室温磷光技术

本文转载自公众号 ChinChemLett室温磷光具有长的发光寿命，大的斯托克斯位移以及在分析、生物成像、有机发光二管中有着广泛的应用。近几年来，纯有机室温磷光（RTP）材料受到了科研工作者的广泛关注，与无机发光材料和有机金属配合物材料相比，纯有机室温磷光材料具有柔性、低毒性、低成本、易修饰等特点。然而在室温条件下，由于弱的自旋轨道耦合，或者由氧气、高温、分子振动导致三线态激子的严重非辐射失活，使得有机磷光材料的室温发光效率往往很低。到目前为止，通过引入卤素重原子、芳香羰基，氢键，结晶（共晶），主客体作用，嵌入聚合物等策略，可以提高系间窜越（ISC）和抑制非辐射跃迁的速率，终成功地实现了纯有机室温磷光的构建。其中，卤素重原子（Br，I等）和其他杂原子（O和S等）可以促进单线态到三线体系间窜越（ISC），增强室温磷光发射；结晶、嵌入聚合物等策略可以产生刚性环境，从而抑制非辐射衰变，增强室温磷光发射。通过对近几年相关文献进行案例分析，Chinese Chemical Letters的编委、华东理工大学马骧教授课题组总结了基于主客体作用构建纯有机室温磷光材料的新研究进展，近期在Chinese Chemical Letters发表了Recent progress on pure organic room temperature phosphorescence materials based on host-guest interactions 的综述文章(https://doi.org/10.1016/j.cclet.2019.07.042)。文章首先介绍了构建室温磷光材料的常用策略以及主客体作用的概念，然后阐述了基于主客体作用实现纯有机室温磷光的机理，总结了近几年来不同主体基质下通过主客体作用产生室温磷光的研究进展，分别介绍了基于传统大环主体环糊精和葫芦脲，无定形羟基类固醇等甾体薄膜基质为主体分子以及以刚性晶体基质做主体的三种不同主体基质形式产生的室温磷光现象。后对未来主客体策略应用于纯有机室温磷光进行了展望。该文将发表在2019年第10期Fluorescence Basics and Technology专刊中。请点击下方链接阅读全文。本文转载自ChinChemLett扫描二维码阅读原文 点击查看更多往期精彩文章 上海交大开发新型探针：小至70nm 依然可实现超强拉曼信号 | 前沿用户报道折叠屏手机市场拓展的新契机——碳纳米点|前沿应用拉曼与统计分析神助攻，复旦破译PM2.5重要成分 | 前沿用户报道清华大学魏飞团队实现一步法制备纯度99.9999%半导体碳纳米管阵列严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】发现生命的轨迹——化石中的碳元素分析 | 前沿应用地底深处的生命探索——矿物中的化学反应分析 | 前沿应用【下篇】瞪你一眼，就能“看透”你 | 用户动态青岛能源所实现毫秒级单细胞拉曼分选，"后液滴"设计功不可没|前沿用户报道表面增强共振拉曼光谱探究细胞色素c在活性界面上的电子转移新型荧光探针——细胞膜脂变化无所遁形!复旦巧用增强拉曼“识”雾霾 | 前沿用户报道 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载，文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有。HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息，以供读者阅读、自行参考及评述，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及时进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 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首选，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。 点击下方“阅读原文”，阅读paper原文。阅读原文

供稿：张婷编辑：chen磷光材料是一种应用广泛、具前景的发光材料，我们所熟知的夜明珠就是一种磷光材料。虽然与荧光同属于光致发冷光现象，但磷光的发光寿命远长于荧光，且具有较大的斯托克斯位移，这些特点使得其成为发光材料领域的研究热点。虽具备种种优势，但磷光的发光强度易受温度和氧气的影响，高温及高浓度氧气都会猝灭磷光。因此，能在室温条件下就可以发出磷光的材料——室温磷光材料的开发应用，就显得为重要。室温磷光材料的基础设计在近年来已经取得了很大的进展，但目前已报道的多数室温磷光材料仍然不够理想。一方面，这些材料大多含有重金属，而重金属通常价格较高且生物毒性较大；另一方面，大多数纯有机室温磷光材料是在晶态下发光，而晶体的培养过程相对复杂且重复性较差，不便于批量生产。因此，制备方法简单、低成本、发光性能稳定的无定形态纯有机室温磷光材料就成为目前亟待研究的重点。令人高兴的是，华东理工大学的田禾院士、马骧教授团队近年来一直致力于无定形态纯有机室温磷光材料的研究，对这一领域有着深刻的理解和认识，并且取得了一系列突破性进展。近期该团队受邀撰写了关于室温磷光材料的综述，并发表于Angew. Chem. Int. Ed. 该综述主要从无定形态纯有机室温磷光材料的设计思路入手，总结评述了近年来该领域的一些代表性研究成果和热门应用。发光机理实现高量产的重要途径减弱发光分子的非辐射失活为了得到高磷光量产的材料，减弱磷光发射的竞争过程便是一个很有效的途径，即减弱发光分子的非辐射失活过程。为了达到这一目的，近年来各大院校的研究团队们开发出一系列策略，包括：将发光分子套入具有保护作用的主体大环分子内、与聚合物相互掺杂或是直接共价连接、利用氢键等作用力将发光分子聚集在一起等等。这些策略都可以有效减弱发光分子的振动，并且保护发光分子不受外界猝灭因素的影响，从而实现室温磷光的发射。夜光标志（来源：baidu）多种思路突破难题室温磷光材料设计的科研成果基于上述思路，我们来看看近年来学界也都取得哪些突破性的研究成果。早在2016年，田院士和马教授课题组，就曾报道了一种制备纯有机室温磷光发射聚合物材料的简便方法，该团队采用的是共聚的思路，具体做法为：将磷光团与丙烯酰胺共聚，从而得到刚性无定形态聚合物。这种聚合物可以有效抑制发光分子的非辐射跃迁，从而可以实现高效室温磷光的发射。此方法适用于各种不同的磷光团，目前已基本实现了从近红外区到紫色可见光范围内的全光谱发射。据课题组介绍，在这一系列实验中，大量的发射光谱、激发光谱、量子产率等表征工作均使用HORIBA FluoroMax-4荧光光谱仪完成，该仪器可以同时测出发光材料的荧光及磷光发射光谱，并能够直接用CIE色坐标来表征材料的发光颜色。积分球附件也可以很方便地测出溶液态及固态材料的绝对量子产率。2018年，新加坡南洋理工大学赵彦利教授课题组采用的则是另一种思路，赵教授团队将磷光分子与聚合物掺杂来进行研究。具体做法是：将一个外围修饰有六个苯甲酸的磷光团，与无定形态的聚乙烯醇进行简单的掺杂，体系中丰富的氢键作用可以有效减弱分子振动造成的能量损失，减少磷光信号的猝灭。此外，紫外灯照射可以使聚乙烯醇内部形成共价键，进一步减弱了发光体的非辐射跃迁，从而实现了长寿命、高量产的室温磷光发射。综上，我们可以看到，对于无定形态纯有机室温磷光材料的设计，科研人员们一直在开展研究并且已经取得不少成果。不同颜色发光材料（来源：baidu）广阔前景未来可期室温磷光材料的热门应用上文我们已经介绍了室温磷光的一些科研发展，这些发展也使得室温磷光材料在防伪、生物成像、探针等领域表现出广泛的应用价值，下面我们就一起看看都有哪些具体的应用场景~1. 防伪防伪墨水（图片来源：baidu）大多数磷光材料在普通日光下没有任何发光现象，只有在紫外灯照射下才可以发出肉眼可见的光，且有一些材料的磷光寿命长，在关掉紫外灯后还可以有肉眼可见的余辉。因此，将室温磷光材料制成墨水，便可以实现文字或图案内容的加密和防伪。若将长寿命的室温磷光材料和短寿命的荧光材料结合在一起制成墨水，还可以使得加密内容在紫外光照射前、照射时、照射后分别呈现出不同的状态，进一步提升了防伪技术水平。2. 检测氧气浓度室温磷光材料也是一种可用于检测氧气含量的探针。我们知道氧气对荧光发射通常是没有影响的，而磷光却易被氧气猝灭，因此将一个具有荧光/磷光双发射的物质置于不同浓度的氧气环境中，我们发现其荧光强度固定不变，而磷光强度则会随氧气浓度的增加而减弱。根据这一原理便可以制得一个较为精确的比率式氧气浓度检测器，如果此类检测器所使用的物质可以用于生物体，则还可以进一步用于生物细胞内的氧气检测。编辑说：有人说“新材料科学技术的发现、利用和产业化，是材料科学技术的革命，是社会的巨大财富”，本文所谈到的磷光材料研究技术亦如此。在这里，我们要为科研人员们加加油，希望他们不懈努力，不断改进已有的制备技术或发明新的技术，研制出更多高性能或新性能的材料，让我们的生活始终充满“夜明珠”般璀璨的魅力。文章作者论文原文本综述论文由华东理工大学博士生张婷在田禾院士和马骧教授的指导下完成，并得到了新加坡南洋理工大学赵彦利教授、吴宏伟博士后和复旦大学朱亮亮教授的帮助和支持。题目&杂志：Molecular engineering for metal-free amorphous room temperature phosphorescent materials. Angew. Chem. Int. Ed.文章作者：张婷, 马骧, 吴宏伟, 朱亮亮, 赵彦利, 田禾. 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享，供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 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。

供稿：郎云贺成果简介近日，四川大学吴鹏课题组利用单线态氧1270nm的NIR-II特征发射（聚噻吩光敏剂）测定D2O纯度，相关文章已发表在Analytical Chemistry上，该工作也表明了单线态氧的NIR-II发射在分析检测中具有潜在的应用价值。背景介绍重水（D2O）在核工业及生物有机分析等领域应用广泛。但由于D2O与H2O的物理性质极为相似，加之D2O具有强吸湿性，致使区分D2O和H2O极具挑战。单线态氧的特征磷光发射（1270 nm，NIR-II）具有半峰宽窄、信号干扰小的特点，能够有效区分D2O/H2O。图文导读单线态氧的特征磷光发射强度与溶剂相关。与O-D（ν = 2550 cm-1）相比，高振动频率的O-H（ν = 3250 cm-1）能够更快速有效的促使单线态氧非辐射失活，表现为更弱的信号强度（图1A）。目前，最直接、方便产生单线态氧的方式是通过光敏过程（图1B）。然而，常规情况下该特征磷光发射非常弱，难以满足定量分析的要求。图1 光敏氧化产生的1O2特征磷光发射区分H2O和D2O四川大学吴鹏教授团队筛选具有优良光敏稳定性、较高单线态氧量子产率的聚噻吩光敏剂，加入至不同比例的D2O/H2O溶液中，利用激光器作为激发光源，通过提高激光功率增强了光敏氧化产生的单线态氧1270 nm磷光发射信号。信号采集时间约30 s，最终实现D2O纯度的定量分析与检测。收集1O2的弱磷光发射信号的仪器设置在本研究中，主要是由四川大学分析测试中心分子光谱组瞬态荧光光谱仪（HORIBA Fluorolog® -3）支撑，装备近红外检测器（H10330，Hamamatsu）。通过该仪器，完成了光敏剂分子荧光光谱、荧光寿命、单线态氧磷光光谱、单线态氧磷光寿命等的测量。HORIBA Fluorolog® -3 荧光光谱仪作者借助外置激光器（提高激光功率），得到了平滑的单线态氧磷光发射曲线（如图2D），实现了通过NIR-II光谱完成D2O纯度的定量分析。该仪器具有功能多样、灵敏度高等优势，NIR-II光谱平均扫描时间仅30 s。值得注意的是，该仪器与脉冲激光器相连接，能够得到不同溶剂的单线态氧寿命衰减曲线（图2E）。该仪器对发光强度很弱的单线态氧NIR-II磷光及其他稳态/瞬态相关的研究提供了广阔的平台。图2 光敏剂PT10的光物理性质研究如果您对上述产品感兴趣，欢迎扫描二维码留言，我们的工程师将会及时为您答疑解惑。文献信息Analysis of the Isotopic Purity of D2O with the Characteristic NIR-II Phosphorescence of Singlet Oxygen from a Photostable Polythiophene Photosensitizer署名作者：Yunhe Lang, Shihong Wu, Qin Yang, Yanju Luo*, Xia Jiang, and Peng Wu*文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c01160扫码查看文献吴鹏教授课题组简介吴鹏，四川大学分析测试中心/化学学院教授，博导，国家优青，四川省学术与技术带头人。近年来的研究工作以室温磷光和单线态氧的光物理和光化学调控为基础，探究其在核酸检测、光动力治疗等领域的新应用。已在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Chem. Sci.、Anal. Chem.等国际知名期刊上发表论文90余篇，H-index 38。

