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[align=left][b][color=#339999]摘要:碳纤维单丝热膨胀系数是碳纤维复合材料设计、生产与可靠性和寿命评估的重要参数,本文针对单丝径向高温热膨胀系数测试这一难题提出了相应的解决方案。解决方案的核心内容是基于激光衍射法和高温辐射加热,并采用衍射轮廓拟合技术以及相应的校准、真空温度控制等技术,可实现几个纳米的测量分辨率。此解决方案不仅可以测量各种粗细单丝的直径及其热膨胀,还可以拓展应用于细丝的直径分布、截面形状和径向热膨胀测量。[/color][/b][/align][align=center][size=16px] [img=碳纤维单丝径向高温热膨胀系数激光衍射法测试解决方案,600,360]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300838571272_2512_3221506_3.jpg!w690x414.jpg[/img]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 项目背景[/b][/color][/size][size=16px] 随着碳纤维增强复合材料应用的扩大,其设计也变得越来越精密。温度变化引起的热应力是复合材料设计中需要考虑的重要因素之一,而碳纤维的热膨胀系数是控制热应力的基本物理性能值。另外,碳纤维的热膨胀系数不仅是复合材料设计中的重要参数,也是预测制造工艺、可靠性和寿命的重要参数。[/size][size=16px] 由于碳纤维一般具有很强的方向性,其热膨胀系数主要包括轴向和径向热膨胀系数。本文将针对1~10微米直径的碳纤维单丝,提出径向热膨胀系数测试方法,特别是提出高温下径向热膨胀系数测试的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 激光衍射法测量原理[/b][/color][/size][size=16px] 在假设碳纤维单丝是直径均匀、截面积形状为圆形细丝的前提下,按照热膨胀系数的定义,碳纤维单丝高温热膨胀系数的测试可以归结为不同温度下单丝直径的测量问题,具体测试涉及到单丝温度和单丝直径的精确测量。[/size][size=16px] 对于微小细丝直径的测量,只能选择非接触光学测量方法。可选择的测试方法主要有显微镜观测法、光学投影法和激光衍射法,但由于碳纤维测试需要涉及到高温和真空环境,显微镜直接观察方法很难实现较高温度,而投影法则是无法达到纳米量级的测量精度,因此本项目将选择激光衍射法,以实现纳米精度的单丝直径测量。[/size][size=16px] 激光衍射测量原理如图1所示。单色激光垂直照射被测细丝后在焦平面上形成衍射图形,通过对图形参数等的测量,可准确测得细丝直径。[/size][align=center][size=16px][img=01.激光衍射线径测量原理图,550,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300841272151_4630_3221506_3.jpg!w690x413.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 激光衍射法细丝直径测量原理图[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]3. 细丝径向热膨胀测量装置[/b][/color][/size][size=16px] 基于激光衍射法的细丝径向高温热膨胀系数测量装置结构如图2所示。整个测量装置包括水冷真空系统、样品装置、温控加热装置和激光衍射测量装置四部分。[/size][align=center][size=16px][img=02.单丝碳纤维高温径向热膨胀系数激光衍射法测量装置结构示意图,500,452]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300841487917_7673_3221506_3.jpg!w690x625.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 单丝碳纤维高温径向热膨胀系数激光衍射法测量装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#339999][b](1)水冷真空系统[/b][/color][/size][size=16px] 真空系统由水冷真空腔体内、真空泵和真空度控制系统构成。在整个高温测试过程中,需要对真空腔体抽真空,以便在整个高温测试过程中形成真空环境避免碳纤维细丝样品的氧化或烧断。真空腔体壁内通循环冷却水以对内部高温形成热防护。同时还需对循环冷却水温度和腔体内部真空度进行精密恒定控制,使得腔体温度和内部真空度所引起的腔体变形和光学窗口倾斜始终保持恒定和可重复。[/size][size=16px][color=#339999][b](2)样品装置[/b][/color][/size][size=16px] 采用悬空水平方式固定被测细丝碳纤维样品,细丝样品一端采用螺接压紧方式固定,另一端经过滑动装置采用砝码拉近,通过砝码重量提供的微小张力始终使细丝样品处于水平拉直状态。对于不同强度和粗细的碳纤维细丝,可通过更换砝码来提供不同的拉紧张力。[/size][size=16px][color=#339999][b](3)温控加热装置[/b][/color][/size][size=16px] 采用细管加热炉对整个样品进行辐射加热,测试过程中的温度变化按照步进台阶式形式变化,在每个设定点温度恒定后再进行激光衍射测量。这种加热方式的优点是用加热炉内的温度代替被测样品温度,由此可避免对细丝样品温度进行直接测量的困难性。[/size][size=16px][color=#339999][b](4)激光衍射测量装置[/b][/color][/size][size=16px] 激光衍射测量装置主要由激光源、衍射图像传感器和计算机图像分析系统组成。激光源和图像传感器分别水平布置在真空腔体的两侧,激光束垂直照射在被测细丝上,所形成的衍射图像由传感器接收。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 衍射轮廓的高精度测量[/b][/color][/size][size=16px] 细丝直径测量中采用激光衍射装置和图像传感器获得的衍射轮廓如图3所示。纤维直径根据测量衍射轮廓的第一个暗条纹之间距离,并由衍射公式计算获得。但如果直接采用图像传感器的固有位置分辨率,则只能获得10nm左右的直径测量分辨率,这显然无法获得足够高的直径变化检测精度。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.图像传感器衍射轮廓示意图,550,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300842072248_1383_3221506_3.jpg!w690x505.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 图像传感器衍射轮廓示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 为进一步提高细丝直径测量的分辨率,本文提出了以下几方面具体措施:[/size][size=16px] (1)对图3所示的衍射轮廓进行细分,具体细分技术是对衍射轮廓曲线进行参数拟合,拟合中需考虑衍射光以及背景光强度,如光学元件和窗口的散射光以及样品在高温下发出的光。[/size][size=16px] (2)采用已知直径的细丝对成像物镜的焦距进行高精度标定,减小系统误差。[/size][size=16px] (3)在CCD 前增加滤光片,在成像物镜前增加一平行于衍射方向的长条状光阑。[/size][size=16px] 通过上述措施,可将激光衍射法细丝直径测量的分辨率提高到几个纳米范围内。[/size][size=18px][color=#339999][b]5. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本文所述解决方案,除了可以实现1~10微米量级粗细的碳纤维单丝直径和热膨胀系数测试之外,还具备以下几方面的测试能力:[/size][size=16px] (1)本文所述解决方案在设计的同时,还同时考虑了碳纤维轴向方向上热膨胀系数测试功能的实现,即采用激光干涉法测试细丝样品在轴向方向上收缩和膨胀过程中的位移变化。在真空腔体形状和空间尺寸上都考虑了激光干涉法位移测量装置的布置,采用相同的加热和测温装置也可提供碳纤维细丝轴向热膨胀所需的温度变化和测量。[/size][size=16px] (2)由于具有几个纳米的超高分辨率,通过增加扫描装置,此解决方案可以用于碳纤维单丝外径分布和外径形状的测量。[/size][size=16px] (3)为各种粗细的线状材料外径测量提供了一种高精度的激光衍射测量方法,非接触光学测试方法和高温加热能力,也可推广应用到低温范围内的测试应用。[/size][align=center][color=#339999][b][/b][/color][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
