微型量热仪

日前，大连化物所承担的“十五”科技攻关项目专题“微型固态吸附棒萃取器和热解吸装置”通过科技部组织的专家验收。专家组认为：该课题主要针对茶叶、烟草、乳制品、软饮料和水样等样品中农药残留分析的样品处理，攻关目标明确，立项合理，具有广阔的应用前景；微型固态吸附棒采用溶胶-凝胶法制备吸附涂层，耐温高，使用寿命长。 　　大连化物所于2001年开始进行该专题攻关，从实验室原理样机开始，尝试了多种技术路线，在两年的时间里完成了整套微型固态吸附棒和热解吸装置的研制与开发工作。本项目所研究的萃取棒萃取相的制作工艺及原理与其它商品化的萃取棒有着很大的区别，本项目中采用的制膜技术为溶胶凝胶法，制得的萃取相耐溶剂冲洗且在高温下不发生热解吸。微搅拌吸附棒可以实现批量生产。热解吸装置设计巧妙，体积小，容易与气相色谱仪联用，与国外同类仪器相比，本装置借助气相色谱进样口完成样品传输线加热，在分析过程中采用保留间隙技术而避免了由于使用冷阱需对样品聚焦，因此设备简化、可靠并大大降低制造成本。所制得的萃取棒耐用、成本较低，解吸器设计合理，结构简单，适合大规模工业化生产，设备适合我国的国情。 　　该装置可广泛应用于芳香烃、多环芳烃、多氯联苯、农药、香味物质、酚类等挥发性半挥发性物质的分析，同时实现对非挥发性物质的分析检测。我国有1万多个农科所/站、卫生防疫站、产品质量监督检验所/站，进出口商品检验检疫局，其中的绝大多数需要对农产品和食品的农残进行分析，所以在这些领域推广应用该项技术，对提高我国农副产品的进出口监测水平有重要意义。

磁性软体机器人已有多种应用，特别是在与人体密切相关的生物医学领域。如自折叠式“折纸”机器人可以在肠道中爬行、修补伤口、将吞下的物体取出来；胶囊状的机器人可以沿着胃的内表面滚动，进行活组织检查并运送药物。此外，科学家们还研制出了尺寸从几百微米到几厘米不等的更薄的线型机器人，它们有可能在大脑血管中穿行，以治疗中风或动脉瘤。磁性软体机器人的进一步小型化可能带来新的应用，如在小的血管中进行操作甚至操纵单个细胞，但制备这样的微型机器人并非易事[1]。 2019年11月，瑞士联邦理工学院的Cui Jizhai（现任职复旦大学） 、Huang Tian-Yun 及其同事在Nature发表了名为“Nanomagnetic encoding of shape-morphing micromachines”的文章[2]，该工作使用电子束光刻技术，制造出了只有几微米大小的可磁重组机器人，通过对单个区域的纳米磁体进行设计，将形状变化指令通过编程的方式输入微型机器人，对纳米磁体施加特殊的磁场序列后，实现微型机器人的形状变化，如图一所示。图一 四片式变形微机械的设计 a.磁体磁态随尺寸增大的示意图：i.超顺磁性；ii.室温下稳定的单畴；iii.多畴态。b. 部，四个面板微机械，面板I上有520 nm×60 nm（I型）纳米磁体阵列，面板II上有398 nm×80 nm（II型）纳米磁体阵列；底部，纳米磁体阵列的相应SEM图像。c. 体积相同但长宽比不同的单畴纳米磁体的磁光克尔效应磁滞回线。d.根据矫顽力的不同选择两个磁场对微机械进行编码的示意图。e. 应用控制磁场B=15 mT时的磁性结构（I型和II型纳米磁体）和微机械折叠行为示意图，光学显微镜图像显示了所制造器件的四种不同结构。从左到右，上/下折叠的面板数为4/0、3/1、2/2（折叠方向不同的对面面板）和2/2（折叠方向相同的对面面板）。 这项工作构建了一个模块化单元的集合，这些模块化单元可以编程为字母表中的字母，此外还构建了一个微型的“鸟”，能够进行复杂的行为，包括“拍打”、“悬停”、“转弯”和“侧滑”，如图二所示。这为创造未来的智能微系统建立了一条路线，这些智能微系统可以重新配置和原位重新编程，可以适应复杂的情况。图二 折纸式的微型“鸟”与多种形状变形模式 文章中，作者使用了英国Durham Magneto Optics Ltd.公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3对不同型的纳米磁体进行了磁滞回线测试，同时使用该设备的电磁铁产生的磁场对纳米磁体阵列进行了编程。NanoMOKE3可以进行微区的超高灵敏度测试，在本工作中，作者通过激光聚焦在不同的纳米磁体上获得对应的磁滞回线，如图一c所示，为微型机器人的磁学编码工作提供了帮助。图三 磁光克尔效应系统-NanoMOKE3 NanoMOKE3主要技术特点：超高灵敏度~10-12emu微区磁滞回线，激光光斑~2μm超快测试速度，1秒内可获得磁滞回线克尔角检测＜0.5 mdeg纵向/横向/向克尔磁畴成像扩展无液氦低温MOKE图四 与Montana S50超精细多功能无液氦低温光学恒温器联用的低温MOKE 温度范围4.2K~350K磁场纵向＞0.4T，向＞0.3T 参考文献：[1] X H,zhao. et al. Nature 575, 58-59 (2019)[2] Cui, J. et al. Nature 575, 164–168 (2019).

