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洁净件燃气隧道式烘干炉

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洁净件燃气隧道式烘干炉相关的资讯

  • “超级微波炉”可将纺线“绿色烘干”
    近18米长、2米高、1.3米宽的“超级微波炉”,在“炉体”这边放入90公斤含有水分的纺线,经1小时的“微波辐射”,纺线祛除大部分水分,再短暂风干,即可包装。这种“超级微波炉”实际上是“CMW—80微波烘干机”。中国工程院院士陈蕴博、中国纺织业协会副会长高勇等专家8月25日表示,这是国内外首次将微波干燥技术在纺织染整行业应用,属于“世界领先”。  微波干燥技术是一种高效、节能、环保、安全,兼有杀菌功能的新型干燥技术,可广泛应用于食品、化工、建材等领域,但被引入纺织烘干领域尚属世界首次。据设备的研发方之一山东康平纳集团公司董事长陈队范介绍,相对传统技术,微波辐射干燥可实现纱线颜色前后色差小、强度高、加热时间短等特点。  印染几乎是传统纺织行业最耗能污染的环节,而作为染色的最后一个环节,烘干也浪费着大量水分、热量。“微波干燥是射频技术的再次升级,代表着未来烘干的发展方向。”康平纳集团公司副总经理鹿庆福介绍说。对众多专家关心的微波辐射问题,“CMW—80微波烘干机”的解决方案是“吸收和屏蔽”——为了避免微波辐射对人体伤害而专门设计的吸收和防护微波装置被装入“超级微波炉”。  本设备的研发依托于科技部“十一五”支撑计划“数字化自动筒子纱染色成套设备”项目,已经在河北、山东部分纺织企业应用。  “CMW-80微波烘干机”研发历时两年,由康平纳机械有限公司和机械科学研究总院合作研究而成。
  • 干货锦囊 | 灭菌隧道降低细菌污染风险
    监管机构更倾向于对注射药物进行灌装后灭菌。但是对于某些产品,例如生物药品,无法进行灌装后灭菌,因为这会对产品产生不利影响。在这些情况下,必须在100级或ISO-5环境中对产品进行无菌灌装。样品瓶必须清洗以去除颗粒,然后在填充之前进行灭菌处理。从历史上看,如果对产品进行灌装后灭菌,通常的做法是将西林瓶从清洗机中直接转移到灌装室。但是,2018年4月发布的《ISPE基线指南第3卷无菌产品制造设施1》中建议对所有西林瓶进行灭菌处理,即使产品会进行灌装后灭菌也是如此。灭菌是从西林瓶表面去除热原的过程,包括消除细菌内毒素。有几种不同的方法可以对西林瓶进行灭菌处理。非常常见和有效的方法之一是使用烘烤干燥。将样品瓶暴露于250°C以上的温度会破坏热原。大多数灭菌过程被设计为至少使内毒素减少至千分之一,甚至百万分之一。灭菌的两种最常见方法是灭菌烘箱和灭菌隧道(见图1),但是这两种方法的风险水平不同。使用灭菌隧道所涉及的风险主要来自隧道内气流的控制。用烘箱灭菌有关的风险包括手动操作西林瓶以及灭菌与灌装之间的停留时间。本文讨论了这些风险和解决方案。 图1 灭菌隧道灭菌隧道与灭菌烘箱灭菌烘箱或灭菌隧道(见图1)都可以完成样品瓶的灭菌工序。在使用灭菌烘箱过程时,在准备区域(通常为C级或ISO-7洁净室)中清洗西林瓶,放在托盘上,然后手动装入烘箱。烘箱位于准备区域和灌装线之间。设计良好的灭菌烘箱有两道门,一道通往准备区,另一道通往灌装线隔离器或无尘室。灭菌过程完成后,西林瓶需要手动转移到灌装线上。灌装工序可能需要几个小时后才能开始。Haag2(2011)的论文中强调了在灌装过程中由于容器内表面暴露在空气中而造成污染的风险,并论证了开口西林瓶与污染风险增加的相关性,即使在A级无菌环境中也是如此。但是在高效的灭菌通道中处理的西林瓶,经过约15分钟的冷却过程,就会自动送入灌装机,污染的风险大大降低。举例说明:我们现在考虑每批生产10,000瓶样品,生产线速度为每分钟50个(假定生产效率为80%)。在常见的商业灌装线上,从开口的西林瓶离开灭菌通道开始,到开始加塞的时间大约为8分钟。但是对于灭菌烘箱,相同批次的最末尾一个西林瓶从烘箱中出来的时间算,暴露时间可能长达250分钟甚至更久。更长的暴露时间使污染风险增加了30倍,这还不包括操作人员手动操作带来的相关污染风险。Rick Friedman(FDA / CDER科学与法规政策副主任)在2019年ISPE无菌会议上的开幕词中,谈到了做出积极选择以最、大的程度降低污染风险,并评论说“所有新的无菌灌装线设计均应采用灭菌隧道而不是灭菌烘箱。”预灭菌西林瓶可能产生的风险购买预先消毒的西林瓶是厂内灭菌工艺的替代方法。在这种情况下,西林瓶的清洗和消毒在另外的地方进行,然后将西林瓶装进双层袋中,然后运到生产现场。供应链复杂性的增加带来了不可避免的风险。比如说,必须对西林瓶供应商进行监控,以确保其在整个灭菌和包装过程中均遵循一定的质量标准。用于包装的薄膜尽量是无颗粒的,并且洗涤,灭菌和包装过程是自动化的,以减少人工操作。下一个要考虑的风险来自运输过程,在运输过程中,玻璃瓶之间的摩擦和碰撞会产生难以清除的玻璃颗粒和碎屑。操作员在手动开包的过程中需要遵循特殊的消毒程序,以确保外部包装上的污染物不会转移到西林瓶中。灭菌隧道相关的质量评估对于大批量生产,灭菌隧道是个显而易见的*选择。但是,从降低风险的角度出发,对于较小的生产规模,也应考虑使用灭菌隧道。专门为小批量应用设计的西林瓶清洗机和灭菌隧道组合占用的空间极小,仅占8英尺(2.5m)。灭菌隧道的主要目的是实现内毒素的对级降低。在选择隧道制造商时,至关重要的是评估制造商的气流设计,以确保洁净室和盥洗室内的压力波动不会影响灭菌过程。对空气质量要求最严格部分是灌装部分。相对于空气质量要求较低的的区域,该区域应始终处于较高的气压下,以防止空气倒流。但是,例如在开关门时,空气处理系统的调节有滞后性,这个时候气压水平会发生波动。这种压力波动可能会影响设计不当的灭菌隧道的性能。一些隧道设计使气流从灌装区到清洗区进行分级流动(见图2)。灌装区域气压的波动会使得冷空气更多从寒冷区域进入热区域,消耗了高温灭菌所需要的热量。图2:从洁净室到热区的级联空气。蓝色区域=灌装区域(冷区),红色区域=热灭菌区域,橙色区域=预热区域更复杂的隧道设计会对隧道的加热灭菌区加压,从而西林瓶能够始终暴露于适当的温度下(见图3)。西林瓶传送带下方设计了一个气体返回装置,能够形成从冷却区直接到进料区的空气通道。此外,有些设计还配有风扇,可将新鲜空气从制备室通过预过滤器带入热区。对此气流进行严密监视,并精确调节风扇速度以抵消灌装室压力的任何变化。设计*的隧道,在热区加压的情况下,可以控制70Pa的灌装级联过程,而复杂程度较低的装置通常只能控制10-15Pa。热区加压的第二个好处是自然温度梯度,当热区空气与相邻区域的较冷空气混合时会出现自然温度梯度。这样可以提供逐渐变化的温度,从而将因温度剧变引起碎瓶的风险降低。图3:经过加压的热区。蓝色区域=灌装区域(冷区),红色区域=热灭菌区域,橙色区域=预热区域隧道设计中要考虑的另一个问题是穿过西林瓶传送带的空气速度。空气速度与温度成正比,因此从质量的角度来看,重要的是要尽量小化加热过程中的温度变化。对传送带上的风速进行统一控制的隧道,能够实现更好的过程控制和批次均一性。在隧道两侧都带有回风的隧道(与单侧回风相反)通常在整个传送带上的空气速度变化较小(见图4)。 图4 (左)两侧回风;(右)单侧回风一些单面回风隧道设计结合了气流控制,可以补偿压力梯度,并在传送带的整个宽度上产生非常一致的气流(见图5)。这样的设计能够产生极优结果,消除温度过低的位置,并提供一致的灭菌效果。 图5 速度补偿后的单侧回风 其次,应考虑对灭菌隧道中无法清除的颗粒数量进行原位监测。大多数灭菌通道的设计可在进料区和冷却区进行颗粒计数。但是,迄今为止,只有一家制造商提供了监视加热灭菌区中西林瓶颗粒数量的功能。从热区收集的空气通过热交换器流向颗粒计数器(以避免损坏传感器)。该过程通常记录冷区(灌装区)5秒钟的颗粒计数,再记录5秒钟的热区(加热灭菌区)颗粒计数,再记录5秒钟的进料区颗粒计数,然后在整个生产过程中重复该循环。该解决方案可对所有三个区域进行全面的原位颗粒监控,以实现极其*的过程中质量控制。总结生产注射药物时,必须始终将患者安全放在首位。药品的生产和包装过程很复杂,但是制药行业在降低产品污染风险方面已经取得了重大进展。操作人员是无菌过程中最常见的颗粒和污染物来源。自动化生产极大降低了人员污染的风险。自动化设备很容易用于大规模生产过程。但是,传统上较小规模的生产更多地是通过是手动过程进行的,因此受到污染的风险更高。随着生物药品的发展以及更多定制化药品的出现,药品每批次生产的数量随之降低,设备供应商也相应作出改变,提供机器人灌装设备为这类产线服务。在为小规模生产选择清洗和灭菌设备的时候,必须考虑质量控制问题。现在可以使用自动洗瓶机和灭菌隧道来适应这些高价值的小批量应用。在选择设备时,尺寸、处理量,还有气流设计,都是提供无菌和无颗粒物保证的关键考虑因素。SP隶属于SP Industries.Inc., 是一家知名的科学设备供应商,品牌包括SP VirTis,SP FTS,SP Hotpack,SP Hull,SP Genevac,SP PennTech,SP i-Dositecno等。涉及的产品包括冻干,无菌灌装生产线,离心浓缩,低温循环水浴,玻璃器皿清洗机,恒温恒湿箱等。SP的产品服务于制药,科学研究,工业,航空,半导体和医疗保健等行业。总部位于宾夕法尼亚州的沃明斯特(Warminster),在美国,西班牙和欧洲的英国设有生产工厂,提供遍布全球的销售和服务网络,并提供包括培训和技术支持在内的全面产品支持。参考文献 1.Baseline Guide Vol 3: Sterile Product Manufacturing Facilities, April 2018, ISPE. 2.Mattias Haag, 2011, Calculating And Understanding Particulate Contamination Risk. Pharmaceutical Technology Europe,Volume 23, Issue 3
  • 【仪器测评:华鲁C型玻璃仪器气流烘干器 】"烘干效率高且实用性强,自行修理快速便捷"
    环球影城门票、百元京东卡等你来拿 ↑ 点击查看大赛详情 玻璃仪器气流烘干器(点击进入相关仪器专场),是使用玻璃仪器的各类实验室、化验室干燥玻璃仪器的适用设备。它具有快速、节能、无水渍、使用方便、维修简单等优点。本期,来自鹤壁农检中心的李存喜老师分享华鲁C型玻璃仪器气流烘干器 视频测评,点击下方查看。https://bbs.instrument.com.cn/topic/7899168_1_1_2_1_1 点击上方测评链接,为TA点赞/留言/收藏吧!助力TA赢取大奖~查看拍摄剪辑教程,上传作品赢大奖【测评教程】如何拍摄、剪辑仪器测评类视频? 仪器测评“小红书”活动火热进行中!仪器选型的难、烦、累,懂的都懂!这可是个技术活!仪器信息网特举办首届仪器测评“小红书”短视频大赛,分享你的宝贵测评经验助同行们一臂之力吧!更有环球影城门票、百元京东卡等多个大奖等你来拿!快来上传你的测评短视频吧~~~点击下图参赛
  • 烘干机惹祸 南工大实验室深夜传出爆炸声
    2010年06月08日讯 前天深夜,位于南京市下关金川门的南京工业大学电光源研究所三楼实验室突然发生爆炸,巨大的声波将研究所外墙的玻璃震碎,所幸未造成人员伤亡。据了解,事故为实验室内一台烘干机引发的。  前天晚上10点30分左右,市民朱先生正在下关新民路与金川门路口附近的家中睡觉,突然一声巨响将朱先生炸醒,他趴在窗台向外一看,现场浓烟滚滚,朱先生立刻报了警。记者赶到现场,只见金川门5号一带的地上全是碎玻璃,玻璃碴覆盖了整个研究所偌大的停车场,可见当时爆炸威力之大。  随后该实验室来了一位负责人,据其介绍说,事故是设备发生故障造成,没有造成人员伤亡。对于具体原因,他没有透露,只是向消防人员说烘干机在烘东西,电源没有关,引发了爆炸。  目前,引发爆炸的具体原因,研究所和相关部门仍在进一步调查。
  • 无液氦干式超导磁体插杆式扫描隧道显微镜研制成功
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近期,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心陆轻铀课题组在极端与强振动条件下扫描探针显微镜(SPM)研制领域取得新进展,研制成功了国际首个适用于干式超导磁体的插杆式扫描隧道显微镜。相关研究成果发表在显微镜领域期刊Ultramicroscopy上。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "扫描隧道显微镜(STM)作为扫描探针显微镜大家庭的代表,具有实空间的原子分辨率和动量空间的高能量分辨率,并可拓展到丰富的测试条件(低温、强磁场、光场、溶液等),是基础科学研究领域重要且独特的测试手段。但是,STM对外界振动和声音等哪怕很微弱的干扰都异常敏感,所以现有的低温高场STM设备多是基于振动和声音干扰都很弱的湿式(浸泡式)超导磁体来搭建,其弊端也逐渐显现:设备高度依赖液氦的供给,而液氦的供应日趋紧张,运行费用不断增加;此外,一幅高像素的STM谱图往往需要数天乃至数周的连续稳定测量,而湿式超导体通常很难一次性维持如此之久。目前的趋势是由依赖液氦降温至超导态的湿式磁体逐渐转向利用氦循环制冷机(无需补充液氦或氦气的封闭系统)降温的干式磁体,并且已经在很多测试手段(输运测试、核磁共振、样品生长等)中取得应用,但在STM应用领域还属空白,其主要是因为无液氦超导磁体工作时产生的超强振动和声学噪音。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "陆轻铀课题组长期致力于恶劣条件下的STM研制工作,先后研制出适用于狭小空间恶劣环境原子分辨率STM成像的多种高刚性、高稳定压电马达,如GeckoDrive、TunaDriver、PandaDrive和SpiderDrive等及其构筑成的SPM,并在水冷磁体极其恶劣的振动环境下获得了磁场高达27T的石墨原子分辨率STM图像,相关成果发表于Review of Scientific Instruments,Ultramicroscopy,Scanning,Nano Research等。研究组先后获得20余项国家发明专利的授权。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "陆轻铀课题组基于牛津仪器上海Demo实验室提供的8T干式超导磁体TeslatronPT平台,磁体配备的可变温插件(VTI)可实现1.5–300K控温,其样品腔直径为50mm。所研制的插杆式STM系统主要包括:高抗振STM镜体、减震绝热插杆、高性能控制器等。STM镜体采用了SpiderDrivr作为粗步进驱动马达,外径仅15mm,这样可在其外部构建隔音罩并仍能够植入磁体中;插杆则采用二级隔振和多级隔热配重结构,有效地阻止了振动传入和漏热;自行研发的STM控制器单元拥有多带宽和多倍数放大选择,可获得更加优异的扫描控制表现。经过测试,该STM在TeslatronPT平台最高磁场8T和接近最低温度1.6K下给出石墨、NbSe2超导体等样品的高质量原子分辨率图像,并能给出NbSe2在其超导转变温度附近能隙打开过程的隧道电流dI/dV谱。虽然该研究是基于8T干式超导磁体,但技术上也完全适用于更高强磁场的干式超导磁体。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "强磁场中心的孟文杰与王纪浩为论文的共同第一作者,侯玉斌为共同通讯作者,论文署名单位还包括合肥中科微力科技有限公司。该工作受到科技部、国家自然科学基金委、中科院合肥科学中心、中科院科学仪器专项资助。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "  a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304399118301864" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong文章链接/strong/span/a/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/c5edc420-0515-449d-92ca-98dd1ca73878.jpg" title="图(a)插杆式STM模型图;图(b)变温条件下对NbSe2的超导能隙的解析;图(c)0到8T变场过程石墨原子分辨率成像(原始数据).png" alt="图(a)插杆式STM模型图;图(b)变温条件下对NbSe2的超导能隙的解析;图(c)0到8T变场过程石墨原子分辨率成像(原始数据).png"//pp style="text-align: justify "图(a)插杆式STM模型图;图(b)变温条件下对NbSe2的超导能隙的解析;图(c)0到8T变场过程石墨原子分辨率成像(原始数据)/p
  • 桔子皮、柑橘皮烘干除湿机,色佳味浓药效好
