纳米狭缝涂布仪

RK试验室/中试涂布机VCMLVCML实验室/中试生产涂布印刷机是一款精密设计的涂布机，适用于以卷轴为基础的印刷、涂布和层压所有类型的柔性卷材，如纸张、薄膜和金属箔。VCML实验室/中试生产涂布机能够将各种涂层应用方法应用到各种涂料中，如油墨、油漆、清漆、溶剂型和水基粘合剂，特别适用于产品开发、质量控制和专门产品的小规模生产。VCML涂布印刷机优势✔适用于印刷、涂层和复合所有类型的柔性卷材✔适用于溶剂型、水型和UV型应用✔涂布和印刷系统容易互换✔带有图形设置和操作系统的触摸屏控制系统✔速度范围为1-70m/min的伺服驱动✔刚性的铝制框架✔集成电气和气动控制✔有多种标准印刷涂布工艺可供选择，可以配置成各种涂布方法，满足广泛的应用。这些涂层和印刷系统很容易互换。多功能涂布印刷机VCML客户名单VCML实验室/中试生产涂布机被广泛运用在涂料油墨，颜料，树脂，染料，胶粘剂，纸张，薄膜，医药，电池纺织等等行业，部分企业如下：实验室/生产中试涂布机VCML应用✔计量棒涂布✔凹版印刷✔直接凹版印刷✔反向凹版印刷✔胶印凹版印刷✔差异胶印凹版印刷✔柔印✔辊式刮刀涂布✔狭缝涂布✔旋转涂布✔气刀涂布✔热熔胶涂布旋转运行式涂布印刷机ROKO和实验室/生产中试涂布机VCML之间的比较详情旋转涂布印刷机ROKO试验室/中试生产涂布印刷机VCML (标准版)VCML – Load Cell Version试验室/中试生产涂布印刷机称重传感器版速度范围（m/min)0.2至22至205到50（标准）10到90速度范围是通过改变变速箱来设定的1至70m/min不需要更换变速箱1至50 m/min不需要更换变速箱操作控制传统的旋钮和开关彩色触摸屏(HMI)彩色触摸屏(HMI)操作语言多语种多语种卷板宽度可达300mm可达300mm可达300mm电气控制柜外部地板或墙壁安装集成控制面板远程落地式控制面板涂抹器直径mm67.5mm或（100mm用于凹印滚筒)81mm–100mm用于凹版印刷81mm–100mm用于凹版印刷驱动单交流电机2 个伺服电机2 个伺服电机速度控制变频器模拟设定伺服控制器数字设定伺服控制器数字设定尺寸，长*宽*高，m2 *1* 2.32.4*1*1.82.4*1*1.8最大卷材直径，mm300300300最大卷材重量，kg256060幅材张力范围，kg5 – 10kg1 – 20 kg1 – 20 kg张力控制手动手动自动闭环称重传感器开卷和倒带可拆卸自锁夹头悬臂自锁夹头也可提供气动夹头悬臂自锁夹头也可提供气动夹头开卷刹车卡尺气动装置磁粉制动器倒带离合器气动装置气动装置磁粉制动器工作噪音水平dB @ 1m757070干燥机隧道长度mm600900900喷嘴数量51111最大喷嘴速度m/s155喷嘴间隙mm1到21到21到2进排气管直径mm50100100加热器功率Kw111111气流调节喷嘴间隙和阻尼器喷嘴间隙和阻尼器喷嘴间隙和阻尼器蒸汽去除通往涂层托盘前后的排气管干燥机入口和出口上的排气管带排气装置的封闭涂层区域干燥机背面的集成排气管带排气装置的封闭涂层区域干燥机背面的集成排气管涂层区域提取认证ATEXATEX & NFPAATEX & NFPA烘干机穿线可拆卸底板允许从隧道下方穿线蛤壳式，气动开口，便于穿线蛤壳式，气动开口，便于穿线烘干机隧道保温无12mm 硅胶泡沫（低热损失）12mm 硅胶泡沫（低热损失）烘干机管道50mm柔性硅胶软管100mm柔性硅胶软管100mm柔性硅胶软管安装步骤将ROKO底座放在工作台上并固定 将干燥器定位并固定到框架上 定位并固定电气柜和电源风扇 将电源线连接到机柜 连接基本单元、机柜和电源风扇之间的所有电缆 在供应风扇和干燥器之间安装软管/管道 连接压缩空气和水管定位和调平机器 将电源线连接至机器(整体机柜) 连接压缩空气和水管定位和调平机器 将电源线连接到机器上 连接压缩空气和水管 从VCML布线并连接控制电缆至控制面板屏幕操作说明无HMI上显示的设置说明HMI上显示的设置说明远程故障诊断无可选可选实验室/生产中试涂布机VCML型号及技术参数卷板宽度可达300mm刚性铝框架长2.5m，宽1m，高1.8m悬臂式开卷和倒带带托盘升降机和槽的头部安装站带有可调节的气动压区的层压机站速度范围为1-70 m/min的伺服驱动实验室/生产中试涂布机VCML可选配件- 电子张力控制- 热风干燥- 加热层压机- 紫外线固化- 红外线- 电晕处理- 边缘引导- ATEX涂层区

海洋光学(Ocean Optics)准确的激光切割狭缝和光圈组件技术为其生产的Jaz、Torus和QE65 Pro微型光谱仪增添了灵活性。可更换的狭缝在光谱仪的设计上提供了更多自由度，用户只需通过替换一些螺丝就能轻松地从一个应用功能转换至另一个应用功能。 模块化的光谱学通过在各种配置中混搭光具座和其它组件来实现数千种应用功能。Jaz、Torus和QE65 Pro光谱仪利用现场可更换的狭缝为顾客提供了另一种灵活性。 光 谱仪器的设计标准是反复权衡各种利弊后的结果。光谱仪是否理想，取决于其应用。对于一些用户来说，最令人苦恼的权衡之一就是如何选择入口光圈（狭缝）。大 一点的狭缝会增加吞吐量，但是却以光学分辨率为代价。小一点的狭缝会提高光圈分辨率，但是会降低吞吐量。一般来说，要更改狭缝就要在制造商的设备上进行光 谱仪的返工。 有了可更换的狭缝，用户可以在现场直接更改光谱仪的性能。只需几分钟就可以完成狭缝的更改，并无需重新对齐。例如，QE65 Pro用户如果需要低光度应用下的高敏感性，比如荧光性，可以将大狭缝更改为小狭缝，避免了吸光度应用中的饱和。或者Torus用户可以将配置好的用于解 决一个应用中紧密对齐的发射峰的Torus进行调整，从而为另一个应用提供低光度水平的测量。 如想要了解更多信息，请登陆www.OceanOptics.com以及www.OceanOptics.cn网站；或拨打电话86（21）6295 6600、发邮件至asiasales@oceanoptics.com联系海洋光学应用工程师。

在某些光学仪器产品指标里，经常看到关于光谱带宽或狭缝的类型写为&ldquo 连续可调&rdquo 式。其后仔细一问：其实就是几档固定狭缝式的，如下图： 　　 　　这种狭缝一般分为若干固定宽度档，但不是可调的更不是连续的，仅仅是&ldquo 可选的&rdquo 。 　　真正的连续可调狭缝如下图。这种狭缝的两个刀口，一个为固定的，另一个可以左右移动从而来改变狭缝(带宽)的宽度。 　　 　　固定可选狭缝的优点：带宽不会改变，重复性好。 　　固定可选狭缝的缺点：狭缝宽度限制死了，不能灵活使用 尤其是作为红外伺服式可变宽度狭缝则不能胜任。 　　连续可调式狭缝的优点：使用宽度灵活性好 可以作为伺服式场合应用。 　　连续可调式狭缝的缺点：同一狭缝宽度在重复设定时，其宽度的重复精度很难保证。要想保证带宽的精度，要先行设置到零点(onm)处，然后再调整到预设的宽度，较为繁琐。 　　之所以有些仪器厂家的产品指标将二者混淆而谈，一是概念不清，二是难免有故意有偷梁换柱之嫌。 作者：仪器信息网网友 夕阳

论文题目：Spectral Tuning of Plasmonic Activity in 3D Nanostructures via High-Precision Nano-Printing发表期刊：Advanced Functional Materials IF: 19.924DOI: 10.1002/adfm.202310110【引言】 等离子体纳米颗粒由于具有特殊的光学特性被广泛应用于光电器件、化学和生物传感器等领域。若想调节纳米结构的等离子效应，则需要准确地制备出具有特定几何形状的3D纳米结构。目前，等离子纳米结构主要采用纳米颗粒或纳米颗粒阵列，通过纳米狭缝自组装法等手段，制备相应的等离子体纳米结构。可是，在制备等离子体纳米结构的过程中，由于受到了光刻等技术手段的限制，所制备的纳米结构多为2D平面结构。对于制备具有准确几何形状的3D等离子体纳米结构的相关研究尚属空白。【成果简介】 近日，格拉茨技术大学相关团队提出了基于聚焦电子束诱导沉积（Focused Electron Beam Induced Deposition，FEBID）方法制备具有准确纳米尺度3D几何结构的等离子体纳米结构。同时，作者通过FusionScope多功能显微镜和透射电镜（TEM）对相应的3D纳米结构进行了原位几何尺寸的表征。然后，使用扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱仪（STEM-EELS）对所制备的3D纳米结构的等离子性能进行表征。所测量的结果与相关模拟计算结果相比，两者结果相互吻合，证明了通过FEBID的方法制备3D等离子体纳米结构的可行性。相关工作以《Spectral Tuning of Plasmonic Activity in 3D Nanostructures via High-Precision Nano-Printing》为题在SCI期刊《Advanced Functional Materials 》上发表。 本文使用的FusionScope多功能显微镜创新性地将SEM和AFM技术深度融合，利用SEM进行实时、快速、精准导航AFM针尖，实现同一时间、同一样品区域和相同条件下的SEM&AFM原位精准定位与测量；测量时也可以实时观察AFM悬臂的尖端，在不需要转移样品的情况下，原位进行80° AFM与样品台同时旋转，对几乎所有样品（包括复杂样品）均可以实现无视野盲区观测；其丰富的功能选件如力曲线、导电原子力显微镜（C-AFM）和磁力显微镜（MFM）以及EDS能谱仪，可有效实现多维度同区域的高级测量。本文将简要阐述FusionScope多功能显微镜对不同平面结构的等离子体样品观测结果。 图1. FusionScope多功能显微镜【图文导读】图2. 制备、清除和3D加工能力展示。（a）气体注入系统（GIS）将金属气体前驱物分子（Me2(acac)Au(III)）注入到基底附近，利用聚焦电子束形成在基底上形成沉积。（b-g）展示了FEBID制备复杂构型的3D纳米结构的能力。（h）运用聚焦电子束去除碳的过程。图3. 不同平面结构的等离子体测量结果。（a）利用FusionScope多功能显微镜的原位AFM功能测量的在制备后和清除后的微纳结构变化区别。（b）通过原位AFM测量的在去除前后所制备纳米结构的体积变化。（c）部分去除样品的STEM-EELS能谱。（d-l）不同设计下的等离子体测量结果。图4. 利用FusionScope多功能显微镜获取用于模拟的数据。（a-b）利用FusionScope多功能显微镜中的SEM对AFM进行引导，在放置在TEM网格上的Au纳米线进行测量。（c）对FusionScope所获得的数据和TEM所获得的数据进行相互验证。（d）FusionScope测量Au纳米线的高度为24 nm，半峰宽为51 nm。图5. Au纳米线的等离子性能的实验和模拟结果。(a) Au纳米线在不同能量损失下的EELS模拟结果。（b）Au纳米在不同能量损失下的EELS实验结果。（c）在纳米线的边缘部分（d）中蓝色区域的EELS实验和模拟对比结果。（e）为Au纳米线的中间部分（d）中绿色区域的EELS的模拟和实验结果。图6. 可进行光谱调谐的等离子体3D纳米结构的实验和模拟结果。（a）在3D纳米结构尖端部分的EELS结果，实线为实验结果，虚线为模拟结果。（b-c）不同形貌的3D纳米结构的实验和模拟结果。（d）不同形貌的纳米结构的三个显著共振峰位置的实验和模拟结果。【结论】 论文中，格拉茨技术大学相关团队通过FEBID的方法制备了具有纳米级精度的3D等离子体纳米结构。在制备相关纳米结构过程中，通过FusionScope系统对所制备的纳米结构进行了原位的几何结构表征，为模拟过程提供了数据支持。Quantum Design公司研发的FusionScope多功能显微镜，通过特有的共坐标系统，解决了原位联合显微分析中不同表征方式无法共享微区的问题，又通过优化AFM和SEM工作流给用户提供了一个清晰简单的操作流程，为原位微区信息的获取提供了极大的便利。此外，FusionScope还可以通过更换不同AFM探针，实现对样品三维形貌，力学性能，电学性能和磁学性能的综合物性表征。 样机体验： 为了更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务，Quantum Design中国北京样机实验室开放Fusionscope多功能显微镜样机体验活动，我们将为您提供样品测试、样机参观等机会，欢迎各位老师垂询！

中石化石油工程技术服务公司《拉曼激光录井气体检测仪研制》项目，由西南石油工程公司地质录井分公司负责承担，继去年10月份成功研制出全球首台狭缝分光拉曼样机后，经过一年多的室内检测调试，在大量的实验数据基础上通过持续优化，解决了样机存在的诸多技术难题，已于近日投入生产试运行，目前样机运行正常。　　该台样机所采用的很多技术在国内外均无先例，属于原创技术，需要一步一步摸索着干。像采用的“自适应聚焦算法”，很好地解决了多组分在线连续分析重组分相似拉曼特征谱的解谱难题，“分频技术”解决了分析范围和分析精度不能兼顾的问题，这些原创技术的提出，彰显了拉曼激光录井气体检测仪研制项目团队的创新精神，极大地促进了国内气体多组分在线连续分析技术和市场的发展，为中国在拉曼激光气体分析技术上增添了一道亮丽的风景。

好消息，RK自动涂布机涂布机K303升级换代为K303S啦！一起来看看升级后的K303S有哪些新亮点吧！翁开尔是英国RK中国总代理。RK自动涂布机K303S的主要功能：✔2022年升级后，基本设备单元包括完全集成的伺服驱动器和触摸屏控制✔重复性好✔可更换打样头✔可用于多种涂料同时打样对比✔最大涂布面积为350 * 440mm✔打样速度为：1 - 40米/分钟✔适用于100-120V或220-240V电源电压RK自动涂布机K303S VS K303新版的自动涂布机与旧版有相似之处，包括涂布面积，打样方法（机棒式涂布、柔版打样/凹版打样）。打样头也可以更换，同时也可以使用真空垫板，最大的区别在于：新版RK K303S自动涂布机电机类型高端伺服驱动电机，在任何速度下平稳运行速度设置人机交互模式切换人机交互加2个安全按钮速度1-40米/分钟打印计数是欢迎致电翁开尔了解更多关于最新版RK自动涂布机K303S详细信息。

