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彭金章

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  • 考古学家、敦煌研究院研究员彭金章先生逝世
    p   考古学家、敦煌研究院研究员彭金章先生,于2017年7月29日中午逝世,享年八十一岁。 /p p   彭金章,1937年11月出生,河北肃宁人,中共党员。彭金章于1963年毕业于北京大学历史系考古专业 1963年-1986年,武汉大学历史系任教,创办考古专业,任历史系副主任兼考古教研室主任。1986年调敦煌研究院工作至今。曾任敦煌石窟文物保护研究陈列中心主任,后担任敦煌研究院研究员、中国考古学会理事、甘肃省文物鉴定委员会委员、中国敦煌石窟保护研究基金会副理事长至今。 /p p   彭金章先生具有田野考古发掘的领队资格,曾主持多项考古发掘,主要有:莫高窟北区考古发掘,发现重要遗迹和珍贵遗物,受到国内外学术界的高度关注 主持莫高窟96窟等遗址发掘 主持甘肃省锁阳城址、骆驼城古墓群等发掘。 /p p   科技考古是通过各种现代科学仪器分析手段,展现不同于地层学、类型学传统考古学的研究细节,从冶金学、工艺学、人类学、生物学、气候学、环境学、社会学等范畴来补充考古学论证。随着科技的发展,先进技术、仪器在考古中发挥着越来越重要的作用。 /p p   上海光机所科技考古中心就曾与敦煌研究院保护研究所合作,采用便携式能量色散型X射线荧光分析仪和便携式激光共焦拉曼光谱仪,对敦煌莫高窟465窟东壁、北壁和南壁等多处的壁画颜料的化学成分和主要物相进行了原位、无损分析,成功识别出了朱砂、炭黑、铁红、铅红、石绿等多种矿物颜料。 /p p   在考古研究中,X射线荧光光谱分析属于无损分析,主要是测定古物中的成分,从而达到各种分析目的,进而推断和判断当时的人类社会文化。 /p p   X荧光光谱分析可以对固体,甚至液体、气体中元素做快速定性定量的分析,对各材质的绝大多数文物如金属、合金、陶瓷、玻璃、玉石珠宝甚至书画、颜料、油画中的元素或微量元素含量做定性识别和定量分析。因此,X射线荧光光谱分析在考古学中主要应用在鉴定古物的年代、真伪、产地、制作工艺等方面。 /p p   拉曼光谱仪能够反映分子结构组成及其变化,具有无损、快速检测的优点,在文物分析上已有广泛应用,像瓷器、宝玉石、字画、壁画、金属腐蚀物的分析。 /p p   主要的拉曼光谱技术有表面增强拉曼光谱、针尖增强拉曼光谱、共振拉曼光谱、共焦显微拉曼光谱、傅里叶变换拉曼光谱等,不同的拉曼光谱技术有各自的特点,在不同领域有着自身的优势,人们正尝试将多种拉曼光谱技术应用到各个领域,为科研工作开拓新的发展方向,推动科学研究向更深更广的方面发展。 /p p   “考古学家的使命是让干涸的清泉在此汨汨流淌,让被遗忘的事情再次被记起,让已故去的人复生,让环绕着我们的历史之河再次流动......” /p p   彭金章先生便用自己的一生很好地完成了这一使命! /p
  • 电池膨胀行为研究:圆柱电芯膨胀特性的表征方法
    圆柱电芯的膨胀力主要源于电池内部的化学反应和充放电过程中的物理变化。在充电过程中,正极上的活性物质释放电子并嵌入负极,导致正极体积减小,负极体积增大。同时,电解液在充电过程中发生相变及产气副反应,也会造成一定的体积变化。这些因素共同作用,使得圆柱电芯在充放电过程中也会产生膨胀力。随着充放电次数的增加,这种膨胀力逐渐累积,导致电芯的尺寸发生变化。这种尺寸变化不仅会影响电池的外观和使用寿命,还可能对电池的安全性产生影响。因此,准确表征圆柱电芯的膨胀力对于优化电池设计、提高电池性能和安全性具有重要意义。表征圆柱电芯膨胀行为的方法电池的膨胀行为分为尺寸上的膨胀量和力学上的膨胀力测量。目前,对于软包电池、方壳电池膨胀行为的测量表征,已有较多研究和相应的测试手段及设备,在此不再赘述。但对于圆柱型电池的膨胀行为研究相对较少,也没有较好的商业化膨胀力评估手段。目前在文献资料中,常见的圆柱电芯膨胀行为的表征手段主要有以下几种:1、估算法如图1和图2所示,有研究表明圆柱型电池的膨胀变化与电池的SOC和SOH状态具有一定的相关性。但该方法建立在圆柱型电池的膨胀在整个圆周上是均匀的。图 1 单次充放电过程中,圆柱型电池的可逆膨胀变化图 2 电池老化过程中,圆柱型电池的SOH变化与不可逆膨胀之间的关系直接测量法通过在圆柱电芯外部施加压力,通过贴附应变片测量应变,该方式计算复杂,无法直观体现膨胀力。2、影像分析法影像分析法是一种无损检测方法,如利用CT断层扫描、中子成像、X射线、超声波等影像技术观察电芯内部的形变情况,通过分析影像的变化来测算电芯尺寸变化。这种方法适用于多种类型的圆柱电芯,且对电芯无损伤。然而,影像分析法需要使用昂贵的专业设备,且测量精度易受到设备性能和操作人员经验的影响。3、薄膜压力法一般需解剖圆柱电池,在电芯内部嵌入薄膜压力传感器或压敏纸的方式,从而获得圆柱电芯在不同方位上的膨胀力分布情况。但薄膜压力传感器精度一般较低,成本高;而压敏纸分析,具有滞后性。该测试均为破坏性测试。表征圆柱电芯膨胀行为存在的问题有研究表明,圆柱型电池电池实际的膨胀是明显偏离预期的均匀膨胀,在周长上会形成膨胀和收缩的区域,这取决于圆柱型电池的卷芯卷绕方向。因此,使用体积变化来研究老化或预测SOC需要特别谨慎,因为膨胀会因测量位置而显著不同,测量结果可能因测量方法而有偏差。电弛膨胀测试解决方案电弛自主研发的电池膨胀测试系统,高度集成了温控、充放电、伺服控制、高精度传感器等模块,并提供企业级系统组网功能。该系统可对多种电池种类和电池形态的电池进行膨胀行为测试,包括碱金属离子电池(Li/Na/K)、多价离子电池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金属离子电池(金属-空气、金属-硫)、固态电池,以及单层极片、模型扣式电池(全电池、半电池、对称电池、扣电三电极)、软包电池、方壳电池、圆柱电池、电芯模组。同时,可为不同形态电池提供定制化夹具,开展手动加压、自动加压、恒压力、脉冲恒压、恒间距、压缩模量等不同测试模式的研究。本产品还可方便扩展与电池产气测试、内压测试、成分分析的定制集成。为锂电池材料研发、工艺优化、充放电策略的分析研究提供了良好的技术支持。参考文献Jessica Hemmerling, 2021. Non-Uniform Circumferential Expansion of Cylindrical Li-Ion Cells—The Potato Effect. Batteries, 7, 61.
  • 民政部:已有棉帐篷47482顶帐篷运抵玉树
    人民网北京4月22日 记者今日从民政部获悉,截至4月22日16时,已有棉帐篷47482顶帐篷运抵玉树。   民政部、发展改革委、教育部、住房城乡建设部、农业部、商务部、青海省各级安排,以及非灾区省份、中国红十字会总会和部队支援共向玉树地震灾区调运棉帐篷53728顶、棉大衣164700件、棉被198970床、野战食品100000份、取暖煤炉7000台、方便食品和矿泉水1813.5吨、大米920吨、青稞5000吨、面粉3680吨、食用油16吨、机械设备629台、消毒剂10吨、喷雾器217台、防护服4200件、消毒液机50台、课桌椅1000套、黑板讲台75个、书包文具1000套、吸污车3台、垃圾运输车2台、垃圾箱100个、活动板房400套、折叠床20000张、简易厕所650套、应急灯200盏、行军床50张、毛毯50条。   目前包括各种捐赠物资在内已有棉帐篷47482顶(含500顶36㎡大帐篷)、棉大衣117027件、棉被207959床、野战食品100000份、取暖煤炉10000台、方便食品和矿泉水共1670吨、大米358吨、青稞5000吨、面粉1443吨、食用油216吨、活动板房97套、简易厕所932套、应急灯200盏、行军床50张、毛毯50条、担架500副、燃料320吨运抵玉树。
  • 从源头抓儿童帐篷质量
    儿童帐篷关乎孩子的舒适与健康,生产企业要充分重视产品质量。检验检疫部门在对儿童帐篷产品日常检验监管过程中,总结以下几点内容,建议生产企业予以关注。   一是非织造布面料的各种印花油墨的铅、镉、汞、铬、硒、锑、砷、钡等8大重金属元素的限量要求。此要求须通过国家认监委认可的权威第三方检测机构的实验室检测合格后方可投入生产。众所周知,超标的不合格印花油墨将给儿童构成健康危害。如铅是神经毒害物,是脑细胞杀手,过量的铅易造成儿童智力低下,对婴儿、儿童的健康构成极大的威胁。因此,需要面料提供方提供第三方检测机构检测合格报告及产品符合性声明,进而从源头上控制产品的质量安全。   二是帐篷必须具备关闭件的通风要求。一般来说,大多数儿童帐篷都是敞开式的,儿童在玩耍过程中不必担心通风不好而引起呼吸困难,但如果加了关闭件或者在设计时就是全封闭式的,那么就要在帐篷主体或关闭件中配置足够的通风口,以确保儿童正常的呼吸安全。   三是非织造布面料要有阻燃性能,安全标识、制造商标记要齐全。儿童帐篷中非织造布面料的易燃性能要求与普通毛绒玩具面料要求一样,在靠近火焰时不应发生表面闪烁反应。儿童帐篷的安全标识要求不容忽视,企业应根据所生产的各款儿童帐篷产品的特点,在产品或使用说明书中,告诉消费者在安装、使用过程中的注意事项。制造商标记是标明生产制造厂商的名称、地址、联系方式等,以利于产品追溯。   四是确保构成儿童帐篷架构的各连接部位平滑,无伤害。对于儿童帐篷架构的钢丝连接口,如果使用时松脱,将会形成尖端、毛刺,而从帐篷面料突出,对儿童造成伤害。为此,产品接口从最初只用一个铆钉铆接,到目前要求用三个铆钉铆接,同时在接头处包上塑料套,确保接头处牢固铆接并避免产生毛边,确保该工序安全有效。   五是儿童帐篷成品中的非织造布材料不允许出现残针。在构成儿童帐篷的非织造布的缝纫工序,缝纫用针及剪刀是该工序的基础工具,工具虽简单,但它在整个儿童帐篷生产中起到举足轻重的作用,如管理不好,最终生产出来的儿童帐篷极易给儿童造成伤害。为了消除这一事故隐患,企业必须从源头上控制用针和锐器,根据企业实际情况制定适宜的用针及锐器管理程序,建立用针及锐器领、发、换记录,专人保管发放,生产场所根据需要采取定额换针,确保整个生产过程用针及锐器处于受控状态。   目前,儿童帐篷产品大都是在室内使用,帐篷中所用的非织造布面料不具备室外使用要求,如果需要室外使用,则需要到符合相关要求的供应商采购特殊面料,该面料必须具备防水和防辐射双重功能,以满足室外环境的需要。
  • 室内空气污染:一个亟待重视的研究领域 ——访清华大学张彭义教授
