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油水界面张定仪

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油水界面张定仪相关的资讯

  • 合肥研究院疏水界面表面增强拉曼光谱三维热点研究获进展
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组研究员杨良保等人成功证实了滴于疏水界面的银溶胶在蒸发过程中能产生更多的三维热点,具有超高的表面增强拉曼散射效应。该研究成果对推动表面增强拉曼散射技术在实际检测中应用具有重要的意义。相关成果发表在英国皇家化学会Nanoscale 杂志上(Nanoscale,2015,7,6619-6626)。  近年来,SERS技术由于可以进行无损、高灵敏的指纹识别检测被广泛应用于各大基础研究领域。然而传统意义上SERS 基底的热点是以零维点状、一维线状或二维面状的空间分布构型存在的,这与SERS装置中的激光共焦量三维空间不匹配,如何解决这一矛盾以提高SERS检测的灵敏性仍然是一个很大的挑战。  针对以上问题,刘洪林等研究人员发现一滴纳米粒子溶胶随着溶剂的蒸发会形成一种独特的银纳米粒子三维结构。在这种三维结构中,粒子间距均一,且粒子间的作用以及平面上的静电吸附均会减弱,有助于产生大量的三维热点,增强SERS效应。研究人员还发现疏水界面上产生的三维热点比亲水界面拥有更高的灵敏性和更好的稳定性,并通过原位同步辐射小角X射线衍射(SR-SAXS)对这一不同检测结果的内在机理进行探索解释,有助于进一步推动表面增强拉曼散射技术成为一种实用的分析技术手段。  该研究工作得到了国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家重大科学研究计划纳米专项和国家自然科学基金等项目的支持。  文章链接界面三维热点形成原理图
  • 界面张力测定仪的行业应用
    首先,在石油化工行业中,界面张力测定仪发挥着至关重要的作用。石油化工企业需要了解油水界面的张力,以此来判断油藏的开采难度和原油的采收率。界面张力测定仪能够快速准确地测量油水界面的张力,为石油化工企业提供重要的数据支持。其次,在医药行业中,界面张力测定仪也有着广泛的应用。医药企业需要研究药物对生物体的作用机制,其中药物的溶解性和渗透性是关键因素。界面张力测定仪可以用来研究药物溶液的表面张力,从而帮助医药企业了解药物的渗透性和生物利用度,为新药的研发提供重要的技术支持。此外,在环保行业中,界面张力测定仪也扮演着重要的角色。环保企业需要监测水体的污染情况,包括油污和有机污水的处理。界面张力测定仪可以用来监测水体的表面张力,帮助环保企业了解水体的污染程度和扩散趋势,为污染治理提供重要的参考依据。最后,在食品行业中,界面张力测定仪也有着不可忽视的作用。食品企业需要了解食品的表面张力和润湿性等性质,以此来判断食品的质量和口感。界面张力测定仪可以用来快速准确地测量食品的表面张力,为食品企业提供重要的质量检测手段。综上所述,界面张力测定仪在各个行业中都有着广泛的应用价值。通过了解界面张力测定仪的应用,我们可以更好地认识到其在各个行业中的重要作用,并为未来的科技创新和发展提供重要的参考依据。
  • 上海交大:通过3D打印实现刚柔复合超疏水界面的制备
    近日,上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组提出了刚柔微结构复合的超疏水界面设计思想,解决了冲击定位要求苛刻的难题,相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。瑞士苏黎世联邦理工学院Andrew J. deMello教授课题组和英国帝国理工学院Daniele Dini教授课题组为合作单位。该成果以“Flexibility-Patterned Liquid-Repelling Surfaces”为题作为封面论文发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c05243。刚柔复合界面设计与制备(杆径10μm的柔性网格结构及刚性支柱)面向低温冲击液滴的超疏水界面需要递进满足两个条件:1)基于微纳几何结构和低能化学修饰的抗刺穿性以反弹冲击液滴;2)极短的固液接触时间以避免液滴在界面成核结冰。现有的相关界面设计工作遵循刚性和柔性两类策略,可有效缩短固液接触时间,但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队借鉴蹦床公园,提出了刚柔微结构相结合的超疏水界面设计,通过融合刚性和柔性设计策略,期望消除界面润湿性能对固液冲击定位的依赖。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述刚柔复合界面设计的样机制备。液滴冲击行为 研究团队利用高速相机记录液滴在冲击不同界面以及界面内不同局部区域的动力学行为,证明可以利用刚柔复合界面设计来调整液滴冲击行为。固液接触时间液滴冲击实验进一步表明,当液滴冲击柔性界面区域时,将触发结构振动来缩短固液接触时间;而当液滴冲击刚性界面区域时,将触发液滴的非对称再分布来缩短固液接触时间。官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 上海交大:通过3D打印实现刚柔复合超疏水界面的制备
    近日,上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组提出了刚柔微结构复合的超疏水界面设计思想,解决了冲击定位要求苛刻的难题,相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。瑞士苏黎世联邦理工学院Andrew J. deMello教授课题组和英国帝国理工学院Daniele Dini教授课题组为合作单位。该成果以“Flexibility-Patterned Liquid-Repelling Surfaces”为题作为封面论文发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。刚柔复合界面设计与制备(杆径10μm的柔性网格结构及刚性支柱)面向低温冲击液滴的超疏水界面需要递进满足两个条件:1)基于微纳几何结构和低能化学修饰的抗刺穿性以反弹冲击液滴;2)极短的固液接触时间以避免液滴在界面成核结冰。现有的相关界面设计工作遵循刚性和柔性两类策略,可有效缩短固液接触时间,但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队借鉴蹦床公园,提出了刚柔微结构相结合的超疏水界面设计,通过融合刚性和柔性设计策略,期望消除界面润湿性能对固液冲击定位的依赖。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述刚柔复合界面设计的样机制备。液滴冲击行为 研究团队利用高速相机记录液滴在冲击不同界面以及界面内不同局部区域的动力学行为,证明可以利用刚柔复合界面设计来调整液滴冲击行为。固液接触时间液滴冲击实验进一步表明,当液滴冲击柔性界面区域时,将触发结构振动来缩短固液接触时间;而当液滴冲击刚性界面区域时,将触发液滴的非对称再分布来缩短固液接触时间。官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 上海交大:通过3D打印实现刚柔复合超疏水界面的制备
    近日,上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组提出了刚柔微结构复合的超疏水界面设计思想,解决了冲击定位要求苛刻的难题,相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。瑞士苏黎世联邦理工学院Andrew J. deMello教授课题组和英国帝国理工学院Daniele Dini教授课题组为合作单位。该成果以“Flexibility-Patterned Liquid-Repelling Surfaces”为题作为封面论文发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c05243。刚柔复合界面设计与制备(杆径10μm的柔性网格结构及刚性支柱)面向低温冲击液滴的超疏水界面需要递进满足两个条件:1)基于微纳几何结构和低能化学修饰的抗刺穿性以反弹冲击液滴;2)极短的固液接触时间以避免液滴在界面成核结冰。现有的相关界面设计工作遵循刚性和柔性两类策略,可有效缩短固液接触时间,但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队借鉴蹦床公园,提出了刚柔微结构相结合的超疏水界面设计,通过融合刚性和柔性设计策略,期望消除界面润湿性能对固液冲击定位的依赖。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述刚柔复合界面设计的样机制备。液滴冲击行为 研究团队利用高速相机记录液滴在冲击不同界面以及界面内不同局部区域的动力学行为,证明可以利用刚柔复合界面设计来调整液滴冲击行为。固液接触时间液滴冲击实验进一步表明,当液滴冲击柔性界面区域时,将触发结构振动来缩短固液接触时间;而当液滴冲击刚性界面区域时,将触发液滴的非对称再分布来缩短固液接触时间。
  • 上海交大《ACS Applied Materials & Interfaces》:通过3D打印实现刚柔复合超疏水界面的制备
    近日,上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组提出了刚柔微结构复合的超疏水界面设计思想,解决了冲击定位要求苛刻的难题,相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。瑞士苏黎世联邦理工学院Andrew J. deMello教授课题组和英国帝国理工学院Daniele Dini教授课题组为合作单位。该成果以“Flexibility-Patterned Liquid-Repelling Surfaces”为题作为封面论文发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c05243。刚柔复合界面设计与制备(杆径10μm的柔性网格结构及刚性支柱)面向低温冲击液滴的超疏水界面需要递进满足两个条件:1)基于微纳几何结构和低能化学修饰的抗刺穿性以反弹冲击液滴;2)极短的固液接触时间以避免液滴在界面成核结冰。现有的相关界面设计工作遵循刚性和柔性两类策略,可有效缩短固液接触时间,但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队借鉴蹦床公园,提出了刚柔微结构相结合的超疏水界面设计,通过融合刚性和柔性设计策略,期望消除界面润湿性能对固液冲击定位的依赖。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述刚柔复合界面设计的样机制备。液滴冲击行为 研究团队利用高速相机记录液滴在冲击不同界面以及界面内不同局部区域的动力学行为,证明可以利用刚柔复合界面设计来调整液滴冲击行为。固液接触时间液滴冲击实验进一步表明,当液滴冲击柔性界面区域时,将触发结构振动来缩短固液接触时间;而当液滴冲击刚性界面区域时,将触发液滴的非对称再分布来缩短固液接触时间。
  • 东方德菲--旋转滴方法研究界面扩张流变性质
    北京东方德菲仪器有限公司SVT20N视频旋转滴张力仪使用 &ldquo 旋转滴方法研究界面扩张流变性质&rdquo 的文章 在物理化学学报上发表 我公司代理的德国Dataphysics公司生产的SVT20N视频旋转滴张力仪是使用旋转滴方法研究界面扩张流变性质的仪器,相对于普遍应用的Langmuir槽法和悬挂滴方法,它增加了转速振荡的功能,可以更精确地测量超低界面张力体系的扩张流变性质。 中国科学院理化技术研究所利用我公司SVT20N视频旋转滴张力仪,采用旋转滴方法,研究2-丙基-4,5-二庚烷基苯磺酸钠(DHPBS)在癸烷-水界面上的扩张流变性质的文章在物理化学学报上发表。有关文章的信息如下: 旋转滴方法研究界面扩张流变性质 张磊1 宫清涛1 周朝辉1 王武宁2 张路1 赵濉1 余稼镛1 (1中国科学院理化技术研究所,北京 100080;2 北京东方德菲仪器有限公司,北京 100089) 摘要:采用旋转滴方法,对2-丙基-4,5-二庚烷基苯磺酸钠(DHPBS)在癸烷-水界面上的扩张流变性质进行了研究,较为详细地介绍了SVT20N视频旋转滴张力仪的装置和实验方法,考察了油滴注入体积、基础转速及振荡振幅等试验条件对扩张模量的影响。研究结果表明,旋转滴方法是一种研究扩张流变性质的新型手段,在涉及低界面张力现象的领域具有良好的应用前景. 关键词:旋转滴方法; 烷基苯磺酸盐; 界面扩张性质; 扩张模量 Study of Interfacial Dilational Properties by the Spinning Drop Technique ZHANG Lei1 GONG Qing-Tao1 ZHOU Zhao-Hui1 WANG Wu-Ning2 ZHANG Lu1 ZHAO Sui1 YU Jia-Yong1 (1 Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Science, Beijing 100080, p.R.China 2 Beijing Eastern-Dataphy Instruments Co.,Ltd.,Beijing 100089, p.R.China) Abstract: The dilational viscoelastic properties of 4,5-dihepty-2-propylbenzene sulfonate (DHPBS) at the decane/water interface were investigated with a spinning drop tensiometer. The instrument of the spinning drop tensiometer SVT20N and the corrrlative experimental method were discussed in detail. The influence of oil drop volume, rotational speed, and oscillating amplitude on the interfacial dilational modulus were expounded. Experimental results show that spinning drop analysis is a novel method for probing interfacial dilational properties and has good prospects for application in the measurement of low interfacial tension phenomena. Key word: Spinning drop analysis Sodium alkyl benzene sulfonate Interfacial dilational property Dilational modilus
  • 应用 | 检测方法对电气绝缘油界面张力的影响
    研究背景变压器油是变压器内部重要的绝缘材料,油品质量直接影响到变压器的电气性能和运行寿命。在运行中,变压器油在电气设备中因受湿度、光线、金属催化、水分及电场等因素的影响,会生成羧酸、醇等亲水极性物质在油-水界面的定向排列会改变界面上分子排列状况,从而降低界面张力。因此,界面张力是变压器油标准中的一项重要指标,能够反映新油在精炼时的纯净程度和在运行中油的氧化程度。实验仪器仪器:本文采用德国KRÜ SS力学法表界面张力仪K11测定界面张力。最新款表界面张力仪型号Tensíío。KRÜ SS 力学法表面张力仪Tensíío方法:不同产品标准所采用的界面张力检测方法不同,具体如表1和2所示。可以看出,各方法的测量原理相同,测定绝缘油的界面张力的方法大都采用的是圆环法,主要区别就是界面形成后即非平衡条件、接近平衡条件及平衡条件下测试的保持时间不同。表1 变压器油界面张力检测方法表2 不同界面张力检测方法试验条件对比结论与讨论由表3和图1可得,界面张力均随界面保持时间延长而降低。其中,新变压器油的酯类油比矿物油的界面张力低很多,这是由于酯类油的分子结构具有亲水性,使其界面张力相应减小。 表3 新油不同试验条件界面张力检测结果对比 图1 新油的界面张力随时间变化曲线表4和图2试验结果表明,老化后的矿物油和酯类油的界面张力也随界面保持时间延长而降低。与新油比,老化后变压器油的界面张力均比新油的界面张力低,尤其是矿物油D油的界面张力从新油46mN/m左右降至16mN/m左右。表3数据显示该样品抗老化、氧化性较差,因此容易生成醛、酮、羧酸等老化产品,而这些老化产物均为极性物质,在油水界面上做定向排列,从而使油品老化后油水间界面张力降低。E和F油为合成酯变压器油,虽然本身界面张力不高,但其氧化稳定性较好,老化前后界面张力变化不明显。表4 老化油不同试验条件界面张力检测结果对比 图2 老化油的界面张力随时间变化曲线对比图3和图4发现,老化油界面张力随着两相界面的保持时间呈较明显下降趋势,说明这一过程在老化变压器油中比在新变压器油中更为明显。图3 新矿油和老化矿油的界面张力随时间的变化曲线 图4 新酯类变压器油和老化酯类变压器油界面张力随时间变化的曲线IEC62961:2018方法介于ASTMD971方法和EN14210方法之间,在界面形成180s时测量界面张力更加符合实际,同时测量时间对测量结果影响较小。从图3和图4也可以看出,老化油的界面张力随时间变化较为明显,主要表现在界面张力曲线从30s到180s的变化斜率较大,而在界面形成的180s时测量界面张力数值与300s的测量数据很接近,可以提供一个较为真实的界面张力值,并且检测时间相对较短。新颁布的变压器油国际标准IEC60296:2020《电工流体电气设备用矿物绝缘油》,其界面张力检测规定采用ASTMD971-2020方法和IEC62961:2018两种方法,为了得到更有效的数据和满足实验室快速高效的日常检测工作,推荐采用IEC62961:2018方法为宜。结论界面张力是反映变压器油精制过程中洁净程度的指标,并与油品的老化程度密切相关。国内外检测变压器油界面张力方法的主要区别在于界面形成后的保持时间不同。实验室通过采用圆环法考察测量时间对界面张力值的影响,结果表明老化油的界面张力受时间影响较为明显,同时也说明变压器油的界面张力与油的劣化程度密切相关。通过考察不同方法测量时间对测量结果的影响,推荐采用IEC62961:2018方法对变压器油进行界面张力的检测,该方法既能减小因测试时间不同而引起的误差,又能快速进行检测。参考文献[1]张绮,张昱,周东等.不同检测方法对电气绝缘油界面张力的影响[J].润滑油,2024,39(01):43-47.DOI:10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2024.01.009.
