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轻型动力触探仪

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轻型动力触探仪相关的资讯

  • 轻型车“国六”标准来了!仪器行业应该关注啥?
    近日,环境保护部、国家质检总局联合发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(简称“轻型车国六标准”),公布了第六阶段轻型汽车的排放要求和实施时间。  近年来,我国机动车污染物排放标准逐步提升,2001年,国家第一阶段机动车排放标准开始实施,经过15年的发展,目前全国实施国家第四阶段排放标准,重点区域实施第五阶段排放标准,单车污染物排放降低90%以上,有效促进了汽车行业技术升级。为进一步强化机动车污染防治工作,从源头减少排放,落实《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》有关“实施国VI排放标准和相应油品标准”的要求,环境保护部、国家质检总局出台了轻型车国六标准。  轻型车国六排放标准改变了以往等效转化欧洲排放标准的方式,邀请汽车行业全程参与编制,充分吸取专家学者和企业界的意见和建议。编制组开展了大量的调查研究工作,共分析汇总8600种国五车型排放数据,调查了50万辆轻型车行驶里程情况,设计开展了验证试验。轻型车国六标准的重要意义体现在:一是从以往跟随欧美机动车排放标准转变为大胆创新,首次实现引领世界标准制定,有助于我国汽车企业参与国际市场竞争,推动我国汽车产业发展 二是在我国汽车产能过剩的背景下,可以起到淘汰落后产能、引领产业升级的作用 三是能够满足重点地区为加快改善环境空气质量而加严汽车排放标准的要求。  轻型车国六标准在技术内容上具有六个突破,一是采用全球轻型车统一测试程序,全面加严了测试要求,有效减少了实验室认证排放与实际使用排放的差距,并且为油耗和排放的协调管控奠定基础 二是引入了实际行驶排放测试(RDE),改善了车辆在实际使用状态下的排放控制水平,利于监管,能够有效防止实际排放超标的作弊行为 三是采用燃料中立原则,对柴油车的氮氧化物和汽油车的颗粒物不再设立较松限值 四是全面强化对VOCs的排放控制,引入48小时蒸发排放试验以及加油过程VOCs排放试验,将蒸发排放控制水平提高到90%以上。五是完善车辆诊断系统要求,增加永久故障代码存储要求以及防篡改措施,有效防止车辆在使用过程中超标排放。六是简化主管部门进行环保一致性和在用符合性监督检查的规则和判定方法,使操作更具有可实施性。  为保证汽车行业有足够的准备周期来进行相关车型和动力系统变更升级以及车型开放和生产准备,本次轻型车国六标准采用分步实施的方式,设置国六a和国六b两个排放限值方案,分别于2020年和2023年实施。同时,对大气环境管理有特殊需求的重点区域可提前实施国六排放限值。目前,标准实施的行业生产和油品条件也已初步具备。多家轻型汽车生产企业已基本完成符合轻型车国六标准样车的开发工作。国家质检总局、国家标准委也已于同期批准发布了第六阶段车用汽、柴油国家标准。  下一步,环境保护部将积极协调有关部门,切实保障轻型车国六标准的实施,进一步加大机动车环保达标监督检查力度,推动车用油品升级,切实改善城市空气质量。  近年来,我国机动车污染物排放标准逐步提升,2001年,国家第一阶段机动车排放标准开始实施,经过15年的发展,目前全国实施国家第四阶段排放标准,重点区域实施第五阶段排放标准,单车污染物排放降低90%以上,有效促进了汽车行业技术升级。为进一步强化机动车污染防治工作,从源头减少排放,落实《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》有关“实施国VI排放标准和相应油品标准”的要求,环境保护部、国家质检总局出台了轻型车国六标准。  轻型车国六排放标准改变了以往等效转化欧洲排放标准的方式,邀请汽车行业全程参与编制,充分吸取专家学者和企业界的意见和建议。编制组开展了大量的调查研究工作,共分析汇总8600种国五车型排放数据,调查了50万辆轻型车行驶里程情况,设计开展了验证试验。轻型车国六标准的重要意义体现在:一是从以往跟随欧美机动车排放标准转变为大胆创新,首次实现引领世界标准制定,有助于我国汽车企业参与国际市场竞争,推动我国汽车产业发展 二是在我国汽车产能过剩的背景下,可以起到淘汰落后产能、引领产业升级的作用 三是能够满足重点地区为加快改善环境空气质量而加严汽车排放标准的要求。  轻型车国六标准在技术内容上具有六个突破,一是采用全球轻型车统一测试程序,全面加严了测试要求,有效减少了实验室认证排放与实际使用排放的差距,并且为油耗和排放的协调管控奠定基础 二是引入了实际行驶排放测试(RDE),改善了车辆在实际使用状态下的排放控制水平,利于监管,能够有效防止实际排放超标的作弊行为 三是采用燃料中立原则,对柴油车的氮氧化物和汽油车的颗粒物不再设立较松限值 四是全面强化对VOCs的排放控制,引入48小时蒸发排放试验以及加油过程VOCs排放试验,将蒸发排放控制水平提高到90%以上。五是完善车辆诊断系统要求,增加永久故障代码存储要求以及防篡改措施,有效防止车辆在使用过程中超标排放。六是简化主管部门进行环保一致性和在用符合性监督检查的规则和判定方法,使操作更具有可实施性。  为保证汽车行业有足够的准备周期来进行相关车型和动力系统变更升级以及车型开放和生产准备,本次轻型车国六标准采用分步实施的方式,设置国六a和国六b两个排放限值方案,分别于2020年和2023年实施。同时,对大气环境管理有特殊需求的重点区域可提前实施国六排放限值。目前,标准实施的行业生产和油品条件也已初步具备。多家轻型汽车生产企业已基本完成符合轻型车国六标准样车的开发工作。国家质检总局、国家标准委也已于同期批准发布了第六阶段车用汽、柴油国家标准。  下一步,环境保护部将积极协调有关部门,切实保障轻型车国六标准的实施,进一步加大机动车环保达标监督检查力度,推动车用油品升级,切实改善城市空气质量。  曾有专家预测,汽车尾气监测潜在市场规模将达十亿至数百亿元。巨大需求量带来市场机遇,对于仪器企业来说,这正是更新环境科学和监测分析仪器产品、提高技术水平的好时机,也只有这样才能在激烈的竞争中挣得一席之地。  附件:轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(GB18352.6—2016代替 GB18352.5—2013).pdf
  • 国五标准:轻型汽车再减排颗粒物82%
    连日来,我国中东部遭“毒霾”笼罩,全国74个监测城市中,有33个城市的部分检测站点检测数据超过300,空气质量达到了严重污染。为呼应空气污染治理的诉求,16日,受到社会各界广泛关注的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》(简称“汽车国五标准”)向全社会第二次公开征求意见。该标准适用于汽油车、柴油车等轻型汽车,将颗粒物粒子数量纳入了污染物控制项目。  据环保部披露,与现行第四阶段标准相比,二次征求意见稿大幅度加重了污染物排放限值,轻型汽车单车将在现有基础上进一步减排氮氧化物25%-28%,减排颗粒物82%。另外,轻型汽车第五阶段排放标准的实施,将促进国内车用汽油和柴油品质的提升,不但对新车污染物减排发挥作用,还将改善大量在用汽车的污染物排放状况。  “十二五”将新增轻型汽车约8000万辆  《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》二次征求意见稿将颗粒物粒子数量纳入了污染物控制项目,增加了车载诊断系统的实际监测频率要求,并改进了生产一致性检查判定方法,实施时间改为视满足《轻型车国五标准》的燃油供应情况而定。  随着汽车越来越多地走入普通家庭,我国轻型汽车得到了快速发展,2011年底产销量约1600万辆,连续三年居世界首位,保有量达到8264万辆。汽车在给生活带来便捷的同时,也带来了严重的环境问题。研究表明,2011年轻型汽车排放氮氧化物80.7万吨、颗粒物(PM)6.5万吨、碳氢化合物166.2万吨、一氧化碳1621.7万吨,已成为北京等城市空气污染物的主要来源。未来几年我国汽车保有量仍会快速增长,最新统计数据表明,2012年我国汽车产销量已超过1900万辆(其中轻型汽车约1700万辆),预计“十二五”期间,将新增轻型汽车约8000万辆。  对此,环保部有关负责人表示,去年颁布的《环境空气质量标准》增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧8小时项目,收紧了可吸入颗粒物(PM10)等污染物的浓度限值,要求加强主要行业大气污染防治,因此有必要进一步提高轻型车污染物排放控制水平、降低单车的污染排放量。  与现行的轻型汽车第四阶段污染物排放标准相比,二次征求意见稿加重了污染物排放限值,其中氮氧化物加严25%-28%,颗粒物加重82%,大幅削减了新生产汽车的单车排放量 增加了颗粒物粒子数量这一污染物控制项目,可促使汽车采用更有效的排放控制技术,降低颗粒物尤其是细颗粒物的排放量 车辆达标排放考核里程增加一倍,即由原来的8万公里增加到16万公里 提高车载诊断系统的排放控制要求,更有利于对在用车辆实际排放状况进行监控 增加催化转化器和碳罐等关键排放控制零部件的检查要求,确保车辆实际生产中采用性能好的零部件 改进生产一致性检查判定程序,更符合我国机动车环保管理的实际需要 进一步完善车辆在用符合性检查项目,确保汽车使用过程中的排放达标 考虑到实施《轻型车国五标准》需要供应相应的燃油,标准的实施时间需待燃油供应时间明确后才能确定。与国外汽车排放法规标准相比,二次征求意见稿的排放控制水平和欧洲正在实施的第五阶段轻型车排放法规相当。  1989年来已先后4次提高轻型汽车排放标准  为适应汽车保有量高速增长过程中环境保护的需要,我国从1989年发布《轻型汽车排气污染物排放标准》以来,已先后4次提高轻型汽车排放标准,分别是2001年发布的第一和第二阶段以及2005年发布的第三、四阶段的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》。由于油品供应的问题,目前轻型柴油车执行第三阶段排放标准,轻型汽油车执行第四阶段排放标准。与1989年标准的排放控制水平相比,第三阶段标准排放限值加严了75%—92%,第四阶段标准排放限值加严了91%-96%。由于及时实施了相应汽车排放标准,“十一五”期间,在轻型汽车保有量增长了129%的情况下,氮氧化物排放量仅增加了4.6%。  据悉,《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》标准适用最大总质量小于3.5吨的汽车。从燃料类型来看,包括了汽油车、柴油车、气体燃料车(如天然气、液化石油气)、两用燃料车及混合动力车等。。  轻型汽车第五阶段排放标准的实施,将促进国内车用汽油和柴油品质的提升,不但对新车污染物减排发挥作用,还将改善大量在用汽车的污染物排放状况。研究表明,车用燃料从第四阶段升级到第五阶段,国一、国二阶段汽车的氮氧化物排放将降低3%左右,而国三、国四阶段汽车将降低10%左右。从这个意义上说,早日供应满足第五阶段排放标准的燃油,争取尽快实施新标准,对进一步降低氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等一次污染物排放,以及削减PM2.5、臭氧等二次污染物,改善空气质量具有重要意义。
  • “轻型车国六标准”发布 便携式尾气监测仪迎来发展机遇
    近日,环境保护部、国家质检总局联合发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(以下简称“轻型车国六标准”),公布了第六阶段轻型汽车的排放要求和实施时间。  据环境保护部大气环境管理司司长刘炳江介绍,此次标准主要进行了以下修订:  一是测试循环不同,从国五的NEDC循环变为WLTC循环,从下图可以看出,工况(速度)曲线瞬态变化明显,最高速度达到131km/h,对车辆的冷启动、加减速以及高速大负荷状态下的排放进行了全面考核,覆盖了更大的发动机工作范围,对车辆的排放控制性能提出了更高的要求。  二是测试程序要求不同。试验车辆的质量要求和道路载荷设定直接影响车辆的油耗和排放表现。国六标准用更加严格的测试要求,例如提高试验车辆的重量,要求轮胎规格必须与量产车一致等措施,有效避免了汽车企业利用标准漏洞在实验室测试中得到一个漂亮的数据,但是在实际使用中确不尽人意的行为。  三是限值要求加严,相比国五加严了40-50%左右,另外,与国五阶段汽柴油车采用不同的限值相比,国六标准根据燃料中立原则,对汽柴油车采用了相同的限值要求。  四是相比国五新增加了实际道路行驶排放,第一次将排放测试从实验室转移到了实际道路,要求汽车既要在试验室测试达标,还要在市区、郊区和高速公路上,在车辆正常行驶状态下利用便携式排放测试设备进行尾气测试,结果也必要达到标准规定要求,能够有效避免类似大众排放门之类的排放作弊行为。  五是加严了蒸发排放控制要求,国五标准采用欧洲标准,由于欧洲的平均气温低,且柴油车占全部车辆的50%以上,蒸发问题不明显,因此标准要求低。我国幅员辽阔,温差变化大,汽油车占绝大多数,因此蒸发问题影响突出,据估测,目前的汽油车单车年均油气挥发8.8kg左右。因此,国六标准对车辆在停车、行驶以及高温天气下的汽油蒸发排放控制提出了严格要求,同时还要求车辆安装ORVR油气在线回收装置,增加了对加油过程的油气控制。  六是增加了排放质保期的要求,即要求在3年或6万公里内,如果车辆的排放相关出现故障和损坏,导致排放超标,由汽车生产企业承担相应的维修和更换零部件的所有费用,切实保障了车主的权益。  七是提高了低温试验要求,相比国五的CO和HC限值加严1/3,同时还增加了对NOx的控制要求,能够有效控制冬天车辆冷启动时的排放。  八是引入了严格的美国车载诊断系统(OBD)控制要求,全面提升了对车辆排放状态的实时监控能力,能够及时发现车辆排放故障,保证车辆得到及时和有效的维修。标准全文如下:轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段).pdf
  • 轻型汽车和砖瓦工业大气污染物排放新标发布
    环境保护部有关负责人近日向媒体通报,为贯彻落实《大气污染防治行动计划》,通过制订、修订重点行业排放标准&ldquo 倒逼&rdquo 产业转型升级,环境保护部会同国家质检总局发布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》(GB 18352.5&mdash 2013)和《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB 29620&mdash 2013)两项国家大气污染物排放标准。这位负责人表示,实施这两项新标准可大幅削减城市机动车尾气污染和农村地区砖瓦工业烟尘、二氧化硫污染,促进机动车、砖瓦及其相关行业技术进步和结构优化,推动环境空气质量改善。  这位负责人说,近年来我国汽车行业快速发展,2012年轻型汽车产销量达1720万辆,连续4年稳居世界首位 保有量以每年12%的速度增加,2011年底已达8264万辆。汽车给人们生活带来便捷,同时也加重了大气污染。据测算,2011年轻型汽车排放氮氧化物80.7万吨、颗粒物6.5万吨 汽车尾气排放对北京等大城市环境空气中的细颗粒物贡献率超过20%,已成为我国城市中主要大气污染源。为加强机动车尾气污染控制,在经过大量前期调研工作,反复咨询多位汽车、炼化、环保专家,两轮公开征求社会意见的基础上,《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》(GB 18352.5&mdash 2013)(以下简称国五标准)经环境保护部常务会议审议并原则通过。与现行的国家第四阶段轻型汽车污染物排放标准相比,国五标准进一步提高了排放控制要求,其中氮氧化物排放限值严格了25%-28%、颗粒物排放限值严格了82%,并增加了污染控制新指标颗粒物粒子数量。国五标准还加强了新车环保管理要求,将车辆排放考核里程延长一倍,提高了车载诊断系统的排放控制功能要求,增加了关键排放控制零部件(催化转化器、碳罐)检查要求,进一步完善了车辆在用符合性检查项目。国五标准排放控制水平相当于欧洲正在实施的第5阶段轻型车排放法规。  这位负责人表示,国五标准实施方案进一步突出了&ldquo 车、油适配&rdquo 原则,轻型汽车自标准发布之日起可依据新标准进行型式核准 鼓励具备燃油供应条件的地方依法提前实施新标准。实施国五标准将大幅削减新车排放量,预计实施5年可减排9万吨氮氧化物、2万吨颗粒物 随着新车逐步上市,其环保效益将随着实施时间延长而逐年加大。此外,与实施国五标准同步供应高品质燃油,可带动大量在用机动车减排,每年可减排氮氧化物约30万吨、颗粒物约3万吨。  这位负责人指出,我国砖瓦工业年产1万亿块标砖,位居世界第一,但砖瓦企业数量多、规模小、生产工艺落后,排放的烟尘和二氧化硫分别约占全国工业排放总量的11%和8%。新制订的《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB 29620&mdash 2013)大幅提高了污染物排放控制要求,规定现有企业颗粒物排放限值比现行标准严格50%、二氧化硫严格53%、氟化物严格50% 规定新建企业颗粒物排放限值比现行标准严格85%、二氧化硫严格65%,并增加了氮氧化物控制指标。《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB 29620&mdash 2013)实施后,将大幅降低农村地区主要大气污染物排放,有效促进砖瓦工业的产业结构优化调整,同时带动相关环保技术和产业发展。
  • 资助1500万元!“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目指南