2017年1月24号，一个主要为工业和消费者市场提供集成电路和mems解决方案的公司si-ware systems（sws），在洛杉矶推出了第一个微型光谱仪neospectra micro供广大消费者和工业上使用。该产品像芯片一样大小，可以直接现场快速的进行材料分析，这样大大的缩短产品分析时间，也使获得数据更准确。neospectra micro产品小而薄，可以直接被集成在现有的智能手机和设计好的移动产品上。多应用在食品安全检测、天然气和石油成分检测、药品纯度检测上。如芯片般大小的光谱仪小尺寸、低成本的neospectra micro能够带来高的光谱性能，它的尺寸18mmx18mm，厚度仅仅4mm，可以很容易集成到客户的电子产品当中。sws副总裁scott smyser发布会上说到“通过neospectra micro产品，可以真正的实现用消费电子产品进行高性能材料分析，同样的方式若能够为消费电子产品提供一系列足够小且低成本的惯性传感器、加速度计和陀螺仪，那么neospectra micro产品将有望打开前所未有的材料分析市场“。潜在市场大根据巴黎市场研究公司tematys公司表明，小型光谱仪市场估计将从2016年的6.55亿美金增长到10亿美元在2021年。该机构同时预测小型光谱仪的用户将以54%增长率增加从2015年~2021年。neospectra micro针对于消费者市场可以为原始设备厂商提供有效的解决方案归功于低成本、体积小和容易集成的特性。一个小小的包就可以包含neospectra micro所有的东西：mems干涉仪、光电探测器、光源和进行系统控制及数据处理的电子芯片，这有助于客户进行集成,减少了客户那里系统开发人员开发风险,并且可以更快的满足客户在不同环境中应用中测试。多功能neospectra micro不仅仅适用很多行业且具有前所未有的宽光谱范围，也是唯一可以适用于近红外更高波段上（1150~2500nm）。这个功能能够让它精确地分析更多的材料。此外，该产品可以测量不同形式的样品，不用进行样品制备，如颗粒样本、平整表面样本甚至研磨样本。sws公司光微电子机械系统业务部门经理bassamsaadany说:”从消费者和在线可穿戴设备检测以及现场质量控制和科学应用来看，材料快速分析和宽光谱范围分析是市场急需的且未曾满足的，因此开发一个和传感器价格相近的微型光谱仪、拥有宽的近外红光谱范围、适用于很多行业、开包即可使用等特点的微型光谱仪是必须的。这一点neospectra比市场上任何其他供应商做的要好。”neospectra micro可用于智能手机、可穿戴设备和物联网低成本小型化的近红外光谱传感器为近红外光谱应用迎来新一波浪潮，为了在1月底的美国西部光电展展示neospectra micro优点，sws将其设计安装在苹果手机外壳上并自主研发一个苹果app。这个app程序会直接扫描和测量食物以及咖啡，精确的测量其面筋量和咖啡因子水平等。苹果手机外壳是由xpndbls设计，光谱分析算法是由greentropism设计。除了将光谱仪集成在智能手机上，neospectra micro还可以设计安装在可穿戴设备上，用近红外光谱进行非入侵的方式测量身体上的生物化学特性包括葡萄糖和乙醇/酒精。neospectra micro还可以用在物联网上应用中的智能传感器上。neospectra如何工作neospectra产品是建立在低成本、小型化、基于mems技术的傅里叶变换红外(ir)光谱传感器；传感器确定输入光的光谱类型，并生成相应测量光的光谱数据。目前，neospectra传感器操作范围在1100~2500nm的近红外光谱范围，能广泛的应用于材料成分分析和识别上。neospectra技术还可满足其在中红外区域工作，未来下一代产品将提供中红外传感器。供货时间和价格neospectra micro的原型和开发工具包可以在今年第一季度提供，第四季度开始投产。大量订单需求的时候目标价格在100$。sws在美国西部光电展sws在2017年1.31-2.2旧金山举行的西部光电展中展示了它的neospectra传感器和演示带有neospectra micro的苹果手机。当时，sws举办了一个产品演示：将新芯片级近红外光谱传感器使用在消费者应用程序上。在这个演示上，sws会提供更多neospectra micro的数据和讨论苹果手机使用后的分析情况。关于si-ware systemssws公司是一个是无晶圆厂半导体企业的公司，sws有两个主要业务----asic解决方案和光学微机电系统技术。asic的解决方案提供了定制asic开发和供应,专业从事模拟/混合信号和射频设计。asic重点领域专业包括传感器接口和mems、无线电、定时和电源管理。光学微机电系统技术成立一个新的品牌neospectra™ ，开发了世界上第一个独立的芯片级近红外光谱仪，利用其独特的平台----硅集成微型光学系统技术(simost™ )，可以在硅上集成多个光学组件。sws也在致力于为市场研发新的半导体产品，如硅自我补偿振荡器(sco™ 。北京金先锋光电科技有限公司作为埃及neospectra公司的正式独家代理商，双方将更加关注中国市场，一起举行市场活动与进行市场开发，倾听中国用户的声音，持续为国内的广大客户提供最优质的产品与服务。欢迎我司新老客户来函来电进行咨询，具体的产品信息请咨询我司的销售团队！