红外纵表示方法

紫外吸收光谱UV　　分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁　　谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化　　提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息　　荧光光谱法FS　　分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光　　谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化　　提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息　　红外吸收光谱法IR　　分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁　　谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化　　提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率　　拉曼光谱法Ram　　分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射　　谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化　　提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率　　核磁共振波谱法NMR　　分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁　　谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化　　提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息　　电子顺磁共振波谱法ESR　　分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁　　谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化　　提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息　　质谱分析法MS　　分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离　　谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化　　提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息　　气相色谱法GC　　分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化　　提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据 峰面积与组分含量有关　　反气相色谱法IGC　　分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力　　谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线　　提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数　　裂解气相色谱法PGC　　分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化　　提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型　　凝胶色谱法GPC　　分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化　　提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布　　热重法TG　　分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化　　谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线　　提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区　　热差分析DTA　　分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化　　谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线　　提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息　　TG-DTA图　　示差扫描量热分析DSC　　分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化　　谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线　　提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息　　静态热―力分析TMA　　分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化　　谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线　　提供的信息：热转变温度和力学状态　　动态热―力分析DMA　　分析原理：样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化　　谱图的表示方法：模量或tg&delta 随温度变化曲线　　提供的信息：热转变温度模量和tg&delta 　　透射电子显微术TEM　　分析原理：高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成衬度，显示出图象　　谱图的表示方法：质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象　　提供的信息：晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等　　扫描电子显微术SEM　　分析原理：用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象　　谱图的表示方法：背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等　　提供的信息：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等　　原子吸收AAS　　原理：通过原子化器将待测试样原子化，待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光，从而使用检测器检测到的能量变低，从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。　　(Inductivecouplinghighfrequencyplasma)电感耦合高频等离子体ICP　　原理：利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后，利用检测器检测特定波长的强度，光的强度与待测元素浓度成正比。　　X-raydiffraction,x射线衍射即XRD　　X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。　　满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsin&theta =&lambda 　　应用已知波长的X射线来测量&theta 角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析 另一个是应用已知d的晶体来测量&theta 角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。　　高效毛细管电泳(highperformancecapillaryelectrophoresis，HPCE)　　CZE的基本原理　　HPLC选用的毛细管一般内径约为50&mu m(20～200&mu m)，外径为375&mu m，有效长度为50cm(7～100cm)。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中，同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极，该电压使得分析样品沿毛细管迁移，当分离样品通过检测器时，可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。在毛细管电泳系统中，带电溶质在电场作用下发生定向迁移，其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下，双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象 电泳是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定，另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动，带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域，在电场作用下向正极移动。与此同时，缓冲液的电渗流向负极移动，其作用超过电泳，最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。　　MECC的基本原理　　MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相，以胶束增溶作为分配原理，溶质在水相、胶束相中的分配系数不同，在电场作用下，毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳，使胶束和水相有不同的迁移速度，同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配，在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合，适合同时分离分析中性和带电的样品分子。　　扫描隧道显微镜(STM)　　扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm)，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。　　原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy，简称AFM)　　原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。　　俄歇电子能谱学(Augerelectronspectroscopy)，简称AES　　俄歇电子能谱基本原理：入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。

山西近日遭遇持续降雨，多地接连发生崩塌、滑坡等地质灾害，城市内涝严重。根据气象部门的数据，10月2日-7日，山西有近2/3地区降雨量超过了100毫米，最大降雨量达285.2毫米。而对于山西大部分地区而言，此轮降雨雨量是常年同期5倍以上。中国环境报记者联系中国气象局国家气候中心高级工程师冯爱青，专家表示，“2021年，整体极端天气气候事件偏多，雨带北移且高强度，这正是极端气候的表现。”（来源：新华网）由此可见，气候变化就在我们身边。“由于气候变化对整个气候系统的反馈作用，极端事件日益增多。气候变化离我们并不遥远，以后我们也会越来越多的遭遇这种极端天气。不仅强度日益增大，发生频率上也有显著增加。”冯爱青说。气候变化将对我国带来哪些影响“根据IPCC AR6第一工作组的最新研究结果：人类活动以及温室气体的排放使得全球变暖趋势日趋显著，自2001起至2020年的20年间，全球地表温度与工业革命时期相比已经上升了0.99摄氏度。”冯爱青介绍说。当全球平均温度较工业化前水平上升达4摄氏度或更高，全球气候变化风险为高至非常高水平，气候变化将对全球自然系统、生态系统以及人类管理系统产生重大影响。生命之源面临风险，气候变化将导致西北、华北水资源风险突出。冯爱青表示，在未来30年中，中国北方地表水资源含量将减少12%-13%，南方地区水资源含量将减少7%-10%，北方水资源的减少幅度明显高于南方。干旱、半干旱地区水资源对气候变化的响应较湿润、半湿润地区更敏感，华北地区和西北地区水资源的风险水平很高。食为人天，农为正本，气候变化给水资源带来威胁同时，同样会给农业带来显著影响。比如，气候变暖使得一年两熟、一年三熟的种植边界北移，作物的布局也随之发生改变，适宜种植区面积将逐步扩大。1981-2010中国一年两熟和三熟种植北界北移（Yang et al., 2015）“生长期的变暖已经造成了中国主要粮食作物的生育期缩短和关键生育期的前移，沿海城市面临的风险同样不容小觑。”冯爱青补充道。气候变化将加剧河口和海岸的侵蚀程度，造成土壤盐渍化；海平面上升叠加台风-风暴潮，加剧滨海城市洪涝灾害风险；未来海平面将继续上升，沿海多地当前百年一遇极值水位的重现期将显著缩短。其中，长三角、京津冀、珠三角地区洪水淹没风险突出。气候变化在给中国各类资源、行业、城市带来风险的同时，由气候变化带来的极端天气将会越来越频繁地出现在我们的日常生活中。极端天气常态化已有迹象“在不同的增暖阈值下，中国极端高温将增多增强、极端低温将减少减弱；区域平均强降水量和频率都将增加，干旱日数将减少，且各指数的变幅增多。极端降水未来变化的年代际变率较大，且存在较大的不确定性。”冯爱青表示。实际上，极端天气的常态化在日常生活中早有显现，自今年1月起，极端天气如洪水猛兽般步步紧逼。与以往冰天雪地的一月不同，北方的人们大概感知到今年1月中旬后，增温现象明显，呈现出“暖冬”现象。从全国范围来看，不少地区也出现了“反常”现象。比如，5月，湖北武汉出现13-14级雷暴大风，强对流天气给湖北带来了重大的气象灾害与经济损失；5月中旬，苏州、武汉两地遭遇龙卷风；7月以来，河南普降暴雨、大暴雨，局部地区遭遇特大暴雨… … “在未来的几年，多年一遇的极端天气将会渐渐变成常态。因此，城市都要做好应对气候变化的准备。”冯爱青表示。国家气候中心气候服务首席专家周兵同样表示，“在适应气候变化的过程中，我们要进一步提高预防极端事件的能力。气象灾害和极端事件频繁发生，将来在某种程度上，应急这种现象会成为常态化。”提升城市适应气候变化能力迫在眉睫针对上述顾虑与担忧，中国科学界早有研究。“应将气候风险管理纳入城市规划设计，将气候可行性论证纳入重大工程建设审批，并且建设防雷系统、海绵城市、通风廊道、地下综合管廊等工程，在灾难发生时减少损失。”湖南省气象科学研究所所长廖玉芳此前接受媒体采访时表示。为积极推进城市适应气候变化行动，切实提高城市适应气候变化能力和水平，国家发展改革委和住建部早在2016年联合发布了《城市适应气候变化行动方案》（以下简称《方案》）。《方案》中提出“要建设气候适应型城市，需增强城市应对内涝、干旱缺水、高温热浪、强风、冰冻灾害等问题的能力、全面提升城市适应气候的变化能力”。一些城市在应对气候变化上先行先试湖南省岳阳市气象局此前推出纪录片《水墨丹青入画来——岳阳气候适应型城市建设纪实》，讲述了岳阳作为28个气候适应型城市试点之一，将气候变化因素融入城市建设，全市建成6个国家气象站、232处区域气象站、闪电定位仪、大气电场仪、卫星接收系统等，组成立体监测站网。岳阳市采用突发事件预警信息发布和城市内涝、城区空气质量预报预警系统，提前监测预警。结合岳阳海绵城市建设成果，提升城市应对极端天气气候事件导致的衍生、次生灾害能力。此外，岳阳市还建成了水上安全气象保障平台以及洞庭湖区湿地洪水调蓄。同样作为试点城市之一的安徽省合肥市，将适应气候的理念落实到城市规划中、建设与管理各个环节。持续增强城市供水能力，利用科技干预开发利用“空中云水”，加快推进淠史杭区引水工程，新建调蓄设施48座。完善海绵城市建设，加强气象监测体系建设，打造林带穿境、纵横交错、层次多样的“城市绿廊”。“气候适应型城市建设的重点在于：找准定位，规划先行，综合应对，协同推进。同时要完善多中心、多主体参与的城市适应治理机制，制定本地化、个性化适应措施。”国家应对气候变化战略研究和国际合作中心战略规划部刘长松在《城市安全、气候风险与气候适应型城市建设》提到。2021世界城市日推广活动启动仪式日前在上海世博会博物馆举行，其年度主题确定为“应对气候变化，建设韧性城市”。越来越多的城市已经注意到城市应对气候变化的急迫性和重要性，也切实开始行动起来。要看到的是，城市在应对气候变化上依然存在资源能源利用效率、提升建筑和社区的适应性和韧性、增强城市治理能力，以及促进城市规划、建设和治理整体转型等多方面的挑战。未来，我们还有很长的路要走。

总酯含量的检测方法酯类是中国白酒的主要风味物质，其含量约占白酒风味物质总量的 75%~95%。酒中的风味物质是决定白酒香气、口感和风格的关键。除了原料中含有酯类外，大量的酯类物质是在酒醅发酵过程中由微生物代谢产生的。酒醅中总酯的含量在一定程度上反映了其发酵情况，通过测定酒醅的总酯，结合水分、酸度、淀粉、糖份和酒精度等指标的分析，可以了解酒醅发酵过程的变化以及发酵效果，从而有效的调整酿酒工艺。酒醅检测是白酒生产过程中监测日常生产的重要环节，一般检验的指标有：水分、酸度、淀粉、糖份和酒精度。在 2004 年我国已成功将近红外光谱技术应用于酒醅成分的分析，实现了水分、酸度、淀粉、糖份和酒精度的快速定量检测。但目前一些酒企使用近红外光谱仪检测酒醅总酯的很少。本文着重介绍一下酒醅中总酯的近红外检测方法如下：01收集湿化学数据，酒醅总酯化学值的测定参考《T/CBJ 004-2018 固态发酵酒醅通用分析方法》中规定了使用近红外光谱仪快速测定酒醅中总酯的化学检测方法。02光谱采集：使用瑞士步琦傅里叶变换偏正干涉仪 N-500 和固测量池和自动旋转采样系统，利用配套软件 NIRWare Operator 采集酒醅的漫反射近红外光谱。仪器自动扣除内外参比；分辨率：8cm-1；扫描次数：32 次。酒醅样品光谱采集前都进行相同的混匀、装样，且每个样品平行测量三次。03模型的建立：采用 NIRCal 定量分析软件将酒醅样品的近红外光谱与国标法测得的成分含量进行关联，建立酒醅样品中总酯的定量预测模型。近红外定量分析模型的建立使用偏最小二乘法（PLS）算法。04模型的评价：模根据模型的校正集的决定系数(R2)、交互验证均方根误差(RMSECV)、检验集的决定系数(R2)、预测均方根误差(RMSEP)来判断模型的质量，从而筛选出酒醅中总酯的最佳近红外定量预测模型。05在验证集浓度范围相同的前提下，相关系数越接近 1，回归或预测效果越好；SECV 和 SEPC 越小，预测结果越准确。06建立及验证酒醅的近红外模型后，在实验室或者车间测定未知样品只需要在 10 几秒即可得出样品的近红外预测值。07模型验证 验证使用近红外光谱仪检测酒醅总酯的可靠性，可以将预测值和实测值进行 t 检验分析，结果表明在 0.05 显著性水平下，传统化学值测量方法与近红外光谱法不存在显著性差异，说明这两种方法不存在系统误差，因此证明了所建立的酒醅总酯近红外模型具有良好的预测能力，可以达到常规分析方法的精度要求。近红外光谱分析技术与现有检测方法相比，该检测方法具有快速准确、绿色无损等优点，能够实现酒醅中总酯的快速准确测量。步琦近红外一直以来都是光谱技术的市场领导者，其产品实验室，旁线以及在近红外光谱仪广泛应用于各行各业。

1. 简介作为热分析中最常用的一种传统的分析技术，热重分析技术是研究物质的物理过程与化学反应的一类重要的实验技术。这类技术主要通过精确测定物质的质量随温度的关系来研究性质的连续变化过程，不仅可以用来广泛地研究物质在实验过程中随温度或者时间发生的与质量相关的的各种转变和反应（如氧化、分解、还原、交联、成环等反应），其还可以用来确定物质的成分、判断物质的种类和热分解机理等。迄今为止，热重分析技术已在矿物、金属、石油、食品、建材、陶瓷、医药、化工等材料的各个领域获得了广泛的应用。作为对热重曲线进行解析的第一步，应规范表示由实验得到的曲线。在规范表示的热分析曲线中，可以方便、准确地确定在实验过程中样品的变化信息。2. 热重曲线的规范表示方法概括来说，在表述热分析曲线时，应遵循以下几个原则：（1）热重曲线中的横坐标自左至右表示温度或时间物理量的增加，纵坐标自下至上表示质量（通常用百分比形式表示）的增加。（2）为了便于对比不同样品间的变化，通常用归一化后的质量表示热重曲线的纵坐标。（3）对于线性加热/降温的实验而言，横坐标为温度，单位常用℃表示。在进行热力学或动力学分析时，横坐标的单位一般用K表示；对于含有等温条件的热重曲线的横坐标应为时间，通常在纵坐标中增加一列温度列。当只需要显示某一温度下的等温曲线时，则不需要在纵坐标中增加一列温度。（4）规范表示热重曲线中的台阶和DTG曲线中的峰的变化。由热重曲线可以确定转变过程的特征温度或特征时间以及特征质量变化等信息。如果出现多个转变，则分别报告每个转变的特征温度或特征时间、特征质量的变化。对于多个转变过程，则需由曲线分别确定每个过程的特征温度或特征时间、特征质量的变化。对于单条热重曲线，当特征转变过程不多于两个（包括两个）时，应在图中空白处标注转变过程的特征温度或时间、质量变化等信息；当特征转变过程多于两个时，应列表说明每个转变过程的特征温度或时间、质量变化等信息。使用多条曲线对比作图时，每条曲线的特征温度或时间、质量等信息应列表说明。3. 热重曲线的规范表示中的常见问题分析在对热重曲线作图时，图中的横坐标和纵坐标分别对应于实验中检测的物理量，名称也应用物理量的名称表示，而不应使用所使用的热分析方法的名称来笼统表示。在实际应用中表示热分析曲线时，存在着相当多的不规范现象。例如，图1中给出了TG曲线几种常见的表示形式。其中，（1）图1（a）中，TG曲线的纵坐标用TG（%）表示。TG为热重法的总称，为由不同温度或时间下得到的质量信息，仅用其作为纵坐标是不合适的；（2）图1（b）中，TG曲线的纵坐标用Weight Loss（%）表示。Weight Loss（%）表示的是失重的百分比，而图中纵坐标的数值为从100%开始减少，意为实验开始已经失重100%，显然这是不合理的；（3）图1（c）中为TG曲线的规范表示形式。纵坐标用Weight （%）表示，由图可以清晰地看出样品在不同的温度下的重量百分比信息，通过计算台阶的高度可以定量反映过程进行的程度；（4）图1（d）中， TG曲线的纵坐标用Weight Loss（%）表示。Weight Loss（%）表示的是失重的百分比，而图中纵坐标的数值为从0开始逐渐减少的负值形式，由于Weight Loss本身已经包含了减少的含义，再继续用负值形式表示质量减少则变成了增加，这种表示形式也是不合理的；（5）图1（e）中， TG曲线的纵坐标用Weight Change（%）表示。Weight Change（%）表示的是重量变化的百分比，图中纵坐标的数值为从0开始逐渐减少的负值形式表示发生了质量减少过程，这是一种相对合理的TG曲线的另一种表示形式；（6）图1（f）中， TG曲线的纵坐标用Weight（%）表示，而图中纵坐标的数值为从0开始减少的以百分比形式表示的负值形式，其实表示的是样品自实验开始发生的重量减少的百分比信息，而非样品在不同温度下的重量百分比信息。显然这种表示形式也是不合理的；（7）图1（g）中，TG曲线的纵坐标用实验时所用的样品的绝对重量Weight（mg）表示，由图可以看出样品在不同的温度下的质量信息，但由这种形式的TG曲线无法直观地定量反映过程进行的程度。另外，这种表达形式仅反映了实验时所用的样品量的质量变化，不便于直观地比较不同的TG曲线之间的变化规律；（8）图1（h）与图1（f）相似，TG曲线的纵坐标用实验时所用的样品的绝对质量Weight（mg）表示，而图中纵坐标的数值为从0开始减少的负值形式，其实表示的是样品自实验开始发生的重量信息，而非样品在不同温度下的重量信息。显然这种表示形式也是不合理的；（9）图1（i）中，纵坐标用Weight （%）表示，由图可以清晰地看出样品在不同的温度下的重量百分比信息，通过计算台阶的高度可以定量反映过程进行的程度。但是，图中纵坐标的数值为从1开始逐渐减少的数值形式。其实这种数值为未转化为百分比形式的归一化后的相对质量。如果用百分比形式表示，纵坐标中的数值应乘以100%。（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）（i）图1 TG曲线常见的几种表示形式综合以上分析，对于TG曲线而言，优先推荐采用图1（c）和图1（e）的表示形式。除了以上不规范的表示形式外，在实际应用中还存在其他形式的不规范作图。例如，图2为由实验得到的TG-DSC曲线。由图可见，图中分别列出了TG曲线、DSC曲线和DTG曲线。其中：（1）图2中TG曲线（红色曲线）的纵坐标为Weight Loss（%）表示的是实验过程中样品失重的百分比，而图中纵坐标的数值为从100%开始减少，意为实验开始已经失重100%，显然这是不合理的。应将图中的Weight Loss（%）改为Weight（%）；（2）图2中DSC曲线（黑色曲线）的纵坐标为Heat Flow，为在实验中检测到的热流信号。但图中给出的归一化后的热流的单位为μV/mg（该单位为DTA检测到的归一化后的温度差的单位），实际上归一化后的热流单位为mW/mg或者W/g。因此，图中的DSC曲线的热流单位表示不规范，应改为mW/mg或者W/g；（3）图2中DTG曲线的纵坐标对应的物理量为DTG，单位为%/℃。其中，DTG是对TG曲线一阶微商后得到的完整的微商热重曲线，包括横坐标温度和纵坐标对应的微商重量信息。因此，在图中仅用DTG表示该曲线的纵坐标是不合适的，应将DTG改为微商重量（Derivative Weight）。另外，从数学角度，对TG曲线求导时，当重量变化对应于失重引起的向下的台阶时，在该范围得到的DTG曲线的峰的方向应与台阶的变化方向保持一致。因此，图中的DTG曲线的峰的方向应为向下方向。基于以上分析，在对图2中不规范的表示进行修改后得到图3，由图可方便地得到物质在不同的温度下的变化信息。图2 一水合草酸钙的TG-DSC曲线（含有多处不规范表示）（实验条件：在流速为50mL/min的氮气气氛下，由室温开始以10℃/min的加热速率加热至900℃，敞口氧化铝坩埚。）图3 规范表示的一水合草酸钙的TG-DSC曲线（实验条件：在流速为50mL/min的氮气气氛下，由室温开始以10℃/min的加热速率加热至900℃，敞口氧化铝坩埚。）综合以上分析，在实际应用中对热重曲线进行表示时，应尽可能避免以上常见的问题。作者简介：丁延伟，博士、中国科学技术大学教授级高级工程师。自2002年开始从事热分析与吸附技术的分析测试、实验方法研究等工作,现任中国化学会化学热力学与热分析专业委员会委员、中国仪器仪表学会分析仪器分会热分析专业委员会委员、中国分析测试协会青年委员会委员、全国教育装备标准化委员会化学分委会委员、中国材料与试验团体标准委员会科学试验领域委员会委员等。曾获中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）二等奖，主持修订教育行业标准《热分析方法通则》(JY/T 0589.1~4-2020),以主要作者发表SCI论文30余篇，获授权专利7项。以第一作者或唯一作者身份出版《热分析基础》、《热分析实验方案设计与曲线解析概论》、《热重分析 —方法、实验方案设计与曲线解析》等热分析相关著作5部。

为了推动白酒企业智能化建设，促进白酒行业生产方式的转变，提高投配料、量质摘酒、分级入库过程的精细化、数字化，减少人为误差，确保酒的品质，提升优质酒的产率，提高白酒生产质量管控水平，为白酒行业智能化生产提供技术支撑。日前，中国酒业协会团体标准审查委员会发布关于批准白酒智能酿造工厂系列6项团体标准立项的函。相关内容显示，原申请8项目精简合并为6项。根据《中国酒业协会团体标准管理办法（2019修订版）》的规定,经中国酒业协会研究决定,批准中国酒业协会白酒技术创新战略发展委员会作为该标准的牵头单位，组建起草工作组，拟定详细的工作进度和时间表，开展标准的起草和制订等工作。各文件名称及相应的适用范围和主要技术内容如下：白酒智能酿造工厂系列团体标准情况序号标准名称适用范围技术内容1白酒智能酿造工厂 过程质量监控白酒智能工厂各生产过程的操作白酒智能工厂：过程质量监控的操作规程及相关术语2工业互联网 标识解析 白酒酿造 标识编码规范白酒生产车间和采购各相关工艺流程的操作白酒酿造标识编码规范的操作规程及相关术语3白酒工业智能制造成熟度评价实施指南对白酒企业智能制造成熟度水平的评估白酒工业智能制造成熟度评价的操作规程及相关术语4白酒智能酿造投配料 近红外光谱法应用指南应用近红外光谱分析技术于白酒摊凉加曲、投配料工段的操作应用近红外光谱分析技术于白酒摊凉加曲、投配料过程的通用操作规程及相关术语5白酒智能酿造 量质摘酒 红外光谱法应用指南 应用近红外光谱分析技术于白酒摘酒工段的操作应用近红外光谱分析技术于白酒摘酒工段的通用操作规程及相关术语6白酒智能酿造 基酒分级入库 红外光谱法应用指南白酒基酒入库分级等需要快速评估白酒品质的工段应用中红外光谱法于白酒分级基酒入库工段的通用操作规程及相关术语基于此，中国酒业协会白酒技术创新战略发展委员会同时也发布了关于征集白酒智能酿造工厂系列6项团体标准起草单位的通知。通知中明确了起草单位、起草人资格条件： （1）从事白酒相关的技术研发、产品制造、原辅料供应、检验检测以及科研教学或从事设备研发、信息化技术等相关领域；（2）申请人拥有白酒智能化生产技术或研究经验；（3）申请人所在单位具有一定的制造或科研水平，重视标准化工作；（4）愿意承担开展标准化工作所需的资金、技术和人力支持。