    p    span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " strong 前言: /strong 谈到空气污染,大家通常关注的是室外大气污染。事实上,室内环境对人们健康的影响远比室外要大得多。调查显示,成年人有70-80%的时间在室内度过,老年人和婴幼儿待在室内的时间超过90%。世界卫生组织WHO发布的《室内空气污染与健康》指出,目前室内空气污染的程度已经高出室外污染5-10倍,全球4%的疾病与室内空气质量相关,每年大约有200多万人因室内空气污染所致疾病而过早死亡,室内空气污染已成为人类健康十大威胁之一。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "   与大气污染相比,室内空气污染物种类众多,成分复杂,使用的建筑材料、装饰材料、办公设施、生活用品,以及室内的通风状况和人类自身活动等均可能对污染物种类和浓度产生影响,从而使相应的监测和控制工作变得极具挑战性。为更好地了解室内空气污染现状及研究进展,仪器信息网的工作人员(以下简称Instrument)特别采访了清华大学环境学院张彭义教授,请他就室内空气污染物的主要来源、危害、最新的净化技术手段、相应的检测方法和仪器、以及所面临的难题和挑战等大家所关心的话题进行了深入阐述。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 600px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/90163c22-06eb-4cd7-bf05-cb3818debf89.jpg" title=" 图片 1.png" alt=" 图片 1.png" width=" 400" height=" 600" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 清华大学 张彭义教授 /strong /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px " strong 室内空气污染:研究对象多,研究投入不足 /strong /span /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument:我国室内空气污染的来源主要有哪些?会对人体造成哪些危害? /strong /span /p p    strong 张彭义: /strong 室内空气污染主要有两大来源,室外源和室内源。室外源包含来源于室外的颗粒物、臭氧和工业点源污染等。当前最受关注的是细颗粒(PM2.5)污染,世界卫生组织规定的空气质量准则值中PM2.5的年均值为10μg/m3,而中国很多城市的PM2.5年均值仍在50μg/m3以上。除颗粒物之外,臭氧污染也应当引起广泛重视。室内源主要分为室内装修装饰材料所引起的污染,如甲醛、VOCs、放射性污染物等,以及人体本身活动所排放出来的污染物,如二氧化碳、水蒸气和VOCs等。人体污染一般不被提起,但实际上新风系统就是为了解决人体污染物释放而发展的。 /p p   室内空气污染物种类很多,主要可分为颗粒物(以悬浮颗粒物为主)、气态污染物(如甲醛、VOCs、臭氧等)、微生物、及放射性物质(如氡)等。这些污染物无论在种类或数量上的增加,都会引起人的一系列不适症状的现象,被统称为“病态建筑物综合症“,症状包含头晕、头疼、咳嗽、打喷嚏、眼睛流泪、精神不振等,严重的还会引起癌症,如高浓度甲醛、苯可能会导致白血病。 /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument:现阶段室内空气污染研究包含哪些方面?我国在这一领域的研究进展从全球来看处于一个什么样的位置?亟待解决的问题有哪些? /strong /span /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 张彭义: /strong 室内空气污染研究主要包含污染状况、健康影响、检测方法、污染控制四个方面。具体来说,污染状况是要了解可能的污染物种类、污染水平、释放规律以及二次反应、迁移等。健康影响则是要搞清楚这些污染物单独、复合暴露对人体健康的影响,作用的机制等。检测方法,就是对各种室内微痕量污染物的检测分析手段。污染控制包括从源头上削减、末端的净化手段等。 /p p   室内空气污染研究的研究内容从污染物的角度来看,从最开始的室外大气污染所带来的二氧化硫、颗粒物、以及氡、环境烟气等,扩展到现在的挥发性有机物(VOCs)、半挥发性有机物(SVOCs)、PM2.5、臭氧、二氧化碳等。从需要解决问题的角度来看,一是解决室外大气带来的颗粒物、臭氧污染等,二是解决室内装修污染,三是解决建筑节能换风次数降低背景下人体及室内材料的污染问题,这三个问题分别是不同层次的需求。当前,发达国家更多的是面临第三个问题,而我国则主要还是需要解决前面两个问题。 /p p   随着我国城市化进程的加速,近二十多年来相继出现装修污染、颗粒物污染等问题,我们国家在这两个方面的研究相对较为活跃,也有不少研究人员在国际上有较大的影响力,已经从学习跟跑阶段提升到并跑阶段甚至领跑,但是在新问题的发现能力、新研究方向的开拓能力方面还有待提高。 /p p   室内空气污染是一个交叉性的研究领域,这个领域现有的主要力量来自建筑暖通学科,很少一部分来自环境学科。全球范围内这个领域的研究人员不多,科研经费投入也少,没有得到其应有的重视,与室内空气对人体健康有直接影响的重要性不匹配,很多问题也没有得到深入的研究,譬如不明的有害物质,痕量臭氧、自由基的反应,微量甲醛/VOCs的快速检测,室内新兴污染物的健康风险及其作用机制,嗅味物质的致嗅机制,各种污染物尤其是VOCs和气味物质的有效去除手段等。 /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px " strong 室内空气净化技术:不断探索,从挑战走向成功! /strong /span /p p   span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong  Instrument:针对一些主要的室内空气污染物,如甲醛、VOCs、臭氧等,当前的控制和净化技术有哪些?效果分别如何? /strong /span /p p    strong 张彭义: /strong 针对室内空气污染物控制的三大原则为:源头控制、通风和末端净化处理。源头控制是通过原材料控制、制造流程优化、热处理(加速释放,降低后期释放速率)和喷剂(反应、渗入/覆盖,延缓释放)等方式,达到减少源头污染物的种类及降低污染物的释放速率的目的。通风则是通过自然通风、机械通风和新风净化的方式稀释室内污染物。而末端的净化处理手段主要包括:吸附(物理吸附和化学吸附)、化学反应(氧化:臭氧和二氧化氯)、催化氧化(光催化、等离子体催化、热催化和室温催化)三种方式。 /p p   从污染物角度分析,针对甲醛的去除手段研究较多,目前比较有效的手段主要有三种:一是化学吸附,譬如对活性炭表面的官能团进行改性或接氨基官能团,利用氨基和甲醛发生配位吸附;二是室温热催化分解甲醛,一类采用贵金属,如铂、金等,价格昂贵,另一类就是我们课题组近几年来研究比较多的活性锰,采用二氧化锰分解片分解甲醛为二氧化碳;三是利用反应性的喷剂,譬如含氨基或胺基的化学试剂。其他还有采用气态试剂来去除甲醛的,譬如氧化性的二氧化氯、氯气、臭氧,以及氨气等,但这些气体本身也是有毒气体,所以并不提倡。 /p p   臭氧的去除主要采用室温催化分解手段,基础的催化剂是锰氧化物。臭氧去除面临最大的挑战是空气里的水分对催化剂催化性能的影响,这方面我们研究了近十年,近两年获得了两个比较好的催化剂,可以在相对湿度较高的情况下依然保持较好的催化性能。这些材料的性能虽然能够满足实际应用需求,但由于大众对臭氧污染的危害性认识不足,目前这些产品还没有得到大规模应用。 /p p   室内VOCs种类多、浓度低、释放速率变化大,除传统的活性炭吸附外,尚需开发更经济有效的技术和材料。 /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument:室内空气净化技术当前面临的困难和挑战主要有哪些?未来的发展方向如何? /strong /span /p p   strong  张彭义: /strong 当前面临的挑战主要有装修材料VOCs和人体污染物的有效去除。装修材料所释放的VOCs种类繁多,浓度较低,且不少类别污染物化学性质比较稳定,在室温下快速分解在理论上几乎行不通;同时,室内空间有限,净化装置的体积不能太大,而室内空气的总体积大,这就使得单次通过净化装置的时间在毫秒量级,在这样的短时间内要使污染物高效去除,采用分解的手段几乎不可能。人体污染物的种类也很多,包含各种VOC、氨气、硫化氢、一氧化碳,以及大量的二氧化碳和水蒸气,传统上这些污染物是通过输入室外空气换气/稀释解决的。但现在建筑物密闭性增加,要求进一步节能,降低新风量,这样既带来了挑战也带来了机遇。有没有可能开发新的技术、新的材料来解决低换气次数条件下的人体污染问题,而且新技术、新材料的使用成本/能耗不能高于建筑物所节省的能耗。 /p p   对于以上挑战,我们团队经过多年的实践和思考,提出的技术发展方向如下:开发易低温热再生的吸附材料和高效的低温催化分解材料,并在此基础上发展灵巧的净化设备。易低温热再生吸附材料在室温下快速吸附污染物,再在室温稍高的温度(如50-60℃)下能快速脱附完全,用较低的能耗实现污染物的持续、安全去除。高效的低温催化分解材料是在比室温稍高的温度下对脱附出来的有机污染物有着持续、高效的催化分解能力。 /p p   span style=" font-size: 18px "   span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 科研与产业化同行 /strong /span /span /p p   span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong  Instrument:您从何时开始关注室内空气污染这一问题?对此做了哪些方面的研究?取得的研究成果主要有哪些? /strong /span /p p    strong 张彭义: /strong 我在1998年底博士毕业时就开始关注室内空气污染这一问题,2000年得到了国家自然科学基金资助,开展室内挥发性有机物(VOCs)的吸附光催化降解研究,后面陆续得到清华大学基础研究基金、国家自然科学基金、国家863计划、973计划等的资助,并陆续开展了室内VOCs、甲醛、臭氧催化分解方面的研究,研究的方法主要有光催化、臭氧辅助光催化、185nm紫外光催化、活性锰甲醛分解材料、锰氧化物臭氧分解材料等。 /p p   我们的研究成果中比较成功的是室温分解甲醛的活性锰材料,可以将甲醛在室温条件下催化分解为二氧化碳,单位质量的材料对甲醛的去除能力超过600mg/g,对于室内浓度水平的甲醛的去除能力是改性活性炭化学吸附容量的20倍以上,在长达1700多小时的长时间试验中保持活性稳定。基于此材料先后开发出甲醛分解毡、活性锰折叠滤芯和空气净化器等产品。通过多次技术改进,从2016年起实现了规模化的销售,累计销售产品20多万套。近年来,我们还开发了去除甲醛的喷剂,从2019年开始销售,已实现销售近万套。 /p p   除此之外,我们所研究的室温臭氧分解材料在性能方面得到了很大的提升,能够进行小批量的催化剂生产,基本完成了在多种基材上的涂覆试验,并且开展了几个月的寿命试验,已经能够满足室内外源低浓度臭氧的长期连续去除要求。同时,适合入住前室内装修污染净化处理用的185nm紫外光催化净化器已经完成了小风量样机的实测工作,目前正在开展600m3/h风量净化机的研制工作。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 297px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1336dec1-87a4-4724-ac51-994d56eabfd1.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 600" height=" 297" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 图左:甲醛分解毡、图中:活性锰折叠滤芯、图右:带有活性锰去除甲醛滤芯的空气净化器 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong Instrument:请问您的研究成果的产业化是如何顺利实现的?