云母片电压强度试验仪

p　　strong仪器信息网讯/strong 2017年7月21日，国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目2017年度进展报告会在北京举办，科技部高科技中心领导、重大科学仪器设备开发专项总体专家组专家、项目咨询专家组专家、项目(课题)负责人和课题主要骨干及仪器信息网编辑近20人参加了本次会议。此次会议的目的是加强项目组织管理，促进项目各参加单位的沟通交流，协调研发工作进度，严格经费管理，尽早发现并解决项目进展中存在的问题，切实推动项目总体工作进展。/pp style="text-align: center "img title="01.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3f902819-8d81-49cb-b119-24ee2674d004.jpg"//pp style="text-align: center "strong会议现场/strong/pp　　本次会议由国标(北京)检验认证有限公司副总经理马通达主持，有研总院科技开发部副主任朱宝宏致欢迎词，科技部高技术中心赵亮进行了重大科学仪器设备开发重点专项项目过程管理及中期检查要求的宣讲。/pp style="text-align: center "img title="02.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cac5df33-dc9a-493b-b5f7-3523e10a630e.jpg"//pp style="text-align: center "strong国标(北京)检验认证有限公司副总经理 马通达/strongstrongbr//strong/pp style="text-align: center "img title="03.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/b080e8ea-ecc7-4b71-8bf0-4f4d832602d2.jpg"//pp style="text-align: center "strong有研总院科技开发部副主任 朱宝宏/strong/pp style="text-align: center "img title="04.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/7544e463-46c9-4dfe-9b91-a846e8571c2d.jpg"//pp style="text-align: center "strong科技部高技术中心 赵亮/strong/pp　　项目负责人李继东介绍了项目年度进展情况及下一步工作安排，包括项目基本情况、年度任务与考核指标、项目进展情况及问题、经费使用情况、下一步计划等多个方面。/pp style="text-align: center "img title="05.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1b3460f2-8e49-4bbf-8e2b-0322c3cdb7bd.jpg"//pp style="text-align: center "strong项目负责人 李继东/strong/pp　　国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”(2016YFF0100100)项目所属专项为重大科学仪器设备开发专项，总经费1300万元，其中中央财政专项经费500万元，项目执行期从2016年7月至2019年6月。据介绍，截至目前，各课题分别完成了技术设计方案和设备改造方案，根据方案进行试验研究，装置调试、测试，软件编制等，并完成了2016年度技术进展报告。此外，为了更好的实施想任务，达成目标，设计生产出高强度高稳定空心阴极灯，课题承担单位之间也进行了多次技术交流活动，及时反馈测试结果。/pp　　该项目设有4个任务(课题)：空心阴极灯制作工艺及阴极材料加工制备研究、空心阴极灯的产业化研究、原子荧光空心阴极灯检测装置的研发与应用、原子吸收空心阴极灯的性能测试技术研究和测试仪器开发，分别由北京有色金属研究总院，国标(北京)检验认证有限公司、北京吉天仪器有限公司、北京锐光仪器有限公司承担。