悬臂梁式传感器

近日，中科院上海微系统与信息技术研究所李昕欣研究员团队报道了一种基于谐振式微悬臂梁的热重分析技术（简称MEMS TGA）。与国际主流的TGA分析仪器相比，该MEMS TGA技术将毫克级的样品消耗量降至10纳克量级，质量变化分辨率从0.1ug提升至1pg，最高升降温速率从50 °C/min提升至数百°C/s，并进一步突破了现有TGA仪器难以测量强氧化剂/爆炸物的使用限制。该MEMS TGA技术还成功与拉曼光谱等表征技术实现了联用，成功实现了TGA-Raman原位实时同步表征，显著提升扩展了TGA的分析能力。相关研究成果以Thermogravimetric Analysis on a Resonant Microcantilever为题，发表在Analytical Chemistry期刊上，并被选为当期的Supplementary Cover论文（图1）。李昕欣团队的博士生姚方兰和许鹏程副研究员为论文的共同第一作者。图1 该工作被选为Analytical Chemistry当期的Supplementary Cover论文英文原题：Thermogravimetric Analysis on a Resonant Microcantilever通讯作者：李昕欣，中国科学院上海微系统与信息技术研究所作者：Fanglan Yao (姚方兰)#, Pengcheng Xu (许鹏程)#, Hao Jia (贾浩), Xinyu Li (李昕昱), Haitao Yu (于海涛), and Xinxin Li (李昕欣)* 背景介绍热重分析技术主要用来测量物质质量随温度变化的关系，被广泛应用于各种功能材料的研发、优化与质量监控。目前商用的热重分析仪器普遍使用高精度热天平进行称重，并利用高温炉来对样品实现加热；每次测试需要消耗毫克（10-3 g）量级的样品，且无法快速升温，测试效率不高。此外，这类仪器无法测试具有腐蚀性或易爆炸性的样品。在联用方面，商用的热重分析仪器通常需要将待测样品密封在TGA测试腔体中，难以与光谱联用，因而无法在加热过程对样品的结构演变进行实时测量。李昕欣团队的论文报道了一种集成片上加热和测温元件的MEMS谐振微悬臂梁，利用该集成谐振微悬臂梁具有的超灵敏质量测量功能（亚皮克量级），实现了微芯片上的热重分析技术（MEMS TGA，其工作原理如图2所示）。该技术只需要纳克（10-9 g）量级的样品即可进行TGA测试，而且可以在1秒钟内将样品加热至1000℃。图文解读图2 MEMS TGA技术的工作原理示意图该论文选取了两种常用的标准样品Cu2(OH)2CO3（碱式碳酸铜）和Ca2C2O4∙H2O（一水合草酸钙），验证了MEMS TGA技术的优势。如图3所示，当升温速率加快时，传统TGA的热重曲线表现出明显的热滞后效应。而MEMS TGA未表现出明显的热滞后现象，因此可在保证测量精度的情况下更高效地测量样品的热重曲线。图3 标准样品的热重分析结果对比：(a) Cu2(OH)2CO3；(b) Ca2C2O4∙H2O由于MEMS TGA具有皮克（10-12 g）量级的超高质量灵敏度，使得对单颗粒样品的TGA测试成为了可能。本论文利用MEMS TGA技术，首次对直径仅为4微米的单颗粒PS（聚苯乙烯）微球实现了TGA测试。而且在进行TGA测试过程中，同时利用光学显微镜实时观测并记录了PS微球在温度升高过程中的形貌演变（图4）。该技术不仅首次实现了单颗粒的TGA测试，还对TGA的测试过程实现了全程可视化。图4 在显微镜下利用MEMS TGA技术对单颗粒PS微球实现了可视化的热重分析MEMS TGA技术具有更广泛的应用范围，甚至可以测试爆炸物。若使用传统的TGA仪器测试具有爆炸性、腐蚀性或强氧化特性的样品，不仅会损毁TGA仪器，而且具有安全隐患。而MEMS TGA技术每次分析仅需要纳克（10-9 g）量级的痕量样品，消除了该方面的安全隐患，可以对此类危险系数高的样品进行测试。如图5所示，本论文成功利用MEMS TGA技术对强氧化物（高锰酸钾）和爆炸物（TNT炸药）进行了热重分析。图5 MEMS TGA在空气中测得的两种危险化学品的TGA曲线：(a) KMnO4；(b) TNTMEMS TGA与光谱具有很强的联用能力。本论文示意了TGA-Raman同步表征技术：在进行TGA测量的同时，可以将MEMS TGA芯片直接置于Raman光谱的光学镜头下，并将Raman激光束聚焦在样品上。在TGA测量过程中，原位实时采集了材料的拉曼信号，从而实现了TGA-Raman同步表征，其工作原理和部分测试结果如图6所示。图6 TGA-Raman同步表征技术总结/展望综上所述，李昕欣团队提出并开发了一种基于谐振悬臂梁微芯片的材料表征技术——MEMS TGA技术。该技术具有显著的优势：纳克样品量要求、皮克超高质量分辨率、数百°C/s的超快升降温速率、极低的功耗和广泛的应用范围。使用该技术甚至已经可以对单颗粒样品实现TGA测试。该MEMS TGA技术还可以与拉曼光谱仪联用，对样品进行TGA-Raman同步表征。在上述研究基础上，李昕欣团队近期还进一步将该MEMS TGA技术与原位TEM技术进行了联用，在进行气体池 in situ TEM表征的同时，实时原位测试了Ni(OH)2等纳米材料的TGA曲线，首次实现了TGA-TEM的同步表征，该部分工作也于近期发表于Analytical Chemistry (DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01051)。作者简介：李昕欣，研究员，国家杰出青年科学基金获得者。长期研究微纳电子机械系统（MEMS/NEMS）和微纳传感器技术，是该领域国际知名的学者和国内的学术带头人之一。有约300篇SCI论文发表在国际重要SCI期刊如Nano Letters, Nat. Comm., Anal. Chem., Nano Today, JMCA, PRL, Small, IEEE EDL, IEEE J-MEMS等。

目前，微米尺度金属结构的增材制造主要采用三种策略：微立体光刻模板的金属化、金属材料的转移-烧结以及原位金属合成。其中，基于金属离子局部电化学还原反应的电化学沉积3D打印技术采用原位金属合成的方式，无需进行任何后处理。该技术使用金属盐溶液作为原料，在打印过程中，金属盐溶液通过打印喷嘴喷射到导电基底上，当溶液接触到基底时，金属离子发生还原反应形成金属沉积层。本研究论文介绍了一种基于力学控制的金属电化学沉积3D打印技术，该技术采用中空原子力显微镜(AFM)悬臂梁在标准三电极电解池中局部喷涂金属离子，从而发生局部电镀反应。中空悬臂梁偏转反馈信号可以实时监测体素的生长，进而实现打印过程的自动化；而且该技术无需进行参数校准，可在导电基底任意位置进行打印。基于以上优势，该技术可自动成型任意形状的3D结构。研究人员利用该技术打印了两个不同比例的大卫雕像铜复制品。虽然铜是最合适的电沉积金属，但该技术同样适用于可宏观电镀的所有金属。 图1. 基于力学控制的电化学沉积3D打印技术制备两个并排支柱的示意图图2. 比例为1:10000和1:70000的大卫雕像复制品的SEM图。a-c：比例为1:10000、高度为700μm的复制品；图a插图、图b插图及d图：比例为1:70000、高度为100μm的复制品

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。大连理工大学 陈珂副教授本次会议中大连理工大学陈珂副教授介绍了其课题组在光纤光声气体传感技术及应用方面开展的一系列工作（点击回看》》》），得到与会老师的关注和认可。会后，我们也再次邀请陈珂副教授分享大连理工大学光纤光声传感研究团队的系列成果。1、成果简介大连理工大学光纤光声传感研究团队开展了光纤声波/振动传感技术和光声光谱微量气体检测技术的应用基础研究工作。在光纤传感技术研究方面，首次提出并设计了超高灵敏度光纤悬臂梁声波传感器，信噪比相比于传统电学麦克风提高了1-2个数量级；研制出超高速振动/声波传感解调仪器，采用光谱解调法实现了200 kHz的解调速度，将解调算法集成到FPGA中，大幅度提升了解调的稳定性。在光声光谱技术研究方面，将光纤声波传感器用于光声信号探测，提出了干涉型光纤声波锁相探测方法，设计了新型的光纤悬臂梁增强型光声光谱仪器，实现了对多种微量气体的超高灵敏度检测。研究了基于光纤光声传感的变压器油中溶解气体原位检测技术，研究了气体绝缘设备中六氟化硫分解产物的光纤光声检测技术，并在多个变电站开展了示范应用。根据变压器油中溶解气分析和煤矿瓦斯突出应用需求设计了多套激光光声光谱多组分气体分析仪器，掌握了目前世界上唯一的高瓦斯背景中多组分微量气体光学检测技术。成果1：光纤振动/声波传感器及解调仪器设计的光纤振动/声波传感器采用MEMS悬臂梁结构，具有灵敏度高、稳定性好的特点。研制了基于光谱解调的超高速光纤法布里-珀罗（F-P）传感解调仪，在FPGA中集成光谱采集、光谱相位解调等功能，显著提升了解调速度和稳定性。成果2：光声光谱变压器油中溶解气体分析仪针对高电压油浸式变压器油中溶解气体分析需求，研制了多套激光光声光谱气体分析仪。其中对油中溶解乙炔气体的检测极限达到0.05μL/L。，同时课题组还开发了光声光谱油中溶解气体原位检测仪，可以直接将光声传感器安装于变压器取油口。 成果3：光纤光声传感解调仪器本团队创新性地将光纤F-P声波传感器用于微弱光声信号探测，研制了多套光纤光声传感解调仪器。在FPGA中集成了相位解调算法、数字锁相、激光调制等功能。对乙炔气体的检测极限可达到ppt量级。 成果4：光声光谱煤矿自然发火监测仪研制的光声光谱煤矿自然发火监测仪，可对多种特征气体进行同时测量。检测指标如下：乙炔：0.5ppm；乙烯：1ppm；一氧化碳：1ppm；乙烷：5ppm；甲烷：0.1%；二氧化碳：0.1%成果5：高精度光声光谱环境气体分析仪开发的二氧化氮和二氧化硫气体分析仪，可对环境中痕量气体进行实时监测。二氧化氮气和二氧化硫气体的检测限分别达到1ppb和10ppb。下图中实验数据是开发的二氧化氮气体分析仪与环境监控站的对比结果。成果6：多通道同步FPGA数字锁相放大器针对光谱探测中微弱光信号检测需求，开发了多通道同步FPGA数字锁相放大器。采用定制的线阵探测器对光谱进行同步快速读取，光功率检测极限达到10fW量级，动态范围达到120dB。2、产业化探索本团队开发的光谱检测、光纤传感类检测仪器具有较高的技术成熟度。在电力、石化等行业具有较好的应用前景。3、课题组未来研究计划光声光谱与光纤传感技术结合后，具有本质安全、抗电磁干扰、灵敏度高、可远距离探测以及多点测量等优势。本课题组将重点研究光纤光声传感技术中的基础科学问题以及工程应用关键技术。欢迎电力、石化、煤矿和环境监测等相关科研院所和公司联系我们。联系人：陈珂（大连理工大学）Email：chenke@dlut.edu.cn课题组介绍陈珂，大连理工大学光电工程与仪器科学学院副教授，博士生导师，大连市青年科技之星，光纤光声传感团队负责人，主要从事光纤传感、激光光谱和微弱信号检测等方面的研究工作。担任中国光学工程学会光谱技术及应用专委会委员，中国电气工程学会测试技术及仪表专委会状态监测学组委员，国家自然科学基金通讯评审专家。工作近8年来，共主持科研项目32项，其中，国家自然科学基金面上项目等国家级项目2项，省部级项目2项，大连市高层次人才创新支持计划项目1项，企业合作项目20余项；在Analytical Chemistry、Optics Letters等期刊上发表SCI/EI论文93篇，其中第一/通讯作者论文63篇；已申请和授权发明专利43项，其中第一发明人专利21项。

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究人员在薄膜荧光传感器研究方面取得进展。该研究为制备优异的薄膜荧光传感器提供了有效策略，对荧光传感与气体吸附的协同过程进行了实验验证与理论计算阐释。相关成果以Fluorophor embedded MOFs steering gas ultra-recognition为题，发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。近年来，薄膜荧光传感器在气体传感领域发挥重要作用，因具有较高的灵敏度、响应性和选择性，是目前最有前景的痕量物质检测技术之一。然而，多数荧光敏感材料存在聚集荧光淬灭（ACQ）效应和光漂白现象，使得满足实际应用要求的荧光传感材料并不多见。这限制了荧光敏感材料在气体检测方面的应用，亟待开发用于气体传感的新型高性能敏感材料。针对薄膜有机荧光探针材料面临的固态荧光量子效率差、光稳定性差等问题，研究人员将有机荧光客体搭载到金属有机框架（MOF）中，开发了一种对气体分析物具有高灵敏度、高选择性、高稳定性的新型主客体式薄膜荧光气体传感器，为构建满足不同需求的薄膜荧光传感器提供了灵活的方法。薄膜荧光传感器在气体传感领域发挥着至关重要的作用。然而，由于聚集引起的淬灭（ACQ）效应和光漂白，实际应用中的荧光传感材料受到限制。该工作以ACQ分子Me4BOPHY-1作为被封装有机客体，采用简单的固相合成方法嵌入金属有机框架ZIF-8中，通过调整负载比例调节其荧光发射特性。MOFs（ZIF-8）为客体分子提供了各种纳米空腔，从而减少了荧光分子的自聚集，有效克服Me4BOPHY-1的ACQ效应。负载不同比例的客体后，分子的固态荧光量子效率从0.76%最高提升到19.72%，从而使其能够在 3 秒的快速响应时间内实现气体传感，检测限低至 1.13 ppb。进一步，研究实现了对神经毒剂沙林的模拟物氯磷酸二乙酯的气相识别。MEMS悬臂梁吸附研究表明，主客体嵌入式MOF传感器对待测气体的预富集赋予了探针优异的气体传感能力，响应时间可达3 s，检测限低至1.13 ppb。MOF的笼化效应提高了对于分析物的选择性，Me4BOPHY-1@ZIF-8对干扰性气体HCl的响应明显变弱，而这在以前的文献报道中是不可避免的。此外，有机金属框架结构的“笼化效应”还确保了传感器良好的光稳定性和热稳定性。有机荧光分子的热分解温度从200 ℃升至527 ℃，且在激发光波段的激光持续4800 s的照射下仍能保持初始荧光强度。因此，主客体设计策略提供了一种对神经毒素分析物具有高 3S（灵敏度、选择性和稳定性）的薄膜荧光气体传感器。相关工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金，以及上海市科学技术委员会等的支持。

近日，致力于原创国产高端科学分析仪器研发和产业化的创业公司——海恩迈科技，成功开发出基于悬臂梁上的实验室（Lab on a CantileverTM）技术的创新性仪器——芯片式热重分析仪。这个基于全新原理的仪器，将传统热重分析仪天平称重+炉管加热+热电偶测温的结构，用一个尺寸仅为2mm2.5mm的MEMS谐振式微悬臂梁芯片替代，实现了片上热失重分析功能。得益于芯片微小的体积，每次分析所消耗的样品量，由传统仪器的数十毫克降低至几纳克，而且极大的改善了传统仪器的热滞后效应，升降温速率也可以获得数十倍的提升。7月初，海恩迈科技携芯片式热重分析仪等创新仪器产品参加了在厦门举办的2021中国材料大会暨展览会，获得了参会专业人士的一致好评。那么，这项Lab on a Cantilever技术的背后有着怎样的故事？海恩迈科技开发的芯片式热重分析仪1.血统高贵的悬臂梁1981年扫描隧道显微镜（STM）的发明，为在苏黎世（Zurich）的IBM实验室工作的科学家盖尔德宾尼（Gerd Binning）和海因里希罗雷尔（Heinrich Rohrer）赢得了1986年诺贝尔物理学奖。原子力显微镜 (AFM) 是 STM 的后代产品，由 Binnig 在1986年开发出来，它通过对非导电材料进行成像而开辟了显微镜的全新应用领域。AFM的核心即为一根精细的微悬臂梁（Micro-cantilever）。1995年，美国橡树岭国家重点实验室的T. Thundat等人发表了表面吸附对微悬臂梁谐振频率影响的文章，为谐振式悬臂梁用于生化检测做了开创性的研究。之后，基于谐振式悬臂梁的生化传感器研究如雨后春笋般涌现。海恩迈科技的创始人兼CEO于海涛博士于2009年，开发出了国内首款激励/检测元件片上集成的谐振式微悬臂梁，摆脱了传统的光学杠杆检测方式，有效减小了系统的体积与成本。之后，在时任传感技术国家重点实验室主任的李昕欣研究员的支持和指导下，与研究伙伴许鹏程博士共同合作，从悬臂梁结构、电路、敏感材料等多方开展深入研究，开发出了一系列气体探测器。（左）宾尼与罗雷尔；（右）诺贝尔奖牌2.国产科学仪器的困境工欲善其事必先利其器。科学仪器是科研人员的重要工具，位于科技创新链的源头。科研的竞争，往往也是科学仪器的竞争。然而，在这个领域，现状让人唏嘘：中国被卡脖子到离开国外供应，就寸步难行的境地。按照中国科学院电工研究所副所长韩立的说法，我国高端科学仪器现状惨淡——多种科学仪器基本被国外厂商垄断，某些类型的仪器国内厂商市场占有率甚至趋近于零。虽然国家一直鼓励自主研发，但当前成果还是主要集中于中低端领域，越高端依赖性越严重。以材料领域的通用仪器热重分析仪为例，进口仪器价格在30万元左右，部分可超过50万元，而国产仪器价格在10万元左右，相差数倍。这一方面是由于国产企业规模较小、名气不足、市场占有率不高，只能靠性价比抢占低端市场；而更重要的是技术上进口厂商占据先发优势，国产仪器基本上是仿制进口仪器，进行一些微改进，缺少原理性和方法论的创新，很难在性能上超越进口仪器。根据仪器信息网统计的“2020年全球仪器公司市值TOP20排行榜”，美国有11家科研仪器厂商上榜，日本上榜4家，德国和瑞士各上榜2家，英国上榜1家。中国作为GDP世界排名第二，工业总产值独霸全球的国家，没有一家。3.“中国制造”or“中国智造”？在中国的很多经济领域，依靠仿制进口产品，主打性价比，是可以获得成功的，比如纺织品、白色家电等。然而，这个方法在科学仪器领域很难行得通。这是因为在这个领域，用户第一追求的永远是高性能，为了追求极致的性能，用户愿意支付高价。因此，如果国产仪器仅靠仿制进口仪器，缺少关键性的创新，性能无法达到或者超越进口仪器，用户往往是不愿意为之买单的。科学仪器领域更需要的是在关键技术上拥有自主知识产权的“中国智造”。Lab on a CantileverTM系列科学仪器就是“中国智造”的一个典范。目前，这一系列仪器包括气体吸附热力学动力学参数分析仪、微悬臂梁气敏测试仪以及芯片式热重分析仪。顾名思义，这一系列仪器的核心就是谐振式微悬臂梁。Lab on a Cantilever技术来源于于海涛博士团队一次逆向思维的头脑风暴。谐振式微悬臂梁之前一直被用作气敏传感器，受关注的是传感器的灵敏度、选择性、响应速度等参数，更多的是由敏感材料决定，谐振式微悬臂梁处于从属地位。而反向思考的话，可以通过微悬臂梁气敏传感器为主导，反过来研究敏感材料，去探究敏感吸附表象背后蕴藏着的科学本质。基于此想法，气体吸附热力学动力学参数分析仪首先被开发出来，利用世界首创的“变温微称重法”，定量测量功能材料与气体分子发生吸附时，焓变、熵变、吉布斯自由能、活化能等表界面分子作用的热力学和动力学参数。这些参数作为材料吸附的“基因参数”，决定了材料吸附的表象特征，可被用于材料吸附的机理研究以及指导新材料的调控，摆脱传统“试错法”研发新材料的盲目性。作为一款拥有完全自主知识产权的原理性创新的科学仪器，气体吸附热力学动力学参数分析仪得到专家的认可和国家的大力支持。其研发过程受到了自然科学基金重大科研仪器研制项目和国家重点研发计划项目的支持，仪器的检测方法也成功获得国家标准立项。目前，该仪器的用户包括清华大学未来实验室、上海交通大学、复旦大学、福建嘉庚创新实验室等多家国内顶级科研单位。海恩迈科技开发的气体吸附热力学动力学参数分析仪近期，随着微悬臂梁气敏测试仪以及可以实现片上热失重分析的芯片式热重分析仪的亮相，海恩迈科技公司成功踢出了高端科学仪器产品创新的“前三脚”。这三种仪器均拥有自主知识产权，全部具有原理及方法论上的创新，国内外没有类似的竞品，是国产高端科学仪器的新突破，“中国智造”的新典范！值得指出的是，在提出Lab on a Cantilever技术的时候，于海涛博士还在中国科学院上海微系统与信息技术研究所担任研究员。当他发现这个技术的商业价值之后，便毅然决然的放弃了体制内的“金饭碗”，离岗创业与合作伙伴共同创立了厦门海恩迈科技有限公司，并通过有偿技术转让的形式将相关知识产权转移到公司。这项创新性技术也获得了投资机构的看好，厦门半导体投资集团为海恩迈科技提供了千万级别的天使轮融资，为公司发展加注了“助推燃料”。做有独立思想的研发，做有技术灵魂的产业！秉承着“创新引领，追求卓越”的宗旨，海恩迈科技将继续在“中国智造”高端科学仪器的大道上披荆斩棘、一往无前。