  • 中国农科院油料所邓乾春研究员团队顶刊综述:纯油体系缔合胶体中抗氧化剂界面活性的研究进展
    2024年2月,中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员团队在国际Top期刊Advances in Colloid and Interface Science(Q1,IF: 15.6)发表题为“Recent advances in understanding the interfacial activity of antioxidants in association colloids in bulk oil”的综述论文。中国农业科学院油料作物研究所博士研究生王新天为第一作者,通讯作者为湖北大学健康科学与工程学院陈洪建特任副研究员和中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员。脂质氧化是导致油脂质量和安全性下降的主要原因。近几十年,对油脂氧化的关注已从简单的化学反应(链式反应)转变为同时考虑物理化学和结构方面,如分子的相对位置和相互作用,并突破了最初的极性悖论理论的一些局限性。此外,对非均相体系中的脂质氧化也有了新的认识,如抗氧化剂在乳液中的“cut-off”效应,描述界面氧化反应的伪相动力学模型的发展,胶束参与分子交换事件的能力。这些进展有助于对纯油和乳液体系中发生的复杂脂质氧化反应有更深入的了解。本文综述了近年来对纯油体系中脂质氧化的研究进展,重点介绍了界面和胶体现象在这些系统中的作用。强调了缔合胶体形成的因素,以及在脂质氧化的各个阶段中其组成和结构的变化。本文还重点介绍了在这些体系中影响抗氧化剂效果的因素,特别是它们在油水界面上分配的影响。对纯油体系氧化过程中发生的物理化学变化以及微量化合物对抗氧化剂功效的影响有进一步了解,为更有效的控制食品中脂质氧化提供新策略。 综述亮点 本文综述了两亲性抗氧化剂/表面活性剂引起的脂质氧化过程中胶体组成和结构的变化。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力可以加速或延迟氧化。非抗氧化表面活性剂引起的胶体结构变化可产生抗氧化作用。 综述结论 纯油体系中存在的缔合胶体可以作为有效的纳米反应器。人们普遍认为缔合胶体是脂质氧化的位点,但仍然很难预测这些胶体结构对脂质氧化的影响。通常,人们认为抗氧化剂位于氧化发生的位置是很重要的。然而,文献综述表明,界面抗氧化剂=良好抗氧化性能的假设过于简单。总的来说,界面抗氧化剂的存在似乎是非常重要的,但其他因素也很重要。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力尤为重要。这些相互作用可能加速或延迟脂质氧化。在油脂中加入两亲性抗氧化剂或表面活性剂会改变反胶束的数量、大小、结构和组成,这也会影响脂质氧化。在某些情况下,表面活性剂引起的结构变化可以产生抗氧化作用,即使表面活性剂分子本身不表现出传统的抗氧化活性。从一个角度来看,表面活性剂可以通过增加反胶束的数量和体积来增加抗氧化剂对活性氧化位点的可用性,从而被视为新一代抗氧化剂。仍然需要更多的研究来更好地理解结构组织的复杂变化和参与脂质氧化反应的不同分子的相互作用。该领域的主要挑战之一是确定合适的分析方法来跟踪脂质氧化过程中发生的成分和结构变化。使用小角x射线散射(SAXS)和光散射方法可以获得油脂中反胶束和其他缔合胶体的大小和结构变化。油水界面的变化可以通过界面张力、石英晶体耗散微天平、核磁共振、分子对接等来研究。胶体体系的结构组织变化和分子交换事件可以通过液相透射电镜(LTEM)和流式细胞仪获得。使用荧光探针方法可以研究界面上抗氧化剂与反胶束之间的相互作用。然而,抗氧化剂究竟位于反胶束的栅栏层、疏水核还是外层,目前仍难以区分。仍然需要更复杂的分析仪器来监测抗氧化剂和其他两亲分子之间的界面相互作用。提高对脂质氧化的理解可能需要开发新的分析方法,包括可以测量系统内不同位置的成分和结构变化的方法。计算机模拟技术对于揭示在纯油体系氧化过程中发生的复杂分子事件以及抗氧化剂和表面活性剂的作用可能特别强大。提高我们对反胶束在脂质氧化中的复杂作用的认识应该有助于设计更有效的抗氧化技术。 图文赏析
  • 日化专题 | 如何科学表征日化中的表面和界面行为?
    研究背景日化中的很多现象都跟表界面的作用有关系,比如化妆品中的乳化、分散、增溶、发泡和清洁等等。KRÜ SS作为表面科学仪器的全球领导品牌,此次从以下几个方面为大家介绍日用化学品中的表面科学表征方法:典型应用1.清洁类产品的泡沫行为分析在日常使用洗面奶,洗发水时,我们通过揉搓等各种方式将洗面奶和空气充分接触而产生泡沫。在揉搓出丰富泡沫的过程中,很容易产生幸福感和仪式感,一整天的油腻都被洗掉了。KRÜ SS DFA100动态泡沫分析可以对泡沫的起泡性,泡沫稳定性和泡沫结构进行科学的表征。选择了市售的几个洗面奶进行了测试,通过DFA100的搅拌模块,可以非常清晰的筛选出起泡性较好和泡沫丰富的产品。如上图所示,横坐标是时间,纵坐标是泡沫高度,从图上可以清晰地看到有的产品起泡性速度很快,且短时间内起泡高度就可以达到最大。一般来讲,样品起泡性越强,产生的泡沫越多,其泡沫高度也越高;反之,起泡性差的样品,其泡沫高度也相对较低。从泡沫高度上的衰减也能分析泡沫稳定性,泡沫高度降低越快,泡沫越不稳定。由于此次样品测试时间较短,泡沫比较稳定,没有观察到泡沫高度的衰减,故而不做泡沫稳定性的对比。挑了其中2个样品,对比泡沫的结构和尺寸大小,从而分析泡沫的细腻程度。从图中可以看到,2号样品刚开始产生泡沫后,就比较细腻,泡沫尺寸比较小。随着时间的变化,泡沫大小一直比较稳定,不发生特别大的增加。而1号样品产生了较大的泡沫,随时间延长, 泡泡大小急剧增加。2.通过接触角表征彩妆类产品的防水抗汗性能消费者使用底妆的痛点主要有卡粉、脱妆和浮粉,而通过水,人工汗液和人工皮脂在彩妆上的接触角,可以评估抗汗和抗皮脂性能。接触角是气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ。通过接触角的大小,可以判断固体和液体的润湿性能。如果粉底液和汗液,皮脂,水等的接触角越大,说明产品的防水抗汗性能越好。 选择市售的几款口红,通过接触角评价产品的防水,抗汗性能。将口红涂抹在手臂内侧,干燥后测试接触角。通过接触角可以明显区别不同产品的防水,抗汗,抗皮脂的差异,1号样品性能更加优越,防水抗汗都优于其他产品。彩妆中除了口红,也可以通过接触角分析底妆产品中原料和基底的润湿性。大多数化妆品都含有粉末和颜料,以着色、保护皮肤或协助清洁。以表面活性剂形式存在的分散剂确保粉末的精细分布和混合物的稳定。粉末和液体的接触角可以帮助判断润湿和分散行为。3.护肤品的乳化行为分析:常见的护肤类化妆品是水包油或者油包水的乳液或者膏霜。水油原本不相容,通过添加表面活性剂,可以吸附于液液界面,降低体系的热力学不稳定性。表面张力仪可以精准的分析油水两相的界面张力,判断乳化效果;表面张力仪还可以测试表面活性剂的临界胶束浓度,判断表面活性剂的添加量。分析表面活性剂的动态表面张力行为,监控喷雾雾化效果等;除此之外,KRUSS的各类产品还可以分析头发的接触角。正常头发具有疏水性,受损后头发油脂层被破坏或部分缺损,接触角变小其亲水性越强。该方法广泛用于头发受损及修复后的情况。 KRÜ SS的表界面分析仪器可以帮助您从原料到成品,从生产到研发,多维度解决您的难题!
