Duke University）的研究人员发现了一个基本但令人惊讶的事实：与实验室培养皿相比，厨房海绵更适合培养各种细菌群落。这不仅仅是由于被困的剩菜剩饭让聚集在周围的微生物聚宝盆如此快乐和富有成效，还有海绵本身结构的原因。研究结果发表在《自然化学生物学》杂志上。在一系列实验中，科学家们展示了各种微生物物种如何根据其结构环境的因素（如复杂性和规模）影响彼此的种群动态。一些细菌在一个多样化的群体中茁壮成长，而另一些则喜欢独居。而一个让这两种群体都能过上最好生活的物理环境，将带来最强的生物多样性水平。土壤提供了最佳的混合居住环境——厨房海绵也是如此杜克大学生物医学工程师表示，他们的研究结果表明，使用细菌来完成清理污染或生产商业产品等任务的行业应该考虑结构环境。杜克大学（Duke）生物医学工程教授尤令冲（Lingchong You）说：“细菌就像是经历过大流行的人——有些人发现很难被隔离，而另一些人却茁壮成长。我们已经证明，在一个物种之间既有积极的相互作用，也有消极的相互作用的复杂群落中，存在一种中等程度的整合，将最大限度地实现其整体共存。”微生物群落在自然界中存在不同程度地混合。土壤为不同种群的生长提供了许多角落和缝隙，而无需与邻居进行太多互动。叶子顶部的水滴也是如此。目前，人类通常把许多细菌物种放在一个无结构的容器中生产酒精、生物燃料和药物等商品，例如放在一个盘子甚至一个大桶里。而在他们的实验中，展示了当下工业届开始对他们的制造工作采取结构性的方法，这种努力可能是明智的。研究人员对大约80种不同的大肠杆菌菌株进行了条形码编码，以便跟踪它们的种群增长。然后，他们在实验室的生长板上以不同的组合将这些细菌与各种各样的潜在生存空间进行混合，从六个大井到1536个小井不等。大井模拟了微生物物种可以自由混合的环境，而小井模拟了物种可以独自生存的空间。结构环境的影响无论栖息地大小，结果都是一样的。从少数物种开始的小井最终演变成一个只有一两个菌株存活的群落。类似地，以广泛的生物多样性开始的大井也结束了实验，只剩下一两个物种。“小环境确实伤害了依赖与其他物种相互作用才能生存的物种，而大环境则淘汰了不适应这些相互作用的成员（孤独者），”研究者表示，“但中间的分配使微生物群落中的幸存者具有最大的多样性。”研究结果为研究不同细菌群落的研究人员建立了一个框架，开始测试什么样的结构环境最适合他们的研究对象。他们还指出了为什么厨房海绵对微生物来说是如此有用的栖息地。它模仿健康土壤中不同程度的分离，提供不同的分离层，并提供了不同大小的公共空间。为了证明这一点，研究人员还用一条普通家用海绵进行了实验。结果表明，与他们测试的任何实验室设备相比，它是一个更好的微生物多样性培养箱。“事实证明，海绵是一种非常简单的方法，可以实现多层次的分配，以增强整个微生物群落，也许这就是为什么它真的很脏——海绵的结构就是微生物的完美家园。”原始出版物：吴飞伦等：《通过空间分配调节微生物群落动态》，自然化学生物学（2022）；内政部：10.1038/s41589-021-00961-w。Feilun Wu et al.: Modulation of Microbial Community Dynamics by Spatial Partitioning , Nature Chemical Biology (2022) DOI: 10.1038/s41589-021-00961-w.符斌 供稿

光谱起源于17 世纪，1666 年物理学家牛顿第一次进行了光的色散实验。他在暗室中引入一束太阳光，让它通过棱镜，在棱镜后面的白屏上，看到了红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的光分散在不同位置上—即形成一道彩虹。这种现象叫作光谱。这个实验就是就是光谱的起源，然而自牛顿以后，一直没有引起人们的关注。 直到1859年克希霍夫和本生为了研究金属的光谱，自己设计和制造了一种完善的分光装置，这个装置就是世界上第一台实用的光谱仪器，研究火焰、电火花中各种金属的谱线，从而建立了光谱定性分析的初步基础。 