掺杂铕的硼磷钒酸钇

寒意猛烈，也正是冬令进补的时节。阿胶是由驴的皮，经煎煮、浓缩制成的固体胶，原产自山东省东阿县，至今已有近三千年历史。阿胶是传统的滋补上品、补血圣药，因此，虽然“名贵”，却深受欢迎。可是，近日阿胶原料被爆混入骡皮马皮。　　　　新闻报道称，这是一组耐人寻味却不耐推敲的数字：山东阿胶行业协会根据100多家阿胶生产企业的年生产量报表推算，阿胶年总产量至少在5000吨以上。来自阿胶行业龙头企业东阿阿胶股份有限公司的市场监测数据显示，目前按中国市场阿胶销售量估算，需要驴皮400万张左右，而国内供应总量不足180万张。据国家畜牧统计年鉴显示，我国驴存栏量已由上世纪90年代的1100万头，下滑到目前600万头，并且还在以每年约30万头的数量下降。阿胶行业专业人士董书光介绍，按照每年正常出栏120万头计算，再加上驴皮进口因素，全年可生产的阿胶总数量也就在3000多吨。全年可供制胶的驴皮，只够实现当前产量的六成左右。　　这些数据意味着，可能有近四成假冒原料混入了生产环节，化身为形形色色的“阿胶”产品，堂而皇之地在市场售卖。　　有人会说，食品检验检疫部门应该积极地选用相关检测仪器，对每一批上市阿胶进行抽检。　　但是，业内人士指出，当前阿胶行业面临两个“鉴定难”，一是原料鉴定难，皮张混入骡子、马、牛、工业皮、屠宰场的下脚料皮等，传统鉴定方法受到挑战；二是产品鉴定难，掺假阿胶产品繁多，药典方法滞后，跟不上造假技术。　　对此，也就要求强化食品检测仪器的研发创新能力，摆脱传统鉴定方法的束缚，争取可以更加详细具体地分辨食品的真伪。　　技术创新一直是产业进步的核心。食品安全的重要性不断提高，满足社会要求，对于食品安全的检测仪器也在更新换代。不同食品、不同要求，都会有不同的分析仪。现在针对阿胶掺杂问题，希望可以尽快研发出对于检测仪器。

全球活性氮增加引起的氮循环失衡使硝酸盐成为水中最普遍的污染物之一。硝酸盐污染威胁着生态安全和人类健康。通过硝酸盐还原方式合成氨，不仅有助于水中硝态氮污染物的去除，而且有助于缓解社会对氨能源的需求，减少污染，降低能耗。电化学反应过程对条件要求适中，易于运行并且高效，可将硝酸盐直接转化为氨。但通常，在硝酸盐的电化学还原过程中，在纳米及更大尺寸电极的活性位点上易于发生氮-氮偶联反应生成氮气，制约氨的高效生成。因此，开发具有高活性、低成本和高选择性优势的电极材料是该领域研究的核心之一。李淼团队针对钴（Co）金属电极活性差、易钝化导致难以实用的瓶颈，通过缺陷碳的稳定固化作用，开发了一种磷（P）掺杂的单原子钴催化剂材料（如图1所示），可有效避免偶联反应发生，使最终产物具有更高的氨选择性和还原活性。这种磷掺杂单原子钴催化剂具有更高的硝酸盐还原去除性能，以其作为催化剂的最高氨生成法拉第效率为92.0%、最高氨产率为433.3μgNH4+h−1cm−2。图1 单原子催化剂结构形貌分析结果研究团队采用自然界极少的15NO3−作为氮源，以同位素标记法进一步证明了氨生成的唯一氮来源为硝酸盐。利用1H核磁共振（NMR）仪对产生的氨进行检测，14NH4+和15NH4+的核磁谱图分别具有典型的三峰和双峰结构。研究采用多种实验分析手段对载体结构进行了分析。结果表明，磷的掺杂进一步提高了碳氮载体的缺陷程度，提供了更多的固定位点负载单原子钴，并且缺陷位点会对相邻金属钴活性位点的电子结构和性能产生影响，提高了电极导电性。图2 电极性能结果研究团队根据密度泛函理论计算，创新强化污染物净化的单原子尺度结构调控理论与方法，从分子水平上对硝酸根在模型单原子钴催化剂活性位点的转化反应机理进行了探究，分析反应路径和能量变化。结果表明，硝酸根在单原子位点上逐步发生脱氧加氢的基元反应，N*物种可以在外部提供能量时进一步偶联形成氮气，也可以自发与氢逐步反应形成铵盐。磷掺杂后形成的缺陷位点可以促进临近CoP1N3位点对硝酸盐的催化转化，硝酸盐还原过程发生8电子数转移生成铵盐。此外，研究还发现，金属活性位点临近的缺陷结构有助于进一步提高单原子催化剂活性，在理论上为设计高活性位点的催化剂提供指导并揭示硝酸反应转化和产物分布规律。图3 反应机理示意图该研究成果于7月12日以《高法拉第效率钴单原子催化剂显著促进氨生成》（Boosted ammonium production by single cobalt atom catalysts with high Faradic efficiencies）为题在线发表在《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）上。论文第一作者为清华大学环境学院博士后李佳澄，论文通讯作者为清华大学环境学院李淼副教授，环境学院刘翔教授等人对实验提供了重要指导和帮助。研究项目得到国家自然科学基金面上项目和重点研发计划的资助。

味精颗粒 　　杂味的味精 　　小王是个挺较真的人。最近他和朋友到一家饭馆吃饭，觉得菜比往常咸了很多。服务员解释说可能是味精放多了。服务员的这番解释让小王感到非常奇怪，菜炒咸了，跟味精有什么关系呢?较真的小王回到家就上网查了起来。 　　小王：在网上了解会往里边掺加一些盐、糖或者是淀粉其它一些东西。 　　小王在网上查询后了解到，味精，学名“谷氨酸钠”，成品为白色柱状晶体，可以增加食物的鲜度，不应该有咸味。同时，小王还发现，有很多网友爆料说，味精里其实并不全是“谷氨酸钠”。真得是这样吗?为了了解更多，小王又到市场走了一圈，发现了一些他以前不知道的事。 　　小王：我到市场以后，通过跟商户交谈，商户就跟我说这味精里边，它的谷氨酸钠的含量都不够，里边它本身就是，往里边掺很多东西。 　　“炒菜不用放盐了” 　　小王打听到，这些大包装的袋装味精虽然都标注了谷氨酸钠大于等于99%，但是里面却并非都是纯粹的谷氨酸钠，那都加了什么呢?按照小王提供的信息，记者走访了青岛市的两个批发市场。 　　在青岛市抚顺路蔬菜副食品批发市场里有数十个批发调味料的摊位，每家都有几种牌子的味精在卖。记者在市场里看到，这里销售的味精有三种，无盐味精、加盐味精和增鲜味精，三种味精当中的谷氨酸钠含量也各不相同。摊主告诉记者，这种2.5公斤装的“无盐味精”，谷氨酸钠含量能达到99%以上，销量最好。 　　记者：这种一般你一个月能走多少?(好了能走200袋，不好能走150袋。) 　　商户：这一个月我光在这个地方就十几吨吧。 　　商户告诉记者，这种2.5公斤装的味精，普通家庭并不常用，主要供应酒店、饭馆等一些餐饮机构。 　　商户：这个货就可以呀，一般酒店用都用这种。 　　商户：基本都是川菜馆。 　　商户：饭店都吃。 　　商户：反正就是周边这几个饭店，还有学校，那些大学，大学那一要就一大包。 　　记者在市场上发现，虽然都是2.5公斤装的无盐味精，可是价格却不同，从十八九元到二十八九元不等，一袋味精的价格竟然能相差近十元钱，这是为什么呢? 　　商户：你去检验去吧，里边全是盐，你不用看，都是一个厂家的，你不信拿着上工商吧，你这两袋都拿着，你去检验去吧，我给你出钱不要紧。 　　味精里加盐?这不是无盐味精吗?怎么会加盐呢?怕记者不信，商铺老板还认真地指给记者看，袋子里一粒粒的细碎的小颗粒，老板说那就是盐了。 　　商户：看见没有?这都是盐，你看盐的晶体，炒菜不用放盐了呗，这个绝对不用放盐。 　　果然，这种售价为22元标称为谷氨酸钠含量99%以上的无盐味精里除了针状的结晶外，还有一些圆形的小颗粒，跟味精的的形状完全不同，尝起来咸咸的。 　　这位经营者说，加盐是为了降低生产成本，盐掺得越多，自然厂家赚得也就越多。 　　商户：这个五斤味精里边掺上半斤盐，(半斤盐差多少钱?)它那五元多钱一斤一下子成了多少?一下减了三四元，你掺上一斤呢，好味精的话五斤掺上一斤盐没问题的，绝对没问题。 　　包装是一回事实际含量是另一回事 　　记者走访发现，其实，往无盐味精里掺盐在市场上已经是个公开的秘密了。在青岛市城阳蔬菜调味品交易批发市场，一些经营者告诉记者，因为味精里掺了大量的盐，所以，一些饭馆里的厨师炒菜根本不再放盐，只放味精就行了。而且，很多杂牌味精都是买了别家的纯谷氨酸钠味精自己再勾兑包装后出售的。 　　商户：等于就是说这些味精，全是买它家的味精作原料，然后勾兑的，再做成的味精，就它家是原料。 　　商户：(一般都加啥呀?)加盐加糖和淀粉，(那不能看出来吗?)你要是亮度不好的话，发黑的话里边就加了，盐它根本就不像味精那么亮，加上盐它没那么亮。 　　虽然在外包装上标注的，都是谷氨酸钠含量达99%以上的无盐味精，但商户们心里很清楚，包装上标的是一回事，里面实际含量又是另一回事。关键还要看价格。 　　商户：我说要是便宜的你就算呗，肯定是加盐加的就多，越便宜加盐越多，没听懂啊?盐便宜，盐才一元来钱一斤。 　　商户：6.5元一斤，盐才几角钱一斤，这不就钱出来了。 　　记者在市场上还了解到，由于近一段时间市场加强了管理，工商部门要求产品都要由厂家提供检验合格证书才能销售，所以许多味精厂把过去的产品包装换掉了，本来是标称99%的谷氨酸钠味精，现在都标成了80%。 　　发苦的味精 　　其实味精掺假，不仅仅局限在加盐上，还有其它的东西!因为味精颗粒有大小之分，而盐和淀粉的颗粒比较细，所以厂家一般会掺到小颗粒的味精里。那么大颗粒的味精里又会掺些什么东西呢? 　　记者购买了一些元味苑牌的无盐味精，它标称谷氨酸钠达到99%以上。但记者打开包装后发现，里有一些形状与味精相似的结晶体，个头要比味精的颗粒大些，尝起来有一点苦涩的味道。随后，记者在青岛建航牌的无盐味精中也发现了这种味道发苦的大个晶体。 　　小王：有的味精颗粒比较小，里边会掺加一些盐、糖，这都能看出来，还有一些颗粒比较大的，长粒的跟味精很相似的一种味精，但是颜色上不一样，用嘴一尝呢，它略微有种发苦的味道，跟味精的味道是不一样的，所以我就怀疑我说这种是什么东西。 　　这个形状跟味精相似，味道却大不一样的晶体到底是什么呢?除了盐、糖以外，味精里还加了其它的东西吗? 　　这袋名为元味苑的味精，是由青岛知味居味精有限公司生产的，记者按照包装上的厂址找了过去。但到了村口打听了很久，也没人听说过有家味精厂，几经周折，记者终于在一个深深的胡同当中，发现了一栋有厂房的大院，但院门口却没有挂任何的名牌和标志。村民们告诉记者，这里就是知味居味精厂。 　　村民：它家一直就是味精厂。 　　这个神秘的知味居味精厂位置并不显眼，也不挂任何厂牌，工作人员也很是神秘，不知道它们生产的东西到底加了什么。 　　添加物不止是盐、淀粉、石膏 　　记者又来到了一家生产“六合香”味精的厂家，这里的销售人员给记者讲述了一些业内的秘密。 　　销售人员：因为假的比较多，以次充好的比较多，非常乱，(味精能假到哪去?)加东西嘛，主要是盐，也有加其它的东西，包括最厉害的是在市场上出现的，加乱七八糟不能吃的东西，包括食品添加剂里边的东西。 　　这位销售员对味精里添加的不能吃的东西欲言又止，接着，他又给我们拿出了一盒他们自己从市场上搜集来的其它厂的掺假味精，并告诉我们，这些产品不论标称谷氨酸钠含量是99%，还是80%，基本上都没有达标。 　　销售员：(谷氨酸钠百分之八十这个能达到多少?)达到七十四点几吧，百分之七十五吧。 　　销售员说，别看只比标准低几个点，利润就是这样省出来的。 　　销售员：它的含量低五个点，每低一个点的味精，它加上盐之后，就得省八十元钱一吨，一个点，你说它差这五个点，它说八十的，给你的是七十五的，那五个点就等于说是四百元钱，这个它还是合算的，一样的钱它多赚四百元钱。 　　这位销售人员告诉我们，除非他们这些专业人士，不然一般人是看不出来味精里到底有没有掺假。 　　销售人员：这个里边道道很多，小商贩它越小，猫腻越多，往里边加了很多东西，(都加什么呀?)不好说，有一些业内的一些东西呀，不太想透露，就是对这个行业不好。 　　在记者的一再追问下，销售员打开了电脑，给记者查起了网页。我们看到了盐、淀粉、石膏等这些添加物。 　　销售人员：还有厉害的。 　　除了盐、淀粉、石膏外，还有更厉害的添加物，到底是什么呢?销售人员给记者打开了一个名为味精状硫酸镁的图片。 　　销售人员：这个就是味精状硫酸镁，一模一样啊，所以说你刚才看那个晶体或怎么样，你根本看不出来是吧，(你发现过有人加了吗?)我发现过。 　　据这位销售员说，某些小企业，会往味精中添加一种名为味精状硫酸镁的东西。那么，记者和小王在味精中发现的这些针状晶体就是味精状硫酸镁吗? 　　打破砂锅问到底，小王把自己买到的这种元味苑味精，拿到了当地的通标标准技术服务有限公司进行了检测。国家标准中，没有关于“硫酸镁“的检验方法。因此，检测单位对硫酸根和镁分别进行了检测，结果是，样品中谷氨酸钠的含量只有69.2%，与标称的99%相差30%，每100克味精中，镁的含量达到了2.3毫克。 　　五、六百元的硫酸镁不可能是食品级的 　　这些镁是怎么进入味精的呢，记者在网上搜索了一些生产味精状硫酸镁的厂家，它们大都宣称这是味精专用添加剂，记者给其中一些厂打了电话。 　　记者：味精状的，(你要要，最便宜495一吨)，有没有味精厂用过你这个东西?(有，有用过的，他们回去还得掺别的东西。) 　　记者：你那有硫酸镁吗?(有，550元每吨)，供没供过味精厂?(味精厂，多，差不多味精厂都用这个，有的味精厂大点的，一个月差不多七八十吨。) 　　记者共打了近十个厂家的电话，其中有五六家说自己给味精厂提供过硫酸镁，但一位生产食品级硫酸镁的厂家销售员却说，五、六百元的硫酸镁不可能是食品级的，是不能食用的。 　　销售员：我觉得500元不可能是食品级的，一到食品级它就不一样了，就比较差的食品级，也得一两千元了，应该就差在，它的卫生各个方面不达标，就是重金属，还有各个细菌，大肠杆菌之类的，还有重金属类的都会超标。 　　味精的国家标准中要求，谷氨酸钠味精中，谷氨酸钠的含量要达到99%，那么，记者发现的那两种有杂质的味精是否能达到这个标准呢?它里面到底添加了什么呢? 　　记者在批发市场上购买了两个品牌的无盐味精，分别是青岛市知味居有限公司生产的元味苑牌味精，和青岛建航味精有限公司生产的建航牌味精。两袋味精都标称自己的谷氨酸钠含量为99%，记者把这两袋味精送到了北京市理化分析测试中心进行了检测。 　　结果显示，元味苑牌味精的谷氨酸钠含量只有70.9%，与99%的要求相差近30%，味精中硫酸盐的含量超出了国家标准，大于0.05%，而且，镁的含量达到了每公斤102毫克。 　　建航牌味精的谷氨酸钠含量只有63.8%与标准要求相差35%左右，同样，它的硫酸盐含量也大于0.05%，镁含量甚至达到了每公斤143毫克。