    为推动面向国家碳中和的基础研究,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)交叉科学部拟设立“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目,针对重型车用氨氢融合燃料及其高效近零排放的核心科学问题,开展多学科交叉研究,为我国实现重型运输装备的碳中和提供科学依据和基础支撑。  一、科学目标  本专项项目旨在围绕氨氢融合燃料和热、电复合动力系统,探索相关化学反应动力学、流体动力学、热力学和系统动力学的协同机制,建立氨氢融合燃料复合动力系统的设计理论与方法,解决车用氨燃料点火难、燃烧慢及动态控制复杂等问题,为重型运载车辆氨氢融合燃料复合动力系统零碳排放技术创新与应用奠定基础。  二、拟资助方向  (一)氨氢燃料融合、发动机燃烧、排放物生成及后处理全过程的化学反应动力学。阐明氨车载制氢、氨氢融合燃料燃烧及有害排放物(NOx、NH3等)生成与净化机理,形成新型发动机设计理论和方法。  (二)氨氢融合动力系统中的多相多组分非稳态流体动力学。揭示氨氢融合燃料喷雾、相变机理以及混合流动规律,建立跨临界、多相多组分流体动力学模型,实现非稳态条件下燃料与空气混合的精确控制。  (三)重型车辆氨氢融合热电复合高效动力系统的热力学和动力学及其动态控制方法。阐明多源能量在动态条件下的调配与控制机制,建立车用高效氨氢多源复合动力系统设计理论与协同控制方法。  三、资助期限和资助强度  本专项项目资助期限为5年,项目研究期限应填写“2023年1月1日—2027年12月31日”,拟资助1项,直接费用为1500万元。  四、申请要求及注意事项  (一)申请资格  1.具有承担基础研究课题的经历。  2.具有高级专业技术职务(职称)。  在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。  (二)限项申请规定  1.本专项项目从申请开始直到自然科学基金委作出资助与否决定之前,不计入高级专业技术职务(职称)人员申请和承担总数2项的范围;获资助后计入高级专业技术职务(职称)人员申请和承担总数的范围。  2.申请人和参与者只能申请或参与申请1项本专项项目。  3.申请人同年只能申请1项专项项目中的研究项目。  (三)申请注意事项  1.申请书报送时间为2022年4月15日—4月21日。  2.本专项项目申请书采用在线方式撰写。对申请人具体要求如下:  (1)申请人在填报申请书前,应当认真阅读本“专项项目指南”和《2022年度国家自然科学基金项目指南》的相关内容,不符合项目指南和相关要求的申请项目不予受理。  (2)本专项项目旨在紧密围绕指南公布的科学目标集中国内优势研究团队进行协同攻关,申请人应针对拟资助研究方向具体阐述拟开展的研究内容、方案及资金预算。同时要求综合运用多学科研究方法开展深入、系统的研究,各研究方向间要有紧密和有机联系,研究内容互补,充分体现项目整体研究与各研究方向的科学目标实现路径,各研究方向间涉及材料、数据和方法的应进行共享。  (3)申请人登录科学基金网络信息系统https://isisn.nsfc.gov.cn/(没有系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户),按照撰写提纲及相关要求撰写申请书。  (4)申请书中的资助类别选择“专项项目”,亚类说明选择“研究项目”,附注说明选择“科学部综合研究项目”,申请代码选择“T01”。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。  (5)本专项项目的依托单位和合作研究单位数合计不得超过5个。主要参与者必须是项目的实际贡献者。  (6)申请书应突出有限目标和重点突破,明确对实现本专项项目总体目标和解决核心科学问题的贡献。  如果申请人已经承担与本专项项目相关的其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。  (7)专项项目资金管理采用预算制。申请人应当认真阅读《2022年度国家自然科学基金项目指南》申请规定中预算编报要求的内容,根据《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》(财教〔2021〕177号)、《国家自然科学基金项目申请书预算表编制说明》的具体要求,认真如实编报项目预算,依托单位要按照有关规定认真进行审核。  3.本专项项目实行无纸化申请,申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书及附件材料。依托单位只需在线确认电子申请书及附件材料,无须报送纸质申请书,但应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行认真审核,在项目接收工作截止时间前(2022年4月21日16时)通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料;在截止时间后24小时内在线提交本单位项目申请清单。项目获批准后,依托单位将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后,在规定的时间内按要求一并提交。  4.本专项项目咨询方式:  国家自然科学基金委员会交叉科学部综合与战略规划处,联系电话:010-62328382。  (四)其他注意事项  1.为实现专项总体科学目标,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定。  2.为加强项目的学术交流,每年应举办一次项目年度学术交流会,并不定期地组织相关领域的学术研讨会。 国家自然科学基金委员会交叉科学部2022年3月15日
  • 2015第一届药代动力学朝阳论坛成功举行
    仪器信息网讯 为期三天的&ldquo 2015年南京生物医药发展论坛暨第一届药代动力学朝阳论坛&rdquo 于2015年4月11日至13日在风景秀丽的南京珍珠泉畔明发珍珠泉大酒店成功举办。本届会议由由南京生物医药谷主办,南京高新生物医药公共服务平台承办,中国药物和化学异物代谢专业委员会协办,近400位来自国内外高校、科研院所、制药企业等单位人员参加了本届会议。  本届会议举办目的主要是在新时代下为药代动力学研究和新药研发在中国长远健康的发展培养和储备一批具有国际竞争力的青年人才。朝阳论坛会议日程采用会前专题研讨会、大会报告和主题会场的形式,有针对性地为相关专业人才提供充分交流的平台。会议特邀1个大会报告、10个主题会场共38个主题报告,阐述中国药代动力学研究的现状和挑战、药物代谢研究中的前沿和热点、生物分析法规与技术进展、药物分析和代谢组学研究中的新技术等10个相关领域,并专为青年学者特设职业发展专场和青年学者专场,职业发展专场讲解中国学生撰写药代动力学研究文章出现的主要问题及写作技巧、以及如何回答编辑和审稿人问题等方法,介绍药代动力学的职业发展 青年学者专场邀请国内药代动力学研究相关实验室的优秀青年学者就各自研究方向、进展及经验进行介绍,搭建和提供青年学者学术交流合作的机会和平台,促进我国DMPK的发展。会议现场  大会开幕式由南京高新区的管委会副主任许扬汶主持,南京市副市长储永宏,南京高新区管委会常务副主任闵一峰出席开幕式并致辞。 大会组委会主席军事医学科学院毒物药物研究所庄笑梅研究员介绍会议基本情况。发言人:储永宏 南京市副市长发言人:庄笑梅 研究员 军事医学科学院毒物药物研究所  会议特邀中国药科大学王广基院士做题为&ldquo 细胞药代动力学及成药性研究探讨&rdquo 报告,报告结合精准医学对经典药代动力学的挑战,从宏观的血浆药物浓度监测,深入至微观的细胞层面,提出细胞药代动力学的新概念。阐述了全细胞吸收、亚细胞分布、细胞药效动力学的研究平台建立过程,从细胞药代动力学的角度揭示微观层面药物在细胞内靶点的作用,及其对药物筛选、纳米靶向制剂、ADC(Antibody Drug Conjugate, ADC) 药物细胞内释药机制以及临床联合用药等领域的指导意义。通过综述不同药物在细胞核内,线粒体以及胞浆的研究结果,为精准医学的长远目标,提供药效、毒理以及药代方面的指南性研究。报告人:王广基院士 中国药科大学报告题目:细胞药代动力学及成药性研究探讨  在随后一天半的分会报告涵盖新药研发申报中的PK/PD问题,生物大分子药物分析及药代动力学研究现状及挑战,中药PK/PD研究中药活性成分与作用机理,药物分析与代谢组学研究中的新技术,代谢组学与生物标志物发现等多个药代动力学的多个关键领域。来自海内外的38位资深专家为参会人员带来内容详实,深入全面的报告, &ldquo 呈现精彩纷呈的学术大餐&rdquo 。  多家仪器及耗材生产代理企业参加了本届会议。(撰稿:杨改霞)安捷伦科技(中国)有限公司沃特世科技(上海)有限公司岛津企业管理(中国)有限公司赛默飞世尔科技(中国)有限公司SCIEX 公司  第一届药代动力学朝阳论坛官方网站:http://www.bpisunrise.com
  • 优质动力电池制造的必备利器丨赛恩思高频红外碳硫仪
    在新能源行业蓬勃发展的背景下,动力电池作为核心组成部分,对碳硫分析的准确性和高效性提出了更高的要求。四川赛恩思仪器生产的高频红外碳硫仪受到电池制造行业内众多厂商的青睐,此次为比亚迪旗下弗迪电池交付两台高频红外碳硫仪。四川赛恩思仪器有限公司是一家专注于研发、生产和销售分析仪器的企业,多年来致力于满足不同行业的分析需求。赛恩思HCS-801高频红外碳硫仪凭借其卓越的性能和可靠性,成为行业内的翘楚。这款仪器采用了先进的红外光源技术,能够快速、准确地测量样品中的碳和硫含量,有效提升了动力电池制造过程中的分析效率。作为比亚迪旗下专注于制造动力电池的弗迪电池新能源有限公司,选择四川赛恩思仪器有限公司的高频红外碳硫仪,体现了其对质量控制和分析技术的高度重视。弗迪电池作为动力电池行业的龙头企业,凭借其先进的生产工艺和优质的产品,在市场上享有良好的声誉。与四川赛恩思仪器有限公司的合作将进一步巩固其在动力电池领域的领先地位。四川赛恩思仪器有限公司通过不断创新和技术升级,致力于为各行各业提供高质量、高性能的分析仪器。其高频红外碳硫仪(HCS-801)的成功应用于动力电池制造领域,展示了其在碳硫分析技术上的卓越能力。随着赛恩思仪器的引领,动力电池行业将进一步提升生产效率和产品质量,为推动新能源发展贡献力量。
  • 交叉科学部拟设立“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目
    为推动面向国家碳中和的基础研究,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)交叉科学部拟设立“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目,针对重型车用氨氢融合燃料及其高效近零排放的核心科学问题,开展多学科交叉研究,为我国实现重型运输装备的碳中和提供科学依据和基础支撑。本专项项目资助期限为5年,项目研究期限“2023年1月1日—2027年12月31日”,拟资助1项,直接费用为1500万元。  一、科学目标  本专项项目旨在围绕氨氢融合燃料和热、电复合动力系统,探索相关化学反应动力学、流体动力学、热力学和系统动力学的协同机制,建立氨氢融合燃料复合动力系统的设计理论与方法,解决车用氨燃料点火难、燃烧慢及动态控制复杂等问题,为重型运载车辆氨氢融合燃料复合动力系统零碳排放技术创新与应用奠定基础。  二、拟资助方向  (一)氨氢燃料融合、发动机燃烧、排放物生成及后处理全过程的化学反应动力学。阐明氨车载制氢、氨氢融合燃料燃烧及有害排放物(NOx、NH3等)生成与净化机理,形成新型发动机设计理论和方法。  (二)氨氢融合动力系统中的多相多组分非稳态流体动力学。揭示氨氢融合燃料喷雾、相变机理以及混合流动规律,建立跨临界、多相多组分流体动力学模型,实现非稳态条件下燃料与空气混合的精确控制。  (三)重型车辆氨氢融合热电复合高效动力系统的热力学和动力学及其动态控制方法。阐明多源能量在动态条件下的调配与控制机制,建立车用高效氨氢多源复合动力系统设计理论与协同控制方法。  三、资助期限和资助强度  本专项项目资助期限为5年,项目研究期限应填写“2023年1月1日—2027年12月31日”,拟资助1项,直接费用为1500万元。  四、申请要求及注意事项  (一)申请资格  1.具有承担基础研究课题的经历。  2.具有高级专业技术职务(职称)。  在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。  (二)限项申请规定  1.本专项项目从申请开始直到自然科学基金委作出资助与否决定之前,不计入高级专业技术职务(职称)人员申请和承担总数2项的范围;获资助后计入高级专业技术职务(职称)人员申请和承担总数的范围。  2.申请人和参与者只能申请或参与申请1项本专项项目。  3.申请人同年只能申请1项专项项目中的研究项目。  (三)申请注意事项  1.申请书报送时间为2022年4月15日—4月21日。  2.本专项项目申请书采用在线方式撰写。对申请人具体要求如下:  (1)申请人在填报申请书前,应当认真阅读本“专项项目指南”和《2022年度国家自然科学基金项目指南》的相关内容,不符合项目指南和相关要求的申请项目不予受理。  (2)本专项项目旨在紧密围绕指南公布的科学目标集中国内优势研究团队进行协同攻关,申请人应针对拟资助研究方向具体阐述拟开展的研究内容、方案及资金预算。同时要求综合运用多学科研究方法开展深入、系统的研究,各研究方向间要有紧密和有机联系,研究内容互补,充分体现项目整体研究与各研究方向的科学目标实现路径,各研究方向间涉及材料、数据和方法的应进行共享。  (3)申请人登录科学基金网络信息系统https://isisn.nsfc.gov.cn/(没有系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户),按照撰写提纲及相关要求撰写申请书。  (4)申请书中的资助类别选择“专项项目”,亚类说明选择“研究项目”,附注说明选择“科学部综合研究项目”,申请代码选择“T01”。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。  (5)本专项项目的依托单位和合作研究单位数合计不得超过5个。主要参与者必须是项目的实际贡献者。  (6)申请书应突出有限目标和重点突破,明确对实现本专项项目总体目标和解决核心科学问题的贡献。  如果申请人已经承担与本专项项目相关的其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。  (7)专项项目资金管理采用预算制。申请人应当认真阅读《2022年度国家自然科学基金项目指南》申请规定中预算编报要求的内容,根据《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》(财教〔2021〕177号)、《国家自然科学基金项目申请书预算表编制说明》的具体要求,认真如实编报项目预算,依托单位要按照有关规定认真进行审核。  3.本专项项目实行无纸化申请,申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书及附件材料。依托单位只需在线确认电子申请书及附件材料,无须报送纸质申请书,但应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行认真审核,在项目接收工作截止时间前(2022年4月21日16时)通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料;在截止时间后24小时内在线提交本单位项目申请清单。项目获批准后,依托单位将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后,在规定的时间内按要求一并提交。  4.本专项项目咨询方式:  国家自然科学基金委员会交叉科学部综合与战略规划处,联系电话:010-62328382。  (四)其他注意事项  1.为实现专项总体科学目标,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定。  2.为加强项目的学术交流,每年应举办一次项目年度学术交流会,并不定期地组织相关领域的学术研讨会。
  • 2015第一届药代动力学朝阳论坛第一轮通知
    会议网站:www.bpisunrise.com  主办单位:南京高新生物医药谷  承办单位:南京高新生物医药公共服务平台  协办单位:中国药物和化学异物代谢专业委员会  由南京高新生物医药谷主办, 南京高新生物医药公共服务平台承办, 中国药物和化学异物代谢专业委员会协办的&ldquo 2015年第一届药代动力学朝阳论坛&rdquo 将于2015年4月11-13日在江苏省南京市召开。  本届论坛是非盈利性的、全国范围的专业学术会议。本次会议的主旨除了由国内外资深专家报告药代动力学研究的最新进展外,特别为从事药动学研究的青年学者和年轻学子提供互动对话、交流学习和锻炼的机会,激发启迪科研兴趣,发掘创新潜能,促进中国药代动力学学科的持续发展。  会议将设会前专题讨论会、大会报告、分会报告及朝阳学者/学子报告、壁报交流等形式,期间将颁发朝阳学者/学子(博士/硕士毕业5年内以及博士后或研究生)杰出奖及优秀奖等奖项。  热诚欢迎从事药物代谢与药代动力学研究的专家、学者及学生以及从事药代动力学研究服务的相关单位和企业参与本次论坛。 会议主题  从IND和NDA申请和新药研发成败的案例中看中国药代动力学研究的现状和挑战   药物代谢研究中的前沿和热点   中国生物分析在法规、管理和技术上与世界接轨的进程   从中药体内物质基础及其PK/PD关系研究中药的活性成分和作用机理   外源性化合物在肝外组织中或由非P450酶介导代谢的机理和应用   药物代谢介导的化学物毒性机制   代谢酶和转运体研究的新技术和新进展   代谢组学与生物标志物发现   建模和模拟在药物发现和临床研究设计中的应用   药物分析和代谢组学研究中的新技术。  会议日程  共同主席:  庄笑梅 军事医学科学院毒物药物研究所  燕 茹 澳门大学中华医药研究院  组委会:  阿基业 中国药科大学药物代谢动力学重点实验室  毕惠嫦 中山大学药学院  邓 泮 中国科学院上海药物研究所药物代谢研究中心  葛广波 中国科学院大连化学物理研究所  姜宏梁 华中科技大学药学院  刘厚甫 葛兰素史克中国公司  吴彩胜 中国医科院药物所国家药物及代谢产物分析研究中心  邢 杰 山东大学药学院 会议地点:南京明发珍珠泉大酒店 投稿方式:网上投稿 投稿截止时间:2015年3月25日  参会费用等会议相关详细信息敬请关注网站:  会议网站:www.bpisunrise.com 下载第一轮通知:2015第一届药代动力学朝阳论坛.pdf
  • 一文了解材料热动力学概念
