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增强三维

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  • 表面增强拉曼四十年

    2014年10月31日-11月3日,第十八届全国分子光谱学学术会议在苏州召开。本次会议中,拉曼,特别是拉曼增强的研究依然是大家看好的领域。在大会报告中就有很多专家及老师介绍了拉曼光谱及表面增强拉曼光谱的技术以及应用进展。http://bimg.instrument.com.cn/show/NewsImags/images/201411610520.jpg田中群院士 厦门大学 表面增强拉曼四十年:从基础到应用  其中田中群院士作了以《表面增强拉曼四十年:从基础到应用》为题的报告。在报告中,田中群介绍到,由于对复杂体系痕量分析的需求越来越多,科学研究亟待发展基于新原理和新方法的科学仪器,这也是分析化学发展的主要驱动力。而拉曼光谱具有高识别性,特别是拉曼增强效应能够使拉曼光谱的灵敏度提高百万倍甚至更好,具有很好的发展和应用前景。  从1974年,有关拉曼增强的第一篇文章发表到现在整整40年,在这40年中,前半段时间发展的相对缓慢,后半段比较迅速,原因在于表面增强拉曼光谱的发展是基于纳米科技的发展才得以快速的发展,而我国的纳米科技是在1990年之后才发展起来的。  由于有了纳米技术的发展,我们才可以看到并调控纳米粒子,进而达到拉曼增强的效果。我们应该清晰的认识到,表面增强拉曼散射效应就是一种基于纳米结构而发展起来的技术。所以,要发展拉曼技术,就要抓住关键点,研究怎样的纳米结构才可以最大限度的增强拉曼光谱的信号。  田中群介绍到,目前拉曼增强方面的研究有两个“短板”:一个是可以达到增强效果的材料比较少;二是表面形貌,目前只能在纳米结构或者粗糙的表面上来得到增强的效果。  “纳米科学的发展使得我们有越来越多的技术和能力可以设计和制造各种纳米结构。”田中群说,“不要再用一些简单的纳米粒子来做研究,这已经用了几十年了,老一辈用是合理的,年轻人应该更大胆的去创新,去思考有没有更好的纳米结构可以进一步增加灵敏度。”

  • 智能所在多功能表面增强拉曼散射基底研究中取得系列进展

    近期,中科院合肥物质科学研究院智能所仿生功能材料研究中心纳米材料和环境监测实验室的刘锦淮研究员、杨良保副研究员等,在可循环多功能的表面增强拉曼散射(Surface Enhance Raman Scattering-SERS)基底的制备和检测方面取得了系列研究进展。 表面增强拉曼散射是指当一些分子被吸附到某些粗糙的金属,如金、银或铜的表面时,它们的拉曼谱线强度会得到极大地增强,这种不寻常的拉曼散射增强现象被称为表面增强拉曼散射效应。表面增强拉曼光谱是一种非常强大的高灵敏分析技术,它可以探测和分析物质表层所吸附的各类分子,对于有些体系,它的灵敏度甚至达到检测单分子水平。但是,它的应用具有很大局限性——仅有少数几种金属(金、银、铜)可产生如此强大的表面增强拉曼散射效应,并且这些金属的基底必须是粗糙的或需要制备成纳米粒子。 传统表面增强拉曼散射基底作为一次性使用的材料,其发展限制已不能满足现今人们对表面增强拉曼散射基底性能日益增加的要求。另外,从应用的角度,需要制备稳定的可再生的SERS基底,并赋予其更多的功能。针对这些问题,智能所科研人员经过大量实验研究得到了一系列的多功能的循环SERS基底。这些基底能够满足高效快捷的实时检测,并且能够重复循环使用,如在氧化钛纳米管阵列上修饰不同金纳米颗粒,在银纳米线阵列修饰氧化钛颗粒,从而实现既可采集拉曼增强信号,又可以适时进行光降解;在不同形貌的磁性纳米颗粒表面修饰金、银纳米颗粒,从而实现富集、检测与循环使用等多功能一体化。 相关研究结果已陆续发表在《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater.)、《欧洲无机化学》(Eur. J. Inorg. Chem.)、《拉曼光谱》、《材料化学》等国际学术期刊上。以上研究工作得到了智能所正在承担的国家重大科学仪器设备开发专项“动态表面增强拉曼光谱技术用于农药残留检测”、“SHINERS技术探测毒品/爆炸物”和国家重大科学研究计划“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”等项目的支持。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201208/W020120827539396261949.jpg 多功能可循环使用SERS基底图示:(A)氧化钛/金阵列合成示意图;(B)银阵列/氧化钛颗粒合成示意图;(C)氧化铁/银复合材料富集、组装与检测示意图;(D)镍磁性纳米线的循环使用过程

