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中空纤维膜组件

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中空纤维膜组件相关的资讯

  • 借助中空AFM悬臂梁实现亚微米-亚毫米金属微结构的增材制造
    目前,微米尺度金属结构的增材制造主要采用三种策略:微立体光刻模板的金属化、金属材料的转移-烧结以及原位金属合成。其中,基于金属离子局部电化学还原反应的电化学沉积3D打印技术采用原位金属合成的方式,无需进行任何后处理。该技术使用金属盐溶液作为原料,在打印过程中,金属盐溶液通过打印喷嘴喷射到导电基底上,当溶液接触到基底时,金属离子发生还原反应形成金属沉积层。本研究论文介绍了一种基于力学控制的金属电化学沉积3D打印技术,该技术采用中空原子力显微镜(AFM)悬臂梁在标准三电极电解池中局部喷涂金属离子,从而发生局部电镀反应。中空悬臂梁偏转反馈信号可以实时监测体素的生长,进而实现打印过程的自动化;而且该技术无需进行参数校准,可在导电基底任意位置进行打印。基于以上优势,该技术可自动成型任意形状的3D结构。研究人员利用该技术打印了两个不同比例的大卫雕像铜复制品。虽然铜是最合适的电沉积金属,但该技术同样适用于可宏观电镀的所有金属。 图1. 基于力学控制的电化学沉积3D打印技术制备两个并排支柱的示意图图2. 比例为1:10000和1:70000的大卫雕像复制品的SEM图。a-c:比例为1:10000、高度为700μm的复制品;图a插图、图b插图及d图:比例为1:70000、高度为100μm的复制品
  • 高效氮气膜是如何“化腐朽为神奇”的
    膜分离制取氮气是利用对不同的气体组分具有不同的选择性渗透和扩散的特性,使空气通过薄膜进行物理分离,达到获得氮气目的。每种气体都具有不同的渗透速率:空气中的氧气、二氧化碳、水蒸汽等渗透率“快”,由高压内侧纤维壁向低压外侧渗出,由膜组件一侧的开口排出;渗透速率小的“慢气”—氮气被富集在高压内侧,由膜组件的另一端排出,从而实现了氧—氮的分离。中空纤维膜分离制氮的膜组件,是一个圆筒状的高分子材料制成的中空纤维膜束,每束列管式换热器包含上百万根中空纤维,以提供最*大限度的分离面积,每根纤维直径约几十微米。压缩空气由纤维束的一端进入,气体分子在压力作用下,首先在膜的高压侧接触,然后是吸附、溶解、扩散、脱溶、逸出。优点汇总在常温下进行有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩。无相态变化保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8无化学变化典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染选择性好可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能适应性强处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化能耗低只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8Pureton系列氮气发生器Mate General 42A Pro 和 Mate General 42A+ 采用膜分离产生氮气。在常温下进行,无相态变化,无化学变化,选择性好,适应性强,能耗低。为高性能LC-MS、氮吹仪、ELSD等全天不间断提供氮气,并配有维护提醒、可触屏显示、移动轮。我们可以根据您的用气需求提供Pureton系列氮气发生器定制服务。我们在各地都部署了专业的现场服务工程师随时为您提供帮助,我们的技术支持团队随时准备帮助您解决问题。您可以通过电话或Email联系我们,我们7*24小时在线服务。客服电话:400-860-5168转4259
  • EVIDENT BXC系列模块化显微镜组件:对焦传感装置
    为了支持设备和仪器设计人员,我们向基于显微镜的成像系统制造商供应各种物镜和其他光学部件。这些组件有助于他们的工程师高效地设计出高质量的光学检测设备。半导体检测是一种需要显微镜成像系统的应用。半导体制造商要求在整个制造过程中进行快速、准确和干净的检测。他们依赖光学检测设备制造商创新检测工具,以满足行业的需求。半导体制造商通常会将半导体检测所需的光学机械组件采购给光学成像专家。在这种应用中,光学系统的自动对焦组件不可或缺,而且对整体检测速度有很大的影响。自动对焦组件与光学系统的电动Z轴机械装置、照明器、显微镜物镜和数码相机或传感器相结合,构成了完整的系统。在此白皮书中,我们介绍了如何将自动调焦系统(BXC-FSU)与显微镜的电动Z轴机械装置、照明器、光源、物镜和其他组件相结合,帮助半导体制造商快速高效地完成检测。什么是自动对焦?自动对焦系统有两种类型:被动系统使用观察到的图像进行对焦。这种技术通常被称为图像对比法,但它不适用于裸晶圆等低对比度样品。使用这种方法很难确定对焦方向,因此必须在Z轴方向上,上下移动载物台,以探测到样品对比度的增减。这样会减慢对焦速度,并使检测人员难以掌握对焦情况。然而,这种方法的优点是成本相对较低。主动系统将来自专用光源的光照射到样品上,并基于返回的光进行对焦。这种技术适用于样品缺乏对比度的高级检测系统,如平板和裸晶圆检测系统。裸晶圆检测主动式瞳分割法主动式瞳分割法概要瞳分割法是一种主动的对焦传感方法。在这种方法中,要在光源和透镜之间放置一块屏蔽板。从激光源发出的光在一侧被屏蔽板阻挡。激光通过物镜照射到样品后,从样品上反射回来,然后通过半反射镜进入两段式光电二极管。进入每一侧的光强度会根据样品位于焦点的远或近而发生变化。自动对焦装置感测流经A和B的光通量,并使用公式(A-B)/(A+B)将其转换为“误差信号”。对焦位置是光电二极管两侧的入射光强度相等的Z位置。换句话说,当误差信号约等于零时,自动对焦装置就会判断对焦已完成。采用主动式瞳分割法进行对焦感应,以上说明了入射到两段式光电二极管A侧和B侧的信号以及误差信号值如何根据样品位置而变化。对焦误差信号输出自动对焦装置控制盒接收信号,并将其传输到驱动电动Z轴运动的软件。为了向客户设备输出对焦信息,要将BXC-FSU与BXC-CBB控制器结合起来。BXC-CBB系统的配置对焦信息按以下方式在系统中传输:BXC-FSU→BXC-RLI→BXC-CBB→BXC-CBE1。BXC-CBE1控制器根据BXC-FSU最初提供的对焦信息,创建传输到客户设备的模拟信号。BXC-CBE1产生三种对焦信号:对焦误差信号捕获阈值信号对焦信号上述(A-B)/(A+B)误差信号以-10 V至+10 V范围内的模拟信号形式输出,焦点位置的方向可通过电压的正负来确定。误差信号与0 V交叉的位置就是对焦位置。如图5所示,当误差信号处于0 V左右的对焦阈值范围内时,对焦信号就会激活。激活对焦信号的范围是指样品在物镜焦深内(对焦)的范围。然而,如下图中的红色框所示,当样品远离对焦位置时,误差信号也为0 V。出现这种情况的原因是,样品距离对焦位置越远,从样品反射并入射到两段式光电二极管上的激光强度就越低。在图5中,当对焦信号实际上为低电平时,表示该信号处于激活状态。每个Z位置的误差信号(A-B)/(A+B)和对焦信号的变化捕获信号表示从自动对焦装置发射并从样品反射到光电二极管的激光强度。由于系统可以识别强度,因此可以判断零信号是否由低强度引起,而样品实际上并没有对焦。当样品位于焦点位置附近时,就会出现这种捕获信号,也被称为捕获范围。当样品处于捕获范围内时,就可以激活自动对焦功能,并实现实际对焦。当入射到两个分光光电二极管上的光总量(A+B)超过某个阈值时,就能确定样品是否在捕获范围内。每个Z位置的光通量A+B和捕获信号的变化。当A+B超过某个阈值时,捕获信号就会被激活。在此图中,捕获信号在低电平时处于激活状态。总而言之,对焦位置是指BXC-CBE1输出的捕获信号处于激活状态、误差信号接近0 V,且对焦信号也处于激活状态的范围。下面的图7显示了每个Z位置的捕获信号和对焦信号的状态。在这里,捕获信号和对焦信号在低电平时处于激活状态。在此基础上,通过监控BXC-CBE1输出的三个信号(误差信号、捕获信号和对焦信号),可以找到焦点,并与客户选择的Z轴电机和Z轴驱动器进行通信。随着载物台移动到每个检测位置,这些设备都在积极协调工作。物镜、实时图像和波形之间的关系(示波器信号;误差信号:绿色;对焦信号:黄色;捕获信号:蓝色)示波器可以确认,当图像对焦时,所有信号均处于激活状态。这可用于仪器的设计和开发。多点激光投射样品的形貌会影响对焦的成功率。当激光单点投射到样品上时,如果样品具有阶梯结构(如半导体基板上的细线图案),则对焦位置会随着对样品的扫描而频繁变化。这就是所谓的振纹。由于自动对焦光在阶梯边缘的散射,还可以看到对焦误差信号的信噪比(SNR)在变差(下图)。这两种情况都会导致在整个检测过程中很难保持对焦状态,从而使检测速度放慢。(a)焦点位置的变化(b)边缘散射(a)在单点法中,在移动到样品有阶梯高度的一侧时,Z位置会明显移动,导致图像失焦。(b)使用多点法时,即使样品上有阶梯高度,在横向平移时,焦点位置也不会改变。在检测具有阶梯高度的样品时,单点和多点自动对焦法在对焦稳定性方面的比较。亮点表示对焦检测点。为了减少振纹并提高对焦稳定性,BXC-FSU采用了多点主动式自动对焦系统(图10和图11)。这些光点以45度角排列在整个视场中,所有光点的平均信号会产生一个平均对焦位置。当样品在视场内具有不同的高度时,通过对整个视场进行平均对焦,可以实现可再现的自动对焦。色差校正由于BXC-FSU自动对焦装置使用的是近红外激光光源,因此激光光源和白光源的载物台对焦位置会有所不同。这是由于色差造成的,即镜头中所用玻璃的折射率会根据光的波长而变化(下图)。因此,BXC-FSU配备了校正色差和匹配可见光和红外激光对焦位置的装置。根据软件中分配的预定量,每次物镜转盘切换物镜时,都会校正色差。
  • 如何选择仪器进行集中空调通风系统检测
    近年来,办公室、写字楼、商场和宾馆都已较普遍地采用了集中空调通风系统。统计发现,20世纪90年代后建成的写字楼、饭店、商厦玻璃窗都是封闭的,可开启的窗户没有了。换气通风均靠空调系统,如果空调系统的新风量不符合卫生标准要求,很难保证室内空气质量,极易引起人群发生军团病、过敏性疾病等。由于有些使用集中空调系统的单位为了省电,减少空调通风次数,致使新鲜空气不足。更重要的是,有些物业只注重集中空调的外部清洁,即清洗通风口,而对黏附在通风管道内部的灰尘,甚至死苍蝇、蟑螂、老鼠却无可奈何。管道内藏污纳垢,成为病菌生长的温床。所以,我们更要充分的认识集中空调通风系统污染给我们造成的危害。  集中空调不及时清洗带来的危害的有:  1.空气置换效果较差  2.积尘诱发细菌滋生  3.寄生物和昆虫的摇篮  4.滋生细菌,传染疾病  5.风阻加大、损耗能源  因此,提高公共场所集中空调通风系统的卫生质量,对减少传染病通过公共场所传播的机会,保障广大消费者的身体健康有着重要的作用。因此,对公共场所集中空调系统卫生指标需要进行经常性的监测,并对空调通风系统进行定期的消毒、除尘、清洗,以保证公共场所的空气质量。  为此,国家卫生部还先后颁布了《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》,《公共场所集中空调通风系统卫生规范》,《公共场所集中空调通风系统卫生学评价规范》,《公共场所集中空调通风系统清洗规范》明确规定了空调系统卫生指标,检验检测方法,空调系统净化消毒装置的检测方法,空调通风系统卫生学评价等详细内容。  保证公共场所集中空调通风系统通风质量,执行国家卫生部的管理办法,达到规范要求,主要措施归纳为两个方面:1.监督监测;2.综合治理。  依据公共场所集中空调通风系统的卫生管理办法和三个规范要求,结合仪器的性能指标,考虑现场快速检测、使用方便、便于携带、易于维护、稳定可靠、智能化、系统集成和国际国内领先技术等多方面因素,就实施公共场所集中空调通风系统的监督监测和综合治理所需仪器,我们在此与各位领导、专家来讨论如何选择和优化配置仪器。以下是我们推荐的相关产品。  一、集中空调通风系统新风量检测仪器  卫生规范中规定新风量卫生要求为≥10~30(m3/h.人)(不同的公共场所)  检测方法:风管法,即直接在新风管上测定新风量。  选用仪器:皮托管法,风速计法(当风管内的动压值小于4Pa时,可用热电风速仪测量风速)  1、 新风管内的新风量测量  新风管的风量是通过某一断面的面积与该断面的平均风速计算出来的。  美国TSI公司生产的9555型多参数通风表是测量新风管新风量的最佳选择。  它具备如下主要特点  1.手持式仪器,携带方便;  2.操作简单:直接将风速探头插入新风管就能自动计算平均风速并根据输入的风管截面积直接显示风量;  3.具有差压检测和风速检测功能,当风管内的动压值大于4Pa时可采用皮托管法;当小于4Pa时用风速计法检测风量。完全适合各种风管内的风量的检测;  4.提供温度和湿度测试功能,同时支持露点温度测试功能,可有效监测管道内的露点温度避免管道内结露从而滋生微生物。  方便性:仪器具有可拉长带有刻度的风速探头,拉杆上的标尺可以测量风管的尺寸并可直接输入仪器,仪器直接显示出新风管内的新风量。  智能化:包含 TRAKPROTM 和 LogDat2TM软件,用户可自定义测试数据组的名字,手动或连续的数据记录功能。  多样化:可选配差压传感器,配备有多个宽量程、插拔式探头。用户可根据实际测试的需要,从多种具有不同功能的探头中选用最合适的。只需简单的插上探头,即可实现多种测试。这些探头可测量风速、温度、相对湿度、CO 和 CO2。可以计算的参数包括风量、热流、紊乱度、湿球温度和露点温度。  2、出风口的风量测量  美国TSI公司8371型和8375M型套帽式风量罩是非常有效的选择。  直接读数:避免传统的风管截面测试风量的繁琐的工作,同时由于出风口的湍流使在出风口测试风速在计算风量无法实现,选择套帽式风量罩则避免该问题能直接测到风量。  便于携带:TSI 8375M是一种在风口可以快速读取空气流速流量的多功能电子检测仪。8375M套帽风量罩采用人体工学设计,重量轻便,便于个人操作携带,节省测量时间。  