中国工商银行表示　　“黄金制品掺假”说法不实(求证探寻喧哗背后的真相)　　权威检测机构未发现知名品牌黄金制品掺假　　“十一”黄金周期间，一条关于“黄金”的传闻在互联网上迅速发酵。有微博称，中国工商银行出售的黄金掺假，同时还质疑国内市场上40%的金条用铱或钨掺假。　　国有商业银行出售的金条是否造假，备受社会关注，也事关银行业乃至国家的声誉。对此，人民日报“求证”栏目记者进行了调查采访。　　疑问一：工行出售的黄金掺假了?　　【回应】 工行表示原料、生产加工、售前、售中各环节都严控产品质量，不会掺假，每根金条都有质量证书 承诺回购　　有微博称，“有人拿着工商银行销售的一公斤黄金，附带证明和发票，拿到金银加工厂出售，经过核实，的确是工商银行出售的，加工厂老板就收了，检验黄金的精确纯度，必须去南京，结果一周后报告来了，该金条掺杂了 铱 ”。　　“这纯属不实之言”，工行贵金属业务部新闻发言人施旭东表示，“工行严格贯彻上海黄金交易所对金条质量控制的标准，品牌金条从原料入库、生产加工、产成品出厂前及销售各个环节都进行了严格的质量控制。”　　据工行方面介绍，在原料环节，工行的黄金原料符合上海黄金交易所的交仓标准，并从上海黄金交易所统一出库 　　在生产加工环节，工行从上海黄金交易所指定的可提供标准金条的生产企业中选择信誉度高、质量控制良好的大型精炼加工企业进行生产，加工企业均获伦敦金银市场协会“可提供标准金锭企业”合格证书，具有良好的信用标准。工行也责成加工企业对整个生产环节执行最为严格的质量控制 　　在售前、售中环节，工行对每个批次的生产金条进行随机抽检，抽样产品全部送经国家计量认证、国家审查认可、国家实验室认可的第三方权威检测机构进行检测，历年检测结果均符合标准。　　施旭东说，工行对每一根金条都出具产品质量证书，对产品的成色、重量和品质进行保证。对已售产品，如果出现因产品成色或重量等原因引起客户投诉，一旦投诉产品经质检机构和工行确认为不合格产品，可根据客户意愿，对投诉产品作换货或退货处理。　　“工行还对已售黄金承诺回购，”施旭东说，“消费者可以在工行200多家网点办理黄金制品回购业务。这些网点分为普通回购网点和综合性回购网点，前者可以回购工行自有品牌的黄金制品，后者除了工行产品外，还可以回购其他企业生产的成色在Au99.0以上的实物黄金产品。综合性回购网点目前有近100家。”　　“如果一家银行的黄金产品掺假，它敢做这样的回购承诺吗?”施旭东说。　　疑问二：南京有检出银行黄金制品掺假吗?　　【回应】 检测机构表示未发现银行黄金制品掺假 省市消协表示未接到相关投诉　　网传检验出工行金条掺杂“铱”的检测机构在南京。据记者调查，南京负责贵金属检测的机构分为国家级、省级和市级机构，其中最权威的是隶属于国家质检总局的国家级贵金属检测机构——国家金银制品质量监督检验中心(南京)。该中心检验室主任杨佩告诉记者，中心检测黄金制品用的是“破坏性的办法”，要过“三道关”。　　第一关，将黄金制品压薄、碾碎，加工成细屑状的粉末。“黄金较软，铱、钨较硬，如果真的在黄金制品中掺了铱、钨，就好比在面团里揉进了沙子，第一关就过不去。再说，黄金是金黄色的，铱、钨是白色的，一加工成细屑状粉末，掺有铱、钨的黄金制品就会 露馅 。”第二关，将细屑状粉末用“王水”溶解。杨佩说，与黄金不同，铱、钨在“王水”中很难溶解。即使掺有铱、钨的黄金制品侥幸混过前两关，还有第三关，就是检测程序。“我们能检测出含量为10-6到10-9(即百万分之一到十亿分之一)的杂质，也就是说，铱、钨只要有一丁点，就能检测出来。”　　国家金银制品质量监督检验中心(南京)是工行黄金制品的送检机构之一。“按照这么严格的检测方法，目前我们没有发现工行的黄金制品中掺杂铱或钨。”杨佩说。　　“我们中心近年检测银行出售的千足金制品较少，且检测结果都合格。”江苏省黄金珠宝检测中心主任朱德茂说。　　记者又采访了南京市消费者协会，据该协会副秘书长钱立根介绍，近年遇到的类似“黄金制品成分不足”的投诉案例，每年大约在十一二件，其中绝大多数是黄金饰品中扣件、连接件出于硬度等原因而纯度不足 没有接到过银行出售的黄金制品成分不足的投诉。“银行出售的黄金制品中，以投资类的为主，装饰类的很少。投资类的黄金制品如金条、金砖等，不存在扣件、连接件 假如银行制品发生 掺假 、 成分不足 ，是很容易被发现、被索赔的，但目前没有接到过这方面的投诉。”钱立根说。　　江苏省消费者协会投诉部门负责人介绍，一般性的投诉多是属地就近解决，情节特别严重的，消费者也会投诉到省消协。对于黄金制品的投诉，这位负责人表示，“最近两年中均没有接到过。”　　疑问三：品牌企业黄金制品可信度高吗?　　【回应】 历年抽查，未发现大品牌黄金制品掺假　　有消息称，黄金市场上有用钨做核心的假金条，国内市场上40%的金条用铱或钨掺假。　　“这是不负责任的说法!”杨佩说，“我们中心一年要检测数十万件黄金制品，检测机器24小时开着，目前没有发现掺杂铱或钨的黄金制品。当然，送到我们这里检测的多为银行、大企业等生产的黄金制品。小企业、小作坊生产的黄金制品即使有用铱或钨掺假我想也是少数。”杨佩说。　　他表示，上世纪末本世纪初时，有个别企业在黄金首饰中掺铱，但很快被质检机构发现。此后仍有极少数企业试图掺铱或钨，但随着检测技术的突飞猛进，这种“不良企图”往往难以得逞。　　同样隶属于国家质检总局的另一家国家级贵金属检测机构——国家金银制品质量监督检验中心(上海)质量负责人陈丁滢说，在黄金制品中掺杂铱或钨的现象虽不能完全排除，但肯定达不到40%的比例。“从我们历年监督抽查的情况看，没有发现大的知名品牌的黄金制品掺杂铱或钨。”　　杨佩和朱德茂建议，消费者在黄金消费时应当选购银行、大企业生产的黄金制品，在正规销售场所购买，并索要质量证书等相关证明。　　疑问四：黄金“生锈”是因掺假吗?　　【回应】 高纯度金不易生锈，但遇到硫化物、汞和铅等会有变色现象　　网络传言还引发网友对千足金福娃、贺岁金条等纯金制品生锈的质疑，认为黄金变色是因为掺假。　　朱德茂介绍，按照国家标准金制品的纯度，有高纯度金(千足金、足金)以及低纯度金(22K金、18K金、14K金、9K金)，纯金制品只是理论纯度。金属氧化称为生锈，而黄金化学性质稳定，不易被氧化，故高纯度金不易生锈。但会有变色现象，遇汞或铅会变色，人体的汗液或体液酸性过高以及化妆品内的某些化学元素也会使得金饰品变色。另外，压制的金饰品或成品，因压制磨具(贱金属铜、铁、锌等)的残留(极其微量)也会使其变色。以前的千足金福娃、贺岁金条生锈有可能是压制磨具的残留使其变色，也可能是其他金属元素氧化而变色，但生产工艺不当致色变是主要原因。　　据位于南京市中心的宝庆银楼一位江姓鉴定师介绍，黄金具有耐腐蚀性，在空气质量不好或者其他情况下，黄金制品遇到汞，容易出现白色的斑点 遇到硫化物，容易出现棕红色的斑点。“但是这些不是真正的生锈。”她介绍说，“这些斑点都是可以清洗掉的。”

玉兔二号巡视器已在月球表面工作超过40个月昼，其搭载的红外成像光谱仪（VNIS）随着巡视器的行走路线已测得多个位置的红外成像光谱数据。VNIS是用于研究着陆区月壤和月表岩石成分并追溯其来源的主要方法。然而，太空风化、颗粒大小与多次散射、仪器的光谱响应和观测条件等因素均会影响光谱特征，并导致由月球表面光谱数据计算得到的矿物成分存在较大不确定性。　　为了定量评估不同 VNIS 数据处理方法的可靠性，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室博士生常睿在导师研究员杨蔚、副研究员林红磊的指导下，选择一块矿物组成与月球高地岩石相似的苏长-辉长岩进行光谱地面验证实验（图1）。地面验证实验研究的岩石（CR-1）由扫描电镜测得其实际矿物模式含量为12.9%橄榄石、35.0%辉石和52.2%斜长石。为了更准确计算CR-1的光谱结果，研究者将CR-1中的橄榄石、低钙辉石、高钙辉石和斜长石从岩石样品中研磨并分选出来，由地物光谱仪（TerraSpec-4，ASD）测得各单矿物的可见-近红外光谱结果（图2a），单矿物均具有各自的光谱吸收特征。由VNIS鉴定件测得的CR-1的光谱在971（±1）nm和1957（±8）nm波段处表现出明显的吸收特征（图2b）。该吸收特征与玉兔二号巡视器上VNIS在第3月昼探测到的岩石吸收特征相似。CR-1的VNIS光谱用Hapke模型计算出样品中矿物模式含量为7.5%橄榄石、39.3%辉石和53.2%斜长石，与其真实结果在误差范围内一致。　　根据该研究中数据处理方法并结合Yang et al.（2020）对嫦娥四号月表数据的光度校正，玉兔二号巡视器在第3月昼探测到的岩石更准确的矿物模式含量应为11.7%橄榄石、42.8%辉石和45.5%斜长石。巡视器在第26月昼又发现一块状月表岩石，其光谱吸收特征与第3月昼发现的岩石类似，其中矿物模式含量为3.2%橄榄石、24.6%辉石和72.2%斜长石。两月表岩石在“斜长岩-苏长岩-橄长岩”（Anorthosite-Norite-Troctolite, ANT）体系中均属于苏长岩范畴（图3）(Heiken G, 1991)，意味着嫦娥四号着陆区月壤下的岩层主要为ANT岩石。玉兔二号巡视器在第26月昼探测到的岩石含有更多的斜长石，并且更接近平均月壳的矿物组成。　　综上所述，嫦娥四号着陆区域的月球表面存在苏长质和斜长质的石块，分别代表了撞击熔融池中快速结晶形成的物质与平均月壳的成分。一方面，有撞击事件将月壤下伏层位物质挖掘至月球表面，这些被挖掘出来的物质具有南极艾特肯盆地（the South Pole Aitken, SPA）熔融池结晶深成岩的特征。另一方面，形成于SPA大撞击事件前的初始月壳物质也可以保留在SPA中。　　相关研究成果发表在Remote Sensing上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项，中科院重点部署项目，中科院创新交叉团队，国家航天局民用航天预先研究项目以及中科院地质与地球物理研究所重点部署项目的资助。图1.（a）嫦娥四号第3月昼探测的月表岩石图像；（b）月表岩石的光谱探测状态（黄色圆圈代表近红外波段光谱探测视场）；（c）本研究地面验证实验使用的岩石（CR-1）图2.（a）CR-1中单矿物可见-近红外光谱；（b）嫦娥四号第3月昼所测岩石与CR-1的VNIS测得光谱图3.嫦娥四号测得月表岩石中橄榄石-辉石-斜长石矿物组成分布（Heiken G, 1991）。图中标注了月球样品采样点，例如：A-11是Apollo 11，L-16是Luna 16，（H）和（M）分别表示高地和月海月壤

摘要晶圆表面缺陷检测在半导体制造中对控制产品质量起着重要作用，已成为计算机视觉领域的研究热点。然而，现有综述文献中对晶圆缺陷检测方法的归纳和总结不够透彻，缺乏对各种技术优缺点的客观分析和评价，不利于该研究领域的发展。本文系统分析了近年来国内外学者在晶圆表面缺陷检测领域的研究进展。首先，介绍了晶圆表面缺陷模式的分类及其成因。根据特征提取方法的不同，目前主流的方法分为三类：基于图像信号处理的方法、基于机器学习的方法和基于深度学习的方法。此外，还简要介绍了代表性算法的核心思想。然后，对每种方法的创新性进行了比较分析，并讨论了它们的局限性。最后，总结了当前晶圆表面缺陷检测任务中存在的问题和挑战，以及该领域未来的研究趋势以及新的研究思路。1.引言硅晶圆用于制造半导体芯片。所需的图案是通过光刻等工艺在晶圆上形成的，是半导体芯片制造过程中非常重要的载体。在制造过程中，由于环境和工艺参数等因素的影响，晶圆表面会产生缺陷，从而影响晶圆生产的良率。晶圆表面缺陷的准确检测，可以加速制造过程中异常故障的识别以及制造工艺的调整，提高生产效率，降低废品率。晶圆表面缺陷的早期检测往往由经验丰富的检测人员手动进行，存在效率低、精度差、成本高、主观性强等问题，不足以满足现代工业化产品的要求。目前，基于机器视觉的缺陷检测方法[1]在晶圆检测领域已经取代了人工检测。传统的基于机器视觉的缺陷检测方法往往采用手动特征提取，效率低下。基于计算机视觉的检测方法[2]的出现，特别是卷积神经网络等神经网络的出现，解决了数据预处理、特征表示和提取以及模型学习策略的局限性。神经网络以其高效率、高精度、低成本、客观性强等特点，迅速发展，在半导体晶圆表面缺陷检测领域得到广泛应用。近年来，随着智能终端和无线通信设施等电子集成电路的发展，以及摩尔定律的推广，在全球对芯片的需求增加的同时，光刻工艺的精度也有所提高。随着技术的进步，工艺精度已达到10纳米以下[5]。因此，对每个工艺步骤的良率提出了更高的要求，对晶圆制造中的缺陷检测技术提出了更大的挑战。本文主要总结了晶圆表面缺陷检测算法的相关研究，包括传统的图像处理、机器学习和深度学习。根据算法的特点，对相关文献进行了总结和整理，对晶圆缺陷检测领域面临的问题和挑战进行了展望和未来发展。本文旨在帮助快速了解晶圆表面缺陷检测领域的相关方法和技能。2. 晶圆表面缺陷模式在实际生产中，晶圆上的缺陷种类繁多，形状不均匀，增加了晶圆缺陷检测的难度。在晶圆缺陷的类型中，无图案晶圆缺陷和图案化晶圆缺陷是晶圆缺陷的两种主要形式。这两类缺陷是芯片故障的主要原因。无图案晶圆缺陷多发生在晶圆生产的预光刻阶段，即由机器故障引起的晶圆缺陷。划痕缺陷如图1a所示，颗粒污染缺陷如图1b所示。图案化晶圆缺陷多见于晶圆生产的中间工序。曝光时间、显影时间和烘烤后时间不当会导致光刻线条出现缺陷。螺旋激励线圈和叉形电极的微纳制造过程中晶圆表面产生的缺陷如图2所示。开路缺陷如图2 a所示，短路缺陷如图2 b所示，线路污染缺陷如图2 c所示，咬合缺陷如图2d所示。图1.（a）无图案晶圆的划痕缺陷；（b）无图案晶圆中的颗粒污染。图2.（a）开路缺陷，（b）短路缺陷，（c）线路污染，以及（d）图案化晶圆缺陷图中的咬合缺陷。由于上述晶圆缺陷的存在，在对晶圆上所有芯片进行功能完整性测试时，可能会发生芯片故障。芯片工程师用不同的颜色标记测试结果，以区分芯片的位置。在不同操作过程的影响下，晶圆上会产生相应的特定空间图案。晶圆图像数据，即晶圆图，由此生成。正如Hansen等在1997年指出的那样，缺陷芯片通常具有聚集现象或表现出一些系统模式，而这种缺陷模式通常包含有关工艺条件的必要信息。晶圆图不仅可以反映芯片的完整性，还可以准确描述缺陷数据对应的空间位置信息。晶圆图可能在整个晶圆上表现出空间依赖性，芯片工程师通常可以追踪缺陷的原因并根据缺陷类型解决问题。Mirza等将晶圆图缺陷模式分为一般类型和局部类型，即全局随机缺陷和局部缺陷。晶圆图缺陷模式图如图3所示，局部缺陷如图3 a所示，全局随机缺陷如图3b所示。全局随机缺陷是由不确定因素产生的，不确定因素是没有特定聚类现象的不可控因素，例如环境中的灰尘颗粒。只有通过长期的渐进式改进或昂贵的设备大修计划，才能减少全局随机缺陷。局部缺陷是系统固有的，在晶圆生产过程中受到可控因素的影响，如工艺参数、设备问题和操作不当。它们反复出现在晶圆上，并表现出一定程度的聚集。识别和分类局部缺陷，定位设备异常和不适当的工艺参数，对提高晶圆生产良率起着至关重要的作用。图3.（a）局部缺陷模式（b）全局缺陷模式。对于面积大、特征尺寸小、密度低、集成度低的晶圆图案，可以用电子显微镜观察光刻路径，并可直接进行痕量检测。随着芯片电路集成度的显著提高，进行芯片级检测变得越来越困难。这是因为随着集成度的提高，芯片上的元件变得更小、更复杂、更密集，从而导致更多的潜在缺陷。这些缺陷很难通过常规的检测方法进行检测和修复，需要更复杂、更先进的检测技术和工具。晶圆图研究是晶圆缺陷检测的热点。天津大学刘凤珍研究了光刻设备异常引起的晶圆图缺陷。针对晶圆实际生产过程中的缺陷，我们通过设备实验对光刻胶、晶圆粉尘颗粒、晶圆环、划痕、球形、线性等缺陷进行了深入研究，旨在找到缺陷原因，提高生产率。为了确定晶圆模式失效的原因，吴明菊等人从实际制造中收集了811,457张真实晶圆图，创建了WM-811K晶圆图数据集，这是目前应用最广泛的晶圆图。半导体领域专家为该数据集中大约 20% 的晶圆图谱注释了八种缺陷模式类型。八种类型的晶圆图缺陷模式如图4所示。本综述中引用的大多数文章都基于该数据集进行了测试。图4.八种类型的晶圆映射缺陷模式类型：（a）中心、（b）甜甜圈、（c）边缘位置、（d）边缘环、（e）局部、（f）接近满、（g）随机和（h）划痕。3. 基于图像信号处理的晶圆表面缺陷检测图像信号处理是将图像信号转换为数字信号，再通过计算机技术进行处理，实现图像变换、增强和检测。晶圆检测领域常用的有小波变换（WT）、空间滤波（spatial filtering）和模板匹配（template matching）。本节主要介绍这三种算法在晶圆表面缺陷检测中的应用。图像处理算法的比较如表1所示。表 1.图像处理算法的比较。模型算法创新局限小波变换 图像可以分解为多种分辨率，并呈现为具有不同空间频率的局部子图像。防谷物。阈值的选择依赖性很强，适应性差。空间滤波基于空间卷积，去除高频噪声，进行边缘增强。性能取决于阈值参数。模板匹配模板匹配算法抗噪能力强，计算速度快。对特征对象大小敏感。3.1. 小波变换小波变换（WT）是一种信号时频分析和处理技术。首先，通过滤波器将图像信号分解为不同的频率子带，进行小波分解 然后，通过计算小波系数的平均值、标准差或其他统计度量，分析每个系数以检测任何异常或缺陷。异常或缺陷可能表现为小波系数的突然变化或异常值。根据分析结果，使用预定义的阈值来确定信号中的缺陷和异常，并通过识别缺陷所在的时间和频率子带来确定缺陷的位置。小波分解原理图如图5所示，其中L表示低频信息，H表示高频信息。每次对图像进行分解时，图像都会分解为四个频段：LL、LH、HL 和 HH。下层分解重复上层LL带上的分解。小波变换在晶圆缺陷特征的边界处理和多尺度边缘检测中具有良好的性能。图5.小波分解示意图。Yeh等提出了一种基于二维小波变换（2DWT）的方法，该方法通过修正小波变换模量（WTMS）计算尺度系数之间的比值，用于晶圆缺陷像素的定位。通过选择合适的小波基和支撑长度，可以使用少量测试数据实现晶圆缺陷的准确检测。图像预处理阶段耗费大量时间，严重影响检测速度。Wen-Ren Yang等提出了一种基于短时离散小波变换的晶圆微裂纹在线检测系统。无需对晶圆图像进行预处理。通过向晶圆表面发射连续脉冲激光束，通过空间探针阵列采集反射信号，并通过离散小波变换进行分析，以确定微裂纹的反射特性。在加工的情况下，也可以对微裂纹有更好的检测效果。多晶太阳能硅片表面存在大量随机晶片颗粒，导致晶圆传感图像纹理不均匀。针对这一问题，Kim Y等提出了一种基于小波变换的表面检测方法，用于检测太阳能硅片缺陷。为了更好地区分缺陷边缘和晶粒边缘，使用两个连续分解层次的小波细节子图的能量差作为权重，以增强每个分解层次中提出的判别特征。实验结果表明，该方法对指纹和污渍有较好的检测效果，但对边缘锋利的严重微裂纹缺陷无效，不能适用于所有缺陷。3.2. 空间过滤空间滤波是一种成熟的图像增强技术，它是通过直接对灰度值施加空间卷积来实现的。图像处理中的主要作用是图像去噪，分为平滑滤镜和锐化滤镜，广泛应用于缺陷检测领域。图6显示了图像中中值滤波器和均值滤波器在增加噪声后的去噪效果。图6.滤波去噪效果图：（a）原始图像，（b）中值滤波去噪，（c）均值滤光片去噪。Ohshige等提出了一种基于空间频率滤波技术的表面缺陷检测系统。该方法可以有效地检测晶圆上的亚微米缺陷或异物颗粒。晶圆制造中随机缺陷的影响。C.H. Wang提出了一种基于空间滤波、熵模糊c均值和谱聚类的晶圆缺陷检测方法，该方法利用空间滤波对缺陷区域进行去噪和提取，通过熵模糊c均值和谱聚类获得缺陷区域。结合均值和谱聚类的混合算法用于缺陷分类。它解决了传统统计方法无法提取具有有意义的分类的缺陷模式的问题。针对晶圆中的成簇缺陷，Chen SH等开发了一种基于中值滤波和聚类方法的软件工具，所提算法有效地检测了缺陷成簇。通常，空间过滤器的性能与参数高度相关，并且通常很难选择其值。3.3. 模板匹配模板匹配检测是通过计算模板图像与被测图像之间的相似度来实现的，以检测被测图像与模板图像之间的差异区域。Han H等从晶圆图像本身获取的模板混入晶圆制造工艺的设计布局方案中，利用物理空间与像素空间的映射，设计了一种结合现有圆模板匹配检测新方法的晶圆图像检测技术。刘希峰结合SURF图像配准算法，实现了测试晶圆与标准晶圆图案的空间定位匹配。测试图像与标准图像之间的特征点匹配结果如图7所示。将模式识别的轮廓提取技术应用于晶圆缺陷检测。Khalaj等提出了一种新技术，该技术使用高分辨率光谱估计算法提取晶圆缺陷特征并将其与实际图像进行比较，以检测周期性2D信号或图像中不规则和缺陷的位置。图7.测试图像与标准图像之间的特征点匹配结果。下接：晶圆表面缺陷检测方法综述【下】

2014年3月29日，深圳市朗诚实业有限公司总裁朱伟胜率朗诚化学分析技术事业部技术总监陈总威、销售总监郭树松等相关负责人到访意大利Systea公司，并进行技术交流活动。 意大利Systea公司是湿化学分析仪器行业的佼佼者，总经理Pompeo先生对朗诚客人的到访表示热烈欢迎，Pompeo先生对朱总的合作精神和技术创新理念表示钦佩，近八年的成功合作，真诚地对朱总一行表示，朗诚公司是Systea公司可信任的合作伙伴。 Pompeo先生首先向朱总一行介绍了Systea公司近期在连续流动化学分析技术上所取得的突破性进展，主要是LED+F技术、超长流通池技术、计算机融入通道技术。以上相关技术的突破，不仅进一步方便了操作者日常分析工作，更为重要的是增强了检测器的稳定性，提高了分辨率，从而实现超微量样品，甚至痕量样品的快速检测，有关技术甚至代表了世界最高水平。Pompeo先生隆重介绍了Systea公司新一代连续流动化学分析仪--- FlowChem，该型号是在FlowSys的基础上，进一步加强了泵动力系统、提高了检测器的分辨率，完善了数据处理系统的能力，能满足高要求分析检测工作的需要。 朱总表示，感谢Systea公司对朗诚公司多年来的支持与信任，作为Systea公司中国技术服务中心及新一代全自动连续流动化学分析仪FlowChem的中国总代理商，将一如既往地支持Systea公司在中国发展业务，互利共赢。

春节小长假已结束小伙伴们要开启新的奋斗目标啦小菲为大家带来新鲜出炉的学习计划今年初步设定还有8堂课线上线下都可以学习！！！想提升热成像技能的菲粉们可根据时间选择合适的课程哦~2024年ITC红外培训课程表课程日期地点课程标准3月11-15日上海线下一级ISO 标准4月22-25日上海线上一级ASNT标准6月3-7日上海线下一级ISO 标准7月15-19日上海线下一级ISO 标准8月26-30日上海线下一级ISO 标准10月14-18日上海线下一级ISO 标准11月11-14日上海 线上一级ASNT标准12月23-27日上海线下一级ISO 标准想成为进阶红外热像师、热像分析师的各行业技术人员的小伙伴可根据以上课程表选择合适的课程全神贯注，集中学习初学者也能化身为专业红外热像师哦~ITC红外培训，是一大红外技术培训和国际认证的提供者。凭借国际上权威的红外培训课程，在全球30几个国家设有培训基地，遍布欧洲、中东、非洲、亚太和拉丁美洲等地，是一家通过ISO9001:2000质量管理标准认证的培训中心。无论是线上课程，还是线下课程，ITC红外培训都严格按照标准授课，力求让每个学员都能学到“真东西”！线上授课：适合距离远，时间有限的学员ITC红外培训线上课程将通过微软Teams的线上会议进行实时交互式指导，所有在线课程均由专业的ITC讲师实时授课，学员们通过现场演示、小组讨论和问答环节参与其中。线上培训课程仅需4天，非常适合时间有限，距离上海较远且想要提升热成像能力的各行业技术人员。相比线下课程，线上课程几乎消除了所有二次成本（旅行、酒店、膳食、员工停工时间等）。培训完成后通过考试的同学，将会获得ITC全球培训官网自动生成的电子档证书，证书有效期为4年。线下指导：适合精力充沛，致力实操的学员线下是为期五天的课程，其重点在实训阶段，简要介绍热成像的基本原理后，学员即可进入实训阶段。课程包含各种练习，讲师对热图、草图和简要图标进行分析，以描述性的方式对理论部分进行阐述，包括实验动手环节，无论从热像仪的操作，到 FLIR 测温软件，报告软件的PC端使用，都会全方位的覆盖。实训部分的课程重点将放在红外测量技巧，以及发射率和反射表象温度对测量结果的影响上。我们会安排您对实际设备进行测量，您将了解到如何、何时使用定性和定量测量的热成像技术。培训完成后，将进行一场考试，考试内容分为单项选择题和热图分析题，合格即可获得ITC一级证书。想要成为全能型热像师的小伙伴可以选择适合的时间择优报名2024年还剩下6场线下课程和2场线上课程菲粉们可根据自身条件选择当然，除以上培训课程外在全国任何地方有红外培训需求只要学员数量满足15人并且不和以上时间表相冲突我们都可以安排专业导师开班授课哦~小班教学、名师授课理论+实践综合性学习零基础学员也能轻松掌握