是否有和相关企业开展一些合作? /strong /span /p p    strong 张彭义: /strong 首先,这些产品的研发和关键材料的生产基本都是我们团队自己做的。在“南京领军型科技创业人才“的支持下,我们在2013年成立了南京宇杰环境科技公司并开始产品的批量化生产。一开始也没什么公司感兴趣,我们只好自己尝试做销售推广,但效果不好;后来慢慢有了一些知名度,不少公司跟我们来洽谈,我们就开始跟其他公司合作,将市场推广和销售交给他们,很快实现了规模化的销售。像甲醛分解毡、活性锰分解滤芯和甲醛去除喷剂等小型产品都是团队自主生产,而像空气净化器这种生产成本比较高的产品,我们将机壳和外部结构交给专业公司来做。 /p p   为了更好地进行产品测试,弥补校内实验室空间的不足,我们今年开始在浙江建设实验室,这样就有条件更好的开展产品的研发工作,譬如在模拟室内环境条件下对产品性能进行长时间的测试,以得到更可靠的数据来支持我们的产品。可以说,销售推广都是合作伙伴在做,我们只负责做产品和技术支持。我们的课题组是“两条腿走路“,一个是由研究生、博士后组成的研究小组,主要做应用基础研究,就新材料开发、材料性能机理及材料表征等展开研究;另一个是由科研助理等技术人员组成的研究小组,主要任务是进一步完善前期的研究成果,以及针对产品销售过程中出现的问题进行改进。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " Instrument:您的课题组目前正在进行的相关项目有哪些?下一步的研究计划是什么? /span /strong /p p    strong 张彭义: /strong 目前正在开展的研究主要有甲醛和臭氧的室温催化材料、VOCs的吸附材料,这些研究得到了苏州-清华创新引领行动专项、国家自然科学基金的资助。下一步的研究重点是VOCs易热再生吸附材料、低温催化氧化材料,还将开始布局开展人体污染物的释放和去除研究。 /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px " strong “治检产品”的身影在室内空气污染领域随处闪现 /strong /span /p p   span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong  Instrument:在您的研究中主要会用到哪些仪器设备?从您的实践看,相关仪器还有哪些方面需要提高和改进? /strong /span /p p   strong  张彭义: /strong 在我们的研究中会用到很多仪器设备,主要可分为两类,一是用于气态污染物的检测分析,例如臭氧分析仪、气相色谱、热脱附-气相色谱质谱仪、颗粒物检测仪等;二是用于材料的表征,例如物理吸附仪、化学吸附仪、XRD、SEM、HRTEM、球差电镜、XPS、顺磁共振等。 /p p   在气态污染物检测方面主要是检测限的问题,室内空气污染物的浓度很低,通常在ppb级别,我们希望能够测定到ppb级别的二氧化碳,同时也能实时地测定ppb级别的VOCs。而在材料表征方面主要对高分辨的球差电镜、STM有需求,可以帮助我们更加深入地了解催化剂的结构、形貌以及污染物的降解机制。 /p p   span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong  Instrument:目前市场上有很多针对室内空气质量检测及室内装修污染治理的产品,如何进行快速分辨? /strong /span /p p    strong 张彭义: /strong 总体来说,现有的室内装修污染治理的产品仍不能很好地满足实际需求。目前的产品形式主要有喷剂、被动式产品、净化器三类。喷剂主要有光触媒、生物酶等类型,其原理一般是掩盖/封闭或反应,对快速去除空气中的甲醛有较好的效果,也可以在一定期限内起到降低污染物释放量的作用,但是效果不持久,污染物以后还会不时地释放出来。被动式产品包括活性炭包、甲醛分解片等,在小空间内比较有效,应该组合使用,但还是缺少较好的除味产品。净化器具有快速去除大空间污染物的优点,但是要匹配适当风量的净化器,比如一个十几平米的卧室,一般选择风量至少在300m3/h以上的净化器,风量越大效果越好,同时还要考虑滤网的配置,应该选用配置有活性炭、活性锰滤网的净化器,并且要经常更换活性炭滤网。如果是着重于防止室外颗粒物污染,那么应该选用HEPA滤网。 /p p   在室内空气检测产品方面,有众多的便携式甲醛、TVOC检测器,这些设备的可靠性较差,不建议选购几百元的检测仪,可以找专业的检测机构,甲醛检测盒作为参考。便携式颗粒物检测仪可靠性相对较好。& nbsp /p p   span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "   strong 后记: /strong 张彭义教授认为,环境学科是一门应用型学科,对应用型学科的人来说,所追逐的梦想不应该只是发表高影响力的论文,也要做一些真正实用的产品出来。张教授在采访过程中也强调,一种新材料或新试剂研发出来,除了考虑技术指标之外,还要考虑制备成本的经济性、制作过程的环保性等一些实际情况,否则一个技术即使成功卖给企业了,企业也不一定能做出合格的产品,勉强做出来可能也没法用。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "   在和张彭义教授的交谈中,让笔者深刻感受到,做产品有时候可能需要比搞科研更加全面的考虑。一个成功的产品也许要为之付出更多的汗水和努力! /span /p p style=" text-align: right " 采访编辑:李学雷 /p p style=" text-align: right " 撰稿编辑:陈星羽 /p
  • TA 仪器推出三条全新热膨胀仪产品线
    美国特拉华州纽卡斯尔市。 2017 年 3 月 1 日 - TA 仪器隆重推出三条全新热膨胀仪产品线,性能卓越的 800 平台喜迎新成员:DIL 820、DIL 830 和 ODP 860。这三款系列仪器均采用 TA 的专属真实差分技术,与强劲的竞争对手的系统相比,测量精确度超出十倍,进一步巩固了 TA 作为全球热分析技术领导者的杰出地位。 这三条新热膨胀仪产品线均基于获得专利的光学传感器,能够以高达 1nm 的分辨率分析样品。每款系统均配备新型高速、无温度梯度加热炉,确保温度控制达到最佳状态,缩短不同测试之间的停机时间。 TA 热膨胀仪属于高精度系统,设计用于测量动态热力变化引发的样本尺寸变化。这些热膨胀仪广泛应用于材料科学、陶瓷制造以及金属加工等领域的众多应用。它们在研究环境和生产控制过程中表现出众。 谈及本次发布的这款新产品,TA 仪器的高温产品经理 Piero Scotto先生 表示:“这是行业领先的热膨胀仪产品。通过将崭新系统设计与差分技术(每款仪器的核心)完美相融,TA 已经成为这一产品领域的新晋市场领导者。TA 仪器提供品类齐全的热膨胀仪,其优异性能和优惠价格符合所有用户的不同需求。 这款新平台由以下部件组成:精确测量尺寸变化的 DIL 830 系列高分辨率卧式推杆热膨胀仪、适用于精密烧结研究的 DIL 820 系列创新型立式推杆热膨胀仪以及执行非接触式样品测试的 ODP 860 多模光学膨胀测量平台。TA 仪器是沃特世公司(纽约证交所:WAT)的子公司,是热分析、流变测量和微量热测量领域分析仪器的领先制造商。公司总部位于美国特拉华州纽卡斯尔市,于 24 个国家/地区设立了办事机构。联系人:-全球营销总监 Ed Moriarty电话:302-427-1033 emoriarty@tainstruments.com TA仪器中国市场主管 Vivian Wang 电话 021-34182128vwang@tainstruments.com
  • 美薪酬膨胀助力生物医学发展
    根据传统观点,美国生物医学研究成本的提高比所有消费品和服务费用的上涨速度都快。在过去30年间,国立卫生研究院(NIH)发布的相关指数证实了这种不一致性,也给了游说者更好的“武器”恳请立法者批准NIH年度预算增速高过该国的通货膨胀速率。  这份NIH指数涵盖了诸如试剂、实验动物和科学仪器的费用等,有时它能高过一个更大范围的指数约3个百分点。但在2012年,一件奇怪的事发生了,而且,这件事挑战了传统观点。生物医学研发价格指数(BRDPI)低于了美国国内生产总值价格指数(GDP PI)——消费者物价指数的一个变化版本。  当时,该生物医学指数增长率为1.3%,不仅低于当年的GDP PI的1.9%的增速,也创了BRDPI的历史最低纪录。但这则消息在当时并未引起重视。  要找出该年度如此异常的原因,人们需要知道BRDPI包含哪些内容。NIH在接受《科学》杂志采访时表示,该信息并不适合公开,但根据《联邦信息自由法案》(FOIA)它能被获得。据悉,该指数不仅涉及设备和用品的成本,还包括来自拨款的薪酬和福利。实际上,全部人力成本占到该指数年度变化的2/3。  《科学》杂志曾公开了美国密歇根大学安纳伯分校一位微生物学家近几年的科研经费支出情况。4年内,他共获得约115万美元的基金,其中约43.8%为个人工资和福利,材料费约占 19.6%,另外1/3上缴至学校管理部门,剩下的为其他科研支出。由此可见,人力成本占了经费支出的一大部分。  而在2011年12月美国国会通过支出法案后,薪酬和福利对生物医学研究发展的巨大影响日益清晰。该法案将标准NIH拨款中研究者薪酬上限从19.97万美元减少到17.97万美元。立法者希望这能将钱省下来资助更多项目。而科学家则抱怨NIH的300亿美元经费根本不足以帮助他们实现自己的好点子。  这部2011年法案是NIH经费周期慢性繁荣与萧条的最新案例。虽然,作为帮助美国经济从2008年世界经济危机中复苏的一系列刺激计划的一部分,一个为期两年的100亿美元的预算削减最终结束,但资金仍非常紧张。  例如,NIH的2015财年预算比2014年的299亿美元预算增加了1.5亿美元,仅提升了0.5%,使明年NIH的财政预算仍低于2012年暂押5%前的预算。增加额未达到参议院支出委员会批准的增加6.06亿美元的目标,而且也低于白宫要求增加的2.11亿美元。而且,附加报告还要求NIH在申请者年龄上给予更多关注,目前,首次接受NIH资助的科研人员平均年龄为42岁。  而这个限制薪酬支出的决定让BRDPI陷入混乱,也使得其低于已经很低的GDP PI。2008年,该生物医学指数达到历史顶峰4.7%,是GDP PI的2.1%的两倍还多。到2010年,这一数值略微下降,达到3%,但仍然超过了GDP PI。2012年,BRDPI急剧下降,相反GDP PI增长到1.9%。  外部观察者认为,这一下降趋势是个好消息。毕竟,如果生物医学研究膨胀放缓,那么NIH就能进一步利用其有限的经费。  但NIH领导层并不希望出现这种趋势。NIH前院外研究项目负责人Sally Rockey习惯每年就BRDPI的价值撰写博文。她将其称为“衡量NIH经费购买力的重要方式,并能为下一财年作出预测”。但在2014年3月28日发表的博文中,Rockey只是简单地提及2012年的下降“主要是资深研究人员薪酬上限降低所致”。  另外,也没有部门备忘录显示,2012年BRDPI历史最低纪录引发任何正式反应。但相同备忘录包括了对2013年BRDPI的初步预测,结果显示它将再次超过GDP PI。备忘录作者表示,2013年的生物医学指数虽“但仍处于历史低谷,并将至少再次超过了GDP PI”。
  • Cell:细胞如何避免过度膨胀?
