整精米率

2023年8月25日，由北京卓立汉光仪器有限公司主办的第四届“逐梦光电”国产光电分析仪器研制与应用研讨会成功召开。来自全国各大知名高校及研究院的“政、用、产、学、研”不同领域的近百名专家学者出席了本次会议。会议期间，仪器信息网特别采访了中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所教授级高级工程师刘争晖。据了解，刘争晖主要研究纳米测试分析表征技术，即如何对纳米材料在纳米尺度上的光学电学性质进行表征。这一领域是传统测试技术延伸，一般传统分析测试表征技术，尤其是光学表征技术，由于受到光学衍射极限的限制，表征极限在微米尺度，而很多纳米材料的缺陷、结构等都是在纳米尺度发挥作用。因此需要一定的分析测试手段和设备来表征纳米尺度上的光电转换等信息。纳米尺度测试分析表征技术当前重要的方向是如何将空间技术和时间技术相结合，以实现高时空分辨率的表征。为此，刘争晖将光学系统和扫描探针系统相结合，通过光学脉冲激发和光谱检测技术来达到高时间分辨率。以下为现场采访视频：

文章名称：Metal-organic framework-intercalated graphene oxide nanofiltration membranes for enhanced treatment of wastewater effluents期刊：Chemical Engineering Journal IF 15.1文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150207 【引言】水是地球上尤为珍贵而又不可或缺的资源之一，对于人类的健康和发展至关重要。然而，水资源可能受到来自工业排放物、城市废水和农业废水等方面的污染，因此我们亟需有效的水资源净化技术，去除水中的有害污染物，提高农业和工业的用水质量。基于膜过滤的水净化技术是一种十分有前景的水处理方法。其中，纳米过滤（NF）技术由于在水净化方面所显示出的巨大潜力，引起了学术界和工业界的广泛关注。 【成果简介】近日，丹麦奥尔堡大学联合山东硅元新材公司提出基于沸石咪唑盐框架（ZIF-8）-氧化石墨烯（GO）中间层的一种新型纳米过滤薄膜。所制备出的GO/ZIF-8（GZ）纳米过滤膜展示出了优异的亲水性和优秀的污水净化能力。与原有的GO过滤膜相比，GZ纳米滤膜拥有更好的抗污性，同时保持相当的盐和有机物的截留率。通过对3种不同工业废水过滤的实验结果来看，GZ纳米过滤膜能够在错流过滤中保持高的稳定性。相关研究内容以《Metal-organic framework-intercalated graphene oxide nanofiltration membranes for enhanced treatment of wastewater effluents》为题，发表于国际SCI期刊《Chemical Engineering Journal》上。 值得注意的是，本文使用ICSPI公司研发的便携式芯片原子力显微镜nGauge对GO和GZ的表面形貌进行了表征。便携式芯片原子力显微镜nGauge具有小巧灵活、方便携带，操作简单，扫描速度快，可扫描大尺寸样品，一个针尖可以进行上千次扫描，无需维护、无需减震、超级稳定等优点，不仅适用于科学研究、高等教育、工业检测等领域，对户外和非实验室获得原子力显微镜(AFM)表征的用户也非常友好，极大的拓宽了传统AFM的应用范围！ICSPI公司便携式原子力显微镜(AFM)，左）Redux AFM 右）nGauge【图文导读】图1. GZ过滤膜的结构和过滤过程示意图。 图2. （a）ZIF-8纳米颗粒的SEM表征结果。（b）GO的SEM表征结果。（c）GZ纳米过滤薄膜的XRD表征结果。（d）GZ纳米过滤薄膜的FTIR表征结果。GZ后的数字为GO和ZIF-8的质量比例。图3. 不同GO和ZIF-8质量比例下的GZ膜的表面和截面的SEM表征结果，纯GO(a-b)；GZ9-1（c-d）；GZ7-3（e-f）；GZ5-5（g-h）。图4. 利用nGauge便携式AFM所表征的GO和GZ的表面形貌结果，(a) GO (b) GZ9-1 (c) GZ7-3 (d) GZ5-5 (e) GZ3-7 (f) GZ1-9。 图5. （a）水的接触角随着不同ZIF-8含量的变化。（b）不同ZIF-8含量的薄膜在不同PH值下的zeta电位的变化。 图6. 用所制备的GZ薄膜对印刷行业的废水进行过滤的对比结果。（a）总有机碳量的减少结果。（b）离子截留率。（c）过滤前后的印刷工业废水的UV–Vis表征结果。（d）原始废水，经过基底材料和经过GZ纳米过滤膜过滤后废水的对比。 【结论】从论文中可以看出，研究人员通过简单的涂覆法制备了GO/ZIF-8纳米过滤膜。由于将适量的ZIF-8添加到GO的基材中，使得制备出的过滤膜在通量和选择性方面有着明显的提高。通过实验结果可以看出，所制备的GZ膜可以进行多次洗涤，可重复使用。GZ纳米过滤膜的成功制备，为工业和农业废水的高效，无害化处理提供了新的解决途径。相关产品1、便携式芯片原子力显微镜https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C487657.htm

复旦大学材料科学系武利民课题组研究设计开发了一种新的纳米粒子组装方法——纳米固流体法，首次实现了将高折射率的二氧化钛纳米粒子组装成能工作于可见光波段的超材料光学器件。相关研究成果已发表于《科学进展》。　　目前，绝大多数超材料采用金属材料来制备，这些金属超材料可较好地工作于微波和太赫兹波段。但在更高频率的近红外，特别是可见光波段，金属会吸收过多的光线并造成显著的能量损耗，从而限制了金属超材料在近红外和可见光波段的应用。因此，低损耗的非金属超材料的制备与应用是国际超材料研究领域的热点之一。　　据悉，武利民课题组通过将15纳米的锐钛矿二氧化钛纳米粒子组装成半球形和超半球形固体浸没超透镜，在常规的光学显微镜下实现了45纳米的超分辨率显微成像，大大突破了光学显微镜的极限分辨率200纳米，并揭示了二氧化钛纳米粒子间的近场耦合效应在该可见光超材料中的重要作用。　　这项研究提供了一种在纳米尺度操纵可见光的途径，未来将该组装方法与纳米印迹、微纳流体等技术结合，有望制备出紧凑、低成本的超材料光学器件，应用于隐身、光子计算机、近场光学检测及太阳能利用等领域。

“9999.98,9999.99……”3月4日14时48分，随着一枚金刚石钻头持续刺破地下岩层，中国石油塔里木油田前方指挥部电子屏幕上的数字瞬间跃至“10000.00”，我国首口万米深地科探井正式穿越万米大关。这标志着继深空、深海探索大自然的壮举之后，我国在深地领域实现重大突破。  3月3日在新疆塔克拉玛干沙漠拍摄的深地塔科1井（无人机照片）。新华社记者 李响 摄  3月4日，钻破万米后，深地塔科1井的工作人员在现场庆祝。新华社记者 李响 摄在新疆塔克拉玛干沙漠腹地的钻探现场，约20层楼高的井架矗立于茫茫沙海中，机械装备轰鸣不停，身着红装的石油工人忙碌有序。当“冲刺”万米成功的数据呈现出来，井场上响起热烈掌声，寒风和沙尘肆虐，大家脸上却洋溢着喜悦之情。  3月2日在新疆塔克拉玛干沙漠拍摄的深地塔科1井（无人机照片）。新华社记者 李响 摄“垂直井深突破地下万米，在我们国家尚属首次！”塔里木油田企业首席专家王春生说，数十年来石油人在塔里木盆地钻探，如今达到前所未有的深度，“我们正在做的，不仅是为国家找油找气，也是探索地球未知领域、拓展人类认识边界的一次大胆尝试。”  3月4日在新疆塔克拉玛干沙漠拍摄的深地塔科1井（无人机照片）。新华社记者 李响 摄这口井被命名为“深地塔科1井”，设计深度11100米。自2023年5月30日开钻以来，数百名石油工人、科技工作者坚守沙海腹地，连续奋战270多天，历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况的持续挑战。在中国工程院院士孙金声看来，深地钻探难度堪比“探月工程”。经过持续数月掘进，钻头抵近地下万米地层时，设备承受高温超过200℃、高压超过130兆帕，一般钻井设备仪器的电子元器件、橡胶件等，均会损坏或失效。“超万米后控制难度极大，就像一辆大卡车在两条细钢丝绳上行驶。”万米深地钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域，也是衡量国家工程技术与装备水平高低的重要标志之一。面对井下的极限温度压力环境，中国石油塔里木油田、西部钻探、宝石机械等多家单位开展联合攻关，攻克了超高钻台大载荷提升系统关键技术难题，自主研制了全球首台12000米特深井自动化钻机，创新研发了220摄氏度超高温钻井液、抗高温螺杆、测斜等工艺技术，万米取芯及电缆等资料录取装备实现突破，175兆帕特高压压裂车、压裂液装备完成生产研发并成功在现场试验，打造形成万米特深井安全高效钻完井等一批关键核心技术。开钻以来，塔里木油田集合地质、工程、装备等精锐力量，组建了9支技术支撑组，为成功突破“深地极限”提供了有力保障，助力该井顶住了井下超高温、超高压、超重载荷等多重考验，在井斜、井径、测井等关键质量指标方面均达到100%的合格率，形成抗特高温水基钻井液、大吨位长裸眼下套管及固井配套技术等7类21项阶段成果，使用的材料、装备国产化率达90%。  3月3日，科研人员在深地塔科1井用显微镜研究地底深处取上来的岩屑。新华社记者 李响 摄近年来，我国不断向地球深部进军，多次刷新深地开发纪录，为实施万米深井工程提供了充分的基础条件、技术储备和经验积累，也为不断刷新“中国深度”奠定了坚实基础。中国科学院院士贾承造表示：“深地塔科1井钻破万米后成为世界陆上第二、亚洲第一垂深井，在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑意义。”  3月3日，科研人员在深地塔科1井研究从地底深处取上来的岩屑。新华社记者 李响 摄  3月3日，科研人员在深地塔科1井用显微镜研究地底深处取上来的岩屑。新华社记者 李响 摄万米“冲刺”成功后，深地塔科1井肩负科学探索和预探发现两大使命，仍在向着目标深度全速钻进。

显微镜是重要的科学仪器，显微镜的诞生，拓宽了人类的眼界，带领人类进入微观世界。利用显微镜，人类可以看到细胞机构、微生物、材料的微观机构等，在此基础上进行研究和分析，从而产生大量发明和发现，推动了科学的发展。自显微镜发明以来，科学家们不断提升显微镜的性能，新技术层出不穷，更强大的显微镜能够进一步提升科技水平。由于显微镜对科学有着重大贡献，显微镜领域的多项重大发明都获得了诺贝尔奖。1953年，荷兰人弗里茨塞尔尼克因因相衬显微技术而获得了诺贝尔物理学奖。1986年，德国人恩斯特鲁斯卡作为透视电子显微镜的发明人，获得了诺贝尔物理学奖。1986年，德国人格尔德宾宁和荷兰人海因里希罗雷尔研制出扫描隧道显微镜，获得了诺贝尔物理学奖。2014年，美国人艾力克贝齐格、美国人莫尔纳尔和德国人斯特凡赫尔凭借超分辨荧光显微镜，获得了诺贝尔化学奖。2017年，瑞士雅克杜博歇、德国人约阿希姆弗兰克、英国理查德亨德森研发出低温电子显微镜，获得了诺贝尔化学奖。其中超分辨荧光显微镜的出现，使得光学显微镜进入纳米级尺度。现在，中国研究团队进一步提升光学显微镜的性能，在光学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。哈尔滨工业大学仪器学院和北京大学未来技术学院合作，在低光毒性条件下，把结构光显微镜的分辨率从110纳米提高到60纳米，该显微镜是目前活细胞光学显微成像中分辨率最高的超分辨显微镜，并实现564帧/秒、成像时间达到1小时以上。中国团队提出了一种计算显微成像算法，可以突破光学衍射极限，加上荧光成像的前向物理模型以及压缩感知理论，同时结合稀疏性与时空连续性的双约束条件，开发出稀疏解卷积技术，提高了时空分辨率和频谱，从而研发出超快结构光超分辨荧光显微镜系统。这项技术适用于大多数荧光显微镜成像系统模态，能够实现近两倍的稳定空间分辨率提升，将在生物科学领域发挥重大作用。麦克奥迪、舜宇光学科技、永新光学和广州晶华光学是目前国内光学显微镜市场份额排名靠前的企业，均为中国企业。但国内高端光学显微镜市场主要被徕卡、蔡司、尼康、奥林巴斯等国外企业占据。随着中国光学显微镜实力不断提升，中国企业有望改变高端光学显微镜市场竞争格局。结语中国通过引进和吸收国外技术，取得了巨大进步，想要进一步提升国家竞争力，就必须自主创新，自主创新需要从基础研究做起，而基础研究离不开科学仪器，研制科学仪器就是打好发展基础。

日本东京大学科学家利用六方氮化硼二维层中的硼空位，首次完成了在纳米级排列量子传感器的精细任务，从而能够检测磁场中的极小变化，实现了高分辨率磁场成像。氮化硼是一种含有氮和硼原子的薄晶体材料。氮化硼晶格中人工产生的自旋缺陷适合作为传感器。研究团队在制作出一层薄的六角形氮化硼薄膜后，将其附着在目标金丝上，然后用高速氦离子束轰击薄膜，这样就弹出了硼原子，形成了100平方纳米的硼空位。每个光点包含许多原子大小的空位，它们的行为就像微小的磁针。光斑距离越近，传感器的空间分辨率就越好。当电流流经导线时，研究人员测量每个点的磁场，发现磁场的测量值与模拟值非常接近，这证明了高分辨率量子传感器的有效性。即使在室温下，研究人员也可检测到传感器在磁场存在的情况下自旋状态的变化，从而检测到局部磁场和电流。此外，氮化硼纳米薄膜只通过范德华力附着在物体上，这意味着量子传感器很容易附着在不同的材料上。高分辨率量子传感器在量子材料和电子设备研究中具有潜在用途。例如，传感器可帮助开发使用纳米磁性材料作为存储元件的硬盘。原子大小的量子传感器有助于科学家对人脑进行成像、精确定位、绘制地下环境图、检测构造变化和火山喷发。此次的纳米级量子传感器也将成为半导体、磁性材料和超导体应用的“潜力股”。(a)六方氮化硼中的硼空位缺陷。空位可充当用于磁场测量的原子大小的量子传感器，对磁场敏感，就像一个纳米“磁针”。(b)量子传感器纳米阵列的光致发光可反应磁场的变化。图片来源：东京大学研究团队