常用的电气测量方法有很多种,依据测量误差与测量方法相关联的特点,可以将现有的各种测量方法分为如下三大类:(1)直接测量法:直接测量未知量的数据;(2)差值测量法:测量未知量与已知量之差,间接获得被测量的值;(3)比率测量法:测量未知量与已知量之比值,间接获得被测量的值。测量的过程就是要在未知量和已知量间建立起一定的关系,最后获得被测量的大小。在采用上述不同的测量方法的,测量装置和过程引入的误差是不一样的。如在直接测量法中,因为测量时间与环境的变化会引入一个系统误差;而采用差值测量法时,由于两个被比较的元件的外界条件相同,检测它们的差值可在很大程度上消除上述系统误差,尤其是利用零偏法时,差值测量可以获得相当精确的结果,不过所测得的两个量之差值仍随着外部条件的变动而变化。采用比率测量法能够显著减小在一级近似下被测量中依赖于外界条件以乘积因子形式出现的误差项,从而具有优于差值测量法的抗干扰性能。1 比率测量法 一个物理量f,其值取决于外界因素如t(温度)、u(电压)……等,其一阶展开式为: f=f0+(аf/аt)0Δt+(аf/аu)0Δu+A (1)为简化数字运算,只考虑存在一个干扰因素的情况,参考量f1与被测量f2可以分别写作:f1=f01(1+β1Δt)和f2=f02(1+β2Δt),此处β1=1/(f01)(аf1)/(аt)0, β2=1/(f02)[(аf2)/(аt)]0,且有β1Δt1,β2Δt1。容易求出上述三种方法中的相对测量误差各为: а绝对=β2Δt=Lβ1ΔT (2) а差值=[(f02β2-f01β1)Δt/(f02-f01)]=[(LK-1)/(K-1)]β1ΔT (3) а比率=(β2-β1) Δt=(L-1)β1Δt (4) 其中L=(β2)/(β1),K=(f02)/(f01)。图1表示取L=1.5时相对误差随元件值的分布情况。可以看出,比率测量法在很宽的测量范围内均具有良好的抗干扰能力。当存在多个影响因素或者在分析由上述方法组合成的测量装置时,可根据叠加原理按系统误差的理论综合评定其精度。 2 电容位移传感器与比率测量 电容式微小位测量系统是近年来发展最快的位移测量技术之一。众所周知,用两块平行的金属板就可以构成一个电容位移传感器,其电容量由极板的相对有效面积、极板间距以及填充的介质特性所决定。只要被测特体位置的移动改变了电容器上述任何一个结构参数,传感器的电容量就会发生变化,通过测量电容量的变动即可精确地知道特体位移的大小。 电容位移传感器的三种基本类型如图2所示。其具体结构可视实际运用的场合灵活多变,电容极板可以是平面的或者球面的;运行电极可以采用水银等导电液体。图2所示的三种基本类型均可组成差动式结构,如各分类中下部图形所示。采用差动式结构能够提高传感器线路的输出灵敏度,减小非线性,还能在一定程序上抑制由静电吸引带来的误差。当要求测量系统具有很高的分辨力时,一般是保持极板面积相对固定而使电容传感器极板间隙随被测位移改变,即如图2(a)所示的结构。反之,采用保持间隔恒定而让极板相对面积可变的结构,则可以在相当大的动态范围内获得线性的响应。一般情况下,电阻、电感和电容等电子元件均被盾作双端元件。两端电容器的等效电路示如图3(a)。由于各端钮对附近导电物体的分布电容C1G、C2G是变化的,所以其总电容C12+[(C1G×C2G)/(C1G+C2G)也是不稳定的。如果电容式传位移传感设计成这种简单的结构,外界干扰会很大。为了消除上述分布参数的影响,必须对电容传感器进行完善的静电屏蔽,形成如图3(b)的结构,称之为三端电容器。这样的三端电容元件中,由极板形成的直接电容C12是确定的,但是C13、C23仍受引线芯屏间电容的影响。如何排队三端电容中分布参数的影响?怎样准确测量与位移相关的直接电容的大小呢? 上世纪五十年代在电力工学和计算学领域出现了一种新型的电压比率器件——感应耦合比率臂,它的突出特点是分压精度高,可达10 -8量级以上;输出阻抗低,能做到10mΩ以下;长期稳定性非常好,年漂移率保持在10 -9的水平。其后,感应分压器的理论与工艺日臻完善,极大地提高了电工测量和标准计量的精度,实现了对小电容的高精度测量,进而以计算电容与感应分压器为基准导出了电阻、电感等的计量标准。这一成就也对精密测量领域产生了积极的推动作用。如果将两个三端电容串接起来,分别用两个信号源供电,就形成了如图4所示的等效电路,其中,Y12=jωC12,Y’12=jωC'12。在公共点D与接地端之间连接一个检流计,调节两个外加电压的幅值和相位,使通过两个直接电容流向D点的电流大小相等、方向相反,直道检流计指零,便可得到下面的关系式: C12/C’12=-(U2/U1) (5)可见,只要知道了两个电压之比也就知道了两个三端电容的直接电容之比,于是就可以准确测量传感器相应的位移。两个电压源如果用感应耦合比率臂来实现,端钮对屏蔽的导纳对测量结果将没有明显的影响,因为Y23、Y’23在电路不平衡时只影响灵敏度,而当线路达到平衡状态时就没有影响了。至于Y13、Y’13引起的分压误差,则可以得到极大的降低,只要信号源的内阻足够小即可。如前所述,感应耦合比较率臂正好具有这一优良特性。 现以设计一个测量微小位移的系统为例来说明上述测量方法的应用。首先,用高导磁率环形铁芯绕制出感应耦合比率臂,再设计适当的可变间距三电极差动式电容位移传感器的结构,并采用比率测量线路,就有如图5所示的微位移测量系统原理框图。对双极板电容传感器,不考虑电场的边缘效率,两个直接电容为:C12=[(εA1)/(3.6πd1)](pF),C’12=[(εA2)/(3.6πd1)](pF)。不失一般性,对两个差动电容器可假定极板相对面积相等,即A1=A2=A(cm2)。极板间介质的介电常数也有ε1=ε2=ε(譬如均为空气)。d1、d2(cm)分别为两传感器的极板间距。N1、N2系感应分压器两部分电压对应的匝数,N1+N2=N0。将两个电容表示式代入(5)式,可得: d1=KN1 (6) d2=K(N0-N1) (7) 式中,K=(d1+d2)/N1+N2为测量系统的灵敏度系数,表示比率臂单位读数变化所对应的传感器中心电极的位移。现估算一下这个测量系统可能达到的指标。感应耦合比率臂的总的分压比不难做到1/N0=10 -7,两个传感器极板间距之和是个常量,取d1+d2=1mm,则位移灵敏度系数K=10 -8cm,只有0.4纳米。N1为仪器面板上的读数,其变化范围为从0到N0。从最后获得的极板位移与比率变压器读数的关系式(6)可知,读数随中心电极的位移呈线性变化。实际完成的系统由于结构的不完善性,在接近量程的两端会出现一定程度的非线性,如果采取等电位屏蔽等措施,可以把输出特性的非线性降低到可以忽略的程度。可见,将差动式电容位移传感器与比率测量方法结合起来,设计的测量系统既有很高的分辨能力及较强的抗干扰能力,也能够获得很好的线性响应。还有更多的资料,我在这里就不添了,大家感兴趣的话到这个网站上去下载吧!http://www.yiqi120.com/zlzxInfo.asp?id=1676
精度可达到纳米量级2013年04月19日 来源: 中国科技网 作者: 吴长锋 杨保国 最新发现与创新 中国科技网讯 记者从中国科大获悉,该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组,在国际上首次利用量子统计测量技术实现不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨,其精度可以达到纳米量级。研究成果近日发表在国际权威刊物《物理评论快报》上。 如何提高测量精度,数百年来一直是科学研究的主要课题和技术发展的主要追求目标。因此,新型的测量技术不断被开发,而其中最有吸引力的就是利用量子力学基本原理实现的量子测量方法。随着量子力学的发展以及相关量子信息技术的开发和应用,量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量,另一方面可以实现经典方式无法完成的各种测量。 孙方稳研究组利用物体发光的量子统计属性,设计并实验实现了不受经典光学散射极限限制的量子统计测量技术,其精度可达纳米量级。实验中,他们用氮原子取代金刚石材料中的一个碳原子,与近邻的空穴形成氮—空穴色心——一种极其微小的发光体。然后,他们巧妙地利用简单的光学收集装置,通过探测色心所发出的光子数,基于它们的量子统计属性,成功实现了两个相距8.5纳米的氮—空穴色心独立成像和分辨,同时测量了每个色心的结构,测量精度达2.4纳米。如果通过增加收集光子数,可以把精度提高到1纳米以内。实验中所需的光路简单,测量系统稳定,不受量子消相干效应的影响。 量子统计测量技术除了适用于相邻物体的光学成像,还可以测量和分辨发光体的其他光学属性,如发光寿命、波长等。同时,该测量技术可实时测量近邻物体的动力学演化以及它们之间的相互作用,为实现进一步的量子信息技术提供了新的测量技术,也将在化学、材料、生物医学等方向得到应用。(记者吴长锋 通讯员杨保国) 《科技日报》(2013-04-19 一版)
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Winner801光相关纳米粒度仪Winner801是我公司最新推出的基于动态光散射原理的纳米粒度仪,也是国内首款采用光子相关光谱(PCS)技术的纳米粒度仪。它采用我公司自主研制的高速数字相关器和专业的高性能光电倍增管作为核心器件,具有快速、高分辨率、重复及准确等特点,是纳米颗粒粒度测定的首选产品。主要性能特点:先进的测试原理:本仪器采用动态光散射原理和光子相关光谱技术,根据颗粒在液体中的布朗运动的速度测定颗粒大小。小颗粒布朗运动速度快,大颗粒布朗运动速度慢,激光照射这些颗粒,不同大小的颗粒将使散射光发生快慢不同的涨落起伏。光子相关光谱法就根据特定方向的光子涨落起伏分析其颗粒大小。因此本仪器具有原理先进、精度极高的特点,从而保证了测试结果的真实性和有效性;是纳米激颗粒粒度测定的首选仪器。高灵敏度与信噪比:本仪器的探测器采用专业级高性能光电倍增管(PMT),对光子信号具有极高的灵敏度和信噪比,从而保证了测试结果的准确度;极高的分辨能力:使用PCS技术测定纳米级颗粒大小,必须能够分辨纳秒级信号起伏。本仪器的核心部件采用微纳公司研制的CR140数字相关器,具有识别8ns的极高分辨能力和极高的信号处理速度,因此可以得到准确的测定结果。超强的运算功能:本仪器采用自行研制的高速数字相关器CR140进行数据采集与实时相关运算,其数据处理速度高达125M,从而实时有效地反映颗粒的动态光散射信息。稳定的光路系统:采用短波长LD泵浦激光光源和光纤技术搭建而成的光路系统,使光子相关谱探测系统不仅体积小,而且具有很强的抗干扰能力,从而保证了测试的稳定性。高精度恒温控制系统:样品测试区域设计有半导体恒温装置,温控精度高达0.1℃,保证测试样品温度恒定,消除因温度的变化导致介质的折射率、粘度的变化以及布朗运动突变等因素,从而保证测试结果的准确度和稳定性。 适用测试对象:各种纳米级、亚微米级固体颗粒与乳液。