近日，中国科学院上海微系统所信息功能与材料国家重点实验室硅光子课题组研究员武爱民团队、深圳大学教授袁小聪、杜路平团队及英国伦敦国王学院教授Anatoly V. Zayats课题组合作，在硅衬底上提出了基于布洛赫表面光场的非对称传输特性实现超灵敏位移测量的方法，并实现了亚纳米级的位移传感。相关研究成果发表在Nanoscale上，并被选为当期封面文章。光学手段为精密位移测量提供了非接触的方案，可实现高灵敏度、高分辨率的位移检测，在纳米尺度位移传感、半导体技术及量子技术等领域具有重要应用。目前广泛应用的激光干涉法具有非接触和精度高的特点，然而，其对激光波长的稳定性要求高且严重依赖光学器件和光学路径，难以满足光学系统集成化和轻量化的发展需求。布洛赫表面波产生于多层介质膜与周围环境的界面处，具有低损耗，宽色散域，高定向性和CMOS兼容等优势。该研究基于硅基衬底，利用不对称狭缝形成纳米天线调控布洛赫表面波，实现了布洛赫表面光场的非对称传输，布洛赫表面波的不对称光场对纳米天线和入射高斯光场的相对位置具有超灵敏的依赖作用，通过对其远场表征就可以获得精确到亚纳米量级灵敏度的位移传感。该工作利用纳米尺度的狭缝实现了布洛赫表面波的非对称传输，通过连续改变光与狭缝的相对位置，在实验上实现了对于位移的精确测量，灵敏度可达0.12 nm-1，分辨率和量程达到8 nm和300 nm。该研究为纳米测量及超分辨显微提供了新的物理原理，并为超灵敏的位移测量提供了精巧的微型化方案。

数据研究证明，纸质包装是塑料包装的最佳替代品。因此市场上推出了许多新的纸基和塑料纸混合包装。虽然纸基材料更可持续，制造成本更低，但纹理和不规则表面会导致边缘扩散和气体入侵。因此这种材料很难评估渗透性。MOCON新开发的纸基材料测试舱盒，既节省了时间又提高了实验室的效率，使这项繁杂的任务变得简单了。纸质阻隔膜通常是涂层或多层结构，这使得渗透测试更加困难涂布纸或纹理薄膜的工艺和结构意味着评估这些材料通常是困难和主观的。测试时样品的边缘部位给气体横向扩散创造了条件，测试气体和载气通过其进入测试腔并影响测试结果。因为正在分析的测试气体流量可能会被稀释，从而产生较低的渗透率，或者通过泄漏造成传感器感应到额外的测试气体，从而增加气体流量。涂层纸结构突出了扩散机制和边缘泄漏MOCON涂层纸渗透测试解决方案消除边缘扩散并简化样品制备传统测试使用铝箔面罩来测试薄膜渗透率，需要大量的准备时间和复杂的设置，增加了人为因素的风险，导致可重复的数据更少。边缘效应舱盒能够在不使用面罩、油脂或环氧树脂的情况下测试涂布纸或带纹理的薄膜。测试过程非常简单，只需放置好裁剪样品并扭紧其周边螺钉即可。凸起的圆形边缘限定了测试区域（5cm² 或10cm² ），在形成气密密封的同时消除了边缘扩散的可能性。一旦扭紧螺钉，凸起的边缘就会径向压紧薄膜，防止气体在测试区域外横向流动（图1）。因为密封是通过压缩力实现的，所以不需要铝箔面罩和环氧树脂，从而提高了测试效率。图1.消除纸张结构中的边缘扩散传统测试情况下，铝箔面罩无法完全粘附到所有涂层和基底上，导致了高于准确结果的氧气透过率（OTR）值。与传统测试相比，边缘效应舱盒可以对表面粗糙或纹理薄膜形成密封，OTR的数值更准确（图2）。图2.使用传统面罩与边缘效应舱盒的OTR结果对比这种专用的边缘效应测试舱盒与MOCON所有的新型渗透仪器兼容，使您能够更轻松地获得涂布纸或者纹理薄膜的可靠测试数据。MOCON的测试方案样品制备只需要5分钟就可以完成，不论是用于生产还是实验室研发，测试结果稳定性更好。

中科院苏州纳米所钱波团队的郭浩等人提出一种3D打印层状石墨烯气凝胶的新策略。应用3D打印定制的针对不同氧化石墨烯墨水的狭缝挤出头，并在墨水中加入叔丁醇，抑制冰晶生长，最后应用定制挤出头3D打印制备得到层状石墨烯气凝胶，实现相比同类材料更高的电导率和电磁屏蔽性能，以及高灵敏压阻传感性能。图1 3D打印层状石墨烯气凝胶及其电磁屏蔽和压力传感特性 二维材料气凝胶因其在电磁屏蔽、传感器、柔性器件、超级电容器及油污吸附等方面的应用吸引了人们广泛的研究兴趣。由于二维材料本身的各向异性特性，相比各向同性结构，层状二维材料气凝胶在特定方向展示出优异的机械、电子、热性能。然而，目前制备层状结构二维材料气凝胶的方法较少，比较常用的是定向冷冻方法，但该制备方法在尺寸和形状上尚缺乏自由度，在性能上也仍有提升的空间。同时由于，二维材料分散液具有剪切变稀的特性，在剪切力的作用下，可以实现液晶形态的取向分布，如果能充分利用这一特性，将有望通过挤出装置实现取向结构二维材料气凝胶的制备，从而提升样品制备的自由度，并进一步提升材料性能。中科院苏州纳米所钱波团队的郭浩等人针对这一问题，提出一种3D打印层状石墨烯气凝胶的新策略。为充分利用氧化石墨烯墨水的剪切变稀特性，研究团队根据不用配方墨水的剪切变稀特性定制设计并应用摩方精密nanoArch S140高精度光固化3D打印机制备了可使对应氧化石墨烯墨水实现长程有序液晶形态的狭缝挤出头，狭缝尺寸50 μm，应用该挤出头在冷冻衬底上逐层3D打印相对应墨水。由于氧化石墨烯水基墨水中的水在冷冻衬底上结晶生成大尺寸冰晶，这将破坏狭缝挤出氧化石墨烯的液晶形态，为解决这一问题，团队通过调节叔丁醇在墨水中的含量，减小了冷冻衬底上冰晶生长的尺寸，从而降低了冷冻过程对于取向结构的破坏，最终通过冷冻干燥和化学还原实现了层状结构石墨烯气凝胶的制备。图2 根据墨水的流变性能设计并打印挤出头 研究显示，通过3D打印新策略制备的石墨烯气凝胶的层状结构清晰。得益于该层状结构，本研究3D打印的石墨烯气凝胶展示出比同类石墨烯气凝胶更高的电导率（705.6 S m−1）、更高的电磁屏蔽性能（3 mm样品在X波段可实现最高电磁屏蔽能效68.75 dB），并可实现高灵敏的压阻传感性能（清晰的语音和脉搏信号传感分辨能力）。图3 通过墨水配方调控获得良好层状结构的石墨烯气凝胶图4 3D打印层状石墨烯气凝胶的电导率和电磁屏蔽性能图5 3D打印层状石墨烯气凝胶的力学和传感性能研究者相信，此项研究将为具有剪切变稀性能的材料制备层状取向结构材料提供一条新的路径，为纳米材料通过3D打印有序可控组装并实现更高的性能提供一个新的思路。相关论文在线发表在《Advanced Materials Technologies》上。苏州纳米所郭浩为本文第一作者，钱波为本文通讯作者，苏州大学石学军为本文的软件模拟提供了支持。论文信息：A New Strategy of 3D Printing Lightweight Lamellar Graphene Aerogels for Electromagnetic Interference Shielding and Piezoresistive Sensor ApplicationsHao Guo, Tianxiang Hua, Jing Qin, Qixin Wu, Rui Wang, Bo Qian, Lingying Li, Xuejun ShiAdvanced Materials TechnologiesDOI: 10.1002/admt.202101699原文链接：https://doi.org/10.1002/admt.202101699官网：https://www.bmftec.cn/links/7

无须感光成像、不会污染环境、印刷流程缩短……由我国自主研发的纳米材料绿色制版印刷技术，日前在中科院怀柔科教产业园纳米材料绿色打印印刷技术产业化基地开始运用于国家正式出版物印刷，且运行情况良好，标志着该技术从实验室走向市场，北京怀柔成为全球纳米材料绿色印刷原创地。 　　“纳米材料绿色制版技术摒弃了传统感光成像的思路，通过开发新型纳米转印材料，直接打印制版，实现真正的印刷制版数字化。”纳米材料绿色制版技术项目负责人、中科院化学所新材料实验室主任宋延林介绍说，非感光、无污染、低成本是纳米材料绿色制版技术的三大特点。 　　据了解，这项绿色节能技术成为取代激光照排和计算机直接制版技术的前沿印刷制版技术。使用纳米绿色版材，理论上是传统版材涂布成本的20% 从应用效果看，印刷品成品锐利度更高，文字更清晰，色彩更丰富。 　　据悉，北京纳米材料绿色打印技术产业化基地包括中科院化学所两项重大产业化项目，即基于纳米材料新一代制版技术项目和纳米材料绿色打印印刷线路板项目，未来产品包括纳米材料印刷线路板、绿色打印制版设备、打印介质及相关软件等。 　　今年4月，致力于纳米科技在能源、电子、环境、生物医药等四大领域应用的北京纳米科技产业园揭牌，并以下游应用带动上游纳米材料、纳米加工、纳米器件等产业链各环节实现快速聚集发展，预计可实现产值120亿元。产业园完全建成后，将成为国内重要的纳米科技研发生产基地。

钙钛矿（Perovskite）是具有特定晶体结构的材料，晶体结构中可以嵌入许多不同的阳离子，从而可以开发多种工程材料。在过去几年中，这种材料已被广泛用于钙钛矿太阳能电池（PSC）的研发。钙钛矿太阳能电池是一类以金属卤化物钙钛矿材料作为吸光层的太阳能电池。作为第三代新型太阳能电池，在过去的几年里发展极为迅速。单节钙钛矿太阳能电池的转换效率已经从 2009年的3.8%上升到2023年的26.1%。钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池转换效率已达到33.7%，超过了单节晶硅太阳能电池所达到的最高转换效率。相比于晶硅电池，钙钛矿电池具有原料成本低、生产工艺简单，极限转换效率高、高柔性等优势，可以应用于光伏发电、LED等领域，发展前景广阔。作为光伏行业的重要参与者，MBRAUN在钙钛矿薄膜制备应用方面具备丰富的研发和产业经验。可结合客户需求，为客户提供从研发、中试到量产级别的设备，系统和半自动/自动化整体解决方案。以下是MBRAUN部分相关产品概览：01物理气相沉积钙钛矿材料具有蒸发温度低，腐蚀性强，难以共蒸等特点，从而影响工艺的可重复性和稳定性。MBRAUN专门设计了拥有专利技术的真空镀膜系统用于蒸镀低沸点钙钛矿材料。该系统的核心理念是对整个系统进行温度控制，以防止出现沉积后的二次蒸发现象。所有部件均均采用耐腐蚀材料和易于清洁维护的特殊设计，特别适用于具有腐蚀性和毒性的钙钛矿材料。目前该系统已被多个知名学府和研究机构应用，2022年12月，德国HZB使用PEROvap蒸镀系统制备的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的转换效率达到32.5%。02旋涂在实验室级别的钙钛矿研究中，旋涂法是最被广泛应用的一种方法。尽管这种方法材料利用率很低，且随着基底面积增大，中心和其辐射边缘成膜不再均匀，但是对于优化薄膜厚度，研究钙钛矿结晶及其分解机理有极大的方便之处。MBRAUN提供的旋涂设备具有可编程功能，能够编辑储存包括速度、加速度和旋涂时间在内的多个参数，方便用户灵活地开展前沿研究，尤其是研究对空气敏感的材料。同时可提供各种可选配件，如半自动注液系统、脚踏开关和内衬（便于清洁）等。全系列标准的和定制的真空吸盘，带有快速更换装置，使旋涂功能变得更加全面完善。03狭缝涂布狭缝涂布机的设备造价显著低于真空镀膜设备，却可以达到很高的材料利用率（高达95%）。狭缝涂布技术广泛应用于许多前沿高科技领域，可以将液体材料涂布到刚性或柔性基板上以制备功能膜层。特别是在大尺寸大容量薄膜太阳能电池的生产制造上，狭缝涂布技术不断获得业界关注并被普遍认为具备产业化潜力。在狭缝涂布技术应用中应特别注意环境中粉尘对涂布工艺的影响。在不合格的无尘环境下进行狭缝涂布工艺，纳米级薄膜（干膜厚度）将被完全破坏。为了避免这个问题，MBRAUN开发了小型洁净系统，可以在惰性气体环境下运行，并在该环境内同时实现ISO1的洁净等级。04热板湿法制膜设备需要经过良好的固化后才能形成均匀的薄膜，以制备高效率的器件。热板是MBRAUN工艺设备系列中的最新设计之一，用于在可控条件下固化在刚性基片上沉积的有机薄膜。具有非常好的温度均匀性、温控精度、工艺稳定性、可重复性，以及高度的灵活性，应用范围覆盖基础研究到复杂的制造工艺。05自动化当用户开始关注如何消除人为失误、增加产能以及提高工艺重复性和稳定性时，就一定会需要自动化解决方案。MBRAUN作为钙钛矿电池领域的整体方案头部厂商，在超净生产环境管控（无水、无氧、无尘），自动化物流，工艺生产和检测设备集成整合，生产安全管理，生产信息记录等领域具备丰富的技术和经验储备。多年来，MBRAUN设计并交付了一系列从半自动化到全自动化范围的高度集成的系统，为客户量身定制解决方案，充分满足客户的每个特定需求，在行业内获得高度好评。如果您有相关需求，欢迎致电布劳恩！