  • 三维光声超声成像系统特点

    [b][url=http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/nexus128.html]三维光声超声成像系统Nexus128[/url][/b]是全球首款成熟商用的[b]3D光声成像系统[/b]和[b]3D光声CT系统[/b]和[b]3D光声断层扫描成像系统[/b],具有更高灵敏度和各向同性分辨率,提高光声图像质量,具有更快的扫描时间和更高光声成像处理能力。三维光声超声成像系统利用内源性或外源性对比产生层析吸收的断层图像,适用于近红外吸收染料或荧光探针进行对比度增强和分子成像应用。三维光声超声成像系统应用分子探针的吸收和分布肿瘤血管-血红蛋白浓度肿瘤缺氧-二氧化硫[img=三维光声超声成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/photo-acoustic-CT-Nexus128.png[/img]三维光声超声成像系统Nexus128特点预定义的肿瘤生物学和探头吸收协议先进灵活的研究模式的扫描参数先进的重建算法易于使用的图形用户界面紧凑,方便的现场系统强大的查看和分析软件易于使用的图形用户界面数据可视化与分析三维光声数据从三维光声超声成像系统传输到工作站进行观察和分析。工作站上的数据具有与三维光声超声成像系统相同的结构/组织。独立的工作站允许调查员分析数据,而另一个操作员正在获取数据。前置像头具有强大的内置工具Endra 可以为特殊定量数据应用提供OsiriX 插件三维光声超声成像系统Nexus128:[url]http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/nexus128.html[/url]

  • 【原创】增强拉曼光谱检测技术可以用来快速检测三聚氰胺

    向各位老师和前辈们通报下我们最近的成果,我们的实验小组经过2个多月的研发,对于检测液态奶中的三聚氰胺,利用增强拉曼光谱技术,只需要4-5分钟的样品处理时间,2秒的检测时间,检测限稳定在1mg/L。由此我们也看到了增强拉曼光谱技术在食品检测中的广阔前景,希望能和大家继续共同关注咱们中国人的食品健康问题。

  • 共振拉曼增强

    共振拉曼增强与SERS有什么关系啊,共振拉曼增强激发光与待测物质吸收峰相吻合还是和待测物与基底有关啊,相同条件下工共振拉曼增强与待测物的量有没有关系。

  • DSC仪器测量比热(三维DSC,下落法)

    DSC仪器测量比热(三维DSC,下落法)

    从其内部结构上可以看出,三维DSC(可以到1400度)对样品的加热方式主要为辐射和对流,样品较大,测试样品的时候也会感觉到300度以上的数据更精确。我们也有能测到500度的2维功率型DSC(PE公司),样品很薄,只有0.5mm,从其结构看出其加热方式主要是热传导,高温后辐射作用增强,导致结果不准确。但是我没看过2维DSC的高温仪器,其样品尺寸多大?主要加热方式是什么?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/05/201505290912_547891_2865376_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/05/201505290912_547892_2865376_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/05/201505290912_547893_2865376_3.jpg

  • 合成了拉曼表面增强剂,有想试用的吗?

    本人研究方向是纳米材料,偶然看到纳米银都拉曼散射有增强的作用,于是合成了纳米银增强剂,经过形貌表征,和文献上的一致。目前,单位没有拉曼光谱仪,无法评价拉曼增强效果,有想试用的站短联系,仅限北京。可开展进一步的合作。