  • 原位拉曼研究揭示纳米材料界面新奥秘
    p  拉曼散射谱是一种具有高能量分辨率的指纹谱,特别是引入具有表面等离子体共振(SPR)特性的贵金属纳米结构形成表面增强拉曼散射(SERS)体系后,其灵敏度可提高到准单分子水平,在界面行为和过程研究方面大有可为。中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘景富研究组利用纳米银的SERS活性,原位研究了影响纳米材料界面效应和环境行为的若干关键过程,并取得新进展。/pp  研究组刘睿等利用SERS的高能量分辨率,结合X射线吸收谱,提出并实现了通过Ag单原子层精细调控壳层金属原子与基底金属间的结合强度,从而在单原子层尺度调控壳层原子构象的新思路。他们在超细Au纳米线表面可控地构筑了高分散Pd原子和Pd团簇,并借助拉曼探针分子2,6-二甲基苯异腈分子对结合金属原子的指认和定量统计能力,发展了原位定性表征和定量测定不同构象Pd原子的新方法。利用该方法,揭示了催化硝基酚反应活性与单分散Pd原子以及电催化氧化乙醇反应活性与团簇态Pd的直接关系,从实验上明确了这两类反应的活性中心。该研究不但提供了一类可用于探测特定催化反应活性中心的模型催化剂,更重要的是揭示了精细界面调控在催化剂设计中的重要地位,以及SERS在此类研究中的独特作用。该研究受到审稿人的高度评价,认为其解决了非常重要且技术上非常具有挑战性的难题,论文发表在材料科学期刊《先进材料》(Advanced Materials,DOI: 10.1002/adma.201604571)上。/pp  研究组也借助SERS指纹谱对反应过程中多中间体的同时识别能力,建立了利用SERS原位追踪SPR生成热电子归趋的新方法。利用该方法,研究了光照下Ag基共振催化剂生成的热电子的分配-归趋行为,发现Ag针孔是决定热电子是否能有效传递给活性中心(例如Pd原子)用于催化反应的关键。此项研究为共振催化剂的设计提供了新的视角,并对Ag-Ag基半导体共振光催化剂的稳定性给出了新的解释,同时对阐明纳米银的环境稳定性也具有一定的意义。相关论文发表在Small, 2016, 12, 6378–6387。Wiley旗下“Materials views中国”以《雁过留影——基于SERS原位监控催化反应的热电子归趋追踪方法》为题详细介绍了该工作。/pp  研究组还利用SERS技术,高灵敏、原位追踪了痕量纳米银在水?气界面的迁移过程,揭示了纳米材料的水界面微层富集现象,发现纳米银进入环境水体后迅速向水?气界面迁移,形成厚度数十微米、纳米银含量高于下层水体15-30倍的富纳米银表面微层。研究结果以封面文章发表于ACS旗下环境科学期刊《环境科学与技术快报》(Environmental Science & Technology Letters,2016, 3, 381–385)。/pp  研究得到国家重大研发计划、国家自然科学基金委和中科院先导专项的资助。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="W020161213467523550467.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/8d370a3d-81f6-496c-8bbe-466d50151d3d.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  SERS技术揭示了Ag单原子层对壳层金属与基底金属原子间界面作用的调控/ppbr//p
  • 哈希 3700 电导率分析仪在油水分离工艺中液位判断的应用
    背景介绍随着工业的迅猛发展和环保意识的加强,油水分离技术更受到人们的重视。目前已知的油水分离方法主要有重力式分离、离心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等,各种分离方法比较结果见下表1:表1 各种油水分离方法的比较由于油、气、水的相对密度不同,组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下,当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组分处于层流状态时,较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降。重力沉降油水分离法具有成本低性价比高的特点,可以达到一进二出的效果,进入的是含油过程水。上出分离的油下出洁净的水。重力式沉降分离设备常用于工业生产过程中。及时回收到所需要的组分有利于提高生产效率,降低生产成本。应用情况某饲料添加剂、食品添加剂及医药原料中间体生产的工厂会大量用到正己烷,正己烷是一种几乎不溶于水的无色液体,易溶于氯仿、乙醚、乙醇。常用于目标有机物的提取。根据正己烷的性质设计了使用重力沉降法将正己烷与含盐水分离出开来的装置。通过监测正己烷与含盐水分离界面的液位,通过水相液位触发排水管路排放阀择时排出体系中沉降下来的水组分,并保留目标组分正己烷。现场主要仪器: 3700电磁式电导率传感器,Si792防爆控制器如下图1所示:图1 Si792防爆型变送器和3700E探头测量方法3700E系列封装型无电极电导率传感器在溶液的闭合环路中感应产生电流,然后通过测量电流的大小来进行溶液的电导率的测定。电导率传感器驱动线圈A,在溶液中感应产生交流电流 线圈B检测感应电流的大小,该电流与溶液的电导率成正比。电导率传感器处理这个信号并显示相应的读数。图2 油水分离装置示意图正己烷与水分离器竖管上部和下部各有一个3700电磁式电导率传感器,相当于液位限定限位装置。水的密度比正己烷的密度大且不互溶,会在正己烷中以不连续液滴的形式缓慢下落到分离器下部的收集装置中。当收集装置装满了以后,水会没过竖管上部的3700探头,水中电荷穿过3700线圈时会在线圈中产生感应电流,电流达到阈值后变送器通过阈值报警功能给工控系统发出信号,并会触发储水管底部的电磁阀开关,打开流路排出收集装置中的水,此时水位会持续下降。直到分离器下部的 3700探头被非极性的正己烷介质浸没时,探头中不再有电荷穿过,不再产生感应电流,证明分离出的水已经排空,变送器给工控系统发出信号,触发排水阀关闭,储水管继续收集落下的水滴,如此往复以完成工艺过程控制。总结3700电磁式电导率传感器具有坚固的、无污染设计,极化、油污和污染等问题都不会影响无电极电导率传感器的性能。传感器具有自动温度补偿,可应用于电导率高达2000mS/cm,温度范围在0~200°C之间的溶液。具有多种安装模式可供选择,包括卫生型安装,接液部分的材料有聚丙烯、PVDF、PEEK或PFA Teflon等可供选择。此探头维护量低,探头对被测样品无污染,反应灵敏,和控制器的配置结构简单易维护,能免去大型油水分离装置的配置,节约运营成本。
  • 动态可逆粘附的高分子复合材料助力长期稳定的跨界面热传导
    四川大学傅强教授和吴凯副研究员报道了一种基于聚合物分子结构和填料表面设计的新型软物质热界面材料。研究团队通过力化学作用将液态金属(LM)包裹在球形氧化铝(Al2O3)表面形成核壳结构的填料,并将其嵌入具有动态粘附性的弹性体(PUPDM)中制备了三元复合材料。巧妙的PUPDM分子设计使得材料与各种热源/冷槽之间形成动态可逆的氢键相互作用,实现了零压状态下的低接触热阻和耐多次热循环的长期稳定性。而液态金属改性填料不仅可以作为导热桥梁,同时有利于聚合物链段在室温下的松弛,平衡了传统功能复合材料中导热性能与表面黏附可逆性的矛盾。这种在导热界面材料上构筑动态可逆键的概念在新型热管理材料和技术领域有广阔的应用前景。相关成果以“A Thermal Conductive Interface Material with Tremendous and Reversible Surface Adhesion Promises Durable Cross-Interface Heat Conduction”为题发表于《Materials Horizons》期刊(Mater. Horiz., 2022, DOI: 10.1039/D2MH00276K)。图1 具有可逆粘附能力的高导热/电绝缘/柔性软材料的分子设计和复合结构示意图随着现代电子设备朝着高度集成化和小型化发展,器件内部指数式增长的热严重影响到电子设备的工作性能、可靠性和使用寿命。因此,导热材料和先进的热管理技术引起广泛的关注。典型的热界面材料已经被大量应用去促进电子设备内部的界面热传导,并且评价其热管理效率的有两个重要的指标:材料本身的热导率和材料与接触基板的接触热阻。近年来,大量的研究人员致力于开发高导热的材料,然而随着电子设备尺寸的日益减小,解决接触热阻的问题变得同样重要。现有的一些降低接触热阻的方法有制备具备触变性和顺应性的材料或者施加外界应用压力。这些方法的目的都是增加接触界面的实际接触面积去实现更好的界面几何匹配。一些微纳尺度界面热传导的研究也表明界面相互作用有助于提高界面热导率,但在宏观热界面领域还缺乏系统的研究。更值得关注的是,由于热界面材料与接触基板的热膨胀系数不匹配,因此在经历长期热循环后,界面几何失配或者界面脱粘仍然会发生,阻碍着热管理的长期稳定性。图2 复合材料的导热和可逆粘附能力展示 为了解决上述问题,本工作采用的策略主要分为三个步骤:1)制备出具有可逆黏附能力的柔性弹性基体,提高热界面材料与基板的相互作用,并通过动态界面热管理实现跨界面热传导的长期稳定性。2)加工得到具有优异导热性能并且不影响柔性基体动态键的可逆性和活动性的导热填料。3)复合加工得到所需复合材料。基于独特结构的LM/Al2O3二元核壳填料结构设计, 结合具有动态可逆粘附弹性基体的合成,该工作中得到的复合材料完美地平衡了导热、柔性和粘附力的可逆性之间的矛盾。随着LM/Al2O3二元填料的加入,聚合物复合材料表现出出色的热导率(6.23 Wm-1K-1),允许材料内部的各向同性的热传导。同时,受益于二元填料的独特结构,绝缘的LM/Al2O3能有效地隔绝液态金属之间的电渗透网络,保证了复合材料的电绝缘性。此外,由于合成的PUPDM基体展现出超高的适用于多种基板的可逆粘附力(4.48 MPa, Al板,80℃),以及LM在基体和刚性填料的界面处为聚合物分子链链段的运动提供更多的自由度,有利于动态氢键的可逆解离与缔合,因此所得到的PUPDM/LM/Al2O3复合材料同样表现出出色的可逆黏附力(1.50 MPa, Al板,80℃),可以承担起一个10.66 kg的水桶。图3 PUPDM/LM/Al2O3复合材料的界面热管理展示 复合材料与基板之间出色的氢键结合作用实现了零压状态下的低接触热阻(18.28 mm2K W-1)。此外,这种动态可逆的氢键作用保证接触界面拥有良好的长期稳定性,即使复合材料与铝板的热膨胀系数不匹配,但是经过7500次热循环,接触热阻仍然没有明显上升。这种在高导热热界面材料上构筑动态可逆的界面相互作用的概念在微电子冷却技术、热电装置、大功率可穿戴设备等先进电子设备中具有广阔的应用前景。
  • 基于树蛙脚掌的多级微纳界面功能化专题,专访北京航空航天大学陈华伟教授课题组