成果名称 荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪 单位名称 中国科学院化学研究所 联系人 程贺 联系邮箱 chenghe@iccas.ac.cn 成果成熟度 □研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介：荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪通过引入二向色镜，采取叠光的手段，将785nm、633nm、532nm和457nm的激光作为光源，根据样品不同的吸收谱带选择样品无吸收的激光，解决了商业化动静态激光光散射谱仪无法测量荧光/磷光体系溶液结构的难题。该谱仪可精确测定流体力学半径在1nm-100&mu m，均方旋转半径在20nm-300nm尺寸范围的纳米、胶体、团簇颗粒等的溶液结构。 应用前景： 本项目可以吸引国内院所同行，尤其是本身已有商业化动静态激光光散射谱仪的同行的注意，吸引他们向我方申请加工、或者直接购买，在市场上有一定的应用前景。近两年来，仅德国ALV公司在中国市场购买就销售了15台左右谱仪，按每台谱仪的改装费80万元计算，我们的潜在市场至少有1200万元。

p 　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员吕建成、喻学锋与英国班戈大学教授陈险峰等合作，成功研制出首个基于黑磷的光纤化学传感器，实现对重金属离子的超灵敏检测。 br/ /p p 　　倾斜光纤光栅是一种新型的光纤器件，大角度倾斜光栅结构能够将纤芯光学基模前向耦合到光纤包层，在特定的波长形成一系列离散的谐振峰，光的耦合将随着外界媒质折射率等的变化而变化。因此，倾斜光纤光栅是非常适合作为传感应用的光子器件。黑磷是近年来广受关注的一种具有直接带隙二维半导体材料，具有独特的二维平面结构、超高的比表面积、众多的活性位点，以及从可见到红外广阔的光谱响应范围，在光学检测方面展现出巨大的应用前景。 br/ 　　该研究中，研究团队首次将黑磷和倾斜光纤光栅相结合，揭示了黑磷纳米层独特的光学调制作用，借助于倾斜光栅这种独特的光学结构，构建成新型的超灵敏化学传感器。本研究发展了一种原位层叠的修饰技术，将黑磷纳米片高效地附着在光纤器件表面，不同厚度的黑磷纳米层展现出对光信号独特的调制性。利用这一特性，该黑磷光纤传感器能够在亚ppb浓度水平检测到重金属铅离子，具有超高的灵敏度、超低的检测限，以及广阔的浓度检测范围。黑磷新型光纤传感器的成功研发，将为化学和生物传感提供一个优越的光学检测平台，从而推动黑磷化学生物传感器的应用研究进程。 br/ 　　相关研究成果发表于Sensors and Actuators B: Chemical。该研究得到了国家自然科学基金、欧盟“第七框架计划”等的资助。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/4ba34206-8377-4380-a6fe-692cf085a316.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 600px height: 326px " width=" 600" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 326" border=" 0" / /p p strong 图.a)：黑磷倾斜光纤光栅器件及其光学调制示意图，b)：重金属离子检测的实验步骤，c)：不同重金属离子浓度下TM模式共振的光谱图，d)：不同重金属离子浓度下光谱的共振强度图。 /strong /p

铜基纳米颗粒（CuNPs）具有制备过程简单、原料易得、毒性低、可调谐的小尺寸、可定制的表面化学性质和良好的物理化学性能，在能量转换、催化、生物医学等领域备受关注。特别地，发光效率高、荧光寿命长的CuNPs发光材料促进了光学传感器的发展。然而，对于晶态金属基纳米材料而言，因晶格结构的长程有序性，其反应活性位点较少，且由于其无法达到绝对零度导致存在的晶体缺陷会抑制光生电子转移。因此，探索CuNPs的新型微观结构是发光材料和光学检测的迫切需求。近年来，非晶态金属基纳米颗粒已被验证，其无序结构不仅可以在能量转换领域通过减少电子与空穴的重组来促进金属核与表面配体之间的电荷转移，而且可以在催化领域通过其低配位原子暴露更多的反应位点。易于电荷转移的特点和丰富的反应位点特性，使非晶态CuNPs有望成为光致发光和光学检测的理想材料。然而，由于非晶态微观结构是CuNPs的热力学亚稳态，如何抑制其形成稳定晶体颇具挑战性。能否获得光学检测所需的具备优异光致发光性能的非晶态CuNPs仍然未知，而这对于超灵敏和高稳定检测至关重要。　　中国科学院新疆理化技术研究所痕量化学物质感知团队利用谷胱甘肽配体抑制原子间金属键，促进铜基纳米材料非晶态的形成，通过调控溶剂极性制备出基于穿越空间共轭（TSC）的谷胱甘肽功能化非晶态CuNPs（GSH-CuNPs）。这一材料具有聚簇触发发射（CTE）的优异磷光性能。与之前报道的铜基纳米结构磷光材料相比，该材料具有较高的量子产率（13.22%）、较长的磷光寿命（21.7 μs）、较大的Stokes位移（298 nm）及抗机械致变色发光特性，利于光学检测。同时，非晶态CuNPs表面配体暴露的大量羧基和氨基为2,4,6-三硝基甲苯（TNT）提供了丰富的识别位点，可实现对痕量典型爆炸物TNT的超灵敏、特异性磷光猝灭检测。在此基础上，研究通过理论计算结合相关实验数据提出了光诱导电子转移（PET）的三重态磷光猝灭传感机制。此外，科研人员利用GSH-CuNPs的固态发光性能拓展建立了CuNPs-纸芯片（具备优异的可循环检测性能），实现了对固体TNT残留物的现场可视化采样检测；拓展建立的CuNPs-高分子传感芯片实现了对空气中痕量TNT微粒的超灵敏检测，为便携式现场探测器的集成开发及隐藏TNT爆炸物搜寻奠定了研究基础。该研究首次实现了由铜基配合物聚集诱导制备非晶态铜基纳米颗粒，从根本上有助于探讨金属基纳米材料的不同存在形式，并在痕量光学检测方面展示出潜力，为非晶态金属基纳米材料在痕量化学物质检测方面的传感原理挖掘及传感方法建立奠定了坚实基础。　　相关研究成果以Amorphous Copper-Based Nanoparticles with Clusterization-Triggered Phosphorescence for Ultrasensing 2,4,6-Trinitrotoluene为题，在线发表在《先进才来哦》（Advanced Materials）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中科院基础前沿科学研究计划从0到1原始创新项目等的支持。非晶态铜基纳米颗粒的结构示意、磷光发射及TNT检测机制

近日，“室温超导”热度持续走高。8月2日，天风国际证券分析师郭明錤表示，常温常压超导体的商业化尚无时间表，但是未来它将对消费电子领域的产品设计产生颠覆性影响，即便iPhone都能拥有匹敌量子计算机的运算能力。　　从二级市场来看，超导相关概念股表现活跃。东方财富Choice数据显示，8月2日，超导概念股集体高开，中孚实业、百利电气等个股涨停，板块指数创今年以来新高。　　“常温常压超导不需要特殊的温度和压力，是目前最有商用价值前景的超导体，如其落地则意味着可以为消费电子等更多产业带来巨大变革。”南京大学高性能计算中心高级工程师盛乐标在接受记者采访时表示，“常温常压超导材料将显著提升芯片的计算性能，促进量子计算、超导逻辑电路等发展，为计算机、手机等提供更高的电流密度和更低的能耗。”　　如果常温常压超导材料取得突破，将在能源、计算等诸多领域产生变革，如可用于构建量子计算机等。　　不过，目前室温超导体的相关研发工作仍在初期阶段。“从理论、实验，再到评审验证及量产，常温常压超导体的可行性落地仍有很长的路要走，同时其真正商业化还面临应用条件完善、技术路径变化、设计难度、成本等多重挑战。资本市场也要警惕过度炒作现象。”钧山董事总经理王浩宇对记者表示。　　科技部国家科技专家周迪认为，超导体是一种比常规导体更为优越的无损耗导电材料。目前，常温常压超导体落地的主要难点在于超导材料和制备适配难度较大，多个机理的未知问题也有待解决。　　对于“室温超导”的落地，相关上市公司虽集体持观望态度，但也将其视为重要的研发方向，并提前酝酿布局。　　鑫宏业在投资者互动平台上表示，超导技术（高温、低温、常温）是未来电力输送的重要发展方向，是特种线缆未来的重点研发方向，公司会积极关注。九洲集团表示，超导技术可以提高电能传输的效率，降低能源损耗，因此可能会对电力设备制造业带来积极的影响。广电电气称，公司保持对重要新兴技术及领域的密切关注。永鼎股份则表示，公司在等待相关验证的过程。　　根据贝哲斯咨询调研数据显示，2022年，全球超导体市场容量达405.93亿元，预测至2028年，全球超导体市场规模将会达到618.21亿元。　　“重大装备、AI智造等领域急需的半导体材料、超导材料等是新材料产业重点发展方向。在自主化创新的推动下，未来几年国内超导产业有望迎来迅猛增长。”看懂经济研究院研究员袁博认为。

北京理工大学郝群教授团队在室温运行中波红外探测器研究方面取得突破性的进展，相关论文于2023年1月发表于光学顶刊Light：Science & Applications，获得封面论文。近日该论文入选ESI高被引。 中红外波段是重要的大气窗口，相比可见光波段提供额外的热信息，在医学检测、气象遥感、航天探测等方面均具有重要价值。然而，该波段却不能被人眼直接感知。红外光电探测器运用光电技术，突破人类视觉障碍，以被动的方式探测物体所发出的红外辐射。目前，中红外光电探测器主要基于外延生长材料，与读出电路耦合的倒装键合工艺复杂，，并且其高性能需要斯特拉制冷机等设备制冷，无法满足轻量化、低成本需求。胶体量子点作为新兴红外材料，化学热注射法大规模合成易，“墨水式”液相加工可以与读出电路直接耦合，并且其“量子限域”效应在三维尺度限制了热激发载流子的产生，有望实现非制冷、低成本、高性能的中波红外探测器。然而，目前胶体量子点并且异质结设计导致的界面传输和能带不匹配，使探测器依然必须在液氮（80K）温度下才能达到背景限，理论预测的室温运行依然遥远。量子点表面偶极子调控过程郝群教授团队创新性的提出量子点表面偶极子掺杂方法，开发混相配体交换技术，首次在红外量子点领域提出并制备了“强P-弱P-本征-弱N-强N”梯度堆叠同质结器件。该新型器件：1. 工作温度优。通过大幅优化内建电场，使量子点中波红外探测器的“背景限”工作温度提升了百开尔文，成功实现了室温运行。2. 制备成本低。该红外材料化学合成、液相涂敷硅基耦合、无需斯特林制冷，从材料、工艺、工作机理等各个层面降低成本至传统红外探测器的十分之一。3. 探测性能高。梯度同质结器件结构，避免了界面输运不匹配导致的光生载流子损耗，优化了光生载流子的传输与收集过程。量子点梯度同质结器件与能带示意图该工作极大提升了探测器的工作温度，中波4-5微米探测器在200 K下，比探测高于1011 Jones，性能达到背景限制；280 K下，仍能保持1010比探测率。 梯度同质结量子点探测器的外量子效率相比常规量子点探测器提升近1个量级，达到77%。本工作同时验证了探测器的热成像及气体检测等实际应用功能。该论文的第一作者为北京理工大学博士生薛晓梦、陈梦璐准聘教授，通讯作者为北京理工大学陈梦璐准聘教授、唐鑫教授及郝群教授。原文链接：https://www.nature.com/articles/s413 7 7-022-01014-0 附作者简介：郝群，北京理工大学特聘教授。国家级高层次人才，高校创新引智基地负责人，科技部重点领域创新团队负责人，教育部跨世纪优秀人才，北京市教学名师，全国“巾帼建功”标兵。长期在新型光电成像传感技术和光电精密测试技术领域从事教学和科研工作，主要研究方向包括新型光电成像技术、仿生光电感测技术、抗振干涉测量技术及仪器等方面。主持国家自然科学基金仪器专项/重点项目、科技部重点研发计划等。担任中国光学学会常务理事、光电专业委员会主任委员，中国仪器仪表学会常务理事、光机电技术与系统集成分会常务副理事长，中国计量测试学会常务理事，中国兵工学会理事、光学专业委员会主任委员，中国光学光电子协会理事、红外分会副理事长等社会兼职。担任《Defense Technology》杂志副主编。