“我预计今年年底提前博士毕业，虽然我的德国导师希望我继续留下做博后，但我更希望能回到老家江苏做科研。而在最近发表的论文里，我和所在团队首次将定量相位成像技术，用于超细光纤显微内窥镜中，实现了最高 1 微米的分辨率、以及纳米级的三维重建。并通过光纤实现无透镜光场成像，借此制备出一款新型无透镜光纤显微内窥镜。”德累斯顿工业大学生物医学计算激光系统能力中心博士生孙佳伟 表示。▲图 | 孙佳伟（来源：孙佳伟 ）此次提出的无透镜光纤显微内窥镜，具备 1000 倍的放大倍率，可通过图像重建让医生“看清”脑部神经元或是组织表面的细胞。（来源：Light: Science & Applications）研究中，他和同事使用无透镜光纤显微内窥镜，对无标记的癌细胞进行高对比度成像，让光纤内窥镜能进一步对体内癌症组织表面进行细胞级的高分辨率成像。这意味着，人们可通过此内窥镜尽早找出病变的癌细胞，实现癌症的早期预警。同时，鉴于光纤内窥镜探针只有头发丝量级，因此可在极大降低创口大小的同时，深入体内的狭小部位，如细微血管、肺泡、耳蜗等进行显微成像。另外，其所搭载的系统基于量产的多芯光纤，可做一次性的内窥镜探头，用完后可以轻松换上新的光纤以作为探头，从而彻底消除交叉感染的风险。据介绍，内窥镜成像（endoscopy）作为临床常用的体内成像方法之一，其常规直径至少在几十毫米以上，且图像放大倍率只有大约 50 倍，只能看清组织大概的形貌。而孙佳伟 的无透镜光纤显微内窥镜的探测端，没有使用任何透镜，探针的直径只有 0.35 毫米，大约在头发丝量级，能大大减轻创口的大小。对于神经外科手术来说，常常需要在大脑或脊柱开非常小的切口，进而通过内窥镜和特殊器械，进行复杂精密的手术。而内窥镜的尺寸越小，手术对患者造成的额外损伤就越小，患者术后恢复得也就越快。▲图 | 新型无透镜光纤显微内窥镜，探针直径仅为 0.35 毫米（来源：孙佳伟 ）多年来，荧光显微成像已成为生物医学中广泛使用的成像方法，通过对样品进行荧光标记、激发和检测，可对荧光标记的样品做以选择性成像，从而提升成像的对比度。此前市面上最新的光纤显微内窥镜，是通过共聚焦扫描来实现体内荧光显微成像，但其需要昂贵的光学系统和复杂的校准流程，同时还得预先对体内组织进行特殊荧光染色。然而，某些情况下荧光剂会影响组织正常功能，用后也不易去除。因此，无标记成像技术对内窥镜尤为重要。定量相位成像，是一种无标记显微成像技术。其原理是通过组织中不同成分的微小相位差，来实现生物医学样品的高对比度成像。从技术手段来讲，进一步重建光场的相位信息，还能实现纳米级轴向分辨率的三维成像，这让定量相位成像也常被用于芯片表面检测。但是，此次提出的光纤内窥镜系统，使用量产化的多芯光纤束作为体内成像探针。虽然多芯光纤束只有三根头发丝那样粗，里面却包含着一万根单模的光纤芯，每一根光纤芯都能独立传播光学信号，而把这一万根光纤芯的光学信号组合起来，就相当于有了一万个能成像的像素。但是，光在每一根纤芯中的传播距离有着微小的差别，而光波的相位又非常敏感，即使是 10 纳米以下的光传播距离差，也会引起可观的相位变化。由于光在这一万根光纤芯中的传播距离各不相同，这会带来非常严重的相位失真，就像把样品的光学信息进行了“加密”，故在多芯光纤束中实现定量相位成像，是一个颇具挑战性的难题。（来源：Light: Science & Applications）找到“解码”光场的“钥匙”那么，如何从“加密”光场信息中恢复样品信息呢？孙佳伟 等人提出一种名为远场散斑转换的算法，可从光纤输出端的散斑中，重建出光纤中的固有相位差，这就相当于拿到了“解码”光场的“钥匙”。这样一来，当使用无透镜光纤显微内窥镜去探测样品时，用这把“钥匙”来“解码”样品的光场信息，就能得到样品的相位信息。另外，鉴于可通过光纤显微内窥镜重建完整的光场信息，这时只用一张散斑图像重建出不同深度的图像，即可实现数字重新对焦，并能把无透镜光纤显微内窥镜的工作距离从 10 微米提到 10 毫米。得益于这样的数字对焦，以后医生们再也不用手动调整焦距，通过程序即可实现实时数字对焦，让无透镜光纤显微内窥镜的易用性得到极大提升。近日，相关论文以《通过超薄无透镜光纤内窥镜进行定量相位成像》（Quantitative phase imaging through an ultra-thin lensless fiber endoscope ）为题发表在 Light: Science & Applications 上。▲图 | 相关论文（来源：Light: Science & Applications）孙佳伟 担任一作兼通讯，德累斯顿工业大学测量和传感器系统技术实验室于尔根W查斯克（Juergen W. Czarske ）教授、以及同一实验室的内克塔里奥斯库库拉基斯（Nektarios Koukourakis ）博士担任共同通讯作者。该工作还得到清华大学精密仪器系曹良才 教授和马克思普朗克光科学研究所约亨顾克（Jochen Guck ）教授的指导。其中一位审稿人评价称，“论文中的实验结果令人信服，清楚地标明该方法能够对样品进行定量相位成像，并验证了三维成像的可能性。该项新技术开辟了在超细内窥镜进行相位成像的广阔前景。”另一个审稿人表示，“作者使用一种全新的计算重建算法，以便远场强度图像获得相位信息，实现了基于光纤的定量相位成像。”（来源：Light: Science & Applications）据悉，该研究主要由德国科学基金会支持，旨在通过自适应控制多芯光纤的输出光场，精准控制癌细胞的旋转。与此同时，对细胞进行全息成像，最终得到癌细胞完整的三维重建图。为了实现在纳米级精度下，用光精准地去控制癌细胞，孙佳伟 耗时一年搭建出一个非常复杂且昂贵的光学系统，单单研发实验器件的控制程序，他就写了近一万行代码。后来，又泡在实验室几个月，终于通过光纤光场调控，对细胞多轴旋转做以实时控制。这项成果的实现也是世界首次，相关论文在更早之前已发表在 Biomedical Optics Express 上 [1]。▲图 | 利用光纤输出光场，癌细胞进行光学无接触操控，实时控制细胞旋转轴（来源：孙佳伟 ）他说：“当时有一个误区，觉得越复杂的系统越高级，固然系统越复杂，需要解决的技术难题也就越多，其中的技术含量也就越高，但是繁杂的系统也就意味着高成本、高投入，难以获得广泛的应用。很多经典的研究，后人看起来其实只是解决了一个很小的问题，但最难的是从零到一的突破过程。”舍弃复杂昂贵的光学器件，只用一根光纤、一个相机和一些基本光学元件，在有限的成本内，通过程序提升成像性能。所以他一直在思考，如何把光学系统化繁为简？于是就有了关于此次论文的初步想法[2]。正好那时，清华大学精密仪器系曹良才 教授课题组的吴佳琛 博士来德国交流，曹教授团队在计算光学领域有着很深的造诣。“在和佳琛沟通了我的想法之后，他也对此特别感兴趣。因为光纤输出端的散斑太过复杂，一开始的算法效果并不理想。后来我们不断改进算法，终于在有天深夜，佳琛激动地跟我说算法成功了。我连忙从床上蹦下来打开电脑，把他的算法和我的代码整合起来，那天晚上兴奋地没怎么睡着。第二天一大早就立马赶去实验室验证算法，结果发现真的能在实验中完美重建出相位图像。”孙佳伟 说。（来源：Light: Science & Applications）计划将光纤显微内窥镜用于临床研究另据悉，因为光学仪器大多都非常精密，外界的微弱干扰都有可能对实验结果产生影响。因此为了减小外部震动，孙佳伟 所在的实验室专门建在地下一层。但是，他的实验室离马路比较近，每次有大型车辆经过的时候，都能在仪器数据上观测到微纳级的抖动。为了得到最佳的实验数据，那几周他每天等到半夜路上没有车的时候，一个人在漆黑的实验室里做实验。功夫不负有心人，最后的实验结果也非常稳定。家庭，也给他提供了软动力支持。他说：“我老婆虽然没有直接参与此次研究，但每次我的实验没有进展、焦头烂额的时候，她总能耐心地安慰我、鼓励我，等我焦躁的心安静下来后，理性地帮我梳理思绪找到问题所在。”据介绍，孙佳伟 是江苏南通人。本科就读于西北工业大学信息对抗技术专业。读研时，他来到德国留学，在波鸿大学读激光与光子学专业。那时，他开始接触到光学实验，并开始从事数字全息成像方面的研究。其说道：“一开始只是单纯觉得激光特别酷，但在实验室待久了之后，我深刻体会到光学实验是一个慢工出细活的过程，慢慢地也喜欢上泡在实验室的感觉。我的硕士论文获得了接近满分的成绩，导师把我推荐到现在的课题组继续攻读博士，我也得以继续从事光学成像的研究。”（来源：Light: Science & Applications）在德国读博更像是工作，他作为一名博士生的同时也是学校雇员，目前其还担任助理研究员一职，要承担一定的教学任务，以及指导本科生和硕士生的毕业论文。为此，孙佳伟 还开设了一门叫做“数字全息技术”的实验课程。疫情期间，他把实验课搬到线上，通过视频给学生呈现光学实验的过程，同时也在线上辅导学生处理数据。当下，他的重心依然是科研。目前的图像重建算法对电脑的硬件要求比较高，后续他计划使用人工智能提升算法效率，让图像重建程序在普通笔记本电脑上也能轻松运行，并能实时重建三维图像。同时，他和导师也申请了与所在大学的附属医院的合作项目，计划进一步将光纤显微内窥镜用于临床研究。参考资料：1.Sun J, Koukourakis N, Guck J, et al. Rapid computational cell-rotation around arbitrary axes in 3D with multi-core fiber[J]. Biomedical Optics Express, 2021, 12（6）: 3423-3437.https://doi.org/10.1364/BOE.4230352.Sun J, Wu J, Wu S, et al. Quantitative phase imaging through an ultra-thin lensless fiber endoscope[J]. Light: Science & Applications, 2022, 11（1）: 1-10.https://doi.org/10.1038/s41377-022-00898-2

导读人类的抗疫斗争已经进入了新的一年，而这场拉锯战的终点似乎依旧遥遥无期。最近，Omicron让美国单日病例以百万量级增长，着实令人紧张，美国知名传染病专家福奇表示，现在我们不要关注发病人数，而应关注入院人数，主要是Omicron病例表现为轻症。为何Omicron目前只引起“轻症”？最近，bioRxiv预印本上一项研究称，这主要是病毒聚集在上呼吸道导致的… … 同时它也给出了一个儿童感染率高的解释：因为儿童呼吸道短，同时他们主要用鼻子进行呼吸，由此推高了儿童感染率。然而，我们并非就认定Omicron杀伤力低。研究者表示，对新冠感染后的长期负作用，我们基本未知。他们还认为，我们不应过分强调死亡率、住院率，而更应该关注新冠今后带来的疾病负担，诸如新冠后遗症等，此前有研究发现新冠对部分人的味觉损伤是长期的。2021年年底，Omicron猝不及防地闯进人类的生活并向全球蔓延。一开始我们对它产生恐慌，之后它主要引起轻症，又让我们放下了警惕。新年伊始，Omicron主导的疫情在欧美世界一发不可收拾：多地出现了新增患者人数“井喷”现象，美国疫情大反弹，单日新增和Omicron累计病例皆打破历史记录，欧洲已报告了累积超过1亿的新冠确诊病例，占全球所有感染病例的三分之一以上。这可能与毒株Omicron的特殊性有关：其引发的轻症现象较以往毒株比较显著，使得安抚人心的舆论还有美政府的“躺平”行为“有法可依”。 然而，科学家阵营还在一线研究当前新冠病毒阵营之首Omicron，探索其感染机制、致病机理和它在新冠病毒家族中的位置，这对防控工作和疫苗研发工作都十分重要。 以下是关于Omicron“轻症”原因的最新研究。不过，该研究成果还在预印本的审议中。研究组测量的是样本小鼠肺部的病毒浓度，并用鼠的体重量化不同突变体毒株对身体器官的伤害。 感染Omicron的实验样品肺部的病毒，浓度比感染其他新冠突变体的啮齿动物至少低十倍。可见与以前的新冠突变体相比，Omicron在肺组织中的病毒载量较低。 同时，研究组还发现，Omicron样本组的动物体重基本不变，而其他组的动物体重迅速下降。a，b，仓鼠感染各种突变体后的平均体重变化；c，d，仓鼠感染Omicron库存1和库存2后的平均体重变化，显示平均体重变化 通常情况下，新冠病毒会造成严重的肺部感染并引发炎症性免疫反应，破坏细胞组织，导致瘢痕形成和人体缺氧。如果受感染的肺细胞较少，则可能意味着病情较轻。于是研究组还使用了一种称为类器官的微型肺模型，结果显示，Omicron在感染肺细胞方面较以往的突变体要少得多。a和b分别表示仓鼠感染各种突变体后，肺和鼻甲中的E亚基因组RNA（sgRNA）水平、N基因组RNA（gRNA）水平。红色条描绘了中位数。 此前有研究表明，新冠突变体利用一种名为TMPRSS2的蛋白质来融合细胞膜造成感染，而Omicron毒株不同，它更喜欢通过直接与细胞膜融合进入细胞，并不能很好地与TMPRSS2结合。于是TMPRSS2被当作观测差异的一个变量被引入。新冠病毒感染细胞 | 图片来源于：Janet Iwasa，犹他大学结果显示，这种蛋白质在肺部和其他器官的许多细胞的表面呈突出形态（容易同新冠病毒结合），但在大多数鼻子和喉咙细胞的表面缺失，说明Omicron对肺部的破坏力较上呼吸道轻。 仓鼠感染后第 4 天的组织病理学检查图像。a，存在与细支气管相关的间质炎症，斑片状实变的多灶区域。b，支气管上皮的中等功率代表性图像。上皮变性的特征是纤毛脱落、核极性丧失和进入气道，伴有下颌肺实质实变。通过以上一系列的研究，研究者可以为病例症状的轻重差异提供一个相对有说服力的解释：Omicron不像上呼吸道中的细胞那样容易感染肺部深处的细胞。 研究者猜测，Omicron的传染性与麻疹相比有过之无不及，如果是因为病毒大部分盘踞于上呼吸道，经过呼吸从口鼻排出高浓度的病毒颗粒导致传染，那似乎一切都解释的通了。 Omicron流行期间，儿童感染率激增？对此研究者给予的解释是，理论上讲，因为幼儿的鼻腔相对较小，婴儿更是只通过鼻子呼吸，所以儿童的上呼吸道疾病往往比成人更严重。因此我们需要关注儿童呼吸道健康，不过目前暂时没有数据表明这样的住院幼儿数量增加（出现喉气管支气管炎等症状则显示上呼吸道严重感染）。 有专业人士评论，11月下旬Omicron基因组的众多突变所引发的担忧尚未得到完全证实，但最初的警报提供了一个警示：病毒如何仅从其基因序列中感染生物体依旧是个谜。 参考文献： https://www.nature.com/articles/d41586-022-00007-8https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.01.02.474743v1.fullhttps://www.nature.com/articles/d41586-021-03794-8

