阴极材料研究

据最新一期《自然可持续性》杂志报道，美国佐治亚理工学院领导的多机构团队开发出一种革命性低成本阴极材料——氯化铁，其成本仅为典型阴极材料的1%-2%，但可储存相同数量的电量。该项成果将极大地改善电动汽车市场以及整个锂离子电池市场。研究人员介绍了一种新型、低成本全固态锂离子电池阴极。图片来源：美国佐治亚理工学院电动汽车等大规模能源用户对锂离子电池的成本尤其敏感。目前，电池约占电动汽车总成本的50%，这使得清洁能源汽车比许多内燃机汽车更昂贵。在电池结构中，阴极材料会影响容量、能量和效率，在电池的性能、寿命和价格承受能力方面发挥着重要作用。从2019年开始，研究团队尝试使用氯化物基固体电解质和传统商用氧化物基阴极制造固态电池，结果证明阴极和电解质材料无法兼容。团队最终发现，氯化物基阴极可以与氯化物电解质更好地匹配，从而能提供更好的电池性能。其中氯化铁的晶体结构更适合储存和运输锂离子。目前，电动汽车中最常用的阴极是氧化物，需要大量昂贵的镍和钴，这些重元素可能有毒，对环境构成挑战。相比之下，新开发的阴极只含有铁和氯。这两种元素常见于钢铁和食盐中，储量丰富、价格低廉。在初步测试中，氯化铁的表现与其他价格高得多的阴极材料一样好，甚至更优。例如，它的工作电压比常用的阴极磷酸铁锂更高。截至目前，只有4种类型的阴极成功商业化应用于锂离子电池。新开发的阴极将是第5种，代表了电池技术的一大进步：全固态锂离子电池的开发。团队表示，这项技术或能在不到5年的时间内在电动汽车中实现商业化。总编辑圈点氯化铁的工作电压比现有的电极材料更高，这意味着使用氯化铁的电池会有更大的容量。氯化铁电极有良好的稳定性和较低的退化率，有助于降低电池的更换频率。而且，氯和铁到处都有，这意味着成本的降低和对环境影响的轻微。如果氯化铁能成功商用，对固态电池的意义是划时代的。未来不光电动汽车受益，手机和无人机也将变得更加强劲持久。我们再次意识到，化学和材料学是现代产业的支撑。新的超级材料能为人类的幸福生活提供强大助力。

近期，西湖大学理学院何睿华课题组连同研究合作者一起，发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料，其性能远超传统的光阴极材料，且无法为现有理论所解释，为光阴极研发、应用与基础理论发展打开了新的天地。3月8日，相关论文“Anomalous intense coherent secondary photoemission from a perovskite oxide”，已提前线上发表于Nature期刊。西湖大学博士研究生洪彩云、邹文俊和冉鹏旭为共同第一作者，西湖大学理学院长聘副教授何睿华为通讯作者。全部实验和理论工作都在西湖大学完成。摄影师镜头下，首例具有本征相干性的光阴极量子材料：钛酸锶。光阴极：辉煌的出身，沉寂的领域，现代科技的基石之一1887年，德国物理学家赫兹在实验中意外发现，紫外线照射到金属表面电极上会产生火花。1905年，爱因斯坦基于光的量子化猜想，提出了对该现象的理论解释。这标志着量子力学大门的正式开启，因为这个贡献，爱因斯坦于1921年被授予诺贝尔物理学奖。由此，将“光”转化为“电”的“光电效应”，以及能够产生这个效应的“光阴极”材料，正式进入了人类的视野。伴随着对光电效应理解的加深，人们后来发展出了更完善的理论，能够解释所有光阴极材料的基本性能，并成功预言了当时未知的光阴极材料。这些光阴极材料基本上都是传统金属和半导体材料，大多数在60年前被发现。它们已经成为当代粒子加速器、自由电子激光、超快电镜、高分辨电子谱仪等尖端科技装置的核心元件。这类高精尖设备除了常见于实验室，还被应用在大众生活中，如粒子加速器已被用于治疗癌症、杀灭细菌、开发包装材料、改进车辆的燃料注入等。简单说来，光阴极材料是否“好用”，直接关系着这类设备的性能。然而，这些传统的光阴极材料存在固有的性能缺陷——它们所发射的电子束“相干性”太差，也就是电子束的发射角太大，其中的电子运动速度不均一。这样的“初始“电子束要想满足尖端科技应用的要求，必须依赖一系列材料工艺和电气工程技术来增强它的相干性，而这些特殊工艺和辅助技术的引入极大地增加了“电子枪”系统的复杂度，提高了建造要求和成本。钛酸锶：量子材料之光，光阴极领域的潜在重启者尽管基于光阴极的电子枪技术最近几十年来有了长足的发展，但它已渐渐无法跟上相关科技应用发展的步伐。许多前述尖端科技的升级换代呼唤初始电子束相干性在数量级上的提升，而这已经不是一般的光阴极性能优化所能实现的了，只能寄望于在材料和理论层面上的源头创新。长期深耕材料物理性质研究的西湖大学理学院何睿华团队，意外在一个同类物理实验室中“常见”的身影——钛酸锶上实现了突破。近年来兴起的一大类新的材料——量子材料，以其复杂多变的性质和丰富多样的功能而著称。具有钙钛矿结构的钛酸锶（SrTiO3）是这类材料的重要代表之一。被誉为“钛酸锶之父”、高温超导发现人、诺贝尔物理学奖获得者K. A. Muller教授称钛酸锶为“固体物理中的果蝇”，因为很多重要的固体物理现象都是首先从该材料上发现的，其中还包括许多尚未被理解的现象。然而，以钛酸锶为首的氧化物量子材料研究，其主流是将这些材料当作硅基半导体的潜在替代材料来研究，主要关注的是它们独特的电子学相关性质。但何睿华团队却在实验中发现，这些熟悉的材料竟然同样承载着触发新奇光电效应的能力——它有着远超于现有光阴极材料的光阴极关键性能：相干性（见图1说明），从而极大地弥补了现有光阴极材料的缺憾。图1. 钛酸锶和其他材料的初始电子束能谱分析对比。前者具有更高的初始电子束相干性，具体体现为：电子发射动能能量发散度小于0.01 eV（a），发散角小于2°（b），相比普通材料的约0.5 eV和20°有了数量级上的提升。Nature论文匿名审稿人指出：“与类似实验条件下的其他现有光阴极相比，钛酸锶光阴极最重要的性质是它所发射的初始电子束所具有的相干性有了数量级上的提升。这种性能上的巨大飞跃允许（人们）完整获得具有本征相干性的电子束，而无需为了提高相干性而牺牲电子束流强度。这一发现可能会导致光阴极技术发生范式转变，该技术长期以来一直受困于（电子枪）电子束不能同时具有高相干性和高束流强度的矛盾，（这个矛盾的）根源就在于初始电子束的本征非相干性。”超快电镜专家、论文合作者、西湖大学理学院研究员郑昌喜认为，合作团队发现的重要性“不在于往钛酸锶的神奇性质列表增添了一个新的性质，而在于这个性质本身，它可能重启一个极其重要、被普遍认为已发展成熟的光阴极技术领域，改变许多早已根深蒂固的游戏规则”。角分辨光电子能谱：以子之矛，攻子之盾图片设计师：林晨科学探索常常在意外中触碰出新的火花。为什么何睿华团队能在“常见”的材料上获得新的发现？这得归功于一种强大的、但很少被应用于光阴极研究的实验手段：角分辨光电子能谱技术。以往，由于大部分具有较高性能的传统光阴极材料其表面具有多晶或非晶结构，光阴极领域的主流研究方法依赖的主要是光电流探测，这个135年前已开始使用的实验手段。这也使得一大类新近发展出来的研究单晶量子材料的实验利器无用武之地，其中包括角分辨光电子能谱技术。究其本质，角分辨光电子能谱技术这个技术的工作原理，就是光电效应。它被用于探测材料的电子结构，即了解电子如何在材料里运动。在过去的几十年里，角分辨光电子能谱技术主要用于研究跟材料的光学、电学和热学性质相关的那部分电子结构。受这种强烈的科学关注的驱使，现有大多数实验设施针对相关能量区域内的电子结构测量进行了相应的配置和优化。谁能想到，这个运用了光电效应原理的技术，竟然能“以子之矛，攻子之盾”，挖掘出光电效应中新的物理——在实验中，西湖大学何睿华团队使用了这个源自光电效应的量子材料研究利器，出乎意料地捕捉到了单晶量子材料的独特光电发射特性。通过对角分辨光电子能谱仪进行“非常规”配置，以实现对非常规能量区域内、与光电效应相关的电子结构测量，他们发现钛酸锶优越的光阴极性能来自于其独特的光电发射性质（图2），而这些性质明显不同于所有已知的光阴极材料。可以说，它们几乎在每个主要方面都超出了已有光电发射理论的预期。图2. 普通光阴极材料（a）和光阴极量子材料钛酸锶（b）所发射的初始电子束的区别。关于西湖大学团队的以上结论，角分辨光电子能谱理论权威、论文合作者、美国东北大学教授Arun Bansil进行了理论确认，他指出：“（这个发现）表明我们对光电效应相关物理过程的完整理解缺少一些很基本的东西，而这个缺失的元素可能成为开启整个光阴极量子材料家族之门的钥匙，（这些材料）具有独特的、不为现有材料所具有的光阴极性能。”展望：从理论到应用的待解之谜而发现，往往只是驶向未知浩瀚海洋的第一步。在激动人心的发现过后，何睿华实验室立刻投身于下一步的探索之中。据本成果的第一作者、西湖大学理学院2019级博士生洪彩云介绍，接下来，他们将进一步在理论和应用方面展开对钛酸锶材料的研究工作。在理论方面，既然现有理论失灵了，那就意味着需要建立新的理论，来解释观察到的钛酸锶光阴极性能。何睿华对此给出了一个非常大胆的猜想，跟Bansil组合作提出了一个全新的光电发射机制。按照这个新的理论，他们预测了一大类由此新机制主导的候选光阴极量子材料，实验团队正计划对这些材料预测进行一一验证。在应用方面，既然钛酸锶材料比已有的光阴极材料表现都要更理想，团队也计划与相关领域的团队合作，挖掘这种材料的实际应用价值。何睿华在西湖大学的个人介绍页面上，写着对这所学校的心愿：“希望西湖大学能成为一个具有独特定位，鼓励学科交叉和大胆创新的冒险家乐园”。事实上，首个光阴极量子材料钛酸锶的发现，也正开花于他带领团队进行的长达数年的沉浸式“冒险”探索之中。原本，实验室所进行的一个“小”研究项目是研究量子材料的逸出功（注：在光电效应中，电子跃出材料表面需要付出一定的能量“代价”，即逸出功）。依托物质科学平台的超高真空互联系统，以“高通量”手法批量测量各材料的逸出功时，他们偶然发现钛酸锶有些“与众不同”，并且抓住了这个“意外”，这才得以有了后面的发现。有趣的是，何睿华实验室“无心插柳柳成荫”的发现，似乎在冥冥中，也呼应了人类与光电效应意外“相遇”的起始点——1887 年，赫兹为了证明麦克斯韦的电磁波预言，进行了火花放电实验，而偶然发现了这种神奇的现象。探索前人未达之境。热爱“冒险”的西湖科学家们，将进一步挖掘光阴极材料的更多奥秘。