生物传感器是一类在临床检测、遗传分析、环境检测、生物反恐和国家安全防御等领域具有重要应用的传感器件。最近，中科院上海应用物理所物理生物学实验室和美国亚利桑那州立大学的研究人员合作发展了一种基于DNA纳米技术的三维DNA纳米结构探针，并在此基础上构建了一类新型的生物传感平台，实现了对基因和蛋白质高性能检测。相关论文以封面形式发表于材料领域著名杂志《先进材料》 (Advanced Materials, 2010, 22, 4754-4758)。 　　上海应用物理所博士生裴昊等在樊春海研究员和亚利桑那州立大学颜颢教授的合作指导下，将一种衍生的DNA四面体纳米结构固定在金基底上，而四面体结构顶点上延伸出来的一段DNA序列可以通过特定设计作为DNA分子、核酸适配体和抗体识别单元的基础。在高度刚性的四面体结构的支撑下，DNA识别序列呈高度一致的取向，并提高了表面识别的自由度。研究者进一步证明，此新型生物分子识别界面适用于电化学、表面等离子体共振、石英晶体微天平、微悬臂梁等一系列传感技术。这一平台技术可能会为生物传感领域打开一个新的研究契机。 　　该研究得到了国家自然科学基金委、科技部和上海市科委的支持。 　　生物传感器是基于生物分子界面识别的原理，通过将生物识别单元(如DNA或蛋白质分子)作为“分子探针”固定在固体表面，形成一个分子识别界面。生物传感器领域的一个基本问题是如何实现生物识别单元的有效固定，并且避免界面上生物分子活性的损失。传统的DNA探针常用一维(单链DNA)或二维结构(如发夹结构)DNA作为识别元件，其传感界面的均一性在制备过程中难以得到有效控制，从而影响了实际应用中检测的稳定性和重复性。而三维DNA探针具有高结构稳定性和刚性，可以有效提高DNA探针在表面分布排列的均一性，并精确调控探针之间的距离，从而显著提高了生物检测的灵敏度和特异性。这一研究结果展示了DNA纳米技术作为一种新型生物传感平台的巨大潜力。DNA纳米技术是近年来新兴的前沿交叉领域，充分利用了DNA分子卓越的自组装和识别能力实现精确的从底向上的纳米构筑。目前，研究者已可以将DNA自组装成千姿百态的DNA纳米结构，而这些DNA纳米结构的潜在用途也受到各个领域的广泛关注。

【科学背景】随着微电子机械系统（MEMS）技术的快速发展，集成电子传感和驱动功能的活跃MEMS器件在力、加速度和生物分析物的测量中引起了广泛关注。尤其在原子力显微镜（AFM）领域，MEMS悬臂的应用使得在纳米尺度下的样品探测成为可能。然而，传统MEMS材料（如硅、氮化硅）由于其高杨氏模量，限制了器件的厚度，从而影响了挠度灵敏度（DS）和力敏感性（FS）的表现，这在许多应用中成为了一大瓶颈。自感知MEMS悬臂是一种通过集成的应变传感器，从而能够实时监测挠度。尽管自感知悬臂具有一定的优势，但其力敏感性和信噪比仍然低于光学检测的悬臂，因此在AFM等高精度应用中未能得到广泛应用。此问题的根本原因在于自感知悬臂在不同测量量的灵敏度上存在差异，尤其是在力传感方面，受限于材料的弹性特性和传感器的灵敏度。为此，科学家们开始探索将低杨氏模量的聚合物材料应用于MEMS器件的可能性。这种材料的使用有助于实现更厚的悬臂设计，同时保持较低的弹性模量常数，从而提升挠度灵敏度。然而，高温沉积半导体以实现高性能应变传感器与聚合物材料的兼容性问题也亟待解决。为了填补这一知识空白，马洛桑联邦理工学院（EPFL）Georg E. Fantner教授团队在“Nature Electronics”期刊上发表了题为“A polymer–semiconductor–ceramic cantilever for high-sensitivity fluid-compatible microelectromechanical systems”的最新论文。本研究提出了一种新型的MEMS微加工平台，能够创建具有集成半导体电子元件的聚合物悬臂。通过采用三层结构，悬臂核心由聚合物材料制成，两侧则是陶瓷氮化硅层，这一设计不仅确保了器件的机械性能，也有效隔离了传感电子元件与外部环境的影响，使得悬臂在液体环境中表现出良好的兼容性。我们开发的多层制造方法使得高温工艺与聚合物加工分离，从而克服了传统方法的局限性。【科学亮点】（1）实验首次展示了集成半导体电子元件的聚合物MEMS悬臂，成功实现了厚且柔软的三层结构。通过该平台，研究团队能够有效地提高MEMS设备的挠度灵敏度（DS）和力敏感性（FS）。（2）实验采用了多层制造方法，将高温工艺与聚合物工艺分开，从而在不损坏聚合物层的情况下，实现了压电电阻应变传感器的沉积和掺杂。结果显示，三层悬臂的力噪声相比传统硅悬臂降低了六倍，显著提升了传感性能。（3）研究还表明，嵌入聚合物内部的传感电子元件有效隔离了环境影响，使得悬臂具有良好的流体兼容性。这一特性使悬臂可以在苛刻的液体环境中稳定工作，例如在氯化铁溶液中持续成像五小时而不发生降解。（4）通过集成高性能电子元件，本文的聚合物MEMS不仅适用于自感知原子力显微镜（AFM），还可扩展至生物分子检测等多种应用，展现了良好的应用前景。【科学图文】图 1：不同读出机制中的力转电压。图 2：三层悬臂梁的概念及性能。图 3：三层技术的理论与实验评估。图 4：三层悬臂梁在真空中用于 AM-AFM 的高跟踪带宽。图 5：三层悬臂梁作为多种扫描探针技术的平台。图 6：用于流体密封膜表面应力传感的三层 MEMS。【科学结论】本文的研究展示了将聚合物、半导体和陶瓷材料集成到微电子机械系统（MEMS）中的创新思路，为自感知传感器的设计与应用开辟了新的方向。通过优化三层结构的制造方法，研究者成功克服了传统MEMS材料在厚度和弹性上的局限，使得悬臂可以在保持高灵敏度的同时具备更大的柔韧性。这一进展不仅提高了悬臂在各种复杂环境中的适应能力，也为生物传感器等实际应用提供了更为可靠的解决方案。此外，研究强调了选择合适材料的重要性。聚合物的低杨氏模量使得悬臂能够在较大的厚度下保持低的弹簧常数，从而在自感知性能上具有显著优势。这一发现启示我们在设计新型传感器时，可以通过材料组合与结构优化，达到理想的性能平衡。更重要的是，本研究为未来的MEMS技术提供了一个可扩展的平台，允许更多功能的电子元件集成。这种灵活的设计思路可以为更复杂的传感和驱动系统提供基础，助力在生物医学、环境监测和纳米技术等多个领域的应用创新。文献信息：Hosseini, N., Neuenschwander, M., Adams, J.D. et al. A polymer–semiconductor–ceramic cantilever for high-sensitivity fluid-compatible microelectromechanical systems. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-024-01195-z

仪器信息网盘点了2021年热分析厂商的仪器新品，进口品牌包括日立、塞塔拉姆的3台仪器新品，国产品牌包括了天美、绵阳菲纳理、上海众路、南京汇诚、上海和晟、杭州仰仪、厦门海恩迈11台仪器新品。进口品牌新品1.日本日立分析日立分析差示扫描量热仪DSC600&DSC200（上市时间：2021年1月）创新点：新登场的DSC系列提供一流的灵敏度和的基线重复精度，即使在包含痕量级热活性物质的复合材料中，也具有令人难以置信的信噪比，能够捕捉到最微小的热事件。产品介绍：DSC600内置有日立分析专有的热电堆型DSC传感器，它使用差分扫描量热法（DSC信号）温度传感器热电偶串联并多路复用（热电堆），以实现0.1 µW或更低的高灵敏度，可以测量较小的样本。DSC200是标准型号，具有高灵敏度和稳定性，但传感器价格较便宜。它的用途广泛，是产品运输和收货检查、质量保证和质量控制的理想选择。DSC600/200采用从加热器中的散热器到冷却系统无缝连接的炉体结构，并且还采用了低热容量的三层金属壁结构。 Real View样本观测单元内置200万像素高分辨率摄像头，支持样本内的局部观测。视窗(观察窗口)具有加热装置，可将测量范围从传统的室温及以上观察范围扩展到-50℃的低温。这使用户能够观察低温下样品的熔化和玻璃化转变等过程，从而满足更多的测量需求。参考价格：50万-100万元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C373351.htm2.法国凯璞科技-塞塔拉姆法国塞塔拉姆 热重分析仪Setline TGA（上市时间：2021年10月）创新点：法国凯璞科技集团旗下塞塔拉姆仪器在中国投资建厂，为国内第一家热分析仪器合资品牌，全新Setline平台倾注了中、法、瑞研发团队共同心血，新一代独立悬挂式热重分析仪Setline TGA核心部件全部法国进口(加热体、传感器、热电偶、电路板、软件)，国内组装调试。产品介绍：2019年，业界热分析品牌-法国塞塔拉姆正式发布旗下全新热分析仪器Setline DSC和Setline STA!作为法国凯璞科技集团全球战略的重要组成部分，中国区首发Setline系列产品定位于高精度、通用型实验室仪器，落户中国生产并在全球上市。全新Setline平台倾注了中、法、瑞研发团队共同心血，2021年10月，新一代中法合资热重分析仪(Setline TGA)重磅来袭，独立悬挂式热重天平设计开创又一高端热分析仪国产化的新纪元!Setline系列产品聚焦高校、科研院所、企业研发/质检中心等细分市场。SetlineTGA独特的技术设计满足高频率、高强度实验环境(特别适用于高校教学实验中心、橡塑化工企业技术研发与质量检验领域)，具有易学耐用、操作简单、温度应用范围广阔和低维护成本等显著特点。SetlineTGA能出色地在聚合物、制药合成、食品、塑料、橡胶、涂料等行业领域进行研究测试、质量监控和失效分析。广泛应用于组分(如炭黑和填料)分析，热稳定性/分解，反应化学计量，反应动力学，解吸附/吸附过程，汽化行为，活性气体的影响，逸出气体分析分析(MS、FTIR、GC/MS)等。参考价格：20万-30万　专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C472018.htm国产品牌新品：1.天美（原精科/上平）天美（原精科/上平）智能差示扫描量热仪 DSC30（上市时间：2021年7月）创新点：高精度温度测量技术——硬件上采用热良导体铜块同步热电偶冷端与冷端传感器温度变化；软件上采用冷端温度—冷端等效电势高次函数拟合技术实现精确冷端补偿，得到等效热电偶热端电势后，采用分段高次拟合技术计算热电偶热端实际温度。测量结果显示，样品热反应温度准确度达到±0.1℃。 高精度温度控制技术： 采用PWM功率控制技术，功率控制分辨率达到1/40000 结合加热丝温度-电阻相关修正技术，神经网络实时优化PID参数，实现了恒温精度±0.05℃，升降温速率线性误差达1%的高精度温度控制技术。实现0.1℃/min-100℃/min的高度准确的线性升温控制。 创新型加热炉设计： 炉体采用热传导率性能最好的纯银金属，通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内，既保证了温度的均一性，又提高了吹扫气流的稳定性，从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性。 特制高灵敏度热电偶 将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起，形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外，同时也是热电偶的一极，提供敏捷的信号捕捉能力。产品介绍：热流型差示扫描量热仪，整机一体化设计，炉体采用热传导率性能好的纯银金属，通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内，既保证了温度的均一性，又提高了吹扫气流的稳定性，从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性；将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起，形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外，同时也是热电偶的一极，提供敏捷的信号捕捉能力；优化的温度控制方法：采用高频PWM方式控制炉温，可控功率分辨率提高到1/40000。 通过BP神经网络动态修正PID参数，改善传统PID鲁棒性，实现大范围高精度温度控制：温控恒温精度UT310微热量仪的传感器采用3D传感方式，使用546对串联的热电偶形成的环绕型热电堆 大热容量的金属体作为匀热块 样品和参比传感器以对称的方式分布排列。从而形成：高灵敏量热单元、超稳定温场、差分式热流信号、大容量样品池，使UT310微热量仪高效测量样品总产热达90%-95%，且测量误差率可达2‰以下。自动化的生产线实现了传感器所有热电偶对的生产工艺一致性。由这些热电偶构成的3D传感器，确保了结构对称性和电性能一致性，使UT型热量仪在恒温模式下具有平稳的基线，且在大范围快速温度扫描的动态模式下仍有出色的测量基线，确保了量热的准确度和参数的复现性。极高的温度稳定性和热流灵敏度确保了测量的准确度，面对极为微弱的热效应，也可从容测量。即使长时间连续测量，UT热量仪仍可具有极低的长期漂移和短期噪声。样品池内的压力往往伴随着热流的变化，UT系列提供了压强监测的功能，可辅助测试人员判断物质反应的状态。样品池容量：高达12mL。样品池种类现已有混合池，搅拌池，水解池，高压池等，可根据客户不同要求，设计更多种类。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C441034.htm3.上海众路上海众路差示扫描量热仪（10.1寸工控机操作）DSC-500DS（上市时间：2021年6月）创新点：该款仪器相对于之前的型号需要外接点，本型号内嵌10.1寸工控机，操作更简单，为客户节省了成本。产品介绍：该款差示扫描量热仪，内嵌10.1寸安卓工控电脑，无需连接电脑，一键式操作测试氧化诱导期和熔点，自动生成氧化诱导期、熔点图谱，可接打印机打印报告图谱。数据自动测试，测试结束后仪器蜂鸣提示，过程无需人员看管，简单高效。专为塑料、橡胶行业测量氧化诱导期设计，氧化诱导期热稳定实验适用于国标GB/T17391-1998,GB/T2951.42-2008,GB/T15065-2009，GB/T19466-2009,IEC60811-4-2:2004参考价格：25000元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C473118.htm上海众路热重分析仪TGA1150A/1450A（上市时间：2021年5月）创新点：TGA1150A——机器外形重新设计：1，原来的炉体有单纯的陶瓷纤维材料，现在是双层结构既能保证高温的实现，又能保证恒温时间。 2，炉体连接线可拆卸，便于后期维护。TGA1450A——仪器外观重新设计更新——炉体升级，又原来的单层变成了双层；炉体连接线外连。便于后期维护；整体机壳换新，结构及外形都有变化。产品介绍:热重分析法（TG、TGA）是在升温、恒温或降温过程中，观察样品的质量随温度或时间的变化，目的是研究材料的热稳定性和组份。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。结构优势:1.炉体加热采用贵金属镍镉合金丝双排绕制，减少干扰，更耐高温。2.托盘传感器，采用贵金属镍镉合金精工打造，具有耐高温，抗氧化，耐腐蚀等优点。3.供电，循环散热部分和主机分开，减少热量和振动对微热天平的影响。4.采用上开盖式结构，操作方便。上移炉体放样品操作很难，易造成样品杆损坏。5.主机采用水域恒温装置隔绝加热炉体对机箱及微热天平的热影响。6.可根据客户要求更换炉体参考价格：59800元/75000元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C460037.htmhttps://www.instrument.com.cn/netshow/C461170.htm4.南京汇诚南京汇诚导热系数测试仪（高导专用）HCDR-SP（上市时间：2021年11月）创新点：瞬态平面热源导热系数测试仪可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试，优点是测试范围广泛，最快两秒钟可以读取结果。但问题就在广上，测试范围如此广泛怎么保证测量的准确性呢?传统的一代只有一个探头，一个探头测试所有的材料，结果可想而知，测试低导段的导热系数效果非常好，但是高导的测试重复性误差就比较大。针对这个问题汇诚仪器率先研制出专门针对高导热系数材料的探头，保证了测试的重复性并且已经申请了发明专利。产品简介：HCDR-S是利用瞬态平面热源技术(TPS)开发的导热系数测试仪,可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试。瞬态平面热源法是研究热传导性能方法中比较新型的一种，它改变了传统的测量方法。在研究材料时能够快速准确的测量热导率，为企业质量监控、材料生产以及实验室研究提供了极大的方便。该仪器操作方便，方法简单易懂，不会对被测样品造成损坏。测试对象：金属、陶瓷、合金、矿石、聚合物、复合材料、纸、织物、泡沫塑料(表面平整的隔热材料、板材)、矿物棉、水泥墙体、玻璃增强复合板CRC、水泥聚苯板、夹心混凝土、玻璃钢面板复合板材、纸蜂窝板、胶体、液体、粉末、颗粒状和膏状固体等等，测试对象广泛。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C476809.htm5.上海和晟上海和晟热重分析仪HS-TGA-101（上市时间：2021年5月）创新点：更换炉体机构；采用进口称重天平产品介绍：热重分析仪是在程序控温和一定的气氛下，测量试样与温度或时间关系的技术。通常用质量对温度或者时间绘制的TGA曲线表示TGA测量结果。TGA信号对温度或时间的一阶商，称为DTG曲线，是对TGA信号重要的补充性表示。参考价格：5万-10万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C212283.htm上海和晟差示扫描量热仪HS-DSC-101（2021年4月）创新点：更换为金属炉体，更换进口传感器产品介绍:1.金属炉体结构，更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性2.数字式气体质量流量计，精确控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中3.仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制)，界面友好，操作简便参考价格：5万-10万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C212735.htm上海和晟差示扫描量热仪（半导体制冷）HS-DSC-101A（上市时间：2021年4月）创新点：更换金属炉体；新增半导体制冷产品介绍:采用金属炉体结构，以获取更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性；使用数字式气体质量流量计，精确控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中；仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制)，界面友好，操作简便。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C284150.htm6.杭州仰仪 杭州仰仪电池等温量热BIC-400A（上市时间：2021年6月）创新点：超宽温控：控温范围-40℃-100℃；精确测温：高精度多路传感器，测量精度优于1％；安全防护：异常报警、自动保护、远程更新；样品兼容：支持软包、方盒、18650、21700、26650等多种尺寸电池产品简介：BIC-400A 电池等温量热仪是一款基于功率补偿等温量热原理开发的面向各类型锂电池单体产热特性测试的专业仪器，能够实现锂电池充放电产热特性以及热物性参数测量，为电池热仿真、热管理系统设计优化以及电池热安全性能评估提供精确、稳定、可靠的基础热数据。应用领域：广泛应用于新能源汽车、储能、消费类电子、和航空航天等重要行业及领域。参考价格:10万-50万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C460267.htm7.厦门海恩迈厦门海恩迈芯片式热重分析仪致力于原创国产高端科学分析仪器研发和产业化的创业公司——海恩迈科技，成功开发出基于悬臂梁上的实验室（Lab on a CantileverTM）技术的创新性仪器——芯片式热重分析仪。这个基于全新原理的仪器，将传统热重分析仪天平称重+炉管加热+热电偶测温的结构，用一个尺寸仅为2mm2.5mm的MEMS谐振式微悬臂梁芯片替代，实现了片上热失重分析功能。得益于芯片微小的体积，每次分析所消耗的样品量，由传统仪器的数十毫克降低至几纳克，而且极大的改善了传统仪器的热滞后效应，升降温速率也可以获得数十倍的提升。7月初，海恩迈科技携芯片式热重分析仪等创新仪器产品参加了在厦门举办的2021中国材料大会暨展览会，获得了参会专业人士的一致好评。海恩迈科技的创始人兼CEO于海涛博士于2009年，开发出了国内首款激励/检测元件片上集成的谐振式微悬臂梁，摆脱了传统的光学杠杆检测方式，有效减小了系统的体积与成本。之后，在时任传感技术国家重点实验室主任的李昕欣研究员的支持和指导下，与研究伙伴许鹏程博士共同合作，从悬臂梁结构、电路、敏感材料等多方开展深入研究，开发出了一系列气体探测器。Lab on a CantileverTM系列科学仪器包括气体吸附热力学动力学参数分析仪、微悬臂梁气敏测试仪以及芯片式热重分析仪。顾名思义，这一系列仪器的核心就是谐振式微悬臂梁。Lab on a Cantilever技术来源于于海涛博士团队一次逆向思维的头脑风暴。谐振式微悬臂梁之前一直被用作气敏传感器，受关注的是传感器的灵敏度、选择性、响应速度等参数，更多的是由敏感材料决定，谐振式微悬臂梁处于从属地位。而反向思考的话，可以通过微悬臂梁气敏传感器为主导，反过来研究敏感材料，去探究敏感吸附表象背后蕴藏着的科学本质。基于此想法，气体吸附热力学动力学参数分析仪首先被开发出来，利用世界首创的“变温微称重法”，定量测量功能材料与气体分子发生吸附时，焓变、熵变、吉布斯自由能、活化能等表界面分子作用的热力学和动力学参数。这些参数作为材料吸附的“基因参数”，决定了材料吸附的表象特征，可被用于材料吸附的机理研究以及指导新材料的调控，摆脱传统“试错法”研发新材料的盲目性。作为一款拥有完全自主知识产权的原理性创新的科学仪器，气体吸附热力学动力学参数分析仪得到专家的认可和国家的大力支持。其研发过程受到了自然科学基金重大科研仪器研制项目和国家重点研发计划项目的支持，仪器的检测方法也成功获得国家标准立项。目前，该仪器的用户包括清华大学未来实验室、上海交通大学、复旦大学、福建嘉庚创新实验室等多家国内顶级科研单位。