    桔子皮、柑橘皮烘干除湿机,色佳味浓药效好【新闻导读】相信很多人在吃完桔子、柑橘之后,都会把皮扔了,却不知桔子皮、柑橘皮也是大有用处。桔子皮、柑橘皮中含有大量的维生素C和香精油,将其洗净晒干与茶叶一样存放,可同茶叶一起冲饮,也可以单独冲饮,其味清香,而且提神、通气。但切记不可用鲜桔子皮、柑橘皮,因其中含挥发油较多,容易刺激消化道,进而导致消化功能紊乱。  从药理上来说,桔子皮、柑橘皮干具有理气、健胃、化痰、止吐等功效,自身没有什么不良的负作用。正因为桔子皮、柑橘皮干的这些好处,加之桔子皮、柑橘皮干来源简单,价廉易用,所以用途广泛。传统的干燥方法是采用太阳晒干,受天气的影响,晒干需要很大的场地,场地晒干的损耗大,容易造成二次污染,质量也没办法保障。燃煤、燃油等高能耗、高污染的干燥设备受到严格限制甚至被禁止使用。  桔子皮、柑橘皮干,顾名思义,通常由新鲜桔子皮、柑橘皮晒干或烘干而得来 所以,桔子皮、柑橘皮本身的质量优劣和营养成份多少,直接决定桔子皮、柑橘皮干的品质和口感是好还是坏。除此之外,桔子皮、柑橘皮的烘干艺是否合理,还有桔子皮、柑橘皮的烘干过程是否控制得当,都在一定程度上影响着桔子皮、柑橘皮干的色泽、味道和口感等各个方面。要保证桔子皮、柑橘皮本身的质量不难,桔子皮、柑橘皮干品质差、味道不好,问题往往是出在桔子皮、柑橘皮烘干这个方面上!  每年到了桔子、柑橘的成熟采摘收获季,桔子皮、柑橘皮收获后有一部分就要马上进行烘干或晾晒,尽快将不易保存的新鲜桔子皮、柑橘皮,变成可以长期保存的干桔子皮、柑橘皮。对桔子皮、柑橘皮种植户来说,桔子皮、柑橘皮烘干可是关系到一年辛苦劳动,是否会打水漂的关键一环。桔子皮、柑橘皮的烘干工艺对桔子皮、柑橘皮的形状、色泽、香味、口感等各方面都起着决定性的作用。  通常,只要拥有了优质的桔子皮、柑橘皮,剩下的就是专注于烘干桔子皮、柑橘皮的过程了。以往,大多采用最为传统的桔子皮、柑橘皮烘干老法子,一般是将刚采摘的新鲜桔子皮、柑橘皮在晒场摊开晒干。不过大家也知道,在太阳下放置、晾晒的过程中,桔子皮、柑橘皮直接与外界接触,环境中复杂的变量很多。万一下雨怎么办?万一起风了,弄脏了桔子皮、柑橘皮、造成二次污染怎么办?  除此之外,还有很多桔子皮、柑橘皮种植户会采用土窑火烤烘干房来烘烤桔子皮、柑橘皮 不过,这些桔子皮、柑橘皮土窑火烤烘干房大都采用煤炭、木材等作为燃材,不仅卫生环境较差,桔子皮、柑橘皮在烘干房烘干时温度不易控制,湿气排不出去 而且还会产生大量的烟雾及废气,对桔子皮、柑橘皮烘干造成“二次污染”,使烘烤出来的桔子皮、柑橘皮带熏味,色泽不均,品质不一。  为此,现在全国各地很多桔子皮、柑橘皮种植户、以及桔子皮、柑橘皮干加工厂或企业,早已摒弃了自然晾晒、土窑火烤等这些传统的、落后的桔子皮、柑橘皮干烘干方式,转而纷纷采用一种更为经济实用、且环保节能的烘干方式--只要根据其实际需求建造一个简易的烘干房,再配套相应功率的正岛ZD-8240G桔子皮、柑橘皮烘干除湿机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机,即可实现对桔子皮、柑橘皮的快速均匀的烘干除湿!  常规冷冻式除湿机的工作环境温度为5-38℃,超过38℃除湿机将实施自动保护而停机。但在物料干燥室,烘干房内,其室内温度一般超过40℃,所以一般的冷冻式除湿机无法在此环境下工作。现在一般企业的物料干燥方法是将干燥室,烘干房内湿热空气通过风机强行外排。这样,室内的热量也随之排出室外。 针对干燥室、烘干房节能除湿干燥的需求,正岛电器专门开发出正岛ZD-8240G菊花烘干机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机(适用于室内温度高于38℃低于55℃的环境下除湿)不仅可以快速去除烘干房内的湿气,在整个烘干过程中对烘干房内的湿度进行有效控制,还可以选配相应功率的电加热辅助升温,从而大大加快烘干速度,有效的提高了烘干房的利用率和烘干的质量!欢迎您查询桔子皮、柑橘皮烘干除湿机,色佳味浓药效好的详细信息!  正岛ZD-8240G桔子皮、柑橘皮烘干除湿机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机技术参数:  综上所述:现在,越来越多的桔子皮、柑橘皮专业户,采用了正岛ZD-8240G桔子皮、柑橘皮烘干除湿机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机来烘干桔子皮、柑橘皮,它不受天气、环境制约,从此让桔子皮、柑橘皮种植户不用再“受命于天”,也不会像土窑火烤一样烘焦桔子皮、柑橘皮或污染桔子皮、柑橘皮 经此烘干出来的桔子皮、柑橘皮成品,烘干色泽好、更新鲜,效率高、劳动少,环保节能,经济效益好!  干桔子皮、柑橘皮挣不挣钱,卖不卖得起价,就靠您的烘干技术和加工质量了。干桔子皮、柑橘皮含水率控制在10%-12%左右,在桔子皮、柑橘皮烘干房使用正岛ZD-8240G桔子皮、柑橘皮烘干除湿机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机可以精确控温和除湿,桔子皮、柑橘皮烘干效果非常不错 那些还在用浓烟滚滚的土炉烘干桔子皮、柑橘皮的朋友请起立,外面环保局的人正在找您呢!  一般情况下,桔子皮、柑橘皮果皮质量接近鲜果皮质量的25%,果皮含水量约13%为成品。因此,在烘干过程中要控制温度和湿度的变化。烘干时间过长或温度过高,会导致桔子皮、柑橘皮干挥发油、橙皮甙、维生素等营养成分过多流失,过于干燥桔子皮、柑橘皮干会呈暗褐色或黑色,影响其外观,也不易于保存。烘干时间过短或温度过低,则桔子皮、柑橘皮干过于柔软,保存过程中容易发霉,甚至变质,影响其药用价值和食用价值。  正岛ZD-8240G桔子皮、柑橘皮烘干除湿机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机还可以在于烘制柚子皮、莲子、油茶籽、天麻、枸杞、巴西菇、羊肚菌、牛肝菌、香菇、人参、人参果、雪莲果、罗汉果、铁皮石斛、三七、玛卡、灵芝、当归、甘草、虫草花、何首乌、龙眼肉、红景天、黄精、黄芪、党参、杜仲、山茱萸、高丽参、西洋参、金银花、玫瑰花、茉莉花、皇菊、牡丹花、麦冬、葛根、淮山、杭白菊等材料  小编通过上文桔子皮、柑橘皮烘干除湿机,色佳味浓药效好为大家介绍了一些桔子皮、柑橘皮干烘干制作方面的知识,希望大家可以作为参考进行了解,在以后进行桔子皮、柑橘皮干烘干房建造设计之时,要选对桔子皮、柑橘皮烘干设备--正岛ZD-8240G桔子皮、柑橘皮烘干除湿机及ZD系列升温加热烘干除湿一体机是至关重要的一个环节,希望大家都能够通过合理的桔子皮、柑橘皮烘干方法和烘干设备来对新鲜的桔子皮、柑橘皮进行烘干工作!
  • Memmert烘箱在金箔烘干保存中的应用
    Memmert烘箱在金箔烘干保存中的应用Noris Blattgold,一个延续了五代的家族企业,与三代的Memmert同为Schwabach镇上的两个颇具历史传承的企业。两家有着共同“工匠精神”背景的企业,又因金箔而结缘——Memmert协助Noris Blattgold进行金箔加工。Schwabach是名副其实的“金箔匠之乡”Schwabach之所以号称“金箔匠之乡”是有着充足理由的,在鼎盛的中世纪中期,附近的纽伦堡还是帝国自由城市,那里是著名的金加工业中心。借助武器匠、军械师、金匠、钟表匠、拉丝工及精密技工等人的交流,工艺技术得以传播到欧洲各地。金箔匠们聚居于Schwabach的原因,有几种传说,有一点是肯定的,到了19世纪末,已经有70%的金匠在Schwabach的金铺里做工。一种传说认为Schwabach干燥的气候非常适宜金叶的制造与加工,以至于金箔匠在此聚集;另一个版本的传说指出纽伦堡日益严苛的手工业限制条例让他们离开纽伦堡,迁到了Furth跟Schwabach。二者均具有一定的可能性。现如今,最值得注意的是,世界上历史最悠久的五家金叶制造商都坐落在Schwabath。拥有100多名员工的Noris Blattgold就是其中规模最大的一家。金箔业的圣地那些富丽堂皇的历史教堂、城堡以及画作,如果缺少了金叶的装饰,就会暗淡无光。即使对现代建筑、园林花圃及艺术品而言,永恒珍贵的金属依然因为其无可替代性而不可或缺。基于此,世界各地的文物保护部门、画框制作商、教堂画师、艺术家及建筑师都是Noris Blattgold的客户,产品系列包括32种不同颜色的金箔、卷金、粉金、壳金、工具、漆器,乃至食用金银等。Armin Haferung目前负责管理这家创始于1876年并已传承五代的企业。未来,Noris Blattgold必将是金箔业传承的乐土与圣地。当代金箔业:世纪传承与现代技术的融合自从中世纪以来,金箔的制造工艺几乎没有变化,在1200度以上将高纯度金依据秘制配方与其他金属精确熔融后,铸造成4cm宽窄的金条。进而依据不同的配方比例与敲击工具制造出Versaille Gold、Green Gold dark 以及Moon Gold或者纯24K金等。在Armin Haferung的介绍下,我们参观了Noris Blattgold,现代工艺已经应用到了生产中,尤其是轧压机械,可以将金箔压至0.007mm的箔片;自动敲击设备可以全自动地操作。金箔条切成16cm2见方,然后捶打成196cm2的箔片,成品的箔片厚度不超过0.007mm。而头发丝的粗细介于0.004与0.01mm之间。Noris Blattgold的生产线上会见到Memmert的产品,金箔的捶打与卷曲需要有多道工序完成,材料需要烘干并在52-85度之间暂存几天时间。期间用到的白垩粉也要在Memmert烘箱中烘干存放。即便有现代化机械,大部分捶打工作还是要手工完成,毕竟机器的精度要求有时候达不到要求。关于Memmert 全球领先的温控箱体领导品牌德国Memmert(美墨尔特),成立于1933年,是全球知名的温控箱体制造商。八十多年来,美墨尔特致力于精确温控技术的研究、开发和生产。其产品包括二氧化碳培养箱、恒温恒湿箱、光照培养箱、低温培养箱、环境测试箱、真空烘箱、通用烘箱、灭菌箱、生化培养箱、水浴油浴等。德国 Memmert公司有着数十年的半导体控温技术(Peltier)经验,为全系列半导体技术温控箱体的领先制造商。 2010年9月11日,德国Memmert(美墨尔特)大中华区全资子公司——美墨尔特(上海)贸易有限公司在上海成立,现在北京及南京设有代表处。“至尊品质,追求卓越,永不妥协”!
  • 杨泽超:6年时间,研发高时空分辨变温扫描隧道显微镜
    在近日举行的首届“大走廊杯”中国杭州博士后科创精英赛总决赛中,杭州师范大学物理学院杨泽超教授团队带来的项目“高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造”从来自美国、英国、德国等13个海外国家和北上广深等30余个城市的300多个青年博士后团队中脱颖而出,得到不少科研人员和投资者的关注。首届“大走廊杯”中国杭州博士后科创精英赛总决赛现场要实现弯道超车、跨越发展,科学研究就要更具前瞻性一位创投公司高级投资总监表示:“我很看好这个项目,觉得这个产品应用范围很广,而且有较高的技术壁垒,他们把分辨率做到了原子级。同时,此仪器还能对原子的运动过程进行毫秒级的实时捕捉。”物理学院杨泽超教授据悉,扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM)是一种空间分辨率可以达到原子量级的微观探测工具,它能使人类直接地观察到物质表面的单个原子及其排列状态,并且能够研究其相关的物理、化学性质,因此在表面科学、材料科学、生命科学等领域得到了广泛应用。杨泽超介绍,表面纳米结构在不同温度条件下表现出不同的物理化学性质,而扫描隧道显微镜因具有原子分辨率实空间成像能力,尤其适合用来研究这类材料的表面物性。但同时表面结构动力学过程通常发生在毫秒或微秒的时间尺度。因此,在变温条件下工作的同时具有高时间分辨率的扫描隧道显微镜已经成为世界上很多研究小组的研究项目。“目前基于超高真空环境的扫描隧道显微镜已经高度商品化,尤其是德国和日本公司的产品占据市场的统治地位。但是兼具高时空分辨的变温快速扫描隧道显微镜国内外尚未出现成熟商品化产品。”杨泽超瞄准了这个空白, 2016年在德国马普学会弗里茨-哈伯研究所开展博士后研究工作时,将精力和重心放在高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造上。他说,要实现弯道超车、跨越发展,科学研究就要更具前瞻性。“光搭建这个显微镜设备就花了2年时间,如果算上前期研发设计,总共花了6年。我们每周工作70个小时以上,无论酷暑还是严寒,我们都坚守在实验室内,紧盯测试过程,饿了就几顿并作一顿,累了就趴在桌子上休息。”回忆起研发历程,作为团队核心成员的杨泽超非常感慨,“六年磨一剑,不仅要坐得住冷板凳,还要有不惧困难的勇气。下一步我们将继续优化仪器的软硬件设计,提高仪器操作的便捷性。”个人价值和国家需要相结合,是很有成就感的事2021年,在德国求学生活已过十年的杨泽超,做出了一个决定,结束自己的海外生涯,正式归国。他带着“高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造”项目加入物理学院。“我们不仅针对性解决了传统扫描隧道显微镜在快速扫描时图像畸变和快速慢速扫描不易切换等硬件方面的问题,而且自主研发的扫描头和快速扫描控制系统,在保有原子分辨率的前提下可以达到120帧/秒的成像速率。可以系统地研究不同覆盖度下氧原子在 Ru(0001) 表面的扩散运动机制。仪器的工作温度范围也扩展到了(200-1000 K)。这套设备将成为研究纳米材料‘时间-结构-性质’构效关系的理想科研仪器,为表面物理和化学的研究提供更多的实验手段,在原位实时实空间研究表界面原子扩散、薄膜材料生长和化学反应等领域均具有重要意义。” 杨泽超自豪地介绍道,“作为杭师大的老师,我不仅想让这个项目在祖国落地,更想在我工作生活的杭州有所作为,能将个人价值和国家需要相结合,是很有成就感的事。”目前杨泽超已将他研发的高时空分辨变温扫描隧道显微镜放置在学校实验室内。“作为一名教师,除了基础的教学,我也想通过自己研发扫描隧道显微镜的经历引导学生了解前沿的技术动态和趋势,带给学生更多的启发。” 他动情地说,“物理学作为基础学科,对于国家的现代化建设和产业升级具有重要的推动作用,我愿为培养这样的基础学科人才而继续努力。”
  • 先进检测仪器助力隧道“体检” 获隧道界“奥斯卡”奖
    昝月稳在颁奖礼上  西南交通大学教授昝月稳团队凭借“高效快速检测隧道衬砌结构状态车载探地雷达新技术”,获得国际隧道与地下空间协会(ITA)颁发的2015年度技术创新奖。  这一被誉为隧道界“奥斯卡”的奖项今年吸引了全球103个项目参评,最终8个项目获奖。昝月稳团队的参评项目是中国今年获得的唯一奖项,也是ITA颁发的首个年度技术创新奖。这项检测技术,被ITA赞为“解决了国家铁路网隧道安全检查的重大问题,具有显著的社会效益”。  历时14年,研制出隧道新型“体检设备”  随着交通日益发达,地铁、公路隧道、穿山铁路隧道等地下交通在我们的生活中占有越来越大的比重。  不过,这些隧道开始运营之后,就像人体一样,会产生生老病死等各种问题,随之出现的落石、漏水、开裂等等,会对交通和安全产生不可估量的危险。因此,需要经常对这些隧道进行“体检”。但是,目前的体检方式还依赖于人工,检测人员操纵笨重的机器一步步的检测,有时仅仅一公里的隧道,一天都检测不完。  11月19日,国际隧道与地下空间协会在瑞士举行了一场颁奖典礼,由西南交通大学教授昝月稳、李志林等申报的“高效快速检测隧道衬砌结构状态车载探地雷达新技术”项目获得了年度技术创新大奖。这也是我国获得的唯一奖项。  这种车载探地雷达系统大大颠覆了现在的隧道检测技术,不仅解放了人力,还将检测成本至少降低了一半。而今年10月,这种检车方法已经在成都铁路局所属的达成铁路上应用了。  对比  老方法  检测人员手举天线一公里隧道一天都检测不完  “目前,隧道的运行周期是一百年,它会不断地老化,会产生各种问题。”12月18日上午,在西南交大,昝月稳教授介绍起了他的这项研究。  他说,隧道老化很正常,但列车在隧道运行的时候,最害怕的就是隧道掉块、漏水,掉块砸到列车,被迫停车,封锁线路十几个小时的事情都是有的。为了减少这种状况的发生,就需要经常对隧道进行体检。  而现在平常检查隧道的方法比较“原始”,主要依靠人工,拿着手电筒在隧道走上一遍,照一下重点方位,靠人判断是否有状况发生。  每隔一段时间,还会进行全面“体检”,通常用的是“探地雷达”,趁着列车行进的间歇,把机器开进隧道,由人工压着天线紧贴隧道墙壁,探头通过天线发射电磁波,检测人员再通过回波探测出墙下结构,分析墙面状况。这种人工检测的方法约莫需要七八个工作人员同时工作,检测时速在5公里左右,需要来回五次才能把整个隧道检测完毕。“因为检测必须在列车行进间歇进行,有时候一公里的隧道,一天都检测不完,”昝月稳说道。  新成果  6个探头安在列车尾部成都到西安一晚就能完成检测  同传统人工检测使用一个探头不同,昝月稳研究的“车载探地雷达设备”是安装在一节列车车厢的尾部,上方和左右两侧共有6个探头同时探测,与此同时,它的最高时速可以高达175km,只需要两名工作人员监控系统,就可以在正常的列车运行条件下完成整条线的检测。  “以前人工检测必须紧贴着墙壁,你看这个,安装在列车上的探头,距离墙壁的最远距离多达2.25米。”昝月稳指着图示解释说,以前的人工探测就像是照相机,而他的“车载探地雷达设备”就像是摄像机,列车一路行走,探头就能完成记录整个过程中的地质状况。“而为了保证质量,目前我们检测时列车运行时速为80公里。从成都到西安,坐在车上不用动,一晚上就可以完成整条线的检测。”  从间歇式的5公里/时到目前的80公里/时,从原来的紧贴墙壁到现在可透过空气检测,从原来的单线检测到现在的6个探头同时检测,不仅减少了人力,还把检测费用降低到了原有的一半,昝月稳的“车载探地雷达设备”彻底地改变了国家铁路网隧道病害不能普查和定期体检的现状。这项技术不仅节省了人力成本,还降低了检测费用。2015年,这项技术在西安铁路局全面推广并在成都铁路局达成铁路上应用。  应用  2002年开始测试今年已应用在成都线路上  这项技术是以昝月稳为主的科研团队从2002年开始研制,2012年,西南交通大学以此项技术申报国家发明专利,2014年4月获得国家发明专利权。  2013年1月,这项科研项目通过铁道部科技司课题验收,2015年,这项检测技术开始在西安铁路局所管辖的线路上进行全面推广,并进行了所有线路的检测。今年10月,在成都铁路局所管辖的达成线上完成检测。  “其实,这项技术不仅仅可以用在铁路隧道上的检测,在地铁隧道和公路隧道上,也具有广阔的应用前景。”这不,今年10月,这个项目还在广州地铁上进行了检测,测试效果也非常好。  背后故事  14年潜心研究  曾背着主机显示屏徒步10公里去测试  一个科研项目的成功,背后当然凝聚着研究人员的心血,而这项“车载探地雷达设备与技术”的成功,昝月稳整整用了14年的时间。  2002年,作为某单位里的唯一一名博士,他辞掉安稳的科长职务,开始专心研究车载探地雷达技术。当时,研究人员少、资金短缺,他就和几个科研人员背着显示器、计算机主机、探头、天线等一整套的探测雷达系统,走上10多公里的小路,到大山中的隧道中去探测。科研经费短缺,他就自己边赚钱边研究。  昝月稳说,因为需要跟着列车走,几天几夜吃住在车上的事情都是常有的。冬天内蒙古冷到零下28℃,那时候他就知道了手摸到铁皮要粘起来的感受。新隧道检测,里面全部是粉尘,他们就用被单把列车的车门、窗户全部蒙起来。  不过,这些苦还不是最大的挑战。最让他们焦心的是,研究过程中机器设备的耗损,一不小心就会坏掉,三更半夜到了车站,来不及休息,就到处敲门找人去修,“没办法呀,不修好所有数据都没了,这一趟真的是白跑了,那时候半夜去敲门的状况还是很多的。”最让昝月稳印象深刻的是一次事故,列车到了陕南的一小站,山间容易起雾,设备都是放在露天的车站,早上五六点发车,一启动,接收器全部都烧了,没有办法,只能白跑一趟,回去再全部重新定做机器。  昝月稳说,隧道的一般病态有漏水、断裂、腐蚀老化、掉块等,为保证运输隧道安全,需要对其进行病害普查,特别要对老龄隧道进行定期检查。该项目就是为铁路隧道提供“体检”的新设备与技术。