Rietveld 分析的可靠性因子Rwp 在3% -5% 之间， 而且GOF 因子也在2 左右，这说明Rietveld 精修的 结果是可靠的.Rietveld 分析的可靠性因子Rwp 在3% -5% 之间， 而且GOF 因子也在2 左右，这说明Rietveld 精修的 结果是可靠的.2.2 电学性能 样品的Seebeck 系数(&alpha ) 测量结果如图2 ，从 图中可以看出，所有样品的Seebeck 系数均为负值， 具有电子导电的特征，这说明样品为n 型半导体. Hf 掺杂后，其绝对值有明显增加，特别是在300 -Hf 掺杂BiSbTe3 结构与热电性能研究 刘福生，敖伟琴，罗锐敏，冯学文，张文华，李均钦 (深圳大学材料学院，深圳市特种功能材料重点实验室，深圳518060) 摘要:以高纯町、Bi 、Sb 和Te 为原料，在1000ce 下，经10 h 氧气保护熔融状态下反应，冷却球磨 制粉，再在氮气保护下进行热压(450ce ， 20 MPa) ，成功制备出一系列不同Hf 掺杂量的Hf2x ( Bi ,Sb) 2 -2xTe3 化合物.X 射线粉末衍射Rietveld 分析说明， Hf 在结构中占据6c 品位，以替代(Bi ， Sb) 的形式进入品格. Hf 掺杂引起BiSbTe3 的Seebeck 系数增大，电导率降低.功率因子在375 K 时达最大值526&mu W/mK2 &bull 关键词:热电性能 给 Bi2Te3 Seebeck 系数 功率因子 中图分类号: TB 39 文献标识码:A Bi2Te 3 及其固溶体合金是研究最早，也是目前发展最为成熟的热电材料之一. 目前使用的大多数热电制冷元件均采用这类材料.研究表明Bi 2 Te 3 能分别与Bi2 Se 3 和Sb2 Te3 在整个组分范围内形成连 续固溶体，通过这种方式能使材料的热电优值得到明显提高[1J 另一种提高Bi2 Te 3 基热电性能的方式是对Bi 位原子进行掺杂，以提高声子散射，降低热导率.已有学者分别对Sn[2 J 、Pb[3 J 、Ga[4 J 和CU[5 J 等掺杂的Bi2 Te3 基化合物的性能与微结构进行研究，其热电性能有不同程度的提高. Hf 是稀土元素后的第一个元素，也是一种非常重要的热电元素，其原子量大，且其原子、离子及共价半径比稀土元素小，有利于掺杂提高声子散射，对Hf 掺杂 的Bil凶b3 结构与性能进行研究有重要意义. 1 实验方法 采用纯度为99.99 £ 3毛给( Hf) 、锦(Sb) 、铭( Bi) 及纯度为99.999 £ 3毛的暗(Te) 为原料，按Hi&mu Bi ,Sb ) 2 -2xTe3 (x =0 -- o. 05 )化学计算比进行称量，每个试样重6 g. 将配备好的试样装入石英 管并抽真空(真空度低于6 X 10 -3 Pa) 后，充入高纯氧气(约0.2 MPa) 封管，然后置入装有Si02 粉末的增塌中，得石英管竖立，置于箱式高温炉中，在1000ce下，经10 h 氧气保护熔融状态下反应，再经96 h 缓慢冷却至室温.理后的样品再经过球磨，热压烧结(450ce ， 20 MPa). 样品结构分析采用Br此er - Axs D8 Advance 18kW 转靶X 线粉末衍射仪(CuK&alpha ) 进行.样品的Seebeck 系数与电导率的测量在ZEM -2 型热电性能测试仪上进行. 2 结果与讨论 2.1 X 射线粉未衍射分析 热压后样品的X 射线粉末衍射(XRD) 图谱 如图1 所示.从图中可以看出，不同掺杂量的样品 具有相同的衍射峰分布，为Bi2 Te3 型(空间群:R-3m) 结构的单相样品，未发现与Hf 有关的杂相 衍射峰，说明Hf 成功地掺入了BiSbTe 3 的结构中. 对样品的衍射图谱Rietveld 精修结果如表1 所示. Bi2 Te 3 基化合物晶体结构沿C 轴方向看，可视 为六方层状结构，同一层上具有相同的原子，按六方排列，各层按:&hellip Tel - Bi - Te2 - Bi - Tel · · · Tel - Bi - Te2 - Bi - Tel ...顺序排列，二个邻近的Tel原子层间以范德华力结合，层间距约为0.25 nm ,上下二层各3 个Tel 原子形成空的八面体空隙，可 为填充掺杂提供条件.其他层之间以共价键结合[6 J &bull Bi原子填充在由Tel 和Te2 二层原子组成的 八面体空隙中.根据该结构特征，掺杂原子在结构中的占位有两种方式:一是占据Tel 原子组成的八 面体空隙(3b 晶位) ，二是替代Bi 原子的位置(6c 晶位) .一般倾向于认为两种位置均可占有. 根据精修的晶体结构结果，若Hf 填充在3b 晶位，其与Tel 原子的间距约为0.284 nm , Hf 与Te 的原 子半径分别为0.216 nm 与0.146 nm ，且该位置的结合力为范德华力， Hf 在该位置的填充必将使晶体 结构发生明显畸变，随着Hf 掺杂量的增加， Hf2x( Bi ,Sb) 2 -2x Te3 的晶胞参数将会产生明显且急剧的 增加.但Rietveld 精修结果表明，晶胞参数随Hf 掺杂量的增加仅产生微小变化.由于Hf 与Bi、饨的 共价半径差别较小，本文认为Hf 在结构中主要替代(Bi ， Sb) ，对晶胞参数的影响较小. 2.2 电学性能 样品的Seebeck 系数(&alpha ) 测量结果如图2 ，从图中可以看出，所有样品的Seebeck 系数均为负值， 具有电子导电的特征，这说明样品为n 型半导体.Hf 掺杂后，其绝对值有明显增加，特别是在300 -Rietveld 分析的可靠性因子Rwp 在3% -5% 之间，而且GOF 因子也在2 左右，这说明Rietveld 精修的结果是可靠的. 500 K 间， Seebeck 系数随温度的升高先升后降，这种变化关系与Bi2 Te3 基合金的常规变化规律一致: 在o -lOOce 范围内，随温度升高，载流子的浓度增加，但是载流子间的散射作用显著增强，并起主导 作用， &alpha 出现增大趋势 在温度大于100ce 后，进入本征激发范围，载流子浓度迅速增加，引起Seebeck 系数急剧降低.对于(Bi , Sb ) 2 Te 3 单晶，由于Te 的少量挥发，引起结构中Bi 或者Sb 占据Te 的 空位[6] ，产生空穴，因此( Bi ,Sb ) 2 Te3 单晶表现为P型半导体.对于热压合成的( Bi , Sb ) 2 Te3 多晶体， 由于在熔融制备及球磨及热压过程中的表面氧化，氧的溶入会在结构中产生施主能级[叫 而且在球 磨的形变作用下，将会产生更多的Te 空穴， Te 空穴也起施主的作用[8] ，因此热压制备的(Bi , Sb) 2 Te 3 多晶体比( Bi ,Sb ) 2 Te3 单晶有高浓度的施主，从而呈现n 型半导体的特征. Hf 是一种变价元素，可以为+2 、+3 及+4 价，在( Bi , Sb ) 2Te 3 中Hf 可能以低价形式存在，产生空穴，降低了电子浓度.可能由于氧及Te 空位浓度差异的共同影响，不同的掺杂量间不呈现规律性.电导率(&sigma ) 的测量结果如图3 所示，电导率的 变化规律与Seebeck 系数正好相反， Hf 掺杂降低了样品的电导率，电导率随着温度的升高而增加.这 也体现了电导率与Seebeck 系数之间的本质联系. 2.3功率因子 功率因子用&alpha 2&sigma ( 功率因子)衡量热电性能，其计算结果如图4. 结果表明， Hf2x ( Bi , Sb ) 2 -2x Te3 的功率因子在375 K 时有一个最大值，当x = 0.02 时，为526&mu W/mK2 ，是未掺杂BiSbTe3 功率因子(为316 &mu W/mK 2 ) 的1.66 倍.该数值略低于赵新兵等[9J 采用溶剂热方法制备的纳米Bi 2 Te 3 的功率因子(为620&mu W/mK 2 ， 393 K).采用气氛熔炼加热压的方法，成功制备出纯相Hf认Bi ， Sb) 2 -2x Te3 热电材料. Hf 在结构中占据6c晶位，即以替代(Bi ， Sb) 的形式进入晶格.由于表面氧化及球磨效应的共同作用，Hf 掺杂的BiSbTe3为n 型半导体， Hf 掺杂引起BiSbTe3 的Seebeck系数增大，电导率略有降低.功率因子在375K 时有一个最大值为526&mu W/mK2 &bull

随着激光技术的发展，非线性光学材料在光限幅、全光开关、光通信等领域展现出广阔的应用前景。其中，有机π-共轭材料因具有高的非线性光学系数、低的非线性响应阈值、易于结构调控的非线性光学性能等优势而备受关注。线性并苯类稠环是一类经典的有机π-共轭材料，被广泛应用于有机光电器件中。而该类材料随着共轭长度的增加，化学稳定性变差，极易被氧化或发生Diels-Alder反应。同时，随着共轭体系的增大，分子间聚集程度增强，溶解性及其合成难度提高，因而限制了这类材料的开发及应用。 　　近日，中国科学院理化技术研究所特种影像材料与技术研究中心副研究员孙继斌、湘潭大学教授陈华杰课题组、英国剑桥大学博士曾维轩等合作，采用酮胺缩合策略，构建了一类化学性能稳定、溶解性好的氮掺杂非交替纳米带分子(图1)，并将该类材料应用于非线性光学领域，揭示了氮掺杂非交替纳米带分子优异的反饱和吸收性能(图2)。其中，研究引入末端三蝶烯和侧基三异丙基硅乙炔，有效抑制了分子间的聚集，显著提升了材料的溶解性，是目前已报道的分子长度最长的可溶解氮杂非交替纳米带——含13元稠环分子。此外，多重五元环的植入有效阻断了线性并苯类稠环的全局芳香性，实现了基态与激发态兼具的局域芳香性，因而提高了π-共轭系统的稳定性，使得材料(NNNR-2)的三阶非线性吸收系数达到374cmGW–1，且在同等测试条件下，显著高于经典非线性光学材料C60(153cmGW–1)。 　　相关研究成果以N-Doped Nonalternant Nanoribbons with Excellent Nonlinear Optical Performance为题，发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、湖南省教育基金会和玛丽居里研究计划的支持。图1. 氮杂非交替纳米带分子NNNR-1和NNNR-2的(a)化学结构和(b)理论结构模拟图2. 氮杂非交替纳米带分子NNNR-1和NNNR-2的非线性光学性能

7月22-24日，由中国物理学会发光分会、中国稀土学会发光专业委员会主办，吉林大学电子科学与工程学院、集成光电子学国家重点实验室承办的“第八届全国掺杂纳米材料发光性质学术会议”在长春举办。开幕式于7月23日上午举行，大会主席、吉林大学电子科学与工程学院宋宏伟教授主持开幕式。　天美仪拓实验室设备（上海）有限公司（以下简称天美公司）应邀作为赞助商之一，全程参加了此次会议。会议期间，天美公司对于用户提出的需求进行相关的解答，也会进一步急用户之所急，进一步的开发出符合用户需求的产品。通过为期两天的会议，天美公司与客户进行了深入的交流，更加深了彼此的相互了解。天美公司作为知名供应商，将在掺杂纳米材料，作出进一步的技术升级，服务广大客户，让广大客户得到满意的科研结果，助力其科研发展。

“冠有阁”的6种蜂蜜因“果糖和葡萄糖”含量不足而被要求下架停售，我国香港消委会从55款蜂蜜样本中检出14款掺糖蜂蜜……近日曝光的蜂蜜掺假问题再度引发业界关注。记者在采访中进一步发现，由于蜂蜜市场供不应求，消费者鉴别能力低，以及市场存在监管空白等原因，蜂蜜掺假已经成为屡禁不止的老问题。勾兑蜂蜜、捏造蜜种，勾兑蜜充当“土蜂蜜”等乱象混迹于市场。而今，随着天气恶劣导致蜂蜜严重减产，原料价格飙升，蜂蜜造假的问题或将更加突出。 　　现象：蜂蜜掺假接连曝光 　　日前，北京市食品办责令11种不合格食品全市下架停售。其中6种是“冠有阁”蜂蜜，不合格原因是“果糖和葡萄糖”含量不足，也就是喝起来很甜，却没有蜂蜜特有的香醇味儿。 　　按照规定，蜂蜜中的果糖和葡萄糖含量应≥60%，但这6种不合格产品实测值最高35.6%，最低只有25.4%。对此专家表示，“果糖和葡萄糖”指标虽然不涉及食品安全，但却是蜂蜜的重要质量指标。果糖和葡萄糖含量过低，表明产品可能掺入了其他糖类物质，也会造成蜂蜜产品口感和营养价值的降低。 　　事实上，蜂蜜掺假现象长期存在，每年都有质量抽查曝光相关问题产品。日前，中国香港消委会的一项蜂蜜检测发现：55款蜂蜜样本中有14款掺杂了糖分。被检出掺杂糖分的产品中有12款竟然还声称是天然或纯正蜂蜜，当中7款甚至声称100%天然或100%纯正。 　　上个月，还有报道称，“市场上的蜂蜜六七成是假货”。不仅农贸市场出售有假蜂蜜，在许多大型超市也会出现假蜂蜜的身影。假蜂蜜多为糖浆勾兑而成。 　　趋势：今年减产严重或现更多假货 　　被曝光出来的蜂蜜问题已经如此之多，而今后，或许有更多蜂蜜质量问题被曝光。全国蜂产龙头企业广州宝生园公司相关负责人对记者透露，由于近年的气候不稳定，“靠天吃饭”的蜂蜜也出现了连连失收的情况。“今年一反常态的持续雨季对荔枝产量造成了严重影响，广东从化荔枝大幅减产，从化钱岗糯米糍减产近90%，几近绝收。果树歉收也严重影响了蜂农，而作为夏日主要保健饮品的荔枝蜂蜜和龙眼蜂蜜产量大幅减少，导致终端出现产品抢购热潮及零售价上涨等一连串的市场反应。今年北方大面积的洪涝灾害，更促成了蜂蜜产品价格的新一轮上涨。” 　　数据显示，今年蜂产品原料价格上浮不少。升幅最高的是冬蜜原料，比去年上浮幅度达到40%。荔枝蜜比去年上浮幅度达到25%。今年孕育花蕾期受冻，致使花期流蜜量不多，洋槐蜜比去年上浮幅度达到30%。 　　河南省养蜂业协会副会长何昕则分析，从目前情况看，今年蜂蜜产量比去年下降25%左右，这是今年蜂蜜收购价格一路上涨的主要因素。此外，蜂农老龄化严重，养蜂者逐年减少，也是造成蜂蜜价格走高的一个原因。在原料短缺加剧的背景下，蜂蜜消费却持续旺盛。中国养蜂历史悠久、养蜂数量众多、蜜源植物最丰富，紫云英、槐花、荆花、椴树、枣花、荔枝等植物都是较好的蜜源。据国家统计部门公布的数字，目前，中国养殖蜜蜂约850万群，全国每年的蜂蜜产量基本维持在约40万吨左右，占到全世界的四分之一，每年出口蜂蜜10万吨左右，主要出口到美国、欧洲、日本和韩国等。 　　供应与需求的此消彼长之间，巨大的供需缺口无疑会招来制假者觊觎，市面或出现更多假货。 　　成因：检测有难度 监管有空白 　　“利益的诱惑，是假蜂蜜出现的根本原因。而通过勾兑的假蜂蜜成本大概只是真蜂蜜的30%左右。”宝生园相关负责人称。 王长庚 摄 　　而蜂蜜造假屡禁不止，在业内人士看来，很大原因也是因为监管留下了空子。 　　据知情人士透露，目前对于蜂蜜的监管，暂时还无解，比如对于养蜂散户私自兜售假蜂蜜的行为，还没有明确的部门来管。其实工商部门以前对济南的蜂蜜市场都进行过检查，没有发现不合格产品。这是因为蜂蜜在流通环节的现行国家标准检测中，检测项目仅有几项，而在这几项检测项目，假蜂蜜的检测结果完全可以以假乱真。 　　而一家知名的内地蜂蜜企业负责人则表示，蜂蜜主要是由果糖和葡萄糖组成的。除此之外，内地的标准还允许有少量蔗糖，“国外一般强调无添加、无提取”。 　　根据蜂蜜的新国标《食品安全国家标准 蜂蜜GB14963-2011》的规定，蜂蜜只能是“蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，与自身分泌物混合后，经充分酿造而成的天然甜物质”，其中，果糖和葡萄糖含量至少要达到60%，蔗糖含量不得超过10%。尽管量少，这一规定却无疑承认了加糖的合法性，形成了一种负面的效应。 　　■乱象大揭秘 　　1.平的、贵的都可能有假 　　记者在某农产品商务平台上看到，山东槐花蜜和广西纯天然蜂蜜的批发价格为45元/kg，湖南衡阳的纯天然蜂蜜和贵州的有机蜂蜜批发价格为60元/kg，而广东江门的纯天然蜂蜜和山西临汾的原始森林土蜂蜜价格均为100元/kg。“加上运输费用、商品包装、中间渠道等，一瓶500克的纯蜂蜜到卖场销售，一般不太会低于30元。”一位业内人士表示。 　　“我在超市里看到一些便宜得根本不可能是真蜂蜜的产品，”一位蜂蜜产业资深从业者对记者说，“像那些20来块钱一罐的蜂蜜，我可以说，都已经低过了成本价，怎么可能是真的?” 　　据知情人透露，市场上假货确实不少，且同一品牌中也分真假，像三四十元一斤相对廉价的蜂蜜假货的可能性较多，五六十元一斤的蜂蜜品质相对就会好些。 　　上述负责人表示，大部分的消费者近年来消费更趋于理性，更加关注的是产品的质量，从价格引导型转向品质引导型消费，对优质优价接受度明显提高。 　　可是，不法分子也很快盯上高端蜂蜜，价格已不再是衡量蜂蜜真假的单一“硬指标”。前不久在香港被曝光的“麦芦卡”(新西兰独有的桃金娘科灌木)蜂蜜的身价就相当高昂。此前，在珠江新城的一家友谊商超，记者看到了至少3家新西兰公司生产的“麦芦卡”蜂蜜，售价最贵的一小瓶突破600元。据了解，这种蜂蜜在香港的售价约为每100克39.6港元至151.2港元不等，价格明显高于一般蜜种。 　　2.很多蜜种系捏造 　　另外，一些明目张胆的虚假宣传在市面欺骗消费者。一位不愿透露姓名的业内人士告诉记者，部分蜜种产量极少，根本不能支持网店和超市大量销售，市面上买到的多为假货 而有些蜜种压根就是不存在的，这些植物产花粉，但是不产蜂蜜，或者植物生长环境不在蜜蜂的采蜜活动范围 此外，还有一些蜜种事实上并不名贵，但经过稀奇古怪的产品名称包装，就摇身一变成为了高档货，其中不乏进口蜂蜜。 　　“选蜂蜜选常见的种类就行，比如百花蜜、洋槐蜜、荆条蜜、椴树蜜等等，枣花蜜容易有农药残留，最好别喝，别相信那些稀奇古怪的蜜种。每个人身体素质不一样，最好听下医生怎么说”，该业内人士提醒，很多消费者对蜂蜜生产的过程并不了解，造假者利用这种信息不对等，随便换个名称就把原本收购价很低的蜂蜜卖成个天价。因此，消费者买蜂蜜的时候要擦亮眼。 　　比如，金银花蜜，金银花的花冠又长又细，蜜蜂的嘴很短，很难深入到花蕊，只有在花倒挂时流出来的花蜜，蜜蜂才能采到 苹果花花蜜非常非常少，蜂蜜采的还喂不饱自己，蜂农很难收集到这类单品种蜂蜜 野菊花蜂蜜的产量极少，有时得天气极好的时候才采到，不可能稳定地供给商家 益母草是一种辅助蜜源，能形成蜜的量很少，不可能有纯的益母草蜜大量出售，市场上益母草蜜却因为标榜对女性健康有益很受追捧。 　　有些蜂蜜蜜种压根是不存在的，如桃花只有花粉，没有花蜜。天山雪莲蜂蜜也不可能成为现实中的产品，因为雪莲通常生长在高山雪峰之中，蜜蜂活动的温度要高于13℃左右，雪莲花和蜜蜂的采蜜活动压根就“不搭界”。此外，真正的玫瑰是没花有蜜的，只有一种叫野玫瑰的，这种花的花蜜也是极少的。“目前市场还流行一种叫雪莲脂蜜的，养蜂人都知道，其实就是一种俗称野豌豆的苕子的花蜜，品相还比紫云英蜜差点，换个名字就卖了个好价钱。”该业内人士称。 　　3.“土蜂蜜”未必真“土” 　　不少消费者还发现，通过网络渠道经常能购买到“土蜂蜜”，店家往往声称，“土蜂蜜”比普通蜂蜜营养价值更高、保健效果更好。 　　然而，专家指出，农家蜂蜜不等于“土蜂蜜”，将两者混淆等同是偷换概念的行为，“土蜂蜜”特指土蜂(即中华蜜蜂)产的蜜，而且因为中华蜜蜂的习性使然，擅长采集零散蜜源，很难产出单品种蜂蜜，往往以“百花蜜”居多 意大利蜂擅长出产单一花种的蜂蜜，市面上大部分的单一蜜种都是意蜂生产的，像槐花蜜、荆条蜜、荔枝蜜、龙眼蜜等等。蜂王浆和蜂胶也多是这种蜜蜂生产。凡是单品种蜂蜜还声称是“土蜂蜜”的，多半是用意大利蜂产的蜜来冒充“土蜂蜜”。 　　那么农家蜂蜜能不能买呢?“前段时间跟朋友去农村玩，看到国道边上有蜂农摆了几个蜂箱，在卖蜂蜜，说是农家土蜂蜜，绝对纯正新鲜，价格还不便宜”，广州市民周小姐说，出于好奇尝了一下蜂蜜，“看到有结晶，口感也还行，不过我的朋友提醒，怎么蜂箱里一个蜜蜂都没有呢”，她说，卖蜂蜜的蜂农解释，蜜蜂采蜜去了，所以蜂箱是空的，因为有所怀疑，周小姐最终也没有买蜂蜜。 　　对此，广州从化市一位多年养蜂的蜂农老齐告诉记者，蜜蜂采蜜不可能几个小时都不回巢一次，“很多路边卖蜂蜜的自己都不是养蜂的，只是收购来的而已，放个蜂箱只是招揽生意的，如果你要求看蜜蜂，多半会被吓唬蜜蜂蜇人。”他说，买蜂蜜也不是越新鲜越好，即使是新鲜摇下来的蜂蜜，立即吃的功效其实远不如放了一段时间的蜂蜜。专家提醒，蜂蜜被分离了以后，里面的蔗糖还要在酶的作用下继续分解成果糖和葡萄糖，到一个月左右，各种成分才能真正稳定下来。而且蜂蜜天然抗菌，所以不用担心放久了会有细菌。 　　4.造假方法网上随手可学 　　记者还发现，网络上流传着各种各样自制“蜂蜜”的方法，部分还图文并茂。例如有一种流传颇广的“10分钟熬出‘蜂蜜’”的方法，原料仅需白砂糖、明矾、酱油、清水。蜂蜜造假方法简单，一看就会，毫无技术门槛。而这种“蜂蜜”的成本已经直观可见。曾有人实践过这一系列实验，用白糖、明矾和水为原料，仅仅花了8元钱就制作出了一碗“蜂蜜”。 　　假蜂蜜的成本低廉，而在超市销售的、与用此方法调制的“蜂蜜”颜色接近的枣花蜜，最便宜的一瓶价格在31元左右(均是500g装，大约314ml)，至于普通的蜂蜜，价格一般也在25元左右。 　　还有更狡猾的造假者。曾被曝光的慈溪怡康蜂业有限公司掺假更加隐蔽，他们在洋槐蜂蜜中至少掺油菜花蜂蜜60%，价格就下来了。公司负责人得意地说：“(这样的蜜)吃也吃不出来的，无论工商、质监也都检测不出来。” 　　广东省质监局一位内部人士透露，现在市场上蜂蜜的监管几乎是空白领域。“以前有蜂蜜掺假的判定方法，新的食品安全标准颁布后，删除了这个项目。之前的方法也在用，但是不能作为处罚的依据，只能作为案件的线索。监管上就要看商家的道德约束了”。 　　简单四招选蜂蜜 　　■小贴士 　　1.看色泽。纯正的优质蜂蜜透光性强，颜色为白色、淡黄色至琥珀色，且均匀一致 而劣质蜂蜜颜色黑红或暗褐色、无光泽、蜜液混浊而有杂质。 　　2.晃气泡。如果蜂蜜发酵变质，会因含水量增多而导致表面产生大量气泡，而纯正的蜂蜜表面则无大量气泡。 　　3.闻香气。品质好的蜂蜜香味浓而持久，开瓶后便能嗅到，用手掌搓揉会有粘腻感，而劣质的蜂蜜往往因掺入香精而过于浓郁。 　　4.拉细丝。用筷子挑蜂蜜，优质的蜂蜜弹性佳，可拉成丝状，且不易拉断，而劣质的蜂蜜浓度较低，黏性小，难以拉成细丝。