【科学背景】铝纳米线（Al NWs）是一种具有高强度和优异电导、热导性能的一维纳米材料，因其在气体传感器、生物标记和光电子组件等领域的广泛应用而备受关注。与传统金属材料相比，Al NWs具有极少的晶体缺陷，导致异常的电子和声子散射现象，进一步增强了其性能。然而，尽管Al NWs在纳米技术中展现出巨大的潜力，传统的大规模生长方法仍然面临蒸汽压力和化学还原等问题，这给其应用带来了显著挑战。近日，来自浙江大学巨阳及名古屋大学Yasuhiro Kimura教授合作在铝纳米线森林的生长研究中取得了新进展。该团队通过控制固体薄膜内的原子扩散，成功实现了Al NWs在所需位置的大规模生长。研究表明，聚焦离子束（FIB）照射能够创造局部高应力区域，为原子扩散提供了必要的途径，进而促进了垂直NWs的生长。利用FIB优化蚀刻深度，团队显著提高了铝纳米线的密度和长度，成功获得了密度达到180×10⁵ /cm² 、长度达210微米的Al NWs。该研究还通过晶体学分析确认了NWs沿方向生长，显示出单晶高质量的特性。此外，局部晶粒粗化的现象为纳米线生长提供了核心种子，杂质的偏析进一步促进了生长过程。这一研究结果为铝纳米线的高效生产提供了新的方法，并为其在高性能纳米器件中的应用奠定了基础。通过这一研究，课题组不仅克服了传统方法的挑战，还为纳米材料的生长提供了新的思路和技术路径，推动了该领域的进步。【表征解读】本文通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）、电子背散射衍射（EBSD）等多种表征手段，深入探讨了铝（Al）纳米线（NWs）森林的生长机制。这些技术的结合，使我们揭示了铝NWs在局部高应力区域内的生长特性及其微观结构变化。首先，通过30°倾斜SEM图像的分析，本文定量评估了不同聚焦离子束（FIB）蚀刻深度对Al NWs的长度和密度的影响。这些图像揭示了最佳的蚀刻深度可显著提高NWs的生长密度和长度，最高密度达180×10⁵ /cm² ，长度可达210微米。这些结果显示了FIB对提高NWs生长的有效性，为后续的生长机制分析提供了重要基础。接下来，针对FIB照射引起的局部晶粒粗化现象，本文通过STEM技术进行了微观机理的深入表征。STEM低角度暗场（LAADF）图像的分析表明，FIB照射导致了晶粒在表面附近的粗化，而未照射区域则保持超细晶粒的特征。通过这种晶体学分析，我们得到了局部晶粒粗化与NWs生长之间的关联，揭示了在FIB照射区域内，粗大晶粒为NWs的生长提供了核心种子。此外，使用电子背散射衍射（EBSD）技术进一步验证了FIB诱导的晶粒粗化对Al NW生长的影响。通过ACOM-STEM-EBSD对照明区域的定量晶粒分布分析，结果显示，粗大晶粒的存在为NWs的生长提供了必要的晶体方向和结构支持。同时，局部的O和Ga杂质偏析现象也在STEM-EDS和STEM-EELS分析中得到了验证，显示出它们对NWs生长的重要性。在此基础上，通过综合应用SEM、TEM、STEM、EBSD等表征手段，本文深入分析了Al NWs的生长机理及其依赖于FIB诱导的局部晶粒粗化的特性。结果表明，FIB不仅优化了晶粒的分布和结构，还通过调整应力场和各向异性扩散影响NWs的生长路径。这一发现为高性能Al纳米线的制备提供了新的思路。总之，经过多种表征手段的深入分析，本文揭示了铝纳米线森林的生长机制及其微观结构特征。这些研究成果推动了新型金属纳米线材料的制备，为未来在气体传感器、生物标记和光电子组件等领域的应用奠定了基础。通过优化生长条件和微观机理的理解，我们有望在高性能纳米器件的发展上取得进一步进展。【科学图文】图1：FIB 辐射区域的纳米线图像。图2：STEM 薄膜表征。图3：ACOM-STEM 分析。图4: Al 纳米线生长机制的探讨。【科学结论】本文提出了一种创新的铝（Al）纳米线（NW）森林生长技术，通过 FIB 辐射诱导的局部晶粒粗化克服了传统金属纳米线大规模生产中的难题。这一方法突破了以往仅关注驱动力增大的局限，通过精确控制晶粒粗化和杂质分离，实现了高密度、垂直生长的单晶纳米线森林。其次，该技术的可扩展性为其他金属纳米线的生产提供了新的思路，推动了纳米材料在高性能器件中的应用潜力，如气体传感器、生物标记物和光电组件。总体而言，本文的方法不仅拓宽了金属纳米线的生产范畴，还为未来的纳米科技应用奠定了基础，提供了有效的解决方案和新的研究方向。原文详情：Yasuhiro Kimura et al. ,Growth of metal nanowire forests controlled through stress fields induced by grain gradients.Science385,641-646(2024).DOI:10.1126/science.adn9181；

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 大气中超细颗粒物的检测首次有了低成本便携式利器。近日，北京大学物理学院肖云峰研究员和龚旗煌院士带领的课题组，成功制备了基于纳米光纤阵列的全光传感器，新传感器的单颗粒粒径分辨率首次达到10纳米。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 颗粒物的高灵敏传感检测在环境监控、国家安全和生化研究等方面具有重要意义。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、易于操作且灵敏度高等优势，故而传统光纤传感器已在高灵敏检测领域“大显身手”。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 肖云峰对科技日报记者解释：“国际学术界研究表明，当光纤直径减小至光波长量级时，光纤外部产生显著的倏逝场（尺度约在百纳米量级），其对周围环境的微弱变化极为敏感，因此，可利用颗粒物在倏逝场中的散射效应，实现对超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。” /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 据肖云峰介绍，在新研究中，他们首先精确地计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系，预测了纳米光纤传感器的最优几何尺寸和探测极限；随后进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备，并通过优化光纤模式，实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量，粒径分辨率达10纳米。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 课题组利用这一传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测，直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息及实时演化图，以此数据为基础计算得到的细颗粒物质量浓度数据与官方公布的数据趋势符合良好，展示了此成果具有较高的应用价值。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 龚旗煌院士说：“与其他传感器相比，纳米光纤型传感不仅精度高，且成本低、操作简单、便于携带，可快速精准地检测出大气中的超细颗粒物，有望为环境保护和雾霾形成机理研究提供一种新的工具。” /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 这项成果发表在重要光学期刊《光：科学与应用》上，研究得到了国家自然科学基金委、科技部等的支持 /p

碎米率分析仪TPMZ-A可自动分析评价各类大米（籼米、粳米、糯米、丝苗米，特种米、有机米等），碎米率分析仪可分析指标有粒型（每颗米粒的长度、宽度、长宽比和面积）、检测样品总米粒数、长度平均值、宽度平均值、长宽比平均值、整米粒数、碎米粒数、整精米率、垩白米粒数、垩白粒率、平均垩白大小、垩白度、透明度等。功能特点1、国家检测标准：与国标GB/T1350稻谷、GB/T17891优质稻谷或GB1354大米、农业部新标准【大米】NY/T2334-2013等标准相对应。2、单粒米分析：碎米率分析仪自动测量每粒米的粒型、垩白度等参数，自动大批量分析处理与输出结果。3、智能分割黏连米粒：软件可自动识别并分割黏连米粒。4、米粒角色转换：点击对应样品颗粒，可对样品做“整碎米”、“裂纹粒”、“黄米”、“胚芽米”、“阴糯米”和“黑米”的转换。5、标记大米，便于筛选：可在大米图像上添加文字做标记，便于筛选感兴趣大米6、个性化显示参数，便于直观区别：可对分析的参数设置不同颜色方框，便于直观显示与区分碎米、整精米、异常米等各种米质及垩白区域。7、区域选择分析，避免其他米干扰：可手工框定目标区，仅对区域内米质进行粒型、整精米率、垩白度和垩白粒率等分析。8、手动删除杂质：可对异常米进行手动删除，数据可自动更新，检验更准确。9、数据保存与输出：可保存分析数据、排列分布图、对比图，导出Excel表。10、支持云平台：可将分析数据保存到云端随时随地查看。11、软件安全加密：软件采用加密狗+动态二维码方式加密，使数据更加安全。12、打印功能：标配热敏打印机，可以打印大米的数据方便查看。技术参数扫描仪：光学分辨率4800×9600dpi，透扫幅面30 cm×20 cm，最小像素尺寸0.0053mm ×0.0026 mm，一次扫描大米重量可达 30g扫描仪外形尺寸：576 mm（L）×297 mm（W）×118 mm（H）扫描仪重量：6.4 kg扫描仪功率：38 w（15V，2.5A）操作温度：10℃~35℃操作湿度：20%~85% RH单次检测样品量：＜3000粒，推荐样品量约12g长宽度测量误差：≤±0.05mm整精米率误差：≤±1.0%垩白度：≤±1.0%黄粒米重复性误差：≤±0.5%检测指标碎米率分析仪可检测的指标有：大米粒型（每颗米粒的长度、宽度、长宽比和面积）、检测样品总米粒数、长度平均值、宽度平均值、长宽比平均值、整米粒数、碎米粒数、整精米率、垩白米粒数、垩白粒率、平均垩白大小、垩白度、透明度等。

冷冻电镜已成为解析生物大分子结构的最主要技术之一。在冷冻电镜密度图的质量评估中，一个关键的指标是分辨率，即可以通过一致性测试的最精细结构细节的大小。由于样品异质性和辐射损伤等因素的影响，冷冻电镜密度图在不同区域的分辨率是可以不同的；因此，研究者因此引入了局部分辨率的概念。快速、准确、有效地评估冷冻电镜密度图的局部分辨率可以为三维重构和下游结构分析提供指导。目前可用的局部分辨率估计方法存在一些限制，比如需要人工进行参数调整、耗时较长，以及在某些情况下需要以半折密度图 （half map） 作为输入，无法对单个密度图估计局部分辨率等 。 近日，清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心张强锋课题组在Journal of Molecular Biology期刊发表题为： CryoRes: Local Resolution Estimation of Cryo-EM Density Maps by Deep Learning 的研究论文。在该研究中，他们开发了一个基于深度学习框架的人工智能算法——CryoRes，可以直接从单个冷冻电镜密度图中估计出局部分辨率。 CryoRes建立在残差3D U-Net的架构之上，可以在端到端的预测框架下执行精确的局部分辨率估计。通过在1174个实验获得的冷冻电镜密度图数据上进行监督式训练，CryoRes学习到了密度图体像素特征与分辨率之间的关系，从而实现了无需额外输入直接进行局部分辨率的估计。 相对于目前广为使用的基于FSC的方法blocres，CryoRes局部分辨率估计的平均均方根误差为2.26Å，显著优于当前最先进的分辨率估计方法。此外，CryoRes还能够为每个密度图生成大分子表面，其精度比ResMap估计的大分子表面的准确率高12.12%。此外，相较于其他方法，CryoRes克服了一些限制，例如需要输入half map或大分子表面的信息，实现了全自动、无参数、超快速的局部分辨率估计。 另外，CryoRes也适用于冷冻电子断层图数据的局部分辨率估计。CryoRes可在https://cryores.zhanglab.net 上免费使用。图：CryoRes框架 清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心张强锋副教授和清华大学生命科学学院博士后徐魁为论文通讯作者，清华大学生命科学学院2021级博士生代沐芷为论文第一作者，2018级博士生董卓尔为该工作做出了重要贡献。另外，清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心闫创业副教授和2021级博士生孔方也为该工作提供了宝贵的意见和帮助。本工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、清华-北京生命科学中心博士后基金、北京生物结构前沿研究中心、清华-北大生命科学联合中心、上海期智研究院的支持。 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmb.2023.168059