  • 一文看懂扫描隧道显微镜STM/AFM
    p  strong扫描隧道显微镜/strong(scanning tunneling microscope,缩写为STM),亦称为扫描穿隧式显微镜,是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德· 宾宁及海因里希· 罗雷尔在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与恩斯特· 鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。/pp  它作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。/pp  它主要是利用一根非常细的钨金属探针,针尖电子会跳到待测物体表面上形成穿隧电流,同时,物体表面的高低会影响穿隧电流的大小,针尖随着物体表面的高低上下移动以维持稳定的电流,依此来观测物体表面的形貌。/pp  换句话说,扫描隧道显微镜的工作原理简单得出乎意料。就如同一根唱针扫过一张唱片,一根探针慢慢地通过要被分析的材料(针尖极为尖锐,仅仅由一个原子组成)。一个小小的电荷被放置在探针上,一股电流从探针流出,通过整个材料,到底层表面。当探针通过单个的原子,流过探针的电流量便有所不同,这些变化被记录下来。电流在流过一个原子的时候有涨有落,如此便极其细致地探出它的轮廓。在许多的流通后,通过绘出电流量的波动,人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片。/pp  strong原子力显微镜/strong(atomic force microscope,简称AFM),也称扫描力显微镜(scanning force microscopy,SFM))是一种纳米级高分辨的扫描探针显微镜,是由IBM苏黎士研究实验室的比宁(Gerd Binning)、魁特(Calvin Quate)和格勃(Christoph Gerber)于1986年发明的。AFM测量的是探针顶端原子与样品原子间的相互作用力——即当两个原子离得很近使电子云发生重叠时产生的泡利(Pauli)排斥力。工作时计算机控制探针在样品表面进行扫描,根据探针与样品表面物质的原子间的作用力强弱成像。/pcenterimg alt="" src="http://www.kepu.net.cn/gb/special/hydrogenbond/basicknowledge/201312/W020140613331100352076.jpg" height="210" width="459"//centerp style="text-align: center "strong世界上第一台原子力显微镜和发明人之一比宁/strong/pp  以一种简单的方式进行类比,如同一个人利用一艘小船和一根竹竿绘制河床的地形图。人可以站在小船上将竹竿伸到河底,以此判断该点的位置河床的深度,当在一条线上测量多个点后就可以知道河床在这条线上的深度。同样道理绘制多条深度线进行组合,一张河床的地形图就诞生了。与此类似,在AFM工作时的,原子力传感器相当于人和他手中的竹竿,探针顶端原子与样品原子间作用力的大小就相当于竹竿触及河底时水面下的长度。这样,在一艘小船(控制系统)的控制下进行逐点逐行的扫描,AFM就可以绘制出一张显微图像啦。/pp  /pcenterimg alt="" src="http://www.kepu.net.cn/gb/special/hydrogenbond/basicknowledge/201312/W020140613331100358209.jpg" height="283" width="388"//centerp style="text-align: center "strong普通原子力显微镜的原理示意图/strong/pp  原理解释起来并不算十分复杂,但是AFM的发明、使用与改进汇聚了大批科学家们的辛劳努力和创造性思维。特别是拍摄到氢键实空间图像所使用的非接触式原子力显微镜,经过分子沉积、温度控制、防振、探针、真空、控制系统等多方面的摸索与改造才最终具有如此强大的分辨能力。/pp strong1 基本原理/strongbr//pp  原子力显微镜的基本原理是:将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,针尖与样品表面轻轻接触,由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力,通过在扫描时控制这种力的恒定,带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法,可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化,从而可以获得样品表面形貌的信息。/pp  strong2 /strongstrong成像模式/strong/pp  原子力显微镜的主要工作模式有静态模式和动态模式两种。在静态模式中,悬臂从样品表面划过,从悬臂的偏转可以直接得知表面的高度图。在动态模式中,悬臂在其基频或谐波或附近振动,而其振幅、相位和共振与探针和样品间的作用力相关,这些参数相对外部参考的振动的改变可得出样品的性质。/pp  1)strong接触模式/strong/pp  在静态模式中,静态探针偏转用做反馈信号。因为静态信号的测试与噪音和偏移成正比,低硬度探针用来增强外偏转信号。然而,因为探针非常接近于样品的表面,吸引力非常强导致探针切入样品表面。因此静态原子力显微镜几乎都用在总使用力为排斥力的情况。结果,这种技术经常被叫做“接触模式”。在接触模式中,扫描过程时保持探针偏转不变来使其探针和样品表面的作用力保持恒定。/pp  2)strong非接触模式/strong/pp  /pcenterimg alt="" src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/AFM_noncontactmode.jpg" height="291" width="350"//centerp style="text-align: center "strong原子力显微镜非接触模式/strong/pp  在这种模式下,悬臂上的探针并不接触样品表面,而是以比其共振频率略高的频率振动,振幅通常小于几纳米。范德华力在探针距离表面样品1~3纳米时最强,它与其他在表面上的长程力会降低悬臂的振动频率。/pp  通过调整探针与样品间的平均距离,频率的降低与反馈回路一起保持不变的振动频率或振幅。测量(x,y)每个数据点上的探针与样品间的距离即可让扫描软件构建出样品表面的形貌。/pp  在接触模式下扫描数次通常会伤害样品和探针,但非接触模式则不会,这个特点使得非接触模式通常用来测试柔软的样品,如生物组织和有机薄膜 而对于坚硬样品,两个模式得到的图像几乎一样。然而,如果在坚硬样品上裹有一层薄膜或吸附有流体,两者的成像则差别很大。接触模式下探针会穿过液体层从而成像其下的表面,非接触模式下则探针只在吸附的液体层上振动,成像信息是液体和下表面之和。/pp  动态模式下的成像包括频率调制和更广泛使用的振幅调制。频率调制中,振动频率的变化提供探针和样品间距的信息。频率可以被非常灵敏地测量,因此频率调制使用非常坚硬的悬臂,因其在非常靠近表面时仍然保持很稳定 因此这种技术是第一种在超高真空条件下获得原子级分辨率的原子力显微镜技术。振幅调制中,悬臂振幅和相位的变化提供了图像的反馈信号,而且相位的变化可用来检测表面的不同材料。 振幅调制可用在非接触模式和间歇接触领情况。在动态接触模式中,悬臂是振动的,以至悬臂振动悬臂探针和样品表面的间距是调制的。[来源请求]振幅调制也用于非接触模式中,用来在超高真空条件下使用非常坚硬的悬臂和很小的振幅来得到原子级分辨率。/pp  strong3)轻敲模式/strong/pp  /pcenterimg alt="" src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/Single-Molecule-Under-Water-AFM-Tapping-Mode.jpg/285px-Single-Molecule-Under-Water-AFM-Tapping-Mode.jpg" height="215" width="190"//centerp style="text-align: center "strong在不同的pH的溶液环境中使用轻敲模式得到的高分子单链的原子力显微镜图(0.4 nm 厚)/strong/pp  通常情况下,绝大部分样品表面都有一层弯曲液面,为此非接触模式下使探针足够靠近样品表面从而可以测试短程力,但是此时探针又容易粘贴到样品表面,这是经常发生的大问题 动态模式就是为了避免此问题而发明的,又叫做间歇接触模式(intermittent contact)、轻敲模式(tapping mode)或AC模式(AC Mode)。在轻敲模式中,悬臂通过类似于非接触下的装载在探针上的微小的压电元件做来上下振动,频率在其共振频率附近,然而振幅则远大于10纳米,大概在100~200纳米间。当探针越靠近样品表面时,探针和样品表面间的范德华力、偶极偶极作用和静电力等作用力会导致振幅越来越小。电子自动伺服机通过压电制动器来控制悬臂和探针间的距离,当悬臂扫描样品表面时,伺服机会调整探针和样品间距来保持悬臂的预设的振幅,而成像相互作用力则得到原子力显微镜轻敲模式图像。轻敲模式减少了接触模式中对样品和探针和损伤,它是如此的温和以致于可以成像固定的磷脂双分子层和吸附的单个高分子链。比如液相的0.4纳米厚的合成聚合物电解质,在合适的扫描条件下,单分子实验可以在几小时内保持稳定。/pp  strong3 优点与缺点/strong/pp  相对于扫描电子显微镜,原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像,AFM提供真正的三维表面图。同时,AFM不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳,这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三,电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子,甚至活的生物组织。他就像盲人摸象一样,在物体的表面慢慢抚摸,原子的形状很直观的表现。/pp  和扫描电子显微镜相比,AFM的缺点在于成像范围太小,速度慢,受探头的影响太大。/p
  • 高鸿钧院士团队成果:多探针扫描隧道显微镜分时复用切换技术
    科学仪器的发展,不断促进对新材料的探索,从而直接或间接影响各科技领域的方方面面。工欲善其事必先利其器,深化与落实科学仪器的自主研发,更是科技攻关的桥头堡。扫描隧道显微镜(STM),及一系列扫描探针显微镜(SPM) :原子力显微镜(AFM)、扫描近场光学显微镜(SNOM) 等,掀起一场纳米技术革命,广泛应用于材料表面纳米尺度局域电子态、形貌以及分子振动等丰富物性的研究。电输运性质作为材料的关键参数,被广泛关注。集成多个独立STM的多探针STM系统,通过施加电/力等调控手段,实现纳米尺度、原位表征材料局域电子态与局域电输运性质,有望加速后摩尔时代新器件的基础研究。四探针 STM 可实现微观体系的四端法测量,有效消除接触电阻带来的测量误差,获得材料的本征电导率。多个独立探针的协同操纵和成像,往往需要相同数量的多套STM控制系统。随着STM探针/压电驱动部件的增加,多探针控制系统的成本和复杂度急剧增加。因此,发展低成本、高效率、可扩展的通用控制解决方案,实现STM控制系统分时操纵多个探针、乃至探针阵列的技术十分必要。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究团队多年来一直致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用,在前沿科学研究取得一系列重要成果。同时,他们也在相关高精尖仪器自主研制方面不断积累,奠定了扎实的基础。物理所技术部郇庆/刘利团队一直致力于科研仪器设备的自主研发,与所内外多个课题组紧密合作,在核心关键部件、成套系统等方面取得了一系列成果(包括一台商业化四探针系统的彻底升级改造【Review of Scientific Instruments, 88(6):063704, 2017】、光学-低温扫描探针显微镜超高真空联合系统【Review of Scientific Instruments 89, 113705 (2018)】和新一代高通量薄膜制备及原位表征系统【Review of Scientific Instruments 91, 013904 (2020)】的自主研制)。两个团队再次密切合作、联合攻关,共同指导N04组博士生严佳浩(已毕业,爱尔兰科克大学博士后)、马佳俊、王爱伟(已毕业,国家纳米中心博士后)、马瑞松(已毕业,物理所关键技术人才)等同学成功研制并搭建了一台多探针STM分时复用切换系统,完成单个STM控制系统依次操纵多个探针在纳米尺度下的成像与定位,以及维持探针位置后的局域电输运测量。该系统采用的核心思路为研发团队首次提出,软硬件均完全自主研发,采用了ARM + DSP + FPGA多核数字平台来兼备复杂切换逻辑、多路高精度高速并行采样与数据处理,涉及C/C++与Verilog HDL编程语言,并提供图形操作界面以提高易操作性,具备多项独特优点:1)单个探针内大、小扫描管及多个探针间的无缝切换,无瞬态抖动;2)皮安级电流切换;3)任意单个探针具备毫米级移动范围与原子级空间分辨;4)多个探针可无限靠近,最小距离仅取决于针尖曲率半径;5)原位、纳米尺度、相同区域内,STM成像与电输运测量。该联合研发团队用6年多时间对系统进行了反复地设计优化和改进,并进行了全面性能测试。该研发成果所涉及的多项关键技术,如微弱信号的放大与切换、高稳定电压保持、复杂控制逻辑等,是未来大规模探针阵列应用的重要技术基础。分时切换的核心思路具有可扩展性强、成本低廉的特点,有望在材料基因组研究高通量表征领域有广泛的应用。该系统的详细介绍发表在近期的《科学仪器评论》杂志上【Review of Scientific Instruments 92, 103702 (2021) doi: 10.1063/5.0056634】。该工作得到了中国科学院关键技术研发团队项目(GJJSTD20200005)、国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(11927808)和国家自然科学基金委青年基金项目(12004417)等的支持。图1:分时复用切换方案图2:分时复用系统硬件设计图3:分时复用切换系统软件架构图4:分时复用切换系统部分图形用户界面图5:单STM探针空间定位图6: 多探针切换与空间定位附:Rev. Sci. Instrum. 92, 103702 (2021).pdf
  • 武大干细胞时空隧道技术进展——突破瓶颈,点亮治愈糖尿病希望
    干细胞中胰岛素分泌细胞只占0.1%一0.5%,这远远不能满足糖尿病移植的需。获得的脱靶细胞越多,治疗上相关的细胞就越少,潜在风险性越大。干细胞治疗不存在短期危害,但容易导致胰腺癌,肝细胞癌的潜在风险性增高☆1,难以达到临床标准或满足临床需求。干细胞异群miRNA可通过时空隧道技术,通过分子之间耦合作用,快速传递给采集到的缺陷胰岛分泌细胞上,帮助其修复,并通过时间机器里微环境作用快速使胰岛α细胞向β细胞转化,促进胰岛β细胞的修复。干细胞时空隧道技术突破糖尿病瓶颈,为彻底治愈糖尿病提供了新方法。1. 干细胞治疗的未来前景近年来,糖尿病发病率“爆炸式”增长,并呈年轻化趋势。糖尿病并发症造成心、脑、肾、血管、神经等多脏器损害,已成为危害人民群众生命健康的第三号杀手。但随着基因技术、细胞技术和材料技术的进步,干细胞在治疗糖尿病显示了灿烂的前景,为糖尿病患者治疗提供了新的可期待的治疗途径。美国《时代》杂志把干细胞治疗糖尿病列为改变未来十年医疗的12大创新发明之一。在治疗糖尿病的领域里,干细胞的潜力得到充分认可。人类有望在不久的将来突破干细胞治疗糖尿病瓶颈,彻底治愈糖尿病。2.干细胞治疗糖尿病存的问题与挑战干细胞治疗糖尿病,目前主要有三种方法:自体骨髓干细胞移植、自体血液干细胞移植和脐血干细胞移植。干细胞技术的发展,组织工程的进步,再加上生物材料的发展,使得其离临床转化越来越近,成为最有潜力的糖尿病替代治疗策略。然而,干细胞治疗糖尿病关键技术和核心问题仍有待深入研究。第一,干细胞分化为胰岛细胞所使用的方法相当复杂,存在其分泌胰岛素的能力较低的现象。如需达到良好的降糖效果,需要的细胞数量非常庞大。实验证明, 人胚胎干细胞(ESC)在体外培养自发分化形成的细胞中胰岛素分泌细胞只占0 . 1%一0 . 5%。这远远不能满足糖尿病移植的需求,需要大约十亿个β细胞才能治愈一个糖尿病人。但是,如果制造的细胞中有四分之一实际上是肝细胞或其他胰腺细胞,而不是需要十亿个细胞,那么将需要12.5亿个细胞,这使治愈该疾病的难度提高了25%。获得的脱靶细胞越多,治疗上相关的细胞就越少☆2。第二,诱导后的胰岛细胞在体内能否长期存活,仍是未知数。第三,干细胞诱导后的胰岛细胞如何与体内原有的胰岛细胞协同工作,都是目前尚未解决的难题。相关文献也报道过干细胞治疗可能会导致肿瘤的发生发展。因此干细胞治疗糖尿病面临着许多困难和障碍。间充质干细胞外泌体,体外胰岛β细胞培育法或直接输入注射疗法治疗糖尿病技术,获得的脱靶细胞太多,如果不改变传统过旧的操作模式,以及干细胞过度治疗,则容易导致胰腺癌、肝细胞癌的潜在风险性,是难以达到临床标准或满足临床需求的。3.干细胞时空隧道技术我们研究发现虽然间充质干细胞是不同的细胞群,分泌不同的细胞外泌体miRNA等,但它们个个都具有强大的细胞生长因子。虽然胰岛素分泌细胞只能占0.1%一0.5%,但我们可以用一种独特形式方法,使所有不同细胞群体的miRNA快速转化成为同一胰岛细胞的方法。利用超滤膜可以从中筛选出专一人体内采集的β细胞及其分泌体miRNA;其它不同群细胞miRNA可在时间机器里,通过分子之间耦合作用,快速传递给采集到的缺陷胰岛素分泌细胞上,帮助其修复,并通过胰岛局部微环境作用诱导胰岛α细胞向β细胞转化,促进胰岛β细胞的修复。诸多研究表明,干细胞时空隧道技术能将2型糖尿病胰岛受损的功能性治疗提高到80%左右。生命时空隧道技术为干细胞治疗糖尿病临床应用打开了一扇新的窗口。生物时间机器一细胞时间隧道透析机,大体可以分为时间透析膜隧道系统、时间透析柱内外系统、细胞时间监测系统(DNA蛋白质能量监测仪系统)、自动温度控制系统、时间透析机机械系统等五个部分组成。将间充质干细胞、外泌体加进在生物时间机器透析外柱內,对透析柱內的人体内采集的缺陷胰岛素分泌细胞,通过溶液及半透膜在时间机器中进行生长因子、激发态物质交换,然后再回输到人体内修复改造胰岛β细胞的方法。将部分干细胞诱导分化,形成初级胰岛β细胞,然后在C臂监控下用导管经腹腔动脉送抵达患者胰腺,或微创手术与胰腺中部位建立起时空隧道技术,或将时空隧道技术改造的β细胞,自体干细胞移植于患者胰腺。人体内采集的细胞与时间机器交换后可监测安全有效性,生成胰岛增强β细胞后可再进一步纯化分离,然后再安全回输到患者胰岛细胞上,帮助其修复。利用细胞时间隧道透析机与胰岛组织缺陷β细胞进行胞质效应交换,能生产出强大的胰岛素分泌细胞,是干细胞再生医学崭新的方法。本文作者:严银芳 武大医学部病毒学研究所武汉市武昌东湖路115号联系电话 15927431505参考资料☆1人脐带间充质干细胞治疗乙型肝炎肝硬化患者发生肝细胞癌的危险因素分析 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XDKF201809009.htm☆ 2多能干细胞转化为胰岛素的β细胞“治愈”1型糖尿病的小鼠https://k.sina.com.cn/article_5895622040_15f680d9802000v9bn.html
