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二维空间瞄准系统

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  • 《Nature Methods》:显微新技术瞄准活细胞“小世界”
    ?SDOM的原理示意图  10月31日,Nature Methods杂志的“研究亮点”栏目报道了由北京大学席鹏课题组及其合作者提出的一种新的基于偏振偶极子方位角的超分辨技术SDOM。这一技术不仅为超分辨提供了一种全新的荧光偶极子的维度、提升了分辨率,能够更清晰地认识其标记的蛋白结构,还为本领域近期的一个热点争论提供了解答。  北京大学博士生张昊、清华大学博士生陈龙为共同第一作者,北京大学席鹏教授、澳大利亚悉尼技术大学金大勇教授及清华大学清华信息国家实验室张奇伟课题组的高军涛副研究员为共同通讯作者。  从“显微”到“显纳”  随着显微技术的发展,人们观察事物的尺度已经可以深入到微米,甚至是纳米级别。  然而,显微技术本身也有天花板。德国物理学家恩斯特阿贝曾指出:光学显微镜分辨率的极限,大约是可见光波长的一半,最小约为200纳米(阿贝衍射极限)。  不仅如此,显微技术本身的发展局限也会影响到其它学科。北京大学工学院教授席鹏告诉《知识分子》,比如,生物学家更乐于追求在微观层面了解生命的奥秘,“分辨率决定了细胞的研究深度”。  据席鹏介绍,显微镜主要分为光学显微镜和电子显微镜两大类。电子显微镜虽然分辨率可以做到很高,但低温、真空等实验环境往往会影响实验对象的生物活性。因此,科学家们一直在不断努力,试图寻找突破光学显微镜分辨极限的方法。  在寻求突破的过程中,诺奖得主Eric Betzig于1995年在论文中提出了“从不同维度将荧光分子区分开来,从而实现超分辨”的想法论。这一思想与现实中三维空间观察(超分辨)及对应二维投影(传统成像)类似。  在进行显微观察时,人们为了确定单点的位置,会从不同维度对一个点进行描述,最简单的方法就是坐标法:在三维空间确定三个坐标轴,然后用三个维度(x,y,z)进行描述。而Betzig教授则添加了第四个维度——时间,将空间上重叠的点分离,从而更加细致的描述一个点的位置。随后,Betzig教授提出了单分子定位超分辨技术PALM,这一技术通过在时间维度将分子分开,从而实现了超分辨。  然而,虽然PALM的空间分辨率可达10-20纳米,却由于该技术需要将粒子在时间上拆分,直接造成时间维度的牺牲,因此其成像时间比较长(典型在十几分钟量级)。  ?Betzig提出的超分辨思想:从另一维度对荧光分子进行分离,从而达到超分辨。  偏振:超分辨显微的新“四维”  此次席鹏课题组则在三维坐标的基础上引入了第四个新的维度——荧光偏振。  荧光的偏振特性(Fluorescence Polarization)的发现要早于超分辨概念,1926年就被Jean Baptiste Perrin(法国物理学家,1926年诺贝尔奖获得者)等人发现。然而在荧光超分辨显微中,对于荧光的其他特性如荧光强度、激发与吸收光谱、荧光寿命等方面,皆存在很好的应用,但人们却对荧光偶极子的方向(偏振)却甚少关注。  虽然之前有科学家在偏振方向做出了一定的尝试,但所获成果却在该领域引起了一定的争议和质疑。  2014年,Peter J. Walla课题组在Nature Methods上发表文章,通过对激光进行偏振调制来实现稀疏重构的超分辨成像。而在今年年初,同样在Nature Methods上,Jan Keller课题组则对此提出了质疑,并发表了针对这一文章的评论:利用荧光偏振不能够获得进一步的超分辨。Walla课题组一方面承认了Keller等人的观察,另一方面则用新的实验捍卫他们自己的工作,从而引出了一个有意思的争论:偏振调制能否为超分辨带来更多信息?  由于Walla课题组和Keller课题组都是从传统的荧光强度来看待这一问题,席鹏课题组及其合作者则从偏振方向提出了一种名为SDOM(Super-resolution Dipole Orientation Mapping)的新型超分辨技术,该技术引入荧光的偶极子角度作为荧光分子的第四维度,同时从荧光强度和荧光各向异性来考虑偏振调制能否带来更多超分辨信息,完美地回答了这一争论[7] 。  ?Nature Methods 2016年1月就“偏振调制是否对超分辨有帮助”这一问题展开了争论。  据席鹏介绍,传统的荧光各向异性显微成像技术往往只能观察简单样本的荧光偏振,而对于复杂样本,荧光的偏振由于阿贝衍射极限的存在会受到众多荧光团的影响,从而只能观察到平均效果。而超分辨偶极子方向映射(SDOM)技术则实现了同时观察荧光的强度和偏振,从偏振调制数据中将空间强度信息和偏振信息解调出来,既提升了成像的空间分辨率,也提升了探测荧光团偶极子方向的精度。  “一方面,我们通过在传统荧光显微镜的外部加上一个偏振片,使入射的激发光产生偏振 另一方面,我们联合合作者编制相应的算法对被观察物体的偏振进行分析解调,从而获得超分辨的效果,相较于之前的成像效果,SDOM可以将分辨率提升到50-60纳米,尺度缩小了一个数量级,在分辨率上有了很大的提升”席鹏提到。  ?相较于之前的“一片模糊”(图片中左上角),SDOM技术提供的成像(右下部分)更加精准、清晰。  同时,席鹏还表示,SDOM技术具有很快的成像速度(最快可达每秒5帧超分辨),对激发光功率要求也很低(毫瓦量级),非常适用于活细胞观察。  在具体操作方面,作者将SDOM技术应用在固定细胞(海马神经元的SDOM成像以及哺乳动物细胞的肌动蛋白成像)以及活体酵母细胞中的septin蛋白成像。目前,关于基因组三维结构的研究正在掀起一轮新的热潮,而NPC(核孔复合体)对于染色体在细胞核内的定位及基因组的三维结构非常重要。因此,作者也利用该新技术对NPC进行了偏振超分辨成像。这些图像都预示着SDOM超分辨技术在生命科学领域中巨大的应用前景。  值得一题的是,本工作的算法已经通过Github开源,目的是让更多的科研工作者能够从中受益。  ? 2014年诺贝尔化学奖颁给了在超分辨领域做出杰出贡献的(从左至右)埃里克?白兹格、施泰方?海尔和威廉姆?莫纳尔(图片来源:Nobelprize.org)  最后,席鹏表示,从上世纪九十年代中期到现在,每过十年左右,显微技术就会达到一个节点,“从94、95年超分辨概念被提出,到05、06年超分辨迎来了一个爆发式的增长,各种技术频出 再到2014年,诺贝尔化学奖颁给了超分辨领域的三位开创者,各成果也在很多领域得到了应用。但由于过去大多数超分辨技术强烈依赖于染料,这也限制了它们的应用范围。而SDOM技术由于不依赖于特定的荧光染料,因此有望在生物显微中得到进一步的应用。”  目前,国际上正在掀起一系列偏振超分辨的热潮。超分辨的诺贝尔奖得主William E. Moerner(美国化学家,2014年诺贝尔奖得主)利用荧光分子偏振研究了DNA的构象变化 法国科学家Sophie Brasselet等人提出了PolarSTORM技术,结合荧光单分子定位和偏振信息对DNA和肌动蛋白进行了超分辨成像 美国布朗大学Tani课题组则对DNA和F-actin(纤维形肌动蛋白)的偏振进行了动态跟踪。
  • 325万!复旦大学基因多维空间分析仪采购项目
    项目编号:0705-224002028113项目名称:复旦大学基因多维空间分析仪采购国际招标预算金额:325.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):318.5000000 万元(人民币)采购需求:1、招标条件项目概况:基因多维空间分析仪采购资金到位或资金来源落实情况:本次招标所需的资金来源已经落实项目已具备招标条件的说明:已具备招标条件2、招标内容:招标项目编号:0705-224002028113招标项目名称:基因多维空间分析仪采购项目实施地点:中国上海市招标产品列表(主要设备):序号产品名称数量简要技术规格备注1基因多维空间分析仪1套RNA分析重数大于等于1000重预算金额:人民币325万元 最高限价:人民币318.5万元 合同履行期限:签订合同后4个月内合同履行期限:签订合同后4个月内本项目( 不接受 )联合体投标。
  • Science: 扫描探针显微镜控制器在二维磁性材料研究中的突破性应用进展
    导读:自2017年来,二维磁性在单层材料中的实现使得二维磁性材料受到了大的关注。范德瓦尔斯磁体让我们对二维限下的磁性有了更进一步的了解,不同磁结构的范德瓦尔斯磁体使得实验上探究二维下的磁学模型成为可能。例如,在单层CrI3中发现Ising铁磁,而XY模型的NiPS3在单层限下的磁性会被抑制。除了这些,有着变磁行为的范德瓦尔斯磁体更为有趣,比如在少层CrCl3中由于奇数层存在着未补偿磁矩,使得奇数层存在着spin-flop转变,而偶数层则没有。目前,现存的二维磁性材料非常稀少,这意味着新范德瓦尔斯磁体的发现,不仅仅有助于二维磁性的研究,更是为二维自旋电子学器件的应用提供了材料基础[1]。相比于传统的三维空间结构,二维层状磁性材料因其原子层间较弱的范德华尔斯作用力,能够人为操控其层间堆叠方式,进而有可能影响其磁耦合特性,为新型二维自旋器件的研制提供新思路。然而,堆叠方式与磁耦合间的关联机制仍不甚明晰,需要借助先进的扫描探针技术才能实现在原子层面的直接实验观测。美国RHK公司所提供的先进R9plus扫描探针显微镜控制器可以有效结合课题组自主研发的扫描探针设备,同时给予高效率的扫描控制,从而可以针对二维磁性材料应用领域展开更为深入的研究。本文重点介绍国内课题组灵活运用RHK公司扫描探针控制器,配合自主研发设计的扫描探针设备所开展的一系列国际前沿性二维材料领域的研究工作,其中各研究工作当前已在国际SCI核心学术期刊发表。科学成果的突破,离不开实验技术的不断攻坚克难。复旦大学物理学系教授高春雷、吴施伟团队通过团队自主研发搭建的扫描探针设备创造性地将原位化合物分子束外延生长技术和自旋化扫描隧道显微镜相结合,在原子层面彻底厘清了双层二维磁性半导体溴化铬(CrBr3)的层间堆叠和磁耦合间的关联,为二维磁性的调控指出了新的维度。相关研究成果以 《范德华尔斯堆叠依赖的层间磁耦合的直接观测》(“Direct observation of van der Waals stacking dependent interlayer magnetism”)为题发表于《科学》(Science)主刊,其中复旦大学物理学系博士后陈维炯为作者[2]。图中所示为陈博士与RHK技术总监进行深入的技术探讨,现场摸索优化测试信号,并详细沟通具体的测量细节,为后续高效率提取高质量大数据做准备。 课题组运用自主研制的自旋化扫描隧道显微镜测量技术,结合RHK公司先进的扫描探针显微镜控制器对自主研发实验设备实现测量调控,团队进一步在原子分辨下获取了样品磁化方向的相对变化,从而实现了实验突破,揭秘材料堆叠方式与磁耦合之间的直接关联性。团队以CrBr3双层膜作为主要研究对象和潜在突破口。双层CrBr3间较弱的范德瓦尔斯力赋予层间发生相对转动和平移的“自由”,从而使堆叠方式多样化成为可能。确实,在实验中获得的CrBr3双层膜具有两种不同的转动堆叠结构(H型和R型),分别对应迥异的结构对称性。其中,R型堆叠结构中,双层膜上下两层间同向平行排列,且沿晶体镜面方向作一定平移;H型堆叠结构中,双层膜上下两层之间旋转了180度,反向平行交错排列。这两种结构均是在相应的体材料中从未发现过的全新堆叠结构。至此,团队率先在原子尺度阐明了CrBr3堆叠结构与层间铁磁、反铁磁耦合的直接关联,为理解三卤化铬家族CrX3中不同成员的迥异磁耦合提供了指导。H型和R型堆叠的CrBr3双层膜自旋化扫描隧道显微镜测量 更多精彩案例: 《Nature》子刊:中国科大扭转双层石墨烯重要进展! 