  • 【分享】三维显微激光拉曼光谱仪

    【分享】三维显微激光拉曼光谱仪

    三维显微激光拉曼光谱仪三维显微激光拉曼光谱仪装置Nanofinder30  Nanofinder30 三维显微激光拉曼光谱仪装置是日本首创,世界最初的分析装置。它能在亚微米到纳米范围内,测定物质化学状态的三维图像。它由共焦激光显微镜,压电陶瓷平台(或电动扫描器)和光谱仪组成。并能自选追加原子力显微镜和近场表面增强拉曼测定的功能。 最新测量数据[ 变形Si的应力测定]PDF刊登 用二维的平面分析来评价变形Si。空间分辨率130nm, 变形率0.01%(0.1cm偏移)。 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构)薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体)光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 以亚微米级分辨率和三维图像,能分析物质的化学结合状态空间分辨率200nm(三维共焦点模式),50nm(二维TERS模式)能同时测定光谱图像(拉曼/萤光/光致荧光PL),共焦显微镜图像,扫描探针显微镜图像(AFM/STM)和近场表面增强拉曼图像(SERS)能高速度,高灵敏度地测定样品(灵敏度:与原来之比10倍以上)不需要测定前样品处理,在空气中能进行非破坏测定全自动马达传动系统的作用,测定简单 共焦显微镜模式不能识别结晶缺陷,然而光致荧光(PL)模式却能清楚地测到结晶缺陷 共焦激光显微镜模式的形状测定 光谱窗 560 nm 用光致荧光(PL)模式测到的结晶缺陷的光谱图像(560nm的三维映像) 用AFM和共焦显微拉曼法同时测定CNT,能判定它的特性 (金属,半导体)和纯度。 同时测定单壁碳纳米管(CNT)的原子力显微镜(AFM) 形貌图像和拉曼光谱图像的例子 :拉曼光谱: 激光488nm,功率1.5mW,曝光时间2 sec,物镜100×Oil, NA=1.35, 积分时间100 sec (AFM和拉曼图像测定时) AFM形貌图像(右上)表示了单壁碳纳米管混合物的各种形状结构。图像中用数字1到8来表示其不同形状。数字1-6测得了拉曼光谱(上图所示),判定为半导体CNT。但7-8测不到拉曼光谱,所以不是半导体CNT,而可能是金属CNT(可用He-Ne激光633nm验证)。最上面表示了RBM(173cm-1), G-band(1593cm-1)及D-band(1351cm-1)的拉曼光谱图像 综合激光器和光谱分析系统的长处,坚固耐用的复合设计,卓越的仪器安定性,是纳米技术测定装置中的杰出产品。 ※日本纳米技术2004大奖“评价和测量部门”得奖. ※日本第16届中小企业优秀技术和新产品奖 “优良奖”得奖. 光学器件配置图Nanofinder30 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/12/200812071751_122565_1634361_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/12/200812071751_122566_1634361_3.jpg[/img][~122567~][~122568~]

  • 【分享】GB 1447-2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法

    GB 1447-2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=58069]纤维增强塑料拉伸性能试验方法[/url][img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=58070]纤维增强塑料拉伸性能试验方法[/url]

  • 关于表面拉曼增强

    楼主是菜鸟,才接触,想问下:我们想测鸡蛋清的拉曼增强光谱,具体是把鸡蛋清晾干做成薄膜,在上面抹上拉曼增强剂(金),可是实验上并没有发现光谱增强,相反测骨髓时效果很明显,各位大神能告诉是什么原因吗?帮忙分析下,跟溶解有关吗?

  • 【原创】表面拉曼增强

    小弟刚刚接触表面增强拉曼,想问下在用硝酸银与硼氢化钠配制黄色银溶胶时需要注意些什么地方?还有在用银溶胶测吡啶的表面增强拉曼时应该如何取样?

  • 【讨论】有做金属荧光增强的同志么??

    最近做了一下关于溶胶银的荧光增强实验,即在染料溶液中掺入银纳米颗粒,得到染料的荧光峰显著增强的现象,甚至可以达到100多倍,可是不知道这种现象对于生物标记研究有没有什么研究意义啊?

  • 表面增强的硬件要求?

    如题。现在有很多做便携式拉曼光谱仪的厂家,分辨率通常比较低,比如8-10个波数的,这样的分辨率,能识别出增强的拉曼信号吗?是不是增强之后,就跟测纯净的化学物质一样,可以得到足够的信号强度?

  • 【分享】表面增强拉曼光谱的研究进展

    本文从提高表面拉曼光谱检测灵敏度和空间分辨率两个方面的发展叙述表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱的原理、方法、特点以及最新进展。对利用表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱研究金属表面上分子吸附等方面的应用进行总结,并对他们的应用前景做了预测。

  • 瑞士BUCHI公司R-200增强型旋转蒸发仪哪里能维修?