  • 扬州大学研制地铁隧道“体检仪”
    来自中国城市轨道交通协会的消息显示,2020年,我国内地累计有41个城市开通城轨交通线路7141.55公里。地铁已经成为城市日常出行必不可少的交通工具,但在地铁隧道中也会出现各种“病害”,威胁着人们的出行安全。  “当前,我国地铁隧道检测主要依赖人工检测和少量进口自动化设备,效率低、成本高,无法满足庞大的里程检测需求。”扬州大学信息工程学院(人工智能学院)副教授徐永安在接受采访时表示。  如何高效、准确、经济地检测出地铁隧道“病害”?在“科创导师”制的“牵线搭桥”下,扬州大学信息工程学院(人工智能学院)学生张雅欣等组建了大学生科技创新团队。由导师徐永安指导,团队研发了地铁隧道三维激光检测系统。“该系统检测速度可达国外同类设备的5倍以上。”张雅欣说。  将宝贝搬出实验室  在初中时期,受家人的影响,张雅欣萌生了创业的想法。2019年,正在上大二的她加入徐永安课题组,并组建了自己的大学生科技创新团队,选择了地铁隧道检测研究。  对张雅欣而言,导师不仅是科研路上的护航人,更是自己创业的榜样。记者获悉,在科技创新和科研成果转化路上,徐永安已经坚持了20多年。  1997年,在北京举办的中国国际机床展览会上,一个摆放着国外光学测量仪的展台被观众围得水泄不通,正在攻读博士学位的徐永安也是围观者之一。  从展会回来后,研制光学测量仪的想法一直萦绕在徐永安的脑海里。他随之改变了自己的研究方向,历经两年攻关,终于研制出国产光学测量仪。但在当时,他对科研成果转化还没有深刻的意识,便将这一宝贝成果“藏”在自己的实验室里。  “国外的设备那么贵,你有这么好的仪器,为什么不推向市场呢?”这样的声音越来越多,终于说服徐永安将宝贝搬出实验室。2011年,徐永安参与创办了一家公司,并将自主研发的光学测量仪设备推向市场。  当然,教书育人才是徐永安的本职工作。如何让学生在学习课本知识之外,学会创新思考,尝试自主研发技术并推动成果落地转化?20世纪90年代,扬州大学开启了“科创导师”制的探索之路,让学生在导师的指导下参与科技创新工作。  徐永安说:“过去,学生与导师的关系,主要是学生在导师的实验室开展科研,导师对学生的毕业设计进行指导。现在,导师不但要在科研上指导学生,还要带领学生开展科创工作。”  深入隧道后改变方法  谈及为什么选择地铁隧道检测研究,张雅欣告诉记者,目前,国内外地铁隧道自动化检测系统大多采用1个激光点绕隧道旋转的测量技术,检测速度慢。“好比一个电动机带着一个手电筒旋转,手电筒每次照射在物体表面时只能出现一个亮斑。这意味着每次只能采集一个点,效率太低。”  如何实现快速检测呢?经过一年多的攻关,以张雅欣为首的大学生科技创新团队研发出6条激光线扫描技术,360°环形激光线投射在隧道表面,8部每秒500帧高速数码相机实时采集隧道表面的激光线图像,并换算为隧道表面形状坐标。张雅欣解释道:“6条激光线同时工作,地铁隧道检测效率得到显著提高。”  然而,研发过程并非一帆风顺。在徐永安的指导下,张雅欣带领团队先后前往青岛、兰州、佛山等城市的地铁公司,深入地铁隧道,开展实践调研。团队在调研中发现,地铁公司对隧道快速检测系统有着迫切的需求。  在精准了解地铁隧道检测痛点后,张雅欣团队开始了与时间“赛跑”的测量工作。“我们只能在夜间12点到凌晨4点进入现场开展检测工作,因为这段时间地铁处于停运状态。另外,每天进入现场前的安检过程就要耗费半个多小时,实际的测量时间非常有限。”  经过近3个月的测量,张雅欣团队发现进展缓慢,于是做出了改变测量方法的决定,希望提高检测效率。经过徐永安的点拨,团队在实验室里自建了模拟隧道。“在模拟隧道里开展实验,不但提高了实验效率,缩短了研发周期,还解决了后期新冠疫情期间实地检测的困难。”张雅欣介绍说。  在解决了测量环境问题后,团队又遇到了由振动引起的测量误差问题。“测量车在轨道上运行会产生轻微振动,这种振动会带来一些误差。”张雅欣团队成员吴传昊告诉记者。为此,团队采用了基于特征面的方法对隧道测量数据进行纠偏,“这种方法可以大幅降低测量车振动对测量精度的影响,降低动态测量误差。”  “该系统检测速度最高可达每小时17.1公里,是国外同类设备的5倍以上,动态精度为±1.6毫米,检测密度小于2毫米,而价格只有国外设备的70%左右。”张雅欣表示,系统还可以根据用户需求制定检测速度、密度、精度。  徐永安透露,目前,该系统申请发明专利4项、登记软件著作权4项,通过了江苏省产品质量监督检验研究院质检,符合CMA中国计量认证标准。  大学生创业还需多磨砺  来自用户的消息显示,张雅欣团队研发的这套系统已在投入运营的地铁隧道进行了实地检测,在检测速度、精度以及密度方面均满足实际应用要求。目前,已有多家轨道交通公司与团队达成初步合作意向。  张雅欣表示,下一步团队将继续对产品进行优化设计,并计划注册成立公司。“地铁里程数较大的城市,可直接购买检测系统 地铁里程数小的城市,可购买检测服务。”  在张雅欣看来,虽然研发过程非常艰辛,但非常有意义。“一方面培养了我们解决问题的能力,另一方面还培养了我们团队建设、组织和管理的能力,对未来的创业起了铺垫作用。”  她感叹道:“大学生参与科创,要有顽强的毅力和勤奋刻苦的精神,对团队中不同的意见要善于倾听,脚踏实地攻克每一个难关。”  徐永安也指出,对于刚毕业的学生而言,如果没有成熟的技术积累和市场认知,可以先进入企业积累几年经验,对市场形成一定认知后再进行创业。  在他看来,高校“孵化器”应该实现良性循环,当政府和高校投入资金等支持后,若能实现良好的产出,投入的积极性也将越来越大,反之则可能陷入不良循环。“政府和高校还应进一步研究如何解决这一矛盾。”
  • 磁光克尔效应系统再发Nature:全反铁磁隧道结新突破!
    巨磁阻效应自发现以来就被广泛应用于MRAM、磁传感器等自旋电子器件中。目前,基于巨磁阻效应的自旋电子器件主要是铁磁体磁隧道结,其研究和发展受限于铁磁体的使用。因此,为进一步提升自旋电子器件的磁阻比等性能,探究其他磁体开发的高效自旋电子器件的研究非常有必要。近期,东京大学的Satoru Nakatsuji团队对手性反铁磁体Mn3Sn组成的磁隧道结进行了深入探究。作者首先对Mn3Sn手性反铁磁态中自旋正极化、负极化和磁八极的投影态密度进行了表征,发现八极矩的大多数和少数能带之间存在明显的能量漂移,与铁磁性铁中自旋矩的大多数和少数能带的漂移非常相似,并根据第一性原理进行了模拟验证,结果表明Mn3Sn在基于隧穿磁阻(TMR)的器件(如MRAM)中具有巨大的应用潜力。此外,为了更好的观测其TMR效应,作者制备了基于Mn3Sn的磁性隧道结( MTJ ),测得室温下的隧穿磁阻(TMR)比率约为2%,出现在手性反铁磁状态下簇磁八极的平行和反平行构型之间。该成果以《Octupole-driven magnetoresistance in an antiferromagnetic tunnel junction》为题发表在Nature上。图1 带簇磁八极的反铁磁隧道结(a)铁磁(FM)隧道结示意图(b)反铁磁(AFM)隧道结示意图(c)(d)铁磁隧道结和反铁磁隧道结的投影态密度图(pDOS) 本文中,作者使用了英国Durham公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3,通过系统自带的磁滞回线测量功能,对反铁磁隧道结顶部和底部Mn3Sn电极的矫顽力进行了测量。图2 室温基于手性Mn3Sn反铁磁体的磁隧道结表征图 (a)高分辨率TEM表征图(b)磁光克尔测量示意图(c)顶部和底部Mn3Sn反铁磁体的磁滞回线图 英国Durham公司是依托于英国Durham大学的高科技企业。与Durham大学强大的磁光学研究相对应,Durham公司的Russell Cowburn教授(英国剑桥大学卡文迪许实验室主任,英国科学院院士)设计并研发了灵敏度能到10-12 emu兼具Kerr显微镜与回线测量功能的高精度磁光克尔效应系统——NanoMOKE3。相比于历代MOKE系统,NanoMOKE3系统将磁光克尔的光路部分集成在光学盒中,避免了实验人员测试前搭建光路的工作,大大减少了实验人员操作量。另外,光学盒中的光路经过特殊设计,可以同时实现极向克尔和纵向克尔的测量,无需调整光路,只需更换镜片即可完成极向克尔和纵向克尔的切换。左)NanoMOKE3磁光克尔效应系统;右)NanoMOKE3光学集成盒因其高集成度的系统设计和开放式的样品环境,NanoMOKE3具备丰富的拓展性。实验人员可以以NanoMOKE3系统为基础,与其他实验设备组合搭建,进行其他领域方面的测量。一、低温磁光克尔系统NanoMOKE3系统允许用户在样品台部分搭建低温恒温器,实现低温磁光克尔的测量。例如,下图所示为NanoMOKE3与美国Montana Instrument无液氦低温恒温器进行了组合使用,从而实现了10K以下的磁光克尔测量。NanoMOKE3的低温磁光克尔测量性能在国内外领域内具有极高的水平。此低温MOKE方案已在南方科技大学安装使用。NanoMOKE3 磁光克尔系统与 Montana Instrument无液氦低温恒温器组合使用示意图二、晶圆扫描探测系统如今,越来越多的晶圆检测设备采用非接触式的光学测量,取代了传统的接触式晶圆测试方法。其中,以磁光克尔效应原理进行晶圆检测的方法就因其操作简单、检测速度快而被广泛使用。Durham公司在现有磁光克尔系统基础上改造升级,推出了超高灵敏度的晶圆扫描探测系统(wafer mapper),专门用于测量整个晶圆表面的磁滞回线和磁畴图像。系统中集成的磁光克尔能对整个晶圆样品区域(可按X和Y轴自由移动)进行磁滞回线扫描和区域Mapping的测量,最终绘制得到晶圆样品整体区域的磁性分布图,从而完成晶圆样品的检测。该款晶圆级磁光克尔测绘仪选用NanoMOKE3特创的光学盒,继承了其测量速度快,操作简单的优点。整个测量过程可以通过系统自带的LX PRO3软件完成,无需进行繁琐的实验预设值,大大增加了实验效率。晶圆扫描探测系统装配图 Durham公司特创的NanoMOKE3磁光克尔光学集成盒是Cowburn教授从事MOKE系统研发和深耕多年的结晶。不但减轻了实验人员的操作繁琐度,更重要的是以磁光克尔效应为基础,为更丰富领域的测量提供了可能,有望助力各个领域科研人员实现更高水平的突破!参考文献:[1]. Chen, X., Higo, T., Tanaka, K.et al. Octupole-driven magnetoresistance in an antiferromagnetic tunnel junction. Nature 613, 490–495 (2023).
  • 隧道检测仪器保障地铁安全运营
    “从1969年10月1日北京地铁一号线试运行至今已经历50多年,我国地铁里程不断攀升。据中国城市轨道交通协会最新统计,2020年我国地铁运营总里程6200多公里,在建5000多公里,总历程达到超过一万公里。当前,我国北、上、广、深等特大城市,轨道交通里程处于世界前五的水平。”近日,北京交通大学副教授王耀东接受采访时说。  而地铁隧道病害与表面状态检测则是保障安全运营的重要内容之一。“否则,地铁隧道一旦发生事故,将会给生命财产带来巨大损失。”在4月22日举行的聚焦2021年北京地区广受关注学术成果报告会上,王耀东说。随着隧道病害检测技术的快速发展,他和团队正在尝试将机器视觉、先进传感等技术引入相关检测,让这一过程变得更加高效、智能。  隧道“体检”,从人工巡检到机器检视  地铁交通极大方便了城市居民的出行,但是地铁隧道中出现的各种“病害”,如隧道裂缝、渗漏水、沉降、衬砌剥落、掉块等,给电客车安全运营带来挑战。  以隧道裂缝为例,王耀东表示,其形成原因比较复杂,岩层性质、岩土压力、混凝土收缩、结构移位变形、侵蚀破坏、施工遗留等都是潜在诱因。别是南方的过江过河隧道或地下水较丰富区域的隧道,如果产生裂缝产生就会产生渗漏水,影响地铁运行的安全。因此需要定期巡检,及时养护、维修。  王耀东还记得2012年回国之初跟随地铁巡检人员做现场数据采集的情形。“凌晨1点到4点,夜深人静,地铁停运,才会开始人工巡检,要用肉眼观察、手写记录。”  他表示,尽管传统的超声波检测法、声发检测法、电磁波检测技术等不断提高检测精度,但速度低、效率慢,难以满足现代轨道交通快速发展的需求。而信息技术的发展,多维传感、机器视觉检测技术的使用则为这项检测工作的提速、高效提供了新的契机。  “机器视觉的特点是效率高、可移动、非接触,特别是信息处理自动化、智能化、数字化,也是隧道巡检的发展方向。”王耀东说。他和同事在不断尝试把机器视觉技术、图像处理技术、多维感知、人工智能等技术,应用在隧道病害检测当中,这些智能巡检技术可以逐步代替人工,完成隧道基础设施的自动检测。  裂缝识别,让机器拥有“人眼”和“大脑”  “裂缝检测智能巡检技术主要分两个步骤,第一步是图像裂缝采集,利用高速相机和特制的辅助光源,保证采集到高质量的隧道图像 第二步是裂缝病害图像处理,对所有原始图像进行预处理,包括:匀光处理、连通区域分块化、噪声滤波等,提取纹理目标进行特征判断,最后识别裂缝区域,为后续速调维护提供技术支持。”王耀东介绍。  这些听起来似乎很简单,但如何让机器像人眼一样,全面、精细采集图像,并像人脑一样准确地识别裂缝种类呢?每一步做起来都不简单,都需要精细化的算法研究和关键技术的攻克。  例如,他们研发了图像采集系统样机引入了线阵相机(进行连续拍摄形成二维图像,避免图像重叠和数据冗余)、面阵相机(针对隧道中照明不佳,进行大面积强光源补光)、定向运动设备(对隧道进行扫描式图像采集降低漏检率),来获得高质量的图像。他们还开发出一套表面裂缝图像的批量识别软件,设计出核心算法进行图像处理。  经过近十年的“磨剑”,王耀东及团队成员克服各种挑战,2018年在发表于《铁道学报》的论文研究中,首次报告了基于局部图像纹理计算的隧道裂缝视觉检测技术。他们研发的一套图像采集系统实验样机,将线状激光光源、高速线阵相机、激光发生器、图像采集卡,安装在可调节移动式视觉检测平台上,可在隧道中进行巡检。然后将高分辨率裂缝图像分成子区域,针对性地进行算法研究,完成最后的检测。  “这种智能巡检技术有助于解放人力,服务地铁运维。”王耀东说。他坦言,从综合指标看,目前这种技术对于背景简单的普通隧道裂缝识别率比较高,可以达到84%以上。但对于比较复杂环境下的裂缝,识别率还有待提高。”。  2018年至今,随着深度学习卷积神经网络深入发展,对海量隧道图像的计算性能有了数十倍的提升,识别率也有较大提高。然而,王耀东表示,对于复杂恶劣环境下,肉眼难以观察的微小缺陷仍然很难检测到。  增强自主创新,助力交通强国建设  王耀东希望,在未来检测算法上,加强对不同类型纹理噪声的识别,提高图像处理的计算效率,进一步提高隧道病害检测效率。  为此,他们建立了隧道病害样本库,基于深度学习,对隧道表面病害图像多分类智能识别。为了更好地采集图像,他们还对采集系统进行了模块化研发,并研制了隧道巡检机器人,对隧道裂缝、三维形变、沉降进行检测。  目前,他们还在研制多种类、移动式隧道检测平台,如低速便携手推式(0-10公里/小时)检测平台,到中速紧凑自主行走式检测平台(0-30公里/小时),再到高速车载式综合检测平台(0-100公里/小时)的,以及路轨两栖式综合平台(0-60公里/小时)。对隧道、轨道多维数据进行采集,并进行智能分析和大数据处理,最后生成区间报表提供给专业人员使用,用于隧道和轨道维护。  “目前,我国轨道交通运营里程已经位居世界第一位,智能运维也处于世界前列。”王耀东说,但仍然亟需加强自主创新。他举例说,我国轨道交通智能数据采集设备、高精尖传感器还需要从国外进口,这些设备有的一套系统单一功能,但因为技术被国外垄断,报价却达到数百万元,甚至上千万元。  “我们科技工作者还要继续努力,推动基础研究创新,将主动权掌握在自己手中。”他说,2035年我们国家要基本建成交通强国,这将推动我国城市轨道交通进一步向大数据、智能化、精准化方向去发展,让老百姓出行更安全、更便利,乘坐舒适性更高。
  • 中科院研发太赫兹扫描隧道显微镜