多样化:丰富的可选的附件,满足多种参数测量的要求,可分离的数字压力计配合皮托管,空气流量,温度,矩阵速度或相对湿度探头可进行其它应用:测试压力差,皮托管法测量风速和风量,手持式16点风速矩阵测量风速,选择空气流量探头测量风风速和风量,温度探头,温度湿度探头,多种可选套帽尺寸满足各种风口的风量测量。  二、可吸入颗粒物(PM10)浓度的检测  空调风口的风带有灰尘会污染直读式可吸入颗粒物检测仪器的气室,但是如果仪器带有鞘气系统就可以隔离光学室内的气溶胶,保持光学洁净。对于准确的检测可吸入颗粒物(PM10)和保护仪器的气室减少维护成本是非常重要的。  DUSTTRAK II 8530型可吸入颗粒物(PM10)浓度监测仪可以直接测量灰尘、烟雾、浓烟和薄雾中的气溶胶。并具有鞘气系统有效的解决了灰尘的污染问题。  智能化:可编程数据资料记录功能使 DUSTTRAK II 台式监测仪适用于无人监测。  数据远传:仪器可以和USB(设备和主机)、以太网、模拟计算机和警报输出一起,可以远程接收实时的PM10浓度数据。  PM10超限报警性:针对瞬时或 15 分钟短期暴露限定(STEL)。用户设定点的报警输出会发出警告。当PM10浓度超过标准值时,可以有声光报警提示。  光散射法和称重法集于一身:采样光散射法瞬时粉尘浓度测量的同时,可以使用一个 37mm 的过滤盒进行重量分析,方便进行参考校准。  准确性:可以通过外部调零模块进行自动调零。这个选件可用于长时间采样。采样期间对仪器进行调零,可以把零点漂移带来的影响最小化。  数字和图形显示:新型绘图式界面以及彩色触摸屏;通过数值或者实时变化曲线同时显示测量统计值。  三、送风中微生物检测仪器  QT30&4046型空气微生物采样器,采用国际公认的安德森采样器,稳定性好,电源采用交直流两用型,配套美国TSI生产的高精度4046型流量校准器,连续监测采样流量,使采样更可靠。  采样原理:六级筛孔空气撞击式采样器,符合国家规范要求,可以与国产的90厘米采样平皿配套使用。  方便性:充电锂电池供电,充满电后可以工作5小时;也可以连接AC/DC电源变换器用交流供电。  准确性:4046型数字流量校准器,连续监测采样流量,使采样更可靠。  四、空气净化消毒装置的卫生安全性检测  1、紫外吸收原理的臭氧检测仪测量臭氧浓度,克服了电化学原理臭氧仪的横向干扰,具有高的精度,小巧的体积和低功耗。是远程和监测的理想选择。  特点:  高精度:(1.5 ppbv),  可分析的范围:1.5 ppbv 到 100 ppmv  低功耗:12V DC (4.0 W)  智能化:RS-232输出时间/日期,O3浓度、温度和压力(加上附加的输入)  2、国标法总挥发性有机TVOC气体检测(符合GB/T 18883,热解析/毛细管气相色谱法)  SP530和730型个体采样器配合TVOC 专用吸附管是现场采集TVOC气体的合理选择。  智能式电池管理系统:以分钟显示运作时间;对电池寿命实时计数而不是以%显示  高级的流量控制:内置精确的流量计。只要设置能需要的流量值并开始采样,就可以简单的进行校正,而无须再像以往那样逐日监测校正如此费时了。  流量数据采集 :内置数据采集器,可连续记录流量读数,并且即使存在干扰气流也能准确计算总样品量。此外,使用TRAKPRO数据分析软件把数据归档并下载到您的电脑,就可以显示和打印样品记录历史,一个样品记录模板还包含了您的额外记录需求。  简易键盘编程:采样时间;流量设置;键盘锁  低流量采样和显示:SP730已内置低流量适配器,可进行低流量采样和显示流量。  当人们在不断提高生活质量的同时,也越来越多开始关注到空气污染,讲究空气质量更成为人们追求健康的重要方式之一。  通过上面我们介绍的几款集中空调检测设备以及我们从事经营空调通风检测设备的丰富经验和专业认知能力,相信我们的建议或彼此更多的交流能给您提供一个更好的方案和解决办法。真正的使您拥有一个健康舒适的生活环境。
  • 新美光“衬底加热体组件及化学气相沉积设备”专利公布
    天眼查显示,新美光(苏州)半导体科技有限公司“衬底加热体组件及化学气相沉积设备”专利公布,申请公布日为2024年7月23日,申请公布号为CN118374794A。背景技术以常见的碳化硅部件-等离子刻蚀环为例,目前较为普遍的等离子刻蚀环生长、加工工艺为:将环状石墨衬底以多片层叠方式安装在化学气相沉积炉内,采用石墨电极进行电阻加热将炉内加热至碳化硅材料生长温度,持续向炉内通入前驱体和载气,前驱体在高温下热解反应出碳/硅原子并在石墨衬底上反应沉积得到碳化硅材料,最终通过微纳加工获得满足使用要求的等离子体刻蚀环。整个工艺过程中,因衬底表面为直接发生碳/硅原子反应沉积的位置,最终决定材料的均一性和碳化硅晶体品质,衬底沉积表面流场均匀性及温度均匀性比较关键。但在上述工艺中存在以下客观缺点:1、石墨衬底置于碳化硅生长炉内加热时,因衬底径向外侧在空间上更加接近石墨加热器,故客观的会接收更多的热辐射而导致衬底径向外侧的温度高于内侧;同样的,石墨衬底的外侧因离进气口比较近,前驱体热解出的碳/硅原子基团会持续优先在衬底外侧的表面沉积,最终会影响碳化硅材料在石墨衬底径向上生长的均匀性;石墨衬底的外侧表面因为较内侧有更高的温度和更高浓度的碳/硅原子基团,石墨衬底的外侧碳化硅沉积材料一般厚度较大且表面平整性差,对于碳化硅零部件后续的加工也造成了时间的浪费和成本的提高。2、石墨衬底常用的固定方式为采用石墨顶针在衬底底面进行支撑,该方案因石墨顶针会直接接触到衬底表面,故被石墨顶针接触到的衬底表面区域碳化硅材料生长过程必然会受到影响,相应区域的沉积材料无法加工成产品使用,故在加工过程中一般采取将受影响区域进行切割废弃的措施,增加了加工时间和成本。3、层叠多片式的碳化硅部件材料生长设备,腔体内部的流场无法实现完全的均匀性,主要表现在离进气口近、排气口远的材料生长速率高,反之生长速率低,最终导致同一批次的材料厚度均一性差。发明内容本发明涉及一种衬底加热体组件及化学气相沉积设备,其中提供了一种衬底加热体组件,包括衬底和加热体,衬底包括第一表面、第二表面和中空区,第一表面和第二表面均用于供反应气体沉积,中空区位于第一表面和第二表面之间;加热体位于中空区内,用于产生热量以至少加热第一表面和第二表面。本发明的衬底设计为内部中空的结构,第一表面及第二表面均为衬底靠近中空区部分的外表面,位于中空区的加热体对衬底的第一表面和第二表面沿径向的各个位置的加热效果相对较为平均,不容易产生沉积的产品厚度差异过大的问题,一定程度上提高了衬底上沉积材料的厚度均一性及组织性能均匀性。
  • Nanoscribe微纳加工技术应用于3D中空光波导微观结构研究
    光波导是集成光子电路的关键元素,影响了光子学的许多领域,包括电信,医学,环境科学等。对于小型几何尺寸结构而言,低折射率介质内部的高效波导对于各种需要光与物质间的强相互作用的应用都至关重最近,一个国际研究团队提出了一种全新的限制并引导厘米范围内无衍射光的芯片光笼概念。通过使用Nanoscribe的3D打印系统,科学家们实现了直接在硅基光子芯片上制作中空3D光波导的微观结构,即集成于芯片的用细条排列并围绕成中空的双环结构(见下图)。这项新颖的光笼研究成果能展现光与物质的强相互作用,并开辟全新的应用,例如基于气体和液体的检测以及生物分析和量子技术等。集成光子设备中光与气体、液体或者生物制剂之间的强相互作用能有效应用于环境监测和生物传感器中,而这依赖于先进的光学传感元件来增强光与物质的相互作用。为此,来自于布莱尼兹光子技术研究所(Leibniz Institute of Photonic Technology), LMU慕尼黑大学 (Ludwig-Maximilians-Universit?t Munich), 伦敦帝国理工学院(Imperial College London)以及德国耶拿大学奥托肖特材料研究所(Otto Schott Institute of Materials Research of theFriedrich Schiller University of Jena)的科学家们开创了一种新的3D光笼波导概念。该实验是通过波导借助微观细条捕获光,并借助光子带隙效应将其引导到数毫米距离上。光笼的开放式设计有利于光与物质(例如液体或气体分子)之间的强相互作用。SEM图片来源:Bumjoon Jang, Leibniz Institute of Photonic Technology微纳加工技术应用于3D光波导研究科学家们将细条排列成内外两个六边形结构,其中的中空芯用来引导光束。细条直径仅3.6 μm且细条之间的间距为7 μm,长度为5毫米,纵横比超过1000。该复杂的双环体系光笼微观结构需要直接能打印在硅芯片上。这个十分具有挑战性的制作通过使用德国Nanoscribe公司的3D打印系统成功得以实现。这个3D微观结构的设计能够通过细条之间的空间横向进入波导的核心区域。因此,分子可以从侧面进入中空芯并与核心区域的光进行相互作用。独特的侧面通过方式可将气体扩散时间至少缩短了10000倍。性能测试表明,通过3D光笼的波导效率很高,并且研究证明波导长度可达到3cm,纵横比超过8000。集成芯片使得光笼概念在诸如生物分析或量子技术等众多领域都有很好的应用前景。凭借着拥有极其复杂和超高精度的3D打印技术,Nanoscribe公司的3D微纳加工技术推动着光子电路的研究和创新。三维光子晶体,光子互联以及复合透镜系统和自由曲面耦合器的实现都得益于Nanoscribe的3D打印系统。相关文献:Light guidance in photonic band gap guiding dual-ring lightcages implemented by direct laser writing网址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.8b01428HollowCore Light Cage: Trapping Light Behind Bars网址:https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-44-16-4016 更多有关双光子微纳3D打印产品和技术应用咨询,欢迎联系Nanoscribe中国分公司 - 纳糯三维科技(上海)有限公司 德国Nanoscribe 超高精度双光子微纳3D打印系统: Photonic Professional GT2 双光子微纳3D打印系统 Quantum X 双光子灰度光刻微纳打印系统
  • 德瑞克塑料中空制品抗压试验机填补国内空白
    近日,德瑞克经过数月的科技攻关,塑料行业专用的SLY塑料中空制品抗压试验机在德瑞克试制成功,*国内在此项目的空白。 塑料中空制品,包括塑料瓶、塑料桶、塑料箱、塑料盒、塑料周转箱、塑料罐、塑料托盘、塑料杯、塑料碗等在国内的使用越来越多,他们的抗压性能测试一直没有专用的检测设备,通常有的企业或者质检部们也是在传统的通用的电子万能试验机上做压力试验,量程不恰当,造成测试不准确,更不能打印专用的塑料行业测试报告。 SLY塑料中空制品抗压试验机充分考虑塑料中空制品试验的特殊要求,配备塑料中空制品专用的控制操作软件。*适用于塑料瓶、塑料桶、塑料箱、塑料盒、塑料周转箱、塑料罐、塑料托盘、塑料杯、塑料碗等的抗压强度试验。主要特点:采用微电脑控制技术,触摸屏操作,自动化程序高;强大的数据显示和分析管理能力,可与电脑连接通讯;液晶屏动态显示试样编号、试样形变、实时压力;自动复位,操作简单,安全可靠,性能稳定;*限行程保护、过载保护、以及故障提示等智能配置,保证用户的操作安全;高速微型打印机,打印高速,使用方便,故障低。技术指标:测量范围: 5000N(10000N可选)示值误差: ±1 % 压板面积: 600×600mm 工作行程: 600mm 上下压板平行度: 2mm 变 形 率: 0.1mm;加压速度: 1~99 mm/min 回程速度: ≥200mm/min 显 示: 中文点阵式菜单 打 印 机: 热敏打印机,寿命长,打印高速静环境条件: 温度10~30℃、相对湿度<85% 电 源: 220V 50HZ。 山东德瑞克仪器有限公司,*致力于行业检测仪器的研发与制造。产品在国内外市场上得到了新老客户的亲睐,为品牌赢得了荣誉。
  • 西安光机所计算光学显微成像研究获进展
    使用光学显微镜进行病理切片检查是癌症诊断的“金标准”。传统的数字病理学常使用高倍物镜和扫描拼接的方法以获得大视场、高分辨率图像,但高精密电动位移台、高倍物镜、脉冲光源等组件价格昂贵,提高了仪器设备的成本,且大量的机械运动也会减缓成像的时间效率。同时,高倍物镜带来的景深狭小和机械扫描拼接带来的伪影、重影、失败问题等也降低了成像质量。2013年,科研人员发明傅里叶叠层显微术(Fourier ptychographic microscopy,FPM)。该技术使用低倍物镜获得天然的大视场,通过多角度扫描方式采集一组低分辨率图像,在频域中迭代重构高分辨率的结果,无需机械扫描就能获得高分辨率、大视场图像,有效地解决了传统扫描成像的质量问题,突破了传统显微成像中分辨率与视场之间的矛盾关系,使得在数字病理学中实现高通量成像成为可能。   全彩色FPM成像对于分析标记的组织切片至关重要。传统扫描拼接依托彩色相机速度很快,尽管FPM技术在单通道下有高通量优势,但彩色化下使用传统的RGB序列照明合成则会缩小3倍通量,因此如何在保持精度的同时提高彩色化效率、保持高通量的优势、突破精度与效率的矛盾关系是主要的科学问题。2021年,中国科学院西安光学精密机械研究所潘安、马彩文、姚保利团队提出了颜色迁移傅里叶叠层显微术(CFPM)的方法,以几乎无精度损失的情况下将效率提高了3倍(Science China Physics, Mechanics & Astronomy,封面文章)。由于缺乏对颜色传递过程中空域信息约束,该方法无法恢复多色染料染色的复杂样品,且依赖GPU的并行计算。鉴于此,科研团队提出了改进的FPM全彩色成像算法,称为颜色迁移滤波傅里叶叠层显微术(CFFPM)。该方法将交叠分块、三边滤波与全彩色FPM迁移学习模型相结合。前者降低了解空间的搜寻范围,后者引入了空域的先验信息,有效地匹配了最合适的颜色传递像素和滤除了杂色,进一步通过迭代在两个色彩空间的颜色精炼,从而克服了CFPM的重要缺陷。实验对比26个样本统计结果显示:在精度方面,CFPM、CFFPM与RGB序列照明方法相比均方误差分别高4.76%和1.26%;在视觉效果方面,CFFPM可有效分辨多色染料染色的复杂样本,与RGB序列照明方法难以分出差别;在时间效率方面,与RGB序列照明方法相比,CFPM和CFFPM均具有更高的效率/与在CPU上运行的CFPM相比,CFFPM方法的运行时间从几小时减少到几分钟;在临床应用方面,颜色精度对于病理判断至关重要,而简单地加快成像速度导致彩色成像的精度损失。CFFPM在两者之间做到了较好的取舍,在快速成像的同时保持了高精度彩色成像的优势,使得结果能够被病理学家可用可接受,特别是对时间敏感的术中病理颇具应用前景。此外,CFFPM无需GPU加速,由于其低成本硬件要求,可广泛推广到实际应用中,为计算光学成像在数字病理学中的临床应用提供了新思路。   该工作将先验的空域信息和颜色空间迭代精炼思想引入到快速全彩色FPM研究中,对于促进FPM在数字病理学中的发展具有重要意义。9月30日,相关研究成果以Rapid full-color Fourier ptychographic microscopy via spatially filtered color transfer为题,在线发表在Photonics Research上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