范德瓦尔斯堆叠的双层石墨烯具有一系列新奇的电学性质(例如,电场可调控的能隙、随扭转转角变化的范霍夫奇点以及一维拓扑边界态等)。当双层石墨烯的扭转转角减小到一系列特定的值(魔角)时,体系的费米面附近出现平带,电子在能量空间高度局域,电子-电子相互作用显著增强,出现莫特缘体和反常超导量子物态。另一方面,这些新奇的性质与双层石墨烯体系的扭转角度有着严格的依赖关系,体系层间相互作用随着转角减小会逐渐增强,因此探寻和研究这种层间耦合对理解扭转双层石墨烯的电子结构和物理性质至关重要。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学研究中心国际功能材料量子设计中心(ICQD)物理系秦胜勇教授与武汉大学袁声军教授及其他国内外同行合作,利用扫描隧道显微镜和扫描隧道谱,次在双层转角石墨烯体系中发现了本征赝磁场存在的重要证据,结合大尺度理论计算指出该赝磁场来源于层间相互作用导致的非均匀晶格重构。相关研究成果以“Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene”为题,于2020年发表于《自然通讯》(Nature Communications 2020,11,371)上[3]。图:小角度双层石墨烯中本征赝磁场的发现。对于转角为0.48度的双层石墨烯,在不加外磁场情况下,实验发现了贋朗道能(图b),理论计算进一步验证了这种贋磁场行为(图c),并估算出贋磁场值大约为6特斯拉(图e)。 该团队系统研究了小角度下(1°)双层石墨烯的电学性质,次证实了由晶格重构导致的本征赝磁场。先,研究人员发现体系中赝磁场导致了低能载流子的能量量子化,并计算出这种本征赝磁场在实空间的分布。研究发现赝磁场的分布并不是均匀的,而是以AA堆叠为中心呈涡旋状,且在AA堆叠边界区域达到大值;另外,该赝磁场的大小随着转角的减小而增大,其分布和大小受到外加应力的调控。该项研究证实,在小角度扭转双层石墨烯中晶格重构导致的赝磁场和强关联电子态存在着内在的关联,层间相互作用对体系的结构重构和性质变化有着非常重要的影响。这一现象可以推广到其他范德瓦尔斯堆叠的二维材料体系中。这项工作同时表明,具有本征赝磁场的小角度扭转双层石墨烯是实现量子反常霍尔效应的一个可能平台,为研究二维材料的性质和应用提供了新的思路。RHK公司提供的R9plus扫描探针显微镜强有力的为国内自主研发技术提供有力保障,除了在科研领域内重点关注的二维材料发挥重要作用以外,也对国内其它相关扫描探针设备研发领域课题组提供技术支持。中国科学技术大学陆轻铀教授团队与中国科学院强磁场科学中心、新加坡国立大学等单位合作,利用扫描探针控制器实现了高精度的磁力显微镜观察表征,报告了在超薄BaTiO3/SrRuO3 (BTO/SRO)双层异质结构中发现铁电体(FE)驱动的、高度可调谐的磁性斯格明子。在BTO中,FE驱动的离子位移可以穿过异质界面,并继续为多个单元进入SRO。这种所谓的FE邻近效应已经在不同的FE/金属氧化物异质界面中得到了预测和证实。在BTO/SRO异质结构中,这种效应可以诱导相当大的DMI,从而稳定强大的磁性物质。此外,通过利用BTO覆盖层的FE化,可以实现对斯格明子性质的局部、可逆和非易失性控制。这种铁电可调的斯格明子系统为设计具有高集成性和可寻址性的基于斯格明子的功能设备提供了一个潜在的方向。相关成果以题为“Ferroelectrically tunable magnetic skyrmions in ultrathin oxide heterostructures”发表在了Nat. Mater.上[4]。B20S5样品中磁性斯格明子的磁力显微镜表征 除此之外该课题组也对二维过渡金属硫化物材料MoTe2温度依赖的表面STM图像、电子结构、晶格动力学和拓扑性质进行了研究。研究结果以Uniaxial negative thermal expansion and band renormalization in monolayer Td-MoTe2 at low temperature为题,发表在美国物理学会杂志《物理评论B》上。该工作为二维过渡金属硫化物材料MX2的低温研究、实验制备和器件开发提供了直接的理论支持,其揭示的MoTe2低温下反常物性的内在物理机制对其它具有内在MX2八面体结构畸变的二维材料同样具有参考价值[5]。学术工作之外,该课题组在仪器设备研发方面也取得了优异的成果,课题组在国际上次研制成功混合磁体端条件下原子分辨扫描隧道显微镜(STM),相关研究成果发表在显微镜领域著名期刊Ultramicroscopy和著名仪器刊物Review of Scientific Instruments上。此工作利用混合磁体搭配RHK公司扫描探针设备开展原子分辨成像研究,对于突破当前超强磁场下只能开展输运等宏观平均效果测量的瓶颈,进入到广阔的物性微观起源探索领域,具有标志性意义。同时,课题组又针对超强磁场下的生物分子高分辨成像,搭建了一套室温大气环境下的分体式STM。该系统将一段螺纹密封式胶囊腔体通过一根长弹簧悬吊于混合磁体中心,并将STM核心镜体悬吊于胶囊腔体内用以减弱声音振动干扰。经测试,该STM在27.5特斯拉超强磁场下依然保持原子分辨。由于没有真空、低温环境的保护,搭建混合磁体超强磁场、超强振动和声音环境下的室温大气STM难度更大。此前,国际上还未曾报道过水冷磁体或混合磁体中的室温大气STM[6]。混合磁体STM系统:(a)混合磁体照片;(b)混合磁体STM系统简图;(c)STM镜体;(i-iv)分别为0T、21.3T、28.3T、30.1T磁场强度下石墨的原子分辨STM图像。 参考文献:1. Peng, Y., et al., A Quaternary van der Waals Ferromagnetic Semiconductor AgVP2Se6. Advanced Functional Materials, 2020. 30(34): p. 1910036.2. Chen, W., et al., Direct observation of van der Waals stacking-dependent interlayer magnetism. Science, 2019. 366(6468): p. 983-987.3. Shi, H., et al., Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene. Nat Commun, 2020. 11(1): p. 371.4. Wang, L., et al., Ferroelectrically tunable magnetic skyrmions in ultrathin oxide heterostructures. Nat Mater, 2018. 17(12): p. 1087-1094.5. Ge, Y., et al., Uniaxial negative thermal expansion and band renormalization in monolayer Td?MoTe2 at low temperature. Physical Review B, 2020. 101(10).6. Meng, W., et al., 30 T scanning tunnelling microscope in a hybrid magnet with essentially non-metallic design. Ultramicroscopy, 2020. 212: p. 112975.
  • 多普勒发布AMBD-03质量浓度校准系统新品
    一、背景论述:我司根据JJG846-2015和规范JJF1659-2017中相关技术要求,结合文献查阅和反复的验证分析,设计出符合要求的颗粒物质量浓度校准装置。通过风机运行给管道内提供负压气流,粉尘气溶胶发生器和补气口提供洁净空气,通过切割器和集成器后降低管道内粉尘气溶胶的浓度,然后通过管道及混匀仓采用负压气流单循环系统对管道内的气溶胶粉尘进行稀释混匀,从而使粉尘气溶胶均一稳定,后通过控制风机风量的大小保证粉尘气溶胶浓度的大小,以此达到标定条件。AMBD-03颗粒物质量浓度校准装置包括风机流量控制单元、粉尘发生装置、静电中和装置、PM10颗粒切割器、粉尘气溶胶分离装置、仓内混匀及采样单元等。二、系统部件? 小剂量粉尘扩散器? 电晕气溶胶中和器? 均匀混合箱? 气体质量流量控制器? 真空泵三、系统性能指标? 系统流量范围:2-20m3/h ? 浓度控制范围:20-10000μg/m3 ? 连续运行时间:不低于4小时? 稳定性:两次测量结果偏差5%? 均匀性:两处测量结果偏差5%创新点:1.满足标准HJ93-2013、JJG846-2015、JJF1659-2017中相关技术要求,研制出质量浓度校准装置混匀系统,用于粉尘浓度仪的校准标定,粉尘浓度稳定性两次测量结果偏差5%;2.透明混匀仓的设计使得实验员能够整体观测颗粒物的混匀状态AMBD-03质量浓度校准系统
  • 瞄准科技前沿!复旦大学“集成电路科学与工程”入选第二轮“双一流”名单
    近日,教育部、财政部、国家发展改革委发布《第二轮“双一流”建设高校及建设学科名单》(教研函〔2022〕1号),复旦大学的“集成电路科学与工程”入选。2019年12月,复旦大学宣布“集成电路科学与工程” 博士学位授权一级学科点将于2020年试点建设,并启动博士研究生招生。据介绍,“集成电路科学与工程”一级学科的建设内容将紧扣集成电路产业链各环节的主要任务,致力于解决集成电路设计、集成电路制造和工艺技术,以及集成电路封测各个环节的核心科学与工程技术问题。2020年12月,国务院学位委员会、教育部印发了《国务院学位委员会 教育部关于设置“交叉学科”门类、“集成电路科学与工程”和“国家安全学”一级学科的通知》(学位〔2020〕30号),集成电路正式成为一级学科。国务院学位委员会办公室负责人表示,国务院学位委员会作出设立“集成电路科学与工程”一级学科的决定,就是要构建支撑集成电路产业高速发展的创新人才培养体系,从数量上和质量上培养出满足产业发展急需的创新型人才,为从根本上解决制约我国集成电路产业发展的“卡脖子”问题提供强有力人才支撑。教育部有关负责人表示,第二轮“双一流”建设瞄准科技前沿和关键领域,加大力度优化学科专业和人才培养布局,率先推进学科专业调整,夯实基础学科建设,加强应用学科与行业产业、区域发展的对接联动,推进中国特色哲学社会科学体系建设,推动学科交叉融合。同时,深化科教融合,支撑高水平科技自立自强,深入推进“高等学校基础研究珠峰计划”,加强关键领域核心技术攻关,集中力量开展高层次创新人才培养和联合科研,加强重大科研平台协同对接,服务国家创新体系建设。数据显示,2020年我国直接从事集成电路产业的人员约54.1万人,同比增长5.7%。从产业链各环节看,2020年设计业、制造业和封装测试业的从业人员规模分别为19.96万人、18.12万人和16.02万人。预计到2023年前后,全行业人才需求将达到76.65万人左右。有关专家表示,集成电路学科入选“双一流”,将使该学科的建设发展得到更多支持。创道投资咨询总经理步日欣向记者指出,集成电路的人才培养还体现在“电子科学与技术”一级学科中,下设电磁场与微波技术、电路与系统、物理电子学、微电子学与固体电子学等专业,在产业中统称为电子工程。在第二轮“双一流”建设高校及建设学科中,上海交通大学、东南大学、南京邮电大学、中山大学、电子科技大学的“电子科学与技术”学科也被列入名单。“入选双一流对于学科建设有重要意义,避免了学科发展的同质化,可以获得国家和高校层面的重点扶持,可以更好地提升相关领域的教育水平和科研能力。”步日欣向《中国电子报》记者表示。
  • 在扫描电镜下衬度较低的二维材料,如何准确表征?