    ▲图 | 太赫兹扫描隧道显微镜系统(来源:资料图)太赫兹,是介于远红外和微波之间的电磁波,具有光子能量低、穿透性好等特点,在高速无线通信、光谱学、无损伤成像检测和学科交叉等领域具备广泛应用前景,被誉为“改变未来世界的十大技术”之一。简单来看,太赫兹扫描隧道显微镜系统就是一个超快摄影机,只不过它要观察和拍摄的对象是分子和原子世界,并且拍摄的帧率在亚皮秒量级。对于非线性太赫兹科学来说,控制太赫兹脉冲的“载波包络相位”,即激光脉冲的载波与包络之间的关系至关重要,特别是用于超快太赫兹扫描隧道显微镜时。太赫兹载波包络相位移相器的设计和实现,在利用太赫兹脉冲控制分子定向、高次谐波生成、阈上电离、太赫兹波前整形等领域,均具备潜在应用价值。(来源:Advanced Optical Materials)1. 为调控太赫兹的载波包络相位提供新方案据介绍,王天武在中科院空天信息研究院(广州园区)-广东大湾区空天信息研究院担任主任和研究员等职务,研究方向为太赫兹技术。目前,其主要负责大湾区研究院的太赫兹科研队伍建设。该研究要解决的问题在于,常规探测手段只能得到静态的原子形貌图像,无法观察物质受到激发,例如经过激光辐照后的动态弛豫过程图像,即无法观察到激子的形成、俄歇复合、载流子谷间散射等过程,而这些机理的研究,对于凝聚态物理学包括产业化应用都非常重要。原因在于,这些动力学过程发生的时间尺度,往往都在皮秒量级,即万亿分之一秒的时间,任何普通调控手段均无法达到这一时间量级。利用飞秒脉冲激光技术,能显著提高扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM)这一扫描探针显微术工具的时间分辨率。但是,目前仍受到多种因素的限制,比如样品和针尖制备困难、针尖的电容耦合效应、脉冲光引起的热膨胀效应等。太赫兹的脉冲宽度位于亚皮秒尺度,其电场分量可被看作一个在很宽范围内、连续可调的交流电流源。因此,将太赫兹电场脉冲与 STM 结合,利用其瞬态电场,即可作用于扫描针尖和样品之间的空隙,从而产生隧穿电流进行扫描成像,能同时实现原子级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率。如前所述,太赫兹扫描隧道显微镜系统好比一个超快摄影机。但是,太赫兹电场脉冲和 STM 的实际结合过程,却并非那么简单,中间要攻克诸多难题。其中一个最基础的重要难题,在于太赫兹源的相位调控技术。太赫兹扫描隧道显微镜系统是利用太赫兹激发针尖尖端和样品之间的空隙,来产生隧穿电流并进行采样。不同相位太赫兹源的电场方向不一样,这样一来所激发的隧穿电流的方向亦不相同。根据不同样品施加不同相位的太赫兹源,可以更好地匹配样品,进而发挥系统性能优势,借此得到高质量光谱。因此,通过简单高效的途径,就能控制太赫兹脉冲的载波包络相位,借此实现对于隧道结中近场太赫兹时间波形的主动控制,同时这也是发展超快原子级分辨技术的必备阶段。通常,超短脉冲的载波包络相位,必须通过反馈技术来稳定。除少数例子外,比如用双色场激光等离子体产生的太赫兹辐射源,大多数商业化设备产生的太赫兹脉冲的载波包络相位都是锁定的,例如人们常用的光整流技术生成的太赫兹脉冲。多个太赫兹偏振元件组成的复杂装置,可用于控制太赫兹脉冲的载波包络相位。然而,鉴于菲涅耳反射带来的损耗,致使其插入损耗很大,故无法被广泛应用。另外,在太赫兹波段,大部分天然材料的色散响应较弱、双折射系数较小,很难被设计成相应的载波包络相位控制器件,因此无法用于具有宽频率成分的太赫兹脉冲。与天然材料相比,超材料是一种由亚波长结构衍生而来的、具有特殊光学特性的人工材料,其对电磁波的色散响应和双折射系数,均可进行人为定制。虽然超材料技术发展迅猛。但是,由于近单周期太赫兹脉冲的宽带特性,利用超材料对太赫兹脉冲的载波包络相位进行控制,仍是一件难事。为解决这一难题,王天武用超材料制备出一款芯片——即柔性太赫兹载波包络移相器,专门用于控制太赫兹脉冲的载波包络相位。该芯片由不同结构的超材料阵列组成,可在亚波长厚度和不改变太赫兹电场极化的情况下,实现对太赫兹载波包络相位的消色差可控相移,其对太赫兹脉冲的载波包络相位的相移调制深度高达 2π。相比传统的太赫兹载波包络相位移相器,该移相器具有超薄、柔性、低插损、易于安装和操作等优点,有望成为太赫兹扫描隧道显微镜系统的核心部件。近日,相关论文以《基于超材料的柔性太赫兹载波环移相器》(Flexible THz Carrier-Envelope Phase Shifter Based on Metamaterials)为题发表在 Advanced Optical Materials 上,李彤和全保刚分别担任第一和第二作者,王天武和空天信息创新研究院方广有研究员担任共同通讯作者。▲图 | 相关论文(来源:Advanced Optical Materials)审稿人认为:“此研究非常有趣、简明扼要,研究团队完成了一套完备的工作体系。该芯片的设计和实现,为调控太赫兹的载波包络相位提供了新的解决方案。”2. 建立国际领先的太赫兹科学实验平台据介绍,王天武所在的研究院,围绕制约人类利用太赫兹频谱资源的主要科学问题和技术瓶颈,致力于形成一批引领国际的原创性理论方法和太赫兹核心器件技术,以建立国际领先的太赫兹科学实验平台。他说:“太赫兹扫描隧道显微镜是我们院的一大特色,该设备摒弃了此前施加电压的方式,以太赫兹为激发源,去激发探针尖端和样品之间的间隙,从而产生隧穿电流并进行成像。相关技术在国内属于首创,在国际上也处于领先水平。”在诸多要克服的困难中,太赫兹载波包络相位的调制便是其中之一。入射太赫兹的相位大小对激发的隧穿电流的幅值、相位等信息影响甚大,是提高设备时间和空间分辨率必须要解决的重要问题之一。由于设备腔体比较长,并且腔体内部为高真空环境,与外界空气是隔绝的。传统的太赫兹相位改变方式比较难以实现,因此需要研发新型的相位调制器件。而该课题立项的初衷,正是希望找到一种结构简单、但是对太赫兹载波包络相位调制效率高的方法和装置,以便更好地服务于太赫兹扫描隧道显微镜系统。在文献调研的初始阶段,该团队商定使用超材料来制作太赫兹相位调制器。具体来说,其利用特定的金属分裂环谐振器的几何相位、以及共振相位,来控制太赫兹脉冲的载波包络相位值。之所以选择金属分裂环谐振器作为基本相控单元,是因为在一定条件下,它对太赫兹具有宽谱响应。当任意方向的线偏振波与谐振器耦合时,入射电场分量可映射到平行于谐振器对称轴和垂直于谐振器对称轴,借此可以激发谐振器的对称本征模和反对称本征模。此时,通过改变金属分裂环谐振器的几何相位和共振相位,散射场的某一偏振分量的电场相位会相应延迟,大小可以轻松覆盖 0-2π。但是,由于存在电偶极子的双向辐射,导致金属分裂环谐振器存在明显的反射和偏振损耗。为此,课题组引入了一对正交的定向光栅,利用多光束干涉的方式解决了谐振器插入损耗大的问题。随之而来的另一难题是,由于正交光栅的存在,导致入射波和透射波之间的电场偏振始终是垂直的,在太赫兹扫描隧道显微镜系统的工作中,这是不被允许的。好在样品均是由互易材料制成的,于是这一问题很快迎刃而解。随后,该团队采用常规紫外光刻、电子束沉积以及聚酰亚胺薄膜上的剥离技术,制备出相关样品,并利用太赫兹时域光谱系统,对所制备的样品性能进行表征。当入射的太赫兹脉冲,依次被样品中不同的微结构阵列调制时,研究人员通过太赫兹时域光谱测量,清晰观察到了太赫兹脉冲的时间波形的变化,且与仿真结果十分吻合。此外,课题组还在广角入射和大样品形变时,验证了该样品的鲁棒性。总而言之,该成果为宽带太赫兹载波包络相位的控制,提供了一种新型解决方案,并在不改变太赫兹电场极化的情况下,利用“超材料”在亚波长厚度的尺度上,实现了针对宽带太赫兹载波包络相位的消色差可控相移。关于这一部分成果的相关论文,也已发表在《先进光学材料》期刊。(来源:Advanced Optical Materials)据介绍,此次芯片能把太赫兹的相位最高移动至 2π 大小,并且具有大的光入射角度和良好的柔韧性等优点,在太赫兹扫描隧道显微镜系统,以及其他相关领域有较高的应用价值。但是,该芯片目前仍存在一个缺点,即无法做到太赫兹载波包络相位的连续调制。这是由于,采用的金属分裂环谐振器是单次加工制成的,所能调制的几何相位和共振相位已经确定,无法再被人为改变。因此,使用过程中只能通过加工特定结构的芯片,来实现所需相位的调制。未来,该团队打算将当下比较热门的二维材料、相变材料、液晶材料等材料集成到芯片中,这些材料的优势在于光学性能可被人为改变。同时,其还将综合电、光、热等手段,实现金属分裂环谐振器几何和共振相位的主动控制,从而实现对太赫兹脉冲的连续载波包络相位调制。此外,课题组也会继续优化微加工工艺和原料制备流程,进一步提升芯片的综合性能指标,比如器件的低插入损耗、高工作带宽等,同时也将降低制造成本,以便后续的产业化推广。
  • 井下隧道互联互通,逸云天气体检测仪巧破数据难题
    随着科技的不断发展,隧道互联互通和井下工作的重要性日益凸显。然而,在实际应用中,我们面临着诸多困难和挑战。面对这一需求,逸云天的MS600仪器发挥了关键作用。  MS600从机仪器包含了丰富而强大的功能,如常规四气检测、温湿度检测、以及 SOS一键呼救和LORA互联。当部署在隧道和井下环境中时,它能够实时且精确地监测各种关键参数。SOS功能确保了在紧急情况下能够及时呼救,为人员安全增添保障;温湿度的准确检测有助于作业人员了解工作环境的舒适度和潜在风险;而对常规四气的监测更是直接关系到作业现场的安全状况。  通过LORA传输功能,井下人员可以轻松地将数据实时传到井上的主机,实现了隧道的互联互通。这种高效的数据传输方式,让井上人员能够随时查看井下的各种数据信息,无论是气体浓度的变化、温度湿度的波动,还是其他重要参数的动态。  与之配套的MS600主机则负责接收从机数据,确保了数据的稳定传输和有效整合。它就像是一个数据枢纽,将井下传来的信息汇总并呈现给井上的监控人员,为决策和管理提供了坚实的依据。并通过4G无线传输功能将数据上传到云平台服务器,可实现远距离监控现场情况。  通过MS600主从机互联,解决了井下数据难以实时获取的问题,打破了信息壁垒,让井上和井下的沟通更加顺畅和及时。同时,也极大地提高了安全管理的水平,能够提前预警潜在的危险,保障人员的生命安全。此外,对于作业过程的优化和效率提升也有着显著的促进作用,管理人员可以根据实时数据进行合理的资源调配和工作安排。  总体而言,逸云天的MS600仪器在隧道与井下作业中展现出了卓越的性能和无可替代的价值,为行业的发展和安全保障立下了汗马功劳,成为了推动隧道工程和井下作业不断向前的强大助力。相信在未来,逸云天的产品将在更多的领域得到应用,为人们的生命安全和工作效率做出更大的贡献。
  • 第十一届扫描隧道显微学学术会议举办
    仪器信息网讯 2010年11月3日-5日,由中国科学院武汉物理与数学研究所承办的第十一届扫描隧道显微学学术会议在武汉举行。130余名来自全国高等院校、科研机构、企业的从事扫描探针显微学的专家学者参加了此次会议。仪器信息网作为独家支持媒体也应邀参会。会议现场  扫描隧道显微学学术会议是由白春礼院士发起的全国性会议,每两年一届。会议开幕式由中国科学院武汉物理与数学研究所曹更玉研究员主持,中国科学院武汉物理与数学研究所党委书记詹明生研究员致开幕词。  中国科学院武汉物理与数学研究所 曹更玉研究员  中国科学院武汉物理与数学研究所党委书记 詹明生研究员  本次会议内容主要包括:扫描隧道显微学(STM)与物理、扫描隧道显微学与化学和材料科学、扫描探针显微学(SPM)在生命科学中的应用、扫描探针显微学技术进展。会议展示了最近两年来我国高校与科学研究机构在扫描探针显微术及其应用领域所取得的研究成果。  扫描隧道显微学与物理学  报告人:中国科技大学 杨金龙教授  报告题目:Theoretical studies of inelastic electron tunneling phenomena in STM  杨金龙教授介绍了课题组近几年在STM非弹性扫描隧道谱方面的理论研究工作:1. 非弹性电子在扫描隧道显微镜的应用中产生的许多现象;2.在常规的程序包中增加程序,并用于理论非弹性隧道谱和模拟实验的比较;3.研究非弹性电子在扫描隧道显微镜实验中所产生的表面分子化学运动,如旋转、激发、断键等;4.非弹性电子引起的 “分子开关”效应。  报告人:合肥微尺度物质科学国家实验室 董振超教授  报告题目:STM诱导的分子光电新现象  董振超教授指出扫描隧道显微镜不仅可以用来观察和操纵纳米世界的单个原子和分子,而且其高度局域化的隧穿电流可以激发隧道结发光,他介绍了自己如何通过分子光子态调控来实现分子隧道结的新光电效应。  报告人:中国科学院物理研究所 肖文德研究员  报告题目:Ru(0001)上外延生长单层石墨烯的电子结构和振动模式的STM研究  肖文德研究员介绍说虽然光电子能谱、拉曼光谱、红外光谱等技术可对石墨烯的电子和声子特性进行研究,但是这些技术通常获得的是样品表面较大范围的平均信息。而石墨烯通常都呈现一定的起伏和皱,应用高分辨扫描隧道显微镜的扫描隧道谱和非弹性隧道谱法,实现了对Ru(0001)上外延生长单层石墨烯不同区域的电子结构和振动模式的研究。  此外,来自合肥微尺度物质科学国家实验室的张汇博士介绍了利用扫描隧道显微镜研究Si(111)表面In原子链上的一种孤子,并利用第一性原理的计算得到了这种孤子的精确结构。大连理工大学吴永宽博士利用原子力显微镜对室温沉积的Ge2Sb2Te5薄膜进行实位温控成像研究。上海交通大学分析测试中心的邹志强研究员利用超高真空STM对Mn及其硅化物薄膜在Si(111)衬底上的固相外延和反应外延生长进行了详细研究。  扫描隧道显微学与化学和材料科学  报告人:华南理工大学材料科学与工程学院 邓文礼教授  报告题目:设计合成有机分子的纳米构筑和仿生纳米制造探索  邓文礼教授设计合成了1,3,5-苯三氧十三酸乙酯等化合物分子,并了在大气环境条件下,利用扫描隧道显微镜分别研究了合成化合物分子在固态表面的吸附和自组装行为。  此外,邓文礼教授重点介绍了对于爬山虎吸盘粘附作用的研究,通过探究其表面结构、所含的天然成分、生长过程等实现纳米仿生粘附材料的研制,并期望可以在航空航天、医学、建筑等领域发挥作用。邓文礼教授研究小组是目前国内唯一的从事相关研究的课题组。 报告人:中国科学院武汉物理与数学研究所 于迎辉副研究员  报告题目:Cu-Al(111)合金及其表面氧化铝薄膜的物性研究  于迎辉研究员通过在Cu(111)中引入杂志Al形成α相的Cu-Al合金,进而在合金表面生长有序的氧化铝薄膜做为脱偶层。利用俄歇电子能谱表征Cu-Al合金表面的Al含量、低能电子衍射和低温扫描隧道显微镜检测Cu-Al(111)合金表面原子结构及电子分布。  扫描探针显微学在生命科学中的应用  报告人:吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室 张文科教授  报告题目:AFM在核酸-蛋白质相互作用研究中的应用  张文科教授利用原子力显微镜(AFM)成像原位观测核酸与蛋白质之间的相互作用,研究了双螺旋DNA的AFM单分子力学指纹谱,并利用该力学指纹谱研究DNA结合蛋白与DNA的相互作用、外力诱导下DNA构象转变的本质。最后,张文科教授以烟草花叶病毒为例,探索了单分子力谱在研究复杂体系中核酸-蛋白质相互作用中的应用。  报告人:暨南大学 蔡继业教授  报告题目:扫描探针显微学结合量子点标记研究细胞表面分子  蔡继业教授介绍说单分子探测是目前的一个研究热点,但大部分集中在材料和化学研究中,对于细胞中单分子的研究比较少。扫描探针显微镜克服了共聚焦显微镜、扫描电镜在细胞研究中的缺点,量子点标记解决了荧光漂白的缺点。将扫描探针与量子点标记相结合实现了特异性识别细胞表面的抗原和抗体,并探测它们之间的相互作用力。  对于扫描探针显微学在生命科学中的应用,东南大学曹黎黎博士介绍了利用AFM研究小分子药物作用于环状双链DNA分子所引起的DNA结构和构象的变化。武汉大学林毅副教授提出一种基于轻敲模式原子力显微术成像原理的在成像同时测量压缩弹性模量通用方法,并应用于单根双链DNA径向压缩弹性模量的测量。东南大学巴龙教授设计了原子力探针的磁力驱动线圈,用于研究聚电解质多层微囊的动态力学性质及其与结构的关系。  扫描探针显微学技术进展  报告人:北京航空航天大学 钱建强教授  报告题目:原子力显微镜自激振调频检测成像模式的研究  钱建强教授介绍了自行研制的基于自激励振荡音叉探针的调频成像模式原子力显微镜。采用石英音叉探针作为力检测敏感原件,通过对其驱动电极施加正反馈,在自激振荡控制下使其在谐振频率下工作。由于不使用外部的探针振荡检测器和外部的探针激振器,系统结构简单并且易于操作。通过实验表明仪器能够满足频率调制模式成像要求。  此外,将具有高空间分辨率的STM与化学分析能力较强的拉曼光谱结合是一种新型的表征手段。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所钟海舰博士采用自主研发的基于扫描探针显微镜和拉曼光谱仪的扫描近场光电探针测试系统,研究了化学气相沉积方法生长的石墨烯,可在获得样品表面形貌的同时,进行样品原位的局域电学性质研究和光谱测试。中国科学技术大学张瑞博士介绍了实验室组建的结合STM的具有超高真空、低温环境的TERS(针尖增强拉曼光谱)实验设备,利用该设备实现了Au(111)上分子薄膜、单个分子的TERS检测,并在Au(111)台阶处几个分子上得到了约4nm的TERS空间分辨率。  会议同期还设置了论文墙报展及小型仪器展览会。布鲁克、安捷伦、天美科技、岛津、SPECS、NT-MDT、汇德信科技等仪器厂商和仪器代理商参加了展会。论文墙报展   本届大会还评选了“青年科技奖”,用于表彰在扫描探针显微镜研究领域取得突出成就的青年学子,中国科学技术大学张汇博士、暨南大学李盛璞同学获此殊荣。中国科学院物理研究所徐文炎博士、厦门大学李纪军博士获得了本届大会的“优秀墙报奖”。据了解,第十二届扫描隧道显微学学术会议初步确定将由陕西师范大学承办。颁奖现场参会人员合影
  • 扫描隧道显微镜发明者罗雷尔逝世 享年80岁
    据瑞士媒体报道,瑞士物理学家、1986年诺贝尔物理学奖获得者之一海因里希• 罗雷尔(Heinrich Rohrer)因病于5月16日在家中逝世,享年80岁。海因里希• 罗雷尔(Heinrich Rohrer)  罗雷尔1933年生于圣加伦州布克斯市,拥有瑞士联邦工学院博士学位。据媒体报道,1981年他与同事成功研制出了扫描隧道显微镜(STM)。1983年,他们利用STM在硅单晶表面第一次直接观察到周期性排列的硅原子阵列。由于STM这一发明,他与Ernst Ruska、Gerd Binnig分享了1986年诺贝尔物理学奖。