    瑞士BUCHI公司R-200增强型旋转蒸发仪哪里能维修?各位同仁,我公司于2002年11月与北京福瑞恩亚华科技发展有限公司签订合同,购置了瑞士BUCHI公司生产的R-200增强型旋转蒸发仪1台,福瑞恩公司告知,售后服务由瑞士BUCHI公司的中国/香港地区代理环球(香港)科技有限公司负责。今年10月份,我公司所购的R-200增强型旋转蒸发仪出现旋转瓶不旋转的情况,我公司与位于北京市西城区阜外大街2号万通新世界广场A2103室的环球(香港)科技有限公司北京办事处联系,他们给我公司发一份公告称:由于瑞士BUCHI公司将在中国自行处理其产品的销售及售后服务,环球(香港)科技有限公司已经于2004年10月代理协议期限届满后,与瑞士BUCHI公司解除了代理协议,并告知了瑞士BUCHI(香港)公司的联系方式,是香港的电话传真和Mr.Joe.Kaelin的e-mail,让我们与瑞士BUCHI公司直接联系。在电话与传真未能接通的情况下,我公司只能用最后一种方式,发一封e-mail过去,可第二天收到的却是无此信箱的传输失败信件。没办法,又到网上查找瑞士BUCHI公司相关信息,发现一家自称瑞士Buchi中国总代理的华仪仪器有限公司,按照联系电话8449****和1370*******联系,对方在听说我公司是从环球(香港)购买的以后,立刻说与他们无关,不应该找他们,在我公司反复声明维修费用可以照常支付的情况下,对方仍坚持此设备与他们无关而不予维修。我们的旋转蒸发仪已经两个多月没有使用了,我不知道瑞士BUCHI公司及它的众多销售公司和维修公司怎么回事,我们只想我们花了很多钱买的仪器能够使用,各位同仁,有谁知道瑞士BUCHI公司R-200增强型旋转蒸发仪的维修地点的,烦请告知,在此多多谢过!华*药业有限公司 [em11] [em11]

  • 【资料】相关拉曼光谱技术  表面增强拉曼光谱技术

    [size=5]相关拉曼光谱技术  [b]表面增强拉曼光谱技术[/b] [/size][size=5]  自1974年Fleischmann等人发现吸附在粗糙化的Ag电极表现的吡啶分子具有巨大的拉曼散射现象,加之活性载体表面选择吸附分子对荧光发射的抑制,使激光拉曼光谱分析的信噪比大大提高,这种表面增强效应被称为表面增强拉曼散射(SERS)。SERS技术是一种新的表面测试技术,可以在分子水平上研究材料分子的结构信息。 [/size]