    pstrong1.热、动力学概述/strong/pp  自然界中发生的一切物理、化学和生物代谢反应,通常都伴随着热效应的变化,人们对热本质的认识经历了漫长曲折的探索历程。/pp  20世纪初,Planck、Poincare、Gibbs等科学家以宏观系统为研究对象,基于热力学第一、二定律,并定义了焓、熵、亥姆霍兹和吉布斯等函数,加上P、V、T等可以直接测定的客观性质,经过归纳与演绎推理,得到一系列热力学公式和结论,用来解决能量、相和反应平衡问题,这便是经典热力学的基本框架。经典热力学研究的对象是系统中的物质和能量的交换,它是不断逼近极限的科学,只讨论变化前后的平衡状态,不涉及物质内部粒子的微观结构。/pp  Boltzmann等人将量子力学与经典热力学相结合,形成了统计热力学。统计热力学属于从微观到宏观的方法,它从微观粒子的性质出发,通过求统计概率,定义出系统或粒子的配分函数,以此为桥梁建立起与宏观性质的联系。/pp  时间是热力学中非常重要的独立变量,怎样处理时间变量是区别不同层次热力学的标志,在物理学中利用熵增来描述时间的单向性。热力学研究可能性,动力学研究现实性,即变化速率和变化机理。动力学是反应进度与时间的函数关系,系统的行为状态和输出只取决于起始状态和随后的输入。/pp  自然界中发生的好多现象都是在非平衡态进行的不可逆过程,这就推动了热力学由平衡态向非平衡态发展。20世纪50年代,Prigogine I、Onsager L等人形成了非平衡态热力学(Non-equilibrium Thermodynamics),局域平衡假设是非平衡态热力学的中心假设。其中,Onsager L于1931年确立了唯象系数的倒易关系,Prigogine 在1945年提出了非平衡定态的最小熵增原理,适用于接近平衡状态的线性非平衡体系。对于远离平衡态的系统,以Progogine为首的布鲁塞尔学派经过多年的努力,建立了著名的耗散结构理论,后来通过云街、贝纳德对流实验等一些自组织现象(见图1)得以证实,耗散结构理论指出远离平衡的开放系统可以形成有序状态,打开了物理科学通向生命科学的窗口。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/436c0be6-c410-4216-9391-914804187287.jpg" title="图1 一些自组织现象.png" alt="图1 一些自组织现象.png" width="400" height="313" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 313px "//pp style="text-align: center "strong图1 一些自组织现象/strong/pp  目前,热动力学不再仅仅是研究热现象基本规律的科学,它和系统理论、非线性科学、生命科学、宇宙起源等密切相关,其应用涉及物理学、化学、生物、工程技术,以及宇宙学和社会学科[1]。/ppstrong2.材料热力学的形成和发展/strong/pp  现代材料科学的进步和发展一直受到热力学的支撑和帮助,材料热力学是经典热力学与统计热力学理论在材料科学领域的应用,其形成和发展正是材料科学走向成熟的标志之一。/pp  从1876年Gibbs相律的出现,1899年H. Roozeboom把相律应用到多组元系统,1900年,Roberts-Austen构建了Fe-Fe3C相图的最初形式,为钢铁材料的研究提供了理论支撑 再到20世纪初,G. Tamman等通过实验建立了大量金属系相图,有力推地动了合金材料的开发 50年代初R. Kikuchi提出了关于熵描述的现代统计理论,为热力学理论和第一性原理结合起来创造了条件 60年代初M. Hillert等对于非平衡系统热力学的研究,导致了失稳分解领域的出现,丰富了材料组织形成规律的认识 70年代由L. Kaufman、M. Hillert等倡导的相图热力学计算(CALPHAD),使材料研究逐渐进入到根据实际需要进行材料设计的时代[2]。/pp  2011年6月,美国宣布了一项超过5亿美元的“先进制造业伙伴关系”计划,核心内容之一是“材料基因组计划(materials genome initiative, MGI)”,其目的是为新材料的发展提供必要的工具集,通过强大的计算分析减少对物理实验的依赖,加上实验与表征方面的进步,显著加快新材料投入市场的种类与速度,开发周期可从目前的10~20年缩短至2~3年,图2比较了传统材料设计与现代材料设计的流程。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/1f972848-2ff1-4a22-9f2f-766750dfbfc7.jpg" title="图2 传统材料设计与现代材料设计流程对比.png" alt="图2 传统材料设计与现代材料设计流程对比.png" width="400" height="371" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 371px "//pp style="text-align: center "strong图2 传统材料设计与现代材料设计流程对比/strong/pp  材料热力学研究固态材料的熔化与凝固、固态相变、相平衡关系与成分、微观结构稳定性、相变的方向与驱动力等。为了描述各种不同类型物相的自由能、焓、熵等,曾提出过各种唯象的或统计的热力学模型,比如,理想溶体模型、正规溶体模型、亚正规溶体模型、准化学模型、原子缔和模型、中心原子模型、双亚点阵模型、集团变分模型(CVM)、Bragg-Williams近似、Bethe近似、Ising近似、Miedema近似等。扩散是动力学研究的主要内容,包括凝固过程中晶核的形成和长,以及在热处理过程中合金的均匀化、溶质原子的分布与再分配,可通过菲克第一、二定律推导。/pp  热力学计算的涵盖范围很广,分析和理解材料学问题的重要工具有:Gm-x图、相图、TTT曲线、CCT曲线等。其中,最成功的核心应用是相图计算。相图依据获得的方法可以分为三类:/pp  1、实验相图:利用实验手段(DSC、DTA、TG、X射线衍射、电子探针微区成分分析等),以二、三元系为主。/pp  2、理论相图,也称第一性原理计算相图,不需要任何参数,利用Ab initio method实现的理论计算相图,只在个别二元和三元体系材料设计方面有少量报道。/pp  3、计算相图,其核心是理论模型与热力学数据库的计算机耦合。目前国际上流行的软件多采用CALPHAD模式,包括Thermo-Calc、Pandat、FactSage、Mtdata、JMatPro等。CALPHAD模式中对溶体自由能的描述大部分采用亚正规溶体模型,流程如图3所示,它是根据体系中各相的特点,集热力学性质、相平衡数据、晶体结构等信息于一体,建立热力学模型和自由能表达式,然后基于多元多相平衡的热力学条件计算相图,最终获得体系的具有热力学自洽性的相图和描述各相热力学性质的优化参数。/pp style="text-align: center "  例如,王翠萍,刘兴军,大沼郁雄等人利用CALPHAD方法评估了Cu-Ni-Sn三元系各相的热力学参数,其计算结果与实验值吻合得很好,如图4所示,他们还计算了该三元系中bcc相的有序无序转变及fcc相的溶解度间隙,对利用析出强化以及Spinodal分解开发高强度和高导电性的新型Cu基合金的组织设计具有一定的指导意义[3]。br/strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/a0a89f13-1022-49a1-9fd6-5604b5b5b379.jpg" title="图3 CALPHAD方法流程图.png" alt="图3 CALPHAD方法流程图.png" width="400" height="401" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 401px "//strong/pp style="text-align: center "strong图3 CALPHAD方法流程图/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/bae8d53e-6ea5-4648-881d-ddedb81a12f2.jpg" title="图4 Cu-Ni-Sn三元系中液相在1580K时的混合焓的计算结果与实验值[3].png" alt="图4 Cu-Ni-Sn三元系中液相在1580K时的混合焓的计算结果与实验值[3].png"/br/图4 Cu-Ni-Sn三元系中液相在1580K时的混合焓的计算结果与实验值[3]/strong/pp  动力学计算以热力学计算为基础,引入以时间为变量的扩散动力学模型和原子移动性数据库,通过大量的迭代运算,获得材料热力学状态随时间的变化关系。/ppstrong3.在材料各领域的应用/strong/pp  任何一个体系,热力学、动力学和物质结构三方面是密切联系的。金属材料的微观结构和热力学性质影响凝固和热处理过程中的生成相和微观组织演变。例如,对于Al-Cu系合金,溶质原子在固溶时过饱和析出,造成球对称畸变 在时效硬化时,首先形成G.P. Zone,接着溶质原子在低指数晶面上发生聚集、有序化,最终生成非共格θ(Al2Cu)平衡相。在凝固或均匀化过程中生成的相尺寸大于0.5μm时,受载时界面出现位错塞积,成为裂纹源 当尺寸介于0.005~0.05μm,并且呈细小弥散分布时,可阻碍再结晶和晶粒长大。当然,热、动力学理论目前已经渗透到了材料各个领域,成为一种有效的理论指导和必要的分析手段。/ppstrong(1)传统钢铁行业/strong/pp  钢铁研究总院作为国内最大的专业钢铁材料研发机构,是最早引入热力学计算方法和软件的单位之一,先后在节镍型不锈钢设计、V-N 微合金化技术、LNG 用 9 Ni 低温钢等方面都取得了丰硕的研究成果[4]。/ppstrong(2)金属基复合材料/strong/pp  范同祥、李建国、孙祖庆等人采用热力学、动力学模型,在复合材料增强相与基体界面反应控制、反应自生增强相种类选择、复合材料体系设计以及制备工艺等方面做了大量研究[5]。/ppstrong(3)纳米材料/strong/pp  2000年,美国亚利桑那州立大学的Chamberlin在研究铁磁体的临界行为时用到纳米热力学(Nanothermodynamics)一词,Giebultowica、Hill等人证明了纳米热力学在处理纳米体系的生长和物理化学性能时的巨大作用,中国科学院大连化学物理研究所的谭志诚团队在纳米材料低温热容方面也做了大量研究[6]。/ppstrong(4)形状记忆合金/strong/pp  Lidija GOMIDZELOVIC等人采用Muggianu模型并结合实验,使用Thermo-Calc软件计算了形状记忆合金Cu-Al-Zn在293K时的相图,并探讨了组织性能[7]。/pp  此外,在Mg基储氢材料、石墨烯界面及其吸附性能都有热力学计算机模拟的相关应用。/ppstrong4.热动力学的发展趋势/strong/pp  几乎没有一种实用材料的结构在热力学上是稳定的,扩散、相变、位错的产生和运动,以及材料的形变和断裂都涉及各种非平衡,这就需要在实际应用中将CALPHAD模式与其他理论相结合,使其更加逼真地模拟现实情形,比如:与第一性原理(First-Principles)、密度泛函理论(Density functional theory,DFT)、相场理论(Multiphase Field Method)相结合 与材料物理冶金模型相结合,对材料硬度、强度、延伸率等做出预测 引入晶胞和析出相的形核、长大、粗化模型,计算材料的CCT、TTT相变曲线、晶粒尺寸、形核率等物性参数。/pp  在未来,包括热力学和动力学在内的多尺度集成计算模拟配合专业数据库,实现材料设计阶段、模拟材料生产制备和服役的全流程,从而预测材料的组织演变和宏观性能,并在制备过程中对组织性能进行精确调控,是材料热、动力学发展的主要趋势[8,9]。/ppstrong参考文献/strong/pp[1]徐祖耀,材料热力学,高等教育出版社,2009/pp[2]戴占海,卢锦堂,孔纲. 相图计算的研究进展[J]. 材料研究导报,2006,4(20):94-97/pp[3]王翠萍,刘兴军,马云庆,大沼郁雄,貝沼亮介,石田清仁. Cu-Ni-Sn三元系相平衡的热力学计算[J]. 中国有色金属学报, 2005(11): 202-207./pp[4]董恩龙,朱莹光,潘涛. LNG用9Ni低温压力容器钢板的研制[C],全国低合金钢年会论文集. 北戴河:中国金属学会低合金钢分会,2008:741-749/pp[5]范同祥,张从发,张荻.金属基复合材料的热力学与动力学研究进展[J]. 中国材料进展, 2010, 29(04): 23-27/pp[6]姜俊颖,黄在银,米艳,李艳芬,袁爱群. 纳米材料热力学的研究现状及展望[J].化学进展,2010,22(06):1058-1067./pp[7]Lidija GOMIDZELOVIC, Emina POZEGA,Ana KOSTOV,Nikola VUKOVIC,Thermodynamics and characterization of shape memory Cu-Al-Zn Alloy [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2015, 25(08): 2630-2636/pp[8]Liux J, Takaku Y, Ohnuma I, et al. Design of Pb-free solders in electronic packing by computational thermodynamics and kinetics [J]. Journal of Materials and Metallurgy, 2005, 4(2): 122-125/pp[9]Chen Q, Jeppsson J, Agren J. Analytical treatment of diffusion during precipitate growth in multicomponent systems [J]. Acta Materialia, 2008, 56:1890-1896br/br//p
  • 极端反应“探索者”—— 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪助力高温反应动力学研究
    高温、高压和快速反应相关的高能反应系统常常依赖于吸收光谱学进行反应动力学基础研究及在线监控。对于这样的端环境,高带宽的吸收光谱测量可以为非平衡环境中的物质形成、温度测量和量子态种群的研究提供丰富的信息。通常此类反应时间短,且经常伴随复杂的热化学反应,因此在高带宽基础上,光谱测量速度至关重要。然而在如此端的条件下直接进行快速光谱测量是一个具挑战的技术难题。现有的宽带测量技术,例如傅立叶变换红外光谱仪或快速调谐的宽扫描外腔量子联激光光谱,虽然能提供令人满意的光谱覆盖范围,达到宽光谱的测量要求,但由于其原理上低时间分辨率的特点,无法达到快速测量的目的。通常,快速测量解决方法是使用一系列激光测量系统在特定范围波长下获取物质的光谱信息,然后组合形成混合的光谱信息。这种方法虽然可以较快速地实现光谱测量,但其所能提供的频谱信息十分有限,限制了其在相关高能反应系统体系下进行反应动力学研究的应用。针对这一技术难题,IRsweep公司基于快速发展的量子联激光(QCL)双频率梳技术开发了红外固态快速双光梳红外光谱仪 (DCS)。DCS突破了传统傅里叶红外光谱仪受其工作原理和光源限制所带来的时间分辨率低、高的分辨率下信噪比低、红外透射方法难以测量厚度大及毫米尺度的样品等缺点。可同时满足高测量速度(微秒时间分辨率, 1 μs)、高光谱分辨率(3x10-4 cm-1)和宽光谱范围的要求,能够成功用于高温、高压、快速反应的端条件下的快速红外光谱研究。因此,该双光梳光谱仪在相关应用和文献报道中引起了研究者的广泛关注。近期,斯坦福大学的NICOLAS H. PINKOWSKI研究团队与IRsweep公司合作成功利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1(Dual-comb spectrometer, DCS)为我们演示了中红外QCL的双梳状光谱仪在高能气相反应中的微秒分辨单次测量的应用。实验中配备了两个频率梳和多套立的验证测量系统,在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应 (图1)。具体而言,作者在1225 K,2.8 大气压和2%p-C3H4 / 18%O2的预点火条件下,测量了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱(图2)。实验所采用的量子联激光的双梳状光谱仪(DCS)是由两个立运行的,非固定频率的频率梳组成,其发射波长带宽为179 cm-1 (1174 cm-1-1233 cm-1), 具有9.86 GHz的自由频谱范围和5 MHz的频梳间距,可实现实测4 μs的时间分辨率(理论时间分辨率 2 μs)。同时,作者使用另一套立的带间联激光(ICL)光谱仪对DCS测量的精度做了仔细的对比研究,确认了DCS测量的准确性。研究结果表明,单脉冲DCS可以以4 μs时间分辨测量速率解析丙炔氧化动力学(图3),DCS数据清楚显示:在反应早期(0-0.6 ms)能观察到宽带丙炔吸收特征峰,而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。在剧烈的高温高压反应中(1 ms 内约2500K和60倍的温度和压力变化)DCS数据显示了出良好的信噪比,其信号的自然噪声抑制和时间分辨率在高焓测试环境中显示出明显优势。同时,立的辅助激光测量光谱(ICL)结果与DCS系统测量结果具有良好的一致性(图4)。此外,DCS能够解析与温度直接相关的量子态信息。并且,随着光谱模型和高温截面数据库的改进,将来DCS系统的测量准确性会进一步提升。 随着中红外双梳光谱技术的出现,为超灵敏双光梳红外光谱仪在高焓反应和非平衡环境的反应动力学研究中提供了广阔的研究机遇。研究者坚信超灵敏双光梳红外光谱仪在高能反应动力学研究中将会有更多应用前景。图1 高能反应系统实验装置示意图A:QCL双光梳快速红外光谱系统(DCS)包括相应的探测器;B:立的ICL激光系统用于探测p-C3H4反应;C:立的ICL激光探测系统,用于探测反应中水的变化 图2 2% p-C3H4 / 18% O2/ 80% Ar 在1225 K,2.8 大气压条件下丙炔氧化反应动力学研究结果(a)测量和模拟反应的热力学条件;(b)DCS测量的吸收光谱随时间的变化关系。 白色虚线区域表示具有高信噪比的两个区域 图3 丙炔氧化反应动力学DCS研究结果( 1215 cm-1-1225 cm-1)图4 p-C3H4 / Ar在 1120 K、3大气压条件下的高温扫描QCL激光(ICL, 灰色)和DCS(蓝色)光谱对比 参考文献:[1] Nicolas H. Pinkowski et al., Dual-comb spectroscopy for high-temperature reaction kinetics, 2020, Meas. Sci. Technol. 31 055501, https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab6ecc.
  • 新世纪“材料之王”——石墨烯在空天推进和动力领域的应用