在国家自然科学基金项目（批准号：12274353、11874053）等资助下，西湖大学理学院何睿华教授团队发现了首例具有本征相干性的光阴极量子材料，其性能远超目前已知的所有光阴极材料，突破了现有理论框架，为下一代光阴极的基础理论、研发与应用奠定了基础。研究成果以“一种钙钛矿氧化物的反常高强度相干二次光电子发射（Anomalous intense coherent secondary photoemission from a perovskite oxide）”为题，于2023年5月18日在《自然》（Nature）期刊正式发表。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05900-4。　　光阴极是一种能够利用光电效应将入射光子转化为出射电子的电极。它是当代粒子加速器、自由电子激光、高分辨超快电子显微镜等前沿技术的核心元件。早在六十多年前，大部分现有的光阴极材料（传统金属或半导体）已经被发现，它们的光电性能也可以被当时已建立的光电发射理论完美解释。长久以来，光阴极领域的发展缓慢，科学家们主要依靠材料工程技术来改善基于既有材料所制作的光阴极的性能。然而，这些光阴极所产生的电子束都存在着“相干性”差（电子发射的方向不一致和能量不均一）的内秉缺陷，由此要获得尖端科技应用所需的高相干性电子束，就必须牺牲光阴极的发射效率。这个限制因素极大地制约了光阴极电子源亮度的提升空间，使之日益难以满足相关前沿技术升级换代的要求。因此，找到具有高相干性的新型光阴极材料将有助于打破当前的困局。　　近年来，具有复杂多变的性质和丰富多样功能的量子材料已成为物理和材料领域的研究热点之一。然而，此前科学家们从未考虑过将这类新型材料应用于光阴极。在本工作中，何睿华教授团队突破了光阴极领域的常规研究对象（具有多晶表面的材料）和常规研究手段（光电流探测），采用角分辨光电子能谱（ARPES）技术探索了具有最简单结构的量子材料SrTiO3单晶的光阴极特性。与量子材料领域的常规ARPES测量不同，团队采用了非常规ARPES配置以测量光电子能谱中跟材料的光阴极性能相关的低动能区域。实验结果表明，具有2×1重构的SrTiO3单晶表面所发射的光电子束，其相干性远高于已知的光阴性材料。研究团队同时发现SrTiO3单晶表现出的优异光阴极性能来源于其表面奇特的光电发射机制——自发相干二次光电子发射，该特性不能被已知的光电发射理论所解释。　　本工作不仅首次发现了一种具有本征相干性的新型光阴极材料，更为重要的是，它对未来探索性能优异的光阴极材料开辟了新视角，有望推动该领域研究范式的变革。此外，该发现本身也清楚地表明在目前光电发射理论框架之外可能存在一种未知的物理过程，有望增进人们对光电发射物理的理解，进一步完善其理论框架。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年7月21日，国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目2017年度进展报告会在北京举办，科技部高科技中心领导、重大科学仪器设备开发专项总体专家组专家、项目咨询专家组专家、项目(课题)负责人和课题主要骨干及仪器信息网编辑近20人参加了本次会议。此次会议的目的是加强项目组织管理，促进项目各参加单位的沟通交流，协调研发工作进度，严格经费管理，尽早发现并解决项目进展中存在的问题，切实推动项目总体工作进展。 /p p style=" text-align: center " img title=" 01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3f902819-8d81-49cb-b119-24ee2674d004.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 会议现场 /strong /p p 　　本次会议由国标(北京)检验认证有限公司副总经理马通达主持，有研总院科技开发部副主任朱宝宏致欢迎词，科技部高技术中心赵亮进行了重大科学仪器设备开发重点专项项目过程管理及中期检查要求的宣讲。 /p p style=" text-align: center " img title=" 02.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cac5df33-dc9a-493b-b5f7-3523e10a630e.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国标(北京)检验认证有限公司副总经理 马通达 /strong strong br/ /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 03.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/b080e8ea-ecc7-4b71-8bf0-4f4d832602d2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 有研总院科技开发部副主任 朱宝宏 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 04.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/7544e463-46c9-4dfe-9b91-a846e8571c2d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 科技部高技术中心 赵亮 /strong /p p 　　项目负责人李继东介绍了项目年度进展情况及下一步工作安排，包括项目基本情况、年度任务与考核指标、项目进展情况及问题、经费使用情况、下一步计划等多个方面。 /p p style=" text-align: center " img title=" 05.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1b3460f2-8e49-4bbf-8e2b-0322c3cdb7bd.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 项目负责人 李继东 /strong /p p 　　国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”(2016YFF0100100)项目所属专项为重大科学仪器设备开发专项，总经费1300万元，其中中央财政专项经费500万元，项目执行期从2016年7月至2019年6月。据介绍，截至目前，各课题分别完成了技术设计方案和设备改造方案，根据方案进行试验研究，装置调试、测试，软件编制等，并完成了2016年度技术进展报告。此外，为了更好的实施想任务，达成目标，设计生产出高强度高稳定空心阴极灯，课题承担单位之间也进行了多次技术交流活动，及时反馈测试结果。 /p p 　　该项目设有4个任务(课题)：空心阴极灯制作工艺及阴极材料加工制备研究、空心阴极灯的产业化研究、原子荧光空心阴极灯检测装置的研发与应用、原子吸收空心阴极灯的性能测试技术研究和测试仪器开发，分别由北京有色金属研究总院，国标(北京)检验认证有限公司、北京吉天仪器有限公司、北京锐光仪器有限公司承担。会议过程中，4个课题负责人也分别介绍了各自负责课题的年度进展情况及下一步工作安排。 /p p style=" text-align: center " img title=" 06.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/15b0afbd-7f3f-4dba-942f-3efa77d9bc70.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 空心阴极灯生产线主任、课题1负责人 李中建 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 07.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/990ea6b2-9dc5-4ad5-8ecd-88d2cdaa697c.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国标(北京)检验认证有限公司 /strong strong 、 /strong strong 课题2负责人 潘元海 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 08.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cc0639a3-05cf-47c7-85e9-c0c8d9bfd83f.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 北京吉天仪器有限公司产品总监、课题3负责人 赵富荣 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 09.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/eb2b6b12-b575-495e-9b60-f6f1a22f50c4.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 北京锐光仪器有限公司总经理、课题4负责人 李毅 /strong /p p 　　据介绍，自2016年7月立项实施以来，各个课题已经取得了一系列的进展。课题1：完成了高强度高稳定性空心阴极灯结构设计方案、云母片与瓷件设计方案、管基装备工程设计等 课题2：在北京有色金属研究总院怀柔基地完成了高强度高稳定空心阴极灯厂房的选址与设计，初步拟定项目所需设备与装置的规划、预算及改造方案，经过调研与询价，确定了拟购置的重要设备等 课题3：对空心阴极灯的发光特性进行了研究，并形成研究报告。此外，还进行了需求分析，形成需求报告，并完成了初版样机加工及装调、样机试用及小批量试测等 课题4：完成了总体设计方案的制定，对单元模块功能、接口进行规划，明确了接口协议、要求，并进行了原理样机装配、走线、调试、测试等。 /p p 　　当然在介绍业绩的同时，各位负责人也介绍了项目进行过程中遇到的一些问题，如厂房建设速度不可控、生产设备需要设计定制，要求高、周期长、费用高等。下一步，各课题将按照计划，完善空心阴极灯的整体及产业化设计方案，并进行样机的进一步改进，进行指标测试，输出测试方案等，并针对前期遇到的问题给出针对性的解决方案，以保障项目研究工作按计划顺利进行和完成。 /p p 　　会议过程中，与会的领导专家肯定项目取得的阶段成果的同时，也就经费管理、技术细节以及各承担单位之间的合作等多方面的问题给出了切实可行的建议。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 333" title=" 10.jpg" style=" width: 500px height: 333px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/20851dfd-b46b-423f-a386-4538ef3ed1aa.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 与会代表合影 /strong /p p & nbsp /p

仪器信息网讯：9月26日上午九点，作为“2016重大科学仪器设备开发专项”中“核心关键部件开发与应用”任务方向的子项目之一“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目启动会在北京远望楼宾馆第七会议室召开。 本次会议的参会人员有科技部高技术研究发展中心刘进长研究员，北京有色金属研究总院科技开发部副主任朱宝宏教授，项目专家组以及北京有色金属研究总院等项目承担单位的项目组关键人员等。启动会由北京有色金属研究总院分析测试技术研究所副所长刘英教授主持。会议现场（一） 朱宝宏教授和刘进长研究员首先分别代表项目主要承担单位和项目上级管理单位致辞。从有关领导的讲话中，笔者了解到此次“重大科学仪器设备专项”的实施方案具有如下三个特点：一、坚持企业牵头，鼓励企业结合国家和自身发展需要，联合科研院所和高等学校的优势力量参与项目研发工作，构建“仪器原理验证—关键技术研发—系统集成—应用示范—产业化”的链条；二、重视非技术因素对成果产业化的影响，组织专家对企业工程化和产业化措施和方案、企业的资质和能力，以及知识产权和利益分配等进行评审把关；三、结合科学仪器开发的特点，强化利益共享、风险分担机制，对企业牵头的项目，实施专项经费后端资助政策。 随后，项目负责人李继东教授向参会人员详细汇报了项目基本情况及启动准备情况。据李教授介绍，作为本项目的牵头单位——北京有色金属研究总院具有空心阴极灯光源研究生产的悠久历史，50余年来致力于原子吸收分析技术仪器和方法的研究，尤其空心阴极灯的研究，开发，生产和应用，已形成有一定实力的科研-生产-应用联合体。李继东教授在讲话中特别指出，北京有色金属研究总院曾经承担过多项国家项目，取得国内专利 14 项，国外专利2项，建立技术标准1项，拥有完整的生产线，可以生产元素周期表中大多数元素各种型号的空心阴极灯，年生产能力达数万只，占有国内90%以上高端市场份额。李教授表示，本次“重大科学仪器设备开发”重点专项将为空心阴极灯的研究和产业化提供新的契机。项目组将在以往技术积累的基础上，从优化空心阴极灯结构设计、研究新型阴极材料、改善生产工艺等方向着手，找到影响关键指标的因素及改善方法；开展工程化和产业化开发，形成工程化和产业化能力。项目组预期项目完成时，指标将达到或部分超过指南要求，获得高强度、高稳定空心阴极灯光源，为原子吸收和原子荧光光谱仪等仪器提供可靠的核心部件。 在谈到本项目在研究过程中将体现哪些优势时，李教授表示，首先本研究将充分利用北京有色金属研究总院人员、设备和技术等方面的优势，根据金属材料的不同特性研究采用相应方法进行阴极材料制备，这也是空心阴极灯的关键技术。其次，本研究将发挥北京有色金属研究总院在无机材料成分和组织结构分析方面的优势，对空心阴极灯阴极材料进行原子尺度的微结构分析，从研究材料微观组织结构和化学成分的方向入手分析阴极材料变化导致空心阴极灯寿命终结的原因，以及对发光稳定性、噪音的影响。 会议现场（二） 在会议的专家指导及交流环节，专家们表示，鉴于北京有色金属研究总院在空心阴极灯的研制方面历史悠久、基础雄厚、且目前的市场占有率高，拿下这个项目应当说是实至名归。同时，大家对于空心阴极灯的未来市场也持较为乐观的态度（据了解，目前国内空心阴极灯市场大概是9万只/年，而且绝大多数是国产产品）。以空心阴极灯的主要应用仪器之一原子吸收光谱仪为例，由于原子吸收光谱仪的一些独特优势，譬如所需耗材较之ICP仪器容易获得（这一点对于偏远地区尤为有利）；对操作人员的要求低，特别适合于企业使用等。因此在可预见的未来，原子吸收光谱仪将会继续发展，而不会为其他仪器所取代。很自然，作为原子吸收光谱仪的重要部件之一——对于空心阴极灯的需求未来也将会继续增长。而开发出寿命更长，发光同心度更优的空心阴极灯反过来也会进一步促进原子吸收光谱仪的应用普及。

经过为期半年的实验，近日，贵冶中心化验室成功制备出了阴极铜标样，成为全国为数不多可以制备阴极铜标样的化验室，不仅为工厂节省了大量成本，也为《阴极铜直读光谱分析方法》的修订做足了准备。　　贵冶中心化验室是英国伦敦金属交易所认证的国内注册铜化验分析检测单位之一。在日常检测及高精度检测中，需要使用精密分析仪器——直读光谱仪和原子荧光光谱仪，而这类仪器又要用到标样作为检测的基础参照。贵冶每年都要投入一定成本外购样标。　　2015年初，国家标准委员会要求贵冶对2003年主起草的《阴极铜直读光谱分析方法》进行修订。按照规定，贵冶需要准备一套18种杂质元素且含量呈阶梯段递增的阴极铜标样给同行做验证检测。　　能不能自己动手制备符合要求的标样?这样不仅可以省下外购标样花费的成本，还可以锻炼队伍。贵冶中心化验室负责阴极铜检测的成品一班接受了这一挑战。　　标样制备工作从2015年3月开始，经过集思广益，成品一班最终制定出制备方案：先参照阴极铜浇铸方法浇铸出涵盖18种高杂质含量的铜样品(母样)，然后从母样中切削出需要的质量，配以不同比例的阴极铜制作出5个不同含量段的子样，最后，再确认子样的准确含量。　　项目启动后，大家遇到的困难远比想象的要大得多，可大家没有气馁，碰到困难就克服困难：没有方法，大家就借鉴工厂阴极铜样品浇铸制备的方法 没有浇铸设备，大家就到铜材公司、贵冶原料部和一车间借来磷铜原料、石墨坩埚等。2015年8月份，所有的设备材料都准备齐全，标样制作实验开始实施。浇铸、加工成屑、混匀、再浇铸，经过连续上百次的反复实验，最终成功制出符合要求标样。2015年10月份，成品一班通过原子荧光法、ICP光谱法、直读光谱法等多方法进行比对实验，结果显示：样品杂质元素含量及均匀性，均达到标样要求。