p style=" text-indent: 2em " 记者从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏教授和梁海伟教授研究团队找到了一种过渡金属盐催化有机小分子碳化的合成新途径，实现了在分子层面可控的宏量合成多孔掺杂碳纳米材料。研究成果发表在7月27日出版的《科学进展》上。 /p p style=" text-indent: 2em " 碳纳米材料因具备高的导电性、优异的化学稳定性、独特的微观结构等物理性质，在环境、能源、催化、电子器件和聚合物等领域有着广泛的应用。特别是拥有高的比表面积、多孔结构、理想的杂原子掺杂等特征的碳纳米材料，更受青睐。但开发简单、廉价、可控的方法宏量制备碳纳米材料依然面临巨大挑战。 /p p style=" text-indent: 2em " 有机小分子因其广泛存在、种类多样、元素丰富，是一种理想的制备碳纳米材料的前驱体。但在高温下有机小分子的高挥发性使得其作为原料制备碳纳米材料必须使用复杂方法和设备，如化学气相沉积和高压密闭合成。 /p p style=" text-indent: 2em " 针对上述挑战，研究人员提出一种过渡金属辅助有机分子碳化的方法，通过使用过渡金属盐辅助热解有机小分子来制备碳纳米材料。在高温热解过程中，过渡金属盐不仅能提高小分子的热稳定，还能催化其聚合优先形成相应的聚合物中间体，避免有机小分子在高温热解中挥发，从而最终形成碳纳米材料。研究表明，运用这种方法制备的碳材料具有三种微观结构：竹节状的多壁纳米管、微米尺度的片和无规则的颗粒。该研究为高效制备碳纳米材料提供了一种普适的合成路线。 /p

编者按：作者通过QSense E-QCMD技术研究了半导体水凝胶电化学掺杂过程中的质量变化和稳定性。相比于传统的有机混合离子电子导体，骨架为阳离子的半导体聚合物呈现出独特的质量下降的行为。这是由于还原过程中部分阴离子离去以维持体系电中性，剩余的阴离子保证交连体系的稳定性。体系去掺杂后，质量得以恢复。雷霆研究员出生于1987年,目前为北京大学工学院材料科学与工程系特聘研究员，为国家青年学科项目的带头人，长期致力于发展新型有机高分子电子材料和柔性电子器件。近年在Nat. Energy , Nat. Comm. , PNAS , Sci. Adv. , Acc. Chem. Res. , J. Am. Chem. Soc. , Adv. Mater.等顶级学术期刊发表论文超过60篇，总引用超过7000次。研究成果被国内外多家媒体报道，被多篇综述评论为该领域的重要进展。目前申请中国和国际专利10项，已获授权5项。部分专利成果已实现规模化生产，并与国内外多家公司开展了合作和产业化研究。最新Science：N型半导体水凝胶水凝胶由三维交联的亲水聚合物网络构成，具备保留大量水分的能力。相较于刚性无机材料和干燥聚合物，水凝胶的机械性能可以广泛调整，适用于模仿软骨、皮肤、肌肉及大脑等多种生物组织。其结构多样且易于改性，在生物功能工程中展现出杰出的多功能性，包括刺激响应性和优异的界面特性，应用广泛于传感器、致动器、涂层、声探测器、光学和电子学领域。尽管具有这些优点，但由于缺乏半导体特性，它们在电子学中的应用一直受到限制，传统上只能用作绝缘体或导体。在此，北京大学雷霆研究员团队开发了基于水溶性 n 型半导体聚合物的单网络和多网络水凝胶，赋予传统水凝胶以半导体功能。这些水凝胶显示出良好的电子迁移率和高导通/关断比，可用于制造低功耗、高增益的互补逻辑电路和信号放大器。作者证明，具有良好生物粘附性和生物相容性界面的水凝胶电子器件可以感应和放大电生理信号，并提高信噪比。相关成果以“N-type semiconducting hydrogel”为题发表在《Science》上，第一作者为李佩雲，Wenxi Sun为共同一作。单网络半导体水凝胶的设计与制备作者设计了一种 n 型水溶性半导体聚合物 P(PyV)，它的阳离子骨架含有氯化物反离子，没有任何侧链（图 1B）。作者认为，无侧链聚合物设计可实现较高的电子性能，而离子骨架则为静电交联提供了可能性。通过密度泛函理论计算，发现苯磺酸离子与聚合物骨架的结合能优于氯离子，使热力学交换过程更为有利。作者选用1,3-苯二磺酸钠（DBS）作为体积小且对电子特性影响最小的交联剂。将P(PyV)和DBS混合后，形成不溶于水的亲水网络，显示出通过双离子静电交联形成的水凝胶结构。（图 1C，F）。利用旋涂和正交溶剂处理方法制备P(PyV)水凝胶薄膜，X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见-近红外光谱（UV-vis-NIR）结果证实了阴离子的完全交换和水凝胶的稳定性（图 1D ）。掠入射广角X射线散射（GIWAXS）和扫描电子显微镜（SEM）分析显示，交联后的P(PyV)-H形成了稳定的三维多孔网络结构，适于储水及离子和分子的高效运输（图1E）。通过喷涂和水洗的方法实现了P(PyV)-H的图案化，此技术分辨率约200微米，简化了大尺寸水凝胶基器件的制造。这种半导体水凝胶的开发为构建与传统半导体类似的电路提供了新的可能性，并与生物组织保持良好的界面兼容性。图1.基于P(PyV)的单网络半导体水凝胶P(PyV)-H的半导体特性为探索水凝胶的电化学特性，作者进行了光谱电化学研究。在电化学还原过程中，阴离子离开P(PyV)-H，形成n掺杂水凝胶，其吸收带发生显著变化，得到DFT计算和化学掺杂实验的验证。作者利用有机电化学晶体管（OECTs）评估P(PyV)-H的半导体特性（图 2），发现其电子迁移率和体积电容的乘积μC*值非常高，表明其优异的离子存储和传输能力。通过电化学阻抗谱测量了电容，进一步证实了水凝胶的高电容性能。作者还利用P(PyV)-H制作了互补逆变器和逻辑电路（图2A），展示了其在低电压下的高增益和低功耗性能，验证了其构建集成电路的潜力（图2F-H）。此外，该水凝胶逆变器可用于生物电信号的有效放大，显示出在可穿戴式监测设备中的应用前景。这些结果突显了半导体水凝胶在高性能电子设备中的应用潜力（图2J，K）。图2. P(PyV)-H的半导体特性多网络半导体水凝胶的制备及性能P(PyV)-H可以与其他开发成熟水凝胶混合，形成多网络水凝胶（MNH），这些MNH展示了增强的机械性能和良好的生物粘附性（图 3A,B）。这些MNH包括三种聚合物网络：长链聚合物（如聚丙烯酰胺或聚丙烯酸）、生物聚合物（如聚乙烯醇或明胶）和半导体聚合物（P(PyV)）。例如，MNH-1包含聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，具有高拉伸强度和吸湿性；而MNH-2则包含聚丙烯酸和明胶，展现出良好的生物粘附性。MNH的含水量高达60%至70%，拉伸试验表明，MNHs 具有很高的拉伸性，断裂应变大于 100%。添加少量 P(PyV) 后，断裂应力急剧增加，因为 P(PyV) 比传统水凝胶更硬。随着 P(PyV) 的进一步增加，断裂应力基本保持不变，但断裂应变逐渐减小（图 3，C 和 D）。实验还表明，MNH在猪皮肤上显示出优异的界面韧性和剪切强度（图3E）。这些MNH在保持半导体性能的同时，能够与各种生物组织展示出更好的粘附（图3G,H），适合于制造电化学晶体管和逆变器，显示出稳定的电子性能和良好的信号放大功能，即使在受到物理应力的环境中也能保持性能稳定（图 3I,J）。图3.多重网络水凝胶的制备和性能用于生物信号扩增的半导体水凝胶半导体水凝胶的出色半导体性能促使作者探索其生物电子学应用。使用人类角质细胞进行的细胞活力测试表明，与传统聚合物相比，此水凝胶显示出较低的细胞毒性和出色的生物相容性（图4A），这可能得益于其高含水量和水可加工性。因此，这些水凝胶适合体内应用。利用P(PyV)-H的高容积容量，我们能够有效降低金电极的阻抗。作者还使用基于P(PyV)-H和MNH-2的放大器放大眼电图和心电图信号（图4B），与商用凝胶电极相比，基于水凝胶的放大器产生的信号强度高出40倍，显示出优异的信噪比。此外，此放大器在现场记录低电平生物信号如脑电图时（图4C），受到的噪声干扰极小，信噪比高。这些放大器被用于记录体内的皮层电图信号，展示了其在测量低频生物信号方面的巨大潜力，而P(PyV)-H则在测量较高频信号方面表现更佳（图4E-G）。研究表明，半导体水凝胶能够有效放大生物电子学中的各种电生理信号，具备优异的半导体特性、生物相容性、机械性能和生物粘附性，可用于构建逻辑电路和放大器。图 4. 半导体水凝胶放大器的应用原文链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj4397更多QSense E-QCMD技术详情请点击链接登录百欧林官网 查看。

PerkinElmer今日推出了DairyGuard&trade 奶粉分析仪，它是一台专门为食品供应商和生产商所开发的近红外(NIR)光谱仪。DairyGuard是目前可用于检测未知掺杂成分和已知化合物(如蛋白质 、水分和脂肪含量)的唯一系统。DairyGuard结合更快的制备和采样时间，可获得实时结果，从供应链风险直至奶粉的安全和质量整个过程提供高度保护。 　　随着供应链复杂性及潜在次品收回可能性的增加，食品生产商需要一套现成解决方案，可准确且经济地筛查出奶粉中已知和未知污染物。DairyGuard分析仪所预先设定的奶粉具体分析谱数学模型类似于&ldquo 指纹&rdquo ，无需进行前期仪器配置。DairyGuard在不足1分钟的时间内即可准确地判断出某一批次产品是否可安全地用于后续生产，或是否仍需要进一步的分析。 　　PerkinElmer食品总监Sharon Palmer指出：&ldquo 许多机构已确认奶粉成分具有掺杂高风险性，因而所有食品生产商亟需采用一套可靠的筛查方法。为了避免食品安全问题，如2008年的三聚氰胺事件，食品生产商必须进行筛查，不仅要筛查已知污染物(如农药和药物残留成分)，而且还要筛查可能会成为不安全替代成分的未知污染物。DairyGuard将使食品供应商对其产品成分更具信心，而且，它还有助于确保为消费者提供安全最终产品。&rdquo 　　Flora研究实验室主任James Neal-Kababick说：&ldquo 红外技术已成为我们工作中的一项重要工具，用以检测营养保健品中隐秘且低成本的掺杂成分。就我们所采用的诸多方法而言，红外分析速度是任何其他方法所无法比拟的，而且，在我们的植物取证工作中，特别是在可用样品极为有限的情况下，其进行非破坏性测试的能力至关重要。我认为，在实验室中配备红外系统就像天平一样，是基础工具。我很难想象实验室没有红外系统。PerkinElmer技术，如DairyGuard中的红外系统，帮助我们解决了所遇到的一些最复杂的食品及营养品污染实例。&rdquo 　　为食品杂货制造商协会(Grocery Manufacturers Association, GMA)进行的2010 A.T. Kearney研究表明，一件掺假事件的花费平均占到公司年收入的2%-5%。在人力及技术方面进行投资以确保简化筛查方法，这可使加工商和生产商避免污染物对客户及公司声誉所构成的威胁。

近年来，无铅金属卤化物双钙钛矿Cs2Na(Ag)InCl6材料因组份易调控、合成简便及毒性低等特性，而备受关注，在照明显示、光电探测及光伏等领域表现出广阔的应用潜力。目前，该材料的研究主要局限在可见光波段，近红外(NIR)波段存在发光效率低的瓶颈，制约进一步的应用开发。 　　针对此问题，中国科学院福建物质结构研究所和闽都创新实验室研究员陈学元课题组，通过在Cs2NaInCl6中引入稀土离子Yb3+和Er3+作为近红外发光中心，实现高效近红外发光(图1)。 　　Cs2NaInCl6:Yb3+的最佳量子产率为39.4%，相比Cs2AgInCl6:Yb3+ 材料提升了142.2倍。科研团队通过第一性原理计算和Bader电荷分析，对比研究了Cs2NaInCl6:Yb3+和Cs2AgInCl6:Yb3+两种材料的局域电子结构(图2)。Bader电荷分析是一种通过将材料的总电荷分解到原子电荷，得到原子周围电子数，进而计算出原子化合价的方法。该方法应用于材料的电荷特性分析，判断材料内电荷传输过程。研究表明，Cs2NaInCl6:Yb3+中Na+离子的强离子性使其几乎完全电离，导致相邻的[YbCl6]八面体电荷显著局域化，促进了Cl--Yb3+的荷移跃迁。而Cs2AgInCl6:Yb3+中的Ag+由于强共价性形成Ag-Cl共价键，使相邻的[YbCl6]八面体中Cl-的电子波函数向Ag+离域，导致Cl-与Yb3+波函数交叠减小，从而抑制了Cl--Yb3+荷移跃迁过程。 　　该研究利用温度依赖的稳态和瞬态荧光光谱等手段，观察到Cs2NaInCl6:Yb3+中Yb3+的激发峰相对于基质自限激子的激发峰存在明显偏移(图3)。在低温下，Cs2NaInCl6:Yb3+通过紫外激发，在近紫外-可见光区观察到两个发射峰，波数差约为9766 cm-1，对应于荷移跃迁带(CTB)→ 2F7/2和2F5/2跃迁。以上证据证实了在Cs2NaInCl6:Yb3+中的高效近红外发射来源于其独特的Cl--Yb3+荷移跃迁敏化过程。 　　科研团队通过共掺其他近红外发光离子如Er3+，实现了Cl--Yb3+荷移跃迁敏化的Er3+离子1540 nm处的近红外发射(图4)。相比于Cs2NaInCl6:Yb3+/Er3+中常规的自限激子敏化，其发射强度增强了1510.2倍，最佳量子产率为7.9%。 　　该研究为实现高效的稀土掺杂近红外发光无铅金属卤化物双钙钛矿开辟了新途径，有望应用于近红外光通讯、发光二极管和夜视成像等领域。相关研究成果发表在《先进科学》(Advanced Science)上。研究工作得到中科院创新团队国际合作伙伴计划和国家自然科学基金等的支持。图1.Cs2NaInCl6:Ln3+ (Ln = Yb和Er)双钙钛矿高效近红外发光及发光机理示意图。图2.(a)Cs2AgInCl6:Yb3+的Bader电荷分析，(b)电子局域密度和(c)结构示意图；(d) Cs2NaInCl6:Yb3+的Bader电荷分析，(e)电子局域密度和(f)结构示意图。图3.温度依赖的Cs2NaInCl6基质的(a)激发光谱和(b)发射光谱；温度依赖的Cs2NaInCl6:Yb3+的(c)激发光谱和(d)发射光谱；(e)10 K下，Cs2NaInCl6:Yb3+的发射光谱；(f)在Cs2NaInCl6材料中，Yb3+离子的电子跃迁示意图。图4.不同浓度Yb3+和Er3+掺杂的Cs2NaInCl6 的(a)激发谱和(b)发射谱；Cs2NaInCl6:6.9%Yb3+/Er3+在不同Er3+掺杂浓度下，(c)Yb3+和Er3+的积分发射强度，以及(d)994 nm和(e)1540 nm发射处的荧光寿命；(f)Cs2NaInCl6:Yb3+/Er3+中的能量传递示意图。