美国Cornell大学的科学家们制造出了只有病毒或最小的细菌大小的世界上最小的“纳米光源”。他们的结果发表在《纳米快报》(Nano Letter)上。 在这个小组中的有机材料专家和纳米制造专家们通力协作,制造出了这个目前世界上最小的有机发光装置。这个装置只有200纳米宽,由许多人造纤维构成。这个由金属钌构成的纤维是如此的小,甚至还没有它发出光的波长大。这样小的光源将能够应用在目前制作得越来越小的电子设备中,从传感器到显微镜到平板显示器。 Cornell的科学家们使用一种叫做电纺丝(electrospinning)的技术把钌金属化合物和聚环氧乙烷聚合物的混合物纺成丝。他们发现,这些纤维通过微电极受到低电压的激励时,会像电灯泡一样发出橙色的光。 有机材料专家George Malliaras说:“这就好比你有了一个非常小的电灯泡,这样你就可以为许多从前不能照明的东西照明。” 这项研究还证明了这种微型光源能够很容易地制造。它所使用的电纺丝技术与传统的高精度平版印刷制造技术相比,要简单得多,几乎不需要再加工。 目前这种有机电子设备的耐久力仍在研究中。 这个小组的成员Harold Craighead说:“目前我们的兴趣是这种材料和什么一起制造成光发射纤维。我认为它最终的用途将取决于它能够承受怎样的加工过程和使用。中电网
许多材料的室温蠕变能力很低,用传统的拉伸方法很难准确测量蠕变应力指数(与蠕变机制密切相关)纳米压痕仪具有极高的载荷和位移分辨率,能够方便的用于微小载荷的性能测量,为研究材料的室温压痕蠕变提供了一种有效的测试手段。纳米压痕仪具有很高的位移和载荷的分辨率,它为考察材料的局部蠕变行为提供了一种新的手段。用该法测量蠕变应力指数,不但方法简单,对样品尺寸要求不高,而且测量精度高。 压痕蠕变时,材料受到的是三维的复杂应力,变形区形状由材料的硬度、模量和加工硬化能力决定,蠕变过程与材料中弹塑性区边界向材料内部扩展的速率有关。压痕测量研究的是衡载荷下的应力弛豫过程,通过单次测量就可得到应变速率敏感指数。 本文以单晶Cu做为实验材料,通过瑞士CSM公司纳米压痕仪进行蠕变测试。测试条件:最大载荷20mN,加卸载速率40mN/min,保载时间600s图1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409301557_516567_2224533_3.jpg基于纳米压痕数据,有效压痕应变速率和应力可从下列公式计算http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409301558_516568_2224533_3.jpg其中ε应变率,σ应变,hi瞬间压痕深度,Ac接触面积,R压头半径基于实验所得纳米压痕数据作图图2(a)t-Pd曲线http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409301601_516569_2224533_3.jpg图2(b)t-strain rate曲线http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409301603_516571_2224533_3.jpg图2(c)stress-strain rate 曲线http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409301606_516580_2224533_3.jpg[/font
随着纳米技术日新月异的发展,研究已深入到原子挨原子的分子级,构造具有全新特性的新结构。特别地,纳米电子领域的发展十分迅速,其潜在影响涉及非常宽的行业领域。目前的纳米电子研究的内容主要是如何开发利用碳纳米管、半导体纳米线、分子有机电子和单电子器件。不过,由于多方面的原因,这些微小器件无法采用标准的测试技术进行测试。其中一个主要原因在于这类器件的物理尺寸。某些新型“超CMOS”器件的纳米级尺寸很小,很容易受到测量过程使用的甚至很小电流的损坏。此外,传统直流测试技术也不总是能够揭示器件实际工作的情况。脉冲式电测试是一种能够减少器件总能耗的测量技术。它通过减少焦耳热效应(例如I2R和V2/R),避免对小型纳米器件可能造成的损坏。脉冲测试采用足够高的电源对待测器件(DUT)施加间隔很短的脉冲,产生高品质的可测信号,然后去掉信号源。通过脉冲测试,工程技术人员可以获得更多的器件信息,更准确地分析和掌握器件的行为特征。例如,利用脉冲测试技术可以对纳米器件进行瞬态测试,确定其转移函数,从而分析待测材料的特征。脉冲测试测量对于具有恒温限制的器件也是必需的,例如SOI器件、FinFET和纳米器件,可以避免自热效应,防止自热效应掩盖研究人员所关心的响应特征。器件工程师还可以利用脉冲测试技术分析电荷俘获效应。在晶体管开启后电荷俘获效应会降低漏极电流。随着电荷逐渐被俘获到栅介质中,晶体管的阈值电压由于栅电容内建电压的升高而增大;从而漏极电流就降低了。脉冲测试有两种不同的类型:加电压脉冲和加电流脉冲。电压脉冲测试产生的脉冲宽度比电流脉冲测试窄得多。这一特性使得电压脉冲测试更适合于热传输实验,其中我们所关心的时间窗口只有几百纳秒。通过高精度的幅值和可编程的上升与下降时间能够控制纳米器件上的能耗大小。电压脉冲测试可用于可靠性测试中的瞬态分析、电荷俘获和交流应力测试,也可用于产生时钟信号,模拟重复控制线,例如存储器读写周期。电流脉冲测试与电压脉冲测试非常相似。其中,将指定的电流脉冲加载到DUT上,然后电子测量器件两端产生的电压。电流脉冲测试常用于测量较低的电阻,或者获取器件的I-V特征曲线,而不会使DUT产生大量的能耗,避免对纳米器件的损害或破坏。电压和电流脉冲测试都有很多优点,但是它们的缺点却不尽相同。例如,超短电压脉冲的速度特征分析属于射频(RF)的范畴,因此如果测试系统没有针对高带宽进行优化,那么测量过程中很容易产生误差。其中主要有三种误差来源:由于线缆和连接器造成的信号损耗、由于器件寄生效应造成的损耗以及接触电阻。电流脉冲测试的主要问题是上升时间较慢,可能长达几百纳秒。这主要受限于实验配置中的电感和电容。
中国科技网讯 在高精度磁感应探测、量子计算机等方面,电子自旋都发挥着重要作用。据物理学家组织网近日报道,德国康斯坦茨大学科学家从理论上研究了将电子自旋和碳纳米管量子点耦合在一起的可能性,结果显示,碳纳米管机械振动会极大影响它所捕获电子的自旋状态,而碳纳米管本身也会受到电子自旋的影响。研究人员指出,发现这种内在的强自旋—机械耦合对研究磁性与物质纳米传感器、量子计算及其他纳米应用设备具有重要意义。相关论文发表在近日出版的《物理评论快报》上。 研究人员从理论上让自旋轨道和碳纳米管量子点耦合在一起。在论文中,他们设想把一段碳纳米管悬置在一个沟槽上,让纳米管发挥声子腔的功能。而后通过一种类似于天线的形式从外部接近共振器来促发共振,将电荷和碳纳米管耦合在一起,碳纳米管由于固有的硬度而按照自身频率振动起来。通过检测其振幅,就能检测出代表耦合的理想自旋态。 该校物理系教授盖多·博卡德解释说,即使接近绝对零度(-273.15摄氏度),温度也会对系统行为造成影响。此外,系统退相干还受声子放射(一种量子化的声波放射)的影响,使自旋松弛。在原子—光量子系统中,自旋松弛就像是自发放出一个光子,但原子自发放射可以用光腔来抑制,光腔具有强耦合机制,能让光子在消失之前,在足够长的光腔中被吸收、放射许多次。 “这就是纳米机械共振的概念。”博卡德解释说,“在我们的研究中,碳纳米管作为声子腔能产生与此类似的效应。如果共振器模型与自旋反转所需的塞曼能量相共振,量子信息就会在自旋和声子之间来回转移;如果不共振,自旋量子比特的寿命就会得到延长。而后者也是量子信息处理器所要研究的。” 该研究的重要影响还在于它能提高纳米管在传感应用方面的性能。博卡德说,磁感应是以电子自旋对外部磁场的敏感度为基础的。当电子自旋和机械共振器(比如振动碳纳米管,通过对电子的限定而携带一个电荷)耦合时,可以用电学方法读取这一信号。反之,当一个小物体放在共振器上时,其共振频率会发生变化,频率变化又会影响自旋,可以通过一种自旋感应电传检测设备读取。物质感应探测就是利用了这种频率变化。 研究人员表示,他们正在考虑下一步把该研究用于量子信息处理过程,让自旋发挥量子比特作用。“量子力学的一个基本问题是它能适用于多大的物体,让该物体保持在量子叠加状态。我们知道,电子和单个原子有量子性质,而我们日常生活中的宏观物体却没有。问题是我们能在多大程度上应用量子法则。”博卡德说,“我们的研究是在单个电子自旋和一个较大物体的机械运动之间生成量子纠缠,这一结果有望在自旋读取研究、新的量子相干、自旋—自旋耦合机制等方面打开新的大门。”(常丽君) 《科技日报》(2012-05-31 二版)
日前,中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、王亚教授等人在量子精密测量领域取得重要进展,提出基于信号关联的新量子传感范式,实现对金刚石内点缺陷的高精度成像,并实时观测了点缺陷的电荷动力学。相关研究成果近日在线发表于《自然光子学》。此次工作中,研究团队提出了一种新的量子传感范式,即利用多个量子传感器之间的信号关联,提升对复杂对象的解析能力和重构精度。研究团队基于自主发展的氮-空位色心制备技术,可控制备出相距约200纳米的三个氮-空位色心作为量子传感系统,通过对随机电场探测展示了这种新的量子传感范式。金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料,材料中点缺陷的电荷动力学会带来随机的电场噪声。研究团队成功对微米范围内16个点缺陷进行了定位,定位精度最高达到1.7纳米。基于这种关联分辨和精确定位的能力,他们还实现了对每个点缺陷电荷动力学的原位实时探测,为研究体材料内部点缺陷的性质提供了新的方法。研究人员介绍,这一成果展示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷探测,甚至在一千亿个正常原子中出现一个缺陷也能探测到。这要比目前最灵敏方法的探测极限提升两个数量级以上,有望为当前十纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。[来源:光明日报][align=right][/align]