春节小长假已结束小菲为大家带来新鲜出炉的学习计划今年共有7场课程想提升热成像技能的菲粉们可根据时间选择合适的课程哦~2022年ITC红外培训课程表时间地点课程2月28日 - 3月4日上海一级4月11日 - 15日上海一级5月16日 - 20日上海一级7月04日 - 08日上海一级8月22日 - 26日上海一级10月17日 - 21日上海一级12月12日 - 16日上海一级想成为进阶红外热像师、热像分析师的各行业技术人员的小伙伴可根据以上课程表选择合适的课程报名参加ITC红外培训5天时间就可以从技能小白成功化身为红外热像师哦~国际培训，因地制宜ITC红外培训ITC红外培训，是全球一大红外技术培训和国际认证的提供者。凭借国际上最权威的红外培训课程，在全球30几个国家设有培训基地，遍布欧洲、中东、非洲、亚太和拉丁美洲等地，是全球一家通过ISO9001:2000质量管理标准认证的培训中心。ITC红外培训是针对红外热成像行业的职业培训，提供红外热成像所有领域的培训课程，以及国际认证与再认证。包括：ITC一级、ITC二级、ITC三级红外热像技术认证培训。目前，中国主要是ITC红外一级培训，其针对红外热像仪的新用户，主要关注热像仪在各类状态监控、可靠性维护和楼宇节能等应用。完成所有培训课程要求和热成像实地作业的学员将获得ITC一级证书，非常适合毫无经验的学员哦~多种行业，均可参加ITC红外培训由于温度这个决定性的因素，测温工作在现代化社会中变得极其重要，菲力尔公司的热像设备在军事、安防、机械、电气、医疗、建筑、兽医等，甚至家用领域都有广泛的应用场景，因此ITC培训的范围非常广，几乎和温度相关的行业都覆盖。在ITC红外培训中，机电系统、楼宇和屋顶应用、光学气体成像、加热炉检查以及研发课程等，应有尽有。ITC认证培训课程包括了全面的实验室动手实践和研讨会，旨在让学员参与其中，加入挑战！讲师手把手教学ITC红外培训ITC讲师是在全球相关行业拥有丰富经验的培训人员和热像师，拥有ASNT、EPRI、EN、BINDT和ISO资质，他们丰富的知识与经验将带你更好地领悟红外世界！中国区讲师是拥有6年+的技术培训生涯的孙裕（Neo）老师，他持有ITC一级和二级证书，理论和实操经验都非常丰富！热像技能，皆可掌握ITC红外培训完成ITC红外培训后，你将获得以下技能：★ 提高解释热图的能力，利用测温数据的历史纪录做出趋势分析；★ 在创建红外检测报告时，学习使用最恰当的技术；★ 学会区分真正的热点和虚假的热点，以避免出现代价高昂的错误；★ 满足许多雇主和客户要求的认证、培训和质量标准；★ 结合热力学和红外电磁辐射的知识在各行各业中，更好地使用红外热像仪。颁发证书，专业认可ITC红外培训为期五天的课程，其重点在实训阶段，简要介绍热成像的基本原理后，您即可进入实训阶段。课程包含各种练习，讲师对热图、草图和简要图标进行分析，以描述性的方式对理论部分进行阐述。实训部分的课程重点将放在红外测量技巧，以及发射率和反射表象温度对测量结果的影响上。我们会安排您对实际设备进行测量，您将了解到如何、何时使用定性和定量测量的热成像技术。培训完成后，将进行一场考试，考试内容分为单项选择题和热图分析题，合格即可获得ITC一级证书。时间可控，咨询报名ITC红外培训2022年共计划7场课程菲粉们可根据自身条件选择合适的课程当然，除以上培训课程外在全国任何地方有红外培训需求只要学员数量满足15人并且不和以上时间表相冲突我们都可以安排专业导师开班授课哦~想要学习热成像理论和实践的小伙伴春节假期已结束新的一年我们要「支棱起来」~积极提升自我的专业技能熟练掌握红外热成像知识才能在未来的事业中站稳脚跟ITC红外培训采用小班授课名额有限，先到先得呀~

4日上午十二届全国人大三次会议新闻发布会在人民大会堂新闻发布厅举行，大会发言人傅莹就大会议程和人大工作相关的问题回答中外记者的提问。 记者提问：今年被称为“史上最严”的环保法已正式实施，环保部长也于目前正式上任，大气污染防治法也在修订过程中。这些都让民众对2015年如何治理雾霾充满了期待。实际上不仅是空气，土壤和水的污染也备受关注。请问发言人，您认为新环保法能解决这些问题吗？全国人大今年会有什么措施保障环保法的实施？谢谢。 傅莹表示：我国可以说是以超快速度进入工业化，同时也是以超快速度造成了环境透支。现在环境问题已经成了社会上最关注的大事，党中央、国务院也高度重视，全国人大常委会经过四次审议，出台了新环保法，这个环保法被称之为“史上最严环保法”，是“有牙齿”的环保法，对污染“零容忍”，惩治措施非常严格。 比如说，对违法企业可以采取按日计罚，可以查封、扣押，甚至责令限产停产移送拘留，对监管失职的行政人员还可以做出行政问责，但是光有严格的法律是不够的。全国人大及其常委会在制定这部法律的过程中，多次派执法检查小组到全国各地去检查调研，了解为什么法律条文得不到实施？为什么有法不依？在这样一个基础上制定的这部法律，确实是考虑到了各方面情况，但是能不能执行下去，要看大家能不能齐心协力。 环保法执行过程中，人民群众的参与和监督也是非常重要的。在环保法中为公众的参与和监督提供了制度保障，专门新增了一个章节，集中规定信息公开和公益参与，要求政府、部门、企业依法公开环境信息，为公民个人、组织参与环境监督提供程序便利。 环境保护法是一部综合的法律，仅有这部法是不够的，现在我们正在对大气污染防治法进行修改，一系列相关的法律都要“动大手术”。还有水污染防治法，今年我国要进行执法检查和专题询问，在这个基础上，要开始修改。另外，土壤污染的问题也是相当突出的。在土壤污染的调研当中，我们发现这个问题更复杂，它是有很多直接原因、间接原因纠缠在一起的一个难题。目前我国还没有一部专门的土壤污染防治法律，所以在调查研究的基础上，要下决心定一部法律专门针对解决土壤污染的问题。 总之，这个问题不是那么简单的，也不是能够轻易解决的，但是决心是有的，而且无论是我党、全国人大、人民政府、社会方方面面，大家的看法非常一致，希望大家能够齐心协力，从个人做起，从企业做起，从整个国家做起，能够尽快治理好环境，能够找回蓝天白云。谢谢。

这种方法允许同时对多个参数进行快速无损地分析近红外分析是基于样品中分子对近红外辐射（800 nm-2500 nm）的响应。当近红外光照射到样品上，要么被样品吸收，要么就发生散射，从而产生了能够反映样品物理性质和化学组成的光谱。近红外是一种间接的测量方式，必须借助于传统的标准化学分析方法的结果建立标定模型。采用化学计量学建立的模型可以用来分析混合物或者天然产物中物质的含量，如谷物和肉类。同时标定自身的数据丰富广泛，在日常检测时非常快速高效。优化近红外分析的小技巧1保持样品的一致性分析的样品应和标定在建模时使用的样品有相同的特性。例如，建模时使用小麦中蛋白质数据所建立的标定就不适用于其它谷物中蛋白质的分析。由于水分和样品颗粒大小也会影响近红外光谱，所以也要保证样品采用相同的处理方式。2校正样品均匀覆盖全部范围特别重要的一点是，建模时选取具有代表性的样品并使得参考值均匀地分布在日常检测所期望的范围内。例如，少量且数值相近的样品建立的模型就无法对一个变化较大的属性给出准确的预测结果。主成分分析（PCA）是一个有效的对比样品差异性的统计工具。3关注参考值可靠的近红外标定依赖参考值。如凯氏定氮测蛋白、索氏提取测脂肪这些参考方法有助于近红外分析得到准确的结果。这些参考方法在整个近红外方法建立过程中都应保持不变，因为不同的分析方法的准确性和精密的都有所区别。考虑这些方法的标准误差和测量不确定度，应为每项属性保留一份当前参考方法的记录。4使用近红外以辅助参考方法使用近红外方法，您能从批量化的检测中获益。专为离线和旁线设计的近红外分析仪器可以分别安装在实验室或生产部门，作为像凯氏定氮仪、脂肪提取器、色谱系统和滴定等传统分析仪器的补充。下述的例子就展示了使用近红外对节省分析支出的贡献：回报实例每天 10 个实验室样品可以节约花费月 15 欧元，一年以 200 天计算共节省 30000 欧元。假如一台近红外光谱仪的售价在 40000 欧元，只需1年就投资就能收获回报。获得额外的收益。试剂溶液以及其它相关实验耗材的使用量都显著地减少，近红外分析在极大地节约成本的同时还保证了安全性。此外，由于近红外分析速度的优势还能提升实验室的效率。步琦解决方案ProxiMate™ 是一台适合放置在产线旁的设备，它拥有 IP69 认证且支持触控，即使戴着手套也不会影响操作，具有强大且稳定的性能。不仅能够使用仪器提供的校准模型，而且也可使用整合在仪器中的自动校准 AutoCal 功能，轻松建立您的专属模型。步琦解决方案的更多信息：https://www.buchi.com/zh/products/instruments/proximate寻找更多有关我们近红外产品的信息：https://www.buchi.com/zh/knowledge/applications

据报道，武汉三名女婴怀疑喝了圣元奶粉导致性早熟，虽然圣元营养食品有限公司(下称“圣元公司”)发表声明否认是因奶粉致性早熟，但随后在江西、山东和广东湛江均发现有女婴出现性早熟或男婴雌激素超标，家长申请奶粉检测时却遭到质检机构拒绝。　　汉三女婴性早熟　　据报道，武汉三名女婴去医院检查身体时，医生发现她们体内的雌激素已经达到了成年女性的水平，医生建议家长立即停用正在喝的奶粉，而巧合的是，这三名女婴都是服用同一个品牌的奶粉——圣元奶粉。与此同时，江西省奉新县10个月大女婴、山东省临沂市8个月大女婴出现早熟症状，另有广东湛江3个月大男婴雌激素检测超标，他们均自出生就喝所涉品牌奶粉。　　“奶牛可能使用过激素”　　前日，圣元公司发表公开信，表示其产品不存在添加任何“激素”等违规物质的行为。　　对此，素有“乳品业大炮”之称的中国奶协原常务理事王丁棉此前接受记者采访时表示，建议记者对原奶生产环节进行调查。他认为，奶粉中含激素的情况以往很少见。“如果有问题可能也是出现在奶牛产奶的这个环节，因为不排除有养殖者使用激素以提高奶牛的产量。”　　圣元将起诉两家媒体　　圣元公关经理张迎玖表示，目前圣元公司已经委托著名国际和国内律师事务所对最先刊播此事的两家媒体提起上诉，指控两家媒体断章取义，编造奶粉导致性早熟的谎言，扰乱社会视听，蒙骗不明真相的消费者，抹黑中国著名品牌公司，严重干扰企业正常经营。

用无人机搭载总辐射表估算反照率的新方法背景康奈尔大学Goodale & Fahey Labs博士生夏洛特利维（Charlotte Levy）和无人机成像服务公司的马丁拉坎斯（Martin LaChance）认为，了解全球气候变化是一个复杂的过程，因为难以测量的变量的微小变化可能会对全球范围产生重大影响。反照率是表面反射率的一种量度。当一个表面反射太阳能，而不是吸收它作为热量，它可以导致局部和全球的主要冷却。想想夏季乘坐白色汽车和黑色汽车的区别。表面反射的能量从来没有机会加热汽车内部。反照率在不同的表面上会有很大的差异（想想雪地或森林景观），导致辐射平衡在气候上的显著差异。 可用反照率数据的有限分辨率全球反照率和土地利用模式的研究通常依赖于宽带卫星反照率产品的估计。然而，最常用的反照率数据集，MODIS双向反射分布函数（BRDF）、最低点BRDF调整反射率（NBAR）和反照率产品（MCD43）具有500米的空间分辨率限制，尽管生态社区声称需要更高分辨率的产品。对反照率进行更全面估计的尝试有多种形式，并且有其自身的局限性。全国各地的固定塔允许对反照率随时间的变化进行精细量化，但其覆盖很小，可能无法准确表示较大地块的变化。利用无人机测量反照率的新方法我们开发了一种估算反照率的新方法，该方法提高了使用轻型低空无人机（UAV，也称为无人机）进行测量的灵活性和可承受性。随着这项技术的发展和联邦使用法规的放松，无人机越来越多地被视为粗分辨率卫星估算和特定地点地面测量之间的折衷方案。最近对联邦航空局法规的调整使无人机技术比以往任何时候都更容易获得，现在它为反照率估计提供了一个可行的工具。 测量设备短波宽带反照率的测量是使用Kipp&Zonen CMP6和CMP3总辐射表收集的。入射的全球短波辐射由CMP6测量，CMP6安装在9米伸缩桅杆的顶部，并由Kipp&Zonen METEON数据记录器记录。向下的CMP3被固定在定制无人机的底部，由机动框架调平，数据由另一个仪表记录。将固定向上CMP6总辐射表的桅杆放置在起飞位置，距离向下CMP3的最终测量点约200m，由无人机固定在离地面120m的位置。反照率计算为两台总辐射表测量的入射和反射辐射的第三十二次平均值之间的比率。该地点是纽约州立大学海贝纪念森林附近的一个研究地点，位于塔利镇附近。该无人机于2016年7月27日进行了多次飞行，飞行时间约为12分钟。在太阳正午（13:11）前后的五次飞行中，无人驾驶飞机在指定的纬度和经度以及指定的120米高度处飞行。根据本地观测和总入射太阳辐射值低于选定阈值750W/m2的情况，消除了干扰云层的观测。 用无人机进行的第一次试验是有前途的飞行证明，无人机安装的总辐射表能够对反射的太阳辐射进行一致的测量，得到的反照率值与类似林分的文献一致。据我们所知，无人机的反照率测量以前没有成功进行过；然而，它们提供了一个重要的机会，可以在广阔的空间范围内进行灵活的测量。虽然塔楼的最大可视区域有限，需要广泛的基础设施，且仅限于单个地理点，无人机测量可能允许对各种地表类型的反照率进行详细表征，可用于验证卫星估计或表征卫星估计无法充分捕捉的条件；例如，临时树冠积雪覆盖，或生物质作物林分的反照率差异。

