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分离塔树离界面仪

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分离塔树离界面仪相关的资讯

  • 128万!山东能源研究院仿生能源界面技术研究中心固体表面Zeta电位仪及气质联用仪采购项目
    项目编号:ZKGSF(ZB)-20221398项目名称:山东能源研究院仿生能源界面技术研究中心固体表面Zeta电位仪及气质联用仪采购项目预算金额:128.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):124.0000000 万元(人民币)采购需求:序号设备名称数量简要用途交货期交货地点是否允许采购进口产品1固体表面Zeta电位仪1台固体表面ZETA电位分析仪,采用流动电位法和流动电流法测定Zeta电位。流动电位和流动电流是液相相对固体表面运动引起的动电效应。通过配置特定的电解质溶液可以得出固体表面ZETA电位,吸附效果等参数,从而判断材料亲水性、材料表面等电点、检测材料性能等。在污水处理、生物材料、半导体、膜行业、化妆品、海水淡化、纤维行业都有较多的应用。签订合同后12周山东能源研究院是2气相色谱-质谱联用1台适用于对材料化学研究中易挥发的有机化合物进行有效的分离,并且对这些化合物进行定性(通过数据库比对)和定量分析。签订合同后2个月山东能源研究院是 合同履行期限:固体表面Zeta电位仪为签订合同后12周;气相色谱-质谱联用为签订合同后2个月。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 时间相关单光子计数器quTAG软件界面简介
    时间相关单光子计数器quTAG软件界面简介摘要在刚开始拿到设备的时候,往往不知道从哪里开始使用设备;本文主要介绍软件上常用的几个模块,并做简要说明,帮助读者快速熟悉设备。正文quTAG是一款时间-数字转换器,它测量电信号并记录相关时间标签。这种时间标签流可以用于各种各样的应用——测量范围从皮秒到几天。通用时间标记方法可用于相关测量(互相关、自相关)、寿命测量(start - stop)以及一次测量中的更多可能性。保存的时间标签流包含重建每次测量和分析所需的所有信息。1、软件安装。从附带的U盘中拷贝Daisy@QUTAG-V1.5.3.exe软件到目标目录下。正常完成软件安装。2、设备连接。将电源线与连接到设备背面110~230V交流接口。使用附带的USB 3.0线缆与PC连接。打开设备,启动Daisy.exe软件。3、切换到Detector Parameter标签下,在该界面可以使能通道,选择测试信号类型,计数器的甄别阈值,信号延时等参数;其中,如果信号输入但是计数器没有检测到信号,那么很有可能是阈值设置太大,获取信号幅值太小;每个通道的输入信号从-3.3V~+3.3V。4、在Counts界面,显示在积分时间Exposure Time下每个通道的计数率,其中Exopsure Time设置积分时间,在此界面以图、数值的方式显示每个通道的计数值,还可以以文件的形式保存数据;5、在Coincidence标签界面如下图,在此界面与Counts界面的显示类似;如果没有设置合适的Coincidence Window也不会出现计数值的;同样的,在此界面也可以保存每个符合通道的计数值。6、在Histogram标签界面如下图,在此图中可以测量start-stop模式下的时间信息、计数信息,以及start-(multi)stop模式下的时间、计数信息;所有通道还是在Integrate Time下显示的计数值;Input Channals决定了信号来源于那几个通道;Timetag Processing用于处理多个stop通道的时间差;在后面的选择框可以设置以及显示当前界面的分辨率、计数率等;其中Bin Width以1ps时间为基准。您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询。
  • 材料表面与界面分析技术及应用
    表面和界面的性质在材料制备、性能及应用等方面都起着重要作用,是材料科学领域研究的重要课题。2023年12月18-21日,由仪器信息网主办的第五届材料表征与分析检测技术网络会议将于线上召开,会议聚焦成分分析、微区结构与形貌分析、表面和界面分析、物相及热性能分析等内容,设置六个专场,旨在帮助广大科研工作者了解前沿表征与分析检测技术,解决材料表征与分析检测难题,开展表征与检测相关工作。其中,在表面和界面分析专场,北京师范大学教授级高工吴正龙、国家纳米科学中心研究员陈岚、暨南大学 实验中心主任/教授谢伟广、上海交通大学分析测试中心中级工程师张南南、岛津企业管理(中国)有限公司应用工程师吴金齐等多位嘉宾将为大家带来精彩报告。部分报告内容预告如下(按报告时间排序):北京师范大学教授级高工 吴正龙《X射线光电子能谱(XPS)定量分析》点击报名听会吴正龙,在北京师范大学分析测试中心长期从事电子能谱、荧光和拉曼光谱分析测试、教学及实验室管理工作。熟悉表面分析和光谱分析技术,积累了丰富实验测试经验。主要从事薄膜材料、稀土发光材料研究及石墨烯材料表征技术、表面增强拉曼光谱技术的研究,在国内外期刊发标多篇学术论文。现任全国表面化学析技术委员会副主任委员,主持和参与多项电子能谱分析方法标准。近年来,在多场国内电子能谱应用技术交流培训会上担任主讲人。报告摘要:X射线光电子能谱(XPS)作为最常用的表面分析技术,表面探测灵敏度高,可以检测表面化学态物种的表面平均含量、表面偏析;分析薄膜组成结构;评估表面覆盖、表面分散、表面损伤、表面吸附污染等。本报告在简要介绍XPS表面定量分析原理基础上,通过实际工作中的一些实例,探讨XPS定量结果解释,帮助大家正确理解XPS定量分析结果,更好地利用XPS技术分析表面。岛津企业管理(中国)有限公司应用工程师 吴金齐《岛津XPS技术在材料表面分析中的应用》点击报名听会吴金齐,岛津分析中心应用工程师,博士毕业于中山大学物理化学专业,博士毕业后加入岛津公司,主要负责XPS的应用开发、技术支持、合作研究等工作,使用XPS技术开展不同行业材料表征相关研究,具有多年XPS仪器使用经验,熟悉XPS数据处理及解析,合作发表多篇SCI论文。报告摘要:介绍相关表面分析技术及XPS在材料表面分析中的应用。国家纳米科学中心研究员 陈岚《纳米气泡气液界面的检测》点击报名听会陈岚,爱尔兰国立科克大学理学博士,剑桥大学居里学者,2014年至今,先后任国家纳米科学中心副研究员、研究员及博士研究生(合作)导师;主要从事纳米界面微观检测及纳米界面光电化学性能调控方面的研究;ISO/TC281注册专家,全国微细气泡技术标准化技术委员会(SAC/TC584)委员,中国颗粒学会微纳气泡、气溶胶专委会委员,Frontiers in Materials及Catalysts客座编辑,科技部在库专家,北京市科委项目评审专家;主持科技部发展中国家杰出青年科学家来华工作计划1项,参与国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、“纳米前沿”重点专项各1项;共发表论文近60篇,授权专利9项,编制国家标准10部。报告摘要:体相纳米气泡具有超常的稳定性及超高的内压,高内压的纳米气泡在溶液中稳定存在的机制一直众说纷纭。因此,研究纳米气泡边界层对于解释纳米气泡的稳定性具有重要的意义。由于纳米气泡气液界面的特点,检测体相纳米气泡边界层十分困难,常规的方法和技术手段很难实现。在本工作中,首次采用低场核磁共振技术(LF-NMR)对体相纳米气泡边界层中水分子的弛豫规律进行了系统研究,提出了纳米气泡边界层测量的数学模型,并成功地测得了不同尺寸纳米气泡的边界层厚度。研究发现,纳米气泡粒径越小,边界层所占比例越高,因而也越可以对更高内压的气核进行有效保护,纳米气泡的稳定性也可以据此进行定量解释。暨南大学 实验中心主任/教授谢伟广《范德华异质结光电探测及光电存储器件》点击报名听会谢伟广,暨南大学物理与光电工程学院教授,博导。2007年博士毕业于中山大学凝聚态物理专业,导师为许宁生院士;研究方向是微纳尺度多场耦合行为及应用,半导体光电转换过程、器件及集成;在Advanced Materials, ACS Nano等期刊发表SCI论文80多篇,代表性成果包括:实现了多种二维半导体氧化物的CVD制备,首次发现了极性二维氧化物长波红外低损耗双曲声子极化激元现象;发展了钙钛矿薄膜的真空气相制备方法,实现了高效气相太阳能电池及光电探测阵列的制备。研究团队发展的多项方法已被国内外同行广泛采纳,并在Nature、Sciecne等著名期刊正面评价。主持国家基金面上项目、重点项目子课题、广东省自然科学基金杰出青年基金项目等多项项目;于2022年(排名第一)获得中国分析测试协会科学技术(CAIA)奖一等奖。报告摘要:二维钙钛矿(2DPVK)具有独特的晶体结构和突出的光电特性,设计2DPVK与其他二维材料的范德华异质结,可以实现具有优异性能的各类光电器件。本报告主要介绍下面两种异质结器件:(1)光电探测器:制备了2DPVK/MoS2范德华异质结器件,由于II型能带排列中层间电荷转移所诱导的亚带隙光吸收,器件在近红外区域表现出了单一材料均不具备的光电响应。在此基础上引入石墨烯(Gr)夹层,借助Gr的有效宽光谱吸收和异质结中光生载流子的快速分离和输运,2DPVK/Gr/MoS2器件的近红外探测性能进一步得到了大幅提升。(2)光电存储器:开发了基于MoS2/h-BN/2DPVK浮栅型光电存储器,其中2DVPK由于其高光吸收系数,能同时作为光电活性层与电荷存储层,器件展现了独特的光诱导多位存储效应以及可调谐的正/负光电导模式。上海交通大学分析测试中心中级工程师 张南南《紫外光电子能谱(UPS)样品制备、数据处理及应用分享》点击报名听会张南南,博士,2019年毕业于吉林大学无机化学系,同年入职上海交通大学分析测试中心,研究方向为材料的表界面研究,主要负责表面化学分析方向的X射线光电子能谱仪(XPS)及飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)方面的测试工作。获得上海交通大学决策咨询课题资助,授权一项发明专利,并在 J. Colloid Interf. Sci., Catal. Commun.等期刊发表了相关学术论文。报告摘要:紫外光电子能谱(UPS),能够在高能量分辨率水平上探测价层电子能级的亚结构和分子振动能级的精细结构,广泛应用在表/界面的电子结构表征方面。本报告主要介绍UPS原理、样品制备、数据处理以及在钙钛矿太阳能电池、有机半导体、催化材料等领域的应用。参会指南1、进入第五届材料表征与分析检测技术网络会议官网(https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2023/)进行报名。扫描下方二维码,进入会议官网报名2、会议召开前统一报名审核,审核通过后将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。3、本次会议不收取任何注册或报名费用。4、会议联系人:高老师(电话:010-51654077-8285 邮箱:gaolj@instrument.com.cn)5、赞助联系人:周老师(电话:010-51654077-8120 邮箱:zhouhh@instrument.com.cn)
  • 【仪器测评-GC450】“灵敏度高、皮实耐用10余年,建议软件界面升级优化”——仪器测评“小红书”挑战赛
    环球影城门票、百元京东卡等你来拿 ↑ 点击查看大赛详情 气相色谱仪由以下五大系统组成:气路系统、进样系统、分离系统、温控系统、检测记录系统。这是一种新的分离、分析技术,它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都得到了广泛应用。组分能否分开,关键在于色谱柱;分离后组分能否鉴定出来则在于检测器,所以分离系统和检测系统是仪器的核心。本期,鹤壁市农产品检测中心的张斌老师带来瓦里安GC450气相色谱仪测评,视频主要围绕仪器外观、构造、使用感受、售后等方面进行。https://bbs.instrument.com.cn/topic/7898903(点击上方链接为TA点赞/留言/收藏,助力TA离大奖更近一步)据悉,这台仪器主要用于蔬菜株有机磷、有机氯的检测,使用十几年依旧皮实耐用。除了简单易操作的特点,这台仪器的优势在于使用了PSPD电子脉冲点火火焰光度计,比传统FTP灵敏度提高了10倍。并且这台仪器在使用时非常节省氢气,举个例子,常见的气相色谱仪工作时,其空气和氢气的流量一般会设置为60-100mL/min,而视频中的这台气相色谱仪的工作流量竟然只有14-17 mL/min,长久工作下去节省不少氢气用量。目前这台仪器的售后是天美公司来负责,天美公司的工程师也会定期上门巡检和维修,售后服务还是非常好的。在建议部分,张老师希望厂商对仪器软件系统做进一步更新,优化操作设计界面。目前操作样品数量过多话,表格显示不够友好,看起来比较费眼。此外,也希望工程师每年持续上门定期巡检,对于老款机器可能会出现的问题进行一些指导,听取一下用户的意见,把气相色谱仪维护好,更便于工作。(点击进入 气 相 色谱 仪器专场) 【参赛就有奖!】仪器测评“小红书”活动火热进行中!仪器选型的难、烦、累,懂的都懂!这可是个技术活!仪器信息网特举办首届仪器测评“小红书”短视频大赛,分享你的宝贵测评经验助同行们一臂之力吧!更有环球影城门票、百元京东卡等多个大奖等你来拿!快来上传你的测评短视频吧~~~点击下图即可参加