  • mini扫描隧道显微镜系统研制
    table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600"tbodytrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "成果名称/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "Mini 扫描隧道显微镜系统研制/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "单位名称/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "中科院物理研究所/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "联系人/p/tdtd width="177"p style="line-height: 1.75em "郇庆/p/tdtd width="161"p style="line-height: 1.75em "联系邮箱/p/tdtd width="187"p style="line-height: 1.75em "qhuan_uci@yahoo.com/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "成果成熟度/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□正在研发 √已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "合作方式/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "√技术转让 √技术入股 □合作开发 √其他/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介: /strongbr/ /pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/f0bed8ec-b171-4a82-9bae-a0e07ed68bd1.jpg" title="mini STM.jpg" width="400" height="294" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 294px "//pp style="line-height: 1.75em " br//pp style="line-height: 1.75em " 这是一款工作在超高真空环境下的扫描隧道显微镜(STM)系统,具备样品的退火和溅射清理功能,并可以在原位情况下沉积各种有机/无机材料。可在从液氦温区( 10K)到室温范围内工作,降温/升温速度快,特别适合材料及相关研究人员快速表征样品。同时,该系统具有很好的稳定性,具备稳定的原子分辨能力并可获得一阶和二阶电流微分谱,经扩展后可具备与光路连结的可能和AFM功能。其主要技术指标为: br/ 背景气压:≤ 1x10-10Torr br/ 工作温度范围:8K~350K br/ 原位沉积: 是 br/ 扫描范围: br/ 4.0μmx4.0μmx0.6μm @ RT br/ 1.0μmx1.0μmx0.15μm @ 8K br/ 分辨率:原子分辨 br/ 灵敏度: br/ XY: ≤200Å /V Z:≤30Å /V @ RT br/ XY: ≤ 50Å /V Z:≤ 7.5Å /V @ 8K br/ 恒温器类型:连续流 br/ 降温时间(室温至≤10K): ~2小时/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景: /strongbr/ 纳米表征和研究的重要工具,国内每年需求量在数十台。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况: /strongbr/ 201510468456.5 br/ 发明专利:200810114537.5和201410165949.7/p/td/tr/tbody/tablepbr//p
  • 47技术入选第二批节能减排与低碳技术推广清单
    为贯彻落实国务院《“十三五”控制温室气体排放工作方案》,科技部、环境保护部、工业和信息化部日前联合发布了第二批节能减排与低碳技术成果转化推广清单,能效提高、废物和副产品回收再利用、清洁能源、温室气体削减和利用等4类共47项技术入选。  该清单用于供各类工业企业、财政投资或产业技术资金、各类绿色低碳领域的公益、私募基金及风险投资机构等用户在进行节能和减少温室气体排放技术升级改造和投资时参考。节能减排与低碳技术成果转化推广清单(第二批)说 明  本清单所筛选的节能减排与低碳技术成果已经完成中试,或已局部示范但尚未大规模推广应用,能源节约与二氧化碳等温室气体减排的效果良好。本清单主要包括以下四类技术:  1. 能效提高技术。主要包括工业生产过程中能源动力系统部分的能效提高、能源转化类主体生产工艺及设备的革新,以及建筑供暖和空调动力设备、家电设备、道路交通工具动力系统等能效提高技术。此外,还包括企业能源系统集成管理平台等技术,通过系统模拟和集成管理,实现换热流程优化、设备效率提升,从而提高系统能源效率。  2. 废物和副产品回收再利用技术。主要包括工业生产、建筑用能过程中产生的余压、余热、余能的回收利用以及能源梯级利用 替代燃料和替代原料的绿色水泥 废钢利用的短流程炼钢技术等 对可集中回收的工业生产和城市生活产生的废物(特别是有机废物)进行回收利用,如沼气池、生物质燃气化技术 农林牧渔生物质废弃物能源化技术等。  3. 清洁能源技术。主要包括核能以及可再生能源利用技术,通过减少化石能源的使用,实现二氧化碳等温室气体减排的技术。  4. 温室气体削减和利用技术。主要包括二氧化碳捕集、利用与封存技术 石油与天然气开采、农业、畜牧业和生活中产生的甲烷气体控制技术 农业生产过程中氧化亚氮控制技术 电解铝生产和电器使用过程中氟化物的减排及销毁技术等。  《清单》内容由相关地方和行业协会推荐,经行业专家评估评审,并征求地方与国家相关部门意见后形成。任何机构使用本清单所列技术请认真研究分析技术的适用性,并根据《合同法》等相关法律法规,与技术提供方约定双方权利义务,在技术交易和使用过程中严格履行供需双方的责任与义务。  1. 能效提高技术 序号技术名称技术提供方适用范围技术简要说明1变转速工业汽轮机节能改造技术北京全四维动力科技有限公司适用于各行业不同功率等级的工业汽轮机。该技术采用渐缩型可控涡子午截面的高效率喷嘴组、枞树型叶根自带冠不调频末级长叶片技术、低压双汽源无扰动切换控制技术、钻孔大焓降喷嘴组等技术,通过综合优化设计对变转速工业汽轮机通流部分进行节能改造,能够解决目前国产小汽轮机效率普遍较低的问题,使得小汽轮机经济性达到国内先进水平。2交流直接驱动LED专用集成电路合肥云杉光电科技有限公司LED室内外照明灯具行业,适用于完全替代LED驱动电源,应用于室内外LED灯具。该技术克服了已有的交流直驱LED技术存在的高压“烧机”问题。采用低压集成电路工艺,与高压集成电路工艺相比具有成本低、可靠性高、驱动功率大等优点。解决了三相交流直驱LED存在的380V交流电压高、三相整流后的功率因数较低和谐波失真严重等技术难点,可显著提高大功率LED路灯、隧道灯和工矿灯等LED灯具的可靠性、大大降低电线电缆的成本并有利于三相平衡供电。3LED直管反光灯具北京金光明通科技有限公司室内照明,适用于新装或替换现有T8-36W/T5-28W荧光灯。该技术采用高效反光灯具装置,光线在通过扩散罩后,会经过第二次反光。第二次反光的方式是在扩散罩外设置左二次反光片和右二次反光片,使反射出光的场角扩大三倍以上,最大限度地收集LED灯珠发出的光线、反射出的光线,更多的光能被有效利用。利用二次光反射的先进技术,可大幅提高直管灯具的效率,使传统灯具中被浪费掉的光通量得到有效利用,在保持原光通量的情况下大幅降低能耗。4建筑智慧能效系统平台及节能诊断技术中节能唯绿(北京)建筑节能科技有限公司既有建筑的节能改造、建筑能源管理。该技术利用建筑能源审计及节能诊断软件(OTI),对既有建筑中的采暖、制冷、通风、照明等重点系统进行诊断、分析及指导;应用智慧能效系统平台,对建筑的电、水、气、热等能耗及室内环境参数有计划、分步骤地进行实时的动态监测,并通过能耗分析、数据挖掘、异常情况预警等手段,提高建筑设备能源利用效率,实现建筑能耗可视、能源节省和能效管理三项功能。5非承重自保温砌块构造体系保定市华锐方正机械制造有限公司建筑行业,适用于8度和8度以下抗震地区的新建、改建、扩建的民用建筑。该技术利用保温砌块成型机一次成型,将砌块和高效保温材料(聚苯板或挤塑板)通过特殊设计的燕尾结构复合在一起,完全隔断冷热桥。本构造体系完成后,建筑物不需再做外墙保温,可与建筑物同寿命。生产过程中原料80%为工业固废的再利用(如电厂的炉渣、粉煤灰,炼钢厂的水渣、钢渣、管桩余料等),无废水、废气、废渣产生。6低温热泵供暖、空调、热水、热回收及蓄热技术大连旺兴新能源科技有限公司建筑行业,适用于环境温度不低于零下25℃的地区。该技术依据补气增焓原理,使用低温补气增焓涡旋压缩机替代普通压缩机,同时增加了特殊设计的补气、热回收等回路和智能化控制系统一,既增加了压缩机的排气量(即增加制热量),又降低了冷媒的冷凝温度(即适应超低温环境)。其中,采用热回收技术,回收制冷时排出的热量用于制取热水,综合能效比可达7~7.5。采用蓄热技术,利用夜间的谷电区间进行高温水蓄热,在白天峰电区间提取所蓄热量用于采暖,节省运行费用30%以上。7立式全封闭螺杆式海水源热泵机组烟台顿汉布什工业有限公司适用于离海边取水位置1km以内,建筑面积在1.5万m2以上的单体新建、扩建建筑,且尤其适合在有冷、热负荷,特别是集中供热目前尚达不到的地区。该技术采用满液式海水源热泵换热器,海水直接在管程流动,用海军铜或镍黄铜作为传热管可以比较容易解决海水腐蚀问题,而且不论制冷或制热工况均有较高的效率。其他和海水接触部分,如管板外侧、封头内壁也采用防腐蚀材料和相应措施。采用了立式全封闭螺杆压缩机,节能高效。8抗低温腐蚀的锅炉尾气热量高效利用技术安徽华丰节能科技有限公司适用于尾气排放温度高于150℃的工业锅炉。该技术采用一种S型高效节能换热器可将排烟温度降到约50℃~60℃(比进水温度高30℃),用一种抗低温腐蚀的纳米防腐涂料对换热器、烟道、引风机扇叶、烟囱内壁进行防腐处理,从而达到对锅炉热量的高效利用。9基于吸收式换热的烟气余热深度回收技术北京华源泰盟节能设备有限公司、清华大学适用于供热领域燃气锅炉房。该技术利用吸收式热泵产生的低温冷水回收燃气锅炉烟气的热量。本技术的关键设备包括吸收式热泵和直接接触式换热器,吸收式热泵产生低温循环水,直接接触式换热器实现低温循环水与烟气之间的换热,并对冷凝水进行自动中和处理,最终排烟温度降低到30℃以下。10旋流混合式脱硫除尘降硝技术 上海昱真水处理科技有限公司可广泛应用于≤ 500t/h的燃煤热水锅炉和蒸汽锅炉,以及工业窑炉的脱硫除尘降硝。该技术采用物理与化学相结合的原理,烟气从锅炉出来进入除尘器,再通过引风机进入除尘脱硫降硝一体塔,在旋转状态下与水(采用低硫煤时)或含有生石灰浆液的碱性水(采用高硫煤时)充分混合,达到大幅脱硫除尘降硝的作用,最后经过脱水塔脱水后进入烟囱排放。与其他脱硫除尘脱硝技术相比设备成本低,可实现极低的电耗、水耗和废水排放量,运行费用低。处理后烟气颗粒物浓度≤ 30mg/m3、SO2≤ 50mg/m3、NOx含量≤ 50~100mg/m3。11全界面高效萃取技术包头稀土研究院、江苏沃民环境科技有限公司应用在化工、湿法冶金行业,适用于溶剂萃取新线建设或节能降耗改造。该技术是用多相流反应器替代搅拌混合室进行全界面高效萃取反应。通过高速涡轮切割有机与无机两相,使两相流液粒高速碰撞与聚合、破碎、分裂、撞击成微米级液滴,使得反应相界面增大,稳态、瞬态条件下两相流的相界面微观上形成“全界面”接触反应的结构特性,快速进行界面反应,减少了相间离子迁移过程,减少了反应时间。同时使萃取效率提高70%,有机物消耗减少75%,电耗减少60%。12煤干馏高温油气金属间化合物膜高精度过滤技术成都易态科技有限公司煤化工行业, 适合煤化工领域中各煤种的高温、中温、低温干馏,适用于内热式、外热式煤干馏高温气体高精度过滤。该技术通过干馏或者热解与燃烧相结合使各煤种产生高温油气,通过金属间化合物膜高精度过滤技术分级提取和利用煤中相应组分生产高附加值产品。该技术生产过程中不会产生油泥,可以得到高纯度、高品质的煤焦油和煤气,还避免了传统工艺中湿法系统含酚废水产生,流程优化后提高了系统运行的可靠性和生产的效率,节能减排效果明显。 13隧道窑高温助燃节能新技术中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司耐火材料生产企业新建隧道窑或对原有隧道窑进行技术升级改造。该技术在隧道窑烧成带顶部设计了独特的双层拱预热送风结构和采用新型耐高温风机(650℃),通过热风口位置的调节可将隧道窑烧成系统参与助燃的一次风温度提高至600℃左右、二次风温度提高至900℃左右,并且一、二次风通过不同的送风方式可以更加有效地与燃气掺混,空气过剩系数接近于1,从而明显提高燃烧效率,降低烧成热耗,减少窑内废气量、降低排烟损失,实现节能减碳增效的综合效果。14模块化蓄热竖式镁还原系统山西龙镁伟业科技有限公司适用于镁、钙、锶、钡的还原工艺以及无机非金属新材料制备等,须配套建设原料煅烧、炉料加工和精炼等设施(车间),并注意原料的品位和有害元素以及废渣的利用。该技术利用高温空气燃烧蓄热技术,进行了模块化炉体、长寿保温筑炉、上下罐口相通,内外罐组合的竖式还原罐等技术创新;优化了燃烧和多维传热、传质机制;开发了内置式蓄热烧嘴、机械化装料、取镁排渣系统以及下罐口动态密封技术和顶吸导流式除尘环保设备。具有大幅度节能减排、强化还原效率、环境友好、提高生产效率及产品质量等特点。15新型环保旋转式节能窑炉技术宜宾恒旭窑炉科技开发有限公司建材行业,适用于传统窑炉的技术改造及生产自保温墙体材料。该技术将产品置于地面不动,全钢结构窑体和火焰在环形轨道上循环移动,依次完成烘干、预热、焙烧、保温、冷却过程,再将砖坯冷却过程释放的热量送至烘干段,烘干湿坯。窑内采用全纤维内衬,耐材蓄热少、保温效果好,余热利用采用轴流变频风机,省电。新型环保旋转式节能窑炉为全内燃节能窑,除第一次点火需要加煤外,正常生产时不用外加煤,煤耗极低。关键设备有机器人自动码坯系统、环形运坯系统、全自动配煤系统、智能焙烧系统、余热利用系统等。16玄武岩矿石加料预热技术新疆拓新玄武岩实业有限公司玄武岩纤维行业,适用于连续玄武岩纤维拉丝工艺。该技术将玄武岩矿石粉碎至0~5mm,经过磁选后进入预热池逐步升温至600~900℃,然后进入熔化池溶制成玄武岩玻璃体,得到平整光滑稳定的液面,有利于玄武岩熔体温度和粘度的稳定性,降低了加温热耗和电耗。17水泥辊压机循环重载胶带提升机合肥水泥研究设计院、中建材(合肥)机电工程技术有限公司水泥行业,适用于水泥粉磨制成系统中辊压机循环料提升环节。该技术以配套智能保障系统的重载钢丝胶带提升机替代传统板链提升机。胶带提升机由驱动装置、牵引件、提升机本体、降温结构、防回料系统等构成;智能保障系统实现对系统运行综合实时记录、分析和预警功能。在同等条件下,与板链提升机相比,重载胶带提升机效率高、寿命长、维护费用低,安全节能效果好。18开关磁阻调速电机及控制技术北京中纺锐力机电有限公司石油、煤炭、电动汽车、机床等行业,适用于油田抽油机、采煤机和提升运输设备、纯电动车及混合动力车、锻压机床和刨床等驱动。该技术采用开关磁阻调速电机系统(SRD),在结构上由开关磁阻电机和开关磁阻控制器构成,电机为双凸极磁阻式电动机,控制器包括电力电子电路和控制电路。该系统能够取得高效率的主要原因是没有转子绕组铜损、较低的电力电子开关频率、不需要正弦电压电流波形、电机和控制器良好匹配、控制策略灵活和便于与电机运行工况相匹配等。该系统用电效率在各种调速系统中基本属于最高水平,无功电流小,在转速和负载转矩较大范围变化时均能保持较高效率。19直线流体技术深圳市邦荣机电有限公司适用于流体推进,包括风、水、气及工业气体和液体等混合物;风力发电。该技术是采用磁悬浮原理和螺旋环流体力学结构,直接将电流转化成磁场,由磁场力驱动螺旋环带动流体运动,既减少了流体面的内阻,也彻底根除了动密封造成泄漏的容积损失,推进能效理论值超过97.3%。该技术的最大结构特征在于将传统的电机与流体结构整合为一体化,实现定子围绕在流体通道的周围,减少了整机制造上游资源,也简化了整机与管道的连接工程,同时省去了磨损件带来的维护工程。在风力发电应用上,风电转化综合效率理论值超过87.5%。20退火丝超声波清洗技术邯郸市今日新能源研究所五金、电镀行业,适用于退火丝电镀前清洗。该技术通过超声波、电解、拆松等物理技术代替化学反应,以22kHz、40kHz的超声频率,进行交叉安装,使超声波的振频能在较小的功率下起到较好的效果,对氧化铁皮进行碎化、剥离、脱落、完成清洗。21啤酒超高浓酿造技术中国食品发酵工业研究院啤酒制造业,适用于大中型啤酒生产企业。该技术是在啤酒生产中采用比传统浓度更高的麦汁浓度进行发酵,并在生产后期用水稀释成规定浓度啤酒的工艺。技术通过选育耐超高浓啤酒酵母菌株,开发了高辅料比(70%)的麦汁制备工艺,采用酒花预异构化技术提高酒花利用率,开发超高浓麦汁充氧技术,并建立了超高浓度酿造啤酒质量保障体系,实现了过程的节能降耗。22燃香产品低温烘干工艺河北古城香业集团股份有限公司燃香行业,适用于燃香产品烘干设施的建设或技术改造。该技术通过蒸气管合理分布,降低了蒸汽用量;合理设计香箩摆放和排潮方式,提高了烘干效率;采用温度、湿度自动控制系统,实现了生产自动化。 烘干温度由传统的80℃降低到50℃,提高了燃香产品的质量。解决了传统香产品烘干工艺能耗高、烘干时间长、产品质量低的问题。23高效节能味精连续结晶锅呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司轻工业,适用于谷氨酸钠浓缩结晶生产技术改造。