    太空环境由极端温度、真空、微流星体、太空碎片和太阳黑子活动引起的大变化组成。航天器和航天系统的设计和建造很大程度上依赖于这些参数。暴露在这些恶劣环境下的系统表面由于原子氧的存在而产生破损。因此,高强度和刚度的先进工程材料使20世纪的月球探索时代成为可能,人类探索火星和更远的目的地将需要新一代的材料。20多年来,在纳米尺度(一维小于100nm)合成和加工材料的独特性能吸引了各行各业的关注,这些特性包括大表面积、高纵横比、高各向异性、可定制的电导率和导热系数以及独特的光学特性等。这些特性可用于制备高强度、轻量化和多功能结构、新颖的传感器以及具有高度可靠的环境控制能力、能够屏蔽辐射的储能系统。可持续技术改进的交织性质使纳米材料成为航空航天应用的理想材料。纳米材料可以集成到复杂的航空几何结构中,减少制造技术中的废物产生。这也可用于轻量化和无需耗时维护的机身和结构的设计。石墨烯结构由单层厚度的六方晶格碳原子组成,具有高强度、高刚度、低密度、高电导率和导热率。石墨烯具有高的载流子传输速率,表现出比铜导体好的导电性,比硅半导体更好的材料。石墨烯基复合材料应用于航空航天工业,能有效地减轻重量,提高材料强度,从而减少排放,减少燃料消耗,最终实现更绿色和更清洁的环境。以石墨烯为基础的先进纳米材料在航空工业中,得到了广泛的认可和应用。本文主要从以下三方面进行综述: (1)简述石墨烯结构及其性能特征;(2)主要介绍石墨烯在空天推进和动力领域的热门应用方向,例如复合推进剂,热管理,电极材料,光帆材料等方面;(3)石墨烯未来在空天领域的应用前景和挑战。一、石墨烯结构及其特性石墨烯由单原子厚度的sp₂杂化碳原子同素异形体组成,呈二维(2D)平面蜂窝状晶格。也是构成石墨、碳纳米管、富勒烯等多种碳的同素异形体的基本单元。如图1所示,具有二维碳原子结构的石墨烯,可以通过堆叠形成三维的石墨,也可通过卷曲形成一维的碳纳米管,或者通过包裹形成零维的富勒烯。图1 (a)石墨烯及碳的同素异形体;(b)石墨烯的晶格结构,属于相邻两个碳格A和B的碳原子以圆点表示;(c)石墨烯的能带结构;(d)石墨烯起伏表面模型图。早在1940年,就有理论认为,二维的石墨烯处于非稳定热力学状态,无法在有限温度下自由存在。因此,一直仅是一个学术概念。直至2004年,曼彻斯特大学利用简单的机械剥离方法成功获得单层石墨烯,从而证实它可以稳定存在。石墨烯的蜂巢晶格结构由密集分布在六边形点阵上的碳原子构成,原子排列十分紧密。碳原子以sp₂电子轨道杂化,在平面内形成3个σ键,键角120°,键长约为0.142nm(图 1(b)),2pz轨道电子在垂直于平面方向形成大π键。石墨烯具有特殊的能带结构,由简单的紧束缚模型可以计算得出,它的导带(π*带)和价带(π带)在布里渊区的两个锥顶点K和K´交于一点,称为Dirac点,进而形成圆锥状的低谷。同时,通过观测发现,石墨烯并不是一个完美的平整的二维结构,而是在微观状态下表现出一定的起伏(图 1(e)),这也被认为是石墨烯能够在室温下自由稳定存在的原因。由于其优异的化学稳定性、高载流子迁移率、低密度和光学透明度等特性,在传感器、光子和电子器件等领域被认为是一种很有前景的材料。这一新型碳材料也从此开辟了一个崭新的研究方向,以其令人兴奋的独特性质,涉及的领域覆盖化学、力学、医学、电子智能及众多交叉学科,并由此创造了潜在的巨大经济价值与广阔的应用前景。二、石墨烯在空天推进领域热门应用方向航空航天应用历来是先进材料的驱动力,从太空飞行器的强化碳-碳热保护系统到先进的推进动力系统。只有工程纳米材料的应用才能满足需求,使得航空航天发展更进一步。(一)复合推进剂石墨烯的应用目前也已经扩展到复合推进剂领域,主要用于提高推进剂的热分解、导热以及力学性能。研究最多的就是复合固体推进剂含能组分的热分解,分解速率的提升对于提高推进剂的燃烧性能至关重要,而热分解又主要依赖于催化剂体系。传统上广泛使用的催化剂主要是一些过渡金属及其氧化物。它们的催化能力依赖暴露出来的金属活性位点的数量,然而其往往容易发生团聚,降低催化活性。为了克服这一问题,纳米碳材料已经被广泛作为催化剂载体,以抑制催化剂颗粒的团聚,提高其催化能力。以石墨烯为基底负载无机纳米颗粒的方法主要有非原位复合和原位复合。非原位复合是将预先制备好的纳米颗粒直接附着在石墨烯上,但是由于兼容性问题以及改性剂可能影响到与含能材料之间的相互作用,所以以原位复合方法制备复合推进剂的方法研究的较多。原位复合是通过在石墨烯表面上由各种前驱体制备出纳米颗粒的方法。根据制备手段不同原位复合可以分为还原法、电化学沉积法、水热法、溶胶-凝胶法。石墨烯原位复合纳米材料的制备方法中,电化学沉积法、溶胶/凝胶法由于工艺复杂或原料昂贵,不适合大规模生产。水热法相对于化学还原法的优势在于避免了还原剂的使用,还可以负载金属氧化物纳米颗粒,纳米颗粒分散度高,粒径小且对负载纳米颗粒的性状调控性更强。在实际应用中,根据负载的燃烧催化剂选择不同的方法制备。DEY等采用微波法制备了直径约20~30nm的Fe₂O₃粒子均匀分散在石墨烯片上的Fe₂O₃/Graphene复合粒子,作为AP的催化剂,并对其催化性能进行研究。研究发现,随着Fe₂O₃/Graphene含量的增加,催化作用也明显增强,同时指出Fe₂O₃/Graphene能够有效加快AP系推进剂的燃烧速率。复合固体推进剂的导热问题是导弹、火箭系统安全性与可靠性研究中的重要问题。一方面,由于推进剂不可避免地需要承受极端恶劣和复杂的温度环境,温度的变化很容易导致内部应力的产生;另一方面,导热系数对推进剂的点火和燃烧性能具有关键性的作用。以高分子粘结剂为基体的复合固体推进剂导热系数通常较低,这使得其在承受大幅度温度冲击时,热量无法快速传递,导致装药内部温度分布不均匀或呈梯度分布,进而产生严重的内部热应力,直接引起内部裂纹甚至结构破坏。石墨烯由于具有极高的导热系数和较轻的质量,目前已经广泛作为导热填料用于复合材料。这种具有二维结构的新型轻质碳材料实际上已经在含能材料导热性能的提升方面发挥了作用,如对于高聚物粘结炸药导热系数的提升。张建侃等总结了石墨烯应用于固体推进剂的研究进展的基础上,提出非氧化石墨烯由于导热系数高,适合经非共价改性后分散于推进剂基体中,增强基体的导热性能。此外,复合固体推进剂力学性能的不足将导致药柱无法承受冲击、振动、过载等复杂载荷的作用,进而产生裂纹,增大燃烧面积,引起发动机内压升高,甚至导致爆炸。为了提高复合推进剂的力学性能,在基体中添加纳米材料已经成为提高推进剂力学性能的重要手段。文献指出,石墨烯应用于复合推进剂,可以有效增强推进剂的力学性质。(二)热管理石墨烯纳米材料目前正被纳入各种航天热防护材料和热管理,以提高在各种气或热流动条件下热稳定性和机械完整性的极限。为特殊航天任务材料系统提供多功能的研究也在进行中。由于航空工业的发展,复合材料基体的耐热性和烧蚀性能提出了更高的要求。由于树脂具有良好的加工工艺等性能,被广泛用作耐烧蚀材料的主要基体。为了进一步改善烧蚀材料的性能,石墨烯由于其独特的结构,表现出优异的热稳定性能、力学性能、导电性能等特点,是制备先进复合材料的理想增强体。这些复合材料用于高超声速飞行器前缘的热保护系统、火箭喷管和固体火箭发动机的内部绝缘以及导弹发射设施结构。研究发现,氧化石墨烯/酚醛树脂/碳纤维复合材料的热稳定性和烧蚀性能得到了显著提高,这是因为GO在聚合物基体中的分散良好,GO与酚醛基体之间的界面相互作用强,以及热解后的层状碳结构。与其他样品相比,GO含量为1.25%的样品在烧蚀率、热扩散率和热稳定性方面表现最佳。该复合材料在不同温度下具有恒定的热扩散率,炭产率和烧蚀率分别提高了10%和51%。MA等为了提高碳纤维/ 酚醛复合材料的烧蚀性能,采用纳米填料对纤维增强体界面进行改性。首先,通过将低浓度的GO(0.1%)加入到碳/酚醛(CF/PR)中,结合实验和计算分析氧化石墨烯(GO)对提高复合材料抗烧蚀性能。氧化石墨烯填充复合材料在热阻方面的优势与氧化石墨烯的加入提高了PR的炭收率和纤维的石墨化。分子动力学模拟表明,即使浓度很小,基体内的氧化石墨烯也可以作为炭化PR石墨化晶体生长的核剂。在极端烧蚀温度下,纤维-基体界面处的氧化石墨烯可以与纤维结合。促进了石墨烯-纤维界面stone-throwing-wales缺陷(xy平面)和sp₂杂化(z方向)的形成,进一步提高了纤维的石墨化程度。文中还研究了两种纳米材料填充 CF/PR复合材料的界面、热性能和烧蚀性能。特别是,氧化石墨烯(GO)和石墨氮化碳(g-C3N4)被用于生产低负载(0.1%)的复合材料。通过氧乙炔火焰试验研究了复合材料的烧蚀性能。石墨烯填充和g-C3N4填充复合材料的抗烧蚀性能比原始复合材料分别提高了62.02%和22.36%,线性烧蚀速率的降低是导热系数、烧焦层和纤维石墨化程度共同作用的结果。氧化石墨烯填充复合材料的机理是氧化石墨烯可以显著提高纤维表面的石墨化程度,并进一步提高其抗高温烧蚀的耐热性。而在g-C3N4填充的复合材料中,较厚的纤维直径和烧蚀区炭化层可以分散可燃气体,提高抗氧化性能。此外,将石墨烯均匀地分散在丁苯橡胶基体中,显著提高了聚合物基纳米复合材料的抗烧蚀性能。多孔结构在烧蚀试验过程中形成,它增强了蒸腾和蒸发过程,降低了背面的温度升高。橡胶复合材料的极限拉伸强度和橡胶的肖氏硬度A得到有效提高,而断裂伸长率随着填料与基体比的增加而降低。与有机硅、天然橡胶和乙丙橡胶纳米复合材料相比,丁苯橡胶复合材料在暴露于超高温和剪切流后显示出很好特性。ARABY等制备了苯乙烯-丁二烯橡胶和石墨烯聚合物纳米复合材料。当纳米颗粒含量达到10.5%阈值时,产生导热和界面通道,此时导热系数最高。此外,如图2所示,辐射冷却正在成为一种越来越有吸引力的被动热管理方法,它利用周围环境中的光谱辐射特性。通过机械可重构石墨烯的选择性中间膨胀发射率控制,其中机械拉伸和释放会引起石墨烯的受控形态变化。利用太阳光谱吸收太阳辐射加热(从200nm~2.5μm,可见到近红外波长)并利用大气透射窗口(从8μm~14μm,中红外波长),通过将热量重新发射到外层空间来冷却表面。用于航空航天应用的系统和表面需要动态温度控制以获得最佳系统性能,同时满足个人舒适度和维护设备功能的热需求,并避免过热。能够在不同光谱范围内加热和冷却否定了使用具有相当均匀的高或低发射率值的传统材料,并且由于缺乏对发射率的动态调制,可调节温度的需要是刚性冷却表面无法实现的。同时,由于石墨烯良好的导热性,基于废热反射导热的石墨烯散热器在空间光伏聚光器上得到了应用,不仅降低了成本,在降低质量密度,比功率的提升方面都起到至关重要的作用。图2 (a)基于皱褶石墨烯的选择性发射;(b,c)褶皱节距的变化可利用太阳辐射和大气窗口来辐射冷却(10 μm)和加热(290nm)。(三)电极材料目前,小型化、自动化、以功能为中心的设备的快速发展,使星际任务和近地空间探索的实现更近一步。先进的纳米结构材料的引入促进了全球智能多样化的平台在电力、仪器和通信方面取得进步。然而,仍然缺乏高效可靠的推力系统,能够在长期部署期间支持小型卫星和立方体卫星的精确机动。此外,航空和空间系统需要可靠的电力生产、存储和传输,无论是短期还是长期活动。现有的能源系统正在被纳米材料创新所取代或补充。以石墨烯为基础的更好的工程纳米材料正在不断改进。MARKANDAN等使用氧化铝增韧氧化锆(ATZ)作为结构材料制造了一个微型推进器,氧化钇稳定氧化锆-石墨烯(YSZ-Gr)作为电极材料。YSZ-石墨烯不仅可以作为电解分解硝酸羟铵溶液的电极,还可以起到阻尼作用。这种微型推进器作为主推进系统具有潜在的应用,可用于卫星星座编队飞行中的快速轨道转移。离子推进器阴极(如图3(a)所示)的关键挑战在于减少或完全消除阴极的推进剂消耗,显著提高阴极的使用寿命,以及减少白炽部分的热损失。通过使用纳米多孔材料、纳米管和石墨烯,可以确保减少气体消耗。这个问题的最佳解决方案是通过使用高发射材料和表面结构完全消除通过阴极的气体通量。垂直排列的石墨烯薄片显著提高推进器效率的,作为无推进剂体系下的良好候选者而备受关注,如图3(b)所示。图3 (a)常用的热发射阴极示意图;(b)纳米多孔材料,垂直排列的石墨烯薄片直接生长在纳米多孔氧化铝上(比例尺:200nm)。(四)光帆材料基于石墨烯的轻型帆的推进系统因其灵活性和无需携带燃料这一特性而成为行星际和星际任务的候选技术。轻型航行也是唯一现存的空间推进技术,可以让我们在人类的一生中访问其他星系。为此举办的蜻蜓计划竞赛,就旨在评估激光驱动的光帆星际探测器发送到另一个恒星系统的可行性。这种大规模光操纵石墨烯光帆对实现星际探索和直接空间运输是具有深远意义的。如图4(a)所示,ZHANG等使用大块石墨烯泡沫在宏观尺度上观察到其直接光推进。这种三维石墨烯材料的新形态,使其不仅能够吸收不同波长的光,而且可以使用瓦级的激光,甚至阳光,按照一种新颖的光致电子喷射机制,直接推进到亚米尺度。如图4(b)所示,GAUDENZI与其合作伙伴制作了由铜网格支撑的石墨烯微膜二维帆叶,并在微重力环境下测试了光诱导位移。提出的材料设计消除了帆所需的光学和机械性能,从而大大降低了帆的总质量,并为利用石墨烯机械强度的高反射2D帆打开了大门。此外,PERAKIS等设计了石墨烯作为夹层的低密度和高反射率的三明治轻帆,达到指定加速度比目前最先进的镀铝的聚酯薄膜太阳帆材料性能更好。图4(a)石墨烯海绵在激光照射下向上推进和光致旋转示意图;(b)帆在激光照射下的垂直位移,显示了帆在微重力和真空中的不同位置(侧视图):释放后(左)和在450nm、100mW的激光下加速350ms后(右) 。(五)其他领域由于太空环境由极端温度、真空、太空碎片和太阳黑子活动引起的大变化构成,那么先进的纳米复合材料被用于航空航天飞机结构和太空环境恶劣气候的涂层以及微电子系统的开发就变得非常的有意义。石墨烯霍尔效应传感器具有低热漂移,适用于航空航天应用的电力电子模块中的电流实时监测,可在高达500K的温度下工作。随着温度的升高,临界电子性质的变化,特别是载流子浓度和载流子迁移率的变化,这些参数是受实现传感器的石墨烯层狄拉克点Dirac点所独特影响的。利用门控优化石墨烯霍尔传感器可以实现低温度系数下的高灵敏度霍尔效应测量。此外,在其他星球上的生境开发受到多种标准的制约,其中之一就是空间碎片的撞击破坏。Kuzhir在纳米级厚度的铜催化剂膜和介质SiO₂基底之间通过催化化学气相沉积工艺合成Ka波段多层石墨烯薄膜,石墨烯薄膜的厚度由原子力显微镜直接表征,仅显示了样品上纳米级的小波动。所研究的薄膜厚度不超过5nm,且有一定的粗糙度。石墨烯只有千分之一的皮肤深度,吸收损耗造成的电磁屏蔽效率非常高,达到35%~43%的入射功率水平上。制造的石墨烯薄膜在室温下具有高度的导电性,在可见的范围内具有非常高的透明性,并具有非常好的热学和力学性能,可能成为制造纳米级厚度的电磁干扰防护涂层的有趣的技术材料。此外,特殊的三维导电链结构对轻质,柔性的导电纳米复合材料具有很强的吸引力,尤其是在降低材料的制造价格和良好的加工性能方面。聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料通过将石墨烯排列成仿珍珠层状序列三维结构,在石墨烯含量不足的情况下表现出更高的力学性能、各向异性电导率和优越的电磁辐射屏蔽效率。掺杂0.4%质量分数的导电颗粒电磁辐射屏蔽效率达到42dB,沿排列方向的电导率为32S/m。在2500 ℃下热处理气凝胶后,聚合物纳米复合材料的电磁辐射屏蔽效率和电导率分别变化为65dB和0.5S/m。在0.15%的超低浓度,热处理温度800℃条件下,其电磁辐射屏蔽效率可达25dB。表明各向异性石墨烯/PDMS层板在超低石墨烯含量下通过结构调控获得了更高的电磁屏蔽效率。环境控制和生命支持系统技术是纳米材料的沃土,长期的人类太空探索带来了最大的挑战。无论是在相对安全的低地球轨道内的短期任务,还是艰难的长期任务,如前往遥远的星球。可靠的空气、水和食物供应;废物管理系统;功能性的可居住空间都是必不可少的。包括在国际空间站上的低轨道运行,已经为生命支撑技术提供了一个有用的试验场,随着航天国家为前往火星等目的地的长期任务做准备,在低轨道运行中测试技术被认为是一项重要的指标。目前的生命支撑技术的可靠性和性能相对较差,需要采用高比表面积和导电纳米材料作为提高系统整体性能的途径之一。碳纳米管仲胺功能化以实现二氧化碳去除,这是生命支持技术不可或缺的功能,并解决当前系统的局限性,包括可再生性和高功耗。在最好的条件下,水的净化和回收是具有挑战性的,但微重力环境的增加和多年耐用性的必要性推动了基于纳米材料的水过滤系统的几个例子。富勒烯在水净化方面已显示出非常好的前景,美国宇航局赞助的使用碳纳米管的纳米级过滤技术已发展成为一种商业产品。尽管可扩展性仍然存在问题,但多孔石墨烯是一种积极研究的水过滤材料,吸引了大量的关注,如图5所示。图5 (a)纳米多孔石墨烯水脱盐示意图;(b)具有亲水键的纳米孔示意图。三、结束语本文首先对石墨烯的结构和理化性质进行了介绍,并简要阐述各性能在具体应用中的重要作用;然后,综述了石墨烯纳米材料在航空航天领域的各方面(复合固体推进剂、热管理和智能光帆等)前沿领域的应用现状。石墨烯及其复合材料的制备已得到较快发展。其中,石墨烯在复合固体推进剂中的应用目前主要集中在提高推进剂含能组分的热分解和燃烧性能方面,而在导热和力学性能方面的研究则相对较少,且制备方法单一,以简单的共混为主,缺乏针对性的设计和性能的控制。而且对石墨烯的性能增强机理缺乏深入的分析。在热管理方面,导热系数、产炭性能和纳米颗粒分散对聚合物纳米复合材料的烧蚀性能和绝缘性能都有影响。酚醛树脂仍然是这一应用中被广泛研究的聚合物,纳米陶瓷颗粒与碳基的复合纳米填料的结合似乎是下一个热管理趋势。此外,在太空电力推进领域,新型石墨烯基纳米材料和微电子机械系统支持的离子液体推进器解决方案,这是为微加工和纳米结构推进器阵列的实现提出了方案。另外,一种可能的低成本,高时效的纳米制造工艺,用于飞机储能和生命支持设备。与传统解决方案相比,这些纳米复合材料应用了纳米材料的整合,并与太空任务和探索计划相结合,可以节省成本和时间。石墨烯在很多领域的研究仍处于探索阶段,石墨烯材料在极端环境中的行为将扩大我们的基本理解和潜在应用,将促进人类在太空的探索。石墨烯基纳米材料未来的研究重点需要着眼于以下几个方向:(1)一种降低开发成本的潜在解决方案是创新材料-建模和模拟与实验测试和表征方法相结合,可以降低开发和鉴定成本。将有助于跨越纳米工程材料的性能转化为宏观尺度上的现实。(2)大规模构造石墨烯材料的集成方法,以保持在石墨烯纳米尺度上注意到的性能和批量实现。它们占地面积小,功耗低,耐辐射,非常适合太空应用。(3)将纳米石墨烯材料集成到最先进类型的电力推进装置中,利用纳米材料的独特特性,提高其效率和使用寿命。另外,进一步创造出一个自适应(自清洁表面,自愈合修复机制,自我愈合)推进器。
  • 专为小型和轻型应用而生——Accurion Nano系列主动隔振台
    Accurion主动隔振台,欧库睿因 Nano系列:操作简单,高度稳定,专为小型和轻型应用而设计。产品介绍:Nano系列Accurion主动隔振台的采用新设计,适用于小型和轻量的隔震应用,例如用作原子力显微镜的隔震。该系统不需要任何负载调整,只需释放运输锁就可以使用,用户不需要进一步的动作。由于其设计简单,Nano系列隔震台的价格非常实惠,此外,Nano系列隔震台有一个较小的外部控制器,通过数据线连接到隔震台,这样设计的优点是隔震台本身不会产生热量,因此不会对隔震仪器产生影响,这对于在隔音罩内使用并且对热敏感的应用非常重要。控制器远离被隔震的仪器,以消除控制器电子器件产生的潜在电磁干扰。主动隔震台有专门设计的焊接钢架结构承重桌,这是可选附件。承重桌具有很高的水平和垂直刚度,是主动隔震台实现优秀隔离性能的理想实验桌。用户可以根据实际需要,选取不同尺寸的承重桌。Accurion主动隔振台主要特征:● 相⽐ 于气囊式被动隔振台,主动隔振台没有低频共振,即使在低频范围内也有出⾊ 的隔振性能。● 超快的稳定时间:低⾄ 0.3秒(普通被动隔振台的稳定时间为30秒⾄ 60秒)。● 主动隔振台带宽0.6/1Hz⾄ 200Hz(远超被动隔振台)。● 6个⾃ 由度主动隔振。● 真正的主动隔振:即时产生反作用力来抵消振动。● 操作简单:按钮式解决⽅ 案。● 设计紧凑,安装简便。● ⾼ 度的位置稳定性-1Hz时固有刚度通常是被动隔振台的20到30倍。● 接电即可,⽆ 需压缩空⽓ 。● 适⽤ 于将⾼ 分辨率测量设备与建筑振动隔离。● ⼴ 泛的适⽤ 范围:拥有标准化产品和用户定制产品。产品信息:尺⼨ :300x400x75mm载重:5-25kg或10-30kg 茂默科学力求解决行业内客户对科学仪器选型难、维护难的处境。欲了解更多相关主动隔振台的产品,Welcome to consult~咨询有惊喜哦!