  • 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。
  • 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。
  • 123万!岛津等中标山东能源研究院仿生能源界面技术研究中心固体表面Zeta电位仪及气质联用仪采购项目
    一、项目编号:ZKGSF(ZB)-20221398(招标文件编号:ZKGSF(ZB)-20221398)二、项目名称:山东能源研究院仿生能源界面技术研究中心固体表面Zeta电位仪及气质联用仪采购项目三、中标(成交)信息供应商名称:北京华尔达科贸有限责任公司供应商地址:北京市东城区东中街58号1号楼1层105中标(成交)金额:123.1688000(万元)四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 北京华尔达科贸有限责任公司 固体表面Zeta电位仪;气相色谱-质谱联用 安东帕Anton Paar;岛津Shimadzu SurPASS3;GCMS-2020NX 1台;1台 568508;663180
  • 汪福意团队:表界面分析的原位液相二次离子质谱技术新进展
    表界面化学是能源、环境和生命等前沿科学领域的核心。在分子水平上表征表界面化学,对阐明上述领域关键科学问题的化学本质具有重要意义。然而,表界面层极薄、其物种复杂性及高度动态性,对化学测量学提出了挑战。飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)是迅速发展的先进表界面分析技术。而作为基于高真空环境的分析技术,SIMS难以直接分析涉及到液体的表界面。  近年来,中国科学院化学研究所活体分析化学实验室研究员汪福意课题组,针对动态表界面分析问题以及诸多重要表界面过程处于“黑箱”状态的研究现状,基于高化学稳定、高真空兼容的微流控装置,将一系列液体表面以及固液界面引入超高真空的SIMS分析系统中,发展了多场景适用的具有高界面敏感(ppm)、高时间分辨(μs)、超薄信息深度(nm)和“软”电离等特性的原位液相ToF-SIMS新技术,以直接分子证据可视化追踪液体表面/固液界面的微观弱相互作用,并原位实时监测界面电化学双电层结构、反应中间体、鉴定电催化活性位点等。迄今为止,原位液相ToF-SIMS是唯一已知可原位探测固液界面的质谱分析技术,为揭示电化学、能源、环境、生命等领域重要表界面微观结构的时空演化机理及界面构效关系提供了高效、独特的研究平台。  汪福意课题组与中国科学院生态环境研究中心曲久辉院士/胡承志研究员团队合作,将原位液相SIMS技术拓展至纳米孔道膜分离过程中的固液界面分析,原位捕获了离子水簇在纳滤膜孔道传输过程的水合形态变化,提供了基于水簇结构转化与其膜孔传输适配的纳滤膜分离技术原理,为高性能纳滤膜材料开发与膜分离系统优化提供了实验依据。相关成果发表在《科学进展》(Science Advances 2023, 9, eadf8412)和《美国化学学会纳米杂志》(ACS Nano 2023, 17, 12629)上。  汪福意课题组与南昌大学教授陈义旺/胡笑添团队合作,发展了原位液相SIMS技术,研究了钙钛矿太阳能电池领域饱受困扰的前驱体溶液老化问题,以直接分子证据揭示了三阳离子混合卤化物钙钛矿前驱体溶液在长期存储过程中的老化反应机制。进而,该团队针对前驱体离子老化机制提出了Lewis酸/碱添加剂减缓钙钛矿溶液老化的策略,并阐释了添加剂化学结构与添加剂抑制老化效果之间的构效关系。研究表明,原位液相ToF-SIMS新技术可作为“分子眼”促进对钙钛矿溶液化学的认知,推动了钙钛矿器件产业化策略的设计和开发。相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202215799)上。进一步,该团队以低维钙钛矿前驱体溶液中的胶体粒子作为研究对象,应用原位液相ToF-SIMS可视化间隔阳离子参与的胶体组装行为,揭示了氢键作用与量子阱结构优化的新机制,为实现高效低维钙钛矿太阳电池印刷提供了实验依据。相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303177)上。  研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。  液相ToF-SIMS原位剖析钙钛矿溶液老化化学及抑制老化作用机制
  • 工欲善其事,必先利其器——从重大科学仪器基金看表界面化学表征方法的发展
    ■ 高飞雪,吴凯,伊晓东本文总结了国家自然科学基金委员会化学科学部催化与表界面化学学科相关的国家重大科研仪器研制项目的资助概况及已批准项目的研制目标、仪器构成与应用领域,在此基础上,提出了项目申请与管理的一些建议与思考。前言 “创新科学仪器”是科学发展的原动力。运用科学仪器进行实验可以判定科学理论的正确性和准确性,发现新的现象,提出新问题,从而促进技术进步,推动相关领域的发展。国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)于2011年设立国家重大科研仪器研制项目,面向科学前沿和国家需求,以科学目标为导向,资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制,以提升我国的原始创新能力【1】。我国“催化与表界面化学”近十年来得到了快速发展,某些领域的研究成果得到了国际上的肯定和关注,特别是在创新仪器研制方面瞄准国际前沿,超前部署,为今后做出原创性工作提供有力的技术支撑。希望这些与“催化与表界面化学”相关的创新仪器的成功研制将进一步推动“催化与表界面化学”的发展。一、重大科学仪器基金项目资助概况国家重大科研仪器研制项目包括部门推荐和自由申请两个亚类。自重大科学仪器研制项目设立以来,化学科学部共资助6项部门推荐的重大科研仪器项目,其中与“催化与表界面化学”相关的有4项,具体的重大仪器项目(部门推荐和自由申请)资助情况见表1和表2。表1 “催化与表界面化学”相关重大仪器研制项目(部门推荐)信息表表2 “催化与表界面化学”相关重大仪器研制项目(自由申请)信息表二、部门推荐类重大仪器研制项目在这里,我们重点介绍部门推荐类重大仪器研制项目的研制目标、仪器构成以及应用领域。1、高分辨多功能化学成像系统问题的提出:化学成像是近年来兴起的新型表征技术,它将光学成像与谱学测量相结合,可同时获得化学成份的含量和空间分布信息。由于时间和空间分辨率的限制,现有化学成像技术大多难以实现分子水平的原位检测;而且基本上是单一模式成像,难以进行分子结构和分子间相互作用的多组分/多参数分析和验证。研制目标:复杂体系中表界面分子结构和性能变化的原位、实时研究,突破材料化学、生命化学等前沿交叉领域研究的技术瓶颈。仪器构成与功能:高分辨多功能化学成像系统,以超分辨受激辐射耗尽STED光学成像为基础,将具有超高空间分辨的光学成像和质谱、光谱等谱学技术及扫描探针显微成像技术相结合,在对物质的形貌进行成像的同时,对其化学组成、表界面分子结构、分子间相互作用及其动态变化等进行分子水平的原位、实时、多参数表征。在此基础上,发展了纳米尺度和分子水平的化学成像新技术和新原理。仪器构成示意图见图1。应用领域:该仪器的建成和使用促进纳米化学、能源化学和生命化学等领域的研究取得新突破,为绿色化学、生物医药、电子工业、环境治理、能源资源等高新技术产业的发展提供高水平的综合实验平台。图1 高分辨多功能化学成像系统示意图2、基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置问题的提出:绝大部分现有能源和新洁净能源都涉及原子分子的物理化学过程,因此研究原子分子在气相和表面的化学物理过程一直是能源基础研究极其重要的方向。极紫外波段光源在气相原子分子和表面物种的探测中发挥着不可替代的作用。但是, 现有光源亮度较弱大大限制了在这一方向的研究能力。研制目标:研制一套基于高增益谐波产生模式的、超高亮度且具有超快时间特性的可调极紫外相干光源的综合实验装置,将先进相干光源的发展和原子分子和自由基的高灵敏度探测方法发展紧密结合起来, 将先进相干光源装置的研制与能源相关的基础物理化学研究装置的研制紧密结合起来, 希望在较短的时间内使该综合实验研究装置成为世界上独特的的基础物理化学实验研究平台。仪器构成与功能:该大型综合实验装置主要由高品质的电子直线加速器、极紫外激光高增益谐波产生放大器、极紫外光束线和实验站(含基元反应实验装置、表面光化学反应实验装置、分子束表面散射化学反应实验装置、生物质谱实验装置、中性团簇实验装置等)组成,产生的极紫外激光脉冲能量超过100 uJ,重复频率可达50 Hz,波长在极紫外区域(50-150 nm)完全连续可调,脉冲长度可实现30 fs/100 fs/1 ps切换。结合传统激光技术、离子成像技术、原子分子和自由基高灵敏度电离技术、高分辨质谱技术以及独特的UV-EUV泵浦-探测技术,该装置可以被广泛地用于研究光化学动力学、团簇结构及动力学、表面化学动力学、燃烧化学动力学、生物分子结构等能源化学相关过程的重要基础科学问题。仪器构成示意图见图2。图2 基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置结构图应用领域:该大型综合实验装置可用于燃烧、能源催化、大气化学、星际化学、表面科学和生物质谱分析等领域的研究。3、基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置问题的提出:化石能源的高效利用、能量转换与储存中的多相催化反应和电化学反应都是发生在表面和界面上的物理化学过程。研制基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置,从微观的原子分子尺度检测上述物理化学过程涉及的多种表面反应关键中间物种、自由基和激发态,对化石能源的优化利用和洁净能源的开发起着非常关键的作用。研制目标:国内第一个红外自由电子激光用户装置,同时也是国际上第一个面向能源化学研究的红外自由电子激光装置,使我国在低增益FEL振荡器装置研究方面达到国际先进水平,解决能源化学前沿科学问题。仪器构成与功能:结合当前自由电子激光等技术领域最新成果,该仪器由中红外到远红外波段连续可调的红外自由电子激光,和以其为光源的表界面反射吸收红外光谱、纳米红外光谱(空间分辨光谱)、和频光谱(时间分辨光谱)、光解离光谱和光激发光谱五条实验线站组成。该大型实验装置显著提升了从原子分子水平研究多相表界面过程(如(电)催化剂活性中心位本质、(电)催化剂作用机理和(电)催化反应机理)、团簇结构及其反应动力学和红外振动态激发分子反应动力学的能力。实现了原位/在线/工况探测过去只能间接推测而无法直接从实验上获知的能源化学反应关键中间体(如氧物种、表面-吸附分子成键振动等)的结构、解析相关的团簇结构及其动力学、获取分子振动激发对化学反应影响等全新的信息。发现新现象、揭示新规律,取得实验和理论的突破。仪器构成示意图见图3。应用领域:该仪器的建成将为解决能源化学的瓶颈问题的提供研究平台,使能源化学和材料化学相关领域研究取得突破性进展。图3 基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置结构图4、超高时-空分辨的离子化学研究系统问题的提出:离子是物质科学中的基本粒子之一,是稀土分离、核废料处理、离子电池、分子磁体、发光、相转移催化、土壤污染修复和离子通道等领域中重点研究对象。溶剂介质中离子化学的核心科学问题是离子溶剂化效应。溶剂化离子的结构复杂而动态,造成研究手段匮乏,理论处理棘手。研制目标:建造一套具有超高时-空分辨能力的离子化学研究系统,探索与发现离子化学中的新现象和新性质。仪器构成与功能:该系统的建成将为相对稳定的金属正离子和非金属负离子的制备提供普适的方法;所产生离子束通过电化学系统的加速、抽取、偏转、漂移和减速,软着陆到介质表界面或其它指定位置;综合利用软着陆离子束、分子束、低温和超高真空技术,实现原位制备单离子、溶剂化离子、离子对、离子配合物和聚集体等;结合超高空间分辨成像技术和超高时间分辨的超快多维光谱技术、测量单个离子的本征结构,研究受控的离子溶剂化过程,探究溶剂化离子的大小、结构、电荷和能量转移等;监控单一离子在多相表界面的迁移动力学,研究离子迁移与介质表界面结构、离子种类、离子大小和溶剂化效应等之间的内在关系;对具有特殊功能性质的稀土发光和磁学配合物,测量单个裸露离子或配位(或溶剂化)离子的光学及磁学性质等。整套仪器的主要参数指标包括:在空间分辨上约为0.01 ~ 0.1 Å;时间分辨上为fs ~ ns(不同能量测量范围);在能量分辨上能达到0.1 ~ 1 meV;为达到软着陆目的,离子束的能量小于1 eV。仪器构成示意图见图4。应用领域:该仪器将在我国超纯稀土萃取、高端稀土功能材料开发、土壤污染中重金属处理、核废料处理中的放射性离子提取与转化、磁性分子材料的设计与制备、离子电池和储能材料的研制等重大应用过程提供技术平台。图4 超高时-空分辨离子化学研究装置的主要系统功能划分上述四项仪器研制项目(部门推荐)从可调谐极紫外自由电子激光到中远红外自由电子激光,使原可探测的光谱段扩展和增强。