高精度半导体恒温箱是半导体行业常用的设备之一,作为比较常用的设备,其保养也是相当重要,那么无锡冠亚高精度半导体恒温箱的保养有哪些要点呢?怎么进行保养比较好呢? 高精度半导体恒温箱由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经收缩机绝热收缩后期,变成高温高压状态,被收缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后转变成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。此中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中摄取被冷物资的热量,从头变成气态冷媒,气态冷媒经管道从头进来收缩机,开头新的轮回,这便是高精度半导体恒温箱轮回的四个过程。 高精度半导体恒温箱密封部位调养,鉴于装配式高精度半导体恒温箱是由若干块保温板拼而成,因而板之间存在必需的间隙,施工中这类间隙会用密封胶密封,为了避免空气和水份进来,因而在利用中对一些密封无效的部位实时修理. 高精度半导体恒温箱地面调养,通常小型装配式高精度半导体恒温箱的地面利用保温板,利用高精度半导体恒温箱时应为了避免地面存有大量的冰和水,假如有冰,处理时切不可利用硬物敲打,损害地面。 高精度半导体恒温箱装配完结或长久停用后再次利用,降温的速率要适宜:每日操纵在8-10℃为宜,在0℃时应保留一段时间。 高精度半导体恒温箱库板调养,留意利用中应留意硬物对库体的碰撞和刮划,鉴于不妨变成库板的凹下和锈蚀,严重的会使库体片面保温功能下降。 高精度半导体恒温箱的保养是离不开我们操作人员的细心操作,所以,我们在日常操作中也要善待我们的设备,不要太过粗暴。
【网络会议】:纳米尺度下的力学性能:见微知著【讲座时间】:2015年09月23日 14:00【主讲人】:魏伯任学历:成功大学机械工程学博士,现职:海思创公司应用科学家研究领域。【会议介绍】纳米尺度下力学性质的测试一直是科研界与工业界关注的重要问题。随着测试技术往与其他性质相互串连的方向发展,其应用层面更是不断地朝不同领域扩展。今日的纳米压痕早已不再只是硬度与弹性模量的测试,在结合相对应技术架构的搭配之下,已经能够针对接口特性、破裂韧性、高温蠕变、残余应力等进行高精度与高分辨率的测试。 现阶段的复合技术已经够在多方面获得进展,如接口附着能、表面能、多层膜的破裂韧性等等。除了在学术理论技术方面的进展之外,在工业应用方面也因应各种生产需求,朝针对产品整体面向的质量管控与良率监控的自动化方向发展。。-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名,通过审核后即可参会。2、报名并参会用户有机会获得100元手机充值卡一张哦~3、报名截止时间:2015年09月23日 13:304、报名参会:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/16665、报名及参会咨询:QQ群—379196738http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015042911235201_01_2507958_3.jpg
德国)工业CT高精度计算机断层扫描系统铸件密度分割容积计算空间分布三维重构工业CT 和微焦点CT的区别:工业CT射线管和图象增强器采用的是左右运动。 所以适合大块铸件,锻件等样品。 微焦点CT的射线管和图象增强器采用的是上下运动,所以适合小个的零件、线路板的检测。工业CT纳米CT主要特点:工业CT是采用机算计断层扫描技术对产品进行无损检测(NDT)和无损评价(NDE)的最佳手段,ICT技术能准确地再现物体内部的三维立体结构,能够定量地提供物体内部的物理、力学等特性,如缺陷的位置及尺寸、密度的变化及水平、异型结构的型状及精确尺寸,物体内部的杂质及分布等。采用微焦点射线源,可达到μm级的分辨率,适用于高检测精度、细微缺陷的检测,可应用于小型及中型尺寸试件.应用领域:可视化和测量软件VGStudio MAX,您可以对您的复合材料、硅酸盐(陶瓷)、金属基材料(铝等)、建筑材料混凝土、各种合金材料、汽车零部件、铸模以及如电池、电容、涡轮叶片、手机、电路板等进行无损检测,从而获得内部三维结构以及密度分析,三维缺陷信息,内部三维尺寸测量以及逆向工程CAD导出
生命科学中,越来越多的场景需要对细胞进行细微操作和提取注射。高精度细胞注射提取仪不同于常规的油压或气压显微操作器,提取注射体积的精度更高,达到fL级别。该产品采用了尖端的纳米技术和自动化控制系统,能够实现单细胞和亚细胞级别精准、高效的注射和提取操作,应用于单细胞微创递送和组分抽提,这对于细胞生物学、分子生物学、基因工程、药物研发等领域有重要意义。[align=center][img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/4ef526a7-d36c-438e-bef1-022135c1da44.jpg[/img][/align][align=center]用户单位:香港大学[/align]香港大学,作为亚洲乃至全球顶尖的学府,一直致力于科研创新和技术突破。近日,香港大学已顺利引进瑞明生物的高精度细胞注射提取仪,该产品将为科研团队提供前所未有的技术支持,推动学术研究的深入发展。[align=center][img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/a3833fae-6e64-42f6-9f40-d26bce2fb25d.jpg[/img][/align][align=center][img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/c061ca76-f637-46c1-bc42-af70a32011f9.jpg[/img][/align][b]瑞明售后团队[/b]瑞明生物的售后团队一直以专业、负责的态度,为广大用户提供高质量的售后服务。这次,我们非常荣幸能够为香港大学的高精度细胞注射提取仪提供上门培训服务。在培训过程中,我们的售后人员始终保持着高度的责任心和敬业精神。他们不仅详细讲解了设备的操作流程和注意事项,还针对用户的具体需求,提供了个性化的解决方案。无论是设备的安装、调试,还是日常维护和故障排除,他们都一一进行了耐心细致的讲解和演示。同时,我们的售后人员还非常注重与用户之间的沟通与互动。他们耐心听取用户的反馈和建议,不断优化培训内容,确保用户能够真正掌握设备的操作技巧,发挥出设备的最大效能。我们深知,高精度细胞注射提取仪是一款高端科研设备,对于用户来说具有极高的价值。因此,我们将一如既往地为用户提供最优质的售后服务,确保设备的稳定运行和用户的满意度。[align=center][img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/29125ffd-05ad-46cf-9233-c9469a3408e2.jpg[/img][/align][align=center][img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/3e600ef9-0fc2-4125-b0dc-1154beb01cf9.jpg[/img][/align][来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]
纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满 TiO2的价带和一个空的导带,在水和空气的体系中,纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下,当电子能量达到或超过其带隙能时。电子就可从价带激发到导带,同时在价带产生相应的空穴,即生成电子、空穴对,在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置,发生一系列反应,吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘获电子形成O2 ·,生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化) 。同时能与细菌内的有机物反应,生成 CO2和 H2O;而空穴则将吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很强的氧化能力,攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基,激发链式反应,最终致使细菌分解。TiO2 的杀菌作用在于它的量子尺寸效应,虽然钛白粉(普通 TiO2)也有光催化作用,也能够产生电子、空穴对,但其到达材料表面的时间在微秒级以上,极易发生复合,很难发挥抗菌效果,而达到纳米级分散程度的TiO2,受光激发的电子、空穴从体内迁移到表面。只需纳秒、皮秒、甚至飞秒的时间,光生电子与空穴的复合则在纳秒量级,能很快迁移到表面,攻击细菌有机体,起到相应的抗菌作用。在紫外线作用下,以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高;用TiO2光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数,饮用后无致突变作用,达到安全饮用水的标准。在涂料中添加纳米二氧化钛可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌,防止感染。因此,纳米纳米二氧化钛能净化空气,具有除臭功能。 纳米二氧化钛抗菌特点:对人体安全无毒,对皮肤无刺激性;抗菌能力强,抗菌范围广;无臭味、怪味,气味小;耐水洗,储存期长;热稳定性好,高温下不变色,不分解,不挥发,不变质;即时性好,纳米二氧化钛抗菌剂仅需1h就能发挥效果,而其他银系抗菌剂效果则需约24h;纳米二氧化钛是一种永久性维持抗菌效果的抗菌剂;具有很好的安全性,科用于食品添加剂等,与皮肤接触无不良影响。
如题,用什么方法能知道油漆液体中是否有加入纳米钛材料呢,还请专家指导!