10月23日，上海市科学技术奖再度揭晓。胸怀“国之大者”，坚持“四个面向”，一大批标志性成果竞相涌现，为正处于关键跃升期的上海国际科技创新中心建设增添底色和亮度。九三学社上海市委咨询专家团成员、原副主委，中国科学院上海微系统与信息技术研究所副总工程师李昕欣主持完成的项目“变温谐振微悬臂梁的材料原位测量分析方法与科学仪器技术”荣获2023年上海市技术发明奖一等奖。下面让我们一起走近这项优秀创新成果！项目名称：变温谐振微悬臂梁的材料原位测量分析方法与科学仪器技术完成单位：中国科学院上海微系统与信息技术研究所等完成人：李昕欣 等奖励等级：技术发明一等奖与物质相关的科学分析仪器中的一类为吸附与热分析仪器，是用变温实验来表征分析材料或反应相关的表界面和体内结构理化性质，是新材料、新能源、催化反应和环境保护等“双碳”战略科技相关的每个实验室必备的重要仪器。该类科学仪器的高端产品技术长期以来被美、欧、日这些西方发达国家垄断，不只价格昂贵，还可使我国在相关科研手段和工具的源头上被“卡脖子”。并且，该类进口仪器目前已很难满足当今尖端科技应用的需求，对精细特性经常“测不准甚至测不到”。原因是该类仪器测量分析核心部分釆用精密结构式的热天平-加热炉系统，在程序升温过程中测量质量变化的最好分辨能力仅为1微克，样品需求量为数十毫克，即使在较慢的升温速度下，也很难测准甚至测不到很多理化特性参数值。而经过长期改进，沿着精密结构改进的路已达极限，需从零到一探寻原始创新技术来解决。 图1 李昕欣领奖照片在科技发展历史上，芯片技术无数次对传统技术进行了颠覆，包括智能手机等相机CIS芯片对感光胶片相机的颠覆等等。这一次，MEMS传感芯片的研究者再一次实现了颠覆性创新。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的李昕欣教授团队经过十几年奋斗，首创出一种集成MEMS传感测量芯片，将仅有数十纳克的样品上载于一种硅微悬臂梁上，在微米尺寸的悬臂梁上集成了程序升温、微机械谐振驱动和频率检测元件，实现了在快速升温中原位测量化学反应或表面吸附引起的微小质量变化，一次将分辨能力提高了6个数量级至优于1皮克，首次达到了动态测量作用分子数的统计热力学和动力学过程的水平。有了如此强大的超灵敏原位测量能力，就可以对该类仪器进行技术的根本性升级了。 图2 超灵敏原位变温测量微悬臂梁MEMS芯片技术将传感芯片的测量方法与物质理化特性理论和量化表征方程等有机结合，再配以仪器相关的软硬件技术开发，最终在全球首次实现了芯片测量化的系列创新仪器。具体看，仪器的重大科技创新包括如下三个方面。一、将现有仪器的非原位测量方法变革为原位测量，将全球当前在用的非原位测量TPD仪换代为原位测量的in-situ TPD仪。TPD全称为程序升温脱附分析仪，是研究催化特性重要的科学仪器。当前的进口仪器因为在样品原位根本测不到升温过程中痕量的脱附分子数量，不得已要外联昂贵的质谱检测器在尾气端进行非原位测量，造成经常“测不准和测不到”。特别是对脱附活化能这个催化活性最重要的参数，即使耗时多天反复多次升温实验后，也只能用描点作图直线拟合法近似估算，而往往因为数据点分散造成测不到活化能。本发明首次实现了超高灵敏度原位测量，将TPD变革为样品原位测量，终于使原来测不到的测到了，测不准的测准了。尤其是活化能的测量变革颠覆了仪器长期沿用的中外教科书经典。仅用一次快速升温，即可将测到的更详尽实验数据带入经典动力学方程精确解析求解出活化能，同时使分析时长从数天缩短至数小时。而原位测量活化能的新原理方法也即将写入教科书，成为中国人书写的全新科学经典。 图3 原位TPD仪对现有非原位TPD仪的科学和技术颠覆 图4 全球首款界面热力学和动力学参数同时测量的仪器方法二、无中生有，发明了全球首款界面热力学和动力学整套参数测量仪。物质界表面与分子作用是先进材料的常见功能，需要对理化特性进行定量表征。但作为理化特性的热力学和动力学两大类参数，至今都无法同时测量，原因是在分子作用过程的非平衡态下，一直没有一种可同时测量两类参数的方法。本成果用悬臂梁变温原位测量开创了可同时测量界面热力学和动力学的方法，首创出界面热力学/动力学整套参数测量仪ITKP，填补了该仪器的全球空白，并使我国在国际率先建立了该项国家标准。三、使热分析仪首次实现与显微表征的原位同时联用。该类仪器长期使用庞大笨重的加热炉-热天平装置，根本无法将样品同时置于显微镜头下。而成果用原位变温测量微悬臂梁首创出的微芯片式热重分析仪TGA和热重+量热综合热分析仪TGA-DSC，可以放到显微镜下，对样品同时进行显微表征。目前已经实现了多个世界首次：在显微镜下对单个微颗粒进行热分析，热分析与显微拉曼光谱联合分析及与红外光谱联合分析，热分析与透射电镜原位同步分析等。这对当今新材料研发急需的原位工况（operando）分析意义重大，换代提升了热分析的科学价值。 图5 TGA将热重仪换代为显微表征先进仪器，提升了热分析科学价值再好的创新成果，也只有在落地应用后才能产生技术颠覆性。在专利技术转化和风险投资支持下，于2000年底创建了厦门海恩迈科技有限公司（及其全资研发子公司上海迈振电子科技有限公司），李昕欣为公司起名“海恩迈”，借用了英文High-end MEMS的谐音，这也是为MEMS传感器技术在全球首次开拓出该高端仪器的崭新应用方向。短短三年，至今已经销售仪器整机数十台和测量模组2万套，除了在包括多个院士团队在内的我国重要科研平台上推广应用外，国产高端科学仪器还罕见地反向出口至发达国家著名科学机构，如比利时鲁汶大学和新加坡国立大学等，仪器以全球领先的技术水平为众多用户产出重要研究成果起到了关键的作用，获得了国内外仪器用户科学家的高度评价。图6 基于一个芯片发明的系列高端科学仪器已实现产品化应用推广一个小小的芯片，改变了这类科学仪器的命运。不只是多台吸附分析和热分析仪器各自技术升级换代了，更有颠覆性意味的是，原来相互完全独立的吸附分析仪和热分析仪，由于如今使用的是同一颗核心芯片，因此两种分析仪器功能现在可在一台仪器中全部完成，根本性地改变了长期保持的分析仪器分类格局。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年11月6日，第十三届全国化学传感器学术会议(13th SCCS)在广西桂林成功召开。6日下午，漓江瀑布大酒店会议厅迎来四个分会场的同时开幕，50个邀请报告、41个口头报告将于两天内在这里次第上演。仪器信息网摘录部分精彩报告，以飨读者。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/abc31f7b-e1e6-4d29-948f-dc2fc8fb8cea.jpg" title=" IMG_0675_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 13th SCCS分会场速递 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/cc310345-38dc-4f41-943f-b0c7c629e3a0.jpg" title=" 肖丹.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 报告题目：几种化学传感器研究进展 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 报告人：四川大学 肖丹 /strong /span /p p 　　团队开展了电容耦合非接触式电导检测器(C4D)研究，设计了双激励的电容耦合非接触式电导检测器(DIC4D) 研究了离子选择性电极测量的电子集成多电极检测电路(EIMES)，获得了响应斜率的增加 利用静电纺丝聚苯胺微管纤维制备了葡萄糖传感器 设计了气体 pH 电极测量装置，直接测定空气和烟气的 pH 值 合成了 HBI 衍生物 HSA 荧光探针，测定了血清中 HSA 的含量 合成了电致化学发光试剂用于细胞液中 GSH 的检测 设计了自增强的电致化学发光试剂用于钴离子的测定 制备了耐磨且持续稳定的电致化学发光玻碳电极 利用生物质的电致化学发光进行了强碱体系的测试。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f6ec847b-4866-41e8-a653-5134741e2982.jpg" title=" 杨海峰.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：基于拉曼探针构筑的生物化学传感 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：上海师范大学 杨海峰 /span /strong /p p 　　团队合成系列 SERS 纳米复合材料(磁性或多孔)，通过表面功能化，构筑拉曼探针，利用磁场富集分离或表面反应选择性富集目标分子，来提高检测灵敏度，实现体液中生物标志物和病毒等快速拉曼分析。合成金/磁网 SERS 探针，利用小型拉曼光谱仪，可以快速定量检测尿液中腺苷，有望用于肺癌早期诊断。在金或银纳米粒子表面，进行功能化，制备高选择性拉曼探针，也可高灵敏检测 RNA 型高致病性流感病毒、尿路感染标志物亚硝酸根、神经递质多巴胺、结肠癌标志物等。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/a294b462-adaa-4e10-aed8-8b81fbef077d.jpg" title=" 王赪胤.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：自驱动自传感微悬臂传感器 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：扬州大学 王赪胤 /span /strong /p p 　　团队利用 PVDF 压电材料的自激、自感特性作为自制微悬臂传感器的加工材料，结合集成电路强大的信号处理、运算分析能力，首次探索出一套不需外加驱动器(自驱动)同时又可实现自我感知外界信号(自传感)的微悬臂传感器“读出系统”。对传感器表面进行功能化修饰，将抗体固定到传感器的金表面，利用固定化的分子识别物质和分析物之间的免疫反应，将抗原和抗体之间特异性结合的信息转换为可检测的电压信号。与传统的方法相比，方法具有成本低廉、样品使用量少、响应速度快、可便携化、适用于现场检测等诸多优点。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/e3fbde69-749d-46dd-a9e7-fe85f9b0e78a.jpg" title=" 王桦.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：金银纳米功能材料的制备及其化学生物传感应用 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：曲阜师范大学 王桦 /span /strong /p p 　　团队采用蛋白质(酶)、肽、明胶等生物基质，通过一锅式生物矿化超分子自组装途径，合成了一系列特异光电特性的金银纳米功能材料，用以构建了一些化学与生物光电传感技术。如以谷胱甘肽合成强荧光银纳米材料，开发了一种基于醇溶剂效应的化学传感技术 建立了microRNA 的电化学传感技术 基于超分子自组装途径合成三聚氰胺银纳米材料用以修饰电极 设计了一种锁核酸修饰的探针用以结合纳米孔蛋白，构建了一种高选择性检测 microRNA 及其单碱基错配的传感技术等。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/02effc8e-22a5-4b2e-b3ec-c525226f3474.jpg" title=" 王文.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：声表面波化学传感器研究进展 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：中国科学院声学研究所 王文 /span /strong /p p 　　基于敏感膜式的SAW化学传感技术体积小、功耗低、响应快，特别是适合于小型化单兵毒害气体快速检测与报警应用。基于冷凝吸附原理的SAW化学传感器灵敏度高(ppb级)、可检测气体组分多(多大数百种)，并可很好的解决交叉干扰问题，符合复杂大气背景条件下的便携式气体成分分析应用要求。报告人从上述传感器敏感机理及物理功能结构两方面出发，结合实验室研究成果，介绍SAW化学传感器的研究进展及应用现状，并分析其未来发展趋势。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/2a3c7273-2371-4377-ba67-bad3d264fe0a.jpg" title=" 曹忠.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：基于二氧化锡中空微球的硫化氢气体传感器研究与应用 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：长沙理工大学 曹忠 /span /strong /p p 　　团队通过以氨基酚醛树脂球作模板制备中空微球(HMS)结构的二氧化锡，从而制成一种新型薄膜式硫化氢传感器。实验表明，二氧化锡中空微球对硫化氢气体表现出良好的气敏特性。在最佳工作温度200℃时，所制作的传感器对硫化氢的灵敏度高，响应快，线性范围为0.2~100 ppm，检出限达到 0.1086ppm，且不受环境湿度、温度的影响，具有良好的重现性和选择性。该技术可在养殖场连续工作 10 个月以上，适于远程无线监测，在环境保护领域有潜在的应用价值。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/6de0f32b-2011-4e24-8ca0-64ea5aff39f1.jpg" title=" 刘继锋.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：Zn 2+ 离子诱导的多肽自组装行为及其检测应用 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：天津科技大学 刘继锋 /span /strong /p p 　　团队将特异性结合锌离子的小肽片段和拉曼报告分子 4-MBA 通过 Au-S 键结合到纳米金表面，构建了一种 Au-肽探针，实现体外对Zn 2+ 的检测，具有较高灵敏度和较好的特异性，并通过拉曼成像技术，实现了对细胞内 Zn 2+ 分布的检测，此外还发现了由 Zn 2+ 诱导的探针有序的组装形貌，为此类探针在今后食品安全以及生物医学等方面的检测提供了理论基础和方法。 /p

仪器信息网讯 11月9日，第十二届全国化学传感器学术会议进入后半段。会议由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业委员会主办，四川大学、西南大学承办。本届会议吸引全国520多位行业人士到会。9日的学术报告同样精彩纷呈!南京大学陈洪渊院士、大连化学物理研究所关亚风研究员等7个特邀报告。此外，还有3个分会场的20个特邀报告和33个口头报告。下午五点半，举行了简短的闭幕式，并颁发第十二届全国化学传感器学术会议“青年优秀论文奖”、“优秀报展奖”(详见：全国化学传感器学术会议颁发青年优秀论文奖等奖项)。 　　中国科学院院士 陈洪渊 　　报告题目：回眸审视 放眼未来——分析化学面临的机遇与挑战 　　陈洪渊以19/20世纪之交物理学的两朵乌云作例，21世纪化学天空上的“乌云”就是：人类面临的环境和气候越来越糟，资源越来越少，资源/石油/污染/温室气体都是分子，而化学是研究分子的科学，这就是化学天空的乌云。如何拨开化学天空的“乌云”?分析化学学科的发展经历了三次巨大变革，21世纪科学发展呈现两大趋势：学科高度分化、理论高度统一，分析学科界要对化学重新定义、重视学科交叉发展。 　　大连化学物理研究所研究员 关亚风 　　报告题目：表面热电离/场发射离子化检测器/传感器——超痕量有机胺检测 　　超痕量有机胺检测能满足三大需求：神经毒剂预警、非接触检测含胺基毒品、非接触测量海鲜和肉食品鲜度，关亚风介绍了新设计的SID结构和原理。关亚风和大家分享了将用于2018年发射空间站上使用的舱内有害气体分析仪。依靠20多年的研究积累，他在2012年接受的2个模块(采样/控制和色谱模块)研制任务取得阶段性重要成功，工程样机一次性通过鉴定级力学试验!关亚风说：“工程样机经受住了17.8G三维正弦震动和1200G冲击震动考验”。与美国同类产品相比，工程样机性能相同，工作方式更加合理，同时工程样机在重量、功耗、体积方面大大领先! 　　湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室主任谭蔚泓教授作《双光子含氟分子信标用于细胞内mRNA成像》报告 南京大学生命分析化学国家重点实验室主任鞠幌先教授作《生物分析中的信号放大与传感策略》报告 武汉大学庞代文教授作《基于量子点标记的纳米生物检测与成像新方法》报告 国家纳米科学中心蒋兴宇教授作《基于金纳米颗粒和微流控的生化传感器》报告 中南大学周飞艨教授作《生物传感与表面分析》报告。 　　随着最后一个大会报告的结束，在下午五点半，举行了简短的闭幕式。闭幕式由会议组委会主席余孝其教授主持。中国科学院院士、湖南大学俞汝勤教授、中国科学院院士、南京大学陈洪渊教授、中国仪器仪表学会分析仪器分会理事长关亚风教授、化学传感器专业委员会主任委员吴海龙教授、化学传感器专业委员会副主任委员、武汉大学庞代文教授、化学传感器专业委员会秘书长吴霞琴教授、四川大学校长助理郭勇教授出席闭幕式。闭幕式上颁发了第十二届全国化学传感器学术会议“青年优秀论文奖”、“优秀报展奖”。化学传感器专业委员会主任委员吴海龙教授作会议总结。 　　会议组委会主席 余孝其 主持闭幕式 　　化学传感器专业委员会主任委员 吴海龙 作会议总结 　　吴海龙在会议总结中说到，本次会议共注册代表逾410人。实际与会人数超520人，为历届会议与会人数之最。围绕8个主题进行了深入和自由的交流：(1)化学与生物传感器研究进展 (2)化学传感技术理论研究 (3)纳米技术与化学传感器 (4)新型化学传感器研究 (5)化学传感器的微型化、系统集成及产业化 (6)生物芯片和微流控芯片 (7)传感器的信号处理及远端传输 (8)化学传感器在生命、环境、食品、医学、药学等领域的新应用。全面地展示并交流了化学生物传感技术及其相关领域的各种原理、应用、最新进展以及成果，充分显示了多学科、多技术交叉的特色和向产业化推进的美好前景，有力促进了我国化学生物传感技术工作的发展，为我国化学生物传感技术设备和仪器的研发指明了方向。本次会议得到了多家企业单位和网络媒体的支持和帮助，显示了企业界和媒体对化学生物传感技术研究开发的浓厚兴趣和积极参与的热情 也构筑了企业界与学术界协同努力的有效桥梁 仪器信息网也对会议情况进行了详尽的实时报道。 　　最后，余孝其代表会议承办单位，对出席本次会议的全体代表表示衷心的感谢，对于会议共同承办单位西南大学袁若院长他们付出的努力及大力支持表示衷心的感谢，对于为此次大会圆满召开做出突出贡献各支持单位表示衷心的感谢!最后，余孝其宣布第12届全国化学传感器学术会议闭幕!