    以石墨烯、BN、MoS2为代表的二维材料因其特殊的性能成为现在科研领域的新宠。现在,除了石墨烯和MoS2等热度较高的二维材料之外,很多其他类型的二维材料也相继被开发出来。然而真正的二维材料因为厚度极薄,在扫描电镜下衬度较低;而且因为X射线在深度方向的穿透,EDS对二维材料上的分析也无能为力。而目前的二维材料除了用到SEM之外,拉曼光谱也是极其重要的表征手段,而将两者完全一体化的电镜-拉曼系统在二维材料的表征上有着得天独厚的优势。生长的石墨烯片层很多科研工作者都会通过扫描电镜进行石墨烯的形貌观察,然而观察到的究竟是否是石墨烯?石墨烯质量、厚度如何?这些问题却不是仅用SEM能够知道的。而扫描电镜-拉曼联用技术给出了很好的解决方案,确实成为石墨烯研究最强大的“神器”。在电镜-拉曼一体化系统中,当用SEM观察的同时可以直接进行拉曼光谱的面扫描,可以通过D峰、G峰、2D峰之间的关系直接得到石墨烯的质量、厚度等信息。如下图,在SEM观察到的区域再进行拉曼光谱面扫描,发现扫描区域存在三种不同的光谱。厚度约薄的2D峰强度越高,厚度增加2D峰减弱但G峰升高。因此电镜-拉曼一体化系统的SEM和Raman混合图像上不仅有形貌信息,也有石墨烯的质量厚度信息。在SEM观察形貌的同时进行拉曼面扫描通过拉曼特征峰获得石墨烯质量、厚度信息 目前,有关石墨烯质量和厚度的测试方法还没有明确的国家标准,行业上比较认可的方法有光学对比度法、原子力显微镜法和拉曼光谱法。在拉曼光谱中通常也用G峰和2D峰的比值来衡量石墨烯的厚度,比值越小,膜厚也约小。如下图,在硅衬底上用CVD法生长的石墨烯。我们通过电镜-拉曼一体化系统得到G峰和2D峰的面分布图,不过仅有G峰和2D峰的分布情况并不能完全帮助我们进行明确的厚度分布分析。在硅衬底上用CVD法生长的石墨烯石墨烯样品的G峰和2D峰拉曼面分布图而电镜-拉曼一体化系统的面分布能力非常强大,除了利用正常峰的强度、半高宽、位移等物理性质进行Mapping外,还可生成2D峰/G峰强度的面分布图。 通过电镜-拉曼一体化系统得到石墨烯样品的2D峰/G峰强度的面分布图通过2D/G峰强度的分布图有助于我们更加准确的进行石墨烯厚度分布的分析,最终获得不同膜厚区域的特征光谱,以及其分布图。石墨烯样品不同膜厚区域的拉曼特征光谱 石墨烯样品不同膜厚区域分布图石墨烯的质量控制与鉴别石墨烯是一个非常热门的新兴领域,不过也正因为如此,石墨烯的研究和制备也存在着良莠不齐的现象。很多研究的时候,在电镜下观察到明显的明暗衬度的膜层就认为是石墨烯,甚至一些文献中也出现了这样的情况。科研工作者也会借助AFM、普通拉曼光谱等来配合电镜进行石墨烯的表征,但是拉曼光谱、AFM的数据和SEM的数据基本不在同一处,不能很好的进行严密的论证。所以从表征的角度来看,不在同一处的不同仪器的数据,有时并不能充分说明问题,至少表征还不够严密。比如在上述例子中,在花状的石墨烯外面,电镜图像上认为的空白处,经过电镜-拉曼一体化系统扫描后,该区域的拉曼光谱依然反应出石墨烯的存在。 再比如下图,在电镜中观察到类似石墨烯的膜层状结构,然而试样是否真是石墨烯?质量、厚度又是如何?这还需要借助其他手段进行综合判断。在电镜中观察到类似石墨烯的膜层状结构 在利用电镜-拉曼一体化系统对该区域进行拉曼光谱面分布分析后,发现该区域的D峰、G峰强度较高,而2D峰很弱,说明了该区域的膜厚比较高,已经算不上是石墨烯,而且缺陷也很多,石墨烯的质量并不是非常理想,此外该区域还存在较多的拥有荧光峰的杂质。进行拉曼光谱面分布分析该区域石墨烯厚度 该区域存在较多拥有荧光峰的杂质 此外,很多客户在电镜下观察到的石墨烯,经过电镜-拉曼一体化系统分析后,也发现均是质量不好的石墨烯,或者是石墨薄片,甚至是非晶碳,如下图。质量不好的石墨烯、石墨薄片、非晶碳等的SEM图像质量不好的石墨烯、石墨薄片、非晶碳等的拉曼特征峰表现 由此可见,电镜-拉曼联用技术对于石墨烯的观察和原位的质量鉴别及分析有着非常强大的优势。石墨烯复合材料现在热门的不仅仅是石墨烯本身,很多石墨烯转移材料,或者把石墨烯作为添加剂的新材料和器件也成为研究热门,希望利用石墨烯特殊的热力光电磁性能来改变材料的性能。那么石墨烯在新复合材料中的分布、状态及本身质量就成为新材料性能能否提升及提升多少的重要因素。因此在石墨烯复合材料中,能够准确的进行传统电镜形貌、元素的测试,及石墨烯的详细表征就成为了表征环节的重中之重,而这是电镜-拉曼联用技术的最大优势所在。 如下图,金属合金材料中复合石墨烯,用以增强新材料的力学性能。在电镜下确实观察到了衬度偏暗的区域,能谱分析出的确是富含碳。但该区域是否真是石墨烯?只能求助于电镜-拉曼联用技术。通过电镜-拉曼一体化系统分析,结果表明偏暗区域的确是石墨烯的存在,不过缺陷相对较多,膜层层数也较多,这些信息对复合材料性能的研究有着置换重要的作用。 金属合金材料的SEM图像,衬度偏暗的区域可能是复合石墨烯通过能谱分析,SEM图像中衬度偏暗的区域富含碳 通过电镜-拉曼分析技术,确认为石墨烯,且该区域缺陷和膜层层数相对较多 再比如下图,试样为表面包覆石墨烯的锌粉。要想通过截面制备或者侧面直接观察出石墨烯的厚度和层数,无论扫描电镜的分辨率有多好,都是不可能完成的任务。就算真的观察到类似层状的结构,也不是我们所理解的石墨烯每一层层数,只是很多层堆叠在一起后的分层而已。而在电镜-拉曼一体化系统中可以直接进行拉曼面扫的分析。观察到在整个扫描区域内,都有明显的G峰和2D峰分布。由此我们可以知道该锌粉外层的确有质量较好的石墨烯包覆,而且层数很少。 表面包覆石墨烯的锌粉 通过电镜-拉曼一体化系统,观察到整个区域内G峰和2D峰的分布MoS2的研究除了石墨烯外,过渡金属二硫化物也是二维材料的一个大类,如MoS2也是因为其特殊性能在电子器件领域广受关注。电镜和能谱对二维的MoS2的表征除了稍有形貌信息外,再无其他分析能力了。但是MoS2却有非常强的拉曼特征峰。如下图,通过拉曼峰我们可以分析出MoS2的孪晶。MoS2的SEM图像MoS2 的SEM-Raman叠加图像通过拉曼特征峰表征MoS2的孪晶通过对MoS2的拉曼面扫描,我们发现MoS2的特征峰在不同的区域呈现出不同的分裂。由此我们可以对其做出更详细的分析,另外通过特征峰分裂后的波数差值,也可以大致得到MoS2的层数。而这都是常规电镜无法得出的信息。MoS2的拉曼面扫描分析MoS2的特征峰在不同的区域呈现出不同的分裂其他二维材料满足结构有序、在二维平面生长、在第三维度超薄这三个条件都算是二维材料,现在除了石墨烯和MoS2等热度较高的二维材料之外,很多其他类型的二维材料也相继被开发出来。比如和C元素相邻的B、Si、P、Ge、Sn等元素的单原子层材料,即X烯,如硅烯、磷烯、硼烯;还有二维有机材料,如二维MOF或COF;还有超薄氮化物,如BN等。这些二维材料都有着很强的拉曼特征谱峰,所以利用电镜-拉曼一体化系统对二维材料的分析表征将会成为不可或缺的重要手段。关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno,是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司,有超过60年的电子显微镜研发和制造历史,是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者,也是行业领域的技术领导者。关注TESCAN新微信“TESCAN公司”,更多精彩资讯
  • “十四五”国家重点研发计划已启动 26.7亿“揭榜挂帅”瞄准哪些技术领域?(附榜单)
    “十四五”国家重点研发计划今年已启动逾50个重点专项指南征求意见,并在26个重点专项发布了“揭榜挂帅”榜单。  截至目前,“十四五”国家重点研发计划重点专项2021年项目,已有51个重点专项发布正式指南,26个重点专项发布“揭榜挂帅”榜单,“揭榜挂帅”拟安排国拨经费近26.7亿元。  超半数发布“揭榜挂帅”榜单  根据科技部《关于开展国家重点研发计划“十四五”重大研发需求征集工作的通知(补充说明)》,“十四五”重大研发需求征集面向重大战略基础前沿,以及能源、交通、信息技术、制造、材料、空间技术、农业、资源环境与海洋、生物医药与生命健康、社会事业与公共安全等领域,主要征集各项强国战略、新兴产业增长点、高质量发展和民生改善、关键核心技术竞争力以及国家安全,迫切需要通过科技创新予以破题和解决的重大需求,特别是针对具体应用场景的协同攻关需求。  可以发现,在目前已经公布的“十四五”国家重点研发计划51个重点专项中,不仅有重大战略基础前沿的基础科研条件与重大科学仪器设备研发、数学和应用研究、工业软件等专项,也有生物安全关键技术研究、生物与信息融合(BT与IT融合)、农业生物种质资源挖掘与创新利用等农业生物医药与生命健康等领域。  而在这50余个重点专项中,已经有超过半数的项目发布了“揭榜挂帅”榜单。  26个榜单瞄准哪些领域  在51个公布的“十四五”重点专项2021年度项目申报指南中,共有26个专项发布了“揭榜挂帅”榜单。这些榜单包括数学和应用研究、信息光子技术、氢能技术、基础科研条件与重大科学仪器设备研发、重大自然灾害防控与公共安全、诊疗装备与生物医用材料、农业生物重要性状形成与环境适应性基础研究等,涵盖“四个面向”多个方面。  每一个榜单都瞄准了迫切需要通过科技创新予以破题和解决的重大需求,特别是针对具体应用场景的协同攻关需求。  而本次26个揭榜挂帅榜单中,涉及基础科研和关键技术领域近10个。  在基础科研条件与重大科学仪器设备研发专项中,该批榜单围绕半导体集成电路和光电子集成电路制造、微米纳米材料制备及血液分析和细胞分析等重大应用场景,拟解决重点领域高端科学仪器研发的关键实际问题,拟安排国拨经费不超过4000万元。榜单任务聚焦离子束/电子束双束显微镜、高性能流式细胞分选仪,并在立项18个月后开展“里程碑”考核。  诊疗装备与生物医用材料专项榜单,安排不超过2.2亿元,聚焦小型化重离子治疗装置研发、光子计数能谱CT研发、新型生物医用材料及产品安全性和有效性评价研究。  高端功能与智能材料专项榜单,拟安排国拨经费不超过9000万元,瞄准高效能牵引电机关键材料与集成技术、高端集成电路引线框架铜合金材料研发、数据中心液冷热管理材料研发与应用示范三方面。  而病原学与防疫技术体系研究专项的榜单,则围绕新型疫苗研发等重大应用场景,拟解决新型mRNA、DNA、重组亚单位疫苗平台体系构建等关键实际问题, 拟安排国拨经费不超过9000万元。在榜单任务新型mRNA疫苗平台体系研究具体需求目标方面,要求阐明mRNA疫苗的免疫活化机制,建立mRNA疫苗不同设计和递送系统与免疫产生、应答和记忆的构效关系。建立一套应对突变病原疫苗快速制备技术等。  科技部有关负责人在5月接受媒体采访时介绍,“揭榜挂帅”重大改革将突出四大特点:一是将应用导向嵌入榜单凝练的源头 二是榜单申报不设门槛 三是实施中注重发挥最终用户作用 四是基于真实应用场景严格考核验收。  例如,围绕最终用户的重大实际需求,榜单由最终用户和应用技术研究人员、基础理论研究人员密切沟通,进一步“打磨”细化形成。每项榜单都明确了拟解决的关键实际问题、具体应用场景、最终用户和核心考核指标等。同时,明确榜单任务资助额度,简化预算编制,经费管理探索实行“负面清单”。  在实施中,通过实地勘察、仿真评测、应用环境检测等方式开展“里程碑”考核,将最终用户意见作为重要考量,并视考核情况分阶段拨付经费,实施不力的将及时叫停。“十四五”国家重点研发计划重点专项2021年项目揭榜挂帅榜单  1.申报说明  除特殊说明外,每个榜单任务拟支持项目数为1项。项目下设课题数不超过5个,项目参与单位总数不超过10家。项目设1名负责人,每个课题设1名负责人。榜单申报“不设门槛”,项目牵头申报和参与单位无注册时间要求,项目(课题)负责人无年龄、学历和职称要求。申报团队数量不多于拟支持项目数量的榜单任务方向,仍按程序进行项目评审立项。明确榜单任务资助额度,简化预算编制,经费管理探 索实行“负面清单”。  2.预申报受理时间  “海洋环境安全保障与岛礁可持续发展”预申报受理时间为2021年7月28日8:00至8月26日16:00。 除“海洋环境安全保障与岛礁可持续发展”外,其他专项预申报受理均已结束。  3.攻关要求  揭榜立项后,揭榜团队须签署“军令状”,对“里程碑”考核要求、经费拨付方式、奖惩措施和成果归属等进行具体约定,并将榜单任务目标摆在突出位置,集中优势资源,全力开展限时攻关。项目(课题)负责人在揭榜攻关期间,原则上不得调离或辞去工作职位。项目实施过程中,将最终用户意见作为重要考量,通过实地 勘察、仿真评测、应用环境检测等方式开展“里程碑”考核,并视考核情况分阶段拨付经费,实施不力的将及时叫停。项目验收将通过现场验收、用户和第三方测评等方式,在真实应用场景下开展,并充分发挥最终用户作用,以成败论英雄。由于主观不努力等因素导致攻关失败的,将按照有关规定严肃追责,并依规纳入诚信记录。特殊说明:“信息光子技术”、“诊疗装备与生物医用材料”两个重点专项的企业牵头申报项目,配套经费与国拨经费比例不低于2:1。