    所有细胞都有一个最为基础的功能,即控制自己的体积避免过度膨胀。数十年来,人们一直在寻找实现这一功能的蛋白,现在来自斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的科学家们终于找到了它。这个称为 SWELL1 的蛋白解决了一个重要的细胞生物学谜题,并且与健康和疾病有着密切的关联。例如,该蛋白的功能出现异常,会造成一种严重的免疫缺陷。 论文资深作者、斯克里普斯研究所教授 Ardem Patapoutian 表示:&ldquo 认识这种蛋白及其编码基因,为人们开辟了新的研究方向。&rdquo 相关研究作为封面文章发表在近期的《细胞》(Cell)杂志上。 揭晓谜底 水分子能够轻松穿过绝大多数细胞的膜,而水分子的流动倾向于平衡膜内外的溶质浓度。&ldquo 实际上水是跟着溶质走的,&rdquo 文章的第一作者 Zhaozhu Qiu 说。&ldquo 细胞外溶质浓度减少或者细胞内溶质浓度增加,都会使细胞被水充满。&rdquo 几十年前人们通过实验发现,细胞膜上存在着某种离子通道,能够作为细胞膨胀的关键安全阀,他们将这种未知离子通道称为 VRAC (体积调控的阴离子通道)。当细胞膨胀时 VRAC 就会开启,允许氯离子和其他一些带负电的分子流出。这时水分子也会跟着流出,从而减轻细胞的膨胀。 &ldquo 在过去三十年中,科学家们已经知道 VRAC 通道的存在,但对它并不了解,&rdquo Patapoutian 说。 由于技术限制,人们一直未能找到组成 VRAC 的蛋白及其编码基因。现在,Qiu及其同事在这项新研究中进行了快速的高通量荧光筛选。他们改造人类细胞使其产生一种特殊的荧光蛋白,当细胞膨胀 VRAC 通道打开时,这种蛋白发出的光会淬灭。 在诺华制药研究基金会基因组学研究所(Genomics Institute of the Novartis Research Foundation)的自动化筛选专家的帮助下,研究人员培养了大量供筛选的细胞,并通过RNA干扰分别在这些细胞中阻断不同基因的活性。他们主要寻找能持续发光的细胞,持续发光表明基因失活破坏了细胞的 VRAC 。 研究团队经过几轮测试,最终找到了一个基因。2003年科学家曾发现过这个基因,并将其称为LRRC8,不过当时人们只知道它可能编码一个跨膜蛋白。现在,研究人员将它重新命名为 SWELL1 。 涉及的疾病 研究人员通过进一步实验发现, SWELL1 的确位于细胞膜上,而且该蛋白的特定突变能改变 VRAC 通道的性能。&ldquo 它至少是 VRAC 通道的一个主要部件,是细胞生物学家长期追寻的蛋白,&rdquo Patapoutian 说。 下一步,研究团队将进一步研究 SWELL1 的功能。例如,在小鼠模型中观察不同细胞类型缺乏 SWELL1 所造成的影响。 2003 年人们最初发现这个基因,是因为该基因突变会导致一种非常罕见的无丙种球蛋白血症(agammaglobulinemia)。这种疾病的患者缺乏生产抗体的B细胞,因此很容易受到感染。这也说明, SWELL1 是B细胞正常发育所需的蛋白。 &ldquo 此前有研究指出,因为中风会导致脑组织肿胀,所以这种体积敏感性的离子通道与中风有关。另外,这种蛋白可能还涉及了胰腺细胞的胰岛素分泌。&rdquo Patapoutian 说。&ldquo 这样的线索有待我们一一解析。&rdquo
  • 硼酸盐零膨胀新材料:可用于低温高精度光学仪器
    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。
  • 我司自动快速热膨胀相变仪中标
    我司中标中科院金属研究所“全自动快速热膨胀相变仪”招标采购项目  我司北京销售部,在北京销售部经理的直接参与下,共同努力,精诚合作,终于用自己熟练的专业知识,完美的服务能力,赢得中科院金属研究所的青睐,成功中标其“全自动快速热膨胀相变仪”招标采购项目。 在此我们恭喜北京销售部的所有同仁,并预祝大家不断取得新的更好的成绩。
  • 具有负泊松比与负膨胀系数的新型双负超材料
    负泊松比材料在受到压缩载荷时横向收缩,负热膨胀系数材料在受热时发生收缩现象。而负泊松比和负热膨胀系数相结合的新型超材料为材料的特殊需求提供了进一步的可能性。香港城市大学深圳研究院介绍了一种具有负泊松比与负热膨胀系数的双负超材料(Extreme Mechanics Letters, 2019)。这种新型超材料基于传统的星型内凹结构。为了提高该结构的负泊松比,研究者分别在结构和排列方式上进行了创新。这种结构和排列上的创新使得超材料在受到外界力/位移载荷时呈现出内凹变形机制,从而表现出负泊松比。图1(a), (b)新构型超材料的结构以及(c), (d)两种不同的排列方式。为了得到负热膨胀系数,在一个结构中引入了两种热膨胀系数不同的材料(图1a)。蓝色的杆的热膨胀系数较小,而红色的杆热膨胀系数较大。研究者用大量的数值模拟对新构型超材料的负热膨胀系数进行了验证。在加热时红色的杆因为需要伸长的更多而使得垂直方向蓝色的杆发生弯曲,从而减小了整个结构所占有的空间,表现出负的热膨胀系数(图2)。图2新构型超材料受热变形图。为了验证该超材料的负泊松比行为,研究者们采用摩方P130 打印机对材料进行了制备。并用试验和数值仿真相结合的方法对其负泊松比行为进行了验证,两者吻合的较好。由于材料打印的尺寸在微米级别,这也为材料在声学、光学等方面的应用提供了可能性。图3新构型超材料电镜观测图以及受力变形图。该研究工作发表于Extreme Mechanics Letters,香港城市大学深圳研究院陆洋老师为通讯作者。摩方nanoArch® P130打印的轻质高强结构材料,最小杆径8 μm。深圳摩方材料科技有限公司持续助力香港城市大学深圳研究院在超材料领域的研究及应用,其自主研发的nanoArch® P130 3D打印机精度高达2微米。除上述研究工作中的超材料应用外,另一重要的应用是轻质高强力学超材料,具有超轻质量和超高强度。其优异的力学性能得益于其中的微晶格结构,如上图所示,这些微晶格结构非常复杂,使用传统的二维制造技术无法加工制作,而摩方的微尺度3D打印技术则可以快速高效加工出这种复杂三维微结构,且具有极高的打印分辨率(图中微点阵结构,最小杆径8 μm)。BMF nanoArch® P130打印系统
  • XRD冷热台助力我国零膨胀钛合金特殊材料研发
    在航空航天、微电子器件、光学仪器等精密仪器设备中应用的结构部件,对尺寸稳定性有极为严苛的要求。由于温度升高或降低而导致的材料形状变化对其功能特性和可靠性有着很大影响。因此,具有近零热膨胀性能的钛合金在需要高尺寸稳定性的结构中具有极高的应用价值。例如,美国国家航空航天局已针对太空望远镜所需的超高稳定性支撑结构,使用这类钛合金制造了镜体支架。在激光加工领域,已有使用这种材料制造的光学透镜筒体,解决了透镜焦点热漂移的问题。这类材料特殊的热膨胀性能与其内部αʺ马氏体物相的各向异性热膨胀行为有关。但是,现有的通过冷加工工艺获得的低热膨胀系数限制于单相马氏体相区,即使用温度上限通常小于~100℃,限制了其在工程领域的广泛应用。近期东莞理工学院中子散射技术工程研究中心王皓亮博士在冶金材料领域的TOP期刊《Scripta Materialia》上发表题目为《Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb》的研究论文。论文介绍了在宽温域线性零膨胀钛合金特殊热膨胀性能形成机理方面取得的新的进展。论文第一作者为东莞理工学院机械工程学院王皓亮博士,通讯作者为机械工程学院孙振忠教授,共同通讯作者为比利时鲁汶大学Matthias Bönisch博士,合作作者有中国散裂中子源殷雯研究员和徐菊萍博士等。王皓亮博士主要从事金属材料物相晶体结构、微观组织及应力分析;钛合金固态相变及功能性研究;高等级耐热钢焊接接头蠕变失效预测研究。1.拉曼光谱在材料研究中的应用(图1.Ti22Nb合金通过析出纳米尺寸第二相获得的宽温域零膨胀性能)研究人员利用中子衍射技术表征材料微观结构的巨大优势,配合使用XRD冷热台(变温范围 -190℃到600℃ ,温控精度±0.1℃,文天精策仪器科技(苏州)有限公司)实现测试样品的温度变化,精确鉴定了线性零膨胀Ti22Nb钛合金中的物相组成,证实了依靠溶质元素扩散迁移形成的等温αʺiso相也具备调控热膨胀系数的功能。相对于冷加工材料,该研究中通过机械+热循环处理获得的双相复合材料,其低热膨胀行为的作用范围被拓宽至300℃。结合其他原位X-ray衍射和EBSD/TKD电子显微表征技术,在纳米到微米尺寸范围内全面分析了材料微结构要素,澄清了热循环过程中纳米尺寸αʺiso相的形成路径,揭示了微观晶格畸变/相变应变、晶体学取向参量和宏观热膨胀系数的之间的定量关系,为设计具有较宽使用温度范围的低/负热膨胀钛合金提供了新的途径,是从理论研究向技术和产品层面跃进的重要依据和前提。 (图2.(a)不同状态Ti22Nb合金中子衍射谱线,(b)原位升降温XRD谱线(c)母相及析出相衍射峰强度随温度演化规律)(图3.原位升降温XRD测试)图4.原位XRD冷热台
  • 德国耐驰60周年回顾系列(三):膨胀计到底能用来做什么?