    北京航空航天大学陈华伟教授课题组近期在《Advanced Science》发布最新研究成果“Micro–Nano Hierarchical Structure EnhancedStrong Wet Friction Surface Inspired by Tree Frogs”,其研究工作中涉及的高精密微尺度3D打印技术由深圳摩方材料科技有限公司提供,因此摩方公司就这一创新型成果进行更进一步的访谈,访谈对象为北京航空航天大学陈华伟教授,内容如下:Q1、请问你们课题组主要在做哪方面的科研工作?对高精密3D打印的需求有哪些?陈华伟教授:我们实验室来自北京航空航天大学机械工程及自动化学院,长期从事微纳表界面科学、医工交叉等方面的研究工作。随着现阶段微纳技术和生物科学的快速推进,对功能表面的制备提出了更高的要求,包括材质的多样化、多材质的复合加工、微纳结构的高精度化、多级复杂结构,以及大面积快速制备成型等。3D打印技术作为一种高精度结构成型技术,相比于半导体微纳制备工艺在材料多样性和复杂结构制备上有着更多的选择。AQ2、能概述一下近期发布在《AdvancedScience》的仿生相关研究所取得的突破和进展吗?(开发过程、应用情况、行业影响等)陈华伟教授:长久以来,树蛙脚掌的强湿摩擦特性获得了大量研究者的关注。与壁虎脚掌通过刚毛的范德华力产生粘附摩擦相比,树蛙脚掌受到环境液体或自分泌粘液影响而无法形成范德华力,揭示其界面的强湿粘附机制,对探索微纳流体和界面固-液微纳耦合作用有着重大意义,也为精准医疗器械和可穿戴传感等新兴领域的界面接触研究提供了基础。树蛙常见的湿摩擦解释为,其脚掌在外压力作用下,通过表面沟槽挤排出界面液体,提高固-固接触,增大摩擦,与车轮表面的纹路作用类似,但该原理与树蛙脚掌无外力作用下的强摩擦相矛盾。另一种解释是树蛙脚掌分泌出粘性粘液,能够将脚掌和基底粘合在一起,但通过测量脚掌粘液的粘度,发现其与纯水几乎无差异。树蛙脚掌强湿摩擦之所以难以得到合理的解释,主要原因在于粘液膜处于固-固界面之间,难以直接被观察表征,其尺度又处于微纳米级别,进一步加剧了表征难度。本实验室与清华大学雒院士团队合作,通过薄膜干涉原理,建立了界面纳米液膜原位表征方法,通过实时动态观测薄膜干涉条纹运动,观察到了纳米尺度的界面液膜变化和液膜毛细力对棱柱的变形作用。经过估算,在棱柱和液膜间的固-液相互作用下,棱柱界面可以产生低于200 nm厚度的液膜,可形成7倍大气压吸附力使棱柱紧紧贴合基底表面。这就可说明树蛙脚垫即使在没有外压力作用下,仍能够产生极强湿摩擦。进一步在江雷院士的指导下,揭示了微纳特征结构对界面液膜的调控规律,建立了纳米液膜增强机制。张力文博士为本文第一作者。本研究通过揭示树蛙脚掌利用其微纳多级结构形成的独特界面液膜调控作用,发展出液膜自碎化增效和凹坑自吸附增强效应,通过在界面间形成的纳米液膜的强毛细吸附作用,达到了无外压力下产生强湿边界摩擦的效果。为湿粘附增强提供了一种新的方案,为实现精准医疗、可穿戴传感等领域的接触增强提供了新思路和新方法。AQ3、请问,在该研究过程中,深圳摩方公司的高精密微尺度3D打印技术发挥了什么样的作用?其带来的效果或影响如何?陈华伟教授:传统三维加工工艺,如SU-8光刻或者半导体硅工艺等,适合加工投影类的三维结构,进一步复杂的三维结构也必须限制于能够通过多次投影形状复合,而对球、梯台等非投影类三维结构,则难以通过以上方式制备,限制了微纳理论的推进和仿生科学的研究。3D打印作为一种Bottom-up的制造工艺,不受结构本身形状特征限制,能够有效的解决球、梯台等非投影类三维结构的制备问题。本项研究为了验证粗糙对界面液膜影响,需要将粗糙基底表面放大、简化成微米尺度的密排凸包阵列,3D打印制备方法为此提供了一种有效快速的解决途径。相比于普通3D打印的低精度,BMF提供了2 μm精度的3D打印技术,能够为本实验提供更小尺度、更高精度的实验样品,从而更准确的验证了研究理论的正确性。A论文信息:Micro–Nano Hierarchical Structure Enhanced Strong WetFriction SurfaceInspired by Tree FrogsLiwen Zhang, Huawei Chen*,Yurun Guo, Yan Wang, Yonggang Jiang, Deyuan Zhang, Liran Ma,Jianbin Luo, LeiJiang论文链接:http://dx.doi.org/10.1002/advs.202001125北京航空航天大学陈华伟教授课题组课题组来自北京航空航天大学机械工程及自动化学院,长期从事微纳表界面科学、医工交叉等方面的研究工作,师法自然,从自然中汲取创新灵感,在揭示生/机界面效应规律中首次发现了超湿滑、强湿摩擦及微纳界面流体新现象与新机制,提出了生/机界面创新设计新方法,研制出仿生医疗器械及表面功能化制造设备,成功应用精准医疗器械防粘防滑,发表了国内机械工程学科首篇 Nature;在植/介入、可穿戴传感技术领域,提出了微纳结构仿生增效设计方法,研制出基于微结构信号增强的柔性生物信号传感器。实验室承担30余项科研项目,包括国家自然科学基金重大、重点项目、国家重点研发计划等,获得国家自然科学基金杰出青年基金、“万人计划”创新领军人才和日本 JSPS学者支持。发表研究论文 80 余篇,其中近五年发表 SCI 论文 30 篇包括Nature、Nature Materials、Advanced Materials 等,获批专利 20 项,合著专著 4 部。深圳摩方材料科技有限公司(BMF Material Technology Inc.)专注于高精密微尺度3D打印领域,是全球微尺度3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。目前,摩方拥有全球领先的超高打印精度(2μm/10μm/25μm),高精密的加工公差控制能力(±10μm/ ±25μm/±50μm),配置韧性树脂、硬性树脂、耐高温树脂、生物树脂等打印材料,提供制造复杂三维微纳结构技术解决方案,同时,可结合不同材料和工艺,实现终端产品高效、低成本批量化生产及销售。
  • 湖大王兆龙课题组:基于3D打印可降解水凝胶的快速可编辑人机界面
    水凝胶凭借着可拉伸的三维高分子网络结构以及可供离子传输的水性环境在可穿戴器件、瞬态电子和人机交互等领域具有广泛的应用。然而,伴随着柔性电子领域的快速发展,如何解决大量的柔性电子产品废弃物成为了挑战之一。受此启发,湖南大学王兆龙副教授、段辉高教授与上海交通大学郑平院士、南方科技大学葛锜教授、航天五院杨东升研究员合作,在《Materials Today Physics》期刊上发表了题为“Ultra-fast programmable human-machine interface enabled by 3D printed degradable conductive hydrogel”的文章。该文章利用面投影光刻技术(nanoArch P140,摩方精密)制备了高精度高拉伸可导电水凝胶样品及可编辑线路。在特定环境下,体系能被完全降解,实现柔性电子的环保无残留。图1 基于面投影微立体光刻3D打印技术的水凝胶。(a)面投影光刻技术原理图。(b)水凝胶前体溶液组成。(c)前体溶液固化前后展示图。(d)H2O-H2O、H2O-PG、PG-PG 和 PAM-H2O-PG 的氢键相互作用的密度泛函理论分析(DFT)。(e)扫描电子显微镜(SEM)图像。(f)基于面投影光刻技术制备的高精度海星和雪花样品。具体的溶液制备和加工过程如图1a-b所示,先将光引发剂 (2, 4, 6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯(TPO-L)分散在1,2-丙二醇中,得到溶液A。同时,将氯化钾(KCl)、丙烯酰胺(AAm)和聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)加入去离子(DI)水中混合均匀得到溶液B。将溶液A、B混合均匀,超声处理得到水凝胶前体溶液(图 1c),在405nm紫外光的照射下能被完全固化。三维多孔网络的微观结构保证了高拉伸性能,图2a-c展示了不同成分含量下样品的拉伸性。研究人员通过单轴拉伸测试探究了不同成分含量对拉伸性能的影响。此外,还探究了电导率的影响因素(图2d-h),证明了基于高拉伸导电水凝胶器件的低温工作性能。图2 力学与电学性能的探究。(a)拉伸测试。不同含量(b) 丙烯酰胺,(c) 1,2-丙二醇的水凝胶样品的应力-应变曲线。不同含量(d)氯化钾,(e)丙烯酰胺和(f)1,2-丙二醇的水凝胶样品的电导率测试。(g)丙烯酰胺和去离子水质量比为3的水凝胶样品的差示扫描量热(DSC)曲线。(h)不同温度下的电导率。(i) 拉伸与导电性能的综合展示。水凝胶的可降解的性能由酰胺基和交联剂的共同水解实现,图3b展示了六边形水凝胶样品的降解过程(pH=13)。通过改变样品的形状、厚度或表面积,能够对其降解速度进行调控。除了几何参数,水凝胶前体溶液的成分含量、环境的pH值和温度都会影响降解速率。(图3c-g) 图3 降解性能探究。(a)碱性环境中的降解原理图。(b)六边形水凝胶样品在pH值为13的碱性溶液中的降解过程。不同含量(c)丙烯酰胺,(d)PEGDMA和(e)1,2-丙二醇的水凝胶样品的降解时间测试。(f)不同pH值下的降解时间。(g)不同温度下的降解时间。基于高拉伸可降解导电水凝胶的柔性电子具有优异的工作性能,研究人员将其应用在柔性传感及人机交互等应用中。如图4a-b所示,基于水凝胶的柔性传感器对于重复的机械运动具有准确灵敏的监测能力,具有广泛的传感范围,从而达成稳定传感的目的。研究人员主要对手指弯曲、不同频率的重复运动、吞咽、发音等动作进行了监测。研究结果如图4c-i所示。除此之外,研究人员还利用水凝胶器件的可降解性能对瞬态电子及可编辑人机界面应用的可行性进行了探究。图5a展示了通过降解和修复能够实现串并联电路的快速转换。人机界面由基于水凝胶电路的肌电采集系统组成(图5b),可稳定获取五个手指的肌电信号,开发的 EMG 收集系统能够对复杂的手势进行编码,实现人手控制机械手进行动作,如图5c-g展示,证明了基于3D打印可降解导电水凝胶在快速可编辑人机界面应用的可行性。值得一提的是,基于水凝胶的体系能被完全降解,为可编程和环保可穿戴设备提供了新思路。图4 基于水凝胶的柔性传感器监测性能。(a)不同应变下水凝胶应变传感器相对电阻变化曲线。(b)不同拉伸率下的灵敏度。(c) 手指弯曲,(d)手指不同频率连续弯曲,(e)肘部连续弯曲,(f)行走期间膝盖弯曲,(g)吞咽,(h)发声和(i)恒定压力下的传感曲线。 图5 可编辑电路及人机界面应用。(a)基于水凝胶电路的降解和修复。(b)采集系统工作原理示意图。(c)所开发的 EMG 采集系统捕获得到的五个手指 EMG 信号。(d)暴露于碱下的EMG 采集系统捕获得到的EMG 信号。(e)基于可降解水凝胶的可编程人机界面示意图。(f)采集得到的不同手势的信号。(g)快速可编辑人机界面工作展示。该项研究成果获得了广东省重点领域研究发展计划,湖南省自然科学基金,民用航空航天技术研究项目和中国空间技术研究院空间探索计划和钱学森实验室等实验及研究项目支持。
  • “油品界面智能检测仪”产品通过鉴定
    2023年4月7日,中国通用机械工业协会和中国仪器仪表行业协会联合在西安组织召开了“油品界面智能检测仪(YZCKJMY)”产品鉴定会,该产品由国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司和西安航天动力研究所联合自主研制。鉴定会由中国通用机械工业协会会长黄鹂主持。油品界面智能检测仪鉴定会会议现场中国机械工业联合会原总工程师隋永滨担任鉴定委员会专家组组长、原机械工业部仪表司副司长朱明凯担任副组长,专家组成员由来自南阳防爆电气公司、西北工业大学、国家管网北方管道公司、中石化石油工程设计公司、中科院西安光机所、国家管网东部原油储运等单位的共9位专家组成。鉴定委员会专家听取了研制单位的技术总结报告,审查了相关文件资料,现场查看了样机并见证了产品的部分性能测试试验。经质询讨论,专家委员会一致同意通过鉴定,研制的油品界面智能检测仪具有自主知识产权,性能指标达到国际同类产品先进水平,建议推广应用。油品界面智能检测仪产品实物油品界面智能检测仪为国内首台自主研发的油品界面智能检测仪,具有100%自主知识产权,已经在国家管网华南分公司、北方管道公司及国家管网华中公司等单位进行了近百台产品的配套,已经安装投用的产品经用户反馈,工作状态稳定,界面分辨明显,可完全替代进口产品,受到了广泛好评。
  • 布鲁克道尔顿推出新型傅立叶变换质谱仪
    布鲁克道尔顿开发出新型石油勘探用傅立叶变换质谱仪  挪威北海油田集团(North Sea oil)在2010年年初表示,已经开发出新的基于傅立叶变换质谱仪为基础的油田化学方法,以帮助石油勘探。 该方法是与布鲁克• 道尔顿公司共同研制的。  汉米森教授(Hemmingsen)说,他的团队从北海原油中抽提出酸性组分,利用布鲁克道尔顿公司的傅立叶变换质谱仪分析表明,90%是羧酸类化合物,分离出石油酸后,原油表面张力增大,油包水型乳化液的稳定性增强。加拿大油砂沥青形成的油包水乳液中,油浓度高的乳液表面富含S1、酸性O2和O2S1、碱性N1和N1S1杂原子类,含油浓度低的稳定乳液界面富集酸性O2、O4和O3S1杂原子类。  斯坦达弗教授(Standford)说,他的课题组利用布鲁克道尔顿公司的傅立叶变换质谱仪研究了9种不同地质来源的轻、中、重质原油,尽管各种原油杂原子组分布互不相同,但是具有相同API度的原油具有相近的O2和O4S1原子组相对丰度,重质油中O2高而O4S1较低,轻质油则相反。负离子检测到的含氮化合物丰度与乳液界面吸附性没有明显的相关性,而所有正离子检测到的含氮化合物富集在油水界面。由于杂原子化合物是影响油水界面性质的最主要因素,而ESI FT-ICR MS又是分析复杂基质中杂原子烃类化合物的重要手段,虽然目前尚无3次采油等领域的应用报道,但有理由相信该方法将为油田开发过程理论研究提供十分重要的技术支持。     石油开采和储运过程中容易出现因沥青沉积而使油管堵塞的现象,FT-ICR MS分析结果表明,压力降低时一些缩合度较低而分子极性较强的OxS1(x= 2~5)、O2、N1S1、N1S2及O4S2等化合物絮凝形成沥青,这些沥青与溶剂沉淀沥青质的组成存在较大差异 Schaub等[58]利用FT-ICR MS分析油砂沥青开采中换热器不同部位沉积物的组成,为结焦机理分析提供了重要的理论依据。     布鲁克道尔顿公司长期研发石油开采用高分辨质谱仪,最近推出了新一代soloriXTM FT-MS,该产品是采用了全新的设计,包括在离子传输系统的全新设计,相对以前的产品操作更简单 在灵敏度、分辨率及质量范围等方面都有革命性的提高。 还有该系统配备了布鲁克自主研发的超屏蔽冷冻磁体,用户再不用为添加液氮液氦所烦恼!  石油开采业中,人们要面对非常复杂的官能团和各种元素组成及化学结构的分析任务。石油业中,分析工作的重要任务是鉴定原油中是否含对生产设备有潜在危害的化合物。原油中碳氢化合物和其它成分的定性定量信息是精炼过程中分子水平的监测。  传统的液相色谱,毛细管电泳及其它分析技术难以分开这些化合物。分辨率超过300000的超高分辨率离子回旋共振质谱仪(FTICR)具有这样的能力。  布鲁克• 道尔顿公司为采油工业提供了全套的仪器  • 具ESI-, APCI- 和APPI-源的soloriXTM FT-MS质谱  • 数据分析软件(DataAnalysis)  FTICR是石油开采业的首选技术。FTICR类仪器面临的主要挑战是如何提高与分辨率相关的磁场强度。  性能-分辨率和质量准确度  分析原油的前题是在质谱中解析复杂混合物的能力。300000或更高的分辨率是解析石油样品所必须的。APEXultra无与伦比的质量精确度让其可以精确的确定分子式。  电离方式灵活多样  采用不同的电离技术如ESI、APCI、APPI,分别在正电和负电模式下测定,可以达到原油样品完整分类的目的。在APEXultra上,这些离子化技术能简洁快速的切换。  结果-数据处理  Smartformulatm软件可以自动给出每一个质谱峰的分子式,使数据分析简单化。用自定义的参数,可对特定一类化合物进行搜索。  例如Kendrick Mass Defects (KMD),同系物,Z-值, O/C-, N/C- 和O/N等分子参数可以同时调用。