  • 中科院金属研究所二维半导体器件研究获得重要突破
    经过数十年发展,半导体工艺制程不断逼近亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路,从而获得三维集成技术的突破,是国际半导体领域积极探寻的新路径之一,多家半导体公司争相发布相关研究计划。由于硅基晶体管制备工艺采用单晶硅表面离子注入的方式,很难实现在一层离子注入的单晶硅上方再次生长或转移单晶硅。虽然可以通过三维空间连接电极、芯粒等方式提高集成度,但是关键的晶体管始终分布在最底层,无法获得z方向的自由度。新材料、或颠覆性原理因此成为备受关注的重要突破点。近日,在山西大学韩拯教授领衔下,中国科学院金属研究所李秀艳研究员、辽宁材料实验室王汉文副研究员、中山大学侯仰龙教授、中国科学院大学周武教授等参与合作,提出了一种全新的基于界面耦合(理论表明量子效应在其中起到关键作用)的p-掺杂二维半导体方法。该方法采用界面效应的颠覆性路线,工艺简单、效果稳定、并且可以有效保持二维半导体本征的优异性能。进一步,利用垂直堆叠的方式,制备了由14层范德华材料组成、包含4个晶体管的互补型逻辑门NAND以及SRAM等器件。这一创新方法打破了硅基逻辑电路的底层“封印”,基于量子效应获得了三维(3D)垂直集成多层互补型晶体管电路,为后摩尔时代未来二维半导体器件的发展提供了思路。该研究成果以“Van der Waals polarity-engineered 3D integration of 2D complementary logic”为题于2024年5月29日在Nature杂志在线发表。图片来源:中科院金属所
  • Das-Nano发布石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统新品
    石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统西班牙Das Nano公司成立于2012年,是一家提供高安全级别打印设备,太赫兹无损检测设备以及个人身份安全验证设备的高科技公司。ONYX是其在全球范围内推出的第一款针对石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料大面积太赫兹无损表征的测量设备。ONYX采用先进的脉冲太赫兹时域光谱专利技术,实现了从科研及到工业级的大面积石墨烯及二维材料的无损和高分辨,快速的电学性质测量,为石墨烯和二维材料科研和产业化研究提供了强大的支持。与传统四探针测量法相比,ONYX无损测量样品质量空间分布与拉曼,AFM,SEM相比,ONYX能够快速表征超大面积样品背景介绍太赫兹辐射( T射线)通常指的是频率在0. 1~10THz、波长在30μm-3mm之间的电磁波,其波段在微波和红外之间,属于远红外和亚毫米波范畴。该频段是宏观经典理论向微观量子理论的过度区,也是电子学向光子学的过渡区。在20世纪80年代中期以前,由于缺乏有效的产生方法和探测手段,科学家对于该波段电磁辐射性质的了解和研究非常有限,在相当长的一段时期,很少有人问津。电磁波谱中的这一波段(如下图) ,以至于形成远红外和亚毫米波空白区,也就是太赫兹空白区(THz gap)。太赫兹波段显著的特点是能够穿透大多数介电材料(如塑料、陶瓷、药品、绝缘体、纺织品或木材),这为无损检测(NDT)开辟了一个可能的新世界。同时,许多材料在太赫兹频率上呈现出可识别的频率指纹特性,使得太赫兹波段能够实现对许多材料的定性和定量研究。太赫兹波的这两个特性结合在一起,使其成为一种全新的材料研究手段。而且其光子能量低,不会引起电离,可以做到真正的无损检测。 ONYX工作原理 ONYX是全球第一套实现石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料全面积无损表征的测量系统,能够满足测试面积从科研级(mm2)到晶元级(cm2)以及工业级(m2)的不同要求。与其他大面积样品的测量方法(如四探针法)相比,ONYX能够直观得到样品导电性能的空间分布。与拉曼、扫描电镜和透射电镜等微观方法相比,微米级的空间分辨率能够实现对大面积样品的快速表征。ONYX采用先进的脉冲太赫兹时域光谱THz-TDS技术,产生皮秒量级的短脉太赫兹冲辐射。穿透性极强的太赫兹辐射穿透进样品达到各个界面,均会产生一个小反射波可以被探测器捕获,获得太赫兹脉冲的电场强度的时域波形。对太赫兹时域波形进行傅里叶变换,就可以得到太赫兹脉冲的频谱。分别测量通过试样前后(或直接从试样激发的)太赫兹脉冲波形,并对其频谱进行分析和处理,就可获得被测样品介电常数,吸收吸收以及载流子浓度等物理信息。再利用步进电机完成其扫描成像,得到其二维的电学测量结果。ONYX主要参数及特点样品大小: 10x10mm-200x200mm 全面的电导率和电阻率分析样品100%全覆盖测量最高分辨率:50μm完全非接触无损无需样品制备载流子迁移率, 散射时间, 浓度分析 可定制样品测量面积(m2量级)超快测量速度: 12cm2/min软件功能丰富,界面友好全自动操作图1 太赫兹光谱范围及信噪比ONYX主要功能→ 直流电导率(σDC)→ 载流子迁移率, μdrift→ 直流电阻率, RDC→ 载流子浓度, Ns→ 载流子散射时间,τsc→ 表面均匀性ONYX应用方向石墨烯材料:→ 单层/多层石墨烯 → 石墨烯溶液→ 掺杂石墨烯→ 石墨烯粉末→ 氧化石墨烯→ SiC外延石墨烯其他二维材料: → PEDOT→ Carbon Nanotubes→ ITO→ NbC→ IZO→ ALD-ZnO石墨烯光伏薄膜材料半导体薄膜电子器件PEDOT钨纳米线GaN颗粒Ag 纳米线ONYX测试数据1. 10x10mm CVD制备的石墨烯在不同分辨率下的电导率结果 2.10 x10mm CVD制备的石墨烯不同电学参数测量结果 3.利用ONYX测量ALD沉积在硅基底上的TiN电导率测量结果 ONYX发表文章1. P Bogild et al. Mapping the electrical properties of large-area graphene. 2D Mater. 4 (2017) 042003.2. S Fernández et al. Advanced Graphene-Based Transparent Conductive Electrodes for Photovoltaic Applications. Micromachines 2019, 10, 402.3. David M. A. Mackenzie et al. Quality assessment of terahertz time-domain spectroscopy transmission and reflection modes for graphene conductivity mapping. OPTICS EXPRESS 9220, Vol. 26, No. 7, 2 Apr 2018. 4. A Cultrera et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Scientific Reports , (2019) 9:10655.ONYX用户单位重要客户合作伙伴参与项目创新点:ONYX是第一款针对石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料大面积太赫兹无损表征的测量设备,采用先进的脉冲太赫兹时域光谱专利技术。与传统四探针测量法相比,ONYX无损测量样品质量空间分布;与拉曼,AFM,SEM相比,ONYX能够快速表征超大面积样品石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统
  • 武汉将瞄准半导体产业薄弱环节补链,发力这些仪器设备
    近日,武汉市人民政府办公厅近日发布《关于促进半导体产业创新发展的意见》(以下简称《意见》)。《意见》提出总体目标,到2025年,全市半导体产业能级明显提升,产业结构更加合理,设备、材料、封测配套水平对关键领域形成有力支撑。到2025年,芯片产业产值超过1200亿元,半导体显示产业产值超过1000亿元,第三代半导体产业初具规模。到2025年,发明专利年均增速超过15%,创建3—5个国家级创新平台,牵头制定2—4项行业标准,突破一批关键核心技术,实现一批关键技术转化和应用。到2025年,培育形成5家销售收入超过100亿元的芯片企业、5家销售收入超过100亿元的半导体显示企业、5家销售收入超过10亿元的半导体设备与材料企业,半导体企业总数超过500家,上市企业新增3—5家。《意见》部署了四项重点任务,要求瞄准薄弱环节补链,立足现有基础强链、聚焦热点领域延链和围绕前沿领域建链。其中,瞄准薄弱环节补链特别提到三方面措施和三大类仪器设备,1、增强集成电路设备、材料和封测配套能力。在设备环节,聚焦三维集成特色工艺,研发刻蚀、沉积和封装设备,引入化学机械研磨(CMP)机、离子注入机等国产设备生产项目;在材料环节,围绕先进存储器工艺,开发抛光垫、光刻胶、电子化学品和键合材料,布局化学气相沉积材料、溅射靶材、掩膜版、大硅片等材料项目;在封测环节,引进和培育国内外封装测试领军企业,突破先进存储器封装工艺,推进多芯片模块、芯片级封装、系统级封装等先进封装技术产业化。2、加快半导体显示设备和材料国产化替代。在设备环节,聚焦有机发光二极管(OLED)中小尺寸面板工艺,研发光学检测、模组自动化设备,引入显示面板喷印、刻蚀机、薄膜制备等国产设备生产项目;在材料环节,支持液晶玻璃基板生产项目建设,加快OLED发光材料、柔性基板材料的研发及产业化,引入滤光片、偏光片、靶材等国产材料生产项目。3、布局第三代半导体衬底及外延制备。在设备环节,支持物理气相传输法(PVT)设备、金属有机化合物气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)等工艺设备的研发及产业化;在材料环节,引进碳化硅(SiC)衬底、SiC外延、氮化镓(GaN)衬底生产线,布局GaN外延晶片产线。链接:《市人民政府办公厅关于促进半导体产业创新发展的意见》
  • 瞄准新质生产力,天津大学成立感知科学与工程系