    本文作者:Aileen Sammler 作为德国耐驰60周年纪念的宣传活动的一部分,本文将详细介绍膨胀计的不同应用领域。  耐驰获得专利的最新技术  德国耐驰拥有极佳的膨胀测量系统——测量单元的功能设置在许多国家获得专利,并具有许多优点,例如:  初始样品长度不限范围以及在更高分辨率下的长度变化  明确的低恒定接触力  力控制调节,推杆无冲击且可重复移动  初始样品长度的自动识别  图:DIL 402 Expedis®  Supreme代表了顶尖的膨胀计技术:自动测定样品长度、在非常广的测量范围内保持恒定的分辨率、测量系统极好的温度稳定性以及双吊炉扩展的温度范围。除此之外,测量系统还可以进行力调制,从而连接热机械分析(TMA)。图:DIL 402 HT Expedis® –2800°C高温版本:无论在航空航天、发电、石油和天然气行业还是要求极严的研究项目中,最高温度可达2400°C或2800°C的石墨炉都能为金属、合金、陶瓷和复合材料的热膨胀测定提供了恰到好处的配置。图:手套箱版本的DIL 402 Expedis® Supreme,适用于对氧气或水分敏感的材料,以及用户必须避免接触样品的情况。膨胀计的外壳完全由不锈钢制成。因此,不存在与样品或环境相互作用的塑料零件。膨胀计可以测量各种材料如今,膨胀计可用于测量各种材料——从塑料、陶瓷、玻璃到建筑材料。玻璃成分的变化也可以通过测量热膨胀系数或测定玻璃化转变温度快速而容易地确定。此外,相变会影响建筑材料(如混凝土)的膨胀和收缩行为。这些对使用它们的系统的统计可靠性和使用寿命有重大影响。通过膨胀计,可以研究膨胀和收缩等尺寸变化,以及体积变化。几十年来,这些方法已成功地在工业和研究中心应用了数十年,如瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心。耐驰期待着膨胀测量未来数十年依然可以“发光发热”。你知道吗?德国耐驰(NETZSCH-Gerätebau)不仅仅在高温领域表现极佳,在低温膨胀计领域也处于第一梯队,可以实现最低至-260°C的膨胀测量。例如,这些膨胀计用于磁悬浮列车的功能测试。图:DIL 402ED点击直达:热膨胀仪专场德国耐驰展位
  • 天隆科技创始人彭年才教授获“全国抗击新冠肺炎疫情民营经济先进个人”表彰
    据央视《新闻联播》、新华社等媒体报道,“全国抗击新冠肺炎疫情民营经济先进个人”表彰大会1月22日在北京隆重召开。该奖项由中央统战部、工业和信息化部、市场监督管理总局和全国工商联等中央多部门联合组织评选,旨在表彰在抗击新冠疫情中有突出贡献的民营经济代表人士。中共中央政治局常委、全国政协主席汪洋会见全体与会代表,并与100位获奖代表合影留念。中共中央政治局委员、国务院副总理胡春华,中共中央书记处书记、中央统战部部长尤权,全国人大常委会副委员长、民建中央主席郝明金,全国政协副主席、全国工商联主席高云龙参加会见。 天隆科技创始人、西安交通大学彭年才教授获得“全国抗击新冠肺炎疫情民营经济先进个人”荣誉,陕西省获该奖项的仅有2人。全国获该奖的还有格力电器董明珠、小米雷军、阿里巴巴张勇、360周鸿祎、比亚迪王传福、新希望刘永好、嘀嘀程维、扬子江药业徐镜人、齐鲁制药刘文民等提供抗疫急需物资或提供群众日常生活必需品或踊跃捐款捐物的优秀人士。汪洋对获奖个人表示祝贺,并指出:面对肆虐的疫情,广大民营企业克服困难,生产抗疫急需物资,或提供群众日常生活必需品,或踊跃捐款捐物,用实际行动诠释了家国情怀和社会责任。 其中,以彭年才教授所在的天隆团队为例,在新冠抗疫期间排除万难,假日不休,加班加点,扩大产能,研发生产大量抗疫急需的核酸检测物资,是保障国内外新冠病毒核酸检测物资和国家核酸能力建设的一支铁军。获得该奖项是党和政府对天隆科技以往抗疫工作的充分肯定,也是在目前紧绷的疫情防控形势下,给予天隆科技排除万难,扩大产能,保证核酸检测产品供给工作的鞭策及激励。天隆科技团队的抗疫感人事迹和成绩举例如下:v 紧急响应,彰显天隆速度新冠疫情爆发后,天隆科技依托自身在分子诊断领域深厚的技术积淀及防控疫情的丰富经验,第一时间研发出新冠病毒核酸检测试剂。配合已有知识产权的系列仪器及配套试剂,天隆科技快速推出新冠核酸检测整体解决方案,克服物流困难,将抗疫产品紧急送往武汉及全国多个疫区,检出陕西、四川、云南、黑龙江等多个省份首个阳性病例。v 加班扩产,突破产能极限疫情前期,核酸检测需求激增,全国产能吃紧。天隆科技急国家之所急,排除原料短缺、人员紧张等重重困难,迅速扩大产线,加班加点,保证产线24小时不停歇。天隆科技不断突破产能极限,全力保障抗疫物资供应,在绥芬河、吉林、北京、新疆、河北等局地出现疫情后,第一时间将大批物资发往当地,被人民日报、新华社、央视新闻等多次报道。v 天隆人——逆行而上,奔袭千里在疫情最严重的时期,多个天隆小分队冒着巨大的感染风险,排除万难,逆行而上!其中,天隆“湖北抗疫小分队”深入抗疫一线,为同济医院、金银潭医院、武汉市疾控中心等主力抗疫单位安装调试检测设备,协助医务人员进行新冠核酸检测。他们坚守岗位,脚步踏遍湖北众多抗疫单位,连续奋战68天直至武汉疫情解除,为早期新冠防控“早诊断,早隔离,早治疗,降低传染和病亡率”做出重要贡献。v 提升核酸检测能力,推出多种天隆防疫方案核酸检测实验室的短缺成为限制疫情防控的重要因素,随后,全国快速推进核酸检测能力建设。天隆科技积极响应,为全国31个省份的数千家医疗和疾控机构提供解决方案,让核酸检测普惠基层,也为疫情防控构筑牢固防线。随着疫情防控常态化,天隆科技也不断探索,推出多种防疫方案,将医护人员从机械劳动中解放出来,多种方式保障人员安全!天隆产品装备国家疾控中心移动P3实验室、西安交大第一附属医院及复旦大学附属中山医院方舱实验室等,助力武汉早期疫情及后期局地疫情防控,天隆移动方舱实验室也在各地疫情防控中发挥重要的机动检测功能。v 快速恢复社会秩序,天隆力量不可或缺疫情基本控制后,面临如何安全复工、复学,快速恢复社会秩序的问题。天隆科技再次勇挑重任,成为首批政府指定单位,承担复工人员、复学师生、集中隔离人群的核酸检测,并严防疫情输入,开始进行入境人员、冷链食品新冠检测。此外,天隆产品也为全国“两会”及进博会等重大活动顺利召开保驾护航,并陆续收到国务院新冠联防联控机制、中国疾控中心及陕西省工信厅的感谢信!v 表现卓越,多次获得国家及省部级奖励作为国内核酸检测行业的典型代表,天隆科技在新冠抗疫期间表现卓越,为国内抗疫的基本胜利贡献重要力量,获得多个国家及省部级奖励。如全国抗击新冠肺炎疫情先进集体、2020年中国体外诊断产业领军人物、2020年陕西最美科技工作者、全国创新争先奖、陕西省科学技术进步一等奖、最美抗疫先锋团体、全省医药行业抗击新冠疫情先进集体等。此外,天隆科技牵头制订的国家医药行业标准《YY/T1717-2020核酸提取试剂盒(磁珠法)》也在2020年抗疫期间由国家药监局发布,填补领域空白。 这就是天隆科技,专注分子诊断行业20余年,用创新引领行业,用匠心书写未来。新冠肺炎疫情是人类一次重大突发公共卫生事件,天隆科技在这场战疫中,以硬核科技力量助力抗疫,有效发挥了“定心石”作用。未来,天隆科技将继续坚持科技创新,面向人民生命健康,以实现国家号召的高端医疗装备自主可控为己任,不断增强企业竞争和发展能力,为新冠疫情防控及民众精准医疗贡献更多的力量。
  • 德国耐驰60周年回顾系列(一):最古老!陶瓷行业诞生的膨胀计
    本文作者:Aileen Sammler德国耐驰公司(NETZSCH-Gerätebau GmbH)将在2022年正式庆祝公司成立60周年的纪念日。为此,我们将关注耐驰仪器背后的故事——耐驰分析仪器及其在过去几十年中的发展。1月份,我们将从膨胀计开始,它是德国耐驰历史上最古老的仪器之一。1962年,德国耐驰公司(NETZSCH-Gerätebau GmbH,NGB)在塞尔布成立。在过去的60年里,德国耐驰已经成为世界领先的热分析制造商之一。我们为我们的员工感到自豪,他们以非凡的决心和毅力推动着耐驰前进。我们感谢与我们的客户和合作伙伴间彼此信任和富有成效的合作。我们共同倡导质量、专业、创新和可持续性,并将在未来几十年继续坚守。德国耐驰多年来一直由Thomas Denner博士和Jürgen Blumm博士成功地管理。Thomas Denner博士非常清晰地记得他在塞尔布的开始:“当我2004年开始在耐驰工作时,我对员工的积极特别印象深刻。从公司成立的第一天起,我还偶然结识了一些同事。一方面,我感觉到他们有着精明的头脑,另一方面非常愿意探索未知。他们对过去取得的成就的自豪感和可持续发展的追寻今天也能感受得到。这将使我们能够在未来几个月里向你们展示我们的许多不同的系统和设备,它们最初出现在热的材料表征,目前采用了当今最先进的技术延续至今。我们将从一个仪器开始,这个仪器在很多年前就已经是一篇博士论文的焦点,最近又在一篇论文的背景下得到了解决,并立即带来了专利技术。我自豪地期待着接下来的耐驰60年主题月。”耐驰历史回顾早在20世纪50年代,在Netzsch兄弟的管理下,就建立了完整的陶瓷产品生产线。在向精细陶瓷行业的客户提供完整的生产设备的过程中,这些客户还要求能够购买相关的测试或实验室设备。这就是决定开发和制造用于建立陶瓷实验室的专用仪器的原因。这种设备的开发最初是从小规模做起的:这些想法被纳入了前耐驰公司(Maschinenfabrik Gebrüder Netzsch)学徒车间的测试仪器中。为了加强“测试仪器”部门的开发、生产和销售活动,耐驰公司(NETZSCH-Gerätebau GmbH)于1962年6月27日成立,总部设在塞尔布。随后,最早陶瓷行业实验室仪器的研制成果之一是:通过热膨胀测量装置,促进陶瓷碎片和釉料膨胀系数的协调。为此,研制了膨胀计。膨胀计——过去和现在德国耐驰膨胀计(简称DIL)的发展可以追溯到瓷器行业,也可以追溯到耐驰的诞生地——德国上UpperFranconi的塞尔布。使用膨胀计的目的是能够准确了解瓷碟在烧制过程中可能发生的膨胀,以防止裂纹和断裂的形成,并确定最终产品的准确尺寸。