会议过程中，4个课题负责人也分别介绍了各自负责课题的年度进展情况及下一步工作安排。/pp style="text-align: center "img title="06.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/15b0afbd-7f3f-4dba-942f-3efa77d9bc70.jpg"//pp style="text-align: center "strong空心阴极灯生产线主任、课题1负责人 李中建/strong/pp style="text-align: center "img title="07.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/990ea6b2-9dc5-4ad5-8ecd-88d2cdaa697c.jpg"//pp style="text-align: center "strong国标(北京)检验认证有限公司/strongstrong、/strongstrong课题2负责人 潘元海 /strong/pp style="text-align: center "img title="08.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cc0639a3-05cf-47c7-85e9-c0c8d9bfd83f.jpg"//pp style="text-align: center "strong北京吉天仪器有限公司产品总监、课题3负责人 赵富荣/strong/pp style="text-align: center "img title="09.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/eb2b6b12-b575-495e-9b60-f6f1a22f50c4.jpg"//pp style="text-align: center "strong北京锐光仪器有限公司总经理、课题4负责人 李毅/strong/pp　　据介绍，自2016年7月立项实施以来，各个课题已经取得了一系列的进展。课题1：完成了高强度高稳定性空心阴极灯结构设计方案、云母片与瓷件设计方案、管基装备工程设计等 课题2：在北京有色金属研究总院怀柔基地完成了高强度高稳定空心阴极灯厂房的选址与设计，初步拟定项目所需设备与装置的规划、预算及改造方案，经过调研与询价，确定了拟购置的重要设备等 课题3：对空心阴极灯的发光特性进行了研究，并形成研究报告。此外，还进行了需求分析，形成需求报告，并完成了初版样机加工及装调、样机试用及小批量试测等 课题4：完成了总体设计方案的制定，对单元模块功能、接口进行规划，明确了接口协议、要求，并进行了原理样机装配、走线、调试、测试等。/pp　　当然在介绍业绩的同时，各位负责人也介绍了项目进行过程中遇到的一些问题，如厂房建设速度不可控、生产设备需要设计定制，要求高、周期长、费用高等。下一步，各课题将按照计划，完善空心阴极灯的整体及产业化设计方案，并进行样机的进一步改进，进行指标测试，输出测试方案等，并针对前期遇到的问题给出针对性的解决方案，以保障项目研究工作按计划顺利进行和完成。/pp　　会议过程中，与会的领导专家肯定项目取得的阶段成果的同时，也就经费管理、技术细节以及各承担单位之间的合作等多方面的问题给出了切实可行的建议。/pp style="text-align: center "img width="500" height="333" title="10.jpg" style="width: 500px height: 333px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/20851dfd-b46b-423f-a386-4538ef3ed1aa.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "strong与会代表合影/strong/pp /p