该技术通过改进结晶锅设备结构,将列管式蒸发换热器置于导流筒内,进料直接加热,通过水翼型轴流搅拌器,形成强制内循环,循环量大、搅拌效率高、功率小、蒸发效率高、能量利用率高;采用分离器内设置结晶型淘洗器,可根据出料量调整晶体的大小;在连续结晶锅下封头外侧设有双层夹套,加大换热面积、热量利用率高;采用工艺参数反馈自控仪表,实现全自动控制,节省劳动力,不但生产成本下降,而且能耗和温室气体排放量大幅度降低。24云计算自动化节能控制系统烟台智慧云谷云计算有限公司电子信息行业,适用于自动化节能控制系统新建和升级。该技术通过基于云计算的远程节能控制技术、联物网终端设备兼容技术、云计算实时通讯技术,实现所有物联网终端设备实时连接到云计算服务器进行即时数据采集与精确控制,单台终端设备支持多达2048通道以上的数据采集与控制,能够合理检测与控制供暖、路灯、电力、冷藏等大能耗工业控制领域的能源消耗,实现能源节约,从而降低温室气体及污染物排放。25远洋鱿钓LED光诱技术北京佰能光电技术有限公司、中国水产有限公司远洋渔业行业,适用于远洋鱿鱼捕捞。该技术结合LED半导体照明技术、远洋鱿鱼捕捞技术、生物学技术,研发出适合于光诱鱿钓作业使用的LED集鱼灯,以替代传统金卤集鱼灯。实现1000W LED集鱼灯等效替换传统3000W金卤集鱼灯,光源光效大于120lm/W,节约燃油60%以上,减少渔船燃油碳排放,光照无红外线、紫外线、热辐射,从根本上改善了船员作业环境。  2. 废物和副产品回收再利用技术序号技术名称技术提供方适用范围技术简要说明1向心涡轮中低品位余能有机朗肯循环(ORC)发电技术北京华航盛世能源技术有限公司化工、冶金、窑炉等高耗能行业,可利用80℃以上工业余热及地热水发电。该技术采用低沸点有机工质进行闭式热力循环(有机朗肯循环),利用冷热源温差向外供电,可将低品位的热能,如低温工业余热或可再生能源,转化为高品质的电能,关键设备包括航空涡轮透平机,半封闭高效发电机,高效密封及自动回油装置,具有高效透平、可靠性高、自耗电少、结构简单、易维护、寿命长等特点。2螺杆膨胀机发电技术江西华电电力有限责任公司钢铁、石化、建材等行业余热余压利用以及地热、太阳能、生物质能发电。该技术通过进气、膨胀、排气等三个过程,高效回收利用低温余热余压并将其转化为机械能或电能。该技术不仅适用于过热蒸汽、饱和蒸汽,还适用于汽水二相和80℃以上的热水,可回收量大面广的低品质热源。3电站锅炉排烟余热深度利用技术烟台龙源电力技术股份有限公司电力行业,适用于电站锅炉排烟余热回收利用,也适用于其它工业小锅炉。该技术重点针对燃煤电站锅炉尾部烟气系统,综合分析除尘系统、脱硫系统及烟气排放系统等不同区域烟气温度、成分等参数的变化,设计采用烟气余热利用、烟气脱水等装置,实现深度回收利用排烟中的余热以及水分,同时减少湿法脱硫装置用水消耗。该技术采用高效防腐换热器解决了低温烟气余热利用的低温腐蚀、积灰堵灰、传热效率低等问题。4建筑废弃物资源化利用产业关键技术许昌金科资源再生股份有限公司废弃资源综合利用行业,适用于建筑废弃物的处理和资源化再利用,重点为建筑废弃物的收集运输和再生产品的生产。该技术集成了建筑废弃物的收集、处置、再生利用产业化关键技术,包括采用 “四步回收”工艺,实现了分类收集,为后续再利用提供重要保障;废旧金属及轻质物分选分离技术;建筑废弃物的破碎筛分设备、再生产品成套生产设备改进;多种再生产品的配方技术。5建筑垃圾资源化干湿处置组合型装置河南盛天环保再生资源利用有限公司建筑垃圾处置与资源化。该技术包括三个技术系统:一是建筑垃圾分类堆放、分拣处理,机械与人工结合的分类收集系统;二是建筑垃圾双机组分类处理系统,将混凝土类与砖、瓦、瓷片、灰浆类建筑垃圾分别破碎筛分处理,配套有喷水除尘及水沉淀循环利用系统;三是建筑垃圾制品生产线及其配套设备。6焦油炉内裂解式生物质气化燃烧炉安徽喜阳阳新能源科技有限公司新能源行业,适用于炊事、农作物干燥、锅炉采暖、生物发电等。该技术采用“超绝热气化”,在气化燃烧炉内设置高温裂解段,使生物质燃料(农业废弃物)在气化过程中产生的焦油在炉内充分裂解为可燃气体,从而提高生物质燃料的气化效率并能有效解决生物质燃料燃烧过程中产生焦油量过多的技术难题。7余热蒸汽移动利用技术圣火科技(河南)有限责任公司钢铁、有色、建材、电力、碳素等行业,适用于将富余蒸汽远距离配送至用热单位。该技术把余热蒸汽热量通过蒸汽蓄热器以高温高压饱和水蓄存起来,装入移动蓄热车,蓄热车把高温高压热水输送到远距离用户蓄热器中,用户蓄热器二次释放出低压蒸汽进行利用。关键设备包括储存球式蓄热器、移动蓄热车、用户蓄热器、监测控制系统等。可以实现30公里以上的远距离蒸汽输送和利用,实现无煤化供应蒸汽。8低品位工业余热应用于城镇集中供热技术赤峰和然节能技术服务有限责任公司建筑节能、工业节能;适用于工业余热丰富,建筑面积集中,冬季供热的北方城镇。该技术通过水-水换热器、汽-水换热器、吸收机等设备合理应用,优化取热流程、梯级利用余热;利用热泵技术、梯级供热技术等尽可能降低一次网回水温度以充分利用低温余热;多品位热源综合利用以实现系统调节,最终使余热进入热网,为城市建筑采暖提供热源。9废旧PVDF膜材料再生技术北京碧水源科技股份有限公司节能环保、水污染治理行业,适用于废旧膜材料的再生利用。该技术针对废旧PVDF膜材料二次污染问题,研发与之匹配的废旧膜材料回收、再生制膜配方,关键技术包括废旧膜材料清洗技术、废旧膜材料溶液除渣提纯技术、膜材料纺丝配方研制技术、基于制膜液的特性进行纺丝工艺在线监测与调整控制技术等。10化工炼油装置高压液体能量回收液力透平技术兰州理工大学、兰州西禹泵业有限公司化工、炼油行业,适用于回收化肥、甲醇、煤制烯烃等脱碳、脱硫工艺流程中贫液压力能,以及炼油行业中加氢工艺中的高压液体压力能。该技术利用液力透平装置将化工、炼油等行业高压液体能量转换为液力透平的旋转机械能,液力透平输出的机械能可驱动发电机发电、或者驱动一台泵或风机,也可辅助电机做功,实现这些行业液体余压能量的有效利用。11罐式煅烧炉高温煅后焦余热利用关键技术与装备潍坊联兴新材料科技股份有限公司炭素行业,适用于传统罐式煅烧炉冷却系统的技术改造。该技术通过专用换热装备,实现对高温煅后焦均匀冷却,降低碳质烧损率,减少煅后焦的灰分含量,不但可以提高煅后焦的产品质量,还可以将部分品质差的石油焦通过煅烧达到铝电解阳极、炼钢用石墨电极等制品的要求,做到石油焦尽可能资源化利用,提高其附加值;同时回收高温煅后焦余热用于生产蒸汽,经济效益好。12炼钢废弃镁碳砖清洁再生技术莱芜市九龙耐火材料厂钢铁行业耐火材料,适用于转炉、电炉、钢水包等高温容器内衬。该技术通过对废弃镁碳砖的破碎、磁选、弱酸溶液喷淋水化、高温处理、筛分、部分细磨等工艺,研制出一种复合防氧化微粉材料的改性环保节能型优质镁碳砖,该产品在抗渣性、耐侵蚀性、使用寿命等方面均优于同类产品,该项目通过选材用料、工艺改进等措施,开发的产品使钢铁冶炼废砖得到再生利用,既节约了矿产资源,又减少了环境污染和土地占用。13秸秆板生产技术万华生态板业股份有限公司、万华生态板业(信阳)有限公司适用于非木质人造板,如稻草、麦草等农作物秸秆。该技术通过采用雾化施胶新工艺,可降低施胶量且施胶均匀,采用先干燥后粉碎新工艺可增加产品产量,减少热压时间,从而降低用电量,提高原材料利用率。关键技术包括秸秆制板纤维制造技术、施胶技术、铺装技术、热压技术。该技术通过着力控制秸秆纤维的形态(杂物去除、颗粒大小、颗粒分布和筛分)和控制水分(干燥方式),可将农作物秸秆进行综合利用,生产出代替传统的人造板和部分实木的板材,减少木材砍伐和秸秆焚烧,使秸秆增加新的用途。14粉煤灰综合利用制备新型建筑陶瓷技术山东维统科技有限公司建材行业,适用于新型节能环保建筑陶瓷新线建设或传统建陶技术改造。该技术以清洁能源天然气为燃料、采用干法制粉工艺,以粉煤灰为主要原料替代传统矿产资源制备新型建筑陶瓷。在生产过程中,采用高速干粉粉磨机和干粉制粒机等新型自动化设备替代传统的球磨机、喷雾干燥塔,减少了这两个传统陶瓷生产过程中高耗能、高污染的生产环节,使CO2排放量大大降低。15水泥窑协同处置城市生活垃圾技术中国中材国际工程股份有限公司水泥、环保行业,适用于新型干法水泥生产线处置城市生活垃圾。该技术将原生态生活垃圾进行预分选后分别加入水泥生产中的不同位置。该系统采用计量、均料、破袋、人工大件分拣、1~2级破碎、3级筛分、1级风选、多级磁选工艺,替代原料直接装车、替代燃料压缩脱水后装车运送到水泥接纳系统,将分别计量或配料喂入水泥生产系统,彻底消解处置。该技术减少水泥生产对煤炭等不可再生资源的消耗,达到节能降耗和减排的目的。  3. 清洁能源技术序号技术名称技术提供方适用范围技术简要说明示范应用情况节能与温室气体减排效果1基于数据中心的通信设施直流微网系统深圳微网能源管理系统实验室有限公司电力行业,适用于有较多直流负荷和直流电源的场合。该技术以直流配电的形式,通过直流母线很好地将各种分布式电源融合起来并加以协调控制,同时将直流电直接送给对电能质量要求较高的直流负荷或者通过逆变装置供给交流负荷,可省去较多的AC/DC变换器,且可提高部分变换器的效率,关键设备有太阳能光伏系统、储能系统、双向AC/DC变流系统、能量管理系统。基于柔性直流输电的直流微网系统,装机容量40kW;新能源发电储能系统,装机容量50kW。以装机容量50kW的系统为例,年节省煤量26t,减少粉尘排放17t,减少CO2排放68t,减少SO2排放1.96t,减少NOx排放0.98t。2智能风光互补路灯河南森源电气股份有限公司路灯照明、城市景观亮化,远离电网的偏远山村等。该技术是采用一套独立的分散式供电系统,不依赖电网独立供电,采用了全用磁悬浮技术,实现风速为1.5m/s时微风启动,2.5m/s低风速发电领先于国内3.5m/s~4m/s,降低电机运行中各种损耗,发电功率提高20%;采用PWM脉冲分时段控制技术,对蓄电池进行MPPT(最大功率跟踪点)智能充电管理,最大限度利用太阳能和风能;先进的封装工艺,使光源具有高流明、高光效、高显色等特点。贵州红果经济开发区应用280套;河北滦县应用230套。以120W功率风光互补路灯为例,按每天亮灯10h计算,灯具每天耗电量为1.2kWh,相当于每年节电438 kWh,按照折算系数(0.1229kgce /kWh)计算,年节能53.8kgce。3太阳能、风能、可耐高寒低温沼气能互补采暖系统黑龙江鑫源浩能源科技有限公司新能源行业,适用于所有建筑物采暖、热水供应及低压蒸汽供给工程。该技术采用微型涡轮磁悬浮风力发电机;采用加热管集热,在室外240℃至零下50℃温差下不会断裂,吸收率和热超导率为94.8%;利用太阳能取暖后的余热对沼气池进行二次加热,采用多层软体可伸缩沼气池及储气囊,可在广大高寒地区应用。在供暖期后,可利用夏季多余热能产生蒸汽、热水,从而减少燃料消耗,同时减少温室气体的排放。宾西办公楼5000m2办公楼采暖;吉林露水河林业局国际狩猎场19000m2供热;沈北天王街5号一期170万m2太阳能、沼气能、风能采暖;二期430万m2太阳能、沼气能、风能采暖。该技术采用可再生能源采暖,与普通燃煤采暖相比,可节约燃煤消耗48%~80%,相应地减少燃煤带来的CO2排放。  4. 温室气体削减和利用技术序号技术名称技术提供方适用范围技术简要说明示范应用情况1六氟化硫气体回收再利用技术河南省日立信股份有限公司电力行业,适用于电气设备中六氟化硫(SF6)气体的回收、净化和再利用。该技术利用精馏原理,通过回收罐、提纯罐、可再生分子筛等设备,实现了对SF6气体的回收、净化和再利用。该技术的特点包括:利用冷阱技术对SF6气体和空气进行有效分离;采用高性能分子筛对有毒低氟化物和水分进行过滤吸附,进一步提纯SF6气体;利用SF6气体检测仪对回收后的气体进行品质分析,对不符合GB/T 12022新气标准的SF6气体循环处理,直至符合规定的新气标准。日立信六氟化硫气体回收净化处理中心,回收处理能力60t/a;广东省六氟化硫气体回收处理再利用工程,回收处理能力45t/a。2风排瓦斯催化氧化技术北京化工大学、华晋焦煤有限责任公司煤炭行业,可利用风排瓦斯浓度为0.15v%~1.0v%(掺混低浓度瓦斯后)。该技术利用蓄热式催化氧化原理,将风排瓦斯用风机引入催化氧化反应器,利用高活性催化剂,在450℃~550℃,使风排瓦斯中的甲烷与氧气发生反应,生成CO2和水,从而消除甲烷,减少温室气体排放。同时,甲烷氧化后释放出大量热量,这些热量可以进行蒸汽发电,发电后的余热,可进行余热利用,即中央空调、供暖或供热水。华晋焦煤有限公司沙曲矿60000m3/h的工业试验装置(风排瓦斯的甲烷浓度为0.17%~0.53%)。3低碳低盐无氨氮稀土氧化物高效清洁制备技术北京有色金属研究总院、有研稀土新材料股份有限公司、中铝广西有色稀土开发有限公司稀土冶炼分离行业,适用于稀土萃取分离、稀土沉淀等工序。该技术以自然界广泛存在的钙镁矿物为原料,采用低成本捕集技术回收稀土萃取、沉淀和焙烧等环节中产生的CO2,实现CO2循环利用。此外,通过自控连续碳化塔高效碳化制备碳酸氢镁溶液,代替高成本液氨或液碱用于稀土萃取分离,解决稀土萃取分离过程的氨氮或高钠盐废水排放问题;通过杂质离子控制与分离技术,用廉价、高纯的碱土金属沉淀剂和沉淀工艺,替代原碳铵沉淀工艺,实现稀土化合物的绿色制备。江苏国盛3000t稀土氧化物高效清洁生产示范线;中铝广西有色稀土开发有限公司5500t稀土氧化物高效清洁生产线。4竹缠绕复合管技术浙江鑫宙竹基复合材料科技有限公司管道运输、轻工行业,适用于生产管径200~3000mm、使用温度≤ 110℃的低压管道。该技术利用缠绕工艺将竹纤维的轴向拉伸强度使用至最大化,形成无应力缺陷分布的管道结构,将竹材制成能达到承压要求的管道,用以代替传统管材,其加工过程单位能耗低于传统钢材、水泥等材质管道的生产过程。新疆、浙江和黑龙江示范工程中使用了管径300~600mm共733m竹绕复合管。  附件:  1.节能减排与低碳技术成果转化推广清单(第二批).doc  2.节能减排与低碳技术成果转化推广清单(第二批)技术成果报告.doc
  • 380万!华南师范大学计划采购超高真空低温扫描隧道显微镜
    一、项目基本情况项目编号:440001-2022-61861项目名称:华南师范大学采购超高真空低温扫描隧道显微镜项目采购方式:公开招标预算金额:3,800,000.00元采购需求:合同包1(超高真空低温扫描隧道显微镜):合同包预算金额:3,800,000.00元品目号品目名称采购标的数量(单位)技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他试验仪器及装置超高真空低温扫描隧道显微镜1(台)详见采购文件3,800,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限:(1)国产产品及进口含税产品:合同签订后12个月内交付使用。 (2)进口免税产品:合同签订、免税批文办妥后11个月交付使用。二、申请人的资格要求:1.投标供应商应具备《政府采购法》第二十二条规定的条件,提供下列材料:1)具有独立承担民事责任的能力:在中华人民共和国境内注册的法人或其他组织或自然人, 投标(响应)时提交有效的营业执照(或事业法人登记证或身份证等相关证明) 副本复印件。分支机构投标的,须提供总公司和分公司营业执照副本复印件,总公司出具给分支机构的授权书。2)有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录:提供投标截止日前6个月内任意1个月依法缴纳税收和社会保障资金的相关材料。 如依法免税或不需要缴纳社会保障资金的, 提供相应证明材料。3)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度:供应商必须具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度(提供2021年度财务状况报告或基本开户行出具的资信证明) 。4)履行合同所必需的设备和专业技术能力:按投标(响应)文件格式填报设备及专业技术能力情况。5)参加采购活动前3年内,在经营活动中没有重大违法记录:参照投标(报价)函相关承诺格式内容。 重大违法记录,是指供应商因违法经营受到刑事处罚或者责令停产停业、吊销许可证或者执照、较大数额罚款等行政处罚。(根据财库〔2022〕3号文,“较大数额罚款”认定为200万元以上的罚款,法律、行政法规以及国务院有关部门明确规定相关领域“较大数额罚款”标准高于200万元的,从其规定)2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 无。3.本项目的特定资格要求:合同包1(超高真空低温扫描隧道显微镜)特定资格要求如下:(1)供应商未被列入“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)“记录失信被执行人或重大税收违法案件当事人名单或政府采购严重违法失信行为”记录名单;不处于中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)“政府采购严重违法失信行为信息记录”中的禁止参加政府采购活动期间。(以资格审查人员于投标(响应)截止时间当天在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)及中国政府采购网(http://www.ccgp.gov.cn/)查询结果为准,如相关失信记录已失效,供应商需提供相关证明资料)。(2)单位负责人为同一人或者存在直接控股、 管理关系的不同供应商,不得同时参加本采购项目(或采购包) 投标(响应)。 为本项目提供整体设计、 规范编制或者项目管理、 监理、 检测等服务的供应商, 不得再参与本项目投标(响应)。 投标(报价) 函相关承诺要求内容。三、获取招标文件时间: 2022年12月19日 至 2022年12月26日 ,每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ,下午 12:00:00 至 23:59:59 (北京时间,法定节假日除外)地点:广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式:在线获取售价: 免费获取四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点2023年01月09日 09时30分00秒 (北京时间)递交文件地点:广州市天河区龙怡路117号银汇大厦5楼广东志正招标有限公司会议室开标地点:广州市天河区龙怡路117号银汇大厦5楼广东志正招标有限公司会议室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1.本项目采用电子系统进行招投标,请在投标前详细阅读供应商操作手册,手册获取网址:https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/transaction/download.html。投标供应商在使用过程中遇到涉及系统使用的问题,可通过020-88696588 进行咨询或通过广东政府采购智慧云平台运维服务说明中提供的其他服务方式获取帮助。2.供应商参加本项目投标,需要提前办理CA和电子签章,办理方式和注意事项详见供应商操作手册与CA办理指南,指南获取地址:https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/problem/。3.如需缴纳保证金,供应商可通过"广东政府采购智慧云平台金融服务中心"(http://gdgpo.czt.gd.gov.cn/zcdservice/zcd/guangdong/),申请办理投标(响应)担保函、保险(保证)保函。本项目支持电子保函,可通过登录项目采购电子交易系统跳转至电子保函系统进行在线办理。电子保函办理办法详见供应商操作手册。七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:华南师范大学地 址:广州市天河区中山大道西55号联系方式:020-852108522.采购代理机构信息名称:广东志正招标有限公司地址:广东省广州市天河区龙怡路117号501、503、504、505、506房联系方式:020-875546183.项目联系方式项目联系人:孔庆尧、吴挺娟电话:020-87554618