利用其对表界面活性中间物种等进行探测,特别是对很难探测到的甲烷等的关键中间物种、自由基和激发态进行有效探测及其随时间演化的动力学过程,以及中间体物种与催化剂表面成键的探测(大多在远红外区)等,为催化及能源化学领域反应路径和机理的理解提供了重要的直接实验证据。同时,成像与光谱和质谱结合,可同时获取表界面反应的物种定量和定性以及化学组成信息,为反应机制提供可视化证据。特别是结合超高空间分辨的成像技术和超快时间分辨的多维光谱技术,研究离子的本征性质和行为,是离子化学研究的前沿,将为能源、材料和环境等领域提供重要的技术平台。上述仪器的成功研制和发展的实验方法将进一步推动“催化与表界面化学”的发展,加速创新性原创成果的产生,为“催化与表界面化学”未来发展提供了重要技术储备,同时也反映了表界面化学表证方法的发展趋势。三、创新仪器和表征方法的发展态势表界面结构与性质的演变是表界面化学的研究核心,必须借助于先进的实验技术和表征方法,既要注重挖掘和综合利用现有的实验技术,又要注重利用新的科学原理来建立新的表征方法【2】。在材料结构表征技术中,原子分辨电子三维/四维技术、基于X射线、自由电子激光和同步辐射光源的三维相干衍射成像技术、4D扫描透射显微技术(4D-STEM)和电子叠层成像术(Electron ptychography)在原子水平上研究材料体系的组成、分布、结构与性质的时空变化,对于表界面物理化学至关重要。在真实催化反应条件下与同一时间尺度下,综合使用原位X射线吸收谱学(XAS, X-ray adsorption spectroscopy)、原位X射线掠入式衍射(GID, grazing incidence X-ray diffraction)、原位傅立叶变换红外光谱(IR,infrared Fourier transform spectroscopy)、引入外加扰动(如同位素切换)的瞬变动力学分析(TKA,transient kinetic analysis)、原位光电子能谱、原位固体核磁、光催化电荷转移过程全时空域成像、球差校正扫描透射电镜二次电子成像等多种表征技术,可以同时获得多种信息,有助于人们深入理解真实催化过程和催化作用机制,总结催化活性与催化剂的内在规律,为新型高效催化剂的研制提供科学依据。通过反应器的创新设计,在电极材料与电化学表界面(固液两相及气液固三相界面)工作条件下,协同联用和同步耦合原位X光吸收光谱、表面增强振动(红外和拉曼)光谱、扫描探针显微技术(SPM)与微分电化学质谱等原位表征技术是电化学前沿研究的强大工具。原位界面和频振动光谱(SFG)、液体环境中的电化学STM、引入光、电、力、温度等外场和液体、气氛等化学环境的透射电镜(TEM)、液固界面AFM、介质环境下的X射线吸收精细结构谱(XAFS)、液相体系中的圆二色谱法等是目前介质环境下表征技术的重点与难点。基于石英音叉轻敲模式的非接触原子力显微镜(Qplus NC-AFM)技术、非弹性电子隧道谱(IETS)、针尖增强拉曼光谱(TERS)、二维飞秒红外光谱、秒X射线激光脉冲、时间,空间与能量分辨的超快超宽频多维光谱、将皮秒级太赫兹脉冲耦合到STM针尖的太赫兹(THz)STM等技术是化学键与能量迁移表征技术发展的方向。四、建议与思考我国表界面化学的研究起步较晚,作为跨度宽广、应用普遍和意义重大的一门交叉学科,表界面化学在我国经过几十年的艰苦发展,其触角已经深入到物理、化学和其他相关学科的诸多研究方向,受到人们越来越多的重视。得益于我国经济的快速发展以及国家对基础科学研究的大量投入,近十几年来一批高端精密设备被引进、改造、创制并投入到实际研究之中,在解决催化及相关方向的关键科学问题取得了重要进展。但是,目前我国高端精密仪器的制造和创制能力还不足。一方面,重要的表面分析仪器和设备都是国外垄断,制约我国表面化学乃至基础科学的发展。另一方面,我国表界面化学的研究也在一定程度上依然存在着“跟风”和急于求成现象,导致研究创新性相对缺乏,在一些需要啃硬骨头和相对冷门的方向和领域的研究动力不足。例如,人们更多关注表面反应的静态表征,但对于表面反应的动态过程研究十分有限,理论研究也比较薄弱。再如,表面扩散动力学以及低维结构的生长动力学研究等缺乏足够的重视和深入的探讨,在表面量子态调控等方面也几乎是空白。重大科学仪器研制项目是科学基金资助体系中环境支撑的重要部分,是推动科学问题导向的创新仪器研制和原创成果产生的重要平台。科学基金在持续资助创新仪器的同时,不断完善仪器基金的后续管理和支撑条件。2018年化学部学科重组后,设立了仪器创制与大科学装置应用的申请代码(B0407)。表界面化学(B02)仪器项目的申请可选择任一代码。仪器基金的会评是在学科或学部函评的基础上,学部推荐后统一由计划局组织评审。近三年来,表界面化学相关仪器项目(自由申请)的申请数不多,结题项目的优秀率也不高。对于已经结题的仪器(部门推荐)项目,结题两年后还要开展后评估工作。主要考察仪器的科学目标和应用目标完成情况、依托仪器取得的重大科研成果情况、关键核心技术的掌握和推广应用情况、仪器核心器件自主可控情况和仪器运行及其稳定性,另外还考察组织管理情况,例如:依托单位履行职责情况(包括基础设施和配套设施建设、人员配备、运行经费保障、国有资产管理等)。同时注重考察仪器研制技术团队建设和人才培养情况,成果转化及对经济社会的影响。建议依托大科学装置和基金委资助的仪器研制项目,充分发挥研制仪器在解决相关科学问题中的重要作用。针对表界面的关键科学问题,鼓励高端精密仪器的制造和基于新原理的原创性仪器研制,注重挖掘和提升现有仪器的综合有效利用,发展基于大数据和AI技术的表界面研究新方法和新范式,注重培养仪器研制、设计加工和维护专业技术人才队伍,提升我国表界面化学创新仪器的研制能力,促进学科的全面快速发展。【参考文献】[1] 2021年度国家自然科学基金项目指南[2] 高飞雪, 伊晓东. 催化与表界面化学“十四五”发展规划概述, 中国科学: 化学, 2021, 51(7): 932. doi: 10.1360/SSC-2021-0121
  • 2012年上半年仪器新品盘点:表界面及颗粒测试仪器
    新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势,定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户,让大家对于感兴趣的领域有总体性了解,更多创新产品和更详细内容见新品栏目。比表面分析仪  比表面分析仪是用来检测颗粒物质比表面积的专用设备,而比表面积测试方法主要包括动态色谱法和静态容量法,其中动态色谱法是将待测粉体样品装在U型的样品管内,使含有一定比例吸附质的混合气体流过样品,根据吸附前后气体浓度变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量 而静态法根据确定吸附量的方法的不同分为重量法和容量法 重量法是根据吸附前后样品重量变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量,由于分辨率低、准确度差、对设备要求很高等缺陷已很少使用 容量法是将待测粉体样品装在一定体积的一段封闭的试管状样品管内,向样品管内注入一定压力的吸附质气体,根据吸附前后的压力或重量变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量。  现在国际上比表面积分析仪的使用已经非常广泛,在国内也逐步得到了认识,因此涌现出了好多优秀的厂商,然而企业能够持续发展来源于它持续的创造力。下面列举国内外厂家2012年上半年推出的新产品,以飨读者。  2012年上半年的表面分析仪器主要有:北京精微高博科学技术有限公司全自动比表面积及真密度测试仪JW-BK224T、北京金埃谱科技有限公司物理吸附分析仪V-Sorb 4800、贝士德仪器科技(北京)有限公司高精度比表面积和孔隙度测定仪3H-2000PS2、瑞典百欧林科技有限公司上海代表处Theta QC光学接触角仪、威杰(香港)有限公司全自动表面能分析仪SEA、浙江泛泰仪器有限公司全自动微反评价设备4200。  从这些新产品的创新点可以看出未来表界面仪器的发展趋势。  北京精微高博科学技术有限公司全自动比表面积及真密度测试仪产品型号:JW-BK224T  上市时间:2012年6月  北京精微高博科学技术有限公司独自开发设计静态容量法和动态色谱法两大类六种型号比表面仪器,其中静态容量法比表面及孔隙率测定仪是与国外同类产品相同质量和功能的仪器,JW-BK和JW-RB为精微高博独创的静态容量法比表面积及比表面及孔隙率测定仪,性能达到国外同类水平,深受国内用户欢迎。而JW-BK224T是精微高博的创新产品,该产品设有4个样品分析位,4个样品预处理位,测试系统与预处理系统可同时工作,互不干扰 比表面和真密度测试积聚一身的测试仪器!真密度测试:采用新颖独特的集装式管路设计,有效提高了真密度分析仪密封性,减小了基体腔自由体积空间,同时可有效提高整体测试系统的温度均匀性及抗各种外界干扰能力,有利于提高测试结果的重复性。  北京金埃谱科技有限公司物理吸附分析仪产品型号:V-Sorb 4800  上市时间:2012年3月  全自动物理吸附分析仪V-Sorb 4800是金埃谱科技自主研发的全自动智能化比表面积和孔径分析仪器,采用静态容量法测试原理,并参考众多著名科研院所及500强企业应用案例,相比国内同类产品,金埃谱物理吸附分析仪多项独创技术的采用使产品整体性能更加完善, 该仪器采用进口4升大容量金属杜瓦瓶,在无需增加保温盖的条件下可连续进行72小时测试,无需添加液氮,可同时进行4个样品的分析和脱气处理,相比同类产品工作效率提高了一倍。整个测试系统采用模块化结构设计,完全自动化的设计理念,配以功能完善的测试软件,可实现夜间无人值守式自动测试,大大提高测试效率。  贝士德仪器科技(北京)有限公司高精度比表面积和孔隙度测定仪产品型号:3H-2000PS2  上市时间:2012年1月  贝士德公司今年一月份刚刚推出的高精度比表面积和孔隙度测定仪3H-2000PS2增加了国内唯一的分子置换模式,对样品预处理模式进行了改进 该仪器增加了PO测试,PO测试对静态法比表面积和孔隙度测定仪的准确性和重复性有很大的作用.。另外,该仪器还获得了两项国家技术专利:静态法高精度比表面积和孔隙度测定仪的净化预处理装置(专利号:ZL201120136943.9) ,静态法比表面及孔径分析仪的饱和蒸汽压测试装置(专利号:ZL201120136959.X )。  瑞典百欧林科技有限公司上海代表处光学接触角仪产品型号:Theta QC  上市时间:2012年2月  瑞典百欧林科技有限公司拥有Q-Sense, KSV, Attension, Nima, Osstell等品牌,主要产品为基于QCM-D专利技术的石英晶体微天平、LB膜分析仪,浸入成膜仪、表/界面张力仪,光学接触角仪、表面等离子共振仪、表面流变测试仪、表面红外测试仪等。在2012年一月刚刚推出的Theta QC 是一款设计精巧紧致的便携式光学接触角测试仪,可用于精确测试润湿、吸附、均一性、表面自由能、铺展性、吸收、清洁度和印刷适性等,用于快速在线检测和生产过程中的质量控制,可广泛应用于包装、涂料、印刷和材料工程等行业。与同类仪器相比,Theta QC的主要特点:1. 轻巧,灵活便携,适用于在线检测 2. 真正的无线测试:自带电池可连续工作8小时,测试数据可无线传输至远程电脑 3. 内置存储,可存200个数据点 4. 使用方便,软件界面友好。  威杰(香港)有限公司全自动表面能分析仪产品型号:SEA  上市时间:2012年1月  iGC(反气相色谱法)-是一项的针对粉末、颗粒、纤维、薄膜、半固体的表面与体积性质的气相表征技术。iGC 表面能分析仪继续保持了SMS 公司15年来开拓历史的反气相色谱法的世界领导者地位。全自动表面能分析仪SEA代表了iGC技术的巨大进步。SEA创新的核心是其独特的多面注射系统。这个系统生成了具有最大精度和范围的溶剂脉冲,精确地产生样品空前的高和极低的表面覆盖范围的等温线。这使得非均匀分布的表面量的测量更加精准。Cirrus Plus 利用了iGC SEA的实验灵活性,提供广泛的,人性化的数据分析,并可以单击生成报表,帮您最大程度的运用iGC数据。 浙江泛泰仪器有限公司全自动微反评价设备 产品型号:4200  上市时间:2012年3月  浙江泛泰仪器有限公司在2012年3月推出了这款全自动微反评价设备4200,装置采用框架式结构,模块化设计,分为气体减压、进料、反应、产品收集和放空等区域,且该装置反应各部件可以根据用户的具体需求,做相应的调整 该仪器的控制装置能够自动控制气体和液体流量,多段式反应炉的温度 此外,全自动微反评价设备主要用来进行催化剂或其他物质的固定床微反评价,可以实现同时多路气体和多路液体进样,并使用MFC和液体计量泵计量 反应器可以支持1200度或20Mpa的操作压力,能够设计成桌面型、小型立式、DCS控制型、小试装置等。颗粒/粉体流动性测试   随着颗粒技术的发展,颗粒测试技术已经受到广泛的关注与重视. 近年来颗粒测试技术进展很快,表现在以下几个方面:1) 激光粒度测试技术更加成熟2) 图像颗粒分析技术东山再起3) 颗粒计数器不可替代4) 纳米颗粒测试技术有待突破5) 光子相关技术独树一帜6) 颗粒在线测试技术正在兴起。其中,粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。另外,测定粉末流动性的仪器称为粉末流动仪,也叫霍尔流速计。由漏斗、底座和接粉器等部件组成。