探索固液界面微观结构 材料的物理化学性质不仅由其内部的组分、结构决定，而且与其周围的介质环境及表界面性质息息相关。而水作为最常见的介质环境，不仅与材料产生多种不同的作用力，如亲水作用力、疏水作用力，甚至会与材料发生各种物理和化学过程，从而对材料的性能产生重要影响。因此，在分子层面解析水与材料表面的相互作用与化学过程，对深入研究材料的表界面性质、形成机理具有重要的推动作用，同时有助于指导人们开发更好的材料与器件。 岛津 SPM-8100FM 图1 岛津SPM-8100FM 当前市场上扫描探针显微镜（SPM）有多个品牌，大多数都是使用调幅模式（AM），但是在原理上调频模式（FM）可以获得更高的图像分辨率。岛津SPM-8000FM就是采用调频检测方法，成为世界上首个商品化调频模式的扫描探针显微镜（注：原子力显微镜只是扫描探针显微镜的一种），并荣获2014年第57届“十大新产品奖”。而SPM-8100FM为SPM-8000FM的升级款，与之相比不仅分辨率有了进一步的提升，稳定性也得到了大幅提升。它不仅在大气及液体环境中达到了超高分辨率的观察，还实现了对固液界面的水化层作用或溶剂化作用层的观察，恰好适用于水-材料表界面性质的研究。下面小编就向大家介绍岛津SPM-8100FM（图1）在研究水与不同材料表界面作用中的应用。 采用SPM-8100FM 测试样品 图2 固定在液体池中三个样品的光学图片 小编通过三种不同的样品向大家展示：亲水的云母片、疏水的高定向热解石墨（HOPG）以及可以与水发生反应的方解石（图2）。采用SPM-8100FM的调频模式即可对样品的固液界面进行Z-X方向测试，也就是测试垂直于样品表面的水分子排布，测试示意图如图3所示。 图3 液体样品池测试示意图 测试结果 图4 测试所得三种体系的SPM图及水分子分层信息 所得结果（图4）中的下方黑色区域为固相（即方解石、云母和HOPG），紧靠其上表面的规整区域就是排布在固相表面的水分子层，图中红色虚线框标记的就是一个水分子哦。仔细对比，我们可以发现方解石和云母表面的水分子排布十分相似，但与HOPG表面的水分子排布相差很大。 对三者进行定量分析可知，第一层水分子距方解石、云母及HOPG的表面距离分别为0.15nm 、0.21nm 和0.38nm ，而第二层水分子的距离分别为0.34nm 、0.35nm 和0.92nm。有力地证实了水分子易在亲水材料表面铺展，而在疏水表面具有较大的水分子层间距，这也是水在普通纸张和荷叶表面具有不同铺展性的原因。 撰稿人：刘仁威

原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）是一种具有原子级别高分辨率的新型表面分析仪器，它不但能像扫描隧道显微镜（STM）那样观察导体和半导体材料的表面现象，而且能用来观察诸如玻璃、陶瓷等非导体表面的微观结构，还可以在气体、水和油中无损伤地直接观察物体，大大地拓展了显微技术在生命科学、物理、化学、材料科学和表面科学等领域中的应用，具有广阔的应用前景。1 原子力显微镜的工作原理1.1 基本原理AFM 进行表面分析的基本原理如下：AFM 中有一由氮化硅片或硅片制成的对微弱力极敏感的弹性臂，微悬臂顶端有一硅或碳纳米管等材料制成的微小针尖，控制这一针尖，使其扫描待测样品的表面，这一过程是由压电陶瓷三维扫描器驱动的。当针尖与样品表面原子做相对运动时，作用在样品与针尖之间的力会使微悬臂发生一定量的形变。通过光学或电学的方法检测微悬臂的形变，转化成为图像输出，即可用于样品表面分析。简单地说，原子力显微镜是通过分析样品表面与一个微弱力敏感元件之间的相互作用力来呈现材料表面结构的。1.2 工作模式（一）接触工作模式扫描时如果控制针尖一直与样品表面原子或分子接触，那么这种工作模式称为接触模式。在这一过程中，针尖原子与样品表面原子之间力的作用主要表现为是两者相接触原子间的互斥力（大小约为10-8-10-11 N）。接触模式下工作的原子力显微镜可得到稳定的、高分辨率的样品表面图像。但是这种工作模式也有它的不足之处：当研究易变形的样品（液体样品）、生物大分子等的时候，由于针尖与样品原子直接接触，会使样品表面的原子移动、粘附于针尖或者发生较大形变，从而造成样品损坏、污染针尖或者结果中出现假象。