如今,膨胀计是研究陶瓷、玻璃、金属、复合材料和聚合物以及其他建筑材料长度变化的首选方法。它用于获取有关热行为和工艺参数或烧结和交联动力学的信息。膨胀计用于质量保证、产品开发和基础研究。第一台膨胀计在塞尔布使用图:60年代最早使用的膨胀计之一,曾在Rosenthal使用,现在在塞尔布Porzellanikon德国陶瓷博物馆展出(Porzellanikon德国陶瓷博物馆,位于象征欧陆三百年瓷器发展的历史重镇—德国塞尔布市(Selb),由德国名瓷罗森塔(Rothantal)1866年创立的厂房改建,总占地11,000平方米。Porzellanikon不仅是德国首家陶瓷博物馆,更是全欧洲最大的陶瓷博物馆,其不同于一般博物馆,展示的不只是瓷器的过去,更是它的现在与未来,从艺术、历史、商业到尖端科技,勾勒出一个清晰完整的瓷器现代新风貌,更是承载着欧洲陶瓷历史与艺术的珍贵宝库。)塞尔布——世界瓷都。Rosenthal、Hutschenreuther或Villeroy&Boch等名字在国际上都很有名,与Upper Franconia的这座小城有着密切的联系。60多年前,这家瓷器厂的前所有者Philipp Rosenthal给Erich Netzsch打电话。“我们杯子的把手在烧制过程后会断裂。我们需要一些东西来确定瓷器的膨胀行为,以优化生产过程,”这次谈话可能就是一切的开始。这就是膨胀计的诞生!顺带一提,在Rosenthal工作了近30年后,第一台测量设备于1996年移交给了塞尔布Porzellanikon德国陶瓷博物馆,在那里仍然可以欣赏它。从X-Y绘图仪的打印输出到Digital Proteus® 评估图:Stefan Thumser(前排,左三)和服务部门的同事(1997年)Stefan Thumser于1984年开始他作为能源设备的机电和电子技术员的学徒生涯。作为德国耐驰客户服务部门的长期支柱,他负责耐驰设备的调试、故障排除和基础培训,目前拥有38年的经验和专业知识。几十年来,他积极参与了膨胀计的开发,今天,他随时报告膨胀计取得的进展。Stephan Thumser回忆道:“过去操作膨胀计是真正的手工工作。除了插入样本,许多设置都必须手动选择。这些有时就要花一个小时。如今,你不必再担心这个问题了。只需插入样本,然后通过软件控制开始测量。”图:1979年为陶瓷制造商 Rosenthal定制的膨胀计。这种膨胀计仍然可以在塞尔布的Rosenthal 直销中心看到。“在膨胀计的历史发展过程中,最显著的差异是在测量评估领域。这过去是通过记录仪器以模拟格式进行的,例如2通道记录仪、X-Y绘图仪或所谓的KBK-6彩色点阵打印机。获得的测量数据无法 1:1转换为测量结果,因为样品架和推杆的固有膨胀作为误差包含在记录中。而手动校正这些测量值很费力,通常需要数小时的详细工作。如今,只需点击鼠标和/或通过Proteus® 软件即可完成。在测量后的几秒钟内,自动校正后完整曲线出现在计算机上。一次测量的准备工作,包括设置测量范围和开始位置,以及通过质量流量控制器调节气体,现在只需按下一个按钮即可完成。”即使在早期,质量、创新和客户满意度也是耐驰的首要任务。因此,膨胀计多年来不断改进。Stefan Thumser接着说:“2015年,随着新的DIL 402 Expedis® 仪器系列的开发,在一台仪器上安装两个熔炉也成为可能,可以进行更快、更灵活的操作。”图:用于手动测量评估的旧KBK打印机(6色多通道打印机)点击下方链接直达:热膨胀仪专场德国耐驰展位
  • 我司中标快速热导率仪、热膨胀仪项目
    2009年12月15日,我司北京销售经理以真诚的销售服务成功中标中国地震局地质研究所“快速热导率仪项目”。欢迎广大客户咨询本公司产品。  我司中标沈阳工业大学材料学院“热膨胀仪项目”
  • 淬火/变形膨胀仪(相变仪)在上海大学正式投入使用
    世界最先进的相变仪产品—德国巴赫公司的DIL805淬火/变形膨胀仪,已于2006年11月23日在上海大学顺利验收,并正式投入使用。DIL805相变仪外观雍容华贵、工艺制作精美、性能先进可靠、操作及其方便,处处绽放着顶尖级仪器的品位,备受用户的青睐。我们相信该仪器必将成为我国钢铁及合金研究领域最得力的助手。 有关此产品的详细介绍,请登陆www.esum.com.cn或电话咨询:010-84831960。
  • 反常热膨胀光学晶体研究获进展 有望提升精密光学仪器稳定性
    近日,中国科学院理化技术研究所研究员林哲帅、副研究员姜兴兴等提出实现晶体热膨胀的超各向异性,为光学晶体反常热膨胀性质的调控提供了全新的方法,对于光学晶体中轴向反常热膨胀性质的功能化具有重要意义。   在外界温度变化时,常规光学晶体因“热胀冷缩”效应,无法保持光信号传输的稳定性(如光程稳定性等),限制了其在复杂/极端环境中精密光学仪器的应用。探索晶体的反常热膨胀性质如零热膨胀,“对冲”外界温场对晶体结构的影响是解决这一问题的有效途径。   然而,通过晶格在温度场作用下的精巧平衡来实现零热膨胀颇为困难,一方面,热膨胀率严格等于零的晶体在自然界中不存在;另一方面,目前化学组分调控晶体热膨胀性质的方法,例如多相复合、元素掺杂、客体分子引入和缺陷生成等,影响晶体的透光性能,不利于光学应用。如何在严格化学配比的晶体材料中,利用其本征的热膨胀性能来实现大温度涨落下的光学稳定性,具有重要的科技意义。   该研究团队提出实现晶体热膨胀的超各向异性,即沿晶体结构的三个主轴方向分别具有零、正、负热膨胀性,来调控光学晶体反常热膨胀性质的新方法。研究通过数学推导严格证明了当沿着三个主轴方向分别具有零、正、负热膨胀时,晶体具有最大的热膨胀可调性,可实现热膨胀效应和热光效应的精巧“对冲”,获得完全不随温度变化的光程超级稳定性。   研究在具有高光学透过的硼酸盐材料中探索,系统分析了晶格动力学特征。在此基础上,研究在AEB2O4 (AE=Ca或Sr)中发现了首个沿着三个主轴方向零、正、负热膨胀共存的特性。原位变温X射线衍射实验证明AEB2O4晶体具有宽的零、正、负热膨胀共存的温区(13 K ~ 280 K)。   在相同温度区间内,光程的变化量比常规光学晶体(石英、金刚石、蓝宝石、氟化钙)低三个数量级以上。第一性原理结合变温拉曼光学揭示了AEB2O4这种新奇的热膨胀性质源自离子(AEO8)基团拉伸振动和共价(BO3)基团扭转振动之间热激发的“共振”效应。相关研究成果发表在Materials Horizons上。   近年来,该团队致力于光电功能晶体反常热学和反常力学性能的研究,发现了系列具有负热膨胀、零热膨胀、负压缩以及零压缩性能的光电功能晶体,有望为复杂/极端环境下光学器件的稳定性和灵敏度问题提供解决方案。
  • 北京大学引进德国巴赫BAEHR光学热膨胀仪
    德国巴赫(BAEHR)热分析公司DIL806光学热膨胀仪进入我国最高学府-北京大学 DIL806光学膨胀仪是目前世界上唯一利用光学原理进行测量的热膨胀仪,技术上比传统热膨胀仪更胜一筹。具体表现在: 1、利用光学原理测量是绝对测量,无需对测量结果进行校正(传统热膨胀仪是相对测量,必须对测量结果进行校正); 2、测量系统无需与试样接触,没有附加的外力作用在试样上,测量更准确; 3、对试样的外形没有严格要求,外形不规则试样,薄试样,甚至发生固-液-固相转变过程的试样,均可进行完美地测试,极大地扩展了热膨胀仪的应用范围。 Disc furnace – 盘式加热炉 Sample – 被测试样 Sender – 激光发送器 Receiver – 激光接收器 北京仪尊科技有限公司是德国巴赫热分析公司在我国的唯一代理,如想更详细地了解该仪器,请登录我公司网站,或与我公司直接联系: 电话:010-84831960 84832051 邮箱:sales@esum.com.cn 网站:www.esum.com.cn
  • 我司中标沈阳工业大学材料学院“热膨胀仪项目”
    我司北京销售经理以真诚的销售服务成功中标沈阳工业大学材料学院“热膨胀仪项目”。欢迎广大客户咨询本公司产品。
  • 金属所在基于金刚石/膨胀垂直石墨烯的层状限域双电层电容行为的研究获进展
    多孔或层状电极材料具有丰富的纳米限域环境,表现出高效的电荷储存行为,被广泛应用于电化学电容器。而这些限域环境中形成的双电层(限域双电层)结构与建立在平面电极上的经典双电层之间存在差异,导致其储能机理尚不清晰。因此,解析限域双电层结构对探讨这类材料的电化学电容存储机理和优化电化学电容器件的性能具有重要意义。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心项目研究员黄楠团队与比利时哈塞尔特大学教授杨年俊合作,设计并制备了具有规则有序0.7 nm层状亚纳米通道的膨胀垂直石墨烯/金刚石复合薄膜电极。其中,金刚石与垂直膨胀石墨烯纳米片共价连接,作为机械增强相为构筑层状限域结构起到支撑作用。进一步,研究发现,该电极表现出离子筛分效应,离子部分脱溶等典型的限域电化学电容行为,是研究限域双电层的理想电极材料。基于该材料,科研人员利用原位电化学拉曼光谱和电化学石英晶体微天平技术分别监测充放电过程中电极材料一侧的响应行为和电解液一侧的离子通量发现,在阴极扫描过程中,电极材料一侧出现拉曼光谱   峰劈裂现象,溶液一侧为部分脱溶剂化阳离子主导的吸附过程。该研究综合以上实验结果并利用三维参考相互作用位点隐式溶剂模型的第一性原理计算方法,在原子尺度上评估了限域双电层中离子-碳宿主相互作用,揭示了在限域环境中增强的离子-碳宿主相互作用会诱导电极材料表面产生高密度的局域化图像电荷。该工作完善了限域双电层电容的电荷储存机理,为进一步探讨纳米多孔或层状材料在电化学储能中的功能奠定了基础。   8月9日,相关研究成果以Highly localized charges of confined electrical double-layers inside 0.7-nm layered channels为题,在线发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。研究工作得到国家自然科学基金和德国研究联合会基金的支持。图1. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的制备和表征:(A)制备流程示意图;(B)石墨插层化合物的拉曼光谱;(C-D)XRD图谱;(E)SEM和TEM图像。图2. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的电化学行为:(A)CV曲线;(B)微分电容-电极电势关系;(C)离子筛分效应;(D)EIS图谱;(E-F)动力学分析。图3. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的原位电化学拉曼光谱:(A-D)原位电化学拉曼光谱;(E-F)拉曼特征演变幅度分析。图4. 层状限域双电层电容的储能机理分析:(A)拉曼光谱中的G峰劈裂;(B)电化学石英晶体微天平分析;(C)电极质量变化和拉曼特征变化的关联性;(D)DFT-RISM计算获得的图像电荷分布。