  • News|欧波同亮相中国国际汽车动力总成论坛
    2018 年 4 月 19至20 日,中国国际汽车动力总成论坛在上海世纪皇冠假日酒店隆重举行,此次峰会邀请到270多位行业专家参与,包括了整车厂、动力总成专家、动力总成零配件专家,催化剂供应商,汽车动力总成检测商等,大家在论坛中共同交流、展示了各自领域的创新成果。 图1:论坛会场欧波同(中国)有限公司参加了此次论坛,并为汽车动力总成行业带来了蔡司全自动清洁度分析系统,受到现场众多专家及生产商的关注。 图2:欧波同展示区《中国制造 2025》提出将“节能与新能源汽车”作为重点发展领域,提升核心技术的工程化和产业化。目前中国在汽车动力总成技术上与国外水平有着较大的差距,国内车企亟待从技术领域取得突破。 图3:欧波同工作人员向参会专家介绍产品详情在论坛上,欧波同向汽车动力总成行业推荐的蔡司高速全自动清洁度分析系统,正是基于汽车零部件清洁度检测整体解决方案而推出的。零部件表面的洁净度对于零部件工作的可靠性和持久性有着非常重要的影响。因此,必须从每个环节的每一个细节入手来防止和减小污染物的产生,才可能保证安装后的系统能够安全可靠的运行。
  • 报名倒计时|动力和储能电池产业创新论坛暨先进电池产学研对接峰会
    组织机构主办单位溧阳市人民政府江苏省溧阳高新技术产业开发区中科院物理研究所长三角物理研究中心北京清洁能源前沿研究中心天目湖先进储能技术研究院中国汽车动力电池产业创新联盟固态电池分会江苏省动力及储能电池产业创新联盟江苏省储能行业协会承办单位溧阳深水科技咨询有限公司协办单位江苏时代、宁德时代、上汽时代、亿纬锂能、孚能科技、中航锂电、蜂巢能源、璞泰来、当升科技、贝特瑞、容百科技、吉利汽车、东风汽车、蔚来汽车、长安汽车、威马汽车、中科海钠、江苏卫蓝、天目先导、江苏蓝固、江苏省储能材料与器件产业技术创新战略联盟等会议名誉主席执行主席报告总日程具体日程及报告安排注册报名和住宿预定本次会议免费(不含餐饮和住宿),目前已报名的437家参会单位详见文章尾部,由于本次会议最多容纳500人,目前还有少量名额,请各位参会嘉宾尽快缴纳餐饮费,付费后即锁定名额!如申请参会请填写以下二维码会务组在天目湖涵田度假村酒店以优惠价格为本次会议联系了一定数量的房间,参会人员可享受会议优惠价,会议代表如有订房问题可扫描填写以上二维码,费用自理。请大家尽量在2022年7月1日前完成订房。支持单位参会单位参会单位持续更新中会议联系人会议联系人会务组邮箱:ties-conference@aesit.com.cn联系电话:史女士:18115066088(参展)顾女士:18961291736(参会、住宿)虞先生:18114689920(参会、住宿)
  • 欧波同亮相GAF2019动力总成清洁技术论坛
    2019年3月22日,GAF2019动力总成清洁技术论坛在南京圆满落幕,来自整车厂、动力总成的专家、动力总成零配件专家,催化剂供应商,汽车动力总成检测商等均有出席,大家在论坛上深入交流、展示了各自领域的创新成果。欧波同(中国)有限公司应邀参加本次论坛,向汽车行业的客户展示了蔡司全自动微观颗粒分析系统,并得到现场行业专家的认可,产品现场关注度颇高。图1:论坛会场图2:欧波同展示区图3:欧波同工作人员向参会专家介绍产品详情蔡司高速全自动微观颗粒分析系统,正是基于汽车零部件清洁度检测整体解决方案而推出的。零部件表面的洁净度对于零部件工作的可靠性和持久性有着非常重要的影响。因此,必须从每个环节的每一个细节入手来防止和减小污染物的产生,才可能保证安装后的系统能够安全可靠的运行。图4:现场交流该系统是专为工业上的日常应用而设计,突破传统清洁度分析仪对于景深、分辨率、视场扫描速度等逐条参数的相互制约关系,引领清洁度分析的新高度,与传统清洁度分析仪相比,更具核心技术优势。清洁度控制在汽车、航空、半导体、数据存储、通讯、精密仪表等行业中发挥着重要的作用。欧波同公司一直以来专注于清洁度分析技术的研究和推广,致力为各行业客户定制清洁度检测整体解决方案。
  • 南开大学团队:研制出世界首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统
    近日,南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜(SUEM)与超快阴极荧光(TRCL)多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm,SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps,各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓(n-GaAs)半导体中的光生载流子的复杂动力学过程,结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为,全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白,为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台,将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”(一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜)为题,发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程,例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输,抑制载流子的复合,而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合,抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处,且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级,因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用,尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前,研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜(TAM)及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜(NOSM)、时间分辨阴极荧光(TRPL)、时间分辨光发射电子显微镜(TR-PEEM)等。然而,光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率,并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息,很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献,且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此,为了全面表征半导体材料的载流子动力学,特别是表/界面载流子的动力学,亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。(a)超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 (b)传统模式下锡球标样的SEM图 (c)和(d)不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像,表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量,其空间分辨率优于10 nm。(e)初始红外飞秒激光脉冲的脉宽;(f)超快扫描电子成像的时间分辨率测试,其仪器相应函数(IRF)大约为500 fs;(g)超快阴极荧光探测的时间分辨率测试,其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展,超快扫描电子显微镜(SUEM)和超快阴极荧光(TRCL)技术也迅速兴起,两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理,用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子,另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号,使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性,能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子(电子和空穴)的时空演化动力学进行成像。然而,该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光,用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量,具有能量敏感特性,且信号绝大部分来源于材料体内,可直接反映载流子的辐射复合行为。因此,SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补,将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此,付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合,研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统(如图1示意图和图2实物图所示),实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。(a)n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像;(b)从图(a)中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数;(c)表面载流子的空间分布随时间的演化;(d)从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱;(e)和(g)在图(a)的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像;(f)和(h)分别从(e)和(g)中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势,该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示,SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应,飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像,提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数;同时通过计算表面空穴分布的均方根位移,揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命,不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异,还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响,展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者,南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.202400633
  • 66%受访企业减碳来自内生动力 减碳增能双通道已有成效 从碳博会看懂碳中和“加减法“
    上海碳博会上,特斯拉以沙盘形式呈现“绿色工厂”这一重要“产品”。记者 海沙尔 摄  记者 查睿  2023上海国际碳中和技术、产品与成果博览会上,各种“零碳”展示层出不穷,但多数通过购买碳排放量的形式实现。然而,要想真正实现社会面整体碳中和,购买碳排放量远远不够,更依赖于脱碳增能“一加一减”以及日常点滴中的减碳行为。记者在上海碳博会不少展台发现,传统行业在深耕“老本行”的同时,拥抱新能源的脚步正在加快。近年来,减碳增能的双通道取得了不菲的成效。  减法:更绿的生产线  作为脱碳的“大头”,能源、化工、制造行业向来是碳中和的重点领域。国际能源署(IEA)最新报告显示,目前全球电力行业的碳排放量约占碳排放总量的40%,预计未来将趋于稳定。  火力发电行业流行一种说法:“每度电降低10克煤耗就是新一代技术”。早在2011年,申能上海外高桥第三发电厂的煤耗指标已全球领先,当时创下1千瓦时电量煤耗276克的世界纪录。一晃十多年过去了,这一世界纪录再度被刷新。作为全球单机容量最大、能耗最低的火力发电项目,申能安徽平山电厂二期项目的1350兆瓦超超临界燃煤发电机组额定工况供电煤耗仅249.31克/千瓦时。相比国内同期建设的机组,其供电煤耗进一步下降约15克,全年可节约煤炭10.5万吨,减少二氧化碳排放25.8万吨。  看似高污染的火电,如今正朝着低碳的“绿电”之路缓缓前行,同样背负减碳压力的化工行业,也在探索更绿色的生产线。  在巴斯夫展台上,传统的蒸汽裂解装置被电气化改造,有望实现至少90%的二氧化碳减排量。据介绍,蒸汽裂解装置将碳氢化合物分解成烯烃和芳烃,需要将炉内温度升至约850℃,目前主要通过燃烧化石燃料实现加热,这也成为巴斯夫碳排放最高的生产环节,每年二氧化碳排放超过300万吨。  即便是在高度电气化、自动化的汽车制造业,减碳仍有大量操作空间。立邦汽车涂料事业部产品运营总监王琛俊告诉记者,在汽车制造的冲压、焊接、涂装、总装四大工艺中,涂装工艺是耗能最大的环节,约占整个汽车生产耗能的70%,因此减少涂装环节“加热减量”(涂料烘干过程中的耗损)是节能减排的重要课题,比如超低温电泳相较传统烘烤工艺降低20℃—40℃,在燃料、电力、辅材方面减少了20%的能耗,并且可以有效降低挥发性有机物,大幅减少生产环节中的碳排放量。  加法:新能源的想象力  上海碳博会开幕当天,国家发展改革委副主任杨荫凯表示,当前我国的非化石能源发电装机容量占比达50.9%,历史性超过化石能源发电装机容量。  “我们在迪拜的950兆瓦光热光伏复合发电项目,可实现太阳能24小时连续发电。”上海电气的展台上,这一项目的沙盘被围得水泄不通。众所周知,光伏发电依靠太阳能无法实现连续发电,但是上海电气这一电厂在白天通过太阳能将熔盐加热到最高595℃高温,夜间再通过熔盐储存的热能带动水蒸气发电,最终实现“24小时太阳能”。  据介绍,该项目光热部分共700兆瓦,由100兆瓦塔式和3台200兆瓦槽式光热机组组成,总占地面积44平方公里,相当于6162个足球场。机组运行后,槽式机组在夜间或不良气候条件下,储存的能量可满足最长13.5小时持续发电,塔式机组在夜间或不良气候条件下,储存的能量可满足最长15小时持续发电,年减排二氧化碳可达160万吨。  光伏的想象力远超于此。  截至今年5月底,上海市新能源汽车累计推广规模达112.82万辆,位居全球城市第一,背后离不开充电网络设施建设的支撑。据国网上海电力介绍,上海全市新能源汽车充换电抄表电量今年已两次创单月历史新高。  如何满足新能源汽车的愈发高涨的充能需求?国家电网展示了未来的“光伏智能道路”,将城市道路本身变成光伏电站,新能源车在驾驶过程中可以持续无线充电,届时,新能源将成为城市基建的重要一环。  溢价:更普惠的碳中和  施耐德在最新报告指出,中国企业减碳整体呈现三大趋势:第一,企业减碳意识大幅提升,2022年制定明确碳中和目标的受访企业比2021年提升15%。第二,企业减碳动力正由外压转向内生。2021年,高达90%的受访企业减碳是受政策和监管的外部压力驱动;2022年,66%的受访企业减碳来自内生动力。第三,可持续不仅是成本更是投资,66%的受访企业认为,减碳可以提高产品溢价。  由此可见,碳中和带来的不仅是环保意识的觉醒,更有实实在在的利益。以施耐德电气自身举例,在其全球营收中,带来积极气候影响的产品或者解决方案所创造的收入已经占到公司总收入的70%以上。  对此,联元智能CEO黄伟的感受尤为深刻,在利用AIoT(人工智能物联网)与大数据结合接入企业和园区进行碳资产管理时,企业参与一开始并不积极,可是将企业节能减碳的需求打造成虚拟电厂等形式,“在用电最高峰,企业仅需将空调上调2℃,不仅节约了工商用电费用,电网还能补贴上万元,这么一来,企业的积极性很快就调动起来,减碳的目的也达到了。”  这些变化,在上海碳博会上早已屡见不鲜。  百威与誉硕能源合作的佛山工厂首个并网运行储能项目,打造了一个可再生电力循环使用的闭环解决方案,成为百威全球和中国啤酒行业的第一个案例,因此誉硕能源的储能电池项目获得了世界银行的第一笔贷款。  弗若斯特沙利文最新数据显示,中国物流包装市场规模约为7600亿元,其中90%以上的包装都为一次性物流包装。上海重点培育独角兽企业箱箱共用通过物流包装的循环利用,去年减少了6000万只一次性包装物,减少近16万吨碳排放量,由此实现2亿元D轮融资。
  • 行业会议丨第一届构造地质学与地球动力学青年学术论坛(昆明,3月24-25日)
    2018年3月24日-25日,TESCAN将参加在云南大学举办的“第一届构造地质学与地球动力学青年学术论坛”,我们诚邀您莅临参观交流! 为更好传承“构造地质学论坛”的学术精神与会议特色,促进构造地质学与地球动力学研究领域的学科发展,提升构造地质学方法、理论创新与前沿突破;着重展示我国青年学者最新进展和成果,并增进老、中、青学者间的思想与学术交流,促进青年学者的进一步成长。经讨论决定于2018年3月24日~25日在云南大学召开“第一届构造地质学与地球动力学青年学术论坛“。 论坛旨在聚集我国构造地质学与地球动力学领域的一流科学家和广大青年学者,以岩石圈深部结构与动力过程、俯冲与碰撞过程、克拉通与造山带演化、大陆变形与流变、盆山耦合作用、新构造过程与地质灾害、圈层相互作用与构造地貌响应等领域为主题,展示前沿科研成果、进行学术交流,拓宽构造地质学与地球动力学研究的科学思路。 第一届构造地质学与地球动力学青年学术论坛 会议时间:2018年3月24-25日 会议地点:昆明云南大学云大宾馆 现场活动—TESCAN免费SEM测样抽奖活动 活动时间:2018年3月24日-25日活动地点:昆明云大宾馆TESCAN展位奖品设置:一等奖—倾国倾城+免费SEM测样二等奖—国色天香三等奖—风华绝代想要免费SEM测样?想要体验SEM、EDS、CL、Raman于一体的独特应用,还有FIB-SEM+TOF-SIMS分析的双重惊喜? 想要了解快速完成矿物相以及解离度分析(含4700种数据库)的自动矿物分析系统? 想要赢取倾国倾城、风华绝代、国色天香的精美礼品? 欢迎莅临TESCAN展台,等你一探究竟!现场抽奖活动礼品数量有限,先到先得喔~
  • 面对严峻全球疫情形势,疫苗研制和疫苗检测仪器尤为重要
    面对严峻全球疫情形势,疫苗研制和疫苗检测仪器尤为重要,数据显示,截至北京时间4月2日14时19分,全球累计确诊856694例,死亡病情案例达44027例。红星新闻:全球疫情形势严峻,而目前尚未有彻底的治疗方案。许多科学家认为,疫苗才是解决疫情蔓延的wei一办法。事实上,各国也都在加快疫苗研发的速度,据世卫组织WHO统计,全球新冠肺炎疫苗研发项目已有44个,至少有96家公司和学术团体在同时开发。但疫苗测试需要时间,用英国利兹大学分子病毒学教授尼古拉斯通豪斯的话说:“18个月实际上是你能做的zui快的时间。”1月9日,央视记者从病原检测结果初步评估专家组获悉,截至1月7日21时,实验室检出一种新型冠状病毒,获得该病毒的全基因组序列,经核酸检测方法共检出新型冠状病毒阳性结果15例,从1例阳性病人样本中分离出该病毒,电镜下呈现典型的冠状病毒形态;1月24日,国家病原微生物资源库发布了由中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所成功分离的我国di一株病毒毒种信息及其电镜照片、该病毒核酸检测引物和探针序列等国内首次发布的重要quan威信息;3月16日,中国军事科学院军事医学研究院陈薇团队研制的重组疫苗通过临床研究注册审评;当日20时18分,获批正式进入人体临床试验。陈薇团队宣布招募I期临床志愿者,分为低剂量组、中剂量组和高剂量组三组,每组36人;3月17日,首批4名志愿者被安排住进武汉特勤疗养中心进行为期14天的集中隔离观察,此后,陆续有其他志愿者接种疫苗后进入该中心集中隔离观察;3月31日,首批于3月16日晚接种该疫苗的4名志愿者结束隔离观察,回到家中,体检显示4人肺部CT均双肺纹理清晰。陈薇团队的重组该疫苗,是一种以腺病毒为载体的重组疫苗,属于“重组病毒载体疫苗”。相较于传统的灭活疫苗(如狂犬疫苗、流感疫苗等)、减毒活疫苗(如卡介苗、脊灰疫苗等),它与重组蛋白疫苗、核酸疫苗一样,是人类利用基因工程技术开辟出的新领域,因此也被称作第二代疫苗技术。 陈薇团队的重组新冠疫苗图(图据微博)央视财经报道:5月底疫苗可进入动物试验阶段清华大学科研院副院长 邓宁:拥有自主知识产权病毒载体的腺病毒疫苗和mRNA单克隆抗体药物已成功分离出200余株具有高效中和能力的抗病毒单克隆抗体及其编码基因,5月底新冠肺炎疫苗和抗体药物均可进入动物安全性和有效性试验阶段。毫无疑问,疫苗是人类wei一能以最小代价、zui安全方式和zui有效结果战胜疫情病毒的途径。疫情提醒我们,无论哪国率先研发出疫苗,都应秉承人类共同体意识,相互支持,全球共享,才能获得此次阻击战的真正胜利。疫苗上市前的检测过程多重复杂,需要多种实验方法,用到数十种专业仪器,涉及到了理化性质、微生物学、免疫学检测等多种检测,相关仪器有高效液相色谱、质谱、红外光谱、同位素检测仪、微生物培养箱等。
  • 如何界定检验检测机构出具不实检验检测报告的情形?市场监管总局回复
    问:我是基层一名执法人员,近期在检查一家机动车检测机构时发现,该机构未按照GB3847要求,对应当采用加载减速法进行检测的车辆使用了自由加速法进行检测,违反了国家有关强制性规定的检验检测规程或者方法。依据《检验检测机构监督管理办法》第十三条,该机构出具的检验检测报告应同时满足“数据、结果存在错误或者无法复核的”的情形才能认定为出具不实检验检测报告,该机构已将使用错误检测方法的车辆召回重新检测,重新检测结果均合格。但是自由加速法和加载减速法检测的项目和方法均不相同,而且在温度、湿度、大气压不同的情况下,同样检测方法的复检检测数据也不完全一致,是否可以认定该机构构成违反了国家有关强制性规定的检验检测规程或者方法,而且出具的检验检测报告数据、结果无法复核的行为。总局回复:检验检测机构出具的检验检测报告存在《检验检测机构监督管理办法》第十三条第二款规定的情形之一,并且数据、结果存在错误或者无法复核的,属于不实检验检测报告,依据第二十六条第一款进行处罚。具体条款适用问题需依据监管执法中查实的案情及证据材料进行综合判断。回复部门:认可与检验检测监督管理司