p & nbsp & nbsp 在 2500 年前，希腊哲学家曾对物质的组成问题争论不休。到了约 200 年前，化学家才在理论上发现了亚原子尺度上的结构。 /p p & nbsp & nbsp 而为了看到这些细微的结构，科学家也在不断努力。从 16 世纪的光学显微镜发明以来，400 年后的 20 世纪初，电子显微镜的发明突破了光学显微镜固有的衍射极限(大约 200 纳米)，能够轻易的分辨出单个原子。但对于亚原子尺度的世界，这个分辨率还远远不够。 /p p & nbsp & nbsp 近日，康奈尔大学应用与工程物理系(AEP)教授 David Muller 教授与物理教授 Sol Gruner、Veit Elser 合作，开发出的电子显微镜像素阵列探测器(EMPAD)获得了电子显微镜成像分辨率的最新世界纪录——0.000000000039 m。这项成果发表在7 月 18 日的《 Nature》上，文章的共同第一作者为 Muller 团队的中国物理学博士生姜毅和博士后研究者陈震。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c0a29b66-2dff-4bb5-86e9-b9ce331775d0.jpg" title=" 530c-hfxsxzf9093333.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图 David Muller 、陈震、姜毅 /p p & nbsp & nbsp 为实现这次破纪录的高分辨率，研究人员做出了多方面的努力。文章作者陈震博士就对 DT 君表示：“要实现很高的分辨率对 EMPAD 探测器有很多要求，既需要很大的动态范围，单电子灵敏度和低的噪声，也需要足够快的信号采集速度。” /p p & nbsp & nbsp strong 创纪录超高分辨率：0.000000000039m /strong /p p & nbsp & nbsp 众所周知，电子显微镜之所以能够获得远高于光学显微镜的分辨率，是因为电子波长远小于可见光的波长，但是电子显微镜的透镜却没有这种相称的精度。Muller 称，电子显微镜的分辨率很大程度上取决于透镜的数值孔径。在传统相机中，数值孔径是“f 值”(光圈值)的倒数，所以“f 值”越小，分辨率会越高。 /p p & nbsp & nbsp 一台好相机的“f 值”大约稍小于 2，而电子显微镜的“f 值”大约在 100 左右。Muller 教授称，利用像差矫正器能将这个值降低到 40 左右，然而这远远不够。电子显微镜的透镜存在一个固有的缺陷称为像差，多年以来科学家一直在研究各种各样的像差校正器，以期能够消除这种像差，这就像给显微镜配一副眼镜。然而，像差校正器的作用也很有限。为了校正多重像差，必须使用一系列的校正单元，就像在眼镜上套眼镜再套眼镜一样，这让整个仪器变的臃肿、笨拙。 /p p & nbsp & nbsp 一般来说，提升电子显微镜图像分辨率的方法是增大数值孔径并提高电子束能量，就像光学显微镜中增加物体的照明一样。电子显微镜分辨率的前世界纪录——亚埃级分辨率——是在利用像差校正透镜以及 300 keV(30 万电子伏)超高电子束能量下获得的。通常情况下，原子键的长度大约在一到两个埃左右，所以亚埃级分辨率能够使科学家轻松的分辨单个原子的图像。 /p p & nbsp & nbsp 而利用该 EMPAD 探测器，Muller 团队以单原子层厚度的单层二硫化钼为观测样本，在不使用像差校正器的情况下，获得了电子显微镜成像分辨率的最新世界纪录——0.39 埃。Muller 团队目前所能达到的破世界纪录分辨率，仅需 80 keV 电子束能量。在这一较低的、破坏性较小的低电子束能量下，单靠像差校正透镜获得的分辨率只能达到 0.98埃。 /p p & nbsp & nbsp strong EMPAD 工作原理 /strong /p p & nbsp & nbsp 普通的扫描透射电子显微镜(STEM)工作原理是，通过对样品发射一束狭窄的电子束射击向样品，并通过来回扫描以产生图像。样品下面的探测器通过读取不同强度的电子分布并将信号发送到计算机屏幕上以绘制图像。 /p p & nbsp & nbsp 而 EMPAD 的检测器由 128× 128 的电敏阵列像素组成，每个 150 微米的正方形与一个读出信号的集成电路相连，这有点类似光敏阵列数码相机传感器中的像素，但 EMPAD 不是用来形成图像的，而是检测电子出现角度的，每个电子都可以撞击到不同的像素。 /p p & nbsp & nbsp 结合电子显微镜的聚焦光束，以及叠层衍射成像技术(ptychography)对相位的恢复，探测器允许研究人员在电子通过样品时建立电子位置和动量的“四维”图，以显示内部的原子结构和力。 /p p & nbsp & nbsp “我们可以提取出局部应变、倾斜、旋转、极性甚至磁场和电场。”Muller 说。 /p p & nbsp & nbsp 为了不破坏二硫化钼(MoS2)样品的结构，Muller 团队所用的电子束能量只有 80 keV。尽管电子束能量较低，使用 EMPAD 获得的成像分辨率却很好，电子显微镜能够以惊人的清晰度探测到二维材料中一个缺失的硫原子，这是一种类型的晶格缺陷。Gruner 教授说：“这确实让我大吃一惊。” /p p & nbsp & nbsp 由于 EMPAD 电子显微镜的成像能力超越了最小的原子键长度，所以对方法的测试需要一个新的样品。Muller 团队的 Yimo Han 博士和 Pratiti Deb 想出将两片单层 MoS2 叠加，并且将其中一片相对于另一片旋转一个角度。这样，具有相对角度的两层 MoS2 薄片上的原子投影之间就产生了从全键长到相互重叠的原子间距的分布。“这就像是世界上最小的尺子!”Gruner 教授说。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/630e865d-170a-4020-80d4-6bb55991cc16.jpg" title=" 5804-hfxsxzf9093558.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图 不同技术对单层 MoS2 成像效果（本文使用的叠层衍射成像技术为图d。图源：Nature） /p p & nbsp & nbsp 这种电子显微镜所使用的 EMPAD 探测相机具有超高的动态范围，能够探测超大范围的电子强度——从单个电子到包含数十万甚至百万电子的强电子束。“EMPAD 在不到一毫秒的时间内记录了一个图像帧，并且每个图像帧可以检测到每像素一到一百万个一次电子，”Muller 解释说。“这是是传统电子图像传感器动态范围的 1000 倍、速度的 100 倍。” /p p & nbsp & nbsp strong 亚原子结构的新视界 /strong /p p & nbsp & nbsp 在谈到未来更精细分辨率的显微镜时，陈震博士对 DT 君表示，“更好的探测器和更有效的图像重构算法是进一步提高分辨率的关键。实验系统的稳定性也会对分辨率的提高产生很大的影响。提高电子显微镜成像系统的稳定性和提高采集数据的速度也就是开发出更快的相机都能有效地提高系统的稳定性。这些目前都在发展，在未来五到十年还有可能出现新的突破。” /p p & nbsp & nbsp EMPAD 已由康奈尔大学授权给 Thermo Scientific (原FEI) 电镜公司商业化，目前已经收到几十个订单。“EMPAD 可以安装在大部分现有电镜上，有望代替现在常用的点探测器，也可以作为新的电镜新的标准模块。”陈震博士说。通过这项新的技术，我们终于可以清晰的辨认亚原子结构，这无疑对材料学领域来讲是一大好消息。对于纳米晶体材料、非晶金属等材料，之前我们还只能通过理论推测其精细结构，而现在，终于可以进行精确测量。 /p p & nbsp & nbsp 陈震博士还表示，这种新的电镜方法“可应用在低剂量成像，大视场的亚原子高分辨率成像。也可能实现三维全息原子分辨率结构重构，而这样就能得到材料所有的结构信息。这些方向都是现有的其它 STEM 技术很难做到的，也是电子显微学家们追求的终极目标。在现有技术水平上，该方法已经能够用于解决很多材料、物理和化学领域关心的结构问题，例如二维材料、能源材料和多孔材料等。”此外，“该方法目前已有 3D 成像的实现方法，很有希望在不久的将来实现三维成像。由于可以做低剂量成像，也可能对蛋白质等生物大分子的结构成像。”陈震博士说。 /p p & nbsp & nbsp “现在我们可以更好地了解完整细胞内的过程，”应用和工程物理学助理教授 Lena Kourkoutis 说。低剂量的辐射可实现多次曝光、拍摄细胞过程的延时摄影或从不同角度观看相同的样本以获得更清晰的 3D 图像。Kourkoutis 计划利用这些技术与康奈尔癌症代谢物理中心合作，研究癌症是如何在细胞间发展的。 /p

金属的电解抛光，是一种传统而常用的表面处理技术，通过可控的电化学反应使金属表面溶解（凸起部分溶解速度快）来降低表面粗糙度。利用电解抛光技术，可以获得纳米级粗糙度的镜面光泽表面，而且可以去除前序机械加工遗留的表面和亚表面损伤层。不过，不为一般仅使用该技术的研究者注意的是，在一定的电化学条件下，电解抛光后的金属表面会出现纳米级的图案（pattern），其中对金属铝的研究较多。研究者发现，金属铝（Al）经短时间电解抛光处理后，表面会出现周期或特征周期为几十至一百多纳米的有序条纹状（stripe）、六边顶角状（hexagon）及点状（dot）等多种有序或无序图案。这一现象，已经引起了研究者对其在金属表面微纳工程、微纳模板加工、微纳电子学等领域应用的关注。研究者已经开始深入挖掘纳米图案形成的机理，关键是揭示材料表面结构和界面电化学行为决定纳米图案类型及周期的物理化学规律。但是，目前已经发表的研究，缺少对多晶和单晶铝表面纳米图案形成行为的系统实验研究，定性的多定量的少，零散的多系统的少，难以用来检验和改进现有的表面纳米图案形成理论。其中一个被长期忽略的关键问题，就是铝表面结构差异导致的纳米图案的各向异性。哈尔滨工业大学化工与化学学院的甘阳教授和他指导的博士生袁原（论文第一作者）、张丹博士、杨春晖教授及机电学院的张飞虎教授，首次采用电子束背散射衍射（EBSD）对电解抛光后的多晶铝和单晶铝进行了定量的表面晶体学取向分析，并采用蔡司的Sapphire Supra 55场发射扫描电镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）对纳米图案的类型（type）和周期（size）进行了系统表征和量化分析，揭示了铝电解抛光表面纳米图案的类型和周期对于表面结构和晶体学取向的依赖性的规律。同时，基于表面物理化学的理论框架，对结果进行了深入分析和讨论，定性解释了大部分的实验结果，并指明了下一步的研究方向。研究结果近期以长文形式发表于电化学领域的国际知名期刊Journal of the Electrochemical Society，国际同行评审专家认为该工作是对本领域的重要贡献。甘阳教授课题组首先对多种铝样品的电解抛光表面纳米图案进行了系统的研究：1）多晶铝（polycrystalline Al）中不同取向的晶粒；2）切割角可控的系列单晶铝（monocrystalline Al）样品。通过EBSD测试获得晶粒表面的晶体学取向图，并结合定位SEM表征，他们发现，铝电解抛光表面纳米图案对晶面取向具有依赖性（如图1所示为多晶样品中三个毗邻的晶粒）。（背景知识：描述铝表面晶体学取向的EBSD反极图三角（IPF triangle）中，可划分为围绕三个低指数晶面方向（primary direction，主取向）的晶体学主取向区域—[101] //ND，[001] //ND和[111]//ND，单个晶粒或单晶的表面取向偏离主取向的角度称为取向差角（misorientation angle）。）通过对数十个不同取向的多晶晶粒的逐一定位SEM表征，他们发现了一系列未被报道过的现象（图2）：1）纳米图案类型和周期对晶面取向的依赖性是否显著取决于所属的主取向区域；2）在同一主取向区域内，纳米图案类型和周期随着取向差角的改变呈现渐变性规律；3）对于具有相同取向差角但偏向不同主取向的晶面，纳米图案类型和周期也发生变化；4）在两个或三个主取向的交界处，纳米图案类型和周期基本相同。他们进一步测试和分析了一系列取向差角可控的单晶铝样品（图3），证实了上述多晶样品的结果，并揭示出目前尚难以解释的单晶和多晶样品间的图案周期性大小的差异问题（图4）。图1 （a）电解抛光多晶Al样品的EBSD分析IPF图，（b）放大后的IPF图和IPF三角显示三个相邻的A、B、C晶粒及其所属的主取向区域和各自的晶面取向差角值，（c）三个晶粒的定位SEM形貌图像，相邻晶粒被晶界隔开并交于一点，（d–f）三个晶粒的AFM形貌图像和细节放大图及FFT分析图，（g–i）为对应AFM图中白线段的线轮廓分析图。图2 （a）电解抛光后不同晶面取向的多晶铝晶粒在IPF三角中的位置图，（b–y）不同晶粒表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图3 （a）不同晶面取向的单晶铝样品在IPF三角中的位置图，（b–s）电解抛光后不同单晶样品表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图4（a，b）单晶和多晶样品的表面纳米图案周期（L）随取向差角（θ）变化的L–θ图，上方刻图轴给出了三个主取向区域内与θ对应的所属表面的表面台阶宽度（w）。（c，d）单晶和多晶样品的各晶面在IPF三角中的对应位置图。L–θ图和IPF三角中的几条连线，表示的是连接了近似位于延某个主取向辐射出去的直线上的若干晶面（及IPF三角中的若干对应的点）。为了解释实验结果，他们建立了一系列不同取向晶面的表面原子排列的“平台–台阶”模型（图5），还特别关注了更复杂的“平台–台阶–扭折”表面结构（图6）。尽管尚没有考虑表面驰豫、重构等的影响，他们根据表面结构特征随取向差角的变化规律，解释了实验观察到的纳米图案类型和取向差角的关系。比如，在一个主取向区域内，随着取向差角的增大，表面台阶宽度逐渐减小而不是突变，界面能的变化也应该呈现渐变的特性，这就解释了纳米图案的类型随取向差角改变的渐变现象。此外，在两个或三个主取向区域的交界处，大取向差的晶面的表面结构（平台宽度和台阶处的原子排列）很相似，所以导致纳米图案的类型基本相同。而不考虑上述结构特征，就很难解释实验上观察到的现象。图5（a–f）[001]和[101]//ND主取向区域内6个不同取向差角的晶面的表面“平台–台阶”结构模型的正视图和侧视图。表面单胞用红色平行四边形或矩形表示。（g）6个晶面在IPF三角中的位置图。图6 （a–c）[001]//ND主取向区域内3个取向差角相等但偏向不同方向的晶面的表面“平台–台阶–扭折”结构模型的正视图。表面单胞用红色平行四边形表示，特别给出了平均台阶宽度。（d）3个晶面在IPF三角中的位置图。图7 在电解抛光过程中吸附分子在不同平台宽度“平台–台阶”表面的扩散和脱附行为差异的示意图。（a）宽平台表面；（b）窄平台表面。他们基于表面结构影响电化学溶解和界面分子吸附、扩散行为的理论框架，对文献中现有的“吸附–溶解”理论进行了深化，进一步提出了表面平台宽度和台阶位点的数量会影响电解抛光液中的表面吸附分子（如乙醇）在表面的扩散（以扩散系数表征）和吸脱附（脱附速率常数）行为。取向差角越大，平台宽度越窄（台阶密度也越大），分子在表面的扩散障碍越大，但同时脱附也更困难，这二者的竞争导致图案的周期先增加并逐渐达到峰值后减小。以外，他们还提出了一套结合SEM测量和图像的FFT处理的分析步骤，以此为基准来准确确定准无序纳米图案的平均周期大小，有效避免了单点测量的较大偏差。以上研究工作，对铝及其它金属（如Ti，Ta，Zn，W）及合金的电解抛光表面纳米图案化研究具有普通意义。甘阳教授课题组正在继续深入研究更多实验因素的影响、图案演化的计算机模拟及理论模型的建立，力图全面揭示金属电解抛光表面纳米图案的形成机理。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目等的资助。恭喜哈尔滨工业大学化工与化学学院甘阳老师课题组使用蔡司场发射扫描电镜做科学研究，取得丰硕的科研成果！

光学频率梳（Optical frequency comb，简称“光梳”）由大范围、等间隔的梳齿分量构成，每根梳齿均对应绝对频率，如同在光频上的一把梳子（或标尺）。得益于飞秒激光器和非线性光学的发展，1999年美国标准局和德国马普所的研究团队分别在实验上实现了光梳，解决了绝对光频率计量问题，J. L. Hall和T. W. Hänsch因此贡献而分享了2005年诺贝尔物理学奖。光梳的诞生同样给光谱测量领域带来了革命性突破，分辨率提高到皮米量级，光梳光谱学的新技术和新应用也在不断涌现。双光梳光谱学可以充分利用光梳在频率准确度、频率分辨率、光谱范围和脉冲宽度等方面的优势，在诸多基于光梳的测量技术中脱颖而出。在频域上，双光梳光谱学表现为两个有微小重复频率差异光梳的多外差探测，可以将探测光梳记录的待测谱线，如分子吸收谱，从光频转移到射频。双光梳光谱学可以利用光谱交织技术进一步将分辨率提高至几十飞米量级。然而现有方案测量时间大幅增加，使用温度或驱动电流调节时无法提供绝对频率参考，且分辨率仍有进一步提高至光梳梳齿线宽的较大空间。电光调制光频梳（简称“电光梳”）由对连续种子光的电光调制产生，用于构建双光梳系统时其具有天然的互相干性，无需复杂的锁定电路或相位校正算法，可以大幅降低系统复杂度。此外，由于电光梳具有不受谐振腔腔长限制的重复频率以及可自由调节的中心波长，由其构建的更具应用前景的双电光梳系统受到研究人员的广泛关注。上海交通大学何祖源、樊昕昱教授团队提出了一种新型双电光梳光谱测量方案，将光谱测量分辨率进一步提高到亚飞米量级，相较于现有方案提高了两个数量级。该方案利用外调制的稳频光作为扫频电光梳的种子光，可以在实现低频率误差快速光谱交织的同时，提供绝对光频率参考。图1 亚飞米分辨率双电光梳绝对频率光谱测量技术原理示意图研究团队在分析各性能指标的理论限制和相互制约关系的基础上，将光谱测量技术关注的综合性能指标（光谱分辨率、测量带宽以及测量时间）提高至奈奎斯特极限，并且可以通过多次平均提高测量信噪比。该方案用于测量分子吸收谱线和高Q值光纤法布里珀罗腔谐振谱线的实验结果，充分展示了该方案灵活实现超高光谱分辨率、高信噪比和高刷新率的能力。图2 氰化氢（HCN）气体吸收谱线的光谱测量结果图3 光纤法布里珀罗谐振腔反射谱的光谱测量结果该研究成果将推动超精细光梳光谱学的进一步发展，并在温室气体监测、精密光器件测试、生物化学传感，以及诸如电磁诱导透明等物理现象观测中具有非常重要的应用价值。