  • 重磅!国产汉诺医疗ECMO获批上市|迈瑞医疗入股
    国产ECMO产品获批上市——深圳汉诺医疗根据疫情防控工作需要,为确保新型冠状病毒肺炎重症患者治疗需要,2023年1月4日,国家药监局经审查,应急批准深圳汉诺医疗科技有限公司体外心肺支持辅助设备、一次性使用膜式氧合器套包注册申请,二者配合使用,用于急性呼吸衰竭或急性心肺功能衰竭、其他治疗方法难以控制并有可预见的病情持续恶化或死亡风险的成人患者。作为国产首个ECMO设备和耗材套包,上述产品具有自主知识产权,性能指标基本达到国际同类产品水平。其中,体外心肺支持辅助设备由主机、泵驱动装置、紧急泵驱动装置、备用电池、流量气泡传感器等组成。一次性使用膜式氧合器套包由膜式氧合器及动静脉管路组件(含离心泵泵头),预充管路组件,配件包组件和氧气管路组成。ECMO产品作为常规治疗无效的危重型新型冠状病毒肺炎患者的挽救性治疗设备,是《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》中明确的治疗措施,国产产品的上市对于满足临床急需,保障新冠疫情重症患者治疗,确保疫情防控“保健康、防重症”目标落实,将发挥重要作用。在该产品的注册申报过程中,国家药监局按照“统一指挥、早期介入、快速高效、科学审批”的原则,成立应急审评工作组,专人负责、全程指导、发布技术审查指导原则,加大产品注册申报指导,加快审评审批进程,在保证安全、有效的基础上推动产品尽快上市,满足疫情防控工作急需。药品监督管理部门将加强该产品上市后监管,保护患者用械安全。了解ECMO——体外膜肺氧合体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation,ECMO)主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环,以维持患者生命。ECMO主要包括血管内插管、连接管、动力泵(人工心脏)、氧合器(人工肺)、供氧管、监测系统等部分。动力泵(人工心脏),提供动力驱动血液在管道中流动。临床上主要有两种类型的动力泵:滚压泵、离心泵。滚压泵不易移动,管理困难。急救首选离心泵,优势是安装移动方便,易于管理,血液破坏小。氧合器(人工肺),将输入的血液进行氧合,输出氧合后的动脉血。氧合器分为硅胶膜型与中空纤维型两种。硅胶膜型的生物相容性好,血浆渗漏少,血液成分破坏小,适合长时间使用。中空纤维型膜肺易排气,2-3日可见血浆渗漏,血液成分破坏相对大。ECMO三巨头皆为进口品牌:美敦力、索林、迈柯唯全世界ECMO的生产厂家仅有三家,皆为进口品牌,分别为美敦力、理诺珐(其ECMO 品牌为索林)以及迈柯唯。此前中国无一企业可生产,背后受技术门槛、临床使用、市场需求等多重因素制约!早在2020年2月27日,在国务院总理、中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组组长李克强主持的领导小组会议上,指出要抓紧从全国调集ECMO,降低病亡率。高技术高门槛、产业链产能吃紧首先,ECMO系统的生产,具有颇高的技术门槛。ECMO由一整套设备体系组成,包括各类型原材料、电子元部件、高端材料等;ECMO设备厂家生产核心膜肺和泵、耗材等。膜肺是ECMO系统的核心部件,为进行气体交换的装置,至今已经发展出三代产品。目前市面上膜肺的材料有一代材料固体硅胶膜、二代材料微孔中空纤维膜以及三代材料固体中空纤维膜(PMP聚烯烃材料)。市场主要使用的第三代固体中空纤维膜,结合了第一代的材料固体硅胶膜和第二代材料微孔中空纤维膜优点,并克服了血浆渗漏的问题,有效延长了 ECMO 的临床使用时间。然而,PMP聚烯烃材料为3M公司旗下Membrana公司独家供应,因产能紧张,也导致下游ECMO企业产能受限。据业内人士称:PMP聚烯烃材料供应是垄断的,价格也是垄断的,所以奇货可居。设备昂贵,使用成本高——均价160万,开机费用5万元起步国内ECMO设备价格区间从100万元到300万元,均价为165万元,移动ECMO价格约300万元/台。昂贵的治疗费用,将患者拒之门外,实际治疗过程中,ECMO设备需要的耗材包每个报价也高达3万元到6万元,另外还需要持续检测、更换设备、用药等种种费用。据粗略估算,国内治疗费用开机从5万元起步。ECMO操作管理要求严格,至少4人以上专业临床团队ECMO对操作管理要求严格。一般需要有心脏外科或大血管外科、体外循环、心脏重症、呼吸重症、超声影像、检验等多个专业人员参与,一个 ECMO 运营团队至少4人及以上,要有专门的 ECMO负责人、协调员、仪器耗材管理员、信息管理员和医师,且均为专业重症和临床学科背景出身。由于ECMO救治患者极为危重,业界也建议ECMO中心最好设立在三级医院,且应具有相当水平的ICU。迈瑞医疗入股深圳汉诺医疗,助力打破进口ECMO垄断局面早在2022年2月,迈瑞医疗入股成为深圳汉诺医疗科技有限的新增股东,正式入局ECMO赛道。资料显示,深圳汉诺医疗科技有限公司该公司成立于2018年,由多位留德顶尖医疗技术专家创立,是一家从事三类高端医疗器械研发、生产及推广的高新技术企业。该公司专注于体外循环、体外生命支持类医疗设备和耗材,全链条产品的研发、制造、临床验证和全球销售,自主研制的体外膜肺氧合ECMO产品拥有完全自主知识产权与核心创新技术,该产品系列有望在短期内打破国外目前100%的市场垄断,实现中国在体外生命支持技术领域从零到一的国产化突破。
  • 西安光机所研发出颜色迁移傅里叶叠层显微术方法
    论文首页。CFFPM方法的恢复流程及结果对比。 论文作者供图使用光学显微镜进行病理切片检查是癌症诊断的“金标准”。然而传统的数字病理学常常使用高倍物镜和扫描拼接的方法来获得大视场、高分辨率图像,高精密电动位移台、高倍物镜、脉冲光源等组件价格昂贵,提高了仪器设备的成本,大量的机械运动也会减缓成像的时间效率。同时,高倍物镜带来的景深狭小和机械扫描拼接带来的伪影、重影、失败问题等也降低了成像的质量。2013年发明的傅里叶叠层显微术(Fourier ptychographic microscopy, FPM)使用低倍物镜获得天然的大视场,可通过多角度扫描方式采集一组低分辨率图像,在频域中迭代重构获得高分辨率的结果。这一成果无需机械扫描就能获得高分辨率、大视场图像,而有效地解决了传统扫描成像的质量问题,突破了传统显微成像中分辨率与视场之间的矛盾关系,使得在数字病理学中实现高通量成像成为可能。全彩色FPM成像对于分析标记的组织切片至关重要。传统扫描拼接依托彩色相机速度很快,尽管FPM技术在单通道下有高通量优势,但是彩色化下使用传统的RGB序列照明合成则会缩小3倍通量,因此如何在保持精度的同时提高彩色化效率,保持高通量的优势,突破精度与效率的矛盾关系成为了主要的科学问题。2021年,中国科学院西安光学精密机械研究所潘安、马彩文、姚保利团队提出了一种称为颜色迁移傅里叶叠层显微术(CFPM)的方法,在几乎无精度损失的情况下将效率提高了3倍,相关工作以封面文章形式发表于《中国物理、力学与天文学》 (Science China Physics, Mechanics & Astronomy )。但是,由于缺乏对颜色传递过程中空域信息约束,该方法无法恢复多色染料染色的复杂样品,且极大依赖GPU的并行计算。为此,该团队又进一步提出了一种改进的FPM全彩色成像算法,称为颜色迁移滤波傅里叶叠层显微术(CFFPM)。该方法将交叠分块、三边滤波与全彩色FPM迁移学习模型相结合,前者降低了解空间的搜寻范围,后者引入了空域的先验信息,有效地匹配了最合适的颜色传递像素和滤除了杂色,也进一步通过迭代在两个色彩空间的颜色精炼,从而彻底克服了CFPM的重要缺陷。据了解,他们通过实验对比了26个样本的统计结果,精度方面,CFPM和CFFPM与RGB序列照明方法相比均方误差分别高4.76%和1.26%;视觉效果方面,CFFPM能够有效分辨多色染料染色的复杂样本,结果与RGB序列照明方法难以分出差别;时间效率方面,与RGB序列照明方法相比,CFPM和CFFPM都具有更高的效率,与在CPU上运行的CFPM相比,CFFPM方法的运行时间从几小时减少到几分钟;临床应用方面,因颜色精度对于病理判断至关重要,同时,简单地加快成像速度会导致彩色成像的精度损失。而CFFPM在两者之间做到了较好的取舍,在快速成像的同时保持了高精度彩色成像的优势,使得结果能够被病理学家可用可接受,特别是对时间敏感的术中病理,具有重要的应用前景。此外,CFFPM无需GPU加速,由于其低成本硬件要求,可广泛推广到实际应用中,为计算光学成像在数字病理学中的临床应用提供了新思路。其相关成果于2022年9月30日在线发表于 《光子学研究》(Photonics Research) 。该领域的相关专家认为,此项工作将先验的空域信息和颜色空间迭代精炼思想引入到了快速全彩色FPM研究中,对于促进FPM在数字病理学中的发展具有重要意义。据悉,潘安、马彩文、姚保利团队在计算光学显微成像方面开展了长期系列创新型研究工作,积累了大量研究成果。该项目前期所开展的基础性研究得到了国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、面上项目、青年项目等项目的支持,为该论文实现关键技术攻关及预期研究目标奠定了良好的基础。
  • 康塔仪器“薄膜孔径分析技术网络研讨会”
    膜过滤技术作为目前分离技术中最为便捷可行的手段之一,在全球范围内应用极为广泛。膜材料的表征有非常多的项目:拉伸强度、爆破强度、耐酸碱腐蚀性、孔径分布、孔隙率、通量、使用寿命等等。康塔仪器膜孔径分析测试目前常用的有压汞法、液体排驱技术和气体渗孔法(泡压法)孔径分析技术,适用于不同的压力(即孔径)和流速范围,以实现材料特性和仪器性能(灵敏度、准确度、再现性)的最佳匹配,来测定薄膜孔径、孔隙结构、渗透率及膜的力学性能。 为使更多科研人员能更深入的学习孔径分析仪器在膜材料分析检测领域的应用技术,帮助大家了解薄膜孔径分析仪的最新进展和应用中的注意事项,美国康塔仪器公司将安排科学家举办此次“薄膜孔径分析技术网络研讨会”,邀请全球客户共同研讨和分享。 讲座时间:北京时间2016年1月26日22:30主讲人:康塔仪器资深产品经理Steve Hubbard讲座语言:英文网络研讨会链接: http://www.quantachrome.com/webinars/webinars.html(点击注册) 薄膜孔径分析仪Porometer系列测量原理:采用泡压法,即气体渗透法,测定被侵润样品在气流作用下的压力变化。该方法同样以表面张力引起毛细孔中液体上升理论为依据.当毛细孔浸在某种液体中时,在表面张力的作用下,毛细孔中的液体将会上升到某一高度,当毛细孔中的表面张力与毛细孔中液柱重力达到力平衡,此时可按此计算薄膜孔径及渗透率( Washburn方程)。 薄膜孔径分析仪Porometer系列遵循标准:ASTM D6767-02 用毛管流测定土工织物开孔特征方法 ASTM F316-03 通过起泡点和平均流动孔试验描述膜过滤器的孔大小特征的试验万法 ASTM E1288-99 测量气体透过样品的透过率 ASTM C-522 ASTM D-726 ASTM D-6539 ASTM E 1294-89 (1999) 用自动液体孔率计检验薄膜过滤器的孔径特性的测试万法 BS 7591-4: 1993 材料的孔隙度和孔隙尺寸第4部分-去水评定法 BS 3321-1986 织物的等效孔径测量万法(气泡压力试验) BS EN240003 : 1993 测量气体透过样品的透过率 HY/T 051-1999 中空纤维微孔滤膜测试万法 HY/T 064-2002 管式陶瓷微孔滤膜测试万法 HY/T 20061-2002 中空纤维微滤膜组件 GB/T 14041. 1-2007 液压传动、滤芯、结构完整性的验证和初始冒泡点的确定 GB/T 24219-2009 机织过滤布泡点孔径的测定 美国康塔仪器美国康塔仪器(Quantachrome Instruments)被公认为是对样品权威分析的优秀供应商,它可为实验室提供全套装备及完美的粉末技术,及极佳的性能价格比。康塔公司不仅通过了ISO9001及欧洲CE认证,也取得了美国FDA IQ/OQ认证。作为开发粉体及多孔材料特性仪器的世界领导者,美国康塔仪器产品涵盖比表面、物理吸附、化学吸附、高压吸附、蒸汽吸附、竞争性气体吸附、真密度、堆密度、开/闭孔率、粒度粒形、Zeta电位、孔隙率、压汞仪、大孔分析、微孔分析、滤器分析等诸多领域。 康塔仪器不仅受到科学界的青睐,装备了哈佛、耶鲁、清华等世界各个著名大学,而且已经向全世界的工业实验室发展,以满足那里开发和改进新产品的研究与工艺需求。工厂中也依靠康塔仪器的颗粒特性技术更精确地鉴别多孔材料,控制质量,或高效率查找生产中问题的根源通过颗粒技术使产品上一个台阶,在当今工业界已成为一个不争的事实。康塔克默仪器贸易(上海)有限公司作为美国康塔仪器公司在中国的全资子公司。集市场开发、仪器销售、备件供应、售后服务和应用支持于一体,它拥有国际水准的标准功能、形象和硬件配套设施,包括上海和北京的应用实验室和应用支持专家队伍。康塔克默仪器贸易(上海)有限公司使美国康塔仪器几千家中国用户同步享受国际品质的产品和服务,将掀开美国康塔仪器公司在中国及亚太地区的全新篇章!