光致发光绝对量子效率测量是发光材料表征的重要手段；温度的变化对于表征材料的特殊应用有着重要的影响。2020年首发，东方科捷推出液氮低温量子效率（LN-QE）测试功能附件。 液氮环境下，发光分子被冷冻，发光会增强，特别对于磷光材料；某些磷光材料在室温下发光较弱，不利于光致发光量子效率的准确测量及数据对比，如果在液氮温度下就能很好解决这个问题。 其他特殊材料，比如AIE材料，如果进一步了解聚集导致的空间位阻形成的发光增强，可以对比分子冷冻位阻发光差异。延迟荧光材料，比如热延迟荧光材料，可以对照不同温度调节下的发光差异，结合荧光寿命数据，即可明确给出某些结论。 同理，如果材料发光既有荧光又有磷光，研究者关注磷光部分，希望通过材料设计及修饰提高磷光发光比重，那么，采用这套附件配合磷光光谱仪，即可获得液氮低温的磷光量子效率数据。 由于设计中包括液氮温度和积分球，当然，获得液氮低温下发光材料的吸收光谱，这也是值得兴奋的事情。通常发光材料吸收光谱，不能采用常用的紫外可见近红外分光光度计获得真实数据，我们通常是采用双单色仪（比如荧光光谱仪）同步扫描的方式获得。加上液氮温度和积分球，显然，固体材料的液氮温度下的漫反射吸收数据就垂手可得。 现有设备满足HORIBA荧光光谱仪配合需要，其他设备比如EDI，欢迎合作测试。

荧光分析技术是一种强大的分析手段，广泛地应用在临床检验、生物学研究、农业科学、食品和环境科学中，是多功能酶标仪的重要应用，如TECAN(M1000、M200等)，Thmeral(Varioskan Flash)，Bio-tek(Synergy 4等)，MD(M2、M5)都可以应用于荧光检测。 　　1.概述 　　室温下，大多数分子处于基态的最低振动能级，处于基态的分子吸收能量(光能、化学能、电能或热能)后跃迁至激发态，激发态不稳定，将很快衰变到基态，以光的形式放出能量，这种现象称为“发光现象”。分子发光包括荧光，磷光，化学发光，生物发光等。受到光照时发光，光照切断时发光立即消失的叫荧光，光照切断时，发光逐渐变弱以致消失的叫磷光，吸收化学反应的化学能量而发光叫化学发光，由生物能转变为光辐射的称作生物发光。 　　由于发光物质不同荧光有分子荧光和原子荧光之分，分子荧光为带光谱，原子荧光为线光谱，通常所说的荧光为分子荧光。通过测定所发射荧光的特性和强度，可以对物质进行定性、定量分析。 　　2.荧光检测技术 　　2.1荧光强度(FI) 　　荧光强度与荧光物质的浓度成正比，这是荧光分析法是量分析的依据。在生物学上的应用非常广泛，可以进行生物大分子定量，酶活性分析，荧光免疫分析，细胞学分析(细胞增殖，细胞毒理，细胞吸附等)和分子间相互作用。 　　2.1.1细胞凋亡检测 　　Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其中Caspase-3为关键的执行分子，它在凋亡信号传导的许多途径中发挥功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞浆中，在凋亡的早期阶段，它被激活，活化的Caspase-3由两个大亚基(17KD)和两个小 亚基(12KD)组成，裂解相应的胞浆胞核底物，最终导致细胞凋亡。但在细胞凋亡的晚期和死亡细胞，caspase-3的活性明显下降。 　　设计出荧光物质偶联的短肽Z-DEVD-AMC。在共价偶联时，AMC不能被激发荧光，短肽被水解后释放出AMC，自由的AMC才能被激发发射荧光(图1)。根据释放的AMC荧光强度的大小，可以测定 caspase-3的活性，从而反映Caspase-3被活化的程度。 Z-DEVD-AMC------AMC Nonfluorescent Fluorescent 图1. Caspase-3水解Z-DEVD- AMC 　　2.1.2细胞毒性的检测 　　体外细胞毒性研究对于检测新的生物来源或人工合成的细胞毒素以及例行的临床相关的检测都有着重要的意义。细胞膜非渗透性的核染料 Propidium iodide能穿透损伤的细胞膜，荧光密度越高反映出其受损细胞越多。 　　2.1.3钙流检测 　　Fura-2、indo-1、Quin-2是Ca2+荧光指示剂，可以灵敏地反映细胞内钙离子浓度的变化，当结合钙离子时，最大激发波长会发生改变，发射荧光的强度和结合的Ca2+浓度有着定量的关系。 　　2.2荧光偏振(FP) 　　1926年Perrin首先描述了荧光偏振理论，溶液中的荧光分子在受到偏振光照射时，可吸收并释放出相应的偏振荧光，如果在激发时荧光物质处于静止状态，发射光将保持原有激发光的偏振性，如果其处于运动状态，发射光电偏振偏振平面将不同于原有激发光的偏振特性，这就是荧光偏振现象，荧光分子与其它因子的相互作用，例如相互结合或排斥 其所处环境的性质，例如溶液的粘度、温度等，这些因素都有可能对这个荧光因子受激发后发出的发射光的发射平面产生影响。因此以荧光偏振为基础发展的技术可用来研究生命科学中分子之间的相互作用，如受体配体结合分析，DNA-蛋白质结合分析，SNP分析，酶活性分析。 　　荧光偏振分析所需的样品量少，灵敏度高，可达亚纳摩尔级范围，重复性好，操作简便，也更为安全可靠，不会在实验过程中生成有害的放射性废物，此外荧光偏振是真正均相的，允许实时检测(动力学检测)，对于浓度变化不敏感，是均相检测形式(中间不含洗涤步骤)的最佳解决方案。 　　目前市场上多款酶标仪都可以用来做荧光偏振检测，Invitrogene公司专门利用Predictor™ hERG对多款酶标仪进行荧光偏振测试分析(表1)。 　　2.3时间分辨荧光(TRF) 　　在做荧光测定的时候，由于背景荧光信号干扰，使用传统的发色团进而进行荧光检测的灵敏度就会严重下降。大部分背景荧光信号是短时存在的，因此使用长衰减寿命的标记物就可以使瞬时荧光干扰减到最小化。 　　时间分辨荧光是用稀土元素作为标记物，稀土三价离子的电子云的结构会一定程度上限制了电子的迁移，导致这类元素发生的荧光的衰减周期通常是很长的，从而消除背景荧光的干扰 大大提高检测的灵敏度(表2)。应用稀土元素作标记物的另一个好处是激发光与发射光峰值Stoke 位移大。这就可消除激发光和散射光的干扰，同时, 被激发的荧光光带极窄, 荧光的发射峰非常尖锐, 可使仪器调整在极窄的波长范围内测定, 极大地降低了来自背景的各种干扰。 荧光团 荧光寿命（ns） 非特异荧光背景 1～10 人血清白蛋白 4.1 球蛋白 3.0 细胞色素C 3.5 异硫氰酸荧光素(FITC) 4.5 丹磺酰氯 14 稀土螯合物 103～106 表2.常见荧光团队荧光寿命 　　时间分辨荧光灵敏度高、特异性强、稳定性好、标记物制备简便、检测重复性好、操作流程短，适用于生物学、医学上的超微量分析，像激素检测，病毒性肝炎标志物检测，靶向细胞的标记检测以及药物筛选等方面。 　　2.4荧光共振能量传递(FRET) 　　荧光共振能量传递现象是Perrin在20世纪初首先发现的，1948年，Foster创立了理论原理，指荧光能量供体与受体间通过偶极-偶极耦合作用转移能量的过程，这种能量的转移是非放射性的，产生FRET的条件主要有三个：(1)供体与受体间足够靠近(1～10 nm) (2)供体的发射光谱与受体的激发光谱有一定的重叠 (3)给体与受体的偶极具一定的空间取向，这是偶极-偶极耦合作用的条件。 　　荧光共振能量传递因为要考虑到供体和受体之间的距离，所以经常用来研究分子间的相互作用，像蛋白质的相互作用，抗原抗体结合，受体与配体的结合，另外在膜反应、离子通道等方面的研究也有相应应用。将FRET荧光探针标记的肽链，加入到固体表面的双层膜中，通过荧光漂白恢复(FRAP)成像技术检测，为研究跨膜螺旋二聚作用提供一个新的方法。用FRET标记细胞质，应用时间分辨技术，检测其对P2X离子通道的门控作用。 　　利用Eu等长效荧光物质作为供体，来进行荧光共振能量传递，在激发光熄灭后受体仍能较长的能量衰减时间，能量传递效率更高，可检测的相互作用距离更长，可达到100-200nm，时间延迟检测，降低了背景噪音，提高了灵敏度 　　3.总结 　　荧光法灵敏、准确、兼容性强、可以利用荧光分子对目标物质进行特异性标记大大减少杂质的信号干扰，荧光特性参数多，动态线性范围宽、可以活细胞活活体检测，灵敏度比分光光度法高2～4个数量级，对微量和痕量药物进行灵敏准确的检测具有较大的优越性。总之荧光法作为一种高灵敏的分析手段，与其它技术相结合，有着更广阔的发展前景。 　　欢迎选购，详情请联系东胜创新各地办事处咨询。 　　东胜创新公司www.eastwin.com.cn 　　北京：010-51663168，上海：021-64814661，广州：020-38331360

北京11月15日起正式供暖，记者14日从市供热办了解到，经过北京市质量技术监督局计量认证和室内温度检测能力审核，首批5家第三方室温检测机构名单确定。第三方检测机构出具的室温评估报告具有法律效力，市民如果发现自家室温未达18℃，可请第三方检测机构检测室温。 　　首批5家第三方室温检测机构是北京节能环保中心、北京市煤炭节约办公室节能监测站、北京市建设工程质量第一检测所、北京市建设工程质量第四检测所、通州区节能监测站。对于此前有媒体报道称居民室温检测费乱定价，100平方米甚至达到3000元的情况，市供热办相关负责人表示，目前第三方检测机构室温检测费尚未确定，仍是市场定价，但本市将进行严格监管，做到合理收费，“是否会出台相关收费标准，将在报上级审批后确定”。