日立2011年推出了SU9000超高分辨冷场发射扫描电镜，是世界上分辨率最高的扫描电镜，二次电子分辨率0.4nm和STEM分辨率0.34nm。 日立SU9000采用了全新设计的真空系统和电子光学系统，不仅分辨率明显提升，而且作为一款冷场发射扫描电镜甚至不需要传统意义上的Flashing操作，可以高效的获取样品的超高分辨扫描电镜照片。 对于金属纳米颗粒来说，随着比表面积的大小和量子尺寸效果的不同，它们会带有不同的物理属性。以此为研究点，金属纳米颗粒在催化剂、发光材料或纳米压印等多种领域的应用被广泛期待。 其中相对便宜的银铜纳米颗粒更能够降低成本。现在，我们可以使用TEM/STEM法来观察或控制粒径。 样品提供者：东京工业大学　望月　大（ 様） 　上图即为银铜纳米颗粒的BFSTEM画像和DFSTEM图像。 从BFSTEM画像可看出颗粒大小约为10 nm，高对比度观察下可确认颗粒的分布形式，即2个颗粒相邻或核-壳型分布。此外，从DFSTEM画像的Z对比度可看出银和铜是可以分离存在的。 图(a)是纳米颗粒的DFSTEM图像，图(b)是图(a)视野下的EDX mapping结果。从mapping图像可看出，DFSTEM图像不仅能确认颗粒的位置，还能区分出银和铜。DFSTEM图像中亮度高地颗粒是银，亮度低的颗粒是铜。 样品提供者：东京工业大学　望月　大（ 様） 依据以上结果，可判断出DFSTEM图像的Z对比度和EDX mapping图像是相关的。EDX分析条件： 加速电压30 kV、观察倍数x1200 k、分析时间30分 更多信息请关注: http://www.instrument.com.cn/netshow/C136896.htm 关于日立高新技术公司:　　日立高新技术公司是一家全球雇员超过10,000人，有百余处经营网点的跨国公司。企业发展目标是“成为独步全球的高新技术和解决方案提供商”，即兼有掌握最先进技术水准的开发、设计、制造能力和满足企业不同需求的解决方案提供商身份的综合性高新技术公司。日立高新技术公司的生命科学系统本部，通过提供高端的科学仪器，提高了分析技术和工作效率，有力推进了生命科学领域的研究开发。我们衷心地希望通过所有的努力，为实现人类光明的未来贡献力量。　　更多信息请关注日立高新技术公司网站：http://www.hitachi-hitec.cn/

病理组织检测是诊断癌症的“金标准”。传统的光学成像技术容易受到样品光学背景强、检测信号稳定性差、定量不准确和不同光学方法不能共用等问题的影响。中国科学技术大学的研究团队开发了微米分辨率的肿瘤组织磁成像技术，相较于传统的光学成像检测方法，该技术具有高稳定性、低背景和肿瘤标志物绝对定量的特点。相关成果在《PNAS》发表，题为：A generalized linear mixed model association tool for biobank-scale data。　　研究团队开发了组织水平的免疫磁标记方法，通过抗原-抗体的特异性识别，将磁颗粒特异标记在肿瘤组织中的靶蛋白分子上，将已完成磁标记的组织样品紧密贴附在磁显微镜的检测器上进行磁场成像，最后通过深度学习模型定量分析检测信号，实现微米分辨率的肿瘤组织磁成像。由于生物样本自身一般都没有磁场背景，而且磁信号的高稳定性便于样品的长期保存和重复检测，所以这项技术在分析含光学背景、光透过差和需要定量分析的生物组织时具备明显优势，是肿瘤组织检测领域的重要突破。　　该研究成果不仅在肿瘤临床诊断方面具有广阔的应用前景，也为肿瘤相关研究提供了新的技术支撑。 　　注：此研究成果摘自《PNAS》，文章内容不代表本网站观点和立场。　　论文链接：https://www.pnas.org/content/119/5/e2118876119

仪器信息网讯 5月28日，株式会社日立高新技术(以下简称“日立高新技术”)发布“SU3900SE”、“SU3800SE”系列高分辨率肖特基场发射扫描电子显微镜，可在纳米水平上对大型重型样品进行高精度和高效的观察。高分辨率肖特基场发射扫描电镜 SU3900SE(左) ，SU3800SE(右)该系列最大可观察样品重量达到5 kg。此外，通过搭载日立高新技术SEM系列中最大级别的样品台，可以对直径300mm、高度130mm的大型样品进行观察，从而减少切割样品等加工工序，有助于提高整个过程的效率。并且，新产品在可以进行大型重型样品观察的同时，还兼具样品台5轴(左右、前后、上下、倾斜、旋转)移动。此外，还具有相机导航功能，可以将一系列单独拍摄的图像拼接在一起，从而观察样品全貌，支持观察大型样品时的视野搜索（在测量开始时确定当前测量位置），有助于提高操作性。产品开发背景SEM是用于观察材料表面微观结构的仪器，广泛用于纳米技术和生物技术等多个领域的研发、制造和质量控制。特别是，高分辨率肖特基场发射扫描电镜 (FE-SEM) 可在更高倍率进行观察，在微粒观察、微小异物观察以及元素分析方面的需求不断增加。当观察大型和重型样品时，如钢铁等工业材料及汽车相关零部件，可观察的试样尺寸和重量有限制。在观察前需要进行切割等样品处理，从而增加了观察工作的负担。另外，近年来，SEM更多的应用在控制微观结构，以提高各种材料的功能和性能，以及分析异物和缺陷以提高产品质量。因此，还需要通过进一步提高可操作性来减轻用户的负担，例如提高获取大量数据的效率，以及简化大范围观察时的视野搜索等。主要特点（1）大型重型样品的广域观测由于样品台可以观察到大型重型样品，日立高新技术的大型SEM实现了对直径300 mm、高130 mm、重量5 kg样品的观察。此外，产品既可搭载大型重型样品又具备5轴移动的功能。（2）使用光学相机图像进行简单的大范围移动使用光学相机导航系统可覆盖整个样品台的移动范围，轻松确定样品位置。此外，光学相机图像也可以随样品台而旋转，从而轻松移动样品位置，并在 SEM 图像中顺利观察到样品位置。（3）获取大量数据时减轻用户负担配备可选功能“EM Flow Creator”，可视需要组合倍率和样品台位置等条件设置、焦距及对比度等调整功能，创建一系列观察菜单。通过执行创建的菜单，可进行自动观察，有助于减轻用户的操作负担，并在连续图像采集过程中节省人力。关于SU3900SE/SU3800SESU3900SESU3800SE最大样品尺寸Φ300mmΦ200mm最大可观察范围Φ229mmΦ130mm最大可搭载重量5kg2kg最大可搭载高度130mm80mm今后，日立高新技术将继续完善其“解析、分析”的核心技术，致力于打造解决客户问题的解决方案平台和专用设备，为解决环境问题、强韧、安全和安心等社会问题和客户课题做出贡献。公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助客户实现其目标，共创美好未来。

为贯彻落实《“十四五”工业绿色发展规划》《工业领域碳达峰实施方案》，持续完善绿色制造体系，推进工业绿色发展，助力工业领域碳达峰碳中和，北京市经济和信息化局发布关于征集2022年度绿色制造名单的通知，涵盖绿色工厂、绿色设计产品、绿色工业园区和绿色供应链管理企业四个维度。北京市经济和信息化局关于征集2022年度绿色制造名单的通知有关单位：为贯彻落实《“十四五”工业绿色发展规划》《工业领域碳达峰实施方案》，持续完善绿色制造体系，推进工业绿色发展，助力工业领域碳达峰碳中和，按照工业和信息化部办公厅《关于开展2022年度绿色制造名单推荐工作的通知》工作部署，现组织开展2022年度国家级绿色制造名单申报推荐工作。有关事项通知如下：一、征集方向（一）绿色工厂各申报单位参照《绿色工厂评价通则》（GB/T36132-2018）开展自评价和第三方评价。已发布绿色工厂评价行业标准的（网址：https://www.miit.gov.cn/jgsj/jns/lszz/art/2022/art_0573b5434b8741f8a2f951e743c0d2b1.html），按照行业标准要求进行自评价和第三方评价。为发挥绿色工厂节能降碳引领作用，重点用能行业能效水平原则上要达到或优于《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）》（发改产业〔2021〕1609号）、《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平（2022年版）》（发改运行〔2022〕559号）对有关行业规定的标杆值。未规定能效标杆值的行业，原则上要达到或优于相应国家能源消耗限额标准先进值。（二）绿色设计产品本年度推荐的绿色设计产品范围和标准请登录工业和信息化部节能与综合利用司网站，在“绿色设计产品标准清单”中查看（https://www.miit.gov.cn/jgsj/jns/lszz/art/2022/art_073342a296614db5b67ea862ccb33a74.html），申请产品仅限清单中载明标准的产品。各申报单位应根据标准具体要求，编写绿色设计产品自评价报告。（三）绿色工业园区本市工业基础好、基础设施完善、绿色制造水平高的工业园区可参照《工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知》（工信厅节函〔2016〕586号）中绿色园区评价有关要求开展自评价和第三方评价。此次征集的绿色工业园区是以产品制造和能源供给为主要功能、工业增加值占比超过50%、具有法定边界和范围、具备统一管理机构的省级及以上工业园区，鼓励国家低碳工业园区试点单位开展绿色工业园区建设工作。（四）绿色供应链管理企业本市行业影响力大、经营实力雄厚、产业链完整、绿色供应链管理基础好、在产业链发挥主导作用的链主企业可进行申报，参照《工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知》（工信厅节函〔2016〕586号）中绿色供应链评价有关要求开展自评价和第三方评价。对于电子电器、机械、汽车等3个行业，根据“绿色供应链管理企业评价指标体系”（网址：https://www.miit.gov.cn/jgsj/jns/lszz/art/2022/art_cc5e0d66391145de8e5d9b7d8c813440.html）进行自评价和第三方评价。二、申报要求1.近三年有下列情况的，不得申报绿色制造名单：未正常经营生产的；发生安全（含网络安全、数据安全）、质量、环境污染等事故以及偷漏税等违法违规行为的（以“信用中国”和“国家企业信用信息公示系统”为准）；被动态调整出绿色制造名单的；在国务院及有关部门相关督查工作中被发现存在严重问题的；被列入工业节能监察整改名单且未按要求完成整改的；失信被执行人等。2.本次征集采取推荐申报的形式，符合条件的申报单位须由各区工业主管部门出具推荐意见。3.绿色工厂、绿色供应链、绿色工业园区申报需提交自评价报告和第三方评价报告。申报单位按照相关标准进行自评价后，自主委托符合条件的第三方评价机构开展现场评价，并出具第三方评价报告。绿色设计产品申报采用自我声明的方式，由申报单位根据标准具体要求，编写自评价报告。4.我局将通过专家论证、现场调研等方式择优向国家推荐申报2022年度绿色制造名单。三、第三方评价机构有关要求第三方评价机构要按照《绿色制造体系评价参考程序》（工信厅节函〔2017〕564号）开展工作，对评价报告内容和结果的真实性和准确性负责，并与申报主体自评价活动保持独立性，不参与自评价报告编写。经查实评价过程存在弄虚作假或故意隐瞒受评价方问题的评价机构将列入黑名单，三年内不予采信其所出具的评价结果。开展绿色制造体系相关评价工作的第三方机构要满足以下基本条件：1.在中华人民共和国境内注册并具有独立法人资格的企事业单位、行业协会等，具有开展相关评价的经验和能力；2.具有固定的办公场所及开展评价工作的办公条件，具有健全的财务管理制度；3.从事绿色评价的中级职称以上专职人员不少于10人，其中能源、环境、生态、低碳、生命周期评价等相关专业高级职称人员不少于5人；4.评价机构人员要遵守国家法律法规和评价程序，熟悉绿色制造相关政策和标准规范；5.具备开展绿色工厂、绿色工业园区、绿色供应链等领域评价的能力，近五年主导或参与绿色制造相关评审、论证、评价或省级以上科研项目，或国家及行业标准制定、绿色制造相关政策制定等。绿色制造体系第三方评价工作由申报企业或园区自主委托评价机构开展。按照工信部通知要求，为提高评价质量，同一法人的评价机构（包括与其相关联的企事业单位）开展的本批次绿色制造体系评价项目（包括绿色工厂、绿色工业园区、绿色供应链管理企业）总计不得超过15项，工信部将公开第三方评价机构开展评价工作的通过率。四、材料报送要求1.请参与本次绿色制造的申报单位于2022年10月18日（周二）前报送推荐函和相关申报材料（附件1-5）纸质版一式3份至北京市经济和信息化局产业发展促进中心（北京市朝阳区工体北路6号凯富大厦6层625室），电子版材料通过“工业节能与绿色发展管理平台”（https://green.miit.gov.cn）报送我局。2.请本市范围内开展绿色制造评价工作的第三方机构于2022年10月31日（周一）前将“评价机构年度工作情况报告”（附件6）电子版通过工业节能与绿色发展管理平台（https://green.miit.gov.cn）报送工业和信息化部（节能与综合利用司），另请发送电子版至邮箱jnc@jxj.beijing.gov.cn 。北京市经济和信息化局2022年9月21日附件：推荐汇总表.doc绿色工厂自评价报告及第三方评价报告.doc绿色设计产品自评价报告.doc绿色工业园区自评价报告及第三方评价报告.doc绿色供应链管理企业自评价报告和第三方评价报告.doc评价机构年度工作情况报告.doc