【科学背景】钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片由于其优异的机械性能和电导率，在航空航天和电子器件等领域显示出了广泛的应用前景，成为当前研究的热点。然而，将MXene纳米片有效地组装成宏观薄膜以应用于实际中却面临诸多挑战。现有的组装方法如真空过滤、刮刀涂布和空间限制蒸发法，尽管取得了一定的进展，但MXene薄膜的取向度和孔隙率仍然难以令人满意，导致其力学性能未能完全发挥。针对这些问题，北京航空航天大学的程群峰教授团提出了利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接MXene纳米片的新方法。通过此方法，LM纳米粒子有效地减少了薄膜中的空隙，而BC提供的氢键和LM的配位键显著增强了MXene纳米片之间的界面相互作用。结果表明，所制备的LBM薄膜不仅具有超强的拉伸强度，还具有优异的电磁屏蔽性能。【科学图文】图1：LBM薄膜的制备原理及表征。图2. LBM薄膜的界面相互作用表征。图3. LBM薄膜的力学性能和断裂机理。图4. 电磁干扰屏蔽效能的表现。【科学结论】本研究通过利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片，成功制备了超强的宏观LBM薄膜，为解决MXene纳米片组装中的关键问题提供了新的思路和方法。传统方法中，MXene薄膜常面临取向度不足、空隙多等挑战，限制了其在实际应用中的性能表现。LM纳米粒子的引入显著减少了薄膜的空隙率，而BC提供的氢键和LM提供的配位键则加强了MXene纳米片之间的界面相互作用，进一步提高了薄膜的应力传递效率。此外，新方法不仅改善了MXene薄膜的结构完整性，还赋予了LBM薄膜优异的电磁屏蔽性能，拓展了其在电子器件和航空航天等领域的潜在应用。这一研究不仅为MXene纳米片的可控组装提供了新的科学方法，也为其他二维纳米片材料的高效利用提供了借鉴。未来的研究可以进一步探索LM和BC在其他二维材料组装中的应用潜力，推动这些材料在能源存储、传感器和可穿戴设备等领域的广泛应用。文献信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado4257

哈工大深圳马星课题组《ACS Nano》：可操作的免疫分析探针磁性纳米机器人用于自动化和高效的酶联免疫吸附检测基于抗体抗原“特异性结合”的免疫分析已被广泛用于实验室研究和临床诊断中。其中，酶联免疫吸附试验(ELISA)是一种经典且功能强大的生化传感技术，可通过生物酶反应和化学比色法对超低浓度分析物进行定量。ELISA已广泛应用于医疗诊断、环境分析和食品安全等领域。然而，在传统ELISA检测中，抗原或抗体被包覆到多孔板(例如，96孔板)的孔壁上，这导致了三个主要缺点：(ⅰ) 由于所有步骤都在同一槽内进行，因此在每步反应前后需要多次清洗，以去除未结合的残留试剂和非特异性相互作用的分子，这给检测人员造成了繁重的体力劳动 (ⅱ) 此外，由于操作中存在的差异性也可能为检测结果带来误差。(ⅲ)检测物与抗原抗体是通过被动的扩散来实现结合，因此传统的ELISA检测需要较长的孵育时间。以上原因都造成了传统ELISA检测效率低的问题。近日，哈尔滨工业大学马星课题组提出了棒状磁驱动纳米机器人(MNR)作为可操作的免疫分析探针，实现自动高效的ELISA分析方法，称为纳米机器人激活ELISA(nR-ELISA)。为了制备MNR，研究人员利用外部磁场辅助实现Fe3O4磁性颗粒的自组装以及在其表层原位生长一层刚性氧化硅(SiO2)。紧接着将捕获抗体(Ab1)通过法学法修饰到其表面，最终成功制备了磁性可操作免疫分析探针(MNR-Ab1)。通过数值模拟研究了微尺度下MNR周围的流体速度分布，并通过实验结果验证了主动旋转MNR能够提高混合效率。为了使传统的ELISA检测过程实现自动化，研究人员通过三维打印设计并使用面投影微立体光刻技术(nanoArch P150, 摩方精密)制造了一个由三个功能槽组成的检测单元。MNR-Ab1在外部磁场的作用下，通过微通道实现在不同的功能槽间运动，参与不同的阶段的生化反应。主动旋转的MNR-Ab1s可以在微尺度下，通过加速物质交换实现抗原/抗体与待检测物的快速结合，从而达到缩短培养时间的目的。该工作实现了ELISA检测的自动化。在未来，为了实现ELISA的高通量检测，研究人员拟采用亥姆霍兹线圈来替代目前磁场发生器。并且通过数值模拟的方法证明了：亥姆霍兹线圈不仅可以提供足够大的操作空间，同时空间内的磁场偏差较小(图1 磁性纳米机器人实现了自动化和高效的ELISA(nR ELISA)分析示意图。图2 MNR的制备和运动特性表征。图3 MNRs实现了自动化ELISA检测。采用摩方精密P150面投影微立体光刻技术打印了检测单元。如图b所示，微通道的狭缝宽度为200 μm，狭缝间距为300 μm。文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05267官网：https://www.bmftec.cn/links/7

OLED（Organic Light Emitting Diode）技术作为一种前沿的显示和照明技术，正以惊人的速度改变着我们的日常生活。OLED即“有机发光显示技术”，其原理是在两电极之间夹上有机发光层，当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光。其组件结构比较简单，是在ITO玻璃上蒸镀一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，发光层上方有一层低功函数的金属电极，构成如三明治的结构。由于有机材料易与水气或氧气作用，产生暗点(Dark spot)而使元件不发亮，因此此元件于真空镀膜完毕后，必须于无水无氧环境下进行封装工艺。MBRAUN在OLED，有机发光电子等行业拥有丰富的研发和产业经验，可结合客户需求，为客户提供丰富的环境管控、生产工艺设备以及集成式的半自动/自动化解决方案。以下是布劳恩部分相关产品概览。01层流根据科研领域的最新成果以及OLED厂商多年来累积的经验表明粉尘是一个经常被低估的问题。粉尘的存在不仅对有机器件造成不良影响，如导致短路和坏点，而且会进一步导致整个生产流程中的良率下降。常用于半导体产业中的层流系统是建立无尘环境的标准解决方案。MBRAUN是少数能够满足ISO2级(国际标准) 空气洁净度标准的供应商，MBRAUN设计开发了适用于从小规模标准化研发领域到完整大型生产线领域的一系列不同规格的惰性气体层流系统，可最大程度上减少基片和盖板玻璃上的粉尘数量，从而显著提高所有相关工艺环节的生产质量。目前MBRAUN研发的无水、无氧、无尘的层流系统正广泛应用于OLED，有机光伏，钙钛矿，3D打印/增材制造、焊接等行业。02蒸镀系统蒸镀是OLED制造工艺的精华部分，MBRAUN开发的蒸镀系统，具备丰富的可选配置和定制方案，专为满足专业研究到中试规模生产的要求而设计 ，目前广泛应用于大学研究所和工业实验室。03狭缝涂布机近年来，成熟的狭缝涂布 (SDC) 技术在 OLED 材料处理中得到了应用。特别是在需要涂布大面积高度均匀的薄膜时，这种涂布方法优于许多其他涂布技术。在卷对卷（R2R）工艺中，处理速度是一个重要因素，SDC证明了其多功能性、可重复性和稳健性，这些特点对于研究和制造环境来说非常重要。2021年2月MBRAUN与FOM Technologies A/S达成战略合作；为全球范围内的客户提供溶液法涂布方案。涂布设备规格覆盖实验室级别到中试/小规模量产级别，并兼具适用于刚性基板的片对片工艺（S2S）和适用于柔性基板的卷对卷工艺（R2R）。04热板热板用来去除基板表面的水或溶剂，或用于在特定温度环境下对特殊敏感材料进行干燥处理。MBRAUN所有的热板都是经过特殊设计的，可集成于惰性气体环境或者单独使用。05VCD液膜固化MBRAUN开发的VCD（Vacuum Chamber Dryer）被广泛用于OLED显示面板行业，有机光伏和钙钛矿行业中溶液法薄膜涂布/旋涂/打印/喷涂后的液膜可控固化，具有良好的温度均匀性、温度准确性、工艺稳定性和可重复性。独特的流场设计、温度和压力控制功能为溶液法薄膜制备的固化工艺提供了广阔的工艺探索空间。06半自动/自动化解决方案MBRAUN在超净生产环境管控（无水、无氧、无尘），自动化物流，工艺生产和检测设备集成整合，生产安全管理，生产信息记录等领域具备丰富的技术和经验储备，可为OLED显示面板半自动/自动试验线，中试甚至量产提供坚实的技术支持。全自动模式下在超净箱体内部集成机械手臂，减少人工操作和处理频率，实现全产线层流覆盖，排除粉尘干扰。可处理不同尺寸基片或其他类型的产品，没有错误移动导致样品破损的风险。全程把控质量，可追溯问题来源，便于工艺改进。此外，MBRAUN还与工艺设备的主流供应商合作，与几乎每个主流工艺设备供应商开发了与之对应的集成解决方案，其中包括喷墨打印，点胶机，屏幕打印机，机械臂，传送带等。作为OLED行业的重要参与者，MBRAUN密切关注OLED生产工艺的发展趋势以及行业重要用户的最新动态，致力于为客户提供最好的服务，量身定制最适合其需求的前沿的解决方案，并继续在OLED技术的进步中发挥积极作用。

基于抗体抗原“特异性结合”的免疫分析已被广泛用于实验室研究和临床诊断中。其中，酶联免疫吸附试验（ELISA）是一种经典且功能强大的生化传感技术，可通过生物酶反应和化学比色法对超低浓度分析物进行定量。ELISA已广泛应用于医疗诊断、环境分析和食品安全等领域。然而，在传统ELISA检测中，抗原或抗体被包覆到多孔板（例如，96孔板）的孔壁上，这导致了三个主要缺点：(ⅰ) 由于所有步骤都在同一槽内进行，因此在每步反应前后需要多次清洗，以去除未结合的残留试剂和非特异性相互作用的分子，这给检测人员造成了繁重的体力劳动；(ⅱ) 此外，由于操作中存在的差异性也可能为检测结果带来误差。(ⅲ)检测物与抗原抗体是通过被动的扩散来实现结合，因此传统的ELISA检测需要较长的孵育时间。以上原因都造成了传统ELISA检测效率低的问题。 近日，哈尔滨工业大学马星课题组提出了棒状磁驱动纳米机器人（MNR）作为可操作的免疫分析探针，实现自动高效的ELISA分析方法，称为纳米机器人激活ELISA（nR-ELISA）。为了制备MNR，研究人员利用外部磁场辅助实现Fe3O4磁性颗粒的自组装以及在其表层原位生长一层刚性氧化硅（SiO2）。紧接着将捕获抗体（Ab1）通过法学法修饰到其表面，最终成功制备了磁性可操作免疫分析探针（MNR-Ab1）。通过数值模拟研究了微尺度下MNR周围的流体速度分布，并通过实验结果验证了主动旋转MNR能够提高混合效率。为了使传统的ELISA检测过程实现自动化，研究人员通过三维打印设计并使用面投影微立体光刻技术（nanoArch P150, 摩方精密）制造了一个由三个功能槽成的检测单元。MNR-Ab1在外部磁场的作用下，通过微通道实现在不同的功能槽间运动，参与不同的阶段的生化反应。主动旋转的MNR-Ab1s可以在微尺度下，通过加速物质交换实现抗原/抗体与待检测物的快速结合，从而达到缩短培养时间的目的。该工作实现了ELISA检测的自动化。在未来，为了实现ELISA的高通量检测，研究人员拟采用亥姆霍兹线圈来替代目前磁场发生器。并且通过数值模拟的方法证明了：亥姆霍兹线圈不仅可以提供足够大的操作空间，同时空间内的磁场偏差较小（ 磁性纳米机器人实现了自动化和高效的ELISA（nR ELISA）分析示意图。图2 MNR的制备和运动特性表征。图3 MNRs实现了自动化ELISA检测。采用摩方精密P150面投影微立体光刻技术打印了检测单元。如图b所示，微通道的狭缝宽度为200 μm，狭缝间距为300 μm。 文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05267