  • 超快速表面处理,秒取高质量界面【GDS微课堂-7】
    上图是瑞士摄影师马丁-奥格里利 ( Martin Oeggerli ) 通过扫描电子显微镜SEM拍摄的花粉照片,是不是很炫酷?但并非所有样品通过SEM,都能得到上图中直观惊艳的照片,更多样品需要经过预处理后方可充分展示。GDS就是对样品进行预处理,将观测的界面更好展示出来的利器。通过氩气等离子体持续轰击样品表面、溅射出样品离子后再进行分析的方法,GDS可以轻松替SEM剥蚀样品,供SEM进行观测。那与其他可用的剥蚀方法相比,GDS在样品制备与表征上有哪些优势呢?让我们一起来看看。GDS通过控制溅射时间,能精确地获得不同深度和清晰度的界面,将任意深度的包埋层完美地展现出来,供SEM分析。上图是铜表面的元素深度剖析图。铜的表面覆盖一层硫脲,硫脲分子通过硫端吸附到铜表面,C-S键垂直于金属表面。这个吸附层在深度剖面上以窄峰的形式清晰地显示在铜基体上方,包括碳、氢、氮和硫。从右图我们还可以看到,峰的位置按照吸附在铜基体上的硫脲分子的方向顺序被分离和定位。在扫描电镜中,必须精确控制溅射深度,GDS这种在原子尺度深度的分辨率,使这种精细的分析得以实现。GDS使用的是能力很低(低于50eV)但电流密度很高(~100mA cm-2)的氩气等离子体。氩离子的高电流密度能确保高速溅射,溅射速率每分钟达到1-10μm,整个样品的处理时间短,包括溅射在内往往几秒至几分钟就能搞定,相比于以往费时费力的机械抛光、化学抛光、电化学抛光、超薄切片等制备方法,不知道快了多少倍。比如为了获得高质量的表面,通常会用胶态二氧化硅悬浮液对样品进行抛光,来去除受损的表面区域。但是这种方法的抛光率非常低(仅为每分钟几纳米),因此对于延伸几百纳米的区域来说,需要数小时甚至一天的时间。而通过GDS溅射,可以在几十秒内去除大多数材料的受损表面区域。另外,GDS还有一个特点就是它是靠氩离子去撞击样品,通过溅射方法移除样品表面的材料,是对样品粒子一层层的剥蚀。此外,由于差动溅射效应,GDS能够在不同材料的分界处产生清晰的界面,这对于观测样品的表面形貌非常重要。而传统的机械抛光,靠的是细小的抛光粉的磨削、滚压,在对样品表面磨削的过程中势必会将凸起的花纹也一并磨掉,只留下光秃秃的平滑面。Show一个简单的比较图,让大家更直观的感受一下:(a)是机械抛光获得的结果,(b)是GDS剥蚀3S后获得的结果(a)图中是机械抛光获得的结果,我们看到样品表面的纹理被磨掉了;(b)图是GDS剥蚀处理后的结果,样品表面的花纹和结构保存的很好,我们可以看到表面的精细结构。我们再来看一个例子:通过超薄切片处理过的镀锌钢的横截面(a)图是通过超薄切片技术制备的整个镀锌钢样品的SEM图像;(b)图是通过超薄切片技术制备的镀锌钢样品中,锌/钢界面的SEM图,可以看到表面有严重的刮痕;(c)图是对(b)进行GDS溅射10秒后,锌/钢界面的SEM图片,可以看到而GDS制备的样品消除了刮痕,完美保留了样品的形貌。GDS除了可以为扫描电镜制备样品外,还可以联合SEM全面表征样品。下面是同一个样品:AlCrN/TiN/AlCrN/TiN/Fe使用SEM和GDS分别测试的结果。SEM提供了样品横截面的结构:根据颜色的深浅,可以了解到样品包含4个镀层,图中详细标注了不同镀层的厚度;GDS则展示了样品中各元素从表面到铁基体,不同深度处的含量分布。两个结果有交叠的信息也有截然不同的信息,更加全面立体地展示了样品的结构信息和含量分布。往期回顾【GDS微课堂-1】随Dr.JY掀起GDS神秘面纱【GDS微课堂-2】七问七答,掌握GDS常用概念【GDS微课堂-3】GDS解密:如何打造钢铁侠的战衣盔甲?【GDS微课堂-4】锂电池研发的“秘密武器”【GDS微课堂-5】“钢铁侠”背后的清洁能源之梦【GDS微课堂-6】看GDS如何助力“灯厂”奥迪独领风骚? HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识,旗下的JobinYvon更有着200年的光学、光谱经验,HORIBA非常乐意与大家分享这些经验,为此特创立Optical School(光谱学院)。无论是刚接触光谱的学生,还是希望有所建树的研究者,都能在这里找到适合的资料及课程。 HORIBA希望通过这种分享方式,使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解,不断提高仪器使用水平,解决应用中的问题,进而提升科研水平,更好地探索未知世界。
  • 藉由以GDA和SnO2形成的分子桥接触的材料介面达成高效且稳定的太阳能电池
    █ 重点摘要最近,陕西师范大学向万春团队利用光焱科技公司的测试设备,开发出以甘蓝胺(GDA)埋入SnO2/钙钛矿界面上分子桥优化钙钛矿太阳电池。该研究结合先进的测试设备与材料开发策略,实现了电池转换效率从22.6%提升到24.7%,并显著改善了稳定性。1. 使用分子改性剂甘蓝胺(GDA)在SnO2/钙钛矿的埋底界面上构建分子桥,从而产生优异的界面接触。2. 通过GDA和SnO2之间的强烈相互作用实现的,明显调节能级。此外,GDA可以调节钙钛矿晶体的生长,产生晶粒尺寸增大且无针孔的钙钛矿薄膜,缺陷密度显着降低。3. 经过 GDA 修改的钙钛矿太阳电池表现出开路电压(接近1.2V)和填充因子的显着改善,从而使功率转换效率从 22.6% 提高到 24.7%。此外,GDA 器件在最大功率点和 85°C 热量下的稳定性均优于对照器件。█ 研究背景钙钛矿太阳能电池因具理论上可达25%的高转换效率,受到广泛关注,但钙钛矿材料易受温湿度影响降解,SnO2与钙钛矿界面难以实现有效电荷传输,使实际效率较预期低,制约了商业化进程。如何提升钙钛矿太阳电池转换效率和长期稳定性是当前研究热点。充分发挥精密量测设备的优势,开发高性能钙钛矿材料与界面工程技术,实现电池效率和稳定性的同步提升,是目前的研究方向。█ 研究成果陕西师范大学向万春团队设计开发出甘蓝胺(GDA)分子材料,优化SnO2与钙钛矿界面。X射线衍射分析表明,GDA调控钙钛矿晶粒生长,生成高质量钙钛矿薄膜,增加晶粒尺寸,降低缺陷密度。此外,GDA 可以调节钙钛矿的生长以形成高质量的薄膜,从而减少缺陷和相关的非辐射电荷复合。因此,经过GDA修饰的 PSC 表现出接近1.2 V的令人印象深刻的VOC和 24.70%的效率,高于对照器件的22.60%和离子类似物醋酸胍(GAAc)修饰的PSC的24.22%,同时迟滞现象减少最后,与对照和GAAc修改的器件相比,GDA 修改也大大提高了最大功率点 (MPP)跟踪和85 °C热量下的器件稳定性。该研究成果发表在《Angewandte Chemie International Edition》█ 研究方法采用设备本研究采用光焱科技AM1.5G太阳光模拟器(AAA class solar simulator)以及Si标准参考电池SRC2020(NREL-certified silicon cell ),量子效率量测设备 QE-R。█ 结果与讨论要点1:分子与SnO2和钙钛矿的桥接作用研究团队选择GDA作为钙钛矿界面改性剂的原因有两方面:其一,GDA具有高热稳定性和良好的溶解性,在界面形成和沉积过程中能够提供稳定的支撑。其二,GDA分子含有羧基和GA基团,可以与SnO2和钙钛矿形成强的配位作用,从而在两者之间建立桥梁,改善界面接触,有助于提高载流子传输效率和减少电荷复合。研究团队通过实验和密度泛函理论计算证明了GDA与SnO2之间的化学相互作用,主要源于GDA中的羧基与SnO2表面的欠配位Sn4+结合。傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量也支持了这一观点,显示出GDA分子与SnO2层之间的相互作用。要点2:GDA对SnO2层的改性研究团队使用顶视扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征了GDA对SnO2层形貌和粗糙度的影响。GDA修饰导致SnO2表面的纳米粒子层变得更加均匀和连续,粗糙度减小,有利于钙钛矿薄膜的均匀成核和结晶,从而提高界面电荷转移效率。通过紫外光电子能谱(UPS)测量,研究团队观察到经过GDA修饰的SnO2能级发生改变,费米能级上升,有利于界面电荷传输。这些结果进一步表明,GDA修饰影响了SnO2的能级结构,从而改善了PSC界面性能。要点3:下界面改性对钙钛矿层的影响研究团队研究了经过GDA改性和未经GDA改性的SnO2层上钙钛矿层的性能。通过SEM和XRD表征,研究团队发现GDA修饰有助于形成更平坦和致密的钙钛矿薄膜,提高了结晶度。这对于减少电荷缺陷和提高电荷传输效率非常重要。要点4:下界面改性对钙钛矿薄膜结晶的影响通过原位XRD测量,研究团队研究了GDA修饰对钙钛矿薄膜结晶过程的影响。结果显示,GDA改性影响了中间相的形成,导致晶格膨胀。此外,研究团队发现GDA修饰还影响了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸和结晶动力学,进一步改善了薄膜质量。要点5:器件性能与稳定性研究团队制备了经过GDA修饰和未经GDA修饰的PSC,并评估了它们的性能和稳定性。结果显示,经过GDA修饰的器件在光电转换效率(PCE)和稳定性方面都表现出优势。GDA改性有助于抑制非辐射电荷复合,提高载流子提取效率,并减少界面陷阱密度。这导致了更高的PCE和更好的稳定性。█ 结论该研究运用精密的光伏测试设备,开发出甘蓝胺分子材料修饰SnO2/钙钛矿界面,显著提升了钙钛矿太阳电池的转换效率和长期稳定性。研究证明先进测试设备的应用为材料开发提供了有力支撐,也为实现高效稳定钙钛矿太阳电池的低成本批量生产提出了新的设计思路。期待不同领域的产学研单位通力合作,加快高效钙钛矿太阳电池的实际应用进程。
  • 面向红外芯片的光谱与界面功能关系研究的多尺度表征系统项目启动
    2023年4月14日,国家重大科研仪器研制项目“面向红外芯片的光谱与界面功能关系研究的多尺度表征系统”启动会在上海技物所召开。咨询专家代表匡定波院士、祝世宁院士、龚新高院士、贾金锋院士,国家自然科学基金委员会数学物理学部常务副主任董国轩、中国科学院条件保障与财务局副局长曹凝、监理专家和上海市科委相关处室领导等出席启动会。上海技物所党委书记龚海梅、副所长陈建新、项目负责人陆卫等50余人参加 会议。   该项目由上海技物所牵头,联合中国科技大学和上海科技大学承担,旨在通过发展对界面态敏感的红外光谱与应用技术,为研究和理清复杂界面中具有光电作用功效的电子态如何决定高端红外芯片极限性能的核心问题提供先进方法和表征手段,具有显著的科学价值和应用前景。项目基于对红外芯片界面关系的深厚理解和实际应用需求,提出了“谱效”关系新思路,展示了技术方案的创新性。拟研制的装置包括4个核心子系统和2个辅助子系统。项目中的关键技术如红外调制光谱、红外成像光谱、纳米探针光电谱、界面电子态预测和数据驱动算法等已有研究积累,具有很好的实施基础。   会上成立了项目咨询专家组,并向受聘专家颁发了聘书。专家组和监理组认真听取了项目实施方案报告,并认为该项目研制目标明确,预期技术指标先进,整体设计路线清晰。针对核心科学问题以及研制过程中可能遇到的技术难点和其他困难,项目团队提出了合理的预案,有望为我国红外探测芯片技术基础研究领域发展做出贡献。   董国轩在讲话中要求项目牵头单位和项目组加强组织管理,确保项目按期高质量实现目标。项目推荐部门和地方科技主管部门分别表示将积极支持项目承担单位和项目团队开展相关科技攻关工作。
  • 东方德菲演示实验室新成员TRACKER界面流变仪,欢迎前来参观咨询!