1882 年，罗兰发明了凹面光栅，即是把划痕直接刻在凹球面上。凹面光栅实际上是光学仪器成象系统元件的合为一体的高效元件，它解决了当时棱镜光谱仪所遇到的不可克服的困难。凹面光栅的问世不仅简化了光谱仪器的结构，而且还提高了它的性能。 在积累了30多年光谱定性分析的经验后，光谱理论迅速发展，在1930年以后，罗马金和赛伯提出定量的经验公式，建立了光谱定量分析方法，从此光谱分析法进入定性、定量分析的新纪元，在工业方面得到了广泛的应用。 发射光谱的基本原理是处于基态的原子在受到光、电或热激发时，由基态跃迁到激发态，激发态为不稳定态，再返回到基态时，发射出特征光谱。 所以发射光谱分析的基本过程即为： 因此，发射光谱仪的基本结构由激发系统、真空系统、分光系统、检测系统以及计算机系统组成。在光谱应用和仪器发展的过程中，出现了很多不同类型的激发光源，根据激发光源类型的不同，发射光谱仪也可分为以下不同的类型，而目前火花、电感耦合等离子体、X射线为应用最广泛的激发光源。 现代社会的基础建设少不了钢铁等金属材料的大量使用，金属材料的质量如何决定着工程的最后质量，所以钢铁基础建材的质量把控也由此成了工程整体质量管理的核心；与此同时，不合格的基材、使用后的残料如何处理也是一个关乎环境保护以及经济循环的重要问题。 Elementar（德国元素）公司基于自身一百多年的材料分析经验，结合了目前金属材料检测和金属回收的分析场景，经过多年的精心研发，于2020这一非凡之年，推出了目前市场上最轻便的移动式火花直读光谱仪—ferro.lyte.△传统火花光谱仪结构示意图 ferro.lyte采用传统火花激发光源，结合经典的凹面光栅罗兰圆结构，并创新的采用了新型CMOS检测器代替了CCD检测器，CMOS检测器紫外灵敏度更高，实现非金属元素（N、C、S、P）更精准的分析。CMOS具备防光晕技术，提高光学系统分辨率，提升仪器检测限。更强的抗干扰能力，保证数据稳定性。 ferro.lyte移动式直读光谱仪能够满足不同的使用场景，既不需要繁琐的样品前处理，也不需要对样品进行切割移动，同时还可完美地检测C、P、S的轻原子序数的元素。ferro.lyte采用了Elementar专利的CONLYTE® 技术，可以实现双相不锈钢中N元素的检测，同时也拥有媲美台式直读光谱的精度和稳定性，为任何使用场景都可提供一个完美的解决方案。 All-in-one的设计理念赋予了ferro.lyte无与伦比的移动性，16Kg的重量（不含钢瓶）刷新了您对移动式直读光谱仪的重量认知，集成的钢瓶托架让您的分析无时无刻，无处不在！同时，配套的移动小车能够让您随心所欲驾控您的检测环境。 目前，移动式直读光谱仪已被广泛的用于各个行业，如钢铁、大型阀门、特种管道（石油管道）、压力容器等，以及用于一些特殊的难以触及检测的桥梁管道等，为大基建的钢筋铁骨保驾护航！

继“水十条”后，黑臭水体治理近日再次成为亲民的环保话题。日前，由住房城乡建设部会同相关部门组织制订的《城市黑臭水体整治工作指南》正式公布，将建立全国城市黑臭水体整治监管平台。结合“水十条”目标，管网新建改造、污水厂改扩建升级、雨水初期污染和其他面源治理、海绵城市、畜禽养殖治理等与黑臭水体有关的投资均考虑在内的话，未来几年内全国各城市投入资金需求将不少于5000亿元，黑臭水体治理市场空间广阔。 　　城市黑臭水体治理大幕开启 5千亿蓝海浮出水面　　　　全国城市黑臭水体整治监管平台有望建立　　　　黑臭水体治理近日在业内再次掀起了巨浪。据9月11日住建部消息，由住房城乡建设部会同相关部门组织制订的《城市黑臭水体整治工作指南》（以下称，《指南》）日前正式公布，自此，住房城乡建设部将会同环境保护部等部门，建立全国城市黑臭水体整治监管平台，定期发布有关信息，接受社会监督，接受公众举报。　　　　“这是国家层面首次制定包括排查、识别、整治、效果评估与考核在内的城市黑臭水体整治长效机制。住房城乡建设部还将会同环保部等部门建立全国黑臭水体整治监管平台，定期发布信息，接受公众举报。”住房城乡建设部城建司副司长章林伟说。　　　　2015年以来，国家治理水污染的决心和力度进一步增强，令人振奋。