  • 《仪咖说》vol.17直播预告:当前疫情形势应对与未来发展研判
    又到12月,新冠疫情整整三年。三年间,经历无数。为了防疫抗疫,很多人经历了第一个异地且不聚集的春节,经历了数日甚至数周的居家隔离,取消了原本每年都有的旅行计划......大家逐渐习惯出门戴口罩,回家先洗手,进入公共场所手机扫码,外出办事前做核酸......因为共同努力着,这三年,我们绝大多数避开了新冠病毒的侵袭。但在这个冬天,很多事情发生了变化。12月7日,国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组发布关于进一步优化落实新冠肺炎疫情防控措施的通知(俗称“新十条”),进一步优化了新冠疫情的防控措施,各地疫情防控政策逐步调整。同一天,国务院还发布了《新冠病毒抗原检测应用方案》,病毒检测主要方式从核酸检测向抗原检测过渡。随着政策推进,多地疫情形势也发生了变化。人口密集、人员流动性大的城市或率先推进政策落地的地区新冠病毒感染人员比例快速增加,网络上一时间出现各种疫情高峰预测图。对于居家隔离的人员,抗原检测成为阴阳判别的主要依据。针对当前我国疫情防控新形势下大家关心的问题,仪器信息网特别邀请首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心康熙雄主任,为大家答疑解惑。本期节目将于12月22日下午14:00-16:00在仪器信息网小程序直播,欢迎大家提前扫描下方二维码预约观看。扫码预约一、主办单位:仪器信息网二、直播时间2022年12月22日下午14:00-16:00三、直播平台仪器信息网小程序四、 本期嘉宾康熙雄,教授、主任医师、博士生导师首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心教授,兼北京航空航天大学博导 我国著名临床免疫学、检验诊断学专家,国务院联防联控机制专班成员、中国生物化学与分子生物学会临床医学分会 会长、中国医学工程学会医学检验工程分会 主任委员中國醫療器械行業協會現場快速检测(POCT)与智能家测专业委员会主任委员,北京市中检体外诊断工程技术研究中心主任中国医师协会检验医师分会精准检测和精准诊断专家委员会主任委员,中国生物芯片标准化学会副主任委员,主编国家教材和著作30余部,撰写论文300余篇,培养硕博研究生90余人。承担国家863,973等课题8项,国家奖评审专家、医疗器械创新项目评审专家、教育部首届医学技术教育指导委副主委、诊断学专业委主委。科技部国合司、社发司和基础司项目专家。2011年荣获“科学中国人”奖。2021年全国科技系统抗击新冠肺炎疫情先进个人五、 本期议题议题一:关于奥密克戎感染,大家最关心的问题议题二:深入认识当前新冠病毒检测主流方法:抗原检测议题三:疫情发展趋势研判扫描二维码提前预约
  • 最高法明确环评、监测机构“弄虚作假”四种追责情形
    最高人民法院6月1日发布的司法解释显示,&ldquo 环境影响评价机构与委托人恶意串通或者明知委托人提供的材料虚假而出具严重失实的评价文件&rdquo 等四种情形,除依照有关法律法规规定予以处罚外,还应当与造成环境污染和生态破坏的其他责任者承担连带责任。  6月1日,最高人民法院发布《最高人民法院关于审理环境侵权责任纠纷案件适用法律若干问题的解释》(以下简称《解释》)。《解释》共十九条,主要从八个方面对环境侵权责任纠纷案件的法律适用问题进行了解释。  这是2015年1月1日新环境保护法生效以来,最高法在《关于审理环境民事公益诉讼案件适用法律若干问题的解释》之后,相继颁布的第二个审理环境责任纠纷案件的司法解释。  今年1月施行的新环境保护法中明确规定,环境影响评价机构、环境监测机构以及从事环境监测设备和防治污染设施维护、运营的机构,在有关环境服务活动中弄虚作假,对造成的环境污染和生态破坏负有责任的,除依照有关法律法规规定予以处罚外,还应当与造成环境污染和生态破坏的其他责任者承担连带责任。  但是,什么行为属于这里的&ldquo 弄虚作假&rdquo ,环保法中并未明确指出。为了增强本条的实际操作性,统一法律适用标准,此次出台的司法解释就此问题详细列出了四种认定情况。  这则司法解释明确,有下列情形之一的,应当认定为环境保护法第六十五条规定的弄虚作假:  一是环境影响评价机构与委托人恶意串通或者明知委托人提供的材料虚假而出具严重失实的评价文件的;  二是环境监测机构或者从事环境监测设备维护、运营的机构与委托人恶意串通,隐瞒委托人超过污染物排放标准或者超过重点污染物排放总量控制指标的事实的;  三是从事防治污染设施维护、运营的机构与委托人恶意串通导致设施不能正常运行的;  四是有关机构在环境服务活动中因其他弄虚作假造成环境污染的情形。  记者获悉,最高法今日发布的这则司法解释,将于2015年6月3日起施行。
  • 技术延展 程序化一体机|动力粘度测定仪与自动尼龙粘度仪融为一体,一键出结果
    相对分子质量大小是衡量高聚物性能的一项重要指标。在所有高聚物相对分子质量的测定方法中,粘度法尽管是一种相对方法 ,但因其使用设备简单﹑相对分子质量适用范围大,又有相当好的实验精确度,所以成为人们常用的实验技术。粘度是浆料的重要质量指标之一,其大小影响浆液的流变性、成膜性和粘附性,进而影响浆液在浆纱中浸透与被覆的比例、上浆率和毛羽伏贴率等浆纱质量指标。为此,纺织厂和浆料生产厂非常重视浆料粘度这一指标。国内常用的浆料粘度测定仪器有:毛细管粘度计(如奥氏粘度计和乌氏粘度计)、旋转粘度计(如 A1017旋转式粘度计)、恩氏粘度计和落球式粘度计等。目前,浆料生产厂在浆料出厂前和纺织厂在浆料进厂时一般用A1017粘度计测试浆料的绝对粘度,但纺织厂在实际生产中,普遍用漏斗测定反映浆料相对粘度的秒数。由于浆料的绝对粘度(单位为mPa" s)测试操作不便,并且与漏斗秒数尚无较明确的对应关系,故纺织厂仍采用操作简便的恩氏粘度计测定淀粉类浆料的粘度。但是如今很多客户已经不满足于此,而且很多指标的粘度也需要测试,于是得利特技术部研发了一款多功能集一体的自动化测定仪,已经推广很受欢迎。下面主要把产品的升级点罗列出来:A1019全自动粘度测定仪采用了模块化设计,检测部分采用了先进的传感器和高精度AD转换电路,主控部分采用了多个工业应用、超低功耗微处理器、可编程控制器,良好可靠的通讯将各模块组成一个统一的、可靠的测控平台。别称:动力粘度测定仪、智能粘度测量仪、相对粘度测定仪、PVC比浓粘度测定仪、特性粘度测定仪、粘均分子量测定仪、聚酯粘度仪、自动乌氏粘度仪、自动粘度仪、自动尼龙粘度仪。全自动粘度测定仪的运行程序,采用简捷的模块化程序设计,并与硬件有机的结合,使得运动粘度测定过程的升温和恒温、液位检测、计时、清洗粘度管、打印等全部工作全自动完成,达到了一键出结果的操作方式。技术参数:温度范围:室温~+100°C 。温度传感器:高精度Pt 100不锈钢探头,内置温度校正,检测结果可靠。加热方式:电加热单元,最大加热功率1000 W。显 示:双10寸彩色触摸屏。温度校正:全自动校正。数据存储:1000测试结果。电 源:AC220V 50Hz。使用环境温度:10~40℃存储环境温度:0~50℃升级点:1、良好人机界面,方便操作。2、一键完成相对粘度测定,简化操作。3、全部模块化设计稳定、可靠性高。4、全自动储存1000个检测结果。5、检测过程遵守标准规定,数据可靠。6、检测方法可靠,重复性好。7、可长期连续工作,故障率极低。
  • 做世界一流的药代动力学研究平台——访药代动力学重点实验室王广基院士
    p span style="FONT-FAMILY: times new roman" 药代动力学在我国和世界上发展的很快,是创新药物研发中不可或缺的重要研究内容,甚至决定了药物开发的命运。药代动力学是一门多交叉学科,定量研究药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄(ADME),也融合了药理学、药物分析、药剂学、中药学、细胞生物学、分子生物学、实验动物学等多门学科的相关知识。药代动力学的应用研究主要包括创新药物临床前的评价和申报、新药的临床药动学研究及评价、中药与生物大分子药物的药代动力学研究等。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  中国工程院院士王广基所带领的江苏省药代动力学重点实验室的研究团队在国内的创新药物药代动力学、中药药代动力学和细胞药代动力学等方面取得了令人瞩目的成就。日前,仪器信息网编辑在中国药科大学药代动力学重点实验室采访了王广基院士。/span/ppspan style="FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)"strong  王广基所带领的药代动力学实验室在国内外取得了令人瞩目的成就/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  王广基所带领的药代动力学实验室先后成为了江苏省药物代谢动力学重点实验室、国家科技部临床前药物代谢动力学技术平台建设牵头单位、国家中医药管理局“中药复方药代动力学方法重点研究室”, 天然药物活性组分与药效国家重点实验室核心单元;先后承担了包括国家“863”计划、“973”计划、“国家自然科学基金”重点项目、国家“重大新药创制”科技重大专项、“国家科技支撑计划”等重大研究项目30余项。在国内外核心期刊发表科研论文320余篇,申请发明专利30多项。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_1417_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/0696db27-0b35-48a5-b151-d8e91f690cc0.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong王广基院士/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  王广基带领的药代动力学重点实验室是国内领先的药代动力学研究实验室,同时在该研究领域也是世界一流的。王广基对国内的药代动力学研究很有信心,他表示:“我国的药代动力学研究水平已经与发达国家接轨。”该实验室的很多研究成果都处于国际领先水平,据介绍该团队撰写了国际上第一篇细胞药代动力学研究综述,并发表于国际药代动力学权威杂志DMR,此文章属国际首次系统提出细胞PK/PD研究理论与技术方法,推动了药代动力学研究从“血浆”到“细胞”、从“宏观”到“微观”的突破。中药药代动力学研究的技术体系也得到了国内、国际上的广泛认可,如国际著名分析化学家Dr.Brack(德国)在Trends AC(国际化学分析顶级期刊)上将他们建立的“诊断离子桥联网络”策略评为复杂基质中未知成分分析的九大创新策略之一。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  药代动力学的基础研究主要包括针对ADME环节的各种体内外模型的建立及优化,药物吸收/代谢机制、调控途径,PK/PD(药动/药效结合研究)模型及由此衍生出来的各类数学模型的建立及评价等。如何将药代动力学的研究理论与技术应用到创新药物研究中是王广基所带领团队一直在深入研究的内容。/span/ppspan style="FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)"strong  探索中药多成分药代动力学研究新技术,实现药代动力学研究从“单成分”向“多成分”的突破/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  中药现代化的研究中,需要对中药的一锅汤进行系统研究,包括“汤”里面究竟有哪些成分、成分的比例和量是多少 人服用以后,有多少成分吸收进入体内、有哪些成分进入体内后发生转化、起效的成分是哪些等。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  针对中药成分构成复杂、代谢多样、体内浓度低等难题,王广基及其团队创建了高效普适的中药复杂成分体内过程研究方法学体系。如:“诊断离子桥联网络”、“相对曝露法”、“物质组-代谢组关联网络”等策略。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  王广基介绍说:“诊断离子桥联网络技术即采用多级质谱对复杂组分碎裂分析,得到各成分的多级碎片离子,根据碎片离子进行各组分的桥接,从而实现化合物的快速归属” 。这一技术使得复杂组分,尤其是完全未知的成分的鉴定具有重要意义。目前我们发表的有关该技术的论文在国际期刊上已被引用47次。此技术也被用于多种中药方剂及环境污染物的分析中。”质量亏损过滤技术很早就被提出,并一直被应用于单个西药成分的代谢物鉴定中。对于适用于中药多组分的质量亏损过滤技术,王广基说:“质量亏损过滤用于去除基质相关的大量的背景离子,缩小假阳性的数目,使得目标化合物从背景噪音脱颖而出。这一技术的应用使得中药复杂成分中同一类化合物可以快速同时被检出,分析效率大幅度提高。”/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  在突破核心技术难题的基础上,王广基带领团队探索中药整体效应,取得了很多成果。例如,在人参皂苷的抗抑郁作用研究方面,该团队发现人参皂苷难以透过血脑屏障,但可调节免疫细胞及内源性神经递质的代谢转运,阻断炎症因子向脑部的传递,发挥脑神经保护作用。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  中药药代相关的研究成果获2009年国家科技进步二等奖、2012年江苏省科技进步一等奖 完成的“十一五”重大专项项目“中药复方药代动力学研究关键技术”获评全国第一。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  对于药效明确、机制不明的中药,可以通过分析内源性小分子物质群的改变等代谢研究手段来考察其药物机制和作用效果。王广基以人参对血压双向的调节作用为例,介绍了有关中药药效和作用机制的研究内容。对于高血压而言,很多西药的降压作用很明显,降压效果很快体现,但是,一旦停药后血压又反弹回原有的水平。人参降压作用比较温和,但是降压作用持久,在停药后反弹速率显著低于西药。王广基说:“通过代谢组学的研究,检测体内的内源性小分子代谢物群,发现高血压与正常人体内的代谢组的分群区分很明显。这说明高血压患者体内的生理生化代谢等机体的功能状态发生了偏移,偏离了正常状态。而人参皂苷具有一定的”纠偏“作用,高血压患者给予人参以后,偏离正常状态的代谢组有向正常状态恢复的趋势。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  /spanspan style="FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)"strong质谱技术是药代动力学研究的重要手段/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  质谱技术、细胞与分子生物学模型、PK/PD模型等都是药代动力学研究的常规手段。质谱主要用于测定血液、尿液、组织等生物样品中的微量药物浓度、代谢物鉴定和内源性成分的分离分析。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  该实验室质谱仪器非常多,其中大多数还是单级四极杆和三重四极杆质谱。王广基说:“定量分析是药物代谢研究的基础,也是我们做的最多的工作。我们目前的药物和代谢物的定量工作主要还是采用四极杆质谱分析。”/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="IMG_1361_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/17acd960-08dd-4f10-b7e2-3de02104dfd3.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong正在运行的岛津四极杆质谱仪/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  IT-TOF主要用于代谢物分析及其中药多组分的体内外物质基础的鉴定。王广基说:“2007年,我们开始将岛津LC-IT-TOF/MS(离子阱-飞行时间串联质谱)用于中药复杂未知成分定性和定量分析、中药体内复杂代谢产物分析与体内外物质关联网络分析等新领域。” 通过对中药复杂成分分析研究,王广基团队先后在Anal Chem,J Mass Spectrom, Talanta等国际化学分析领域权威期刊发表论文30余篇。“这些文章在国际上充分展示了LC-IT-TOF/MS在复杂未知成分定性分析中的卓越性能和广阔的应用前景。”王广基说。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  王广基及其实验室的研究者曾多次在国内外学术会议上报告了相关研究成果,基于IT-TOF的研究成果已经产生了深远的影响。马来西亚、新加坡和国内的制药企业正在寻求与王广基带领的药代动力学重点实验室在IT-TOF应用中的合作。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="IMG_1382_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/c4879eec-d7a5-47a6-acbc-35382f3c351e.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong正在运行的岛津LCMS-IT-TOF/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  在参观实验室时,王广基告诉编者,实验室在使用MALDI-TOF进行生物大分子生物药物的药代动力学研究及基于质谱成像技术的组织分布研究。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="IMG_1380_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/266ad761-b4b7-4a09-b8a5-9e350479ac83.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong正在运行的岛津MALDI-TOF质谱/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  王广基认为质谱技术特别是液质联用技术对于药代动力学研究有着非常重要的意义。他说:“首先,对药物的动力学特征研究一般分为定性研究和定量研究两个方面,对于定性来说,随着各种杂交质谱技术的出现,液质联用可以给出多级碎裂信息和准确分子量,对于化合物及其代谢物的结构推断提供了强有力的工具。此外,定量研究更加需要质谱,由于生物样本中干扰大、药物浓度低,而质谱的专属性强、灵敏度高,目前,大部分药物的药代动力学研究都是用质谱完成的。”/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"  编者看到该实验室岛津的仪器非常多,大部分质谱仪出自岛津。时逢岛津公司成立140周年,在编者问是否对岛津有何期待时,王广基代表中国药科大学祝愿岛津创新不止、扬帆起航,朝着更高的目标不断迈进,取得更加辉煌的成就!王广基说“岛津以科学技术向社会做贡献,愿其早日实现‘为了人类和地球的健康’之愿望!”/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="DSC_7100_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/7df496f6-f064-4d2a-b9e8-901a67b8a3c4.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong药代动力学实验室合影/strong/span/span/pp style="TEXT-ALIGN: right"span style="FONT-FAMILY: times new roman"采访编辑:郭浩楠/spanbr//p
  • “生物产业发展中的传媒推动力论坛”成功召开