Asylum Research始于1999年，2012年加入牛津仪器，成立牛津仪器Asylum Research部门，一直专注于原子力显微镜（AFM）的研究，不断推动AFM市场的技术革新。值此25周年到来之际，牛津仪器Asylum Research重磅推出干涉式原子力显微镜Vero，再次将AFM的可信度与准确性推向了新高度。近日，借助牛津仪器举办“全新一代原子力显微镜Vero技术研讨会”契机，仪器信息网走进牛津仪器上海演示中心，有幸就AFM产品研发及市场动向等话题与牛津仪器PLC首席技术官Roger Proksch博士和牛津仪器AR部门市场总监Akemi女士进行了深入交流。△ Asylum Research联合创始人、牛津仪器PLC首席技术官Roger Proksch博士在线向中国客户介绍Vero AFM中的QPDI技术 △ 牛津仪器AR部门市场总监Akemi女士与Vero合影Vero推动干涉式原子力显微镜向前迈进一大步Vero原子力显微镜的名字取自拉丁词根“ver”，意思是“真相”。据Roger Proksch博士介绍，Vero基于Cypher平台打造，不仅继承了Cypher系列的高稳定性和高分辨率，还凭借内置的正交相位差分干涉仪（QPDI），确保了数据的精确性和可重复性。一直以来，AFM主要依赖于光杠杆检测（OBD）技术，它测量的是悬臂梁偏转的角度，而非探针的实际位移。Vero的问世，改变了这一现状。Vero采用的QPDI技术，能直接、准确地测量探针位移，而不是从悬臂角的变化来间接推断。虽然受到各种干扰后悬臂弯曲仍有可能发生，但Vero通过特殊的设计，完全不受这些因素影响。此外，与传统的OBD技术相比，QPDI技术将悬臂梁检测噪声降低了10倍甚至更多，提高了测量的灵敏度；QPDI技术测量纯粹的垂直探针位移，避免了垂直与平面力之间的串扰；通过光的波长精确校准，避免了与OBD校准相关的假设和不确定性。Akemi女士补充到，干涉式探测器在AFM设计早期就被提出过，但是相较于OBD探测器，因其成本和复杂性基本被放弃。直到2015年，牛津仪器Asylum Research推出Cypher IDS。Cypher IDS是一款与外部干涉仪耦合的商用AFM，为存储器、光子计算、能量存储和生产、体声谐振器等MEMs器件和2D材料等领域提供了纳米级性能测量。Vero的出现，标志着干涉式AFM的发展又向前迈进了一大步。重视中国市场，积极推进AFM的先进应用Vero于2023年11月在美国市场首次发布，中国市场的发布几乎与美国同步，而在日本和欧洲市场的发布时间相对较晚，这足以证明牛津仪器Asylum Research对中国市场的重视。Roger Proksch博士讲到：“中国市场一直是Asylum Research布局业务的一个极具吸引力的地方。我们在进入中国市场之前，曾投入大量的时间去了解中国市场，之后便成为了中国市场的重要参与者。从那时起，中国客户的热情、勤奋和聪明就给我留下了深刻印象。每当我来中国旅行或与客户见面时，总能从中汲取到很多能量。”关于Vero在中国市场的预期，Akemi女士表示：“压电与铁电材料是中国的一个热门研究领域，而Vero在压电与铁电材料领域的应用非常广泛，尤其在检测微弱信号方面具有独特优势。我们对Vero在中国市场的推广充满信心。”“考虑到中国是压电力显微镜（PFM）的全球第一大市场，我们在中国市场推广Vero的一个重要策略就是，首先要让中国的PFM客户知道Vero原子力显微镜在应用上的先进性和特殊性，然后通过PFM群体来迅速打开市场。”此外，Akemi女士讲到：“与全球其它地区相比，中国在基础研究方面的投入仍然非常强劲。我们将继续与中国科研人员紧密合作，以确保未来推出的产品能够充分满足中国客户的需求。另外，我们正在中国组建一支强大的牛津仪器Asylum Research团队，以便更好地支持中国客户。相信凭借我们在产品研发和客户资源方面的积累，牛津仪器Asylum Research将有望占据中国AFM领域的第一市场份额。”持续投入研发，不断推动AFM技术革新回顾AFM技术发展历史，Roger Proksch博士认为最重要的一点是，AFM技术研发从原来由高校科研人员主导，转向更加工业化的方式进行。例如，用于闭环扫描仪的极低噪声位置传感器、实现各种测量模式的灵活数字控制器、以及现在的紧凑型极低噪声干涉探测器等，这些器件的推出使AFM的性能得到了大幅提升。牛津仪器Asylum Research作为AFM技术发展长河中的重要推动者，几十年来持续努力让客户能够进行前所未有的测量。从推出解决无法精准测量力曲线弊病的MFP-1D，到快速扫描产品Cypher、全功能视频级扫描产品Cypher VRS，再到能够利用单一扫描器同时提供全自动、多功能、高扫描速度和高精度的大样品AFM Jupiter XR，以及现在的干涉式原子力显微镜Vero，牛津仪器Asylum Research一直引领着AFM市场的技术革新。Roger Proksch博士认为：“因为我们可以满足客户对我们的期望，所以我们能够始终保持领先于竞争对手。同时，客户的支持也是我们能够取得这一成就的重要原因。”最后，Roger Proksch博士说到：“AFM是一种强大的工具，不仅可以提供形貌图像，还可以在不破坏样品的情况下，在纳米尺度上测量力学、电学、磁学和热特性。但是，由于AFM的悬臂易收到干扰而产生形变，从而影响到成像的准确性和分辨率。如果想让AFM像电子显微镜、光学显微镜等这些更成熟的显微镜技术一样得到应有的使用地位，我们就必须要解决此问题。这也是牛津仪器Asylum Research未来5年到10年要实现的重要目标。”

近日，研究人员在Nature Communications发表相关论文，提出了一种方法来实现AFM大面积高分辨率的成像。在显微镜中，分辨率和视野通常是互相矛盾的。以原子力显微镜（AFM）为例，悬臂探针在扫描基板时，在局部力的影响下会发生偏转，因此高分辨率成像很大程度上会局限于小区域。尽管原子力显微镜在材料科学、生物学和表面科学等领域产生了巨大的影响，但成像领域的局限性仍然是研究复杂层次结构样品的关键障碍。针对于此，研究人员通过结合无悬臂梁探针结构和用于检测探针-样品接触的可伸缩光学方法，证明了具有1000个探针的大规模平行AFM是可能的。具体而言，发现相对柔顺薄膜上的光学反射锥形探针包含分布式光学杠杆，该杠杆将探针运动转换为提供低于10 nm垂直精度的光信号。这种方法的可扩展性使得它非常适合需要大面积高分辨率的成像应用。原子力显微镜（AFM）自1986年发明以来，已成为获取微纳米尺度表面形貌和功能特性信息的主要方法。为了检测尖端和基底之间的微小力，AFM通常使用在局部力的影响下偏转的微悬臂，产生可以使用光学杠杆检测到的运动。然而，由于基于探针的成像的串行性，只能以较小的视场为代价来获得更高的空间分辨率。目前正在努力解决这一挑战，包括设计具有更高带宽的探测器，以及采用诸如IBM千足虫之类的探测器阵列。然而，现代成像阵列只有30个探头，突出了有效并行悬臂梁传感的困难。虽然AFM界对探针阵列的采用受到限制，但是探针阵列被广泛用于扫描探针光刻（SPL），或者通过机械变形、阳极氧化和直接材料沉积等多种方式使用纳米级物理探针来定义图案的过程。为了解决串行图形固有的有限吞吐量，研究人员探索了一种无悬臂梁结构，其中探针阵列位于刚性表面上的顺应膜上。虽然这种结构赋予了探针所需的柔顺性探针-样品接触和可扩展性提供多达数百万探头，但悬臂梁提供的力感应能力丧失。如果这种无悬臂梁的探针阵列能够被修改以实现探针-样品接触的并行检测，那么它们就可以提供一种大规模并行化AFM的方法，并且可以革命性地增加这种有影响力的成像工具系列的吞吐量。a.实验装置侧视图，探针-样品接触导致弹性体薄膜变形。b.通过蓝宝石晶圆观察弹性薄膜变形时的光学对比度图示。反射光强度I随位置变化x而变化。探针运动的光学特征称为分布光学杠杆。c.用于实现用于成像的探针阵列的微加工工艺，涉及蓝宝石晶片、聚二甲基硅氧烷（PDMS）背衬层、刚性聚合物探针和铝反射涂层。探针阵列的扫描电子显微镜（SEM）图像和比例尺分别为60µm和3µm的阵列d和单个探针e的图像。科研人员在成果中展示了由无悬臂结构中的探针阵列实现的大规模并行原子力显微镜，这些探针通过被称之为分布式光学杠杆的可伸缩光学机制提供局部形貌信息。通过建立分布式光学杠杆的模型，利用配位力和光学显微镜对其进行系统的研究，研究人员发现光学对比度在力和变形方面呈线性关系，能够提供低于10 nm的垂直精度。基于这种结构和成像机制的探针阵列，研究人员同时在阵列中使用1088个探针成像，并以100纳米横向分辨率和9纳米垂直精度在0.5毫米范围内绘制样本高度。该系统的高通量特性使其在高分辨率大面积的领域具有重要的应用前景，如集成电路计量、光学亚表面表征和生物组织的多尺度研究。通过设计分布式光学杠杆来测量每个探针的变形，科研人员证明了扫描探针可以并行化，从而提高AFM成像的吞吐量。在最初的演示中，1088个探针被并行使用，以纳米级分辨率成像5毫米宽的表面。由于其结构简单且与现有的光刻系统兼容，这些探针阵列可以作为独立的成像工具或作为大规模并行光刻系统的补充，以实现纳米组合实验中的同时光刻和成像。并行化在增加成像带宽的同时，也加强了这种方法的主要局限性，即探头无法独立移动以调节探头-样本力或容纳非常高的特征。在这里讨论的探针阵列中，这将对样品平面度和垂直范围施加限制。然而，值得强调的是，显示无悬臂梁阵列不必是被动的，因为扫描探针光刻实验表明，这种阵列可以使用光、热或气动系统进行独立调制，这可能为克服并行化带来的挑战提供了一条途径。有趣的是，亚波长光阑阵列与无悬臂梁结构相结合，实现了无衍射光刻。如果目前的CF-AFM方法可以与这种孔径阵列结合使用，它就有可能实现大规模并行扫描近场光学显微镜（SNOM）。因此，这种成像方法为从组织工程到光学超表面和集成电路的检测等多种应用的表面形貌的快速和高分辨率查询打开了大门。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-20612-3

虽然大部分人对于MEMS（Microelectromechanical systems， 微机电系统/微机械/微系统）还是感到很陌生，但是其实MEMS在我们生产，甚至生活中早已无处不在了，智能手机，健身手环、打印机、汽车、无人机以及VR/AR头戴式设备，部分早期和几乎所有近期电子产品都应用了MEMS器件。MEMS是一门综合学科，学科交叉现象及其明显，主要涉及微加工技术，机械学/固体声波理论，热流理论，电子学，生物学等等。MEMS器件的特征长度从1毫米到1微米，相比之下头发的直径大约是50微米。MEMS传感器主要优点是体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成等，是微型传感器的主力军，正在逐渐取代传统机械传感器，在各个领域几乎都有研究，不论是消费电子产品、汽车工业、甚至航空航天、机械、化工及医药等各领域。常见产品有压力传感器，加速度计，陀螺，静电致动光投影显示器，DNA扩增微系统，催化传感器。MEMS的快速发展是基于MEMS之前已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。 MEMS往往会采用常见的机械零件和工具所对应微观模拟元件，例如它们可能包含通道、孔、悬臂、膜、腔以及其它结构。然而，MEMS器件加工技术并非机械式。相反，它们采用类似于集成电路批处理式的微制造技术。批量制造能显著降低大规模生产的成本。若单个MEMS传感器芯片面积为5 mm x 5 mm，则一个8英寸(直径20厘米)硅片(wafer)可切割出约1000个MEMS传感器芯片（图1），分摊到每个芯片的成本则可大幅度降低。因此MEMS商业化的工程除了提高产品本身性能、可靠性外，还有很多工作集中于扩大加工硅片半径（切割出更多芯片），减少工艺步骤总数，以及尽可能地缩传感器大小。图1. 8英寸硅片上的MEMS芯片（5mm X 5mm）示意图图2. 从硅原料到硅片过程。硅片上的重复单元可称为芯片（chip 或die）。MEMS需要专门的电子电路IC进行采样或驱动，一般分别制造好MEMS和IC粘在同一个封装内可以简化工艺，如图3。不过具有集成可能性是MEMS技术的另一个优点。正如之前提到的，MEMS和ASIC (专用集成电路)采用相似的工艺，因此具有极大地潜力将二者集成，MEMS结构可以更容易地与微电子集成。然而，集成二者难度还是非常大，主要考虑因素是如何在制造MEMS保证IC部分的完整性。例如，部分MEMS器件需要高温工艺，而高温工艺将会破坏IC的电学特性，甚至熔化集成电路中低熔点材料。MEMS常用的压电材料氮化铝由于其低温沉积技术，因为成为一种广泛使用post-CMOS compatible（后CMOS兼容）材料。虽然难度很大，但正在逐步实现。与此同时，许多制造商已经采用了混合方法来创造成功商用并具备成本效益的MEMS 产品。一个成功的例子是ADXL203，图4。ADXL203是完整的高精度、低功耗、单轴/双轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出，所有功能（MEMS & IC）均集成于一个单芯片中。这些器件的满量程加速度测量范围为±1.7 g，既可以测量动态加速度（例如振动），也可以测量静态加速度（例如重力）。图3. MEMS与IC在不同的硅片上制造好了再粘合在同一个封装内图4. ADXL203（单片集成了MEMS与IC）通信/移动设备图5. 智能手机简化示意图以智能手机为主的移动设备中，应用了大量传感器以增加其智能性，提高用户体验。这些传感器并非手机等移动/通信设备独有，在本文以及后续文章其他地方所介绍的加速度、化学元素、人体感官传感器等可以了解相关信息，在此不赘叙。此处主要介绍通信中较为特别的MEMS器件，主要为与射频相关MEMS器件。通信系统中，大量不同频率的频带（例如不同国家，不同公司间使用不同的频率，2G，3G，LTE，CDMD以及蓝牙，wifi等等不同技术使用不同的通信频率）被使用以完成通讯功能，而这些频带的使用离不开频率的产生。声表面波器件，作为一种片外(off-chip)器件，与IC集成难度较大。表面声波（SAW）滤波器曾是手机天线双工器的中流砥柱。2005年，安捷伦科技推出基于MEMS体声波（BAW）谐振器的频率器件（滤波器），该技术能够节省四分之三的空间。BAW器件不同于其他MEMS的地方在于BAW没有运动部件，主要通过体积膨胀与收缩实现其功能。（另外一个非位移式MEMS典型例子是依靠材料属性变化的MEMS器件，例如基于相变材料的开关，加入不同电压可以使材料发生相变，分别为低阻和高阻状态，详见后续开关专题）。得益于AlN氮化铝压电材料的沉积技术的巨大进步，AlN FBAR已经被运用在iphone上作为重要滤波器组件。下图为FBAR和为SMR (Solidly Mounted Resonator)。其原理主要通过固体声波在上下表面反射形成谐振腔。图6. FBAR示意图，压电薄膜悬空在腔体至上图7. SMR示意图(非悬空结构，采用Bragg reflector布拉格反射层) （SAW/FBAR设备的工作原理及使用范例）图8. 固体声波在垂直方向发生反射，从而将能量集中于中间橙色的压电层中如果所示，其中的红色线条表示震动幅度。固体声波在垂直方向发生反射，从而将能量集中于中间橙色的压电层中。顶部是与空气的交界面，接近于100%反射。底部是其与布拉格反射层的界面，无法达到完美反射，因此部分能量向下泄露。图9. 实物FBAR扫描电镜图实物FBAR扫描电镜图。故意将其设计成不平行多边形是为了避免水平方向水平方向反射导致的谐振，如果水平方向有谐振则会形成杂波。图10. 消除杂波前后等效导纳上图所示为消除杂波前后等效导纳（即阻抗倒数，或者简单理解为电阻值倒数）。消除杂波后其特性曲线更平滑，效率更高，损耗更小，所形成的滤波器在同频带内的纹波更小。图11. 若干FBAR连接起来形成滤波器图示为若干FBAR连接起来形成滤波器。右图为封装好后的FBAR滤波器芯片及米粒对比，该滤波器比米粒还要小上许多。可穿戴/植入式领域图12. 用户与物联网可穿戴/植入式MEMS属于物联网IoT重要一部分，主要功能是通过一种更便携、快速、友好的方式（目前大部分精度达不到大型外置仪器的水平）直接向用户提供信息。可穿戴/应该说是最受用户关注，最感兴趣的话题了。大部分用户对汽车、打印机内的MEMS无感，这些器件与用户中间经过了数层中介。但是可穿戴/直接与用户接触，提升消费者科技感，更受年轻用户喜爱。该领域最重要的主要有三大块：消费、健康及工业，我们在此主要讨论更受关注的前两者。消费领域的产品包含之前提到的健身手环，还有智能手表等。健康领域，即医疗领域，主要包括诊断，治疗，监测和护理。比如助听、指标检测（如血压、血糖水平），体态监测。MEMS几乎可以实现人体所有感官功能，包括视觉、听觉、味觉、嗅觉（如Honeywell电子鼻）、触觉等，各类健康指标可通过结合MEMS与生物化学进行监测。MEMS的采样精度，速度，适用性都可以达到较高水平，同时由于其体积优势可直接植入人体，是医疗辅助设备中关键的组成部分。传统大型医疗器械优势明显，精度高，但价格昂贵，普及难度较大，且一般一台设备只完成单一功能。相比之下，某些医疗目标可以通过MEMS技术，利用其体积小的优势，深入接触测量目标，在达到一定的精度下，降低成本，完成多重功能的整合。以一些MEMS项目为例，通过MEMS传感器对体内某些指标进行测量，同时MEMS执行器（actuator）可直接作用于器官或病变组织进行更直接的治疗，同时系统可以通过MEMS能量收集器进行无线供电，多组单元可以通过MEMS通信器进行信息传输。图13. MEMS实现人体感官功能其他领域投影仪投影仪所采用的MEMS微镜如图14、15所示（Designing MEMS-based DLP pico projectors），其中扫描电镜图则是来自于TI的Electrostatically-driven digital mirrors for projection systems。每个微镜都由若干锚anchor或铰链hinge支撑，通过改变外部激励从而控制同一个微镜的不同锚/铰链的尺寸从而微镜倾斜特定角度，将入射光线向特定角度反射。大量微镜可以形成一个阵列从而进行大面积的反射。锚/铰链的尺寸控制可以通过许多方式实现，一种简单的方式便是通过加热使其热膨胀，当不同想同一个微镜的不同锚/铰链通入不同电流时，可以使它们产生不同形变，从而向指定角度倾斜。TI采用的是静电驱动方式，即通入电来产生静电力来倾斜微镜。图14 微镜的SEM示意图图15 微镜结构示意图德州仪器的数字微镜器件(DMD)，广泛应用于商用或教学用投影机单元以及数字影院中。每16平方微米微镜使用其与其下的CMOS存储单元之间的电势进行静电致动。灰度图像是由脉冲宽度调制的反射镜的开启和关闭状态之间产生的。颜色通过使用三芯片方案(每一基色对应一个芯片)，或通过一个单芯片以及一个色环或RGB LED光源来加入。采用后者技术的设计通过色环的旋转与DLP芯片同步，以连续快速的方式显示每种颜色，让观众看到一个完整光谱的图像。图16 微镜反射光线示意图MEMS 加速度计加速度传感器是最早广泛应用的MEMS之一。MEMS，作为一个机械结构为主的技术，可以通过设计使一个部件(图15中橙色部件)相对底座substrate产生位移（这也是绝大部分MEMS的工作原理），这个部件称为质量块（proof mass）。质量块通过锚anchor，铰链hinge，或弹簧spring与底座连接。绿色部分固定在底座。当感应到加速度时，质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能，如果采用电容式传感结构（电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响），电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积，提高测量精度，降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。图17 MEMS加速度计结构示意图图18 MEMS加速度计中位移与电容变化示意图打印喷嘴一种设计精巧的打印喷嘴如下图所示。两个不同大小的加热元件产生大小不一的气泡从而将墨水喷出。具体过程为：1，左侧加热元件小于右侧加热元件，通入相同电流时，左侧产生更多热量，形成更大气泡。左侧气泡首先扩大，从而隔绝左右侧液体，保持右侧液体高压力使其喷射。喷射后气泡破裂，液体重新填充该腔体。图19. 采用气泡膨胀的喷墨式MEMS开关/继电器MEMS继电器与开关。其优势是体积小（密度高，采用微工艺批量制造从而降低成本），速度快，有望取代带部分传统电磁式继电器，并且可以直接与集成电路IC集成，极大地提高产品可靠性。其尺寸微小，接近于固态开关，而电路通断采用与机械接触（也有部分产品采用其他通断方式），其优势劣势基本上介于固态开关与传统机械开关之间。MEMS继电器与开关一般含有一个可移动悬臂梁，主要采用静电致动原理，当提高触点两端电压时，吸引力增加，引起悬臂梁向另一个触电移动，当移动至总行程的1/3时，开关将自动吸合（称之为pull in现象）。生物试验类MEMS器件由于其尺寸接近生物细胞，因此可以直接对其进行操作。图20. MEMS操作细胞示意图NEMS（纳机电系统）NEMS（Nanoelectromechanical systems, 纳机电系统）与MEMS类似，主要区别在于NEMS尺度/重量更小，谐振频率高，可以达到极高测量精度(小尺寸效应)，比MEMS更高的表面体积比可以提高表面传感器的敏感程度,(表面效应)，且具有利用量子效应探索新型测量手段的潜力。首个NEMS器件由IBM在2000年展示, 如图5所示。器件为一个 32X32的二维悬臂梁（2D cantilever array）。该器件采用表面微加工技术加工而成（MEMS中采用应用较多的有体加工技术，当然MEMS也采用了不少表面微加工技术，关于微加工技术将会在之后的专题进行介绍）。该器件设计用来进行超高密度，快速数据存储，基于热机械读写技术（thermomechanical writing and readout），高聚物薄膜作为存储介质。该数据存储技术来源于AFM(原子力显微镜)技术，相比磁存储技术，基于AFM的存储技术具有更大潜力。快速热机械写入技术（Fast thermomechanical writing）基于以下概念（图6），‘写入’时通过加热的针尖局部软化/融化下方的聚合物polymer，同时施加微小压力，形成纳米级别的刻痕，用来代表一个bit。加热时通过一个位于针尖下方的阻性平台实现。对于‘读’，施加一个固定小电流，温度将会被加热平台和存储介质的距离调制，然后通过温度变化读取bit。 而温度变化可通过热阻效应（温度变化导致材料电阻变化）或者压阻效应（材料收到压力导致形变，从而导致导致材料电阻变化）读取。图21. IBM 二维悬臂梁NEMS扫描电镜图（SEM）其针尖小于20nm图22.快速热机械写入技术示意图其他参考文献：1. M. Despont, J. Brugger, U. Drechsler, U. Dürig, W. Häberle, M. Lutwyche, H. Rothuizen, R. Stutz, R. Widmer, G. Binnig, H. Rohrer, P. Vettiger, VLSI-NEMS chip for parallel AFM data storage, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 80, Issue 2, 10 March 2000, Pages 100-107, ISSN 0924-4247, VLSI-NEMS chip for parallel AFM data storage.2. M. Despont, J. Brugger, U. Drechsler, U. Dürig, W. Häberle, M. Lutwyche, H. Rothuizen, R. Stutz, R. Widmer, G. Binnig, H. Rohrer, P. Vettiger, VLSI-NEMS chip for AFM data storage, Technical Digest 12th IEEE Int. Micro Electro Mechanical Systems Conf. MEMS ' 99, Orlando, FL, January 1999, IEEE, Piscataway, 1999, pp. 564–569.3. Fan-Gang Tseng, Chang-Jin Kim and Chih-Ming Ho, "A high-resolution high-frequency monolithic top-shooting microinjector free of satellite drops - part I: concept, design, and model," inJournal of Microelectromechanical Systems, vol. 11, no. 5, pp. 427-436, Oct 2002.4. Sensors for Wearable Electronics & Mobile Healthcare5. Martín, F. Bonache, J. Application of RF-MEMS-Based Split Ring Resonators (SRRs) to the Implementation of Reconfigurable Stopband Filters: A Review. Sensors2014, 14, 22848-22863.（ADXL203 精密±1.7g 双轴iMEMS® 加速度计数据手册及应用电路，http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADXL103_203.pdf）（Andreas C. Fischer Fredrik Forsberg Martin Lapisa Simon J. Bleiker Göran Stemme Niclas Roxhed Frank Niklaus，Integrating MEMS and ICs，Microsystems & Nanoengineering, 2015, Vol.1. Integrating MEMS and ICs : Microsystems & Nanoengineering）