  • OPTON微观世界|电镜下的净水器滤芯
    随着全民健康消费理念的日益普及,健康类家电需求升温,其中净化类型的家电,如家用净水器等。近年来呈现爆发式增长。虽然净水器进入我国只有短短二十余年的历史,但是其发展速度却非常惊人。净水器最主要的作用就是改善自来水,能够生饮、替代桶装水、更廉价、更卫生。净水器的关键部件就是滤芯。不论是什么品牌的净水器,其功效皆由滤芯的种类和品质决定。另外很多小区周围水站的桶装水,也是由自来水经过滤芯过滤得到的。客户订A品牌的水,水站就用A品牌的的滤芯过滤水,订B品牌的水,就用B品牌的滤芯过滤。所以滤芯是净水的关键。那么市场上不同类型的净水器太多了,要怎样区分怎样选择呢?这里小编带大家梳理一下,关于净水器滤芯的小知识!其实呢,净水器的主要滤芯主要有这几种类型:PP棉,活性炭,微滤MF/超滤UF/纳NF滤膜,反渗透膜(RO)。其中PP棉滤芯主要拦截大颗粒污染物,活性炭可以吸附异味,而更关键的技术则在于滤膜类的滤芯。不同分离膜滤芯的孔径大小和可透过的物质,如下图所示:小编特地采购了PP棉滤芯、中空纤维滤芯以及反渗透滤芯,将他们剖开,用电镜来解析他们的微观形貌。PP棉空隙尺寸较大,所以只能拦截较大的颗粒物,如泥沙、隐孢子虫、毛发、红虫和一些悬浮物。 接下来流经活性炭,吸附水中异色异味,祛除余氯。之后流经下一级滤芯---微滤或超滤膜滤芯。根据膜组件的结构,这类膜有中空纤维状式、管式和平板式等,小编买到了是中空纤维膜,一般净水器中多用这种结构。
  • 浙江大学高超团队今日《Science》:再次在氧化石墨烯纤维领域取得重大突破
    长期以来,材料科学家们都在寻找一种类似肌肉和其他天然纤维的合成结构材料。该材料可以在外界刺激响应下进行可逆的融合和裂变,从而可以用于开发动态可变形系统和具有可定制化纤维的结构材料,在航空、电子和太空探索等领域具有重大的应用前景。大家颇为熟悉的一个例子便是碳纤维。碳纤维作为一种具有极高机械强度和模量的高性能纤维,在承重和复合材料等领域发挥着重要的作用。为满足不同的应用需求,碳纤维往往需要经过分层组装(如揉捻等),以形成复杂程度不同的线、纱、绳和织物。由于现代纤维组装技术需要复杂的机械和高能量输入,因此简化和探索可逆的纤维组装过程是目前人造纤维面临的主要挑战之一。此外,在重复融合和裂变过程中具有结构和性质持久性的系统的设计仍然具有挑战性。石墨烯纤维是由石墨烯片沿一维方向宏观组装而成的新型碳纤维。不同于以往的碳质纤维,石墨烯纤维的构筑基元是具有良好的导电、导热、机械强度等性能的二维石墨烯,纤维的内部结构三维有序、致密均一,可以在多功能织物、轻质导线、能量收集及转换、可穿戴储能装备、柔性电子器件、神经信号记录微电极等多个领域发挥功能。因而被材料科学家们寄予厚望。2011年,浙江大学高超教授首次利用氧化石墨烯液晶法湿法纺丝的技术制备出宏观连续的石墨烯纤维。从制备技术上看,石墨烯纤维具有独特的四大优势:可以批量生产的氧化石墨烯原料;氧化石墨烯自发形成的液晶结构;氧化石墨烯原丝的自融合和自愈合能力;种类多样且成本低廉的还原方法。2019年6月6日,由高超教授团队成果转化并建设的全球首条纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线试车成功。随即,国际石墨烯产品认证中心当日为该生产线生产的单层氧化石墨烯及其应用产品多功能石墨烯复合纤维分别颁发了全球首个产品认证。5月7日,高超教授团队再次在氧化石墨烯纤维领域取得重大突破,团队首次发现:湿法纺丝制备的氧化石墨烯(GO)纤维在溶剂的触发下会发生动态可逆的融合和裂变行为(图1)。研究成果以“Reversible fusion and fission of graphene oxide–based fibers”为题,发表在《Science》上。图1. 高超团队发现氧化石墨烯(GO)纤维在溶剂的触发下会发生动态可逆的融合和裂变行为具体来说,融合过程(C1-C4)就是n条单根GO纤维在溶剂中溶胀而自适应变形,形成核壳结构。其中核为GO纤维,壳为紧密堆积排列的类皮肤状GO片,呈宏观的圆柱形结构,具有微观尺度的波纹(图2A);随后在空气干燥的过程中,在表面张力的驱动下,GO纤维粘结在一起,并随着纤维素壳的自适应收缩而发生融合,形成较粗的熔融GO纤维(FuF-n)。而裂变(E1-F4)则指的是将熔融之后的GO粗纤维重新浸入溶剂溶胀,其裂变始于均匀的溶胀,随着溶胀的持续,纤维间界面处会出现小缝隙。随后缝隙的快速传播以及整个纤维组件的体积膨胀导致了整个裂变,重新变成了n条单根GO纤维(FiF-n)。作者发现,在水诱导的融合和裂变过程中,融合后的FuF-100纤维中紧密堆积GO片层的层间间距为0.84 nm,密度为1.51 g cm-3,FuF-100纤维的拉伸强度为281 MPa;裂变后的FiFs-100的GO片之间的层间距为0.84 nm,密度为1.54 g cm-3,拉伸强度为259 MPa,几乎与FuF-100一致。这充分说明了该融合和裂变过程的精准动态可逆。图2. 水诱导触发的GO纤维的精确可逆的自融合和自裂变过程GO可逆融合和裂变的变形机制研究团队在两个GO纤维的融合和裂变过程中对它们的横截面进行的原位光学显微镜和偏振光学显微镜观察,发现:溶胀和再溶胀时纤维壳的可逆地起皱和展开对GO可逆融合和裂变起着至关重要的作用(图3)。由于纤维壳与相邻纤维的边界接触,提供了GO纤维间的粘结和脱粘作用,并保护了内部的纤维GO片材不扩散,从而表现出溶剂触发的大体积变化和弹性变形能力。在溶剂的表面张力和压差(Pc)驱动下,GO纤维间通过π-π相互作用和氢键作用促进了纤维壳的进一步粘合,随后GO片材起皱并压实了整个粗纤维束。在熔合过程中,溶剂响应性纤维壳充当弹性屏障,防止薄片在瞬态界面上相互扩散。而在裂变过程中,GO单根纤维会受纤维壳之间的圆柱形几何形状的驱动而分离。由于FuF浸入了GO的良好溶剂中,溶剂渗透会削弱单个纤维之间的粘合强度。当单个纤维的溶胀率超过一定值时,壳的弯曲几何形状会产生应力,并迫使相邻的纤维彼此分离。图3. 可逆融合和裂变的动态地形变形机制潜在应用最后,研究团队展示了GO纤维动态可逆融合和裂变行为的潜在应用。首先,由于可以在各种纤维基的组装结构之间灵活转换,这允许开发具有特定性能需求的不同场景中自适应应用GO基光纤系统。例如,GO纤维组件可通过裂变和融合在3D刚性杆和2D柔性网之间可逆转换(图4 A-D)。研究团队将多达13500根具有微米级直径和厘米级长度的纤维融合到一根1.2毫米厚的杆中,该杆足以支撑其重量的680倍。随后通过局部裂变和融合在1D熔融GO光纤与各种1D和2D复杂光纤组件之间进行切换(图4 E- F)。第二个应用是,通过融合和裂变,GO纤维束将能够实现包含和排除客体材料的功能,以在动态系统中表现出可控交付的功能。不同材料,大小和形状的各种客体,例如聚丙烯腈短切纤维,聚苯乙烯微球和亚毫米级的玻璃珠,均可以在熔化过程中被吸收到FuF中,然后在裂变过程中被排出(图4 G-J)。第三个应用是通过GO涂层赋予普通纤维以可逆的融合和裂变特性。传统的聚合物,金属和陶瓷纤维通过简单地涂覆GO外层而具有可逆的熔裂能力,进一步扩展了相应应用领域的覆盖范围。图4. GO纤维可逆的融合和裂变行为的应用简而言之,GO纤维的可逆融合和裂变使得纤维组装系统具有动态特性,从而实现了结构之间的转换和响应性的致动。同时, 该概念通过GO涂层进一步扩展到了常规纤维,为未来功能响应材料的设计提供了一个通用的策略。石墨烯检测技术及应用进展为促进石墨烯研发和产业化快速发展,仪器信息网联合国家石墨烯产品质量监督检验中心、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组,将于2021年5月11日举办 “石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议。邀请业内专家以及厂商技术人员就石墨烯最新应用研究进展、检测技术、检测方法、质量评价体系及标准化等展开探讨,推动我国石墨烯产业健康发展。会议日程时间报告主题报告人09:30-10:00待定孙立涛(东南大学)10:00-10:30石墨膜导热测试技巧方法李金艳(德国耐驰仪器制造有限公司)10:30-11:00绝缘衬底表面石墨烯晶圆生长研究进展王浩敏(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)11:00-11:30石墨烯材料检测方法介绍刘峥(国家石墨烯产品质量监督检验中心)11:30-14:00午休14:00-14:30待定谭平恒(中国科学院半导体研究所)14:30-15:00石墨烯导热增强复合材料与热界面材料林正得(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)15:00-15:30二维半导体及异质结的生长与光电性能调控肖少庆(江南大学)15:30-16:00石墨烯结构表征及其在环保领域的应用胡学兵(景德镇陶瓷大学)16:00-16:30石墨烯等低维纳米材料的标准化动态和展望丁荣(全国纳标委低维纳米结构与性能工作组)报名方式扫描下方二维码或点击以下链接即可进入报名页面。(会议链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Graphene2021/)报名参会加入会议交流群,随时掌握会议动态
  • 光伏组件用高性能EVA胶膜实现国产化
    本报讯近日,中国可再生能源学会光电专业委员会在北京组织召开了“光伏组件用高性能EVA胶膜”评审会。经讨论认定,由温州瑞阳光伏材料有限公司和杜邦公司合作研制的“瑞福REVAX”EVA胶膜项目开发成功,产品性能达到国际先进水平,特别是耐老化性能方面取得重大突破,居世界领先水平,满足光伏组件使用寿命需求。完全可替代进口EVA胶膜,实现了高性能EVA胶膜的国产化。     作为太阳能光伏组件中关键原材料之一,EVA封装胶膜的性能在此起着决定性的作用。经过3年潜心研发,瑞阳公司最终成功研制出耐老化性能优良的EVA封装胶膜,经国内权威质量检测机构检验,“瑞福REVAX”EVA胶膜经1000小时紫外老化试验后透光率的保持率超过99%,黄变指数小于2,解决了国内高性能EVA封装胶膜常年依赖进口的局面。   据了解,从2007年起,我国光伏组件产量居世界第一位。根据相关机构测算,到2020年,光伏组件年产量将达到42GW。需要高性能EVA封装胶膜60000万平方米,胶膜产值将达到150亿元。但目前高性能EVA封装胶膜还严重依赖国外进口产品,严重制约我国光伏产业发展。为满足太阳能光伏产业的快速发展,瑞阳将与杜邦公司合作,在浙江温州建设高性能EVA胶膜产业化基地,为中国光伏企业提供快速的本地化服务。(申明)
  • 河南发文大力发展新材料,目标产业规模突破1万亿
    近日,河南省人民政府印发《河南省加快制造业“六新”突破实施方案》(下称《方案》),提出把“六新”(新基建、新技术、新材料、新装备、新产品、新业态)突破作为提升战略竞争力的关键举措和重要标志,找准着力点、突破口,开辟发展新领域、新赛道,塑造发展新动能、新优势,加快推进新型工业化。《方案》提到,要大力发展新材料。将新材料作为新兴产业发展的基石和先导,聚焦先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料等领域,推动全省新材料产业产品高端化、结构合理化、发展绿色化、体系安全化。到2025年,全省新材料产业规模突破1万亿元,实现从原材料大省向新材料强省转变,为制造强省建设提供有力支撑。《方案》明确,为实现1万亿元新材料产业规模目标,将开展以下三大措施:(一)提质发展先进基础材料1. 先进钢铁材料。推进先进钢铁材料产业精品化、优特化、品质化、特色化发展,大力发展EP防爆钢、超高强钢等高品质特殊钢,重点开发智能制造、轨道交通等领域高端装备用钢,突破发展海洋工程装备和高技术船舶用特种棒线材、板材、管材以及高强度汽车钢等尖端产品,加快发展高端轴承钢、齿轮钢等核心基础零部件用钢,依托河南钢铁集团打造全国一流大型钢铁企业,优化钢铁产业布局,引领先进钢铁材料全产业链提升。2. 先进有色金属材料。推动先进有色金属材料产业延伸高端产品链条,实现从材料向器件、装备跃升。突破铝基复合材料、高端工业型材等关键技术,大力发展新能源、航空航天等领域轻量化高端铝材,推动铝合金向高端精品铝加工延伸。加快发展高精度铜板带、高端铜箔等铜基新材料,推进高端铜基材料在高端装备、新能源汽车等领域应用。推进研发低成本高纯镁提纯精炼、高性能铸造镁合金和镁铝复合材料等制备及精密成型技术,拓展轻量化高强度镁合金在军工、电子信息等领域应用。发展超宽高纯度高密度钨钼溅射靶材、电子功能钨钼新材料及精深加工产品。加强铅锌冶炼伴生有价金属提取、提纯等技术研发应用,提高资源综合利用率。3. 先进化工材料。推进先进化工材料产业向功能化学品、专用化学品、精细化学品发展,延伸发展下游高端产品,实现从关键基础原料到高端化工新材料跨越。大力发展特种尼龙纤维、尼龙切片等尼龙新材料,发展尼龙注塑、聚氨酯精深加工,打造国内领先的尼龙新材料生产研发基地。加快推动可降解材料、生物基材料、先进膜材料、氟基新材料、盐化新材料向终端及制成品方向发展,推动产品迭代升级。4. 先进无机非金属材料。推进先进无机非金属材料向绿色化、功能化、高性能化方向提升,实现从耐材、建材等传统领域向电子信息、航空航天等新兴领域拓展。重点发展芯片制造、油气钻探等领域用复合超硬材料及制品和关键装备,扩大应用领域,打造全球最大的超硬材料研发生产基地。聚焦细分领域,加快发展吸附分离、高效催化分子筛材料,空心玻璃微珠材料,气凝胶材料等先进无机非金属材料,重点发展功能耐火材料、高效隔热材料、氢冶金用关键耐火材料等,积极发展优质浮法玻璃、超薄玻璃等新型玻璃和特种水泥、绝缘及介质陶瓷等新型建材。(二)培育壮大关键战略材料1. 电子功能材料。加快发展半导体、光电功能材料、新型电子元器件材料产业,打造全国新兴先进电子材料基地。加快布局发展氮化镓、碳化硅、磷化铟等半导体材料,开发Micro—LED(微米发光二极管)、OLED(有机发光二极管)用新型发光材料,薄膜电容、聚合物铝电解电容等新型电子元器件材料,电子级高纯试剂和靶材、封装用键合线、电子级保护及结构胶水等工艺辅助及封装材料。