作者：小武老师编辑：Joanna关键词CdTe, As doping, Atom probe tomography, Scanning transmission electron microscopy, Molecular beam epitaxy, Single crystalline薄膜电池（图片来源于网络）近年来，太阳能电池因其高转换效率、低成本和高稳定性特点倍受关注。其中碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池被认为是太阳能电池中容易制造的，因而它向商品化进展快，许多国家碲化镉电池已开始走向规模工业化生产。如今碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的转化效率已经高于20%，若要进一步提高效率，就面临着提高效率的同时保持开路电压不变的挑战。碲化镉薄膜太阳能电池结构示意图（图片转自网络）基于碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的结构和工作原理，人们目前实现的途径是确保载流子寿命不损失的情况下，在其P-N结构中添加掺杂元素，即P型掺杂。在大规模生产中砷元素As更安全，扩散更慢，因而被选为新型掺杂元素。但掺杂砷元素又会引发新问题。基于此背景，美国科罗拉多矿业大学（CSM）冶金和材料工程系的研究人员，在P-N结构中掺杂砷元素As后，对P-N结构进行原子尺度的微观深度分析，重点观察砷元素的掺入限制、簇状构造、溶解限和活化，研究其掺杂影响，以期实现增加P型掺杂的同时不损失载流子寿命，进而改善开路电压稳定性，提高太阳能电池的性能。美国科罗拉多矿业大学（图片来源于网络）观察过程中，研究人员应用了多种表面分析技术。其中低温阴荧光光谱仪（H-CLUE）对缺陷、掺杂等变化非常灵敏，因此在观测材料发光能量变化的环节中，研究人员用其表征和验证砷元素的掺杂效果，这对实验起到了重要作用。该工作以《Understanding arsenic incorporation in cdte with atom probe tomography》为题，发表于《Solar Energy Materials and Solar Cells》2018年，Volume 182（扫描二维码可直达英文原文）。 扫描识别查看左方二维码阅读英文原文如需了解该研究中的测试方法，扫描下方二维码留言，我们的应用专家将乐于为您提供解答服务。 扫描识别查看左方二维码寻找技术支持免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，HORIBA Scientific发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享，供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及进行处理。HORIBA Scientific力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

Nature：突破障碍 - 何祝兵团队在甲胺掺杂的倒钙钛矿太阳能电池中达成25.86%的效率分子掺杂工艺： 研究人员引入了一种使用二甲基胺基掺杂剂的分子掺杂工艺，该工艺能够创建一个与p-钙钛矿/ITO接触良好且能够完全钝化晶界的结构。这种创新工艺提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE），实现了经认证的25.39%的PCE，这是对钙钛矿太阳能电池现有标准的改进。分子挤压技术： 该工艺采用了一种独特的“分子挤压”方法，在甲苯淬灭结晶过程中将分子从前驱体溶液排出到晶界和薄膜底部。这种独特的技术导致了钙钛矿薄膜的p-掺杂，有助于提高器件的效率。长寿命和高效率： 器件在逆向扫描时实现了25.86%的效率，并表现出卓越的稳定性，即使经过1000小时的光老化，仍能保持96.6%的初始效率。这表明钙钛矿太阳能电池在性能和可靠性方面取得了显著的进步。在不断发展的光伏领域中，更有效、可持续地利用太阳能的追求是一项不懈的努力。科学家已经探索了许多途径来提高太阳能电池的效率，其中钙钛矿太阳能电池因其性能潜力和经济制造能力的结合而一直脱颖而出。今天，我们将聚焦于一支南方科技大学何祝兵团队率领杰出的研究团队所取得的重大突破，他们实现了钙钛矿太阳能电池效率的深度提高，这标志着我们共同追求更可持续和能效的未来的重要一步。这项开创性的研究提出了一种与传统方法有着根本不同的新型分子掺杂工艺，使用了一种二甲基氨基基团的掺杂剂。这种掺杂剂巧妙地用于形成和谐的p-钙钛矿/ITO接触，并精确地去除晶界缺陷，推动了钙钛矿太阳能电池功率转换效率（PCE）的大幅提升。研究团队创造出了一个惊人的世界纪录，即25.39%的认证PCE，为该行业设定了新的标准和潜力。为了达到这个非凡的成就，研究人员提出了一种被称为“分子挤压”的巧妙技术。这种创新策略迫使前体溶液中的分子在甲苯淬火晶化过程中重新分布到晶界和薄膜底部。因此，这导致了钙钛矿薄膜的p型掺杂，这是实现设备效率显著提高的关键。这种独特的工艺因此标志着一种基础性的突破，从根本上改变了可再生能源范式。然而，这项研究的胜利不仅仅局限于效率领域。该团队的冠军设备不仅在反向扫描中展示了25.86%的PCE，超越了以往的阈值，而且表现出了卓越的稳定性，在经过1000小时的光老化后仍保持了96.6%的初始效率。这项成就解决了钙钛矿太阳能电池技术中的一个主要挑战——效率和稳定性之间的平衡，并为未来旨在优化这两个重要方面的研究提供了有价值的基础。在这项开创性研究的核心是Enlitech的QE-R精密测量设备的精确利用。这种先进的设备为团队提供了准确的读数，使他们能够仔细评估他们的新方法的结果。选择Enlitech的QE-R设备，这种以精度和可靠性闻名的设备，强调了顶级资源在实现突破性成果中的重要性。此外，研究人员深入探究了p-钙钛矿/ITO界面的复杂能带对齐。通过应用紫外光电子能谱（UPS），他们阐明了促进空穴提取的带弯曲现象，这是实现高性能太阳能电池的关键过程。实验揭示了二甲基氨基基团掺杂剂以及与铅离子形成的分子复合物修改ITO基板的功函数，从而获得了有利于高效空穴提取的能带对齐。除了提高效率和稳定性外，研究团队还解决了钙钛矿太阳能电池中常见的滞后效应挑战。通过采用分子挤压技术和精确的掺杂工程，他们显著降低了滞后效应，从而使设备性能更加可靠和可重复。这一突破为实际应用和商业化钙钛矿太阳能电池提供了巨大的潜力，因为它解决了阻碍其广泛应用的主要障碍之一。此外，研究团队对电荷载流子动力学的详尽研究揭示了他们的钙钛矿太阳能电池性能异常出色的机制。通过各种分析技术，包括电荷密度差和Bader电荷分析，他们揭示了钙钛矿薄膜内电荷的重新分布，这归功于有效的分子掺杂策略。这种重新分布导致了提高空穴提取效率和提高整体设备性能的效果。总之，这项开创性的研究代表了钙钛矿太阳能电池领域的重大进展，实现了25.39%的创纪录效率和卓越的稳定性。分子掺杂工艺结合创新的分子挤压技术为实现对设备性能和稳定性的前所未有的控制铺平了道路。Enlitech的QE-R精密测量设备的利用对于准确评估制造的设备的光电性质起到了至关重要的作用。这一非凡成就将我们更接近实现钙钛矿太阳能电池的全部潜力，推动我们迈向由清洁、可再生能源驱动的未来。分离ITO表面的Pb 4f（a），I 3d （b）和P 2p （c）的XPS光谱来自ITO/DMAcPA/钙钛矿（蓝色）和ITO/钙钛矿（DMAcPA）（红色）样品两种钙钛矿薄膜埋底面XPS图 S26.Pb 4f（a）、I 3d （b）和调查（c）的XPS光谱，在底部检测到原始（红色）和DMAcPA掺杂（蓝色）钙钛矿薄膜的表面，与正文中报导了制造过程。 Pb结合能的红移在钙钛矿的埋藏底面检测到（图。S26a）也可以表示O–Pb与键削弱了主流Pb-I共价键的结合能和这里解释了Pb的红移。 S26b），它可以是归因于P-O-H–I的氢键，这已经得到了很好的讨论和通过上述H NMR信号的下场化学位移进行检查（图3A）。

原标题：街头买来羊肉串，DNA验真身 　　有的压根没羊肉 有的掺杂猪鸭肉 图为：羊肉串让人吃得不放心 记者王永胜摄 　　楚天都市报讯 在武汉街头，经常可闻到羊肉串的诱人香味 而在寒冷的冬天，一些火锅店的涮羊肉销售也十分火爆。 　　近日，不少网友微博报料称，现在市面上卖的很多羊肉串、涮羊肉都不是真的羊肉做的，而是猫肉、老鼠肉做的。 　　对这种说法，多数市民并不相信：哪来这么多的猫肉、老鼠肉? 　　记者通过走访羊肉烧烤摊、美食城一条街以及羊肉串批发市场，并请专业机构鉴定求证发现，其实现在市面上的羊肉串、涮羊肉确实有猫腻。 　　网友报料 　　“羊肉串”是猫肉鼠肉 　　近日，武汉一名网友张先生报料：他在浏览微博时，发现不少网友称，街头诱人的羊肉串、火锅店里的涮羊肉，都不是真正的羊肉做的，而是猫肉、老鼠肉做的。 　　昨日，记者通过新浪、腾讯微博，以及百度搜索发现，网络上讨论羊肉是流浪猫、老鼠等做的帖子铺天盖地。 　　其中，网友“豆包kiroro小鱼钓猫”说：冬季多吃羊肉可御寒。可据说现在街上卖的羊肉串有些用的是猫肉。 　　网友“厦门人士”则表示：猫肉可能被制成“羊肉”，已经误入你的口中。 　　网友“不努力”奉劝大家：5元以下的羊肉串，尽量不要去吃，一般是猫肉、老鼠肉之类的。 　　此外，还有不少网友揭露，为让人们觉得吃的猫肉、老鼠肉有膻味，一些烧烤摊老板往往以很低的价格买回猫肉，放在盛有羊尿的盆里浸泡几个小时，再用嫩肉粉、各种调料腌制二三十分钟，加点羊油和羊肉香精，羊肉串就诞生了! 　　街头探访 　　烧烤摊老板闪烁其词 　　诱人的羊肉串，到底是不是羊肉? 　　近日，记者到武昌民主路户部巷、汉口吉庆街一带进行了走访。 　　在户部巷一家烧烤摊前，等着吃烧烤的市民排起六七米的长队。 　　“老板，你这个羊肉是真的吗?”记者问。“这都是刚刚串好的羊肉，当然是真的。”一名女店主称。 　　在另一家烧摊点前，店主则表示，他不仅卖的是真羊肉，还是产自新疆的羊肉。 　　不过，不少老板对记者的询问显得有些不耐烦。“你问这个干什么?” 　　此外，有几名老板则直白地说，一串羊肉卖一两元钱，若都是真羊肉，大家可能喝西北风去了。 　　冷冻市场 　　羊肉串仅带羊肉风味 　　有的烧烤摊老板说羊肉是真的，有的老板则说是假的，真相到底如何? 　　据了解，羊肉串大多来源于冷冻食品批发市场。昨日，记者来到一家市场调查了解到，现在的羊肉串每斤售价在19元至20元不等。批发商专门指出，这种羊肉串是有羊肉风味的。 　　只有羊肉风味，那有没有纯的羊肉呢?批发商表示，现在几乎不存在纯的羊肉。记者调查还发现，不少羊肉串的包装袋上的文字注明：烧烤肉串，羊肉风味。本产品精选鲁西南羊肉，配料为精选精鲜肉、白砂糖、味精等。一边号称鲁西南羊肉，一边配料却是精鲜肉，明显前后矛盾。 　　既然没有正宗羊肉串卖，有的都只是羊肉风味的烧烤肉串，那什么叫羊肉风味的烧烤肉串?经再三追问下，批发商这样解释：它说白了就不是羊肉，而是一种带有羊肉风味的肉。 　　实验求证 　　羊肉串掺有猪肉鸭肉 　　街头的羊肉串，只是一种带有羊肉风味的肉。那么，里面的肉，到底是不是老鼠肉和猫肉呢? 　　近日，记者从市场购买了6份羊肉样品，一号、二号来自冷冻食品批发市场 三号、四号来自美食街 五号、六号分别来自餐馆和流动烧烤摊。记者带着这些样品，找到武汉摩尔生物科技公司，并对6个样品的DNA成分进行检测。 　　检测发现，6份样品中，仅仅是一、二、四号样品检测出了羊肉成分，三、五、六号样品完全不是羊肉。此外，一、二、四号样品仅是含有羊肉，并不是纯羊肉。 　　经对一、二、四号样品的进一步检测，检测人员发现，3份样品中，除了有羊肉的成分，还有猪肉和鸭肉的成分。 　　一名肉制品经销商称，目前每斤羊肉的价格是20多元，而猪肉和鸭肉的价格则分别在10元和8元左右，为了省钱，一些商贩就在羊肉里掺一些别的肉。 　　那么三、五、六号样品完全不是羊肉，到底是什么肉?检测人员分别对它们猪肉和鸭肉的源性成分检测，结果都不是。这就奇怪了，不是羊肉，不是猪肉，也不是鸭肉，难道真的是传说中的猫肉、老鼠肉?检测人员表示，这还有待进一步的检测。 　　特别鸣谢：本次采访得到湖北卫视《生活帮》栏目(播出时间，每周三22：00-23：00 周六、周日11：50-13：00)大力支持。

Adulterant Screen软件与PerkinElmer高端红外光谱仪的配合使用实现了食品掺杂掺伪筛查与营养成分检测的一步化操作 2014年2月24日，美国，马萨诸塞州，沃尔瑟姆 —— PerkinElmer，专注于提升人类健康和环境安全的全球领导企业，今日对外发布Adulterant Screen软件系统。这一自动化的解决方案能够协助食品从业人员辨别食品原料的真伪，以杜绝正在发生的、以及潜在的食品掺伪威胁。 Adulterant Screen软件与PerkinElmer傅利叶变换红外光谱仪（FT-IR）或近红外光谱仪（NIR）的配合使用创建了一个独特的、硬件与软件相互融合的系统，仅需通过一个步骤就能够实现确认食品真伪和进行营养成分分析的双重目标。 “食品质量专家们必须妥善应对不断上升的风险，持续检测食品原料，筛查可能成为不安全因素的、已知或未知的食品添加成分。”PerkinElmer环境事业部总裁 Jon DiVincenzo说，“我们的使命就是不断研发先进的检测解决方案，协助我们全球范围内的用户从容不迫地应对愈发复杂的、涉及食品供应链中质量控制和安全的行业监管法规。” 工作原理：Adulterant Screen软件能够同时对多种掺伪物质进行快速的、针对目标检测物和非目标检测物的筛查。个性化的设计，快速、有效，无需冗长的校正过程。简单直观的“红灯/绿灯”、“Pass/Pail”结果显示系统确保了简便的操作，使得各类知识背景的使用者都能轻而易举地使用。 了解更多：欲了解更多关于Adulterant Screen软件的信息，可访问此连接。 PerkinElmer同时提供Dairy Guard TM奶粉分析仪，一个基于近红外（NIR）平台的、面向食品供应商和生产商的光谱仪。Dairy Guard奶粉分析仪是目前唯一一款能够同时对已知和未知掺伪物质进行检测的系统。 关于PerkinElmer：珀金埃尔默是专注于人类和环境健康的全球领军企业。2013年，公司收入约为22亿美元，在150个国家拥有超过7700名员工。同时，珀金埃尔默也是标准普尔500指数公司，欲了解更多信息，可访问：www.perkinelmer.com.cn。 媒体联系： 薛萍：021-60645888

2018年7月21日至24日，在美丽的滨城大连，天美（中国）科学仪器有限公司应邀参加并赞助了第七届全国掺杂纳米材料发光性质学术会议。此次会议由中国物理学会发光分会、中国稀土学会发光专业委员会主办，大连民族大学承办。会议旨在通过大会报道、专题研讨等活动，总结和交流近年来在掺杂纳米发光材料，能源材料及相关应用领域所取得的研究成果，凝练科学目标，共同探讨和谋划未来学科发展方向，推动我国发光科技和应用的发展，提升我国在掺杂发光材料及相关领域的国际竞争力。 　　会议期间，天美（中国）科学仪器公司还受邀进行了会议报告。天美分子光谱工程师刘冉进行了题为“爱丁堡光谱仪在先进发光材料检测中的应用”的报告，介绍了爱丁堡公司最新推出FLS1000光谱仪的主要特点及其在发光材料中的重要应用。本次报告，不但加深了新老用户对仪器的了解与应用，同时了也吸引了很多感兴趣的参会老师前来咨询讨论。关于天美：　　天美集团从事表面科学、分析仪器、生命科学设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销；为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。近年来天美集团积极拓展国际市场，先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司、英国Edinburgh Instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司Scion气相和气质产品生产线，以及上海精科公司天平产品线, 三科等国内制造企业、加强了公司产品的多样化。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所手性分离与微纳分析课题组开发出一种多重限域的一步可控合成掺杂方法，制备出对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜（专利申请号：CN 202010861481.0）。该研究在吸附了苯丙氨酸的氧化石墨烯膜的二维层间空间限域生长层状锌类水滑石，从而构建类水滑石/苯丙氨酸/氧化石墨烯三明治型复合材料。由于锌类水滑石层间夹层可作为密闭反应器，通过限域燃烧，可将苯丙氨酸中的氮原子掺杂到石墨烯晶格中。同时，形成的多孔锌类水滑石可作为模板，通过孔区域内限域燃烧在氧化石墨烯上蚀刻出孔径可控的纳米孔（图1）。　　科研人员将获得的氮掺杂纳孔石墨烯（图2）制备成膜用于稀土元素的分离，获得了良好的分离选择性，最高膜分离因子达到3.7。理论模拟表明，氮掺杂纳孔石墨烯中的吡咯氮原子，在稀土离子的选择性分离过程中起到主要作用。该制备方法简单高效、膜分离稳定性优异。该研究不仅为杂原子掺杂纳孔石墨烯材料的制备开辟了新途径，而且为实现稀土离子的高选择性膜分离提供了新思路，具有潜在的工业应用前景。相关研究成果发表在Cell Press旗下综合类子刊iScience上，博士生谭洪鑫为论文第一作者，研究员李湛和邱洪灯为论文共同通讯作者。　　此外，研究人员在自主研发的纳孔石墨烯/氧化锌纳米复合材料的基础上，利用固相合成策略，使均苯三甲酸与纳孔石墨烯表面的氧化锌纳米颗粒直接反应，原位绿色合成出纳孔石墨烯/MOF复合纳米材料，并发现该材料适合于水溶液中稀土离子的选择性固相吸附分离，该研究成果发表在Analytical Chemistry上。　　研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院和甘肃省人才计划项目的支持。 图1.多重限域策略可控合成氮掺杂纳孔石墨烯示意图 图2.氮掺杂纳孔石墨烯表征图