Nicomp 380 系列纳米激光粒度仪 专为复杂体系提供高精度粒度解析方案基本信息仪器型号：N3000 Plus工作原理：动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）检测范围： 0.3nm-10.0μm Nicomp 380 N3000系列纳米激光粒度仪是在原有的经典型号380DLS基础上升级配套而来，采用动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）原理检测分析颗粒的粒度分布，粒径检测范围 0.3nm – 10μm。其配套粒度分析软件复合采用了高斯（ Gaussian）单峰算法和拥有专利技术的 Nicomp 多峰算法，对于多组分、粒径分布不均匀分散体系的分析具有独特优势。技术优势1、APD（LDC）超高灵敏度检测器；2、多角度检测（multi angle）模块；3、可搭配不同功率光源；4、精确度高，最接近样品真实值；5、快速检测，可以追溯历史数据；6、结果数据以多种形式和格式呈现；7、符合USP,CP等个多药典要求；8、无需校准；9、复合型算法：（1）高斯（Gaussion）单峰算法与专利的Nicomp多峰算法自由切换10、模块化设计便于维护和升级；（1）可自动稀释模块专利；（2）搭配多角度检测器；（3）自动进样系统（选配）；Nicomp多峰分布概念 基线调整自动补偿功能和高分辨率多峰算法是Nicomp 380系列仪器所独有的两个主要特点，Nicomp创始人Dave Nicole很早就认识到传统的动态光散射理论仅给出高斯模式的粒度分布，这和实践生产生活中不相符，因为现实中很多样本是多分散体系，非单分散体系，而且高斯分布灵敏性不足，分辨率不高，这些特点都制约了纳米粒度仪在实际生产生活中的使用。其开创性的开创了Nicomp多峰分布理论，大大提高了动态光散射理论的分辨率和灵敏性。图一：Nicomp多分分布数据呈现 如图一：此数据为Nicomp创始人Dave Nicole亲测其血液所得的真实案例。其检测项目为：高密度脂蛋白，低密度脂蛋白和超低密度脂蛋白，由图中可以看出，其血液中三个组分的平均粒径分别显示在7.0nm；29.3nm和217.5nm。由此可见，Nicomp分布模式可以有效反应多组分体系的粒径分布。Nicomp多峰分布优势 Nicomp系列仪器均可以自由在Gaussian分布模式和Nicomp多峰分布模式中切换。其不仅可以给出传统的DLS系统的结果，更可以通过Nicomp多峰分布模式体现样品的真实情况。依托于Nicomp系列仪器一系列优异的算法和高灵敏性的硬件设计，Nicomp纳米激光粒度仪可以有效区分1:2的多分散体系。图二：高斯分布及Nicomp多峰分布对比图 如图二：此数据为检测93nm和150nm的标粒按照1:2的比例混合后所测得的数据。左边为高斯分布（Gaussian）结果，右图为Nicomp多峰分布算法结果，两者都为光强径数据。从高斯分布可以得到此混合标粒的平均粒径为110nm-120nm之间，却无法得到实际的多组分体系结构。从右侧的Nicomp多峰分布可以得到结果为双峰，即如数据呈现，体系中的粒子主要分布于98.2nm以及190nm附近，这和实际情况相符。 为满足不同客户的实际检测需求，我司的Nicomp 380 N3000会配备相应的配置，旨在为客户们在控制成本的基础上，得到需求的解决方案，达到收益最大化。产品优势模块化设计 Nicomp 380纳米激光粒度仪是全球率先在应用动态光散射技术上的基础上加入多模块方法的先进粒度仪。随着模块的升级和增加，Nicomp 380的功能体系越来越强大，可以用于各种复杂体系的检测分析。自动稀释模块 带有专利的自动稀释模块消除了人工稀释高浓度样品带来的误差，且不需要人工不断试错来获得合适的测试浓度，这大大缩短了测试者宝贵时间，且无需培训，测试结果重现性好，误差率＜1%。380/HPLD大功率激光器 美国PSS粒度仪公司在开发仪器的过程中，考虑到在各种极端实验测试条件中不同的需求，对不同使用条件和环境配置了不同功率的激光发生器。大功率的激光器可以对极小的粒子也能搜集到足够的散射信号，使得仪器能够得到极小粒子的粒径分布。同样，大功率激光器在测试大粒子的时候同样也很有帮助，比如在检测右旋糖酐大分子时，折射率的特性会引起光散射强度不足。 因为大功率激光器的特性，会弥补散射光强的不足和衰减，测试极其微小的微乳、表面活性剂胶束、蛋白质以及其他大分子不再是一个苛刻的难题。即使没有色谱分离，Nicomp 380纳米粒径分析仪甚至也可以轻易估算出生物高分子的聚集程度。雪崩二极管 (APD-LDC)超高灵敏度检测器 Nicomp 380纳米粒径分析仪可以装配各种大功率的激光发生器和军品级别的雪崩二极管检测器（相比较传统的光电倍增管有7-10倍放大增益效果）。 APD通常被用于散射发生不明显的体系里来增加信噪比和敏感度，如蛋白质、不溶性胶束、浓度极低的体系以及大分子基团，他们的颗粒的一般浓度为1mg/mL甚至更低，这些颗粒是由对光的散射不敏感的原子组成。APD外置了一个大功率激光发生器模块，在非常短的时间内就能检测分析纳米级颗粒的分布情况。380/MA多角度检测器 粒径大于100 nm的颗粒在激光的照射下不会朝着各个方向散射。多角度检测角器通过调节检测角度来增加粒子对光的敏感性来测试某些特殊级别粒子。Nicomp 380可以配备范围在10°-175，步长0.7°的多角度测角器，从而使得单一90°检测角测试不了的样品，通过调节角度进行检测，改善对大粒子多分散系粒径分析的精确度。工作原理目录结构： 1.前言 2.动态光散射原理 3.动态光散射理论：光的干涉 小知识：光电倍增管（PMT) 小知识：光电二极管（APD) 5.粒子的扩散效应 6.Stoke-Einstein方程式 7.自相关函数原理 前言 近十几年来，动态光散射技术（Dynamic Light scattering, DLS），也被称为准弹性光散射（quasi-elastic light scattering, QELS）或光子相关光谱法（photon correlation spectroscopy， PCS）,已经被证明是表征液体中分散体系的粒径分布（PSD）的极有用的分析工具。DLS技术的有效检测粒径范围——从5am（0.005微米）到10几个微米。DLS技术的优势相当明显，尤其是当检测到300nm以下亚微米的粒径范围时，在此区间，其他的技术手段大部分都已经失效或者无法得到准确的结果。因此，基于DLS理论的设备仪器被广泛采用用以表征特定体系的粒度分布，包括合成的高分子聚合物(如乳胶，PVCs等)，水包油和油包水的乳剂，囊泡，胶团，微粒，生物大分子，颜料，燃料，硅土，金属晶体，陶瓷和其他的胶体类混悬剂和分散体系。动态光散射原理 下图所示为DLS系统的简单的示意图。激光照射到盛有稀释的颗粒混悬液的玻璃试管中。此玻璃试管温度恒定，每一个粒子被入射光击发后向各个方向散射。散射光的光强值和粒径的分子量或体积（在特定浓度下）成比例关系，再带入其他影响参数比如折射率，这就是经典光散射（Classic light scattering)的理论基础。 图1：DLS系统示意图最新的动态光散射方法（DLS）从传统的光散射理论中分离，不再关注于光散射的光强值，而关注于光强随着时间的波动行为。简单来说，我们在一定角度（一般使用90°角）检测分散溶剂中的混悬颗粒的总体散射光信息。由于粒度的扩散，光强值不断波动，理论上存在有非常理想化的波动时间周期，此波动时间和粒子的扩散速度呈反比例关系。我们通过光强值的波动自相关函数的计算来获得随时间变化的衰减指数曲线。从衰减时间常量τ，我们可以获得粒子的扩散速度D。使用Stokes-Einstein 方程式，我们最终可以计算得出颗粒的半径（假定其是一个圆球形状）。动态光散射理论：光的干涉 为了容易理解什么叫做强度随时间波动，我们必须先理解相干叠加（coherent addition）或线性叠加（superposition）的概念,进一步要知道检测区域内的不同的粒子产生了很多独立散射光，这些独立的散射光相干叠加或互相叠加的最终结果就是光强。这种物理现场被称为“干涉”。下图是光干涉图样。 每一束独立的散射光波到达检测器和入射激光波长有相位关系，这主要取决于悬浮液中颗粒的精确定位。所有的光波在PMT检测器的表面的狭缝中混合在一起，或者叫干涉在一起，最终在特定的角度可以检测得到“净”散射光强值，在DLS系统中，绝大部分都使用90度角。 小知识——光电倍增管（PMT) 光电倍增管（Photomultiplier，简称PMT），是一种对紫外光、可见光和近红外光极其敏感的特殊真空管。它能使进入的微弱光信号增强至原本的108倍，使光信号能被测量。光电倍增管示意图小知识——光电二极管（APD) 光电倍增管是由玻璃封装的真空装置，其内包含光电阴极 (photocathode)，几个二次发射极 (dynode)和一个阳极。入射光子撞击光电阴极，产生光电效应，产生的光电子被聚焦到二次发射极。其后的工作原理如同电子倍增管，电子被加速到二次发射极产生多个二次电子，通常每个二次发射极的电位差在 100 到 200 伏特。二次电子流像瀑布一般，经过一连串的二次发射极使得电子倍增，最后到达阳极。一般光电倍增管的二次发射极是分离式的，而电子倍增管的二次发射极是连续式的。 应用 光电倍增管集高增益，低干扰，对高频信号有高灵敏度的优点，因此被广泛应用于高能物理、天文等领域的研究工作，与及流体流速计算、医学影像和连续镜头的剪辑。雪崩光电二极管（Avalanche photodiodes，简称APDs）为光电倍增管的替代品。然而，后者仍在大部份的应用情况下被采用。 动态光散射理论： 粒子的扩散效应 悬浮的粒子并不是静止不动的，相反，他们以布朗运动（Brownian motion)的方式无规则的运动，布朗运动主要是由于临近的溶剂分子冲撞而引起的。因此，到达PMT检测区的每一束散射光随时间也呈无规则波动，这是由于产生散射光的粒子的位置不同而导致的无规则波动。因为这些光互相干涉在一起，在检测器中检测到的光强值就会随时间而不断波动。粒子很小的位移需要在相位上产生很大的变化，进而产生有实际意义的波动，最终这些波动在净光强值上反应出来。 DLS测量粒径技术的关键物理概念是基于粒子的波动时间周期是随着粒子的粒径大小而变化的。为了简化这个概念，我们现在假定粒子是均一大小的，具有相同的扩散系数（diffusion coefficient)。分散体系中的小粒子运动的快，将会导致光强波动信号变化很快；而相反地，大粒子扩散地毕竟慢，导致了光强值的变化比较慢。 图示4使用相同的时间周期来观测不同大小（小，中，大）的粒子产生的散射光强变化,请注意，横坐标是时间t。 我们需要再次强调，光强的波动并不是因为检测区域内粒子的增减引起的 而是大量的粒子的位置变动（位移）而引起的。 Stokes Einstein Equation DLS技术的目标是从原始数据（raw data)中确定粒子的扩散系数“D”。原始数据主要是指光强信号的波动，比如上述图4中所示。通过扩散系数D我们可以很容易的计算出粒子的半径，这时候就是广为人知的Stokes-Einstein方程式：D=kT/6πηR （2）这里k 指的是玻尔兹曼常数1.38 x 10-16 erg K-1；T是绝对温度；η是分散溶剂的额剪切粘度，比如20℃的水的η=1.002×10-2 泊； 从上述公式2中我们可以看到，通常情况下，粒子的扩散系数D会随着温度T的上升而增加。温度进而也会影响溶剂粘度η。例如，纯水的粘度在25℃下会落到0.890×10-2泊，和20℃下相比会有10%的改变。毫无疑问，溶剂的粘度越小，粒子的无规则扩散速度会越大，从而导致光强的波动也越快。因此，温度T的变化和粒径的变化是完全分不开的，因为他们都影响到了扩散系数D。正因为这个原因，样本的温度必须保持恒定，而且必须非常精确，这样才能获得有实际意义的扩散系数D。 从图4的“噪声”信号中无法直接提取出扩散系数。但是可以清楚地看到，信号b比信号c波动地快，但是比信号a波动地慢，因为，信号b地粒径一定在a和c之间，这只是很直观地得到一个结论而已。然而，量化此种散射信号是一个很专业地课题。幸而，我们有数学方法来解决这个问题，这就是自相关函数（auto-correlation)。自相关函数原理 现在让我们设定散射光强的自相关函数为IS(t)，在上述图4中可以看到其随时间而波动。我们用C(t’)来标识自相关函数。C(t’)可以通过如下方程式3来表达：C(t’)= (3)括号表示有很多个t和对应的Is值。也就是说，一次计算就是运行很多Is(t)*Is(t-t’) 的加和，所有都具有相同的间隔时间段t’。 图5是典型的Is(t)的波形图，通过这张图，我们可以认为C(t’)和Is(t)之间有简单的比例关系，这张图的意义在于通过C(t’)函数可以通过散射光强Is(t)的波动变化“萃取”出非常有用的信息。 自相关函数C(t’)其实是表征的不同大小的粒子随时间而衰变的规律。 点击下载工作原理仪器参数粒径检测范围0.3 nm - 10 μm分析方法动态光散射，Gaussian单峰算法和 Nicomp多峰算法pH值范围1-14温度范围0℃-90 ℃（±0.1℃控温精度，无冷凝）浓度40%w/v激光光源至少35mW激光光源检测角度多角度（10°- 175°，包含90°，步进0.7°）检测器APD-LDC(雪崩二极光电倍增管，可7-10倍增益放大)可用溶剂水相,绝大多数有机相样品池标准4 mL样品池（1cm×4cm，高透光，石英玻璃或塑料）1mL样品池（玻璃，高透光率微量样品池，微量进样10μL）分析软件必配科研级软件符合 21 CFR Part 11 规范分析软件（可选）验证文件有电压220 – 240 VAC，50Hz 或100 – 120 VAC，60Hz计算机配置要求Windows 7及以上版本windows操作系统，40Gb硬盘，1G内存，光驱，USB接口，串口（COM口）外形尺寸56 cm * 41 cm * 24cm辅助增益模块自动稀释模块自动进样器（选配）重量约26kg（与配置有关）配件大功率激光光源PSS使用一系列大功率激光二极管来满足更多更苛刻的要求。使用大功率激光照射，以便从小粒子出货的足够的入射光。15mW, 35mW, 50mW, 100mW — 波长为635nm 的红色二极管。20 mW 50 mW 和 100 mW 波长为 514.4nm的绿色二极管。雪崩光电二极管检测器（APD Detector）提供比普通光电倍增管(PMT)高7-10倍的灵敏度。自动稀释系统模块将初始浓度较高的样本自动稀释至可检测的的浓度，可稀释初始固含量为50%的原始样品，本模块收专利保护，其可免除人工稀释样品带来的外界环境的干扰和数据上的误差，此技术被用于批量进样和在线检测的过程中。多角度检测系统模块提供多角度的检测能力。使用高精度的步进电机和针孔光纤技术可对散射光的接收角度进行调整，可为微粒粒径分布提供可高分辨率的多角度检测。对高浓度样品（≤40%）以及大粒子多分散系的粒径提供了提供15至175度之间不同角度上散射光的采集和检测自动滴定模块（选配）样品的浓度及PH值是Zeta电位的重要参数，搭配瑞士万通的滴定仪进行检测，真正实现了自动滴定，自动调节PH值，自动检测Zeta电位值。免除外界的干扰和数据上的误差，精确分析出样品Zeta电位的趋势。样品池标准4 mL样品池（1cm×4cm，高透光，石英玻璃或塑料）；1mL样品池（玻璃，高透光率微量样品池，最小进样量10μL）。自动进样器（选配）批量自动进样器能实现60个连续样本的分析而无需操作人员的干预。因此它是一个非常好的质量控制工具，能增大样品的处理量。大大节省了宝贵的时间。应用领域 纳米载药纳米药物研究近些年主要着重在药物的传递方向并发展迅猛，纳米粒的大小可以有效减少毒性和副作用。所以，控制这些纳米粒的粒径大小是非常必要的。 磨料磨料既有天然的也有合成的，用于研磨、切削、钻孔、成形以及抛光。磨料是在力的作用下实现对硬度较低材料的磨削。磨料的质量取决于磨料的粗糙度和颗粒的均匀性。化学机械抛光液(CMP SLURRY)化学机械抛光是半导体制造加工过程中的重要步骤。化学机械抛光液是由腐蚀性的化学组分和磨料(通常是氧化铝、二氧化硅或氧化铈)两部分组成。抛光过程很大程度上取决于晶片表面构型。晶片的加工误差通常以埃计，对晶片质量至关重要。抛光液粒度越均匀、不聚集成胶则越有利于化学机械抛光加工过程的顺利进行。 陶瓷陶瓷在工业中的应用非常广泛，从砖瓦到生物医用材料及半导体领域。在生产加工过程中监测陶瓷颗粒的粒度及其粒度分布可以有效地控制产品的性能和质量。 粘土粘土是一种含水细小颗粒矿物质天然材料。粉砂与粘土类似，但粉沙的颗粒比粘土大。粘土中易于混杂粉砂从而降低粘土的等级和使用性能。ISO14688定义粘土的颗粒小于63μm。 涂料涂料种类繁多，用途广泛。涂料的颗粒大小及粒度分布直接影响涂料的质量和性能。污染物监测粒度检测分析在产品的污染监测方面起着重要作用，产品的污染对产品的质量影响巨大。绝大多数行业都有相应的标准、规程或规范，必须严格遵守和执行，以保证产品满足质量要求。化妆品无论是普通化妆品还是保湿剂、止汗剂，它们的性能都直接与粒度的大小和分布有关。化妆品的颗粒大小会影响其在皮肤表面的涂抹性能、分布均匀性能以及反光性能。保湿乳液(一种乳剂)的粒度小于200纳米时才能被皮肤良好吸收，而止汗剂的粒度只有足够大时才能阻塞毛孔起到止汗的作用。 乳剂乳剂是两种互不相溶的液体经乳化制成的非均匀分散体系，通常是水和油的混合物。乳剂有两种类型，一种是水分散在油中，另一种是油分散在水中。常见的乳剂制品有牛奶（水包油型）和黄油（油包水型），加工过程中它们均需均质化处理到所需的粒径大小以期延长保质期。 乳剂乳剂是两种互不相溶的液体经乳化制成的非均匀分散体系，通常是水和油的混合物。乳剂有两种类型，一种是水分散在油中，另一种是油分散在水中。常见的乳剂制品有牛奶（水包油型）和黄油（油包水型），加工过程中它们均需均质化处理到所需的粒径大小以期延长保质期。 食品食品的原料（粉末及液体）通常来源于不同的加工厂，不同来源的原料必须满足某些特定的标准以使制品的质量均一稳定。原料性质的任何波动都会对食品的口味和口感产生影响。用原料的粒度分布作为食品质量保证和质量控制（QA/QC）的一个指标可确保生产出质量均以稳定的食品制品。液体工作介质/油液体工作介质（如：油）越来越昂贵，延长液体介质的寿命是目前普遍关心的问题。机械设备运转过程中会产生金属屑或颗粒落入工作介质中（如：油浴润滑介质或液力传递介质），因此需要一种方法来确定介质（油）的更换周期。通过监测工作介质（油）中颗粒的分布和变化可以确定更换工作介质的周期以及延长其使用寿命。墨水随着打印机技术的不断发展，打印机用的墨水变得越来越重要。喷墨打印机墨水的粒度应当控制在一定的尺度以下，且分布均匀，大的颗粒易于堵塞打印头并影响打印质量。墨水是通过研磨方法制得的，可用粒度检测分析仪器设备监测其研磨加工过程，以保证墨水的颗粒粒度分布均匀，避免产生聚集的大颗粒。