高分辨率X射线三维检测系统是一种能够检测任何物体并在检测中保持物体不被损坏的一种检测方式。现已成为工业、材料、环境、生命科学等领域中常见的检测方法之一适用于对样品进行无损检测、故障分析、过程控制等。 ProCon X-Ray GmbH作为先进的X射线计算机断层扫描系统的制造商，在微纳米级CT用于3D故障分析和3D计量等，已拥有10多年的检测经验。ProCon X-Ray推出的3D和4D CT（带运动的3D）分析系统能提供高品质的图像，帮助您在质量控制需求中提供高分辨性和差异化的功能。 CT-COMPACT NANO是一款紧凑的台式高分辨率X射线三维检测系统，满足各种高应用需求。 除塑料和陶瓷外，ProCon X-Ray GmbH的CT-COMPACT可计算测试吸收材料，如金属和更大的测试件，具有优异的可视化质量。 节省空间的CT-COMPACT NANO可根据客户要求配备高达160 kV的微焦X射线管。为了优化对比度，可以改变检测器距离。对于高放大倍率，可以使用不同的平板探测器。水平定向的X射线束使CT扫描不受重力影响。 CT-COMPACT NANO非常适用于非破坏性测试、材料分析和尺寸测量，尤其适用于内部结构、底切和自由曲面的检测。 适用于广泛的行业：石油和天然气、汽车、电源、牙齿、航天、大学研究等。 特征操作简便非接触式计量兴趣量 - 扫描质量控制独立于材料缺陷识别（空洞，裂缝......）不同的重建算法过滤反投影，代数，统计多个扫描轨迹Circular，Helix，Planar等等许多扫描轨迹的视野扩展体积缩放（Hounsfield）环形伪像抑制和降噪算法光束硬化校正和金属伪影减少用于漂移补偿的抖动校正相位和暗场对比度选项用于编写脚本的Matlab / Python / Labview界面批处理和扫描计划时间分辨CT扫描（4D CT）原位选项实时CT重建使用Flat- panel探测器快速扫描10秒“Industriepreis 2018” - 获奖者创新点：节省空间的CT-COMPACT可根据客户要求配备高达160 kV的微焦X射线管。 为了优化对比度，可以改变检测器间距。 对于最高放大倍率，可以使用不同的平板探测器。 水平定向的X射线束使CT扫描不受重力影响。 CT-COMPACT非常适用于非破坏性测试，材料分析和尺寸测量，尤其适用于内部结构，底切和自由曲面。 CT系统能够检查任何物体而不会破坏它。 3D和现在的4D CT（带运动的3D）是最新的分析系统。

轻松实现5纳米空间分辨率——牛津仪器TKD技术助力纳米析出相研究 结构、成分和工艺决定了材料的性能表现。随着现代电子显微分析技术的发展，特别是大面积能谱和CMOS-EBSD系统商业化的巨大成功，纳米尺度下材料的成分、结构分析已不再是TEM的特权。近日，东莞理工学院王皓亮老师团队通过牛津仪器新一代光纤耦合CMOS-EBSD探测器Symmetry S2，在SEM下轻松表征了Ti22Nb合金中的纳米析出相，TKD空间分辨率达到5 nm。 Ti-Nb体系拥有独特的宽温域线性零膨胀特性，在航空航天、微电子器件、光学仪器等对尺寸稳定性提出严苛要求的高价值工程结构中展现出巨大应用前景。得益于Ti22Nb中a' ' iso析出相在晶向的热收缩特性，调控该相的体积占比和择优取向有助于获得热胀系数为零的合金体系。由此可见，全面理解a' ' iso的析出机理至关重要，而简单、快速、准确的显微分析技术则为材料研发提供了有力支持。简介 近日，东莞理工学院王皓亮老师团队在Scripta Materialia发表了题为Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb的科研成果。文章作者借助中子衍射、STEM-EDS和TKD研究了a' ' iso的析出行为，同时澄清了a' ' iso与基体的晶体学取向关系。牛津仪器应用技术专家王汉霄博士为此项工作提供了全面的电子显微学技术支持，分别使用Symmetry S2 CMOS-EBSD和Ultim Max大面积能谱系统在纳米尺度表征了Ti22Nb合金的组织结构和元素分布。文章摘选 图1显示了Symmetry S2在常规EBSD模式下采集的IPF面分布图。淬火态（water quenched, WQ）Ti22Nb的显微特征以板条状a' ' 马氏体为主，原高温β相晶界仍清晰可见，母相晶粒直径约50 μm。淬火内应力导致晶格发生局部扭转，具体表现为单个晶粒内IPF颜色的微小波动。冷轧态（cold-rolled, CR）样品的位错密度更高，弯曲交错的变形带揭示了较大的塑性应变。Symmetry S2 所采用的CMOS相机技术和光纤板设计使其兼备高速和高灵敏度特点，是表征大变形样品的利器。图1 ：（a, b）淬火态和（c, d）冷轧态Ti22Nb合金的IPF-TD图叠加BC图；（e）热应变曲线 进一步研究表明，冷轧态样品在350 ℃保温10 min后，热胀系数降低至零。为阐明背后的机理，论文作者探索了温度梯度对微观组织的影响，如图2（a-c）所示。a' ' 的板条形貌在250-300 ℃仍得以保留（a' ' ↔β，~150 ℃），升温至350 ℃后出现大量纳米级针状析出物。受限于块体样品的电子-物质交互作用体积，最终选择在Symmetry S2的TKD模式下表征这些析出相，加速电压和步长分别为30 kV和5 nm。EBSD/TKD模式切换仅需一键即可完成，且无需重新校准系统。图2：（a-c）温度对冷轧态样品显微组织的影响，BSE图像；（d）TKD结果，Tmax = 350 ℃样品的IPF图叠加带对比度图；（e）同步采集的STEM-EDS面分布图；（f）晶体学位向关系。 高空间分辨率TKD结果表明，a' ' 相（最小针宽仅10 nm）在β基体中高度弥散分布，且两相满足 a' ' //β关系。图2（e）是利用Ultim Max大面积能谱探测器同步采集的STEM-EDS元素面分布图，结果显示相较于基体而言，针状析出物富含钛元素。综合上述晶体学和化学成分信息，论文作者推测针状析出相与文献中报道的a' ' iso一致，并将图2（c）样品的线性零膨胀特性归因于通过扩散相变形成的a' ' iso。 王皓亮老师团队借助中子衍射、EBSD、TKD和STEM-EDS，在纳米-微米尺度下研究了Ti22Nb合金的显微组织特点，为设计宽温域线性零膨胀钛合金提供了坚实的理论指导。Symmetry S2 CMOS-EBSD和Ultim Max大面积能谱系统的高分辨率优势，在本项工作中发挥出重要作用。

喷雾干燥高产率的秘密1喷雾干燥喷雾干燥被广泛应用于许多领域，目的是将液体转化为粉末的固体状态。料液被分散到热气流中，并通过喷雾干燥技术转化为颗粒。再将这种粉末通过旋风或过滤系统从气相中分离出来。这种干燥技术也越来越多地应用于热敏性材料，如蛋白质、脂类、生物催化剂或传统药物的提取物。小样本量的喷雾干燥不仅用于可行性研究和进一步扩大规模，也可用于小规模生产。因此回收率是工艺评估的关键参数，特别是针对高价值的产品。2旋风技术玻璃制成的旋风分离器已经在工业上广泛应用了一个多世纪。其主要优点是结构简单，且没有活动部件。分离主要是基于气流中颗粒的惯性沉积。在逆流旋流器中，气体通过切向引入使其旋转。这产生的离心力比重力大上百倍甚至到上千倍。颗粒向壁面和旋风器底部移动，而气体向上螺旋到旋风器顶部的气体出口(图1)。旋风分离是一个重要的工业过程，有许多旨在了解和改进其操作的研究，即使从被公认的模型来看，对旋风分离器中复杂的流体动力学行为还未完全理解。旋风分离器研究的目的是在分离速率(更好的产品回收率或更清洁的废气)、压降(更少的压缩机性能要求)和设计(更少的投资成本)之间找到最佳选择。▲ 图1. 逆流旋风分离器示意图3喷雾干燥机的旋风设计对于实验室规模的喷雾干燥机，回收率是非常重要的，已经有几位作者进行了研究，其中 Maa 等人[1998]是最相关的，他们研究了带有标准旋风的 BUCHI 迷你喷雾干燥机 B-190。结果表明，粒径小于 2μm 的颗粒的分离存在极限。这可能导致产品损失进入过滤器。此外，在某些应用中，例如药物输送或纳米技术，平均粒径应小于 2μm，这使得标准玻璃旋风分离器不适合。设计优化 BUCHI 提供了一个台式喷雾干燥机与玻璃旋风分离器结合的导电层，以防止微粒静电结合，从而减少产品损失。而对于作为制药应用中典型基质物质的乳糖，分离性能的差异是明显的(图2)。▲ 图2. 左：无涂层旋风分离器，壁面上的产品损失多；右：有涂层旋风分离器，产品损失少表1 比较了相同干燥条件下的产量。与惯性相比，颗粒直径越小，表面引力越大。因此，内部旋风壁和颗粒之间发生了粘合力，这也导致了自然堆积结构，就像沙漠中的沙丘一样。材料10%乳糖溶液仪器BÜ CHI Mini Spray Dryer B-290干燥参数入口温度165℃出口温度83℃抽气机效率100%进料效率30%回收率无静电涂层的旋风分离器28%有静电涂层的旋风分离器76%表1. 喷涂参数和最终产量:未涂覆和涂覆旋风的比较临近筛孔颗粒，即分离的临界理论颗粒直径，与旋风分离器的直径直接相关，较小的旋风分离器直径使得较小颗粒的分离效果更好。Stairmand[1951]推荐了一种高效旋风分离器的标准设计。基于这些一般的比例和玻璃吹风机的性能，一种新的旋风被开发和优化。此外，产品收集容器的尺寸也缩小了，便于少量处理样品 (图3)。▲ 图3. 小型产品收集容器和玻璃弯头的高效旋风分离器示意图（兼容的所有BUCHI迷你喷雾干燥机型号）4分离性能的测定喷雾干燥过程的分离性能主要是通过测量所收集粉体的质量，并与初始重量的比值来确定的。这仅仅反映了整个过程，并没有量化旋风本身的分离能力。因此，没有在旋风中分离的粉末是通过深床聚酯纤维过滤器来测量的。将高效旋风分离器与标准旋风分离器进行了比较，它们都涂有静电涂层。将不同浓度的盐溶液进行喷雾干燥，得到不同的粒度分布，用激光衍射分析仪测量。当浓度为 1% ~ 20% (w/w)时，平均直径变化在 3.2 ~ 5.7 μm 之间。盐溶液在小型喷雾干燥机 B-290 中喷雾干燥，使用以下参数(表2)。通过小型旋风的压降较高，因此加热干燥空气的吞吐量较低，产生了较低的出口温度。150ml溶液干燥后，用 500ml 蒸馏水清洗过滤器。然后可以用凯氏定氮法对洗涤液进行分析。从氮分析中计算铵盐的量，然后可以确定分离效果，结果如 图4 所示。物料的不同性能对分离性能也会产生影响，因此，分离效果很难预测。在苏黎世联邦理工学院(ETHZ)的一项研究项目中，表明聚乳酸-co-葡萄糖酸(PLGA)的产率可以从 50.6% 提高到 62.0%，这是批量大小仅为 150 毫克和 1500 毫克的样品，这表明了使用小型高效旋风在迷你喷雾干燥机中喷雾干燥极少量产品的可能性。材料1%、5%和20%硫酸铵溶液仪器BÜ CHI Mini Spray Dryer B-290干燥参数入口温度160℃出口温度85℃（标准旋风分离器）出口温度72℃（高效旋风分离器）抽气机效率100%进料效率35%表2. 决定旋风分离器分离速率的干燥参数▲ 图4.两种旋风分离器对喷雾干燥铵盐的分离率的影响5结论本文介绍了一种新型的高效旋风分离器，它比标准旋风分离器具有更高的分离效率，特别适用于小颗粒和高价值产品的分离。当然，BUCHI 喷雾干燥仪可以处理极小批量的高价值产品。6参考文献Maa, Y.F., Nguyen, P.A., Sit, K., Hsu, C.C. [1998] Spray-Drying Performance of a Bench-Top Spray Dryer for Protein Aerosol Powder Preparation, Biotechnol. Bioeng., 60,3, 301-309Sowter, J.K. [1986] Cyclones in industrial processes, Van Tongeren Intl. Ltd. Stairmand, C.J. [1951] The design and performance of cyclone separators, Trans. Instn Chem. Engrs, 29, 356-383

国仪电镜 带你探索 蜥蜴皮肤显色机理 在自然界的奇妙世界中，蜥蜴以其多变的体色而闻名。这些色彩不仅令人着迷，更是蜥蜴生存和繁衍的关键。但这些绚丽色彩背后的科学原理是什么呢？本文将结合国仪量子场发射扫描电镜产品，带大家一起了解蜥蜴变色产生的机理。*本文中所使用的蜥蜴皮肤细胞由中国科学院昆明动物研究所车静研究员课题组提供。 1 扫描电镜下的蜥蜴皮肤自然界中的动物体色，可以按形成机制分为两类：色素色和结构色。色素色的产生是通过色素成分的含量变化以及颜色的叠加实现的，类似于“三原色”的原理；而结构色是通过细密的生理结构反射光线产生不同波长的反射光而形成的颜色，其基础主要是光学原理。下面几张图（图1-4）就是使用国仪量子场发射扫描电镜SEM5000-STEM附件对蜥蜴皮肤细胞中的虹彩细胞进行表征的结果，虹彩细胞具有类似衍射光栅一样的结构，我们暂且称它为晶体片，晶体片能够反射、散射不同波长光。研究发现通过蜥蜴虹彩细胞中晶体片的大小、间距、角度等变化，可以改变它们的皮肤散射和反射的光波长，这一点对研究蜥蜴皮肤变色产生的机制具有重要的意义。扫描电镜下对蜥蜴皮肤细胞进行表征，可以直观地看到蜥蜴不同颜色下的皮肤晶体片结构特点：包括大小、长度、排列方式，使得微观表征与宏观表现生动的关联到了一起。图1 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM图2 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM图3 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM图4 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM结合国仪自主研发的 “Automap”大图拼接软件，可以对蜥蜴皮肤细胞进行大面积的宏观结构表征，最大可至厘米级。因此不论是高倍细节还是宏观区域的表征，国仪电镜皆可满足。“Automap”操作界面国仪量子场发射扫描电镜，具有高分辨成像的优势，且支持选配新型的扫描透射电子（STEM）探测器，可以结合扫描电镜和透射电镜的功能特点，在 30kV 及以下的加速电压下，获得由透射电子形成的高分辨率图像。对于观测电子束敏感的生物样品，有着独特优势。 2 国仪量子场发射扫描电镜扫描电镜以其分辨率高，放大倍数范围广等优点，已经成为了科学研究过程中必要的表征工具。扫描电镜的成像除了能得到样品表面的信息，搭配扫描透射探测器附件，应用透射模式（Scanning transmission electron microscopy，STEM），即可得到物质的内部结构信息。此外扫描电镜上的STEM模式与传统透射电镜相比，由于其加速电压更低，所以可显著减少电子束对样品的损伤，并且可大大提高图像的衬度，特别适合于高分子、生物等软材料样品的结构分析。 国仪量子系列扫描电镜皆可选配此扫透模式，其中SEM5000作为国仪场发射热门机型，它采用了先进的镜筒设计，包括高压隧道技术（SuperTunnel）、低像差无漏磁物镜设计，拥有多种成像模式：INLENS、ETD、BSED、STEM等，且STEM模式分辨率可达0.8nm@30kv。 3 参考文献[1]崔慧海,陈旭,梁爱萍.绿安乐蜥微皮纹和皮肤感受器形态学与组织学研究[J].四川动物, 2023, 42(6):641-649.[2]Camouflage versus running performance as strategies against predation in a lizard inhabiting different habitats[J]. Wan Lixia Liu Zhenxia Wang Tao Yang Minglu Li Jiasheng Sun Hui Niu Chenkai Zhao Wei Jin Yuanting.Ecology and Evolution,2021[3]Real-Time Integration Center of Mass (riCOM) Reconstruction for 4D STEM. Chu-Ping Yu, Thomas Friedrich, Daen Jannis, Sandra Van Aert, Johan Verbeeck. Microscopy and Microanalysis ,2022, 28, 1526–1537.[4]https://www.163.com/dy/article/I2A65GLH051191KO.html