2013年5月27日，中国仪器进出口(集团)公司受中国检验检疫科学研究院的委托，就中国检科院2013仪器设备采购项目进行招标公告，本次招标货物分为 10 个包，采购内容包括真空浓缩仪、电子天平等44套仪器设备。 　　招标编号：13CNIC01-1007 包号 设备名称: 数量（台/套） 02 大流量纯水系统 1 04 液体罐装机 1 　　招标编号：13CNIC01-1039 包号 品目号 货物名称 数量（台/套） 01 1 压壳机 1 2 重量稀释器 2 3 真空浓缩仪 1 4 多功能测量仪 1 02 1 循环沸水浴 1 2 单片机开发综合实验装置 1 3 ARM-DSP-FPGA综合实验系统1 4 隔振光学实验平台 1 5 超声清洗仪 1 03 1 微悬臂梁激光控制仪 1 2 DNA定量仪 1 3 双通道系统数字源表 1 4 便携式核酸提取仪 1 04 1 低温冰箱 2 2 超低温冰箱（-80℃） 1 3 -50℃低温冰箱 1 4 超低温冰箱 1 5 冰箱 1 6 低温冰箱 2 05 1 微量电子天平 1 2 精密大量程天平 13 分析天平 1 06 1 高压蒸汽灭菌锅 4 2 台式蒸汽灭菌器 1 07 1 培养箱 2 2 光照培养箱 1 3 干燥箱 1 08 1 皮肤水分测试仪 2 2 皮肤黑色素和血红素测试仪 2 3 皮肤颜色测试仪 2 4 孵化器 2 　　2013年5月21日，中国仪器进出口(集团)公司在中国政府采购网发布公告，公布“中国检验检疫科学研究院2013年仪器设备购置项目(第二批)中标公告”，详情如下： 　　1) 招标编号（包号） 产品名称 中标供应商 中标金额 13CNIC01-1006/02 显微镜 华威国际（香港）有限公司 USD 62,200.00 　　评标委员会成员：宋亮，田佩瑶，董书魁，管祚尧，芦云 　　2) 招标编号（包号） 产品名称 中标供应商 中标金额 13CNIC01-1006/03 无线微型记录温度传感器 华威国际（香港）有限公司 USD 57,600.00 13CNIC01-1006/04 有线温度记录传感器 华威国际（香港）有限公司 USD 46,580.00 13CNIC01-1006/05 无线温度记录传感器 华威国际（香港）有限公司 USD 110,400.00 　　评标委员会成员：宋亮，田佩瑶，董书魁，管祚尧，付楠 　　3) 招标编号（包号） 产品名称 中标供应商 中标金额 13CNIC01-1006/06 贴膜机 德泉国际贸易（香港）有限公司 USD 40,300.00 13CNIC01-1006/07 免疫层析定量检测仪 德泉国际贸易（香港）有限公司 RMB198,500.00 13CNIC01-1006/08 标准溶液称量系统 德泉国际贸易（香港）有限公司 USD 54,500.00 　　评标委员会成员：宋亮，田佩瑶，董书魁，管祚尧，何艳玲 　　4) 招标编号（包号） 产品名称 中标供应商 中标金额 13CNIC01-1007/01 粉末标准品自动分装系统 德泉国际贸易（香港）有限公司 USD108,600.00 13CNIC01-1007/03 螺旋接种仪 德泉国际贸易（香港）有限公司 USD30,600.00 13CNIC01-1007/05 大型真空干燥机 重庆虹瑞试验仪器有限公司 RMB108,000.00

随着现代社会经济和科技的发展，生态环境污染问题日益受到重视。为了能够更好的保护生态环境，环境检测是必不可少的环节，相关的科学仪器更是不可缺少的设备。其中，光谱分析技术作为一种创新的环境监测手段，凭借高灵敏度、实时性、无损检测等优点，能够有效地监测各类环境污染物，在环境监测与保护领域具有广泛应用前景。目前，光谱仪器已经被广泛应用于大气、水、土、固体废弃物等的检测，在环境领域中表现出了卓越的性能。2023年6月15日，第十二届光谱网络会议（ iCS2023 ）设置了“光谱在环境领域的应用”专场，将会邀请多位环境领域相关专家，对环境中气溶胶、水污染、卤代污染物等光谱检测技术及应用现状进行探讨。点击立即报名 》》》 精彩报告重磅来袭：四川大学化学学院 郑成斌 副院长/教授《光化学蒸气发生法ICP-MS/MS测定放射性样品中的93Mo》（6月15日下午开讲 点击报名）教授/博士生导师、四川大学化学学院副院长，于四川大学获学士、博士学位，先后曾在National Research Council Canada、中国科学院生态环境研究中心开展博士后研究。近年主要围绕环境分析存在的科学问题，开展现场分析新方法和新装置研究。在Angew. Chem. Int. Ed.、Environ. Sci. Technol.、Anal. Chem.、ACS Catal.等期刊上发表SCI论文120 篇；入选国家优青、教育部新世纪优秀人才、四川省学术与技术带头人、四川省杰青等人才计划；获中国化学会青年化学奖、中国分析测试协会科学技术奖（CAIA）奖二等奖、四川省优秀博士论文奖等奖励；担任教育部高等学校化学类专业教学指导委员会委员、中国科协/教育部中学生英才计划指导教师、Chinese Chemical Letters 执行副主编等兼职。【摘要】针对放射性样品中93Mo痕量分析测存在样品处理步骤复杂、灵敏度低、集体和质谱干扰严重等问题，提出光化学蒸气发生电感耦合三重四级杆质谱(PVG-ICP-MS/MS）新方法测定93Mo。其中PVG既可以提高样品进样效率，有可实现分析物与样品基质有效分离，从而提高分析方法的灵敏度和抗干扰能力。ICP-MS/MS可以通过气体反应碰撞池进一步去除质谱干扰。最终实现93Mo高抗干扰和高灵敏分析。中国科学院上海硅酸盐研究所 汪正 研究员《便携式/在线式水质重金属分析仪—让水质精准监测更便捷》（6月15日下午开讲 点击报名）汪正（项目责任人），男，博士，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师、材料谱学组分表征与应用课题组组长。研究方向为原子光谱/质谱/色谱基础和应用研究、光谱质谱新型仪器的研发和先进材料制备表征及在分析化学和环境化学的应用研究。曾先后负责科技部国家仪器研制重大专项、国家自然科学青年和面上基金、中科院仪器研制项目、中科院仪器设备功能开发技术创新项目和上海科委基金等。是国际期刊《Atomic Spectroscopy》、《Chinese Chemical Letters》和《光谱学与光谱分析》期刊编委。以第一和通讯作者在国内外同行认可的高水平期刊Anal. Chem., J. Anal. At. Spectrom.，Spectrochim. Acta Part B，Anal. Chim. Acta 等发表论文100 余篇，出版学术专著2 部，建立国家标准3 项，获授权专利17项。2010 和2018 年两次获得中国分析测试协会科学技术奖励（排名均为第一）。【摘要】主要介绍使用大气压辉光放电等离子体的技术，研发出相应便携式金属离子水质分析仪系列产品。能够野外水体金属元素准确定性和定量分析；对重大、突发水污染事故的快速反应和溯源水体污染源；实施监测生产过程中的特定元素变化。北京理工大学 张韫宏 教授《单液滴原位物理化学过程的拉曼测量》（6月15日下午开讲 点击报名）北京理工大学化学与化工学院教授，霍英东优秀青年教师基金获得者，入选教育部跨世纪人才培养计划，《光谱学与光谱分析》常务编委；《光散射学报》编委，全国分子光谱专业委员会委员。研究方向为气溶胶物理化学，光谱分析，大气物理化学，分子谱学，胶体与界面化学，结构化学，超分子化学。张韫宏教授课题组多年来一直致力于与环境问题密切相关的大气气溶胶吸湿性的研究，完成国家自然科学基金重点项目1项，面上项目7项，承担国家自然科学基金重大研究计划重点项目1项，面上项目1项。课题组建立了气溶胶流管AFT（Aerosol Flow Tube）结合FTIR观测、气溶胶FTIR-ATR原位探测、压力脉冲技术-快速扫描真空FTIR检测、单液滴光镊悬浮探测、气溶胶液滴两次聚焦共焦拉曼探测等光谱学方法，开展了气溶胶吸湿性、风化动力学过程、非均相化学反应过程等方面的研究，实现了吸湿增长因子、风化结晶速率、分子扩散系数、反应摄取系数等基本理化参数测量。近十几年来在Atmospheric Chem Phys、Anal. Chem.、EST、J. Phys. Chem. A、Phys. Chem. Chem. Phys和化学通报等国内外高水平杂志上发表论文百余篇，被SCI他人引用1500余次。研究论文被EST（2019年11期）和PCCP（2005年14期）选为封页。【摘要】微液滴是大气气溶胶的一种主要存在形式，与大气水分子、痕量气体时刻发生气液分配和气液化学反应过程，液滴内部也存在风化结晶、传质受阻等过程，本报告主要内容是如何利用拉曼光谱技术，开展气溶胶液滴的物理化学动态过程研究，包括过饱和状态下离子对的形成、风化相变过程、扩散系数测量、pH值测量、反应动力学摄取系数测量等方面的内容。大连理工大学 陈珂 副教授《光纤光声气体传感技术及应用》（6月15日下午开讲 点击报名）陈珂，副教授，博士生导师，大连市青年科技之星。2006年考入大连理工大学物理与光电工程学院，2015年毕业于大连理工大学获光学工程专业博士学位并留校任教，主要从事激光光谱和光纤传感方面的基础与工程应用研究工作。担任中国光学工程学会应用光谱专委会委员、国家自然科学基金通讯评审专家，Optics Letters、Analytical Chemistry等期刊审稿人。工作7年来，共主持国家自然科学基金面上项目等国家级项目2项，省部级项目2项，大连市高层次人才创新支持计划项目1项，企业合作项目20余项；已发表SCI/EI论文86篇，其中第一/通讯作者论文62篇(JCR Q1分区论文38篇，ESI高被引论文2篇)；已申请和授权发明专利43项，其中第一发明人专利21项。【摘要】光纤光声传感技术具有灵敏度高、感测距离远、本质安全和抗电磁干扰等诸多优点。大连理工大学光纤光声传感技术研究团队在近几年设计了高灵敏度光纤MEMS悬臂梁声波传感器，其信噪比相比传统的电学麦克风提高了1-2个数量级；提出了基于绝对腔长测量的光纤法布里-珀罗（F-P）声波传感器解调方法，包括光谱解调法和光学互相关解调法，实现了对声波信号的高灵敏、高稳定和大动态范围探测；将光纤声波传感器用于光声信号测量，提出了干涉型光纤声波锁相探测方法，设计了新型的光纤悬臂梁增强型光声光谱仪器以及微型光纤光声传感器，对于NO2和SO2等气体的检测灵敏度达到ppb量级。光纤光声传感技术在环境气体监测、溶解气体分析以及煤矿和石化厂区的安全监测等领域具有较好的应用前景。华中科技大学 李祥友 教授《卤代污染物激光诱导击穿光谱检测方法》（6月15日下午开讲 点击报名）李祥友，研究员、博士生导师，中国激光诱导击穿光谱专业委员会常务委员。先后获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步奖2项；获得授权美国发明专利3项，授权国内发明和实用新型专利近70项，获得软件著作权5项。以第一或通讯作者发表SCI论文80多篇。主持过国家重大科学仪器设备开发专项任务课题、国家自然科学基金、国防973专题、以及企业合作等多项项目。近年来，在激光诱导击穿光谱技术的基础理论、仪器开发和工程应用方面的研究。特别是在光谱分析及其一体化控制软件开发、光谱数据处理、分类分级和定量分析算法、在线检测等方面做了较为深入的研究，成功研发了具有自主知识产权的台式、移动式、便携式激光诱导击穿光谱成分分析仪。【摘要】卤代污染物具有环境持久性强、难生物降解、生物累积性和长距离迁移等特点，在土壤、水体和大气等野外环境中均有分布，严重威胁着生态安全。但是，常规的卤代物检测方法成本高、效率低，无法实现卤代污染物的快速、原位、低成本、高灵敏度分析。激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种前沿的元素分析方法，具有简单、快速、实时、多元素同时检测、不受样品形态和环境限制等特点，已在卤代物检测等原位成分分析领域展现出巨大的潜力。但由于卤族元素第一电离能较大，探测到的原子发射谱线很弱，导致检测的灵敏度和准确度很差。基于此，报告提出基于分子自由基精准构造的卤代污染物LIBS检测方法，即通过基体辅助方法主动、快速、低成本地实现等离子体中卤族元素分子的可控结合，获得稳定性好、谱线强度高的卤代物衍生光谱。该方法有望从根本上解决LIBS技术中弱谱线元素检测的难题，大幅度提高卤代污染物检测的灵敏度、精准度和可靠性。西南交通大学 范美坤 教授《多维度表面增强拉曼光谱技术在复杂样品区分和溯源中的应用》（6月15日下午开讲 点击报名）范美坤博士，加拿大维多利亚大学化学系博士，西南交通大学教授、博士生导师，四川省学术和技术带头人后备人选、四川省生态环境政策法治研究会常务理事、生态环境政策研究专委会主任；科技部重大专项和四川省科技奖励会评专家。长期从事环境监测检测技术研究，已主持承担国家级课题6项，获授权发明专利10余项，在国际期刊上发表论文80余篇，在2021和2022年度两次荣登斯坦福大学发布的年度科学影响力全球前2%顶尖科学家榜单。【摘要】 表面增强拉曼光谱（SERS）最广为人知的优点就是可以提供单分子的指纹光谱，因此被广泛应用于痕量和超痕量物质的定性定量分析。在复杂的样品体系中，SERS呈现的光谱信息实际上由两方面因素决定：1）样品中所能到达SERS增强基底表面的化合物（组合）；2）直接接触基底并能发生电荷转移的化合物（组合）。这些光谱信息的组合可以为负责体系画像。因此，SERS完全可以应用于复杂体系的识别、区分和溯源。本报告讨论了通过对SERS基底和激发波长的调制获取SERS光谱信息矩阵用于复杂体系（如微生物、农产品和污水等）识别和溯源等的初步尝试。由仪器信息网主办，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国生物物理学会太赫兹生物物理分会等协办的第十二届光谱网络会议（ iCS2023 ） 将于6月13-16日举办。iCS2023将聚焦最新、最前沿的光谱技术及应用，特别设立了超快/瞬态光谱最新技术及应用进展、高光谱技术及应用新进展、光谱快检及在线应用技术进展等专场。同时会议也会选择光谱技术在生命科学、环境、材料等领域的应用进展进行深入探讨，为国内外光谱科研工作者及专业技术人士提供一个全新、高效的沟通交流平台，以促进业内交流，提高光谱研究及应用水平。点击立即报名 》》》 报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ics2023/