【科学背景】随着纳米科技的迅猛发展，二维纳米材料作为一类重要的新兴材料，因其独特的电子、光学和机械性能，引起了广泛的关注。其中，钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片由于其优异的机械性能和电导率，显示出在航空航天和电子器件等领域的巨大应用潜力。然而，将MXene纳米片从单层的优异性能扩展到宏观尺度的应用中却面临着诸多挑战。目前报道的组装方法如真空过滤、刮刀涂布和空间限制蒸发等，虽然在一定程度上可以制备MXene薄膜，但仍然存在诸如取向度不高、孔隙率较大以及界面相互作用弱等问题。例如，通过真空过滤制备的MXene薄膜取向度仅为0.64，其机械性能显著低于单层MXene的理论值。有鉴于此，北京航空航天大学的程群峰教授团队在“Science”期刊上发表了题为“Ultrastrong MXene film induced by sequential bridging with liquid metal”的研究论文。一种新的制备策略——利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接MXene纳米片，被提出并成功实施。这种方法不仅通过LM纳米粒子有效减少了MXene薄膜的孔隙，还通过BC提供的氢键和LM提供的配位键显著增强了MXene纳米片之间的界面相互作用。研究结果表明，这种LBM薄膜不仅具有极高的拉伸强度，还表现出优异的电磁屏蔽效率，为MXene纳米片在宏观尺度应用中的进一步开发提供了新的思路和方法。【科学图文】图1：LBM薄膜的制备原理及表征。图2. LBM薄膜的界面相互作用表征。图3. LBM薄膜的力学性能和断裂机理。图4. 电磁干扰屏蔽效能的表现。【科学结论】本文克服钛碳化物（Ti3C2Tx）MXene纳米片组装过程中的关键挑战，提出了一种创新的策略，即利用液态金属（LM）和细菌纤维素（BC）依次桥接MXene纳米片，成功制备了超强的宏观LBM薄膜。通过LM纳米粒子的引入，有效减少了薄膜的空隙，同时利用BC提供的氢键和LM提供的配位键显著增强了MXene纳米片之间的界面相互作用。这些改进不仅显著提高了MXene纳米片在薄膜中的应力传递效率，还赋予了LBM薄膜优异的电磁屏蔽性能。这一研究不仅为MXene纳米片及其他二维纳米材料在高性能材料领域的应用提供了新的设计思路和解决方案，还展示了多层次、多材料协同作用的重要性和潜力。未来的研究可以进一步探索和优化这种组装策略，以扩展其在能源存储、传感器技术和柔性电子设备等领域的应用，从而推动纳米材料设计和制备技术的发展，实现更广泛的实际应用和产业化转化。文献信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado4257

氧化石墨烯液晶材料由于其片径之间产生取向堆叠而展现出独特的物理性能，让其在光电器件、储能器件和电磁屏蔽领域的应用备受关注。片径取向程度也影响着材料相应的性能。近日，中科院苏州纳米所钱波课题组开发了一种新型氧化石墨烯液晶材料的制备方法，并成功制备了片径具有长程高度取向的氧化石墨烯液晶材料。该方法依据氧化石墨烯分散液的流变参数和衣架式挤出模具的设计，借助摩方精密PμSL 3D打印技术（NanoArch S140），定制化的制备出100 μm狭缝厚度的衣架式挤出模具；随后利用此模具在玻璃衬底上挤出氧化石墨烯液晶材料，成功制备出取向结构的氧化石墨烯液晶材料，并且该材料在偏振显微镜下未观察到明显双折射条纹。该成果以“Preparation of graphene oxide liquid crystals with long-rangehighly-ordered flakes using a coat- hanger die”为题发表在RSCAdvances期刊上。原文链接：https://doi.org/10.1039/D1RA01241J图1 长程取向结构氧化石墨烯液晶材料制备示意图图2 五组不同浓度的氧化石墨烯分散液（2mg/mL~10 mg/mL标记为GO-2～GO-10，片径直径约为50μm）的流变测试结果从流变测试中可以看到，氧化石墨烯分散液的剪切粘度与剪切速率呈非线形关系，是一种典型的非牛顿流体，并且存在剪切变稀现象（shear-thining），这是由于剪切应力使氧化石墨烯片径取向由相互交错趋于相互平行，从而呈现出较低的粘度特性。另外，随着剪切应力的增加，分散液的剪切粘度逐渐降低，这也意味着较大的剪切应力可以使氧化石墨烯片径整体更具有取向性。因此衣架式挤出模具的尺寸和精度对制备长程取向结构的氧化石墨烯液晶材料有着重要的影响。图3 挤出模具的制备实物图和相关设计尺寸图3是通过摩方精密PμSL 3D打印机（NanoArchS140）制备出的衣架式挤出模具实物图，模具实际尺寸与设计保持一致，并且狭缝厚度尺寸十分精确，宽度幅度在2%以内，这也有利于减少材料挤出过程中因尺寸不精确而引起的湍流等副作用的产生。图4 a)未经过挤出模具挤出的氧化石墨烯材料，b)经过挤出模具挤出后的氧化石墨烯材料；尺寸标尺200 μm。从图4对比图中可以看出，经过定制化挤出模具挤出后的材料无明显的双折射条纹，这是由于氧化石墨烯片径高度取向，偏振光无法发生偏振。从偏振显微镜图片可看出，不同浓度的氧化石墨烯分散液经挤出模具挤出后均具有良好的片径长程取向结构。图5 a)经过定制化挤出模具制备的取向结构石墨烯气凝胶；b)未经挤出的无取向结构石墨烯气凝胶；尺寸标尺为200 μm图5为利用定制化挤出模具制备的取向结构石墨烯气凝胶材料，从材料截面电镜图中的红色箭头方向可看出，石墨烯片径具有明显一致的取向结构，并且如黄色箭头所示，氧化石墨烯片径之间相互连接良好，材料整体无明显的纵向空隙。利用此方法制备的片径长程取向结构的石墨烯气凝胶相较于片径无取向的石墨烯气凝胶材料而言，其导电性从32S/m提高到92 S/m，证明片径高度取向的结构能进一步提高气凝胶材料的导电性。 需要指出的是，衣架式挤出模具作为传统高分子液晶的制备工具的研究已开展很多，但受限于模具精度和尺寸多样性，目前未曾有过利用衣架式挤出模具制备氧化石墨烯液晶材料。摩方精密PμSL 3D打印技术因其高精度和高效的制备方法，让定制化的挤出模具应用于长程取向结构氧化石墨烯液晶材料的制备成为可能，并且100 μm的狭缝的厚度是目前衣架式挤出模具制备已知的最小值。依托于摩方精密的3D打印技术，未来对不同片径直径和浓度的氧化石墨烯分散液的液晶制备研究的可能性大大增加，有望能够进一步拓展片径取向结构的石墨烯基材料在众多领域内的应用。

心“动”来“电” 多根纤维组成的纳米纤维发电机示意图 　　也许在不久的未来，你一边走路一边就可为装在你口袋里的iPod充电，甚至你那怦怦跳动的心脏还能驱动便捷式血压传感器。美国研究人员在最新一期《自然纳米技术》杂志上报告说，他们创造出了第一种可实际使用的运动发电纳米器件，新的“纳米发电机”在受到挤压、弯曲或摇动的情况下能输出与一节AA电池几乎相同的电压，从而为研发出可自供电的电子器件敞开了大门。 　　先前，研究人员已开发出利用机械能为电子器件供电的器件，但此类运动发电纳米器件原型无法达到理想的电压，因此并不具备应用价值。2008年，研究人员就开发了一个可为手机供电的护腿，但是其尺寸越小，输出的电力也越小，无法实现为电池充电。迄今为止，研究人员一直未能展示出可为任何纳米或非纳米器件供电的基于纳米技术的发电机原型。 　　美国佐治亚理工学院的材料学家王中林和同事表示，他们已克服了输出功率太小的难题。王中林的实验室创造出了两种塑装的新型纳米发电机，每一种都特别薄且可弯曲，长度和厚度与一根回形针相仿。其关键部分是由晶状氧化锌制成的纳米线，氧化锌晶体是一种可将机械压力转化为电能的压电材料。每根纳米线的厚度为几百纳米。 　　其中一种发电器件的纳米线的外形酷似钉床，里面充填着塑料材料以增强其耐用性，这些塑料材料被夹在导电材料层之间。在研究人员轻轻挤压该纳米发电机时，其能产生0.24伏特的电压。这已足以驱动研究人员开发的两种不同的纳米传感器：一种用以测量流体的酸度 另一种用于探测紫外光。 　　另一种供电能力更强器件的纳米线看起来更像铁路枕木，搭在铬和金制成的相对轨道上。研究人员在一张薄片上安排了700个这样的轨道。当研究人员轻轻弯曲该纳米发电机时，其产生了超过1.26伏特的电压，这比先前创建的纳米发电机原型高出60倍，已接近标准碱性电池的1.5伏特。这个电压增加了其实际应用的可能性，譬如可在不用插座的情况下给手机电池充电。 　　与此前的器件相比，新型纳米发电机具有几大优势。首先，研究人员并没有像许多压电材料那样使用有毒的重金属，这使其是环境友好的，在体内使用时也更安全。其次，其可在低于水的沸点的温度条件下制成，这一温度远远低于制作标准电子器件所需的温度。此外，其还具有按比例放大制作的潜力，这将使其更为普及。 　　研究人员表示，器件的小型化是发展趋势，但光是将器件制作得小并不足够，还必须使其获得持续的电力供应以适应移动生活的需要。利用新型的纳米发电机，未来可将这些器件放置在任何环境中，这些器件将在无需电池的情况下独立地、可持续地工作。环境中的各种机械能，如潮汐运动、海波、机械振动、旗帜迎风飘扬、徒步者运动鞋的压力以及衣服的飘动等，在未来都可成为电力的来源。 　　王中林对建立运动发电的传感器网络颇感兴趣。他表示，未来的家中可能会有无数无形的传感器，其担负着探测家中是否着火、淹水或泄露有害气体的重任，一旦发现问题，这些传感器将向计算机发送无线信号，更重要的是，这些传感器根本不需要联至插座上进行充电或更换电池。 　　有关专家评价说，该项工作将会对纳米技术产生广泛影响，其首次为“无所不在”的未来电子世界提供了可能。 　　不过，研究人员也表示，纳米发电器件真正在衣服或手机中展现其魅力之前，还必须缩减尺寸，改善整体电力输出并增强其存储电力的能力，这将成为研究人员接下来需要面对的挑战。 　　该研究得到了美国国家科学基金会、国防部高级研究计划局和能源部的资助。