2024年2月1日，中科盈德（泰州）测控技术有限公司为交通部绿通快速检测项目研发生产的全球首台套冷阴极无损检测交通专用设备已顺利完成，即日将前往青岛高速集团灵珠收费站完成现场交付。中科盈德（泰州）测控技术有限公司聚焦于激光超声、冷阴极无损检测等多种世界领先的高端创新无损检测技术设备的设计开发、成果转化与生产制造，是全球唯一一家掌握自主知识产权，能够提供全系列激光超声、冷阴极无损检测等技术做为工业系统全方位无损检测解决方案的企业。中科盈德一直用更安全、更方便、更有效的创新技术引领世界无损检测行业的发展方向、开拓新领域、开发新市场，并以走向世界为企业的发展目标。高速公路绿色通行是指在高速公路收费站设立专用通道，对鲜活农产品车辆实行优惠政策的安全、快捷的便利通道。自2005至2023年，交通部、国务院、财政部、国家发改委等相继印发了一系列关于全国高效率鲜活农产品流通“绿色通道”建设实施方案的通知，运载符合绿通目录内鲜活农产品的流通车辆，经道路部门检测后，装载率达到80%以上的，可以享受国家给予的相关道路免费通行的绿通优惠政策。2021年10月交通运输部路网监测与应急处置中心印发了收费公路联网收费预约通行服务规程，明确指出了使用数字自动检验设备的查验方式。规划了将逐步建立以自动检测为主、人工查验为辅的鲜活农产品运输绿色通道的规范检测体系。目前各地交通部门主要的绿通检测方式，仍然是以收费站工作人员的人工检测为主，存在着效率低、风险大、偏差大、争议大、易勾结逃费、高投诉等各种棘手问题，在部分地区虽有进行数字自动检验设备的试点工作，但因其技术原理上的缺陷，存在诸多问题，无法做进一步的推广。这样的现状既影响了国家惠民政策的具体落实，又给交通管理部门的声誉带来了负面的影响，也给国家形成了长期可观的经济损失。因此多年以来，国家相关部门一直亟待能有更先进的数字自动检测设备出现，需要更好的创新技术为绿通快速检测项目带来更安全、更高效、更可靠的系统解决方案。中科盈德基于自有知识产权、自主研发完成了世界首台套冷阴极无损检测交通专用设备，领先使用世界最先进的创新型冷阴极无损检测技术生产的绿色通道快速检测系统，通过颠覆百年未变的热阴极无损检测的产生原理，很好的解决和提升了安全、效率等多个原有的卡脖子疑难问题，比较起传统的热阴极无损检测产品，具有诸多的革命性的优点：更加安全、小型轻便、无需预热、节能高效、更长期限使用寿命等等。因其采用先进的数字脉冲技术，响应速度快、对外部影响小、更加安全可靠，对于检测工作人员和广大物流驾驶员来说，这是更安全、更高效的创新型无损检测技术手段。产品采用数字图像分析系统，检测结果比传统人工检查更方便、更快捷，也更少产生争议，且节能省电、绿色环保，即时检测，即时出结果，使得绿通快速检测的通过流程更快速、更高效、更安全！中科盈德的新一代冷阴极无损检测技术，可以较好的解决交通部门长期以来最为关心的安全性等诸多技术痛点和社会关切问题，具有较好的经济效益和社会效益。中科盈德创新型冷阴极无损检测技术在以安全性、可靠性为代表的多个重要方面，已经有了革命性的提升和进步，未来还可以通过不断的开发，做进一步的迭代增强，如增强穿透功能、多角度立体成像功能、AI智能识别功能、大数据分析等，使中科盈德的绿通系列产品具有持续迭代升级的能力，始终走在无损检测技术发展的创新前沿。中国具有全世界最多的高速公路里程，各地交管部门对于绿通快速检测产品普遍具有较大的需求，随着绿通快速检测产品的逐步推广，每年将会为国家挽回上百亿的道路通行费损失，也能够为企业带来进一步践行创新型科技发展的机遇。2024年1月山东省高速首先启动了绿通快速检测项目的试点工作。山东省首批计划改造收费站点约825个，交通部计划自2024年起，开始向全国逐步推广，全国共有近5万对收费站点需要逐步进行安装，产品每五年进行一次强制性更换，绿通快速检测产品每年约有400亿元的市场规模。现在已有数个省份的交通部门计划加入今年的推广之中，目前各省交通部门的订单意向汇总已接近4000台套，价值近80亿元人民币。高速公路绿通快速检测项目的研发完成，是中科盈德创新型冷阴极无损检测技术成长历史上的一个里程碑，这也是企业自主知识产权的冷阴极无损检测技术在进入航空航天、半导体行业、核能核电、国家电网、船舶制造、医疗等领域之后，新进入的又一个重大应用领域，是对热阴极无损检测技术的一次产业迭代革命，让自主知识产权、世界领先的冷阴极工业无损检测装备得到进一步的推广和普及，用创新科技解决原有的各种卡脖子难题，这对于助力中国从工业制造大国向工业制造强国的进一步提升，具有重大的积极意义和良好的社会效益！此次中科盈德绿通快速检测项目的交付，将有机会让我国的冷阴极无损检测技术，从技术原理、专利发明、到实际应用，再到商业价值，都能够走在全世界的最前沿，未来有机会彻底地改变世界无损检测技术的面貌与行业市场的格局！中科盈德的冷阴极无损检测产品，既是照出万物的智慧之光，也是企业自身的发展之光，更会是一束迈向世界，今后让国人都能够引以为自豪的希望之光！展望未来的创新发展之路，冷阴极无损检测产品的前景无限！

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在华洋科仪同澳洲PHOTRON公司合作十二周年到来之际，为回馈中国地区广大空心阴极灯用户，现推出空心阴极灯特价优惠活动!!! 澳洲PHOTRON为国际著名空心阴极灯灯制造厂商之一，该公司以其多年的光源制造经验和材料与在阴极表面新技术相结合的优势，使得产品具有高稳定性和可靠性，运行寿命在5000mAHr以上的特点，赢得了各地区疾病预防控制中心、出入境检验检疫局、环境监测站、医院、科研院所及高校等一致信赖。本公司现对以下元素的空心阴极灯进行特价活动。 元素 限额 公开报价（RMB） 优惠价（RMB） As砷 100 2580.00 1806.00 Cd镉 100 2580.00 1806.00 Ca钙 100 2290.00 1603.00 Au金 100 3090.00 2163.00 Pb铅 100 2580.00 1806.00 Ag银 100 2580.00 1806.00 Na钠 100 2290.00 1603.00 Zn锌 100 2580.00 1806.00 另提供多种单元素灯，多元素灯，带识别码元素灯及超强元素灯。 活动日期：2010年8月1 日至2010年 8月31 日 联系人：孙峻林 联系电话：0411-82364123/5/6/7/8 传真：0411-82364006E-mail: jack@dhsi.com.cn 大连华洋分析仪器有限公司 2010年8月1日 本活动最终解释权归华洋科仪所有

苏州德尔微仪器喜获西电阴极射线荧光系统订单按照招投标流程，经过系列流程严格论证，西安电子科技大学2017年7月7日发布中标公示：先进材料与纳米学院最终选择delmic公司创新研发的阴极发光成像系统sparc，服务于该校郝越院士团队在宽禁带半导体材料的研究。用户认为该产品具有独特的先进性，在灵敏度，系统高度集成性，硬件模块化设计和软件开源对于先进材料研究有重大帮助，尤其在优化的紫外波段的分析。系统还有全球独有的角分辨功能，后续在需要的时候可以灵活升级。该套系统由著名的nanophotonics方面的研究专家，来自荷兰amolf 的polman教授团队超过10年的研究， 荣获2014年mrs材料表征创新大奖。后经荷兰delmic商用服务于先进材料研究、纳米光子学、光子晶体、表面等离激元、光伏、半导体材料、药物活性等多种领域。sparc阴极发光系统具有收集镜自动精准对准，高效率光传输和灵敏度、光路系统模块化设计灵活可选、多种探测器对应不同应用、全球独创的角分辨解析功能、软件完全开源等独特优点。 目前已经得到欧美数十家著名学府和公司的认可和使用，中国区域目前为止已有两家客户购买，意向客户快速增长。苏州德尓微仪器作为delmic公司中国代理商， 致力于引进先进技术产品和服务科研团队。 关于德尓微 苏州德尔微仪器有限公司，位于苏州生物纳米园。创新服务于电镜实验室，致力于创新样品制备工艺和装备、极致探测手段和表征方法。创造和引进先进的实验方法和表征手段，为中国电镜在纳米科技，先进材料和生命科学等领域的突破提供最有力的高端设备。 作为荷兰delmic公司中国授权代理商，我们提供集成光电联用（iclem）和高性能角分辨荧光成像（angle-resolved cl）电镜附件和服务。 同时，公司创新推出超微加工服务和自主开发制样仪器设备，服务科研群。 助力科学，探索致发现！

2018年3月， 我们成功获得阴极发光系统SPARC的重要订单。在丹麦，联合TESCAN公司获得南丹麦大学（University of Southern Denmark）的订单。南丹麦大学使用我们的先进阴极发光系统，应用于纳米光子学的研究。纳米光子学（Nanophotonics)是研究光在纳米范围内行为的科学。它是光工程的一分支。它研究光学，光和粒子或物质在亚波长长度范围的相互作用。另外一台订单来自德国Braunschweig University of Technology，这套系统除了基本系统功能外， 还特别配置了time-resolved时间分辨功能，包含超快扫描相机。时间分辨阴极发光系统，是delmic今年最新发布的产品，全球领先。项目开发来自delmic公司、赛默飞FEI和Hamamatsu战略合作。

项目编号：SDDX-SDLC-GK-2022017项目名称：山东大学阴极荧光显微表征系统购置预算金额：700.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：700.0000000 万元（人民币）采购需求：阴极荧光显微表征系统，亟需购置，具体内容详见招标文件。标段划分：划分为1包合同履行期限：质保期国产产品3年，进口产品1年本项目( 不接受 )联合体投标。20230106山东大学阴极荧光显微表征系统购置招标文件（定稿）.docx

一、项目编号：SDDX-SDLC-GK-2022017（招标文件编号：SDDX-SDLC-GK-2022017）二、项目名称：山东大学阴极荧光显微表征系统购置三、中标（成交）信息供应商名称：山东行范医疗科技有限公司供应商地址：山东省济南市高新区旅游路15788号涵玉翠岭二区7号楼301中标（成交）金额：646.7722400（万元）四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 山东行范医疗科技有限公司 阴极荧光显微表征系统 ZEISS 等 GeminiSEM560等 一批 956000美元

近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜（SUEM）与超快阴极荧光（TRCL）多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm，SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps，各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓（n-GaAs）半导体中的光生载流子的复杂动力学过程，结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为，全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白，为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台，将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”（一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜）为题，发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程，例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输，抑制载流子的复合，而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合，抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处，且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级，因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用，尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前，研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜（TAM）及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜（NOSM）、时间分辨阴极荧光（TRPL）、时间分辨光发射电子显微镜（TR-PEEM）等。然而，光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率，并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息，很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献，且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此，为了全面表征半导体材料的载流子动力学，特别是表/界面载流子的动力学，亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。（a）超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 （b）传统模式下锡球标样的SEM图 （c）和（d）不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像，表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量，其空间分辨率优于10 nm。（e）初始红外飞秒激光脉冲的脉宽；（f）超快扫描电子成像的时间分辨率测试，其仪器相应函数（IRF）大约为500 fs；（g）超快阴极荧光探测的时间分辨率测试，其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展，超快扫描电子显微镜（SUEM）和超快阴极荧光（TRCL）技术也迅速兴起，两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理，用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子，另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号，使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性，能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子（电子和空穴）的时空演化动力学进行成像。然而，该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光，用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量，具有能量敏感特性，且信号绝大部分来源于材料体内，可直接反映载流子的辐射复合行为。因此，SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补，将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此，付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合，研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统（如图1示意图和图2实物图所示），实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。（a）n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像；（b）从图（a）中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数；（c）表面载流子的空间分布随时间的演化；（d）从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱；（e）和（g）在图（a）的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像；（f）和（h）分别从（e）和（g）中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势，该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示，SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应，飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像，提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数；同时通过计算表面空穴分布的均方根位移，揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命，不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异，还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响，展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者，南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202400633