还望各位指教。另外,既然AFM也可用来测薄膜的弹性模量和硬度,那么与纳米压痕仪的区别呢?在于精度么?
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最近,美国能源部劳伦斯-伯克利国家实验室与德国斯图加特大学研究人员合作,开发出了世界首个三维等离子标尺,能在纳米尺度上测量大分子系统在三维空间的结构。该标尺有助于科学家在研究生物的关键动力过程中,以前所未有的精度来测量DNA(脱氧核糖核酸)和酶的作用、蛋白质折叠、多肽运动、细胞膜震动等。研究论文发表在最新一期《科学》杂志上。 随着电子设备和生物学研究对象越来越小,人们需要一种能测量微小距离和结构变化的精确工具。此前有一种等离子标尺,是基于电子表面波(也叫“等离子体”)开发出的一种线性标尺。当光通过贵金属,如金或银纳米粒子的限定维度或结构时,就会产生这种等离子体或表面波。但目前的等离子标尺只能测量一维距离长度,在测量三维生物分子、软物质作用过程方面还有很大局限,其中等离子共振由于辐射衰减而变弱,多粒子间的简单耦合产生的光谱很模糊,很难转换为距离。 而新型三维等离子标尺克服了上述困难。该三维等离子标尺由5根金质纳米棒构成,其中一个垂直放在另外两对平行的纳米棒中间,形成双层H型结构。垂直的纳米棒和两对平行纳米棒之间会形成强耦合,阻止了辐射衰减,引起两个明显的四极共振,由此能产生高分辨率的等离子波谱。标尺中有任何结构上的变化,都会在波谱上产生明显变化。另外,5根金属棒的长度和方向都能独立控制,其自由度还能区分方向和结构变化的重要程度。 研究人员还用高精度电子束光刻和叠层纳米技术制作了一系列样品,将三维等离子标尺放在玻璃的绝缘介质中,嵌入样品进行测量,实验结果与计算出来的数据高度一致。与其他分子标尺相比,这种三维等离子标尺建立在化学染料和荧光共振能量转移的基础上,不会闪烁也不会产生光致褪色,在光稳定性和亮度上都很高。 谈到应用前景,该研究领导者、伯克利实验室负责人鲍尔·埃利维塞特说,这种三维等离子标尺是一种转换器,可将其附着在DNA或RNA链多个位点,或放在蛋白质、多肽的不同位置,再现复杂大分子的完整结构和生物过程,追踪这些过程的动态演变。(科技日报)
[b]1. [font=黑体]电子束尺寸测量的意义[/font][/b][font=宋体]通常电子束光刻([/font]EBL[font=宋体],[/font]Electron BeamLithography[font=宋体])的曝光工艺,需要根据电子束的辐照密度确定曝光时间,准确测量聚焦电子束的尺寸才能得到准确的电子束辐计量。[/font][font=宋体]电子束斑测量可作为扫描电子显微镜([/font]SEM[font=宋体],[/font]Scanning ElectronMicroscope[font=宋体])、透射电子显微镜([/font]TEM[font=宋体],[/font]Transmission Electron Microscope[font=宋体])电子光学参数调校依据,可作为[/font]EBL[font=宋体]关键工艺参数。[/font][img=,364,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312271753391454_3326_5849699_3.gif!w364x266.jpg[/img][font=黑体]电子束光刻[/font][b]2. [font=黑体]电子束尺寸测量的方法[/font][/b][font=宋体]([/font]1[font=宋体])成像法[/font][font=宋体]使用电子轰击荧光屏,通过观察荧光屏判断电子束尺寸,考虑到光学传递误差,通常可观察最小电子束斑约[/font]10um[font=宋体]。[/font][img=,126,191]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312271753446949_597_5849699_3.png!w157x239.jpg[/img][font=宋体]([/font]2[font=宋体])扫描法[/font][font=宋体]利用法拉第杯来测量电子束电流,挡板水平运动遮挡电子束流,同时监测法拉第杯中电流变化,根据电流的微分曲线可以直接定量测量电子束的宽度,对于系统的分辨率具有较高要求。[/font][img=,554,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.jpg[/img][b]3. [font=黑体]阿米精控测量方案[/font][/b][font=宋体]阿米精控科技(山东)有限公司专注于纳米运动控制及超精密机电系统领域的创新设计及产品研发,是一家集研发设计、制造、销售于一体,拥有全自主知识产权的微纳测控及超精密自动化“系统级硬科技”公司。[/font]AttoMotion[font=宋体]纳米运动平台基于微纳柔性机构和压电执行器实现超高分辨力纳米运动,内置光栅[/font]/[font=宋体]电容微位移传感器,通过高性能纳米伺服系统实现闭环控制,具有亚纳米级运动分辨率、纳米级运动精度和高速、高动态轨迹扫描功能。[/font][img=,137,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg[/img][img=,185,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.jpg[/img][img=,133,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.jpg[/img][font=宋体]技术特点:超高定位精度、多轴高动态协同联动、高刚度高负载、紧凑型结构设计、轴间运动学解耦设计、多运动模式(定位[/font]/[font=宋体]扫描)、可实现正置倒置的灵活应用、真空兼容性温度使用范围广、运动行程[/font]50~200[font='Cambria Math',serif]μ[/font]m[font=宋体]。[/font][font=宋体]应用领域:扫描电子显微镜、同步辐射光源、纳米操作、光纤定位和对准。[/font][b]3.1 [font=黑体]测量装置搭建[/font][/b][font=宋体]([/font]1[font=宋体])选用[/font]SEM[font=宋体],测试过程中拔掉偏转线圈控制线或者采用点扫模式,使得电子束位置固定。[/font][img=KYKY-EM8100场发射扫描电子显微镜,383,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.jpg[/img] [table][tr][td=2,1] [align=center][font=宋体]扫描电镜([/font]SEM[font=宋体])详细参数[/font][/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center][font=宋体]分辨率[/font][/align] [/td][td] [align=center]3.0nm@1KV[font=宋体]([/font]SE[font=宋体])[/font][/align] [align=center]2.5nm@30KV[font=宋体]([/font]BSE[font=宋体])[/font][/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center][font=宋体]放大倍率[/font][/align] [/td][td] [align=center]6[font=宋体]倍[/font]-1000000[font=宋体]倍[/font][/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center][font=宋体]电子枪[/font][/align] [/td][td] [align=center][font=宋体]肖特基场发射电子枪[/font][/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center][font=宋体]加速电压[/font][/align] [/td][td] [align=center]0[font=宋体]~[/font]30kV[/align] [/td][/tr][/table][font=宋体]([/font]2[font=宋体])三轴并联压电扫描平台[/font][img=,202,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.jpg[/img][img=,258,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.png[/img] [img=,230,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.png[/img][img=,401,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.jpg[/img][font=宋体]([/font]3[font=宋体])弱电流放大器[/font][img=,554,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.png[/img][font=黑体]可变增益弱电流放大器[/font][img=,481,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.png[/img][font=宋体]([/font]4[font=宋体])位移台安装[/font][font=宋体]位移台与转台绝缘,与大地相接,法拉第杯与转台相连,接弱电流前放。[/font][img=,554,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.jpg[/img][font=宋体]([/font]5[font=宋体])控制采集系统[/font][font=宋体]采用高动态数字微纳运动伺服器,电流和位置信息同步采集,采样率为[/font]10K/S[font=宋体],采集时间[/font]10s[font=宋体],纳米扫描台运动一个往复周期。