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题 高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！二维相关红外光谱分析技术在高分子表征中的应用Applications of Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy in the Characterization of Polymers本文作者：侯磊，武培怡 作者机构：东华大学化学化工与生物工程学院,上海,201620作者简介：武培怡，男，1968年生. 1985年，南京大学化学系获学士学位，1998年，德国ESSEN大学获博士学位. 1998~2000年在日本触媒研究中心从事研究工作，2000~2017年任复旦大学高分子科学系教授，2017年起任东华大学化学化工与生物工程学院教授. 2001年入选上海市科委启明星计划、上海市教委曙光计划，2003年入选上海市科委白玉兰科技人才计划，2004年入选上海市科委启明星跟踪计划，获得国家杰出青年基金资助、上海市引进海外高层次留学人员专项资金资助，2005年度入选教育部首届新世纪人才计划，2007年入选上海市优秀学科带头人计划，2016年入选英国皇家化学会会士，2017年获陶氏化学“Dow Innovation Challenge Award”. 主要研究方向包括二维相关光谱在聚合物体系中的应用、智能仿生材料、聚合物功能膜等.摘要二维相关光谱作为一种先进的光谱分析方法，具有提高谱图分辨率、解析动态过程等优势，近来在高分子表征中引起了越来越多的关注. 高分子体系涉及了丰富的相互作用和复杂的结构，分子光谱是常用的表征手段，而借助二维相关光谱分析技术，能够有效识别精细结构、判别动态变化机制，从而显著丰富和完善分析结果. 本文重点围绕二维相关红外光谱，简述了发展历史和基本原理，随后结合实际过程，介绍了相关实验和分析技巧，最后列举了其在高分子表征中的典型应用，展示了二维相关红外光谱分析的特点，具体涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散、天然高分子的结构表征等研究. 希望通过本文的介绍，能够帮助读者更好地理解二维相关光谱，进一步拓展其在高分子领域中的应用.AbstractTwo-dimensional correlation spectroscopy (2Dcos) is an advanced analysis method, which holds great advantages in improving spectral resolutions and interpreting dynamic processes, and has attracted great attention in the field of polymers. Molecular spectroscopy is frequently applied in the characterization of polymers, which involves abundant molecular interactions and complex structures. Under the help of 2Dcos analysis, fine structures as well as dynamic mechanisms within the polymer systems can be effectively identified, thus significantly enriching and improving the analysis results. In this paper, we will mainly focus on the two-dimensional correlation infrared spectroscopy (2DIR). Firstly, the history and basic principles of 2Dcos are briefly introduced. Then, some relevant experimental and analytical techniques are presented based on the actual process. Finally, typical applications of 2DIR in the polymer characterization are demonstrated and the features thereinto are also shown. Particularly, the response mechanisms of temperature-responsive polymers, complex molecular interactions in stretchable ionic conductors, diffusion processes of small molecules in polymer matrix and structures of natural polymers are investigated. It is hoped that this paper will help readers better understand 2Dcos and further expand its applications in the field of polymers.关键词分子光谱   二维相关光谱   高分子   分子相互作用 KeywordsMolecular spectroscopy   Two-dimensional correlation spectroscopy   Polymer   Molecular interactions  高分子材料体系涉及丰富的相互作用和多级结构，这是决定材料最终性能的关键. 分子光谱(红外、拉曼光谱)作为表征高分子材料的常用手段，一方面可以检测不同化学结构/组分所对应的官能团，依据特征吸收峰强度和位置，实现对高分子化学结构的鉴别，另一方面，可以基于不同官能团特征吸收峰的强度和位置变化，判别基团所处的物理或化学环境，实现对体系中复杂相互作用的解析. 随着高分子材料的发展，体系趋向多样化、多功能化，而传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力有限等问题，一定程度限制了分子光谱在复杂高分子体系的应用拓展.二维相关光谱(Two-dimensional correlation spectroscopy，2Dcos)作为一种先进的光谱分析手段，尤其适合于从分子水平探讨各类外扰作用下复杂高分子体系涉及的结构和相互作用变化. 相较于传统的一维光谱，二维相关光谱的优势在于：(1)对于包含许多重叠峰的复杂谱图，起到图谱简化的作用；(2)通过将原始谱图在第二维度上延伸，能够明显提高原始一维谱图的分辨率；(3)谱峰的相关性可帮助判断体系中的相互作用以及峰归属；(4)可用于确定外界刺激下不同过程的发生次序. 本文首先将结合二维相关光谱的发展历史，介绍其基本原理. 其次，围绕动态谱图获取和二维相关分析，介绍二维相关光谱的一些实验和分析技巧. 最后，结合具体体系，重点阐述二维相关光谱在高分子表征中的应用.1 基本原理1.1 发展历史二维相关光谱分析方法的基本概念最早起源于核磁共振(NMR)领域. 二维核磁共振(2DNMR)谱通过多脉冲技术激发核自旋，采集原子核自旋弛豫过程的衰减信号，最后经双重傅里叶变换得到[1]. 通过将核磁信号扩展到第二维度，可以显著提高谱图的分辨率，并且有效简化包含许多重叠峰的复杂光谱. 与此同时，通过选择相关的光谱信号，可以鉴别和研究分子内/间的相互作用. 尽管二维光谱技术在核磁领域取得了快速发展，却在很长一段时间内未能深入到其他光谱分支，如红外、拉曼、紫外-可见吸收、荧光光谱等. 阻碍二维光谱技术发展的一个根本原因在于多重射频脉冲的二维核磁技术可以成功地在精密而昂贵的核磁仪器上实施，却不能在普通的红外、拉曼和紫外-可见吸收等光谱仪器上实现. 因为这类光谱的时间标尺(time scale)远小于核磁共振[2]. 一般来说，核磁时间标尺数量级在毫秒到微秒之间，而红外吸收光谱观察分子振动的时间标尺在皮秒数量级，因此产生二维红外光谱必须采用特殊的新途径.二维相关光谱概念上的突破是由特拉华大学(University of Delaware)的化学家Noda[3,4]提出的. 他把核磁实验中的多重射频励磁看作是一种对体系的外扰(外部扰动). 施加于体系的外扰可以多种多样，如热、磁、机械、电场、化学甚至声波等. 每种外扰对体系的影响是独特而有选择性的，并由特定的宏观刺激和分子相互作用的机理所决定. 因此，包含在动态光谱中的信息类型是由外扰的方式和电磁波的种类所决定的. 外扰的波形没有任何限制，从简单的正弦波、脉冲、到随机的噪音或静态的物理量(如时间、温度、压力等)的变化均可应用于外扰. 由此，Noda设计出一种完全不同的二维光谱实验技术，他用外扰来激发被检测体系的分子，由于被激发分子的弛豫过程慢于振动光谱的时间标尺，因而可使用时间或温度等外扰分辨振动光谱(红外、拉曼)技术来跟踪研究被检测体系受外界扰动而产生的动态变化，结合数学中的相关分析技术，将原有的光谱信号扩展到第二维度，从而得到二维相关光谱(如图1所示). 二维相关光谱实际研究的就是动态光谱的变化[5,6]. 此后，随着二维相关光谱技术的发展，逐渐在荧光光谱、X射线衍射谱、凝胶渗透色谱等也得到了应用. 总体而言，二维相关光谱分析在红外光谱中的应用最为成功，这主要是由于红外光谱的信噪比相对较高，具有高灵敏度、高选择性和非破坏性等特点，能够在分子结构和链段运动等方面提供丰富信息. 另一方面，红外光谱的谱峰重叠严重，解析起来存在一定困难，二维相关光谱的引入可以很好地解决这一问题. Fig. 1 Acquisition procedure of generalized 2D correlation spectra. In the 2D synchronous and asynchronous spectra, red colors represent positive intensities while green colors represent negative ones.1.2 计算原理二维相关光谱考虑外扰变量下(如时间、温度、压力、浓度、电场、磁场等)光谱强度y(v, p)的变化情况，其中v为光谱变量，可以为任何光谱量化的参数，如红外波数、拉曼位移、紫外波长、X射线散射角等，p为外扰变量，可以是任意合理的物理或化学变量，如时间、温度、压力、电场强度、浓度、pH、离子强度等. 对于体系在一定外扰区间(1~N)下引起的动态光谱y˜(v, p)定义为[2,5]：y¯(v)为体系的参考光谱，通常选为平均谱. 参考光谱的定义为实际过程中，可以选择某一个参考点p = Pref处的光谱作为参考光谱. 参考点可以是实验的初始状态或结束状态，也可以直接简单地设为0，这种情况下，动态光谱即为我们观察到的光谱强度.二维相关强度X(v1, v2)表示在外扰变量区间内，对光谱变量v1和v2光谱强度变化y˜(v, p)的函数进行比较. 由于相关函数是计算2个互不依赖的光谱变量v1和v2处强度的变化，因此可以将X(v1, v2)转变为复数形式[2]：这里，组成复数的相互垂直的实部和虚部分别称作同步和异步二维相关强度. 同步二维相关强度Ф(v1, v2)表示随着p值的变化，v1和v2处光谱强度的相似性变化，而异步二维相关强度Ѱ(v1, v2)则表示光谱强度的相异性变化.二维相关光谱的快速计算方式在于对动态光谱进行Hilbert-Noda变换，将其从外扰域转换到频率域上，最终得到二维相关光谱[2,5].二维相关同步谱：二维相关异步谱：其中Mjk代表Hilbert-Noda转变矩阵的第j行第k列的元素，表示为：1.3 解谱规则二维相关光谱图包含同步谱和异步谱2类，图1展示了典型的同步和异步谱图.1.3.1 二维相关光谱同步谱图二维相关光谱同步谱图表现了给定2波数v1和v2处光谱强度的同步或者一致变化. 同步谱图沿对角线(对应于光谱坐标v1 = v2)方向对称，其中相关峰可以出现在对角线上，也可以出现在对角线外. 落在对角线上的相关峰称作自动峰，自动峰强度对应于外扰过程中光谱变化的自相关函数. 在同步谱中，自动峰的强度始终为正，代表了对应波数下光谱强度动态波动的整体程度. 所以，在动态谱图中表现出更大程度强度变化的区域对应的自动峰越强，而那些基本保持不变的峰自动峰强度小甚至没有自动峰. 交叉峰处于同步谱图的非对角线区域，表现了不同波数光谱信号的同步变化. 这样一种同步的变化，反过来，预示着2波数间可能存在一定的相关性. 尽管自动峰的强度始终为正，但交叉峰的强度可正可负. 如果2波数的交叉峰为正，说明这2个波数对应的光谱强度在外扰下同时增加或者同时降低；如果两波数的交叉峰为负，说明这2个波数对应的光谱强度一个增加另一个降低.1.3.2 二维相关光谱异步谱图异步谱图呈现了2个给定波数v1和v2处光谱强度的异步或者相继变化，它关于对角线反对称. 异步谱图中只有交叉峰，而无自动峰. 异步交叉峰只有在2个给定波数的光谱强度发生异相(如延迟或加快)变化时才出现. 这一特点尤其可以帮助区分光谱中的来源不同的重叠峰. 于是，外扰过程中，混合物中的不同组分、材料中的不同相或者化学基团经历不同的变化对光谱强度的贡献能够得以辨别. 即使是2个谱带靠的很近，只要它们的瞬间特征或者时间依赖光谱强度变化模式存在本质不同，它们之间便会出现异步交叉峰. 所以异步交叉峰的出现意味着这些谱带有着不同的来源或者是不同分子环境下的官能团. 异步谱图的交叉峰可正可负，而异步谱图中交叉峰的符号可以用来辅助判断谱带在外扰过程中的变化次序.1.3.3 二维相关光谱读谱规则利用同步和异步谱图的交叉峰，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为方便表述，将同步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Φ(v1, v2)，将异步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Ψ(v1, v2). 根据Noda规则[5]：(1)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v1谱带处的强度变化发生先于v2谱带处的强度变化(表示为v1→v2)，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1；(2)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v1→v2. 简单说来，如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号一致(都为正或者都为负)，则v1→v2；如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号不一致(一个为正而另一个为负)，则v2→v1.2 实验技巧二维相关光谱作为一种有效的光谱分析手段，是针对一系列动态光谱的数学分析，具体可分为2个过程：动态谱图获取和二维相关分析. 本节将结合实际操作过程，介绍二维相关红外光谱的一些实验和分析技巧.2.1 动态谱图获取2.1.1 样品制备对于固体聚合物样品，溴化钾压片法制备的样品可直接用于透射红外光谱测试；另外，还可使用溶液铸膜(solution casting)法在红外窗片上直接制备得到适合透射红外光谱测试的薄膜. 对于溶液样品，主要应考虑样品的密封问题，避免测试过程中溶剂的挥发. 此外，水溶液或者水凝胶样品，为避免H2O分子的红外吸收对高分子链上C―H和C＝O基团吸收峰的影响，可以用D2O作溶剂.2.1.2 测试条件测试模式方面，为得到高信噪比的红外光谱图，一般使用透射模式进行数据采集. 特殊的样品也可选用其他附件，例如对样品表面进行研究时可选用ATR附件. 测试条件方面，为兼顾扫描时间和信噪比，可设置红外谱图分辨率为4 cm-1，扫描次数为32次.2.1.3 测试环境二维相关光谱的特点在于只对光谱的变化敏感，能够显著放大一系列动态光谱的变化情况. 不论样品浓度、厚度如何，如果其处于静态，不发生变化，则对应的二维相关光谱无任何信号. 因此，为了使二维相关光谱的信号只来源于样品本身的结构变化，需要保证测试过程中环境的相对稳定，排除测试环境变化引起的水或二氧化碳吸收峰变化的干扰. 通常，可以借助干燥空气或者氮气吹扫，待测试环境稳定后进行背景采集，随后开展一系列动态光谱的采集.2.2 二维相关光谱分析将采集的一系列动态光谱在特定的软件上进行数学处理，即可得到二维相关光谱同步和异步谱图. 目前，能够快速获得二维相关光谱的软件种类很多[7]，大都是免费获取或者是商业化的软件，包括2D Shige、TDCOS、Mat2DCorr、2DCS、Midas 2010、R corr2D、Python Scikit Spectra、Python NumPy等. 关于二维相关光谱的谱图分析，重点在两部分：精细结构的分辨和动态过程的解析. 二维相关光谱异步谱可以区分光谱中来源不同的重叠峰，将异步谱中谱峰对应的波数进行基团归属，即可分辨体系的精细结构. 此外，通过结合同步谱和异步谱交叉峰的符号，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为了方便解析复杂体系谱峰响应的先后次序，根据Noda规则，本课题组提出了一种简便的判断方式[8]. 如表1、2所示，分别读出了图1异步谱中所有谱峰对应的波数及其在同步和异步谱中交叉峰的符号(强度正负)，之后将其对应一一相乘，结果如表3所示. 该表中每一个正值都代表它所对应的横轴的波数先于或快于纵轴的波数响应，而每一个负值代表它所对应的横轴的波数后于或慢于纵轴的波数响应. 基于此，可以直观地得出对应动态过程的谱峰响应次序(“→”表示先于或快于)：1647→1628→1622→1615 cm-1.Table 1 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 2 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 3 The final results of multiplication on the signs of each cross-peak in synchronous and asynchronous spectra.3 典型应用基于二维相关光谱在判断精细结构和解析动态过程的优势，本节将结合本课题组的研究工作，介绍二维相关光谱在高分子表征中的应用，主要涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散机理等.3.1 温度响应高分子的响应机制温度响应高分子能够在外界温度发生变化时改变自身的物理或化学性质，形成对环境的感应并产生反馈，在智能传感、药物缓释、可控驱动、过滤分离、智能窗户等领域得到了广泛关注和应用[9~11]. 温度响应高分子的响应过程往往源于分子结构或链构象的变化，分子光谱(红外、拉曼光谱)对分子基团及相应的相互作用十分敏感，非常适合于研究其中的响应机理. 传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力低以及难以捕捉动态过程等不足，借助二维相关光谱分析，可以对温度响应高分子的精细结构和动态响应机制进行深入解析，探讨其中的构效关系.聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)在水溶液中呈现LCST (lower critical solution temperature)型转变，即升温过程发生相分离，相转变温度约为32 ℃[12]. PNIPAM分子链同时存在亲水的酰胺基团和疏水的碳链骨架、异丙基侧基，利用变温红外光谱对PNIPAM水溶液升温过程进行跟踪，观察到vas(CH3)和vs(CH2)吸收峰波数的降低以及Amide I区域1625和1649 cm-1处吸收峰的相互转化，表明聚合物链C―H基团的脱水和分子间/内氢键C＝O… H―N的形成. 基于二维相关光谱分析，获取了PNIPAM水溶液相分离的微观动力学机理：温度升高首先发生侧基CH3的两步脱水，随后是主链的塌缩和聚集，最后为酰胺氢键的形成，并最终导致了相分离[13].PNIPAM的LCST型转变对溶剂组成也十分敏感. 尽管水和甲醇都是PNIPAM的良溶剂，但在两者以一定比例混合的状态下对PNIPAM则为不良溶剂. 例如：当甲醇和水的体积比为0.35:0.65时，PNIPAM在该混合溶剂中的LCST约为-7.5 ℃，这种现象称为“共不溶”现象. 利用红外光谱和二维相关光谱分析研究PNIPAM在水/甲醇混合溶剂中温度响应行为[14]，传统一维红外光谱分析表明，相比于纯水溶液，PNIPAM链在水/甲醇混合溶剂中处于塌缩的状态，并且PNIPAM和甲醇的相互作用明显被削弱了，这主要归因于混合溶剂中水-甲醇团簇的形成导致了PNIPAM链水合位点的减少. 进一步的二维相关红外光谱分析证实了水-甲醇团簇对PNIPAM链水合过程的抑制作用.除此之外，本课题组还探讨了其他LCST型聚合物的转变机理[15~19]、共聚(无规共聚、嵌段共聚)结构对温敏聚合物相变行为的影响[20~22]、温度响应水/微凝胶的体积转变过程[23~25]等，相关工作已进行过系统总结[26,27]，这里不再赘述.水凝胶结构与生物组织十分相近，在仿生皮肤等领域获得了广泛关注. 将两性离子单体与丙烯酸(acrylate acid, AA)共聚，通过调节盐浓度，制备得到具有优异可塑性、可拉伸性、自愈合性的超分子聚电解质水凝胶[28]. 同时，聚电解质的离子传输性质赋予了水凝胶对温度、应变、应力的多重感知功能. 基于对干态和湿态凝胶的红外光谱解析，获取了该水凝胶涉及的丰富的分子间/内相互作用，包括聚丙烯酸(PAA)链段羧基之间的氢键相互作用、两性离子链段中磺酸根与季铵盐的静电相互作用、PAA链段羧酸根和两性离子链段季铵盐的静电相互作用等，而这些丰富的分子间/内相互作用是该超分子水凝胶力学性能的决定性因素. 在此基础上，用甲基丙烯酸(methyacrylate acid, MAA)取代丙烯酸，即在PAA链段引入疏水的α-甲基，通过调节MAA和两性离子单体的比例，实现了超分子水凝胶在LCST和UCST (upper critical solution temperature)行为之间的转变[29]，如图2所示. 具体地，当两性离子单体与MAA质量比大于1时，聚合物在水溶液中表现出UCST行为；当两性离子单体与MAA质量比等于1时，聚合物在宽的温度范围(10~80 ℃)内均不溶于水；两性离子单体与MAA质量比小于1时，聚合物在水溶液中表现出LCST行为. 同时，LCST和UCST可以通过两性离子和MAA单体的共聚比例方便地进行调节. 二维相关红外光谱从分子水平有效揭示了这一体系独特相行为的产生原因. 结果表明，羰基氢键结构的转化是LCST型水凝胶相行为的驱动力，而磺酸根涉及相互作用(水合作用、静电作用等)的变化是UCST型水凝胶相行为的驱动力.Fig. 2 (a) The chemical structure of the polyzwitterion Turbidity curves and typical photos for the (b) UCST- and (c) LCST-type hydrogels Temperature-dependent FTIR spectra (d, e) and 2D correlation spectra (f, g) of typical UCST- and LCST-type hydrogels (Reprinted with permission from Ref.[29] Copyright (2018) American Chemical Society).在天然的阳离子多糖(季铵化壳聚糖)中原位聚合亲水的阴离子单体(AA)，构筑了具有温度、pH、机械力、电学等刺激响应行为的双网络聚电解质水凝胶. 该水凝胶同时集成了生物相容、离子传输、黏附、可拉伸、自愈合等多种功能，可作为仿生离子皮肤用于监测压力、温度、pH、电信号等刺激引起的生理信号变化[30]. 值得注意的是，该离子皮肤具有温度可调的黏附性，即升温黏附强度提升，降温黏附强度下降，例如水凝胶在猪皮上37 ℃下的黏附强度是20 ℃下的5.5倍，且具有良好的循环稳定性，这主要源于聚电解质水凝胶的UCST型转变. 季铵化壳聚糖由疏水主链和亲水的季铵盐基团组成，具有两亲性结构，通过改变聚合过程中AA组分的比例，可以实现对双网络聚电解质水凝胶相变行为的调控. 利用温度分辨红外光谱及二维相关分析对水凝胶的温度响应机理进行研究，结果表明体系的UCST型转变源于焓变驱动的季铵化壳聚糖与PAA链段间离子相互作用的解离和氢键作用的增强. 关于水凝胶的黏附性，涉及了丰富的分子相互作用，如PAA与基体间的氢键、季铵化壳聚糖与基体间的疏水相互作用、离子相互作用等. 二维相关红外光谱分析表明，升温相变过程中离子对解离，释放了大量解离的羧基，促使了PAA链段中羧基二聚体之间强氢键以及与季铵化壳聚糖链段羟基之间氢键的形成，提高了水凝胶的强度. 同时，水凝胶中羧基二聚体的形成有利于氨基的质子化，从而改善了组织黏附性.聚甲基丙烯酸(PMAA)在合适的水环境中也可表现出LCST型相转变[31]. 通过在PMAA水溶液中引入AlCl3等无机盐，调节盐浓度，实现了体系相转变温度的广泛可调，并构筑了具有多级结构、可实现紫外-可见-红外宽谱带光管理的新型水玻璃. 该水玻璃不仅可以可逆地切换可见光区域的透射率，阻挡紫外和红外光，还具有缺口不敏感性、自我修复断裂和划痕的功能. 借助二维相关红外光谱可对该水玻璃的动态响应机制进行解析，经分析，PMAA链段上不同化学基团在升温过程的响应次序为：α-甲基→亚甲基→羧基，表明疏水的α-甲基的脱水合是该体系相转变过程的驱动力，导致了聚合物主链的塌缩以及羧基之间氢键结构的解离. 此外，温度分辨小角X射线散射(SAXS)、微小角中子散射(VSANS)光谱证实了聚合物链塌缩引起的散射强度增加，从而产生可见光透过率的变化.一些聚电解质复合物在水溶液中也表现出热致相转变行为[32]. 通过调节典型聚电解质复合物——聚苯乙烯磺酸盐/聚二烯丙基二甲基铵在溴化钾水溶液中的浓度，同时观察到了LCST和UCST型相转变现象：低浓度下，聚电解质复合物呈现UCST型固液相转变；高浓度下，聚电解质复合物则表现为LCST型液液相分离. 基于温度分辨拉曼光谱和二维相关光谱分析，深入研究了体系中的水合效应和阴-阳离子相互作用. 研究发现，在水溶液中，聚电解质复合物的阴-阳离子相互作用呈现2种状态：直接接触型离子对(contact ion pairs, CIPs)和溶剂分离型离子对(solvent-separated ion pairs, SIPs). 聚合物浓度较低时，疏水的聚电解质链段使得阴-阳离子直接结合，CIPs占主导，而温度的升高导致了CIPs的解离，从而引起体系的UCST型转变；聚合物浓度较高时，CIPs比例低，升温导致了阴-阳离子的结合，从而引起体系的LCST型转变. 二维相关拉曼光谱分析则给出了相转变过程中的基团衍化次序，进一步揭示了聚电解质复合物两种截然不同的相转变机理：UCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐减弱的解离过程，即“CIPs→SIPs→自由离子”，而LCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐增强的缔合过程，即“自由离子→SIPs→CIPs”(图3). Fig. 3 2D correlation synchronous and asynchronous Raman spectra of polyelectrolyte complexes with (a) UCST- and (b) LCST-type transitions (c) Schematic illustration of the phase transition mechanisms (Reprinted with permission from Ref.[32] Copyright (2020) American Chemical Society).将温度响应聚合物引入分离膜，能够赋予膜材料温度响应功能，实现可控的物质分离[33]. 利用温敏性聚N-乙烯基己内酰胺(PVCL)和非温敏性聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)协同稳定金属有机框架(MOF)纳米片，并进一步抽滤得到层层堆叠的温度响应纳米片复合膜. 其中PVCL提供温敏性，PVP提供支撑作用，PVCL和PVP的协同作用使得在升降温循环过程中，层间纳米孔道体积既可以同步增大和缩小，而层间距维持稳定. 所得MOF纳米片复合膜水通量及对染料截留能力具有温度敏感性. 温度升高，PVCL链塌缩使得层间纳米孔道体积增大，因而水通量增大，且升降温循环过程稳定性良好. 将尺寸相近的3种染料分子(亮绿、中性红、结晶紫)混合液进行过滤测试发现，随温度升高，尺寸较小的亮绿和中性红分子截留率下降明显高于结晶紫. 值得注意的是，对不同温度下滤液的紫外-可见光谱进行二维相关光谱分析，可以得到不同染料随温度升高的流出顺序：亮绿→中性红→结晶紫，证实了复合膜中纳米孔道尺寸随温度升高而逐渐增大. 利用二维相关红外光谱进一步对纳米片复合膜的温度响应机制进行了解析，结果显示，PVCL链段在升温过程的脱水和塌缩作为复合膜温敏行为的驱动力，降低了MOF纳米片的界面润湿性，最终导致纳米孔道的变化，而PVP链段在这一过程中并未发生明显变化，主要起到层间支撑作用(图4).Fig. 4 (a) Temperature-dependent FTIR spectra of the composite membrane (30-60 ℃). The arrows indicate the spectral variation trends at different wavenumbers (b) 2D correlation synchronous (left) and asynchronous (right) spectra of the composite membrane (c) Schematic illustration of the "smart" membrane separation performance (Reprinted with permission from Ref.[33] Copyright (2020) Springer Nature).3.2 可拉伸离子导体中复杂相互作用的揭示生命系统的生理活动与离子传导密切相关，譬如皮肤和神经纤维须通过离子传导电信号实现环境感知和运动反馈. 可拉伸离子导体是模拟弹性生物组织离子传输的重要材料，在仿生皮肤、人工肌肉、可拉伸储能、软机器人等领域取得了广泛应用.在进行可拉伸离子导体的构筑时，往往需要兼顾力学和离子传导等性能，其中涉及了丰富的分子相互作用. 本课题组围绕可拉伸离子导体，在对体系分子内/分子间相互作用机理的研究基础上，提出了一系列调控力学、电学和光学性质的分子设计. 例如：利用纳米级无定形矿物粒子和天然多糖的离子作用，调节物理交联PAA的黏弹性，所构筑的仿生皮肤可以快速自修复，且具有更高的应力响应灵敏度[34]；基于AA和两性离子共聚物，选择结构匹配的离子液体，通过带电荷基团之间的离子协同效应构筑了导电纳米通道，氢键作用实现了导电通道和动态交联网络之间的协同效应，所制备的本征可拉伸导体材料透明性好、可拉伸性能突出(10000%)[35]；基于聚阴离子和聚阳离子间的弱氢键相互作用构筑了一种聚离子弹性体，所得聚离子弹性体高度透明，具有接近生物组织的力学性能和感知功能，并且可以实现同步的致动和反馈效果[36]；利用含氟聚离子液体与离子液体之间的离子-偶极和离子-离子相互作用，设计了一种可水下通信的光学伪装离子凝胶，该离子凝胶透明、力学性能可调、可3D打印，且具有水下自愈合、水下黏附、导离子等功能[37]. 二维相关红外光谱的优势在于从动态过程中识别体系的精细结构和复杂相互作用，因而是研究离子凝胶/弹性体中分子相互作用机制的有效手段.通过合理调控分子间/内相互作用，设计制备了一种基于天然小分子α-硫辛酸(α-thioctic acid, TA)的可涂覆离子凝胶油墨(图5)[38]. 在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯([EMI][ES])存在的条件下，TA室温即可进行浓度诱导的自发开环聚合，得到稳定、透明、高拉伸且自愈合的离子凝胶弹性体. 该弹性体易溶于乙醇，因而能够方便地涂覆到任意表面，赋予涂覆体稳定的离子导电能力和应变感知功能. 利用红外光谱等手段探讨了离子凝胶中离子液体对聚硫辛酸(polyTA)的稳定机制：相比于纯的polyTA体系，离子凝胶的COOH伸缩振动区域在1734 cm-1出现了明显的肩峰，而离子液体的S＝O伸缩振动峰在离子凝胶中呈现了明显的红移，表明polyTA的羧基与硫酸乙酯阴离子形成了COOH… [ES]氢键. 分子动力学模拟结果表明了COOH… [ES]氢键的热力学稳定性，同时该氢键能够有效降低polyTA的势能. 因此，离子液体主要通过阴离子ES与polyTA基间形成强氢键而稳定polyTA. 二维相关红外光谱则揭示了离子凝胶升温过程不同化学基团的响应次序：COOH… [ES]氢键→羧酸二聚体→自由羧基，说明COOH… [ES]氢键对温度变化最敏感，进一步证实了COOH… [ES]氢键对于稳定polyTA离子凝胶的重要作用. Fig. 5 (a) Schematic illustration of the COOH[ES] H-bonding in the ionogel (b) ATR-FTIR spectral comparison among ionogel, [EMI][ES] and neat polyTA (c) Temperature-variable FTIR spectra of the ionogel in the C＝O stretching region from 25 °C to 151 °C Perturbation-correlation moving window (d) and 2D correlation synchronous and asynchronous spectra (e) generated from (c). (Reprinted with permission from Ref.[38] Copyright (2021) Wiley).受指纹结构启发，构筑了一种具有共形和可重复编辑褶皱结构的本征可拉伸离子导电芯鞘纤维[39]，其中，纤维芯层为离子凝胶弹性体，鞘层为氟橡胶，芯鞘界面借助共价交联网络和离子-偶极相互作用实现协同拓扑互锁和物理黏附. 经过表面褶皱结构的优化，该离子纤维拉伸应变感知灵敏度(gauge factor)可提升至10以上，超过了绝大多数可拉伸离子导体应变传感器. 利用红外光谱对离子凝胶芯层的分子相互作用进行研究，发现其中涉及了离子液体阳离子咪唑环上C―H与聚合物侧基乙氧基间的氢键、聚合物链段C＝O间的偶极-偶极相互作用、离子液体阴-阳离子间的弱静电相互作用等，而这些都对离子凝胶的高拉伸行为做出了重要贡献. 基于对芯层和鞘层力学性能的研究，发现表面褶皱形成的主要原因在于，高模量的氟橡胶鞘层弹性回复率显著低于离子凝胶芯层，在应变回复过程中造成了芯层和鞘层的界面失稳. 随着预应变的增加，弹性回复率差异变大，从而导致更加密集的褶皱结构. 此外，形成的表面褶皱可通过加热至60 ℃完全消除，从而赋予纤维可重复编辑褶皱的能力. 二维相关红外光谱揭示了离子凝胶芯层高温下残余应变的消除主要源于聚合物链段C＝O间偶极-偶极相互作用的减弱和构象重排，而氟橡胶鞘层由C―F间偶极-偶极相互作用锚定的链构象也可以通过加热消除.通过在强氢键交联的PAA网络中引入熵驱动的弱交联两性离子超分子网络，产生竞争机制，设计制备了一系列透明、抗冻、保湿、黏附、高拉伸、高回弹、自愈合、应变硬化、导质子、可重复加工等综合性能优异的离子皮肤(图6)[40]. 不同于传统水凝胶和离子凝胶，该离子弹性体不含大量溶剂，仅含有少量达到吸湿平衡的水分子，这使得分子间的羧酸二聚体氢键足以交联PAA分子链而形成强交联网络，而弱交联的两性离子超分子网络则提供柔性. 通过红外光谱、核磁共振谱和力学松弛等实验探讨了这一二元网络体系中的分子相互作用. 其中，具有较低pKa值的两性离子的存在使得PAA轻度去质子化，游离的质子是主要载流子. 去质子化的PAA与两性离子的阳离子端也可以发生离子缔合. 利用变温红外光谱并结合二维相关光谱分析，验证了体系中的3种主要分子相互作用，并根据它们对于温度的响应顺序判别了其结合强度，即PAA链段羧酸二聚体氢键 PAA-甜菜碱离子相互作用 甜菜碱-甜菜碱离子相互作用，这一光谱表征结果为该离子皮肤强弱协同竞争网络的分子设计提供了重要依据. Fig. 6 (a) Temperature-variable FTIR spectra of PAA/betaine ionic elastomer upon heating (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra generated from (a) FTIR (c) and 1H-NMR (d) spectra of PAA, betaine, and PAA/betaine (e) Schematic illustration of PAA/betaine elastomer and the order of interaction strength among the three main interacting pairs (Reprinted with permission from Ref.[40] Copyright (2021) Springer Nature).3.3 小分子在聚合物基质中的扩散聚合物生产和加工的许多工序都涉及小分子物质在聚合物基体的扩散，研究这类扩散行为具有重要的理论和实践意义. ATR-FTIR光谱可对小分子在聚合物基质中的扩散过程进行实时、原位、快速、多组分检测，能够同时获取扩散系数和分子层面相互作用等信息. 扩散装置示意图如图7所示，聚合物基体处于ATR晶体和扩散物质之间，当扩散物质从聚合物基体的上表面扩散至下表面时即可被检测到. 随着时间的增加，与扩散物质相关的特征吸收峰强逐渐增大直至扩散平衡(扩散谱图，图7(b)). 以扩散时间为横坐标、扩散物质特征吸收峰强度/面积为纵坐标作图，即可得到扩散曲线(图7(c)). 结合二维相关光谱分析，可以提供动态扩散过程结构与相互作用的变化信息，有助于解析扩散机制[41~45].Fig. 7 (a) Schematic illustration of the diffusion experiments by ATR-FTIR spectroscopy (b) typical diffusion spectra (c) a typical diffusion curve.基于朗伯比尔定律和菲克扩散模型，Fieldson等[46]建立了基于ATR-FTIR光谱测试计算扩散系数的公式：其中这里，At为扩散时间t时，特征红外吸收峰的强度或面积；A∞为扩散达到平衡时，特征红外吸收峰的强度或面积；L为聚合物薄膜基体的厚度；D为扩散剂的扩散系数；γ为光波在聚合物基体中渗透深度的倒数，可表示为：其中，θ (θ = 45o)为红外光的入射角；n1和n2分别为聚合物和ATR晶体的折光指数；λ为红外光的波长. 基于以上扩散方程对ATR-FTIR光谱测试得到的扩散曲线进行拟合，即可得到相关扩散系数. 此外，根据曲线拟合情况可以判断该扩散过程的扩散模型.利用时间分辨ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱分析技术对水分子在乙基纤维素(EC)基薄膜中的扩散行为进行系统研究[47]. 分析表明，水分子在EC中的扩散行为符合菲克扩散模型，通过对扩散曲线的拟合计算得到了相关的扩散系数. 此外，探讨了EC中增塑剂(柠檬酸三乙酯)含量对水分子扩散行为的影响，结果表明，增塑剂的添加不影响水分子的扩散模型，主要起到加速水分子扩散的作用，这主要源于增塑剂的加入改善了EC链的活动性而提高了EC基体的自由体积(free volume). 利用二维相关光谱对水分子羟基伸缩振动区域扩散谱图进行解析，观察到在整个扩散过程中，主要存在着4种类型的水分子，即本体水(强氢键作用)、团簇水(中等强度氢键作用)、相对自由的水分子(弱氢键作用)以及自由的水分子(极弱氢键作用). 依据Noda规则，判别出不同状态水分子扩散的先后顺序：团簇水→本体水→相对自由的水分子或自由的水分子，表明扩散首先来自体积较小、相对弱氢键结合的团簇水，其次才是大量的本体水，而随着扩散过程的进行，部分水分子与聚合物基体相互作用而脱离团簇水或本体水，产生了(相对)自由的水分子.EC被广泛用作药物包衣材料以实现药物缓释的功能，利用ATR-FTIR光谱对药物分子在EC基薄膜中的扩散行为进行实时监测可以有效模拟这一药物缓释过程(图8)，从而为EC基药物包衣材料的配方优化提供理论指导[48]. 扩散谱图直观呈现了体系中各组分的变化情况，包括水分子(1637 cm-1)和药物分子(1569 cm-1)特征吸收峰强度的上升，增塑剂(1737 cm-1)特征吸收峰强度的下降等，表明水分子和药物分子在EC基薄膜中的扩散以及薄膜中增塑剂的部分溶解. 定量分析结果表明，扩散主要包含3个阶段：(A)水分子扩散；(B) EC膜吸水饱和，水扩散停止并溶解EC基体中的致孔剂；(C) 随着致孔剂的溶解，EC薄膜中形成孔道，使得药物分子和水分子共同扩散，同时增塑剂溶解. 二维相关红外光谱分析结果进一步证实了C阶段的各组分变化顺序：水分子扩散→药物分子扩散→增塑剂溶解，并且显示药物分子始终处于水合状态. 此外，通过改变药物分子的水溶性、致孔剂的种类以探讨膜配方对扩散行为的影响，结果表明随着致孔剂水溶性的增加和/或药物分子水溶性的降低，B阶段将缩短甚至消除. Fig. 8 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra collected during the water and drug diffusion (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra during the diffusion of Stage C (c) Schematic illustration of water and drug diffusion across the EC-based film (Reprinted with permission from Ref.[48] Copyright (2015) Elsevier).氢氧化物/尿素是溶解纤维素的重要组合，其中尿素可稳定纤维素的疏水部分，有利于形成包合物从而促进纤维素的溶解. 在分子层面上，尿素溶液对纤维素的作用机理尚不明确. 采用ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱衍生的外扰相关移动窗口(perturbation-correlation moving window，PCMW)技术研究了不同浓度尿素水溶液(0，20 wt%、40 wt%和50 wt%)在黏胶纤维膜中的扩散行为，在分子水平揭示了尿素溶液的动态扩散行为以及与黏胶纤维的相互作用机制[49]. 从扩散谱图的变化规律以及对应的扩散曲线看，尿素溶液的扩散过程可大致分为2个步骤，水分子首先通过黏胶纤维膜，随后带动尿素分子一起通过. PCMW谱图显示，尿素浓度越高，尿素分子扩散滞后现象越明显. 根据菲克扩散模型，尿素分子在黏胶纤维膜的扩散系数随尿素浓度的增加而减小. 在红外光谱中，特征谱峰出现位移表明相应官能团相互作用的变化. 基于扩散过程Amide Ⅲ(尿素)和CH2-O(6)H伸缩振动(纤维素)的峰位移变化趋势，尿素水溶液在黏胶纤维中的扩散过程可以概括为：首先水分子破坏黏胶纤维膜无定形区的氢键网络，与羟基形成新的纤维素-水氢键，随后尿素分子在水分子的“桥连”作用下形成纤维素-水-尿素氢键，从而间接作用于纤维素. 低浓度下，水分子相对含量较大，可以快速打开扩散通道带动尿素分子通过黏胶纤维膜. 而高浓度下，尿素分子发生聚集且固定了大量水分子，从而在宏观上延缓了尿素溶液的扩散.热转移印花是纺织品印花方法之一，本质上是分散染料向聚酯纤维动态扩散的过程. 借助ATR-FTIR光谱对分散红9 (DR 9)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中的扩散过程进行了原位跟踪，模拟了热转移印花过程，并结合二维相关光谱探讨了分散染料-分散染料、分散染料-PET相互作用机制，在分子水平上阐释了其扩散机理(图9)[50]. DR 9在PET薄膜中的扩散过程符合菲克扩散模型. 温度越高，扩散速度越快，这主要归因于：(1) 温度升高导致了PET基体自由体积的增加和分子链热运动的增强；(2) DR 9在高温下分子运动的增强. 此外，将不同温度下的扩散系数按照Arrhenius公式进行线性拟合，可以计算得到DR 9在PET中扩散活化能为15.33 kJ/mol. 通过对扩散过程中不同阶段的红外谱图进行对比，观察到了体系中存在丰富的分子间/内相互作用，包括PET和DR 9的C＝O基团间偶极-偶极相互作用、芳香基团间π-π相互作用以及DR 9分子内氢键等. 二维相关红外光谱分析进一步细化了扩散体系中不同化学基团的分子间/内相互作用及其在扩散过程中的变化情况. 高温下，随着DR 9分子热运动增强，DR 9分子之间的相互作用减弱. 借助DR 9和PET中C＝O基团之间的偶极-偶极相互作用，DR 9扩散进入PET基体. 在扩散过程中，DR 9中形成了较强的分子内氢键，从而提高了DR 9的平面性，促进了扩散过程. 随着越来越多的DR 9分子扩散到PET基体中，DR 9和PET的芳香基团之间的π-π相互作用成为主导，DR 9的分子内氢键减弱. Fig. 9 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra and (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra of DR 9 diffusion in PET at 140 ℃ (c) Schematic diagram of DR 9 diffusion into PET (Reprinted with permission from Ref.[50] Copyright (2020) American Chemical Society).采用时间分辨ATR-FTIR光谱对不同温度下碳酸丙烯酯(PC)-双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)在聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))中的扩散行为进行了原位监测，同时获得了凝胶聚合物电解质中各扩散组分的扩散系数和分子层面相互作用信息[51]. 基于PC中C＝O伸缩振动区域的二阶导数分析，推断出PC在凝胶电解质主要存在四种状态，即与P(VDF-HFP)发生偶极-偶极相互作、PC分子间发生偶极-偶极相互作用、与锂离子发生强离子-偶极相互作用、与锂离子发生弱离子-偶极相互作用. 同时，LiTFSI参与的分子相互作用也得以识别，包括锂离子与PC中C＝O之间的离子-偶极相互作用，锂离子与P(VDF-HFP)中C―F之间的离子-偶极相互作用、TFSI-的溶剂化作用等. 扩散过程中，首先是PC分子以溶剂团簇的形式扩散进入P(VDF-HFP)，PC分子中的C＝O与P(VDF-HFP)中的C―F发生偶极-偶极相互作用，一定程度减弱了P(VDF-HFP)聚合物链间的偶极-偶极相互作用，从而有利于锂盐的扩散. 随后，借助锂离子与C＝O的离子-偶极相互作用，锂离子随着PC分子扩散进入P(VDF-HFP)，TFSI-在扩散过程中也一直处于溶剂化状态. 这里，PC分子既充当了增塑剂的角色，同时也是离子(包括阴离子和阳离子)扩散的载体. 本工作在分子水平上揭示了PC-LiTFSI在P(VDF-HFP)的传导机制，对高性能凝胶聚合物电解质的结构设计和性能优化具有一定的指导意义.3.4 天然高分子的结构表征海藻酸钠(SA)作为一类天然多糖，生产成本低、无毒且具有良好的生物相容性、可降解性，在食品工业、制药、纺织印染等领域得到了广泛应用. 随着实验室和工业对SA的日趋重视，理解SA内部的氢键结构也变得越发重要. 利用红外光谱对SA升温过程特征基团的变化进行原位监测，结合二维相关光谱等分析手段从分子水平研究了SA体系的相互作用机制，探讨了温度扰动下SA分子间/内、SA与水分子间氢键结构的演变历程[52]. 研究发现，加热过程可分为30~60 ℃和60~170 ℃ 2个阶段：第一阶段为弱氢键结合的水分子脱除，第二阶段为强氢键结合的水分子脱除. 二维相关红外光谱结果表明：30~60 ℃区间内，随脱水过程发生，SA与水分子的氢键逐步断裂，SA中C―OH和COO-基团逐渐参与形成分子间/内氢键(O3H3⋯O5和O2H2⋯O＝C―O-)，因此水分子的存在一定程度破坏了SA中原有的氢键结构；60~170 ℃区间内，强结合水脱除，SA与水分子的氢键进一步断裂，同时SA分子间/内氢键相互作用逐步减弱，出现了部分相对自由的C―OH和COO-基团(图10). 由于相对自由的COO-比C―OH更早出现，可以推测C―OH形成的分子间/内氢键相互作用比COO-更强.Fig. 10 2D synchronous and asynchronous spectra of the SA film during heating between (a) 30-60 °C and (b) 60-170 °C (c) Schematic illustration of the heat-induced hydrogen bonding transformation in the SA film[52] (Reprinted with permission from Ref.[52] Copyright (2019) Elsevier).多元羧酸与纤维素的羟基反应，能使纤维素大分子间形成立体的交联网络结构，从而赋予棉纤维织物抗皱性能. 1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)作为一类典型的用于棉纤维织物抗皱整理的多元羧酸，其与纤维素的酯化过程受到了广泛关注，但其中关于分子水平相互作用机制及动态反应机理仍不清晰. 利用FTIR光谱对加热过程中纤维素与BTCA在催化剂次亚磷酸钠(SHP)作用下的酯化反应过程进行原位跟踪，并借助二维相关光谱分析技术探讨了该反应的分子机理，重点关注了分子层面相互作用机制以及反应全过程中的化学基团转变历程[53]. 分析表明，室温下，体系中的O―H和C＝O等极性基团有强氢键相互作用. SHP存在时，碱金属离子(Na+)与羧基反应并将其转化为相应的羧酸盐，从而一定程度削弱了BTCA间的氢键相互作用. 在30~100 ℃的加热过程中，体系中的氢键部分断裂，导致一些O―H和C＝O处于相对自由的状态. 这里，SHP的存在和加热过程都会导致体系中氢键相互作用的减弱，从而使相应的化学基团更自由，有利于酸酐生成和酯化反应. 当加热至100 ℃以上后，羧酸盐和自由羧酸开始脱水形成环酐. 一旦形成环酐，就会与纤维素大分子链上的O―H反应生成酯. 通过逐步成酐和酯化反应过程，BTCA实现了对纤维素的交联. 该结果对多元羧酸的抗皱整理工艺优化及寻找更有效的多元羧酸类抗皱整理剂和催化剂具有一定的指导作用.4 总结与展望本文主要介绍了二维相关光谱的基本原理、实验和分析技巧等，并结合具体的体系(如温度响应高分子、可拉伸离子导体、小分子在聚合物中的扩散过程、天然高分子等)，简述了二维相关光谱在高分子表征中的应用. 这里，二维相关光谱不仅能够有效鉴别高分子体系涉及的丰富相互作用，还能提供外扰作用下动态过程发生的分子机制. 相关研究结果一方面有助于启发新型功能高分子材料的结构设计，另一方面也可以为实际工艺过程的配方优化和参数调整提供指导.二维相关光谱作为一种先进的光谱分析手段，在高分子材料体系的表征中得到了越来越多的关注. 随着高分子材料涉及的体系越来越复杂、功能越来越强大，这为二维相关光谱的应用提供了更多的机遇，但同时也带来了更多的挑战. 在后续的研究工作中，二维相关光谱分析可以重点关注以下几方面：(1) 光谱手段的多样性. 目前关于二维相关光谱在高分子体系中的应用主要是基于中红外光谱，关注的是分子层面相互作用信息. 一方面，中红外光谱也有一定的局限性，例如低浓度溶液体系信号弱、水的吸收峰干扰严重等. 对于中红外光谱难以表征的体系，可以尝试其他分子光谱手段，如拉曼光谱、近红外光谱等，开展二维相关光谱分析. 另一方面，其他光谱手段，包括荧光光谱、圆二色谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射谱等，都可以进行二维相关光谱分析，以获取多层面丰富的结构信息. 目前，这些光谱在处理二维相关分析时，大部分因信噪比低而导致噪音被显著放大，使得结构解析变得困难，如何有效解决这一问题是丰富二维相关分析光谱手段的关键.(2) 外扰变量的丰富性. 时间、温度便于控制，是目前获取动态光谱最常用的外扰变量. 然而，影响高分子结构和性能的因素是多种多样的，例如湿度变化能够引起高分子力学性质的改变、紫外光照射可以引起高分子的老化等，尤其是刺激响应高分子，可以对温度、压力、电场、磁场、pH、浓度等丰富的外扰产生响应，引起物理或化学性质的变化. 最近，Li等[54]利用二维相关红外光谱研究了乙醇诱导聚丙烯酰胺/Pluronic 127水凝胶相分离的机理，获取了氢键解离和无定形-结晶转变等信息. 因此，利用二维相关光谱探讨不同刺激下高分子结构的演变机制，将进一步拓宽二维相关光谱的应用范围. 需要注意的是，对于测试过程无法原位施加的外扰变量，应尽量避免其他因素改变而引起的光谱变化，否则将影响二维相关光谱分析结果的真实性和可靠性.(3) 多种分析手段的关联. 一方面，通过二维相关光谱交叉谱的计算和解析，可以将不同分析手段所得结果进行关联，这能够帮助理解高分子不同层面结构的内在联系. 另一方，二维相关光谱分析结果涉及丰富的相互作用和结构变化，经过与其他分析表征手段的结果进行比对和相互验证，可有效加深人们对二维相关光谱分析结果的理解. 参考文献1Ernst R R, Bodenhausen G, Wokaun A. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in one and Two Dimensions. Oxford: Clarendon Press, 19872Noda I, Dowrey A, Marcott C, Story G, Ozaki Y. Appl Spectrosc, 2000, 54(7): 236A-248A. doi:10.1366/0003702001950454 3Noda I. J Am Chem Soc, 1989, 111(21): 8116-8118. doi:10.1021/ja00203a008 4Noda I. Appl Spectrosc, 1990, 44(4): 550-561. doi:10.1366/0003702904087398 5Noda I. Appl Spectrosc, 1993, 47(9): 1329-1336. doi:10.1366/0003702934067694 6Noda I. Anal Sci, 2007, 23(2): 139-146. doi:10.2116/analsci.23.139 7Park Y, Jin S, Noda I, Jung Y M. J Mol Struct, 2020, 1217: 128405. doi:10.1016/j.molstruc.2020.128405 8Sun S, Tang H, Wu P, Wan X. Phys Chem Chem Phys, 2009, 11(42): 9861-9870. doi:10.1039/b909914j 9Kim Y J, Matsunaga Y T. J Mater Chem B, 2017, 5(23): 4307-4321. doi:10.1039/c7tb00157f 10Chilkoti A, Dreher M R, Meyer D E, Raucher D. Adv Drug Deliv Rev, 2002, 54(5): 613-630. doi:10.1016/s0169-409x(02)00041-8 11Weber C, Hoogenboom R, Schubert U S. Prog Polym Sci, 2012, 37(5): 686-714. doi:10.1016/j.progpolymsci.2011.10.002 12Tang L, Wang L, Yang X, Feng Y, Li Y, Feng W. Prog Mater Sci, 2021, 115: 100702. doi:10.1016/j.pmatsci.2020.100702 13Sun B, Lin Y, Wu P, Siesler H W. Macromolecules, 2008, 41(4): 1512-1520. doi:10.1021/ma702062h 14Sun S, Wu P. Macromolecules, 2010, 43(22): 9501-9510. doi:10.1021/ma1016693 15Sun S, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(40): 11609-11618. doi:10.1021/jp2071056 16Wang H, Sun S, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(28): 8832-8844. doi:10.1021/jp2008682 17Sun B, Lai H, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(6): 1335-1346. doi:10.1021/jp1066007 18Sun S, Wu P. Macromolecules, 2013, 46(1): 236-246. doi:10.1021/ma3022376 19Zhang B, Tang H, Wu P. Macromolecules, 2014, 47(14): 4728-4737. doi:10.1021/ma500774g 20Hou L, Wu P. Soft Matter, 2014, 10(20): 3578-3586. doi:10.1039/c4sm00282b 21Hou L, Wu P. Soft Matter, 2015, 11(14): 2771-2781. doi:10.1039/c5sm00026b 22Sun W, An Z, Wu P. Macromolecules, 2017, 50(5): 2175-2182. doi:10.1021/acs.macromol.7b00020 23Hou L, Ma K, An Z, Wu P. Macromolecules, 2014, 47(3): 1144-1154. doi:10.1021/ma4021906 24Li T, Tang H, Wu P. Soft Matter, 2015, 11(10): 1911-1918. doi:10.1039/c4sm02812k 25Sun S, Hu J, Tang H, Wu P. J Phys Chem B, 2010, 114(30): 9761-9770. doi:10.1021/jp103818c 26Sun S, Wu P. Chinese J Polym Sci, 2017, 35(6): 700-712. doi:10.1007/s10118-017-1938-1 27Sun Shengtong(孙胜童), Wu Peiyi(武培怡). Materials Science and Technology(材料科学与工艺), 2017, 25(1): 1-9. doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160386 28Lei Z, Wu P. Nat Commun, 2018, 9(1): 1134. doi:10.1038/s41467-018-03456-w 29Lei Z, Wu P. ACS Nano, 2018, 12(12): 12860-12868. doi:10.1021/acsnano.8b08062 30Shi X, Wu P. Small, 2021, 17(26): 2101220. doi:10.1002/smll.202101220 31Lei Z, Wu B, Wu P. Research, 2021, 2021: 4515164. doi:10.34133/2021/4515164 32Ye Z, Sun S, Wu P. ACS Macro Lett, 2020, 9(7): 974-979. doi:10.1021/acsmacrolett.0c00303 33Jia W, Wu B, Sun S, Wu P. Nano Res, 2020, 13(11): 2973-2978. doi:10.1007/s12274-020-2959-6 34Lei Z, Wang Q, Sun S, Zhu W, Wu P. Adv Mater, 2017, 29(22): 1700321. doi:10.1002/adma.201700321 35Lei Z, Wu P. Nat Commun, 2019, 10(1): 3429. doi:10.1038/s41467-019-11364-w 36Lei Z, Wu P. Mater Horiz, 2019, 6(3): 538-545. doi:10.1039/c8mh01157e 37Yu Z, Wu P. Adv Mater, 2021, 33(24): 2008479. doi:10.1002/adma.202008479 38Wang Y, Sun S, Wu P. Adv Funct Mater, 2021, 31(24): 2101494. doi:10.1002/adfm.202101494 39He C, Sun S, Wu P. Mater Horiz, 2021, 8(7): 2088-2096. doi:10.1039/d1mh00736j 40Zhang W, Wu B, Sun S, Wu P. Nat Commun, 2021, 12(1): 4082. doi:10.1038/s41467-021-24382-4 41Shen Yi(沈怡), Peng Yun(彭云), Wu Peiyi(武培怡), Yang Yuliang(杨玉良). Progress in Chemstry(化学进展), 2005, (3): 499-513. doi:10.3321/j.issn:1005-281X.2005.03.016 42Liu M, Wu P, Ding Y, Chen G, Li S. Macromolecules, 2002, 35(14): 5500-5507. doi:10.1021/ma011819f 43Tang B, Wu P, Siesler H W. J Phys Chem B, 2008, 112(10): 2880-2887. doi:10.1021/jp075729+ 44Wang M, Wu P, Sengupta S S, Chadhary B I, Cogen J M, Li B. Ind Eng Chem Res, 2011, 50(10): 6447-6454. doi:10.1021/ie102221a 45Lai H, Wang Z, Wu P, Chaudhary B I, Sengupta S S, Cogen J M, Li B. Ind Eng Chem Res, 2012, 51(27): 9365-9375. doi:10.1021/ie300007m 46Fieldson G T, Barbari T A. Polymer, 1993, 34(6): 1146-1153. doi:10.1016/0032-3861(93)90765-3 47Hou L, Feng K, Wu P, Gao H. Cellulose, 2014, 21(6): 4009-4017. doi:10.1007/s10570-014-0458-1 48Feng K, Hou L, Schoener C A, Wu P, Gao H. Eur J Pharm Biopharm, 2015, 93: 46-51. doi:10.1016/j.ejpb.2015.03.011 49Dong Y, Hou L, Wu P. Cellulose, 2020, 27(5): 2403-2415. doi:10.1007/s10570-020-02997-y 50Yan L, Hou L, Sun S, Wu P. Ind Eng Chem Res, 2020, 59(16): 7398-7404. doi:10.1021/acs.iecr.9b07110 51Li H, Hou L, Wu P. Chinese J Polym Sci, 2021, 39(8): 975-983. doi:10.1007/s10118-021-2571-6 52Hou L, Wu P. Carbohydr Polym, 2019, 205: 420-426. doi:10.1016/j.carbpol.2018.10.091 53Hou L, Wu P. Cellulose, 2019, 26(4): 2759-2769. doi:10.1007/s10570-019-02255-w 54Li Y, Wang D, Wen J, Liu J, Zhang D, Li J, Chu H. Adv Funct Mater, 2021, 31(22): 2011259. doi:10.1002/adfm.202011259 《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304原文链接：http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2021.21362DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2021.21362