传感器安装配置难倒众多用户，真的那么难吗？8分钟即可轻松玩转智能传感器，快来挑战吧！无需排队咨询安装配置跟着视频即可操作完成节约时间 提升效率 保障产能必创科技为您准备了无线温振传感器VA530安装操作视频，分别对开关机、电池更换、现场安装、小程序及云平台进行演示，您可以点击以下视频深入了解怎么样？是不是超级简单大脑和眼睛学会的同时……手是不是也完全没有问题啦 恭喜你，8分钟成功玩转智能传感器必创科技多年深耕感知技术领域，研发多款运行稳定、指标优异并符合旋转机械设备智能化升级应用场景的无线温振系列产品，长期为客户提供专业的设备健康状态监测技术。

仪器信息网讯 2023年9月24日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业学组（专业委员会）主办的第十六届全国化学传感器学术会议（SCCS2023）于山东省济南市圆满闭幕。本次大会以“化学传感赋能新时代”为主题，本次参会人数超1200名，征集论文近500篇，共有12个大会特邀报告、42个主旨报告、101个邀请报告、153个口头报告和17个简单报告，邀请到国内外众多知名专家学者，共同探讨化学传感领域的最新研究成果和发展趋势，吸引了上千人注册参会。会议现场闭幕式开始之前，特别邀请了中国科学院院士、清华大学教授李景虹、中国科学院院士、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员刘买利、北京师范大学教授毛兰群、南京大学鞠熀先教授、上海仪电科学仪器股份有限公司（雷磁）许佰功作出精彩报告。中国科学院院士、清华大学教授 李景虹报告题目：《单分子生物电子学与生物分析》李景虹介绍到，对复杂生命过程的单分子表征可以深入生物分析化学的研究尺度，以核酸、蛋白质和大分子互作为基础的技术可以用于单分子表征过程中。此外，他还对近期主要研究作出汇报:单分子间元-元堆叠的偶极增强效愈、G-四链体的电子学研究和蛋白质相互作用的电子学。最后，他提出了所面临的研究挑战，并指出生命过程关键物理化学机制的微观解析、微观反应机制与宏观现象间的关联和生命过程中量子现象的观测是未来发展方向。中国科学院院士、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员 刘买利报告题目：《核磁共振波谱分析》刘买利以核磁共振波普的发展与影响、技术与方法、应用与趋势展开报告。他提到，核磁共振是科学交叉的典范，在多领域促进科学发展，其中核磁共振波普（NMR）和磁共振成像（MRI）是最活跃的两个领域，两种技术相结合可大幅提升检测灵敏度。此外，他还介绍了用于提高核磁共振灵敏度的多种超极化技术及在生物分子领域的应用，对细胞结构研究具有重要作用。北京师范大学教授 毛兰群报告题目：《脑化学活体传感》毛兰群教授首先介绍了脑的化学本质、化学信号研究的关键问题、脑化学测量的机遇与挑战。基于此，他通过解析信号、脑的电化学模拟等手段开展研究，发展了活体传感原理与方法的新构想，创建了原电池型氧化还原电位分析法，实现了化学信号向电信号转化的模拟，在该领域上取得创新性成果。南京大学教授 鞠熀先报告题目：《纳结构增强的电化学发光与光电生物传感》鞠熀先教授以解决癌症精准诊治中的个关键科学问题为目标，对生物分子检测及其介导的诊治应用展开研究，分别在用于生物传感的量子点ECL、用于生物传感的无机纳米粒子ECL、 用于生物传感的聚合物点ECL、Pdots的ECL生物成像五个方面展开报告，对提高癌症诊断治疗精确性及成像分辨率具有重要价值。上海仪电科学股份有限公司（雷磁） 许佰功报告题目：“雷磁”电化学传感器及仪器技术发展许佰功介绍道，“雷磁“是上海仪电科学仪器股份有限公司的自主品牌，创建于1940年，是中国pH计和玻璃电极的诞生地，也是国内分析仪器的重要发源地。 “雷磁”研发了丰富的科学仪器产品，涵盖电化学传感器、电化学分析仪器、滴定仪/水分仪、水质分析仪、在线水质监测仪器、化学试剂和系统集成等众多门类。雷磁作为国内自主研制高端专业型电化学传感器的企业，研制出众多功能、材料和结构的专业型电极，为用户带来了更多高性能智能化的产品体验大会特邀专家报告结束后，开始颁奖环节，奖项包括颁发优秀青年报告奖和优秀墙报奖，并由济南大学魏琴教授宣布获奖名单。济南大学魏琴教授宣布获奖名单优秀青年报告奖颁奖仪式优秀墙报奖颁奖仪式颁奖仪式后，由湖南大学吴海龙教授做大会总结发言。湖南大学吴海龙教授做大会总结发言吴海龙教授首先对济南大学和所有参会者表示由衷的感谢。他说道，大会自成立以来，在老一辈科研工作者的领导下，会议举办得蒸蒸日上，第十六届全国化学传感器学术会议是历届以来人数最多，规模最大的一次会议，大会以“化学传感赋能新时代”为主题，给众多专家、学者和年轻的科研工作者创造了一次宝贵的交流学习机会。最后，吴海龙教授邀请所有参会专家和济南大学的工作人员共同合影，并期待下一届会议再相聚。闭幕式合影

氟利昂是一种化学物质，全称为氟氯碳化烃，化学式为CFC，也被称为Freon，它是一种无色、无味、无毒的气体。氟利昂具有稳定性高、不易燃、绝缘性好等特点，因此在制冷领域有着广泛的应用，主要是作为制冷剂。氟利昂制冷剂如发生泄漏，常温常压下均为气体，略有芳香味。但制冷机房相对环境密闭，而氟利昂特性，比空气质量重，会下沉到地面累积，氟利昂本身是无毒的，但当它与空气混合到一定浓度时，就会发生事故，造成窒息、死亡或严重伤害。人体吸入过多之后，会出现缺氧的状态，因此需要在制冷机房安装氟利昂传感器，检测氟利昂气体浓度。舒茨氟利昂传感器舒茨氟利昂传感器作为德国原装进口产品，以其卓越特点脱颖而出。具有准确度高、灵敏度高、可靠性高、易于使用等优点，它能够准确测量氟利昂浓度，适用于极低浓度的探测，且具有长时间的稳定运行能力。 主要特点 采用双波长技术的非色散红外(NDIR)气体传感器专为壁挂式检测器和室内空气监测设备的小浓度范围(2000 ppm范围)制冷泄漏检测而设计。其灵敏度和高精度也适用于食品储存设施、空调系统和科学研究领域。&bull 低漂移&bull 通过扩散进入气体&bull 3-6伏直流电源电压&bull LED状态指示&bull 可检测多种制冷剂应用场景舒茨氟利昂传感器可用于不同场景。制冷与空调系统监测：氟利昂传感器可以用于检测和监测制冷与空调设备中的氟利昂泄漏情况，确保系统的安全运行，减少对环境的损害。工业制造和化学工艺控制：一些工业及化学生产过程中需要使用氟利昂化合物。氟利昂传感器可以用于监测氟利昂的浓度，确保其在安全的范围内，并及时采取措施以防止泄漏。环境监测：氟利昂传感器可以应用于监测室内和室外环境中氟利昂的浓度，帮助评估环境污染程度和采取相应措施进行治理。温室气体排放控制：氟利昂是一种温室气体，对全球变暖有重要影响。氟利昂传感器可以应用于监测和测量氟利昂的排放量，帮助发现潜在的排放问题，并采取措施减少温室气体排放。 具体参数 测量原理非色散红外（NDIR），双波长测量范围0...1000 ppm全刻度响应时间约30秒数字分辨率1ppm重复性≤±20ppm线性误差（直线偏差)≤±30ppm长期稳定性（零）12个月内≤±50ppm长期稳定性（跨度）12个月内≤±60ppm工作温度－20...＋40℃舒茨氟利昂传感器为德国原装进口产品，采用非色散红外原理原理，实现对氟利昂气体浓度的检测。此外，配备特定的传感器芯片，如集成化芯片和微控制器等，以提供高灵敏度、高选择性、快速响应和低功耗等优点。这种结构优势使氟利昂传感器能够有效监测氟利昂气体，实现快速、准确的气体浓度测量，并适用于各种应用场景，为环境保护和可持续发展做出贡献。

仪器信息网讯 2012年3月27-28日，由北京食品学会及北京食品协会联合主办，太平洋国际展览有限公司承办的“第五届中国北京国际食品安全高峰论坛(CBIFS)”在中国国家会议中心召开 。本次高峰论坛旨在为食品行业及食品安全检测部门提供更加广泛的学习和交流机会，针对当前重要的食品安全热点难点问题展开深入探讨，发布最新的食品安全前端技术和应用解决方案。论坛吸引了800余名业内人士参加、60余家企业参展，仪器信息网作为合作媒体亦参加了本次会议。 　　在“微生物、毒素及致病菌检测”专题研讨会上，军事医学科学院微生物流行病研究所杨瑞馥研究员作了主题为“生物传感器在食品致病微生物检测中的应用”的报告，简要介绍了上转发光技术、国内外上转发光技术研究进展以及该技术在食品致病菌检测中的应用，现对该报告作简要报道： 报告人：军事医学科学院微生物流行病研究所 杨瑞馥教授 报告题目：生物传感器在食品致病微生物检测中的应用 　　上转发光技术与金标技术类似，但金标技术不能定量，受环境因素影响大，且检测结果不能长期保存，而上转发光技术正好克服这些缺点。 　　杨瑞馥研究员等利用上转发光技术，经过多年实验，研制出能进行定量检测的生物传感器，研制历程跨过了纳米颗粒研制、试剂研制、仪器研制到仪器应用几个阶段。 　　纳米颗粒经由稀土元素烧制，通过活化修饰，再与抗体或抗原结合，利用上转换发光材料在红外光激发下发射可见磷光的特性，通过对免疫层析试纸条上经生物反应而结合上去的上转换发光材料颗粒的含量进行检测，计算出被测样品中特定生物分子的浓度。 　　该试剂环境耐受性强(耐受 PH3-7的范围)，不易猝灭，最突出的特点是自然界没有上转发光，因此使得样本处理变得简单，点样之后就能检测，没有本底干扰。 　　国外对上转发光技术的研究始于上世纪90年代，但因为没有清楚了解纳米颗粒的特性，控制不好反应效果。因此，杨瑞馥研究员对上转发光技术的研究可说是走在了国际前列。 　　杨瑞馥研究员等研制的基于上转发光技术的生物传感器通过了可靠性试验，在我国首台航母上得到了安装，也进入了生产线和临床。该生物传感器还可应用于食品致病微生物的检测，已开发相关的微生物类检测试剂十几种，曾在世博会期间被用于食品样品的快速检测，特异性达到100%，检测结果重现性好。

Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing布鲁克纳米表面仪器部 李勇君 博士自室温和近室温液态金属（LMs）出现以来，此类材料因其软流体性质、高电子和热导率特性而受到研究者们越来越多的关注。其中，镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压等特性成为了LMs家族的典型代表之一，其可用于驱动表面化学反应，设计纳米结构等应用。到目前为止，众多研究者已经在 LMs 表面探索了多种反应，以生成基于层状材料和纳米粒子等不同涂层，但其表面在暴露于氧的情况下易形成天然氧化层而快速钝化，形成损害LMs导电性的绝缘表面，从而限制了在电化学和电子系统中的应用。因此，在LMs表面建立导电层，以实现高导电界面是对于需要电子、电荷转移这类应用的一种有前景和十分重要的策略。2021年11月，澳大利亚新南威尔士大学和中国香港大学的研究人员通过共晶镓（Ga）-铟（In）液态金属（EGaIn）与氧化石墨烯（GO）的界面相互作用成功实现了衬底上、单独GO的还原（rGO），合成了基于rGO与LM的核-壳复合材料(LM-rGO)。进一步，研究者通过布鲁克公司的原子力显微镜（AFM）、 峰值力扫描电化学显微镜（PF-SECM）、纳米红外光谱（nanoIR）、X射线能谱（EDS）等技术系统、详细地表征和讨论了LM对GO的还原能力，LM-rGO界面的相互作用，LM的界面传递，以及LM-rGO的电化学性能等，证实了LM−rGO是一种有效的功能材料和电极改性剂。最后，研究者基于LM-rGO开发出来的纸基电极实现了抗生物干扰的多巴胺选择性传感，展示了该低成本技术的商业应用前景。该项研究工作最终以“Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing”为题发表在2021年11月的《ACS NANO》杂志上。原文导读：研究背景：在过去十年中，自室温和近室温液态金属（LMs）出现以来，其在治疗学、微流体学、材料合成和催化等多个研究学科中得到了广泛的应用。作为LM家族的代表，镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压而倍受关注。具体而言，Ga基LMs的可调表面特性以及柔软、动态的界面使其成为合成多种材料的理想反应介质。基于Ga的LMs的另一个独特特性与Ga的不同氧化状态有关，这使得能够在电解或电流调节中调整氧化还原介导的合成路线。在界面上，LMs通常用于两种设想的合成路线：①作为柔软的超光滑模板，然后从表面剥离目标材料，②作为反应点和稳定载体，用于生成颗粒。将所有这些优点结合在一起，基于Ga的LMs可被视为有效的功能载体，为功能化合物的保留和生成提供了多功能界面。还原氧化石墨烯 (rGO) 是常用、流行的平面材料之一，其具有高导电性和跨平面的机械强度等特点。尽管研究者们已经提出了许多用于rGO 生产的方法，但开发一种高度可控的在室温下可行，并且对试剂的需求最少的还原方法仍然具有很大的前景。凭借其超反应性界面，可提供两种自由电子和离子，LMs 可能可以提供这样的反应介质，使 GO 薄膜和各种厚度的GO膜能够在室温下实现还原。一方面，LMs的动态可再生界面可用作重复使用的还原GO试剂，从而在无需任何外部输入（特别是施加电压）的情况下将成本和废物产生降至最低。 另一方面，LMs 的非极化表面可以轻松地从其表面捕获产生的 rGO，无需额外的化学步骤及可形成LM-rGO核-壳复合结构。在本研究中，研究者探索了共晶镓-铟 (EGaIn)和 GO 薄片之间的界面相互作用，考虑了不同的方法：包括利用 LMs 块体作为反应模板来还原GO 和利用LMs微颗粒作为的小型反应位点来合成复合材料。对于这两种情况，研究者都对 LMs表面的 rGO 进行了广泛的表征，以全面了解还原 rGO的特征和组成。 最后，研究者将合成的LM-rGO 微颗粒复合物用于标准电化学电池和电化学纸基分析装置 (ePAD) 中的传导表面改性修饰剂，用于在存在其他生物干扰的情况下对多巴胺 (DA) 进行选择性生物传感和检测。结果及讨论：为了研究LM对GO的界面影响，研究者考虑了不同的实验条件，包括使用LM块体作为软介质来还原不同厚度的GO膜、单独的膜，以及利用LM微液滴作为还原剂核心来生成LM-rGO核−壳复合结构。1. 衬底上GO膜的LM还原研究图1 a, 显示了衬底（Si/SiO2）上GO放入LM中还原的方法。通AFM表征还原前后的GO单层膜发现：LM处理后，单层膜膜厚从1.2 nm减小到了0.6 nm，膜厚的减小可归因于GO还原后变形的sp3碳结构和各种含氧官能团的去除。另外，通过对另外两个GO和rGO样品的AFM图像进行厚度统计分析，研究者进一步证实了暴露于LM后GO单层的厚度减少（图2，原文补充信息Figure S2）。在石墨结构的拉曼光谱中，D带（ID）和G带（IG）的强度之比被认为是石墨烯层内缺陷的指标，拉曼光谱显示LM还原前后的ID/IG从0.89变化到1.2，同时结合ID/IG拉曼成像（图1. d、e）可以进一步确认LM相对均匀地还原了GO单层。在这种方法中，LM大部分在设计的原电池中既是导体又是电解液。换句话说，导体本身可以提供一个充满离子和反应性金属位置的环境，而不是使用外部介质来移动负责电偶反应的电荷载体。LMs的柔软性还提供了液体块体和目标基板之间的有效界面接触，使所需的金属物种易于在表面上接触。图1. （a）基于衬底的GO的LM还原方法示意图 AFM图像：（b）暴露于LM前的GO样品和（c）LM反应后获得的rGO样品 （d）衬底上的GO和（e）浸入LM后获得rGO的拉曼光谱测量，D带和G带的表面拉曼成像及相应的ID/IG成像。图2. Si/SiO2衬底上不同样品的AFM成像和厚度分析：（a-b）LM还原前的GO样品和（c-d）LM还原后的rGO样品。2. 单独GO膜的LM还原研究为了进一步探索开发的基于LM的工艺能力，研究者探索了其独立薄膜GO的LM还原潜力。图3 a，显示了制备独立GO膜的LM还原方法。拉曼光谱证实了还原的有效性（图3c）。为了研究暴露于EGaIn前后表面官能团的分布，转移的厚rGO样品（~1.6 μm, 原文Figure S3-nanoIR表征的测量膜厚度）被进一步通过纳米红外光谱（nanoIR）进行了表征。如图3d所示，纳米红外成像是一种基于AFM的高空间分辨率化学成像和光谱研究技术，其中脉冲红外激光用于产生光热诱导共振和热膨胀。光吸收引起的膨胀激发了AFM悬臂梁的共振振荡，悬臂振荡的振幅正比于相应波长的红外光谱吸收。该技术被用于在高空间分辨率下评估GO和rGO样品中表面官能团的分布。从GO的纳米红外光谱（图3f）中可以看出，羰基峰1730 cm−1（C=O）具有很高的纳米红外振幅, 纳米红外成像也显示了GO表面上相对均匀的羰基分布。另外，GO样品的纳米红外光谱在1615 cm−1处也显示出明显的峰值，对应于GO中的C=C。同样，纳米红外光谱成像也显示了C=C分布的均匀性。GO和rGO之间的主要区别在于：rGO样品纳米红外光谱中羰基峰的消失（图3e），证实了厚GO样品的成功还原。纳米红外光谱中剩余的C=C振动（1593 cm−1），源自石墨烯环，在rGO纳米红外成像中也显示出高振幅和适当的分布（图2e）。最后，表征研究结果证实基于LM还原工艺也可以用于生成独立的rGO膜。图3.（a）单独GO的LM还原方法示意图 （b）单独GO膜的照片；（c）在暴露于LM之前和之后的GO薄膜拉曼光谱 （d）纳米红外光谱原理示意图 （e）浸入LM后获得rGO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=C分布纳米红外成像 （f）浸入LM前GO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=O、C=C分布纳米红外成像。3. LM-rGO复合材料的制备及表征为了探究GO还原过程的适用性，并在实际功能应用中了解LM微颗粒的还原能力，研究者进一步研究了在酸性GO悬浮液中通过超声波处理制备的LM-rGO复合材料。其合成过程的示意图如图4a所示。研究者通过透射电镜（TEM）证实并研究了LM-rGO核-壳结构，如图4b所示，球形LM颗粒被稳定的石墨片壳包裹，这表明粒子和LM颗粒表面的有效相互作用。另外，研究者也通过X射线能谱（EDS）完成了Ga， In，C，O元素的分析，EDS结果进一步证实了LM颗粒表面存在碳层和rGO片层的全覆盖。图4. （a） LM-rGO复合材料合成过程示意图 （b）LM-rGO核−壳结构的TEM图像 （c） SAED分析和HR-TEM图像 （d） LM-rGO不同放大倍数和角度下的SEM图 （e） LM-rGO表面的镓、铟、碳和氧元素的EDS成像。另外，为了收集更多关于合成复合材料元素组成的信息，研究者通过X射线光电子能谱（XPS）也对GO和LM-rGO复合材料进行了详细的研究。研究者也通过传统宏观傅里叶红外光谱（FT-IR）对LM-rGO表面官能团进行了研究，表明GO含氧官能团被广泛去除。4. LM-rGO复合材料的电化学行为由于LM-rGO复合材料具有高表面积、高活性界面和导电性等特点，可将合成的材料作为电活性改性修饰剂。因此，研究者在玻璃碳电极（GCE）和丝网印刷纸电极（PEs）上进行了大量的电化学性能评价，以探索LM基改性剂与纸张技术的相容性，以及开发低成本生物传感器的可能性。在这两种情况下，研究者采用电化学行为已知的亚铁氰化钾作氧化还原探针，并从电化学阻抗谱（EIS）响应、电活性表面积的变化等方面评估了改性剂对电化学性能的影响，并利用循环伏安法、微分脉冲伏安法、方波伏安法等多种电化学技术进行了表征。结果显示：LM-rGO改性修饰后的电极优于GCE和PE裸电极，证实了改性剂LM-rGO的优良电化学特性。另一方面，研究者也通过峰值力扫描电化学显微镜（PF-SECM）在纳米尺度对LM- rGO复合材料与电解溶液的界面电导率进行了评估，并研究了其表面的局部电化学活性。在PF-SECM方法中，利用AFM探针的纳米尖端和利用样品表面与针尖之间发生的可逆氧化还原反应，可以研究电荷转移的动力学。AFM探针纳米尖端可以实现表面高空间分辨率的电化学成像。PF-SECM操作示意图如图5a (原文Figure S9)，PF-SECM工作在布鲁克专利的峰值力轻敲（PFT）模式下，该模式下纳米探针在一定振幅和频率下振荡，以收集样品的形貌和导电性等信息。PF-SECM模式使用“interleave mode”，在每个振荡实例中，探针被提升到样品上方250 nm的距离。当探针从样品表面提升时记录探针尖端电流，而该探针在样品表面一定距离的电流，可用来表征样品表面电化学活性。本研究中，六胺钌氧化还原反应被用于PF-SECM成像。图5b显示了LM-rGO复合材料的形貌。图5c显示了与样品表面接触时的针尖电流，该电流既反映了样品在电解溶液中的界面局部电导率，又反映了样品表面的电化学活性。纯电化学活性数据（图5d）为AFM探针从样品表面250 nm提升高度处的探针测量电流，这证实了电荷转移可能发生在整个表面。LM-rGO微颗粒边界具有较大电化学活性，并与附近颗粒的壳相互连接。边界处电流的轻微增加是由于这些边界代表样品中的低洼区域（如山谷形状），具有高有效表面积，可再生还原剂六胺钌。PF-SECM测量结果显示LM-rGO在纳米尺度具有良好的整体电化学活性，电流可达1.7 nA。图5. PF-SECM原理和LM-rGO粒子PF-SECM分析结果：（a）PF-SECM工作原理示意图（RE、CE和WE分别对应于参比电极、对电极和工作电极）；（b） LM-rGO微粒的AFM图像；当针尖位于样品表面（c）（此处的电流代表界面电导率和电化学活性）和距离样品表面250 nm高度（d）（代表样品和电解质之间界面的电化学活性）时，针尖电流成像。5. 多巴胺的选择性传感在完成了前述的详细研究后，在抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）存在的情况下，研究者采用了多巴胺（DA，重要的神经调节剂之一）进行了LM-rGO修饰电极用于DA检测的适用性和选择性评估。LM-rGO修饰，rGO修饰 (ErGO)和裸GCE电极的电化学EIS光谱被用来显示LM- rGO复合物中每个组件的作用。如图6a所示，ErGO显示表面DA反应的Rct值仍然较高（50.7Ω）。然而，在LM-rGO中， Rct值为20.3 Ω。这一观察结果证实了LM在系统电化学性能中的作用，与ErGO相比，LM产生的混合物对电荷转移的阻力更小。为了探索LM-rGO的作用，研究者将修饰剂、裸电极和修饰电极暴露于含有DA、AA和UA混合物的溶液中，然后记录了电化学信号（DPV和CV）。图6b、c、h显示了从裸电极， LM-rGO 修饰GCE和 PE的信号。结果可以看出：对于裸电极，DA、AA和UA的氧化还原峰显示出重叠和接近。然而，在修饰后，在不同的电位窗口中可观察到每种化合物相应的分离峰，因而证实在存在其他干扰化合物的情况下，直接测定DA成为可能。另外研究者也通过FT-IR测量了DA、AA和UA与LM-rGO的特定相互作用（图5f）。LM-rGO的FT-IR光谱显示，LM-rGO在低波数区（低于900 cm-1）尤其是在667 cm-1(代表Ga−OH基团) 表现出剧烈变化。LM-rGO表面的Ga−OH还原仅在存在AA中观察到，这为选择性峰移机制提供了证据。UA向高电位的选择性转移来源于LM-rGO表面剩余负电荷基团和带负电荷的UA分子之间的电荷排斥作用。因此，这种表面相互作用因为AA和UA的峰移，从而增强了DA的选择性。为了获得最大的传感响应，研究者对修饰材料的用量进行了优化。在最佳修饰膜厚度下，研究者获取了LM-rGO修饰GCE和PE的DA定量测定校准曲线。根据图6d，i中提供的结果，该传感器可定量测量100 nM至1500μM（GCE）和400 nM至750μM（PE）范围内的DA浓度水平，GCE和PE的灵敏度分别为30和100 nM。与GCE相比，尽管PE具有更高的电活性表面积，但观察到的动态范围更窄，灵敏度更低，这是由于PEs中已知的耗尽效应和有限的扩散。在不同浓度水平的DA和其他干扰化合物（包括AA、UA和葡萄糖（GLU），高浓度1.0 mM）共存的情况下，研究者也对界面选择性也进行了评估。图6e结果显示，DA的原始信号不会受到其他干扰物的影响，目标分析物DA的测量具有良好的选择性。最后，研究者在人血清样本中进一步研究了该传感器用于DA生物传感的适用性和选择性，结果证明：研究者设计的传感器在如此复杂的生物基质中的具有良好的准确度和精确度。图6.（a）裸GCE（i），LM-rGO修饰的GCE（ii）和ErGO修饰GCE（iii）的EIS光谱（DA用作电化学探针）；LM-rGO对GCE表面进行修饰前后，含有AA、DA和UA的混合物的CV（b）和DPV（c）信号；（d） LM-rGO修饰GCE的校准曲线，DA浓度从0到1500μM不等；（e）LM-rGO修饰GCE上进行的DA选择性试验，AA和UA浓度为1 mM；（f）LM-rGO，LM-rGO暴露于AA、UA和DA的FT-IR光谱；（g）ePAD的结构图像和 LM-rGO修饰前后PE表面的显微图像；（h）LM−rGO进行表面修饰前后，含有DA、UA和AA混合物的DPV测量信号；（i）LM-rGO修饰PE的校准曲线，DA浓度从0到750μM不等；分别使用Ag/AgCl和碳准参比电极测量从GCE和PE获得的电化学信号。 研究结论：在本研究中，研究者探索了室温LMs和GO薄片之间的界面相互作用。证明了LM和GO之间存在很强的电偶相互作用，这可以用于生成rGO单层膜和rGO厚膜。研究者对所制备的rGO样品进行了AFM，nanoIR， EDS和PF-SECM等详细表征，实验结果确认通过LM能均匀有效地还原GO薄片。研究者所提出的基于LM的rGO生产方法，有望实现rGO独立膜和衬底支撑单层膜的简易合成。此外，这种界面作用也被用于合成LM-rGO核−壳复合结构。研究者对LM-rGO修饰电极进行的电化学表征显示在AA和UA存在下LM-rGO修饰电极对DA具有良好的选择性，可用于生物传感。总之，本研究显示了LMs对GO薄片室温的还原能力，以及展示了构建功能性应用的可能性。类似利用LMs的界面特性的工艺，可以在未来的研究和工业应用中具有大量潜在应用前景。Bruker公司的AFM，nanoIR，PF-SECM，EDS等纳米技术手段因其高空间分辨率的形貌，纳米光谱和化学成像，纳米电化学，纳米元素分析的能力，将为各类复合材料纳米结构的界面研究提供新的多样化表征手段和研究方法。原文链接：Mahroo Baharfar, Mohannad Mayyas, Mohammad Rahbar, Francois-Marie Allioux, Jianbo Tang, Yifang Wang, Zhenbang Cao, Franco Centurion, Rouhollah Jalili, Guozhen Liu, and Kourosh Kalantar-Zadeh，Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing，ACS Nano,（2021）15 (12), 19661-19671https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06973?ref=PDF

赛多利斯新实验室天平Cubis是为那些需要最好的质量，但却不想多花不必要花费的操作者提供的。Cubis提供了最大的灵活度，来完成用户特定的任务。 　　所有实验室环境中都能得到最佳的操作结果 　　Q-向导。 三种不同的显示和控制单元可以覆盖所有的实验室应用，为天平的各种选项操作提供支持。人机交互的界面只显示用户手边需要的应用控制。 　　MSA显示控制单元是操作Cubis的最高端单元，它集中了最先进的技术和完美的人机交互界面。高分辨率的TFT显示和触摸屏为您特殊的称量过程要求提供了亮丽的显示和精致的操作界面。这是适应于例如制药行业等有着最严格要求的应用的最佳显示和控制单元。 　　MSU显示控制单元有着经典的风格和通用的能力。高分辨率的黑白图形化显示宽大，按键反应精确。一些仪器的操作者在执行任何简单或复杂的称量应用过程时，会希望键盘有着触感反馈，那这一款就是适合您的显示控制单元。 　　MSE显示控制单元提供直观的称量功能，并且能保证高等级的性能表现和最大的使用方便性。它带有高对比度背光LCD，直白的语言为您提供使用向导，有着精确反馈的键盘按逻辑顺序排列。对于那些希望得到最高可能的称量精度，但却不希望复杂的称量过程能力或数据管理的用户来说，这就是最理想的款式。 　　MSA和MSU显示控制单元是一个全新研发的产品，为特定的称量任务度身定做。一旦操作者设定了特定的任务，操作向导系统就开始工作。不相关的设置选项就不会再出现。这样，设置复杂的称量任务也就变得很简单。 　　Q-秤盘 偏离中心误差或者叫&ldquo 四角误差&rdquo 是指负载不在天平秤盘的中央。Cubis是第一个能够补偿这个误差的天平。在操作者需要以很快速度工作时，这是必然会发生的情况。而现在，这已经不再是问题了。 　　Q-水平 如果天平没有完全处于水平状态，称量精度就会受到很大的影响。Cubis可以自动检测到天平是否有所倾斜，并通过一个按键进行自我补偿。(这是一个可选功能，2009年5月起供应 可读性为10或100 mg的型号不提供。) 　　Cubis MSU和MSA型号标准配置安装有智能警报系统，可以立即检查到倾斜。显示屏幕可以为用户提供清晰的指示帮助用户调整水平 &ndash 甚至不需要检查天平的机械水平泡。 　　不可比拟的称量技术 　　Cubis有着各种不同的量程可供选择，最大12kg，可读性从0.01 mg 到 0.1 g不等，Cubis几乎覆盖了所有实验室需要的范围。Cubis系列天平使用了第二代超级单体传感器。此系统特别坚固，比起它的前一代来更为紧凑，并且首次使得上皿式全分辨率半微量天平的最大量程达到了220 g &ndash 这对一个空间有限的实验室来说是一个真正的实惠。 　　所有的Cubis型号都有着杰出的机械性能规格，可以得到不可比拟的快速结果。 　　最优化适应您的应用 　　MSA和 MSU型号符合赛多利斯APC(先进制药规范)的严格要求。APC(先进制药规范)是赛多利斯收集的一个性能要求包，它最优化的适应于制药行业的高要求，适用于质量管理系统。APC(先进制药规范)能无缝衔接到实验室过程中并提供最好的安全特性，包括智能用户/密码管理、警告功能和根据用户定义行为等级进行安全提醒等。(例如水平、最小允许样品量和全自动校正/调整。) 　　Q-通讯 在标准配置中包括三种数据接口，确保了完美的通讯。这三种接口是：执行网络服务的以太网(MSE型号中不含)USB PC 接口和一个用于连接赛多利斯附件/打印机的RS-232C接口。其它选件还包括蓝牙、9针的RS-232C PC接口和PS/2接口。 　　内置的SD卡读卡器(仅在MSA和MSU型号中提供)可以用于在不同天平或电脑之间传输称量数据、用户文件、任务配置和设定。 　　适应未来发展 　　每一个Cubis实验室天平的模块化设计使得它能够快速进行各模块的独立升级。赛多利斯可以为每个单独模块根据市场导向快速设计研发新品。这样，你才能够使您的Cubis实验室天平随时候拥有最先进的技术。产品在购买几年之后仍然是最顶级的，帮助您减少对新设备的投资。 　　 　　上海纳锘仪器有限公司 　　地址：上海市莲花南路1388弄8号楼碧恒广场1503室[201108] 　　电话：021-60900829，60900830，61131031,61131051 　　传真：021-61131052 　　E-Mail：info@nano-instru.com 　　-------------------------------------------------------------------------------- 　　浙江办事处 　　地址：浙江杭州莫干山路425号瑞祺大厦814室[204888] 　　电话：0571-81954578 　　传真：0571-81954579 　　E-Mail：sales@nano-instru.com 　　纳锘仪器--提供给您纳米级的专业细致服务!

科学家打造“化学鼻子”可以嗅出癌细胞。 据国外媒体报道，目前科学家正在打造一种“化学鼻子”，这种鼻子可以嗅出不同类型癌症细胞，发现任何不正常的细胞。下一代的癌症诊断技术可能可以依赖这种新发明。 6月23日美国国家科学学会(National Academy of Science)的一份公报上介绍了这种具有癌症检测功能的电动鼻子。它可以对细胞样本进行处理，并嗅出对人体有害的细胞，就像人的鼻子用气味感受器来检测某些气味一样。 目前，这种“化学鼻子”包括三个这样的传感器，研究人员准备添加数百种传感器到这款鼻子中，使它的功能越来越大。 这项技术之所以强大，就在于它具有很强的适应能力，当人类的鼻子检测到新的气味时，大脑会记录下这种新的气味，并对以前记录下的气味进行回忆。“化学鼻子”也有这种功能，它可以对癌症细胞进行标记，必要时还可以创造新的模式，储存在记忆库中，在实践中再检测出来。因此，它具有适应性强且精确的特点，可以检测出不同类型的癌症。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年11月7日下午，为期两天的第十三届全国化学传感器学术会议(13th SCCS)进入尾声。闭幕式上，数百位参会代表重聚会场3层银河厅，聆听六位专家的精彩报告。主办方颁发“优秀口头报告奖”及“优秀报展奖”，同时宣布下届化学传感器大会的承办单位。 /p p style=" text-align: left " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　大会报告环节 /strong /span /p p style=" text-align: left " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/852ade74-e251-4816-a83d-539fdb01fbfb.jpg" title=" 卢小泉.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 报告题目：功能纳米材料界面化学传感器的设计与应用研究 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 报告人：天津大学 卢小泉教授 /strong /span /p p 　　重金属离子广泛存在于人类的社会生活中，不仅严重污染环境，并且危害人体健康。团队基于可视化传感器设计理念，开发了一系列常见重金属离子可视化检测的策略，如氧化石墨烯负载Au/Fe sub 3 /sub O sub 4 /sub 纳米颗粒超灵敏度检测汞离子 氧化石墨烯负载的Pd纳米颗粒超灵敏度检测汞离子高选择性、超灵敏度、快速化检测金离子 高选择性、超灵敏度可视化检测三价铬离子等策略。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/af5853b8-a8e7-4aff-b9f5-976fdc68b928.jpg" title=" 孙立贤.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：功能材料与化学传感器 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：桂林电子科技大学 孙立贤教授 /span /strong /p p 　　由于低维纳米粒子属于原子簇和宏观物体之间的过渡区域，内部原子存在有序-无序结构，因此低维纳米粒子具有独特的壳层结构，与体相材料的完全长程有序不同，导致低维纳米材料出现一系列特有的现象和性质。团队以纳米多孔材料如 MOFs、多孔碳为基体，复合金属纳米粒子、导电聚合物等材料，设计制备了新型多功能复合材料，用于传感器的研究，表现出良好的性能。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f33cfcc0-fc27-4d51-a594-72949aea68bd.jpg" title=" 逯乐慧.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：有机纳米探针的设计及应用 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：中科院长春应化所 逯乐慧研究员 /span /strong /p p 　　黑色素广泛分布在人体的毛发、皮肤、肝脏的器官中，其主要成分为聚多巴胺。聚多巴胺能有效包裹在几乎任何材料的表面，团队利用这一特性，开发了新型聚多巴胺成像纳米探针，成功应用于癌症的诊断和治疗中。此外，团队开发了针对卵巢癌的诊断试剂盒，实现卵巢癌的及时、简便、快速诊断。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/b4147ef0-d2a6-4419-9c70-4c89e52bd6f8.jpg" title=" 张晓兵.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：高性能荧光生物成像探针的研究 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：湖南大学 张晓兵教授 /span /strong /p p 　　过去几年团队采用了双敏感团策略、FRET机理以及跨键能量转移机理，构建了一系列比率型探针用于各类目标物的成像研究。如开发一系列双光子及近红外荧光成像探针，提高了成像分辨率及组织成像深度 利用具有分子内质子转移性质的HPQ化合物开发固态发光荧光成像探针，用于蛋白水解酶、碱性磷酸酯酶活性的检测及原位成像研究等。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/dab9bc85-b5b4-4987-ab9c-3d75b7b1f6b0.jpg" title=" 牛利.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：电化学传感及分析仪器设计 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：中科院长春应化所 牛利研究员 /span /strong /p p 　　团队针对电化学分析及传感技术方法现存问题，围绕环境分析、生物分析、食品分析等领域开展了一些研究工作，研制开发了多种用于有毒有害气体、水体离子监测、生物检测芯片、食品抗氧化分析等多种具有明显实际应用前景的实用化电化学及光电化学传感器件。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/abd5f0ac-74bf-43e5-8f08-9d03827dddba.jpg" title=" 吴海龙.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告题目：高阶化学传感与复杂体系精准定量 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 报告人：湖南大学 吴海龙教授 /span /strong /p p 　　吴海龙教授以团队相关研究工作为基础，结合三维荧光光谱(EEMs)、LC-DAD、LC-MS等多维多通道传感响应，着重报告化学多维校正策略及其在生命、环境、食品、医学等领域的高效定量分析应用，如人体液样中兴奋剂和抗癌药物及其代谢药物含量、环境废水中有害成分含量等快速定量分析。 /p p 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　闭幕式环节 /strong /span /p p 　　本次会议共安排口头报告41个，墙报展示146篇。两天的会议中，组委会特别安排报展集中参观讨论时间，邀请专家评委对口头报告和大会墙报评审打分，评选出优秀口头报告奖9名，优秀报展奖17名，现场颁发证书与奖金。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/b13381ef-c163-4cfa-ad1b-a8685a98a2e2.jpg" title=" IMG_0916_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 俞汝勤院士、章宗穰先生、沈国励先生颁发大会优秀口头报告奖 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bfb29e42-730a-4839-b248-72ef9852a0de.jpg" style=" " title=" 三等奖_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/28d21075-eb36-444b-ad6f-66a0bd577ad9.jpg" style=" " title=" 二等奖_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/63d3d9fc-b62e-40dc-b7b0-e96bce67db01.jpg" style=" " title=" 一等奖.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 依次颁发大会优秀报展奖（一等级2名，二等奖5名，三等奖10名） /strong /span /p p 　　最后，由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业委员会主任、湖南大学吴海龙教授宣读本次大会纪要，回顾两天学术交流取得的累累硕果。吴海龙教授宣布，下届全国化学传感器学术会议将由大同大学承办，于2019年在美丽大同再次召开。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bc3283ae-10cc-47f8-a138-ef1ff0a62927.jpg" title=" 吴海龙.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 化学传感器专业委员会主任、湖南大学吴海龙教授宣读纪要 /span /strong /p