[/font][img=,303,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.jpg[/img] [img=,177,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.jpg[/img][font=宋体]([/font]6[font=宋体])数据采集[/font][img=,512,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.jpg[/img][font=宋体]([/font]7[font=宋体])测试效果[/font][font=宋体]上方横线为硅片挡板边缘,中部方框为二次电子探测器信号。变亮时,电子被硅片挡住,增加了散射电子信号;变暗时,电子束落入法拉第杯,散射电子减小。[/font][img=,554,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif[/img][b]3.2 [font=黑体]测量结果[/font][/b][font=宋体]平台拥有极高的运动精度,往复运动电流和位置曲线完美重合。利用电流和位移的微分曲线,进行高斯拟合可以直接得到电子束的测量宽度。如图所示:加速电压[/font]5kV[font=宋体],聚光镜值[/font]850[font=宋体],束斑半高宽[/font]32.4nm[img=,348,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.jpg[/img][img=,344,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.jpg[/img][font=宋体]此外,由于单次采集时间小于[/font]5[font=宋体]秒,还可以监控电子束的稳定性。如下图所示,来回测量过程中电子束发生漂移情况。[/font][img=,359,]file:///C:/Users/AMI/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image040.jpg[/img]
[b][font=宋体]一、纳米流式检测技术的原理[/font][/b][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米流式检测技术的原理主要基于纳米流式检测仪([/font][font=Calibri]Flow NanoAnalyzer[/font][font=宋体],[/font][font=Calibri]FNA[/font][font=宋体])。这种技术能够覆盖传统流式细胞仪在[/font][font=Calibri]200[/font][font=宋体]纳米以下粒径检测的盲区,包括纳米颗粒以及亚细胞结构、细菌、病毒、外泌体等天然生物纳米颗粒的表征。其检测原理是利用流体聚焦和激光聚焦技术,减小探测区体积、延长被测颗粒穿越激光探测区的时间、降低散射背景、提高激光功率等措施,实现[/font][font=Calibri]200[/font][font=宋体]纳米以下颗粒的检测。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]纳米流式检测技术的工作原理是:当被测颗粒通过激光检测区时,颗粒被激光照射产生散射光和荧光信号。通过一系列光学元件收集并分离散射光和各波段的荧光信号,经过电学系统中的信号转换和数据处理,获得样品的各种理化信息。其中,散射光信号可以用来表征颗粒的大小和粒度,染色后的荧光可以用来表征细胞内特定蛋白的表达水平、细胞的生理状态和分裂周期等。通过对检测到的颗粒进行计数,可以实现颗粒浓度的无标样定量检测。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]总之,纳米流式检测技术结合了流式细胞术和纳米技术,具有高灵敏度、高分辨率和高通量等优点,为生物医学研究提供了新的工具,有助于深入研究和了解生物纳米颗粒的特性和功能。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][b][font=宋体]二、纳米流式检测技术的应用[/font][/b][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体])肿瘤诊断[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米流式检测技术可以对肿瘤细胞进行快速、敏感的检测,并且可以在单细胞水平上进行分析,从而实现早期肿瘤诊断。同时,纳米流式检测还可以检测循环肿瘤细胞([/font][font=Calibri]CTC[/font][font=宋体]),这是一种正在被广泛研究的肿瘤诊断手段,可以极大地提升肿瘤治疗成功的概率。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Calibri]2[/font][font=宋体])细胞免疫学[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]纳米流式检测技术可以通过检测细胞表面和内部的特定蛋白质、抗原或基因,实现对细胞的免疫学分析。这种方法可以在单个细胞水平上对细胞进行分类和排序,同时也可以在细胞群体中进行比较分析。这对于了解免疫系统的正常和异常状态,以及研究免疫治疗等方面都有着重要的意义。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Calibri]3[/font][font=宋体])病毒学研究[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]病毒是一种纳米尺度的微生物,纳米流式检测技术可以用于病毒的检测和计数,包括流感病毒、[/font][font=Calibri]HIV[/font][font=宋体]病毒、疱疹病毒等。这种技术还可以用于病毒分型和病毒载量测定等方面。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Calibri]4[/font][font=宋体])生物分子检测[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]纳米流式检测技术可以用于生物分子的检测,包括蛋白质、核酸、糖类等。这种技术可以用于生物标志物的检测和诊断,以及生物分子相互作用的研究。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]三、总结[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]纳米流式检测技术是一种应用前景广阔的单细胞分析技术。它具有高灵敏度、高通量、高精度的特点,能够针对不同细胞类型和样品进行分析和检测。随着技术不断发展和完善,纳米流式检测技术将有望在医疗诊断、新药开发等领域得到更广泛的应用。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]更多详情可以查看义翘神州[url=https://cn.sinobiological.com/services/flow-cytometry-service][b]流式细胞检测服务[/b][/url]:[/font][font=Calibri]https://cn.sinobiological.com/services/flow-cytometry-service[/font][/font][b][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]义翘神州:蛋白与抗体的专业引领者,欢迎通过百度搜索[/font][font=宋体]“义翘神州”与我们取得联系。[/font][/font][/b][font=Calibri] [/font]
[font=Verdana]我在进行粒径分析时,使用无水乙醇作分散剂,浓度0.025mg/ml,温度25℃,超声震荡20min。测量了几次结果粒径都偏差很大,如100nm的锐钛纳米二氧化钛,虽然PDI为0.289,但平均粒径达到了1285nm,且出现双峰;同样100nm金虹纳米二氧化钛虽然是单峰,但平均粒径高达826nm,PDI:0.146;0.2-0.4微米钛白分析结果平均粒径650nm,PDI[/font][font=Verdana]:0.184[/font][font=Verdana]。这是什么原因导致的外购商品参数与测试结果不符,是不是分散剂不对,或者使用有误?望各位大佬解惑。[img=三种纳米二氧化钛的强度分布,690,573]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/07/202207111807266875_4002_5322665_3.png!w690x573.jpg[/img][/font]