1982年，美国召开了世界上最早的近红外学术研讨会。1985年，日本紧随其举办了第一次以近红外为主题的学术交流。1987年，国际近红外学术交流大会登场。1993年，“Journal of Near Infrared Spectroscopy”正式出版发行。在时间序列方面，日本近红外走在了世界前列。国际近红外学会以及少数国家的近红外组织原则上都是两年召开一次研讨会，更多国家无专业组织和专题交流，唯独日本是一年一次，而且至今已经坚持了39年。期间，有一次组织主体的变更。除此之外，还有（社）日本分光学会近赤外部会以及在各自专业学会的交流，由此可见，日本社会对近红外情有独钟。2013年4月，日本近红外研究会前会长河野澄夫先生撰文陈述了组织变更背景。20世纪80年代初期，日本引进了近红外光谱法，最初主要应用于粉碎后的小麦、大豆等低水分均匀的样品，但随着近红外装置、计算机以及分析方法的发展，出现了各种各样的形态。样品的测定成为可能，测定项目也从内容成分的定量分析扩大到掺假的检测、原料的识别等定性分析。在这种情况下，1985年成立的(社)日本食品科学工程学会主办了第1届至第20届“无损检测研讨会”，对近红外光谱法的普及发挥了重要作用。通过知名人士的演讲、各厂商的机器展示、向大众发布海报等方式，近红外光谱法得以普及和扩大。但是，通过硬件、软件的改良，其应用范围扩大到聚合物、纤维、医药品、化妆品、医疗等农业、食品以外的领域。由(社)日本食品科学工程学会主办的该研讨会使得其他领域的参与者望而却步。另外，研讨会名称中没有包含近红外光谱法的名称，降低了近红外光谱法的宣传效果。在以上的背景下，为了促进各领域参与，并期待进一步发展，以第20届无损检测研讨会(2004年11月)的召开为节点，解散了该研讨会，并于次年2005年11月成立了“近红外研究会”。该研究会以举办“近红外论坛”、颁发Karl Norris Award等奖项、提供近红外光谱法相关信息等为目的。希望该研究会能为近红外光谱法的进一步发展做出贡献。早期的无损检测研讨会的主办机构—日本食品科学工程学会属于社团法人，就像我们的一级学会一样。而日本近红外研究会是个民间机构，所有工作人员均为兼职。会议原则上每年的11月份召开，地点初期在东京，后期多为筑波。会期由最初的1天、2天过渡到3天。前几届会议只有单纯的十几篇论文发表，从第10届开始增加了基础讲座环节，第14届又增加了企业简介专场，墙报始于第15届。前20届会议主题是无损检测，但近红外是主流。从第21届开始，主题只有近红外光谱法。纵观历届学会论文发表，横观同行业者，可知以下几个特点：1、应用企业积极参与。高校和研究单位积极参与学术研讨会是理所应当之事，日本企业像科研单位一样积极参与尚不多见。1986年日本佐竹公司开发出世界上第一台食味计，1987年在研讨会上就进行了学术交流。1987年日本龟甲万株式会社在1988年获得“酱油制作方法及装置”专利（JPA 1988237758）之前就在学会上口头发表了“近红外在酱油品质管理上的应用”一文。1990年，日本酱油业界以（财）日本酱油研究所为核心联合几家酱油大公司成立了“近红外分析技术委员会”，共同研究行业标准和推广应用。1999年，(株)FANTEC公司和（株）KUBOTA公司在产品上市前分别发表了题为“便携式近红外装置的研发与应用”和“台式果蔬品质判别器的开发与应用”的报告。这样的案例举不胜举，具体详见附件。从论文发表数量统计结果可知，由最初5届每届10篇左右口头发表，到第28届最多，包括口头、企业、墙报发表在内达到了100篇。今年是第39届，也有69篇之多。2、邀请国际知名专家主旨演讲。从1996年以后一直坚持到至今，其中，2000年和2003年曾两度邀请Karl Norris亲临现场，分别阐述了“近红外光谱法的诞生以及未来”和“The NIR spectroscopy : From theory to real applications”。邀请过的专家中有5位曾担任过国际近红外学会主席，例如Tom Fearn（2005年、2016年、2020年），Ana Garrido-Varo（2007年、2020年），Pierre Dardenne（2007年），Peter Flinn（2011年），Ian Murray（2002年、2010年）。据不完全统计，在近30年里共邀请了近40位国际知名学者。3、颁奖鼓励。日本近红外研究会共设四种奖，JCNIRS Award、NIR Advance Award、Student Travel Award和Best Poster Award。其中，近红外研究会决定向对日本及亚洲的近红外光谱学及其相关领域的进步做出贡献的研究人员授予JCNIRS Award。在每年举行的近红外论坛上举行颁奖仪式以及获奖演讲。NIR Advance Award是在第10届(1994年)非破坏计测研讨会上，在布朗卢比有限公司的厚意下设立的有关近红外光谱法的奖励奖项。在每年举行的近红外论坛上举行颁奖仪式以及获奖者演讲。Student Travel Award是对希望在近红外论坛上发表研究成果的学生补助旅费的制度。关于旅费(交通费+住宿费)以及论坛参加费(包括短课程参加费)，每人最多可得到5万日元。还有一个Karl Norris Award是颁发给对近红外光谱法的实用化或技术普及做出巨大贡献者的来自日本的国际奖。该奖项在SHIBUYA精机株式会社(原FANTEC)的支持下，于第19届(2003年)设立，并持续至第27届(2011年)。以Karl Norris的名字命名的奖项已经转交给ICNIRS主办的国际奖项：Karl Norris Medal。本人有幸参加了2006年、2007年、2008年、2014年和2015年等5次日本近红外研讨会，并获得过JCNIRS Award。2007年参会合影获得JCNIRS Award（2014年）4、同行既是竞争对手，也是良师益友。FANTEC公司最早开发出世界上第一台水果品质便携式近红外装置，随后KUBOTA也研发出类似产品，且质量性能价格优于前者。后期，FANTEC停产了自己产品，转而贴标出售后者仪器。SHIBUYA为了集中精力做好水果在线分选设备，主动放弃生产销售NIRGUN手持仪，报废库存零部件。在日本，不论是水果品质在线近红外检测装置还是台式仪、便携仪、手持仪等均有一两种类似产品，但各有不同，特点突出，美美与共，各美其美，形成错位发展，良性竞争。PAL-HIKARi手持仪精度较差，主打价格便宜，10万日元以内。N-1手持仪精度基本满足要求，价格20万日元以内。CD-H100手持仪强调大光斑，能检测大型网纹甜瓜，30多万日元。受益于良好的及时的学术交流，近红外技术在日本果蔬业界的应用普及率极高，早就处于饱和状态，现在购买者多为以旧换新，更新换代。以上仅为个人观点，望有助于同仁了解日本情况为盼。附件：日本历届近红外学术会议报告一览.pdf（作者：中国农业大学 韩东海教授）