孔隙率在制药行业中的应用孔隙率会影响溶剂渗透片剂固体基质的难易程度，是片剂或颗粒剂产品重要的质量属性。溶剂的渗透速率会影响片剂的崩解和溶出过程，并进一步影响药物的生物利用度和临床疗效。通常，具有确定药物活性成分（API）含量的片剂，孔隙率更高，会更快地溶解，进而更快地释放API。哪些分析技术能够测量孔隙率？使用AccuPyc系列气体置换法密度仪和GeoPyc系列包裹密度分析仪分别测量片剂的骨架体积和包裹体积，结合质量可由此算得相应的密度值。同时，这两款仪器彼此都可根据另一台所提供的密度生成相应的孔隙率值。使用AutoPore系列全自动压汞仪测量片剂的孔道信息。压汞法分析技术是基于在精确控制的压力下将汞压入孔结构中的方法实现的。除孔隙度外，压汞法表征还可获得样品的众多特性，例如：孔径分布、总孔体积、中值孔径、堆积密度和骨架密度等。案例研究：两种方法确定孔隙率研究对象为阿司匹林片。骨架密度、包裹密度和孔隙率数据如下表。无论是气体置换或者压汞法，都能够进入片剂表面的孔隙，因此两种方法得到的骨架密度接近。由于GeoPyc包裹密度的测试中，包裹介质DryFlo的粒径远大于片剂的孔径，所以包裹密度值与AutoPore测得的值有差异。对于压汞法，即使没有施加压力，汞也能进入这些孔隙，因此包裹密度值较大。而包裹密度的差异，也得到了不同的孔隙率结果。总结使用不同的方法都能测得片的孔隙率，用于制剂的过程控制和质量控制。结合片的特性和研究的精度要求，即可选择AccuPyc和GeoPyc系列密度仪联合，也可以选择AutoPore压汞法分析，高效、快速地获得片剂的孔隙率。如您想了解更多关于 Micromeritics 密度测量解决方案的内容，可以观看我们的专题网络研讨会。扫描二维码即可观看。关于 Micromeritics品质、 专业、 可靠， 这就是 Micromeritics。Micromeritics 是提供表征颗粒、粉体和多孔材料的物理性能、化学活性和流动性的全球高性能设备生产商。我们能够提供一系列行业前沿的技术，包括比重密度法、吸附、动态化学吸附、压汞技术、粉末流变技术、催化剂活性检测和粒径测定。公司在美国、英国和西班牙均设立了研发和生产基地，并在美洲、欧洲和亚洲设有直销和服务业务。Micromeritics 的产品是全球具有创造力的企业、政府和学术机构旗下 10,000 多个实验室的优选仪器。我们拥有专业的科学家队伍和响应迅速的支持团队，他们能够将 Micromeritics 技术应用于各种要求严苛的应用中，助力客户取得成功。

在探索宇宙奥秘和理解地球环境的过程中，光谱分辨率扮演着至关重要的角色。它不仅是科学家们洞察物质世界的一扇窗，更是现代遥感技术中不可或缺的一部分。今天，就让我们一起走进光谱分辨率的世界，揭开它神秘的面纱。光谱分辨率是什么？光谱分辨率是指光谱分析仪可分辨出的最小波长间隔，也是其最小可分辨精度，通常以纳米（nm）或波数（cm-1）表示。例如光谱分辨率为1nm,代表设备可分辨出300以及301nm的光。在同一波谱范围内，分的越细，波段越多，光谱分辨率越高，例如1500nm的光波,可被分为300个波段，光谱分辨率为5nm,也可分为150个波段，光谱分辨率为10nm,越高的光谱分辨率可更容易区分和识别目标性质和组成成分。光谱分辨率的度量方式半峰全宽（Full width at half maximum）英文简称FWHM，也称作半高全宽、或半高宽、半波宽。指达到光谱峰高一半处的光谱宽度。如下图如何提高光谱分辨率呢？光谱分辨率受到多种因素的影响，主要包括：1. 光谱仪的光学系统：包括光栅、透镜、滤光片等，它们的性能直接影响到光谱分辨率。2. 探测器的性能：探测器的灵敏度、噪声水平和响应速度等都会影响光谱分辨率。3. 光源的稳定性：光源的稳定性对光谱分辨率有重要影响，光源的波动会导致光谱线的移动，从而影响分辨率。4. 环境因素：如温度、湿度等环境因素的变化也可能对光谱分辨率产生影响。光谱分辨率对我们有什么意义呢？光谱分辨率在科学研究和工业应用中具有广泛的应用，包括：1. 化学分析：高光谱分辨率的光谱仪可以用于化学物质的定性和定量分析。2. 环境监测：通过分析大气中的光谱线，可以监测大气成分的变化。3. 天文学：在天文学中，光谱分辨率对于研究恒星和行星的化学成分至关重要。4. 材料科学：光谱分辨率可以用来研究材料的光学特性，如反射率、透射率等。总之，光谱分辨率是一种重要的光学参数，用于描述光谱仪器的分辨能力。通过了解光谱分辨率的概念、测量方法和影响因素，可以更好地选择和使用光谱仪器，为各种科学研究和实际应用提供更准确、可靠的数据和结果。北京鉴知技术有限公司，简称“鉴知技术”， 是一家以光谱检测技术为核心的专业公司，产品已广泛应用于缉私缉毒、液体安检、食品安全、药品检测等诸多领域，公司致力于为客户提供更先进的产品和更快捷的物质识别方案。

近日，浙江大学光电学院的马耀光研究员在微型高性能光谱仪研究中取得了新进展。研究团队提出了一种具有皮米量级分辨率的微纳光纤锥光谱仪。在这种光纤锥光谱仪中，精心设计的光纤锥几何参数使得输入光激发的少数传播模，可以随着光纤锥的非绝热形变发生耦合、演化过程，进而快速形成大量的高阶模式。这些新形成的高阶模式同时也会随着光纤锥的渐变直径被截止而转化为泄漏模，从而在探测面形成复杂的光学散斑。光谱信息也在这个过程里被编码进散斑图案之中。可以利用基于Transformer的MobileViT模型，快速、高效、准确的对输入光谱进行还原。经测试，光谱仪可以工作在450-1100nm的波段范围内，对输入光的分辨率可达1 pm 数量级。该光谱仪以相对较低的制造难度与成本，在毫米级的空间尺度下实现了皮米级的波长分辨能力。自牛顿利用棱镜观察到色散现象以来，针对光谱技术的研究就在人类发展历程中占据了重要地位。随着光谱分辨率的提高与光谱理论的完善，光谱技术逐步从科学实验领域扩展到了分析应用上，在生物传感、环境监测、天文、医疗等领域都发挥着重要的作用。但是传统光谱仪体积庞大、价格昂贵，因而在实际应用中较难推广。对光谱的测量往往需要使用非常专业的设备或者在专业的检测机构才能进行。近年来，随着微纳技术的发展，微型光谱仪凭借其体积小、重量轻、操作便捷、结构简单、价格低廉等特点，逐渐被人们所重视。但是，针对光谱仪的低成本、小体积、高性能等要求存在内在的制约关系：减小分光和探测元器件的尺寸将导致光谱仪的分辨率、灵敏度及动态检测范围显著下降，同时有可能增加器件的制造难度与成本。如何利用计算光谱技术进行光谱编码与解码是打破这一内在限制的重要前提。微纳光纤（MNFs）是研究纳米尺度光与物质相互作用的优秀平台之一。利用其简洁的几何形貌、强光场约束等优点，研究人员利用自制的光纤拉锥机精确控制光纤锥尺寸，对其内部的传导模式产生有效调控，如图1a所示。a) 基于微光纤锥的光谱编码结构利用非绝热近似下的陡变光纤锥，将输入的少量低阶模式快速转变为大量高阶模式。产生的高阶模式的数量和权重均为输入光场频率的函数。因而，随着高阶模式被光纤锥的渐变直径逐步截止，光谱信息就会随着泄漏的光场被编码进探测到的复杂散斑图案之中。多模光纤拉制的光纤锥内支持的传导模式众多，再加上锥区模式耦合带来的自由度，散斑结构非常复杂，波长的微小改变也会使得散斑有非常明显的变化，从而可以在较小的尺寸内实现高分辨的光谱识别如图1b、c所示。图1光谱仪结构。（a）微型光谱仪图片（b,c）微纳光纤锥区泄漏模图案映射在衬底上的侧视图和俯视图1. 光纤纤芯直径、光纤锥度、锥区长度、拉伸长度等结构参数对光线锥泄漏散斑具有重要的影响。输入光在芯径更大的光纤中，可以激发更多的模式，因此在后续的模式演化过程中可以产生更复杂的散斑，包含更多的光谱特征。图2的仿真结果也验证了这一点。图2 不同纤芯直径拉制得到的光纤锥的散斑仿真。纤芯直径分别为（a）8.2 μm（b）62.5μm（c）105μm2. 在微纳光纤束腰直径一致的情形下，锥区长度越短，锥区角度越大。如图3所示。随着锥区变短，散斑尺寸缩小，由Nyquist采样定理可知，对于一定大小的探测器单元尺寸，系统可以采集的散斑精细结构的质量会随之变低。例如当锥长为750 μm时，散斑尺寸仅为~2 μm。图3 不同锥区长度的光纤锥散斑仿真。锥区长度分别为（a）6000 μm（b）3000μm（c）1500μm（d）750μm3. 通过优化拉制光纤的纤芯直径，拉制过程中的拉伸长度与锥区长度等参数，研究人员在300*600 μm的小尺寸内，得到信息足够丰富的散斑。散斑图样由互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器（CIS）直接获取，如图2a所示。利用自制的微纳光纤拉锥平台和转移平台，研究团队可以高效率、高精度地制备所需要的微纳光纤，并且将其与CIS探测器进行一体化集成。使得最终的样品在保证高集成度的同时，具有良好的稳定性与重复性。并且，制备的光谱仪核心元件的成本不到15美元。b) 基于深度学习的高精确度光谱复原研究人员发现重构型光谱仪的算法选择对重构结果也有较大影响，为了可以实现快速、低功耗的光谱重构，我们采用基于Transformer架构的MobileViT模型进行了训练，用于最终的图像分类与光谱重构。最终，光谱仪准确地恢复了450-1100 nm光谱范围内（受限于实验中采用的CMOS的工作带宽300-1100 nm 与神经网络训练过程中可用的输入光谱范围450-1200nm的交集）被测光谱信息，平均峰值信噪比(PSNR)为46.7 dB。重建的窄带光(彩色实线)和商用光栅光谱仪的地真光谱(图4(a)黑色虚线，Ocean Optics, LEDPRO-50)显示出很高的一致性。单色光的中心波长误差约为0.0223%。线宽误差约为7.37%。并且，光谱仪在图4b、c所示的性能极限测试中也展示出很好的表现：在工作带宽的测试中，可以准确恢复半高全宽为90 nm的光谱。在对于分辨极限的测试中，可以准确还原间隔1.53 pm的双峰信号。图4 光谱仪性能表征。（a）450-1100 nm波长范围内光谱恢复（b）连续光谱的恢复（c）窄双峰的恢复c) 高精度的高光谱探测能力因为微纳光纤尺寸小、光束缚能力强的特点，可以在一个传感器上集成多个微纳光纤锥，实现高光谱成像功能。图5a展示了在CIS上集成20个光纤锥的样品。结合机械扫描的采样方式，可以对例如图5b中的图像，进行高光谱采集。如图5c、d所示，采得的光谱信息具有很好的准确度和色彩还原度。图5 光谱仪高光谱表征。（a）20通道高光谱成像仪（b）彩色贴片图及高光谱复原结果（c）b中各个色块的光谱还原图（d）b中不同色块的CIE 1931色彩空间坐标研究团队利用轻量级Transformer架构的神经网络模型，对微纳光纤锥区泄漏模的干涉散斑进行优化与采集，简洁地实现了基于微纳光纤锥的光谱信息编解码架构，进而构建出一种尺寸在亚毫米量级，分辨率在皮米量级的低成本、高性能微型光纤锥光谱仪。此外通过在CIS上集成多个微纳光纤锥，可以实现高光谱成像的功能。未来，如果在标定过程中进一步考虑偏振态的影响，我们可以同时获得未知光的光谱和偏振态。论文所提出的光谱仪可应用于食品检验、药物鉴定、个性化健康诊断等领域，成本低廉。 本研究得到了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金的资助。论文通讯作者为马耀光研究员，共同第一作者为硕士生岑青青和博士生片思杰。硕士生刘鑫航、唐雨薇、何欣莹也为论文工作做出了重要贡献。本论文的完成单位为浙江大学光电科学与工程学院、极端光学技术与仪器全国重点实验室、杭州国际科创中心、浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心。