因为在工业生产中,粉体的颗粒形状、细度、粒度分布和粘聚性,会直接影响产品的质量,所以不管是颗粒度的测试还是粉体流动性的测试在实际的应用中都很为重要,选用仪器分析检测也尤为重要。  2012年上半年的颗粒或者粉体流动性测试仪器的新品主要有:珠海欧美克仪器有限公司生产的激光粒度仪LS-C(III)型干湿二合一和英国Freeman Technology公司(大昌华嘉商业(中国)有限公司代理)生产的FT4多功能粉末流动性测试仪。  从这些新产品的创新点可以看出未来试验机行业的发展趋势。  珠海欧美克仪器有限公司激光粒度仪产品型号:LS-C(III)  上市时间:2012年1月  欧美克是一家专注于粒度检测与控制技术的研发与生产的公司,是中国粒度检测仪器第一大制造企业。刚刚面世的这款激光粒度仪采用独有的大角散射光的球面接收技术(专利号:95223756.3),对透镜后傅立叶变换结构,将大角探测器布置在适当的球面上,以实现大角散射光的精确聚焦 该仪器采用一体化激光发射器(专利号:00228952.0),有效降低了激光管热变形、外界机械振动对仪器稳定性的影响。自动对中系统步进精度达到0.5微米,使用户操作更为方便 湿法进样系统采用增压泵,转速达5000转/分,相较于蠕动泵能有效实现大颗粒的循环 干法进样系统振动电机无极可调,实现遮光比的有效控制 测试窗口材质采用高品质光学材料,窗口构件采用全不锈钢材,耐磨、易清洗,维护方便 光路系统采用全封闭设计,防止灰尘污染及外界光污染。  大昌华嘉商业(中国)有限公司多功能粉末流动性测试仪产品型号:FT4  上市时间:2012年2月  国外高技术仪器公司众多,但是他们中很多公司并不能全面理解中国文化和市场,在拓展中国市场方面“心有余而力不足”,因此急需诸如华嘉这样专注市场拓展的贸易代理公司的帮助。早期,华嘉总是搜寻一些大公司或第一品牌的公司进行合作,而如今,华嘉更加倾向于专业型企业,同时这些企业也必须在他们所专注的领域具有领导地位或者拥有创新的技术。英国Freeman Technology公司就是这样的一家优质公司。今年4月份推出的最新一代FT4多功能粉末流动性测试仪,利用专利的粉末均匀化预处理,通过测量粉末的动力学性质,剪切性质和包含压缩性、透气性和密度在内的粉末整体特性,给出粉末高重复性的流动性质的定量数据,在此之前,没有任何其他仪器可以做到这些。除此以外,一些与加工过程有关的变量,如贮存时间、静电、结团、颗粒偏析、颗粒破碎或湿法制粒时的含水量等也都可以由FT4获得评估,真正实现了粉末在实际应用环境中的定量表征。
  • 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。
  • 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
  • SPM系列丨润滑油固液界面特性表征
    润滑油是各种机械设备上用以减少摩擦,保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂。润滑油如发动机机油,润滑原理是其中所含的添加剂成分会在金属表面形成吸附膜,从而减少摩擦作用,并通过防止金属与金属间的直接接触来阻止金属磨损。 但目前常用的测试方法并不能直接观察吸附膜,因此在实际的润滑油开发过程中,需要使用大型装置进行重复测试,例如采用真实车辆测试和发动机测试,以缩小改性剂候选范围和最佳浓度范围。此类开发方式需要大量的时间与物料成本,因此迫切需要一种新的方法。 原子力显微镜是一种通过检测纳米级针尖和样品间作用力获得信息的高分辨工具。但是传统原子力显微镜对力的检测分辨率不够高,因此需要使用调频模式的原子力显微镜。调频模式下探针可以检测到一个或几个分子对探针的扰动,非常适合对润滑油吸附膜这种单分子膜进行观测。 SPM-8100FM调频原子力显微镜仅需500μl润滑油样品,即能够以分子级分辨率观察润滑油-氧化铁界面。 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基油为PAO 4(聚α-烯烃),添加剂为C18AP(正磷酸油酸酯)。 图示为4组对照实验,分别是仅使用PAO(不添加C18AP)和添加了浓度为0.2 ppm、 2 ppm、20 ppm和200 ppm的C18AP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分子定向已被C18AP破坏,即C18AP在氧化铁基片上的形成了吸附膜。氧化铁基片在浓度为2ppm时部分覆盖,在20ppm和200ppm时完全覆盖。可以推断,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。 SPM-8100FM界面图像表明,PAO中C18AP的浓度高于20ppm时,C18AP吸附层完全覆盖了氧化铁基片表面。 尽管对滑动条件和静态条件下实施表面分析的动态环境存在差异,但是这些实验结果表明,使用SPM-8100FM对润滑油-氧化铁界面实施分析进而评估滑动表面摩擦特性是可行的。该技术对于润滑油开发,可有效加快润滑油开发进度,在研发的初期阶段就可以在实验室中进行测试,完成开发初始阶段筛查。
  • 突破!微界面接触状态实时表征技术成果在《Nano Energy》发布
    王晓雄/郭玉婷/李迪联合研究团队利用像散成像技术实现摩擦纳米发电机的界面接触状态实时表征关键词:三维荧光微球成像技术;像散成像;三维界面接触表征;摩擦电纳米发电机 导读微观表征技术已经被证明对于现代科技发展具有巨大的影响力。市面上对表面形貌的常规表征手段有光学显微镜、SEM、AFM、台阶仪等,但目前尚缺少实时分析微界面接触状态的精准探测技术,这极大的阻碍了电子科技领域和材料开发领域域的发展。为了解决这个难题,青岛大学王晓雄团队、中国科学院大学生命科学院郭玉婷团队与中国科学院物理研究所李迪团队协作,通过利用“超分辨荧光微球硅胶形变技术”成功实现了对接触界面的微观三维可视化分析,完成了摩擦纳米发电机(TENG)三维表面的原位监控,能够在TENG工作的同时获得界面接触信息,为材料微观界面接触表征的测定和评估提供了新技术手段。相关成果于2024年7月30日在学术期刊《Nano Energy》在线发表(3D visualization microscope of TENG contact interface beads on astigmatic imaging,DIO: 10.1016/j.nanoen.2024.110061 )。 正文界面接触状态的微观表征在多个科学领域具有重要研究价值,因此Science杂志也将“如何在微观层面测量界面现象”列为125个重要科学问题之一。例如:1、在物理科学领域,材料界面设计能够有效改变力学性能,因此对于结构强度、稳定性和寿命有着巨大影响(如图1)。2、在化学领域,界面两相物质的反应或者输运过程对于化学过程有着决定性的影响。3、在电子器件领域,界面接触状态对CPU热管理效果影响巨大,且器件连接效果受接触电阻影响很大。4、在生命科学领域,液-固界面能够完成植物液体输运以及物质传递等过程。图1. 普通塑料表面起伏结构,影响接触分离分布传统认知认为粗糙界面有助于提高接触起电效果,电负性差异给出了材料本身电荷转移能力的强弱,而事实上只有当两种材料的接触距离达到电荷有效转移距离,即电子云交叠距离才能够实现有效电荷转移,这意味着未经处理的粗糙材料中有大量的界面并未有效参与电荷转移,如何重构接触界面解析的有效性至关重要。在本工作中,团队以TENG接触界面的微观表征为案例成功开发了一种实时分析接触界面的3D可视化技术,为TENG的接触界面研究带来了技术性的突破。研究团队开发的3D可视化技术,以界面位移-力学性能解析为思路,超高分辨率观测聚二甲基硅氧烷(PDMS)和丁腈薄膜构建的TENG接触面系统,利用荧光微球的荧光成像和自主研发的基于深度学习的算法网络,实现了对TENG接触界面的实时三维重建观测,如图2所示。这项技术不仅能够观察接触界面的形变,还能计算出实际的有效接触面积,为理解接触起电机制提供了定量化的数据支持,对于设计新一代高性能、高稳定性的TENG具有重要的指导意义,对提高电子器件接触面能量转换效率提供新方法。图2. 通过荧光标记TENG摩擦对的一层反解力学状态表面来获得其按压状态表征;(a)标记层未受到按压时,荧光标记在垂直面方向没有明显移动,反解获得(c)平整表面;(b)标记层受到按压时,荧光标记的形状变化被用于解析垂直面位移,从而完成(d)三维重构。 结语随着技术的进一步成熟和应用,基于像散成像原理的三维可视化技术有望在能源、智能穿戴设备、生物传感器和物联网等领域发挥重要作用,推动相关产业的技术进步和创新发展。该工作由青岛大学王晓雄团队、中国科学院大学生命科学院郭玉婷团队与中国科学院物理研究所李迪团队共同完成。该工作在国家自然科学基金、北京市科技新星等项目的资助下完成。——招聘——郭玉婷课题组诚聘细胞生物、光学工程和计算机领域的相关人才,详情请见招聘简章(https://bio.ucas.ac.cn/index.php/tzgg/76304-2024-04-07-09-24-06 )。
  • 颁奖典礼 | 第三届克吕士杯中国胶体与界面化学终身成就奖颁奖典礼
    颁奖现场2023年4月8日上午,第三届中国化学会胶体与界面化学终身成就奖在西安曲江国际会议中心的大礼堂将此荣誉授予了马季铭教授,表彰马季铭先生在胶体与界面化学的学科发展、平台建设与人才培养,在胶体稳定性、纳米材料等方向的应用研究。中国科学院院士,陕西师范大学教授房喻和克吕士科学仪器(上海)有限公司的总经理王磊共同颁发了克吕士杯终身成就奖的奖杯、证书和奖金。现场,北京大学齐利民老师替马季铭教授代领了奖项。获奖人介绍 马季铭,男,1938年1月出生,河北昌黎人,汉族。北京大学化学与分子工程学院教授,物理化学专业博士生导师。1962年北京大学化学系本科毕业,之后师从傅鹰教授读研究生,1966年研究生毕业后留校任教。1979-1981年曾作为访问学者在美国lehigh 大学工作二年。1996-2004年任中国化学会物理化学学科委员会胶体与界面化学学科组组长。马季铭教授一直从事胶体与界面化学的教学与科研工作,曾讲授“胶体化学”、“分散体系物理化学”、“胶体稳定性理论”等本科生与研究生课程,合作编写了《胶体化学基础》、《表面化学》,翻译了《胶体与表面化学原理》等教材与专著。他在教学中注意深入浅出和讲授的系统性,深受到学生的欢迎。在科学研究中,他系统地研究过高分子与表面活性剂在固液界面上的相互作用,特别是水溶性高分子与表面活性剂在固液界面上的混合吸附及其对胶体稳定性的影响,这在医药、食品、化工、采油等领域有重要的应用价值,研究成果被国内外同行广泛引用。对胶体稳定性的研究是胶体化学的核心问题之一,马季铭教授在这一领域的研究成果是发现溶液中的表面活性剂胶束对胶体稳定性起着与溶液中自由高分子相似的作用,在一定条件下能使胶体变得稳定或不稳定。这是文献中首次明确指出自由胶束对胶体稳定性的影响,受到国内外同行的广泛重视。严谨、务实和创新是马季铭教授治学的座右铭。他认为:成功来自于勤奋。要将大胆创新的思想和锲而不舍的精神结合起来,才有可能获得高水平的研究成果。往期回顾 2019年7月29日上午在无锡正式举行的第十七界中国化学会胶体与界面化学学术会议上,首届克吕士杯中国胶体与界面化学终身成就奖由江龙院士获得,李灿院士亲自颁发终身成就奖的奖杯、证书和奖金,并由黄建滨主任和王磊总经理陪同。该奖用于表彰江龙院士在胶体与界面化学的学科建设、人才培养;在水煤浆、强化采油和高浓度胶体分散体系流动与稳定性方面的应用研究,以及在仿生酶膜、仿视觉薄膜、DNA生物传感器和纳米颗粒制备、组装和纳米颗粒生物效应等领域的创造性工作。2022年1月17日上午,第二届克吕士杯中国化学会胶体与界面化学终身成就奖以线上形式将此荣誉授予了杨孔章教授,表彰杨孔章先生在胶体与界面化学的学科发展、平台建设与人才培养,在活性白土、石化工业催化剂研制等方面的应用研究,以及在Langmuir-Blodgett膜、功能有序分子膜构筑与效能等领域的创造性工作。郝京诚教授作为中国化学会胶体与界面化学专业委员会的代表向杨孔章先生颁发了奖杯和证书。
  • 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。
  • 面向动态表界面分析的原位液相二次离子质谱新技术研究获进展