    日前,天津大学精仪学院感知科学与工程系获批成立。感知科学与工程系的成立旨在瞄准新质生产力发展,满足国家对先进传感技术、高端科学仪器装备和智能技术的迫切需求,为智能感知工程本科专业提供更完善的教学服务、实践平台和学术支持,推动校企合作和智能产业发展。“我们这个新专业和人工智能结合特别紧密。”据该系首任系主任黄显教授介绍:“感知科学与工程是人工智能核心数据获取的前端。”感知科学与工程系将致力于开展前沿研究、培养高素质人才、推动科技创新和产业发展,聚焦于智能传感技术和高端科学仪器装备,探索智能感知技术在各个领域的深度融合和创新应用,为社会发展和产业升级提供强有力的技术支撑,为我国科技创新和产业升级注入新的活力。未来该系的主要研究方向包括先进传感器件与系统、复杂信息检测和认知、无损检测技术与仪器、科学仪器与物质检测等。“我们的短期目标是梳理行业、社会对智能感知技术与能力的迫切需求,制定更精准地培养学生能力和体现专业特色的培养方案。”黄显表示:“面向未来,我希望学生能够成为人工智能技术的驾驭者和驱动者,能够担负起推动先进传感技术、检测技术和高端科学仪器发展的重任;我们也将发挥好‘先锋队’的作用,为国家探索出适合专业的发展路径。”据了解,天津大学是全国首批智能感知工程本科专业开设高校。感知科学与工程系的成立,意味着该专业进入实体运行和专业化管理的新发展阶段,也标志着天津大学在前沿科技领域迈出新的重要一步。
  • 瞄准分析化学研究国际前沿热点
    日前召开的全国科技奖励大会上,由中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣院士主持完成的“生物分子识别的分析化学基础研究”项目喜获国家自然科学奖二等奖。 “生物分子识别的分析化学基础研究”项目属于分析化学学科,是分析化学研究的国际前沿热点。该项目立足于学科发展,面向国家和社会需求,瞄准分析化学中高灵敏度、高选择性、高通量的科学问题,发展基于生物分子识别的新型分析材料、分析方法和分析仪器。 在这个项目中,有多项重要科学发现:一是首次成功利用微波热解法制备出无毒、具有荧光和电化学发光双重性质的碳点;发展了非共价技术制备稳定的、对氧还原具有高催化活性的铂纳米立方体修饰碳纳米管的材料;该系列材料在生物分子识别研究中发挥了重要作用。 二是发现了三联吡啶钌电化学发光新型共反应剂:二丁基乙醇胺。使用该试剂,三联吡啶钌在铂电极上的电化学发光响应是使用传统共反应剂三丙胺的100倍,在提高电化学发光灵敏度方面具有重要意义。 三是构筑了新型功能化纳米传感器,并将其成功用于高灵敏度、高选择性的生物分子识别分析:发展了杂交双链DNA功能化荧光银纳米簇的制备新方法,实现了对镰刀型细胞贫血症基因的单碱基突变的识别。该方法对于基因单碱基变异的识别具有普适性;设计与合成了新型纳米多功能荧光探针:SiO2/ED-TA/Eu3+,可以选择性识别炭疽热孢子标志物,检测灵敏度比传统方法提高了2个数量级,2分钟即可完成检测,并实现了检测的可视化;开发了基于三重氢键识别的功能化金纳米粒子检测三聚氰胺的比色方法,裸眼检测限比美国安全标准低2个数量级,实现了低成本、准确、原位检测奶制品中三聚氰胺的目的。 四是发展出具有荧光、表面增强拉曼和共振光散射等多种检测手段,非放射性的生物芯片技术,提高了检测的准确性,达到了对生物分子识别进行高通量研究的目的。 五是研制出实时、在线的分子识别电化学分析仪。有关该仪器的科技部专家组验收意见认为“该仪器是具有自主知识产权的一项重要科技成果,填补了该类仪器国内外空白。”
  • 697万元!蔡司中标中科院新疆生地所三维X射线扫描成像系统采购项目
    近日,中国科学院新疆生态与地理研究所三维X射线扫描成像系统采购项目发布中标公告,卡尔蔡司以US$1,031,000.00(折合人民币约697万元)中标。一、项目编号:OITC-G220300354(招标文件编号:OITC-G220300354)二、项目名称:中国科学院新疆生态与地理研究所三维X射线扫描成像系统采购项目三、中标(成交)信息供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 新疆汇意达进出口有限公司 三维X射线扫描成像系统 卡尔蔡司Xradia515 Versa 1台 US$1,031,000.00 四、招标技术规格1. 工作条件1.1 电源:380V和230V±10%,AC(交流),50/60Hz1.2 环境温度:15-27℃(最优:18~21℃)1.3 相对湿度:20-80%2. 技术要求:*整机要求:提供的设备为成熟的型号和配置,不接受后期改造或定制开发。2.1 分辨率及成像架构#2.1.1 最高空间分辨率:最佳三维空间分辨率≤0.5μm;2.1.2 当X射线源距样品旋转轴50mm时的最佳空间分辨率≤1.0μm;2.1.3 最小可实现的体素(最大放大倍率下样品的体素大小)≤40nm;#2.1.4 系统必须采用几何+光学两级放大的架构,以满足我单位对大样品进行局部高分辨率的成像需求;#2.1.5 具备当X射线源距样本旋转轴50mm中心位置时的最佳空间分辨率≤1.0μm;(应以厂家官方发布或者第三方发布的国际文献中数据或结论为有效证明文件);2.1.6 在不破坏样品的情况下直接对直径≥20mm样品(如植物秆茎、试管边缘或高分子材料等)的侧边缘位置(即样品的旋转半径和工作距离不小于20mm)实现体素分辨率(voxel size)≤1μm的清晰扫描三维成像。2.2 三维组织表征、重构及成像2.2.1 无损伤地对样品进行三维组织表征,可获得样品的三维组织形貌及不同角度、不同位置的虚拟二维切片组织形貌信息。不需制样或只需简单制备,不需真空观察环境,不会引入人为缺陷;2.2.2 利用吸收衬度原理和相位传播衬度原理,可以对包括高原子序数和低原子序数在内的各种材料都能获得高衬度图像;2.2.3 基于CUDA的GPU加速重构,由1600张投影重构1K×1K×1K图像时间≤2.1分钟;#2.2.4 支持纵向拼接技术,通过纵向拼接扫描结果获得更高视野的数据,数据重构及纵向拼接需集成在数据采集软件,数据采集-三维重构-纵向拼接自动化,不依赖第三方软件或者离线软件;2.2.5 具有支持宽视场模式的物镜探测器,具备更宽的视野。2.3 光源与滤波片*2.3.1 高能量微聚焦闭管透射式X射线源;2.3.2 最高电压≥160kV,最低电压≤30kV,电压在最低和最高之间连续可调;2.3.3 最大功率≥10W;2.3.4 Z轴可移动范围≥190 mm;2.3.5 X射线泄露≤1μSv/hr(距离设备外壳25mm以上处);2.3.6 带有单过滤波片支架,12个适用于不同能量段扫描的滤波片。2.4 探测器2.4.1 能够实现二级放大的16bit噪声抑制闪烁体耦合探测器, 探测器能够实现≥2048×2048像素成像和三维重构;#2.4.2 具备1个大视场0.4X 物镜探测器,实现≥2048×2048像素成像和三维重构,支持宽视场模式;2.4.3 包含高对比度,低分辨率的4X物镜探测器;2.4.4 包含高对比度,高分辨率的20X 物镜探测器;2.4.5 包含高对比度,高分辨率的40X 物镜探测器;2.4.6 探测器可移动范围≥290mm。2.5 样品台及样品室2.5.1 全电脑控制高精度≥4轴马达样品台,具备超高的样品移动精度;2.5.2 样品台X轴运动范围≥45mm;Y轴运动范围≥95mm;Z轴运动范围≥45mm;2.5.3 样品台旋转运动范围:360度旋转;#2.5.4 样品台最大承重范围:≥25kg;2.5.5 样品台可承受样品尺寸范围:≥300mm;*2.5.6 样品室内配备可见光成像设备,通过电脑操作即可实现样品的扫描位置对中,并可实时监控舱室内样品情况。并且要确保系统整体运行安全和封闭性,不可为开窗设计,防止X射线辐射泄漏;#2.5.7 系统应具备智能防撞系统,可根据样品尺寸设定源和样品的范围,保障在实际成像过程中不会发生样品和源、探测器的碰撞损坏设备或样品。2.6 仪器控制与数据采集、重构、可视化及分析系统2.6.1 全数字化仪器控制,专业计算机控制工作站,应满足或优于以下配置:Microsoft Windows10 Pro 及以上操作系统、双8核 CPU、CUDA-enabled 3D GPU,硬盘容量≥12 TB、内存≥32GB、液晶显示器≥24寸,带可刻录式光驱;2.6.2 具备三维数据采集及控制软件,可实现三维断层扫描图像重构及3D视图;2.6.3 支持多种格式的CT数据和CT图像输入/输出,预览,裁剪以及格式转换;2.6.4 具有图像处理方法,实现数据图像、CT图像的降噪、锐化、增强等;2.6.5 具备自动拼接功能,具备可变曝光功能,具备导航式扫描功能;2.6.6 具备图像伪影校正等功能,确保采集图像的真实性;2.6.7 具有ROI选择功能,用户可根据需要选择区域进行局部重建;2.6.8 支持对ROI进行量化分析,可得到选定结构的体积占比、每个单元的体积、表面积、形状比、等效直径等信息;2.6.9 支持对三维数据体进行旋转、平移、缩放、斜切视图、亮度/对比度、伪彩色等操作;2.6.10 可实现标记点、标尺、角度、路径、箭头、区域(矩形/椭圆/多边形/自由绘制)、三点拟合圆等测量和标注操作;2.6.11 支持二维、三维图像不同分辨率图像的输出,且能导出二维图像序列、逐层动态视频和制作三维视频动画;2.6.12 使用阈值分割、2D笔刷进行图像分割,实现3D感兴趣区的提取或修改;2.6.13 可转化3D感兴趣区为mesh模型,支持显示效果调整和导出STL、PLY、OBJ、VTK、IVW格式文件,方便客户后续分析或逆向;2.6.14 可对量化结果进行筛选、编辑,导出文件。3. 安全防护3.1 辐射防护箱体(用于屏蔽X射线,防止泄露,保证人身安全);#3.2 安全屏蔽室需采用铅钢全封闭,不能留有可视透明窗口,设备内部样品和工作情况通过机台内部可见光相机清晰观察;3.3 双联锁X射线安全门,紧急停止开关,设备运行过程中,任何可开启之处被外力开启时,X射线立即停止;3.4 经用户授权可开通远程预警性技术服务,系统可以通过网络传输将运行数据传递给生产厂商的售后部门,实现线上的设备状态监控。4. 附件及零配件4.1离线工作站:应满足或优于以下配置:Microsoft Windows10专业版操作系统、至强4210R处理器CPU、GeForce RTX2080Ti 11G显存 GPU,硬盘容量≥6 TB、内存≥128GB、液晶显示器≥23.8寸,带可刻录式光驱;4.2 标定球样品,1个;4.3 分辨率测试卡,1个;4.4 标准样品夹持器,1套;4.5 设备维护专用工具,1套;4.6 文档资料(设备操作手册、培训资料等)。
  • 天津环保治理瞄准VOC 聚光科技布局抢先机
    11月12日讯,天津市第二轮环保专项活动将瞄准挥发性有机物(VOC),聚光科技业务拓展步伐先于市场及政策,,相关产品有望抢佔先机。  天津市政府网站周二发布消息指出,从现在起至年底,该市开展第二轮环保专项行动,重点对挥发性有机物污染进行综合治理。方案指出,2013至2017年该市将实施79个挥发性有机物综合治理项目,今年年底前将实施27个治理项目和8个关停项目。  挥发性有机物作为空气污染的罪魁祸首之一,继PM2.5、二氧化硫、氮氧化物之后,日渐成为政府和社会关注的一个治理要点。  全国工商联环境服务业商会秘书长骆建华认为,大气污染防治应该从主要污染物的绝对量控制、削减淘汰落后产能等方面入手。国家需在20年内,使二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物这叁项主要污染物的绝对量各减少1000万吨。  环保部污染防治司负责人在中国环保产业高峰论坛暨环境商会2013年年会上曾透露,环保部正在制定VOC排放标准,但因技术及管理的復杂性,出台时间暂难明确。环保部目前正在抓紧制定石化、化工等行业的具体VOC排放标准。  目前聚光科技已经涉及VOC监测及治理业务,其自主研发的VOC在线监测系统及节能技术,可以为石化、机械、化工、医药等行业提供治理方案。  一位长期跟踪聚光科技的券商研究员指出,聚光科技产品和技术储备先于市场启动,随着常规污染物治理进入稳定阶段,VOC将成为接档后市的治理对象之一,届时聚光科技可抢佔先机。  聚光科技CEO姚纳新也表示,重金属、有机物监测技术设备将成为公司未来重点拓展的市场方向。