  • 纤维增强金属层板破裂形貌观测方法

    [align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]引言[/back][/font] [font=宋体]纤维增强金属层板([/font][font='Times New Roman','serif']Fiber Metal Laminates[/font][font=宋体],简称[/font][font='Times New Roman','serif'] FMLs[/font][font=宋体])是一种三明治式的叠层复合材料,由金属层和连续纤维复合材料层交替叠加,并通过树脂粘结而成的新式复合材料。由于[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的结构特点,使其结合了金属和复合材料的优势,即相较于传统材料其具有卓越的比强度、比刚度、高疲劳阻力、耐腐蚀性以及良好的防火性能。这些特性使[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]在航空、航天和汽车等领域得到了广泛应用。特别是其在不同加载条件下的失效形式,更是当前研究热点。本文正是基于此,介绍了借助扫描电镜([/font][font='Times New Roman','serif']SEM[/font][font=宋体])对纤维增强金属层板各组分破裂形貌进行分析。[/font] [align=center][img=,690,988]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161356384565_5977_6561489_3.jpg!w690x988.jpg[/img][/align] [font=宋体]图[/font] 1[font=宋体]纤维增强金属层板结构示意图[/font] [align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]测试方法[/back][/font] [font=宋体]为更好的观测未固化[/font][font='Times New Roman','serif']GLARE[/font][font=宋体]层板各组分失效形式,本章借助捷欧路(北京)科贸有限公司所售的[/font][font='Times New Roman','serif']JSM-IT210[/font][font=宋体](钨灯丝)扫描电子显微镜对铝合金和预浸料断口进行观测。该设备最大放大倍数为[/font][font='Times New Roman','serif']300000X[/font][font=宋体],真空度为[/font][font='Times New Roman','serif']10-650Pa[/font][font=宋体]。此外,由于玻璃纤维的导电性极差,造成纤维断口表面多余电子或游离粒子的累积不能及时导走,继而造成反复出现充电、放电现象,造成图像扭曲或变形等现象。因此,本文借助[/font][font='Times New Roman','serif']JEC-3000FC[/font][font=宋体]设备对预浸料断口进行喷金处理,即在纤维断口表面溅射一个额外的导电薄层材料,从而提升纤维的导电性。[/font] [img=,355,1086]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161357550424_2345_6561489_3.jpg!w355x1086.jpg[/img] [font=宋体]图[/font] 2[font=宋体]微观观测设备[/font]: (a).JSM-IT210[font=宋体]扫描电镜[/font] (b).JEC-3000FC[font=宋体]离子溅射仪[/font] [font=黑体][back=yellow]测试结果[/back][/font] [font=宋体]下图给出了[/font][font='Times New Roman','serif']2024-T3[/font][font=宋体]铝合金、[/font][font='Times New Roman','serif']W-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-10000[/font][font=宋体]预浸料的微观断口形貌。对于铝合金来讲,断口处显示了一系列的圆形韧窝,这表明铝合金是由正应力导致的韧性失效。而对于玻璃纤维来讲,不论是[/font][font='Times New Roman','serif']WP-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-1000[/font][font=宋体]预浸料,其断口位置的纤维均呈现参差不齐的牙刷状形貌,即典型的拉伸导致的纤维脆性断裂失效形貌。综上所述,[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的各组分材料在试验中的破坏方式为正应力为主导的拉伸破坏行为[/font] [align=center][font='Times New Roman','serif'][img=,383,1086]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161356523395_3601_6561489_3.jpg!w383x1086.jpg[/img][/font][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman','serif'] 3Nakajima[/font][font=宋体]试验后铝合金和预浸料断口微观照片[/font][/b][/align] [align=center] [/align]

  • 纤维增强金属层板破裂形貌观测方法

    [align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]引言[/back][/font] [font=宋体]纤维增强金属层板([/font][font='Times New Roman','serif']Fiber Metal Laminates[/font][font=宋体],简称[/font][font='Times New Roman','serif'] FMLs[/font][font=宋体])是一种三明治式的叠层复合材料,由金属层和连续纤维复合材料层交替叠加,并通过树脂粘结而成的新式复合材料。由于[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的结构特点,使其结合了金属和复合材料的优势,即相较于传统材料其具有卓越的比强度、比刚度、高疲劳阻力、耐腐蚀性以及良好的防火性能。这些特性使[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]在航空、航天和汽车等领域得到了广泛应用。特别是其在不同加载条件下的失效形式,更是当前研究热点。本文正是基于此,介绍了借助扫描电镜([/font][font='Times New Roman','serif']SEM[/font][font=宋体])对纤维增强金属层板各组分破裂形貌进行分析。[/font] [align=center][img=,412,237]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161446145753_2390_6561489_3.jpg!w412x237.jpg[/img] [/align] [font=宋体]图[/font] 1[font=宋体]纤维增强金属层板结构示意图[/font] [align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]测试方法[/back][/font] [font=宋体]为更好的观测未固化[/font][font='Times New Roman','serif']GLARE[/font][font=宋体]层板各组分失效形式,本章借助捷欧路(北京)科贸有限公司所售的[/font][font='Times New Roman','serif']JSM-IT210[/font][font=宋体](钨灯丝)扫描电子显微镜对铝合金和预浸料断口进行观测。该设备最大放大倍数为[/font][font='Times New Roman','serif']300000X[/font][font=宋体],真空度为[/font][font='Times New Roman','serif']10-650Pa[/font][font=宋体]。此外,由于玻璃纤维的导电性极差,造成纤维断口表面多余电子或游离粒子的累积不能及时导走,继而造成反复出现充电、放电现象,造成图像扭曲或变形等现象。因此,本文借助[/font][font='Times New Roman','serif']JEC-3000FC[/font][font=宋体]设备对预浸料断口进行喷金处理,即在纤维断口表面溅射一个额外的导电薄层材料,从而提升纤维的导电性。[/font] [align=center][img=,354,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161446253708_8792_6561489_3.jpg!w354x252.jpg[/img][/align] [font=宋体]图[/font] 2[font=宋体]微观观测设备[/font]: (a).JSM-IT210[font=宋体]扫描电镜[/font] (b).JEC-3000FC[font=宋体]离子溅射仪[/font] [font=黑体][back=yellow]测试结果[/back][/font] [font=宋体]下图给出了[/font][font='Times New Roman','serif']2024-T3[/font][font=宋体]铝合金、[/font][font='Times New Roman','serif']W-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-10000[/font][font=宋体]预浸料的微观断口形貌。对于铝合金来讲,断口处显示了一系列的圆形韧窝,这表明铝合金是由正应力导致的韧性失效。而对于玻璃纤维来讲,不论是[/font][font='Times New Roman','serif']WP-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-1000[/font][font=宋体]预浸料,其断口位置的纤维均呈现参差不齐的牙刷状形貌,即典型的拉伸导致的纤维脆性断裂失效形貌。综上所述,[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的各组分材料在试验中的破坏方式为正应力为主导的拉伸破坏行为[/font] [align=center][font='Times New Roman','serif'][img=,382,417]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161446362290_802_6561489_3.jpg!w382x417.jpg[/img][/font][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman','serif'] 3Nakajima[/font][font=宋体]试验后铝合金和预浸料断口微观照片[/font][/b][/align] [align=center] [/align]