精密仪器研发制造商金竟科技今日宣布完成A+轮融资，由光速中国领投，鼎晖投资、达晨财智、泰煜投资、北京市中关村科学城海淀金隅科创基金跟投，老股东广东协同创新基金公司追投。值得一提的是，继A轮融资后，金竟科技在一年内已完成两轮融资，总融资额累计过亿元。据悉，本轮融资完成后，金竟科技将在北京的金隅智造工场启用全新研发办公场地，步入发展的快车道。金竟科技成立于2018年，是一家具有完全自主知识产权的精密科学仪器制造公司，也是国内首家阴极荧光系统制造商。公司以“电子束及荧光探测”为核心技术，致力于实现高端科学仪器的自主可控和国产替代，先后入选国家高新技术企业、北京市专精特新中小企业等。光速中国合伙人高健凯表示，金竟科技的产品可以广泛应用于半导体检测、生物医学、地质科学、纳米光子学等重要领域。作为精密科学仪器研发制造公司，金竟的团队有着出色的研发实力和执行力，能够快速推动高端科学仪器的自主可控和国产替代。我们期待金竟未来能不断迭代更新，向市场推出具有国际一流水平的创新仪器。目前，金竟科技已与国内外众多高校、科研院所及企业单位开展深度合作，实现多套产品的顺利交付且运行良好。此外，具有国际先进水平的阴极荧光系统系列产品已先后荣获2021中国制造之美奖、2022德国iF设计奖。金隅智造工场园区据了解，金竟科技在金隅智造工场即将启用的办公空间总面积合计2000余平米，包括用于高标准研发和生产的1000余平米洁净间，新办公场地的启用将为金竟的发展提供更加有利的条件。金隅智造工场是由金隅集团与海淀区政府共同打造的国际智能制造创新中心，已被纳入中关村科学城建设的重点推进项目。

纯铜，是发电机、电缆、电路板等电工器材和热交换器等器材制造的原材料；而铜合金在制造轴承、齿轮、钟表零件、武器弹壳、精密阀门、船用螺旋桨精密弹簧和电接触元件被广泛使用，又是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、热电偶等用的制造材料。由此可见，基于纯铜及铜合金等应用领域的区别限制，能够准确控制和精准测量各种铜制品中添加的合金元素和杂质元素含量，对于产品质量控制和使用安全具有重要的指导意义。 在以铜为基体的原子发射光谱分析中，尽管铜并非典型的富线光谱元素，但在180-800nm依然包含约300多条发射谱线，特别是180-350nm为铜谱线集中区域，绝大部分杂质控制元素最佳灵敏谱线又处于该光谱区，这对于杂质元素分析而言，将会受到严重基体效应所造成的邻近谱线干扰和跨级光谱干扰。 蓝色方框为所有铜元素发射谱线 准确测量，赛默飞有新招！iCAP 7000优异的光学系统设计，采用全固定式分光元件的二维色散系统，具有最大化的光栅常数和闪耀角，实现高光通量情况下的高分辨率保证，结合CID专利的非破坏式读取NDRO和防溢出Anti-Blooming技术，有利于多种杂质元素在共存基体的条件下获得最佳的信噪比指标，降低了基体效应对分析过程所产品的影响，样品无需要标准方法中共沉淀富集微量元素或电解除铜的基体分离方法，即可实现准确测量阴极铜及铜制品中多种微量元素含量。 样品前处理准确称取1g样品（精确至0.0001g）于聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL混合酸于180度条件下加热溶解样品，至样品全部溶解溶液呈蓝色透明状，以超纯水稀释定容至50mL HDPE容量瓶中，摇匀，待测溶液，按同法制备试剂空白。阴极铜采用标准加入法测量，铜米、阳极板、铜线坯采用基体匹配标准曲线法。 仪器参数及配置点击查看大图 检出限测试依据JJG-768仪器检定规范要求，实验选择进行连续11次试剂空白测试，以连续11次空白的3倍标准偏差做为方法检出限，各元素检出限数据如下：点击查看大图 样本结果 iCAP 7000Series ICP-OES做为现代高端光谱仪器的市场需求典范，光学元件采用了全固式结构中阶梯光栅和棱镜二维交叉色散设计，光室部分采用38±0.1℃高精度恒温，所有等离子体气均采用质量流量控制器（控制精度0.01L/min）和291600像素单元构成的面阵式固态CID检测器。 这些设计无疑地代表着现行最高端的设计技术，基于这些种技术设计的使用，保证了iCAP 7000 ICP-OES具有无与伦比的稳定性指标、最佳的灵敏度和抗光谱干扰能力。对于能够有效检出的主量元素的多次测量精密度可以控制在0.1%以内，仪器具有优异的连续运行稳定性指标，能够最大程度上保证测量结果的可靠性和重复性。 扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+

近日，大连化物所大连光源科学研究室(二十五室)杨学明院士团队成功研制了光阴极直流高压电子枪和驱动激光系统，标志着大连先进光源预研项目研制工作攻克了又一项关键核心技术。直流高压电子枪系统与驱动激光系统是大连先进光源预研项目中的两大核心系统，其主要用途在于获得高品质电子束源，从而为产生高亮度、高重复频率极紫外自由电子激光提供支撑。经过3年多的协同攻关，团队成功完成了这两大系统的研制，并开展了初步调试工作，顺利实现了连续波模式下一兆赫兹(1MHz)重复频率、100皮库(pC)单脉冲电荷量、330千电子伏特(keV)能量的预期目标。这两大系统的研制和调试成功，不仅打通了技术壁垒，还锻炼了技术队伍，为未来基于连续波超导加速器技术的大连先进光源项目建设打下了坚实的基础。 　　该成果得到了大连先进光源预研项目的支持。

澳洲Photron公司进口原装原子吸收光谱仪用空心阴极灯诚征各地区分销商 如有兴趣经销请将公司简介发至max@dhsi.com.cn

仪器信息网讯 2013年4月28日，中国上海，贺利氏特种光源公司(下简称，贺利氏)和上海汉尧仪器设备有限公司(下简称，上海汉尧)签署3年期独家合作协议。 　　该协议声明：上海汉尧成为2013至2015年贺利氏空心阴极灯(元素灯)及相关产品的中国大陆地区独家代理商。此项协议的签署，将进一步密切贺利氏特种光源与上海汉尧的合作，双方均对合作的前景充满信心。 　　德国贺利氏集团至今已有超过160年的历史。作为全球领先的特种光源研发制造商，HERAEUS研发制造的空心阴极灯产品品种和技术规格齐全，不同型号规格的空心阴极灯产品，可以适用于几乎所有的原子吸收光谱仪。 　　上海汉尧专注为中国实验室用户提供高品质产品和技术服务，与HERAEUS特种光源的友好合作超过5年，今后，上海汉尧将与HERAEUS特种光源继续携手，将更多更好的优质分析光源产品和服务，提供给国内用户。（编撰：萧然）

近日，大连化物所催化基础国家重点实验室包信和院士、汪国雄研究员与吕厚甫博士团队在高温CO2电解研究中取得新进展，通过电化学原位表征研究，揭示了固体氧化物电解器阴极动态重构和CO2电解反应机制。 　　固体氧化物电解器(Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC)在高温条件下利用可再生能源将CO2高效电解还原为CO，是一种极具工业应用潜力的负碳技术。然而，在CO2电解过程中，对SOEC阴极催化活性位点原位动态重构及CO2吸附活化机理认识仍然不足。本工作中，研究团队借助高温原位电化学X射线衍射(XRD)、近环境压力X射线光电子能谱(NAP-XPS)和原位X射线吸收光谱(XAS)等表征方法，深入研究了Ir掺杂的Sr2Fe1.45Ir0.05Mo0.5O6-δ(SFIrM)钙钛矿催化剂的动态电化学重构特性以及CO2吸附活化机制。研究发现，SFIrM钙钛矿阴极在CO2电解过程中表面偏析溶出高分散、高密度IrFe合金纳米颗粒(粒径约1.0nm，密度高于80000μm-2)；并且IrFe合金纳米颗粒表现出随电压施加和停止相应形成和消失的特征，阐明了电压作为主要驱动力在CO2电解过程中原位促使IrFe合金纳米颗粒在钙钛矿表面溶出的机制。 　　此外，碳酸盐物种作为CO2吸附和活化反应中间体在原位NAP-XPS中被观测到，其强度随IrFe@SFIrM界面的形成与消失而相应变化。相对于未发生表面溶出的Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ电极，SFIrM电极具有更高的碳酸盐/CO2面积比，证明IrFe@SFIrM界面作为CO2电解反应中的催化活性位点，表现出更高的CO2吸附活化能力。IrFe合金纳米颗粒可通过短暂氧化实现再分散，进一步提高了SOEC中CO2电解稳定性。 　　本研究阐明了SFIrM阴极的表面重构过程和催化作用机制，有助于深入研究认识SOEC中CO2电解过程。 　　相关工作以“In situ electrochemical reconstruction of Sr2Fe1.45Ir0.05Mo0.5O6-δ perovskite cathode for CO2 electrolysis in solid oxide electrolysis cells” 为题，发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。该工作第一作者是我所502组博士研究生沈俞翔和刘天夫博士。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

项目编号：AOMC-2022-057（SZDL2022001503）项目名称：电子系高分辨定量阴极荧光分析仪采购预算金额：2125.7000000 万元（人民币）最高限价（如有）：2125.7000000 万元（人民币）采购需求：详见原公告合同履行期限：签订合同后 270 天（日历日）内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

p 　　分子印迹是制备具有类似抗体或酶专一性仿生识别材料的重要技术，在生物传感、亲和分离和疾病诊断等领域具有广阔的应用前景。但是，蛋白质等生物分子的普适、高效印迹制备是分子印迹领域中的重要挑战，传统方法难以同时满足不同大小的生物分子的印迹，更无法对印迹过程进行精确控制。 /p p 　　生命分析化学国家重点实验室(南京大学)刘震教授的研究团队通过长期硼亲和材料的研究，提出硼亲和可控定向表面印迹法。该方法能够便捷高效地制备出糖蛋白、聚糖和单糖的分子印迹聚合物，将模板分子固定到硼酸功能化的基质上，利用生物相容性良好的功能单体在基质表面聚合，形成合适厚度的印迹层以及与模板分子空间匹配的印迹腔。该方法的最大优势在于印迹可控性，可根据模板分子尺寸，调整印迹层厚度，制备出不同尺寸的分子印迹聚合物，通过调节印迹时间可精确控制印迹层厚度。简化了印迹步骤，在疾病诊断、癌细胞靶向识别和活体单细胞分析等重要应用领域中展现出优越的分子识别性能。 /p p 　　该研究的相关成果已于2017年4月6日发表在《Nature Protocols》学术期刊上。 /p