由中国颗粒学会超微颗粒专委会主办，丹东百特仪器公司有限公司承办的“中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会”，于2011年8月8日在丹东中联大酒店召开。来自中国大陆五十多位从事纳米技术研究的专家学者和来自台湾十几位纳米专家齐聚风景秀美的丹东，交流在纳米技术研究中的最新成果，展望纳米科技发展的美好未来。 上午8时许大会开幕。专委会主任、著名纳米学家张立德教授首先致开幕词，他详细回顾了十一年来海峡两岸纳米科学家密切交流的经历和取得的丰硕成果，提出了本次学术交流会的主要研讨方向，并对丹东百特为本次会议的召开所做的卓有成效的工作给予积极评价。丹东市副市长徐春光、市台办主任李秀环、市科技局局长于波应邀出席了开幕式，徐副市长和李主任分别发表了热情洋溢的讲话，他们详细介绍了丹东美丽的自然风光、优越的地理环境、经济社会发展和对台交流成果，对来自海峡两岸的纳米科学家来到丹东进行学术交流表示热烈欢迎。在大会报告中，两岸纳米学家在纳米电池材料、中药纳米化、纳米技术在太阳能的应用以及在核能方面的应用等十几个领域进行了深入的研讨和交流。其中张立德教授所作的纳米材料的可控制备与表征、清华大学程虎民教授所作的中药纳米化、台湾大同大学吴溪煌教授用纳米技术对电池负极材料的研究、徐安武教授的纳米表面等离子体光子学及应用等报告，具有前瞻性、创新性，受到与会代表的普遍欢迎和好评。此外，一批年轻的博士、硕士和青年教师也做了精彩的报告，提出了许多创新的思维、观点和研究方法，表明纳米科技后继有人。台湾学者的报告语言生动精炼，在基础研究和应用研究等方面都有很多独到之处，为大会增添了许多亮点。历时两天的大会及报告，海峡两岸的纳米专家畅所欲言，交流各自的研究心得和成果，大家都受益匪浅。8月9日下午大会举行了闭幕式，张立德教授对本次大会的报告一一做了点评，他认为本次大会的报告“基础研究有深度，应用研究有突破”。通过海峡两岸的长期密切交流，将促进整个中华民族纳米科学技术的发展，也将为两岸经济和社会各项事业的发展做出积极的贡献。 会议期间，海峡两岸的纳米专家还参观考察了丹东百特仪器有限公司，他们对百特优美的厂区环境，规范的仪器制造流程，优良的仪器性能和公司多年来为中国颗粒测试技术发展所作出的贡献给予高度评价，大家希望百特公司多与大学和科研机构合作，加强创新技术研究，强化质量控制，早日把百特打造成国际知名的粒度仪品牌！ 大会在热烈的掌声和两岸学者的祝福声中闭幕。

4月22日，磨房深圳百公里活动在深圳龙岗大运中心拉开帷幕，这是一项由磨房网友自发组织的大型徒步聚会，每年在深圳举行，活动发展至今已成为中国规模最大、影响范围最广的民间户外运动盛会。艾威科技为丰富员工业余时间，锻炼身体回归自然，增强公司员工的团队意识，总经理徐志文先生带领部分员工参加了以“美丽深圳”为主题的2017磨房深圳百公里徒步活动。此项活动从龙岗大运中心出发，全程65公里，对于大多数人来说，是一项体力和意志上的挑战。每一个热爱徒步的人，都感受过用脚步丈量鹏城大地的酣畅淋漓！路上的风景，或许是最开始向往的动力，而最终收获的，除了相机里的美景，更有意志的磨练和自我的成长。 昂首挺胸，整装待发 欣赏着沿途的美丽风光，沐浴着温暖的阳光，呼吸着清新的空气，伴着一路风景向终点迈进。我们放飞自己的心情，忘记了徒步带来的所有辛劳，忘记了工作生活中的所有烦恼。用相机使这瞬间永恒，留下人生中的友爱互助，也发现了团队精神的众志成城。享受过程，在大望槟榔园进行“二签”旅途结束后，参与者都在终点领取了本次活动的纪念奖章，虽然汗水和疲惫一一袭来，内心却是雀跃的，满足的。人的一生就像是一次徒步旅行，有欢喜，有痛苦，有坚持，也有犹豫，落在你的心中就是一生的收获和最美好的回忆。不积跬步,无以至千里；不积小流,无以成江海。行走可能是枯燥的，但你可以选择让自己快乐的方式去行走，去完成你心中所想。那日阳光下的锲而不舍，行者无疆！

电子显微镜下另有一番广阔天地？纳米所科学家们的浪漫都是纳米级？在这个火热的夏天，一场科学与艺术的对话——中科院苏州纳米科学家作品展，走进苏州中学园区校，和孩子们一起发现电镜下的纳米级浪漫世界！本次展览由江苏省苏州中学园区校和中科院苏州纳米所共同主办，苏州广播电视总台和苏州大学传媒学院协办。展览分为“发现电镜下的微观世界”“欣赏科学家的学术浪漫”“感悟纳米所的工匠精神”三个章节，共计展出48幅纳米所研究人员提供的电镜图样。展品审美视觉效果和科普学习价值兼具，是一场视觉艺术和科学技术的“跨界约会”。图/学生志愿者孙天一正在为观众讲解“在当志愿者前，我恶补了一周纳米相关的知识！”来自苏州中学园区校少科二班的孙天一担任本次展览的志愿讲解员，他告诉记者，虽然恶补一周只了解了一些皮毛，但是他因此对纳米科学领域产生了很大的兴趣。“希望进入大学后，我也能为祖国解决一些科学难题，像这些科学家一样！”图/展览现场图“通过这次展览，我们还想致敬伟大的人民科学家钱学森，他提出的‘量智与性智结合；科学与哲学结合；科学与艺术结合；逻辑思维与形象思维结合；微观认识与宏观认识结合'的大成智慧教育思想，对今天的学生尤其具有启发性。”苏州中学园区校老师单伟峰是本次展览的负责人，他向记者介绍，本次展览还将走进更多的校园进行流动展出，将科学的种子播种到更多苏城孩子心中。图/展品拼图“至大无外，谓之大一，至小无内、谓之小一”，庄子在《天下》篇中借惠子之口提出了这一哲学观点。意思是宏观世界无限大，大到没有边界，而微观世界无限小，小到没有内核。那么世界真的像古人所说的那样吗？展览的第一章节通过毫米-微米-纳米这样不断缩小尺度的作品，带领观众发现微小尺寸中的大千世界。图/展厅现场“欣赏科学家的学术浪漫”则借用了唐代诗人司空图在其《二十四诗品雄浑》中的名言“超以象外，得其环中”，其本意是一种诗歌的境界——在无穷的想象中，突然获得顿悟。这一章节都是科学家们将自己的研究成果通过PS等工具渲染，制作成了这些色彩斑斓、巧夺天工的艺术作品。最后章节引用的“致广大而尽精微”，出自《礼记中庸》中“故君子尊德性而道问学，致广大而尽精微，极高明而道中庸。”意思是君子要修身修德、勤学好问，于广大处和精微处体会道之显现，以中庸的方式表达道之高明。科学的事业无限崇高，但科学的研究却需要科研人员在具体而细致的研究中精益求精。因此，科学家也需要有契而不舍的工匠精神。图/《赛先生说》苏州中学园区校场次现场图“家、校、社”三位一体的协同育人机制是新时代教育发展的国之大事、校之大事。“家、校、社”三位一体的协同育人机制是新时代教育发展的国之大事、校之大事。苏州中学园区校除了将科技主题画展引入校园，苏州科普文化讲坛《赛先生说》也把来自全国各地的专家带到孩子们身边，青涩懵懂的学生与各领域有所成就的专家学者，由此碰撞出别样的思维火花。此外，苏州市尹山湖美术馆、中科院苏州纳米所、中科院苏州空天信息研究院都与苏州中学园区校有教学、科研、实践多方位深度合作。这个夏天，你还不来这个充满活力的校园看看吗？展览名称：科学与艺术的对话——中科院苏州纳米科学家作品展展览日期：2023.5—2023.10展览地点：江苏省苏州中学园区校西马美术馆（F楼110）开放时间：苏州市中小学工作日期间均可预约作品欣赏01材料之花（之一）02快乐集会03天地玄黄04棱镜七色光05GaN纳米仙人球

【研究背景】三维（3D）晶体半导体纳米线（如硅、锗或砷化镓）因其能通过蒸汽-液体-固体（VLS）生长法合成出极高的晶体质量而备受关注。这种方法中，纳米级液态“催化剂”将源材料从气相运输到固体晶体线的生长前沿。相较于传统的半导体材料，这些纳米线具有优异的光电性能和更高的热稳定性，广泛应用于光电子、能源转换等领域。然而，纳米线的生长过程中仍存在许多挑战，例如晶体缺陷和异质结界面问题，这些问题严重影响了器件的性能。为了解决这一问题，内布拉斯加大学林肯分校Peter Sutter, Shawn Wimer & Eli Sutter三个人在层状锗硫（GeS）纳米线的研究中取得了新进展。该团队通过金催化的低温VLS生长法成功合成了具有不同直径和均匀结构的GeS纳米线。这些纳米线的生长具有各向异性，且其c轴沿着纳米线的对称轴排列，而a和b方向的单位矢量则在垂直于纳米线的平面内。研究人员利用高分辨率透射电子显微镜（TEM）和高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）对GeS纳米线的晶体结构进行了表征，结果显示其晶格间距为1.06纳米。在对GeS纳米线的成像和进一步的衍射分析中，研究人员发现了无处不在的轴向螺位错，导致晶格的单向旋转现象。纳米线的直径与旋转角度之间的关系显示出直线依赖性，且细径纳米线的旋转角度相对更大。这种现象与Eshelby扭转理论相一致，研究表明，纳米线的螺位错和相应的扭转特性是其具有手性结构的重要原因。【表征解读】在本文中，作者采用了多种表征手段，重点通过扫描透射电子显微镜（STEM）及其电子衍射（ED）技术来研究纳米线的形态及其微观特征。具体而言，作者利用FEI Talos F200X型电子显微镜，通过小束电子衍射模式获取了纳米线的系列衍射图样，揭示了其近似的区轴特征。通过分析衍射图样，结合JEMS软件对数据进行处理，作者确定了样品的实际区轴，并计算了扭转角度。这一过程使作者深入理解了纳米线在微观尺度下的晶体结构变化。针对观察到的纳米线光致发光（PL）特性，本文进一步采用了阴极发光（CL）光谱技术，尤其是在STEM模式下的Gatan Vulcan CL装置。作者在110 K至300 K的温度范围内，以200 keV的电子能量对纳米线进行电子束激发，获得了纳米线的光谱特征。通过在纳米线上进行逐步的光谱线扫描，作者揭示了不同位置光谱特征的变化，发现在信号噪声比的变化下，光谱特征并未显著改变。这为后续对光谱特性的深入分析奠定了基础。为探讨在STEM-CL线扫描中观察到的宽光致发光峰的起源，本文进行了控制实验，分析了一根约5 μm长的GeS纳米线。通过分段扫描，作者观察到在不同的扫描位置上，谱线特征的重复出现。这种重复现象表明，局部产生的载流子（电子）在纳米线内发生了扩散，并且呈现出不对称的扩散特征。这表明载流子的扩散可能受到纳米线内部电场的影响，或者是由于局部扩散系数D的变化所致。这种现象可能与纳米线中的缺陷态填充以及电束激发载流子的再组合过程有关。在此基础上，作者将电子显微镜及阴极发光技术的结合，深入探讨了扭转莫尔（twist moiré）结构对光电性质的影响。通过对长GeS纳米线的光谱分析，作者观察到随着纳米线的扭转角度变化，电子结构的特征显著变化。结合Burgers矢量分析，作者确认了纳米线的螺旋结构，并观察到光谱特征在不同扭转区域的显著对应关系。总之，经过扫描透射电子显微镜（STEM）和阴极发光（CL）等多种表征手段的综合应用，本文深入分析了GeS纳米线的微观结构与光电性质之间的关系。这一研究不仅揭示了纳米线内部的载流子行为及其与缺陷态的相互作用，还为新型光电材料的设计提供了理论基础，推动了基于扭转莫尔结构的新材料的进步与应用。【图文速递】图1：扭曲的范德瓦尔斯纳米线。图2：分层GeS纳米线的Eshelby扭曲。图3：扭曲GeS纳米线的光电特性。【科学启迪】本文的研究揭示了扭曲GeS纳米线的光电特性与其扭转莫尔结构之间的密切关联。通过电子显微镜和衍射技术，科学家们探讨了纳米线的形态以及局部载流子分布的非对称性，进而分析了局部激发下载流子的漂移和扩散行为。这一发现强调了在纳米材料研究中，结构缺陷和界面效应对电荷载体行为的重要影响。此外，研究表明，扭曲莫尔结构在手性纳米线中呈现出独特的螺旋形态，这种结构的变化会对光发射特性产生显著影响，进而影响光电性能。进一步的研究可能会揭示更多关于电荷载流子动态及其与材料内部结构相互作用的机制，为新型光电器件的设计提供理论依据和技术指导。参考文献：Sutter, P., Wimer, S. & Sutter, E. Chiral twisted van der Waals nanowires. Nature 570, 354–357 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1147-x

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在使用大型波长色散X射线荧光光谱仪（XRF）检测样品时，样品的制备无疑是检测工作中重要的一环，而样片的质量将直接影响检测的结果。瑞绅葆分析技术（上海）有限公司作为XRF分析制样设备的专业研发生产商，具有丰富的产品线，涵盖了全系列压片机（含超高压制样系统）、研磨机（含振动研磨机，行星式球磨机，冷冻研磨机）、循环水冷机、熔样机（含高频熔样机，电热熔样机）、重熔机（含真空金属重熔炉，铸铁重熔机，离心浇筑重熔机）等系列产品，可为XRF用户提供优质的“一站式”制样设备采购服务。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在第十八届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2019)期间，仪器信息网编辑在瑞绅葆展位前采访到了瑞绅葆分析技术（上海）有限公司市场部工程师夏烽先生，他向编辑介绍了瑞绅葆最新的UHPS型超高压制样系统。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 447px height: 627px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/35641a0e-7ea8-443a-a8b3-fa0df04cec71.jpg" title=" PSCAN.jpg" alt=" PSCAN.jpg" width=" 447" height=" 627" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong BCEIA2019 瑞绅葆展位 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据介绍，2013年，瑞绅葆研发了第一款80T压片机，而当时世界上还没有60T以上的压片机。而后，随着技术的不断发展，瑞绅葆又陆续推出了100T、120T等压力更高的压片机，直至后来的200T、320T超高压制样系统，其中320T的UHPS超高压制样系统是世界现有的唯一一款超高压制样系统。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 427px height: 448px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/f4c7ee15-b200-4f59-a035-a175ab6f4e64.jpg" title=" 微信图片_20191029150517.jpg" alt=" 微信图片_20191029150517.jpg" width=" 427" height=" 448" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong UHPS超高压制样系统 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 对于自身粘结性较差的样品（如砂质岩石，煤等），使用较低压力（40T）的制样系统压制样品难以成型，通常需要加入粘接剂，才能得到较好的样片。而采用超高压制样系统制取样品，可以无需粘接剂而使样品直接成型，制得的样品光滑、致密，很好地减少了粒度效应。且解决了一些样片表面龟裂分层、脱落，污染X光管的风险。随着压力的增大，样片的致密度也有所增加，表面光洁度更高，下图所示即不同压力下样品的照片。此外通过分析检测发现，压力增大之后还减小了背景散射，重现性、精密度、准确度都有明显改善，可以达到更好的检测效果。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 497px height: 331px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/e69d9139-5007-4eee-a242-52174fc97785.jpg" title=" 101.jpg" alt=" 101.jpg" width=" 497" height=" 331" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 煤样品在不同压力下制得的样品 /strong /p p style=" text-indent: 0em " strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 499px height: 352px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/cb90520e-9764-41d4-895b-41ef00f5dcb1.jpg" title=" 121.jpg" alt=" 121.jpg" width=" 499" height=" 352" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 水系沉积物标准物质GSD3a在不同压力下的样品照片 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 对于UHPS型超高压制样系统目前的应用情况，夏烽说：已有多个领域专家证明了UHPS型超高压制样系统可应用于钢铁、地质、生物及煤炭等行业，且已有数篇使用该制样系统的文章在国内外多个领域的专业期刊上发表。UHPS型超高压制样系统不仅解决了XRF制样过程中的难题，还为光电直读光谱检测不规则样品开创了先河，是一种高效、节能、安全、环保的制样设备。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据夏烽介绍，未来瑞绅葆还将继续拓展产品线，提供更多更全面，更优质的产品，也会为用户提供全方位的个性化定制服务。 /p