  • 美研制出增强薄膜太阳能电池吸光技术

    中国科技网讯 据英国《自然》杂志网站近日报道,尽管薄膜太阳能电池应用广泛,但其也有“先天不足”:薄膜越薄,制造成本越低,但当其变得更薄时,会失去捕光能力。美国科学家表示,当薄层厚度等于或小于可见光的波长时,其捕光能力会变得很强。科学家们可据此研制出厚度仅为现在商用薄膜太阳能电池厚度的1%、但捕光能力却大有改善的薄膜太阳能电池。 科学家们用射线—光极值这一理论最大捕光值来标识一种材料最多能捕获多少光线,但是,只有当材料具有一定的厚度时,才能达到这一峰值。目前,科学家们已经制造出了吸光层的厚度仅为0.1纳米的薄膜太阳能电池,但这样纤细的薄膜会漏掉很多光。 然而,现在,加州理工学院应用物理和材料科学教授哈里·阿特沃特和同事在最新一期《纳米快报》杂志上指出,他们找到了一种巧妙的方法,使薄层能帮助太阳能电池超越射线—光极值。他们发现,当薄层的厚度小于可见光的波长(400到700纳米)时,薄层会同这些可见光的波特性相互作用而不是将可见光看成一条直直的射线。阿特沃特说:“当我们制造出的薄层厚度等于或小于可见光的波长时,一切规则都改变了。”这样,一种材料的吸光能力不再取决于厚度,而取决于光线和吸收材料之间的波作用。 通过计算和计算机模拟,阿特沃特团队证明,让一种材料对光更有“胃口”的技巧在于,制造出更多“光态”让光来占领,这些“光态”就像狭缝一样,能吸收特定波长的光。一种材料的“光态”数量部分取决于该材料的折射率,折射率越高,其能支持的“光态”就越多。 其实,早在2010年,斯坦福大学的教授范汕洄(音译)和同事就将“光态”数确定为一种材料能吸入多少光线的主要因素。他们用一种折射率较高的材料将一种折射率低的材料包围,结果发现,高折射率材料的出现能有效提高低折射率材料的折射率,增强其捕光能力。 阿特沃特团队对上述结论进行了延伸,最新研究表明,薄膜吸光器内挤满 “光态”会大大增强其捕光能力。而且,可通过几种方式(比如,用金属或晶体结构包住吸光层或将吸光器嵌入一个更复杂的三维阵列中)来提高吸收器的有效折射率。范汕洄表示:“最新研究表明,我们可以采用多种不同的方法有效地突破射线—光极值。” 美国托莱多大学的罗伯特·柯林斯表示,阿特沃特团队的研究是“非常关键的第一步”。但他也认为,这项技术还面临着诸多挑战,比如,需要额外的工业过程来制造这些超薄的薄膜,这会导致成本增加。(刘霞)

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