随着红外探测技术的飞速发展，红外隐身材料的开发已成为一个迫切的需求。红外隐身效果受温度和红外发射率的共同影响，但以往的研究大多集中在单一因素上，从而限制了红外隐身产品的有效性。据麦姆斯咨询报道，近期，西安工程大学的科研团队在《印染》期刊上网络发表了以“红外隐身材料的应用及其研究进展”为主题的文章。该文章第一作者为陈海通，通讯作者为王进美教授。本文介绍了各类红外隐身材料的优势和局限性、近年来的研究进展以及未来发展趋势，重点包括基于不同的材料在红外隐身领域所发挥的独特作用。红外隐身原理在了解红外隐身机理之前，深入研究其探测原理有利于更好地规避和反制。隐身技术与探测技术双方是相互抵制的关系，二者都是围绕目标和背景两个对象进行展开，探测是通过不断放大目标与背景的差异，从而识别出目标，隐身则是缩小两者的差异。例如，在飞机上，不同的探测器通过六个相应的特征——声学、视觉、烟雾、雷达、红外和轨迹特征来探索它们存在的迹象。红外探测主要基于热成像原理，加之物体本身就是红外光源。红外波可以覆盖0.76~1000μm的范围，可细分为五个部分（如图1所示）：近红外波（NIR，0.76~1.5μm），短红外波（SWIR，1.5~ 3μm）、中红外波（MWIR，3~8μm）、长红外波（LWIR，8~15μm）和远红外波（FIR，15~1000μm）。由于地球大气层吸收了大部分红外线，仅对3~ 5μm和8~14μm范围内的电磁波相对透明。因此，在两个大气窗口中隐藏目标的自发辐射是击败红外探测器的有效措施。图1 各种波段的比较及相应的隐身应用除此以外，材料性质、表面粗糙度和厚度等许多因素都会影响红外发射率。考虑到材料的自身特性，其红外发射率与原子核和外核电子的相对位移（正负电荷中心不一致产生的电偶极矩）密切相关，带负电的外核电子和带正电的原子核会受到外电场的影响。这三个方面体现在复介电常数、电导率和晶格振动对材料红外发射率的影响上。红外发射率的复介电常数实部依赖性主要受材料的极化度控制，与本征极化偶极矩数、离子半径、晶格常数等因素密切相关。而表面粗糙度对红外发射率的影响可归纳如下：一方面，入射辐射在物体不平整表面的漫反射增加了物体表面吸收红外辐射的机会，导致吸收率增强；另一方面，凹凸不平的表面提高了辐射体的相对辐射面积，从而增加了辐射能量和相应的发射率。此外，随着材料厚度的增加，红外发射率也会增加。金属材料的热辐射特性发生在几微米的表层，可以认为表面特性和发射率与厚度无关。对于大多数非金属介电材料，辐射都有一定的穿透深度。因此，非金属电介质和半透明材料的发射率不仅取决于它们的表面状态，还取决于样品厚度。红外隐身方法点源探测和成像探测是两种主流的红外探测方法。点源探测主要与探测距离有关，可检测到的最大距离R。为了最小化目标检测距离，红外辐射特征J越小越好。成像检测主要是利用背景与目标间的热辐射能量之差进行测试。一般来说，发射率高，物体很容易暴露在红外探测器下。为了实现红外隐身伪装，背景和目标物体之间的红外发射强度差异应该足够接近可以忽略不计。因此，降低辐射能E对于红外隐身是必不可少的。控制目标表面温度和降低目标表面发射率ε是获得良好红外隐身能力的主要途径之一。到目前为止，控制表面温度的主要方法是热隔离和热通量控制。理想的绝缘材料是空心玻璃微球（HGM）、气凝胶、热毯、纳米纤维膜、微/纳米多孔泡沫、软木和皮革等隔热材料。其中，HGM和气凝胶在红外隐身领域应用较多。但这种方法的局限性同样明显，因为环境等限制条件，有时物体的表面温度很难改变，所以当物体的T难以改变时，具有低ε的产品具有出色的红外隐身能力。根据Hagen-Rubens定律，电导率与低ε正相关。例如Cu、Ni和Al等金属，以及一些导电聚合物，如聚苯胺（PANI）是低ε材料。但是金属在可见范围内具有高反射率，这会降低视觉伪装效果。因此，金属材料一般被用作填料。目前，研究人员主要通过对金属填料进行改性来实现低发射率与低光泽度的兼容。综上所述，实现红外隐身的最佳途径是削弱和调整目标的红外辐射能量特性，同时使其尽可能接近背景。因此，将“目标+背景”的组合识别为“与背景相似的物体+背景”的组合，这样更有利于欺骗检测器。红外隐身材料隔热材料中空微珠作为隔热材料具有超微小孔隙结构、空心结构或多层结构等特点，因而具有很低的导热系数和吸水率。将其作为填料可以显著降低目标热量的传导，从而有效降低目标的红外辐射能量。2018年，焦钰钰团队开发了一种由纯无机矿物组成的玻璃微珠，该微珠会与基体表面形成一个中空气体层从而阻断热传导，因其蜂窝中空结构故，而它的导热系数很低，涂层具有非常好的隔热保温效果。同时，中空玻璃微珠可以将太阳85％以上的热量反射阻隔在基体表面。PAKDELl团队在2020年将空心微珠颗粒与TiO₂纳米粒子共混，制备了织物用隔热涂料，涂料具有良好的隔热性能并降低了织物的可燃性，另外空心微珠颗粒的存在及其浓度也会直接影响织物的近红外反射率。该团队利用红外热成像仪证明空心玻璃微珠防止涂层织物快速散热，此功能可以应用于保暖织物，还可以减少从室内空间到建筑物外的热量损失，进而有效提升红外隐身性能。凝胶系列中的气凝胶具有极低的密度、低导热性和高比表面积，是一种具有3D互穿网络的高度多孔材料。空气层分裂成小块，可以抑制热量的相对流动。此外，气凝胶骨架赋予固体热传导路径复杂而漫长，从而增强散热能力。2020年，ZHANG的团队开发了双向各向异性聚酰亚胺/细菌纤维素（b-PI/BC）气凝胶，它们具有良好的各向异性成型性、质量轻和出色的隔热性能（图2）。与单一的PI气凝胶和其他商业绝缘材料（聚氨酯和聚苯乙烯泡沫）相比，b-PI/BC气凝胶在相当大的温度范围内有效地阻止了传热，并具有稳定的隔热性能（图3）。图2 b-PI/BC气凝胶的合成流程图3 与其他商业绝缘材料相比，bPI/BC气凝胶具有良好的隔热性能此外，WU的团队在2022年通过改变CuS的添加量和热还原策略设计了rGO/CuS复合气凝胶。CuS的添加有效地调节了红外发射率和隔热性能。加热30 min后，由于其多孔结构，它会保持原始温度。因此，层压多孔结构和多组分赋予复合气凝胶隔热和红外隐身多功能性。该团队还通过简便的溶剂热法和随后的冷冻干燥制备了rGO/CuS@PCM气凝胶（图4）。它们在8 ~ 14 μm的红外发射率从0.82调节到0.59。虽然气凝胶是当前密度最小、隔热性能最好的固态材料，但其存在强度低、易碎等缺陷，在一定程度上限制了它的应用。图4 rGO/CuS@PCM气凝胶制备过程示意图相变材料相变材料（PCM）由于其卓越的热管理能力在红外隐身功能材料领域受到特别关注。目前，许多研究人员将相变材料微胶囊化再应用于红外隐身涂层中。相变微胶囊（MPCPs）是一种具有核壳结构的相变储能材料，其原理是通过相变材料的放热和吸热过程来调节温度。GU Jie团队在2021年采用二十烷作为相变材料（PCM），三聚氰胺、尿素和甲醛（MUF）作为壳材料形成微胶囊。然后，将聚苯胺（PANI）沉积在这些微胶囊的表面以形成了具有温度控制和低红外发射率的双壳微胶囊（DSM）。经测试，具有1.354 mm厚涂层的红外隐形织物可冷却高达11.2 ℃，并且控温过程持续27 min，红外发射率达到0.794。该面料在实际使用中具有显著的红外隐形效果和良好的耐用性（图5）。图5 红外隐形织物的红外图像然而传统的PCM通常表现为具有固定转变温度的刚性固态或流动液态，极大地限制了它们的应用，特别是在多波段隐身和多场景中。因此，很多团队在这方面进行了改良，例如2023年DENG团队首次设计并构建了一种用于同步视觉/红外隐身的本征柔性自愈合相变薄膜。该相变膜具有固-固相变行为，转变温度（从38.8 ℃到51.1℃）和热函（从79.7 J/g 到116.7 J/g）可调，该相变薄膜可定制不同颜色和多种配置，在多场景下展现极佳的视觉隐身功能。此外，该相变薄膜具有热管理能力，并在各种温度下对目标物表现出红外隐身性能，且具有长期循环稳定性（500次循环）和出色的柔性。此外，PCM与气凝胶结合的复合材料也可以达到优秀的红外隐身效果，在2019 年，LYU的团队首先制备了Kevlar纳米纤维气凝胶（KNA）薄膜，然后与PCM结合以获得KNA/PCM薄膜，发现具有热管理功能的KNA/PCM复合薄膜在太阳光照的室外环境中表现出优秀的红外隐身性能。在此基础上该团队还提出了一种由隔热层（KNA薄膜）和红外吸收表面层（KNA/PCM）组合的结构，以隐藏红外检测中的热目标。与其他红外隐身材料相比，KNA−KNA/PCM组合结构涂层靶材由于优异的隔热性和超低红外透过率，红外隐身性能更优秀。这样的结构在未来军事和工业领域的应用具有巨大的潜力，为红外隐身技术提供了更有效的解决方案。纳米结构材料纳米结构材料在很宽的频率范围内表现出均匀的吸波特性。因此，它在红外和雷达波隐身材料的应用较多。由于红外光的波长远大于纳米颗粒的尺寸，导致纳米材料对红外光具有高透过率，使红外探测器接收到的反射信号变得很微弱，从而实现红外隐身效果。为了促进材料的多通道相容性，由两种或多种组分组成的纳米复合材料显著增强目标的红外隐身性能。研究发现，核壳纳米复合材料可以通过核和壳组分的相互修饰来调节。由于壳成分存在于核壳结构的外表面上，所以表面功能的操纵可以有效地满足不同的应用需求。近年来，由结构核和功能壳组成的核壳纳米复合材料在低发射领域受到越来越多的关注。例如WANG团队通过在SiO₂颗粒表面上层层组装剥离的LDH（层状双氢氧化物）纳米片和DNA生物分子，成功制备了SiO₂@DNA-LDH（图6）纳米复合材料，并测试了样品在8~14 μm波长下的红外发射率值，发现SiO₂@DNA和SiO₂@LDH的红外发射率值分别降至0.732和0.658。以DNA插层LDH为功能壳构建SiO₂@DNA-LDH核壳纳米复合材料，由于DNA和LDH纳米片之间的氢键或静电相互作用，以及DNA-LDH壳层形成加强的物理限制，红外发射率值进一步降低至0.458。图6 （a）SiO₂和（b）SiO₂@DNA-LDH纳米复合材料的扫描电子显微镜（SEM）图像，（c）原始SiO₂（d）、（e）和（f）SiO₂@DNALDH纳米复合材料的透射电子显微镜（TEM）图像此外，纳米金属材料在隐身材料中的应用同样备受关注。ZnSe因其在红外区域优异的非线性光学性能，Co在红外区的良好吸收特性，为过渡金属的掺杂提供了选择。但一种材料的微观结构会影响其光学特性，例如吸收、反射和透射。尽管ZnSe和Co具有良好的红外特性，但其电子空间分布仍然较差，不利于材料的吸收和光传导。Ga表现出高电子浓度和结构保护特性。因此，将Ga元素引入到材料中，不仅可以控制材料的微观结构，还可以改善材料的空间电子态分布。2021年PAN等人通过PLD（脉冲激光沉积）在不同的Ar气体下制备了一种适用于抗近红外探测的纳米CoGaZnSe多层薄膜。通过XRD（X射线衍射）、拉曼光谱和模拟研究了薄膜的微观结构发现通过控制生长压力来改变晶体特性、键合和电子的空间分布。在不同压力下获得的薄膜具有不同的透射率。根据这一特性，将具有不同透光率的薄膜与多层薄膜相结合，可以减少红外反射。该团队将多层薄膜涂在普通衣服的表面，然后使用红外探测器进行测试。结果表明，CoGaZnSe多层薄膜的抗近红外检测率最高可达86%，大大降低红外探测的量子效率。碳基复合材料碳材料以其质量轻、比表面积大、机械强度高和良好的导电性等的特性，彻底改变了隐身技术领域。炭黑、碳纳米管以及石墨烯的使用为合成轻质、多功能和智能红外隐形材料提供了新的可能性。例如，可以使用低发射率材料改性的碳纳米管用于屏蔽目标的红外辐射；可以通过石墨烯的添加巧妙地实现温度的动态调节，从而改善静态微/纳米结构只能改变热发射率，固定的热管理材料不能根据需求和环境调节温度的缺点。因此，碳基复合材料为红外隐身领域的设计和性能控制提供了高度的灵活性（图7）。图7 碳材料在红外隐身方面的优势零维材料炭黑作为全球生产最丰富的碳形式之一炭黑（CB），是碳基材料最早使用的原材料。但是单独添加炭黑会增强红外波段吸收，这对红外隐身不利。涂料的三个部分分别为添加剂、填料和黏合剂。其中实现红外隐身的关键在于各种填充物。金属填充物可以显着降低红外发射率，例如铝。但是金属对可见光的强烈反射与视觉隐身相冲突。2019年，LI和他的团队将直径为30~45 nm的炭黑纳米粒子直接喷涂到纳米多孔硅渐变折射薄膜上的5μm厚可转移阳极氧化铝(AAO)模板上。经实验测试，该薄膜在2.5~15.3 μm范围内平均吸光度为97.5%，远高于纳米多孔硅和AAO模板。此外，带有炭黑的AAO模板可以很容易地转移到其他结构上，可以更好地隐藏不同物体的热特性，从而进一步隐身。其本质是光通过AAO模板在内部多次反射，而随机的炭黑颗粒充当散射中心。通过炭黑和纳米多孔硅对光的进一步吸收和捕获，使复合结构能够实现非常低的反射率。因此，炭黑需要与具有较低红外发射率的材料结合使用，才能实现良好的隐身性能。一维材料碳纳米管兼具轻质、可控、高导电、形貌可调和优异机械性能的碳纳米管成为红外隐身复合材料的中流砥柱。许多文献表明，碳纳米管的强度是钢的100倍，密度是钢的六分之一。此外，碳纳米管具有约6 000 W/mK的高导热率，且导电率远高于铜。这些优势将成为多壁和单壁碳纳米管在红外隐身领域应用的关键。低红外发射率材料能以涂层和复合材料的形式制备。2016年，CHU团队成功开发了银颗粒改性碳纳米管纸（SMCNP），并制备了一种具有超低红外发射率的SMCNP/玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料用于红外隐身，以解决飞行器中金属添加剂和纤维增强聚合物（FRP）复合材料难以形成整体的问题。此外，静电纺丝是生产薄膜的独特方法。静电纺丝可以生产2纳米到几微米的纤维。2018年，FNAG等人通过静电纺丝制备聚偏二氟乙烯（PVDF）纤维膜和单壁碳纳米管（SWNT）改性PVDF（命名为SWNT/PVDF）（图6）。壳聚糖处理后，将金纳米粒子浸入金溶胶中并搅拌以修饰薄膜。在静电力的作用下，Au纳米粒子牢固且非常均匀地固定在两种纤维的表面。研究发现，PVDF和Au-PVDF纤维膜的红外发射率值分别为0.82和0.76，而SWNT/PVDF和Au-SWNT/PVDF薄膜的值分别低至0.77和0.68，说明单壁碳纳米管与金颗粒结合后性能更好。二维材料石墨烯石墨烯具有独特的二维蜂窝状晶格结构，从而赋予其相互连通的多孔结构、高表面积、良好的导热性和优异的导电性等性能，被广泛应用于催化、电池、生物医药等领域。然而，石墨烯在传统红外隐身领域，如降低涂层发射率、隔热、吸收热辐射等，既没有表现出突出的性能，也不具备足够的潜力与其强大的性能相匹配，这是因为蜂窝结构对波的散射有强烈的影响。此外，基于热辐射产生原理，由于石墨烯的能隙为零，所以石墨烯本身不发射热辐射。因此，石墨烯很难以传统的方式直接制造具有极低发射率的材料。但石墨烯可以通过石墨烯层中的离子液体嵌入和外部电压调制，将红外发射率控制在0.3~0.7的范围内。2021年，SHI的团队通过组合石墨烯纳米片和Fe₃O₄纳米粒子，显着增强微波吸收且提供轻巧而坚固的支撑。该团队将其进一步集成到具有隔热性能的PI气凝胶中，并使用聚乙二醇（PEG）作为相变材料，获得了一种新型的兼容电磁和红外的双隐形薄膜。PI/石墨烯/Fe₃O₄杂化气凝胶薄膜具有多孔结构，导热系数低，可以抑制红外热辐射，使其具有红外隐身性。为防止温度随外界不断发生变化，上部采用PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG薄膜，既能提供低温显热吸收，又能提供高温潜热吸收，最终实现双重热缓冲，从而更好地协调热力学与红外隐身的关系。图8 (a) (S1) PI/石墨烯/Fe₃O₄混合气凝胶薄膜、(S2) PI气凝胶/PEG复合薄膜和(S3) PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG复合薄膜在加热和冷却过程中记录的红外热成像图像。根据红外热像分析格式确定的(b)加热和(c)冷却过程中温度随时间变化的图像光子晶体光子晶体是一种新型结构材料，由于其光子带隙和光子局域化两个特性使得控制物体的自发辐射成为可能。通过调节光子晶体的结构,可以使光子带隙处于特定红外电磁波段,最终在红外波段具备高反射率与低发射特性。利用光子晶体禁带的高反射、低辐射等特点，可以改变目标的红外辐射特性，以干扰探测器的捕获光谱，使其无法被红外线侦察装置侦测到，从而实现红外隐身。目前，光子晶体在红外隐身材料的研究主要集中在一维光子晶体材料和三维光子晶体材料，这两种材料由不同折射率的介电层堆叠而成。由于一维光子晶体易于设计和制造，近年来许多研究人员对其进行了深入研究。例如DONG Qi等人开发了基于ZnS/Ge的一维光子晶体（1DPCs）,在波长3~5 μm处测量反射光谱，得到了95.1%的平均反射率；使用ET-10红外发射仪测得平均发射率低至0.054，完全满足红外隐身需求。三维光子晶体的制造方法有微机械加工法、半导体工艺法、激光全息干涉法等。由于三维光子晶体在不同方向上存在很好的对称性，因此利用上述制造方式能够成功得到具有禁带的光子晶体结构，例如层叠的硅棒排列制备三维光子晶体可以有效减少红外波段带隙内目标的红外辐射，并增强带隙外的红外辐射。此外，以钨为代表的三维金属叠层结构具有更宽的禁带，可以选择性地控制辐射。这两种光子晶体红外隐身材料结构复杂，价格昂贵，不利于大规模应用。而胶体基元自组装法因方法简便、容易操作、成本低廉、重复性好等优势，成为一种相对普遍的实验室制备光子晶体方法。LI团队使用机械强度高、化学稳定性强和高温稳定性好的聚苯乙烯胶体微球采用逐层法制备了红外吸收波长为3.30 μm和3.42 μm的三维光子晶体材料，并通过气液界面自组装制备单层聚苯乙烯光子晶体膜。该材料实现了3~5 μm可探测波段红外辐射特性的调制，满足红外隐身要求。总结与展望在过去的几十年里，研究人员对红外隐身材料性能的研究主要集中在调整发射率和温度控制进行热管理这两个方面，而对其机理研究不够深入。随着电子技术和先进探测器的不断发展，单波段隐身材料已难以适应现代军事环境。因此，隐身材料的研究需要向多波段兼容隐身方向发展。其中，突破的关键是弄清楚各个电磁频段之间的内在联系。例如对于红外-可见隐身，光谱和背景光谱特性应尽可能一致（0.38 ~ 0.76 μm），需要一个合适的ε来减小目标与背景之间的红外辐射差异（8 ~ 14 μm、3 ~ 5 μm和1 ~ 2.5 μm）。而对于雷达红外兼容隐身，雷达吸波材料需要高吸收率和低反射率，而红外隐身材料需要高反射率和低ε，这就要求综合考虑隐身机理、制备工艺、材料稳定性和兼容性等问题。目前，实验室制备的样品量很少。如何让合成和设计的材料可以大规模生产，并具有其他优良特性，以确保它们可以在实际环境中使用，仍然是一个很大的挑战。其中，可调整、简便的合成路线备受关注。如何设计具有综合特性的产品也是未来发展的方向之一。例如，耐高温是一个重要因素，因为受保护设备（如飞机）的外表面热平衡温度，飞行时高度很高，普通涂层无法提供隐身性。此外，飞机、舰船等军事装备通常在浓烟、潮湿、气候恶劣的环境下工作，容易产生腐蚀缺陷。因此，耐蚀性对于提高军事装备的质量和可靠性具有重要意义。为适应环境变化，开发智能隐身材料势在必行。传统的伪装防护技术是静态的，缺乏环境适应性。智能隐身材料具有感知、信息处理、自主指挥和对环境信号作出最佳反应的功能。因此，如何设计能够主动适应环境的智能隐身材料是伪装隐身技术进一步提高军事目标在复杂战场环境中的生存和突防能力的重要发展趋势。