    为方便客户进一步了解和熟悉我司东方德菲公司的产品,我司特建立了东方德菲演示实验室,直接为感兴趣的客户提供产品介绍、仪器演示、技术培训、免费样品测试等服务。继LAUDA Scientific品牌的视频光学接触角张力测量仪、光学粘滞力测量仪、光学粉末接触角测量仪、光学超润湿测量仪、界面扩张流变仪、便携式/手持式接触角测量仪等演示设备之后,近日,东方德菲演示实验室又迎来了新成员---法国泰克利斯/TECLIS品牌的TRACKER界面流变仪。 法国泰克利斯(TECLIS)公司生产的TRACKER界面流变仪专为测量表面界面流变特性而设计,能够轻松、精确地表征两种不相溶液体之间的界面特性,为测量与应用提供有价值的数据。 — 表征多数应用的表界面特性 — 界面流变、表面界面张力和接触角测量 — 上升或下悬滴状态 — 实时数据计算 — 智能模块化设计,可选重相转换模块、滴相转化模块、自动测量临界胶束浓度(CMC)模块等等。 — 实验温度高达200℃ — 实验压力高达700bar TECLIS界面流变仪通过对液体或气泡的轮廓进行数值分析来确定两种不相溶液体之间的动态表界面张力。TRACKER软件通过在特定的频率和振幅下控制液滴体积或面积的变化,来研究界面流变特性。 — 粘弹模量: 弹性模量 & 粘性模量 — 表面张力(液体/气体) — 界面张力(液体/液体 — 接触角(液体/固体) — 动态接触角 — 液滴体积/面积 — 界面膨胀流变学 — 刚性系数 — 邦德数 — 临界胶束浓度(CMC) 东方德菲演示实验室将一如既往地为客户提供专业的售前和售后技术服务,欢迎感兴趣的客户前来咨询与参观。
  • 全国胶体与界面化学奖学金颁奖仪式在北大举行
    第七届“东方胶化”杯全国胶体与界面化学奖学金颁奖仪式在北京大学举行 “东方胶化”杯全国胶体与界面化学奖学金是北京东方德菲仪器有限公司与全国胶体与界面化学专业委员会联合,由北京东方德菲仪器有限公司独资设立的。以资鼓励在胶体化学与材料科学领域孜孜不倦努力进取的博士生,研究生。该奖项的创立为胶体化学及材料科学领域搭建了良好的学术交流平台。 第七届“东方胶化”杯全国胶体与界面化学奖学金颁奖仪式于2009年3月26日在北京大学英杰交流中心第二会议室举行,本届“东方胶化”杯经专家组评审、复议后,来自中国科学院化学所、北京大学、扬州大学、清华大学、北京航空航天大学、山东大学等学校的9名在校研究生获得了此次奖励。具体名单如下: 一等奖:张轶群(中国科学院化学研究所) 李 澄(北京大学化学与分子工程学院) 二等奖:周传强(扬州大学化学化工学院) 王 朝(清华大学化学系) 陈洪艳(中国科学院化学研究所) 三等奖:周 苇(北京航空航天大学化学与环境学院) 赵玉荣(山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室) 范海明(北京大学化学与分子工程学院) 沈玉文(山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室) 在颁奖仪式上,受邀到场的嘉宾如下:张希院士 清华大学化学系系主任 吴凯教授 北京大学化学与分子工程学院副院长 刘鸣华研究员 全国胶体与界面化学专业委员会副主任 科学院基础局副局长 中国科学院化学所研究员 黄建滨教授 全国胶体与界面化学专业委员会副主任 北京大学化学与分子工程学院教授 表面活性剂与胶体研究开发中心主任 侯万国教授 全国胶体与界面化学专业委员会成员 山东大学化学化工学院教授王毅琳研究员 中国科学院化学所研究员 齐利民教授 全国胶体与界面化学专业委员会成员 北京大学化学与分子工程学院教授 徐宝财教授 北京工商大学化学与环境工程学院副书记王武宁经理 北京东方德菲仪器有限公司总经理 其中,张希院士、吴凯教授、刘鸣华研究员、黄建滨教授、侯万国教授、徐宝财教授、王武宁总经理等到场嘉宾亲自为获奖同学颁奖。 颁奖仪式过后,张希院士、刘鸣华研究员、黄建滨教授受邀做了非常精彩的学术报告。获奖同学中的张轶群、李澄、王朝、陈红艳四位同学也就自己的科研成果做了非常精彩报告,得到了各位老师和同学的一致好评。 此次活动由北京东方德菲仪器有限公司与全国胶体与界面化学专业委员会联合举办,并得到清华大学、北京大学等知名高校师生的大力支持。 北京东方德菲仪器有限公司 www.edcc.com.cn
  • 岛津原子力显微镜-从表面到界面
    人类认识真理的过程就像剥洋葱,由表及里一层层递进。 反映到对化学反应过程的认识,一开始,人们通过物质的形、色等外在表象认识化学反应。正如现代化学之父拉瓦锡重复的经典“氧化汞加热”实验一样,氧化汞由红色粉末变为液态的金属汞,这个显著的变化意味着反应的发生。即使到了近现代,仪器分析手段越来越多样,我们做常用的分析手段也是通过物质外在状态的变化进行观察,或者利用各类显微镜及X射线衍射仪观察物质的结构变化。 拉瓦锡之匙拉瓦锡对化学反应中物质的质量、颜色、状态变化的观察,犹如在重重黑暗中,找到了打卡化学之门的那把钥匙。 元素周期表 到19世纪,道尔顿和阿伏加德罗的原子、分子理论确立,门捷列夫编列了元素周期表。原子、分子、元素概念的建立令化学豁然开朗 自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学。正是随着对不同元素的各种微粒组合变化的认识发展,化学的大门终于被打开。伴随金属键、共价键、离子键、氢键等各种“键”概念的提出,人们逐渐认识到各种反应的本质是原子或分子等微粒间的力学变化。于是,对反应的观测需要微观下的力学测量工作。 作为专门利用极近距离下极小颗粒间作用力工作的原子力显微镜,此事展现了自身巨大优势。无论是直接测试不同分子间的作用力,还是利用力的测量完成表面形貌的表征,原子力显微镜以高分辨率出色地完成了任务。 对于一些生物样品,例如脂质膜,因为其是由磷脂分子构成的单层或双层结构,极其柔软,因此其表面作用力极其微弱。从测试曲线上可以看出,脂质膜对探针的力只有约1pN,但是原子力显微镜的测试曲线上可以很清晰地捕捉到这个变化。 有趣的是,人们对真理的发掘,是由表及里的。但是利用原子力显微镜对化学反应本质的发现,却是由内而外的。 原子力显微镜基本是被作为一种表面分析工具使用的。这使其只能用来观察反应前后固相表面的结构变化,或者通过固相表面的各种属性,如机械性能、电磁学性能等侧面论证反应的发生。而要真正观察到反应的过程,是要对界面层进行观测的。因为几乎所有的反应,都是发生在两相界面处的,表面只是最终反应结果的呈现。 在界面处,反应发生时,原有的原子/分子间的作用力——也就是各种“键”,因为电子的状态变化(得失或者偏移)无法维持原有的稳定性,从而导致了原子/分子的重新排列,直到形成了新的力学稳定态——也就是新的“键”形成后,反应结束。这个过程的核心就是原子/分子间的“力的变化”。 反应的本质——微粒间力的分分合合 当化学科学的车轮推进到纳米时代,当探索的前锋触摸了两相界面,当理论的深度深入到动力学的研究。原子力显微镜是否能够当此重任呢? 能。但是需要一番蜕变。 界面处的力梯度有两个特点。一是更为集中,一般在0.3nm-1nm左右的范围内会有2-4个梯度变化;二是更为微弱,现在的原子力显微镜可以有效捕捉皮牛级的力变化,但是在表征界面时依然分辨率不足,需要的分辨率要提高1-2个数量级。 新的需求引导了新的技术蜕变。调频模式的成熟化,几乎完美应对了界面处的力梯度特点。一方面,只有几个埃的振幅可以有效对整个界面区进行表征,另一方面,检测噪音压低到20 fm/√Hz以内,保证了极高的分辨率。 岛津调频型原子力显微镜SPM-8100FM 例如对固液界面的观察。我们都知道,因为在固液界面处,因为液体分子和固体表面分子的距离不同,会形成不同的作用力,如氢键、偶极矩、色散力等。因此形成的液体分子的堆积密度会有不同。这种液体分子的分层模型,是润滑、浸润、表面张力等领域的底层原理。但是长期以来,这些理论只存在于数理模型和宏观现象解释之中,没有一个合适的直观观测工具。 界面观测之牛刀小试 岛津的SPM-8100FM的出现,将固液界面的高效表征变成了现实。上图右侧就是云母和水的界面处,水分子的分层结构,在约0.6nm的范围内,可以清楚看到3个分层。 具体到现实应用中,对表面润滑的研究很适合采用这种分析工具进行定性定量化测试。使用SPM-8100FM对润滑油中氧化铁表面上所形成的磷酸酯吸附膜进行分析。 图示为4组对照实验,分别是仅使用PAO(聚α-烯烃)和添加了不同浓度的C18AP(正磷酸油酸酯)的润滑油。 在未添加C18AP的PAO中,观察到层间距离0.66 nm的层状结构。通过这一层次可以看出,PAO分子在氧化铁膜表面上形成了平行于表面的平坦的覆层。随着C18AP浓度不断增加,从0.2 ppm到2 ppm后,层状结构开始消失,最后在20 ppm和200 ppm时完全观察不到。层状结构消失表明PAO分子定向结构被C18AP取代,在基片上形成了吸附膜。随着C18AP浓度不断增加,氧化铁基片表面逐渐被吸附膜覆盖。 对照使用摆锤式摩擦力测试仪测量获得的钢-润滑油-钢界面的摩擦系数。在添加C18AP浓度到达20 ppm后,PAO的摩擦系数大大降低。和微观界面表征的结果非常吻合。 由此可见,使用SPM-8100FM对润滑油-氧化铁界面实施滑动表面摩擦特性分析评估,可有效加快润滑油开发进度。 技术的发展推动了科学的进步,科学的发展也渴求更多的技术发展。原子力显微镜表征技术由表面向界面的延伸,一定会有力地推动对化学由表象向本质的探索。岛津将一如既往地尽其所能,提供帮助。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 科研人员利用透射电镜破解氢致界面失效之谜
    当“安静”的铝制品遇见“淘气”的氢原子,为何“肌肤”表面就会冒出“痘痘”?  这一谜团已存在超过50年。  西安交通大学金属材料强度国家重点实验室微纳尺度材料行为研究中心的科研人员破解了这一难题。此项成果6月29日在线发表在世界著名期刊《自然-材料》上(原文链接http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4336.html)。  人们知道,生活中常见的铝制品通常稳定耐用,因为它的表面会自然形成一层致密而坚硬的氧化铝保护膜,俗称“刚玉”。但在含氢环境中,铝制品常常会在表面鼓出气泡,最终导致氧化膜保护层脱落,乃至材料失效。这一现象,被称为“氢鼓泡”。  西安交大科研人员发现,原来,对于“纤瘦”的氢原子而言,刚玉中的原子间隙如此之大,以至于它们可以在其中来去自如。氢原子的随性“游走”会破坏金属铝和刚玉之间“手拉手”的紧密联系,从而使一部分铝原子“重获自由”。这些铝原子也会在氧化物和金属铝的界面上自由运动,并在金属铝的一侧形成很多微小的坑。随着坑的不断长大,氢原子拥有足够的空间重新结合形成氢分子并对氧化膜产生压力。当坑的直径大到某一临界尺寸时,氧化膜就会被撑得发生塑性变形,并向外鼓出形成气泡。而气泡密度足够大时,氧化膜保护层便会脱落,最终导致材料失效。  这种氢致界面失效是在石化、海洋、核、航空航天及半导体等工业里常见的金属材料失效原因之一。尽管此前不同国度的研究人员进行了大量的研究,但对其原子尺度的机理一直不甚明了。传统的表面鼓泡理论只能解释气泡的生长,对于气泡的形核则缺乏理论及实验证据。西安交大微纳中心的这一研究发现填补了氢致界面失效现象起源的实验和理论空白,有助于人们找到防止氢致界面失效的方法,提高材料在含氢环境中的服役寿命。  “举一个激动人心的例子:太阳帆,”微纳中心博士生解德刚介绍说,宇宙中氢的质量分数在70%以上,人类造的任何飞行器在太空航行时都必须考虑氢对材料性能的影响。太阳帆的原理就是利用大面积镜面般光滑的薄膜反射太阳光以获得动力航行。目前最有可能的薄膜材料就是铝箔,科学家已经意识到太空环境中铝箔表面易发生鼓泡的现象,而太阳帆表面一旦发生鼓泡,其反射能力就会大打折扣,影响飞行器的动力性能。“希望我们的发现对于太阳帆的防氢设计有着积极的指导意义”,解德刚对此十分期待。  “这项发现对很多与氢有关的未解之谜都有着重要的启示,”微纳中心主任单智伟教授告诉记者,“比如半导体芯片中的导线基底界面劣化、电厂的汽轮机叶片的氧化皮脱落、核电站中有大量的质子辐射环境以及高温水汽环境等等。”  此项研究中,微纳中心的科研人员一改以往楔形的样品设计,采用微纳尺度的金属铝圆柱体,通过环境透射电子显微镜观察氢气氛围下金属和氧化界面的动态演化过程,以令人信服的证据无可争辩地证明了氢致表面氧化物鼓泡的晶向依赖性。  据了解,绝大多数金属制品在实际使用时表面都会有一层保护膜,有的是自然形成,有的是人为添加。这层保护膜通常起着防氧化、防腐蚀、耐磨损等作用。一旦被破坏,材料的氧化、腐蚀、磨损就会加速,发生到一定程度就会使材料彻底失效。单智伟教授指出,降低表面防护层的粗糙度,选择合适的金属基底取向,对界面进行有目的改性等可有效减缓甚至防止氢致界面失效的发生。接下来,研究小组将继续聚焦氢致材料失效机理研究,致力于进一步推动人们对氢影响的认知,以减少和避免由氢脆等材料失效所造成的巨额经济损失和重大安全事故。  该文章的作者依次为博士生解德刚、王章洁博士、孙军教授、马恩教授、李巨教授和单智伟教授。此项研究工作得到中国国家自然科学基金、973项目及111项目的资助。
  • 南开张新星质谱团队成果:打破化学常识,揭示异戊二烯气液界面氧化化学