近日火爆全网的室温超导论文，再次将低温物理科研推到了大众的视野里。自昂内斯1911年发现汞金属的超导电性之后，各种超导材料的研究进入了爆炸式增长，从金属到合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导体以及其他氧化物超导体等，超导温度也在不断提升。然而即便是常见的高温超导材料仍要接近液氮温度才能够实现，使得超导材料距离人们生活中大规模应用仍然存有相当的距离。而近日在美国物理学会春季会议，罗彻斯特大学的兰加迪亚斯团队宣布在1GPa压强下，在镥-氮-氢体系中实现了室温超导，使整个物理学界沸腾了。这篇工作也刊登于Nature期刊，3月8日在线发表。图1. 兰加迪亚斯在美国物理学会春季会议的报告 相比于之前的氢化物超导，此次氮掺杂镥氢化物超导存在两个惊人的发现：一是该超导材料的临界超导温度达到了21度，二是压力仅需要1万个标准大气压（1Gpa）。这与之前动辄上百Gpa压力的极端高温超导条件天差地别，具有极高的应用潜力。 如此震惊世界的发现，作者在进行超导判定时也非常谨慎，分别从电、磁、热三个维度进行了超导转变实验验证。氮掺杂镥氢化物随着压力的增加，会发生两次明显的可视相变，起初样品无超导性，呈现蓝色（I相）。随着压力增加到3kbar，样品进入超导相（II相），颜色也转变为粉红色。进一步提升到32kbar以上，样品再次进入一个无超导金属相（III相），样品颜色此时也转变为鲜艳红色。图2：镥-氮-氢体系超导与可视相变 对不同压力下的超导相进行电输运测量，零外场条件下，温度依赖的电输运测量表明，随温度下降，电阻会存在一个陡然下降至零的行为，超导转变宽度与转变温度的比值ΔT/ΔTC在0.005至0.036范畴，可以在GL理论的脏极限范畴解释。零外场下，V-I特性曲线在超导转变温度上下明显不同：超导转变温度之上，材料具有线性V-I响应，符合欧姆定律；超导转变温度之下，电压几乎不可测量，并具有非线性响应。图3. 镥-氮-氢体系温度依赖的电输运测量和V-I特性曲线 对于超导转变判定，除零电阻行为外，更为关键的是迈斯纳现象的发现。本文磁学测量方面，温度依赖的磁化强度曲线和M-H曲线基于Quantum Design PPMS系统完成，并搭配了相应的磁测量高压包选件。在8kbar压强下，场冷、零场冷条件下磁化强度的测量表明了一个清晰明确的迈斯纳现象的存在，确定超导转变为277K。宽超导可能源于高压包不同压力梯度或者材料的不均匀性。磁测量获得的超导转变与电阻测量结果相吻合。除直流磁化率外，交流磁化率也明显观测到超导转变带来的抗磁性。图4. 镥-氮-氢体系直流与交流磁化率测量 而热输运方面，比热测量同样是验证超导转变的重要途径，根据BCS理论，超导转变伴随有能带打开能隙，会导致比热激增。本文采用了新型交流量热技术，获得了不同压力下，材料比热随温度的演变关系，可以看出，比热具有明显的不连续特征，由此获得的超导转变温度也与电、磁测量相吻合。图5. 镥-氮-氢体系的高压比热测量 本文通过电、磁、热三个维度的实验验证了镥-氮-氢体系在1GPa下接近室温的超导电性，但关于其内容见解，各路大神众说纷纭。此篇文章中，使用了PPMS磁测量高压腔组件，能够实现1.3GPa压力下的等静压磁学测量。相信在未来的超导探索工作中，PPMS的磁学测量和电学测量高压腔能够发挥更多更重要的贡献。图6：Quantum Design 高压磁学和电学测量功能组件

LK-99材料有一个边缘呈悬浮状态。图片来源：Hyun-Tak Kim et al. (2023)一个研究小组声称已经创造出第一种在室温和环境压力下完美导电的材料，但许多物理学家对此持高度怀疑态度。美国威廉与玛丽学院的Hyun-Tak Kim表示，他将支持任何试图复制其团队工作的人。超导体是一种可以使电流在没有任何阻力的情况下移动的材料，因此可以显著降低电子设备的能源成本。但一个多世纪以来，研究人员一直无法让它们在极端条件下工作，比如极低的温度和极高的压力。现在，Kim和同事声称已经制造出一种在室温和压力下具有超导性的材料。为了制造这种被称为LK-99的新材料，Kim和同事制造出混合了铅、氧、硫、磷的粉末状化合物，然后将其在高温下加热几个小时。这使得粉末发生化学反应，变成深灰色固体。研究人员随后测量了一毫米大小的LK-99样品在不同温度下的电阻，发现其电阻率从105℃的相当大的正值急剧下降到30℃的接近零。超导体会驱逐磁场是迈斯纳效应现象的一部分，为此，研究人员还测试了这种材料在一定温度下对磁场的反应。结果显示，在电阻接近于零的温度范围内，它确实表现出这种效应。由于迈斯纳效应，超导体放置在传统磁体上时会呈漂浮状态，研究人员也记录了这种悬浮的测试。在他们的视频中，他们将一块LK-99放在磁铁上方，磁铁表面明显升起。然而，这种扁平的硬币状的材料只有一个边缘完全悬浮，另一边似乎与磁铁保持接触。Kim说，这是由于样品还不完美，意味着只有部分样品具有超导性，并表现出迈斯纳效应。目前，两篇关于k -99的论文已在预印本服务arXiv上公布，但不进行同行评审，相关研究已在4月份发表于《韩国晶体生长与晶体技术杂志》。Kim只是其中一篇论文的合著者，另一篇论文则是由他在韩国量子能量研究中心的同事撰写，他们中的一些人也在2022年8月申请了LK-99的专利。这两篇论文都提出了类似的测量方法，但Kim说第二篇论文存在“许多缺陷”，并且未经他的许可就被上传到arXiv。在那篇论文中，这项工作被描述为开启了“人类的新时代”。社交媒体上的一些评论员称赞这一发现是一代人的突破，但超导专业研究人员在很大程度上持怀疑态度。英国牛津大学的Susannah Speller和Chris Grovenor说，当一种材料成为超导材料时，在许多测量中应该有明确的特征。Speller说，对于其中两个，即对磁场的响应和一个称为热容的量，数据中都没有给予证明。“因此，现在说我们已经在这些样品中获得了令人信服的超导性证据还为时过早。”Kim已经意识到这种怀疑，但他认为其他研究人员应该尝试复制他团队的工作来解决这个问题。一旦研究结果发表在同行评议的期刊上，他将支持任何想要自己创造和测试LK-99的人。与此同时，他和同事还将继续完善奇迹超导体样品，并向大规模生产迈进。

中国科学院上海技物所研究员胡伟达与复旦大学教授周鹏合作，在范德华尔斯异质结室温红外探测与仿生动目标探测领域中取得进展。　　在室温红外探测方面，研究首次提出了基于范德华尔斯单极势垒结构的红外探测器，突破了传统材料的晶格匹配与能带匹配的限制。上海技物所团队巧妙地构建出一种天然屏障的能带结构，只阻挡“有害的”暗电流成分，却让“有益的”光电流可以顺畅通过，因而在不削弱光响应的情况下有效抑制暗电流，提高探测器信噪比和工作温度。在室温下，中波红外峰值黑体探测率达2.3×1010cmHz1/2W-1。目前，只有少数的二维材料红外探测器可以呈现出黑体响应，该研究推进了二维材料进入红外应用领域的关键技术研究。相关成果以Unipolar barrier photodetectors based on van der Waals heterostructures为题，发表在Nature Electronics上。　　进一步，在仿生动目标探测方面，上海技物所团队构建了更为复杂的三维垂直堆叠范德华尔斯异质结，提出了“ALL IN ONE”器件，实现了集探测、存储和计算（即感存算）为一体的原型器件。研究将具有双极性以及可见-近红外探测的硒化钨作为浮栅，运用电子空穴双存储模式在单一器件内同时获得了正负光存储特性，并实现了线性度良好的正负多态存储。该正负多态存储恰好对应了视网膜神经网络中的ON/OFF特性。基于这种类视网膜神经网络，展示了“ALL IN ONE”器件的时间差分处理能力，首次实现了动目标探测演示。相关成果以All-in-one two-dimensional retinomorphic hardware device for motion detection and recognition为题，发表在Nature Nanotechnology上。　　研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、中科院、上海市科委的支持。　　论文链接：1、2

近期开始的寒流不仅催热了北京市供暖热线的供热投诉，而且北京市2010年首次引进的第三方室温检测机构咨询电话也被打爆。据了解，拥有室温是否达标裁判权的第三方室温检测机构最近也陆续接受委托，入室首测，受测房间多数室温未达18℃。 　　2010年北京市提出了在室外日平均气温-7℃以上时，居民室温应达到18℃ -9℃以上时，符合现行国家住宅设计规范的居民建筑用户室温应达到18℃ 未经建筑围护结构改造或供热系统改造的老旧小区，室温应不低于16℃。 　　北京市规定，如经检修，居民室温超过24小时仍未达标，供热单位需按比例退还供暖费。发生室温争议，居民可委托经北京市质量监督部门认定的5家第三方室温检测机构测温“判决”。 　　北京市煤炭节约办公室节能监测站有关负责人表示，该检测机构目前已对一户居民进行了室温检测。这户居民住房面积近180平方米，属风机盘管供热，“类似中央空调出热风的那种。”检测人员解释。该居民家南侧房间室温达标，而北面一间房间未达18℃。目前，该检测机构还有两户委托居民在排队预约测温。北京市建设工程质量第四检测所目前也完成了位于新街口、三元桥、石佛营的三户居民测温，室温也均未达到标准。 　　北京市供热办表示，造成居民室温不达标的原因包括室外温度过冷 居民拆除、移动、封装、改变散热器 供暖单位供暖能力不足 居民周边邻居未用热等。按照北京市规定，确因供热单位责任，居民室温不达标，可在采暖季结束后一个月内持供热单位室温检测不合格证明或第三方机构的测温报告原件以及采暖费发票原件，到供热单位办理退费或抵扣下个采暖期采暖费。 　　为应对寒流，北京市供热办已要求各供热单位提高供暖温度，及时解决用户投诉 对投诉供热质量的地区抓紧检修、调节。

记者日前从中科院苏州纳米所获悉，该所成功研制出在室温下工作的太赫兹自混频探测器，从而填补了该类探测器的国内空白。 　　据了解，作为人类尚未大规模使用的一段电磁频谱资源，太赫兹波有着极为丰富的电磁波与物质间的相互作用效应，不仅在基础研究领域，而且在安检成像、雷达、通信、天文、大气观测和生物医学等众多技术领域有着广阔的应用前景。目前，室温微型的固态太赫兹光源和检测器技术尚未成熟，众多太赫兹发射&mdash 探测应用还处于原理演示和研究阶段。室温、高速、高灵敏度的固态太赫兹探测器技术是太赫兹核心器件研究的重要方向之一。 　　自2009年起，苏州纳米所秦华、张宝顺、吴东岷课题组就致力于太赫兹波&mdash 低维等离子体波相互作用及其调控研究。该团队在2009年年底取得突破性进展，在GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管的基础上研制成室温工作的高灵敏度高速太赫兹探测器，首次实现了对1000GHz的太赫兹波的灵敏检测。 　　经过3年多的技术攻关，研究团队进一步突破了太赫兹天线、场效应混频和器件模型等关键技术，掌握了完整的场效应自混频太赫兹探测器技术。 　　目前，苏州纳米所研制的太赫兹探测器探测频率达到800～1100GHz，电流响应度大于70mA/W，电压响应度大于3.6kV/W，等效噪声功率小于40pW/Hz0.5，综合指标达到国际上商业化的肖特基二极管检测器指标，并成功演示了太赫兹扫描透视成像和对快速调制太赫兹波的检测。 　　据介绍，该项技术可进一步发展成大规模的太赫兹焦平面成像阵列和超高灵敏度的外差式太赫兹接收机技术，为发展我国的太赫兹成像、通信等应用技术提供核心器件与部件。