供稿：白冰成果简介2021年4月，北京理工大学张加涛教授课题组在国际顶级材料学期刊 Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202100286，IF=16.836) 发表了题为Dopant Diffusion Equilibrium Overcoming Impurity Loss of Doped QDs for Multimode Anti-Counterfeiting and Encryption 的论文，利用杂质扩散平衡策略首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用。半导体之所以能被广泛应用在光电产品世界中，凭借的就是在其晶格中植入杂质改变其电性，调控半导体纳米晶体的光、电、磁性质，实现高效率发光器件、太阳能电池、自旋电子器件等新型光电子器件的应用。Cu+作为一种通用的掺杂杂质，可以用来调控半导体纳米晶的光电性质。但是在掺杂纳米晶高温外延生长钝化层的过程中，Cu+杂质容易向外扩散，容易造成掺杂失效，阻碍了掺杂纳米晶的进一步应用。要实现半导体纳米晶的广泛应用，必须解决掺杂问题。北京理工大学张加涛教授课题组发展了一种新型的杂质扩散平衡策略，向Cu+掺杂CdSe纳米晶溶液中引入额外的Cu+，在纳米晶内外部杂质离子扩散平衡的条件下进行表面钝化层的高温外延生长。该策略成功制备出Cu 掺杂CdSe@CdS（CdSe:Cu@CdS）核壳纳米晶。只具有本征荧光的CdSe@CdS和同时具有微弱本征荧光和强近红外荧光的CdSe:Cu@CdS纳米晶分别记录了干扰信息和关键信息，且这两种信息在肉眼下无法被明显分辨；而关键信息的近红外荧光则可以通过普通商业手机摄像头和滤光片（截止边800 nm）的组合轻松获取，首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用。图文导读通常直接在Cu+掺杂CdSe纳米晶表面外延生长钝化壳层容易造成杂质Cu+向外部扩散，导致掺杂失效，阻碍了掺杂纳米晶的进一步应用。北京理工大学张加涛课题组向溶液中引入额外的Cu+，溶液中的Cu+与纳米晶内部的杂质Cu+形成扩散平衡，该扩散平衡在高温下阻碍了纳米晶内部的Cu+向外扩散，最终在CdSe@CdS核壳纳米晶内部形成了有效的Cu+掺杂，保持了Cu+掺杂核壳纳米晶的近红外掺杂荧光。图1 杂质扩散平衡策略示意图和防伪/保密应用图2 CdSe:Cu和CdSe:Cu@CdS纳米晶的形貌、光学和结构表征图3 近红外荧光防伪和保密图案在多种商业手机中的成像效果Cu+掺杂CdSe纳米晶拥有一个较宽的掺杂荧光发射峰，该峰覆盖了可见光区和近红外光区（700 nm-1100 nm），在此范围内使用常规的荧光光谱仪无法获得连续且完整的荧光光谱数据。HORIBA Duetta 荧光光谱仪装备了CCD检测器，可以连续地获取从250 nm 到1100 nm 范围内的荧光光谱信息，为探索材料的新结构、新性能和新应用提供了有力的帮助。Duetta 荧光及吸收光谱仪如果您对上述产品感兴趣，欢迎扫描二维码留言，我们的工程师将会及时为您答疑解惑。总结展望现阶段基于可见荧光的防伪手段面临着易被破解的风险。基于不可见近红外荧光的防伪/保密应用明显地提高了破解的难度，拥有更高的信息安全性。常用的手机摄像头可以有效地捕获近红外荧光，降低了这种基于不可见近红外荧光防伪/保密应用的门槛，有望取代现有的可见荧光防伪/保密模式，实现大规模应用。文献信息Dopant Diffusion Equilibrium Overcoming Impurity Loss of Doped QDs for Multimode Anti-Counterfeiting and Encryption文章署名作者：Bing Bai, Meng Xu, Jianzhong Li, Shuping Zhang, Chen Qiao, Jiajia Liu, Jiatao Zhang扫码查看文献张加涛教授简介张加涛教授现任北京理工大学化学与化工学院院长、北京理工大学首位徐特立特聘教授，英国皇家化学会会士、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者、国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）杰出奖 获得者。以第一作者或通讯作者在 Nature、Science、Nature Nanotech、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater. 等期刊发表 SCI 论文 50 余篇，他引 2800 余次。

石墨烯等二维材料的载流子迁移率高、光-物质相互作用强、物性调控能力优，在高带宽光电子器件领域具有重要的科学价值和广阔的应用前景。当前，发展与主流半导体硅工艺兼容的二维材料集成技术受到业内广泛关注，其中首要的挑战是将二维材料从其生长基底高效转移到目标晶圆衬底上。然而，传统的高分子辅助转移技术通常会在二维材料表面引入破损、皱褶、污染及掺杂，严重影响了二维材料的光电性质和器件性能。因此，实现晶圆级二维材料的无损、平整、洁净、少掺杂转移是二维材料面向集成光电子器件应用亟待解决的关键问题。　　针对这一难题，北京大学化学与分子工程学院彭海琳课题组与国防科技大学秦石乔、朱梦剑课题组合作，设计了一种梯度表面能调控（gradient surface energy modulation）的复合型转移媒介，可控调节转移过程中的表界面能，保证了晶圆级超平整石墨烯向目标衬底（SiO2/Si、蓝宝石）的干法贴合与无损释放，得到了晶圆级无损、洁净、少掺杂均匀的超平整石墨烯薄膜，展示了均匀的高迁移率器件输运性质，观测到室温量子霍尔效应及分数量子霍尔效应，并构筑了4英寸晶圆级石墨烯热电子发光阵列器件，在近红外波段表现出显著的辐射热效应。该转移方法具有普适性，也适用于其它晶圆级二维材料（如氮化硼）的转移。研究成果以“Integrated wafer-scale ultra-flat graphene by gradient surface energy modulation”为题，于9月15日在线发表在《自然-通讯》（Nature Communications 2022, 13, 5410）。　　文章指出，二维薄膜材料从一表面到另一表面的转移行为主要由不同表界面间的能量差异决定。衬底的表面能越大，对二维薄膜有更好的浸润性及更强的附着能，更适合作为薄膜转移时的“接受体”；反之，衬底的表面能越小，其更适合作为薄膜转移时的“释放体”。因此，作者设计制备了表面能梯度分布的转移媒介【如图1，聚二甲基硅氧烷(PDMS)/PMMA/冰片】，其中冰片小分子层吸附在石墨烯表面，有效降低了石墨烯的表面能，保证石墨烯向目标衬底贴合过程中，衬底的表面能远大于石墨烯的表面能，进而实现良好的干法贴合；另一方面，转移媒介上层的PDMS高分子膜具备最小的表面能，能够实现石墨烯的无损释放。此外，该转移方法还有以下特点：PDMS作为支撑层可以实现石墨烯向目标衬底的干法贴合，减少界面水氧掺杂；容易挥发的冰片作为小分子缓冲层能有效避免上层PMMA高分子膜对石墨烯的直接接触和残留物污染，得到洁净的石墨烯表面；高分子PMMA层的刚性使得石墨烯转移后依旧保持超平整的特性。图1 晶圆级二维材料的梯度表面能调控转移方法　　基于梯度表面能调控转移的石墨烯薄膜具备无损、洁净、少掺杂、超平整等特性，展现出非常优异的物理化学性质（如图2）。转移后4英寸石墨烯晶圆的完整度高达99.8%，电学均匀性较好，4英寸范围内面电阻的标准偏差仅为6%（655 ± 39 Ω/sq）。转移到SiO2/Si衬底上石墨烯的室温载流子迁移率能够达到10000 cm2/Vs，并且能够观测到室温量子霍尔效应以及分数量子霍尔效应（经氮化硼封装，1.7K）。基于SiO2/Si衬底上4英寸石墨烯晶圆，成功构筑了热电子发光阵列器件，在较低的电功率密度下（P = 7.7 kW/cm2）能够达到较高的石墨烯晶格温度（750K），并在近红外波段表现出显著的辐射热效应（如图3）。　　图2 梯度表面能调控转移的石墨烯晶圆。（a）无损转移到SiO2/Si衬底上高完整度4英寸石墨烯晶圆；（b）超平整石墨烯与粗糙石墨烯褶皱数目的对比（5×5 μm2范围内）及典型的原子力显微镜图片对比（内嵌图）；（c）转移后4英寸石墨烯晶圆的面电阻；（d）梯度表面能调控与传统湿法转移的石墨烯的电学转移曲线对比；（e）转移到SiO2/Si上的石墨烯在不同温度下的霍尔曲线及室温量子霍尔效应；（f）转移后石墨烯（氮化硼封装，1.7 K）的朗道扇形图，表现出分数量子霍尔效应。　　图3 晶圆级石墨烯热电子发光阵列器件。（a）石墨烯热电子发光示意图；（b）基于4英寸晶圆石墨烯的热电子发光阵列；（c）石墨烯热电子发光阵列的光学显微镜照片；（d）器件在电功率密度为3.0 kW/cm2时的红外照片；（e）器件在不同电功率密度下的辐射光谱；（f）石墨烯晶格温度随电功率密度的变化。　　此外，梯度表面能调控转移方法可作为晶圆级二维材料（石墨烯、氮化硼、二硫化钼等）向工业晶圆转移的通用方法，有望为高性能光电子器件的集成奠定技术基础。　　该论文的共同通讯作者为北京大学彭海琳教授和国防科技大学秦石乔教授、朱梦剑副研究员。共同第一作者是北京大学前沿交叉学科研究院博士研究生高欣、北京大学化学学院博士毕业生郑黎明、国防科技大学前沿交叉学科学院罗芳博士、北京大学化学学院博雅博士后钱君。其他主要合作者还包括北京大学化学学院刘忠范教授、北京大学材料学院林立特聘研究员、北京石墨烯研究院尹建波研究员和孙禄钊研究员、及长春工业大学高光辉教授等。　　该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、北京分子科学国家研究中心、腾讯基金会等项目资助，并得到了北京大学化学与分子工程学院分子材料与纳米加工实验室（MMNL）仪器平台的支持。　　原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-33135-w

二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）在层间距扩展、表面终止改性和成分结构构建方面的持续和大量探索引起了储能领域的极大兴趣。然而，由于对MXenes的配位化学缺乏基本的理解，它们的使用仍然受到严重阻碍。近日，山东大学冯金奎教授通过一种新的单点蚀刻策略，制备了具有可调控配位化学的分级多孔N-掺杂碳包覆的无氟Ti3C2Tx。通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和X射线光电子能谱，作者确定了通过相位重建操纵的与N配位的Ti。此外，此外，明显观察到分级多孔氮掺杂碳（HPNC），其导致材料表面积的成倍增加，这源于微孔和中孔的显著增加。结果，Ti与N配合的结构协同效应和HPNC提高了结合能，减少了加速氧化还原动力学的能量障碍，并促进了多硫化锂的物理固定化。上述MXenes改性的隔膜赋予锂硫电池0.5 A g-1下889.5 mA h g-1的可逆容量，循环100次后容量保持率为79.5%。总的来说，这项工作提供了一种新的和通用的蚀刻策略，即直接合成具有可调谐配位化学的无氟MXene，以探索结构和电化学特性之间的相关性。文章要点：1. 这项工作通过基于新型室温熔融盐（1-Butyl-3-methyl-1H-imidazol-3-ium tetrachloroferrate (III), RTMS）的一锅蚀刻策略，操纵了具有可调谐配位化学的分级多孔N型碳包覆的Ti3C2TxMXene（Ti-N-Ti3C2Cl-C）。2. 通过粉末X射线衍射（PXRD）、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）和X射线光电子能谱（XPS）鉴定了这种通过相位重构实现的Ti和N之间的独特协调结构。同时，在其表面明显观察到层次分明的多孔氮掺杂碳（HPNC），由于微孔和中孔的大量增加，使材料表面积增加了数倍。3. 通过实验和密度泛函理论（DFT）验证，Ti与N的配位结构提高了结合能并降低了能垒，加速了多硫化锂（LiPSs）的氧化还原动力学，而HPNC以及柔性屏蔽不仅缓解了Ti3C2TxMXene层的重新堆积，还提高了LiPSs的物理固定性。4. 此外，Ti-N-Ti3C2Cl-C修饰的隔膜使锂硫电池（LSBs）实现了优异的电化学性能，这确保了这种有前景的材料在能源转换和存储领域的应用。图1 材料制备示意图2 材料表征图3 对多硫化物的吸附与催化图4 锂硫电池性能

【科学背景】随着全球气候变化问题日益突显，碳捕集技术成为减缓气候变化的重要手段之一。因此，研究人员一直致力于寻找能够高效、低成本地分离CO2的技术，以减少温室气体排放并促进碳中和。传统的CO2分离技术通常依赖于热力学过程，如化学吸收和物理吸附，但这些方法往往需要大量的能源消耗，成本高昂。因此，开发基于膜的CO2分离技术成为一种备受关注的方向，因为这种技术不依赖于热能，有望降低捕集成本。传统的膜材料如聚合物薄膜和金属有机框架等已经显示出潜在的应用前景，但它们的CO2渗透率受到选择层厚度的限制，难以进一步提高。此外，实现高CO2/N2分离因子的挑战在于难以兼顾高选择性和高渗透率。因此，本研究针对这些问题提出了一种创新的解决方案。瑞士洛桑联邦理工学院Kuang-Jung Hsu，Kumar Varoon Agrawal等研究团队利用二维孔隙结构，通过控制孔边缘的异原子掺杂来增强CO2与孔的结合亲和力。他们选择了石墨烯作为研究对象，通过将吡啶氮引入孔边缘，促进了CO2与孔之间的竞争性吸附。这种方法提高了CO2的装载量，使得即使在稀薄的CO2气流中也能实现高CO2渗透率和高CO2/N2分离因子。此外，他们采用了可扩展的化学方法，成功制备了厘米级的高性能膜，为实际应用奠定了基础。【科学亮点】（1）在本研究中，首次利用氨在室温下处理氧化的单层石墨烯，成功地在孔边缘引入了吡啶氮。这一方法使得孔边缘的吡啶氮取代成为可能。（2）实验结果表明，吡啶氮的引入导致了CO2与孔之间的高度竞争性但定量可逆的结合，这与理论预测一致。通过高分辨率X射线光电子能谱（XPS）确认了吡啶氮的引入。同时，低温扫描隧道显微镜（LTSTM）观察到了CO2的吸附和解吸过程，验证了吡啶氮引发的高亲和力。（3）此外，实验还显示了即使在稀薄的CO2气流中，也能实现高装载量，进而实现了高CO2渗透率和高CO2/N2选择性。由于化学反应的可扩展性，实验在厘米级膜上展示了高性能。【科学图文】图1：在吡啶-N-取代的石墨烯上，吸附CO2。图2. 在吡啶-N-取代的石墨烯上，吸收CO2。图3. 在吡啶-N-取代的石墨烯上，定量可逆的CO2吸附。图4：过能量色散光谱（EDS）和拉曼光谱确认吡啶氮取代石墨烯中的氮官能团。图5：吡啶氮取代石墨烯的CO2吸附和气体传输特性。图6: 竞争性CO2吸附，吡啶-N-取代石墨烯具有极好的碳捕获性能。【科学结论】这项研究为开发高效的碳捕集技术提供了科学价值。通过在石墨烯孔边缘引入功能异原子，特别是吡啶N，作者成功地改善了CO2在孔中的吸附性能，从而实现了高渗透率和高选择性的分离效果。这一发现不仅为膜科学提供了新的思路和方法，还将激发分子模拟和实验来进一步探索竞争性吸附的机制，为膜技术的进一步发展提供了重要的指导。此外，研究中采用的化学反应是基于气态反应物的，这使得相关技术具有了高度可扩展性，并且可适用于大面积样品的制备。因此，这项研究的成果不仅将对膜领域有所贡献，还将为其他领域，如高性能吸附剂、传感器和催化剂的开发提供有价值的参考。原文详情：Hsu, KJ., Li, S., Micari, M. et al. Graphene membranes with pyridinic nitrogen at pore edges for high-performance CO2 capture. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01556-0

ZBO晶体的近零膨胀性质、优异的透过性能以及良好的生长习性　　热胀冷缩是自然界物体的一种基本热学性质。然而也有少数材料并不遵循这一基本物理规则，存在着反常的热膨胀性质，即其体积随着温度的升高反常缩小(或不变)。其中，有一类材料的体积在一定温区内保持不变，称为零膨胀材料，在很多重要的科学工程领域具有重要的应用价值。目前已有的绝大多数零膨胀材料是通过将具有负热膨胀性质的材料加入到其它不同材料中，通过化学修饰的手段控制其膨胀率，形成零膨胀状态。而纯质无掺杂的零膨胀晶体材料因为能够更好地保持材料固有的功能属性，在各个领域更具应用价值。但由于在完美晶格中实现负热膨胀与正膨胀之间的精巧平衡十分困难，纯质无掺杂晶体材料中的零膨胀现象非常罕见。迄今为止仅在七种晶体中发现了本征的零膨胀性质。同时，在目前已有的零膨胀晶体材料中含有过渡金属或重原子，其透光范围仅仅截止于可见波段，因此探索具有良好透光性能的纯质无掺杂零膨胀晶体材料是热功能材料领域及光学功能材料领域里极具科学价值的研究热点。　　中国科学院理化技术研究所人工晶体研究发展中心研究员林哲帅课题组与北京科技大学教授邢献然课题组合作，首次在单相硼酸盐材料体系中发现了新型零膨胀材料。相关研究成果发表在国际材料科学期刊《先进材料》上(Near-zero Thermal Expansion and High Ultraviolet Transparency in a Borate Crystal of Zn4B6O13, Adv. Mater.,DOI:10.1002/adma.201601816)。他们创新性地提出利用电负性较强的金属阳离子限制刚性硼氧基团之间的扭转来实现零膨胀性质，并在立方相硼酸盐Zn4B6O13(ZBO)中实现了各向同性的本征近零膨胀性质。　　ZBO晶体具有硼酸盐晶体中罕见的方钠石笼结构：[BO4]基团共顶连接形成方钠石笼，[Zn4O13]基团被束缚在方钠石笼中，[BO4]基团之间的连接处被较强的Zn-O键固定住。通过变温X射线衍射实验，证明了ZBO晶体在13K-270K之间的平均热膨胀系数为1.00(12)/MK，属于近零膨胀性质，其中在13K-110K之间的热膨胀系数仅为0.28(06)/MK，属于零膨胀性质。他们利用第一性原理计算结合粉末XRD数据精修揭示了ZBO的近零膨胀性质主要来源于其特殊的结构所导致的声子振动特性：低温下对热膨胀有贡献的声子模式主要来源于刚性[BO4]基团之间的扭转，刚性 [BO4]基团之间的扭转被较强的Zn-O所限制，使得其在13K-270K之间呈现出非常低的热膨胀系数。　　ZBO晶体具有良好的生长习性。林哲帅课题组与中科院福建物质结构研究所吴少凡课题组合作，获得高光学质量的厘米级晶体。经过测试表明，ZBO的透光范围几乎包含了整个紫外、可见以及近红外波段，紫外截止边是所有零膨胀晶体中最短的。同时其还具有良好的热稳定性、高的力学硬度以及优异的导热性能。综合其优良性能，ZBO晶体在应用于低温复杂环境中的高精度光学仪器，例如超低温光扫描仪、空间望远镜和低温光纤温度换能器中具有重要的科学价值。　　许多硼酸盐晶体材料在紫外波段具有良好的透过性能。同时，由于硼氧之间强的共价相互作用，硼氧基团内部的键长键角随温度基本保持不变，而硼氧基团之间的扭转能够引起骨架结构硼酸盐的反常热膨胀效应。林哲帅课题组率先在国际上对硼酸盐体系展开了反常热膨胀性质的探索。在前期工作中，他们与理化所低温材料及应用超导研究中心研究员李来风课题组合作，发现了两种具有罕见二维负热膨胀效应的紫外硼酸盐晶体(Adv. Mater. 2015, 27, 4851 Chem. Comm. 2014, 50, 13499)，并对其机制进行了阐明(J. Appl. Phys. 2016，119, 055901)。　　相关工作得到了理化所所长基金、国家自然科学基金以及国家高技术研究发展计划(“863”计划)的大力支持。