11月2日，2019中国（江阴）金属新材料产业创新论坛隆重开幕，来自国内外金属新材料领域的专家学者齐聚一堂。作为此次共建国际合作实验室的合作方，HORIBA集团科学仪器事业部（以下简称“HORIBA”）总经理濮玉梅女士受邀参加本次论坛。期间，江阴金属材料创新研究院与HORIBA集团完成了合作实验室签约仪式。国际合作实验室签约仪式江阴金属材料创新研究院是江阴高新区重点引进的新型研发机构，依托江阴扎实的工业基础，以东北大学和中科院金属研究所深厚的技术背景为支撑，以先进钢铁材料、特种有色金属材料、先进功能材料为主要发展方向，旨在促进高校、院所、企业间的深度协作和产业创新，努力打造海内外先进的金属材料研发中心，推动江阴及长三角地区的高端装备走向世界。论坛开幕式上，无锡市委常委、江阴市委书记陈金虎致开幕辞，希望以本次论坛为契机，全面加强与高校院所、专家学者、业内企业广泛合作，使江阴成为金属新材料产业发展的领跑者。HORIBA作为业内龙头企业参与共建实验室，希望为全国金属新材料产业的高质量发展贡献力量。现场启动仪式启动仪式结束后，HORIBA集团科学仪器事业部代表郭云昌博士与江阴金属材料创新研究院代表进行了项目签约仪式，国际合作实验室正式成立。仪式结束后，论坛继续进行，来自中国工程院、乌克兰工程科学院等各方专家学者就推进金属新材料产业集群创新发展进行了深入交流。（右）江阴金属材料创新研究院副董事长汪涛先生（左）HORIBA集团科学仪器事业部代表郭云昌博士会后，HORIBA集团代表受邀参观本次合作实验室，交流探讨了关于实验室创办思路及未来发展方向。本次与江阴金属材料创新研究院共建国际合作实验室的正式签约，表明HORIBA在推动产学研协同发展方面更进一步。未来，HORIBA还将努力进取，积开拓，争取有更大的作为。江阴金属材料创新研究院常务副院长刘伟先生（右）向 HORIBA 集团科学仪器事业部总经理濮玉梅女士（左）介绍合作实验室 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。

2019年11月2日，江苏省江阴市举办了2019中国（江阴）金属新材料产业创新论坛，旨在深入实施创新驱动发展战略，扎实推进金属新材料及制品产业集群创新发展，切实增强产业技术创新能力，不断打造优良的创新创业生态。 岛津企业管理（中国）有限公司社长马濑嘉昭先生出席了本次论坛，论坛期间，江阴金属材料创新研究院与岛津企业管理（中国）有限公司完成了国际合作实验室的签约仪式。 论坛开幕式上，各方领导纷纷致辞，表达了对本次论坛的高度关注和支持，并举行了江阴金属材料创新研究院的启动仪式，江阴市委书记、高新区党工委副书记、管委会副主任陈兴华等十一位领导共同启动了触摸屏，宣告江阴金属材料创新研究院正式启动。启动仪式现场传真 江阴金属材料创新研究院是江阴高新区重点引进的新型研发机构，依托江阴扎实的工业基础，以东北大学和中科院金属研究所深厚的技术背景为支撑，以先进钢铁材料、特种有色金属材料、先进功能材料为主要发展方向，整合国内高校、科研院所及相关企业的优势产业资源，致力于解决江阴、长三角及全国金属材料共性技术难点问题的突破，实现引领金属材料研究的高水平发展。 启动仪式结束后，项目签约仪式正式开始，岛津公司社长马濑嘉昭先生与江阴金属材料创新研究院代表进行了项目签约仪式，宣告江阴金属材料创新研究院-岛津公司共建国际合作实验室即将正式成立。签约仪式现场传真 签约仪式过后，论坛继续进行，各方专家学者就推进金属新材料及制品产业集群创新发展开展了丰富的交流活动，此次与江阴金属材料创新研究院共建国际合作实验室的正式签约标志着岛津公司在金属新材料领域的研究开拓和人才培养方面更近了一步。