机载红外夜视装备是现代飞机的重要传感器，主要用于辅助低空飞行、飞行着陆、侦察瞄准等用途。机载红外夜视主要利用目标与背景的热辐射进行成像，并送给飞行员进行视觉观察，工作波段主要覆盖短波、中波和长波。机载红外夜视技术可分为被动红外夜视技术和主动红外夜视技术，被动红外夜视技术是借助目标自身发射的红外辐射成像，从而实现对目标的观察；主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外光成像。近期，中国电子科技集团公司光电研究院的科研团队在《真空电子技术》期刊上发表了以“机载红外夜视技术及其发展趋势”为主题的文章。该文章第一作者为朱卓高级工程师，通讯作者为李季波高级工程师。本文总结了机载红外夜视装备现状，介绍了国外典型机载红外夜视装备的技术特点及其在辅助低空飞行、飞行着陆和夜间侦察／瞄准方面的应用，分析了目前机载红外夜视技术应用挑战及多光谱图像融合、大面阵高清红外成像、智能辅助飞行、三维视觉成像等技术发展趋势。国外典型装备情况民用领域国外机载红外夜视装备已被应用于民用飞机领域，辅助飞行着陆与导航。增强视景系统（EVS）是典型的机载红外夜视装备，采用红外传感器等设备获取飞机外部场景图像，进行图像增强处理，并在飞机平视显示器（HUD）上显示，使飞行员在包括雾霾、雨雪、烟尘低能见度和夜间情况下，能够更好地识别周围地形、机场跑道、辅助导航和着陆。EVS提高了飞机在起飞、低空飞行和着陆过程中的视觉感知能力，提升了执行任务期间人员的安全性。增强飞行视景系统（EFVS）是EVS与HUD的综合，它将EFVS获取飞机前方场景的红外图像与HUD上显示的主飞行信息融合，显示在飞行员前方的屏显系统上，保证所显示的图像、符号与外界场景是重合的。EFVS能够增强飞行员的视觉感知能力，在夜晚低能见度条件下，EFVS能将飞机前方场景呈现给飞行员，从而增强飞行员的着陆感知能力，提高操作的准确性。军用领域国外机载红外夜视装备已被广泛应用于军用飞机领域，一般采用多功能复合体制，除具备导航、着陆功能外，还可实现夜间侦察／瞄准功能。直升机载红外夜视装备法国Sagem公司开发的Euroflir 410系统装备于直升机平台，用于飞行导航、夜间侦察、目标识别和打击指示引导。该系统光电转塔包含了中波红外成像传感器、电视传感器、微光夜视传感器、激光测距机、激光照射器及光斑跟踪器，转塔质量不大于45 kg。配备红外成像传感器具有光学自动变焦功能，电子变倍后最小视场可达0.16°，可以更好地在夜间识别目标。系统除具备地理跟踪、地理指示及地理定位功能外，还具备对目标的成像识别能力，该系统对地面装甲车目标的识别距离为9.5 km，确认距离为5.5 km。战斗机载红外夜视装备F-35飞机的光电系统作为当前最先进的机载光电传感器系统，是典型的战斗机载红外夜视装备，包括光电分布孔径系统（EODAS）和光电侦察瞄准系统（EOTS）。EODAS由6套分布于机身的中波红外焦平面阵列传感器和光窗组成，每个传感器覆盖90°×90°视场，通过图像无缝拼接，为飞行员提供360°球形空域视野，通过对图像进行算法处理，实现昼夜导航、对面目标打击瞄准、对空红外搜索与跟踪、红外态势感知、全空域导弹逼近告警及毁伤效果识别等能力，图1所示为EODAS对地面的大视场显示图像和目标场景标识。EODAS获取的夜视图像和经过处理的识别符号可以叠加到F-35飞机的头盔显示器上，辅助飞行员了解周围态势。图1 F-35飞机EODAS系统观测到的夜间地貌吊舱红外夜视装备图2所示为F-15E战斗机挂装红外夜视设备显示的红外图像。美军从80年代开始，先后装备了多款带有前视红外（FLIR）的吊舱，从最开始洛马公司的“蓝盾”（LANTIRN）吊舱，到最新一代洛马公司的“狙击手”先进瞄准增强型传感器吊舱和诺格公司“莱特宁”吊舱的增强型传感器吊舱。与“蓝盾”吊舱相比，新一代吊舱能显示更清晰的视频图像。此外，这两款吊舱都有能力将这些视频图像信息发送给地面部队，提供重要情报。图2 F-15E战斗机平视显示器上的前视红外画面国外应用情况辅助低空飞行战机在中高空的飞行条件下，很容易被敌方发现和攻击，为了实现作战目的，飞行员会采用低空突防模式对目标进行攻击。当飞机在夜晚低能见度条件下低空飞行时，飞机的飞行环境复杂，驾驶员的视觉能力受到限制，无法快速有效地了解机身外部环境，无法对航迹上的高山、森林等危险目标和障碍进行有效规避，易导致事故发生。飞机着陆飞行员在着陆过程中，由于受夜晚光线暗或雨雾等低能见度天气影响，跑道及其周围指示灯的可视性变差，导致飞行员通过视觉获取的跑道及周围信息不足，无法正常降落。在民用领域，以EFVS和EVS大量应用于民用飞机起飞降落。在军用领域，在不确定战场环境下，不具备民航领域的基础导航定位、传感与地图信息，美军已开展了降级视觉环境缓解（DVE-M）项目。美国的Sierra Nevada公司使用多种传感器实时融合地形、图像和地面障碍数据，然后在EVS的支持下，根据字符系统和指令的引导，为飞行员的飞行路线提供目视标志。罗克韦尔柯林斯公司EVS-3000型辅助着陆系统在飞机平显上叠加的着陆图像如图3所示，根据字符系统和指令的引导，为飞行员的飞行路线提供目视标志。图3 在平显上叠加着陆图像夜间侦察/瞄准现代战争通常选择“月黑风高”的夜晚实施攻击，以最大限度地利用“单向透明”的战场态势，发挥己方红外夜视装备优势。夜间空袭依托机载红外夜视装备，能分清500米之外的目标和几千米之外的山峦、村庄，具有全天候发现、定位目标的能力，提高了飞机的战术使用灵活性和作战效能。技术应用挑战与发展方向机载红外夜视技术应用挑战主要有以下三个方面：（1）作用距离较近图像分辨率和灵敏度是红外夜视装备的重要参数，受制于当前红外夜视技术发展现状，现有机载红外夜视装备存在对目标成像距离相对较近、识别分辨率不高的现状。（2）机载红外夜视设备显示颜色单一现有红外夜视设备的成像会“失去颜色”，单一的颜色显示不利于飞行员对外界环境的视觉感知。一方面，机上显示设备都会变成单色，失去了其原先颜色代表的意义或者起到的作用；另一个方面，会影响外界的灯光使其变成单色，如机场跑道的精密进近航道红、黄指示灯。此外，飞行员持续观察显示器上的白色、绿色图像信息可能会引发视觉疲劳等情况，也不利于飞行。（3）大数据存储与计算资源有限机载红外夜视设备具备了在较大视场下捕获广域动态图像并实现监视的功能，会产生大量数据，目前已有的机载数据存储设备已不能满足需求，尤其是随着大面阵红外夜视设备的发展，会产生更大的数据量，这就要求飞机具有大数据存储的记录设备。随着机载红外夜视新技术纷至沓来，机载红外夜视设备的工作波段不断拓展、视场空域不断增大、可视距离不断提升、新质能力不断健全，逐渐成为军民飞机的标配。机载夜视技术的发展重点集中在以下几个方面：（1）多光谱图像融合不同波段的传感器可满足不同作战场景的需求，短波红外传感器的烟雾穿透能力强，相比中波红外传感器在目标与场景温度差异大的情况下成像效果好，长波传感器在目标与场景温度差异小的情况下具有更好的成像效果，微光传感器的生成图像与可见光图像相仿，更符合人眼视觉观察。通过图像融合技术，将多波段红外成像图像和微光夜视图像合成为一幅图像，这种技术有助于综合发挥微光成像和红外成像两种技术的优势，拓展视觉显示波段范围，使图像纹理细节更丰富，可有效提升机载夜视设备的观察能力。（2）大面阵高清红外成像的应用高性能光电探测器是机载夜视设备的核心，随着半导体集成和工艺等关键技术突破，探测器朝着小像元尺寸、大面阵规格方向发展。小像元能够使探测器小型化、提高系统分辨率、增加探测距离。大面阵探测器的分辨率更高、观察的目标细节更丰富、探测距离更远。目前，在红外探测器方面，雷神公司研发的红外探测器像元达到4096×4096，已成功应用于美国空军天基红外预警系统。将小像元、大面阵探测器应用于机载夜视设备中，更能够实现对夜晚目标的远距离、高清探测。（3）增强飞行视景系统智能化发展机载增强飞行视景系统将在夜间飞行安全领域发挥更加重要的作用，朝着智能感知、人机交互方向发展。增强飞行视景系统可利用传感器对机外场景进行多维信息感知，在探测到跑道、障碍物等威胁目标时，实施智能辅助决策，支持完成各种飞行动作、信息处置，为飞行员提供决策支撑。（4）向主动夜视技术应用拓展随着短波、中波、长波红外激光器技术发展，以及垂直腔面发射激光器（VCSEL）技术发展与应用，在夜间成像基础上融入了激光主动探测，进行三维识别，可在二维图像显示器上显示三维信息。三维视觉成像技术已逐步应用于汽车自动驾驶，后续机载夜视技术也将拓展三维成像识别功能，提供飞行员更多维度信息，进一步增强夜间视觉感知能力。结束语本文对机载红外夜视装备现状进行了综述，介绍了国外典型机载红外夜视装备的技术特点，分析了机载红外夜视技术在辅助低空飞行、飞行着陆和夜间侦察／瞄准方面的应用，讨论了该技术的应用挑战，给出了向多光谱图像融合、大面阵高清红外成像、增强飞行视景系统智能化发展、主动夜视技术应用拓展等方面发展的趋势。

南开大学化学学院 段潮舒 韩丽 刘煦阳（导师：邵学广）2022年11月28-30日，第八届亚洲近红外光谱会议（ANS2022）以网络会议形式召开。来自6个国家的约70位代表参加了此次大会，中国有9位代表出席。韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授在开幕式上致辞，对所有参会的老师、同学和厂商代表表示热烈欢迎。本次会议有大会邀请报告（plenary lecture）2场，主题报告（keynote presentation）和口头报告（oral presentation）34场，墙报（poster）29篇。其中，口头报告分为4个会议单元（session），主题分别是：“农业食品材料”、“高光谱成像”、“基础科学与化学计量学”和“先进技术和药物应用”。本次会议内容丰富，从多角度展现了近红外光谱技术的最新研究和应用进展，以下从四个方面加以概述。1、化学计量学方法与应用研究化学计量学方法是历届近红外光谱会议的重要主题，本次会议安排了一场大会邀请报告，题为“Key aspects to increase the robustness of NIRs prediction models”。报告者强调了数据质量对建模的重要性，介绍了稳健模型建立的四大关键部分，分别是校正集的选择、参考值的质量、光谱数据的质量、预测模型的开发和评估（预处理方法、回归方法等）。在实际应用中，由于近红外光谱预测模型是动态的，应该定期对模型进行监控和更新；来自南开大学的邵学广教授进行了题为“Chemometric studies for analyzing temperature-dependent near-infrared spectra”的报告。报告着重讲述了利用温控近红外光谱技术结合化学计量学方法，可通过提取随温度变化的水光谱信息，从而理解水结构的复杂性以及将水作为探针可以探测溶液或生物体系中分子的定量信息和结构变化；来自日本国家农业和食品研究院的Akifumi Ikehata教授带来了题为“Extended molar absorption coefficients of confined water in reverse micelles”的报告，提出了基于浓度的扩展摩尔吸收系数分析方法，当水与表面活性剂的分子比超过一定值时，可以准确检测到反胶束中核心水的存在，有利于更好地理解限域环境中的分子行为。深度学习是化学计量学领域发展的前沿方向之一，本次会议中也有与深度学习相关的研究。来自新加坡南洋理工大学的Ying Zhu教授带来了题为“Chemometrics and deep learning models for classification of spectroscopic data with application to detection of colon polyps”的报告，介绍了基于CNN的预测模型可用于区分癌前腺瘤状息肉和增生性息肉，优于PCDA和PLSDA模型；来自韩国江原大学的Nam-Wook Kim介绍了利用可见-近红外高光谱成像技术，基于卷积神经网络（CNN）模型预测紫玉米的花青素含量，与高效液相色谱测定结果相比，深度学习模型的预测准确度可以达到93%，有利于后续智能育种技术的应用；同样来自韩国江原大学的Hong-Gu Lee利用3D-卷积神经网络进行蜂螨分类。此外，还有多场化学计量学方面的报告，研究内容涉及了各种定性定量模型的建模方法，对扩展近红外光谱的应用范围和改善模型具有重要作用。总结以上的报告，我们深切体会到：化学计量学方法种类较多，使用者应该从原理入手学习，加强对每类方法原理的理解和学习，更有利于新方法的开发和已有方法的推广应用。2、高光谱成像技术作为近红外光谱技术的发展前沿，高光谱成像技术的发展和应用越来越引起大家的关注。本次会议安排了一场题为“Spectral imaging technologies for agricultural applications” 的大会邀请报告。报告者着重介绍了高光谱成像的原理和仪器技术的发展，以及在苹果损伤、在线家禽检测、蔬菜全表面新鲜度检测等领域的应用；来自韩国忠南大学的Byoung-Kwan Cho教授带来了“Application of hyperspectral imaging for quality measurement of agricultural materials”的报告。报告首先强调了农产品质量控制对于整个农业生产行业的重要性，并介绍了高光谱成像技术在水果瘀伤检测、压力植物监测、种子活力分选和食品掺假检测等农产品质量控制中的应用，最后提出高光谱成像技术作为农产品质量控制的新兴手段，具有快速、准确、无创的检测特点，并有望代替传统检测方法；来自泰国朱拉隆功大学的Sureerat Makmuang报告了其通过改进的自组织图和近红外高光谱成像识别杂草稻的工作，首次对栽培稻种子中的杂草稻进行原位高光谱成像，并通过监督自组织图分类，达到了88%以上的分类准确率。通过以上报告，我们发现，本次会议与高光谱成像技术相关的研究多集中于食品、农产品的质量控制等，极大地拓展了近红外光谱的应用。不过，大家也认识到，虽然高光谱技术是获取综合信息的高效手段，但高光谱的测量及数据处理技术仍需要进一步发展。3、先进技术与药物应用先进技术和药物应用也是本次会议的重要主题。来自泰国农业大学的Sirinad Noypitak教授带来了“A portable moisture content meter using near infrared spectroscopy with real-time data report on a smartphone”的报告。该报告介绍了一种基于近红外光谱技术的新型便携式水分测定仪，在测量的时候可以在智能手机上显示实时数据报告。通过应用程序控制近红外光谱仪，在智能手机上实时采集、显示和处理光谱数据，非常适合在锯木工厂中的实际应用；来自韩国汉阳大学的Eunjin Jang介绍了用近红外透射光谱检测不同病变的胆汁，通过主成分聚类分析可以准确识别出患有胆囊癌的胆汁样品。这些研究大大拓展了近红外光谱技术在疾病诊断、制药方面的应用，未来可逐步实现准确控制药物中的有效成分含量、精准医疗等。4、农业食品材料农业、食品和材料一直是近红外光谱技术的重要应用领域。来自印度贾达普大学的Rajib Bandyoypadhyay教授带来题为“Estimation of total alkaloids in Cinchona bark using a developed portable NIR”的报告，该报告使用便携式近红外光谱仪测定金鸡纳树皮中总生物碱（一种抗疟疾药物）含量，对近红外光谱进行PLS回归分析，与重量法评估的结果相比，达到了很好的预测结果。不仅如此，该研究还开发了包含图形用户界面和校正程序的软件，通过对软件进行适当的修改，便携式光谱仪还可用于植物及其产品中的其他标记分子的含量测定；来自尼泊尔特里布文大学的Milka Nakarmi介绍了近红外光谱检测鸡肉中的微生物菌落的应用，该研究以标准平板计数法检测细菌的污染情况作为参考，对885-1680 nm范围的光谱建立的模型对大肠菌群预测效果最好，这为近红外光谱技术用于提取微生物信息发展了新的应用。在本次会议中，很多研究工作集中在农产品和食品质量评估，实用性的特点较为突出。理论指导实践，实际应用也将当下的需求反馈于理论方法的研究，与此同时研究工作者从需求入手，深入分析了解研究对象的特性，针对这些特性设计了更适用的仪器或测量方法，更好地满足实际的生活生产需要。本次会议利用网络平台进行在线直播，整个会议日程安排紧凑有序。全世界各地参会者通过网络平台交流与学习，无论在学校、在家、还是在公司，都可以聆听专家们的报告，而且还可以在问答区进行发言和提问。除了精彩纷呈的报告，本次会议还采用线上墙报的形式，参会人员采用录制音频配合图像的形式为大家展示墙报，以直观的图像和图表展示主要内容，再配以简洁明了的讲解说明，让大家快速了解研究内容。此外，线上墙报不受展示时间的限制，大家可以在网上多次观看。特别值得一提的是，会议中，数位中国代表给我们带来了精彩的报告，但中国参会代表还是较少，期待更多的国内学者今后为大家带来精彩的报告，继续扩大中国在国际会议的影响力。第八届亚洲近红外光谱会议圆满落幕，探知建模新方法，洞悉成像新世界！下一届亚洲近红外光谱会议将在印度加尔各答举办，让我们共同期待能与大家面对面地交流学习！

近日，一台湾脱口秀主持人在讨论莱猪相关问题时称要将进口' 莱猪' 做成肉松卖给大陆，引发网络热议和网友谴责。就此问题，在27日上午国台办举行的例行新闻发布会上，国台办发言人表示，为了保护消费者健康，大陆一向禁止在动物养殖过程中使用莱克多巴胺，严禁进口含有莱克多巴胺的肉类产品。同时因为台湾地区有高致病性禽流感等疫情，为防范疫情传入风险，大陆严禁台湾地区生产或经台湾地区转运的肉类产品输入。据了解，瘦肉精是一类药物的统称，任何能够抑制动物脂肪生成，促进瘦肉生长的物质都可以称为“瘦肉精”。能够实现此类功能的物质主要是一类叫做β-受体激动剂（也称β-兴奋剂）的药物，其中较常见的有盐酸克仑特罗、沙丁胺醇、莱克多巴胺 、硫酸沙丁胺醇、盐酸多巴胺、西马特罗和硫酸特布他林等。近年来（2011年），因食用被“瘦肉精”污染的食物导致中毒事件屡有发生，且后果极其严重，引起了世界各国的高度重视。为了保证畜产品质量安全，保护人类健康，许多国家都禁止在食源性动物的生产中使用盐酸克伦特罗，美国食品与药品监督管理局（FDA）将肉品中的盐酸克伦特罗残留作为必检项目，欧盟也严禁在饲料中添加“瘦肉精”类药物。那么瘦肉精如何快速鉴别？针对瘦肉精的检测，目前主要方法为气相色谱-质谱法、高效液相色谱法、高效液相色谱法、酶联免疫吸附法和胶体金免疫层析法。而各仪器厂商也推出了相关仪器产品解决食品安全问题。瘦肉精检测仪HED-SSJ瘦肉精检测仪瘦肉精检测仪广泛应用于食药监局、卫生部门、医学院校、科研院所、农业部门、养殖场、屠宰场、食品肉产品深加工企业、检验检疫部门等单位使用。瘦肉精检测仪可现场快速检测盐酸克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇、己烯雌酚、喹乙醇等。仪器预留其他项目检测程序和端口，根据日后需求可方便的自主增加检测项目。日后可升级为检测抗生素、兽药残留、动物疫病、病害肉、的综合类型仪器。

近日，有市民反映杭州部分城区自来水再度出现异味，出现异味的自来水原水基本取自苕溪。杭州市环保局已经启动应急预案，目前没有发现水质异常。　　据了解，杭州五大水厂中，除祥符水厂原水取自苕溪外，其他均来自钱塘江。祥符水厂主要为城北、三墩、康桥、半山这些地区供水。　　杭州市环保局表示，接到杭州市水务集团反映祥符水厂苕溪取水口水质有土霉味的情况报告后，立即启动应急预案，赴现场调查取样并对苕溪全流域进行巡查，现场未发现有工业废水直接污染苕溪。据监测结果，祥符水厂苕溪取水口源水水质无异常。　　10日，杭州市环保局继续派人在苕溪流域进行巡查，重点对獐山取水口至安溪大桥两岸企业进行排查，下午对奉口取水口下游进行巡查，重点排查奉口取水口至仁和水厂取水口段(至德清)，巡查未发现工业企业有非正常排污现象。　　杭州市环保局还表示，将继续加大对苕溪流域的巡查和监测力度，确保饮用水源地水质安全。

近日，欧洲议会对RoHS的改写发表意见，表示不会同意议员Jill Evans的建议，即禁止所有的溴化和氯化阻燃剂、聚氯乙烯(PVC)、氯化增塑剂和三种邻苯二甲酸盐：邻苯二甲酸二己酯(DEHP), 邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。　　议会环境委员会将于下周对欧盟委员会关于修改电器和电子设备有害物质限制的指令(RoHS)进行投票表决。　　虽然看起来卤化物质和邻苯二甲酸盐能够不被列入禁止名单中，但是委员会可能会在禁止名单中增加纳米银(nanosilver)和多壁式奈米碳管(multi-walled carbon nanotubes)。　　在现有指令下，汞、铅、镉、六价铬、溴化阻燃剂家族中的邻苯二甲酸丁苄酯和多溴二苯醚仍然是被禁止的。　　第二组物质中的砷化合物、铍及其化合物、三氧化二锑、三氧化二砷、双酚A、有机氯、阻燃剂等则可能不被列入优先名单中，而是列入新的附件三中。　　欧洲化学工业理事会(CEFIC)同时还持续关注新的立法中出现的纳米材料，并表示REACH中已包含该内容。欧盟委员会还要求经营者在电子和电气设备中使用纳米材料的声明，基于环境和人体健康，需要提供所有相关材料。欧盟委员会也将发出在这些设备中的纳米材料的安全评估和调查结果并提交议会和理事会。经营者需在设备上标注“可能对消费者有暴露风险”(that could lead to exposure of consumers)的标签。　　委员会将于6月2号进行投票是否对RoHS指令进行改写。