下载：脂肪酸分析用三氟化硼甲醇溶液.pdf 关键词：三氟化硼甲醇 脂肪酸 甲酯化 上海安谱科学仪器有限公司 地址：上海市斜土路2897弄50号海文商务楼5层 [200030] 电话：86-21-54890099 传真：86-21-54248311 网址：www.anpel.com.cn 联系方式：shanpel@anpel.com.cn 技术支持：techservice@anpel.com.cn

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p style=" padding: 0px text-size-adjust: 100% font-family: & quot Microsoft Yahei& quot , 微软雅黑, & quot STHeiti Light& quot , 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif font-size: 18px letter-spacing: 1px white-space: normal margin-top: 5px margin-bottom: 5px line-height: normal text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 据天眼查数据显示，8月28日，上海铕芯半导体有限公司成立。法定代表人为贡鸾鸾，注册资本13亿人民币，注册地址在中国（上海）自由贸易试验区。公司经营范围包括半导体技术领域内的技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务等。该公司第一大股东为上海半导体装备材料产业投资基金合伙企业（有限合伙），持股比例为90%；第二大股东为A股上市公司上海万业企业股份有限公司，持股比例10%。 /span br/ /p img id=" 0" img-size=" 998,888" src=" https://n.sinaimg.cn/spider2020831/286/w998h888/20200831/fc84-iypetiu8937333.png" style=" border: 0px none vertical-align: middle display: block margin: 0px auto max-width: 640px " / p style=" text-align: center font-family: & quot Microsoft Yahei& quot , 微软雅黑, & quot STHeiti Light& quot , 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif font-size: 18px letter-spacing: 1px white-space: normal margin-top: 5px margin-bottom: 5px line-height: normal " /p p style=" padding: 0px text-size-adjust: 100% font-size: 18px font-family: & quot Microsoft Yahei& quot , 微软雅黑, & quot STHeiti Light& quot , 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif letter-spacing: 1px white-space: normal margin-top: 5px margin-bottom: 5px line-height: normal text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 天眼查APP显示，上海半导体装备材料产业投资基金合伙企业（有限合伙）的股东之一，为国家集成电路产业投资基金股份有限公司；上海万业企业股份有限公司的十大股东信息显示，国家集成电路产业投资基金股份有限公司持有该公司7%的股份。 /span /p div class=" img_wrapper" style=" text-align: center font-family: & quot Microsoft Yahei& quot , 微软雅黑, & quot STHeiti Light& quot , 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif font-size: 18px letter-spacing: 1px white-space: normal " img id=" 1" img-size=" 1245,559" src=" https://n.sinaimg.cn/spider2020831/204/w1245h559/20200831/6cc7-iypetiu8937334.png" style=" border: 0px none vertical-align: middle display: block margin: 0px auto max-width: 640px " / /div

彭练矛，电子和材料物理学家，目前主要从事碳基电子学领域研究。1982年毕业于北京大学无线电电子学系并获学士学位，1988年于美国亚利桑那州立大学获博士学位，后赴英国牛津大学，1994年底回国。2019年当选为中国科学院院士。现任北京大学电子学院院长、北京碳基集成电路研究院院长。 受访者供图从2000年至今，北京大学电子学院教授彭练矛坚守在国产碳基芯片研究一线。在他看来，目前中国芯片产业链面临着被“卡脖子”的状况，关键因素是中国在芯片技术领域没有核心技术和自主研发能力，从材料、设计到生产制备的全套技术中任何一个环节都没能发挥主导作用。 2022年3月23日，中国科学院院士彭练矛在谈自己的科研经历。从2000年至今，北京大学电子学院教授彭练矛坚守在国产碳基芯片研究一线。在他看来，目前中国芯片产业链面临着被“卡脖子”的状况，关键因素是中国在芯片技术领域没有核心技术和自主研发能力，从材料、设计到生产制备的全套技术中任何一个环节都没能发挥主导作用。而碳基电子将有望打破这种局面，实现由中国主导芯片技术的“换道超车”。20年来，他带领团队研发出了整套碳基芯片技术，首次制备出性能接近理论极限，栅长仅5纳米的碳纳米管晶体管，实现了“从0到1”的突破，为中国芯片突破西方封锁、开启自主创新时代开辟了一条崭新的道路。“启用新材料是解决芯片性能问题的根本出路”作为电子产品的“心脏”，全球每年对芯片的需求已达万亿颗。“大家都希望电子设备的芯片速度更快、续航时间更长。”彭练矛告诉记者，碳基芯片技术的发展对于大众生活有着广泛而深远的影响，5G技术的来临将使城市变成“智慧城市”，健康医疗、可穿戴电子设备、物联网和生物兼容性器件… … 这些都离不开海量的数据运算，需要有强大处理能力的芯片做支撑。在传统工艺下，这些芯片有着统一的核心材料，那就是硅。当前，硅基芯片已经进入5纳米时代，甚至在向2纳米、1纳米探索，这意味着，硅基芯片性能逼近物理极限。步入21世纪以来，寻找能够替代硅的芯片材料，成为热门话题。“当时整个学界都感觉到，硅基微电子实际上在走下坡路。学界会提前考虑，未来取代硅的材料会是什么？”彭练矛表示，传统硅基芯片材料的潜力基本已被挖掘殆尽，无法满足行业未来进一步发展的需要，启用新材料是从根本上解决芯片性能问题的出路。时值上世纪末，纳米科技正在兴起，碳纳米管晶体管引起了不少科学家的关注。碳纳米管是1991年由日本科学家饭岛澄男（S.Iijima）发现的。“碳原子按照六角排布，形成一个单原子层，这就是石墨烯。而一个矩形的石墨烯条带，长边对接卷成一个卷，就变成碳纳米管，直径一般是一纳米左右。碳纳米管具有一些奇特的量子效应，使其电子学性能变得非常好，速度快、功耗低。”彭练矛这样描述这种新材料。饭岛澄男在上世纪70年代初师从考利（J.M.Cowley）进行博士后研究工作，从师门来讲是彭练矛的大师兄，彭练矛就这样认识了碳纳米管。在这之前，彭练矛在电子显微学研究方面已经积累了大量经验。1978年，高考恢复的第二年，年仅16岁的彭练矛走进燕园，成为“文革”后北大无线电电子学系招收的首届学生。在恩师西门纪业教授的带领下，他与电子显微学结下了不解之缘。1982年，彭练矛考取了北大电子物理硕士研究生，1983年，在西门纪业教授的鼓励下，彭练矛前往亚利桑那州立大学美国国家高分辨电子显微学中心攻读博士学位，师从考利（J.M.Cowley）教授。随后，彭练矛又先后前往挪威奥斯陆大学和英国牛津大学继续从事电子衍射相关研究工作，在电子显微学领域崭露头角。1994年，彭练矛回到祖国。2000年，北京大学“组队”，着手研究面向未来的电子学。当时彭练矛还不到40岁，他觉得自己“还有精力再做一件新的事情”。于是彭练矛带领研究团队，从零开始，探究用碳纳米管材料制备集成电路的方法。最初几年是在不断摸索中度过的。他们发现，碳纳米管是做芯片最好的材料，“它的物理性能和化学性能、机械性能都非常适合做电子元器件。虽然没有现成工艺可以遵循，但理论预测碳纳米管芯片性能可以比现在硅基集成电路的综合性能成百上千倍地提高。”在摸索中，彭练矛团队提出了用碳纳米管来做集成电路的完整方案，“碳纳米管拥有完美的结构、超薄的导电通道、极高的载流子迁移率和稳定性。基于碳纳米管的电子技术有望成为后硅时代主流的集成电路技术。”“已研发出目前世界上最好的芯片材料”用碳纳米管制备的碳基芯片的综合性能可以比硅基集成电路提高成百上千倍，这已成学界的共识。但这只是理想状态，如何让它变为现实？对团队来说，这个过程中碰到的大部分问题都是新的，“只能自己一一想办法来解决。”彭练矛坦言。首先是突破材料瓶颈，掌握碳纳米管制备技术。经过十年的技术攻坚，课题组放弃了传统掺杂工艺，研发了一整套高性能碳纳米管晶体管的无掺杂制备方法。碳纳米管材料非常微小，肉眼不可见。彭练矛形容，人的一根头发丝直径差不多是几十微米或几万纳米，而这种材料的直径是头发丝的几万分之一。光学显微镜看不到，只能用电子显微镜来看，同时，还要操纵它，让它按照一定秩序排列。怎么办？还好，彭练矛之前做过大量电子显微镜相关研究，对于观察和操纵“小东西”有一定经验。2017年，团队首次制备出栅长5纳米的碳纳米管晶体管，这一世界上迄今最小的高性能晶体管，在本征性能和功耗综合指标上相较最先进的硅基器件具有约10倍的综合优势，性能接近由量子力学测不准原理决定的理论极限。2018年，团队再次取得重要突破，发展出新原理的超低功耗狄拉克源晶体管，为超低功耗纳米电子学的发展奠定了基础。同年，团队用高性能的晶体管制备出小规模集成电路，最高速度达到5千兆赫兹。2020年，该团队首次制备出达到大规模碳基集成电路所需的高纯、高密碳纳米管阵列材料，并采用这种材料首先实现了性能超越硅基集成电路的碳纳米管集成电路，电路频率超过8千兆赫兹，跻身国际领跑行列。事实证明，团队20年来的坚持是对的。“目前我们基本掌握了碳纳米管集成电路制备技术，能够在实验室把碳纳米管集成电路加工出来，性能是目前为止世界上最好的，电路频率比美国研发的高了几十倍。”今年3月，彭练矛坐在办公室里向记者谈起研究的最新进展，底气十足。在彭练矛看来，碳基芯片无疑将成为支撑基于这些技术运行数字经济的最佳选择。“我们的最终目标是要让碳基芯片在10-15年内成为主流芯片，广泛应用在大型计算机、数据中心、手机等主流电子设备上。”“拥有自主技术才不会被西方卡住”彭练矛告诉记者，目前学校实验室已可以采用碳纳米管材料制备出一些中等规模甚至大规模的集成电路，“做个计算器之类没问题。”“但是，要用它做超大规模集成电路还不行。”彭练矛说，目前研发出的碳基芯片的集成度仍和当前世界上普遍使用的硅基芯片相比还差很远。差在哪？彭练矛解释称，要实现超大规模高性能集成电路，首先就需要在大面积的基底上制备出超高半导体纯度、顺排、高密度和大面积均匀的单壁碳纳米管阵列。此外更困难的就是需要有专用的工业级研发线，而这样一条研发线是北大团队所不具备的。在学校现有的实验条件下，能够制作出的最复杂的碳纳米管芯片的集成度只有几千、最多几十万个晶体管，尺寸还是微米级的；而当下全球最先进的硅基芯片中有五百亿个晶体管，每个晶体管的面积大小只有100纳米左右。“差太远了。”“尖端碳基芯片的专用设计工具我们同样缺乏。”彭练矛认为，目前，基于碳纳米管的无掺杂CMOS技术已经不存在原理上不可克服的障碍，但仅在实验室完成存在性验证和可能性研究和演示，并不意味着碳基芯片技术就可以自行完成技术落地，具备商业竞争力。把学校的技术变成一个可规模生产的工业化技术，中间还要做很多工作。目前，碳基芯片的工程化和产业化还有许多问题亟待解决，还需要很长的时间和大量的投入。“精密生产是很难的。”彭练矛称，虽然我国是制造大国，但离制造强国还有距离。实际情况是，如果要实现碳基集成电路规模扩大，哪怕在实验室里也需要大量资金，更不用说建设工厂、添置先进设备、每一步的精加工。彭练矛指出：“相比之下，我们的投入还是太少。因此，社会各界的支持对于碳基芯片的发展至关重要。”谈及未来，彭练矛表示，在国家重视且科研经费充足的情况下，预计3-5年后碳基技术能够在一些特殊领域得到小规模应用；预计10年之后碳基芯片有望随着产品更迭逐渐成为主流芯片技术。过去几十年，我国在芯片产业发展上还处于相对落后的状态。在“中兴事件”、“华为事件”之后，中国“芯”问题引起重视。“整个硅基芯片的研发上，我们落后很多，硅基芯片在美国已经发展了60多年的时间，我们国家在其中没有重要贡献，材料、设备、计算机软件、制造工艺等都是购买别人的。实际上这不光是‘卡脖子’，而是完完全全受制于人。”在彭练矛看来，目前想在硅基的路上“弯道超车”不太现实，“我们需要换道开车，换到碳基的道路上。这对全球来说都是一条新的道路，目前我们还处于相对领先的位置。”“我们要发展自己的集成电路技术，拥有自主技术才不会被西方卡住。”彭练矛称，我国应抓住历史机遇，在现有优势下扬长避短，从材料开始，全面突破现有的主流半导体技术，研制出中国人完全自主可控的芯片技术，通过发展碳基芯片，实现中国芯的“换道超车”。同时，彭练矛也很清醒：“距离实现在芯片技术上超越欧美还有很长的路要走。”他已做好继续长期奋战的准备。匠心解读如何理解匠心精神？匠心精神如何坚守，如何传承？彭练矛：匠心精神一般指常年专注一件事情，能够把事情做到极致，成为某一专业的专家、冠军。这无疑是需要的，但目前我们所面临的许多问题，特别是芯片问题，光发挥匠心精神是不够的。芯片问题不仅需要相关行业的人努力工作，发挥匠心精神，更需要有前瞻视野的大师来把控和平衡各行业协同进步，不断将全产业链稳步推进。匠 人 心 声在你的生活和工作中，哪些东西是你一直坚守的？彭练矛：将事情做到最好，不分大小，养成一个习惯，以最高标准要求自己。就像学校学生考试一样，拿到90分达到优秀并不难，但坚持要拿100分，始终都要求自己拿出全力去拼100分就不一样。可能需要拿出200%或更多的努力才能多拿3-5分，但坚持下来，必能受益。什么时候是你认为最艰难的时候？能够坚持下去的原因是什么？彭练矛：大概是2017年，开始认识到光在学校做芯片相关的研究已经不够，不足以推动相关领域继续向前走，需要走出学校，争取更多资源，开展碳基电子的工程化和未来的产业化研究。这些需要去接触更大的世界，去求之前不熟悉的人，都是我之前不太擅长且极力避免的，当时觉得非常困难。但想起了一句名言，大意是失败并非末日，失去向前的勇气才是最可怕的。国家需要有自己的芯片技术，现在这个历史机遇出现了，不论多么困难，都得坚持下去。你希望未来还取得怎样的成就，对于未来有怎样的期待？彭练矛：希望最终将我们研发的碳基芯片技术推至主流，大家的生活因我们的努力而变得更美好。你感觉你获得的最大的快乐是什么？彭练矛：没有虚度时光，为国家和人类进步做出了应有的贡献。

2013年5月29日，迪马科技发布了使用Platisil ODS C18液相色谱柱开发的《迪马&ldquo 毒淀粉&rdquo 中顺丁烯二酸（酐）检测解决方案》。迪马科技应用实验室在该方法基础上，对市面上销售的鱼丸、火腿肠等含淀粉食品建立了鱼丸、火腿肠等复杂基质中顺丁烯二酸的SPE检测方法。 方法优势 采用固相萃取净化，对复杂样品基质如鱼丸、火腿肠中顺丁烯二酸进行净化，达到除油、除蛋白等杂质的目的，同时提高检测灵敏度，回收率满足检测要求，批次重现性良好。 样品前处理 鱼丸、火腿肠等含淀粉类食品 (1) 取1 g样品，加入10 mL提取液 和1 mL三氯甲烷，振荡提取2 min，8000 rpm下离心2 min，收集上清液； (2) 下层残渣依次用10 mL、10 mL提取液重复提取两次，合并三次提取液，待净化。 *提取液：2%甲酸水溶液 SPE柱净化&mdash &mdash 顺丁烯二酸检测专用柱（Cat.#65814） (1)活 化： 依次加入5 mL甲醇，5 mL 2%甲酸水溶液，流出液弃去； (2)上 样： 将待净化液加入小柱，流出液弃去； (3)淋 洗： 依次加入5 mL 2%甲酸水溶液、5 mL甲醇，流出液弃去； (4)洗 脱： 加入10 mL 5%氨水甲醇溶液洗脱，收集洗脱液； (5)重新溶解： 将洗脱液在45 ℃下减压蒸干，用流动相定容至1 mL，供HPLC分析。 分析条件 色谱柱： Platisil ODS，250 x 4.6 mm，5 &mu m（Cat.# 99503） 流 速： 1.0 mL/min 检测器： UV 214 nm 柱 温： 30℃ 进样量： 20 &mu L 流动相： A：0.1%磷酸水溶液，B：甲醇，A：B=98：2 添加回收结果 含淀粉食品中顺丁烯二酸添加回收结果 目标物 样品基质 添加水平（mg/kg） 回收率（%） 顺丁烯二酸 火腿肠 5.0 87.11 鱼丸 5.0 87.55 图2 火腿肠中顺丁烯二酸（添加水平为 5 mg/kg）色谱图 图3 火腿肠中顺丁烯二酸（空白）色谱图 图4 鱼丸中顺丁烯二酸（添加水平为 5 mg/kg）色谱图 图5 鱼丸中顺丁烯二酸（空白）色谱图 注：淀粉中顺丁烯二酸的检测同样可使用上述方法，经过固相萃取净化后，可提高方法检出限。 鱼丸等复杂基质中顺丁烯二酸的检测SPE解决方案相关产品信息：