近日，大连化物所光电材料动力学研究组(1121组)吴凯丰研究员团队在量子点自旋光物理研究中取得重要进展，率先实现了室温下对低成本溶液法制备的胶体量子点的自旋相干操控。这一成果在量子信息科学、超快光学相干操控等领域具有重要意义。 　　量子信息技术是指以微观粒子(或准粒子)的量子态表示信息，并利用量子力学原理进行信息存储、传输和处理的技术。对固态材料中的自旋量子比特进行相干操控，是实现量子信息技术的重要途径之一。目前已报道的相关固态体系主要包括外延生长量子点以及“点缺陷”材料(如金刚石色心等)。然而，外延生长量子点的制备工艺复杂、造价昂贵，且其自旋操控一般需要在液氦温度下进行。虽然“点缺陷”自旋的室温相干操控已被实现，但如何规模化、可控地制备这类材料是巨大挑战。因此，若能在室温下实现低成本材料的自旋相干操控，对量子信息技术的发展将产生深远影响。吴凯丰研究团队一直致力于胶体量子点的超快光物理与光化学研究。这类量子点不但可用相对温和的化学法在溶液中宏量制备，而且其限域效应强，光电、自旋等性质精准可调。尤其是近年来兴起的铅卤钙钛矿量子点，其旋轨耦合效应特别有利于通过光学方法高效注入自旋极化，同时其强烈的光-物质相互作用可促进自旋的光学相干操控。研究团队近期也在CsPbI3钙钛矿量子点中观测到激子自旋的系综量子拍频并解析了其物理机制(Nat. Mater. 2022)。 　　在本工作中，考虑到量子点中的电子-空穴交换作用导致了复杂的激子裂分及光学取向行为，研究团队创新性地制备了钙钛矿量子点的单空穴自旋极化态，并基于自行研制的多脉冲飞秒磁光技术实现了室温相干操控。团队通过在CsPbBr3量子点表面化学修饰蒽醌分子，在亚皮秒尺度捕获量子点的光生电子，猝灭电子-空穴交换作用，在室温下得到百皮秒量级的空穴自旋，在外加磁场下，该空穴自旋发生拉莫尔进动；借助一束亚带隙光子能量的飞秒脉冲，利用光学斯塔克效应产生赝磁场，成功实现了对空穴自旋的量子态相干操控。考虑到自旋相干寿命在百皮秒量级，借助百飞秒(约为0.1皮秒)级的激光脉冲，研究人员在自旋退相干之前原则上可开展上千次的有效操控。 　　相关文章以“ Room-temperature coherent optical manipulation of hole spins in solution-grown perovskite quantum dots ”为题，于近日发表在《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志上。该工作的共同第一作者是大连化物所1121组博士生蔺煦阳、韩瑶瑶博士。上述工作获得了中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金及大连化物所创新基金的支持。

随着天气骤然变冷，市民对供热的投诉量增大。记者12月15日了解到，第三方检测机构开始根据个别市民的投诉入户测温，并作出了检测报告。根据市政管委的新要求，一旦室温检测不达标，采暖期后一个月内退还供暖费。 　　由于要求第三方检测机构测温收费较高，每个房间起步价的标准就是450元，五环外还要加收费用，因此自从供暖季开始后，5家第三方检测机构收到大量咨询电话。记者从市政管委公布的5家第三方检测机构了解到，随着近两天来室外温度骤降，一些感觉室温不满意的市民开始申请第三方检测。 　　5家检测单位之一的北京市建设工程质量第四检测所技术人员告诉记者，前天傍晚他们进行了第一次入户测温。“这是西城区新街口附近国管局的一处公寓楼，夫妻两个人的房子在六楼的顶层，户主反映房间白天很冷，到晚上暖气才热，因此要求测温员在刚下班的时候赶到。”当日出现场测温的技术人员白冬君告诉记者。据悉，第三方检测机构的测温员会按照住户指定的时间，在每个房间设置6个测温点，连续测3次，最终取平均值。“我们在那间客厅里关好门窗，发现室温在不断上升，直到最终稳定下来，才开始记录数据，结果最终的室温平均值是15.9℃，确实没有达标。” 　　与此同时，另一个第三方检测机构——北京市煤炭节约办公室节能监测站，在前天也完成了第一例入户测温，申请的居民共检测了四个房间，室温都处于15℃到16℃之间。 　　随着天气的下降，申请第三方测温的居民还在不断增多，昨天，北京市建设工程质量第四检测所继续检测了朝阳区的两户居民，今明两天的检测也已经排满。 　　记者从市市政市容委了解到，如果第三方检测机构的测温报告显示不合格，供热单位应当向用户退还采暖费，用户在采暖期结束后持第三方检测机构的测温报告原件、采暖费发票，到供热单位办理退费或抵扣下采暖期用户应当支付的采暖费。“很多居民供热不达标是建筑构造本身造成的，供热单位了解情况，但也没办法，居民能据此得到一定补偿，供热单位也应该能够接受。”市政管委相关负责人说。 　　相关新闻 　　供热单位开始超常规测温 　　随着气温骤降，市热力集团在近日已经打破逢五测温的惯例，对于一些回水温度低的地区或居民投诉的楼宇加大入户测温检测，希望借此确保管网正常运行，提高百姓对其服务的满意率。

供暖纠纷取证难的情形有望得到解决，北京市地方标准《住宅采暖室内温度测量方法》昨日在质监局官网上征求意见，对仲裁测量和日常室温监测中的测量点、测量方法的选择作了详细规定。 　　室内温度不达标，在室内哪个部位测得的温度能代表室内温度?怎样测的温度才能让双方接受?此前，市民在投诉室内供热不够，或与相关单位打官司时，经常会碰到标准和举证的难题。此次，《住宅采暖室内温度测量方法》草案对住宅采暖室内温度测量的测量仪器设备技术要求、测量方法、数据处理及测量记录与报告作了规定。 　　依据草案，对于因纠纷引发的仲裁测量中，温度测量点应设置在距离外墙内表面不小于1.5米、内墙不小于1米，距离地面正上方1.4米范围内的任意位置。当用户对单点测量存在疑义，或受测量房间的使用面积大于30平方米时，应在上述规定范围内，均匀选取5点同时进行测量。 　　在单点测量时，应用专用支架将温度测量器具放置在测量点上，高度调整到1.4米，使其处于正常工作状态。当仪表显示值在10分钟内变化不大于0.2℃时，开始读数，每分钟读数一次，共计3次。 　　多点测量时，温度测量器具应放置在所选择的5个测量点上，高度调整到1.4米。当仪表显示值在10分钟内变化不超过0.2℃时，开始读数，每分钟内5个测量点依次读数一次，共计3次。 　　另外，草案还明确了供热企业对住宅进行的室内温度抽测、定期巡检等日常室温监测的方法。在这种情况下，测量点应设置在室内活动区域中，且距楼层地面高度0.7米至1.8米范围内。活动区域特指在室内居住空间内，由距地面或楼面0.1米和1.8米、内墙表面0.3米、外墙内表面或固定的采暖空调设备外轮廓线0.6米的所有平面所围成的区域。当温度测量器具显示值在10分钟内变化不大于0.2℃时，开始读数，每分钟读数3次，取读数平均值作为测量结果。 　　草案还明确了温度测量工作时的环境条件。进行温度测量时，户内采暖系统须保证正常运行，同时关闭门窗，避免传感器被阳光直射。读取温度测量器具的显示数值时，现场人员尽量不要走动。另外，现场测量时，工作人员必须携带并出示测量仪器有效期内的计量检定、校准证书，以保证测量结果的准确性。