    表界面化学是能源、环境和生命等前沿科学领域的核心。在分子水平上表征表界面化学,对阐明上述领域关键科学问题的化学本质具有重要意义。然而,表界面层极薄、其物种复杂性及高度动态性,对化学测量学提出了挑战。飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)是迅速发展的先进表界面分析技术。而作为基于高真空环境的分析技术,SIMS难以直接分析涉及到液体的表界面。近年来,中国科学院化学研究所活体分析化学实验室研究员汪福意课题组,针对动态表界面分析问题以及诸多重要表界面过程处于“黑箱”状态的研究现状,基于高化学稳定、高真空兼容的微流控装置,将一系列液体表面以及固液界面引入超高真空的SIMS分析系统中,发展了多场景适用的具有高界面敏感(ppm)、高时间分辨(μs)、超薄信息深度(nm)和“软”电离等特性的原位液相ToF-SIMS新技术,以直接分子证据可视化追踪液体表面/固液界面的微观弱相互作用,并原位实时监测界面电化学双电层结构、反应中间体、鉴定电催化活性位点等。迄今为止,原位液相ToF-SIMS是唯一已知可原位探测固液界面的质谱分析技术,为揭示电化学、能源、环境、生命等领域重要表界面微观结构的时空演化机理及界面构效关系提供了高效、独特的研究平台。汪福意课题组与中国科学院生态环境研究中心曲久辉院士/胡承志研究员团队合作,将原位液相SIMS技术拓展至纳米孔道膜分离过程中的固液界面分析,原位捕获了离子水簇在纳滤膜孔道传输过程的水合形态变化,提供了基于水簇结构转化与其膜孔传输适配的纳滤膜分离技术原理,为高性能纳滤膜材料开发与膜分离系统优化提供了实验依据。相关成果发表在《科学进展》(Science Advances 2023, 9, eadf8412)和《美国化学学会纳米杂志》(ACS Nano 2023, 17, 12629)上。汪福意课题组与南昌大学教授陈义旺/胡笑添团队合作,发展了原位液相SIMS技术,研究了钙钛矿太阳能电池领域饱受困扰的前驱体溶液老化问题,以直接分子证据揭示了三阳离子混合卤化物钙钛矿前驱体溶液在长期存储过程中的老化反应机制。进而,该团队针对前驱体离子老化机制提出了Lewis酸/碱添加剂减缓钙钛矿溶液老化的策略,并阐释了添加剂化学结构与添加剂抑制老化效果之间的构效关系。研究表明,原位液相ToF-SIMS新技术可作为“分子眼”促进对钙钛矿溶液化学的认知,推动了钙钛矿器件产业化策略的设计和开发。相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202215799)上。进一步,该团队以低维钙钛矿前驱体溶液中的胶体粒子作为研究对象,应用原位液相ToF-SIMS可视化间隔阳离子参与的胶体组装行为,揭示了氢键作用与量子阱结构优化的新机制,为实现高效低维钙钛矿太阳电池印刷提供了实验依据。相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303177)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。液相ToF-SIMS原位剖析钙钛矿溶液老化化学及抑制老化作用机制
  • 科众精密-解析气-液-固界面接触角的测量原理
    一、液-固界面接触角的测量的实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。2. 接触角测定材料表面接触角和表面张力的方法。二、接触角测量的过程 : 用接触角测量仪注射器针头将一滴待测液体滴在基质上。液滴会贴附在基质表面上并投射出一个阴影。投影屏幕千分计会使用光学放大作用将影像投射到屏幕上以进行测量。三、接触角测量原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上,由于性质不同,有的会铺展开来,有的则粘附在表面上成为平凸透镜状,这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿,后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状,则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外,如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中,则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 光学接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状。液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数。在固体表面上,液滴形状和接触角也依赖于固体的特性(例如表面自由能和形貌)。使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析,测定接触角和表面张力。使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能。 作为光学方法,光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件。Attension光学接触角测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降到zui低。高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和精确的液体拟合方法确保了图片质量。图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后,体系的自由能降低。因此,液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下,当一液滴放置在固体平面上时,液滴能自动地在固体表面铺展开来,或以与固体表面成一定接触角的液滴存在,如图2所示。图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示,则当液滴在固体平面上处于平衡位置时,这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零,这个平衡关系就是著名的Young方程,即γSG - γSL = γLGcosθ 式中γSG,γLG,γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力;θ是在固、气、液三相交界处,自固体界面经液体内部到气液界面的夹角,称为接触角,在0o-180o之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。在恒温恒压下,粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是:粘附润湿,铺展润湿, 粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 以上方程说明,只要测定了液体的表面张力和接触角,便可以计算出粘附功、铺展系数,进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到,接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把θ=90°作为润湿与否的界限,当θ>90°,称为不润湿,当θ<90°时,称为润湿,θ越小润湿性能越好;当θ角等于零时,液体在固体表面上铺展,固体被完全润湿。
  • 中国化学会胶体与界面化学专业委员会完成换届,李峻柏任新一届主任
    根据中国化学会《关于分支机构换届的通知》(化会字〔2022〕16号),各学科/专业委员会换届工作陆续完成。中国化学会胶体与界面化学专业委员会按照换届要求完成换届,新届期将自2022年至2026年。新一届委员会委员信息如下:主任:李峻柏副主任:郝京诚、李广涛、黄建滨、董金凤、闫学海 秘书(长): 范磊委员:委员姓名工作单位安琪中国地质大学(北京)陈晓山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室丁宝全国家纳米科学中心丁立平陕西师范大学化学化工学院董金凤武汉大学 化学与分子科学学院杜学忠南京大学房喻陕西师范大学化学化工学院冯玉军四川大学甘礼华同济大学顾正彪江南大学郭荣扬州大学韩杰扬州大学郝京诚山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室贺强哈尔滨工业大学医学与健康学院侯万国山东大学化学与化工学院黄建滨北京大学化学与分子工程学院李广涛清华大学化学系李峻柏中国科学院化学研究所刘欢北京航空航天大学刘堃吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室刘鸣华中国科学院化学研究所罗序中赣南师范大学牟伯中华东理工大学齐利民北京大学化学与分子工程学院王毅琳中国科学院化学研究所魏涛香港中文大學吴立新吉林大学化学学院邢艳东北师范大学化学学院闫学海中科院过程工程研究所阎云北京大学化学与分子工程学院杨恒权山西大学张希清华大学 / 吉林大学赵东元复旦大学化学系周峰中国科学院兰州化学物理研究所
  • 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。
  • 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。
  • 2018颗粒及表界面检测仪器盘点:八方求索 深耕用户心
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "哲学家说,除了变,一切都不能持久。生命和社会岂不就是在新变中不断延续、更替和发展的?具体到颗粒及表界面检测圈也不例外,纵观整个2018年,诸多厂家推出了相关的新品仪器,本文将对粒度仪和比表面及孔径分析仪两种代表性较高、应用较广泛的仪器进行盘点,并对走访、调研中得到的现象进行不完全归纳,与有兴趣的读者朋友们一同参考交流。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong粒度仪新品现象1:粒度粒形分析一体机热度高/strong/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/77c0b2da-2acf-4fbc-b233-ac505ae48aab.jpg" title="120a9350ee52d8042828b5bbf783162c_看图王.jpg" alt="120a9350ee52d8042828b5bbf783162c_看图王.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "粒度仪种类繁多,激光粒度仪是其中应用最广泛的一种,使用激光粒度仪进行粒度分析可以追溯到遥远的1968年。半个世纪以来,仪器的发展经过了散射理论的变迁、探测器的排布、光路系统的更迭、分散方法的变换等等,激光衍射技术(散射技术)测量粒度和粒度分布的技术和应用不断成熟。而对粒形的观测则主要有动态法和静态法两种方法,粒形信息,如球形度、长宽比、凹凸度等,对生产工艺、粉末流动性、溶出度等因素有着重要的影响。近年来,越来越多的用户渴望在同一台仪器上能够一并得到粒度和粒形信息,特别是大学、科研院所的基础研究,以及制药、3D打印、电池、水泥等行业应用领域,对粒度粒形一体机的需求不断上升。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在2018年,多家厂商推出了粒度粒形一体的新品仪器。麦奇克的激光粒度粒形分析仪Sync则将激光衍射法粒径测量和动态图像法粒形检测结合在了一起。仪器最大的特色是可在同一仪器,同一样品,一次进样,同一样品池,一次测量,同时得到粒径粒形结果。仪器能够提供每个单独颗粒的多于30种的大小和形态参数,从而为以数量和体积分布的结果提供较多的数据源。另外,在检测中,sync的激光衍射法粒度测量和动态图像法粒形测量可以智能化自动切换,总测量时间在10-30秒之间。以陶瓷工业中非常重要的填料硅灰石为例,使用sync动态图像法即可对硅灰石的白色针状形貌参数进行分析,来确定究竟应该以何种特定比例添加硅灰石,以获得最佳增强效果。除sync外,据不完全统计,2018年推出的动态法粒度粒形一体机新品还有珠海欧美克的DS-1000动态图像仪。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "著名粒度仪厂商马尔文帕纳科则从静态图像分析的角度切入,推出了Morphologi 4系列静态粒度粒形及化学组分分析仪。不同于动态图像法,M4采用了自动静态显微成像的观测方法,颗粒样品被均匀分散至水平的观测平台上,在同一焦平面的移动中,用高达1800万像素的CIMOS相机对颗粒粒度和形貌进行观测。静态法测量粒形参数的时间要长于动态法,但是准确度更高,此外,该仪器还支持对测量样品中某单个颗粒进行多次重复观察。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong粒度仪新品现象2:多款纳米粒度仪新品涌现/strong/pp style="text-align:center"strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8675b9fd-bf13-46c8-b8e5-3abc78597406.jpg" title="bbb_看图王.jpg" alt="bbb_看图王.jpg"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "纳米粒度仪一般采用动态光散射(DLS)的原理,悬浮液中的纳米颗粒、乳液液滴和分子,在液体分子布朗运动的碰撞下,也在进行类似分子布朗运动的运动,激光照射动态的颗粒或分子,动的颗粒会引起散射光强度波动,这种波动频率通过颗粒运动的速度,与粒径产生联系,从而得出粒径值,粒径越小,分子在布朗运动下移动的速度就越快。纳米粒度仪具有准确、快速、可重复性好等优点,在诸如能源、材料、医药、化工、冶金、电子、机械、轻工、建筑及环保等众多领域有重要的应用,纳米材料的粒度分析都是十分必要的。