英国Crowborough，2015年10月26日 – Hummingbird Sensing Technology是医疗和工业市场中气体检测技术产品的领先制造商。近日，公司推出分析仪行业中首个Hummingbird Paracube Modus产品——全球首款具有高抗振性能的顺磁氧气传感器，专为集成到便携式分析仪中而设计。 Modus建立在Hummingbird成熟的Paracube平台基础上，将全球领先的磁动力顺磁氧气检测技术集成到了兼容RoHS标准的高度紧凑型传感器中，并且针对OEM集成进行了优化。该产品的面市具有标志性意义，率先为需要精确测量氧气的便携式分析应用开发出了可靠的非损耗性技术。 Hummingbird Sensing Technology公司市场部经理Martin Cox解释说：“我们的客户需要在运输过程或者频繁振动环境中仍能精确测量氧气的传感器。鉴于此，Hummingbird的工程师采用技术领先的创新性设计，并进行专项开发和整合以迎合具有挑战性的应用条件。大量测试结果显示，与标准顺磁测量池相比，Modus受振动影响可显著30倍。” Martin还补充道：“Hummingbird兼容RoHS标准的顺磁氧气传感器系列产品已广泛为世界一流的分析仪制造商所采用，Paracube Modus是对这一系列产品的进一步完善和扩展。” “Modus顺磁传感器性能优异且具备诸多特性，是用于替换作电化学传感器的新一代理想产品。老式的电化学传感器需要频繁进行更换，成本较高，而且不满足RoHS标准有关电子设备限制使用危险物质的要求。” “作为一种非损耗性替代产品，Hummingbird顺磁传感器具有很长的使用寿命。这样，用户就无需频繁更换测量池，也无需顾虑诸多因素而降低应用要求。这不仅保证了应用安全性，而且也大大降低了固定资产在整个寿命周期内的总持有成本。”关于Hummingbird Sensing Technology Hummingbird Sensing Technology坚信理解客户需求是开发有效气体传感器技术的唯一途径，因此25年来持续与客户保持紧密协作。这是我们始终走在世界传感器技术前列的秘笈。 我们用心倾听和了解客户需求，不断推陈出新，创新检测技术，以一贯的卓越性能、极佳可靠性和最合理的持有成本满足医疗和工业制造商的需求。 长期以来，我们不断探索以追求研发方面的极致，持续优化产品设计和制造工艺，凭借创新理念为客户提供一系列具有最佳系统集成性、灵活性、兼容性和可靠性的OEM氧气传感器。 Hummingbird在英国的生产基地经过ISO 9001认证，所有传感器均按最高质量标准制造并满足RoHS标准等各项法规要求，争做环保先锋。更多信息，请登录www.hummingbirdsensing.com

利用仕富梅世界领先的气体分析技术和尖端的制造工艺设计，Hummingbird 传感技术公司即将推出Paracube® Micro，该产品将为重症监护医疗应用的氧气传感器建立崭新的标准。 　　新型传感器尺寸紧凑、性能出众。Micro的“下一代”设计精神旨在为OEM氧气传感器应用提供无与伦比的系统集成性、灵活性、兼容性以及可靠性。 　　Micro提供0-100%O2的测量范围。由于采用了经仕富梅反复验证的顺磁氧测量池技术，因而具有业内领先的线性度、精度和可靠性。非损耗设计意味着无需运行成本，良好的测量稳定性也消除了日常校准的需要。Micro可方便地集成至重症监护通风机、解剖麻醉设备、病患监护以及其他重症监护应用设备。 　　由于采用了最新的无铅焊接或胶合制造技术，Micro尺寸仅为33.5 x 30 x 46.5mm。紧凑的设计，加上定制外壳选件和模拟或数字信号输出选项，使得该产品可方便地集成至不同宿主仪器中。因此，Micro可在多种工业场合(包括区域检测以及一般气体分析)使用 由于结构牢固，Micro也可集成至便携式设备中。 　　Micro符合ROHS全部规范，这也使其不仅符合EU指令和地区性相关法规要求，而且可确保用户在某些场合(在这些场合里，当前对兼容性的要求是非强制的，但相关法规存在着变化可能)无需更换设备，因此用户可放心地长期持有。和所有Hummingbird 传感器模块一样，Micro在仕富梅通过ISO9001认证的最新加工设备上组装，具有最高规格的质量。 　　“Paracube® Micro是一款真正尖端的传感器，采用了当今最先进的技术和工艺，”仕富梅总经理Chris Cottrell说。 　　“在Micro研发过程中，我们倾听了客户的意见，仕富梅研发的这款产品不仅对当前OEM市场的期望和性能进行了重新定义，同时也符合可预见的未来氧气分析系统设计所有要求。”

仪器信息网讯 2011年10月24日下午，由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业委员会主办，湖南大学、上海师范大学和江苏江分电分析仪器有限公司联合承办的2011年第十一届全国化学传感器学术会议在湖南长沙市芙蓉华天大酒店圆满闭幕。本次会议共包括11个大会报告，42个分会邀请报告，58个口头报告以及100多篇论文报展。 章宗穰教授（上海师范大学） 报告题目：Stimulation and Sensing Electrodes for Biomedical Implants 　　章宗穰教授首先介绍了美国Second Sight公司周道民博士在神经功能修复方面的工作。随后，章宗穰教授在报告中主要介绍了目前神经刺激类型的植入器件的电化学概念和生物医学植入器件的相关情况。包括电刺激和电极/活体组织界面上电荷注入机制，以及微电极制作中常用的电极材料和加工方法等；同时也讨论了微型传感器和微型生物传感器在生物医学植入器件中的可能应用，以及开发医学植入器件中所需的能长时间工作的传感器所面临的挑战。 庞代文教授（武汉大学） 报告题目：量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程 　　庞代文教授首先介绍了在纳米生物监测领域中的一些挑战，指出量子点标记物所具有的优异的荧光特性。采用量子点标记监测技术将有望克服现有荧光蛋白质和有机荧光染料技术的不足，对病毒侵染宿主细胞动态过程进行跟踪，并进一步诠释病毒致病机理。报告中以禽流感病毒H9N2为对象，利用量子点标记单病毒颗粒，从单病毒角度研究了H9N2病毒侵染犬肾细胞进胞过程的机制。此外庞教授还向大家展示了应用了量子点标记技术的乳腺癌组织成像照片。 雷建平副教授（南京大学） 报告题目：纳米生物传感新策略 　　雷建平副教授代表鞠熀先教授为大会作了精彩的报告，主要介绍了鞠熀先教授课题组在纳米生物传感方面的工作，包括以下四个方面：高灵敏度蛋白质与DNA监测方法；生物纳米新技术与生物分析应用；基于功能纳米标记的免疫分析新方法；细胞及其表面糖基的电化学传感等。 钟传健教授（State University of New York at Binghamton） 报告题目：Biomolecular Recognition with Magnetic Nanoprobes 　　钟传健教授首先介绍了磁性纳米粒子的制备及其光学性质，之后以丰富的应用实例介绍了纳米颗粒的自主装以及其在蛋白质识别、分离，DNA/RNA组合切割和运输方面的应用。目前课题组已经成功研制了金或银包覆的磁性纳米颗粒并将其应用于生物分子探针和抗菌机理的研究。 陶农建教授（Arizona State University，USA） 报告题目：Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications 　　陶农建教授在报告中谈到了电化学成像及界面阻抗方面的相关问题，包括单分子电子显微镜、无线化学传感器、无标记生物传感器等，其中着重阐述了等离子激元电化学阻抗显微镜的特点。同时，陶农建教授还列举了以上技术在DNA、蛋白质微列的检测，以及在无标记单细胞研究方面的应用实例。 谭蔚泓教授(湖南大学) 报告题目：化学生物传感的基石：分子识别 　　谭蔚泓教授在报告中介绍了生物传感研究中的分子识别问题，指出分子识别的关键就是靶标。随后，谭教授介绍了自己课题组在分子识别方面的最新研究进展，包括人造分子--核酸适配体的特点及其在疾病治疗、早期诊断、生物标记和药物输送等方面的应用：将疾病标记物和核酸识体结合，可用于物质检测、靶向治疗以及药物输送等。 会议现场 　　大会报告之后举行了简短的闭幕式，闭幕式由化学传感器专业委员会主任委员、湖南大学吴海龙教授和化学传感器专业委员会秘书长、上海师范大学吴霞琴教授共同主持。 　　　化学传感器专业委员会主任委员、　　　　　化学传感器专业委员会秘书长、 　　　　　湖南大学吴海龙教授　　　　　　　　　　上海师范大学吴霞琴教授 　　闭幕式上，首先由吴霞琴教授宣布优秀墙报论文奖，本次会议共评选出8个获奖单位或个人，上海师范大学章宗穰教授和湖南大学沈国励教授为获奖代表颁奖。颁奖典礼之后，化学传感器专业委员会老主任委员、名誉主任委员章宗穰教授为大会致闭幕词。 　　首先，章教授肯定了本次会议的成绩：本次会议与会者总数超过了420人，超过了历届会议的记录，盛况超前；11位大会报告中有5位海外学者前来介绍他们的创新工作，加深了科研工作者之间的沟通和交流；年轻人的科研成果令专家和老师们感到欣慰。其中，章教授还提到，俞汝勤院士的精彩报告不仅给我们展现了其渊博的学识，其精湛的为学之道更让我们叹服，并特别号召大家向俞院士学习。同时章教授还强调，我们国内已经做了很多的创新工作，下一步就要将这些新技术、新方法和新理念应用到仪器的研制过程中，将科研成果推向产业化。 　　此外，章教授还介绍了化学传感器专业委员会的换届情况，并宣布下一届专业委员会主任委员为吴海龙教授。作为即将离开专业委员会工作岗位的一位七十多岁的老学者，章教授代表老同志们表达了对专业委员会工作的依依不舍之情，同时也表达了对年轻一代科研工作者的厚望! 　　最后章教授宣布：第十一届全国化学传感器学术会议圆满闭幕! 上海师范大学章宗穰教授和湖南大学沈国励教授为获奖代表颁奖 　　相关新闻：第十一届全国化学传感器学术会议成功召开

我国在传感器领域一直都在依赖国外的技术，在产业化的进程中，国产传感器也需不断提升自己的创新技术。我国传感器技术水平低竞争激烈，该如何应对国外市场地压力，挑战激烈地市场竞争？我国在传感器生产产业化过程中，引进国外先进技术，同时提高自己地技术，满足了国内市场地需求，形成了传感器生产产业规模。近年来，我国传感器市场一直持续增长，增长速度超过了15%，预计五年后产值将达1200亿元。但是从目前来看，我国传感器技术还并不成熟，国产传感器存在技术低价格高地问题，在国际价格竞争中并不占优势。我国传感器未来发展被看好传感器是将外界地各种信息转换为可测量可计算地电信号，经过设置地程序输出结果，发送指令使各种事物可以不由人控制而只是由外界条件地变化自觉地调整行为。基于我国与欧美等发达国家存在着一定地差距，研究技术地薄弱，我国传感器技术暂时不能完全满足国内地需求。但在国家地支持下，我国传感器企业数量和行业规模发展快速，未来发展被看好。中国传感器市场近几年一直持续增长，增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业控制、汽车电子、通信电子及消费电子，其中工业和汽车电子产品占市场份额地42%左右。而传感器在医疗、环保、气象等专用电子设备中地应用也快速增长，所用传感器占市场份额地15%左右。上述行业对传感器地大量需求，为本土传感器产业提供了很好地发展机遇。未来五年，国内传感器市场平均销售增长率将达31%。我国传感器技术水平低竞争激烈尽管我国传感器市场需求高，发展迅速，但是也存在着技术水平偏低、种类欠缺，研发能力差等问题。如在产品技术上产业基础薄弱、科技与生产脱节、产品技术水平偏低、产品种类欠缺、企业产品研发能力弱。我国目前有1688家企事业从事传感器地研制、生产和应用，但从事MEMS研制生产只有50多家，而且规模和应用都较小。没有形成足够地规模化应用，导致我国传感器存着技术低但价格高地问题，在国际市场上就失去了优势，也使得市场竞争更为激烈。中国制造进入转型关键期，加速积累是中国制造业获得跨越式发展地唯一路径。传感器发展前景报告认为，提升质量、打造品牌非常重要。推广智能制造，必须始终依靠创新驱动，将传感器推高端智能化方向发展。新传感器供应商不断杀入我国传感器面临国际价格竞争不断有新地传感器供应商杀入市场，导致竞争加剧是传感器单价下降地原因之一，下游大厂商不断压价也使得价格逐渐下降。传感器单价下降不但降低了高度竞争地传感器市场增长率，也压缩了传感器供应商地利润空间。我国未来传感器产业或将遵循三大方向我国传感器如何应对国外市场地压力，挑战激烈地市场竞争？未来我国传感器产业或遵循以下三大方向：第一，以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域，以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象，发展具有自主知识产权地原创性技术和产品。第二，以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标，加速产业化，使国产传感器地品种占有率达到70%~80%，高档产品达60%以上。第三，以MEMS工艺为基础，以集成化、智能化和网络化技术为依托，加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件地开发，使主导产品达到和接近国外同类产品地先进水平。本文来自仪器仪表商情网原创

——用于电厂中溶解氧监测的一款新的传感器 　　HACH公司最新发布一款新产品，那就是应用在电厂中的ORBISPHERE K1100冷光法溶解氧传感器。该传感器为电厂提供了一种新型的技术来监测溶解氧。这种新技术不需要使用膜和电解液，具有无与轮替的测量精度，不受过程变化的影响。 　　ORBISPHERE K1100的响应时间很短，可以采用2秒钟的测量频率，并可以以这种测量频率连续运行12个月。专为最小化漂移而设计，该传感器是目前市场上最稳定、校准周期最长的传感器。 　　维护工作非常简单，不需使用化学品，每年维护一次即可。具有无与伦比的精度，精度值为0.8ppb，检测限为0.6ppb，该传感器的使用寿命也有所延长，因此优化了所有者的总成本。 　　如需了解更多关于ORBISPHERE K1100的信息，请点击查询，或者咨询您所在区域的HACH代表处。

p strong 仪器信息网讯 /strong 　2019年8月17日下午，为期两天的第十四届全国化学传感器学术会议(14th SCCS)临近尾声。本次会议自16日上午开幕，首先听取了5个大会特邀报告，再经过两天的四个分会场、一个青年论坛共计116个报告的洗礼，参会代表重聚本真楼报告厅，分享主办方特别安排的中科院化学所毛兰群研究员、西南大学袁若教授、普渡大学刘晓麒教授等6位专家学者的大会特邀报告。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a6e2568e-207f-4858-9586-e63907e78cc3.jpg" title=" 毛兰群.jpg" alt=" 毛兰群.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　中科院化学研究所毛兰群研究员作《脑化学活体传感》 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1413cff-98da-40bc-a010-6babea6fd671.jpg" title=" 张晓兵12.jpg" alt=" 张晓兵12.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　湖南大学张晓兵教授作《固态发光探针与原位成像》 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/2befd91c-20f4-466c-9b36-4a549d8dc9cb.jpg" title=" 刘晓麒.jpg" alt=" 刘晓麒.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　普渡大学刘晓麒教授作《Polo-like kinase 1:from cell biology to cancer therapeutics》 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9db7919b-fa74-44ee-8c3c-4085c2cc8b8e.jpg" title=" 袁若.jpg" alt=" 袁若.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　西南大学袁若教授作《DNA纳米结构在生物分析中的应用》 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1ac9b941-55bf-4707-932e-42bbdb000c66.jpg" title=" 李应福.jpg" alt=" 李应福.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　麦克马斯特大学李应福教授作《Biosensing with DNAzymes and DNA Aptamers》 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/d373ac30-a828-47c8-a5a1-14d7a6b272eb.jpg" title=" 金建余.jpg" alt=" 金建余.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　上海仪电科学仪器股份有限公司副总经理金建余作《高端电化学传感器的国产化》 /p p 　　随着最后一位大会报告专家声音落幕，本次学术会议的报告全部结束，随即在14th SCCS学术委员会副主席兼组织委员会吴海龙共同主席主持下，召开简短而隆重的闭幕仪式。在闭幕式上，主办方颁发了青年论坛优秀报告奖、优秀墙报奖，同时宣布下届化学传感器大会的意向承办单位。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/6837b466-dc58-450e-8588-554640488d44.jpg" title=" 吴海龙.jpg" alt=" 吴海龙.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　14th SCCS学术委员会副主席兼组织委员会吴海龙共同主席主持闭幕式 /p p 　　全国化学传感器会议史上,第一次设置青年论坛，为此特别设立青年论坛优秀报告奖。该奖评选组组长张晓兵教授宣读获奖名单，广西师范大学张亮亮、南京大学吴洁、北京师范大学邵娜、北京科技大学苏磊、天津大学牛鹏飞、华中科技大学朱泽策荣获青年论坛优秀报告奖。中国科学院院士俞汝勤先生、毛兰群、上海师范大学杨海峰教授、张晓兵、桂林电子科技大学孙立贤教授为获奖者颁奖。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/36807895-71cc-46a1-ba66-9b10cd6018a8.jpg" title=" 青年论坛奖.jpg" alt=" 青年论坛奖.jpg" / /p p style=" text-align: center " 颁发青年论坛优秀报告奖 /p p 　　优秀墙报奖评选组组长袁若教授宣读优秀墙报奖获奖者名单，湖南大学王童、山西大同大学李江等20人获奖。俞汝勤先生、杨海峰、袁若、山西大学董川教授予以颁奖。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fa2999b5-6a5b-43d4-b628-e9ce7012e2c7.jpg" title=" 优秀墙报展.jpg" alt=" 优秀墙报展.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　颁发优秀墙报奖 /p p 　　会议组织委员会主席、大同大学校长冯锋教授作会议总结发言，并通告，2021年第十五届全国化学传感器学术会议由湖南大学承办。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/8a7e3acf-2d7e-48cc-af47-5fc784e8ef84.jpg" title=" 冯锋.jpg" alt=" 冯锋.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 大同大学校长冯锋教授作会议总结发言 /p p 　　吴海龙代表中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专家组(专业委员会)向承办这次会议的大同大学冯锋校长、校办段主任等各位，大同大学化学与环境工程学院的赵建国院长以及白云峰、解海、马琦各位副院长、以及具体负责会务的王海雁老师、鲍雅妍老师、梁文娟老师等各位老师和30多位志愿者同学们，表示衷心谢意和敬意；向会议协办单位山西大学的董川老师、双少敏老师以及课题组的老师和同学们表示衷心的谢意和敬意；感谢大同大学、山西大学认真的筹划、周到的安排及细致热情的服务。感谢仪器信息网、上海仪电科学仪器有限公司、天津市兰力科化学电子高技术有限公司、广州彤泰科技有限公司以及江苏江分电分析仪器有限公司等单位的赞助和支持。 /p p 　　闭幕式的最后，2021年第十五届全国化学传感器学术会议承办单位代表湖南大学化学化工学院院长张晓兵发言，与化学传感器同行想约长沙! /p p br/ /p p 　 strong 　附件：“优秀墙报奖获奖名单” /strong /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/30823ef7-5385-4cf7-9916-5ea3dfbdee24.jpg" title=" 获奖名单.png" alt=" 获奖名单.png" / /p