2012-2021年，光谱仪器及技术突飞猛进，相关的新产品、新技术层出不穷：拉曼、近红外、激光诱导击穿光谱、太赫兹、高光谱、超快光谱、光谱成像......不仅给科研注入了新的活力，更是给企业带来了客观的经济效益。“光谱十年”之际，仪器信息网特别策划《点亮光谱仪器 “高光”时刻》系列活动，以期盘点光谱仪器及相关技术的突出成果，展现光谱仪器及相关厂商的“高光”时刻。本期，我们特别邀请到了HORIBA 科学仪器事业部荧光产品经理周磊博士讲述HORIBA分子荧光光谱仪的“高光”时刻。仪器信息网：过去十年间，哪些光谱技术的进步让您印象深刻？周磊博士：从1972年推出第一台商业化模块化荧光光谱仪至今，HORIBA Scientific已经拥有50多年设计和生产各类荧光光谱仪的历史。HORIBA从荧光光谱仪这项技术刚开始起步时就一直在推陈出新，每一个新产品都伴随着全新技术的应用，并且一直站在模块化、多寿命技术（相调制、TCSPC、Strobe、MCS、SSTD等）、多功能扩展、多附件耦合的技术前沿，不断创新发展产生了一系列突破性的技术革新，最让人印象深刻的技术包括：表1近10年令人印象深刻的分子荧光技术时间新技术2011• 推出Aqualog光谱仪• 同步吸收-三维荧光技术：消除内滤效应，获得真实指纹图谱2012• 单壁碳纳米管三维荧光分析软件NanoSizer® ：管径、手性指数分析• 多波长对动态扫描技术：同时多组激发/发射波长切换，获得多波长下的荧光强度动力学，适合比率荧光研究2013• 新一代近红外检测技术：全新单点液氮制冷型IGA检测器，工作温度-196℃，具有低噪音，高灵敏度，宽波长范围~2200nm可选的特点2014• 推出Delta系列荧光寿命光谱仪• 创新的荧光寿命动力力学技术：1ms获得荧光寿命，连续动态采集寿命变化• 快速荧光寿命检测技术：新一代高频脉冲光源（100MHz）、死时间10ns的计时单元和皮秒寿命检测器• 新一代25ps寿命检测器：一体式设计、信号装置集成化，避免时间展宽• 新一代皮秒高频脉冲激光器：100MHz可调脉冲皮秒寿命光源，即插即用，全软件控制频率匹配寿命测试2015• 近红外阵列检测技术---碳纳米管红外三维荧光分析（~2200nm）2016• 快速显微光谱成像技术：配合CCD检测器，快速高分辨区域成像• 显微寿命技术：提出光纤耦合、自由光路耦合的标准化方案，轻松耦合多种显微镜，实现显微寿命测试2017• 双通道寿命同时采集技术：配合计时单元的短死时间10ns，同时采集双波长下寿命曲线2018• 推出Duetta荧光及吸收光谱仪• A-TEEM吸收-透射三维荧光技术：同时获得吸收光谱和荧光光谱，消除内滤效应，得到准确的峰位和强度，扩展荧光测试浓度范围• 新一代5ps检测器，满足5ps~1s全寿命范围测试2019• 新一代寿命软件Eztime：寿命拟合全自动化、触摸软件设计• 新一代光谱仪技术：集成长焦长350mm、双进口/双出口、非对称光路设计、全谱慧差校正和三光栅塔轮技术2020• 四通道寿命同时采集技术：配合计时单元的死时间2021• 推出新一代模块化荧光光谱仪Fluorolog-QM• 单脉冲实时采集（SSTD）技术：全波长范围185~5500nm寿命采集• 新一代激发光源技术：低功率高收集效率无臭氧氙灯，波长范围扩展至180nm起• 新一代积分球技术：全球认证内衬材料spectraLon® ，99%漫反射、宽波长范围250~2500nm，低抖动；专用装样孔、固液分离式测量，避免球体污染• 新一代高灵敏红外稳瞬态检测器：采用液氮制冷，低噪音高效率、宽波长范围响应（800~5500nm可选）、同时满足稳态和寿命测试仪器信息网：截至目前，贵公司有哪几款光谱仪器曾经获得“科学仪器优秀新品”奖 ？该仪器研发的背后有什么样特别的故事？ 周磊博士：HORIBA的分子荧光产品一直在推陈出新。这些产品技术不仅得到了仪器信息网各位专家和用户的好评，也多次获得仪器信息网“优秀新品奖”，为整个分子荧光市场注入了新活力。2011年 Aqualog获得2011科学仪器优秀新产品Aqualog® 凭借其高灵敏度、超快速等国际领先技术， 成为全场唯一获奖的分子荧光光谱仪，也是六年来唯一获得此奖项的分子荧光光谱仪。2014年 DeltaFlex获得2014科学仪器行业优秀新产品 2014年，DeltaFlex凭借全球同类产品中最快的寿命衰减采集时间（低至1ms）和超宽的寿命测试范围（25ps~1s）等性能，成为全场唯一获奖的分子荧光寿命光谱仪，也是九年来唯一获得此奖项的分子荧光寿命光谱仪。2018年 Duetta获得2018科学仪器行业优秀新产品 Duetta凭借全球产品中唯一能够一次采集覆盖宽光谱范围（250~1100nm）和专利A-TEEM技术，成为全场唯一获奖的分子荧光光谱仪。2018年 Duetta同期获得2018Pittcon Today Gold Award仪器信息网：获奖产品的销售情况如何？解决了哪些关键问题？有哪些典型用户或典型的应用案例？行业影响力及用户的反馈情况如何？周磊博士：Aqualog（同步吸收-三维荧光光谱仪）基于A-TEEM专利技术，在荧光内滤效应消除、超快三维荧光采集、复杂样品多组分分析等关键问题上具有全新突破，已在环境有机污染物、食品分析、医药等市场方面有突出的表现。例如，陕西科技大学陈庆彩团队围绕“大气颗粒物中新型健康风险物质的污染特征、来源和形成机制”课题研究方面取得重要进展，并在ES&T、ACP、EI等一系列大气环境领域顶级期刊上发表7篇高水平论文。大气颗粒物中的发色团物质组分复杂，基于HORIBA Aqualog 同步吸收-三维荧光光谱仪，使用A-TEEM方法可以有效鉴定和识别多种简单发色团类型，并能够提供构建化学反应中结构-活性之间的关系，对于揭示具体种类发色团产生光化学反应提供了重要方法途径。Aqualog扫描速度快，比常规扫描速度快百倍；软件可自动溯源硫酸奎宁校正曲线及校正内滤效应影响，以及锐利和拉曼散射线，快速输出至多变量分析（例如PARRAFAC），是实时在线分析大气气溶胶的利器。陕西科技大学陈庆彩教授所用的大气气溶胶在线分析系统照片（图上部设备为Aqualog）荧光寿命光谱仪Delta系列，具有全球同类产品中最快的寿命衰减采集时间（低至1ms）和超宽的寿命测试范围（25ps~1s）等性能。该系统一经推出，就受到了业界高度关注，助力科研人员发表了数篇重量级文章，其中仪器仪表类的国际一流期刊“Measurement science and technology”文章就曾提到：“全球首次将百兆赫兹级半导体激光和超短10ns死时间TCSPC计时单元完美匹配，避免了样品的再激发和信号丢失问题，可快至1ms收集荧光衰减曲线。”刊登在“Spectrochimica acta part A: molecular and biomolecular spectroscopy”的文章显示：“基于最新技术的DeltaFlex系统，在无需更换检测器和电子器件条件下实现了皮秒至秒的宽寿命测试，首次利用内源氨基酸监测了不同温度对蛋白变性转换的动态影响。”北京大学分析测试中心作为国内较早的DeltaFlex寿命光谱仪的用户之一，一直以来服务于科研用户。平台在购买荧光寿命测试系统的时候，关妍博士比较了多个厂家，最终选择HORIBA 的DeltaFlex也是考虑了多方面的因素，包括仪器操作简单、相应的配置性能好、具有多种扩展性等。关妍博士在接受仪器信息网采访时曾表示：“其中光源、检测器、计时单元是三个关键因素：一套设备覆盖了皮秒到秒的测试范围；配备了紫外可见区和近红外区两个波段的检测器；此外，计时单元的响应速度等也决定了测试的准确性等，测试速率是满足预期的。”（https://www.instrument.com.cn/news/20170614/222022.shtml ）。关妍博士最新的两篇文章（ “Ultralong Polymeric Room Temperature Phosphorescence Materials Fabricated by Multiple Hydrogen Bondings Resistant to Temperature and Humidity”和“Organic Persistent Luminescent Materials: Ultralong Room-Temperature Phosphorescence and Multicolor-Tunable Afterglow” ）基于HORIBA磷光寿命技术和延迟光谱功能对材料的双重（荧光和磷光）发射进行了深入研究，并且在不同的延迟时间获得了从蓝色到黄色到紫红色的多色可调余辉，有望应用于高水平的防伪。HORIBA磷光寿命技术使用无拖尾的SpectraLED光源，真实实现1μs寿命测试，可以消除闪烁氙灯拖尾的影响。延迟光谱功能采用真实门控技术，全波长185~5500nm光谱范围覆盖，避免虚拟（或电子）门控造成的检测器饱和和灵敏度不高的问题。北京大学分析测试中心关妍博士所用的DeltaFlex照片北京大学分析测试中心关妍博士所用的Nanolog和DeltaFlex的照片另外，HORIBA在2018年推出的荧光光谱仪Duetta也收到了良好反馈，解决了市场上小型荧光在近红外一区波长检测的短板，并且吸收和荧光功能二合一，因此在生物、医药等领域广受欢迎。西南大学国家特聘专家郭鸣明教授研究组是Duetta最早的用户之一，课题组自2018年底购置Duetta荧光仪以来，已完成超过千余个测样量，目前是课题组使用最频繁最方便快捷的仪器之一。超快的三维荧光光谱图测试功能为课题组节省了大量的工作时间，荧光紫外吸收同步测试方法更是方便了制样与节约检测时间，动力学跟踪方法已经是科研工作者进行科学研究探索中不可或缺的方法，多种样品支架满足课题组多个方向的人员使用，固体、液体、薄膜均能快捷检测。前段时间郭鸣明教授还利用该仪器成功测出室温磷光光谱。更多研究成果可以参考课题组已经发表的代表作：Influence of carbon nano-dots in water on sonoluminescence. Nanoscale, 2021,13, 14130-14138和 Optically induced insulator-to-semiconductor transition in fluorescent carbon quantum dots measured by terahertz time-domain spectroscopy， Carbon, 2021, 174, 741-749。西南大学国家特聘专家郭鸣明教授研究组所用的Duetta照片仪器信息网：贵公司光谱仪器的生产工艺是如何把控的？在产品的质控及生产车间管理方面有什么独特的地方？周磊博士：HORIBA Scientific拥有200年的光学光谱产品研发、设计、生产经验，公司掌握着两大核心设计能力，即核心部件如光栅、探测器（包含独有的皮秒寿命检测器）、单色仪的研发制造能力和整体光学光谱系统的设计生产能力。从上世纪70年代开始一直专注于TCSPC系统的开发，拥有寿命系统所有核心部件的研发和生产经验，不断在稳瞬态系统上保持高性能以及简单实用的特点。凭借核心部件研发制造能力，HORIBA可以开发出更高性能指标的光学光谱仪器。同时，仪器制造的创新需求又在推动核心部件技术的不断发展。这种独有的核心能力，成就了HORIBA仪器的百年品质。2018年HORIBA美国新工厂揭幕，投资21亿日元，建筑面积12,292m2，专注提升荧光和搭建光谱技术的研发及生产。HORIBA相信，为客户提供的产品质量和服务水平是确保我们超越客户期望和公司持续成功的关键，我们通过 ISO-9001:2015 标准认证的质量管理体系帮助我们实现目标并不断提高效率。HORIBA Instruments Incorporated 新研发及生产工厂HORIBA对待每一个产品都非常用心，所有核心部件出厂之前都要进行长时间大量的内部检测，采用多控制流程，例如文件管理控制，CE、REACH、RoHS法规要求、客户满意度调查系统、设备校准和认证。整机仪器，如荧光光谱仪，不同用户的配置是不一样的，有些甚至是定制的，所以我们所有的设备都是单独逐一测试。我们有一套严格的QC指标，这些QC测试人员与生产仪器者独立分工，做到确认检验和过程中质量问题的预防和控制。荧光光谱仪强调强度校正（激发/发射端、积分球，检测器、光谱仪及偏振等），从而保证宽光谱范围检测准确性。在校正方法和工具开发上，HORIBA一直以来与NIST保持长期标准方法开发合作。HORIBA荧光光谱仪整体系统采用NIST标准校正样品、工具和方法，保证整机性能可溯源。仪器信息网：未来贵公司光谱产品线的发展规划，重点发展哪些类别的光谱产品？周磊博士：HORIBA是唯一研发设计生产全系列科研荧光光谱仪的厂家，型号涵盖了稳瞬态光谱仪，覆盖了紫外-可见、近红外、中红外光谱范围。针对不同应用领域，HORIBA会根据客户的实际应用需求特点，来推荐相应的特色配置，并不会刻意主推某款产品。譬如：Aqualog主要针对于复杂水环境，大气颗粒物中的发光基团等的整体研究，无论是软件功能或者硬件设计，都从环境工作者的角度出发，解决环境科研分析的需求，比如通过专业软件，进行化学计量学分析，判断污染物的组分；Duetta针对于生物荧光探针等具有近红外一区快速检测需求的应用（量子点，有机荧光探针、金纳米团簇等），由于其配备的CCD具有一次性采谱与宽检测范围（250~1100nm）的特点，在连续监测波长范围上十分具有优势，按压式的样品仓方便客户在实验室环境中操作时的便捷性，不开盖加样的设计满足了客户在测试过程中去添加样品，以此来查看两种或多种物质在反应过程中全谱的变化信息；荧光寿命光谱仪具有高能量窄脉宽寿命光源，皮秒稳瞬态检测器及自动拟合寿命软件，在太阳能钙钛矿，光催化研究中得到了广大科研用户的认可；模块化荧光光谱仪产品Fluorolog-QM，通用性强，采用开放式模块化光路设计，根据用户的需求定制系统，并且在近红外光谱和寿命采集上具有其独有优势，可以同时检测近红外光谱与寿命。全新软件可以实现稳瞬态功能同时控制，内含特质化功能，同时包含多种数据处理方式。融合多种寿命测试技术，多元化满足客户寿命测试需求。模块化荧光光谱仪等主要针对于多功能，高灵敏度，定制化的科研领域，在近红外研究领域，如稀土元素掺杂的材料中更有其独有的优势，同一检测器就可实现近红外光谱与寿命的测量，性价比更高；针对纳米材料研究专门开发的Nanolog模块化荧光光谱仪，配合专利技术碳管分析软件，特别适合于碳基半导体研究中的碳管管径、手性指数分析，扩展波长的近红外阵列检测器，轻松实现2100nm范围的三维光谱检测；DeltaFlex和DeltaPro专注于荧光寿命的表征，在表征钙钛矿材料中载流子等方面（分子互作，比率荧光）有着很大的应用优势；视频级的荧光寿命成像技术（FLIMera荧光寿命成像相机）在研究神经传导、分子微环境（如pH值、离子浓度的不同）等领域有着非常广泛的潜在应用。仪器信息网：从行业发展角度来说，您认为目前光谱仪器整体技术水平怎么样？未来最具前景的光谱仪器或者技术是什么？最具前景的应用将体现在哪些方面？周磊博士：HORIBA是以客户的需求为导向，不断开发满足客户不同应用需求的产品，针对热点应用领域，推出专业化解决方案。例如目前非常热门的OLED显示材料、钙钛矿太阳能电池、AIE、碳基半导体等。HORIBA着重于科研应用市场，并且深入工业分析、研发市场。如果说HORIBA以往产品技术更加专注和擅长于高端科学研究领域，将来更多领域的应用都需要更专业的仪器，我们会向专业化方向发展。新品Duetta的更快捷测试技术、更小巧的外观设计以及磷光光谱（延迟光谱）中经典的真实门控技术，太阳能应用的专属寿命系统也使HORIBA荧光从科学研究领域向分析测试、工业应用市场的拓展成为可能，分析测试、工业领域等未来潜力市场也将得到HORIBA的重点关注。