加快湿电子化学品、高纯特种气体、高纯金属材料研发和规模化生产。2. 高性能纤维材料。重点研发48K以上大丝束、T1100级碳纤维制备技术,重点发展玄武岩纤维、电子级玻璃纤维等高性能纤维材料,推动碳纤维在汽车制造、航空航天等领域应用,建设国内最大的碳纤维生产基地。重点突破对位芳纶原料高效溶解等关键技术和大容量连续聚合、高速纺丝等制备技术,推动产业链向航空航天、国防军工等领域延伸。重点发展超高分子量聚乙烯板材、薄膜、纤维等制品,拓展在机械制造、医疗器械等领域应用。加快发展光致变色纤维、温感变色纤维等功能化、差别化再生纤维素纤维和差别化氨纶纤维,推动氨纶产业发展壮大。3. 新型动力及储能电池材料。大力发展正负极、电解液、隔膜等金属离子电池材料,布局发展钠离子电池、全(半)固态电池产业。突破发展质子交换膜、膜电极、催化剂和扩散层等氢燃料电池关键材料,建设国家氢燃料电池产业基地。重点发展晶体硅光伏电池材料和化合物薄膜,开发大尺寸单晶硅、多晶硅太阳能硅材料、多晶硅薄膜等,研发新型高效钙钛矿电池材料和铜铟镓硒等薄膜电池材料,打造“硅烷—颗粒硅—单晶硅片—电池片—组件—电站”产业链。4. 生物医用材料。重点研发体外膜肺氧合机用中空纤维膜、CT(电子计算机断层扫描)用弥散强化金属及合金等医疗装备材料,打造一批医疗装备材料生产基地。加快发展用于心血管、人工关节等临床治疗的功能性植/介入医用材料,推动聚乳酸可降解材料在医用领域应用。突破发展医用苯乙烯类热塑性弹性体、生物相容性材料、生物墨水、医用级聚砜/聚醚砜材料等先进材料,推动医疗耗材产业高端化发展。5. 节能降碳环保材料。加快发展基于溶剂、膜材料、金属有机框架等碳捕集材料,重点研发CO2(二氧化碳)合成低碳烯烃、芳烃、醇酯等碳利用技术,加快发展结构装饰一体化保温板材、节能自保温型墙体及材料,推动珍珠岩保温材料、超高保温节能玻璃等产品研发应用。大力发展水污染治理、工业废气处理等领域催化剂材料、混合基质膜、高性能中空纤维膜,加强相关技术研发和产品推广,研发推广有害物质含量低的涂料、油墨等材料,减少有害物质源头使用。(三)抢滩占先前沿新材料1. 纳米材料。积极发展金属、陶瓷、复合材料等领域纳米材料,开发电子级球形纳米材料、稀土纳米材料等产品,前瞻布局发展量子点发光材料、球形氧化铝氮化硼导热材料等先进纳米材料,加快济源纳米材料产业园建设,支持碳纳米管、分子筛等细分领域持续壮大。2. 石墨烯材料。重点发展石墨烯储能器件、功能涂料等特种功能产品,拓展在防腐涂料、触摸屏等领域应用,开发基于石墨烯的散热、传感器材料等,研发规模化制备和微纳结构测量表征等关键技术,开发大型石墨烯薄膜制备设备及计量检测仪器,加快建设一批石墨烯产业基地。3. 增材制造材料。加快发展3D打印专用钛合金、铝合金等金属粉末,开发高性能稳定性光敏树脂、粘结剂、工程塑料与弹性体和碳化硅、氮化硅等陶瓷粉末、片材,研发金属球形粉末、纳米改性球形粉体等材料成形与制备技术,加快培育增材制造材料产业。4. 先进复合材料。大力发展超导复合材料、碳/碳复合材料等,开发高性能碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维等增强体和先进树脂、合金、陶瓷等基体材料,开展高熵合金、液态金属等先进合金研究,打造“高性能纤维—先进复合材料—功能部件”产业链。附件:河南省新材料重点事项清单
  • 我国自主知识产权薄膜透光组件研制成功
    从启动项目至今,仅仅经过 31天的时间,该公司天威薄膜研发检测中心自主研发的具有我国自主知识产权太阳能薄膜透光组件,于今日正式下线。   试验和检测数据表明,该太阳能薄膜透光组件电池性能达到国际同行业领先水平,表明中国企业开发掌握了大面积硅基薄膜透光光伏组件的关键制造技术与工艺,为未来开发更多满足客户个性化需求的产品奠定了坚实的基础,标志着天威集团进军太阳能光伏发电行业迈出了坚实的一步。   据天威薄膜研发检测中心副主任贾海军博士介绍说,该透光组件透光率达 30%,可用于立面透明幕墙,相比于晶体硅透光组件,太阳能薄膜透光组件外观更加优美,高温和弱光性能好,可以在阴天微弱光线下发电,同标称功率下发电量最多。   据悉,天威薄膜研发检测中心是全世界技术最先进、涵盖工艺最全面的薄膜太阳能技术研发中心之一,不仅可以进行大面积硅薄膜太阳能电池的试制生产,还可以进行新一代高效率太阳能电池的基础研究和产品研发。同时,该中心还可为本企业、华北乃至整个中国其他企业提供符合行业相关标准的样品试制、产品检测检验等服务,对于拉动中国光伏行业发展具有重要意义。
  • 研究| “真菌树”状AgNWs@BNNS/芳纶纳米纤维导热复合膜
    01研究背景随着5G、物联网等电子信息技术的快速发展,电子电气系统正朝着超薄、高性能、智能化、功能一体化的方向发展,内部集成发热元件数量持续增加,同时导致了热量快速积累,严重影响其稳定性和使用寿命。这迫切需要设计和开发高导热聚合物复合材料,以满足先进电子或电气设备/组件对高导热/散热、优良机械性能、耐腐蚀和轻量的需求。研究人员通常在导热系数(λ)较低的聚合物基体中加入单一或混合类型的高导热填料,以有效提高聚合物复合材料的λ。由于氮化硼纳米片(BNNS)具有良好的理论λ和优异的电绝缘性能,在高导热和电绝缘复合材料中具有广泛的应用前景。银纳米线(AgNWs)是一种一维纳米材料,具有优异的导热性、导电性和高抗弯性等特点,广泛应用于触摸屏、热界面材料、电磁干扰屏蔽材料等领域。在作者之前的研究工作中,制备了BNNS/芳纶纳米纤维(ANF)仿珍珠层状的导热结构复合薄膜,在填料分数为50 wt% 时,水平和垂直导热分别可达3.94 W/(mK)和0.62 W/(mK), 是纯ANF膜的5.8倍;用多元醇合成了高导热AgNWs方法,并采用真空辅助过滤技术制备AgNWs/纤维素导热复合薄膜,当AgNWs质量分数为50 wt%时,水平导热为6.5 W/(mK),为纯纤维素膜的2.4倍。异质结结构因为有望加强填料间的搭建,减少填料的聚集,在导热复合材料领域备受关注。将BNNS和AgNW结合(BNNS包覆AgNW)有望解决导热,绝缘,抗弯折等多功能性挑战。然而,该异质结结构一直未被报道,因为AgNW的长径比大且存在弯折,很难将BNNS包覆在AgNW上并稳定的调控形貌。02成果掠影西北工业大学顾军渭教授研究团队通过“溶剂热法-原位生长法”制备出“真菌树”状银纳米线@氮化硼纳米片(AgNWs@BNNS)异质结构导热填料,再与化学解离制备的芳纶纳米纤维(ANF)复合,经“抽滤自组装-热压”法制备出AgNWs@BNNS/ANF导热复合膜。当真菌树状AgNWs@BNNS异质结填料的质量分数为50 wt%时,其ANF导热复合膜具有最高9.44 W的导热系数和136 MPa的高拉伸强度。同时具有额外的电加热性能(低供电电压下的高焦耳加热温度5 V、240.6℃)以及10 s的快速响应时间、优异的电稳定性和可靠性(1000次、6000 s拉伸-弯曲疲劳工作下稳定和恒定的实时电阻)。研究成果以“Multifunctional Thermally Conductive Composite Films Based on Fungal Tree-like Heterostructured Silver Nanowires@Boron Nitride Nanosheets and Aramid Nanofibers”为题发表于《Angewandte Chemie International Edition》期刊。03图文导读真菌树状异质结氮化硼纳米片及其复合材料的制备。AgNWs和AgNWs@BNNS填料的XPS谱和XRD谱。AgNWs和AgNWs@BNNS填料的SEM图、AFM图和通过有限元分析的整体温度分布。AgNWs@BNNS TEM图。AgNWs@BNNS/ANF复合纤维膜的导热系数。50% wt% AgNWs@BNNS/ANF复合膜的焦耳加热性能。不同工作电压下的时变表面温度(a)、定制表面温度(b)和红外热图像(c)。50 wt% AgNWs@BNNS/ANF复合膜的不同应用场景效果。
  • 细胞膜层析新法弥补显微技术衍射缺陷
    最近,加州大学伯克利分校的Jay Groves及其团队开发出了一种新型层析技术用于研究细胞膜。   Groves解释说:&ldquo 我们开发出的是一种嵌于细胞膜的纳米点阵列平台,当其在一个活细胞的细胞膜中运作时,它将提供一种用于探测和操纵细胞膜组件的物理手段,包括信号簇。   截至目前为止,科学家主要通过各种显微镜研究细胞膜。受限于光的衍射作用,常规的显微技术很难观察比250nm更小尺寸的结构,然而,大部分细胞膜的成分,如蛋白质受体都比250nm要小。近年来,一些可以突破衍射障碍的超高分辨率显微技术问世,但这些技术更适合观察个体的静态图像,不能成为探测不断移动和变化中的细胞膜的理想技术。因此,科学家们需要一种用于细胞膜研究的全新技术。 基于尺寸的新型层析技术并首次用于研究活细胞   由Groves及其团队开发的这种技术,首先需要创建一种含有蛋白质的人工脂质膜,在金纳米颗粒阵列沉积在细胞膜表面之前,这些人工膜将在细胞表面与受体结合。下一步,对细胞表面的受体进行荧光标记,然后让该细胞无限靠近人工膜,这使得人工膜中的蛋白质和细胞膜中的受体彼此捆绑结合。   通常情况下,受体在细胞膜的周围不断移动。但现在它们与人工膜中的蛋白质结合,其运动是受金纳米颗粒阵列约束的。只有当受体比金纳米颗粒之间的间隙更小时,他们才能够移动,而荧光标记物将显示出任何的移动轨迹。通过改变金纳米颗粒之间的距离,Groves及其团队可以测定受体的尺寸和研究影响受体功能的运动。   这是一种基于尺寸的新型层析技术并首次用于研究活细胞,Groves及其团队通过该方法研究免疫系统中T细胞表面的受体。这些T细胞受体(TCRs)包括聚集的蛋白质团簇,当遇到蛋白质抗原时,它们可以捆绑结合。通过人工膜以附着不同浓度的抗原,改变金纳米颗粒之间的距离,Groves及其团队发现,团簇的大小取决于抗原浓度,浓度越高越利于形成更大的团簇。 Jay Groves   &ldquo T细胞受体微簇信号系统已经借助传统的光学显微镜有了很充分研究,但这部分是我们过去所不了解的。&rdquo Groves 表示:&ldquo 这是一种原理性的证据,它表明通过合成材料连接活细胞是实现细胞的分子级控制的另一个步骤。&rdquo (编译:刘玉兰)
  • “天津膜”实验室跻身国家队
    昨日从市有关部门获悉,本市市属高校实现国家重点实验室零的突破,依托天津工业大学建立的天津市“中空纤维膜材料与膜过程”重点实验室日前被科技部批准为省部共建国家重点实验室培育基地,标志着“天津膜”实验室跻身国家队。   该实验室将突出在中空纤维膜材料与膜过程方面的综合竞争优势,面向世界科学前沿和国家战略需求,围绕中空纤维膜的制备机理、膜材料结构与性能关系、新型功能膜制备及其分离原理、膜过程及其应用基础四个方向开展研究,构成完整的中空纤维膜材料与膜过程的研究体系,促进膜科学与技术在环保、污水资源化、海水淡化、生物工程等领域的实际应用,创造出标志性成果,建设成为代表国家水平、具有国际影响力的国家重点实验室。
  • 岛津成像质谱显微镜应用专题丨黄皮代谢物研究
    黄皮不同部位中代谢物分子空间分布的质谱成像分析 黄皮(Cluasena lansium(Lour.)Skeels)属于芸香科(Rutaceae)黄皮属(Clausena)中的一种特殊果树,分布在中国南方地区。黄皮以其果实闻名于世,是非常受欢迎的热带保健水果,其根、茎、叶和种子也被广泛应用于民间医药或中药中。 以往对该植物的化学研究主要集中在寻找具有药用价值的生物活性成分,到目前为止,已经分离和鉴定一系列天然产物,这些物质具有明显的抗肿瘤、抗炎、抗氧化及降血糖等作用,主要包括咔唑类生物喊、香豆素类化合物、酰胺类生物碱、萜类和黄酮等。其中咔唑类生物碱和单萜基香豆素为其特征性成分。有关黄皮中活性成分的分离和测定方法已得到广泛报道,然而,人们对黄皮特征代谢物在组织内的分布却知之甚少。对黄皮果中的化学成分进行研究,探究其中具有药用价值的生物活性成分空间分布信息,有助于理解植物代谢物合成的调控机制和功能基础,对黄皮保健食品的开发具有重要意义。 质谱成像技术是近年来受到关注的一种新型的分子成像技术。基于高灵敏、高分辨、高通量特性的质谱结合先进的显微成像技术,样品制备过程不需要组织粉碎,无需标记即可实现多种物质在组织中的原位分布,为多种代谢物的研究提供了更多的信息维度。 本研究通过优化样品前处理方法,采用基质辅助激光解吸/电离质谱成像技术(MALDI-MSI)对黄皮(Clausena lansium, Lour)的组织分布特征进行研究,为更好地开发、利用黄皮这一药食两用的水果资源提供理论基础。本研究是首次利用质谱成像技术实现对黄皮小分子代谢物的系统研究(见图1)。 图1 利用质谱成像技术可视化黄皮不同组织中内源性分子分布 1. iMScope TRIO 成像质谱显微镜测试条件将不同部位的组织块包埋在2%羧甲基纤维素(CMC)中进行冷冻切片,切片厚度为 25μm,将所得组织切片放置在 ITO 导电载玻片上(100 Ω/m2,日本大阪松浪玻璃),将载玻片在真空干燥箱中干燥20分钟。使用带有0.22 mm喷嘴的喷枪(PS-270,GSI Creos,日本东京)和基质升华设备iMLayer(Shimadzu,Kyoto,日本)进行基质涂敷。在喷枪法中,使用1mL 40mg/mL DHB溶液(0.1%TFA,70%甲醇水配置)作为基质,喷枪与载玻片保持250px的距离, 每喷雾10s后干燥5s,循环喷雾-干燥过程,直到将1 mL DHB溶液喷涂于切片并干燥完全。对于升华法,使用iMLayer设备将基质升华于组织切片表面,厚度为0.7μm DHB。所有数据都是在装有MALDI离子源的iMScope TRIO(Shimadzu,Kyoto,日本)上采集,质谱条件如下:正离子模式采集, 采集质量范围 m/z 100-1000, 激光强度50。 2. 基于 iMScope TRIO 成像质谱显微镜的组织成像研究采集黄皮植物不同部位作为研究样品,分别对应果实、小茎、叶片。