  • 赛默飞最大的投资已瞄准新一代测序技术
    背景  2015年1月12日-15日,第33届JP摩根健康投融资大会在美国旧金山举行,往年大会上,各家公司都派出重量级阵营,公布上年度经营业绩,发布最新产品,给市场打入强心剂,以获得投资人的青睐。   在赛默飞收购Life Tech大约一年后,赛默飞公司总裁兼CEO Marc Casper在会上重申,Life Tech的整合工作正按照去年的预期处于进展中。  相比去年预估的8500万美元,该项收购带来的成本协同效应可达到1亿美元。除此之外,赛默飞收购Life Tech后组建了生命科学解决方案部门,该部门预期的有机收入正以3%的速度增长。这属于公司曾预估的最高点,Casper说到。  该项收购后第三年的协同目标仍为3.5亿美元,他补充到。赛默飞公司总裁兼CEO Marc Casper  会上,Casper并未提及赛默飞在新一代测序业务Ion Torrent研发工作方面的任何细节,但他说,整个公司最大的投资已瞄准了新一代测序技术,重点关注信息技术与构建平台。  Casper表示,该公司仍然专注于Ion Torrent业务在癌症领域的发展。本周二,赛默飞先后推出了两款新品:CE-IVD Oncomine Solid Tumor DNA试剂盒,可用于完成甲醛固定石蜡包埋肿瘤样本复杂的测序工作;Ion Torrent AmpliSeq RNA Fusion Lung Cancer Research Panel,基于新一代测序技术的RNA面板和工作流,可用于目标序列转录融合的临床研究。编译:刘玉兰
  • ‘上海仪迈’国内首创光电瞄准的数字显示V棱镜
    受“仪器信息网”的邀请,上海仪迈于《仪器快讯》杂志的2011年第4期 “技术与市场”专栏成功发表一篇题为《国内折光仪的研制现状及发展趋势》的技术前瞻性文章,同时推出了高性价比的台式折光仪系列和手持式折光仪系列,奠定了上海仪迈在国产折光仪领域的领导地位。为了“将折光进行到底”,上海仪迈又进入到折光仪领域最高精度的V棱镜的研发中,可喜的是,上海仪迈终于在国内首创光电瞄准的数字显示V棱镜。在此期间,公司的研发专家进行了V棱镜多项核心技术的大胆革新,取得了技术的全面突破,真正做到了“精益求精”的科学精神和科研态度。我们衷心期待新一代的光电瞄准的,数字显示的V棱镜早日面市。
  • 新民晚报报道泰坦科技 创业掘金瞄准“高端实验室服务”
    报刊原文 上海松江,新飞路1500弄66号楼,每天灯火通明,6名上海博士创办的上海泰坦科技(泰坦化学)股份有限公司,紧张又忙碌。他们默默创业6年,要为中国科学家提供更好的实验室产品与服务,为中国科学登峰助一臂之力。 昨天,记者走进松江科技园区,探访这家自我定义为“中国科学服务首席提供商”的年轻企业。1. 瞄准国内科技服务洼地 橙红、明黄、墨绿。走进“泰坦”五楼,数百平米的标准化实验室整洁明亮。每个实验桌上都有一个红色抽气罩,造型有些卡通;饮水桶大小的褐色容器上,盖着红色瓶盖;有的实验桌面是一整片墨绿…… 别小看这些颜色,这可是董事长谢应波带领团队在多年的实验室经历中摸索、梳理出来的“泰坦牌”实验室“色系”。“比如,合成实验等科研的实验室台面是整片墨绿或蓝绿,因为耐脏;化妆品实验室多选用白色,看上去干净、放心;科学仪器上亮丽的小色彩,易于辨识,又能刺激科研人员大脑,有助于提升创新活跃度。 科学实验室也讲究搭配?这在七八年前的中国科研界是很难想象的。那时,科研人员创新产品做实验,实验室里的瓶瓶罐罐都得自己淘,高端实验仪器、科研试剂与耗品基本依赖国际邮购,不仅要等上几个月,价格还比国外贵几倍。有些高精尖材料或试剂甚至限制出售给中国,让国内科学家时常“巧妇难为无米之炊”。 相反,欧美等科技强国,都有本土的科学服务公司,甚至发展成世界500强企业,如飞世尔、默克、Danaher等,年销售超1000亿元。就连邻国日本,也有年销售额超过100亿元的科技服务企业。 “2004年近1000亿元,到2012年超过1万亿元,8年间我国科研投入增长十倍,可连一家年销售额10亿元的专业科学服务公司都没有。”在谢应波眼里,落后的科研配套服务已经“绑住”了中国科学家的研发效率。2007年,尚在读博的他与5位同学一拍即合,决定创立“泰坦”,瞄准国内科技服务的巨大洼地。2. 6位穷学生10万元创业 取名泰坦,是因为几位年轻人都爱玩的一款游戏,里面有个名叫“泰坦”的神兽,它源自希腊神话中曾统治世界的古老神族。创业之初,6位穷学生东拼西凑借来10万元,再加上市大学生科技创业基金会20万元的无偿资助开始起步。“我们四处租小公司的实验室用,为了多做实验多省钱,常常是早上7时来,晚上12时才离开。” 半年后,资本金尚未花光,产品已经有销售了。他们白天在市科技创业中心提供的三间免费办公桌“拉业务”,晚上用临时租来的实验室与设备,围绕客户需求开发各种新型化合物分子。终于,泰坦接到了第一笔大订单:给诺华公司制作1千克某硼酸分子。 这种硼酸分子,读书时做出来过,每次仅合成1至2克。如今一下子放大千倍,纯度要符合世界500强公司质量要求,团队心里没底。几个人轮着没日没夜实验,当试管里第一次出现色泽、形状均匀,纯度达标的晶体时,谢应波高兴得简直要飞起来。那年春节,6个家在外地的创始人都没有回家。“那笔订单我们赚了8万元,更与诺华这样的大客户奠定了良好的合作关系。” 那年开始,泰坦核心团队连续3年在实验室里过春节。慢慢地,从第一次为世界500强制药提供的吡啶类化合物,到率先建立一系列频哪酯类化合分子库,再到开发国内最多的杂环氟化物系列产品;从一个一个产品开发,到创立自己的品牌,再到成功打造了国内最大的自主高端试剂品牌Adamas,提供近3万种试剂,上海现货库存超过1.8万种,其中3000种产品独家拥有。3. 破垄断降国内科研成本 最新揭晓的上海市企业创新类十大科技英才中,谢应波当选(“泰坦科技董事长兼CEO谢应波获第七届上海青年科技英才称号(企业创新类)”新闻请见“阅读原文”),他却连称自己沾了“幸运儿”泰坦的光。 “我们是草根企业,起点低、底子薄、资源少,创业时正赶上市大学生科技创业基金成立第二年,免费拿到‘第一桶金’。后来,又承担多项科技部、市发改委、市科委、市经信委及徐汇区的技术创新和服务平台项目。从一个初创微小企业,第一年销售额只有3000元,到如今全球10个销售网点,为1万多家科研院所和企业研发中心提供服务,年销额超过3亿元。泰坦抓住行业机遇,创新生产模式的同时,更运气十足。” 最近3年,泰坦公司销售额年增长率平均超过100%;未来3年,目标是年销售额突破10亿元。针对国内科研配套服务业相对落后,泰坦还率先实现了行业信息化高端平台——探索网,其产品覆盖化学试剂、实验耗材、生物耗材、常备设备、分析设备和实验室管理软件等方面,通过简便搜索,使科研工作者的选择、购买过程最简化——原来辗转一两个月才能买到的实验材料,如今1天就搞定。 “真正让我们自豪的,是在科技服务领域真正打破了国外巨头的垄断,实现了为国内生物医药、有机合成、材料化学、食品香料、能源化工及分析检测领域提供最优质研发试剂愿望,为我国科研直接和间接降低成本超过6亿元。”谢应波说,着眼于未来信息化的积累,公司已拥有超过15万个的生物、化学试剂数据,数万种实验仪器耗材的参数数据、使用方法及稳定供应,终于使泰坦成为跟国际科学服务巨头一样,为国内科研工作者和质控人员提供一站式的实验室产品与服务。【上海泰坦科技股份有限公司由在读博士生创办的高科技企业,一直得到科技部、教育部和上海市政府的重点扶持。公司产品分为高端试剂、通用试剂、分析试剂、实验耗材、仪器仪表、安全防护、实验室建设和科研信息化软件八大业务板块,为生物医药、新材料、新能源、化工化学、精细化工、食品日化、分析检测等领域提供全方位的产品与服务。公司已成功搭建具有国际化视野、全球供应链整合、专业化咨询的国内首家科学一站式服务平台,真正实现“有实验室的地方就有专业的产品和服务”,成为“中国科学服务首席提供商”。】
  • 三维体扫描大型成像显示器亮相世博
    世博会徽标、招手的海宝、迎客的茶壶……在一个高2.8米、直径1.3米宛若水帘洞的圆柱体空间内,一件件上海世博会标志物栩栩如生地展现在人们眼前。没有观看角度的限制、无须佩戴特制眼镜,人们惊喜地体验到360度全景观看这些三维立体影像的璀璨感受。日前,由华东师大信息科学技术学院教授刘锦高课题组研发的“三维体扫描大型成像显示器”正式亮相,即将在世博会重大活动中使用。这一精准同步的光、机、电一体化高科技产品将引领人们感受真正的三维立体效果。  首创“旋转真三维”显示系统  真正的三维立体效果,是将物体的长度、宽度、深度(厚度)直观地进行再现。由于条件限制,多数三维立体效果在深度的展示上都有所欠缺,即使是观看3D电影,有时还是会受到观察角度的限制,无法完全享受身临其境之感。然而,华东师大研发的这套全新的三维体扫描电子系统的核心部件由数十枚32位CPU组成,它们的运算能力远胜一般的多核计算机。它将立体对象提取出不同的切面、切片进行显示,利用扫描在三维空间的体像素构成了立体图像,展示了一个最接近真实物体的立体画面。这套拥有水平与垂直视角的全角光场立体显示器,满足了水平视差与垂直视差的观看要求,再现人们观察世界的真实感受,并获得高亮璀璨的显示效果,从而带给人们质感的3D影像。  刘锦高课题组此次研制大型体扫描显示器仅用了短短几个月的时间,克服了一系列困难。目前,课题组已成功研制了一套大型显示系统及一套备份系统。显示器的首度公开亮相,标志着一种全新的大型立体显示方式的诞生。它突破了以往裸视三维立体显示技术(例如LCD、PDP技术等)需要借助二维平面来展现三维影像的瓶颈,通过对物体进行旋转扫描,将图像置于一个真实的立体空间,实现了真正意义上的三维立体显示。该研发工作得到了上海市科委的大力支持。  刘锦高表示,此套系统是我国自主研发的产品,属世界首例,拥有完全的自主知识产权。  探索计算机图形学新领域  “目前的计算机图形学主要基于平面光栅扫描理论。而这套新系统的研发为计算机图形学向三维体扫描方向的发展奠定了基础。”刘锦高告诉记者,三维体扫描大型成像显示器的研制成功,突破了传统计算机图形学理论,为图形扫描理论和技术的发展开辟了新的研究方向,并提供了有力的实例论证。  他表示,目前,体扫描计算机图形学还处于探索阶段,仍有许多问题需要进一步细化研究。“这对于我们科技工作者来说,意味着新的一轮挑战。”  力拓技术应用的崭新境界  这套显示系统在军事训练、医疗诊断、数据可视化、工程产品设计、景观建筑、视频游戏、虚拟现实、多媒体教学等方面具有广阔的应用前景。  “就以医疗诊断来说,我们通过CT、核磁共振获取的人体或器官扫描影像本来可以提供三维数据,但由于三维成像显示技术尚未成熟,目前只能以胶片或其他介质的二维形式来显示,需要有经验的医学专家才能判读,增加了诊断的难度。若将这些数据通过三维体扫描显示器来再现,就会有超乎想象的突破。再如,关于航天飞机的设计,我们可以在任何部件的设计改进之后马上显示其整体效果。”刘锦高如数家珍般给出不少例子。
  • 科哲发布正-反二维液相色谱系统新品