上接：晶圆表面缺陷检测方法综述【上】4. 基于机器学习的晶圆表面缺陷检测机器学习主要是将一个具体的问题抽象成一个数学模型，通过数学方法求解模型，求解该问题，然后评估该模型对该问题的影响。根据训练数据的特点，分为监督学习、无监督学习和半监督学习。本文主要讨论这三种机器学习方法在晶圆表面缺陷检测中的应用。机器学习模型比较如表2所示。表 2.机器学习算法的比较。分类算法创新局限监督学习KNN系列对异常数据不敏感，准确率高。复杂度高，计算强度高。决策树-Radon应用Radon以形成新的缺陷特征。过拟合非常熟练。SVMSVM 可对多变量、多模态和不可分割的数据点进行高效分类。它对多个样本不友好，内核函数难以定位。无监督学习多层感知器聚类算法采用多层感知器增强特征提取能力。取决于激活函数的选择。DBSCAN可以根据缺陷模式特征有选择地去除异常值。样本密度不均匀或样本过大，收敛时间长，聚类效果差。SOM高维数据可以映射到低维空间，保持高维空间的结构。目标函数不容易确定。半监督学习用于增强标记的半监督框架将监督集成学习与无监督SOM相结合，构建了半监督模型。培训既费时又费时。半监督增量建模框架通过主动学习和标记样本来增强模型性能，从而提高模型性能。性能取决于标记的数据量。4.1. 监督学习监督学习是一种学习模型，它基于该模型对所需的新数据样本进行预测。监督学习是目前晶圆表面缺陷检测中广泛使用的机器学习算法，在目标检测领域具有较高的鲁棒性。Yuan，T等提出了一种基于k-最近邻（KNN）的噪声去除技术，该技术利用k-最近邻算法将全局缺陷和局部缺陷分离，提供晶圆信息中所有聚合的局部缺陷信息，通过相似聚类技术将缺陷分类为簇，并利用聚类缺陷的参数化模型识别缺陷簇的空间模式。Piao M等提出了一种基于决策树的晶圆缺陷模式识别方法。利用Radon变换提取缺陷模式特征，采用相关性分析法测度特征之间的相关性，将缺陷特征划分为特征子集，每个特征子集根据C4.5机制构建决策树。对决策树置信度求和，并选择总体置信度最高的类别。决策树在特定类别的晶圆缺陷检测中表现出更好的性能，但投影的最大值、最小值、平均值和标准差不足以代表晶圆缺陷的所有空间信息，因此边缘缺陷检测性能较差。支持向量机（SVM）在监督学习中也是缺陷检测的成熟应用。当样本不平衡时，k-最近邻算法分类效果较差，计算量大。决策树也有类似的问题，容易出现过度拟合。支持向量机在小样本和高维特征的分类中仍然具有良好的性能，并且支持向量机的计算复杂度不依赖于输入空间的维度，并且多类支持向量机对过拟合问题具有鲁棒性，因此常被用作分类器。R. Baly等使用支持向量机（SVM）分类器将1150张晶圆图像分为高良率和低良率两类，然后通过对比实验证明，相对于决策树，k-最近邻（KNN）、偏最小二乘回归（PLS回归）和广义回归神经网络（GRNN），非线性支持向量机模型优于上述四种晶圆分类方法。多类支持向量机在晶圆缺陷模式分类中具有更好的分类精度。L. Xie等提出了一种基于支持向量机算法的晶圆缺陷图案检测方案。采用线性核、高斯核和多项式核进行选择性测试，通过交叉验证选择测试误差最小的核进行下一步的支持向量机训练。支持向量机方法可以处理图像平移或旋转引起的误报问题。与神经网络相比，支持向量机不需要大量的训练样本，因此不需要花费大量时间训练数据样本进行分类。为复合或多样化数据集提供更强大的性能。4.2. 无监督学习在监督学习中，研究人员需要提前将缺陷样本类型分类为训练的先验知识。在实际工业生产中，存在大量未知缺陷，缺陷特征模糊不清，研究者难以通过经验进行判断和分类。在工艺开发的早期阶段，样品注释也受到限制。针对这些问题，无监督学习开辟了新的解决方案，不需要大量的人力来标记数据样本，并根据样本之间的特征关系进行聚类。当添加新的缺陷模式时，无监督学习也具有优势。近年来，无监督学习已成为工业缺陷检测的重要研究方向之一。晶圆图案上的缺陷图案分类不均匀，特征不规则，无监督聚类算法对这种情况具有很强的鲁棒性，广泛用于检测复杂的晶圆缺陷图案。由于簇状缺陷（如划痕、污渍或局部失效模式）导致难以检测，黄振提出了一种解决该问题的新方法。提出了一种利用自监督多层感知器检测缺陷并标记所有缺陷芯片的自动晶圆缺陷聚类算法（k-means聚类）。Jin C H等提出了一种基于密度的噪声应用空间聚类（DBSCAN）的晶圆图案检测与分类框架，该框架根据缺陷图案特征选择性地去除异常值，然后提取的缺陷特征可以同时完成异常点和缺陷图案的检测。Yuan， T等提出了一种多步晶圆分析方法，该方法基于相似聚类技术提供不同精度的聚类结果，根据局部缺陷模式的空间位置识别出种混合型缺陷模式。利用位置信息来区分缺陷簇有一定的局限性，当多个簇彼此靠近或重叠时，分类效果会受到影响。Di Palma，F等采用无监督自组织映射（SOM）和自适应共振理论（ART1）作为晶圆分类器，对1种不同类别的晶圆进行了模拟数据集测试。SOM 和 ART1 都依靠神经元之间的竞争来逐步优化网络以进行无监督分类。由于ART是通过“AND”逻辑推送到参考向量的，因此在处理大量数据集时，计算次数增加，无法获得缺陷类别的实际数量。调整网络标识阈值不会带来任何改进。SOM算法可以将高维输入数据映射到低维空间，同时保持输入数据在高维空间中的拓扑结构。首先，确定神经元的类别和数量，并通过几次对比实验确定其他参数。确定参数后，经过几个学习周期后，数据达到渐近值，并且在模拟数据集和真实数据集上都表现良好。4.3. 半监督学习半监督学习是一种结合了监督学习和无监督学习的机器学习方法。半监督学习可以使用少量的标记数据和大量的未标记数据来解决问题。基于集成的半监督学习过程如图 8 所示。避免了完全标记样品的成本消耗和错误标记。半监督学习已成为近年来的研究热点。图8.基于集成的半监督学习监督学习通常能获得良好的识别结果，但依赖于样本标记的准确性。晶圆数据样本可能存在以下问题。首先是晶圆样品数据需要专业人员手动标记。手动打标过程是主观的，一些混合缺陷模式可能会被错误标记。二是某些缺陷模式的样本不足。第三，一些缺陷模式一开始就没有被标记出来。因此，无监督学习方法无法发挥其性能。针对这一问题，Katherine Shu-Min Li等人提出了一种基于集成的半监督框架，以实现缺陷模式的自动分类。首先，在标记数据上训练监督集成学习模型，然后通过该模型训练未标记的数据。最后，利用无监督学习算法对无法正确分类的样本进行处理，以达到增强的标记效果，提高晶圆缺陷图案分类的准确性。Yuting Kong和Dong Ni提出了一种用于晶圆图分析的半监督增量建模框架。利用梯形网络改进的半监督增量模型和SVAE模型对晶圆图进行分类，然后通过主动学习和伪标注提高模型性能。实验表明，它比CNN模型具有更好的性能。5. 基于深度学习的晶圆表面缺陷检测近年来，随着深度学习算法的发展、GPU算力的提高以及卷积神经网络的出现，计算机视觉领域得到了定性的发展，在表面缺陷检测领域也得到了广泛的应用。在深度学习之前，相关人员需要具备广泛的特征映射和特征描述知识，才能手动绘制特征。深度学习使多层神经网络能够通过抽象层自动提取和学习目标特征，并从图像中检测目标对象。Cheng KCC等分别使用机器学习算法和深度学习算法进行晶圆缺陷检测。他们使用逻辑回归、支持向量机（SVM）、自适应提升决策树（ADBT）和深度神经网络来检测晶圆缺陷。实验证明，深度神经网络的平均准确率优于上述机器学习算法，基于深度学习的晶圆检测算法具有更好的性能。根据不同的应用场景和任务需求，将深度学习模型分为分类网络、检测网络和分割网络。本节讨论创新并比较每个深度学习网络模型的性能。5.1. 分类网络分类网络是较老的深度学习算法之一。分类网络通过卷积、池化等一系列操作，提取输入图像中目标物体的特征信息，然后通过全连接层，根据预设的标签类别进行分类。网络模型如图 9 所示。近年来，出现了许多针对特定问题的分类网络。在晶圆缺陷检测领域，聚焦缺陷特征，增强特征提取能力，推动了晶圆检测的发展。图 9.分类网络模型结构图在晶圆制造过程中，几种不同类型的缺陷耦合在晶圆中，称为混合缺陷。这些类型的缺陷复杂多变且随机性强，已成为半导体公司面临的主要挑战。针对这一问题，Wang J等提出了一种用于晶圆缺陷分类的混合DPR（MDPR）可变形卷积网络（DC-Net）。他们设计了可变形卷积的多标签输出和一热编码机制层，将采样区域聚焦在缺陷特征区域，有效提取缺陷特征，对混合缺陷进行分类，输出单个缺陷，提高混合缺陷的分类精度。Kyeong和Kim为混合缺陷模式的晶圆图像中的每种缺陷设计了单独的分类模型，并通过组合分类器网络检测了晶圆的缺陷模式。作者使用MPL、SVM和CNN组合分类器测试了六种不同模式的晶圆映射数据库，只有作者提出的算法被正确分类。Takeshi Nakazawa和Deepak V. Kulkarni使用CNN对晶圆缺陷图案进行分类。他们使用合成生成的晶圆图像训练和验证了他们的CNN模型。此外，提出了一种利用模拟生成数据的方法，以解决制造中真实缺陷类别数据不平衡的问题，并达到合理的分类精度。这有效解决了晶圆数据采集困难、可用样品少的问题。分类网络模型对比如表3所示。表3. 分类网络模型比较算法创新Acc直流网络采样区域集中在缺陷特征区域，该区域对混合缺陷具有非常强的鲁棒性。93.2%基于CNN的组合分类器针对每个缺陷单独设计分类器，对新缺陷模式适应性强。97.4%基于CNN的分类检索方法可以生成模拟数据集来解释数据不平衡。98.2%5.2. 目标检测网络目标检测网络不仅可以对目标物体进行分类，还可以识别其位置。目标检测网络主要分为两种类型。第一种类型是两级网络，如图10所示。基于区域提案网络生成候选框，然后对候选框进行分类和回归。第二类是一级网络，如图11所示，即端到端目标检测，直接生成目标对象的分类和回归信息，而不生成候选框。相对而言，两级网络检测精度更高，单级网络检测速度更快。检测网络模型的比较如表4所示。图 10.两级检测网络模型结构示意图图 11.一级检测网络模型结构示意图表4. 检测网络模型比较算法创新AccApPCACAE基于二维主成分分析的级联辊类型自动编码。97.27%\YOLOv3-GANGAN增强了缺陷模式的多样性，提高了YOLOv3的通用性。\88.72%YOLOv4更新了骨干网络，增强了 CutMix 和 Mosaic 数据。94.0%75.8%Yu J等提出了一种基于二维主成分分析的卷积自编码器的深度神经网络PCACAE，并设计了一种新的卷积核来提取晶圆缺陷特征。产品自动编码器级联，进一步提高特征提取的性能。针对晶圆数据采集困难、公开数据集少等问题，Ssu-Han Chen等首次采用生成对抗网络和目标检测算法YOLOv3相结合的方法，对小样本中的晶圆缺陷进行检测。GAN增强了缺陷的多样性，提高了YOLOv3的泛化能力。Prashant P. SHINDE等提出使用先进的YOLOv4来检测和定位晶圆缺陷。与YOLOv3相比，骨干提取网络从Darknet-19改进为Darknet-53，并利用mish激活函数使网络鲁棒性。粘性增强，检测能力大大提高，复杂晶圆缺陷模式的检测定位性能更加高效。5.3. 分段网络分割网络对输入图像中的感兴趣区域进行像素级分割。大部分的分割网络都是基于编码器和解码器的结构，如图12所示是分割网络模型结构示意图。通过编码器和解码器，提高了对目标物体特征的提取能力，加强了后续分类网络对图像的分析和理解。在晶圆表面缺陷检测中具有良好的应用前景。图 12.分割网络模型结构示意图。Takeshi Nakazawa等提出了一种深度卷积编码器-解码器神经网络结构，用于晶圆缺陷图案的异常检测和分割。作者设计了基于FCN、U-Net和SegNet的三种编码器-解码器晶圆缺陷模式分割网络，对晶圆局部缺陷模型进行分割。晶圆中的全局随机缺陷通常会导致提取的特征出现噪声。分割后，忽略了全局缺陷对局部缺陷的影响，而有关缺陷聚类的更多信息有助于进一步分析其原因。针对晶圆缺陷像素类别不平衡和样本不足的问题，Han Hui等设计了一种基于U-net网络的改进分割系统。在原有UNet网络的基础上，加入RPN网络，获取缺陷区域建议，然后输入到单元网络进行分割。所设计的两级网络对晶圆缺陷具有准确的分割效果。Subhrajit Nag等人提出了一种新的网络结构 WaferSegClassNet，采用解码器-编码器架构。编码器通过一系列卷积块提取更好的多尺度局部细节，并使用解码器进行分类和生成。分割掩模是第一个可以同时进行分类和分割的晶圆缺陷检测模型，对混合晶圆缺陷具有良好的分割和分类效果。分段网络模型比较如表5所示。表 5.分割网络模型比较算法创新AccFCN将全连接层替换为卷积层以输出 2D 热图。97.8%SegNe结合编码器-解码器和像素级分类层。99.0%U-net将每个编码器层中的特征图复制并裁剪到相应的解码器层。98.9%WaferSegClassNet使用共享编码器同时进行分类和分割。98.2%第6章 结论与展望随着电子信息技术的不断发展和光刻技术的不断完善，晶圆表面缺陷检测在半导体行业中占有重要地位，越来越受到该领域学者的关注。本文对晶圆表面缺陷检测相关的图像信号处理、机器学习和深度学习等方面的研究进行了分析和总结。早期主要采用图像信号处理方法，其中小波变换方法和空间滤波方法应用较多。机器学习在晶圆缺陷检测方面非常强大。k-最近邻（KNN）、决策树（Decision Tree）、支持向量机（SVM）等算法在该领域得到广泛应用，并取得了良好的效果。深度学习以其强大的特征提取能力为晶圆检测领域注入了活力。最新的集成电路制造技术已经发展到4 nm，预测表明它将继续朝着更小的规模发展。然而，随着这些趋势的出现，晶圆上表面缺陷的复杂性也将增加，对模型的可靠性和鲁棒性提出了更严格的挑战。因此，对这些缺陷的分析和处理对于确保集成电路的高质量制造变得越来越重要。虽然在晶圆表面缺陷分析领域取得了一些成果，但仍存在许多问题和挑战。1、晶圆缺陷的公开数据集很少。由于晶圆生产和贴标成本高昂，高质量的公开数据集很少，为数不多的数据集不足以支撑训练。可以考虑创建一个合成晶圆缺陷数据库，并在现有数据集上进行数据增强，为神经网络提供更准确、更全面的数据样本。由于梯度特征中缺陷类型的多功能性，可以使用迁移学习来解决此类问题，主要是为了解决迁移学习中的负迁移和模型不适用性等问题。目前尚不存在灵活高效的迁移模型。利用迁移学习解决晶圆表面缺陷检测中几个样品的问题，是未来研究的难题。2、在晶圆制造过程中，不断产生新的缺陷，缺陷样本的数量和类型不断积累。使用增量学习可以提高网络模型对新缺陷的识别准确率和保持旧缺陷分类的能力。也可作为扩展样本法的研究方向。3、随着技术进步的飞速发展，芯片特征尺寸越来越小、越来越复杂，导致晶圆中存在多种缺陷类型，缺陷相互折叠，导致缺陷特征不均匀、不明显。增加检测难度。多步骤、多方法混合模型已成为检测混合缺陷的主流方法。如何优化深度网络模型的性能，保持较高的检测效率，是一个亟待进一步解决的问题。4、在晶圆制造过程中，不同用途的晶圆图案会产生不同的缺陷。目前，在单个数据集上训练的网络模型不足以识别所有晶圆中用于不同目的的缺陷。如何设计一个通用的网络模型来检测所有缺陷，从而避免为所有晶圆缺陷数据集单独设计训练模型造成的资源浪费，是未来值得思考的方向。5、缺陷检测模型大多为离线模型，无法满足工业生产的实时性要求。为了解决这个问题，需要建立一个自主学习模型系统，使模型能够快速学习和适应新的生产环境，从而实现更高效、更准确的缺陷检测。原文链接:Electronics | Free Full-Text | Review of Wafer Surface Defect Detection Methods (mdpi.com)

4月25日，环保部科技标准司处长张化天在国际水泥峰会表示，《水泥工业大气污染物排放标准》已经完成全国征求意见，并已通过初步审议，将在行政审批后尽快发布。　　除了水泥排放新标，张化天同时表示，《水泥窑协同处置危险废物污染控制标准》等相关技术规范也完成指定，下一步通过行政审议后尽快发布。无疑，新标准的实施将加大企业的环境治理投入，从而提高企业的生产成本。　　据悉，全国水泥行业年排放氮氧化物是&ldquo 十二五&rdquo 氮氧化物减排的重点领域。目前，我国水泥工业氮氧化物排放水平大致在880毫克左右/标准立方米，而在新《标准》征求意见稿中，现有水泥生产线的氮氧化物排放限值降低到450毫克/标准立方米，新建线低于320毫克/标准立方米。　　执行上述水泥行业的氮氧化物减排并非易事。数字水泥网副总裁陈柏林认为，对企业来说，减少氮氧化物排放仅仅是一项减排任务，没有节能效益，只有成本增长。&ldquo 氮氧化物减排设备至少需要几百万元的投入，此外还有运营投入，这对企业而言，都是不愿意接受的。&rdquo 　　中国建材执行董事、副总裁崔星太称，&ldquo 新标准的公布肯定对企业有比较大的影响，如果将现有标准降到300-400毫克每立方米的话，会给每吨水泥成本增加20元左右。&rdquo 　　据了解，目前，国内每吨水泥的生产成本为180元-250元，排放标准修订后，加上水泥脱硝设备投入，每吨水泥成本将增加20元-40元。据中国环境科学研究院调查显示，我国现有水泥生产线的达标改造成本约170亿元，若按年产20亿吨水泥计算，全国水泥工业环保设施运行成本将达近400亿元。　　业内人士认为，新标准对水泥行业虽然是很大的挑战，但同样也蕴藏着机遇，并对水泥行业起着调整作用。一方面会促进行业技术升级，提升产业效率 另一方面也会对现有产业格局产生一定影响。　　随着落后产能的淘汰，行业集中度将得到提升。&ldquo 我们认为，目前水泥行业的整体价格和实际的价值没有得到充分的体现，希望水泥价格有所提升，提升以后企业就有钱赚，会更好的尽环保责任。&rdquo 崔星太说。

常规的无损检测技术如射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等，这些方法在实践应用中都有各自的缺点及局限性。红外热成像无损检测技术是近年来应用逐渐广泛的一种新兴检测技术，广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域。与其他的无损检测技术相比，红外热成像技术的特点有：1. 测量速度快，因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度，所以响应极快，能测得迅速变化的温度场；2. 非接触性，拍摄红外图片时，红外摄像仪与被测物体是保持一定距离的，对被测温度场没有干扰，操作安全、方便；3. 测量结果直观形象，热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出，从图上可以方便地读取各点的温度值，并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息；4. 测温范围广，由于是采用辐射测温，与玻璃测温计和热电偶测温计相比，测温范围大大扩展，理论上可从绝对零度到无穷大；5. 测量精度高；6. 易于实现自动化和实时观测。红外热成像无损检测原理红外线是一种电磁波，为0.78~1000 μm，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的旋转和振动而发出辐射能量。红外辐射是其中一种，如果把物体看成是黑体，吸收所有的入射能量，则根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为：式中：为黑体的光谱辐射度；c1、c2为辐射常数，c1=3.7418×108 Wm-2μm4，c2=1.4388×104 μmK；σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，为5.67×10-8 Wm-2K-4。实际大部分人工或天然材料都是灰体，与黑体不同，灰体材料的发射率ε≠1，灰体表面能反射一部分入射的长波（λ＞3 μm）辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和Map，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将Map称为表观辐射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度Tap，即：上述表观温度Tap即为红外探测器测量所得温度，在无损检测中测量距离一般较近，可以忽略大气的影响，故被测物体的表面发射率ε的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。检测方式1. 主动式检测为了使被测物体失去热平衡，在红外热成像无损检测时为被测物体注入热量。被测物体内部温度不必达到稳定状态，内部温度不均匀时即可进行红外检测的方法即为主动式红外检测。该种检测方式是人为给试样加载热源的同时或延迟一段时间后测量表面的温度场的分布。从而确定金属、非金属、复合材料内部是否存在孔洞、裂缝等缺陷。2. 被动式检测被动式红外热成像无损检测利用周围环境的温度与物体温度差，在物体与环境进行热交换时，通过对物体表面发出的红外辐射进行检测缺陷的一种方式。这种检测方法不需要加载热源，一般应用于定性化的检测。被测物本身的温度变化就能显示内部的缺陷。它经常被应用于在线检测电子元器件和科研器件及运行中设备的质量控制。红外热成像技术在无损检测中的应用1. 材料热物性参数检测与其它的测温技术相比，红外热像仪能迅速、准确地测量大面积的温 值，且测温范围宽。因此，当需要准确测量较大范围的温度边界条件时，红外热像仪具有其它测温仪器不可比拟的优越性。哈尔滨工业大学的研究人员针对焊接温度场中材料的传热系数随温度升高而变化的情况进行了研究，证明了焊接过程热传导系数反演算法的可行性，结合红外热像法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场，通过计算分别获得了加热和冷却过程的热传导系数随温度变化的曲线。热传导反问题的研究，具有广泛的工程应用前景，近年来在热物性参数的识别、边界形状的识别、边界条件的识别、热源的识别等多方面已经取得了很多研究成果。在进行传热反问题研究时，采用红外热像技术测量研究对象的温度图，可以方便快捷地解决温度边界的测量问题，该方法在热传导反问题的研究中已被广泛采用。2. 结构内部损伤及材料强度的检测目前利用红外热像技术进行的结构损伤研究有混凝土内部损伤检测、混凝土火灾损伤研究、焊缝疲劳裂纹检测、碳纤维增强混凝土内部裂纹检测等，由于损伤部位的导热系数的变化，导致红外热像图中损伤位置温度异常。与常规的探伤方法如X射线、超声波等相比，红外热像技术具有不需要物理接触或耦合剂，操作简单方便、无放射性危害等优点。同济大学的研究人员采用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了实验研究，得出了火灾损伤混凝土红外热像的平均温升随时间的变化曲线，及混凝土红外热像的平均温升与其受火温度与强度损失之间的回归方程。将红外热像技术应用于火灾混凝土检测，在国际上尚属首创，突破了传统的检测模式，为进行混凝土的火灾损伤评价开创了一条新途径。但将该方法运用于实际工程检测中，尚有许多问题需要解决，如混凝土强度等级、碳化深度、级配、火灾类型等对检测结果的可靠性的影响，以及检测时的加热措施等。近年在光热红外技术的基础上发展的超声红外技术发挥了红外技术和超声技术的优点，该方法以超声脉冲作为激发源，当超声脉冲在试件中传播遇到裂纹等缺陷时，缺陷引起超声附加衰减而局部升温，从而利用红外热像技术可以检测出这些裂纹缺陷。南京大学的研究人员将红外热像仪与超声波发射器结合起来，用超声波发射器对有疲劳裂纹的铝合金试件进行热量输入，拍摄红外热图像，与计算机模拟计算结果进行比较，试验表明超声红外热像技术对裂纹缺陷、不均匀结构及残余应力非常敏感。3. 在建筑节能中检测的应用在建筑物节能检测方面，瑞典早在1966年就开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温，美国、德国等许多国家的研究人员也都进行过这方面的研究工作。在我国随着对建筑节能要求的提高，建筑物的节能检测势在必行。目前我国对建筑围护结构传热系数的检测多采用建筑热工法现场测量，红外热像技术只作为辅助手段，通过检测围护结构的传热缺陷，综合评价建筑物的保温性能。目前我国红外热像技术在节能检测领域的研究尚属于起步阶段，还没有确定的指标对建筑物的红外热像图进行节能定量评价，由于建筑物立面形式和饰面材料的多样性，编制专用的图像分析与处理软件和建立墙体内外饰面材料的发射率基础数据库成为该项研究中一个重要环节。4. 在建筑物渗漏检测中的应用建筑物的渗漏有由供水管道引起的渗漏和屋顶或外墙开裂引起的雨水渗漏等，由于渗漏部位的含水率和正常部位不一样，造成在进行热传导的过程中二者温度有差异，因而可以用红外热像仪拍摄湿度异常部位墙面的红外热图像，与现场直接观察结果进行对比分析，可以找出渗漏源的位置。结语红外热像技术在无损检测中的应用前景非常广泛，相应的研究工作也取得了初步的研究成果，并逐步地从定性研究走向定量研究，但总体来说在目前尚属起步阶段，能应用于实际工程中的研究成果不多，且多属一些定性的结论，缺乏相应的操作规范。因此，应加强定量研究工作，提高对红外热像图的处理能力。

近期，国际顶尖期刊Science发表了一篇题为“Energy in 2023”的文章，文章中提到2023年Science期刊对编辑政策进行了一些重要改革：　　包括决定终止较短的Reports类论文发表 首次明确公布论文撤稿的3条标准 不将“论文更正”视作“学术污点”等。　　“Reports”退出历史舞台　　Science决定终止较短的Reports论文发表，主要源于开放科学的考量。文中提到，Science之所以决定结束比“研究文章(Research Articles)”更短的“报告(Reports)”类别，是因为，随着数据和图表的增加，研究论文变得越来越长，而实验方法和结果也必须有足够详细严谨的报告，以保证可重复性，结束文章短评有利于开放科学的发展。针对这一改变，Science将有一类研究论文(即“研究文章”)出现，在印刷期刊中大约有5页(通常包括2000-3000的单词文本、3-5个图标和50个参考文献)。Science杂志的大多数论文已经属于这一类。简单来说，这意味着3页纸的报告文章进入历史!准备投稿的朋友们需要注意了!科学期刊的"Information for authors"已经做出了调整。(www.science.org/content/page/science-information-authors)　　论文撤稿准则首次明确公布　　目前，Science原有的撤稿标准中只强调了两种：✔ 第一种情形是学术不端行为得到明确的证实 ✔ 第二种情形是存在削弱论文核心结论的错误。在这篇文章中，又增加了一个新的撤稿标准，即如果论文出现了足够多的更正(Correction)或出现了足够多的错误(errors)从而导致编辑对该成果失去信心时，可以对该论文撤稿。　　事实上，以往只要足够充分的理由时，Science的编辑对论文的撤稿具有自由裁量权，而从现在开始，Science将论文撤稿的标准明确的公布出来。　　不将“论文更正”视作“学术污点”　　关于近些年愈演愈烈的撤稿风波与图片误用，Science也表达了自己的观点。“近些年，学术界对研究论文中已发表图像的分析在Pub-Peer等网站上日渐增多，像Elisabeth Bik这样的图像侦探为精心维护科学记录的严谨带来了更多的能量。但是，科学家也是人，无论是有意还是无意的错误，作者和期刊都不可避免地犯错。幸运的是，科学始终是一个具有自我修正机制的过程，并最终会得到正确的答案。不幸的是，当Science的编辑联系作者就他们的科学论文提出担忧时，经常会遇到防御性和否认性的回答。这种情况是时候需要改变了!快速更正或撤回将有助于学术界建立信心，即我们都致力于准确的科学记录。学术界应该尽力弱化「论文更正」的耻辱感，应尽力减少将“论文更正”视作“学术污点”，以便在这个异常审查和信心减弱的时代，我们可以向世界展示，科学的自我修正是构建信任的基石!我们希望，这一新的撤回标准将有助于加强这种信任。”——来源：Science但是应切记，由于学术不端而导致撤稿的行为，每一位作者都要坚决抵制，这种行为不仅会伤害研究者自身的科研信誉度，而且也不利于研究者在科研界的职业发展。结 语不得不说，作为世界首屈一指的顶级期刊，Science的这篇社论意义非凡。从「结束比“研究文章”更短的“报告”类别」可以看出学术界对更加全面的论文细节的关注，「三大撤稿标准的明确」也意味着撤稿将逐渐标准化透明化，从而有助于构建更加开放、包容的学术环境，这其实是开放科学的真正精神内核。原文链接：　　原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg4111

在近期举行的中国家用电器协会第五届二次常务理事会上，小天鹅股份有限公司总裁柴新建就我国洗衣机行业及家电行业的现状做了发言，他指出，目前我国对国外一些标准的跟进有些盲目，而在自主的技术发面则与国外存在差距。　　由于我国企业在某些标准上对国外指标的盲目跟进，导致企业投入了大量的成本，而有些跟进则是没有必要的。柴新建表示，我国的家电产品要想出口欧洲就要建立自己的RoHS实验室、Reach实验室，以跟进欧洲标准的最新动向，但其实有些标准是不用跟这么快的。　　目前，无论出口欧洲还是美国，基础标准、污渍标准和实验样品都必须依靠进口，拿到自己的实验室做测试，每次实验的费用在6000—8000元不等，企业不仅面临试验费用高昂的问题，而且一些污渍标准所需要的实验样本，如洗碗机的污渍我国是不允许进口的，因而影响到企业产品的出口。　　他呼吁，协会和行业里的专家应该就这一行业共同问题进行论证，特别针对环保标准做统一实验，做到资源共享，以避免每家企业投入精力做精细实验室的浪费。另外，在标准的制定方面，可以联合其他相关行业进行跨行业合作，现在洗涤剂企业都在推液体洗涤剂，而洗衣机产品的标准是针对洗衣粉的，这就需要标准的制定跟上行业的发展。