    新闻背景  近年来,我国发布的一系列生物产业发展战略与政策举措为生物技术创新与生物产业发展营造了良好的环境,同时,一大批以网络媒体、平面媒体为代表的专业传媒所发挥的科学传播效能也日显突出,成为推动产业交流、促进产业发展的重要力量。  仪器信息网讯 2010年6月20日,作为第四届生物产业大会重要组成部分之一的“生物产业发展中的传媒推动力论坛”在山东济南南郊宾馆召开。论坛现场  会议由中科院微生物所网络信息中心主任马俊才先生主持,生物谷董事长张发宝博士、仪器信息网总经理唐海霞女士、国际生物产业及竞争力创新管理研究院(学院)院长吴楠教授等近50位来自知名专业出版单位、报纸、期刊、网站以及相关企业的负责人、代表出席了此次会议。  本次论坛采取主题报告、重点发言和及时研讨相互穿插的方式进行,加强互动性与针对性,主要围绕“新形势下生命科学媒体如何在合作与创新的机制中更好地推动生物产业发展”展开热烈的讨论。生物谷董事长张发宝博士报告题目:生物产业发展中的传媒机会  张发宝博士说到:“如今,生物技术行业发展迅速,但专业媒体,尤其是生物技术行业媒体,其发展水平远远落后于行业本身,企业对媒体的认知还仅仅停留在传统的‘广告’层面。生物企业应与专业媒体形成共识,发布正确、全面的行业信息,携手推动生物产业的可持续发展。”  “相对于传统媒体而言,网络媒体是新兴事物,具有信息交流更快、更广、更丰富、更互动、更低成本等优势。在积极开拓网下活动的同时,生物谷在以往的定向广告基础上,正在研发地理定位和兴趣定位广告,以及视频广告。”仪器信息网总经理唐海霞女士报告题目:专业网站推动行业的发展  唐海霞女士指出:“近年来,生物技术与生命科学已经成为科学仪器市场发展最快的应用领域。仪器信息网是我国第一家科学仪器专业门户网站,其“网上仪器展”、“仪器论坛”、“资讯频道”、“市场调查”、“人才频道”等特色栏目为整个科学仪器及相关行业的快速发展起到了非常重要的推动作用。”  此外,唐海霞女士还提出两个倡议:“一是,有关政策、决策部门在大力发展生物产业的同时,也要注意发展与生物产业相关的科学仪器行业;二是,相关部门还应注重相关专业媒体的发展与建设,媒体同仁应携手为科技事业的健康发展起到真正有效的促进作用。”中科院微生物所网络信息中心主任马俊才先生报告题目:专业化、多样化的生物信息网络平台  吴俊才先生介绍到:“中国生物技术信息网主要面向生物技术领域,主要版块有成果数据库、人才数据库、机构数据库等;中科院生物产业技术创新联盟已有170多家联盟成员单位,募集意向性资金高达25亿元;中国工业生物技术信息网设有独家编译、知识产权、基地进展等特色栏目,网站内容丰富。此外,我们还有数据服务型和专业服务类的生物信息网络平台。”  “未来这些网站将逐步引入商业化运行机制,以自身优势为基础,发展企业会员,解决生物产业发展中在战略情报、信息和数据等方面的瓶颈问题。”国际生物产业及竞争力创新管理研究院(学院)院长吴楠教授报告题目:生物产业竞争力与中国的战略选择  吴楠教授谈到:“目前,许多国家,诸如美国、英国、德国、日本等已纷纷开始抢占生物技术及产业发展的制高点,当然我国也面临着同样的发展机遇。”  “我国生物产业的发展涉及面很广,既涉及产业链条上游的研发部门,更涉及产业链条下游的产品市场需求部门,还涉及到的有金融投资、传播媒体等。也就是说,不是某一个部门或机构能单独解决生物产业发展中的问题,需要综合协调。未来20年是我国生物产业发展的关键时期,与生物产业相关的各部门媒体应合理分工与协作,共同实现生物产业快速持续发展。”  行业的迅速发展,离不开政策的引导与媒体的良性推动,生物产业也不例外。专业媒体如何在生物产业发展大环境下的合作与共赢,推动整个生物产业的快速发展?会议上各位专学者家、媒体工作者、企业负责人各抒己见,发言大致可以总结为以下几点:  (1)专业传媒在生物产业发展中的价值与作用  作为政府官员、科学家、企业家与广大公众对话的桥梁,专业媒体发挥着不可替代的作用,将与引导政策一起构筑起生物产业发展的良好环境。  (2)生物产业对专业传媒提出的新要求  生物技术发展迅速,专业媒体也要在变中求赢,跟进生物技术产业的发展步伐。传媒要善于与行业企业共舞,在形式、合作、分工三大方面均要有所创新。  (3)专业媒体如何更好地为产业、企业、科研提供服务  专业媒体在企业发展中相当于润滑剂、催化剂,承担着导向、监督、宣传三大社会责任,应识别虚假不实报道,扶持行业有优质、潜质的企业,引导行业良性的发展。  (4)传统媒体与网络媒体间的合作与共赢策略  随着我国科学传播工作的深入,网络媒体与传统媒体的合作互补程度将越来越高。传统媒体利用网络媒体加强自身的传播影响,网络媒体依靠传统媒体来扩充其新闻报道,互相弥补媒体弱点,做到优势互补与多媒体互动,实现双赢。  (5)建议成立中国生物产业信息联盟/峰会  专业媒体之间应集团化运作,定期进行交流,资源实现共享,规范行业发展,争取成为国内专业媒体之间的交流平台,同时,也希望有关政府部门能给予大力支持。合影留念
  • 干货 | 锂离子动力电池及其关键材料的发展趋势
    p  进一步提高电池的能量密度是动力电池发展的主题和趋势, 而关键材料是其基础. 本文从锂离子动力电池正、负极材料, 隔膜及电解液等几个方面, 对锂离子动力电池关键材料的发展趋势进行评述. 开发高电压、高容量的正极新材料成为动力锂离子电池比能量大幅度提升的主要途径 负极材料将继续朝低成本、高比能量、高安全性的方向发展, 硅基负极材料将全面替代其他负极材料成为行业共识. 此外, 本文还对锂离子动力电池正极、负极材料等的选择及匹配技术、动力电池安全性、电池制造工艺等的关键技术进行了简要分析, 并提出了锂离子动力电池研究中应予以关注的基础科学问题./ppstrong  1 引言/strong/pp  发展新能源汽车被广泛认为是有效应对能源与环境挑战的重要战略举措. 此外, 对我国而言, 发展新能源汽车是我国从“汽车大国”迈向“汽车强国”的必由之路 [1] . 近年来, 新能源汽车产销量呈现井喷式增长, 全球保有量已超过130万辆, 已进入到规模产业化的阶段. 我国也在2015年超过美国成为全球最大的新能源汽车产销国. 以动力电池作为部分或全部动力的电动汽车, 因具有高效节能和非现场排放的显著优势,是当前新能源汽车发展的主攻方向. 为了满足电动汽车跑得更远、跑得更快、更加安全便捷的需求, 进一步提高比能量和比功率、延长使用寿命和缩短充电时间、提升安全性和可靠性以及降低成本是动力电池技术发展的主题和趋势./pp  近日,由中国汽车工程学会公布的《节能与新能源汽车技术路线图》为我国的动力电池技术绘制了发展蓝图. 该路线图提出,到2020年,纯电动汽车动力电池单体比能量达到350Wh/kg,2025年达到400Wh/kg,2030年则要达到500W h/kg 近中期在优化现有体系锂离子动力电池技术满足新能源汽车规模化发展需求的同时, 以开发新型锂离子动力电池为重点, 提升其安全性、一致性和寿命等关键技术, 同步开展新体系动力电池的前瞻性研发 中远期在持续优化提升新型锂离子动力电池的同时, 重点研发新体系动力电池, 显著提升能量密度、大幅降低成本、实现新体系动力电池实用化和规模化应用./pp  由此可见, 在未来相当长的时间内, 锂离子电池仍将是动力电池的主流产品. 锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、环境友好、可以兼具良好的能量密度和功率密度等优点, 是目前综合性能最好的动力电池, 已被广泛应用于各类电动汽车中 [2~7] ./pp  本文简要介绍了锂离子动力电池的产业技术发展概况, 并从锂离子动力电池正、负极材料, 隔膜及电解液等几个方面, 对锂离子动力电池关键材料的发展趋势进行评述. 本文还对锂离子动力电池正、负极材料的选择及匹配技术、动力电池安全性、电池制造工艺等关键技术进行了简要分析, 并提出了锂离子动力电池研究中应予以关注的基础科学问题./ppstrong  2 锂离子动力电池产业技术发展概况/strong/pp  从产业发展情况来看, 目前世界知名的电动汽车动力电池制造商包括日本松下、车辆能源供应公司(AESC)、韩国LG化学和三星SDI等都在积极推进高比能量动力锂离子电池的研发工作. 综合来看, 日本锂电池产业的技术路线是从锰酸锂(LMO)到镍钴锰酸锂三元(NCM)材料. 例如, 松下的动力电池技术路线早期采取锰酸锂, 目前则发展镍钴锰酸锂三元、镍钴铝酸锂(NCA)作为正极材料, 其动力电池主要搭载在特斯拉等车型上. 韩国企业以锰酸锂材料为基础, 如LG化学早期采用锰酸锂作为正极材料, 应用于雪佛兰Volt车型, 近年来三星SDI和LG化学已经全面转向镍钴锰酸锂三元材料(表1) [8] ./pp  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/2d0662ae-8c3d-4524-aa6c-4ba35fb5d971.jpg" title="1.jpg"//pp  目前国内主流动力锂电池厂商, 如比亚迪等仍以磷酸铁锂为主, 磷酸铁锂电池在得到了大规模普及应用的同时, 其能量密度从2007年的90W h/kg提高到目前的140W h/kg. 然而, 由于磷酸铁锂电池能量密度提升空间有限, 随着对动力电池能量密度要求的大幅提升, 国内动力电池厂商技术路线向镍钴锰三元、镍钴铝或其混合材料的转换趋势明显(表2)./pp  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fd4ccbd7-67aa-49c0-bf98-30020d1d0ed3.jpg" title="2.jpg"//ppstrong  3 锂离子动力电池关键材料的发展趋势/strong/pp  锂离子电池采用高电位可逆存储和释放锂离子的含锂化合物作正极, 低电位可逆嵌入和脱出锂离子的材料作负极, 可传导锂离子的电子绝缘层作为隔膜,锂盐溶于有机溶剂作为电解液, 如图1所示. 正极材料、负极材料、隔膜和电解液构成锂离子电池的4种关键材料./pp  3.1 正极材料/pp  锰酸锂(LMO)的优势是原料成本低、合成工艺简单、热稳定性好、倍率性能和低温性能优越, 但由于存在Jahn-Teller效应及钝化层的形成、Mn的溶解和电解液在高电位下分解等问题, 其高温循环与储存性能差. 通过优化导电剂含量、纯化电解液、控制材料比表面 [11] 以及表面修饰 [12] 改善LMO材料的高温及储存性能是目前研究中较为常见且有效的改性方法./pp  磷酸铁锂(LFP)正极材料有着良好的热稳定性和循环性能, 这得益于结构中的磷酸基聚阴离子对整个材料的框架具有稳定的作用. 同时磷酸铁锂原料成本低、对环境相对友好, 因而使得LFP成为目前电动汽车动力电池中的主流材料 [12~16] . 但由于锂离子在橄榄石结构中的迁移是通过一维通道进行的, LFP材料存在着导电性较差、锂离子扩散系数低等缺点./pp  从材料制备角度来说, LFP的合成反应涉及复杂的多相反应,因此很难保证反应的一致性, 这是由其化学反应热力学上的根本性原因所决定的 [16] . 磷酸铁锂的改进主要集中在表面包覆、离子掺杂和材料纳米化三个方面.合成工艺的优化和生产过程自动化是提高LFP批次稳定性的基本解决方法. 不过, 由于磷酸铁锂材料电压平台较低(约3.4V), 使得磷酸铁锂电池的能量密度偏低,这一缺点限制了其在长续航小型乘用车领域的应用./pp  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4796d208-e8dd-4b71-a5fc-296ecba8d6c1.jpg" title="3.jpg"//pp  镍钴锰三元(NCM)或多元材料优势在于成本适中、比容量较高, 材料中镍钴锰比例可在一定范围内调整, 并具有不同性能. 目前国外量产应用的动力锂电正极材料也主要集中在镍钴锰酸锂三元或多元材料, 但仍然存在一些亟需解决的问题, 包括电子导电率低、大倍率稳定性差、高电压循环定性差、阳离子混排(尤其是富镍三元)、高低温性能差、安全性能差等 [17] . 另外, 由于三元正极材料安全性能较差, 采用合适的安全机制如陶瓷隔膜材料也已成为行业共识 [18] ./pp  考虑到安全性等问题, 通过改进工艺(如减少电极壳的重量等)来提高电池能量密度的空间有限. 为了进一步提高动力锂离子电池的能量密度, 开发高电压、高容量的正极新材料成为动力锂离子电池比能量大幅度提升的主要途径(图2) [19,20]/pp  3.1.1 高电压正极材料/pp  开发可以输出更高电压的正极材料是提高材料能量密度的重要途径之一. 此外, 高电压的另一显著优势是在电池组装成组时, 只需要使用比较少的单体电池串联就能达到额定的输出电压, 可以简化电池组的控制单元. 目前主流的高电压正极材料是尖晶石过渡金属掺杂的LiM x Mn 2?x O 4 (M=Co、Cr、Ni、Fe、Cu/pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/3b01137b-1330-47a0-a313-51c9d4f2f033.jpg" title="4.jpg"//pp style="text-align: center "  图 2 比较各种类型的高电压、高容量正极材料的体积能量密度、功率、循环性、成本和热稳定性的雷达图 [20] (网络版彩图)等)/pp  最典型的材料是LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , 虽然其比容量仅有146mAh/g, 但由于工作电压可达到4.7V, 能量密度可达到686W h/kg [20,21] . 本课题组 [22] 以板栗壳状的MnO 2为锰源, 通过浸渍方法合成了由纳米级的多面体聚集而成微米球状的尖晶石镍锰酸锂(LNMO)材料. 该结构对电解液的浸入和锂离子的嵌入和脱出十分有利,且可以适应材料在充放电过程中的体积变化, 减小材料颗粒之间的张力. 该研究还发现, 含有微量Mn 3+的LNMO电化学性能更优, 充放电循环80圈后放电比容量还能保持在107mAh/g, 容量保持率接近100%.LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的比容量衰减制约了它的商业化进程,其原因多与活性材料以及集流体与电解液之间的相互作用相关, 由于电解液在高电位下的不稳定性, 如传统碳酸酯类电解液会在4.5V电压以上氧化分解, 使得锂离子电池在高电压充放电下发生气胀, 循环性能变差./pp  因此, 高电压正极材料需要解决电解液匹配问题.解决上述问题的方法包括以下3个方面. (1) 材料表面包覆 [23~25] 和掺杂 [26~28] . 例如, Kim等 [28] 近期通过表面4价Ti取代得到LiNi 0.5 Mn 1.2 Ti 0.3 O 4 材料, 透射电子显微镜显示材料表面形成了坚固的钝化层, 因此减少了界面副反应, 30℃下全电池实验结果表明在4.85V截止电压, 200个循环后, 容量保持率提高了约75%. 然而, 单独的表面涂层/掺杂似乎不能提供长期的循环稳定性(如≥500个循环), 在应用中必须考虑与其他策略相结合. (2) 使用电解液添加剂或其他新型电解质组合 [29~31] ./pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/e33aa180-4c60-4e9a-af6d-315f29391fd1.jpg" title="5.jpg"//pp style="text-align: center "  图 3 具有良好电化学稳定性的用于高电压LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 材料的LiFSA/DMC电解液体系. /ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "(a) LiFSA/DMC混合电解液中的组分结构示意图 (b) 两种不同配比情况下, 溶剂分子典型平衡轨迹的DFT-MD模拟 (c) 铝电极在LiFSA/DMC混合电解液中的高电压稳定性 (d) 全电池在40° C, C/5倍率下的循环性能 [31] (网络版彩图)/span/pp  如图3所示, Yamada课题组 [31] 利用简单的LiFSA/DMC(1:1.1, 摩尔比)电解液体系实现了LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 /石墨全电池在40℃温度下循环100次后容量保持90%, 尽管高度浓缩的系统的离子电导率降低了一个数量级(30℃时为约1.1 mS/cm), 但依然保持了与使用商业碳酸酯电解液体系相当的倍率性能. (3) 使用具有离子选择透过性的隔膜 [32~35] . 已经证明使用电化学活性的Li 4+x Ti 5 O 12 膜 [32] 以及锂化Nafion膜与商业PP膜的复合隔膜 [33] 能够极大地改善LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的循环寿命./pp  此外, 一些由LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 衍生的新型尖晶石结构高电压材料如LiTiMnO 4 [36] 、LiCoMnO 4 [37,38] 等, 以及橄榄石结构磷酸盐/氟磷酸盐也被广泛研究, 如LiCoPO 4 [39] 、LiNiPO 4 [40] 、LiVPO 4 F [41] 等 [42] ./pp  3.1.2 高容量正极材料/pp  由于锂离子电池负极材料的比容量远高于正极材料, 因此正极材料对全电池的能量密度影响更大.通过简单的计算可知, 在现有的水平上, 如果将正极材料的比容量翻倍, 就能够使全电池的能量密度提高57%. 而负极材料的比容量即使增加到现有的10倍, 全电池的能量密度也只能提高47% [43] ./pp  镍钴锰三元材料中, Ni为主要活性元素, 一般来说,活性金属成分含量越高, 材料容量就越大.低镍多元材料如NCM111、NCM523等能量密度较低, 该类材料体系所能达到的动力电池能量密度为120~180Wh/kg, 无法满足更高的能量密度要求. 高容量正极材料的一个发展方向就是发展高镍三元或多元体系./pp  高镍多元体系中, 镍含量在80%以上的多元材料(NCA或NCM811)能量密度优势明显, 用这些材料制作的电池匹配适宜的高容量负极和电解液后能量密度可达到300Wh/kg以上 [44] . 但是高镍多元材料较差的循环稳定性、热稳定性和储存性能极大地限制了其应用. 一般认为当镍的含量过高时, 会引起Ni 2+ 占据Li + 位置, 造成阳离子混排, 阻碍了Li + 的嵌入与脱出, 从而导致容量降低 [20,45,46] .另外, 材料表面与空气和电解液易发生副反应、高温条件下材料的结构稳定性差和表面催化活性较大也被认为是导致容量衰减的重要原因 [20,45,47] ./pp  解决上述问题的方法有如下3种./pp  (1) 对材料进行有效的表面包覆或体相掺杂 [48~50] . 例如, 最近Chae等 [50] 利用湿化学法在NCM811表面包覆了一层N,N-二甲基吡咯磺酸盐,有效地阻隔了材料与电解液界面, 抑制了电解液在高镍三元材料表面的催化分解, 1C倍率下前50圈的平均库仑效率达99.8%, 容量保持率高达97.1%./pp  (2) 开发具有浓度梯度的高镍三元体系 [51~55] . Sun课题组 [53~55] 采用共沉淀方法制备了具有双斜率浓度梯度三元材料,如图4所示, 这种材料的内部具有更高含量的镍, 有利于高容量的获得和保持, 外层有更高含量的锰, 有利于循环稳定性和热稳定性的提升. 通过Al掺杂, 具有浓度梯度的LiNi 0.61 Co 0.12 Mn 0.27 O 2 在经过3000次循环后,其容量保持率从65%大幅度提高到84%./pp  (3) 开发与高容量正极材料相适应的电解液添加剂或新型电解液体系 [56~58] ./pp  目前高镍多元材料量产技术主要掌握在日韩少数企业手中, 如日本的住友、户田, 韩国的三星SDI、LG、GS等. 根据不同的应用领域, 材料的镍含量在78~90 mol%, 克容量集中在190~210mA h/g. 各公司正尝试将其应用于电动汽车领域, 其中尤以特斯拉采用的镍钴铝(NCA)受到广泛瞩目. 需要指出的是, NCA和NCM811两种材料在容量、生产工艺等方面具有很多相似性, 松下18650电池正极采用NCA正极, 电池能量密度约为250Wh/kg, 但NCA材料因存在铝元素分布不均、粒度难以长大等问题, 主要应用于圆柱电池领域, 圆柱型电池在在电池管理系统方面需要的技术与成本较高./pp  除 此 之 外 , 基 于 Li 2 MnO 3 的 高 比 容 量 (200~300mAh/g) 富 锂 正 极 材 料 zLi 2 MnO 3 · (1?z)LiMO 2(0/pp  3.2 负极材料/pp  锂离子电池负极材料分为碳材料和非碳材料两大类. 其中碳材料又分为石墨和无定形碳, 如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软炭(如焦炭)和一些硬炭等 其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等 [61] ./pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/6e6b8975-e32c-4aee-9021-c6d0edef3ad9.jpg" title="6.jpg"//pp style="text-align: center "  图 4 Al掺杂的具有双斜率浓度梯度三元材料LiNi 0.61 Co 0.12 Mn 0.27 O 2 [54,55] ./pp span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "(a) TEM EDS元素分析成像 (b) TEM 线性元素扫描分析 (c) Al掺杂和无掺杂的三元材料循环性能对比 (网络版彩图)/span/pp  负极材料将继续朝低成本、高比能量、高安全性的方向发展, 石墨类材料(包括人造石墨、天然石墨及中间相碳微球)仍然是当前锂离子动力电池的主流选择 近到中期, 硅基等新型大容量负极材料将逐步成熟, 以钛酸锂为代表的高功率密度、高安全性负极材料在混合动力电动车等领域的应用也将更加广泛. 中远期, 硅基负极材料将全面替代其他负极材料已成为行业共识./pp  硅基负极材料被认为是可大幅度提升锂电池能量密度的最佳选择之一, 其理论比容量可以达到4000mAh/g以上 [62,63] , 与高容量正极材料匹配后, 单体电池理论比能量可以达到843Wh/kg, 但硅负极材料在充放电过程中存在巨大的体积膨胀收缩效应, 会导致电极粉化降低首次库仑效率并引起容量衰减 [64~67] ./pp  研究者尝试了多种方法解决该问题./pp  (1) 制备纳米结构的材料, 纳米材料在体积变化上相对较小, 且具有更小的离子扩散路径和较高的嵌/脱锂性能, 包括纳米硅颗粒 [68~70] 、纳米线/管 [71~74] 、纳米薄膜/片 [75~77] 等./pp  (2) 在硅材料中引入其他金属或非金属形成复合材料, 引入的组分可以缓冲硅的体积变化, 常见的复合材料包括硅碳复合材料 [78~82] 、硅-金属复合材料等 [83~85] . Cui课题组 [81] 通过先后在硅纳米颗粒表面包覆二氧化硅和碳层, 再将二氧化硅层刻蚀之后得到蛋黄蛋壳结构的硅碳复合材料, 如图5所示, 并利用原位透射电镜研究了碳壳与硅核之间的空隙对材料稳定性及电化学性能的影响. 由于蛋黄蛋壳的结构在硅和碳层之间预留了充足的空间, 使硅在嵌锂膨胀的时候不破坏外层的碳层, 从而稳定材料的结构并得到稳定的SEI膜. 在此基础上, 通过对碳包覆之后的纳米颗粒进行二次造粒,在大颗粒的表面再包覆碳膜, 最后刻蚀制备出类石榴的结构 [82] , 复合材料尺寸的增大减小了材料的比表面积, 提高了材料的稳定性, 材料的1000周循环容量保持率由74%提高到97%, 如图5所示./pp  (3) 选用具有不同柔性、界面性质的黏结剂, 提高黏结作用 [86~88] 最近,Choi等 [88] 通过形成酯键使传统黏结剂聚丙烯酸PAA与多聚轮烷环组分PR交联结合得到具有特殊结构的双组分PR-PAA黏结剂, 如图6所示, 很大程度上提高了硅负极在充放电过程中的稳定性./pp  (4) 采用体积变化相对缓和的非晶态硅材料, 如多孔硅材料等 [89,90] ./pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c68c0215-a21a-4fa0-9f73-1a0fca0d02f5.jpg" title="7.jpg"//pp style="text-align: center "  图 5 具有蛋黄蛋壳的结构的硅碳复合锂离子电池负极材料 [81,82] ./ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " (a) 蛋黄蛋壳的结构合成示意图及TEM图 (b) 类石榴的结构合成示意图 (c) 硅纳米粒子、 蛋黄蛋壳结构硅碳复合材料、类石榴结构硅碳复合材料的循环性能对比 (网络版彩图)/span/pp  应用方面, 日立Maxell宣布已成功将硅基负极材料应用于高能量密度的小型电池 日本GS汤浅公司则已推出硅基负极材料锂电池, 并成功应用在三菱汽车上 特斯拉则宣称通过在人造石墨中加入10%的硅基材料, 已在其最新车型Model 3上采用硅碳复合材料作为动力电池负极材料./pp  3.3 电解液/pp  高安全性、高环境适应性是锂离子动力电池对电解液的基本要求. 