热电材料能够实现热电转换，具有安全、节能、环保等优点，近年来备受关注，许多学者也围绕其开展了大量的研究工作。在本文，仪器信息网为大家盘点了热电材料研究实验室常用的制备与表征仪器清单。国内研究热电材料的课题组众多，在小编的雷达范围内，整理归纳了其中四个课题组的仪器展示表格：1.中国科学院上海硅酸盐研究所热电转换材料与器件研究课题组；2.中国科学院金属研究所热电材料与器件课题组；3.同济大学材料科学与工程学院热电课题组；4.哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院热电材料课题组。一、中国科学院上海硅酸盐研究所热电转换材料与器件研究课题组（课题组长：史迅研究员；副组长：柏胜强高级工程师；科研队伍：陈立东研究员、姚琴副研究员、瞿三寅副研究员、仇鹏飞副研究员等）该课题组主要从事高性能热电材料的设计、制备与性能优化以及高性能热电器件的设计、制造与集成方面的研究，主要内容包括：1.声子液体电子晶体材料 (类液态材料)；2.类金刚石结构；3.笼状化合物；4.有机热电材料和有机/无机复合热电材料；5.热电薄膜与微型热电薄膜器件；6.高性能热电器件设计与制造技术；7.热电空调/发电系统设计与集成技术；8.热电材料与器件测量技术。课题组仪器设备展示Seebeck系数和电阻测试系统（ZEM-3）布劳恩手套箱RS50/500型管式炉纳博热（ Nabertherm）LH15/13型箱式炉 放电等离子体快速烧结设备激光导热仪 霍尔系数测试设备电导率及塞贝克系数测试设备 X射线广角/小角衍射设备MSP（Modified Small Punch）试验装置二、中国科学院金属研究所热电材料与器件课题组（课题组长：邰凯平研究员；小组成员：康斯清工程师）该课题组长期从事功能材料设计、制备和性能表征方面的研究工作，以界面性质对材料物理、化学性能调控作用的共性基础科学问题为研究主线，主要研究内容包括：低维热电材料；多物理外场耦合仿真环境原位透射电镜表征；纳米结构抗辐照损伤材料。在原位透射电镜技术领域的成果被Science（350，9886，2015）、Chem Rev（116，11061，2016）、Adv Mater（02519，2016）等期刊评述为近十年来纳米材料原位电镜表征技术领域的关键研究成果，并被编入电子显微学教科书“Transmission Electron Microscopy”（Page 48，Springer，Heidelberg，2016）。课题组仪器设备展示多靶磁控溅射沉积系统-1多靶磁控溅射沉积系统-2热电性能测试设备ALD原子层沉积系统等离子体处理/原位TEM样品杆预抽系统Hall测试系统AFM红外成像显微镜微束/飞秒激光微纳加工系统紫外光刻机电子束/热蒸发镀膜系统3Omega频域法热导率测试系统稳态法热导率测试系统球型焊线机高温管式炉红外快速退火炉自主研制的各种类型原位仿真环境（JEOL/FEI）TEM样品杆三、同济大学材料科学与工程学院热电课题组（课题组长：裴艳中教授；小组成员：李文副教授）该研究小组主要针对当前热电材料转换效率较低这一技术瓶颈，从热电材料所涉及的基本物理及化学问题出发，设计和开发出高转换效率热电材料和器件。立足于前期工作的基础之上，今后具体的研究对象主要集中在半导体材料，研究内容主要包括：1.先进的材料制备方法；2.电、热、光、磁及微观结构的表征方法；3.能源材料性能所隐含的基本物理及化学问题；4.理论指导下的新型能源材料设计和开发；5.其它应用背景的半导体新材料的研究与开发。课题组仪器设备展示自主研制设备霍尔系数/塞贝克系数/电阻率同步测试 2个样品同时测试，300~900K，磁场1.5T塞贝克系数/电阻率同步测试系统 2个样品同时测试，300~1100K室温塞贝克系数测试系统Oxford低温（1.5~400K）与强磁场（12T）综合物理性能（Nernst，Seebeck，Hall系数与电/热导率）测试系统电弧熔炼系统电弧熔炼系统高温热压系统（升温速率＞1000C/min）封装系统材料生长炉商业设备台式扫描电镜&能谱XRDFTIR红外光谱仪声速测定仪激光导热仪惰性气氛手套箱高温熔融炉四、哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院热电材料课题组（课题组长张倩教授，学术顾问刘兴军教授）该课题组正式成立于2016年秋。主要研究方向为：热电半导体能源材料的电声输运调控、热电器件的设计与效率提升，柔性可穿戴发电与制冷器件。采用与相图工程和机器学习相结合的手段，优化传统热电材料，开发新型热电材料，促进热电发电与制冷的大规模商业应用进程。课题组仪器设备展示材料制备系统电弧熔炼炉高频悬浮熔炼炉立式真空管式炉微型金属熔炼炉双工位真空手套箱真空封管系统热压烧结系统放电等离子烧结SPS3D打印机多靶磁控溅射镀膜仪电子束蒸发镀膜仪高温箱式炉高能球磨机井式炉金相研磨抛光机金刚石线切割机性能测试系统激光导热仪-LFA 457差示扫描量热仪-DSC 404同步热分析仪-STA 2500热机械分析仪-TMA 457电阻率/温差电动势测试仪-CTAUV-vis-NIR变温霍尔测试系统变温红外光谱仪发电效率特性测定装置接触电阻测试平台焊接平台需要说明的是，以上仪器设备展示仅根据各课题组网站信息整理，并非各课题组实验室仪器的全部配置。因此，小编特整理了热电材料研究实验室常用的制备与表征仪器清单，供君参考。热电材料研究实验室仪器配置清单热电材料制备常用仪器电子天平马弗炉/电阻炉/管式炉/实验炉鼓风/真空干燥箱材料生长炉磁力搅拌器球磨机超声波清洗机放电等离子烧结SPS离心机悬浮熔炼炉/电弧熔炼炉石墨磨具原子层沉积系统真空/惰性气氛手套箱电子束/热蒸发镀膜设备恒温油浴/水浴锅退火炉游标卡尺3D打印机切割机研磨抛光机热电材料表征常用仪器X射线衍射仪赛贝克系数/电阻率测试系统X射线光电子能谱仪霍尔系数测试设备热重分析仪介电性能测试系统扫描电子显微镜热电转换效率测量系统透射电子显微镜电/热导率测试系统电子探针分析仪声速测定仪热膨胀仪红外光谱仪显微硬度仪热机械分析仪激光热导仪焊接平台差热扫描热量仪综合物理性能测试系统【近期网络会议推荐】3月23日“热电材料表征与检测技术”主题网络研讨会免费报名听会链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2021RD/

二硫化钼(MoS2)在固体润滑、光电子器件、电化学催化等领域具有广泛的应用，而镧系元素(Ln)掺杂可以对其各类物理化学性质起到不同的调控作用。Ln-MoS2基功能材料、涂层和器件在实际使役环境中的性能和寿命在很多时候与其表面的氧还原反应(ORR)密切相关。比如，表面ORR会增加Ln-MoS2基纳米器件和涂层周围金属部件的电偶腐蚀风险，而与此同时，Ln-MoS2基催化剂在燃料电池领域的应用潜力极大依赖于其阴极反应(即ORR)的活性。系统预测Ln-MoS2表面ORR活性规律并清晰揭示其背后的微观量子化学机理，可以给各类Ln-MoS2体系的实际应用设计、精准性能调控和有效防护提供重要指导。 　　近期，中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室和中国科学院宁波材料技术与工程研究所前沿交叉科学研究中心的研究人员利用第一性原理计算方法，探索了所有15种Ln-MoS2(Ln = La～Lu)体系的ORR活性，不仅发现了Ln杂质对MoS2表面ORR活性的极大促进作用，还观察到ORR活性与Ln杂质原子序数存在一种双周期的依赖关系。本研究工作中，研究人员也通过热力学统计的方法精确模拟了疏松固/液界面上的水环境效应，然后通过构建动力学反应方程组，成功发展了一种电流-电势极化曲线的模拟方法，所得到的极化电流曲线不仅可定量揭示ORR活性，也可以直接对比/指导实验测量。深入的机理分析表明，Ln-MoS2表面ORR活性的增强来源于一种特殊的缺陷电子态配对机制，它会选择性地增强两种ORR中间产物吸附(OH和OOH吸附基团)，从而显著减小ORR能垒；而双周期规律则来源于Ln元素中4f-5d6s轨道杂化程度和Ln—S原子成键能力上类似的双周期规律。在此分析基础上，研究人员也为Ln-MoS2体系提出了一种普适的轨道化学机理，对各类电子结构、杂质稳定性、吸附物稳定性和电化学活性中同时出现的双周期规律进行了统一阐述。 　　相关成果发表于《自然—通讯》(Nat. Commun. 2023, 14, 3256)。该研究得到国家自然科学基金、中国工程物理研究院表面物理与化学重点实验室学科发展基金和国家重点研发项目的资助。镧系元素掺杂二硫化钼对氧还原反应的增强效应(图中显示了模拟所得的电流电势极化曲线以及半波电势所表现出的双周期趋势)

高清超大屏幕说到显示面板，大家几乎就会想到LCD和OLED，前者是一项已经相当普及的技术，广泛应用在各种显示设备上。后者则是近几年才逐渐普及的新显示技术，也被称为下一代显示技术。OLED将成为下一个消费电子应用风口。OLED有机发光二极管3OLED全称为有机发光二极管，又称为有机电激光显示、有机发光半导体，OLED显示技术是继LCD以后新一代平板显示技术，相比与上两代显示技术(CRT、LCD)，OLED显示面板真正拥有了“未来科技”材料的轻、薄、快响应、透明显示、柔性可折叠的特点。同时，OLED具有更广的色域、更大的视角、更宽的工作温度区间且更低的功耗。我国作为全球最大的消费电子产品生产国、消费国和出口国，广大的终端应用市场是我国OLED产业发展最大的推动力量；但OLED面板供应主要集中在韩国，国内OLED面板处于供不应求的状态。目前OLED产业链上游关键材料基本被国外企业垄断，随着产能增加及良品率提升，国内OLED产业的进一步发展将面临关键材料供应“卡脖子”的风险及高成本的压力，使得上游关键材料供应的国产化势在必行。作为OLED性能关键基础的发光材料更具发展前景和投资价值。发光材料的特性影响元件之光电特性。在阳极材料的选择上，材料本身必需是具高功函与可透光性，具有4.5eV-5.3eV的高功函数、性质稳定且透光的ITO透明导电膜，便被广泛应用于阳极。在阴极部分，为了增加元件的发光效率，电子与电洞的注入通常需要低功函数的Ag、Al、Ca、In、Li与Mg等金属，或低功函数的复合金属来制作阴极（例如：Mg-Ag镁银）。在生产OLED光电材料的过程中，会引入一些金属元素。因此，OLED发光材料对其中10多种金属元素残留要求特别高，金属残留一般高于400个ppb会影响发光性能。伴随着行业发展，法律法规的健全，越来越多的生产企业开始重视这些金属元素方法开发检验检测并验证，使其能够生产出合格的产品。目前普遍采用ICP-MS检测OLED光电材料中的金属残留，但由于发光材料基质比较复杂，传统消解方法无法实现溶解，需要高性能的超级微波消解仪进行制样，来确保含量测试的准确度。Multiwave 7000实验方案消解/稀释3消解方法：称取发光材料样品，加入硝酸等消解液于Multiwave 7000超级微波消解仪18 mLPTFE反应管中：按以下程序消解样品：步骤温度[℃]爬坡[min]保持[min]12802030消解效果：见下图：图1溶液消解后效果图图2 稀释后效果图消解结束后，查看结果，溶液澄清透明，稀释后无析出，金属残留物已溶解。因此，Mutiwave 7000超级微波解决了显示材料中金属残留检测的一大难题。Multiwave 7000超级微波消解系统3Multiwave 7000 将众所周知的安东帕 HPA-S 概念与现代性能优越的微波技术相结合，代表了微波消解的新高度。新型加压消解腔 (PDC)，温度高达 300 °C，压力可达200Bar。确保所有种类的样品消解完全，如食品、环境、聚合物、化妆品、药品、地质、化学和石化样品。可节省宝贵的时间并降低运营成本的出色特性。为您提供不同尺寸的经济型样品管，样品管塞和多达28位的样品管支架。集成水冷却装置，最大化样品处理量的同时将冷却时间降到最短。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