    上海科哲生化科技有限公司作为中国薄层色谱仪器研发的中心,专业服务于中药行业,为中药行业提供从扫描仪、成像系统、点样仪、展开仪、铺板机等全套薄层色谱仪器。现如今大众对液相的接受度普遍较高,但液相亦有它的局限性,将薄层色谱和液相色谱相结合势在必行。为了解决这一问题,上海科哲生化科技有限公司推出了薄层-液相二维色谱。利用薄层的快速分离优势,将目标物提取传输至液相系统,是药物分析行业、有机合成实验室的理想选择。2DMax1100A3正-反二维液相色谱系统仪器组成:1、高压四元梯度泵系统;2、四波长UV-VIS检测器;3、全自动进样器; 4、色谱柱;5、模块化液相工作站;6、二维色谱切换阀系统主要特点:1、 两支色谱柱有效提高峰容量,用于分离复杂样品;2、 可用于正相&反相二维,解决溶剂兼容问题;3、 简单易用且功能强大的操作软件;4、 灵活的一维、二维切换系统;5、 自动进样器采用全封闭样品瓶,具有洗针功能,可避免样品污染;技术指标:1、流量范围:0-200mL/min(更大流量可定制);2、压力范围:0-4000Psi,过压保护;3、波长范围:190nm-850nm(四波长同时检测),准确度:0.2nm;4、光 源:氘灯-钨灯组合光源;5、自动进样器:144位;6、软件环境:Win7 / 10 (64位);7、通讯方式:网口通讯;2DMax1100P3正-反二维液相色谱系统仪器组成:1、高压四元梯度泵系统;2、四波长UV-VIS检测器;3、全自动进样器; 4、智能馏分收集器;5、收集试管架;6、制备柱;7、模块化液相工作站;8、二维色谱切换阀系统主要特点:1、 两支色谱柱有效提高峰容量,用于分离复杂样品;2、 简单易用且功能强大的操作软件;3、 灵活的一维、二维切换系统;4、 自动进样器采用全封闭样品瓶,具有洗针功能,可避免样品污染;技术指标:1、流量范围:0-200mL/min(更大流量可定制);2、压力范围:0-4000Psi,过压保护;3、波长范围:190nm-850nm(四波长同时检测),准确度:0.2nm;4、光 源:氘灯-钨灯组合光源;5、自动进样器:144位;6、馏分收集容器:试管孔径15mm,试管位数1607、软件环境:Win7 / 10 (64位);8、通讯方式:网口通讯;创新点:1、 两支色谱柱有效提高峰容量,用于分离复杂样品;2、 可用于正相&反相二维,解决溶剂兼容问题;3、 简单易用且功能强大的操作软件;4、 灵活的一维、二维切换系统;5、 自动进样器采用全封闭样品瓶,具有洗针功能,可避免样品污染;正-反二维液相色谱系统
  • 天瑞仪器:瞄准重金属相关仪器市场
    在“十二五”规划国家加大对环保相关产业投入的大背景下,环境监测仪器行业作为环保产业的子行业拥有巨大的发展潜力。在这样的市场需求驱动下,越来越多的仪器厂商开始关注环保领域或进入环境检测与监测仪器市场。作为国内首家分析仪器上市公司,江苏天瑞仪器股份有限公司(以下简称:天瑞仪器)已开始在该领域“耕耘”,尤其瞄准了重金属相关仪器市场。  推出2款重金属检测新品  近日,天瑞仪器推出了6款新品,其中Genius 9000XRF与WAOL2000-Cr6+水质在线分析仪这2款可应用于环保领域的重金属污染检测。  Genius 9000XRF手持式土壤重金属分析仪采用了大面积铍窗硅漂移探测器和数字多道脉冲分析技术,大大提高计数率、分辨率和检出限,缩短了测试时间,能对土壤中重金属进行快速原位分析。  而WAOL2000-Cr6+水质在线分析仪采用了天瑞仪器自主研发的交流调制电路、交流调制检测电路与滤波算法等多项技术。该产品通过了一系列严格的测试,具有较高的测量准确度,同时其具有超大的测量量程范围,可根据客户要求定制不同的量程以适应不同水环境重金属测量的要求。  专业检测重金属 提供规模化、全方位产品  这2款仪器是天瑞仪器众多重金属污染检测仪器中的重要成员。至今为止,该公司可用于检测重金属的仪器已达十余种,既有EDX-P930、Genius 9000、HM-3000P便携式水质重金属测定仪等便携式仪器,也有WAOL2000系列水质重金属在线分析仪、EHM-X100大气重金属自动在线分析仪等在线监测仪器,还有Super 1050超级X荧光光谱仪、ICP2000电感耦合等离子体发射光谱仪、AAS8000石墨炉原子吸收光谱仪和AFS-200原子荧光光谱仪等可用于重金属检测的实验室仪器。  通过以上仪器的组合,天瑞仪器可针对不同介质(土壤、水体、大气)中的重金属污染提供相应的检测或监测方案。该公司的EDX-P930、Genius 9000等手持式重金属检测仪非常适合在现场直接测量土壤中的重金属含量;针对水体,该公司提供HM-3000P便携式水质重金属测定仪和WAOL2000系列水质在线分析仪等产品;此外,该公司还正研发EHM-X100大气重金属自动在线分析仪,该产品届时可实现无人值守、自动富集、自动测量和自动保存滤膜样品的功能。这些产品结合天瑞仪器的重金属实验室检测仪器,形成相对完整的重金属检测与监测产品体系。  值得关注的是,至WAOL 2000-Cr6+水质在线分析仪发布,天瑞仪器已推出了11款水质重金属在线监测仪,足见该公司对于该细分市场的重视。据悉,天瑞仪器已成功研发出HM-3000P便携式水质多参数重金属分析仪,正在申请多项专利。  看好重金属在线监测仪器市场  天瑞仪器对重金属在线监测仪器市场的前景非常看好,该公司相关人员表示,“低端的环境在线监测仪器,譬如常规水质五参数、总磷、总氮,烟气二氧化硫、二氧化碳等仪器的市场确实竞争激烈。但是高端的环境在线监测仪器,譬如水质在线重金属分析仪、大气重金属自动分析仪等,国内制造厂商少之又少。高端在线监测仪器含有两个层面的意思,一是技术门槛高,二是可靠性和稳定性高,这种高端仪器将是仪器市场新的增长点。但目前该市场大部分市场份额被国外产品占据。天瑞仪器作为国内首家上市的分析仪器生产商,一直致力于打造先进、精密、性能可靠的仪器,要让越来越多的环境在线监测领域的用户使用国产高端仪器。”  对于将来天瑞仪器仪器是否也会开展环境监测设备运营服务,该工作人员也表示,“环境在线监测仪器的制造与运营多数是分开的,正所谓‘术业有专攻’。但目前国内普遍存在的是一些工程集成商将多种分析仪器集成为一个系统销售给用户,同时提供运营服务。当然对于专门从事在线分析仪器开发制造的企业来说,工程和运营是不可缺少的部分。”  据悉,未来该公司还有可能研发、生产在线多参数重金属监测仪、生物毒性在线分析仪、水中挥发性有机物在线分析仪等水质在线监测仪器。  在市场拓展方面,天瑞仪器一方面在保证产品质量的前提下以昆山市为试点,不断拓展公司重金属在线监测仪在全国范围内的影响力,另一方面将不断听取客户需求并提供一流的服务,使仪器能更好的满足客户的需求。  相关链接:天瑞仪器仪器重金属防治检测解决方案
  • 专家解读:中国自主研发光学系统助力天舟一号“牵手”天宫
    p  中国首艘货运飞船“天舟一号”20日在文昌航天发射场发射成功,之后这位“太空快递员”将与天宫二号空间实验室进行自动交会对接。在此过程中,中国自主研发的“光学成像敏感器”是二者太空精准“牵手”的关键设备。/pp  20日,中科院长春光机所空间目标成像项目组带头人、研究员刘伟奇在接受中新社记者专访时介绍,中国自主研发的第三代光学成像敏感器提高了抗干扰能力,可以使“天舟一号”与天宫二号空间实验室在太空中精确无误地进行瞄准。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/2f9a8c7c-8a7e-4b17-85f0-817ac07b042b.jpg" title="1.jpg"//pp  中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”于4月20日晚间19时41分在海南文昌航天发射场成功发射升空。/pp  刘伟奇带领的项目组负责中国第三代光学成像敏感器两个关键组件——光学成像敏感器匀化器和光学成像敏感器光学系统的研发。/pp  通俗地讲,光学成像敏感器匀化器好比一把“手电”,光学成像敏感器光学系统则是一双“眼睛”。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/6c1fdca2-81a1-4519-bd34-2beb88da49e6.jpg" title="2.jpg"//pp  中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”于4月20日晚间19时41分在海南文昌航天发射场成功发射升空。/pp  飞船对接前,“天舟一号”用“手电”照射天宫二号空间实验室上的几个标志物,然后用“眼睛”观察标志物的分布就能够知道双方的相对位置,以此确保准确交会对接。/pp  刘伟奇表示,太空对接不可差一丝一毫。“飞船自动对接需要一套精准的瞄准系统,我们研发的这套光学系统的绝对畸变精度为± 1微米,同时它还具备良好的空间适应性,能够承受震动、冲击、热真空、热循环以及太空辐照。”/pp  刘伟奇带领的项目团队由近20位科研人员组成,这个平均年龄在37岁左右的年轻队伍耗时7年才完成上述两个组件的研发。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/32caecfe-17d8-44b2-ae90-44408fc0307a.jpg" title="3.jpg"//pp  中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”于4月20日晚间19时41分在海南文昌航天发射场发射升空。/pp  刘伟奇直言,团队在研发过程中没有国外资料可查,都是根据实际需要慢慢摸索,受到不少考验。“比如做空间环境辐照实验时,因为所用的玻璃材料不行,导致在辐照的情况下变黑,大家不断通过各种技术方案试验,才最终攻克难题。”/pp  据悉,第三代光学成像敏感器除应用在“天舟一号”之外,未来还将在中国其它航天器上应用。/pp  /ppbr//p
  • 深耕优势领域 东曹瞄准生物制药行业
    p  仪器信息网讯 金秋10月,第十七届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2017)在北京国家会议中心拉开帷幕,吸引500余家国内外仪器、耗材生产及经销企业参展。本届盛会上,东曹(上海)生物科技有限公司(以下简称:东曹)携最新色谱柱、色谱填料等产品亮相。br//pp  东曹原为东曹达(上海)贸易有限公司生命科学部,于2010年6月正式宣布独立,主要产品包括TSKgel高效液相色谱柱、TSKgel高压层析分离纯化填料、TOYOPEARL中低压层析分离纯化填料、ToyoScreen和MiniChrom层析工艺方法筛选用预装柱、IC-2010型离子色谱仪、HLC-8320GPC凝胶渗透色谱仪以及HLC-8321GPC/HT高温凝胶渗透色谱仪等各种色谱耗材和仪器。本届BCEIA展览会上,东曹展示了最新色谱柱TSKgel® UP-SW3000、Protein A-5PW,东曹(上海)生物科技有限公司副总经理潘明祥对产品进行了介绍。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/58818ccd-0891-4c55-b620-e16f04b98458.jpg" title="潘明祥.jpg"//pp style="text-align: center "东曹(上海)生物科技有限公司副总经理 潘明祥/pp  TSKgel® UP-SW3000是一款粒径为2μm,键合了二醇基的硅胶填料充填,用于生物大分子尤其是抗体药物分离、分析用的尺寸排阻色谱柱。该色谱柱既可以用于UHPLC系统,有可以适用于HPLC系统。UP-SW3000色谱柱的上市进一步充实了东曹公司SEC系列色谱柱的产品线。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/0d488617-9ec4-4190-9933-b73bc1ef6315.jpg" title="东曹色谱柱1.jpg" width="378" height="234" style="width: 378px height: 234px "//pp style="text-align: center "UP-SW3000色谱柱/pp  TSKgel® Protein A-5PW是一款亲和色谱分析柱,采用多孔亲水性聚合物基质的填料,表面键合重组Protein A官能团,主要用于lgG的快速、高分离分析。