随着电极材料的不断改善和更新, 对与之匹配的电解液的要求也越来越高. 由于开发新型电解液体系难度极大, 碳酸酯类有机溶剂配伍六氟磷酸锂盐的常规电解液体系在未来相当长一段时间内依然是动力电池的主流选择./pp  在此情形下, 针对不同用途的动力电池和不同特性的电极材料, 优化溶剂配比、开发功能电解液添加剂就显得尤为重要.例如, 通过调整溶剂配比含量和添加特殊锂盐可以改善动力电池的高低温性能 加入防过充添加剂、阻燃添加剂可以使电池在过充电、短路、高温、针刺和热冲击等滥用条件下的安全性能得以大大提高 通过提纯溶剂、加入正极成膜添加剂可以在一定程度上满足高电压材料的充放电需求 通过加入SEI膜成膜添加剂调控SEI膜的组成与结构, 可以实现延长电池寿命 [91] . 近年来, 随着Kim等 [92] 第一次成功地将丁二腈(SN)作为电解液添加剂来提高石墨/LiCoO 2 电池的热稳定性, 以丁二腈(SN)和己二腈(ADN) [93] 等为代表的二腈类添加剂因其与正极表面金属原子极强的络合力并能很好地抑制电解液氧化分解和过渡金属溶出的优点, 已经成为学术界和工业界普遍认可的一类高电压添加剂. 而以1,3-丙烷磺酸内酯(PS [94] 和1,3-丙烯磺酸内酯(PES) [95] 等为代表的另一类高电压添加剂,即正极成膜添加剂, 则是通过在正极表面优先发生氧化反应并在正极表面形成一层致密的钝化膜, 从而达到阻止电解液和正极活性物质接触、抑制电解液在高电压下氧化分解的效果./pp  目前, 高低温功能电解液的开发相对成熟, 动力电池的环境适应性问题基本解决, 进一步提高电池的能量密度和安全性是电解液研发的首要问题. 中远期, 锂离子动力电池电解液材料的发展趋势将主要集中在新型溶剂与新型锂盐、离子液体、添加剂等方面, 凝胶电解质与固态电解质也是未来发展的方向. 而以固态电解质为关键特征之一的全固态电池在安全性、寿命、能量密度及系统集成技术等都具有潜在的优异特性, 也是未来动力电池和储能电池领域发展的重要方向 [96] ./pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/58812389-5862-4e1d-a7b7-b4dc7b4fc4d9.jpg" title="8.jpg"//pp style="text-align: center "  图 6 SiMP负极PR-PAA黏结剂的应力释放机理 [88] . /ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "(a) 减小提起物体用力的滑轮机理 (b) PR-PAA黏结剂用于缓解因硅颗粒充放电过程中体积变化而产生应力的示意图 (c) 充放电过程中PAA-SiMP电极破碎和生成SEI膜的示意图 (网络版彩图)/span/pp  3.4 隔膜/pp  目前, 商品化锂离子动力电池中使用的隔膜材料主要是微孔的聚烯烃类薄膜, 如聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)的单层或多层复合膜.聚烯烃类隔膜材料由于其制造工艺成熟、化学稳定性高、可加工性强等优点在一段时间内仍然是商品化隔膜材料的主流, 尤其是PE的热闭孔温度对抑制电池中某些副反应的发生及阻止热失控具有重要意义.发展基于聚烯烃(尤其是聚乙烯)隔膜的高性能改性隔膜材料(如无机陶瓷改性隔膜、聚合物改性隔膜等),进一步提高隔膜的安全特性和电化学特性仍将是隔膜材料研发的重点 [18] ./pp  最近, 本课题组 [97] 通过使用耐高温的聚酰亚胺做黏结剂将纳米Al 2 O 3 涂覆在商业PE隔膜单层表面将隔膜的热稳定性提高到了160℃. 本课题组 [98] 还在前期开发的SiO 2 陶瓷隔膜的基础上, 在其表面和孔径间原位聚合包覆上一层耐高温的聚多巴胺保护层, 如图7所示, 使隔膜在230℃高温下处理30min, 不但不收缩并且保持良好的机械性能, 可以有效保障电池安全. l’Abee课题组 [99] 以耐热性的聚醚酰亚胺树脂为基材, 将其用NMP加热溶解后重新浇铸成膜, 得到的聚醚酰亚胺隔膜, 其热稳定性可达到220℃.随着锂离子电池在电动汽车等领域的应用, 建立隔膜构造、隔膜孔径尺度与分布的有效调控方法, 以及引入电化学活性基团等使聚烯烃隔膜多功能化, 将是隔膜发展的重要方向. 针对耐热聚合物隔膜等的研发及产业化工作也将得到大力推进./pp  综上所述,锂离子动力电池关键材料的发展趋势将如图8所示, 正极材料向高电压、高容量的趋势发展 负极则以发展硅碳复合材料为主, 通过发展新型黏结剂和SEI膜调控技术使得硅碳复合负极材料真正走向实际应用 电解液近期内将以发展高电压电解液和高环境适应性电解液材料为主, 中远期则将以固态电解质材料为发展目标 多种材料复合且结构可控的隔膜材料将是锂离子动力电池隔膜的重点发展方向./ppstrong  4 锂离子动力电池的关键技术和基础科学问题/strong/pp  4.1 锂离子动力电池的关键技术/pp  锂离子动力电池是一个复杂的系统, 单一部件、材料或组分的优化未必对电池整体性能的改善有突出效果 [100] . 发展面向电动汽车的高比能量、低成本、长寿命、安全性高的动力电池, 需对锂离子动力电池体系的关键技术予以重点关注, 解决在最终应用过程中影响性能的制约因素./pp  4.1.1 正极、负极材料等的选择及匹配技术/pp  锂离子动力电池的寿命、安全性和成本等基本性能很大程度上取决于其电极材料体系的选择和匹配. 因此如何选择高比能量、长寿命、高安全、低成本的材料体系是当前锂离子动力电池的重要技术./pp  4.1.2 动力电池安全性/pp  安全性是决定动力电池能否装车应用的先决条件/pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a49c15af-1975-4d11-bfe5-e1f5440c1331.jpg" title="9.jpg"//pp style="text-align: center "  .图 7 包覆上耐高温聚多巴胺保护层的SiO 2 陶瓷隔膜 [98] . /ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "(a) 隔膜结构及合成示意图 (b) 隔膜形貌表征 (c) 隔膜热收缩性能对比(网络版彩图)/span/pp style="text-align: center "  img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/35ce98d1-12c4-439a-b44f-0aa5561115de.jpg" title="10.jpg"//pp style="text-align: center "  图 8 锂离子动力电池关键材料技术现状及发展趋势总结(网络版彩图)/pp  随着锂离子电池能量密度的逐步提升, 电池安全性问题无疑将更加突出. 导致锂离子电池安全性事故发生的根本原因是热失控, 放热副反应释放大量的热及有机小分子气体, 引起电池内部温度和压力的急剧上升 而温度的急剧上升反过来又会呈指数性加速副反应,产生更大量的热, 使电池进入无法控制的热失控状态,导致电池终发生爆炸或燃烧 [101,102] . 高比能的NCM和NCA三元正极、锰基固熔体正极均较LFP材料的热稳定性差, 使人们在发展高能量密度动力电池的同时不得不更加关注安全问题 [103] . 解决电池安全性问题至少需要从两方面着手: (1) 防止短路和过充, 以降低电池热失控的引发几率 (2) 发展高灵敏性的热控制技术,阻止电池热失控的发生 [104] ./pp  4.1.3 电池制造工艺/pp  随着动力电池应用的不断加深, 单体电池向着大型化、易于成组的方向发展. 在这一过程中, 单体电池的制造技术尤为重要. 提高产品一致性, 从而使电池成组后的安全性、寿命更高, 使其制造成本更低将是未来锂离子电池制造工艺的发展方向. (1) 开发生产设备高效自动化技术, 研发高速连续合浆、涂布、辊切制片、卷绕/叠片等技术, 可以降低生产成本 (2)开展自动测量及闭环控制技术研发, 提高电池生产过程测量技术水平, 实现全过程实时动态质量检测, 实现工序内以及全线质量闭环控制, 保证产品一致性、可靠性 (3) 建立自动化物流技术开发, 实现工序间物料自动转运, 减少人工干预 (4) 开展智能化生产控制技术研发, 综合运用信息控制、通讯、多媒体等技术,开发有效的生产过程自动化控制及制造执行系统, 最大程度地提高生产效率, 降低人工成本./pp  4.2 锂离子动力电池的基础科学问题/pp  4.2.1 研究电极反应过程、反应动力学、界面调控等基础科学问题/pp  目前, 元素掺杂、包覆等方法被广泛应用于材料改性, 但究其原因往往“知其然不知其所以然”, 如LFP可以通过异价锂位掺杂显著提高电子导电性, 但其究竟是晶格掺杂还是通过表面渗透还存在争议. 另外,一般认为LFP较低的电子导电性和离子扩散特性是导致倍率特性不佳的主要原因, 但研究表明, 锂离子在电极/电解液界面的传输也是影响LFP倍率特性的重要因素. 通过改善界面的离子传输特性, 可以获得更好的倍率特性. 因此深入研究电极上的表面电化学反应的机理, 尤其是关于SEI膜的形成、性质以及电极与电解液的相互作用等, 可以明确材料的结构演化机制和性能改善策略, 为材料及电池性能的改善提供理论指导 [6] ./pp  4.2.2 发展电极表界面的原位表征方法/pp  锂离子电池电极材料的性能主要取决于其组成及结构. 通过原位表征技术系统研究材料的组成-结构-性能间构效关系对深入了解电极材料的反应机理,优化材料组成与结构以提高其性能及指导高性能新材料开发与应用均有十分重要意义 [105,106] . 例如, 原位Raman光谱可以通过晶格(如金属-氧配位结构)振动实时检测材料的结构变化, 为找寻材料结构劣化原因提供帮助 [107~109] . 同步辐射技术不仅可通过研究电极材料中原子周围化学环境, 获取电极材料中组成元素的氧化态、局域结构、近邻配位原子等信息, 还可原位获得电池充放电过程电极材料的结构演化、过渡金属离子氧化态以及局域结构变化等信息, 精确揭示电池反应机理 [110,111] 固体核磁共振谱(NMR)则可提供固态材料的局域结构信息, 得到离子扩散相关的动力学信息 [112,113] ./ppstrong  5 结论/strong/pp  锂离子动力电池是目前最具实用价值的动力电池, 近几年在产业化方面发展迅速, 有力地支撑了电动汽车产业的发展. 然而, 锂离子动力电池仍然存在许多有待解决的应用问题, 特别是续航能力、安全性、环境适应性和成本, 需要在动力电池基础材料、电池制造和系统技术全产业链上同时进行研究. 可以预期相关技术将在近年内取得长足进步并实现规模应用.随着电动汽车的快速发展, 锂离子动力电池将迎来爆发增长的黄金期./pp style="text-align: right "  strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  作者:刘波(厦门大学) 张鹏 赵金保/span/strong/pp  /ppbr//p
  • “百亿级”动力电池回收市场现状与前景
    p  /pp  新能源汽车的高速发展让全球电动汽车的保有量达到了一个新的里程碑,据相关数据显示,到2017年为止,全球电动汽车保有量(包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车)超过300万辆,相比2016年增长了57%。/pp  作为新能源汽车“心脏”的动力电池配套量自然也逐年增加,而目前市场上流通的新能源汽车的质保期多以5年或8万公里为标准。若照此标准计算,2009年至2012年推广的新能源汽车或行驶里程接近8万公里车辆的动力电池已经到了需要更换的标准。对此,业内人士估计,2018年累计废旧动力电池报废量将超17万吨,从中回收的镍、钴、锰等金属将为电池原材料市场创造超53亿元的价值。同时,动力电池退役数量每年将以几何级的数量增长,在巨大商机的背后也隐藏着一场新的环保隐患。/pp  在今年3月,工信部等七部委联合发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,办法中提到目前需探索形成动力电池回收利用创新的商业模式,并且支持国内企业结合各地区试点工作开展动力电池梯次利用示范工程。目前国内动力电池回收产业尚未成熟,电池回收量少、回收网络不健全、环保风险大等因素也成为了动力电池回收行业发展路上最大的阻碍。/pp  眼下,废旧动力电池回收利用一般分为两种形式:梯次利用和拆解利用。梯次利用主要针对电池容量降低使得电池无法使电动车正常运行,但是电池本身没有报废,仍可以在别的途径继续使用的电池。/pp  拆解利用则是将电池进行资源化处理,回收有利用价值的再生资源,如钴、锂等有价金属。通过对废弃动力电池进行拆解利用,将镍、钴、锂等有价金属进行提取进行循环再利用,能够在一定程度规避上游原材料稀缺和价格波动风险,降低电池生产成本。业内相关人士告诉笔者,动力电池电浆中的镍、钴、锂纯度相比起矿石和矿物盐中提取的原料纯度会高出许多,这也是动力电池拆解利用市场的获利根本原因。/pp  目前,国内新能源汽车多数搭载三元锂电池和磷酸铁锂电池,对于磷酸铁锂电池,由于不含有钴等贵重金属,回收拆解经济效益不高,但其循环性能较优,因此磷酸铁锂电池倾向适用于梯次利用。对于三元电池,因其含有钴贵金属元素,循环性能欠佳,因此三元电池倾向于拆解利用。相关数据显示,根据现有技术水准,金属钴回收率为95%,碳酸锂回收率85%,同时参考当前金属钴及碳酸锂价格走势,预计至2020年电池回收市场空间可达107亿元,至2024年可提升至245亿元。/pp  除了巨额利润之外,国家出台的一系列制度也正在逐渐引导动力电池回收行业形成其商业模式,第三方机构、材料企业和电池企业也不断将目光转向这杯“羹”。/pp  目前,第三方回收企业以格林美、湖南邦普、赣州豪鹏等企业为代表,依靠着其专业的回收技术、设备、资质和渠道等优势迈入了动力电池回收领域 锂电材料企业方面则以华友钴业、赣锋锂业和寒锐钴业等矿业巨头为代表,在近年先后斥巨资设立了各自的锂电池循环回收利用项目 动力电池企业方面由于动力电池回收责任制的设立,动力电池企业也渐渐成为电池回收商业模式的“主角”,如CATL巨资打造“电池生产-销售-回收”产业环、比亚迪与格林美合作构建“电池再造”的循环体系、国轩高科自建“动力电池回收利用试用流水线”等。/pp  可见,随着国家政策、产业链下游需求、上游原材料价格激增、动力电池回收市场高利润等因素的推动,国内未来几年必将形成一个多元化、激烈极其竞争的动力电池回收市场,各大企业或只有及时开发和制定出各自独有的商业模式,才能尝到这“百亿级市场”的甜头。/pp  /ppbr//p
  • Rollerpath系列动力滚筒剔除一体机全新上市
    梅特勒托利多设计的Rollerpath系列(动力滚筒剔除一体机)剔除设备,为食品、饮料、啤酒等行业量身定制,结构紧凑外形美观最大程度上减少设备对客户生产环境场地的要求,特别适合生产效率日益提高的食品、饮料等行业的应用。 Rollerpath剔除设备的研发来源于客户的强烈的需求。大箱装产品通常在传输和剔除过程中面临很多挑战,Rollerpath剔除最快可达每分钟60件,加上最大30公斤的剔除重量,为众多大称量的剔除带来了福音。同时可以根据生产线宽度以及产品大小,提供多种选择,Rollerpath剔除设备具有剔除准确,质量可靠,维护简单,产品可以与梅特勒托利多所有型号自动检重秤配合使用。 有关梅特勒-托利多产品检测部门梅特勒托利多是食品和制药行业金属检测、 X 射线检测以及自动检重、视觉检测解决方案的全球领先供应商。 有关Rollerpath(动力滚筒提出一体机)或者更多自动检重秤详细信息,请致电 4008-878-788或发送电子邮件至 ad@mt.com,与梅特勒托利多产品检测部门取得联系,我们将为您提供专业意见。 详细了解梅特勒托利多Rollerpath系列动力滚筒剔除一体机: http://cn.mt.com/cn/zh/home/supportive_content/news/CN_PI_Rollerpath_Food_2013.html 有关梅特勒托利多产品检测的更多信息,请访问:http://www.mt.com/pi
  • 第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议第一轮通知
    中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会 (第一轮通知)  The 3rd National Symposium on Thermal Analysis Kinetics and Thermokinetics of Chinese Chemical Society(3rd TAKT)& The 3rd National Symposium on Thermal Analysis of Jiangsu Province(3rd JTA)   受中国化学会的委托,由中国化学会化学热力学和热分析专业委员会和江苏省分析测试协会主办,江苏省分析测试协会热分析专业委员会、南京师范大学承办、河北师范大学协办的“中国化学会第三届全国热分析动力学学术会议(3rd TAKT)”将于2011年10月20-22日在江苏省南京市召开,会议期间同时召开“江苏省第三届热分析技术研讨会(3rd JTA)”。本次会议将就近两年来热分析、热分析动力学和热动力学在理论研究、新仪器设计与分析技术方面的进展以及在无机、有机、高分子、新材料、生物医药等各个领域中的应用进行学术研讨和交流。本次会议将邀请国内、外热分析、热分析动力学、热动力学研究领域内的著名专家领衔主讲,同时,会议期间还将展示一批国内外最新热分析仪器及相关产品,提供大量的最新技术、最新测试方法等资料。热忱邀请相关领域的科研、教学的科学工作者和研究生踊跃投稿、与会参加研讨交流。  一、会议组织委员会  主 席:陈国祥,韩布兴,尉志武  副主席:赵厚民,张建军,魏少华,张明明,胡卫东,王昉  秘书长:汤伟  二、会议学术委员会  主 任 委员:韩布兴 (中国科学院化学研究所)  副主任委员(以姓氏拼音为序):  陈启元(中南大学) 高胜利(西北大学) 刘义 (武汉大学)  沈伟国(华东理工大学) 孙立贤(中国科学院大连化学物理研究所)  王键吉(河南师范大学) 尉志武(清华大学)  委 员(以姓氏拼音为序):  安学勤(华东理工大学),白同春(苏州大学),陈健(清华大学),陈三平(西北大学),成一(南京理工大学),杜为红(中国人民大学),杜勇(中南大学粉末冶金国家重点实验室),  顾敏芬(南京师范大学),关伟(辽宁大学),李浩然(浙江大学),刘义(武汉大学),李小云(南京工业大学),李武(中国科学院青海盐湖所),刘洪来(华东理工大学),刘义(武汉大学),刘育(南开大学),陆昌伟(中科院上海硅酸盐研究所),卢雁(河南师范大学),孟祥光(四川大学),孙建平(苏州大学),谭卫红(南京林化所),檀亦兵(江南大学食品学院),王保怀(北京大学),汪存信(武汉大学),王昉(南京师范大学),吴昊(扬州大学),王金本(中科院化学研究所),王琦(浙江大学),王晓东(中科院大连化学物理研究所),王毅琳(中国科学院化学研究所),杨家振(辽宁大学),杨腊虎(中国药品生物制品检定所),郁清(南京大学),袁钻如(南京大学),张洪林(曲阜师范大学),张建军(河北师范大学),张建玲(中国科学院化学研究所),张堃(中山大学),朱立忠(南化集团研究院物化检测中心),张同来(北京理工大学),赵凤起(西安近代化学研究所),祝昱(中国药科大学)  三、大会主题:展现热分析动力学与热动力学以及热分析领域的主要研究成果。  四、会议交流形式:出版大会论文集、大会特邀报告、专题报告与讨论、墙报展讲。  五、征文内容:A. 热分析动力学理论与研究进展 热分析动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等 热分析动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用 B. 热动力学理论与研究进展 热动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等 热动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用 C.热分析与量热学领域内的研究工作。D.其他  六、论文要求: 1、应征论文应未在国内外公开发行的学术刊物上发表过。2、应征论文详细摘要将装订成集。论文摘要格式要求如下:以中文或英文提供论文摘要2页。中文摘要内容包括:题目(三号黑体居中)、作者(四号仿宋居中)、作者单位(五号宋体居中,含城市名称,邮政编码和E-mail地址并用逗号分开)、关键词(自版芯左起顶格)、摘要(五号宋体)及主要参考文献(自版芯左起顶格)。英文摘要使用Times New Roman字体,字号、格式同中文摘要。会议论文以A4版面编排,上下页边距2.5 cm,左右页边距3.0 cm。论文摘要需在右上角注明论文类别字母(按征文范围:A、B、C、D)。论文电子版请发至TAKT2011 @126.com信箱,论文征集截稿日期:2011年9月1日。  七、会议日期、地点:会议将于2011年10月20-22日在江苏省南京市召开(具体地址与日程将在以后的通知中发布)。  八、会议注册:650元/人(2011年8月30日前汇款),750元/人(现场注册)   学生:450元/人(2010年8月30日前汇款),550元/人(现场注册) 陪同:350元/人   论文审理费:60元/篇。  九、联系方式:  联系人:江苏省分析测试协会 汤伟(电话:025-85485940, 13912996398 传真:025-85404940)   南京师范大学 王昉(手机:13851614122)   河北师范大学 张建军(手机:15533995800)  Email:TAKT2011@126.com  中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析专业委员会  江苏省分析测试协会  南京师范大学  河北师范大学  二○一○年十一月八日  为了便于我们很好地组织此次会议,请抽空填写本会议回执。谢谢!  中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会议参会回执  我单位选派下列同志参加:单位名称 详细地址 联 系 人 手 机 电 话 传 真 姓 名性别职 务 手 机E-mail 参会总人数:( )人是否提交会议论文:是否拟做会议报告:提交会议论文总篇数:( )篇,拟做会议报告总数:( )个报告是否参加会后考察:参加( ) 不参加( ) 注:  *为了便于我们更好地组织此次会议,请抽空填写本会议回执并请于2011年1月15日前用电子邮件发到TAKT2011@126.com信箱,谢谢合作!
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