采用iMScope TRIO 成像质谱显微镜对三个不同部位的横切面进行了生物碱、香豆素、糖及小分子酸等内源性分子的空间分布分析。 如图2所示,3-甲基咔唑和Murrastinin在果实全果均有分布,尤其在果核含量特别丰富。在黄皮小茎中,这两个物质主要存在于木质部和髓质部,表皮含量较低。此外,在叶片的上下表皮含量丰富。Murrayanine和heptaphylline这两种咔唑碱仅分布于果肉组织中,茎中含有少量,果皮、果核和叶片中几乎不存在。而Girinimbine只存在于黄皮果核外皮以及茎的外表皮。黄皮属植物咔唑类化合物通过直接细胞毒性、诱导肿瘤细胞凋亡和/或免疫增强作用抑制肿瘤生长,他们的抗癌潜力引起了越来越多研究的兴趣。通过定位该类物质的组织分布,可以有效提高活性成分的提取效率。图2 不同生物碱在黄皮果实、茎、叶片中空间分布的质谱成像图 此外,如图3所示,香豆素类化合物在黄皮中的分布是相似的,主要存在于果皮中。有报道称,香豆素类化合物的抗氧化、抗癌及抗炎症方面发挥重要作用。糖类广泛存在于植物中,是植物快速储能物质。 图3 不同香豆素在黄皮果实、茎、叶片中的空间分布的质谱成像图 如图4所示,己糖(葡萄糖和果糖)主要分布在黄皮果实的果肉当中,蔗糖分布在果皮、果肉以及果肉中纤维上。水果中产生的蔗糖由蔗糖转化酶水解成葡萄糖和果糖,黄皮切片中蔗糖的检测强度约为己糖的4.7±1.4倍,说明黄皮中糖类主要以蔗糖的形式存在。据文献报道,葡萄糖和果糖的甜度分别是蔗糖的0.75倍和1.7倍。因此,这很好地解释为什么黄皮果品尝比其他水果酸。图4 糖、有机酸及其他小分子在黄皮果实中空间分布的质谱成像图 本研究结果有助于更好的了解黄皮内源性生物活性物质在不同组织部位的分布,为黄皮成分识别、质量评价、高值化利用等提供参考。 本文相关内容由广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所唐雪妹博士提供,详细研究内容已正式发表于Phytochemistry, 2021, 192:112930. 文献题目《Visualizing the spatial distribution of metabolites in Clausena lansium (Lour.) skeels using matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Xuemei Tang a,b, Meiyan Zhao a, Zhiting Chen a, Jianxiang Huang a,b, Yan Chen a,Fuhua Wang a,b, Kai Wan a,b,* a Institute of Quality Standard and Monitoring Technology for Agro-products of Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou, 510640, Chinab Key Laboratory of Testing and Evaluation for Agro-product Safety and Quality (Guangzhou), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, China* Corresponding author. Institute of Quality Standard and Monitoring Technology for Agro-products of Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou, 510640, China. 声 明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考,不得用于其他营利性活动。3、本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 仕必纯亮相“3rd Vaccine China 2013”
    &ldquo 3rd Vaccine China 2013&rdquo 于3月13-14日在上海锦江汤臣洲际大酒店举行,会议汇聚了来自中国、印度、韩国以及新加坡等多个国家和地区的疫苗研发、生产领域的专家和科研人员,就生物产业研发、生产、市场、监管等一系列的问题进行了深入的讨论。 仕必纯作为本次展会赞助商,展示了公司新近推出的改性聚醚砜中空纤维膜过滤组件以及配套产品,向与会人员提供了诸多疫苗生产下游纯化工艺相关技术和解决方 案。同时,仕必纯中国区技术总监黄迎庆博士做了关于中空纤维膜过滤器在疫苗研发和生产方面应用情况的报告,并分享了仕必纯切向流过滤系列产品在诸多领域的 应用体验与成果。
  • 鑫图参与国家重点项目—“双光子-受激发射损耗(STED)复合显微镜”的研发
    2017年10月20日,科技部重点研发计划-数字诊疗专项"双光子-受激发射损耗(STED)复合显微镜"项目(2017YFC0110200)实施交流研讨会在南京举行,鑫图总经理陈兵在会上作了关于"下一代sCMOS相机"的技术汇报。 该项目以研发及产业化双光子-受激发射损耗(STED)复合显微镜为主要目标,力图在"适用于双光子成像的自适应光学技术"、"基于中空贝塞尔淬灭光场调控的STED 成像技术" 等关键技术上有所突破。在长工作距离显微物镜、飞秒激光器和CMOS 相机等核心部件能自主研发,实现高端光学显微镜的技术创新与装备国产化。项目研发团队是由多名在光学显微成像领域有着丰富研究与产业化经验的资深人员组成,在双光子显微成像、STED超分辨成像及仪器化开发方面都有着深厚的基础。在双光子显微成像方面,项目负责人郑炜博士从2006 年起就开始双光子显微成像的相关研究,自主研发了世界首台双光子\谐波\光声三模态显微镜。在STED成像方面,项目核心成员席鹏教授是国内公认的STED技术领航人,是他首次在国内实现了STED超分辨显微成像,并将STED分辨极限推进到19nm的理论极限,刷新了STED在生物成像上的记录。在产业化方面,申报企业南京东利来公司是中国光学与光子学标准技术委员会的委员单位,是中国显微物镜、目镜标准的第一起草单位。福州鑫图光电有限公司依托其在科学相机产业化方面的优势有幸参与其中,承担该项目核心部件sCMOS相机的研制,助力核心部件国产化目标。
  • We are now Repligen! ——“仕必纯”更名“瑞普利金”通知!
    We are now Repligen! ——“仕必纯”更名“瑞普利金”通知!自17年6月Repligen Corporation宣布并购Spectrum, Inc.以来,两家公司已基本完成业务整合。原Spectrum, Inc.在中国大陆地区的全资子公司——仕必纯贸易(上海)有限公司,将更名为“瑞普利金(上海)生物科技有限公司”,并作为Repligen Corporation在中国大陆地区唯一全资子公司运营,负责Repligen旗下产品在中国大陆地区的市场推广、技术支持及销售。原“仕必纯贸易(上海)有限公司”团队将作为“瑞普利金(上海)生物科技有限公司”员工,继续负责相关区域的产品销售和技术服务。关于 Repligen Corporation Repligen Corporation(NASDAQ:RGEN)是一家全球化的生物工艺公司,开发和生产极具创新性的产品,可帮助全球生物制药厂商节约成本,提高工艺效率。我们的产品包括蛋白类产品(Protein A 亲和配基、细胞培养生产因子)、层析产品(OPUS® 预装柱、层析填料、ELISA 试剂盒)以及过滤产品(包括XCell ATF系统、TangenX SiuS 平板TFF膜包以及Spectrum KrosFlo 中空纤维TFF组件和系统)。我们生产的Protein A配基和生产因子产品分别是Protein A亲和填料和细胞培养基的关键成分。Protein A亲和填料是基于单克隆抗体的治疗药物下游分离和纯化的行业标准。生长因子在上游工艺中使用,可促进细胞生长,提高产率。我们创新的OPUS® 层析柱产品线用于从实验室规模到临床规模的下游纯化工艺,可使用用户指定的填料,并按所需的柱高,进行预装。我们的Xcell ATF系统提供不锈钢和一次性规格,可连续去除生物反应器内的代谢废物,浓缩细胞,从而显著提高上游工艺产率。一次性SiuS TFF膜包和硬件用于生物药下游过滤工艺中的浓缩等步骤。Spectrum KrosFlo TFF组件和系统可用于上游和下游过滤工艺。Repligen公司总部位于美国马萨诸塞州的Waltham市,此外,在美国马萨诸塞州的Shrewsbury、美国加利福尼亚州的Rancho Dominguez、瑞典的Lund以及德国的Weingarten设有管理和生产部门。关于Spectrum, Inc.Spectrum, Inc. 是全球领先的膜技术和分离设备供应商,总部位于美国加州Rancho Dominguez。我们为生物制药及纳米科技等领域提供全类别的高质量透析膜和相应设备。同时,我们提供多种世界领先的中空纤维膜和过滤设备,广泛应用于生物制药、诊断试剂、疫苗、天然产物、饮料等行业。此外,我们还提供高品质的层析产品和实验室常用耗材。Spectrum, Inc.拥有ISO 9000:2008认证,并拥有美国FDA医疗器械生产执照。Spectrum, Inc.曾用推广名Spectrum Laboratories, Inc.和SpectrumLabs, Inc.瑞普利金(上海)生物科技有限公司
  • 高分辨电子显微学奠基人饭岛澄男参加武汉大学珞珈讲坛
    p   11月18日,珞珈讲坛第122讲暨高等研究院长江学术论坛第19期举行。著名材料学家、化学家、日本名城大学教授饭岛澄男带来题为《发现碳纳米管》的学术报告。张俐娜院士主持。 /p p   碳纳米管目前已经广泛运用于高强度纤维、生物荧光呈像等众多领域,其研究已成为纳米科学技术的重要方向,也是凝聚态物理和材料科学领域的前沿和热点。饭岛澄男的报告主要包括碳纳米管的发现、单壁碳纳米管的应用、大片层石墨烯的合成以及纳米材料的高分辨 a href=" http://www.instrument.com.cn/zc/1139.html" target=" _blank" title=" " style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 透射电子显微镜 /span /a 及电子能谱四方面。 /p p   饭岛澄男介绍,1971年,他将铌酸钛的电子显微像和其晶体结构结合起来,显示出高分辨像中一个像点对应着重金属原子柱。这使人们直接看到原子的美好愿望终于实现,一门新兴的高分辨电子显微学科也因此而诞生。高分辨电子显微学的兴起不仅给固体物理、固态化学、电子学、材料学及地质矿物等物质科学带来新的活力,也为生命科学中至关重要的生物大分子结构的研究起极大的推动作用。1991年,他用电弧法制备的碳材料中观察到碳纳米管。它是由碳原子形成的石墨片层卷成的无缝、中空管体。 /p p   他还用电子显微像和电子衍射表征了碳纳米管的直径、壁层以及螺旋性,从而确定了碳物质的这一新品种。他还对碳纳米管制备技术、碳纳米管的物理化学性能等领域作了系统深入的研究。 /p p   饭岛澄男是美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士。他是高分辨电子显微学的奠基人之一,1991年在《自然》杂志上发文,宣布观察到碳纳米管,由此开拓出一维纳米材料的全新研究领域,为推动纳米科技的发展做出巨大贡献,该论文单篇已被引用两万五千余次,居于该领域之首。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/e2e99113-d19e-4d01-a577-4f42a4166077.jpg" title=" 饭岛澄男.jpg" width=" 500" height=" 333" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 500px height: 333px " / /p
  • 鑫图sCMOS相机 | 全自动推扫式高光谱显微成像系统设计与研究
    为了将光谱成像技术更方便地引入显微成像领域,本文介绍了高光谱成像技术与显微成像技术相结合,搭建出一套全自动推扫式高光谱显微成像系统。该系统以倒置显微镜为主体进行设计,采用棱镜-光栅元件进行光谱分光,利用高精度二维电动运动平台进行推扫,同时结合电动对焦组件完成对焦,最终成像在高灵敏sCMOS科学相机上。根据大多数生物样本光谱检测需求,系统的光谱范围选择为420~800 nm,并引入激光自动对焦系统作为主动对焦模块,以HE染色的乳腺癌病理切片为研究对象。通过对全自动推扫式高光谱显微成像系统的设计与研究,解决了高光谱显微成像中无法实时对焦的难题,实现了在40倍显微物镜下3.25 mm × 3.25 mm范围内的全自动成像。这有助于促进光谱技术在生物医学等领域中的应用,特别是对需要高分辨率和高灵敏度的场景中,提供了有效的解决方案。图1 整机图片图2 基于主动对焦的大视场推扫成像推扫式高光谱显微成像系统的光谱探测器采用了鑫图背照式sCMOS科学相机Dhyana 400BSI。该相机像元大小为6.5 μm,非常适配于40x~60x的成像系统。相机的宽光谱响应范围涵盖了190 nm~1100 nm,可以适用于生物样本的光谱检测需求,峰值量子效率高达95%,读出噪声仅为1.1e-。这些性能在高分辨率成像和灵敏度之间实现了平衡,并能大幅提高信号检测能力,非常适合部分光谱应用的需求。参考文献唐凌宇, 葛明锋, 董文飞. 全自动推扫式高光谱显微成像系统设计与研究[J]. 中国光学, 2021, 14(6): 1486.该文章旨在为大家提供先进成像技术相关应用参考,部分内容摘抄于相关论文研究成果,版权归原作者所有,引用请标注出处。
  • 膜分离OR碳分子筛?秒懂详解!