【科学背景】动态核极化（DNP）是核磁共振（NMR）领域的重要进展，因其显著提升了核自旋极化和检测灵敏度，成为研究热点。然而，将高效DNP应用于纳米尺度仍面临诸多挑战。传统的NMR方法在纳米尺度下的信号检测受到低信噪比的限制，因为在小体积的纳米尺度样品中，自旋极化的统计波动远大于热极化。特别是，当涉及到单一生物分子、病毒颗粒及凝聚态系统等纳米尺度样品时，这种问题尤为突出。为了解决这些挑战，科学家们探索了将DNP与纳米尺度力检测磁共振结合的方法。有鉴于此，滑铁卢大学Sahand Tabatabaei、Raffi Budakian教授成功将脉冲DNP应用于纳米尺度力检测磁共振实验，实现了在6开尔文和0.33特斯拉条件下，质子自旋玻尔兹曼极化的100倍增强。这种增强不仅提升了纳米尺度样品的检测灵敏度，还使信号采集时间缩短了200倍，相较于依赖统计波动的传统方法，这一结果大大扩展了纳米尺度磁共振成像的实用性。这一突破性进展标志着力检测磁共振在纳米尺度成像中的实际应用迈出了重要一步。【科学亮点】1. 实验首次将动态核极化（DNP）应用于纳米尺度的力检测磁共振测量，成功实现了在纳米尺度糖滴中质子自旋的玻尔兹曼极化的100倍增强。2. 实验通过将脉冲DNP与纳米尺度的力检测磁共振相结合，在6开尔文和0.33特斯拉的条件下进行测量，获得了显著的结果：&bull 极化增强：通过DNP技术，质子自旋的玻尔兹曼极化比传统方法提高了100倍。&bull 时间缩短：这种极化增强相当于将信号平均时间缩短了200倍，与依赖于检测统计波动的测量相比显著提高了检测效率。&bull 应用前景：这些结果大幅提升了力检测磁共振在纳米尺度成像中的实用能力，展示了DNP技术在研究纳米尺度核自旋集合体的潜力，如单个生物分子和病毒颗粒。【科学图文】图 1. 纳米尺度自旋集合中热极化、统计极化和DNP增强分数极化的比较。图 2. 实验设置和极化剂。图 3. RANOVEL协议。图 4. 纳米尺度DNP。图 5. DNP增强极化与统计极化的SNR比较。【科学结论】本文的研究成果对动态核极化（DNP）和纳米尺度磁共振成像领域具有深远的科学启迪。通过将高效的脉冲DNP与纳米尺度力检测磁共振相结合，我们展示了在极低温度和磁场条件下，质子自旋的玻尔兹曼极化可以提高100倍。这一显著的极化增强不仅扩展了DNP的应用范围，还大幅度缩短了相较于传统统计波动测量所需的平均时间，提高了成像效率。这种提升相当于信号采集时间减少了200倍，标志着力检测磁共振在纳米尺度成像中的实际应用潜力得到了显著提升。这些结果证明了将DNP技术应用于纳米尺度自旋系统的可行性，并为未来在单分子、病毒颗粒及其他纳米尺度物质的研究中提供了新的技术手段。随着该技术的进一步发展，我们可以预见在生物医学研究、材料科学以及凝聚态物理等领域，将能够实现更高分辨率和更快速的核磁共振成像，为揭示纳米尺度下的复杂现象和机制提供强有力的工具。参考文献：Sahand Tabatabaei et al. ,Largeenhancement nanoscale dynamic nuclear polarization near a silicon nanowire surface.Sci. Adv.10,eado9059(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado9059

背景介绍 载流子之间的相互作用是凝聚态物理学的热门研究和重点关注对象。调控这种相互作用的能力将有望调控复杂的电子相图。近年来，二维莫尔超晶格已经成为量子领域非常具体潜力的一个研发平台。莫尔系统通过调整层扭转角、电场、莫尔载流子浓度和层间耦合，可以实现其物理参数的高度可调。进展概述 近期，Xiaodong XU（美国华盛顿大学）的研究小组报道了光激发可以高度调整莫尔捕获载流子之间的自旋-自旋相互作用，从而产生WS2/WSe2莫尔超晶格中的铁磁有序。该研究中，作者使用了德国attocube公司提供的ANPxyz101系列兼容低温强磁场纳米精度位移台，以确保在低温强磁场环境中精确控制样品位置。文章以《Light-inducedferromagnetism in moirsuperlattices》为题，发表于Nature期刊。 图1显示了丰富的填充因子依赖的磁光响应，在填充因子为&minus 1时，RMCD显示出超顺磁样响应。当空穴掺杂明显减少（见图1e）时，一个磁滞回线开始出现, 这是铁磁性的标志。在&minus 1/3的填充因子（即每3个莫尔晶胞中有一个空穴）附近，随着激子共振激发功率的增加，在磁圆二色性信号中出现了一个明显的磁滞回线。图1. WS2/WSe2异质结中的磁圆二色性随填充因子变化。a) 器件示意图 b) PFM图像，标尺：20 nm c) 反射谱随偏置电压变化 d-e) 磁圆二色（RMCD）随填充因子变化 图2a显示了在1.6K温度与填充因子为-1/3时RMCD信号与激光功率的关系。当功率小于16 nW时，RMCD信号与磁场之间的关系消失，表现为一条无特征的直线。当功率增加到临界阈值以上时，出现一个滞回线。图2b中零磁场下RMCD信号的强度随激光功率的增加而增大，最终达到饱和。在低填充因子下，由于空穴距离更大固有磁相互作用明显较弱。因此，在分数填充因子为&minus 1/3处出现的功率依赖的RMCD响应表明，通过光学诱导的长程自旋-自旋相互作用，出现了铁磁序。磁滞回线宽度对光激发功率的依赖关系可以忽略不计，这意味着在温度远低于居里温度时，磁滞回线宽度主要由磁各向异性决定。如图2c-d所示，随着温度的升高磁滞回线宽度减小，有效的居里温度被确定为8K左右。图2. 在填充因子为-1/3的时候对光致铁磁性的观察。a-b）1.6K温度，不同激光功率下RMCD信号随磁场变化。c-d）磁滞回线宽度与温度的关系，激光功率103 nW 课题组进一步在填充因子为&minus 1/7下进行了温度与激光功率依赖性的RMCD测量（图3）。图3a显示了在不同的激光功率下的测量结果。作者定义了一个临界温度Tc，超过这个温度，RMCD的磁性响应（心跳线形状）就会消失。以253 nW光激发为例，心跳线形状保持强至约40K。为了进一步突出这一效应，图3b中绘制了提取的RMCD信号振幅与激发功率和温度的变化关系。这些数据表明，一旦光激发功率足够大，可以引入磁序，Tc可以从20K左右的调谐到45K。观察到的现象指出了一种机制，其中光激发激子促成了莫尔捕获空穴之间的交换耦合。这种激子促成的相互作用可能比莫尔捕获空穴之间的直接耦合范围更长程，因此即使在稀空穴体系中也会出现磁序。这一发现为莫尔量子物质的丰富的多体哈密顿量增加了一个动态调谐方案。图3. 利用光激发功率和填充因子调节磁态。a-d) RMCD信号强度与磁场、温度、填充因子的关系图 图a-b中填充因子为-1/7 值得指出的是，整个实验都是在低温及强磁场中进行的。这其中关键的设备就是德国attocube公司提供的ANPxyz101系列兼容低温强磁场纳米精度位移台，该位移台能够在极低温环境下提供纳米级的精确位移，成为整个变温及磁场调控过程中精确控制样品位置的关键设备。 attocube公司生产的位移器设计紧凑，体积小巧，种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和扫描器，并以稳定而优异的性能，原子级定位精度，纳米位移步长和厘米级位移范围受到科学家的肯定和赞誉。产品广泛应用于普通大气环境和极端环境中，包括超高真空环境(5E-11mbar)、极低温环境（10 mK）和强磁场中（31 T）。图4 attocube低温强磁场位移器，扫描器attocube低温位移台技术特点如下：参考文献：[1]. Xiaodong XU, et al. Light-induced ferromagnetism in moiré superlattices. Nature 604, 468–473 (2022)

技术人员将一个在精密机械、零件生产加工中常用的千分表放在高智能指示表全自动检定仪的检测位置，只需在电脑上的检定软件中选择表的类型、分度值和量程等参数后点击“开始”键，不需手工采样，2分钟就能完成一份包括各点的数据列表，正、反程误差曲线等内容的检定记录。“如果说千分表是测量工件形状和位置误差是否合规的‘尺子’，那么我们的仪器就是检验这把‘尺子’度量是否合格的‘尺子’。”在深圳市中图仪器股份有限公司副总经理张和君的介绍下，记者见识了中图仪器的“尺子精神”。自2005年成立以来，中图仪器从自主研发具有独立知识产权的全自动指示表检定仪起步，逐步覆盖从纳米到百米的完整精密测量解决方案，在计量、3C电子、半导体、航空航天、高校科研、医疗器械、装备制造等领域树立了良好形象。同时中图仪器积极走出国门，与世界先进品牌同台竞技，在国际市场上传递“中国智造”的口碑。高端精密仪器是典型的高技术和高智力结晶，研发周期长，需要持续不断的技术积淀和投入。据统计，中图仪器年均研发投入占营收比例多年维持在20%以上，在精密轮廓扫描技术、激光干涉测量、微纳米运动设计、显微三维形貌重建、大尺寸三维空间测量、精密光栅导轨测控等技术领域形成了独特的研发设计、制造优势。“作为制造数据获取的基本感知和测量工具，精密仪器设备是智能制造的火眼金睛，从纳米到百米，它都能找到用武之地。”张和君补充道，如果连评判度量标准是否合格的“尺子”都是别人造的，我国关键领域的自主发展就容易陷入被动。被誉为“几何量仪器皇冠上的明珠”的激光跟踪仪是一种空间大尺寸三维坐标精密测量的几何量仪器，它不仅可以对静止的空间目标进行高精度三维测量，还能对运动的目标进行跟踪测量。张和君介绍，激光跟踪仪的测量范围和应用领域已延伸到大部分空间点坐标测量领域，并能对隐藏特征、曲面等复杂特征进行测量。如在航空航天领域对飞机零部件及装配精度的测量，在机床行业中对机床平面度、直线度、圆柱度等的测量，在汽车制造中对新车型的在线测量，在高端制造中对运动机器人(10.400, -0.26, -2.44%)位置的标定，在造船、轨道交通、核电等领域，激光跟踪仪也能大展拳脚。“尺子精神”的背后是工匠精神。位于宝安区石岩街道的中图仪器生产车间内，员工在自制的圆形标准块表面涂上研磨膏后，通过手工方式来回研磨一对用于超高精度全自动光栅测长机上的测帽，不停寻找测帽的光面高点。整个过程手腕需要长时间保持同一姿势，每次手指和手腕都会酸胀不已。经过四五个小时的研磨后，测帽的表面会逐渐光滑。“这个过程必须得有一股工匠精神，不仅静得下心，还要有经验，要将测帽任何平行位置的误差都控制在0.3微米以内。”制造总监贺放文告诉记者，作为光栅测长机的关键零部件，检测被测件精度的测帽越光滑平整，测长机的测量精度就越高。螺纹检测问题是另一个困扰机械工业的难题。中图仪器研发的SJ5200系列螺纹综合测量机利用扫描针与被测螺纹表面进行轴向截面轮廓的接触扫描，由测量系统获得螺纹轴向轮廓的形貌，按螺纹参数的相关定义直接进行分析与计算，获得螺纹的综合几何参数，进而根据数据库自动做出螺纹的合格性判断。相关技术颠覆了传统的螺纹检测方法。今年6月28日，由中国计量科学研究院和深圳中图仪器等单位起草的《JJF1950-2021螺纹量规扫描测量仪校准规范》正式实施。“目前，中图仪器已参与起草制定十余项国际、国家和行业标准，促进了我国计量、测量行业技术发展。”张和君说。