[b]职位名称:[/b]中科院苏州纳米所先进材料部[b]职位描述/要求:[/b]一、部门概况: 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所(简称“中科院苏州纳米所”)坐落于美丽的苏州工业园区。先进材料研究部聚焦国家战略需求及地方产业科技需求,以新型功能纳米材料为主要研究对象,发展以应用基础研究—新材料技术和工艺开发—新材料产业化为一体的产学研体系,实现相关材料在航天航空、新能源、信息及环境等领域中的源头技术创新和系统集成创新。研究部拥有一支多学科交叉的年轻队伍,固定职工34人,学生64人,其中,中组部“青年千人”计划2人,中科院“百人计划”4人。承担国家、地方各类科研项目逾亿元。 目前研究部处于快速发展阶段,特面向全球招聘若干优秀青年人才及经验丰富的工程化人才。 二、招聘岗位及方向: 岗位: 1. 高级职称1-2名 (优秀者可协助申报中组部“青年千人”、中科院“百人计划”以及研究所“百人计划”) 2. 高级项目经理或项目主管1-2名 3. 中初级职称4-6名 4. 博士后若干 方向: 1. 高级项目经理或项目主管 1) 创新项目的整体策划、战略规划、技术协调、系统化研究, 项目日常运行和调度管理 2) 熟悉创新项目管理体系,熟悉国家和科学院机关部门、用户和各工程系统的工作流程 3) 具有关于系统集成的型号项目和预研课题的工作经验和管理经验,包括调研分析,方案设计、进度计划安排、经费管理、外协、设备等具体实施经验; 2. 复合材料方向: 1) 有机合成,纳米材料表面改性和树脂改性研究,要求具有丰富的有机合成经验,学历硕士及以上 2) 复合材料成型、加工、测试表征分析等,要求具有3年以上实践经验,学历本科及以上 3. 有机催化方向: 1) 有机催化剂的研究 2) 金属有机化学 3) 配位化学 4) 清洁能源催化剂的研究 4. 纳米材料方向: 1) 纳米碳材料(石墨烯、石墨炔、碳纳米管) 2) 碳纳米纤维制备 3) 无机或有机硅材料 4) 气凝胶/水凝胶化学或物理 5) 高分子化学与物理 6) 智能材料(人工肌肉、自修复、传感) 7) 纳米碳基储能器件 5. 金属材料加工方向: 有金属铜、纳米铜、电镀、电缆相关经验者优先 6. 无人机方向 1)仿生气动布局设计技术:具有飞行器设计、电子信息、通讯工程专业背景,有相关专业工程开发、系统测试或科研工作经验者优先; 2)仿生无人机总体/气动一体化设计技术 3)仿生自主飞行控制技术 4)高精度组合导航技术 三、岗位要求: 1. 具有材料、物理、化学、化工、生物等相关专业博士或硕士 2. 具有扎实的专业基础与丰富的实验经验,有独立科研能力;较强的英语阅读和写作能力 3. 具有科研热情,认真负责,富有团队精神、良好的沟通和学习能力 四、 岗位待遇: 1. 中科院苏州纳米所为国家级事业单位,我所聘用人员工资待遇按相关规定执行 2. 中科院苏州纳米所博士后年收入不低于20万元。业绩突出者,博士后出站后可以优先留所工作 五、应聘方式: 1. 招聘期限:2019/6/30 [b]公司介绍:[/b] 仪器信息网仪器直聘栏目针对高校科研院所的免费职位发布平台,汇集了全国数十所高校科研院所的招聘信息。发布信息请联系010-51654077...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/53006]查看全部[/url]
【网络讲座】:纳米力学量测应用于电子产业的研究与发展【讲座时间】:2016年08月02日 14:00【主讲人】:魏伯任,学历:成功大学机械工程学博士。现职:海思创公司应用科学家。研究领域:纳米力学性质量测网址:http://www.hysitron.com 电子邮件:pwei@hysitron.com。【会议简介】 纳米加工与量测技术是今日许多快速进展领域的重要关键,也是科学界与工业界持续投注大量关注与研发的指标方向。随着应用面不断地朝不同领域扩展,容量更多、速度更快、尺寸却更小的需求持续向前推进;纳米科技在今日世界早已不再只是学术科研的课题,而是在日常生活中扮演着无处不在却又举足轻重角色。多方面的进展已经在学理的机理研究与工业生产应用同步进行,快速地缩短由原理技术的创新开发到大量生产的质量管控、良率监控的进程。不难想象在有限的空间里置放各种不同功能、不同材质、不同属性的组件,当中所存在的大量薄膜堆栈、接口特性、刚度匹配、破裂韧性、高温膨胀、残余应力等问题,挑战着加工制造与量测检验在高精度与高分辨率的水平。-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名截止时间:2016年08月02日 13:304、报名参会:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/20655、报名及参会咨询:QQ群—290101720,扫码入群“大讲堂”http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191701_668374_2507958_3.gif
在选择高精度测厚仪这样大型的机械设备时,往往都通过比较做出选择,知名品牌也是参考的一点,但是设备的质量也尤为重要。大成精密高精度测厚仪就符合这两点的厂家,在国内来说,他们做的是相当不错的,自主研发生产,质量高,得到了得到了消费者的大力认可,下面我们就来介绍一下,它好在哪些方面吧: 1、操作简单方便 简单方便的设备仪器不管是谁,都会非常喜欢的。如果设备仪器的操作比较繁琐或是需要专业人员来操作。厂家就会考虑很多方面,一来操作繁琐要对工作人员进行一系列的培训,二来请来的专业人员所需要的成本就会有所上升,利益就会相应减少。高精度测厚仪操作十分简单方便,这是厂家选择他们的其中一个理由。 2、能连接数据进行打印 测厚仪有电脑连接接口,在使用的时候可以购买相关软件,从而实现对测两次数据的储存打印,而且相关的软件还能够对测量数据进行统一,用专业的方式显示出来,从而让我们更加简单的了解测量数据机器所具有的特点。 http://www.dcprecision.cn/Uploads/201601/56a1a0aa23fb3.jpg 3、采用国外进口的优质元件 专业的测厚仪传感器部件通常采用的都是国外进口的优质元件,这些优质传感器元件能够让测厚仪的测厚分辨率比普通测厚仪增加很多,这种仪器对于零点一微米的距离都能精准的测量。然而测厚仪里面的优质传动元件也是确保测厚仪工作稳定性和准确性的重要因素。 激光测厚仪是近年来开发出的高科技实用型设备,是用于热轧生产线上实时在线式连续测量成材厚度的非接触式测量设备。它有效地改善了工作环境,具有测量准确、精度高、实用性好、安全可靠、无辐射、非接触式测量等人工测量及其它测量方法无法比拟的优点,并为轧制钢材厚度控制提供了准确的信息,从而提高了生产效率和产品质量,降低了劳动强度。 使用大成精密激光测厚仪以来,具不完全统计,因板厚误差造成的废品率下降了50%以上,创经济效益近千万元,受到各级部门和工作人员的肯定与赞赏。
[size=16px][color=#339999][b]摘要:采用当前的各种涂布机很难适用气体扩散层这类脆性材料的涂布工艺,需要控制精度更高的微张力控制系统。为此本文基于串级控制原理,提出了采用双闭环PID控制模式和超高精度PID张力控制器的解决方案,一方面形成浮动摆棍闭环和主动辊闭环构成的串级控制回路,另一方面是采用目前测控精度最高的工业用PID控制器,结合相应配套的高精度传感器和执行器,可真正实现微张力的精密控制。[/b][/color][/size][align=center] [img=微张力精密控制,690,225]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307261628010805_2785_3221506_3.jpg!w690x225.jpg[/img][/align][size=16px] [/size][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 气体扩散层(GDL)在燃料电池中起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的重要作用,常用于质子交换膜燃料电池,在具体生产工艺中需要在GDL材料表面定量涂布一层特定功能涂料。由于GDL基体层材料较脆,涂布工艺过程中易造成基体层材料断裂或撕裂,转弯处易折断,在高温状态下材料比常温下更脆弱,一般要求涂布过程中控制张力设定在5~10N很窄的一个范围内,且还需要在此微张力范围内具有较高的控制精度。[/size][size=16px] 传统涂布设备,浮动摆辊均为气缸驱动,直线电位器反馈摆辊位置。存在以下问题:[/size][size=16px] (1)无法精确控制摆辊位置。[/size][size=16px] (2)气缸行程只有一个方向,需要料膜的张力平衡气缸推力,易造成GDL脆性材料拉伸。[/size][size=16px] (3)摆辊瞬间偏移至一端时,料膜张力瞬间增大或减小,极易造成GDL脆性材料的撕裂甚至断裂。[/size][size=16px] (4)张力控制器中的模数转换AD精度和数模转换DA精度较低,最小输出百分比也只能达到0.1%,无法提供更高精度的测量和控制。[/size][size=16px] 由此可见,为实现GDL脆性材料的微张力控制,实现具有精度高、张力小、控制稳的伺服电机驱动的浮动摆辊微张力控制是氢能材料制备的关键技术,为此本文提出了相应的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为实现涂布工艺中的微张力高精度控制,本文提出的解决方案包含以下两方面的内容:[/size][size=16px] (1)采用双闭环PID控制形式调节料膜张力,即对浮动摆棍和主动辊进行独立的PID控制。[/size][size=16px] (2)采用超高精度的双通道PID控制器,每个通道都具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] 解决方案所涉及的微张力控制系统结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=双闭环微张力控制系统结构示意图,500,200]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307261628351448_1980_3221506_3.jpg!w690x277.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 双闭环微张力控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图1所示的双闭环控制系统中,浮动摆辊PID闭环控制的具体过程是根据工艺要求,给控制器输入张力值,控制器根据张力传感器信号与设定张力值之差进行快速PID计算后输出控制信号,此控制信号控制浮动摆辊伺服驱动器和伺服电机动作,从而使浮动摆棍产生偏移使得料膜张力快速达到设定值。[/size][size=16px] 浮动摆辊的PID闭环控制过程主要是通过浮动摆辊偏移来调节料膜张力,主动辊速度仍为主机速度,并未参与调节。当浮动摆辊伺服电机持续动作调节料膜张力时,浮动摆辊偏差会导致累积,最终达到浮动摆辊位置报警值。因此仅由浮动摆辊伺服电机调节料膜张力不能完全解决张力不稳、精度不高的问题,为此增加主动辊PID闭环控制实现张力的精准控制。[/size][size=16px] 第二路主动辊PID闭环控制的具体过程是在浮动摆辊PID闭环控制实现调节后,由于浮动摆辊偏离中位,位移传感器跟随浮动摆辊偏移产生对应的偏移电压信号并输入给控制器,控制器根据此偏移电压信号与0V值的正负偏差进行快速PID计算后输出控制信号,此信号控制主动辊伺服驱动和主动辊伺服电机来改变主动辊速度,使得浮动摆棍回到中位,最终实现GDL脆性材料的微张力精准控制。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,通过上述解决方案,可很好的解决微张力的精密控制问题,具体优点如下:[/size][size=16px] (1)解决方案所采用的双闭环控制结构,实际上是一个非常典型的串级控制结构,因此充分利用了串级控制结构的优势,更利于实现高精度张力的控制。[/size][size=16px] (2)制约微张力精密控制的另一个主要因素是控制器的精度普遍不高,采用PLC很难达到超高的采集和控制精度。因此,本解决方案中采用了超高精度的双通道PID控制,既使用了串级控制功能,又实现了超高精度的PID控制。[/size][size=16px] 当然,传感器和执行器精度也是制约微张力精密控制的因素,为了真正实现微张力的精密控制,还需在使用串级控制和超高精度PID控制器的基础上,配备相应高精度的传感器和执行器。[/size][size=16px][/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align]