    最近很多客户来电咨询,想要了解膜分离和变压吸附两种制氮技术的特点和优势。今天peak就来给大家科普一下!同时,有任何问题,也欢迎大家来电,peak会为大家一一解答!膜分离技术和变压吸附技术是现今氮气发生器的两种主要制氮技术。其原理简单概要如下:膜分离技术压缩空气通过中空纤维膜,由于不同气体分子直径不同,当空气通过膜的时候,分子直径较小的氧气、二氧化碳和水蒸汽会通过中空纤维膜管道上的小孔,进而排到大气中去。在膜的出口,大分子直径的氮气分子和惰性气体氩气都被收集起来,输送到应用设备。这种氮气分离提取技术简单有效,无需任何移动部件。分离提取出来的氮气最高纯度能达到99.5%。 膜分离原理图变压吸附技术变压吸附制氮的填充材料是碳分子筛,是一种多孔疏松的棒状碳颗粒,当压缩空气通过碳分子筛时,同样也是根据气体分子直径的不同,碳分子筛会吸附水汽和氧气,但是,氮气不会被吸附,从而被分离。变压吸附的过程包括吸附解压-重生阶段。 变压吸附原理图变压吸附技术和膜分离技术来生产氮气,各有优势。毕克气体的氮气发生器根据不同型号,分别采用膜分离技术和变压吸附技术。如果用户对某一种技术青睐有加,毕克可根据客户的喜好来推荐合适的型号。但是,对于某些特定的应用设备,使用其中的一种分离技术比另一种更有优势。具体使用哪种技术更好更合适要取决于应用和流速要求,不能一概而论。而需要强调的是,氮气膜和碳分子筛都不是消耗品,都无需定期更换。另外还要注意的是,不管是氮气膜还是碳分子筛,对进气的洁净度都有要求,要进行前端处理,也都要定期进行维护保养,如果不定期进行维护或者前端除油除水效果不佳,碳分子筛和氮气膜的分离效果会随着使用年限的增加而慢慢失效,可能就会出现大的维修问题,也会对质谱有很大的影响。两种技术对比来说:1. 尺寸和重量碳分子筛体积大,占用空间,重量重,安置摆放不便。氮气膜尺寸小,重量轻,结构紧凑,更轻盈小巧,甚至发生器能放在标准实验台下,这些对于空间很有限的实验室而言无疑是完美的选择。 2. 噪音膜分离技术不产生任何噪音,变压吸附技术在碳分子筛柱泄压放气的时候,会有很大的放气声音产生,这也就意味着膜分离氮气发生器能放在应用仪器旁边,安静地工作,无需将发生器放在另外一个房间,从而减少了管道延长所产生的额外费用,也避免了管道漏气的风险。 3. 纯度氮气在不同分析仪器中所起的作用不同,所以对纯度的需求也不同,lc-ms所用的氮气主要作为雾化气及保护气,纯度95%就完全能满足需求,而gc对氮气的纯度要求就比较高。理想化状态下,变压吸附所能达到的最大纯度要优于膜分离技术。但变压吸附所产生的氮气纯度与进气量、压力、气源质量都有很大的关系,如果气源不洁净或者气量压力不够,那纯度会大大降低,不能单纯认为变压吸附纯度一定高。 4. 露点,含水量理论上看,变压吸附的除水能力较优于膜分离,决定氮气露点含水量的因素,除了分离技术外,进气质量和过滤系统也至关重要。对于碳分子筛的变压吸附,如果前端处理不当,不仅除水能力下降,而且会污染碳分子筛,久而久之碳分子筛就失去了吸附的能力。对于膜分离,如果有较好的前端处理和除水设计,同样可以有效除水,降低露点。 5. 空压机的负荷膜分离和变压吸附对空气气量的需求不同。对于膜分离,纯度越高,需要的空气越多,空压机负荷越大。对于变压吸附,会有反吹现象,所以用气量要远高于理论值,不能简单的按照空氮比得出实际空气量,相应空压机负荷也大于理想情况。 6. 维护保养膜分离技术移动部件少,所以维护简单。一旦发生器出了问题,小而轻的氮气膜占用空间小,让发生器的维护以及零配件的更换都非常方便,同时,也降低了维护和维修成本,节约了时间。另外氮气膜的工作无需很多电子部件的管理和控制,所以可以将更多的电子部件用于监控核心技术参数,保证了发生器的稳定性。变压吸附相对移动部件、电子控件都多,所以维修维护较为繁琐。综上而言,在选择氮气发生器时,不能单一根据是膜分离技术还是变压吸附技术决定好与坏,要根据实际情况和具体应用合理选择。毕克经过多年的技术积累以及和知名质谱公司的全球合作,根据不同的应用采用最为合理的氮气分离技术,每个环节精益求精,既有膜分离技术的明星产品genius nm32la,永不宕机的genius nm3g等氮气发生器,也有变压吸附技术的precision nitrogen氮气发生器和i-flow大流量制氮系统等产品,根据客户的应用需求提供最合适的解决方案。
  • 引进德国技术,所有显微镜均可升级到三维超景深显微镜
    上海江文国际贸易有限公司公司引进德国技术和组件,结合自主研发的三维超景深显微镜软件,推出三维超景深显微镜升级方案UMS300-3D,可将几乎所有类型的光学显微镜升级为三维超景深显微镜。 UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案是超景深三维显微镜的最新一代产品。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案三维引进德国进口高性能三维超景深显微镜组件和技术,结合本公司的三维超景深软件,可将显微镜的景深提高几百倍,UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可获得样品的三维形貌,可进行三维重构和测量。UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案是三维光学数码显微镜的最新代表。 UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可以将现有的显微镜,升级为三维超景深显微镜,可获得样品的三维形貌,并可进行三维重构和测量,可应用于半导体、微纳米器件、机械制造、材料研究等领域的实验研究;如微芯片三维形貌分析,刻蚀试样三维形貌,封装材料,二元光学器件数据分析,机械、光学、镀膜、热处理等表面精确测量、材料显微压痕的三维测量分析、磨损表面质量评定、薄膜厚度测量、材料断口分析、金属材料和复合材料、生物材料研究等。 UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可以将现有的显微镜,升级为三维超景深显微镜,满足材料表面形貌的观察,平面或三维测量,可以用于材料实验室或生产现场观测;用于金属材料断口、裂纹,磨损,腐蚀情况的三维超景深金观测, 青铜器, 陶瓷,织物,木材,纤维,古字画,壁画等方面的研究.。 UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案可以将现有的显微镜,升级为三维超景深显微镜,可大大降低样品制样的要求,多数样品无须制样即可以获得三维超景深的三维观察,三维拍照,三维分析效果。对于颗粒赝品的三维超景深显微图像的颗粒三维分析,粉末三维超景深图像和三维分析都可以获得良好的三维超景深显微镜效果。 UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案还可以大大降低客户购买三维超景深显微镜的成本,使用UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案的成本,大约为新购买进口三维超景深显微镜成本的10%。 UMS300-3D 三维超景深显微镜升级方案还具备以下强大的显微测量功能: 1、 组织成分分析、相含量测量 自动识别组织成分、自动测量相含量、最后得出分析报告。常用于岩石、金相、孔隙分析、夹杂分析等。 例如:成分分析,根据相含量的分布,给出三角统计图形,根据三角形分布判别种类。 2、 全自动颗粒分析与统计 提供功能强大的颗粒分析、统计工具。 自动识别颗粒、自动测量颗粒面积、粒度、圆度、最大卡规直径、形态特征等大量参数。按照参数进行分类统计,给出统计柱状图和报告。 3、 强大的辅助探测工具 提供强大的颗粒探测工具(包括魔术棒和颜色吸管),方便用户进行手动识别颗粒,观察局部特征颗粒等应用。 能根据外形、颜色等特征,识别测量颗粒与组织。
  • 技术线上论坛|5月25日《如何实现自动化、高通量单细胞力谱测量?单细胞显微操作技术一步搞定!》
    [报告简介]单细胞粘附力作为生物机械学分支的重要组成部分,是细胞与外周相互作用的直观体现,能够有效的反映出细胞与基质或细胞之间相互作用能力。细胞与基质之间的作用力十分微小,一般都在nN别,过去通常使用原子力显微镜才能够进行测量。但是原子力显微镜方案往往具有通量低,操作繁琐等问题,使得单细胞力谱的研究非常繁琐。基于此,Cytosurge推出的全新多功能单细胞显微操作FluidFM技术给细胞力谱测量带来了新的希望。该技术结合了的原子力显微镜探测技术与微流体控制系统,能够直接通过使用中空的原子力探针将细胞通过负压抓取在探针表面,并不需要激活细胞的任何通路信号,为粘附力的测量带来了大的优势。一方面,这种方法能够提供远比蛋白结合牢固的多的粘附力,能够将细胞牢固的固定在探针上并且无需包被探针。另一方面,由于没有生物化学处理,这种方法不会改变任何细胞表面的通路,从而能够得到接近细胞原生的数据。该系统具备高度自动化,能够快速,全自动的完成力学的测定,让单细胞力谱研究变得十分容易。本报告将介绍FluidFM单细胞显微操作技术的原理和发展,并结合多篇发表在期刊Nature、Cell、Bioactive Materials等上的近科研成果,深入阐述这种技术在单细胞力谱测量方面的新进展。[直播入口]请扫描下方二维码进入FluidFM单细胞显微操作技术群,届时会在微信群中实时更新直播入口,无需注册!扫码进群,即刻获取直播链接,无需注册![报告时间]05月25日 下午15:00-16:00 [主讲人介绍]Tamás Gerecsei 亚太区席应用科学家,高FluidFM解决方案工程师,Cytosurge AGTamás是一位生物物理学家,毕业于Etvs Loránd(ELTE罗兰大学)。 在与FluidFM在学术环境中合作多年后,他加入了Cytosurge公司,成为了一名训练有素的微纳米系统工程师。在Cytosurge AG,Tamás不断推动并拓展FluidFM技术的应用边界,并使FluidFM技术应用于各地研究人员的课题中。您可以经常发现他在各种专业的学术会议上传播关于Cytosurge和FluidFM技术的信息。 郭亚茹 北京大学口腔医院,口腔医学中心,获中国博士后科学基金,并入选北京大学医学部 2021年博雅博士后项目,在Advanced functional materials、Bioactive Materials、Journal of dental research等杂志上以作者或共同作者的身份发表5篇。 2021年,在Bioactive Materials发表了题为:Matrix stiffness modulates tip cell formation through the p-PXN-Rac1-YAP signaling axis的研究文章,报道了基质硬度通过p-PXN-Rac1-YAP信号轴调节细胞形成,这项工作不仅有助于在组织工程和再生医学中寻找佳材料,也为肿瘤治疗和病理性血管再生提供了新的治疗策略。在生物材料设计和治疗一些病理情况方面具有特殊意义。本实验研究人员采用了多功能单细胞显微操作系统——FluidFM技术,实现了单个细胞的分离,单个细胞粘附力的测量。 [原理&应用简介]FluidFM技术如何测定细胞粘附力?众所周知,细胞在基质上进行单层培养时,吸附在基质表面时主要会产生两种不同类型的力,一种是细胞与基质之间的粘附力,另一种是细胞与细胞之间的粘附力。因此对于细胞粘附力来说,单个细胞的粘附力就是细胞与基质之间的作用力。而单层细胞的细胞粘附力则是细胞之间相互作用力和细胞基质与细胞之间作用力之和。如下图所示:因此只要同时测定单个细胞粘附力即可得到细胞与基质之间的相互作用力,而细胞间的相互作用力则可以通过同时测量单层细胞的细胞粘附力和单个细胞的粘附力做差得到,如下公式所示:Force cell-cell ≌ Force Monolayer – Force Indiv.cellFluidFM测量力学步骤与一般的原子力显微镜十分类似,但是操作却远比原子力显微镜简单,这得益于FluidFM有的中空探针。这种探针无需像普通原子力探针一样对探针进行修饰或者将细胞提前粘连在探针上,可以直接在液体中原位抓取细胞,完成粘附力测定,并且在测量后探针仍然可以继续进行测试,并且无需对探针进行更换或再修饰。FluidFM技术测量单细胞力谱的基本流程。仅需操作鼠标系统即可自动完成对细胞的抓取和粘附力的测量。此外FluidFM系统会自动记录探针运动轨迹和力学曲线,如上图中所示当探针开始靠近细胞后,探针表面开始出现压力变化,当系统达到设定力学值后系统会自动停止下降并开始施加负压抓住细胞。随着探针开始上升,细胞给予探针的拉力随之增高,并逐渐达到临界,随后细胞脱离基质,探针受力趋近于零,而这一过程中探针受力的大值即为细胞粘附力。FluidFM技术测量HeLa细胞核CHO细胞的粘附力。能够高通量测量单细胞粘附力谱FluidFM测量粘附力十分智能化,仅需5分钟即可完成单个细胞的粘附力测定,一天可完成上百个细胞的测量,能够大幅度提升单细胞力谱测量的通量,让单细胞力谱研究变得简单、快速、高通量。 应用举例一:FluidFM技术测定衰老内皮细胞的力谱内皮细胞衰老导致细胞表型的改变与心血管疾病有着密切关系。随着细胞的衰老,细胞的粘附力等机械属性会有很大改变,因此对于细胞粘附力的研究将有助于理解细胞衰老的变化。Nafsika Chala等人利用FluidFM技术对血管内皮细胞与基底之间的粘附力进行研究发现,衰老的细胞与正常细胞存在着nN别粘附力差异。如下图所示:FluidFM技术用于衰老与正常细胞的单细胞粘附力测定。对比衰老小、大和正常细胞的细胞尺寸(a)、细胞粘附力(b)和细胞周长(c)及单细胞粘附力/面积(e)和单细胞粘附力/周长(f)的变化。研究者认为,衰老内皮细胞的粘附力增加是与细胞的粘着斑增加有关,表明衰老细胞能够加强与基质的相互作用从而防止内皮剥脱,但是受制于血流的影响这种能力受到了很大限制。 应用举例二:FluidFM揭示应力依赖性酵母交配中的分子相互作用性凝集素是芽殖酵母酿酒酵母介导细胞聚集交配的关键蛋白。交配细胞表达的互补凝集素类“a”型和“α”型的结合是促进细胞的凝集和融合的关键。Marion Mathelié-Guinlet等通过测量“a”型和“α”型结合的单个特定键的强度(~100 pN),发现延长细胞间的接触能够大地增加了交配细胞间的粘附力,而这种增强可能是由于凝集素的表达。FluidFM技术用于酵母属间交配过程单细胞力谱测量。MATa与MATα相互作用的示意图(a)和Fluid测量细胞间相互作用示意图(b)及测量结果(c);用DTT和DEPC药物刺激研究二硫键和His273对粘附的影响(d)、其示机制意图(e)和无粘附、DTT和DEPC粘附发生的概率(f);以及物理应力增强MATa和MATα细胞之间的粘合力(g)、发生频率(h)及破裂长度(i)。此外,研究组发现凝集素二硫键在粘附过程中起到了关键作用,而这一作用主要来自于α-凝集素的组氨酸残基His273。更为有趣的是,作者发现机械张力增强了相互作用的强度,这可能是由于激诱导凝集素构象从弱结合折叠状态转换成强绑定伸展状态导致。这项研究很好地展现了一种理解控制酵母性别的复杂机制的可能方法。 总结 细胞粘附力测定在细胞生命科学研究中起着至关重要的作用,然而传统手段中有着各种各样的局限性,主要原因是缺乏一种能够有效抓取细胞并进行力学测定的手段。现如今FluidFM技术在细胞粘附力测定中的使用,使得研究者们有了一种能够有效、低损的方式抓取细胞,配合原子力显微镜的测量的特性,真正意义上做到、无损、快速的测量单细胞粘附力,帮助研究者寻找细胞粘附力与细胞生命发展、肿瘤细胞转移之间的关系。