p style=" text-align: center " img style=" width: 600px height: 275px " title=" 1.jpg" border=" 0" alt=" 1.jpg" vspace=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/a72768ab-977d-40f8-a938-7e0e2f4d8e60.jpg" width=" 600" height=" 275" / /p p 　　 strong 项目名称 /strong ：纳米尺度下材料的奇异相变行为 /p p 　　 strong 申报单位 /strong ：材料科学与工程学院 /p p 　　 strong 负责人 /strong ：王勇 /p p 　　 strong 01& nbsp /strong strong 项目简介 /strong /p p 　　纳米材料因其优异的性能和独特的结构，目前已成为材料研究领域最重要的方向之一。如何发现并解读这些新颖的物理现象，尤其是异于传统尺度下的新行为，是当前研究的重点，然而传统的研究手段无法满足上述需要。该项目发展了新的原位表征技术对纳米尺度下材料的相变行为进行了系统研究，发现了纳米尺度下二级相变过程中两相共存新现象。 /p p 　　不同于体材料的相变理论，纳米材料的相变需要考虑表面的贡献。如何可控引入表面贡献是研究和理解纳米尺度下相变机制的关键。项目自主设计楔形纳米样品成功引入梯度表面贡献，对纳米尺度下Cu2Se材料的相变行为进行了精确控温的原位研究，项目取得如下创新性成果： /p p 　　(1)首次发现二级相变材料Cu2Se构成的楔形纳米晶体中两相可以热力学稳定共存、对温度响应灵敏，并实现了相界面的原子尺度操控。 /p p 　　(2) 基于朗道理论和纳米尺度下表面效应建立了新的热力学模型，成功解释了上述异于块体材料的新现象。 /p p 　　论文Nanoscale Behavior and Manipulation of the Phase Transition in Single Crystal Cu2Se，2018年11月13日在线发表于Advanced Materials。 /p p 　　研究发现了纳米尺度下二级相变过程中两相共存的新现象，建立新的热力学模型拓展了传统相变理论，并实现了原子尺度相变的精确操控，将对相变的认识扩展到纳米尺度，为纳米器件设计提供新思路。 /p p 　 strong 　02& nbsp /strong strong 项目团队 /strong /p p style=" text-align: center " img style=" width: 450px height: 391px " title=" 2.jpg" border=" 0" alt=" 2.jpg" vspace=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/df1f66bd-cd9d-4eb9-a12b-0e4289adcc40.jpg" width=" 450" height=" 391" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: center color: rgb(0, 176, 240) " 图1. 课题组照片 /span /p p 　　项目负责人王勇教授：2006年于中科院物理研究所获博士学位，随后在澳大利亚昆士兰大学进行博士后研究。2010年到2011年，在美国加州大学洛杉矶分校进行访问研究，2012年回国加入浙江大学。目前主要从事纳米环境催化材料的研究，共发表SCI论文140余篇，其中3篇Nature Nanotechnology, 1篇Nature Materials，40余篇发表在影响因子10以上的高水平期刊上。现为浙大电镜中心主任，中国电镜学会理事，材料物理专委会副主任，中国材料学会青委会理事。获2012年青年千人及2013年香港求是科技基金会“求是杰出青年学者奖”。研究团队包括张泽院士，美国张绳百教授，硅酸盐所陈立东教授、史迅教授，澳洲孙成华教授。 /p p 　 strong 　03& nbsp /strong strong 科学解读 /strong /p p style=" text-align: center " img style=" width: 450px height: 244px " title=" 3.jpg" border=" 0" alt=" 3.jpg" vspace=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/46b35d02-6f28-449f-b95d-b81e67b8cb1a.jpg" width=" 450" height=" 244" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: center color: rgb(0, 176, 240) " 图2. 纳米尺度相变示意图 /span /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/b31c539b-2ee3-4697-bedf-2c9f2afc7e53.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图3. 原子尺度相界面操控 /span /p p 　　相变物质一般有高温相和低温相，根据传统理论，有的物质高低温两相可以同时存在(一级相变)，比如冰水混合物，但有些物质的高低温相不能同时存在(二级相变)，比如我们要研究的Cu2Se材料，它就像一山不容二虎一样，要么全是低温相，要么全是高温相。那么有没有可能突破传统的理论，实现Cu2Se的两相共存?针对这个挑战，我们进行了深入探索，发现适于体材料的传统理论没有考虑到表面的贡献，那么如果引入表面贡献会发生什么呢?如图1所示，一般的，体材料低温相加热到相变温度点就会全部变成高温相。我们巧妙地将Cu2Se材料制备成楔形的纳米样品后，惊奇地发现在相变点附近的一定温度范围内，低温相和高温相同时存在了!这显然违背了体材料的相变行为，其原因就是纳米尺度下，比表面积增大，表面贡献不能被忽视了。由于楔形样品表面贡献随其厚度而改变，从而改变了同一材料局域的相变温度，比如site 1和site 2有不同的相变温度，实现了两相共存，并且表面贡献的越大，其相变温度越低，所以高温相变是从边缘开始并逐渐向内推进。这样，我们实现了二级相变材料的两相共存，并通过精确控温又实现了相界面的原子尺度操控，以图一所示样品为例，升高温度(比如0.2度)，相界面从site 1迁移到site 2(精确移动3个原子层)，反之亦然。基于高温相与低温相物理性质不同，可以利用它们设计新型纳米器件。该工作发展最先进的原位技术重新研究了相变这一古老而且基础的物理现象，将对相变的认识拓展到纳米尺度，为纳米器件设计提供了新的思路。 /p

【研究背景】近年来，扭曲材料因其在光电子器件、柔性电子和纳米技术等领域的潜在应用而备受关注。特别是扭曲的范德华（vdW）材料，因其优异的机械和电子性能，与传统的二维材料相比，具有更好的灵活性和可调性。然而，扭曲结构的合成仍面临诸多挑战，包括如何有效控制材料的形态和扭曲角度等。近日，加州大学伯克利分校/劳伦斯伯克利国家实验室Jie Yao团队在vdW材料的研究中取得了新进展。该团队通过化学气相传输法成功合成了扭曲的锗硫（GeS）结构。这一研究不仅实现了对GeS材料的扭曲设计，还开辟了合成具有不同扭曲形态的vdW结构的新方法。通过利用Eshelby扭曲机制，该团队显著提高了GeS纳米线的性能。研究结果表明，所合成的扭曲GeS晶体在结构上具有清晰的螺旋形态，其扭曲周期范围从2微米到20微米，总长度可达数百微米。此外，研究还通过同步辐射X射线Laue微衍射分析揭示了这些扭曲结构的结晶特性，证实了其沿c轴的扭曲。【表征解读】本文通过扫描Laue X射线微衍射（μSXRD）分析发现了扭曲结构的晶体特性与取向，从而揭示了其在纳米线中的独特生长机制。通过在劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源同步辐射源12.3.2束流线进行亚微米空间分辨率的测量，作者对样品进行了0.5 μm的步长扫描，在每一步都收集了Laue图样。通过XMAS软件对Laue图样进行索引，得到了样品的取向图谱，这为后续的微观机制研究提供了重要的基础。针对扭曲现象，作者利用透射电子显微镜（TEM）进行样品制备，从而实现对中尺度和纳米尺度扭曲GeS结构的微观机理表征。作者使用FEI Strata 235双束聚焦离子束（FIB）系统和FEI Nova 600 FIB制备了横截面TEM样品。为尽量减少侧壁损伤并使样品达到电子透明，作者采用900 eV的低能氩离子研磨。随后，作者将垂直生长的自由悬垂纳米线机械转移到铜TEM载物网格上进行TEM分析。在电子显微镜成像方面，作者利用Zeiss Gemini Ultra-55分析电子显微镜进行扫描电子显微镜（SEM）成像，同时在FEI Strata 235双束FIB上进行电子背散射衍射（EBSD）分析，EBSD取向图谱通过OIM软件进行生成和分析。TEM分析则使用FEI TitanX、JEOL 3010原位TEM、阿贡染色像差校正TEM（ACAT）以及FEI Titan 80-300 ST进行。这些高分辨率的HAADF-STEM图像是通过劳伦斯伯克利国家实验室的单色化、像差校正TEAM 0.5 TEM在200 keV下获得的，进一步揭示了材料的微观结构特征。在光学表征方面，采用Horiba Jobin Yvon LabRAM ARAMIS自动扫描共聚焦拉曼显微镜进行了光致发光测量和成像。这些表征手段的结合使作者能够深入探讨材料的光电性能与结构之间的关系。在理论模型方面，作者构建了一个半定量模型来解释纳米线中扭转边界的间距。模型根植于Eshelby扭转及相关的应变能理论，并结合纳米线与基板的结合状态以及错位的临界厚度概念。作者假设纳米线始终可以被建模为一个半径为R的圆柱体，并在轴向的螺旋位错的作用下迅速生长。随着纳米线生长到超出金滴的半径，其生长速度减缓，采用直接沉积机制。此时，螺旋位错引入的净扭转导致纳米线的总扭转速率固定，进而导致扭转应变能的过量储存。作者假设，扭转边界的引入可以有效降低这种应变能，从而推动了新材料的制备。通过上述多种表征手段，作者深入分析了扭曲结构的微观特征及其对材料性能的影响，进而制备出新型的扭曲GeS材料。这一进展不仅推动了对扭曲材料的理解，也为相关领域的研究和应用提供了新的思路和技术路径。总之，经过综合的表征与分析，本文为探索和开发新型功能材料奠定了基础，推动了相关技术的进步。【图文速递】图1：中尺度扭曲 GeS 晶体的结构。图2：中尺度 GeS 结构中的扭曲界面和扭曲角度。图3：具有 Eshelby 扭曲的 GeS 纳米线。图4: 扭曲 GeS 的形成机制。【科学启迪】本研究揭示了 Eshelby 扭曲在范德瓦尔斯材料中的重要作用，开创了合成具有多样化扭曲形态的新方法。通过观察和研究扭曲 GeS 结构，研究者们展示了在纳米尺度上引入螺旋扭曲的可能性。这种扭曲不仅改善了材料的性能，还为设计具有特定拓扑结构的纳米材料提供了新思路。利用化学气相输送法成功合成的扭曲 GeS 纳米线，展示了极具前景的结构特征和应用潜力。此外，本文通过系统的表征方法，如扫描电子显微镜和透射电子显微镜，提供了对扭曲结构的深入理解。研究表明，扭曲结构中层与层之间的扭转可以显著影响其光学和电学性能，这为探索新型电子器件和光电应用开辟了新领域。这一发现不仅丰富了对范德瓦尔斯材料的认识，也为未来的纳米材料设计和应用提供了理论依据和实践指导，推动了材料科学的发展。整体而言，本研究不仅具有基础研究价值，还展现出巨大的应用潜力，为相关领域的研究提供了新的方向。参考文献：Liu, Y., Wang, J., Kim, S. et al. Helical van der Waals crystals with discretized Eshelby twist. Nature 570, 358–362 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1308-y

【科学背景】随着纳米技术的迅猛发展，科学家对于在纳米尺度下进行光谱分析的需求日益增加。尤其是在材料科学和纳米结构研究领域，对于在纳米尺度下了解材料的结构、性质和相互作用的需求十分迫切。然而，传统的光谱技术往往受到分辨率的限制，难以满足对于纳米尺度下样品的要求。原子力显微镜-二维红外光谱（AFM-2DIR）的出现引起了科学家的广泛关注。这一技术结合了原子力显微镜（AFM）的高空间分辨率和二维红外光谱（2DIR）的丰富光谱信息，能够在纳米尺度下进行光谱分析。2DIR是一种时间域的二维红外光谱技术，通过扫描一系列飞秒红外脉冲来提供丰富的光谱信息，揭示分子结构、非谐性、耦合和能量转移等信息。然而，传统2DIR技术的空间分辨率受到阿贝衍射极限的限制，无法满足对于纳米尺度下样品的要求。因此，科学家们开始探索将AFM与2DIR技术相结合的可能性，以克服空间分辨率的限制。之前的研究已经证明，基于AFM的红外（AFM-IR）技术可以通过机械光热检测实现纳米尺度下的红外成像。然而，将AFM与2DIR技术整合起来的研究还比较少见。为了解决这一挑战，美国里海大学Xiaoji G. Xu教授团队在“Nature Nanotechnology”期刊上发表了题为“Atomic-force-microscopy-based time-domain two-dimensional infrared nanospectroscopy”的最新论文。本研究团队开发了一种新的纳米光谱学方法，即AFM-2DIR。该方法利用样品对红外脉冲序列的光热响应来实现空间分辨的红外光谱分析，克服了传统2DIR技术的空间分辨率限制。通过选择适当的信号提取机制，研究团队成功地将AFM与2DIR技术相结合，实现了在纳米尺度下对样品的光谱分析。通过该方法，研究团队成功揭示了样品中羰基振动模式的非谐性，以及在氮化硼等材料中声子极化子的能量转移途径。这一研究填补了纳米尺度下光谱分析技术的空白，为材料科学和纳米技术领域的研究提供了强大工具。【科学亮点】1. 本文首次实现了AFM-2DIR技术的集成：研究人员首次将原子力显微镜（AFM）与二维红外光谱（2DIR）相结合，创造了一种新的纳米光谱学方法。2. 利用光热响应进行光谱分析：该方法利用样品对红外脉冲序列的光热响应，结合峰值力红外（PFIR）显微镜提取光热信号，实现对样品的纳米尺度光谱分析。3. 揭示了样品的分子结构和能量传输：通过实验，研究人员成功揭示了样品中羰基振动模式的非谐性，并阐明了氮化硼（hBN）中声子极化子的能量传输途径。4. 结果丰富而有前景：通过该技术，研究人员得以在纳米尺度下探索样品的分子结构、振动非谐性和能量传输过程，为纳米材料和异质结构的光谱分析提供了新的研究手段。【图文解读】图1：具有峰值力红外peak-force infrared，PFIR检测的原子力显微镜 atomic force microscopy，AFM-二维红外光谱two-dimensional infrared spectroscopy，2DIR方法的操作流程。。图2. 羰基振动模式的2D-PFIR光谱表示。图3. 在h10BN薄片中，双曲声子极化激元phonon polaritons (PhPs) 的实空间映射和解释。图 4. 揭示能量转移h10BN的2D-PFIR光谱。图5: 在h10BN中，声子极化激元PhPs的传播特性和能量传递路径。【科学结论】原子力显微镜-二维红外光谱（AFM-2DIR）将在研究红外能量转移和模式耦合等问题上具有独特的优势，特别适用于异质纳米材料和结构。传统的二维红外光谱学在空间精度上存在不足，而AFM-2DIR则能够克服这一问题。其应用包括但不限于以下几个方面：1. 空间和光谱研究蛋白质二级结构；2. 聚合物的纳米相分离以及分子与声子/等离激元结构之间的模式耦合的调查；3. 在定制结构的双折射材料中极化子的能量转移研究，以及在低温下的研究；4. 识别振动模式的非谐性和能量转移对于研究异质催化反应中的反应性分子和中间体也是有益的。此外，AFM-2DIR还可以通过脉冲整形来生成相位稳定的脉冲序列，从而减少扫描时间。序列中的脉冲数量可以从三个扩展到四个，即在t1和t2之间引入等待时间τ，以进一步解读能量转移的时间尺度。类似的原子力显微镜光热检测也可以应用于可见频率，从而允许在光伏领域进行电子跃迁的原位研究。文献信息：Xie, Q., Zhang, Y., Janzen, E. et al. Atomic-force-microscopy-based time-domain two-dimensional infrared nanospectroscopy. Nat. Nanotechnol. (2024).https://doi.org/10.1038/s41565-024-01670-w