电化学储存与转换系统主要包括金属离子电池、双离子电池、超级电容器、金属-空气电池和燃料电池等。后两种是清洁、安全、可靠的能源装置，具有环境友好、能量密度高、原料来源丰富、工作时间长等优点。氧还原反应(ORR)作为燃料电池的阴极反应，具有缓慢的反应动力学。因此，需要电催化剂来增强反应过程。近年来，过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)因其优异的催化活性(FeCoMnCuNi)、低成本和优异的稳定性而蓬勃发展。由于单原子在制备过程中容易团聚，因此载体材料的选择对于TM-SACs的形成尤为重要。载体也会影响催化反应中的电子输运和物质输运过程。MOFs具有结构可调、改性方法多样等优点，在TM-SACs的制备方面具有很大的潜力。图1. 基于MOFs的TM-SACs的制备策略和表征方法02成果展示金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)由于其独特的结构和组成，在燃料电池和金属-空气电池的氧还原反应中得到了广泛的应用。近年来，以MOFs为前驱体或模板制备过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)的研究取得了很大进展。近期，吉林大学材料科学与工程学院郑伟涛团队对MOFs衍生的TM-SACs的制备方法和表征手段进行概述，并在此基础上归纳了TM-SACs的结构与性能的关系 (图1)。该综述旨在阐明大量的最新研究进展，来指导高活性、高负载量、高稳定性的TM-SACs的实现。第一作者为吉林大学材料科学与工程学院硕士生宋可心，通讯作者为张伟教授和郑伟涛教授。03图文导读1.ORR反应机制与优化原则ORR的反应过程如图2所示。由于反应条件的不同，导致酸性和碱性条件下的反应机制存在一定的差异。研究表明，酸性条件下较差的ORR性能主要是由于反应过程中吡啶-N质子化为吡啶-N-H结构，所以可以通过以下方式改善酸性条件下的ORR性能：1）防止质子和吡啶-N在酸性环境中快速结合；2） 增加本征活性和活性位点的数量。然而，在碱性条件下，大多数研究证明吡啶-N在催化过程中起着积极的作用。因此，增加吡啶-N的含量和增加金属活性中心数量是改善碱性条件下ORR性能的重要手段。此外，O2分子在活性位点上的吸附方式主要分为以下三种：Griffiths模式、Pauling模式和Yeager模式。不同的吸附模式也对催化机制产生一定的影响。图2.(a)酸性条件下ORR反应示意图。(b)碱性条件下ORR反应示意图。(c)O2在金属活性位点的三种吸附模式示意图2. 单原子催化剂的表征手段由于SACs的金属的尺寸很小，对表征技术提出了更高的要求。电镜技术和谱学技术的有效结合可以实现SACs的定性和定量分析。球差电镜利用其超高的空间分辨率可以直接观察到单原子的存在。结合EELS和EDS可以准确地确定材料的元素分布，有利于结构分析和物相识别。谱学技术，如(原位)X射线精细结构分析、穆斯堡尔光谱、红外光谱、原位拉曼光谱和原位漫反射红外傅里叶变换光谱（DRIFTS），有助于准确表征SACs并探究催化机理。这些表征技术从不同角度证实了SACs的存在，形成了完整的SACs表征体系。表征技术如图所示：图3.(a)FeSAC@FeSAC-N-C的不同放大倍数的像差校正STEM图像和EDS图像。(b)Co-pyridinic N-C的不同放大倍率的像差校正STEM图像和EELS光谱。(c) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像。(d) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像图4.(a)不同电位下Au L3边和Cu K边的XANES光谱和EXAFS拟合分析.（b）不同电位下的Pt1-N/C的XANES光谱和EXAFS拟合分析3. 基于MOFs制备TM-SACs的五大策略由于MOFs独特的空间结构，是制备TM-SACs的良好前驱体。在这一部分中，详细总结了使用MOFs制备TM-SACs的五种策略，并探讨了TM-SACs的结构特征和性能之间的相关性。所有这些策略都集中于如何保护过渡金属原子在热解过程中不发生团聚。由于MOFs后处理的方式不同，保护机制也存在一些差异。根据保护机制的不同，本部分将其分为以下五种策略：1) 表面限域策略：由于MOFs提供高度分散的金属位点，是制备TM-SACs的理想前驱体或模板。通过使用牺牲金属（SMs）的“空间栅栏”效应，可以调整过渡金属之间的距离，从而有效地避免高温下过渡金属原子的聚集。因为SMs的熔点相对较低，它们在热解过程中挥发。根据过渡金属的掺杂数量，主要可分为以下几类：1）单金属掺杂；2） 双/多金属掺杂。图5.(a)Fe掺杂ZIF-8衍生催化剂的合成过程示意图和不同粒径的Fe掺杂ZIF-8的SEM图像。(b)ZIF-8前驱体中Fe掺杂量对催化剂结构和活性影响示意图。(c)NC吸附铁离子的模型催化剂示意图及反应路径图。(d)通过调节Zn/Co的摩尔比制备Co-SAC/N-C的示意图。(e)负压热解法制备三维石墨烯骨架上的SACs示意图2) 空腔限域策略：利用MOFs独特的空腔结构优势，对金属前驱体进行封装。这种封装效应可以最大程度地减少热解过程中金属前驱体的聚集。对于ZIF结构，ZIF-8是一个具有菱形十二面体结构的三维空间纳米笼，由锌离子和二甲基咪唑配体组装而成。其具有孔径为3.4Å、空腔直径为11Å的空腔结构，金属前驱体可封装在里面来实现金属前驱体的空间隔离。高温碳化后，ZIF-8变成氮掺杂碳骨架，为金属位点的负载提供了载体。常见的金属前驱体可分为以下几类：1）金属无机化合物，如金属盐和金属氢氧化物；2） 金属有机化合物，如乙酰丙酮化合物和二茂铁；3） 金属大环化合物，如酞菁、卟啉和菲咯啉。图6.(a)Mn-SAS/CN催化剂的制备示意图和原位XANES光谱。(b)基于Kirkendall效应制备的(Fe,Co)/N-C催化剂示意图。(c)基于ZIF-8前驱体制备C-Cu(OH)2@ZIF-8-10%-1000的原理图。(d)Fe-ISA/CN催化剂制备示意图。(e)微孔限制和配体交换法制备Co(mIm)-NC催化剂示意图3) 外层保护策略：对MOFs的外层采取一些保护措施，以避免在热解过程中结构坍塌和金属原子的聚集。未热解MOFs表面的金属离子呈现高度分散的单原子态。但是在热解后由于单个原子的高比表面能，会发生团聚，这大大降低了金属活性位点的利用效率。此外，高温热解后，MOFs的孔结构坍塌，不利于催化剂传质过程和更多活性位点的暴露。因此，应采取措施对MOFs的外层进行保护，以促进高密度TM-SACs的形成，并保持热解后结构的稳定性。常用的保护策略主要分为以下两类：1）有机化合物（如表面活性剂、酶和聚合物）的保护策略；2） 主客体策略。图7. (a)原位约束热解法制备核壳结构的Co-N-C@surfactants催化剂示意图。CoN2+2活性位点构型和反应自由能演化图。(b)酚醛树脂辅助策略制备核壳结构1.0-ZIF-67@AF催化剂示意图。(c) CoNi-SAs/NC催化剂制备示意图。(d)配体交换策略制备C-AFC© ZIF-8催化剂示意图。(e) Fe-SAs/NPS-HC催化剂制备示意图4）相扩散策略：湿化学合成法通常用于制备以MOFs为前驱体的TM-SACs，即金属前驱体的合成在溶剂中完成。此外，由于单原子与其载体之间的弱相互作用，单原子在随后的制备和催化反应过程中不可避免地会团聚。如果使用MOFs衍生的碳载体作为前驱体，金属原子在高温下的扩散特性将被捕获并在碳载体上还原。这种强烈的相互作用可以提高催化剂的高温稳定性，也为TM-SACs的制备提供了一条新的途径。相扩散策略主要分为以下两种方法：1）球磨法（固相扩散法）；2） 气相扩散法。图8.(a)固相合成法制备Fe掺杂ZIF-8的原理图。(b) M15-FeNC-NH3催化剂制备示意图。(c) Fe-N/C催化剂制备的示意图及ORR性能曲线。(d)气相扩散法制备Cu-SAs /N-C催化剂示意图。(e)金属氧化物热扩散法制备Cu ISA/NC催化剂原理图和Cu-N3-C、Cu-N3-V自由能演化图5）双模板策略：模板策略可以通过模板本身的空间约束效应来控制合成材料的形态、结构和几何尺寸。MOFs是合成TM-SACs的最佳前驱体或模板。外来模板的引入可以对MOFs的形态和尺寸进行一定的限制。三维骨架上的金属原子可以得到很好的保护，有效地避免了热解过程中单个原子的团聚。根据热解后是否需要额外繁琐的步骤去除外来模板，这种双模板策略主要分为以下两类：1）一步模板法：PS和盐模板法；2） 多步骤模板法：介孔SiO2、SiOX和有序介孔硅。图 9.(a)利用KCl模板制备了SCoNC催化剂的制备图和不同放大率的HAADF-STEM图像。(b)PS模板法制备具有分级多孔结构的FeN4/HOPC催化剂的制备示意图。(c)PS模板法制备Fe/Ni-NX-OC催化剂示意图04小结MOFs材料的优异特性为高负载量、高稳定性、高催化活性的单原子催化剂的制备提供了丰富的平台。目前还有许多需要解决的问题，主要包括以下几个方面：1）充分发挥MOF材料的结构多样性的优势，探索一些新的策略来制备TM-SACs。目前主要以ZIF结构为主来制备TM-SACs，可以充分挖掘其他结构的MOF材料来进行制备。2）TM-SACs的单原子活性位点通常以TM-N4为主，这种配位结构被认为具有良好的ORR活性。对活性中心的配位结构进行调整，可以使得它们的活性得到进一步提高。目前已有的调整方式主要包括构建双原子活性中心、引入非金属(S,P,B)、纳米粒子与单原子协同催化、构建客体基团等。3）提高过渡金属单原子的负载量。催化剂的活性与催化位点数目和本征活性息息相关。对于TM-SACs，在合成过程中最大程度地避免单原子的聚集，提高过渡金属的利用效率，将MOF前驱体中的金属位点最大程度地转变为TM-NX结构。 4）实现TM-SACs的大规模制备和通用策略制备。金属浓度过高会导致单原子催化剂在制备过程中极易发生团聚， 并且由于不同种类的金属的配位环境和物理化学性质不同，难以实现制备策略的通用化。因此，开发一种新的策略去实现TM-SACs的大规模制备和通用化制备显得尤为重要。5）利用先进的表征手段和原位技术，在原子水平上对催化剂的结构进行剖析，从而探究结构与性能的关系。这些技术为MOF材料为目标明确的TM-SACs的设计提供了指导。6）结合理论计算去探究TM-SACs的氧还原反应动力学和最佳反应路径，确定催化剂的真实活性位点和反应过程的决速步。这为催化剂的结构设计提供了理论支撑，从而更好地提高TM-SACs的性能。

背景介绍尽管在过去十年中，世界各地的癌症死亡率显著下降，但癌症仍然是全球第二大死亡原因，到2020年约有1000万人死于癌症。这一发人深思的统计数据使寻找更有效的癌症解决方案成为全世界研究人员的一个重要优先事项。虽然动物模型提高了我们对癌症及其进展相关分子机制的理解，但使用这些物种间模型开发的治疗方法经常在临床试验中失败，因为其疗效结果无法转化为人类使用。人体细胞治疗的体外测试（in vitro）为研究人员提供了一个新的方式，该方式可以加速发现问题，并避免晚期临床失败的高昂代价。但是，这种人类细胞的临床测试必须在3D而不是2D中进行，因为细胞在3D中会根据来自周围细胞和环境的外部信号进行自我组装。过去的研究表明，3D细胞培养支持更多相关的细胞间相互作用，并在细胞增殖、形态、氧化、药物和营养摄取、排泄和连接蛋白等方面表现出差异，为研究人员提供更多与生理学相关的模型，以研究疾病的进展或筛选药物化合物。 基于挤压的生物打印组织工程项目中的复合材料和多细胞的灵活性CELLINK屡获殊荣的基于挤压技术的生物打印机 BIO X™ 和 BIO X6™ 允许进行多达6个打印头的3D生物打印，在小型或大型组织工程项目中实现复合材料和多细胞的打印。 基于光的生物打印直接在组织模型内通过血管网络进行生物打印CELLINK还提供基于光的生物打印机，例如由Volumetric支持的LUMEN X™ ，它可以用作独立的组织制造系统，也可以与基于挤压的生物打印机结合使用。基于光的生物打印机的优势是高分辨率的图案以及直接在组织模型内通过血管网络进行生物打印的能力。 生物墨水优异的生物相容性，细胞活力和可打印性此外，CELLINK还提供最多种类的高质量生物墨水，以及针对特定细胞类型配制的组织特异性的预包装试剂盒。每个套件均包含组织特异性细胞，优质培养基和定制的油墨混合物，以实现低批次间差异性，出色的生物相容性，细胞活力和可印刷性。