    人类活动或自然释放到大气中的有机物经过复杂的氧化后,进一步和大气其他物种(如无机盐)结合并聚集,生成大气颗粒物,如雾霾的重要成分PM2.5。因此,有机物在大气中氧化反应过程的研究对理解大气气溶胶的生成有着重要的意义。  大气中含量最高的碳氢化合物是甲烷,第二高的碳氢化合物是异戊二烯。由于异戊二烯有两个双键,导致其化学反应十分丰富,吸引了很多的研究目光。然而高中化学常识告诉我们,异戊二烯是一种挥发性极强的碳氢化合物,极性很小,难以想象异戊二烯会吸附在水的表面(即气液界面)并发生反应。【异戊二烯(Isoprene)是一种由5个碳原子和8个氢原子组成的有机化合物,属于烯烃类烃化合物。从分子结构上看,由于其分子中只有C-C和C-H键,而没有C-O或C-N等偏极性较强的键,因此认为异戊二烯分子整体上是非极性的】  鉴于此,近期南开大学的张新星研究员团队使用独特的气液界面质谱技术FIDI-MS(图1a),发现了违反常识的实验现象,即异戊二烯不但可以吸附在气液界面上,还可以以极高的速率被氧化成上百种产物(图1b),开辟了气液界面这一异戊二烯氧化化学的新赛道。理论计算表明,异戊二烯在气液界面上的吸附能力主要来自于其双键和水中质子的相互作用(图1c) 而极高的氧化反应速率主要是由于气液界面提供了一个部分溶剂化的化学环境,从而降低了化学反应的势垒。该工作发表在近期的Journal of the American Chemical Society 杂志上。  图1.(a)独特的FIDI-MS技术。(b)异戊二烯在气液界面被氧化成上百种氧化产物。(c)异戊二烯吸附在气液界面的理论计算。  南开大学研究生张冬梅、汪杰为本文的并列第一作者。南开大学张新星研究员为本文实验部分通讯作者。宾夕法尼亚大学J. S. Francisco教授为本文理论部分通讯作者。  原文(https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c00300)Fast hydroxyl radical generation at the air-water interface of aerosols mediated by water-soluble PM2.5 under UVA radiation Dongmei Zhang (张冬梅) +, Jie Wang (汪杰) +, Huan Chen (陈欢), Chu Gong (宫矗), Dong Xing (邢栋), Ziao Liu, Ivan Gladich, Joseph S. Francisco*, and Xinxing Zhang (张新星)*J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c00300
  • 电镜大咖齐聚|材料界面/表面分析与表征会议在深圳召开
    仪器信息网讯 2023年7月8日,中国材料大会2022-2023在深圳国际会展中心开幕。本届中国材料大会系首次在深圳举办,大会聚焦前沿新材料科学与技术,设置77个关键战略材料及相关领域分会场,三天会期预计超1.9万名全国新材料行业产学研企代表将齐聚鹏城,出席大会。作为分会场之一,材料界面/表面分析与表征分会于7月8日下午开启两天半的专家报告日程。中国材料大会2022-2023开幕式暨大会报现场材料界面/表面分析与表征分会由香港城市大学陈福荣教授、太原理工大学许并社教授、北京工业大学/南方科技大学韩晓东教授、中科院金属研究所马秀良研究员、北京工业大学隋曼龄教授、太原理工大学郭俊杰教授等担任分会主席。分会采用主题报告、邀请报告、口头报告、快闪报告等形式,围绕材料界面/表面先进表征方法、功能材料调控与表征、结构材料界面/相变/位错与变形、纳米催化材料、半导体材料、能源电池材料、铁电功能材料等七大主题专场邀请60余位业界专家进行了逐一分享。以下是“材料界面/表面先进表征方法”主题专场报告花絮与摘要简介,以飨读者。“材料界面/表面先进表征方法”主题专场现场报告人:香港城市大学 陈福荣报告题目:脉冲电子显微镜对螺旋材料三维原子动态的研究 像差校正电子光学和数据采集方案的进步使TEM能够提供亚埃分辨率和单原子灵敏度的图像。然而, 辐射损伤、静态成像和二维几何投影三个瓶颈仍然挑战者原子级软材料的TEM成像。对于辐射损伤,电子束不仅可以在原子水平上改变形状和表面结构,而且还可以在纳米尺度的 化学反应中诱发辐射分解伪影。陈福荣在报告中分享了如何由脉冲电子控制低剂量到量子电子显微镜的零作用。并介绍了脉冲电子光源提供可控制的低剂量电子光源, 在高时间分辨率下探测3D原子分辨率动力学 方面的研究进展。报告人:南方科技大学 林君浩报告题目:新型二维材料的原子尺度精细缺陷表征与物性关联研究二维材料是目前研究的热点。由于层间耦合效应和量子效应的减弱,大量新奇的物理现象在二维材料中被发现。其中,二维材料中的缺陷对其性能有直接的影响。理解缺陷的原子结构和动态其演变过程对二维材料功能器件的改进与性能提供具有重要意义。然而,只有少数几种二维材料在单层极限下在大气环境中是稳定,大部分新型二维材料,如铁电性,铁磁性或超导的单层材料在大气环境下会迅速劣化,无法表征其缺陷的精细结构。林君浩分享了定量衬度分析技术在二维材料缺陷表征中的应用,以及其课题组在克服二维材料水氧敏感性的一些尝试。报告人:北京大学 赵晓续报告题目:旋转低维材料的原子结构解析与皮米尺度应力场分析理论预测旋转二维材料的超导机制及其他物理学特性与层间电子强关联效应息息相关,然而迄今为止旋转二维材料的摩尔原子结构及其应力场至今未被实验在原子尺度精确测量。鉴于此,赵晓续团队利用低压球差扫描透射电子显微镜对一系列旋转二维材料的原子摩尔结构及其应力场做了深入研究和分析,通过大量实验对比和验证,系统解析出了由于层间滑移所产生的五种不同相。相关工作第一次系统分析了旋转二维材料的精细结构及应力场,对进一步探索和挖 掘旋转材料体系奇异物性有着重要指导意义。 报告人:香港理工大学 朱叶报告题目:Resolving exotic superstructure ordering in emerging materials using advanced STEM新型功能材料的特点通常是在传统晶胞之外呈现有序性。这种复杂的排序,即使是集体发生的,通常也会遭受纳米级的波动,破坏传统的基于衍射的结构分析所需的长期周期性,对精确的结构确定提出了巨大的挑战。另一方面,成熟的像差校正TEM/STEM提供了一种替代的实空间方法,通过直接成像原子结构以皮米级精度来探测局部复杂有序。报告中,朱叶通过系列案例展示了先进的STEM在解决钙钛矿氧化物和二维材料中复杂的原子有序方面的能力。STEM中的iDPC技术帮助课题组能够解开复杂钙钛矿中与调制八面体倾斜相关的奇异极性结构。工作中的表征策略和能力为在原子尺度上探索新兴功能材料的结构-性能相互作用提供了有力的工具。报告人:中国科学院物理研究所 王立芬报告题目:晶体合成的原位电镜研究发展原位表征手段对决定晶核形成的初期进行高分辨探测表征是研究材料形核结晶微观动力学的关键。王立芬在报告中,分享了利用原位透射电子显微学方法,通过设计原位电镜液态池,实时观察了氯化钠这一经典成核结晶理论模型在石墨烯囊泡中的原子级分辨动力学结晶行为,实验发现了有别于传统认知的氯化钠以新型六角结构为暂稳相的非经典成核结晶路径,该原位实验数据为异相成核结晶理论的发展提供了新思路,也为通过衬底调控寻找新结构相提供了新的启发。通过发展原位冷冻电镜技术,研究了水在不同衬底表面的异质结晶过程,发现了单晶纯相的立方冰相较于六角冰的形核生长,展示水的气象异质形核的动力学特性。通过观察到的一系列新现象、新材料和新机制,展示了原位透射电子显微学技术在材料合成研究中的重要应用,因而为材料物理化学领域的研究和发展提供新的实验技术支持和储备。 报告人:北京工业大学材料与制造学部 隋曼龄报告题目:锂/钠离子电池层状正极材料的构效关系和抑制衰退策略 层状结构的碱金属过渡金属氧化物是多种二次电池中重要的一族正极材料体系,具有相近的晶体结构,且普遍具有能量密度高和可开发潜力大的优点,其在锂离子电池中已有广泛的应用,在钠离子电池等新兴储能领域也占据了重要地位。开发层状正极材料需要深入理解材料的构效关系和演变规律,以实现更精准的材料调控和性能优化。从原子角度去解析材料的性能结构关系、演变规律以及表界面物理化学过程,是透射电子显微学的突出优势,并且随着成像技术的发展以及越来越多的新原位表征技术的开发应用,已经实现了对电池材料进行高时空分辨的原子动态表征。隋曼龄报告中,研究内容以电子显微学的表征技术为特色,以锂 /钠离子电池材料层状正极材料为研究对象,揭示正极材料在循环过程中发生的体相衰退机制和表界面演变机理,并在此基础上提出抑制正极材料循环性能衰退的应对策略,展示先进电子显微学技术在电池材料的 基础科学研究和应用开发中可以发挥的重要作用。 报告人:浙江大学 王勇报告题目:环境电子显微学助力催化活性位点的原位设计多相催化剂被广泛用于能源、环境、化工等重要的工业领域。在实际应用中,催化剂上起到关键作用的通常是催化剂表/界面上的小部分位点,即催化剂的活性位点。自从上世纪20年代Hugh Taylor提出"活 性位点"的概念以来,在原子水平确定催化剂活性位点以及理解发生在活性位点上的分子反应机制已成为催化研究的重中之重;研究人员尝试用不同的方法来获取与表界面活性位点有关的各种信息,以实现从原 子水平上对催化剂进行合理设计。然而到目前为止,由于缺乏真实反应环境下活性位点原子尺度的直接信 息以及对其原子水平调控有效的手段,对表界面活性位点的原子水平原位设计仍然具有很大挑战。王勇报告介绍了其课题组利用环境透射电子显微学对催化剂表界面活性位点原位设计的初步探索进展。报告人:吉林大学 张伟报告题目:基于优化Fe-N交互作用的超稳定储能的探索 具有高安全性、低成本和环境友好性的水系电池是先进储能技术未来发展方向之一。然而,在电极材料中进行可逆嵌入/脱出,引发较大的体积膨胀仍然是一个严峻的挑战。六氰化铁(FeHCF)具 有制备简单,成本低,环境友好等特点,是水系电池中常用的正极材料之一。对于传统金属离子,嵌入晶格时引Fe离子价态降低,金属离子向Fe离子方向移动,两者相互排斥,引发晶体内氰键进一步弯曲, 长期循环中造成晶格坍塌。有别于传统的形貌和结构的控制,受工业合成氨和金属铁渗氮中前期Fe-N弱 相互作用的启发,基于电荷载体(NH4+)和电极材料间的相互作用。张伟报告中研究设计了一种与电荷载体相反作用力的Fe-N弱的交互作用,有效解决了体积膨胀问题。报告人:香港城市大学 薛又峻报告题目:高时空分辨零作用电子显微镜设计透射电镜能够以亚埃级的空间分辨率提供单原子灵敏度的图像,原子级的观测需要强烈的电子照射,这通常会造成材料的纳米结构产生改变,辐射损伤仍然是最重要的瓶颈问题。目前主要的手段是利用冷冻电镜在低温环境下降低电子辐射损伤,但样品在急速冷冻的过程中可能会发生形貌结构的改变,冷冻后无法观察到反应过程的动态信息。制造可实现探测电子和材料间无作用量测的量子电子显微镜,可以用来克服辐射损伤的瓶颈问题。薛又峻报告表示,香港城市大学深圳福田研究院在深圳市福田区的支持下,已开发了具有脉冲电子光源的紧凑型电子显微镜的关键零部件。团队在这个基础上,设计了搭配脉冲电子光源使用的量子谐振器,作为达成量子电子显微镜的关键部件。也设计了基于多极子场的电子谐振腔、配合量子谐振腔的其他关键部件等。基于脉冲电子光源的量子电子显微镜设计开发,可望解决辐射损伤的关键问题,成为纳米尺度下 研究软物质材料的新一代利器。 报告人:南京航空航天大学分析测试中心 王毅报告题目:基于直接电子探测成像的4D-STEM在功能材料的应用传统的扫描透射(STEM)成像,采用环形探头在每一个扫描点,记录一个单一数值/信号强度,构成 2维的强度信号。直接电子探测相机的高帧率使得在每一个扫描点,完整记录电子束斑穿透样品后的衍射 花样(CBED)成为可能,由此构成四维数据 (2维实空间和2维倒易空间),被称为4D-STEM (亦被称为扫描电子衍射成像)。通过四维数据的后期处理,不仅可以实现任意常规STEM图像的重构,比如明场像,环形明场像,环形暗场像等,不再受限于一次试验中可使用的STEM探头和相对收集角度的限制;而且也可以提取更多材料的信息,比如材料的结构、晶体的取向、应力、电场或磁场分布等, 而随着4D-STEM而产生的电子叠层衍射成像技术已被证明可进一步提高电镜的分辩率,能更有效利用电子束剂量,在对电子束敏感材料有着广大的应用空间。王毅在报告中以几种典型的功能材料为例,介绍了基于直接电子探测成像的4D-STEM和电子能量损失谱在实现原子分辨像和原子分辨元素分布研究方面的进展。 报告人:南方科技大学 王戊报告题目:DPC-STEM成像技术研究轻元素原子占位和电荷分布 新兴成像技术的发展和应用促进着材料微观结构的表征和解析,差分相位衬度-扫描透射电子显微成像技术(DPC-STEM)不仅能实现轻重原子同时成像,也能获取材料的电场和电荷分布信息。王戊分享了使用DPC-STEM成像技术,在低电子束剂量下,研究有机半导体氮化碳材料的轻元素原子占位。实现三嗪基氮化碳晶体的原子结构清晰成像,揭示三嗪基氮化碳晶体的蜂窝状结构、三嗪环的六元特征及插层Cl离子的位置所在,并发现框架腔内的三种Li/H构 型。进一步通过实验和模拟DPC-STEM图像相互印证,明确氮化碳材料中轻元素Li和H原子的占位。基于DPC-STEM的分段探头,计算由样品势场引起的电子束偏移,获得材料的本征电场和电荷信息。 基于DPC-STEM技术获得的原子尺度电场和电荷分布信息,进一步揭示原子之间电场的解耦效应,以及电子的转移和重新分布。报告人:上海微纳国际贸易有限公司 赵颉报告题目:Dectris混合像素直接电子探测器及其在4D-STEM中的应用由于提供了从样品中获取信息的新方式,4D-STEM技术在电子显微镜表征方法中越来越受到重视。在混合像素直接电子探测技术不断发展的情况下,混合像素直接电子探测器能够实现与传统STEM成像类似的采集速率进行4D-STEM数据采集,特别是能够事现驻留时间小于10µs。除了在给定的实验时间内扩展4D-STEM表征视场和数据收集,使用混合像素直接电子探测器可以更全面地记录相同电子剂量下的散射花样信息。赵颉介绍了Dectris混合像素直接电子探测器技术的最新发展,该技术现在允许4D-STEM实验,其设置与传统STEM成像类似,同时单像素采集时间低于10µs。同时介绍了虚拟STEM探测器成像和晶体相取向面分布分析的应用实例。