近日，大连化学物理研究所精细化工研究室有机硼化学与绿色氧化创新特区研究组（02T6组）戴文研究员团队在多相光催化硼化方面取得新进展。团队选用易于制备的硫化镉纳米片作为多相光催化剂，利用光生电子—空穴的协同氧化还原作用，通过选择性硼化反应，实现了烯烃、炔烃、亚胺以及芳（杂）环的高值转化，合成了硼氢化和硼取代产物。氮杂环卡宾硼烷（NHC-BH3）由于其化学性质稳定且制备方法简单，近年来作为一种新型硼源，被应用于自由基硼化反应中。然而，大量有害的自由基引发剂或昂贵且无法回收的均相光催化剂的使用仍然阻碍其广泛应用。因此，发展一种通用、廉价且可循环的催化体系对NHC-BH3参与的自由基硼化反应的发展具有重要意义。在上述研究背景下，戴文团队发展了一种简单、高效的多相光催化体系。该体系利用易于制备的硫化镉纳米片作为多相光催化剂，NHC-BH3为硼源，在室温光照的条件下，实现了多种烯烃、炔烃、亚胺、芳（杂）环以及生物活性分子的选择性硼化反应。由于该转化过程充分利用了光生电子—空穴对，从而避免了牺牲剂的使用。进一步研究发现，该催化体系不仅能够实现克级规模放大，且催化剂多次循环后依旧保持稳定的收率，同时，该催化体系作为一个可循环的通用平台，回收后的催化剂仍可继续催化不同种类底物的硼化反应，这些结果可为以NHC-BH3为硼源的自由基硼化反应的发展提供新思路。此外，该工作还对所得到的有机硼化物进行了衍生化，合成了含有羟基，硼酸酯和二氟硼烷反应活性位点的合成砌块。　　戴文团队一直致力于多相催化大宗化学品（烯烃、炔烃、有机硫化物和醇等）的高附加值转化并取得了一系列研究成果：在前期的工作中，分别发展了钴基氮掺杂介孔碳催化醇的氧化酯化制备酯（Angew. Chem. Int. Ed.，2020）、廉价锰氧化物催化醇的氧化氨化制备酰胺和腈（Chem，2022）、铁单原子纳米酶催化酮的氧化氨化制备腈（Science Advances，2022）、锰氧化物催化不饱和碳氢资源的氧化氨化制备酰胺和腈（JACS Au，2023）、钴纳米颗粒和钴单原子协同催化有机硫化物制备酰胺和腈（Nat. Commun., 2023）。　　相关研究成果以“Facile Borylation of Alkenes, Alkynes, Imines, Arenes and Heteroarenes with N-Heterocyclic Carbene-Boranes and a Heterogeneous Semiconductor Photocatalyst”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，并被选为热点文章（Hot Paper）。该工作的共同第一作者是大连化学物理研究所02T6组博士后谢复开和科研助理毛展。上述工作得到了辽宁省优秀青年基金的资助。

品牌：BPCL是Biological& Physical Chemiluminescence的缩写，1995年开始对外使用；超微弱发光测量仪，英文Ultra-WeakLuminescence Analyzer。 BPCL超微弱发光测量仪，是生物与化学光子计数器，又俗称为化学发光分析仪，是我国原中科院系统科研人员自主研发的一种可探测超微弱生物发光和化学发光的分析仪器，是我国最早商品化的微弱光测量产品。BPCL倾注了老一辈科研工作者的心血，其研制为发光研究提供了有力的科研工具，推动了我国甚至国际发光研究的发展，目前被众多高校、研究院所使用，产生了具有重大社会和经济效益。 涉及研究方向包括：发光分析检测技术研究（如：流动注射发光分析、毛细管电泳发光分析、生物传感器发光分析、纳米材料发光分析、自由基临床检验）、自由基生物学研究、药物抗氧化剂研究、细胞学超微弱发光研究、肿瘤医学研究、农业种质研究、花卉果实超微弱发光研究及农作物抗逆性研究。 BPCL微弱发光测量仪现有19个型号产品，覆盖近紫外、可见及近红外光谱领域微弱光检测，同时还有光谱扫描、多样品测试、温控等型号产品，以适应不同领域研发需求。由于BPCL独特和先进的光探测技术，利用此仪器可测定10^-15瓦的光强度，测量10^-13瓦的微弱光影可给出1-2万/秒的计数率，这对于生物体、细胞、DNA等生命物质的超微弱发光研究尤为重要。通过独特的接口计数，该仪器可实时获得发光动力学曲线，最快采集速度可达0.1毫秒，可用于快速发光反应的监测。 任何有生命的物质都可以自发的或在外界因素诱导下辐射出一种极其微弱的光子流，这种现象称为生物的超微弱发光（UltraweakPhoton Emission），亦被称为生物系统超弱光子辐射、自发发光等。超微弱发光只有10^-5~ 10 ^-8hυ / s cm ，量子产额(效率)为10^-14~ 10 ^-9，波长范围为180~800nm，从红外到近紫外波段。1.BPCL电化学发光测试原理 电化学发光分析技术（Electrogeneratedchemiluminescence,ECL）。ECL是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应。包括了两个过程。发光底物二价的三联吡啶钌及反应参与物三丙胺在电极表面失去电子而被氧化。氧化的三丙胺失去一个H成为强还原剂，将氧化型的三价钌还原成激发态的二价钌，随即释放光子恢复为基态的发光底物。最好的发光标记物-三联吡啶钌分子量小，结构简单。可以标记于抗原，抗体，核酸等各种分子量，分子结构的物质。从而具有最齐全的检测菜单。三联吡啶钌为水溶性，且高度稳定的小分子物质。保证电化学发光反应的高效和稳定，而且避免了本底噪声干扰。 简单来理解，ECL是在电极上施加一定的电压使电极反应产物之间或电极反应产物与溶液中某组分进行化学反应而产生的一种光辐射，其作为一种新的痕量分析手段越来越引人注目。1.1电化学反应过程 在工作电极上(阳极)加一定的电压能量作用下，二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+释放电子发生氧化反应而成为三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+，同时，电极表面的TPA也释放电子发生氧化反应而成为阳离子自由基 TPA+，并迅速自发脱去一个质子而形成三丙胺自由基TPA，这样，在反应体系中就存在具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基TPA。1.2化学发光过程 具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基 TPA发生氧化还原反应，结果使三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+还原成激发态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+，其能量来源于三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+与三丙胺自由基TPA之间的电势差，激发态[Ru(bpy)3]2+以荧光机制衰变并以释放出一个波长为620nm光子的方式释放能量，而成为基态的[Ru(bpy)3]2+。1.3循环过程 上述化学发光过程后，反应体系中仍存在二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+和三丙胺(TPA)，使得电极表面的电化学反应和化学发光过程可以继续进行，这样，整个反应过程可以循环进行。 通过上述的循环过程，测定信号不断的放大，从而使检测灵敏度大大提高，所以ECL测定具有高灵敏的特点。上述的电化学发光过程产生的光信号的强度与二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+的浓度成线性关系。将二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+与免疫反应体系中的一种物质结合，经免疫反应、分离后，检测免疫反应体系中剩余二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+经上述过程后所发出的光，即可得知待检物的浓度。1.4电化学发光剂定义：指通过在电极表面进行电化学反应而发出光的物质。特点：反应在电极表面进行发光标记物/化学发光剂：三联吡啶钌Ru(bpy)32+共反应剂/电子供体为：三丙胺（TPA）电化学发光启动条件：直流电场反应产物：三丙胺自由基(TPA*)+620nm的光子最终检测信号：可见光强度反应特点：迅速、可控、循环发光三联吡啶钌“催化”三丙胺发出可见光2.BPCL化学/电化学发光分析领域的应用案例2.1 医学及药学领域 BPCL在临床上，其可直接或与免疫技术结合，通过化学/电化学发光技术，其可用于甲状腺激素、生殖激素、肾上腺/垂体激素、贫血因子、肿瘤标记物、癌细胞等物质的检测；另外，基于活性氧诱导的化学发光现象，其可实现体内及光治疗过程产生的活性氧的检测。2.1.1 Ru@SiO2表面增强电化学发光检测痕量癌胚抗原 癌胚抗原（CEA）被认为是反映人体中各种癌症和肿瘤存在的疾病生物标志物。体液中CEA的灵敏检测利于癌症的临床诊断和治疗评估。 在此，本文提出了一种基于Ru（bpy）32+的局域表面等离子体共振（LSPR）增强电化学发光（ECL）超灵敏测定人血清中CEA的新方法。在这种表面增强ECL（SEECL）传感方案中，Ru（bpy）32+掺杂的SiO2纳米颗粒(Ru@SiO2)并且AuNPs用作LSPR源以增强ECL信号。两种不同种类的CEA特异性适体在Ru@SiO2和AuNP。在CEA存在的情况下Ru@SiO2-将形成AuNPs纳米结构。我们的研究表明Ru@SiO2可以通过AuNP有效地增强。一层Ru@SiO2-AuNPs与不存在AuNP的纳米结构的ECL相比，纳米结构将产生约3倍的ECL增强。通过多层Ru@SiO2-AuNPs纳米架构。在最佳条件下，人血清CEA的检测限为1.52×10^-6ng/mL。 据我们所知，对于ECL传感器，从未报道过具有如此低LOD的CEA测定。2.1.2 基于连接探针的电化学发光适体生物传感器，检测超痕量凝血酶的信号 基于结构切换电化学发光猝灭机制，本文中开发了一种用于检测超痕量凝血酶的新型连接探针上信号电化学发光适体生物传感器。ECL适体生物传感器包括两个主要部分：ECL底物和ECL强度开关。ECL衬底是通过修饰金电极（GE）表面的Au纳米颗粒和钌（II）三联吡啶（Ru（bpy）32+–AuNPs）的络合物制成的，ECL强度开关包含三个根据“结-探针”策略设计的探针。 第一种探针是捕获探针（Cp），其一端用巯基官能化，并通过S–Au键共价连接到Ru（bpy）32+–AuNPs修饰的GE上。 第二个探针是适体探针（Ap），它含有15个碱基的抗凝血酶DNA适体。 第三种是二茂铁标记探针（Fp），其一端用二茂铁标签进行功能化。 文中证明，在没有凝血酶的情况下，Cp、Ap和Fp将杂交形成三元“Y”结结构，并导致Ru（bpy）32+的ECL猝灭。然而，在凝血酶存在的情况下，Ap倾向于形成G-四链体适体-凝血酶复合物，并导致Ru（bpy）32+的ECL的明显恢复，这为凝血酶的检测提供了传感平台。利用这种可重复使用的传感平台，开发了一种简单、快速、选择性的ECL适体生物传感器信号检测凝血酶，检测限为8.0×10^-15M。 本生物传感器的成功是朝着在临床检测中监测超痕量凝血酶的发展迈出的重要一步。2.1.3 Ru（phen）32+掺杂二氧化硅纳米粒子的电化学发光共振能量转移及其在臭氧“开启”检测中的应用 首次报道了灵敏检测臭氧的电化学发光（ECL）方法和利用臭氧进行电化学发光共振能量转移（ECRET）的方法。 它是基于Ru（phen）32+掺杂的二氧化硅纳米颗粒（RuSiNPs）对靛蓝胭脂红的ECRET。在没有臭氧的情况下，RuSiNP的ECL由于RuSiNP对靛蓝胭脂红的ECRET而猝灭。在臭氧存在的情况下，系统的ECL被“打开”，因为臭氧可以氧化靛蓝胭脂红，并中断从RuSiNP到靛蓝胭脂的ECRET。通过这种方式，它通过所提出的基于RuSiNP的ECRET策略提供了臭氧的简单ECL传感，线性范围为0.05-3.0μM，检测限（LOD）为30nM。检测时间不到5分钟。该方法也成功应用于人体血清样品和大气样品中臭氧的分析。2.1.4 用二极管实现数码相机灵敏视觉检测，使无线电极阵列芯片的电化学发光强度提高数千倍 首次报道了无线电化学发光（ECL）电极微阵列芯片和通过在电磁接收器线圈中嵌入二极管来显著提高ECL。新设计的设备由一个芯片和一个发射机组成。该芯片有一个电磁接收线圈、一个迷你二极管和一个金电极阵列。该微型二极管可以将交流电整流为直流电，从而将ECL强度提高18000倍，从而能够使用普通相机或智能手机作为低成本探测器进行灵敏的视觉检测。使用数码相机检测过氧化氢的极限与使用基于光电倍增管（PMT）的检测器的极限相当。与基于PMT的检测器相结合，该设备可以以更高的灵敏度检测鲁米诺，线性范围从10nM到1mM。由于具有高灵敏度、高通量、低成本、高便携性和简单性等优点，它在护理点检测、药物筛选和高通量分析中很有前途。2.1.5 中晶体和仿生催化剂调控肿瘤标志物的比例电化学发光免疫分析 本文以壳聚糖功能化碘化银（CS-AgI）为仿生催化剂，研制了一种基于八面体锐钛矿介晶（OAM）载体的比率电化学发光免疫传感器，用于α胎儿蛋白（AFP）的超灵敏测定。所提出的系统是通过选择鲁米诺和过硫酸钾（K2S2O8）作为有前途的ECL发射单元来实现的，因为它们具有潜在的分辨特性和最大发射波长分辨特性。采用具有高孔隙率、定向亚基排列和大表面积的OAM吸附鲁米诺形成固态ECL，并作为亲和载体首次固定了大量AFP（Ab）抗体。 此外，发现CSAgI具有仿生催化剂活性，可以催化作为鲁米诺和K2S2O8共同助反应剂的过氧化氢的分解，从而放大了双ECL响应。当生物传感器在CSAgI标记的AFP的混合溶液中孵育时(CS-AgI@AFP)和目标AFP，这是由于对CS-AgI@AFP和目标AFP与AbCS-AgI@AFP固定化Ab捕获的蛋白质随AFP浓度的增加而减少，因此，双ECL反应减少。基于两个激发电位下ECL强度的比值，这种提出的比率ECL策略通过竞争性免疫反应实现了对α胎儿蛋白的超灵敏测定，线性检测范围为1fg/ml至20ng/ml，检测限为1fgg/ml2.1.6 一种新型放大电化学发光生物传感器(基于AuNPs@PDA@CuInZnS量子点纳米复合材料)，用于p53基因的超灵敏检测 在这项工作中，首次设计了一种基于Au的新型表面等离子体共振（SPR）增强电化学发光（ECL）生物传感模型NPs@polydopamine（PDA）@CuInZnS量子点纳米复合材料。 通过静电力用PDA层涂覆AuNP。CuInZnS量子点结合在Au表面NPs@PDA纳米复合材料。CuInZnS量子点在传感应用中起到了ECL发光体的作用。PDA壳层不仅控制了AuNPs和QDs之间的分离长度以诱导SPR增强的ECL响应，而且限制了电势电荷转移和ECL猝灭效应。结果，纳米复合材料的ECL强度是具有K2S2O8的量子点的两倍。在扩增的ECL传感系统中检测到肿瘤抑制基因p53。 该传感方法的线性响应范围为0.1nmol/L至15nmol/L，检测限为0.03nmol/L。基于该纳米复合材料的DNA生物传感器具有良好的灵敏度、选择性、重现性和稳定性，并应用于加标人血清样品，取得了满意的结果。2.1.7铕多壁碳纳米管作为新型发光体，在凝血酶电化学发光适体传感器中的应 提出了一种新的电化学发光（ECL）适体传感器，用于凝血酶（TB）的测定，该传感器利用核酸外切酶催化的靶循环和杂交链式反应（HCR）来放大信号。捕获探针通过Au-S键固定在Au-GS修饰的电极上。随后，捕获探针和互补凝血酶结合适体（TBA）之间的杂交旨在获得双链DNA（dsDNA）。TB与其适体之间的相互作用导致dsDNA的解离，因为TB对TBA的亲和力高于互补链。在核酸外切酶存在的情况下，适体被选择性地消化，TB可以被释放用于靶循环。通过捕获探针的HCR和两条发夹状DNA链（NH2-DNA1和NH2-DNA1）形成延伸的dsDNA。然后，可以通过NH2封端的DNA链和Eu-MWCNT上的羧基之间的酰胺化反应引入大量的铕多壁碳纳米管（Eu-MWCNTs），导致ECL信号增加。 多种扩增策略，包括分析物回收和HCR的扩增，以及Eu-MWCNTs的高ECL效率，导致宽的线性范围（1.0×10-12-5.0×10-9mol/L）和低的检测限（0.23pmol/L）。将该方法应用于血清样品分析，结果令人满意。2.2 环境领域 采用BPCL已建立了众多灵敏快速检测环境污染物、环境激素、环境干扰物、自由基的发光分析方法。此外有有研究人员将其与臭氧化学发光结合应用于水体COD分析。其突出优点是仪器方法简单、易操作、线性范围宽、灵敏度高。 2.2.1 Fenton体系降解持久性氯化酚产生本征化学发光的机理：醌类和半醌自由基中间体的构效关系研究及其关键作用 在环境友好的高级氧化过程中，所有19种氯酚类持久性有机污染物都可以产生本征化学发光（CL）。然而，结构-活性关系（SAR，即化学结构和CL生成）的潜在机制仍不清楚。在这项研究中，本文中发现，对于所有19种测试的氯酚同系物，CL通常随着氯原子数量的增加而增加；对于氯酚异构体（如6种三氯苯酚），相对于氯酚的-OH基团，CL以间-＞邻-/对-CL取代基的顺序降低。 进一步的研究表明，在Fenton试剂降解三氯苯酚的过程中，不仅会产生氯化醌中间体，而且更有趣的是，还会产生氯化半醌自由基；其类型和产率由OH-和/或Cl取代基的定向效应、氢键和空间位阻效应决定。 更重要的是，观察到这些醌类中间体的形成与CL的产生之间存在良好的相关性，这可以充分解释上述SAR发现。 这是关于醌和半醌自由基中间体的结构-活性关系研究和关键作用的第一份报告，这可能对未来通过高级氧化工艺修复其他卤代持久性有机污染物的研究具有广泛的化学和环境意义。2.2.2 介质阻挡放电等离子体辅助制备g-C3N4-Mn3O4复合材料，用于高性能催化发光H2S气体传感 提出了一种新的、简单的基于介质阻挡放电（DBD）等离子体的快速制备g-C3N4-Mn3O4复合材料的策略。所获得的g-C3N4-Mn3O4可作为一种优良的H2S气体传感催化发光（CTL）催化剂，具有优异的选择性、高灵敏度、快速稳定的响应。 基于所提出的传感器能够检测到亚ppm水平的H2S，为在各个领域监测H2S提供了一种极好的替代方案。采用SEM、TEM、XPS、XRD、N2吸附-脱附等测试手段对合成的传感材料进行了表征。该复合材料具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积，这可能归因于氧化非平衡等离子体蚀刻。 此外，该合成以Mn2+浸渍的g-C3N4为唯一前驱体，以空气为工作气体，不含溶剂、额外的氧化剂/还原剂或高温，具有结构简单、操作方便、速度快等优点，并且它可以容易地大规模实施，并扩展到制造用于不同目的的各种金属氧化物改性复合材料。2.2.3表面增强电化学发光，用于汞离子痕量的检测 Ru(bpy) 3^2+的电化学发光（ECL）在分析化学中有着广泛的应用。在此，我们提出了一种通过金纳米棒（AuNR）的局域表面等离子体共振（LSPR）来增强Ru(bpy)3^2+的ECL的新方法。 我们的研究表明，通过控制Ru(bpy)3^2+与AuNRs表面之间的距离，可以大大增强ECL强度。我们将这种表面等离子体激元诱导的ECL增强称为表面增强电化学发光（SEECL）。利用这种SEECL现象来制备用于痕量Hg2+检测的生物传感器。SEECL生物传感器是通过在金电极表面自组装AuNRs和富含T的ssDNA探针来制备的。随着Hg2+的存在，ssDNA探针的构象通过形成T-Hg2+-T结构而变为发夹状结构。Ru(bpy)3^2+可以插入发夹结构DNA探针的凹槽中产生ECL发射，AuNR的LSPR可以增强ECL发射。传感器的ECL强度随着Hg2+浓度的增加而增加，并且在水溶液中达到10fMHg2+的检测极限。研究了AuNR不同LSPR峰位对生物传感器灵敏度的影响。 结果表明，Ru(bpy)3^2+的LSPR吸收光谱和ECL发射光谱之间的良好重叠可以实现最佳的ECL信号增强。2.3 农林业领域 BPCL在农业上有着十分广阔的应用价值。植物的超弱发光来自于体内的核酸代谢、呼吸代谢以及各种氧化还原过程，它变化与植物体内的生理生化变化密切相关．边种广泛存在于体内的自发辐射与机体代谢活动、能量转化之间存在着磐然的联系．因此，利用它作为代谢指标的应用研究就很快引起了广泛的重视。 超弱发光可以作为一种反映生命过程及变化的极其灵敏的指标。另一方面，由于植物的超弱发光与环境密切相关，在不同植物、不同的环境条件下超弱发光均有所不同。 BPCL可以探测植物的超弱发光，研究植物的盐碱、抗旱、抗热、抗寒乃至抗病的指标，从而为抗逆性育种提供一种新的灵敏的物理方法。植物的超弱发光能在一定程度上反映植物生活力的大小，所以可用超弱发光鉴定植物或种子的活力．用超弱发光鉴定种子的活力用样品量少又不破坏种子，对于种子量少的珍贵品种极其有益。此外，BPCL还可以用于农蔬作物新鲜度的评价、污染物残留量分析、辐照食品的检测。2.3.1 基于生物延迟发光，评价玉米萌发期抗旱性。（西安理工大学习岗） 玉米种子萌发抗旱性评价是节水农业研究中的难点和热点问题之一，生物延迟发光分析技术的应用有可能解决这一问题。采用生物延迟发光评价方法研究了玉米种子萌发期的抗旱性能力,延迟发光积分强度的升高有不同的抑制作用,胁迫强度越大。以下为玉米萌发过程中的延迟发光积分强度的变化：2.3.2 盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光（山东理工大学王相友） 对不同 NaCl 浓度胁迫下绿豆种子早期萌发时的超微弱发光变化进行了初步研究。结果表明，随 NaCI 浓度的增加，绿豆胚根的生长速度(根长)减慢，生长受到明显抑制，其超微弱发光的强度显著下降。萌发期间，SOD 活性随着盐浓度的增加而降低，其活性与生物光子强度有极为密切的关系。 这些结果表明生物超微弱发光探测技术有可能成为植物盐胁迫研究的有效工具，对于进一步理解盐胁迫机理有一定的意义。2.3.3 苹果成熟过程中超弱发光强度与果实跃变的关系（山东理工大学王相友） 用1-甲基环丙烯(1-methyicyclopropene,1-MCP)和乙烯利两种化学药剂，测定了红富士苹果果实超弱发光强度的变化及与乙烯释放、呼吸的关系。 结果显示,各处理果实超弱发光强度的变化与呼吸、乙烯释放速率的变化趋势相似,均有明显的高峰出现,且出峰时间一致。乙烯利处理加速了果实软化,使果实超弱发光强度峰直出现时间提前,并加速了果实跃变后超弱发光强度的衰减:1-MCP 处理延缓了果实的衰老,使果实超弱发光强度峰值推迟,并减弱了峰值过后超弱发光强度的衰减。超弱发光强度能反映富士苹果成熟过程中代谢的变化。2.4 材料领域2.4.1 有机改性水滑石量子点纳米复合材料作为新型化学发光共振能量转移探针 在本工作中，通过在有机改性的LDH外表面上以十二烷基苯磺酸钠双层束的形式高度有序和交替地组装痕量CdTe量子点，制备了定向发光量子点（QD）-层状双氢氧化物（LDH）纳米复合材料。 有趣的是，新型QD-LDH纳米复合材料可以显著增强鲁米诺-H2O2体系的化学发光（CL），这归因于H2O2对QD氧化的抑制、辐射衰减率的增加以及对QDs的非辐射弛豫的抑制。 此外，以鲁米诺为能量供体，以固体发光QD-LDH纳米复合材料为能量受体进行信号放大，制备了一种新型的基于流通柱的CL共振能量转移。通过使用鲁米诺-H2O2CL系统测定H2O2来评估该流通柱的适用性。CL强度在0.5至60μM的浓度范围内对H2O2表现出稳定的响应，检测限低至0.3μM。 最后，该方法已成功应用于雪样品中H2O2的检测，结果与标准分光光度法一致。我们的研究结果表明，新型发光量子点-LDH纳米复合材料将用于高通量筛选具有不同尺寸量子点的复杂系统。2.4.2 油膜碳糊电极热电子诱导阴极电化学发光及其在邻苯二酚纳摩尔测定中的应用 首次在油膜覆盖碳糊电极（CPE）上研究了Ru(bpy)32+/S2O82-体系在阴极脉冲极化下的热电子诱导阴极电化学发光。与其他电极相比，CPE具有更低的背景、更好的稳定性和再现性。该方法也适用于邻苯二酚的测定。 在最佳条件下，在2.0*10^-10mol/L~4.0*10^-9 mol/L和4.0*10^-9mol/L~4.0*10^-7 mol/L范围内，观察到猝灭ECL强度（DI）与邻苯二酚浓度对数（logCcatechol）之间的线性相关性，检测限（LOD）为2.0*10^-10mol/L，低于其他报道的方法。 将该方法应用于水库水中邻苯二酚的测定。平均回收率为83.3%–99.0%，相对标准偏差为0.8%–2.2%。2.4.3 等离子体辅助增强Cu/Ni金属纳米粒子的超弱化学发光 采用具有类似Kirkendall效应的简单水溶液法合成了具有稳定荧光和良好水分散性的Cu/Ni纳米颗粒。60±5nm铜镍摩尔比为1:2的Cu/NiNP显著增强了碳酸氢钠（NaHCO3）与过氧化氢（H2O2）在中性介质中氧化反应产生的超微弱化学发光（CL）。时间依赖性CL的增强取决于NP的组成和试剂添加的顺序。 在研究CL发射光谱、电子自旋共振光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的基础上，提出了等离子体辅助金属催化这种金属NP（MNP）增强CL的机理。MNP的表面等离子体可以从化学反应中获得能量，形成活化的MNP（MNP*），与OH自由基偶联产生新的加合物OH-MNP*。OH-MNP*可以加速HCO3-生成发射体中间体（CO2）2*的反应速率，从而提高整个反应的CL。2.5 食品领域 BPCL可以用于食品中的微生物/病原体及其毒素、痕量金属离子、抗生素、氧自由基、含氮、硫、磷物质、抗坏血酸、有机酸以及辐照食品的分析检测。2.5.1 基于光谱阵列的单一催化发光传感器及其在葡萄酒鉴定中的应用 识别复杂混合物，特别是那些成分非常相似的混合物，仍然是化学分析中一个具有挑战性的部分。本文利用MgO纳米材料在封闭反应池（CRC）中构建的单一催化发光（CTL）传感器来识别醋。它可以提供这种类型的高度多组分系统的原型。通过扫描反应期间分布在15个波长的CTL光谱，获得了醋的光谱阵列图案。这些就像他们的指纹。然后通过线性判别分析（LDA）对阵列的CTL信号进行归一化和识别。对九种类型和八个品牌的醋以及另外一系列的人造样品进行了测试；人们发现这项新技术能很好地区分它们。 这种单一传感器在实际应用中表现出了对复杂混合物分析的良好前景，并可能提供一种识别非常相似的复杂分析物的新方法。2.5.2 层状双氢氧化物纳米片胶体诱导化学发光失活对食品中生物胺浓度的影响 通过氢键识别打开/关闭荧光和视觉传感器在文献中已经明确确立。显然没有充分的理由忽视氢键诱导的化学发光失活(CL)。 在本工作中，作为新型CL催化剂和CL共振能量转移受体(CRET)，层状双氢氧化物(LDH)纳米片胶体可以显著提高双(2,4,6-三氯苯基)草酸盐(TCPO)-H2O2体系的CL强度。另一方面，生物胺可以选择性地抑制LDH纳米片TCPO–H2O2系统的CL强度，这是由于光致发光LDH纳米片通过O–H…N键取代O–HO键而失活的结果。 此外，组胺被用作食品腐败的常见指标，发现CL强度与组胺浓度在0.1–100uM范围内呈线性关系，组胺(S/N=3)的检测限为3.2nM。所提出的方法已成功应用于追踪变质鱼类和猪肉样品的组胺释放，显示出这些样品中生物胺水平的时间依赖性增加。2.5.3 碳酸盐夹层水滑石增强过氧亚硝酸化学发光,检测抗坏血酸的高选择性 在本研究中，发现Mg-Al碳酸酯层状双氢氧化物（表示为Mg-Al-CO3LDHs）催化过氧硝酸（ONOOH）的化学发光（CL）发射。CL信号的增强是由于过亚硝酸根（ONOO）通过静电吸引在LDHs表面的浓度，这意味着ONOO可以容易有效地与嵌入的碳酸盐相互作用。此外，抗坏血酸可以与ONOO或其分解产物（例如_OH和_NO2）反应，导致Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH反应的CL强度降低。 基于这些发现，以Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH为新的CL体系，建立了一种灵敏、选择性和快速的CL法测定抗坏血酸。CL强度在5.0至5000nM的范围内与抗坏血酸的浓度成比例。检测限（S/N=3）为0.5nM，9次重复测量0.1mM抗坏血酸的相对标准偏差（RSD）为2.6%。 该方法已成功应用于商业液体果汁中抗坏血酸的测定，回收率为97–107%。这项工作不仅对更好地理解LDHs催化的CL的独特性质具有重要意义，而且在许多领域具有广泛的应用潜力，如发光器件、生物分析和标记探针。2.6 气相催化发光2.6.1 基于纳米ZnS的四氯化碳催化发光气体传感 基于四氯化碳在空气中氧化纳米ZnS表面的催化发光（CTL），提出了一种新的灵敏的气体传感器来测定四氯化碳。详细研究了其发光特性及最佳工艺条件。 在优化的条件下，CTL强度与四氯化碳浓度的线性范围为0.4–114ug/mL，相关系数（R）为0.9986，检测限（S/N=3）为0.2ug/mL。5.9ug/mL四氯化碳的相对标准偏差（R.S.D.）为2.9%（n=5）。 对甲醇、乙醇、苯、丙酮、甲醛、乙醛、二氯甲烷、二甲苯、氨和三氯甲烷等常见异物无反应或反应较弱。在4天的40小时内，传感器的催化活性没有显著变化，通过每小时收集一次CTL强度，R.S.D.小于5%。该方法简便灵敏，具有检测环境和工业中四氯化碳的潜力。2.6.2 珊瑚状Zn掺杂SnO2的一步合成及其对2-丁酮的催化发光传感 将一维纳米级构建块自组装成功能性的二维或三维复杂上部结构具有重要意义。在这项工作中，我们开发了一种简单的水热方法来合成由纳米棒组装的珊瑚状Zn掺杂SnO2分级结构。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FTIR和N2吸附-脱附对所得样品的组成和微观结构进行了表征。通过研究在不同反应时间合成的样品，探讨了生长机理。作为催化发光（CTL）气体传感器的传感材料，这种珊瑚状Zn掺杂的SnO2表现出优异的CTL行为（即，与其他15种常见的挥发性有机化合物（VOC）相比，具有高灵敏度、对2-丁酮的优异选择性以及快速响应和回收）。在相同的条件下测试了SnO2样品的三种不同Zn/Sn摩尔比，以证明Zn掺杂浓度对传感性能的影响。在最佳实验条件下，进一步研究了基于1∶10Zn掺杂SnO2传感材料的CTL传感器对2-丁酮的分析特性。气体传感器的线性范围为2.31–92.57ug/mL（R=0.9983），检测限为0.6ug/mL(S/N=3)。2.6.3 缺陷相关催化发光法检测氧化物中的氧空位 氧空位可以控制氧化物的许多不同性质。然而，氧空位的快速简单检测是一个巨大的挑战，因为它们的种类难以捉摸，含量高度稀释。在这项工作中，本文中发现TiO2纳米颗粒表面乙醚氧化反应中的催化发光（CTL）强度与氧空位的含量成正比。氧空位依赖性乙醚CTL是由于氧空位中大量的化学吸附O2可以促进其与化学吸附的乙醚分子的接触反应，从而显著提高CTL强度。因此，乙醚CTL可以用作TiO2纳米颗粒中氧空位的简单探针。通过检测金属离子掺杂的TiO2纳米粒子（Cu、Fe、Co和Cr）和氢处理的TiO2纳米粒子在不同温度下在具有可变氧空位的TiO2表面上的乙醚CTL强度，验证了其可行性。本CTL探针测得的氧空位含量与常规X射线光电子能谱（XPS）技术测得的结果基本一致。与已经开发的方法相比，所开发的CTL探针的优越性能包括快速响应、易于操作、低成本、长期稳定性和简单配置。本文认为氧空位敏感的CTL探针在区分氧化物中的氧空位方面具有很大的潜力。