为了更加合理地设计高性能的多相催化剂，科学家们不再满足于整体催化机理的研究，他们需要从原子、分子水平来了解单个活性位点的电子结构与催化性能之间的关系。近些年来，扫描探针显微镜与拉曼光谱联用的针尖增强拉曼光谱(Tip-Enhanced Raman Spectroscopy，TERS)，可以同时提供表面形貌与拉曼光谱信息，并可达到亚纳米级的空间分辨率，这使得科学家们可以在纳米尺度甚至原子尺度来表征催化剂表面结构与性质之间的关系。TERS装置图及原理。图片来源：Nature Nanotech.　　日前，厦门大学任斌教授(点击查看介绍)团队采用TERS技术成功地以3 nm的空间分辨率对Pd/Au(111)双金属催化剂表面进行成像，得到了该催化剂表面不同位点电子结构与催化活性之间的关系。相关成果已发表于Nature Nanotechnology杂志，共同第一作者是钟锦辉博士和金曦。(Probing the electronic and catalytic properties of a bimetallic surface with 3 nm resolution. Nature Nanotech., 2016, DOI:10.1038/NNANO.2016.241)。任斌教授。图片来源：厦门大学　　在TERS中，由Au或Ag组成的尖端由扫描探针装置控制，以亚纳米的精度在样品表面进行扫描。当尖端金属被激光激发而产生局部表面等离子共振效应时，在探针与样品表面之间会产生强烈的电磁场，由此所得样品的拉曼信号会被大幅增强。本工作中，研究人员采用电化学欠电位沉积法在Au(111)单晶表面沉积单原子的Pd层，再以异腈苯(phenyl isocyanide，PIC)为拉曼探针分子(异腈苯被催化氧化成异氰酸苯酯)，通过TERS技术获得不同位点处的电子性质与催化性质，从而来研究两者间的内在联系。　　本研究TERS示意图。图片来源：Nature Nanotech.　　研究人员通过控制Pd单层的覆盖量，可以使Au(111)表面进行完全单层覆盖(full monolayer coverage)与80%单层覆盖(0.8 monolayer coverage)，分别标记为PdML/Au(111)和Pd0.8ML/Au(111)，由扫描隧道显微镜(STM)图像可以看出，Pd0.8ML/Au(111)表面由连续性的Pd单层以及Au空穴组成。　　Au(111)、PdML/Au(111)以及Pd0.8ML/Au(111)的STM图像。图片来源：Nature Nanotech.　　接着，研究人员进一步对Pd0.8ML/Au(111)表面进行TERS表征，并惊喜地发现发现台阶边缘处(step edge)的TERS信号相比于平台处(terrace)更强，这可以通过台阶边缘处有效曲率半径减少引起的避雷针效应，以及电荷累积产生的等离子效应来解释。借助于台阶边缘处TERS信号的增强，空间分辨率能够提升到3 nm。在催化剂不同位点处的拉曼信号。图片来源：Nature Nanotech.　　此外，研究人员还发现，与吸附在Pd平台处的异腈苯分子相比，吸附在Pd台阶边缘处的分子N≡ C键削弱，振动频率降低，更容易发生氧化。对此结果，研究人员采用理论计算进行了验证。计算结果表明，与平台处相比，台阶边缘处的金属与异腈苯分子之间有着更强的d-π *反馈作用，这极大削弱了N≡ C键，因而使得台阶边缘处的催化活性更高。　　理论计算比较不同位点处的态密度(DOS)。图片来源：Nature Nanotech.　　来自美国西北大学(Northwestern University)的Guillaume Goubert教授和Richard Van Duyne教授在同期Nature Nanotechnology 撰写了题为“Raman Spectroscopy: Tipping point”的评论，认为此项成果证明了“TERS可以在原子水平解析催化剂表面的结构与活性关系”，有望发展成为“多相催化的一种主要分析技术”。同时他们也提到了未来TERS发展所面临的挑战，“科学家还需要努力提高TERS对基底及吸附物的普适性，即不限于Au或Ag金属以及芳环大分子。”

斥巨资采购128台基因测序仪，一举成为全球最大的基因测序中心，全额收购美国纳斯达克上市公司CompleteGenomics(下称CG)，改变中国生物科技企业被跨国企业单向并购的格局。华大基因向来不按套路出牌。看似有些疯狂的举动，实际是华大基因建立技术优势的精心布局。华大基因的服务规模和测序团队是全球最大的，但在测序技术平台上需购买大批设备和耗材。收购CG实现了资金技术的互补，也使技术优势成为打破原有国际基因市场格局的反击武器。 　　大数据支撑科研新模式 　　通常由于科学技术实现产业化的过程周期很长，但在生物科技领域，尤其是在21世纪以后，生命科学由原来经典的实验科学、作坊式的实验科学变成了工厂式大数据的大科学。这种大科学利用数据分析处理，大大缩短了从科学发现到产业化的过程，使得一家机构同时进行产学研一体化成为了可能。 　　1990年由美、英、日、德、法及中国六国科学家启动的&ldquo 国际人类基因组计划&rdquo ，用10年时间、耗费30亿美元才完成了一个人的基因组测序。2007年华大基因只用半年，不到3000万人民币就完成了&ldquo 第一个中国人基因图谱&rdquo 。省时、高效的基因测序得益于华大基因在大数据背景下开创的新型基因科研模式，华大基因打造了具有全球竞争力的综合性大平台。在强大&ldquo 平台体系&rdquo 驱动下，围绕生命中心法则，建起了测序、质谱、生物计算和国家基因库综合技术平台。 　　测序平台承载着基因测序产业的重任，它使人类进一步解读生命奥妙成为了可能。华大基因测序平台主要以高通量测序平台为主，此外，还包括了罗氏454测序平台及IonTorrent测序平台。测序涉及生物学各领域，包括DNA测序、RNA测序、宏基因组测序、甲基化测序、外显子捕获测序等。此外，还有合成平台、基因分型平台、全基因酶切图谱平台等让测序结果更精确的辅助平台。 　　质谱平台基于高通量质谱技术进行工业规模的蛋白质组学、代谢组学研究及目标分子检测，主要进行蛋白质组学和代谢组学的全谱分析、定量分析、蛋白修饰分析以及目标蛋白、多肽和各种小分子的分析检测，也可以结合基因组、转录组数据展开贯穿性科研项目。 　　信息中心以实现超大规模生物信息学计算为中心任务，不断提升其在高效能计算、云计算服务能力，为海量数据处理提供创新解决方案。华大基因拥有深圳、香港、北京、武汉、杭州等数个大型生物信息学超级计算中心，总峰值计算能力达到212Tflops，总内存容量达到35.9TB，总存储能力达到18.38PB。其位于深圳和香港的集群的峰值计算能力分列国内生物信息领域第一和第二位，有能力为海量生物信息学数据的存储、处理和分析提供稳定而高效的资源保障。 　　国家基因库集生物资源样本库、生物信息数据库和生物资源信息网络为一体，通过建立高水平的生物资源样本库、高效的生物信息数据处理、存储与管理系统以及覆盖广泛的联盟网络，有效保护、合理开发和利用我国生物资源及基因数据资源，充分调动、发挥及整合各地区、各单位的资源和技术优势，积极开展广泛交流与合作。 　　竞争王牌：测序技术革新 　　2013年3月18日，华大基因宣布完成对CG的全额收购。华大在并购完成之后，保留了CG在硅谷的研发团队，并将团队规模扩大了一倍，同时结合中国本土的经验丰富的研发团队共同合作，开发出将投入产业化应用的临床测序技术BGISEQ-1000和BGISEQ-100。新产品大大简化了样品处理的流程，缩短了整个周期，优化了生物云平台，做到一键式、傻瓜式、大数据库支持，能够进入任何一家医院而不需要任何前期测序基础。在临床产品的精度、可重现性和稳定性方面比市面已有技术提高几个数量级，达到99.999%以上的碱基准确性。 　　华大的测序技术采取的原理各有不同，其中代表性的有基于焦磷酸化学发光的454测序技术、基于连接反应的边连接边测序技术SBL、基于锚定探针连接的CPAL技术、基于可逆终止边合成边连接技术(SBS)和测序过程中基于氢质子浓度变化的半导体检测技术。 　　华大测序的特点主要是序列短(30&mdash 150bp)、但是检测通量大(从开始的几百Mb到目前的1Tb以上的通量)、检测周期灵活(几个小时到几天)。正是因为通量高，所以测序的价格已经是第一代测序的万分之一，甚至更低。最早做一个人类基因组测序需要30亿美元，现在测序成本只需要1000美元。 　　如今，华大基因在基因测序领域保持着领先的技术优势，包括效率高、成本低的高通量测序 准确率高的高深度测序 全球领先的基因组组装软件，自主研发的SOAPdenovo软件 而且有着丰富的经验，华大基因已经成功完成几百个物种的全基因组从头测序。 　　产业化新起点 　　如今，华大基因已经进入到产业化的新阶段，除了传统的科技合作项目之外，个人基因检测服务于医疗领域，成为了华大基因发展的新起点。 　　全世界每年约有500万缺陷儿出生，给这些家庭造成了巨大的精神和经济负担。产前筛查、产前诊断是防治出生缺陷的重要方法之一，但是目前的方法都无法达到既精准又安全无创。近年来随着高通量测序技术的发展，DNA测序成本降低，一项新的产前检测技术&mdash &mdash 无创产前基因检测技术应运而生。华大基因在自身高通量测序平台的基础上，于2010年末推出了产前基因检测服务，只需通过采集孕妇外周血，提取血浆中的游离DNA，就可利用测序方法分析胎儿患染色体非整倍性疾病的风险率。目前，除无创产前基因检测技术外尚有针对染色体病、单基因病的众多项目在研发过程中。 　　目前全球基因测序领域处于一个快速向应用转化的产业化、民用化发展阶段。整个基因测序市场中从业公司的估值也都将随着产业的爆发而水涨船高，该领域前景将继续受到投资者和资本市场的广泛关注。 　　基因科技，这个揭示人类生命奥秘的学科，未来必将孕育出全世界最大、最重要的产业市场。

引言近年来, 石墨烯等二维材料与器件领域的研究和开发取得了日新月异的进展。随着二维材料与器件研究和开发的深入, 研究人员越发清楚地认识到, 二维材料中载流子的传输能力是影响其器件性能的一个至关重要的因素。衡量二维材料载流子传输能力的主要参数是载流子迁移率μ, 它直接反映了载流子在电场作用下的运动能力, 因此载流子迁移率的测量一直是石墨烯等二维材料与器件研究中的重要课题。二维材料载流子迁移率的测量方法迄今为止已有许多实验技术来测量二维材料的载流子迁移率，主要分为四大类, 一是稳态电流方法（ 如稳态直流J-V 法和场效应晶体管方法），该方法是简单的一种测量载流子迁移率的方法，可直接得到电流电压特性和器件的厚度等参数。二是瞬态电流方法，如瞬态电致发光、暗注入空间电荷限制电流和飞行时间( TOF) 方法等；三是微波传导技术, 如闪光光解时间分辨微波传导技术和电压调制毫米波谱；四种是导纳( 阻抗) 法。但上述实验方法仍存在一些普遍性问题：1）样品制备要求较高，需要繁杂的电制备；2）只能给出平均值，无法直观的得到整个二维材料面内的载流子迁移率的分布情况，无法对其均匀性进行直观表征；3）测量效率较低，无法满足未来大面积样品及工业化生产的需求。因此，我们亟需进一步优化和开发新的实验技术来便捷快速的获得载流子迁移率。颠覆性的二维材料载流子迁移率测量方法西班牙Das Nano公司采用先进的脉冲太赫兹时域光谱技术创新性的研发出了一款针对大面积（8英寸wafer）石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料100%全区域的太赫兹无损快速测量设备-ONYX[2,3]，可在1 min之内完成厘米样品的载流子浓度测量。基于反射式太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）弥补了传统接测量方法之间的不足和空白。实现了从科研到工业的大面积石墨烯及其他二维材料的无损和高分辨，快速的载流子迁移率测量，为石墨烯和二维材料科研和产业化研究提供了强大的支持。近日，北京大学刘忠范院士团队通过自主设计研发的电磁感应加热石墨烯甚高温生长设备，在 c 面蓝宝石上在 30 分钟内就可以直接生长出了由取向高度一致、大晶畴拼接而成的晶圆高质量单层石墨烯。获得的准单晶石墨烯薄膜在晶圆尺寸范围内具有非常均匀的面电阻，而且数值较低，仅为~600 Ω/□，通过Das Nano公司的ONYX的载流子迁移率测量功能显示当分辨率为250 μm时迁移率依旧高于6,000 cm2 V–1 s–1，且具有很好的均匀性。这是迄今为止，常规缘衬底上直接生长石墨烯的好水平。文章以题为“Direct growth of wafer-scale highly-oriented graphene on sapphire”[4]发表在Science Advances上。图二、电阻及载流子迁移率测量结果 【参考文献】[1] Bardeen J, Shockley W. Deformation Potentials and Mobilities in Non-Polar Crystals[J]. Physical Review, 2008, 801:72-80[2] Cultrera, A., Serazio, D., Zurutuza, A. et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Sci Rep 9, 10655 (2019).[3] Melios, C., Huang, N., Callegaro, L. et al. Towards standardisation of contact and contactless electrical measurements of CVD graphene at the macro-, micro- and nano-scale. Sci Rep 10, 3223 (2020).[4]Chen, Z., Xie, C., Wang, W. et al. Direct growth of wafer-scale highly-oriented graphene on sapphire. Sci. Adv. (2021).

仪器信息网讯 厦门大学颜晓梅教授团队于2014年9月研制成功第一台纳米流式检测仪原型机，2015年10月第四代原型机研制成功，2016年1月中旬在北京计量科学研究院进行第一次试用，2016年6月第一代科研级纳米流式检测仪完美亮相CYTO 2016国际流式学术大会，2016年10月专业版软件NF Profession 1.0研发成功。纳米流式技术发展处于什么阶段？纳米流式技术成果商业化过程有哪些故事？国产仪器自主创新存在哪些痛点和不足？近期，仪器信息网在ACCSI2021现场特别采访了厦门大学颜晓梅教授，请她就上述问题进行了分享。三年实现快速成果转化，粒径表征媲美透射电镜目前，流式细胞仪在生命科学、临床医学等领域是重要的分析检测工具之一。据颜晓梅教授介绍，纳米流式检测技术是基于流式细胞技术，将检测下限推进到纳米尺度。颜晓梅教授团队首创性地结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术，研发成功具有自主知识产权的纳米流式检测技术，实现单个纳米颗粒（7-500 nm）以及外泌体、病毒、细菌、亚细胞器等天然生物纳米颗粒的粒径及其分布、颗粒浓度、和生物化学性状的高通量多参数同时表征。该技术的粒径表征分辨率媲美透射电镜，检测速率高达每分钟上万个颗粒，同时兼备电子显微镜难以实现的生物化学性状分析功能，填补了国际空白。项目团队积极推进技术产业化，成立了厦门福流生物科技有限公司，仅用3年时间就将“纳米流式检测技术”研发成果转化为“中国智造”。 厦门福流生物 纳米流式检测仪点击查看参数详情科学仪器研发平台离不开交叉学科人才培养在采访中，颜晓梅教授强调了复合型科研人才的培养对于国产科学仪器的发展至关重要，科学仪器研制的过程通常是创新技术密集（光、声、电等技术）、管理复杂的活动，需要不同学科的交叉融合，尤其成果转化过程也需要金融、市场等背景支持。因此培养兼具科研、工程和管理能力的复合型人才对于国产科学仪器成果转化具有推动作用。提高纳米医药业核心竞争力，纳米流式未来可期据颜晓梅教授介绍，纳米流式检测技术不仅应用于传统的生命科学、临床医学领域，还在食品药品安全以及能源材料等领域发挥重要作用。并且纳米流式检测仪产业化项目技术密集、附加值高、成长空间大、带动作用强，是纳米医药业核心竞争力的集中体现。 据悉，厦门福流生物科技有限公司生产的纳米流式检测仪目前已经出口到全球顶尖的医疗机构、科研单位和高科技企业，如梅奥诊所（Mayo Clinic，2018年全美排名榜首的医院）、美国德州大学安德森癌症中心（MD Anderson Cancer Center，全球排名第一的肿瘤科研与临床研究机构）、约翰霍普金斯医学院、美国国立卫生研究院（NIH）、外泌体诊断和治疗应用开发领军企业Codiak Biosciences公司、瑞士联邦理工学院（欧陆第一理工大学）、诺和诺德（世界领先的生物制药公司）、瑞典哥德堡大学、德国马尔堡大学、悉尼大学、台湾大学、复旦大学等。