  • HORIBA用户动态 | 北京航空航天大学成功制备具有自适应润湿性和抗冻性的油水凝胶
    撰文:李一鸣水凝胶具有类似于生物组织的富水性和弹性,被广泛用于多种领域,如:化妆品中的面膜、退热贴,农业用薄膜,建筑中结露防止剂、调湿剂,医疗中的药物载体等等。然而,传统水凝胶在零下温度时将出现结冰及随之而来的弹性消失现象,大地限制了其在生物组织工程中的应用。长久以来,这个问题一直未得到有效解决。近,北京航空航天大学刘明杰教授领导的研究团队从自然界获取灵感,根据高纬度和高海拔地区的生物因细胞多脂而度耐寒的现象,成功制备出一种具有异质网络结构的二元油水凝胶。该凝胶除可在-78-80 ℃的宽温度范围内保持稳定弹性外,还具有优良的自适应(随溶剂性质不同而变化的)润湿性。那么它是如何制备出来的?又有哪些应用前景呢?让我们一起来看下面的介绍。材料制备团队首先以聚n,n-二甲基丙烯酰胺的亲水网络(hpn)为三维支架,然后对分散其中的甲基丙烯酸正丁酯进行原位聚合得到亲油网络(opn),由此实现水凝胶和油凝胶二元相互渗透的异质网络结构。性能介绍01溶胀性能图1. 具有不同网络结构溶胶的溶胀行为及透光性变化油水凝胶中两组分相反的溶剂(水性和油性),受亲和作用影响使其在水和油中均产生溶胀;当凝胶具有合适的opn/hpn质量比时,两组分在空间上的相互约束使其在水和油中的膨胀体积相近。此外,在水和油中,两组分的相对分布状态存在差异,导致水和油中溶胀样品的透光性不同。02自适应润湿性 图2.油水凝胶的自适应表面润湿性和结构重构特征。其中(b-d)为样品表面共聚焦raman成分图从宏观上看,该油水凝胶可产生随溶剂性质改变而变化的表面润湿行为,并与微观异质网络在不同溶剂中的结构重排有关:当凝胶在水下时,网络中的hpns溶胀并导致表面opns向内收缩,使凝胶转变为类水凝胶,从而产生超疏油性;当凝胶在油下时,opns向油中溶胀并导致网络中的hpns向内坍缩,使凝胶转变为类油凝胶,从而产生超疏水性。在实验中,团队使用horiba labram hr evolution型共聚焦拉曼光谱仪,并用labspec-6软件进行数据处理,得到不同环境下凝胶表面的共聚焦raman图像,从而在亚微米级精度表征了上述变化的化学结构改变。另外,该油水凝胶还具有快地( 5 min)、高度可逆地润湿转变性能:在水和油中快速、多次交替浸没后,凝胶优良的自适应润湿性仍可保持。03抗冻和耐热性 图3.宽温度范围内的弹性稳定性对于热响应机械性能,异质网络结构的二元油水凝胶表现更为出众。它不会出现传统水凝胶在-10 ℃断裂和油凝胶在80 ℃瘫软的现象,因为它的的互补效应使该油水凝胶从更低的实验温度到80 ℃高温均保持稳定的弹性。以此观之,它具有强的抗冻和耐热能力。应用前景基于以上特性,团队相信,该油水凝胶在智能开关系统、抗冻、防蜡、防着色和异质催化等领域具有广阔的应用前景。据悉,利用其自适应润湿性,该团队在此研究中已对油水凝胶作为智能开关的油水分离系统进行了实验探索。另外,此研究中异质网络的概念,以及二元凝胶性能对水凝胶和油凝胶性能的桥接思路,将启发研究者开发出更多功能独特及优势互补的多元软性材料。此项研究工作得到了国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、中国科学院重点部署项目、中央高校基本科研业务费专项资金和国家青年千人计划等的资金支持。相关研究成果已于近期发表在英国自然出版集团旗下的快讯类在线期刊《nature communications》上。本文参考文献: hainan gao, ziguang zhao, yudongcai, jiajia zhou, wendahua, lie chen, li wang, jianqi zhang, dong han, mingjie liu, lei jiang, “adaptive and freeze-tolerant heteronetworkorganohydrogels with enhanced mechanical stability over a wide temperature range”. nature communications 2017, 8, 15911horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 jobin yvon 光学光谱技术,horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天horiba 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 生态环境监测中心预算1285万采购气相色谱质谱等41类实验仪器
    近日,辽宁丹东生态环境监测中心公开招标气相色谱质谱等41类实验仪器,潜在供应商应在辽宁政府采购网获取招标文件,并于2021年02月22日 09时30分(北京时间)前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号:JH20-210000-74054项目名称:2020年丹东市地下水环境监测能力建设项目采购方式:公开招标预算金额:1285.200000万元(人民币)采购需求:序号单(分)项名称限价(单位:万元)1离子色谱仪71.002单四极杆型气相色谱质谱联用仪73.003全自动多参数流动注射分析仪95.004电感耦合等离子体光谱仪73.005冷原子吸收测汞仪62.006全自动烷基汞分析系统74.007便携式X射线荧光光谱仪61.008原子吸收分光光度计58.009全自动固液吹扫捕集浓缩仪50.0010原子荧光分光光度计49.0011气相分子吸收光谱仪41.0012气相色谱仪36.0013全自动电位滴定仪41.0014全自动高锰酸盐指数分析仪33.0015便携式测油仪15.0016全自动顶空进样器18.0017无机标液配置仪15.0018有机标液配置仪15.0019旋转蒸发仪15.0020实验室玻璃器皿清洗消毒机10.0021重金属预浓缩仪(全自动海水直接进样系统)73.0022发光细菌毒性检测仪10.0023便携式水质多参数仪7.0024便携式分光光度计6.5025紫外可见分光光度计7.0026冰箱0.9027净气药品储藏柜10.0028总α、β放射性仪30.0029氟离子计0.8030自动蒸馏仪6.0031低流量地下水采样系统(气囊式采样泵/微洗井潜水泵)28.0032地下水采样潜水泵10.0033一次性贝勒管1.3534永久性贝勒管0.5035水位尺1.0036油水界面计2.0037发电机组0.5038全自动液液萃取仪6.0039无油压力真空泵1.0040全自动有机样品浓缩仪36.0041高效微波消解/萃取系统22.00合同履行期限:合同签订后(90)日内本项目(不接受)联合体投标二、招标文件的获取时间:2021年01月28日至2021年02月04日,每天上午8时30分至11时30分,下午13时00分至16时30分(北京时间,法定节假日除外)地点:辽宁政府采购网方式:线上售价:免费三、投标文件的递交提交投标文件截止时间:2021年02月22日 09时30分(北京时间)开标时间:2021年02月22日 09时30分(北京时间)开标地点:辽宁新迪咨询顾问有限公司四、联系方式采购人信息名 称:辽宁省丹东生态环境监测中心地 址:辽宁省丹东市振兴区人民街31号联系方式: 0415-6161953采购代理机构信息:名 称:辽宁新迪咨询顾问有限公司地 址:沈阳市沈河区北站路146号嘉兴国际大厦609室联系方式:024-24161636邮箱地址:lnxdzbgs@126.com开户行:交通银行沈阳北站支行账户名称:辽宁新迪咨询顾问有限公司账号:211111210018170086813项目联系方式项目联系人:吴天晟电 话:024-24161636详细要求见附件。2020年丹东地下水环境监测能力建设项目招标文件.doc
  • 爱拓发布ATAGO(爱拓)在线折光仪CM-ISα (本安防爆型)新品
    全新上市!ATAGO(爱拓)在线折光仪 CM-1Sα(本安防爆型)测量折射率(nD)、 白利度(Brix)、浓度(Cons)宽量程测量多种液体,不受样品颜色、混浊度等影响本质安全,防爆设计,适用于危险环境防爆等级 Ex ia IIB T3 Ga TA日本原厂制造,专业稳定,品质保证型号CM-ISαCat.No.3700测量项目折射率、Brix、浓度、温度测量范围折射率:1.32000~1.49100Brix:0.0~80.0%温度:-15至160℃ / 5至320℉分辨率折射率:0.00001Brix:0.01% 或 0.1%温度:0.1℃ / 0.1℉测量精度折射率:±0.0002 Brix: ±0.1%温度:±1℃ / ±1℉自动温度补偿范围5至100℃数据输出DC 4~20mA 或 RS-232C电源DC 24V防爆级别Ex ia IIB T3 Ga TA ——适用范围——【生物制造行业】各类生物提取液、混合液、发酵液的浓度监测。【化工制造行业】各类盐酸、磷酸、NaOH、DMF、DMSO、DMAC、NMP、乙醇、异丙醇、无机盐等各类溶剂的浓度监测。【半导体行业】腐蚀、清洗等工序的各类化学溶剂的浓度(纯度)监测,如:过氧化氢浓度等多种溶剂调配比例的监测。【环保工程行业】污水中的酸碱污染物,毒性污染物,有机污染物、油脂污染物、营养性污染物等多种污染物的浓度监测。 【医疗制药行业】适用于各类提取、混合、制备、纯度测试、结晶和溶解等工序的过程监测;或药典要求的产品一致性控制监测项目。【石油采炼行业】油相分离过程中不同油相界面的检测,帮助了解油水界面位置,实时监测水位变化。创新点:ATAGO(爱拓)首款本安防爆型在线折光仪,本质安全,防爆设计,适用于爆炸性气体环境连续出现或长时间出现的场所,化工行业在线浓度监测系统的首选。ATAGO(爱拓)在线折光仪CM-ISα (本安防爆型)
  • 网络讲座:二维材料界面结构与性质的原子力探针显微学研究(4)- 界面插层结构
    Interfacial Structures and Properties of 2D Materials with Atomic Force Microscopy(4)- Intercalated Structures讲座内容简介: 近年来,由于其潜在的巨大应用价值,关于二维层状材料的基础和应用研究方兴未艾,核心工作是理解和控制其多种多样的有趣性质。之前的研究工作主要集中在二维材料的面内结构,多种多样的层间相互作用在调控其力学、电学、热学以及光学等性质方面也有重要作用。虽然已有许多实验和理论研究工作来表征和理解这些界面结构,但对于界面行为是如何影响其物理与化学行为的仍然不是特别清楚。一个重要原因是,内部界面结构的直接微观成像和性质研究在实验技术上是相对比较困难的。石墨烯内部界面水分子插层的高分辨成像研究 在之前,报告人已经针对的AFM的基础知识、基本模式以及功能化AFM探测模式进行了介绍。本系列报告,将基于我们在原子力显微术的技术研究工作,利用多种先进原子力显微术针对二维材料的本征界面、异质界面以及材料/基底界面开展的研究工作。在每次报告中,我们首先将在较为详细地介绍主要使用的先进AFM模式的基本原理、技术实现及其相关应用。在此基础上,介绍我们利用该AFM模式所开展的关于二维材料界面结构与性质方面的研究工作。希望通过本系列报告有助于相关AFM使用者能够利用比较复杂的AFM功能模式开展研究工作。 本次报告是《二维材料界面结构与性质的原子力探针显微学研究》系列的第四次报告。在本次报告中,将介绍我们通过发展和利用多频原子力显微术,针对二维材料体系的内部界面插层结构等的高分辨成像表征和力学性质探测开展的一些工作。 #主讲人介绍 程志海,中国人民大学物理学系教授,博士生导师,基金委优青,中国仪器仪表学会显微仪器分会理事,中国硅酸盐学会微纳米分会理事。2007年,在中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室获凝聚态物理博士学位。2011年8月-2017年8月,国家纳米科学中心(中科院纳米标准与检测重点实验室),任副研究员/研究员。曾获中国科学院“引进杰出技术人才计划”(技术百人计划)和首届“卓越青年科学家”,卢嘉锡青年人才奖获得者,青年创新促进会会员并获首届“学科交叉与创新奖”等。目前,主要工作集中在先进原子力探针显微分析技术方法及其在低维材料与表界面物理等领域的应用基础研究。网络讲座时间:北京时间 2021年11月29日 上午10:00-上午11:00申请方法:请关注“Park原子力显微镜”公众号查看首页内容,即可参与。
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