（二）非接触工作模式扫描时如果控制针尖一直不与样品表面的原子或分子接触，那么这种工作模式称为非接触模式。非接触工作模式下由于扫描样品时针尖始终在样品上方5-20 nm 距离范围内，针尖与样品间的距离较接触模式远，所以获得的样品表面图像分辨率相对接触模式较低。但正是这一距离也克服了接触模式的不足之处，不再会造成样品的损坏、针尖污染等问题，灵敏度也提高了。（三）间歇接触工作模式扫描时如果控制针尖间歇性的与样品表面的原子或分子接触，那么这种工作模式称为间歇接触模式，也称为轻敲模式，常通过振动来实现针尖与样品的间歇性接触。该模式下微悬臂的振动是由磁线圈产生的交流磁场直接激发的，针尖与样品表面原子作用力主要是垂直方向的，不再受横向力的影响。间歇接触工作模式集合了接触与非接触模式的优点，既减少了剪切力对样品表面的破坏，又适用于柔软的样品表面成像，因此特别适合于生物样品研究。2 原子力显微镜的组成AFM 的硬件系统由力检测部分、位置检测部分和反馈控制系统三部分组成。图1 所示为AFM 的工作原理图，从图中可以看出，AFM 就是通过集合以上三个系统来将样品的表面特性反映出来的：在AFM的工作系统中，使用由微小悬臂和针尖组成的力检测部分来感应样品与针尖间的作用力；当微悬臂受力形变时，照射在微悬臂末端的激光会发生一定程度的偏移，此偏移量反射到激光检测器的同时也会将信号传递给反馈控制系统；反馈控制系统根据接受的调节信号调节压电陶瓷三维扫描器的位置，最终通过显示系统将样品表面的形貌特征以图像的形式呈现出来。3 样品制备3.1 样品要求原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等，样品的载体选择范围很大，包括云母片、玻璃片、石墨、抛光硅片、二氧化硅和某些生物膜等，其中最常用的是新剥离的云母片，主要原因是其非常平整且容易处理。而抛光硅片最好要用浓硫酸与30%双氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用电性能测试时需要导电性能良好的载体，如石墨或镀有金属的基片。试样的厚度，包括试样台的厚度，最大为10 mm。如果试样过重，有时会影响Scanner的动作，请不要放过重的试样。试样的大小以不大于试样台的大小（直径20 mm）为大致的标准。稍微大一点也没问题。但是，最大值约为40 mm。如果未固定好就进行测量可能产生移位。请固定好后再测定。3.2 样品制备粉末样品的制备：粉末样品的制备常用的是胶纸法，先把两面胶纸粘贴在样品座上，然后把粉末撒到胶纸上，吹去为粘贴在胶纸上的多余粉末即可。块状样品的制备：玻璃、陶瓷及晶体等固体样品需要抛光，注意固体样品表面的粗糙度。液体样品的制备：液体样品的浓度不能太高，否则粒子团聚会损伤针尖。（纳米颗粒：纳米粉末分散到溶剂中，越稀越好，然后涂于云母片或硅片上，手动滴涂或用旋涂机旋涂均可，并自然晾干）。4 原子力显微镜的应用4.1 在材料科学及化学中的应用目前，AFM 在材料科学中主要应用于材料的表面结构、表面重构现象以及表面的动态过程（例如扩散现象）等方面的研究，表面科学的中心内容是研究晶体表面的原子结构，例如从理论上推算出的金属表面结构往往不如实际复杂，借助原子力显微镜可以直观地观察材料的表面重构现象，有助于理论的进一步完善。4.1.1 在探测材料样貌方面的应用利用原子力显微镜来观测材料的样貌进行成像的时候，材料与探针之间出现相应作用力改变能够很好的反映出材料表面的三维图像。可以通过数值分析出材料表面的高低起伏情况，因此，在利用原子力显微镜对材料进行图像分析的时候，可以有效地发现材料表面的颗粒程度、粗糙程度、孔径分布以及孔的结构等。可以利用这种成像的方式把材料表面的情况形成三维图像进行模拟显示，促使形成的图像更加利于人们观察。4.1.2 在粉体材料中的应用在对粉体材料进行分析和研究的时候，可以利用原子力显微镜来逐渐分析原子或者分子中尺度，从而保证可以准确观测晶体以及非晶体的位置、形态、缺陷、聚能、空位以及不同力之间的相互作用。一般来说，粉体材料基本上都是使用在工业中的，但是现阶段有关于检测粉体材料的方法还是十分少的，研制样品也相对比较困难。原子力显微镜实际上是一种新兴的检测方式，具有操作方便、制样简单等特点。