  • 应用解读|光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜的热分析标准解读
    1. 技术背景图1. 晶体硅太阳能电池结构晶体硅太阳能电池结构由钢化玻璃板/EVA膜/太阳能电池板/EVA膜/背板构成,如图1所示。其中,太阳能电池封装用EVA是以乙烯/醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量为30%-33%)为基料,辅以数种改性剂,经成膜设备热轧成薄膜型产品,厚度约0.4 mm。封装过程中EVA受热,交联剂(通常为过氧化物)分解产生自由基,引发EVA分子之间的结合,形成三维网状结构,导致EVA胶层交联固化,交联机理如图2 所示。固化后的胶膜具有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能。图2. EVA加热过程中在交联剂过氧化物下的交联机理EVA固化不足可直接导致光伏组件在其近20年的使用中性能恶化,这将意味着重大的经济风险。因此为实现经济有效的层压,快速可靠的EVA交联度分析方法至关重要。以往的化学法测交联度耗时长(30小时左右),结果重复性差,并且使用有毒的溶剂(甲苯或二甲苯),无法准确测试较低交联度和较高交联度的EVA。根据国家标准:1)GB/T 29848-2018:光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜2)GB/T 36965-2018:光伏组件用乙烯-醋酸乙烯共聚物交联度测试方法--差示扫描量热法(DSC)采用差示扫描量热法(DSC)是目前较为可靠的分析方法,应用DSC测定光伏组件在层压过程中已交联的EVA的交联度,仅需1小时时间即可获得重复性良好的结果,是一种快速简便的产品质量控制方法。2.方法设计1)DSC:称取未交联和交联EVA样品5~10mg至40μL铝坩埚内,以10 K/min从−60℃加热到250°C,后以20 K/min的速度从250℃冷却至-60℃,再以10 K/min进行第二次升温,全程惰性氩气氛围。交联EVA的交联度可由以下方程计算获得:梅特勒-托利多差示扫描量热仪 DSC2)此外,醋酸乙烯组分的分解机理如下所示:根据上述计算公式,可通过热重法(TGA)分析计算得到EVA中VA的百分含量,从而帮助对EVA来料进行质检,以判定EVA的优劣。TGA/DSC:称取优质和劣质的交联EVA样品至陶瓷坩埚内,以10 K/min从30℃加热到600°C,全程惰性氩气氛围。3.数据分析1)DSC分析计算EVA的交联度图3为未交联EVA样品的升降升循环DSC测试曲线。在第一次升温曲线上可观察到明显的三个热效应,从低温至高温,依次是未交联EVA的玻璃化转变、结晶部分的熔融以及高温处的固化交联放热峰,所呈现的固化放热焓值为ΔH1(17.49 J/g)。由第二次升温曲线在高温处所表现处的平直基线可以得出结论,ΔH1为未交联EVA完全固化所释放出的热焓。图3. 未交联EVA样品的DSC测试曲线图4为交联EVA样品的DSC第一次升温曲线,第二次升温在高温处同样为平直的基线,故未呈现。温度从室温开始,可观察到结晶部分的熔融以及高温处的后固化交联放热峰,所呈现的后固化放热焓值为ΔH2(8.47 J/g)。因此,该交联EVA样品的交联度根据上述计算公式为51.55%。图4. 交联EVA样品的DSC第一次升温曲线1)TGA分析计算EVA中VA的百分含量图5为优质与劣质EVA的TGA/DSC测试曲线。根据EVA的分解机理,TGA曲线上的第一个失重台阶为醋酸乙烯分解产生醋酸的过程,因此失重量为醋酸的质量。第二个失重台阶为EVA中原有的乙烯组分和醋酸乙烯分解产生的乙烯的分解。因此,EVA中醋酸乙烯的含量可由第一个失重台阶即醋酸的失重百分含量的1.43倍计算而得。如图所示,优质EVA的VA含量为29.5%(太阳能电池封装用EVA的醋酸乙烯含量为30-33%),劣质EVA的VA含量仅为16.6%。与此同时,同步的DSC曲线上亦可找到相关判断依据。由于劣质EVA含有更高含量的乙烯组分,因此其结晶能力更强,所呈现的结晶熔融过程表现在更高的温度范围。图5. 优质与劣质EVA的TGA/DSC测试曲线4.小结由此可见,光伏组件封装用EVA胶膜的相关热性能的鉴定可由DSC、TGA或同步热分析TGA/DSC快速给出判断依据。此外,工艺上EVA固化通常采用层压实现,而层压的温度和时间作如何优化可由DSC动力学模块给出科学且精准的预测,为层压工艺提供数据和理论指导。
  • 仪器设备投入不足制约新材料产业发展
    核心提要&ldquo 2013年我国新材料产业生产总值为12500亿元左右,同比增速约为25%。2014年,全球新材料产业发展依然保持平稳较快增长,但增速可能会放缓,低于2013年。&rdquo 由工业和信息化部原材料工业司组织编写的《中国新材料产业年度发展报告(2014)》日前出版发行。   《中国新材料产业年度发展报告(2014)》(以下简称报告)指出,2013年是新材料产业&ldquo 十二五&rdquo 发展规划深入推进的关键一年。在世界经济缓慢复苏和国内经济缓中趋稳的大环境下,我国新材料产业保持快速发展态势,在支撑战略性新兴产业发展、保障国家重大工程建设、促进传统产业转型升级等方面起到了积极的作用。   报告在前两年新材料产业工作的基础上,从发展、行业、区域、企业、基地、专题等不同维度对2013年我国新材料产业情况进行了跟踪分析。展望了2014年我国新材料产业发展趋势。介绍了特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能纤维及复合材料、前沿新材料六大重点领域发展的最新动态。   全球新材料产业增速放缓   报告指出,新材料产业增长与宏观经济和技术发展紧密相关。2013年,经济复苏整体乏力,从国际市场上看,欧元区增长乏力,美国经济复苏缓慢,美联储在&ldquo 量化宽松&rdquo 5年后开始考虑逐步退出,全球金融体系的信贷收紧引发资金流向的变化,导致信贷状况收紧、企业盈利下降,众多新材料跨国公司对外投资十分谨慎,增速放缓。   联合国贸易和发展会议(简称UNCTAD)预计,2013年全球跨国直接投资将接近2012年的水平,其上限为1.45万亿美元。在新材料技术进步缺乏有效突破的情况下,市场需求乏力,相关的贸易摩擦持续升级,竞争形势日趋严峻。如稀缺资源被广泛运用于新材料产业,发达国家格外重视控制这一战略性资源的开发应用 而发展中国家在经济发展初期,由于技术水平较低,大量出口资源型产品,长期粗放式经营和大量出口,许多丰裕型资源变得极为紧缺,有些甚至需要进口才能满足国内需求。为此,发展中国家开始通过出口限制等贸易保护手段来保护本国资源,导致稀缺资源领域的贸易摩擦逐渐显现。   在当前的世界经济形势下,发达国家纷纷提出&ldquo 再工业化战略&rdquo ,试图实现从&ldquo 产业空心化&rdquo 到&ldquo 再工业化&rdquo 的回归。随着第三次工业革命,即一种建立在互联网和新材料、新能源相结合基础上的工业革命的到来,&ldquo 制造业数字化&rdquo 为核心的特点将更加突出,全球技术要素和市场要素配置方式将发生革命性变化。在此工业浪潮之下,新材料发展前景可期。   但总体看,新一轮工业革命尚处孕育阶段,大范围的新的领先产业仍处于发展萌芽阶段,关键技术和商业模式创新缺乏实质性突破,短期内还难以形成强有力的新经济增长点。主要发达国家的结构性问题远未解决,在技术进步缺乏突破的情况下,发达国家难以形成新的市场热点,居民消费中低速增长,企业投资意愿不强,经济内生增长动力不足。这也使得世界经济的增长动力不够强劲,只能维持低速增长,因此预计2014年新材料产业发展依然保持平稳较快增长,但增速可能会放缓,低于2013年。   五大问题制约产业突破   当前,我国新材料产业正处在快速发展时期,产业规模逐步发展壮大,产业化程度不断提高,技术水平也得到大幅提升。近几年,新材料产业发展日益受到各地政府的关注,全国多个省市将新材料作为地区经济的重要增长极进行重点扶持。   报告分析指出,近几年,我国新材料产业迅速发展。据不完全统计,2013年我国新材料产业生产总值为12500亿元左右,同比增速约为25%。但报告指出,新材料产业发展仍面临一些问题。   部分关键材料依赖进口。尽管我国新材料产业体系基本形成,但新材料对外依存度很高。一是有些材料仍然停留在实验室技术研发阶段,国内尚未实现产业化,完全依赖进口,如超高纯度金属的溅射靶材、高纯度多晶硅等 二是国内拥有生产能力,但产量、性能和质量不能满足要求,如平板显示器所需要的基板玻璃、液晶材料、光学元件等关键材料大部分仍依赖进口,80%以上的高性能生物材料依靠进口。   自主创新能力不强。长期以来,我国产业技术发展主要以跟踪模仿为主,技术自主创新意识淡薄,自主创新能力薄弱成为制约当前新材料发展的重要问题。以&ldquo 硅材料提纯―硅晶片生产―电池片生产―组件封装&rdquo 的光伏产业链为例,其产业链上游的高纯度硅料生产技术含量高,附加值高,尽管我国作为太阳能电池第一生产大国,但由于我国多晶硅提纯技术缺失,我国光伏产业多数企业的业务主要是低附加值的&ldquo 电池片生产&rdquo 和&ldquo 组件封装&rdquo ,我国光伏产业处于有规模无技术的局面。   研发投入不足。从我国新材料领域创新资源投入来看,研发投入不足是制约我国新材料产业发展的现实问题,主要表现在三个方面:一是研发人才的投入不足。我国新材料产业缺乏高层次的工程技术人员和管理人才,尤其是缺乏创新型领军人物以及复合型、外向型人才 此外,我国吸引高层次人才的机制环境仍需改善。二是研发资金投入不足。以我国硬质合金领域为例,其技术研发费用占销售收入的比重不足3%,较高新技术型企业5%的比例低两个百分点。三是技术创新所用的试验设备、仪器等物品特别是专用设备的投入力度仍待加强,如由于高温测试仪、超声检测仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜等专用设备价格昂贵,投入严重不足。   产学研用体系仍待完善。2013年美国能源部成立关键材料创新中心,由来自科罗拉多矿业学院等近10所大学、能源部橡树岭国家实验室等4所国家实验室、以及通用电气公司等近10家私营企业的科研工程技术人员,共同对关键材料加工工艺以及关键材料在清洁能源组件和产品中的作用开展研究与开发活动。这种由政府组织创新中心将高校、科研机构、企业紧密联系起来,共同参与关键材料的研发工作,可以有效地快速推进关键材料由设计、研发到生产、应用的发展过程。虽然目前我国政府积极组织搭建服务平台,推动产学研用紧密结合,也取得了一些成绩,但多是企业出于自身发展需要与高校、科研机构寻求合作,产学研用严重脱节的问题并没有实质性改变,特别是新材料产业涉及范围广泛,更需要产学研用密切结合,才能促进新材料产业的快速发展。   平台建设有待加强。虽然我国已经建成一批新材料国家和省部级重点实验室、工程技术中心等研发平台,建立了一批创新和创业服务平台,但公共服务平台仍需进一步完善。如研发平台所需的研发设备、人员队伍等配套能力有待加强 创新服务平台的数量还远远不能满足需要 公共服务平台的服务能力有待进一步提高 国家级的共性技术研发平台和信息共享平台缺乏等。   创新驱动六领域提速发展   报告重点对特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能纤维及复合材料和前沿新材料六大重点领域发展趋势做出判断。   特种金属功能材料。2014年,稀土价格将大体保持平稳,较2013年略有降低,将刺激稀土消费增长,预计2014年稀土消费量将达到12.7万吨,同比增长9% 其中稀土永磁材料消费占比进一步扩大,有望达到26% 其次是金属合金、催化剂、抛光粉。2014年,随着国内半导体产业的整体发展以及国产半导体材料应用验证的加强,国内硅材料企业的技术升级步伐,部分材料在满足8英寸集成电路制造和先进封装技术要求的基础上,加大了产业化应用。   高端金属结构材料。2014年,我国特殊钢发展将继续向高、精、尖方向发展,一是高强度、长寿命钢材 二是环境友好型钢材 三是耐腐蚀、耐候钢材 四是新型耐高温、耐低温钢材。2014年,致力于实现创新驱动,仍然是当前我国镁合金行业面临的重要课题。虽然目前国内外钛市场处于周期性低谷,但产业依然有广阔的发展空间。尤其是在国家大飞机等重大航空工程项目、海洋工程项目拉动下,我国钛合金产业发展的前景美好。预计,2014年世界钛材产量将达到17万吨左右,未来两年产量年均增长率将达到9.6%。   先进高分子材料。一是结构性高分子材料方面,聚烯烃的合金化、高性能化及多样化成为我们在汽车、轨道交通及家电、居家建筑材料等家用材料领域的主要选择 二是太阳能电池高分子材料方面,因质量轻、柔韧易加工、制作工艺简单、成本低、可大面积制备等突出优点,将使得高分子材料在太阳能电池材料中仍具极大竞争力 三是医用高分子材料方面,未来将着力研究医用高分子新材料的生产安全性和使用范围,更重要的是从借用和改性逐步深入分子设计和结构设计层次开发新材料,同时也需结合实际临床需要,克服医用材料研发周期长、见效慢等缺点,做到产、学、研三者结合 四是高分子膜材料方面,研发焦点将集中在海水淡化反渗透膜材料、水质净化纳滤材料、MBR专用膜材料的开发与利用上。   新型无机非金属材料。节约能源是我国的基本国策,建筑是节能领域的三大主战场之一。建筑能耗占全社会总能耗的比例已经达到30%以上,建筑能耗的50%是通过门窗流失的,门窗节能的关键在于玻璃。因此,Low-E中空玻璃、真空复合中空玻璃等高效节能玻璃的推广使用是时代进步的标志,也是建筑节能形势发展的必然结果,因此围绕我国建筑节能、环保、绿色建筑的可持续发展和生态文明建设的大趋势,积极开展中空玻璃新产品、新工艺、新技术、新装备的创新研发和质量升级将是未来玻璃行业发展的主要方向。   高性能复合材料。随着碳纤维趋于高性能化,以及成本和价格不断下降,民用工业用量将继续保持快速增长,航天航空和体育休闲用量将稳定增加。据行业预测,到2015年,国内碳纤维需求量约1.5万吨/年,到2020年约2万~3万吨。随着节能减排要求的提高和行业竞争格局的转变,国产芳纶在光缆、汽车、航空、轨道交通等领域也面临着历史性机遇。我国超高分子量聚乙烯纤维的发展主要方向是降低生产成本,提高单线产能,提升质量,发展生产注射成型牌号、纤维牌号等特殊牌号产品,积极拓展防护和绳缆等民用市场,满足尖端技术领域如深海、远洋、航空航天、极地科考等的产值12500亿元新材料助力传统产业转型消费需求,提高自主保障能力。   前沿新材料。随着我国对超导材料、纳米材料、生物材料和智能材料技术研发的日益重视和产业化进程的持续推进,目前我国前沿新材料具备了一定的产业基础,形成了一批能够从事前沿新材料生产的企业。未来纳米将在家电、服装、建材等领域实现较大规模应用,在航天、光电信息、生物医药等工业领域也将逐渐拓展应用范围,纳米材料需求将不断增加 超导材料将在能源、医疗、交通行业的发展刺激下将继续增加,能耗低、环境友好型的超导材料将成为未来发展方向 生物材料未来需求随着我国人口规模的增长、居民生活条件的改善、以及医疗改革的逐步推进将大大增加。
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