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据不完全统计,2018年,多家知名粒度仪厂商都有新品纳米粒度仪推出,这里面包括:HORIBAnano partica SZ-100V2动态光散射纳米颗粒分析仪、马尔文帕纳科Zetasizer® Pro和Zetasizer® Ultra纳米粒度电位仪、珠海欧美克NS-90纳米粒度分析仪、盈诺 TSM 纳米粒度仪等。这其中,SZ-100V2的样机在analytica China 2018上正式亮相。该仪器最大的特点是可同时实现对纳米粒子粒径、Zeta电位和分子量三类参数的测量。该仪器采用动态光散射原理(DLS)测量粒径大小及分布,测量范围在前代产品的基础上有所延展,为0.3nm-10um;采用激光多普勒电泳法测量Zeta电位,测量范围在-500—+500mv之间;分子量的测量则通过静态散射强度得出,其中分子量的测定支持Mark Houwink方程和德拜记点法两种方法,测量范围在1000-2000万之间。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Zetasizer® Ultra纳米粒度电位仪的最大亮点则是采用了马尔文帕纳科独家的ZS Xplorer软件。该软件具有多种操作模块,集智能化和进阶化于一体,更适合不同的新老用户按需使用。软件还能为用户测量结果提供即时反馈,以及对于低质量数据的改进提供可操作的建议。新的分析功能得到的曲线,能够从结果中更好地滤除尘埃和团聚体,有助于得到更真实的样品信息。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong比表面、孔径分析及吸附仪新品现象:省时高效成追求/strong/pp style="text-align:center"strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/61476e2f-9fc6-40fe-8341-d806fb4059f6.jpg" title="8acc9934807812b1d8950257a9ee358d_看图王(1).jpg" alt="8acc9934807812b1d8950257a9ee358d_看图王(1).jpg"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "现代社会,时间和效率是王道。而比表面及孔径分析的时间却怎一个“长”字了得,其中单纯的比表分析往往要1小时左右,而如果涉及到孔径分析则动辄需要十几小时甚至几十小时的分析时间,着实让从事相关工作的科研人员们“脑壳疼”。因此如何在保证分析精度的前提下,尽量节省分析时间,成为了国内外比表面及孔径分析类仪器新品的普遍追求之一。以目前推广的新品来看,厂商们追求于节省时间主要有两种思路:一种是增加分析站数量,另一种是通过各种设计和处理方法缩短单次测量的时间。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "9月份发布的Belsorp miniX,其“省时核心”是专利的GDO配气优化技术,对曾测过的同类样品可自动识别“路径”,并自动匹配给气量。运用这种方法,该仪器实现了孔径分析时间的减半,原需十多个小时的检测现在仅需几个小时,原需几十小时的检测,现在仅需十几个小时。另外仪器将通量提升至4站,每站都具有独立的压力传感器,提升单次分析的样品量,仪器还可配置快速比表面测试附件,将单纯测量比表面积的时间也减半,控制在30分钟左右。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "精微高博的新品JW-ZQ200 静态容量法蒸气吸附仪则在投气方式方面卓有特色,不但有定点投气模式,还有定量投气模式,比表面及孔径分析时间之所以慢,重要原因之一,就是需要往复寻找特定的P/P0定点,采用定量投气模式,则采用了先以尽可能多的P/P0点绘制完整等温吸附曲线,再用公式反算特定点的方式,在提升效率的同时,依然能够保证精度。另外,仪器也将通量提升至4站。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据不完全统计,其他在2018年上市的新品比表面及孔径分析类仪器还有贝士德BSD-MAB多组分竞争吸附穿透曲线分析仪、京科瑞达JK-B3000比表面积及孔径测试仪、彼奥德膜孔径分析仪MPS-1000等。篇幅有限,在此不再一一列举。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "总的看来,无论是激光粒度仪还是比表面及孔径分析仪的新品,都暂时缺少原理维度的颠覆性创新。但是在满足用户实际需求方面则有很大突破。创新的基础尺度有限,但创新的应用维度广阔,创新的温度也真挚,这或许就是2018年颗粒及表界面检测仪器发展的特色吧。2019年,这方天地又将发生怎样的变化呢?让我们拭目以待。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(84, 141, 212) "延伸阅读:/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongSync其他特点概览:/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/722f61d6-9a93-4f7d-8500-ccc33e001bde.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该仪器的测量范围为0.01-4000um,支持干湿法双重进样系统,具有151个探测器,重现性小于1%。该仪器在高校科研院所、制药、金属粉体、工业矿物、陶瓷、玻璃珠、电池、油气、化工、涂料/颜料、制药、涂层、水泥、3D打印等行业有广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongMorphologi 4其他特点概览:/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7d7e8fe9-7f9d-44d2-afa1-b5a8bfe100ed.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "M4测量的粒径范围在0.5-1300um之间,此外,仪器还具有 “Sharp Edge”的自动分割/阈值算法,更容易检测和确定粒子。制药行业是M4最突出的应用领域,非常适合科研工作者进行细微研究,仪器还可以集成拉曼光谱仪升级成M4-ID,可以对混合物中的不同颗粒进行化学成分鉴定。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongSZ-100V2其他特点概览:/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/755ca843-ac0e-4d2e-ae17-1da6aa3ee70f.jpg" title="3_看图王.jpg" alt="3_看图王.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "SZ100 V2使用绿色激光光源,具有较强的信号强度,其光源功率较大,可以完成对2nm胶体金颗粒等特定材料特定粒径的应用性测量。仪器还配备了PMT检测器,具有较好的灵敏度和信噪比。双角度检测器则能满足不同浓度样品的测试需求。该仪器开发的一次性Zeta电位测量样品池可杜绝样品污染,而专用的超微量样品池,简单易用,且适合分析稀释的样品。该仪器在金属材料、高分子材料、碳纳米管、蛋白质等生物样品的测量分析领有着广泛应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongZetasizer® Ultra其他特点概览:/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/d272fd08-9477-4f48-9ec8-15c9802114f9.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Zetasizer Ultra还采用了马尔文帕纳科专利的MADLS® 技术,可以通过多角度自动检测不同粒径范围的颗粒浓度。新的可抛弃性毛细管粒径检测池实现了无损检测,将低容量(3微升)分析的粒度上限扩展到了10微米,在降低成本的同时还可提高数据质量。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongBelsorp miniX其他特点概览:/strong/pp style="text-align:center"strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/5b6303da-132f-4b76-a3b0-e1de557b00bf.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg" width="300" height="450" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 450px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "miniX的比表面积范围为0.01m2/g至无上限,孔径分布为0.35-500nm,售价约在4.5-6万美金之间。该仪器很适合高校研究所进行科学研究,在催化剂、材料类、电池、化工、医药行业、陶瓷、半导体等行业也有广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongJW-ZQ200 其他特点概览:/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/e5cc40f1-1990-4155-b70b-05a6e26ee134.jpg" title="6_看图王.jpg" alt="6_看图王.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "JW-ZQ200实现了蒸气吸附特性和比表面测试特性的融合。仪器采用不锈钢模块作为气路的主体,不同于空气热传导的加热方式,模块内置加热棒加热,使得模块温度控制更快速更精准。该仪器可以测量大于等于0.01m2/g的比表面积,2-500nm的介孔孔径和0.35-2nm的微孔孔径。仪器的预处理站和分析站均配备冷阱,双冷阱结构可以部集多余废气,实现绿色排放。仪器还使用了全氟醚密封圈,可耐受绝大部分有机溶剂,能够测试除超强腐蚀性外的所有气体。/p
  • 固液界面(SLIM)蛋白质结晶方法及新型结晶板研制
    成果名称固液界面(SLIM)蛋白质结晶方法及新型结晶板研制单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com合作方式□技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他成果成熟度□研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介:在结构生物学领域,晶体学是获得蛋白质原子结构的最普遍方法。近年来,尽管人们对蛋白质结晶原理的认识逐步深入,并且在方法研究方面不断有新的突破,但是国际上尚没有一个通用的可以获得蛋白质晶体的方法,蛋白纯化及晶体生长是一个劳动密集、成功率比较低的工作。在这种情况下,蛋白质晶体制备技术的自动化、并行化、小型化创新将大大简化蛋白晶体生长步骤,从而提高工作效率,十分必要。在此背景下,苏晓东课题组提出一个新的蛋白质结晶概念,即固体液体界面方法(SLIM),该方法可降低蛋白结晶筛选时对蛋白质浓度及量的要求。SLIM主要基于提前滴加池液使其干燥便于储存运输,而后在&ldquo 干滴板&rdquo 上生长晶体时滴加蛋白溶液到&ldquo 干池液&rdquo 中,这为蛋白晶体生长提供了不同的动力学途径。这个方法的一个突出优点是可以利用自动化的多通道的移液设备大批量的准备许多&ldquo 干滴板&rdquo ,从而大大简化蛋白结晶过程并增加通量。为了使这个方法能够实用化,课题组需要尝试及采用各种高通量、自动化移液系统来制造大量低成本&ldquo 干滴板&rdquo ,同时还要设计并制备合适的结晶塑料板材。作为&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金首批支持的项目,在项目资金的支持下,通过结晶&ldquo 干滴板&rdquo 制备仪器的购置,以及结晶板材生产模具的试制,苏晓东教授这一新型蛋白质结晶板的研制工作得以顺利推进。目前,苏晓东课题组已经成功制备了蛋白质结晶&ldquo 干滴板&rdquo 样品,并已获得良好的效果,相关专利申请已进入国家阶段。接下来,课题组将继续与相关公司及厂家合作,进一步研制&ldquo 干滴板&rdquo 的大批量、高通量生产技术,实现该技术成果的转化。应用前景:蛋白质晶体制备技术的自动化、并行化、小型化创新将大大简化蛋白晶体生长步骤,从而提高工作效率,应用前景广阔。
  • 岛津原子力显微镜-铅酸电池界面研究