仪器信息网讯 2022年07月17日-18日，由中国分析测试协会青年学术委员会主办的“第十七届全国青年分析测试学术报告会”在山东青岛成功召开。会议开设生命分析、环境与食品分析、化学计量与标准物质三个专题的分会报告，以下是环境与食品分析专题报告集锦。中国分析测试协会青年学术委员会副主任、吉林大学宋大千教授主持17日上半段报告中科院烟台海岸带研究所 陈令新教授报告题目：现代海洋监测技术 微小型化与自动化监测该课题受线圈本的启发，发展了一种在微流控纸芯片分析装置上制造纸基阀的新策略，并基于比色检测器的纸芯片分析技术，研制了基于反射法的手持式纸芯片快速分析仪，实现海水营养盐在线监测系统。于2021年7月，在青岛海洋实验站进行国家重点研发计划“海洋安全保障”专项海上完成对比验收。天津大学 王勇教授报告题目：超分子分离 识别与组装王勇教授围绕超薄坚固超分子功能化2D膜分离技术，介绍了插层组装构建仿生异质结构氧化石墨烯膜，解析了基于弱相互作用的分离、识别机制及构效关系。北京师范大学 那娜教授报告题目：基于电喷雾的合成及反应研究本课题介绍利用电喷雾离子化技术快速制备合成各种纳米材料，包括聚合物包裹水溶性的钙钛矿量子点以及Zn掺杂钙钛矿的异质结材料等。与传统的合成技术相比，基于电喷雾的合成技术可将合成反应时间降至毫秒级别。东北师范大学 周明教授报告题目：全集成便携与可穿戴式体液电子器件周明教授团队通过将全集成、便携式与可穿戴式生物电子器件与体液相结合，构建了便携式与可穿戴式全集成体液电子器件，利用汗液和尿液可以实现对血糖及尿酸的体外检测，并搭建了用于可穿戴式电子器件的外源性物质燃料电池，可用于可穿戴式生物电子器件的电量供给。岛津企业管理（中国）有限公司 张玥报告题目：助力食品环境科研——岛津特色色质谱技术方案介绍报告中主要介绍了岛津在食品环境科研领域的整体解决方案和特色技术。岛津特色色质谱——超强扩展性辅助视频环境监测。中科院烟台海岸带研究所 陈令新教授主持17日下半段报告复旦大学 孔彪教授报告题目：超组装智能感知界面构筑及其生物传感应用复旦大学孔彪课题组开发动力学调控界面选择性超组装策略，利用前驱体中同时发生的（烯基）自由基聚合反应和（三甲氧基硅烷）水解聚合反应，成功构筑具有选择性中空结构的纳米机器人，且其拓扑结构可以精准调控。此外，该新型中空纳米机器人可以实现货物分子的可控装载及卸载，在生物医疗等领域具有潜在应用。中国分析测试协会青年学术委员会副主任、青岛科技大学 王晓春教授报告题目：新型分子荧光探针开发与应用小分子荧光探针具有灵敏度高、靶向识别，非破坏性、实时监测等优点，被广泛应用于生物监测和环境分析领域。王晓春教授围绕着荧光探针检测技术作为一种新型高效简便的检测手段在近年来的研究和应用情况，从研究背景、作用机理和应用范围等方向都进行了详细的分析介绍。吉林大学 高德江教授报告题目：光谱快速分析技术及其应用的研究报告中介绍了一种基于微波快速提取、高灵敏试剂识别、长光程显色技术的溴酸盐快速检测技术，并制备出相应的溴酸盐快速检测仪，该方法用于58中瓶装矿泉水、纯净水和矿物质中溴酸盐的测定，并与国标离子色谱检测结果和ICP/MS检测结果相比较，结果无显著性差异。北京海光仪器有限公司 焦振报告题目：有色蒸馏酒中氰化物的测定—连续流动分析法介绍了利用连续流动分析技术法，在试剂和样品混合之前，由间隔引入的空期将液流分割成一个个区段，并通过三部分测试数据得出经过该方法处理后，酒的回收率大大提高，可为有色酒或有混浊物的酒水样品的检测提供可参考的解决方案。东北大学 舒杨教授报告题目：荧光成像的高保真、定量分析探索和罗丹明等亲脂性阳离子信噪比低，光稳定性差，商业探针JC-1细胞摄取差异导致误差大、光稳定性差差相比，利用线粒体激活的探针信噪比高，可有效降低探针在非线粒体部位的发光造成的假阳性信号。南京师范大学 王琛教授报告题目：纳流控端面分析新方法报告就如何有效调控并精准分析纳流控的物质传输特性，利用探针修饰、分子识别发生在端面，研究了端面分析新方法，并对其做了精彩及详尽的讲解。新方法端面组装探针分子，方便容易，且系统稳定，引入功能材料界面，可有效调控，灵敏度也有所提高。青岛农业大学 盖盼盼教授报告题目：环境污染因子，光电传感新方法研究报告详细介绍了围绕信号探针创制和表界面电子传递调控，建立的若干环境污染因子光电传感新方法和研究过程。四川大学 吴鹏教授报告题目：选择性重原子效应促进的室温磷光分析报告介绍了室温磷光分析和重原子效应，就选择性重原子效应促进的室温磷光分析的发展与应用做了详细讲解。青岛大学 毕赛教授报告题目：基于DNA纳米技术的生物传感与纳米医学新方法报告主要介绍了利用光电磁纳米材料的优异性能，发展光电化学传感新体系和新界面，提高了灵敏度，实现了单分子生物分子的检测以及分子逻辑操作。拓展了DNA自组装的设计思路和应用范围，并应用于等温信号放大传感、原位成像、靶向协同治疗等，为诊疗一体化平台的开发提供了应用模型。青岛众瑞智能仪器股份有限公司 臧远泽报告题目：油气行业环境应急事件管控技术本报告介绍了LDAR泄漏检测与修复是对工业生产全过程物料泄漏进行控制的系统工程，通过常规或非常规检测手段，在一定期限内采取有效措施修复泄露点。并就LDAR的相关政策以及标准做了详细解读。黑龙江大学 徐英明教授报告题目：微纳结构材料的可控组装及其在环境气体检测中的应用徐英明教授在报告中介绍了微纳结构材料的可控组装及其在环境气体检测中的应用，并以CuO/NiO纳米符合材料和PANI/氧化物阵列材料等举例说明了具体应用情况。

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/2e585610-8fe0-4d17-b2fd-802522963a42.jpg" title=" 3816F60D3BA443E21D2C6E4AF4D07930.jpg" / /p p style=" text-align: center " 香港科技大学唐本忠教授 /p p 　　去年3月2日，《自然》杂志发表一篇新闻深度分析文章，预测“纳米光学革命”的来临(“The nanolight revolution is coming” Nature, 2016, 531, 26.)。量子点(quantum dots)和聚合物点(polymer dots)是一直备受关注的纳米发光材料，而具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)特性的纳米粒子(AIE dots)则是发光材料研究领域的一支新秀。 /p p 　　量子点是一种重要的零维纳米半导体，能够用于许多重要的领域，如光电、光伏、生物、医疗等。但它存在两个问题：第一，量子点的种类有限、合成复杂、稳定性差。第二，量子点存在聚集导致发光淬灭(aggregation-caused quenching, ACQ)效应。比如悬浮在水中的纳米粒子，一旦失去包覆的表面活性剂，纳米粒子就会形成不发光的聚集体。聚合物点是高分子聚集体，也存在ACQ问题。当高分子链在水介质中紧密聚集时，分子链间相互作用增强，导致其发光减弱甚或完全消失。 /p p 　　我们常用的有机发光材料多为小分子，其ACQ问题也很严重。举个例子，荧光素是一种合成染料，当其浓度很稀的时候，荧光素的发光效率为100% 但当浓度增加至10%左右时，其分子发生聚集，发光量子产率降至0%，也就是完全不发光了。生物体系的介质为水，而很多有机染料都会在水中自然聚集。显然，ACQ效应是一个令人烦恼的问题。 /p p 　　我们课题组研究的聚集诱导发光体系与上述传统体系完全相反。2001年，我们观察到一些噻咯分子在溶液中几乎不发光，而在聚集状态发光大大增强。因为发光增强是由聚集所引起的，故我们将此现象定义为AIE。 /p p 　　我们研究了典型的AIE分子六苯基噻咯(hexaphenylsilole, HPS)。在溶液中，HPS分子外围的苯环可以通过单键绕中心的噻咯环自由旋转。这种运动消耗激发态的能量，因而猝灭HPS分子的荧光。在聚集态，HPS分子的螺旋桨式构型可以防止π-π堆积和荧光猝灭 同时由于空间限制，分子内旋转受到很大阻碍。这种分子内旋转受限(restriction of intramolecular rotation, RIR)抑制激发态的非辐射衰变过程，打开辐射跃迁渠道，从而使HPS聚集体高效发光。 /p p 　　为了验证RIR工作机制，我们通过改变外部环境(降低温度、增大黏度和施加压力等)，或者对分子结构本身进行修饰(利用共价键等锁住外围的转子)，使分子内旋转不容易进行。在这些条件下，AIE分子发光增强，从而证实分子内旋转受限的确是导致荧光增强的原因，即RIR过程是AIE效应的主因。 /p p 　　除了旋转，分子也可震动。震动也可消耗能量，导致发光减弱。但一旦分子聚集之后，分子内震动受限也可使聚集体发光增强，从而产生AIE效应。旋转和震动都属于分子内运动，我们因此将AIE机理从RIR扩展至更通用的分子内运动受限(restriction of intramolecular motion, RIM)模型。 /p p 　　我们经常说一个正确的机理或者模型应有双重作用：一个是可以帮助理解以前观察到的现象，另一个更重要的是也可指导将来的分子结构设计。我们猜想：如果RIM机理正确的话，任何一个分子只要在单分子态易于旋转或震动，就有可能显示AIE效应。我们因此设计并合成了一系列易于旋转或震动的分子，并高兴地发现它们都有AIE活性。这一方面确认了我们提出的RIM机制的正确性，另一方面使得我们可以容易地开发覆盖整个可见波光范围的AIE材料体系。 /p p 　　上面讨论的AIE体系的发光皆为荧光，还有一种发光为磷光。虽然磷光比荧光更重要，但教科书告诉我们，有机分子溶液在室温下不可能发出长寿命磷光。溶液态如此，那聚集态情况如何呢?我们惊喜地发现一些简单有机分子的结晶可发出长寿命磷光。这种奇特的结晶诱导AIE现象使我们实现了纯有机聚集体的高效室温磷光。 /p p 　　有机分子发光，一般需要共轭电子结构，因此传统的发光材料都是芳香族或富含苯环的化合物。没有苯环的分子会发光吗?这个问题非常重要，因为自然界很多分子都不含苯环。我们发现很多不含芳香环的合成高分子和天然产物都可发荧光和磷光。这些分子的结构特点是富含杂原子。这些杂原子电负性很强，且有孤对电子，它们之间的空间电子相互作用导致刚硬的簇结构的生成。这些簇作为生色团发光，因此我们将其命名为“簇发光”。 /p p 　　氧、氮、磷、硫等杂原子都可形成簇结构，因此理论上都可发光。自然界的很多东西都富含杂原子，都存在簇发光现象，比如，大米、淀粉、纤维素、蛋白、DNA等在紫外光照射下都可发光。簇发光为我们寻找天然发光材料开辟了一条新路。通过AIE途径，我们有望从自然界寻找廉价、无毒、环保、益生的非凡发光材料。 /p

据28日《自然光子学》杂志报道，英国伯明翰大学和剑桥大学的科学家开发了一种使用量子系统在室温下探测中红外（MIR）光的新方法，他们使用分子发射器将低能量MIR光子转换为高能的可见光光子。这项创新方法能够帮助科学家在单分子水平上进行光谱分析，这标志着科学家在深入了解化学和生物分子的能力方面的重大进步。研究人员解释说，维持分子中原子之间距离的键可像弹簧一样振动，同时这些振动会在非常高的频率下产生共振，它们可被人眼看不见的中红外区域光激发。室温下的键随机运动，因此，探测中红外光的一个主要挑战是避免这种热噪声。现代探测器依赖于能量密集型和体积庞大的冷却半导体器件，但此次研究提出了一种在室温下检测这种光的新方法。新方法被称为中红外振动辅助发光（MIRVAL），它使用既能成为中红外光又能成为可见光的分子。该团队将分子发射器组装成一个非常小的等离子体腔，该腔在中红外光和可见光范围内都是共振的。他们进一步对其进行了改造，使分子的振动态和电子态能够相互作用，从而有效地将中红外光转换为增强的可见光。通过创造微腔，研究人员实现了低于1立方纳米的极端光限制体积。微腔是一种由金属面上的单原子缺陷形成的极小的空腔，可捕获光线。这意味着该团队可将中红外光限制到单个分子的规模。该突破能够加深科学家对复杂系统的理解，并打开红外活性分子振动的大门，这在单分子水平上通常是无法获得的。除了纯粹的科学研究外，MIRVAL还可在许多领域发挥作用，如实时气体传感、医学诊断、天文测量和量子通信等。