上半年，国务院颁布实施《水污染防治行动计划》（“水十条”）明确城市人民政府是整治黑臭水体的责任主体，对黑臭水体治理也作了重点提及。　　　　“水十条”提出，2017年底前，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年底前，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。　　　　黑臭水体治理力度不断加强　　　　黑臭水体是工业化、城镇化的副产品。环境保护部科技标准司司长熊跃辉此前接受《环境保护》杂志记者采访时表示，在条件尚未成熟的背景下加速城镇化，大量生活与工业废水直接排入水体，水体吸纳的污染量超过自身自净能力；迅速的城镇化在产生大量污染物的同时，也加速了水生态功能碎片化。与此同时，一些原有的自然水系尤其是小水系遭到空前毁灭性的破坏甚至消失，不利的水动力条件造成水体不流动，加上污染物增多，水体功能丧失，本应流水的河流异化成流污。另外，地势平坦的地区，即使水生态系统没有碎片化，但由于没有落差水流缓慢，河道底部也容易形成污泥淤积。　　　　“‘水十条’目标任务难度最大的是城镇黑臭水体的治理。”环境保护部环境规划院副院长吴舜泽此前如上表述。黑臭水体作为工业化、城镇化的产物，在“水十条”发布继续发酵，后成为亲民的环保话题。　　　　在条件尚未成熟的背景下加速城镇化，大量生活与工业废水直接排入水体，水体吸纳的污染量超过自身自净能力。迅速的城镇化在产生大量污染物的同时，也加速了水生态功能碎片化。一些原有的自然水系尤其是小水系遭到空前毁灭性的破坏甚至消失，不利的水动力条件造成水体不流动，加上污染物增多，水体功能丧失，本应流水的河流异化成流污。另外，地势平坦的地区，即使水生态系统没有碎片化，但由于没有落差水流缓慢，河道底部也容易形成污泥淤积。　　　　鼓励采取PPP，攻克黑臭水体难题　　　　相较于之前颁布的“水十条”，这次颁布指南中，包括城市黑臭水体的排查与识别，整治方案的制定以及与实施效果评估与考核长效机制建立和政策保障得内容。住建部要求各地要加快部署城市黑臭水体整治工作，加快排查，地级及以上城市，今年底要向社会公布本地区的黑臭水体整治计划，并且要接受社会的监督，同时住建部等部门将建立全国城市黑臭水体整治监管平台。　　　　治理黑臭水是加强生态环保、推荐环境治理工作有序进行的重要举措。然而，城市黑臭水体的整治并非易事。　　　　“城市黑臭水体整治工作系统性强，工作涉及面广。黑臭水体的消除，需要构建完善的城市水系统和区域健康水循环体系，从根本上改善和修复城市水生态。”中国工程院院士张杰近日表示。　　　　既然是持续性工程，资金需求量大，“钱从哪儿来”就是大问题。过去，治理工程建设与后期运维环节被人为切分开，负责整治工程的不管运维，负责运维的决定不了选用什么技术路线，项目全寿命期的成本和效果缺乏一个系统的管理者，这给城市水体整治出了大难题。　　　　5千亿元黑臭水体治理蓝海“浮出水面”　　　　此次《指南》要求，地方政府明确水体日常养护和水质长效保持经费来源，并将政府承担的有关费用纳入地方财政预算管理；鼓励采取政府购买服务、政府和社会资本合作(PPP)等方式实施城市黑臭水体整治和后期养护。　　　　“社会资本参与城市黑臭水体的治理，不仅可以解决政府短期集中投入资金短缺的问题，还可以将环境治理的工程，转换成一个按效果付费的易于管理的合同。”参与广西南宁那考河治理项目的上海济邦投资咨询有限公司总经理张燎说。　　　　黑臭水体治理拥有广阔的市场前景已渐渐成为环保圈内的共识。在“水十条”发布不久后，业内算了一笔账，我国地级市及其建成区以1000估计，每个区平均20条中小河道，每条河道平均2000万投入计，到2020年全国黑臭水体治理市场规模约为4000亿。　　　　结合近日的相关政策法规，E2O研究院初步预测，将管网新建改造、污水厂改扩建升级、雨水初期污染和其他面源治理、海绵城市、畜禽养殖治理等与黑臭水体有关的投资均考虑在内的话，未来几年内全国各城市投入资金需求将不少于5000亿元，黑臭水体治理市场空间广阔。　　素材来源：人民日报、中国广播网、E2O来源：环保在线