    岛津原子力显微镜铅酸电池 以铅酸电池和锂离子电池为代表的二次电池,为了提高充放电特性、耐久性等性能,一般会向电解液中添加添加剂。到目前为止,已有种类繁多而且性能优异的添加剂被广泛使用到各类二次电池中。然而,迄今为止,这些添加剂如何提高电池性能的原理仍不甚明了。观察电解质中负极附近的界面状态对于阐明添加剂的贡献很重要。 铅酸电池是一种具有多种优点的二次电池,包括出色的安全性、宽工作温度范围和大电流放电。由于这些原因,它们被广泛应用于不间断电源(UPS)设备、公共设施应急电源设备以及汽车发动机启停系统的启动电池,成为社会基础设施不可或缺的一部分。然而,铅酸电池在使用过程中会发生负极的硫酸盐化,并因此导致电池性能劣化。在电解液中增加添加剂可以缓解这一问题。磺化木质素是一种具有代表性的添加剂。然而,但木质素如何促进电化学反应和硫酸化的缓解直到现在仍未阐明。 SPM-8100FM使用调频(FM)方法可以检测到比传统原子力显微镜(AFM)更小的力。因此使用SPM-8100FM高分辨率原子力显微镜和电化学溶液电池,观察稀硫酸环境下铅的固液界面状态,有助于理解添加剂的作用原理。 以上两张图显示了在初始还原反应后对垂直于铅表面的截面进行成像得到的负极(铅)固液界面处的图像。图像的上半部分是电解液,图像下半部分变暗的位置是铅表面。探针检测到力(排斥力)的部分看起来很亮。 在左图仅有稀硫酸的情况下,在铅表面上方没有观察到明显的特异变化。但在右图中,使用“稀硫酸+木质素”的情况下,可以在铅表面上方看到明显的不同亮度分层,如图中红色箭头所示区域。判断该层为木质素-铅络合物,该层的存在有助于铅表面硫酸化程度降低,从而有效抑制了硫酸铅的结晶形成。木质素-铅层的与铅表面、液体部分的不同亮度对比表明探针已经深入到该层中,同时也表明木质素-铅层以柔软的状态吸附在铅表面。这是使用原子力显微镜第一次在铅表面上看到厚度为50nm至100nm的木质素-铅层。 该实验证明了用高分辨原子力显微镜对电化学表面进行观察的可能性,有助于获得更多的电催化过程中界面处的信息,从而提高我们对反应过程的理解。因此可以期待利用SPM-8100FM进行电解质的界面成像来分析其他类型的二次电池充放电过程固液界面处的状态变化。请点击查看视频:https://mp.weixin.qq.com/s/G-1nBKLAxmwPW3FUHYbouASPM-8100FM 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 2010年上半年上市仪器新产品:表界面仪器类
    表界面物性分析仪器是测量、分析物体的比表面积、接触角、孔隙度、表面自由能、表面张力等物理参数的仪器,这类仪器种类较多,比较常见的有表面张力计、比表面仪、接触角测定仪、压汞仪、孔径/隙度分析仪等。表界面物性分析仪器广泛应用于石油、印染、医药、喷涂、选矿等行业。  2010年上半年共有4家厂商在仪器信息网发布了5款新品,从这些新品的特点可以看出:表界面物性分析仪器正朝着自动化、智能化、功能可扩展的方向发展。  美国康塔仪器公司推出了Autosorb-iQ全自动比表面和孔径分布分析仪,该仪器具有分析能力强大、能够连续分析90小时以上等特点。  美国麦克仪器公推出了DVS Advantage重量法全自动蒸汽吸附仪,该仪器具有很高的灵敏度与精确度,仪器软件用户界面友好,其安全装置设计非常实用。  半年中,贝士德仪器科技(北京)有限公司推出了两台类似的比表面及孔结构分析仪:3H-2000PS2和3H-2000PS4。两台仪器具有高精度、全自动、智能化等诸多共同点,两者最主要的差别在于样品分析站和样品脱气站的数目不同,前者只有2个样品分析站,2个样品脱气站,而后者有4个样品分析站,4个样品脱气站。  上海中晨数字技术设备有限公司新推出的JK99D界面张力仪采用了日本进口的优质传感器,测试数据精确,且该仪器具有多项可拓展功能,方便使用。  北京精微高博科学技术有限公司的JW系列氮吸附仪在2010年4月通过了中国分析测试协会专家组的鉴定,鉴定结果表示:该产品已达到国内领先水平,部分指标达到了国际先进水平。  Autosorb-iQ全自动比表面和孔径分布分析仪——美国康塔仪器公司Autosorb-iQ全自动比表面和孔径分布分析仪  Autosorb-iQ有三种类型:基本型、微孔型、化学吸附型,其创新点:  (1)分析通量与压力测量精度更高:可同时分析2 个微孔样品,月分析能力可提高到20 个样品以上 精确的微孔分析能力,极限高真空达10-10 mmHg 压力传感器的个数增加到了8 个,可分辨2.5x10-7mmHg的压力变化   (2)分析时间更长:3升的大容量杜瓦瓶选件,可在一次装填液氮的情况下连续测试90小时以上   (3)更多路的吸附气体链接:可以实现12 路分析气体的计算机自动切换分析   (4)更多的扩展模块接口设计:实现程序升温实验、反应生成气体成分分析、吸附热研究等多种功能。  DVS Advantage重量法全自动蒸汽吸附仪——美国麦克仪器公司DVS Advantage重量法全自动蒸汽吸附仪  该仪器的创新点为:  (1)具有极高的灵敏度和精确度,仅需少量的样品(通常1-30mg),因而可快速达到平衡   (2)全自动惰气吹扫装置和有机泄露检测器可在发生有机蒸气泄漏时关闭联锁装置,保证安全   (3)仪器软件可程序控制仪器,用户界面友好,满足数据完整性和安全性的最高标准。Excel环境下运行的整套数据分析模块,一键式计算生成报告。  3H-2000PS2静态容量法比表面及孔结构分析仪  3H-2000PS4静态容量法大型比表面及孔径分析仪  ——贝士德仪器科技(北京)有限公司  3H-2000PS2 3H-2000PS4  两台仪器的主要差别在于:3H-2000PS2具有2个样品分析站,1个P0测试站,2个样品脱气站,而3H-2000PS4有4个样品分析站,1个P0测试站,4个样品脱气站。作为同一家公司几乎同时推出的两台仪器,它们有许多的共同点:  (1)独立的高精度饱和蒸汽压(P0)测试站国内领先,样品预处理具有国内唯一的普通模式和分子置换模式两种模式,精确的分压点控制机制,可按设定要求对重点孔径段进行精细分析   (2)能提供BET比表面、外比表面、孔容孔径、孔面积、微孔分析等完备的数据报告 测试精度高、重现性好。重复性误差小于±2%   (3)具有精确的全自动液氮面伺服保持系统   (4)智能化:能智能判断样品管是否安装,试管夹套是否拧紧 国内外领先的液氮杯防意外“安全下降”智能控制机制 全程自动化智能化运行。  JK99D界面张力仪——上海中晨数字技术设备有限公司JK99D界面张力仪  该仪器的创新点为:  (1)传感器采用日本进口优质系统,测试数据精确,精度很高,重复性好   (2)铂金环法/铂金板法测定随时间及浓度变化时相应的表面及界面张力   (3)可增加多种外接恒温水浴等可选功能,实现一机多用。  JW系列氮吸附仪——北京精微高博科学技术有限公司JW系列氮吸附仪  JW系列氮吸附仪,包括动态和静态两个系列,经过国家计量部门采用比表面在8m2/g-80m2/g的标准样品的检测时,比表面的测试重复性精度±1%,总孔体积和平均孔径的测试重复性精度±1.5% ,达到了国际先进水平,且测试速度优于国内外同类仪器的水平。  该仪器于2010年4月20日,通过了中国分析测试协会专家组的鉴定,专家们认为:JW系列氮吸附仪是自主创新与现代技术的结合,是具有我们自己的特色和自主知识产权的产品。该产品总体上达到了国内领先水平,部分指标达到了国际先进水平。  了解更多表界面仪器产品请访问仪器信息网表界面专场  了解更多新品请访问仪器信息网新品栏目
  • AEM:正、负极界面工程并行实现高性能锂硫全电池
    导读对高能量密度和高倍率储能系统的需求不断增加,推动了电池领域的进一步发展,其中锂硫电池(LSB)展现出巨大的应用前景。受益于硫(S)和锂(Li)之间的多电子和多相转化,LSB具有超高的理论比容量和高比能量密度。但锂硫电池目前存在严重的多硫化物穿梭、硫正极氧化还原动力学缓慢以及锂负极不可逆枝晶生长等问题。 成果简介鉴于此,Nature Communications上发表了一篇题为“Enabling selective zinc-ion intercalation by a eutectic electrolyte for practical anodeless zinc batteries”的文章。滑铁卢大学 Linda F. Nazar教授等人采用非原位/原位技术揭示了Zn2+与质子嵌入化学之间的竞争,并开发了一种混合共晶电解质来减轻Zn枝晶生长。关键创新近期Advanced Energy Materials期刊上发表了一篇题为“Interfacial Engineering on Cathode and Anode with Iminated Polyaniline@rGO-CNTs for Robust and High-Rate Full Lithium–Sulfur Batteries”的论文。该工作提出了正极和负极双界面工程策略,对于正极,亚胺化聚苯胺(iPANI)用于实现能量工程以诱导中能级吸附多硫化物,并催化硫物种的氧化还原转化,并通过iPANI自组装到集成支架上实现形态工程通过还原氧化石墨烯(rGO)和碳纳米管(CNT),即iPANI@rGO-CNT。对于负极,iPANI@rGO-CNT复合材料的高导电性和亲锂性以及多孔纳米结构有利于锂离子的均匀沉积,显著防止锂枝晶的生长。借助iPANI@rGO-CNT纳米反应器的协同效应,所制备的LSB具有出色的倍率性能和出色的循环寿命。核心内容解读在制备iPANI@rGO-CNT过程中,PA作为促进该反应的催化剂和iPANI链最终质子化亚胺的稳定剂发挥着至关重要的作用,可加速LiPS的扩散和转化(图1a)。在将锂金属沉积到该主体中作为负极后,具有高导电性和亲锂亚胺键的多孔iPANI@rGO-CNT主体可以形成均匀的电场,从而调节均匀的Li沉积并抑制枝晶生长(图1b)。【图1】iPANI@rGO-CNT纳米反应器在全LSB中的作用机制。a)促进硫物种转化和锂负极b)调节锂沉积的亲锂主体的示意图。透射电子显微镜(TEM)(图2d、e)和能量色散X射线光谱元素映射图像(图2f)进一步证实了iPANI分布良好的纳米结构阵列。【图2】iPANI@rGO-CNT主体的形态和结构特征。a,b)横截面SEM,c)iPANI@rGO-CNT纳米孔内的连续iPANI阵列,d)TEM,e)iPANI箭头的HRTEM图像,以及f)iPANI@rGO-的元素映射图像CNT的主体。g)iPANI@rGO-CNT、PANI@rGO-CNT和rGO的拉曼图案和h)FTIR曲线。i)iPANI@rGO-CNT和PANI@rGO-CNT中胺键和亚胺键的比例。iPANI@rGOCNT、PANI@rGO-CNT和rGO主体的化学结构和组成通过拉曼、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)测量进行研究(图2g、2h)。为了更好地比较交联前后的PANI状态,对PANI@rGO-CNT和iPANI@rGO-CNT进行了高分辨XPS。图2i中计算并总结了几种亚胺和胺键相应的比例。通过密度泛函理论(DFT)计算,从理论上进一步研究了这些亚胺和胺键对LiPS的吸收能力(图3a-3c)。【图3】催化机理的理论和实验研究。a)Li2S8在不同官能团上的计算吸附能。iPANI@rGO-CNT的b)基态S0和激发态T1之间的电荷密度差异和c)基态S0和激发态T1的LiPS吸附能。d)在Li2S6溶液中浸泡12小时后不同主体的紫外-可见光谱。e)iPANI@rGO-CNT吸附Li2S6后N 1s的高分辨率XPS光谱(其他峰)。f)具有不同正极的LSB的穿梭电流曲线。g,h)具有不同正极Li2S6对称电池的扫速下的CV曲线。i)Li2S8/四甘醇二甲醚溶液在2.05 V下在不同表面上的恒电位放电曲线。为了验证假设,进行了可视化吸附测量,以使用rGO-CNT支架和超级P(SP)作为基准来研究iPANI@rGO-CNT对LiPS的强锚定作用。在6小时和12小时后,iPANI@rGOCNT使深黄色Li2S6溶液脱色更彻底,该结果与紫外-可见光谱中吸附测量的变化趋势一致(图3d)。还进行了XPS测量(图3e)以研究iPANI@rGO-CNT对LiPS的吸附机制,表明其和LiPS之间存在强烈的相互作用。进行电化学测量以研究iPANI@rGO-CNT增强的硫物种转化的氧化还原动力学。图3f显示了iPANI@rGO-CNT在所有测量的正极中的最小穿梭电流,揭示了LiPS的极好的锚定效应和抑制多硫化物穿梭。此外,先后进行了不同扫描速率的循环伏安图(CV)测试,以证明硫氧化还原动力学(图3g,h)。为了直观地说明具有可逆转化的亚胺键对增强氧化还原动力学的积极影响,进行了Li2S成核测试(图3i)。显然,iPANI@rGO-CNT比rGO-CNT和SP提供更大的容量,表明更有效的Li2S成核和更好的氧化还原动力学。随后,组装电池以探索其催化转化活性。如图4a、b中的循环伏安法(CV)曲线所示,S-iPANI@rGO-CNT电池显示出最大的响应峰值电流、最小的极化电压和第一还原峰起始电位上移。此外,在所有扫速下,S-iPANI@rGO-CNT正极的积分面积都大于S-rGO-CNT正极的积分面积,说明S-iPANI@rGO-CNT正极具有更高的硫利用率。与S-rGO-CNT相比,S-iPANI@rGO-CNT电池显示出较小的Tafel斜率(图4c-4e)。这些结果表明,iPANI@rGO-CNT有效地加快了固-液和液-固转化率,并具有良好的可逆性。