随着红外探测技术的飞速发展，红外隐身材料的开发已成为一个迫切的需求。红外隐身效果受温度和红外发射率的共同影响，但以往的研究大多集中在单一因素上，从而限制了红外隐身产品的有效性。据麦姆斯咨询报道，近期，西安工程大学的科研团队在《印染》期刊上网络发表了以“红外隐身材料的应用及其研究进展”为主题的文章。该文章第一作者为陈海通，通讯作者为王进美教授。本文介绍了各类红外隐身材料的优势和局限性、近年来的研究进展以及未来发展趋势，重点包括基于不同的材料在红外隐身领域所发挥的独特作用。红外隐身原理在了解红外隐身机理之前，深入研究其探测原理有利于更好地规避和反制。隐身技术与探测技术双方是相互抵制的关系，二者都是围绕目标和背景两个对象进行展开，探测是通过不断放大目标与背景的差异，从而识别出目标，隐身则是缩小两者的差异。例如，在飞机上，不同的探测器通过六个相应的特征——声学、视觉、烟雾、雷达、红外和轨迹特征来探索它们存在的迹象。红外探测主要基于热成像原理，加之物体本身就是红外光源。红外波可以覆盖0.76~1000μm的范围，可细分为五个部分（如图1所示）：近红外波（NIR，0.76~1.5μm），短红外波（SWIR，1.5~ 3μm）、中红外波（MWIR，3~8μm）、长红外波（LWIR，8~15μm）和远红外波（FIR，15~1000μm）。由于地球大气层吸收了大部分红外线，仅对3~ 5μm和8~14μm范围内的电磁波相对透明。因此，在两个大气窗口中隐藏目标的自发辐射是击败红外探测器的有效措施。图1 各种波段的比较及相应的隐身应用除此以外，材料性质、表面粗糙度和厚度等许多因素都会影响红外发射率。考虑到材料的自身特性，其红外发射率与原子核和外核电子的相对位移（正负电荷中心不一致产生的电偶极矩）密切相关，带负电的外核电子和带正电的原子核会受到外电场的影响。这三个方面体现在复介电常数、电导率和晶格振动对材料红外发射率的影响上。红外发射率的复介电常数实部依赖性主要受材料的极化度控制，与本征极化偶极矩数、离子半径、晶格常数等因素密切相关。而表面粗糙度对红外发射率的影响可归纳如下：一方面，入射辐射在物体不平整表面的漫反射增加了物体表面吸收红外辐射的机会，导致吸收率增强；另一方面，凹凸不平的表面提高了辐射体的相对辐射面积，从而增加了辐射能量和相应的发射率。此外，随着材料厚度的增加，红外发射率也会增加。金属材料的热辐射特性发生在几微米的表层，可以认为表面特性和发射率与厚度无关。对于大多数非金属介电材料，辐射都有一定的穿透深度。因此，非金属电介质和半透明材料的发射率不仅取决于它们的表面状态，还取决于样品厚度。红外隐身方法点源探测和成像探测是两种主流的红外探测方法。点源探测主要与探测距离有关，可检测到的最大距离R。为了最小化目标检测距离，红外辐射特征J越小越好。成像检测主要是利用背景与目标间的热辐射能量之差进行测试。一般来说，发射率高，物体很容易暴露在红外探测器下。为了实现红外隐身伪装，背景和目标物体之间的红外发射强度差异应该足够接近可以忽略不计。因此，降低辐射能E对于红外隐身是必不可少的。控制目标表面温度和降低目标表面发射率ε是获得良好红外隐身能力的主要途径之一。到目前为止，控制表面温度的主要方法是热隔离和热通量控制。理想的绝缘材料是空心玻璃微球（HGM）、气凝胶、热毯、纳米纤维膜、微/纳米多孔泡沫、软木和皮革等隔热材料。其中，HGM和气凝胶在红外隐身领域应用较多。但这种方法的局限性同样明显，因为环境等限制条件，有时物体的表面温度很难改变，所以当物体的T难以改变时，具有低ε的产品具有出色的红外隐身能力。根据Hagen-Rubens定律，电导率与低ε正相关。例如Cu、Ni和Al等金属，以及一些导电聚合物，如聚苯胺（PANI）是低ε材料。但是金属在可见范围内具有高反射率，这会降低视觉伪装效果。因此，金属材料一般被用作填料。目前，研究人员主要通过对金属填料进行改性来实现低发射率与低光泽度的兼容。综上所述，实现红外隐身的最佳途径是削弱和调整目标的红外辐射能量特性，同时使其尽可能接近背景。因此，将“目标+背景”的组合识别为“与背景相似的物体+背景”的组合，这样更有利于欺骗检测器。红外隐身材料隔热材料中空微珠作为隔热材料具有超微小孔隙结构、空心结构或多层结构等特点，因而具有很低的导热系数和吸水率。将其作为填料可以显著降低目标热量的传导，从而有效降低目标的红外辐射能量。2018年，焦钰钰团队开发了一种由纯无机矿物组成的玻璃微珠，该微珠会与基体表面形成一个中空气体层从而阻断热传导，因其蜂窝中空结构故，而它的导热系数很低，涂层具有非常好的隔热保温效果。同时，中空玻璃微珠可以将太阳85％以上的热量反射阻隔在基体表面。PAKDELl团队在2020年将空心微珠颗粒与TiO₂纳米粒子共混，制备了织物用隔热涂料，涂料具有良好的隔热性能并降低了织物的可燃性，另外空心微珠颗粒的存在及其浓度也会直接影响织物的近红外反射率。该团队利用红外热成像仪证明空心玻璃微珠防止涂层织物快速散热，此功能可以应用于保暖织物，还可以减少从室内空间到建筑物外的热量损失，进而有效提升红外隐身性能。凝胶系列中的气凝胶具有极低的密度、低导热性和高比表面积，是一种具有3D互穿网络的高度多孔材料。空气层分裂成小块，可以抑制热量的相对流动。此外，气凝胶骨架赋予固体热传导路径复杂而漫长，从而增强散热能力。2020年，ZHANG的团队开发了双向各向异性聚酰亚胺/细菌纤维素（b-PI/BC）气凝胶，它们具有良好的各向异性成型性、质量轻和出色的隔热性能（图2）。与单一的PI气凝胶和其他商业绝缘材料（聚氨酯和聚苯乙烯泡沫）相比，b-PI/BC气凝胶在相当大的温度范围内有效地阻止了传热，并具有稳定的隔热性能（图3）。图2 b-PI/BC气凝胶的合成流程图3 与其他商业绝缘材料相比，bPI/BC气凝胶具有良好的隔热性能此外，WU的团队在2022年通过改变CuS的添加量和热还原策略设计了rGO/CuS复合气凝胶。CuS的添加有效地调节了红外发射率和隔热性能。加热30 min后，由于其多孔结构，它会保持原始温度。因此，层压多孔结构和多组分赋予复合气凝胶隔热和红外隐身多功能性。该团队还通过简便的溶剂热法和随后的冷冻干燥制备了rGO/CuS@PCM气凝胶（图4）。它们在8 ~ 14 μm的红外发射率从0.82调节到0.59。虽然气凝胶是当前密度最小、隔热性能最好的固态材料，但其存在强度低、易碎等缺陷，在一定程度上限制了它的应用。图4 rGO/CuS@PCM气凝胶制备过程示意图相变材料相变材料（PCM）由于其卓越的热管理能力在红外隐身功能材料领域受到特别关注。目前，许多研究人员将相变材料微胶囊化再应用于红外隐身涂层中。相变微胶囊（MPCPs）是一种具有核壳结构的相变储能材料，其原理是通过相变材料的放热和吸热过程来调节温度。GU Jie团队在2021年采用二十烷作为相变材料（PCM），三聚氰胺、尿素和甲醛（MUF）作为壳材料形成微胶囊。然后，将聚苯胺（PANI）沉积在这些微胶囊的表面以形成了具有温度控制和低红外发射率的双壳微胶囊（DSM）。经测试，具有1.354 mm厚涂层的红外隐形织物可冷却高达11.2 ℃，并且控温过程持续27 min，红外发射率达到0.794。该面料在实际使用中具有显著的红外隐形效果和良好的耐用性（图5）。图5 红外隐形织物的红外图像然而传统的PCM通常表现为具有固定转变温度的刚性固态或流动液态，极大地限制了它们的应用，特别是在多波段隐身和多场景中。因此，很多团队在这方面进行了改良，例如2023年DENG团队首次设计并构建了一种用于同步视觉/红外隐身的本征柔性自愈合相变薄膜。该相变膜具有固-固相变行为，转变温度（从38.8 ℃到51.1℃）和热函（从79.7 J/g 到116.7 J/g）可调，该相变薄膜可定制不同颜色和多种配置，在多场景下展现极佳的视觉隐身功能。此外，该相变薄膜具有热管理能力，并在各种温度下对目标物表现出红外隐身性能，且具有长期循环稳定性（500次循环）和出色的柔性。此外，PCM与气凝胶结合的复合材料也可以达到优秀的红外隐身效果，在2019 年，LYU的团队首先制备了Kevlar纳米纤维气凝胶（KNA）薄膜，然后与PCM结合以获得KNA/PCM薄膜，发现具有热管理功能的KNA/PCM复合薄膜在太阳光照的室外环境中表现出优秀的红外隐身性能。在此基础上该团队还提出了一种由隔热层（KNA薄膜）和红外吸收表面层（KNA/PCM）组合的结构，以隐藏红外检测中的热目标。与其他红外隐身材料相比，KNA−KNA/PCM组合结构涂层靶材由于优异的隔热性和超低红外透过率，红外隐身性能更优秀。这样的结构在未来军事和工业领域的应用具有巨大的潜力，为红外隐身技术提供了更有效的解决方案。纳米结构材料纳米结构材料在很宽的频率范围内表现出均匀的吸波特性。因此，它在红外和雷达波隐身材料的应用较多。由于红外光的波长远大于纳米颗粒的尺寸，导致纳米材料对红外光具有高透过率，使红外探测器接收到的反射信号变得很微弱，从而实现红外隐身效果。为了促进材料的多通道相容性，由两种或多种组分组成的纳米复合材料显著增强目标的红外隐身性能。研究发现，核壳纳米复合材料可以通过核和壳组分的相互修饰来调节。由于壳成分存在于核壳结构的外表面上，所以表面功能的操纵可以有效地满足不同的应用需求。近年来，由结构核和功能壳组成的核壳纳米复合材料在低发射领域受到越来越多的关注。例如WANG团队通过在SiO₂颗粒表面上层层组装剥离的LDH（层状双氢氧化物）纳米片和DNA生物分子，成功制备了SiO₂@DNA-LDH（图6）纳米复合材料，并测试了样品在8~14 μm波长下的红外发射率值，发现SiO₂@DNA和SiO₂@LDH的红外发射率值分别降至0.732和0.658。以DNA插层LDH为功能壳构建SiO₂@DNA-LDH核壳纳米复合材料，由于DNA和LDH纳米片之间的氢键或静电相互作用，以及DNA-LDH壳层形成加强的物理限制，红外发射率值进一步降低至0.458。图6 （a）SiO₂和（b）SiO₂@DNA-LDH纳米复合材料的扫描电子显微镜（SEM）图像，（c）原始SiO₂（d）、（e）和（f）SiO₂@DNALDH纳米复合材料的透射电子显微镜（TEM）图像此外，纳米金属材料在隐身材料中的应用同样备受关注。ZnSe因其在红外区域优异的非线性光学性能，Co在红外区的良好吸收特性，为过渡金属的掺杂提供了选择。但一种材料的微观结构会影响其光学特性，例如吸收、反射和透射。尽管ZnSe和Co具有良好的红外特性，但其电子空间分布仍然较差，不利于材料的吸收和光传导。Ga表现出高电子浓度和结构保护特性。因此，将Ga元素引入到材料中，不仅可以控制材料的微观结构，还可以改善材料的空间电子态分布。2021年PAN等人通过PLD（脉冲激光沉积）在不同的Ar气体下制备了一种适用于抗近红外探测的纳米CoGaZnSe多层薄膜。通过XRD（X射线衍射）、拉曼光谱和模拟研究了薄膜的微观结构发现通过控制生长压力来改变晶体特性、键合和电子的空间分布。在不同压力下获得的薄膜具有不同的透射率。根据这一特性，将具有不同透光率的薄膜与多层薄膜相结合，可以减少红外反射。该团队将多层薄膜涂在普通衣服的表面，然后使用红外探测器进行测试。结果表明，CoGaZnSe多层薄膜的抗近红外检测率最高可达86%，大大降低红外探测的量子效率。碳基复合材料碳材料以其质量轻、比表面积大、机械强度高和良好的导电性等的特性，彻底改变了隐身技术领域。炭黑、碳纳米管以及石墨烯的使用为合成轻质、多功能和智能红外隐形材料提供了新的可能性。例如，可以使用低发射率材料改性的碳纳米管用于屏蔽目标的红外辐射；可以通过石墨烯的添加巧妙地实现温度的动态调节，从而改善静态微/纳米结构只能改变热发射率，固定的热管理材料不能根据需求和环境调节温度的缺点。因此，碳基复合材料为红外隐身领域的设计和性能控制提供了高度的灵活性（图7）。图7 碳材料在红外隐身方面的优势零维材料炭黑作为全球生产最丰富的碳形式之一炭黑（CB），是碳基材料最早使用的原材料。但是单独添加炭黑会增强红外波段吸收，这对红外隐身不利。涂料的三个部分分别为添加剂、填料和黏合剂。其中实现红外隐身的关键在于各种填充物。金属填充物可以显着降低红外发射率，例如铝。但是金属对可见光的强烈反射与视觉隐身相冲突。2019年，LI和他的团队将直径为30~45 nm的炭黑纳米粒子直接喷涂到纳米多孔硅渐变折射薄膜上的5μm厚可转移阳极氧化铝(AAO)模板上。经实验测试，该薄膜在2.5~15.3 μm范围内平均吸光度为97.5%，远高于纳米多孔硅和AAO模板。此外，带有炭黑的AAO模板可以很容易地转移到其他结构上，可以更好地隐藏不同物体的热特性，从而进一步隐身。其本质是光通过AAO模板在内部多次反射，而随机的炭黑颗粒充当散射中心。通过炭黑和纳米多孔硅对光的进一步吸收和捕获，使复合结构能够实现非常低的反射率。因此，炭黑需要与具有较低红外发射率的材料结合使用，才能实现良好的隐身性能。一维材料碳纳米管兼具轻质、可控、高导电、形貌可调和优异机械性能的碳纳米管成为红外隐身复合材料的中流砥柱。许多文献表明，碳纳米管的强度是钢的100倍，密度是钢的六分之一。此外，碳纳米管具有约6 000 W/mK的高导热率，且导电率远高于铜。这些优势将成为多壁和单壁碳纳米管在红外隐身领域应用的关键。低红外发射率材料能以涂层和复合材料的形式制备。2016年，CHU团队成功开发了银颗粒改性碳纳米管纸（SMCNP），并制备了一种具有超低红外发射率的SMCNP/玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料用于红外隐身，以解决飞行器中金属添加剂和纤维增强聚合物（FRP）复合材料难以形成整体的问题。此外，静电纺丝是生产薄膜的独特方法。静电纺丝可以生产2纳米到几微米的纤维。2018年，FNAG等人通过静电纺丝制备聚偏二氟乙烯（PVDF）纤维膜和单壁碳纳米管（SWNT）改性PVDF（命名为SWNT/PVDF）（图6）。壳聚糖处理后，将金纳米粒子浸入金溶胶中并搅拌以修饰薄膜。在静电力的作用下，Au纳米粒子牢固且非常均匀地固定在两种纤维的表面。研究发现，PVDF和Au-PVDF纤维膜的红外发射率值分别为0.82和0.76，而SWNT/PVDF和Au-SWNT/PVDF薄膜的值分别低至0.77和0.68，说明单壁碳纳米管与金颗粒结合后性能更好。二维材料石墨烯石墨烯具有独特的二维蜂窝状晶格结构，从而赋予其相互连通的多孔结构、高表面积、良好的导热性和优异的导电性等性能，被广泛应用于催化、电池、生物医药等领域。然而，石墨烯在传统红外隐身领域，如降低涂层发射率、隔热、吸收热辐射等，既没有表现出突出的性能，也不具备足够的潜力与其强大的性能相匹配，这是因为蜂窝结构对波的散射有强烈的影响。此外，基于热辐射产生原理，由于石墨烯的能隙为零，所以石墨烯本身不发射热辐射。因此，石墨烯很难以传统的方式直接制造具有极低发射率的材料。但石墨烯可以通过石墨烯层中的离子液体嵌入和外部电压调制，将红外发射率控制在0.3~0.7的范围内。2021年，SHI的团队通过组合石墨烯纳米片和Fe₃O₄纳米粒子，显着增强微波吸收且提供轻巧而坚固的支撑。该团队将其进一步集成到具有隔热性能的PI气凝胶中，并使用聚乙二醇（PEG）作为相变材料，获得了一种新型的兼容电磁和红外的双隐形薄膜。PI/石墨烯/Fe₃O₄杂化气凝胶薄膜具有多孔结构，导热系数低，可以抑制红外热辐射，使其具有红外隐身性。为防止温度随外界不断发生变化，上部采用PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG薄膜，既能提供低温显热吸收，又能提供高温潜热吸收，最终实现双重热缓冲，从而更好地协调热力学与红外隐身的关系。图8 (a) (S1) PI/石墨烯/Fe₃O₄混合气凝胶薄膜、(S2) PI气凝胶/PEG复合薄膜和(S3) PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG复合薄膜在加热和冷却过程中记录的红外热成像图像。根据红外热像分析格式确定的(b)加热和(c)冷却过程中温度随时间变化的图像光子晶体光子晶体是一种新型结构材料，由于其光子带隙和光子局域化两个特性使得控制物体的自发辐射成为可能。通过调节光子晶体的结构,可以使光子带隙处于特定红外电磁波段,最终在红外波段具备高反射率与低发射特性。利用光子晶体禁带的高反射、低辐射等特点，可以改变目标的红外辐射特性，以干扰探测器的捕获光谱，使其无法被红外线侦察装置侦测到，从而实现红外隐身。目前，光子晶体在红外隐身材料的研究主要集中在一维光子晶体材料和三维光子晶体材料，这两种材料由不同折射率的介电层堆叠而成。由于一维光子晶体易于设计和制造，近年来许多研究人员对其进行了深入研究。例如DONG Qi等人开发了基于ZnS/Ge的一维光子晶体（1DPCs）,在波长3~5 μm处测量反射光谱，得到了95.1%的平均反射率；使用ET-10红外发射仪测得平均发射率低至0.054，完全满足红外隐身需求。三维光子晶体的制造方法有微机械加工法、半导体工艺法、激光全息干涉法等。由于三维光子晶体在不同方向上存在很好的对称性，因此利用上述制造方式能够成功得到具有禁带的光子晶体结构，例如层叠的硅棒排列制备三维光子晶体可以有效减少红外波段带隙内目标的红外辐射，并增强带隙外的红外辐射。此外，以钨为代表的三维金属叠层结构具有更宽的禁带，可以选择性地控制辐射。这两种光子晶体红外隐身材料结构复杂，价格昂贵，不利于大规模应用。而胶体基元自组装法因方法简便、容易操作、成本低廉、重复性好等优势，成为一种相对普遍的实验室制备光子晶体方法。LI团队使用机械强度高、化学稳定性强和高温稳定性好的聚苯乙烯胶体微球采用逐层法制备了红外吸收波长为3.30 μm和3.42 μm的三维光子晶体材料，并通过气液界面自组装制备单层聚苯乙烯光子晶体膜。该材料实现了3~5 μm可探测波段红外辐射特性的调制，满足红外隐身要求。总结与展望在过去的几十年里，研究人员对红外隐身材料性能的研究主要集中在调整发射率和温度控制进行热管理这两个方面，而对其机理研究不够深入。随着电子技术和先进探测器的不断发展，单波段隐身材料已难以适应现代军事环境。因此，隐身材料的研究需要向多波段兼容隐身方向发展。其中，突破的关键是弄清楚各个电磁频段之间的内在联系。例如对于红外-可见隐身，光谱和背景光谱特性应尽可能一致（0.38 ~ 0.76 μm），需要一个合适的ε来减小目标与背景之间的红外辐射差异（8 ~ 14 μm、3 ~ 5 μm和1 ~ 2.5 μm）。而对于雷达红外兼容隐身，雷达吸波材料需要高吸收率和低反射率，而红外隐身材料需要高反射率和低ε，这就要求综合考虑隐身机理、制备工艺、材料稳定性和兼容性等问题。目前，实验室制备的样品量很少。如何让合成和设计的材料可以大规模生产，并具有其他优良特性，以确保它们可以在实际环境中使用，仍然是一个很大的挑战。其中，可调整、简便的合成路线备受关注。如何设计具有综合特性的产品也是未来发展的方向之一。例如，耐高温是一个重要因素，因为受保护设备（如飞机）的外表面热平衡温度，飞行时高度很高，普通涂层无法提供隐身性。此外，飞机、舰船等军事装备通常在浓烟、潮湿、气候恶劣的环境下工作，容易产生腐蚀缺陷。因此，耐蚀性对于提高军事装备的质量和可靠性具有重要意义。为适应环境变化，开发智能隐身材料势在必行。传统的伪装防护技术是静态的，缺乏环境适应性。智能隐身材料具有感知、信息处理、自主指挥和对环境信号作出最佳反应的功能。因此，如何设计能够主动适应环境的智能隐身材料是伪装隐身技术进一步提高军事目标在复杂战场环境中的生存和突防能力的重要发展趋势。

为高质量筛选粮食收储快速检测方法标准应用的测定产品，国家粮食和物资储备局科学研究院粮油质量检验测试中心拟于近期组织开展粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价工作，验证测试评价的项目为粮食中的水分、粗蛋白质和粗脂肪含量。验证评价项目表评价项目验证标准方法基质样品形态编号名称名称标准代号1水分含量粮油检验稻谷水分含量测定近红外法GB/T 24896-2010稻谷颗粒2粉末3粮油检验小麦水分含量测定近红外法GB/T 24898-2010小麦颗粒4粉末5粮油检验玉米水分含量测定近红外法GB/T 24900-2010玉米颗粒6粉末7粗蛋白质含量粮油检验稻谷粗蛋白质含量测定近红外法GB/T 24897-2010稻谷颗粒8粉末9粮油检验小麦粗蛋白质含量测定近红外法GB/T 24899-2010小麦颗粒10粉末11粮油检验玉米粗蛋白质含量测定近红外法GB/T 24901-2010玉米颗粒12粉末13粮油检验大豆粗蛋白质、粗脂肪含量的测定近红外法GB/T 24870-2010大豆颗粒14粉末15粗脂肪含量粮油检验玉米粗脂肪含量测定近红外法GB/T 24902-2010玉米颗粒16粉末17粮油检验大豆粗蛋白质、粗脂肪含量的测定近红外法GB/T 24870-2010大豆颗粒18粉末按照通知要求，生产企业和单位需于2023年12月14日前提交粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价材料的电子版发送至指定邮箱。参与现场验证评价仪器设备的保障工作，提供至少3台（套）仪器参与验证，指派专人做好仪器设备操作、故障排除的培训工作，并协助国粮局科研院检测中心完成现场验证其他工作。详细通知如下：关于组织粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价工作的公告为高质量筛选粮食收储快速检测方法标准应用的测定产品，受中储粮质检中心有限公司委托，国家粮食和物资储备局科学研究院粮油质量检验测试中心拟于近期组织开展粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价工作。现面向社会邀约粮食近红外快检产品生产企业和单位参加，相关事宜公告如下：一、时间2023年12月20日至31日。二、验证评价工作地点北京市西城区百万庄大街11号粮科大厦。三、验证评价内容本次验证测试评价的项目为粮食中的水分、粗蛋白质和粗脂肪含量，具体项目详情见附件1，工作方案见附件3。四、生产企业和单位需提交的材料1.粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价申请表（附件2）；2.企业或单位法人资格证明材料；3.产品合格证书、产品说明书和相关技术证明材料；4.用户使用意见或相关材料；5.有关部门提供的与申请内容密切相关的证明材料（如检验报告、环保许可证、环境评价证明、安全生产许可证、采用国际或国家标准证明等）；生产企业和单位需提供包括上述内容的纸质版和电子版材料各一式三份（加盖公章）；用于验证评价的仪器设备至少三台（套）；生产企业和单位对所提供的材料的合法性、真实性和完整性负责。五、材料提交流程生产企业和单位需于2023年12月14日前提交粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价材料的电子版发送至指定邮箱，待验证评价工作人员确认后，各申请参与本次验证的生产企业和单位指定1名负责人（技术人员）与验证评价工作组联系，沟通验证评价工作的具体事项，签署技术服务合同，并将相关纸质版材料邮寄到指定地址。六、费用本次验证评价采用自愿报名的方式，工作的成本费用由各参加验证评价的企业和单位承担，用于支付验证所需的标准物质、试剂耗材采购等费用，以及承担验证评价工作的技术人员和专家的劳务费、专家费等，按照“一项一申请”原则计算相关费用，每个项目收费标准6000元人民币。请各参与企业和单位签署技术服务合同后，按要求及时将款项汇至指定账户，本次验证评价工作只接受对公银行账户转账汇款。汇款账号信息如下：收款单位名称：国家粮食和物资储备局科学研究院收款账号：110060774012015000329开户银行：交通银行北京百万庄支行七、工作组联系人韩老师：010-58523432 hyt@ags.ac.cn郭老师：010-58523432 gyy@ags.ac.cn纸质材料邮寄地址：北京西城百万庄大街11号1102室 100037附件：附件1 粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价意向表.doc附件2 粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价申请表.doc附件3 粮食近红外快检方法及仪器行业适用性验证评价工作方案.doc国家粮食和物资储备局科学研究院粮油质量检验测试中心2023年12月1日

1.食品添加剂应当标示《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760-2014）中的食品添加剂通用名称如果《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760-2014）中对一个食品添加剂规定了两个及以上的名称，每个名称均是等效的通用名称。以“环己基氨基磺酸钠（又名甜蜜素）”为例，“环己基氨基磺酸钠”和“甜蜜素”均为通用名称。2.应如实标示产品所使用的食品添加剂，但不强制要求建立“食品添加剂项”在同一预包装食品的标签上，所使用的食品添加剂及可以选在以下三种形式之一标示：（1）全部标示食品添加剂的具体名称，食品添加剂的名称不包括其制法，如加氨生产、普通法、亚硫酸铵法生产的焦糖色，在标签上可统一标注为“焦糖色”；（2）是全部标示食品添加剂的功能类别名称及国际编码（INS号），如果某种食品添加剂尚不存在相应的国际编码，或因致敏物质标示需要，可以标示其具体名称，如“磷脂”可以表示为“大豆磷脂”；（3）全部标示食品添加剂的功能类别名称，同时标示具体名称。一种食品添加剂可能具有多种功能，《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760-2014）列出了食品添加剂的主要功能，供使用参考。生产经营企业应当按照食品添加剂在产品的实际功能在标签上标示功能类别名称。举例：食品添加剂“丙二醇”可以选择标示为：a.丙二醇；b.增稠剂（1520）；c.增稠剂（丙二醇）。食品中添加了两种以上同一功能的食品添加剂，可选择分别标示各自的具体名称；或者选择先标示功能类别名称，再在其后加标示各自的具体名称或国际编码（INS号）。举例：可以标示为“卡拉胶、瓜尔胶”“增稠剂（卡拉胶、瓜尔胶）”或“增稠剂（407,412）”。如果某一种食品添加剂没有INS号，可同时标示其具体名称。举例：“增稠剂（卡拉胶，聚丙烯酸钠）”或“增稠剂（407，聚丙烯酸钠）”。3.复配食品添加剂的标示应当在食品配料表中标示在终产品中具有功能作用的每种食品添加剂。若标注复配食品添加剂的名称，需注意复配食品添加剂的命名规则应符合《食品安全国家标准复配食品添加剂通则》（GB 26687-2011）的规定。应以“复配”+“GB 2760中食品添加剂功能类别名称”或“复配”+“食品类别”+“GB 2760中食品添加剂功能类别名称”，如复配水分保持剂，或复配肉制品水分保持剂等。例如：某食品添加剂了复配着色剂，可标示为“复配着色剂（天然胡萝卜素、苋菜红）”或在配料表中直接标注“天然胡萝卜素、苋菜红”。4.食品添加剂中辅料的标示食品添加剂含有的辅料不在终产品中发挥功能作用时，不需要再配料表中标示。食品添加剂中的辅料是为了单一或复配的食品添加剂的加工、贮存、标准化、溶解等工艺目的而添加的食品原料和食品添加剂。这些物质在使用该食品添加剂的食品中不发挥功能作用，不需要再配料中标示。如含有食用植物油、糊精、抗氧化剂等辅料的叶黄素可直接标示为“叶黄素”，或者“着色剂（叶黄素）”“着色剂（161b）”。5.酶制剂的标示酶制剂如果在终产品中已经失去酶活力的，不需要标示；如果在终产品中仍然保持酶活力的，应按照食品配料表标示的有关规定，按制造或加工食品时酶制剂的加入量，排列在配料表的相应位置。对于不需要标示的加工助剂、酶制剂、食品添加剂中的不发挥工艺的辅料等，企业也可以在配料表中标注。6.食品营养强化剂的标识食品营养强化剂应当按照《食品营养强化剂使用标准》（GB 14880-2012）或原卫计委公告的名称标示。既可以作为食品添加剂或食品营养强化剂又可以作为其他配料使用的配料，应按其在终产品中发挥的作用规范标示。当作为食品添加剂使用，应当标示其在《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760-2014）中规定的名称；当作为食品营养强化剂使用，应标示其在《食品营养强化剂使用标准》（GB 14880-2012）中规定的名称；当作为其他配料发挥作用，应当标示其相应具体名称。例如，味精（谷氨酸钠）既可以作为调味品有可以作为食品添加剂，当作为食品添加剂使用时，应标示为谷氨酸钠，当作为调味品使用时，应当标示味精。