一、 研究意义和目的 人类正面临着环境污染的巨大压力。污水中成分复杂,浓度亦不相同,利用光催化技术可将多种有机污染物完全矿化为二氧化碳、水及其他无机小分子或离子;将高毒性的CN-氧化为CNO-,CrO42-还原为Cr3+,来降低它们的毒性;还能将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]体系中的氮氧化物分解并将有机污染物氧化。如何提高光催化反应的光量子产率,是光催化大规模应用面临的主要难题之一。晶粒尺寸减小到一定程度后,光能隙蓝移,对应于更高的氧化-还原电位,因而有更强的氧化-还原能力;另外晶粒尺寸减小后光生载流子迁移到晶粒表面的时间大大缩短,有效地减少了光生电子和光生空穴的体相复合。因此,制备高比表面积的超细二氧化钛纳米颗粒有望能显著地提高其光催化活性。 我们课题组的研究目标是利用价廉的含钛无机物为主要原料,制备锐钛矿相、金红石相、两相的混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和由介孔与二氧化钛纳米晶构筑的团聚体。利用苯酚的光催化氧化反应和铬酸根的光催化还原反应为模型,来考察不同结构的纳米二氧化钛的光催化活性。这些研究成果对光催化的基础研究、金红石相二氧化钛纳米晶的应用和高性能的光催化制备有重要的指导意义和借鉴作用。 1.不同结构纳米二氧化钛的制备与性能 以钛醇盐为前驱体,用沉淀法或溶胶-凝胶法都能制备出无定形或结晶度较差的锐钛矿相(anatase)二氧化钛。要获得金红石相(rutile)需经高温煅烧,大约在500t开始锐钛矿相?金红石相转变(具体温度与制备条件有关),要获得纯金红石相需在8000C左右煅烧2h。实际上,金红石相是常温下的稳定相,但在通常条件下难以合成。国内生产的钛醇盐主要是钛酸丁酯,含钛量不高且价格贵,文献中的数据表明,用钛醇盐为原料难以获得高比表面积(大于200m2/g)和超细尺寸的二氧化钛纳米晶(小于10nm)。而且,这种方法得到的粉体往往含有较多的有机物,这些有机物会降低二氧化钛的催化活性。因此,用醇盐得到的二氧化钛需用煅烧的方法来改善结晶度和除掉有机物。我们课题组找到了用廉价原料制备不同晶相的高性能二氧化钛纳米粉体的方法。高温条件下金红石相二氧化钛纳米晶的生长速度快,高温[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]反应(如氯化法)也难以获得金红石相二氧化钛纳米晶。二氧化钛纳米晶在液相介质中,很难分离和回收。文献曾报道用模板剂来合成介孔二氧化钛,但墙体二氧化钛是无定形的,且3500C煅烧介孔开始坍塌,尚不能完全烧掉模板剂。因此,这种介孔并不适合作光催化剂。 我们用四氯化钛为主要原料,通过控制水解条件可以得到锐钛矿相、金红石相以及混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和三维无序结构的介孔二氧化钛。图1和图2分别为它们的x射线衍射图(XRD)和透射电镜照片(TEM)。 纳米粉体有着更高的光催化活性,但在应用中面临的主要问题是它们难以分离和回收。为了解决这一难题,可将二氧化钛负载在分子筛或介孔材料上,Ying曾制备了二氧化钛介孔材料,但350℃煅烧后孔开始坍塌。这样低的煅烧温度尚不能烧掉孔内的模板剂剂,作为墙体的二氧化钛是非晶的,并不适合于用作光催化剂。我们通过溶胶-凝胶法制备了含少量二氧化硅的钛硅复合氧化物,利用二氧化硅网络阻止煅烧过程中二氧化钛的传质过程从而抑制品粒长大和相变。钛硅复合粉体中二氧化钛晶化后,用化学法洗去二氧化硅,可以得到高比表面积的介孔二氧化钛。与现有文献相比,这种介孔材料的突出特点是:①墙体为锐钛矿相,适合作光催化剂;留颗粒尺寸为10mm级,是一次粒径为1nm的锐钛矿相和介孔构筑的团聚体,既保留了纳米晶高比表面积的特点又可用过滤的方法来分离和回收;③可用光还原的方法在孔壁沉积出贵金属岛,来实现电子和空穴的分离和氧化过程和还原过程的分隔。我们知道铂的密度是锐钛矿相二氧化钛的5.6倍,使用过程中铂原子簇会从颗粒表面脱落。沉积在孔壁上的铂位于孔构筑的笼中,能延长负载珀的光催化剂的使用寿命。 2.发现了不同结构纳米二氧化钛的光催化活性中的一些新现象 苯酚是常见的有机污染物,汽提法不过是将有机污染物由一种介质转移到另一种介质,没有真正降解;利用光催化技术可将苯酚等污染物降解(为二氧化碳和水,实现完全矿化。铬(VI)有致癌作用,并且不易被吸附剂吸附,因而难以固定。利用光催化技术,可以把铬(VI) 还原为毒性较低的铬(Ⅲ),在中性或弱碱性介质中,铬(Ⅲ)可以转化为Cr(OH)3沉淀,能够从溶液中分离出来。选择这两种最常见的污染物来考察二氧化钛纳米晶的光催化活性,发现了一些新现象并得到了有重要意义的结果。 我们首次在国际上报道了超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶在苯酚的光催化降解反应中对其深度矿化有更高的选择性。不往反应体系中通人氧气,利用搅拌时空气中的溶解氧来促进苯酚的光催化氧化,发现粒径为3.8nm的锐钛矿相二氧化钛对苯酚的深度矿化的选择性最高,而混晶和金红石相的超细纳米晶的选择性较低。这一发现表明用超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶作为光催化剂时,生成的有机中间产物少,不会造成降解产物对水体的二次污染。图3为不通氧条件下,主要的几种二氧化钛纳米晶使苯酚深度矿化的选择性差异3.8nm(A) 6.8nm(A) 14.1nm(A) mixed-1 rdxexl-2 7.2nm(R)Photo0Zcatalysts不同晶相的纳米二氧化钛对苯酚深度矿化的选择性mixed-l=混晶,4.4nm(R)+5.9nm(A);mixed-2=混晶,14.2nm(R)+10.7mm(A).不论是否往反应体系中通人氧气,合成的混晶均表现出最高的催化活性。总有机碳(TOC)含量的结果表明,不通人氧气,用合成的混晶、6.8nm的锐钛矿和7.2nm的金红石相二氧化钛纳米晶作为光催化剂,反应4h后反应体系中TOC分别下降61.2%、50.5%和47.1%。通入氧气后,反应速率迅速提高,反应1.5h后,使用这三种催化剂后,反应体系中的TOC分别下降97.6%、84.5%、91.5%;作为对比,我们选择商品二氧化钛(锐钛矿相,比表面积等于9m2/g)进行光催化实验,同样条件下其TOC含量仅下降21.2%。由此可见纳米晶的高催化活性。紫外-可见光谱表明混晶的漫反射吸收谱不同于两相的机械混合物:它们在可见光区有一较弱的吸收带,高分辨电镜照片表明混晶中不同形貌的纳米颗粒在晶面尺度上形成毗连结构,这种晶面毗连形成了过渡能态,有利于提高其光催化活性。优化混晶中两相的比例、并设计和制备出更多不同相的毗连晶面的高活性光催化剂的工作正在进行之中。 铬酸根的降解反应中,锐钛矿相超细纳米品表现出很高的光催化活性,催化活性随着粒径的减小而大幅度提高。在酸性条件下,纳米晶显示更高的光催化活性,半小时铬酸根的除去率超过90%。从不同晶粒尺寸的锐钛矿相二氧化钛的UV-vis吸收谱来看,其尺寸效应不如金红石相二氧化钛明显。也就是说,锐钛矿相晶粒细化后,光能隙的蔬移并不明显。二氧化钛纳米晶中光生电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间(t)可由下列公式来估算:t=r2/p2D (1)r为二氧化钛纳米晶的半径,D为载流子的扩散系数。电子的扩散系数(De)为2×10-2cm2/s,由此算得粒径为6.8nm、lOnm和lOOnm的二氧化钛中电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间约为0.58ps(皮秒)、1.25ps和125ps。可见粒径细化后,光生电子迁移到晶粒表面所需的时间大大减少。这样可有效地减少了光生电子和光生空穴在体相内的复合,有更多的光生电子参加氧化-还原反应,因而有更高的光催化活性。因此,在铬酸根的光催化还原反应中,晶粒细化后,光生电子迁移到纳米晶表面的时间大大缩短,减少了光生载流子的体相复合是其光催化活性有显著尺寸效应的主要原因。 需要强调指出的是无论在苯酚的光氧化反应还是铬酸根的光还原反应中,介孔二氧化钛的光催化活性大大高于钛硅复合粉体,负载0.22 wt%的Pt后,光催化活性大幅度提高。
近日,欧盟提议,将纳米材料划入欧盟的“REACH”系统(负责化学物质的注册、评估、批准、限制)中,并要求在纳米产品的使用标签上,标明其含有纳米材料。比利时消费者保护和环境保护的部长PaUL Magnette在本周举行的关于纳米材料的可追溯性会议上称,消费者日常生活中使用的纳米材料的数量正在呈上涨的趋势,但消费者对纳米材料并不了解。当前的法律法规中,并没有关于纳米材料的使用标签要求以及它可能会给消费者带来的潜在危险,这一点是不能被民众接受的。此外,Magnette表示,使纳米材料被人们普遍接受和认可的唯一途径是,减少其使用功效中的不确定因素。据了解,到目前为止,全球并未有任何国家制定出关于纳米科技的详细法规。