作者：朱汉斌 来源：中国科学报华南师范大学华南先进光电子研究院教授詹求强课题组在非线性荧光损耗机理及超分辨荧光显微成像领域取得重要进展。相关研究5月23日在线发表于《自然通讯》（Nature Communications）。该研究在荧光损耗物理机理上，提出了受激辐射诱导激发损耗新机理，“拔本塞源”式对敏化能级进行损耗，从源头阻断荧光的激发能量，新机理带来的“荧光损耗放大效应”大幅降低了超分辨所需要的激光光强，在低光强条件下实现了9种不同光谱探针的荧光损耗。在超分辨成像技术上，由此发展了一种通用性强的基于单对低光强、近红外、连续波激光的多色超分辨显微成像技术，克服了传统多色STED超分辨系统所依赖的多对超快脉冲光束协同工作的复杂系统、高成本、低稳定性等问题。受激发射损耗（Stimulated emission depletion, STED）超分辨显微镜的概念由德国科学家Stefan W. Hell于1994年提出，该技术于2014年获得了诺贝尔奖。然而，传统STED显微镜存在原理性局限和问题：受激辐射作用如果要在与自发辐射（寿命有机染料通常为纳秒级）竞争中占主导，通常需要高功率的超短脉冲（飞秒/皮秒）激光作为损耗激光，这往往会导致严重的光漂白、光毒性和重激发背景等问题。此外，多色STED超分辨技术和系统复杂度高、成本高、维护难。詹求强自2017年起带领研究生探索新机理，最终以STED原理性缺陷为突破口，提出全新机理解决了关键问题。上转换荧光纳米颗粒是一种纳米荧光探针，具有近红外激发、反斯托克斯位移大、无背景荧光、发光极其稳定等独特优势。上转换纳米探针通常是一个敏化-发光二元系统，敏化离子负责吸收激发光能量，然后传递给发光离子辐射波长更短的荧光。为解决STED面临的上述难题，詹求强课题组基于上转换荧光技术提出了全新的思路：抑制敏化离子和发光离子间的能量传递过程就可以切断对发光离子的能量补给，使得发光离子被“釜底抽薪”，即受激辐射诱导激发损耗（Stimulated-emission induced excitation depletion, STExD）机理。结合上转换发光的多光子非线性泵浦依赖特性（非线性效应随泵浦的光子数增多而不断增强），实现了光子数越高的荧光能级电子损耗越强烈，STExD机理具有传统STED所不具有的对荧光损耗进行非线性放大的独特效应，与之伴随的技术意义就是可以逐级降低高能级荧光损耗所需要的饱和光强，这突破了传统STED中的饱和光强理论的限制（实验测得值显著低于传统理论值）。基于此，课题组使用740 nm的激发光和1064 nm的损耗光，在钕掺杂的上转换荧光探针中实现了高达99.3%的超高损耗效率，损耗饱和光强降低至23.8 kW/cm2，比传统STED探针降低了3个数量级。结合上转换发光一对多的敏化-发光特性，STExD可以实现一对激光实现对多种UCNPs探针的光开关控制。钕离子是上转换发光常用的敏化离子，可以单独或与镱离子联合敏化多种发光离子，课题组利用镱离子的能量传递桥梁作用，仅使用一组固定波长的激光器就成功实现了铒离子，钬离子的高效荧光损耗，损耗效率分别超过90%和80%。进一步地，也分别在镨、铕、铥、铽掺杂的体系中实现了高效的荧光损耗效应，总计实现9种不同光谱探针的同时荧光损耗。以此新机理STExD为基础，课题组发展了一种基于单对低光强、近红外、连续波激光的多色超分辨显微成像技术，分别对钕（黄色），铒（红色），钬（绿色）掺杂的上转换荧光探针实现了不同颜色的超分辨成像，原始图像分辨率达34 nm，并进一步实现了钕、钬掺杂的上转换荧光双色超分辨成像。通过荧光探针的表面改性和特异性修饰，课题组成功将上转换荧光探针免疫标记到HeLa癌细胞的肌动蛋白纤维，实现了亚细胞结构的超分辨生物成像。该工作提出的STExD通用发光损耗策略巧妙地利用了上转换荧光的传能发光特性，为解决传统STED技术的问题、开发新型探针提供了新的方案，为开发低光毒性、深层组织（近红外II区损耗激光）的多色超分辨成像技术奠定了基础，在突破衍射极限的光传感、光遗传学、光刻等前沿领域也具有广泛的应用前景。华南师范大学博士研究生郭鑫、蒲锐为该论文共同第一作者，来自瑞典皇家理工学院（KTH）的刘海春博士、Jerker Widengren教授等人以及詹求强课题组2016级黄冰如、2015级吴秋生等硕士生对该课题的完成做出了重要贡献，詹求强教授为论文通讯作者，华南师范大学为论文第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目经费的支持。相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-022-30114-z