很多专家学者认为，人们使用化学方式研制出了SnS粉末，利用原子力显微镜把涂在硅基板上的材料进行成像，从图像上我们很容易发现此类材料具有分布均匀的特点，每一个大约15nm。4.1.3 在晶体材料中的应用专家学者经过不断研究和分析得到了很多晶体生长的模型，但是经过更加深入的分析和研究发现这些理论模型和实际情况是否相同还是具有一定差异，也逐渐成为学者讨论和研究的重点，所以人们希望通过显微镜来监测和观察生长过程。虽然，使用传统的显微镜已经观测出一定的成果，但是由于这些光学显微镜、激光全息干涉技术等存在分辨率不是十分高、实验条件不是很好以及放大不足等问题，使得研究过程出现很大困难，导致不能观测纳米级的分子等。原子力显微镜的发展，为科学家们研究纳米级分子或者原子提供了依据，也成为了专业人士研究晶体过程的重要方式。利用这种显微镜具有的能够在溶液中观察以及高分辨率等特点，可以保证科学家们能够很好的观测到晶体生长过程中的纳米级图像，从而不断分析和掌握材料的情况。4.2 在生物学中的应用AFM 能在气体、液体中无损伤地直接观察物体，可对生物分子在近生理条件下进行检测，是生命科学研究中的有力工具。目前，在生命科学中AFM 主要应用于对细胞、病毒、核酸、蛋白质等生物大分子的三维结构和动态结构信息进行研究。4.2.1 对细胞膜表面形态的研究细胞膜有重要的生理功能，它既使细胞维持稳定代谢的胞内环境，又能调节和选择物质进出细胞。AFM 能够观察到细胞膜表面的超微结构，因此它可以用来观察正常细胞与病变细胞的细胞膜，发现两者的异同，为临床病理诊断提供新的视角和方法。4.2.2 测定细胞弹性以及力学性质病变这一生理过程与细胞的形态和力学性质有关。细胞形态学的变化会影响和反映细胞性质、功能以及细胞微环境的改变。健康细胞与病理状态的细胞在机械性能上是完全不同的。抓住这一点，可以利用AFM 测量出的细胞弹性性质识别癌细胞，以及辅助诊断红细胞相关的各种疾病等，从细胞层面上对各种疾病进行早期诊断和治疗。4.2.3 检测活细胞间相互作用AFM 也可以对细胞间的相互作用进行观察。将一种细胞连接在AFM 扫面探针的尖端，使针尖功能化，对另一种单层排列的细胞进行扫描就可以进行细胞间相互作用的研究。4.2.4 观察动态生物过程AFM也是观察细胞生物过程非常有效的工具。研究痘病毒和活细胞，得到了痘病毒感染活细胞全过程的AFM 图。通过活着的细胞观察子代病毒颗粒，并用AFM 在水溶液环境中在分子水平分辩出有规则重复的烙铁状结构和准有序的环状结构。观察中发现: 在感染前后最初几小时，细胞并无显著变化 子代病毒粒子沿细胞骨架进入细胞内部，还有胞吐、病毒颗粒聚集等现象。通过AFM 图像可以看出哑铃状小泡逐渐形成、消失并在细胞膜表面形成凹陷的全过程。4.2.5 观察生物大分子之间相互作用在生物体内，DNA 与蛋白质间的相互作用有着同样举足轻重的地位。在转录、翻译的过程中，DNA 与特定的蛋白质如解旋酶、聚合酶、启动因子等的结合就决定着生命活动的开启。Gilmore 等利用AFM 以每500 ms 拍摄1 次的速度，清晰地观察到了蛋白质在DNA 上的结合情况。因此，AFM 可以真正帮助我们深入地“看到”生命活动的本质。4.2.6 测定细胞电学性质细胞不论在静止状态还是活动状态，都会产生与生命状态密切相关的、有规律的电现象，生物电信号包括静息电位和动作电位，其本质是离子的跨膜流动。因此，研究细胞的电生理学也成为了生命科学领域一个重要的分支。在AFM 系统中增加了导电模块，在迎春花细胞、酵母菌细胞等样品和探针之间加一个偏压，在扫描的过程中，同时获得样品的表面形貌和电流像，且在成像的同时检测探针和细胞样品之间的电流，得到样品表面形貌和局域电流分布及两者之间的对应关系，从而实现AFM 在纳米尺度上对细胞样品电学特性的分析检测。参考文献[1]高翔.原子力显微镜在材料成像中的应用[J].化工管理,2015(08):67.[2]王明友,王卓群,焦丽君.原子力显微镜在表面分析中的应用[J].邢台职业技术学院学报,2015,32(01):75-78.[3]万旻亿.原子力显微镜的核心技术与应用[J].科技资讯,2016,14(35):240-241.[4]鞠安,蒋雯,许阳,杨升,常宁,王鹏,顾宁.原子力显微镜在生命科学领域研究中的应用进展[J].东南大学学报(医学版),2015,34(05):807-812.