此外,研究了不同样品中的锂离子扩散系数,并在图4f-h中进行了总结。图4i显示处于T1状态的S-iPANI@rGO-CNT正极在自由能图中从S8到Li2S的所有转化步骤都具有低能垒,进一步证实了iPANI@rGO-CNT可以催化硫物种转换效率更高。【图4】LSB与各种主体的反应动力学研究。a)S-rGO-CNT和b)S-iPANI@rGO-CNT正极在0.1到0.5 mVs−1的扫速下的CV曲线。从c)Li2S8到L2Sn(2 strong="" style="margin: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "≤6)、d)L2Sn到Li2S和e)Li2S到Li2Sn的转化反应的Tafel图,在0.1 mV s−1下具有不同的电极。f-h)不同正极的Li扩散特性通过CV峰值电流与扫速平方根的关系图。i)S8转化为Li2S的自由能。为了直观地观察iPANI@rGO-CNT主体对锂枝晶生长的限域作用,利用光学显微镜原位监测运行过程中负极表面的形貌变化(图5a、b)。基于有限元方法,进行COMSOL Multiphysics仿真以模拟局部电流密度和整体电场分布,以揭示3D有序纳米孔结构的影响(图5c-e)。显然,与均匀导电iPANI聚合物互连的极其有序的纳米孔导电结构可以有效降低局部电流密度,从而超越二维平面对应物的性能。根据Sand的时间模型推断,降低局部电流密度会抑制初始枝晶的形成。另一方面,iPANI@rGOCNT主体在初始锂沉积和随后的循环中保持均匀电场,从而使锂离子流动均匀并抑制枝晶生长(图5d)。【图5】iPANI@rGO-CNT对枝晶生长抑制作用的实验和模拟研究。a,b)裸锂(a)和Li-iPANI@rGO-CNT(b)负极表面形貌的原位光学显微镜图像。c)iPANI@rGOCNT支架中局部电流密度分布的模拟。d)iPANI@rGO-CNT电极和e)Li成核过程中裸Li电极的电场分布模型。f)AFM图像和g)iPANI@rGO-CNT支架的放大AFM图像。h)KPFM图像和i)iPANI@rGO-CNT支架的放大KPFM图像。j)使用裸锂和Li-iPANI@rGO-CNT负极的对称电池在1 mA cm-2电流密度和1 mAh cm-2容量下的比较循环稳定性。k)Li-iPANI@rGO-CNT负极对称电池与其他复合负极在不同电流密度下的循环寿命。通过模拟实际工作条件进行反复剥离/沉积测试,以探索iPANI@rGO-CNT的耐久性并评估其对锂枝晶的抑制作用,如图5j所示。这些结果表明,即使在高电流密度下,优异的亲锂性和结构稳定性也有助于锂的均匀沉积,从而缓解锂金属的枝晶生长问题。为了证明具有均匀电流密度的亲锂纳米孔结构在锂负极保护中的优越性,列出了近期研究工作的循环性能以供比较(图5k)。对由S-iPANI@rGO-CNT正极和Li-iPANI@rGO-CNT负极制造的Li-S全电池进行了全面的电化学性能评估。图6a-6c的结果表明,可逆转变降低了LiPS的转化能垒,纳米孔结构抑制了Li枝晶的生长,进而导致氧化还原动力学增强。进行了电化学阻抗谱(EIS)测试以进一步揭示S-iPANI@rGO-CNT电极电荷转移特性的潜在原因(图6d)。与其他电极相比,S-iPANI@rGO-CNT电极具有最小的初始电荷转移电阻并促进了锂离子扩散动力学。【图6】全LSB电化学性能。a)S-iPANI@rGO-CNT||Li-iPANI@rGO-CNT电池的CV曲线。b)S-iPANI@rGO-CNT||Li-iPANI@rGO-CNT、S-iPANI@rGO-CNT||裸锂电池、S-rGO-CNT||Li-iPANI@rGO-CNT电池和S-rGO-CNT||裸锂电池的首圈CV曲线曲线。c)恒电流充放电曲线。d)初始EIS图。e)在不同电流密度下的倍率性能。f,g)长循环寿命和相应库仑效率的比较。h)S-iPANI@rGO-CNT||Li-iPANI@rGO-CNT在高硫负载下的面容量。i,j)在0.5 C的第一个循环期间,S-iPANI@rGO-CNT正极的原位拉曼光谱。k)Li-S软包电池持续点亮LED指示灯。S-iPANI@rGO-CNT||Li-iPANI@rGO-CNT电池表现出最佳的倍率性能。在低电流密度下极高的初始容量接近于先前工作的电池性能,在0.05 C时具有高能量密度,突出了该电池的巨大潜力。同时,在将电流密度切换回0.2 C时可以恢复1009.6 mAh g−1的更高比容量,这表明有效抑制LiPS穿梭和锂枝晶生长可以显著提高电池的可逆性(图6e)。在各种电流密度下研究了循环性能,以探索具有可逆调节的有机氧化还原催化剂的3D纳米反应器的可持续性,以实现氧化还原动力学,如图6f、6g所示。还制造了具有4 mg cm−2高载量的复合S正极(图6h),S-iPANI@rGO-CNT||Li-iPANI@rGO-CNT电池在0.2 C下表现出出色的循环性能,提供742.5 mAh g−1的高初始比容量,100次循环后仍保持606.6 mAh g−1。这些结果证实了通过3D可逆调节纳米反应器改善氧化还原动力学的可行性。此外,进行了原位Raman测量以原位监测可溶性Li2Sn在充电/放电过程中的转化过程(图6i,j)。为了评估电极的实际性能,使用准备好的软包电池测量了LED的发光性能(图6k)。成果启示综上所述,通过具有可逆内置催化剂的3D纳米反应器探索正极和负极的界面工程,以此抑制LiPS穿梭并调节锂枝晶生长。纳米孔内丰富的亚胺键为LiPS和锂离子提供了足够的吸附和催化位点。作为硫复合正极的主体,LiPS(锂化/阴离子态)内置的–NH+=/–NH+–键的可逆电子重排降低了LiPS的转化能垒,从而加速了LiPS的催化和转化。作为锂复合负极的主体,极其均匀的电荷传输路径提供了均匀的电场并实现了高锂离子通量,从而实现了平稳的锂沉积,并显著抑制了锂枝晶。受具有内置催化作用的3D结构的青睐,所制备的iPANI@rGO-CNT主体赋予Li-S全电池出色的倍率性能和极好的循环寿命。3D有序纳米反应器的内置催化策略可以通过实现具有高能量密度的LSB的潜在商业价值来带来美好的未来。
  • Kruss表界面科学应用技术高级研讨班
    Kruss表界面科学应用技术高级研讨班 邀 请 函 尊敬的 女士/先生,您好: 兹真诚邀请您参加瑞士华嘉公司于2011年4月12日至13日在北京中科院过程工程研究所的过程大厦,举办为期两天的&ldquo Kruss表界面科学应用技术高级研讨班&rdquo 。此次交流会邀请德国Kruss公司的资深专家Dr. Udo Ohlerich和Dr. Tobias Winkler,对新的表界面相关研究技术进行介绍,现场演示多种类型表界面仪器的操作,并对特殊功能和应用进行高级技能培训。本次交流会致力成为一个互动的平台,特邀请相关领域的专家和研究人员届时参加,通过此次培训,进一步开发仪器的功能,提升仪器使用者的能力,让表界面仪器在相关行业的科研工作中发挥更大的作用。 谢谢! 华嘉(香港)有限公司 2011年3月24日 备注: 1 费用:单人收费1200元,包括资料费和餐费,住宿统一安排但费用自理。 2 请您准备简单的自我介绍,包括您的应用。也欢迎您带来需要解决的问题。附件1: 日程安排(届时可能略有调整) 四月十二日 09:00 大昌华嘉介绍09:30 表面化学研究技术&mdash 课题待定 10:00 表面化学常用的研究技术介绍 Dr. Udo Ohlerich12:00 午餐 13:30 表界面常用的应用 I (详见附件1) Dr. Tobias Winkler15:30 各位客户依次介绍自己的工作领域,相互交流16:30 分组仪器功能培训和应用展示 (详见附件2) 17: 30 会议结束 四月十三日 09:00 表界面常用的应用 II (详见附件1) Dr. Tobias Winkler10:30 泡沫与界面流变性能介绍 Dr. Tobias Winkler12:00 会议介绍,午餐 13:30 分组仪器功能培训和应用展示 ( K100,DSA100,Pocketdyne,Mobiledrop, DFA100,)(详见附件2)15:00 问题小结和讨论17:00 会议结束。 附件2: 主要应用类型 - Everything related to adhesion, including coatings on various material like metal, wood, plastic, glass .... - Fuel cells. This should be a very interesting application all over the world and we received several inquiries from customers for this application. - Biocompatibility including surface treatment - Enhanced Oil Recovery - Antifouling coatings 附件3:培训内容:(届时可能会有适当调整) K100 : 铂金环板的测量特点和配件保养、界面张力测定技巧、单纤维和粉末样品测量技巧、固体粉末测量及技巧、CMC自动测量展示、药物单分子表面积测量和应用等 DSA100:动态接触角测量技巧和应用、固体表面能分析和粘附功评价的应用、悬滴法表面张力测量、补泡法测量无纺布样品、温湿度对接触角测量影响 Pocketdyn:软件控制的动态表面张力连续测量 DFA100:动态泡沫分析技术介绍 TVA100:利用顶视法测量凹型样品光学接触角 附件4:详细地址 北京市海淀区中关村北二条 中国科学院过程工程研究所 新楼过程大厦三层会议室 邮编:100190 (城府路文津国际酒店对面) 附: 回执单 姓名 性别 人数 单位名称 详细地址 邮政编码 电话 传真 E-mail 1.您希望通过本次交流会,能够解决您的什么问题? 2.您使用过哪款Kruss的仪器,使用情况如何? 3.对本次交流会大致的日程安排您有什么意见? 备注:请尽快E-mail 或传真(010-65610278)确认
  • 苏州医工所生物分子界面分析仪通过欧盟CE认证
    p  近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所传感创新中心周连群研究员及其团队,研发的生物分子界面分析仪(Mole-Q),通过权威实验室CE(EMC\LVD)\FCC(EMC)等相关测试,获得相关认证证书及报告。/pp  分子界面分析仪主要应用在生物生命分析领域中,实现对生物分子的分子相互作用、动力学研究、细胞吸附、迁移变化、药物作用与药物筛选、生物相容性、聚电解质膜层的组装等高灵敏度检测和分析,也可应用于石油、化工、航天等领域。采用薄膜压电技术,利用薄膜压电晶片实现生物分子界面分析。当物质在压电薄膜表面发生吸脱附反应或表面的液体性质发生变化时,均引起频率的变化。芯片共振频率的变化,与芯片表面吸附的物质的质量相关。通过分析频率的变化可以获得吸附层相应的质量、吸附层厚度、粘弹性(剪切模量)等信息。/pp  该款迷你型生物分子界面分析仪(Mole-Q)是面向国内外科研院所、高校、企业以及个体研究人员的测试需求定向开发的便携式产品。产品外形采用象牙白和透明材质曲面设计,总体重量不超过500g,便携性强,“即插即用”,仪器通过USB数据线连接分析终端如PC电脑即可实现数据实时采集和分析。液体流路易于观察,传感器易于清洗更换。芯片上方测试样品为10μL,频率分辨率0.1Hz,在空气中10分钟内频率漂移小于2Hz。该产品和芯片的部分参数性能优于目前市场上动辄百万元的同类进口产品,综合性能达到国际先进水平。/pp  周连群研发团队攻克高灵敏度压电薄膜核心技术,优化微纳加工工艺实现薄膜化压电晶片(Lamb波器件、高频QCM器件)的批量化制备,完善质量控制和工序管理,提高生物分子分析仪核心传感单元工程化的效率。研发出厚度信号强度大于60dB的薄膜压电传感器,将对生物分子检测灵敏度提升至皮克量级。独创的芯感® MEMS技术、结合一体式微流控进样和高频信号采集等模块,实现芯片和系统的低成本、高性能、高兼容性。突破国外垄断产品的专业壁垒,获得20余项相关发明专利的授权,申请的国际PCT专利已进入日本和美国。/pp  在苏州医工所“创新”“转化”双轮驱动政策的大力支持下,“分子界面分析仪(Mole-Q)”产品和芯片已落地在苏州国科芯感医疗科技有限公司(简称“国科芯感”)进行研产转化。新型成果转化模式的拓展,有效弥补传统技术研发与市场需求脱节、开发速度慢、周期长、权属模糊等弊端,促进科研和产业优势互补,实现研产双赢。此次Mole-Q产品通过欧盟CE认证及美国的FCC认证,证实苏州医工所科研能力和成果有效转化的实力,促进后续系列产品的研发和推广,也为产品出口欧盟等国际市场提供强有力的保障。/pp/pp /pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="W020171206585288196153.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/noimg/0df49df2-5d14-4f84-9300-856809703341.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"分子界面分析仪(Mole-Q)产品/p
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