  • 我司成功中标中国矿业大学热膨胀仪采购项目
    2010年1月14日,我司北京销售部,在北京销售经理的直接参与下,共同努力,精诚合作,终于用自己熟练的专业知识,完美的服务能力,赢得中国矿业大学的青睐,成功中标其“热膨胀仪”采购项目。 在此我们恭喜北京销售部的所有同仁,并预祝大家不断取得新的更好的成绩。
  • 德国耐驰60周年回顾系列(二):“纳米眼”带来膨胀计分辨率变革
    本文作者:Aileen Sammler 作为德国耐驰60年发展回顾的一部分,本文将介绍德国耐驰总经理Jürgen Blumm博士在其论文中对膨胀计的研究,以及已获专利的纳米眼测量系统是如何彻底改变膨胀计的。1995年,Jürgen Blumm在耐驰应用实验室开始了他的职业生涯。通过与维尔茨堡大学合作的烧结优化研究项目,他将他的论文专注于“烧结过程前后高性能陶瓷的热特性”这一主题。测量方法扩展并结合了他的博士论文,为烧结过程的分析提供了一种全新的方法。动力学模拟计算为陶瓷材料烧结过程的优化做出了开创性的贡献。Jürgen Blumm是最早利用膨胀计(DIL)研究多步烧结动力学的人之一。图:在2002年NGB成立40周年之际展示膨胀计——左起:Jürgen Blumm博士、Dagmar Schipanski教授、Hans Peter Friedrich博士和Wolf Dieter Emmerich博士(1974年至2005年任耐驰总经理)Jürgen Blumm博士论文节选:“在高性能陶瓷的生产中,在大多数情况下,粉末状的原材料会被添加剂(粘合剂、烧结添加剂)抵消。然后,粉末通过模压工艺(如压制)转化为坯体。”然后,通过烧结过程使材料凝固,凝固过程中粉末颗粒粘合在一起,孔隙率降低。烧结通常是热处理的一部分,在此过程中的温度控制对陶瓷的结构性能具有决定性影响。在当今许多工业领域,材料和部件都采用了计算机辅助建模和制造工艺优化的方法。例如,多年来,铸造技术中优化凝固过程的模拟程序得到了广泛应用。然而,在陶瓷元件的生产中,这些方法尚未建立。通过膨胀计测量长度变化,并随后对测量数据进行热动力学评估,可以深入了解烧结过程中的复杂过程和反应过程,而仅仅通过膨胀测量是无法实现的。此外,热动力学分析的使用还提供了通过计算机辅助模拟优化陶瓷材料致密化的可能。”获得专利的纳米眼测量系统:膨胀计的一场革命谁还记得?过去,长度变化是通过感应式位移传感器检测的。这种模拟测量原理表现出不便的非线性,必须反复手动校准。现在,德国耐驰的专利纳米眼测量系统具有100%的线性。由于校准是在测量系统的制造过程中进行的,因此不再需要校准。2015年,德国耐驰通过DIL Expedis® 系列引入了膨胀计测量系统的革命性新概念。当时新集成的纳米眼测量系统基于光电测量传感器和力的施加的相互作用,其在致动器的帮助下被精确控制。从那时起,无论样品的膨胀或收缩如何,都可以施加10mN到3N之间的恒定力。在此之前,不可能在保持相同分辨率的同时增加测量范围。纳米眼测量系统提供了以前无法实现的分辨率,在高达50 mm的整个测量范围内,分辨率高达0.1 nm,且具有完美的线性。耐驰(NETZSCH Gerätebau)机械开发负责人Fabian Wohlfahrt博士解释说:“已获专利的测量系统的其他重要技术特性包括无摩擦膨胀、力控制回路,以及通过自动样本长度测量提高测量范围,同时提高分辨率和减少操作员影响。”自2012年以来,Fabian Wohlfahrt博士一直在耐驰工作,他撰写了关于纳米眼膨胀计测量系统开发的博士论文。但耐驰不仅使膨胀行为的测定更加准确,还简化了在开始测量之前正确插入样品的过程。多点触控软件功能可帮助用户在插入样本后正确安装样本。此外,不再需要手动确定样本长度。如今,纳米眼膨胀计测量系统自动处理所有这些任务。照片:纳米眼测量单元示意图点击直达:热膨胀仪专场德国耐驰展位
  • ACS:膨胀显微法与STED结合新法,衍射极限分辨提高30倍
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 在提高显微镜分辨率方面,两种方法结合往往比一种方法更好。近日,德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所Helge Ewers博士及其同事发表论文(ACS Nano 2018, DOI:10.1021/acsnano.8b00776),文中介绍了一种新的提高显微镜分辨率的方法——ExSTED,即将受激发射损耗(STED)荧光显微术与膨胀显微镜法相结合的方法。STED显微术使用一个环形的激光束精确地控制在标记样本上的荧光团激活的位置。通常情况下,STED的分辨率可以将显微镜光学衍射极限提升10倍。膨胀显微镜法是将固定样品嵌入水凝胶中,将样品溶胀并拉伸至其原始尺寸的四倍,导致物理分辨率提高的方法。将这两种方法结合,Helge Ewers博士及其同事获得了比光学衍射极限提升30倍的效果。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 388px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/26d1f3ac-c39c-4d29-8d6b-f2cda2131146.jpg" title=" 01.jpg" height=" 388" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " ExSTED法观察细胞中微管的图像,色标表示三维空间中各种小管的深度(来自ACS Nano) /span /p p   文章中使用ExSTED方法对三维细胞的微管网络进行成像。 由于扩大样品扩散荧光标记,所有样品观察区域的信号都大大减少。 为了抵消信号减少,研究人员使用多种抗体来增加添加到微管中的荧光标记的数量。他们希望通过第二次扩展样本和寻找放大荧光信号的方法来进一步提高显微镜的分辨率。 /p
  • 德国Neaspec推出全新功能模块,助力热膨胀及拉曼研究领域
    德国Neaspec公司推出的neaSNOM超高分辨散射式近场光学显微系统和nano-FTIR纳米傅里叶变换红外光谱仪以其稳定的性能,高的空间分辨率和的客户体验,自面市以来,在等离子激元、物质鉴别、二维材料、生物成像等领域均获得了广泛好评和青睐。目前国内已有清华大学、南开大学、中科院物理所等数所高校和机构用户使用Neaspec产品进行更深层次的科学研究,并给出高的评价。“NeaSNOM显微镜系统大地促进了我们的贵金属纳米结构表面等离激元研究”,中山大学陈焕君教授如是说。 Neaspec公司也秉承一贯的立创新和开拓进取精神,努力为客户提供优质的服务和便捷的实验工具。近期,Neaspec公司推出了全新的Photo Thermal Expansion(PTE+)和Tip Enhanced Raman Spectroscopy(TERS)功能模块,期待可以更好地服务广大科研工作者。 Photo Thermal Expansion(PTE+)功能模块基于被检测物质在激光照明下的热膨胀,通过机械变化的检测还原物质的吸收光谱。对于热膨胀系数较大物质,尤其是高分子材料,PTE模块可以提供良好的吸收谱线,对物质鉴别、材料分析工作是很好的补充。 Tip Enhanced Raman Spectroscopy(TERS)功能模块将大拓展现有产品应用领域。物质的拉曼光谱不同于吸收或者反射光谱,反映的是非弹性散射光性质,可以得到分子振动、转动方面的信息。但是由于其信号弱,一般难以直接应用于实际分析。针增强拉曼光谱利用了AFM探针纳米的曲率半径,对物质的拉曼信号可以起到良好的增强作用。Neaspec公司基于该技术,与s-SNOM技术结合,推出了该项全新模块,以期在分子检测方面为科研工作者提供更大的便利。相关产品链接neaSNOM超高分辨散射式近场光学显微镜http://www.instrument.com.cn/netshow/C170040.htmnano-FTIR纳米傅里叶红外光谱仪http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm
  • 张鹏重返牛津仪器 任中国区总经理