  • 新型扫描隧道显微镜助力材料超快动力学研究
    扫描隧道显微镜 (STM) 基于量子隧穿效应能够以亚埃的纵向精度和真实原子分辨率对样品表面成像。无论是金属还是半导体,甚至到衬底上沉积的有机分子材料,均可直接可视化测量。然而,STM 的时间分辨率仅限于亚毫秒范围,不利于材料超快动力学的研究。 为了克服上述障碍,日本筑波大学的研究人员开发了一种新型 STM 系统,它采用基于激光的泵浦探针方法将时间分辨率从皮秒提高到数十飞秒(ACS Photonics,doi:10.1021/acsphotonics.2c00995)。该系统可以将极短时间尺度内发生的物理现象可视化,例如相变期间原子的重排或电子的快速激发。中红外电场驱动的扫描隧道显微镜系统示意图光泵浦探针法一般经常被用于一些超快现象测试。泵浦激光脉冲首先激发样品,然后经过一段时间延迟后,探测激光脉冲撞击样品并测量其透射率或反射率。测量的时间分辨率仅受激光脉冲持续时间的限制。研究人员将这种方法与电场驱动的 STM 相结合,后者使用载波包络相位控制的光源产生近场,从而在 STM 尖端和样品之间施加瞬时电场,从而捕捉到非平衡状态下的超快动力学现象。团队强调,他们的新型STM显微镜可广泛应用于包括太阳能电池或纳米级电子设备在内的各种各样的材料研究。该研究的主要负责人Hidemi Shigekawa 表示,在凝聚态物质中,动力学通常不是空间均匀的,而是受到原子缺陷等局部结构的强烈影响,这些结构可以在很短的时间内发生变化。在实验中,他们将经过一个近红外 (NIR) 波长范围和 8.1 fs 脉冲宽度的啁啾脉冲放大器后的光束分离,其中一束光束被转换为中红外 (MIR)。 NIR 光束通过一个光学延迟级,并与 MIR 光束以同轴排列,用于泵浦探针测量。它们被聚焦在容纳样品的超高真空室中的 STM 尖端顶点上。为了验证系统性能,研究人员使用 NIR 脉冲光作为激发,MIR 光作为探针进行了时间分辨 STM 测量。碲化钼作为被观察的样品,这是一种过渡金属二硫化物,它具有重要的非平衡动力学。实验结果显示,MIR 电场驱动显微镜(具有高于 30 fs 的增强时间分辨率)在 0 到 1 ps 的时间范围内成功可视化了样品中的光诱导超快非平衡动力学。观察结果与载波动力学相关的能带结构的变化一致。STM 系统还解析了具有原子分辨率的快照图像,可以跟随激发的影响。正如团队主要成员Yusuke Arashida 在新闻稿提到的那样,“虽然我们新型STM的放大倍数不以为奇,但却是在时间分辨率上的一重大进步”。
  • 1150万!北京理工大学低温磁场扫描隧道显微镜、多功能针尖增强拉曼光谱仪采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号:0873-2301HW2L0473项目名称:北京理工大学低温磁场扫描隧道显微镜采购预算金额:800.000000 万元(人民币)采购需求:采购低温磁场扫描隧道显微镜1套;用于科研,接受进口产品投标,详见附件合同履行期限:合同签订后2个月内出具图纸,采购人批复图纸后8个月交付。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号:CFTC-BJ01-2311049项目名称:北京理工大学多功能针尖增强拉曼光谱仪预算金额:350.000000 万元(人民币)采购需求:采购标的用途数量是否接受进口产品投标简要技术参数或要求描述多功能针尖增强拉曼光谱仪教学及科研1套是详见招标文件第四章“货物需求一览表及技术规格”合同履行期限:签订合同之日起至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2023年12月04日 至 2023年12月11日,每天上午9:00至12:00,下午14:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:北京中教仪国际招标代理有限公司512室,北京市海淀区文慧园北路10号方式:建议采用汇款形式进行报名(节假日、工作日均可),请按本公告“其他补充事宜”所述账户信息汇款(不接受个人账户汇款),请您在本公告页面最下方附件自行下载“报名登记表”,填写完成后以word文本形式和汇款底单一起发送至shige@china-didac.com,工作日可以现场登记报名,招标文件售后不退。售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:北京理工大学     地址:北京市海淀区中关村南大街5号        联系方式:林老师,010-68917981      2.采购代理机构信息名 称:北京中教仪国际招标代理有限公司            地 址:北京市海淀区文慧园北路10号            联系方式:施歌、李璟琨、卢琛曦、杨硕,010-59893121、010-59893127、010-59893109            3.项目联系方式项目联系人:施歌、李璟琨、杨硕、蒋旭、谢杰、韩寿国电 话:  010-59893121、010-59893129
  • 680万!北京大学极低温强磁场扫描隧道显微镜采购项目
    项目编号:BMCC-ZC22-0255项目名称:北京大学极低温强磁场扫描隧道显微镜采购预算金额:680.0000000 万元(人民币)采购需求:包号名称数量预算金额是否接受进口产品01极低温强磁场扫描隧道显微镜1套680万元是注:1.交货时间:合同签订后390日内交货并安装完毕。2.交货地点:北京大学用户指定地点。3.简要技术需求及用途:通过将射频、微波等高频信号与极端条件下的原子扫描探针相耦合,发展融合扫描隧道显微学和量子相干操控技术的新型仪器,从而有能力对单原子、单分子级自旋态进行相干操控,同时探索对电子核量子态、分子振动态等单量子态的极限探测和操控。 合同履行期限:按招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 国内首套太赫兹扫描隧道显微镜系统研发成功
    近日,中国科学院空天信息研究院(广州园区)-广东大湾区空天信息研究院(以下简称“大湾区研究院”)成功研制出太赫兹扫描隧道显微镜系统,实现了优于原子级(埃级)的空间分辨率和优于500飞秒的时间分辨率,成为国内首套自主研制的太赫兹扫描隧道显微镜系统。THz-STM系统扫描隧道显微镜(STM)是一种用于观察和定位单个原子的扫描探针显微工具,通过原子尺度的针尖,在不到一个纳米的高度上,对不同样品进行超高精度扫描成像。STM在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子,不仅是重要的微纳尺度测量工具,也是颇具潜力的微纳加工工具,在原子级扫描、材料表面探伤及修补、引导微观化学反应、控制原子排列等领域广泛应用。但是,传统的电学调制速率限制了STM在更高时间分辨率的观测(一般具有微秒量级的时间分辨率)。2013年,加拿大阿尔伯塔大学教授Frank Hegmann,首次将太赫兹脉冲和STM结合,实现了亚皮秒时间分辨和纳米空间分辨,随后德国、美国等科研团队纷纷开展相关技术研究。大湾区研究院太赫兹研究团队历时近12个月,突破了太赫兹与扫描隧道针尖耦合、太赫兹脉冲相位调制等核心关键技术,成功研制出国内首台太赫兹扫描隧道显微镜(THz-STM)。该显微镜具有埃级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率(提升100万倍以上),可同时实现高时间和空间分辨下的精密检测(飞秒-埃级),为进一步揭示微纳尺度下电子的超快动力学过程提供了强有力的技术手段,可用于新型量子材料、微纳光电子学、生物医学、超快化学等领域。该研究得到国家自然科学基金委太赫兹基础科学中心、广东省科学技术厅、广州市、黄埔开发区等相关项目的资助。THz自相关脉冲和THz-STM电流信号硅重构表面原子分辨和金表面原子分辨
  • 突破!我国首台太赫兹扫描隧道显微镜系统研制成功
    2022年2月,中国科学院空天信息研究院(广州园区)-广东大湾区空天信息研究院(以下简称“大湾区研究院”)成功研制出太赫兹扫描隧道显微镜系统,实现了优于原子级(埃级)的空间分辨率和优于500飞秒的时间分辨率,为国内首套自主研制的太赫兹扫描隧道显微镜系统。扫描隧道显微镜(STM)是一种用于观察和定位单个原子的扫描探针显微工具。通过原子尺度的针尖,在不到一个纳米的高度上,对不同样品进行超高精度扫描成像。STM在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子,不仅是重要的微纳尺度测量工具,也是颇具潜力的微纳加工工具,在原子级扫描、材料表面探伤及修补、引导微观化学反应、控制原子排列等领域具有广泛应用。但是,传统的电学调制速率限制了STM在更高时间分辨率的观测(一般具有微秒量级的时间分辨率)。2013年,加拿大阿尔伯塔大学Frank Hegmann教授,首次将太赫兹脉冲和STM结合,实现了亚皮秒时间分辨和纳米空间分辨,随后德国、美国等著名科研团队纷纷开展相关技术研究。但我国在该领域的研究一直处于空白。大湾区研究院太赫兹研究团队历时近12个月,突破了太赫兹与扫描隧道针尖耦合、太赫兹脉冲相位调制等核心关键技术,成功研制出国内首台太赫兹扫描隧道显微镜(THz-STM),具有埃级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率(提升100万倍以上),可同时实现高时间和空间分辨下的精密检测(飞秒-埃级),为进一步揭示微纳尺度下电子的超快动力学过程提供了强有力的技术手段,可用于新型量子材料、微纳光电子学、生物医学、超快化学等诸多领域,有望取得具有重要国际影响力的原创性科研成果。该研究得到国家自然科学基金委太赫兹基础科学中心、广东省科技厅、广州市、黄埔开发区等相关项目的资助。 THz-STM系统硅重构表面原子分辨(左),金表面原子分辨(右)
  • 德科学家开发一种磁冷却扫描隧道显微镜:用于量子效应研究!
    仪器信息网讯 扫描隧道显微镜(STM)能够以原子精度捕获材料图像,可用于操纵单个分子或原子。多年来,研究人员一直在使用这类仪器来探索纳米尺度世界。近日, 德国Jülich研究中心(Forschungszentrum Jülich)的物理学家开发了一种新方法,这种方法帮助使用STM来研究量子效应创造了新的可能性。由于该技术方法采用磁冷却,他们的扫描隧道显微镜无需任何移动部件即可工作,并且在低至 30 毫开尔文的极低温度下几乎无振动。该仪器可以帮助研究人员解锁量子材料的特殊特性,这对量子计算机和传感器的发展至关重要。物理学家认为接近绝对零度的温度范围是一个特别令人兴奋的研究领域。热波动降至最低,量子物理定律开始发挥作用,揭示材料的特殊性质。电流自由流动,没有任何阻力。另一个例子是一种称为超流体的现象:单个原子融合成一个集体状态,并在没有摩擦的情况下相互移动。Stefan Tautz 教授(左下)、Taner Esat 博士(左上)和 Ruslan Temirov 教授(右)与Jülich量子显微镜,图片自:Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau研究和利用量子效应进行量子计算也需要这些极低的温度。全世界以及 Jülich研究中心的研究人员目前正在全速追求这一目标。在某些项目上,量子计算机可能远远优于传统的超级计算机。然而,发展仍处于起步阶段。一个关键的挑战是寻找材料和工艺,使具有稳定量子位的复杂架构成为可能。来自 Jülich 研究中心的 Ruslan Temirov 解释说:“我相信像我们这样的多功能显微镜是完成这项迷人任务的首选工具,因为它能够以多种不同方式在单个原子和分子的水平上对物质进行可视化和操作。”量子物理研究的一个典型对象:在中心,可以看到一个单一的分子,它是通过显微镜尖端分离出来的。在接近绝对零的温度下,没有干扰图像的噪声。图片来源:Forschungszentrum Jülich / Taner Esat, Ruslan Temirov经过多年的工作,他和他的团队为此装备了带有磁冷却的扫描隧道显微镜。 “我们的新显微镜与所有其他显微镜的不同之处类似于电动汽车与内燃机汽车的不同之处,”Jülich 物理学家解释说。到目前为止,研究人员一直依靠一种液体燃料,即两种氦同位素的混合物,将显微镜带到如此低的温度。 “在操作过程中,这种冷却混合物通过细管不断循环,这会导致背景噪音增加,”Temirov 说。另一方面,Jülich 显微镜的冷却装置则是基于绝热退磁过程。这个原理并不新鲜。它在20世纪30年代首次用于在实验室中达到低于 1 开尔文的温度。 Ruslan Temirov 说,对于显微镜的操作,它有几个优点:“通过这种方法,我们可以通过改变通过电磁线圈的电流强度来冷却我们的新显微镜。因此,我们的显微镜没有移动部件,几乎没有振动。”Jülich 科学家是有史以来第一个使用这种技术构建扫描隧道显微镜的人。 “新的冷却技术有几个实际优势。它不仅提高了成像质量,而且简化了整个仪器的操作和整个设置,”研究所主任 Stefan Tautz补充说,由于采用模块化设计,Jülich 量子显微镜也对技术进步保持开放态度,因为可以轻松实施升级。“绝热冷却是扫描隧道显微镜的真正飞跃。优势非常显着,作为下步计划我们现在正在开发商业原型机。”Stefan Tautz 解释说,量子技术是目前许多研究的焦点,这种仪器也势必会吸引许多相关研究学者的关注。这项研究发表在《Review of Scientific Instruments》上,DOI: 10.1063/5.0050532。mK STM 设置的示意图布局,包括 UHV 室、承载 mK 棒的 ADR 低温恒温器和高容量低温泵。 主 UHV 系统,包括负载锁、制备室 1 和 2 以及转移室,通过柔性波纹管连接到低温恒温器。 要将 mK 棒从真空中取出,低温恒温器和 UHV 系统必须在虚线标记的平面上分开。 右下角:插图显示了从 UHV 中提取 mK 棒的过程。 支撑 UHV 系统的框架在垂直于主图平面的方向侧向平移以进行提取。mK 棒的渲染 CAD 模型。 左:mK 棒全长 156.5 厘米。 箭头表示不同温度阶段的位置。 右上角:mK 棒的头部,其机制将其锁定到垂直操纵器,将其加载到低温恒温器中。 用于与温度传感器和 STM 压电元件建立电接触的两个接触板也是可见的。 建立同轴偏置和隧道电流触点的第三个接触板位于背面。 右下角:4K 载物台下方的 mK 棒的图像细节,无需布线。 左图:自制 STM 的分解图。 STM 的顶部通过蓝宝石板与 STM 主体电隔离。 STM 主体包含一个单独的压电管,用于 STM 尖端的粗略和精细运动。 右图:压电管的剖视图,显示粘滑粗调电机。
  • 武汉大学预算430万元购买1套超高真空扫描隧道/原子力显微镜系统
    4月29日,武汉大学公开招标购买1套超高真空扫描隧道/原子力显微镜系统,预算430万元。  项目编号:HBT-13210048-211202  项目名称:武汉大学超高真空扫描隧道/原子力显微镜系统采购项目  预算金额:430.0000000 万元(人民币)  最高限价(如有):430.0000000 万元(人民币)  采购需求:  超高真空扫描隧道/原子力显微镜系统(进口)1套。  合同履行期限:交货期为合同签订并图纸确认后10个月,质保期两年。  本项目( 不接受 )联合体投标。  开标时间:2021年05月21日 09点30分(北京时间)
  • 1000万!重庆大学极低温强磁场扫描隧道显微镜系统采购
    项目编号:CQU-SS-HW-2022-156项目名称:重庆大学极低温强磁场扫描隧道显微镜系统采购预算金额:1000.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):980.0000000 万元(人民币)采购需求:序号产品名称(设备名称)※数量单位备注1极低温强磁场扫描隧道显微镜系统1套(核心产品)合同履行期限:中标人应在采购合同签订后18个月内交货,交货后30日内完成安装调试。本项目( 不接受 )联合体投标。重庆大学“极低温强磁场扫描隧道显微镜系统”采购项目-招标文件(挂网稿)-1205改.doc
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