由2014年诺贝尔物理学奖获得者、日本名古屋大学材料与系统可持续发展研究所的天野弘领导的一个研究小组，与旭化成株式会社合作，成功地对深紫外激光二极管（波长低至UV-C区）进行了世界上第一个室温连续波激光发射。研究结果近日发表在《应用物理快报》上，代表这项技术朝着广泛应用迈出了一步。　　从2017年开始，天野弘研究小组与提供2英寸氮化铝基板的旭化成公司合作，开始开发深紫外激光二极管。起初，向该装置注入足够的电流太困难，阻碍了紫外可见（UV-C）激光二极管的进一步发展。　　2019年，天野弘的研究小组使用偏振诱导掺杂技术解决了上述问题，首次制造了一种短波长的UV-C半导体激光器，它可以在短脉冲电流下工作。这些电流脉冲所需的输入功率为5.2W，这对于连续波激光来说太高了，因为功率会导致二极管迅速升温并使激光停止。　　研究人员此次重塑了设备本身的结构，将激光器在室温下运行所需的驱动功率降低至仅1.1W。研究人员发现，强晶体应变会阻碍有效电流路径。通过巧妙地剪裁激光条纹的侧壁，他们克服了缺陷，实现了流向激光二极管有源区的高效电流，并降低了工作功率。　　这项研究是半导体激光器在所有波长范围内实际应用和发展的一个里程碑。未来，UV-C激光二极管可应用于医疗保健、病毒检测、颗粒物测量、气体分析和高清晰度激光处理，尤其有利于需要消毒手术室和自来水的外科医生和护士们。

产生光电导现象的方法主要有导带与价带之间的跃迁、子带之间的跃迁或者杂质带激发，目前人们普遍认为由远小于半导体禁带能量的光子直接激发的室温光电导机制是不可能实现的。中国科学院上海技术物理研究所黄志明研究员团队研究发现并提出一种太赫兹波段室温新光电导现象(见下图)：当外部电磁波(光子)入射到器件上，将在半导体材料中诱导势阱，从而束缚来自于金属中的载流子，使得材料中载流子浓度发生改变。黄志明团队成功制备出相关器件，并通过实验证明了所提出理论的正确性。 　　有关研究结果已于9月1日在线发表在Advanced Materials (DOI:10.1002/adma.201402352)上。此项研究结果证明了远小于禁带能量的光子激发的室温光电导机制，并跳出了传统的基于带间跃迁、子带能级跃迁，以及杂质带激发产生光电导的限制，解决了室温下远小于禁带能量光子直接产生光电导这一难题。它将对半导体、超材料、等离子体和太赫兹低能光子探测产生深远影响。 　　 一种太赫兹波段室温新光电导现象

日前，丹麦哥本哈根大学研究人员日前制造出一种可在室温下工作的量子干涉仪，能广泛应用于医疗、勘测、考古等多个领域。相关研究发表在最新一期的《物理评论快报》(PRL)杂志上。 　　量子干涉仪是应用量子力学原理制成的超高灵敏度磁传感器，可检测出非常微弱的磁场。负责该研究的哥本哈根大学尼尔斯波尔研究所的物理学家尤金波尔齐克称，与原先的超导量子干涉仪(squids)相比，新的干涉仪在室温下就能工作，并且结构更简单，造价也更为低廉。 　　自旋是原子的一个基本特性，这使得一个原子就像一个小磁体很容易受到外部磁场的影响。根据这一特性，科学家提出了以原子作为磁传感器的设想，但由于每个原子自旋都存在一定的不确定性，这决定了以这种方法检测外部磁场在灵敏度上存在着极限。由于作为一个整体时数十亿原子能达到的敏感度比单个原子要大得多，传统的原子磁力计一般由极为大量的原子制成。但这样一来要达到理论上最大的灵敏度就困难了很多。为了进一步提高灵敏度，研究人员在新的磁力计中只使用了一个单原子。 　　尤金波尔齐克举例说，为了达到这个目的，研究人员不但要避免一切可能导致仪器出现失误的因素，如广播、手机等公共通讯系统所产生的磁场波动，还要消除现有量子力学理论中可能存在的错误。最终，该仪器可测量到比地球磁场弱一千亿倍的磁通量。 　　由于有电流的地方就有磁场存在，该磁力计在微磁场测量、重力波测量、核磁共振、古地磁测量以及非破坏性磁检测等多个领域都有着广泛的应用前景。

2014年4月2日，三思纵横参加了由上海材料研究所《理化检验-物理分册》编辑部召开的金属材料室温拉伸验证试验工作研讨会，会议就目前存在的室温试验方法在试验速率等方面存在争议问题的验证工作进行讨论和部署，计划由三思纵横等行业生产厂家为该争议提供试验依据，终结争议，为行业标准的修订工作奠定基础。现场有6家国内外著名试验机厂家和两家用户，未到场的沙钢、首钢等企业也都表示参加此次验证。　　目前，GB/T 228.1—2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》在试验速率等方面存在争议的问题，《理化检验-物理分册》编辑部从2013年上半年开始策划组织了系列专题报道，邀请了该领域的钢铁研究总院、宝钢、天津钢管、武钢、鞍钢等企业专家，以及国内主要试验机制造企业（三思纵横）和代理国外试验机产品经销企业的技术人员，就不同的观点进行了阐述和论证，引起了整个行业的思考和争鸣。报道刊出后，许多专家和企业都提出希望组织一次验证试验，以数据说话、结束争议。　　本次研讨会由上海材料研究所《理化检验-物理分册》编辑部主办并成立工作组，就验证工作进行了详细的部署并提出了严格的要求。工作组将会对该次验证试验结果进行综合评价，并将评价结果呈报相关的行业管理机构，为下一次的标准修订工作奠定基础。　　最可信赖的中国试验机服务商——三思纵横，作为试验机行业的领导品牌，秉承“投入才有回报，信任才有忠诚，敬业才有尊重，主动才有创新”的经营理念，以全球领先的技术方案、超稳定的产品性能、最贴心的优质服务，赢得了国内外用户的一致认可和赞誉，不断创造试验仪器行业更大的辉煌和更新的传奇。　　三思纵横参加本次验证工作，以严谨的工作态度，为本次验证提供最有力的依据，为中国国材料检测事业的发展做出应有的贡献！

近日，天木生物所研发的ARTP产品顺利通过UL认证所有的测试要求，获得美国UL证书，拿到了进军北美市场的通行证。这是天木公司产品在2017年获得了欧洲CE认证的基础上所获得又一国际安全认证证书，标志着天木生物ARTP产品的安全性能已经达到了国际先进水平。美国UL认证主要针对产品安全性能和保护性能，认证测试过程以严格全面、评估周期长著称，是全球范围内最权威的安全认证之一。天木团队研发的常压室温等离子体（ ARTP）育种仪,采用的是一种全新的射频放电技术，该技术使用惰性气体放电，能够在常压室温条件下产生大量高能量的活性粒子；研究表明，活性粒子可以有效的用于细胞的遗传物质并导致DNA结构损伤，进而利用细胞自身高容错率的修复机制，产生大量的突变位点，最终获得大容量的基因突变库。产品具有突变性能更强、突变位点更丰富；测序结果分析表明，该方法比常规方法突变率高1000倍以上；另外，该产品具有放电条件温和，使用方便安全等特点，可广泛用于动物、植物及微生物的育种。

【科学背景】三维垂直集成技术是当今集成电路领域的研究热点，通过在单一衬底上堆叠多层器件，可以实现高密度、能效高且低成本的集成电路。然而，开发可扩展的三维薄膜晶体管（TFT）集成工艺面临诸多挑战。传统的制造方法如晶片-晶片结合存在低功率密度、高温处理及缺乏标准化等问题，限制了其广泛应用。为了克服这些挑战，沙特阿卜杜拉国王科技大学Saravanan Yuvaraja，Xiaohang Li等人合作在“Nature Electronics”期刊上发表了题为“Three-dimensional integrated metal-oxide transistors”的研究论文。科学家们提出了在室温下在硅/二氧化硅衬底上单片式三维集成氧化铟（In2O3）TFT的方法。这种方法与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容，能够堆叠多达十层的n型通道In2O3 TFT，并制造不同结构的器件，包括底栅、顶栅和双栅TFT。研究结果显示，双栅器件表现出优异的电性能，如最大场效迁移率达到15 cm2 V&minus 1 s&minus 1，亚阈摆幅为0.4 V dec&minus 1，开关比高达108。通过在不同位置单片集成双栅In2O3 TFT，科学家们还成功创建了具有高信号增益和良好噪声裕度的单极反相器电路。尽管在本研究中尚未制造垂直互连访问，但提出了潜在的制造方法，有望减少制造复杂性。这一研究为三维集成电路技术的发展提供了新的思路和解决方案，推动了在低成本、高效能集成电路领域的进一步探索与应用。【科学亮点】（1）实验首次在室温下实现了单片式三维垂直集成的氧化铟（In2O3）薄膜晶体管（TFT），采用了与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的方法。（2）实验通过堆叠十层n型通道的In2O3 TFT，在不同层次制造了底栅、顶栅和双栅TFT，展示了多种结构的器件。作者的研究结果表明，双栅TFT器件在电性能上表现出显著的提升，包括最高达到15 cm2 V&minus 1 s&minus 1的场效迁移率、0.4 V dec&minus 1的亚阈摆幅和高达108的开关比。（3）通过在不同位置单片集成双栅In2O3 TFT，作者成功创建了具有约50的信号增益和优良噪声裕度的单极反相器电路。这些双栅器件还允许微调反相器，以实现对称的电压传输特性和最佳的噪声裕度。【科学图文】图1： 氧化铟In2O3薄膜晶体管thin-film transistor，TFT的3D单片集成。图2. 制造垂直集成在10-S器件中的单个薄膜晶体管TFT的工艺步骤及其结构和元素分析。图3. 器件特性。图4. 使用垂直集成的In2O3 薄膜晶体管TFT制造的电压反相器电路和操作特性。图5. 可配置反相器电路的特性图。图6. 基准图表。【科学结论】本文探索并实现了在室温下将氧化铟（In2O3）薄膜晶体管（TFT）单片式三维集成的方法，这一创新不仅突破了传统集成电路制造的温度限制，还展示了可与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的技术路线。通过这一方法，研究团队成功在硅/二氧化硅（Si/SiO2）衬底上堆叠了多达十层的In2O3 TFTs，实现了各种不同结构的设计。实验结果显示，这些器件具有优异的电性能，包括高达15 cm2 V&minus 1 s&minus 1的场效迁移率、仅为0.4 V dec&minus 1的亚阈摆幅以及高达108的开关比，为未来高密度、能效高且低成本的集成电路提供了新的可能性。特别值得关注的是，通过在不同层次单片集成双栅In2O3 TFT，研究团队成功创建了性能优越的单极反相器电路，展示了高达50的信号增益和优异的噪声裕度。这不仅突显了三维垂直集成技术在电子器件设计中的潜力，还为实现更复杂、功能更强大的集成电路奠定了基础。参考文献：Yuvaraja, S., Faber, H., Kumar, M. et al. Three-dimensional integrated metal-oxide transistors. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-024-01205-0

核磁共振是检查身体的&ldquo 利器&rdquo ，但植入心脏起搏器的患者&ldquo 禁止入内&rdquo &mdash &mdash 这是因为核磁共振的高磁场可能导致心脏起搏器的损坏。但我国科学家日前研制成功的超低场核磁共振谱仪，很可能在不久的将来解除这项&ldquo 禁令&rdquo 。 　　这台仪器是由中科院武汉物理与数学研究所超灵敏磁共振研究组研制成功的，是我国首台近室温(40摄氏度)的超低场核磁共振谱仪。这种仪器不但可用来研究物质分子在地磁场等自然条件下的结构信息与动力学，还能直接探测铁磁性物质如氧化铁磁纳米粒子等样品，有望在生物、医学等领域发挥作用。 　　核磁共振是一种探测物质分子结构和动力学的技术，探测到的信息则要用磁共振成像来还原，这就需要核磁共振谱仪。传统的核磁共振技术采用射频感应线圈来探测磁共振信号，为了获得更高的信号灵敏度，大多数商用核磁共振谱仪都在向高磁场发展。但是，高磁场有很多局限性。比如不能用于心脏起搏器等体内植入器件 再比如，我们身处的地球磁场是弱磁场，这就让传统的核磁共振谱仪面对处于自然环境中的化学样品和生物组织往往&ldquo 束手无策&rdquo ，难以获得可用的信号。 　　超低场核磁共振谱仪就是一种可以探测极弱磁场下磁共振信号的仪器。该研究组刘国宾博士利用高灵敏原子磁力计替代传统的射频线圈，从而能通过光学技术探测到极弱磁场下的磁共振信号。这种仪器既能在自然条件下保持灵敏性，也降低了制造成本 同时，它对造影剂的探测精度很高，因此在医学、生物等领域有很广阔的应用前景。