    仪器信息网编辑近日获悉,牛津仪器原中国区总经理张鹏于2014年11月重返牛津仪器,再度担任中国区总经理一职,全面负责牛津仪器在中国的业务。   据社交网站Linkedin上的信息显示,1999年10月,张鹏加入牛津仪器。在任职期间,他负责建立了牛津仪器上海、广州、成都办事处以及在上海的工厂,员工数量从6人增长至150人。从英国、美国、芬兰、德国买了10条产品线引进到中国,并将6条生产线从美国、英国、芬兰转移到了中国。建立销售团队及销售渠道,在他的带领下,牛津仪器中国区的销售额从1999年的150万美元增长到了2012年的8200万美元,出口额达到了3500万美元。   2013年2月,张鹏离开牛津仪器。同年3月加入Sonova集团,任中国区总经理,负责Sonova集团在中国区的销售、服务和制造业务。10个月后,张鹏离开Sonova集团。   此后,从2014年1月开始,张鹏担任Isis科技创新有限公司高级顾问(兼职)。2014年3月,张鹏创办了跨界俱乐部(又名:全球有趣者联合国UNIP),并担任总裁(兼职)。2014年11月,张鹏回归牛津仪器。   除了在仪器行业近15年的从业经历外,张鹏还拥有9年中国法医、2年英国法医的履历。   2007年,仪器信息网编辑曾对张鹏进行了专访:《牛津仪器中国区首席代表兼总经理张鹏的战略收购访谈:投我木瓜 报之琼琚》。 撰稿:秦丽娟
  • 岛津合作研究:成功将硼的分析强度提高至少3倍
    东北大学多元物质科学研究所,尖端测试开发中心教授寺内正己以及助教羽多野忠、量子科学技术研究开发机构客座研究员小池雅人、株式会社岛津制作所、日本电子株式会社,对电镜联用软X射线发射光谱仪(SXES)※1进行了改良,成功将硼※2的分析强度提高至少3倍。众所周知,微量硼对钢铁材料和半导体器件的性能影响很大。为了提升电镜联用SXES的性能,上述四个机构(企业)开发了新型SXES并实施了验证试验。微量硼的分析有望为轻量且高强度钢板的生产和半导体器件的高效化研究开发做出贡献。 此外,2018年8月8日,东北大学多元物质科学研究所,尖端测试开发中心在美国马里兰州巴尔的摩市召开的美国显微镜学会(Microscopy & Microanalysis 2018)上,发表了这项研究成果。【详细说明】 东北大学多元物质科学研究所 尖端测试开发中心教授寺内正己、量子科学技术研究开发机构客座研究员小池雅人、株式会社岛津制作所、日本电子株式会社,通过产官学协作,开发出电子显微镜用软X射线发射光谱仪(SXES)的发光分析系统,2013年日本电子株式会社实现该产品的产品化。自该设备上市以来,鉴于对提高硼(影响钢铁材料和半导体器件性能)分析强度的需求很高,因此共同进一步推进深化研究。 为了进一步提高SXES的性能,量子科学技术研究开发机构客座研究员小池雅人进行了优化光谱分布※3和在关键部件衍射光栅上形成增反膜的设计,旨在提高硼的分析强度。基于这一设计,株式会社岛津制作所制作衍射光栅,东北大学多元物质科学研究所,尖端计测开发中心教授寺内正己以及助教羽多野忠,在衍射光栅表面完成了稀土元素的成膜。 为了优化光谱分布,在经过改造的东北大学的原始SXES上组装了新的衍射光栅,并完成试制品,通过测试结果确认了硼的信号强度至少增强3倍。今后,该产品将搭载到日本电子株式会社发售的通用SXES,并开始实用测试。另外,理论上硼强度预计可以进一步提高,因此有望开发出一款SXES,可以检测钢铁材料和半导体材料中添加浓度在10ppm※4以下的硼并可观察其光谱分布。 如果该设备实现通用化,可以期待通过钢板的轻量化和高强度化提高汽车的燃料经济性,以及通过半导体器件的高效率为实现节能型社会做出贡献,也有助于提高日本的工业实力。【术语说明】※1. SXES:Soft X-ray Emission Spectrometer※2. 硼素:也称硼。已知硼是提高钢铁材料强度的重要元素,调整硼的添加量非常重要。另外,硅半导体器件通过添加局部硼来实现其功能,硼是极其重要的元素。在任何情况下,硼的添加量都是0.01%左右的微量,硼检测和分布的可视化是钢铁材料和半导体器件的高品质和高性能的关键。※3. 光谱分布:构成分光器光源、衍射光栅、检测器的位置、角度等的设置条件※4. ppm表示浓度的单位。10ppm表示0.001%。关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。
  • 德国耐驰热膨胀仪 DIL 402 Expedis:突破量程与分辨率的局限
    对于传统的热膨胀仪,测试量程与分辨率这两个参数很难两全。如果分辨率上升,测量范围通常下降,反之亦然。德国耐驰公司热膨胀仪DIL 402 Expedis通过新型自反馈光电位移测量系统 NanoEye 克服了这一技术上的矛盾。Nanoeye是一种新型的自反馈光电位移测量系统,在过去尚不可能实现的测量范围内具有良好的线性度和最大的分辨率。这是市场上第一个支持调制力(振荡型载荷)的水平膨胀仪系列,藉此打破了膨胀测量和热机械分析(TMA)之间的鸿沟。  热膨胀仪DIL 402 Expedis分为:Classic,Select ,Supreme三个版本。后两个版本是专门为研发和复杂的工业应用而设计的:即全面的、配置齐全的Supreme版本和可升级的Select版本。       功能原理  在测试中,如果样品膨胀,图形中的所有绿色部分都会在线性导轨(蓝色)的引导下向后移动。光电解码器直接在适当的刻度上确定相应的长度变化。     识别功能与数据库  用于识别和解释DIL测量的包括几个耐驰的数据库,其中有来自陶瓷、无机、金属、合金和聚合物或有机领域的上百条数据。此外,还可以创建特定于用户的库。它们可以与计算机网络中的其他用户共享。  识别允许从测量曲线的绝对值、斜率或形状中识别未知样本。这也为比较已知的样品与未知样品、评价材料质量提供了可能性。所有测量值都可以存储在庞大的数据库中,并且始终可用于识别或质量评价。
  • 央视曝光 彭泽县矶山化工园“摊上事儿了”
    江西省彭泽县的辰字村,原来是个山明水秀的地方,人们安居乐业。但最近几年,这里却变了样,不仅庄稼得了怪病、水果变了颜色,就连呼吸口新鲜的空气也都成了件奢侈的事,人们过得很闹心。这是为什么呢?   一进入位于彭泽县矶山化工园区旁边的辰字村,记者就闻到一股强烈的刺鼻味道,十分呛人。不仅仅是气味呛人,村民说,这里土地上长出的农作物也很奇怪:&ldquo 你看这个像霉点一样看到没有,都是像霉一样的,每个都有,我猪都不敢给它吃。&rdquo   辰字村的村民自己种的水果蔬菜除了自给自足外,原本还有很大部分要外销,葡萄就是主要的收入来源之一,可如今他们的葡萄拿到市场上去,根本就没人敢买。   辰字村的村民告诉记者,这些现象的出现,和他们家门口建起的矶山化工园区有关。辰字村毗邻长江,依山傍水,原来环境和空气特别好,自从有了矶山化工园区,他们的生活就被彻底改变了。   化工园明显违规国家标准 竟通过规划环评   彭泽县矶山化工园区建立于2003年,园区三面环山,一面毗邻长江,占地面积5000多亩,集中了医药、农药、印染等26家化工企业,目前投入生产的企业有18家。按照《彭泽县工业园矶山化工印染集控区控制性详细规划环境影响报告书》的规定,矶山工业园区距离居民区的安全距离应该在500米以上。那么实际上这里的矶山化工园区距离辰字村有多远呢?记者看到,矶山工业园区的一家化工企业,隔了一条马路,对面就是彭泽县辰字村居民居住的地方,距离也就是几十米。   矶山化工园区离辰字村的距离根本达不到国家规定标准,这就难怪村民反映,一到夜里,化工厂排出来的气体气味熏得人恶心难受,即使门窗紧闭也不管用。但就是这样明显违规在村边兴建的化工园区竟然顺利通过了规划环评,并开工建设投入运营了。如今已经十年多的时间过去了,村民的搬迁却迟迟未见动静。   废水遇调查时"变"清澈 在线监控"临时"故障   除了空气污染严重,化工园区排出的废水也让人忧心。记者在长江边看到,化工企业的污水通过管道排到了长江,现在是枯水的季节,排水管已经裸露在江面上,在丰水期,这个管道是藏在江面之下的,人们用肉眼很难发现。   这些工业废水是谁排的,是否经过处理了呢?记者向当地环保局相关负责人了解情况,他告诉记者,这个排污口是华孚印染厂的,是达标水,可以直接排到长江。就在记者与环保局负责人共同来到江边排水口拍摄的时候,奇怪的事情发生了,刚刚还是浑浊不堪的水,竟突然变得清澈起来。   环保局的负责人告诉记者,矶山工业园区这样的排放口每家企业有一个,共18个,仅华孚印染厂一家企业每天排出的废水就达3000多吨。按照要求,工业废水必须经过处理达标后才能排放,而环保局的职责是随时监督废水排放情况是否正常。   环保局负责人告诉记者,通过实时在线监控他们可以掌握化工厂排出的污水是否合格达标,记者提出想看一下当天华孚印染厂的排污监测情况,于是跟随环保局工作人员来到了在线监测大厅,但工作人员告诉记者:&ldquo 这两天数据没有,自动监控已经出故障了,掉线了。&rdquo   污水处理设备成"摆设" 前年建成至今未运营   处理废水需要成本,一些企业出于利益的驱使,有人检查的时候就开启设备做做样子,没人管的时候就关掉设备直接排放,这种情况时有发生,因此仅靠企业自觉处理废气污水往往难以实现,而监管不力,又给不法企业留下了漏洞。正是考虑到这样的问题,2012年国家环保部颁布的《关于加强化工园区环境保护工作的意见》中明确规定工业园区中的污水应进行集中处理。无集中式污水处理厂或不能稳定达标排放的现有园区,应在通知发布之日起两年内也就是2014年5月前完成整改实现污水的集中处理。彭泽县矶山工业园区目前也已经有了污水集中处理的设备,但看上去这些设备都是崭新的,并没有进行过作业。   记者在彭泽县的官网上看到,矶山化工园区的污水处理厂于2012年7月份开工建设的,项目投资1.5亿元,并计划于2013年10月份投入运营。然而15个月过去了,这个污水处理厂仍旧安静地矗立在园区中,没有投入过运营。   化工企业紧挨着村庄,明明不够安全距离,但却通过了环评,干净的空气没了 污染处理设施形同虚设,工业污水直排长江,干净的水也没了。难怪当地村民会说:这不是人待的地方。对于这种结果,违法企业难脱干系,当地环保部门难辞其咎。环保法不是棉花棒,而是杀手锏。依法查处,依法追责,就应迅速有力。
  • 彭练矛:20年专注碳基芯片,让中国芯“换道超车”
    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。
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