该填料粒径为20μm,机械强度高 对lgG有很高的动态吸附载量,定量范围宽 柱身使用PEEK材质,大大减少非特异性吸附,可用于对CHO细胞培养上清液中的lgG定量、培养条件的探索以及生产工艺的管理等。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/9eac3e5d-c293-4100-afd9-8af5f03068a2.jpg" title="东曹色谱柱.jpg"//pp style="text-align: center "TSKgel® Protein A-5PW色谱柱/pp  东曹的TSKgel分析柱、TOYOPEARL分离纯化填料广泛应用于蛋白、多肽、多糖、寡聚糖、DNA、低聚核苷酸、抗生素、合成高分子、天然产物和其他小分子量化合物的分析、分离及纯化,主要面对生物大分子相关的企业、高校、科研院所等机构。据潘明祥介绍,早在上世纪70、80年代,中国部分研究人员已经开始使用东曹的产品,但正式在中国国内的销售始于90年代。自2004年正式在中国成立公司之后,东曹一直保持较好的年增长率。/pp  谈及产品应用,潘明祥认为,东曹产品更多的是瞄准生物大分子行业。在生物大分子的产业链中,东曹的产品主要用于研发、过程控制和品质管理方面。比如,在实验室中使用色谱柱对蛋白进行表征,在工艺开发、生产过程中使用填料进行样品纯化等。TSKgel色谱柱尤其是分子筛色谱柱在国际上享有盛名,面对蓬勃发展的中国生物制药行业,潘明祥看到了巨大的商机。其认为,虽然中国生物制药起步晚于其他国家,但是起点高、国家政策的支持和巨额资金的投入吸引了大量高水平海归人员,即使在研发品种较为集中、竞争相对激烈的环境中,众多的原研药、CRO和CMO企业依然如雨后春笋般成长和发展,并取得一定的成果。在当前对药品质量要求愈来愈高的环境中,作为主要定性、定量分析手段的色谱、质谱技术被广泛应用,进而带动相关耗材如色谱柱、色谱填料的发展。随着技术研究的不断进步,越来越多的生物标记物等被发现和分析,潘明祥预计,未来5-10年内,中国的色谱柱和色谱填料市场将继续保持两位数以上的增速。/pp  有市场就有竞争。潘明祥认为,当下,中国的色谱柱市场主要被常规色谱耗材供应商占据,但就分子筛色谱柱而言,东曹的TSKgel色谱柱产品仍占据重要的市场份额。在处理市场竞争中,东曹将秉承一贯营销理念,即避开低端价格战,采取差别化销售策略,配合线上、线下多样营销手段,发挥其分子筛色谱柱产品的优势,深耕生物大分子优势领域。/ppbr//p
  • 我国研制出新型测量装置 实现二维图形高精度圆度校准
    日前,一种高精度的新型光学二维图形圆度测量装置在中国计量科学研究院研制成功并通过专家验收。该装置首次将圆度测量的标准方法与影像探测技术进行结合,实现二维圆图形高精度圆度校准,准确度达到世界先进水平,解决了高精度影像测头坐标测量机的溯源问题。  据介绍,坐标测量机是一种精密、高效的空间几何量测量仪器。小到五金件的尺寸确定,大到整机、整车的几何量测量,都须借助该设备。然而,我国已引进的高精度坐标测量机影像测头的探测误差达0.5微米,但评定用标准器的不确定度应优于0.15微米。为此,高精度标准圆图形的圆度校准迫切需要建立更高精度的圆度测量装置。  为解决这一难题,中国计量科学研究院长度所研究员王为农带领团队经过攻关,将圆度测量的标准方法与影像探测技术相结合,以自主研制的一维影像传感器作为测头,利用成熟的精密转台和数据处理系统,构成了高精度、可溯源“光学二维图形圆度测量装置”,实现了二维圆图形高精度圆度校准。  据了解,从测量原理上,该装置结合了接触法和影像法的优点,解决了零高度二维图形的圆度测量问题。同时,该装置误差来源简单,与传统测量的评价方法一致,量值溯源途径清晰,解决了光学系统数值孔径、光学传感器噪声等对分辨力和测量能力的限制等难题。  业内专家认为,该成果可用于光学影像测量设备标准器的溯源,为集成电路、印刷电路和机械零件等加工制造行业的光学制版设备和光学成像加工设备的准确度验收提供了新的可能。
  • 世界首个单光子空间结构量子存储器诞生
    记者从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在高维量子信息存储方面取得重要进展,该实验室史保森教授研究小组在国际上首次实现携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲在冷原子系综中的存储,迈出了基于高维量子中继器实现远距离大信息量量子信息传输的关键一步。该成果近日在线发表在《自然&mdash 通讯》上。  量子通信系统中作为载体的单光子所携带的信息量的大小与所处编码的空间维数有关。目前光子主要编码在一个二维空间,一个光子携带的信息量是一个比特。如果能将光子编码在一个高维空间,如无限维的轨道角动量空间,则单个光子所能携带的信息量将大幅度增加,极大地提高量子通信的效率,同时还可以提高量子密钥传输的安全性,并在量子力学的一些基本问题研究方面有非常重要的应用。  远距离量子通信的实现和量子网络的构成必须借助于量子中继器,而量子存储单元是量子中继器的核心,实现光子携带信息在存储单元中的存储是实现中继功能的关键。虽然这方面的研究已取得重大进展,但迄今为止实验存储的单光子均为高斯脉冲,且被编码于二维空间,只能实现一个比特的存储。因此,能否实现编码于高维空间光子的量子存储是提高量子通信效率、构建基于高维中继器的远距离量子通信系统和量子网络的关键。  史保森教授和博士生丁冬生等一直致力于解决上述问题。最近,他们首次成功实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲的存储,证明高维量子态的存储是完全可行的。该小组通过两个磁光阱制备了两个冷原子团,利用其中一个冷原子团制备标记单光子,并使该光子携带一定的轨道角动量,具有特殊的空间结构。然后利用原子与光的相互作用将它存储于另一个作为存储介质的冷原子团中,结果证明单光子携带的轨道角动量及其叠加态都可以被高保真地存储。
  • 海底矿产重点实验室运行 瞄准5个重点研究方向
    12月21日,国土资源部海底矿产资源重点实验室在广州召开学术委员会第一次会议,标志着重点实验室正式运行。海底矿产资源重点实验室由中国地质调查局主管,主要依托于广州海洋地质调查局。实验室设立海底能源矿产研究,大洋矿产资源研究,海底环境监测与研究,海洋地质前沿基础理论研究,海洋地质、矿产资源调查技术标准与规范研究5个重点研究方向,通过设立开放研究课题,着力打造科研人员公共研究平台,国内外相关领域研究人员均可自由申请。实验室聘任中国工程院院士金庆焕、中国科学院院士汪集旸等16位专家学者担任学术委员会第一届委员,共同制定实验室发展规划,评议实验室研究工作,审议实验室重大研究计划等。海底矿产资源重点实验室主任杨胜雄介绍,实验室将瞄准国际前沿,围绕国家重大需求,开展海底矿产资源探测研究、海底环境变化研究和其它有前瞻性、基础性、战略性、创新性的研究,力争形成一批具代表性和有影响力的研究成果,建设成为在国内具有一流水平、在国际上具有一定影响的科学技术创新基地和人才培养基地。
  • 天津大学成立感知科学与工程系 瞄准新质生产力发展
    从天津大学获悉,日前,天津大学精仪学院感知科学与工程系获批成立。感知科学与工程系的成立旨在瞄准新质生产力发展,满足国家对先进传感技术、高端科学仪器装备和智能技术的迫切需求,为智能感知工程本科专业提供更完善的教学服务、实践平台和学术支持,推动校企合作和智能产业发展。“我们这个新专业和人工智能结合特别紧密。”据首任系主任、天津大学精仪学院黄显教授介绍,“感知科学与工程是人工智能核心数据获取的前端。”感知科学与工程系将致力于开展前沿研究、培养高素质人才、推动科技创新和产业发展,聚焦于智能传感技术和高端科学仪器装备,探索智能感知技术在各个领域的深度融合和创新应用,为社会发展和产业升级提供强有力的技术支撑,为我国科技创新和产业升级注入新的活力。未来该系的主要研究方向包括先进传感器件与系统、复杂信息检测和认知、无损检测技术与仪器、科学仪器与物质检测等。“我们的短期目标是梳理行业、社会对智能感知技术与能力的迫切需求,制定更精准的培养学生能力和体现专业特色的培养方案。”黄显教授表示:“面向未来,我希望学生能够成为人工智能技术的驾驭者和驱动者,能够担负起推动先进传感技术、检测技术和高端科学仪器发展的重任;我们也将发挥好‘先锋队’的作用,为国家探索出适合专业的发展路径。”据悉,天津大学是全国首批智能感知工程本科专业开设高校。感知科学与工程系的成立,意味着该专业进入实体运行和专业化管理的新发展阶段,也标志着天津大学在前沿科技领域迈出新的重要一步。
  • 从墨水到光刻胶,瞄准“卡脖子”问题——访苏州大学高分子材料与工程专业负责人朱健教授
    高分子合成材料以其优异的性能、丰富的原料和低廉的成本,已经成功地成为当今生产生活中不可缺少的基础材料。随着社会的快速发展,人们越来越希望能够根据自身的不同需求,简单方便的设计合成各种各样性能优异的高分子材料。因此,研究人员们一直努力寻找简单而高效的活性聚合方法实现人类社会对高分子材料的高需求及高性能要求。近期,苏州大学高分子材料与工程部发表多篇活性聚合相关高水平论文,引起业内高度关注。仪器信息网也特别采访了苏州大学材料与化学化工学部高分子材料与工程专业负责人朱健教授,深入了解朱健及其团队在高分子合成领域所做的工作,并就其近期研究成果以及高分子合成未来发展方向等进行了深入的交流。科研之路:从“活性”自由基聚合到功能性材料从1995年开始,朱健便开始了高分子合成研究之路,刚开始主要研究方向是“活性”自由基聚合。传统的自由基聚合不能控制聚合物分子的结构和分子量大小,通常聚合物分子量分布宽;活性聚合反应条件比较苛刻,分子结构的可设计性较小。 活性自由基聚合可以方便的实施单体的自由基聚合又可摒弃两者缺点实现聚合物合成设计。朱健表示,刚开始对 “活性”自由基聚合的研究主要是对催化体系的开发,建立探索一些新的催化体系,例如对乙烯基单体的可控聚合,也将这一方法沿用到高分子聚合物的拓扑结构和分子量控制。随着对“活性”自由基聚合深入研究,朱健团队也将原来的合成方法向活性阴阳离子自由基聚合和结构调控方向进行拓展。“在合成方法建立以后,我们开始考虑方法的实用性,所以开始了功能材料合成的研究。”朱健介绍到。含硒化合物由于其特殊的光电响应行为和生理活性,近些年在在功能材料方面以及医药行业得到了很大发展。然而,有机硒的化学行为较为独特,国内关于含硒聚合物的研究十分稀少。朱健围绕含硒聚合物开展了含硒聚合物的设计与合成及其性能研究,建立了有机硒化合物调控的活性自由基聚合体系。通过此项研究,大大提升了活性自由基聚合方法的操作便利性,简化复杂聚合物合成步骤,为聚合物合成方法提供新途径。近几年,3D打印成为材料领域的研究热点,但已有技术打印体量较小,限制了其实际应用。朱健将光引发聚合与3D打印相结合,制备出新颖的“活性”材料。该方法所制备材料中聚合物链含有活性末端,可进一步进行材料后修饰及功能化,在制备刺激响应性、自修复等各种功能材料领域体现出重大潜在应用。同时将催化体系和单体的比例进行优化调整,对网格结构进行调整,这样3D打印出的物体机械性能也要优于普通材料。“在不同的应用领域,对于高分子材料的性能也有不同的要求,我们要通过功能推测出结构,将结构作为合成的目标,运用合适的聚合反应,合成目标结构,最后体现材料功能。”朱健谈到,“看似简单的研究过程,实则每一步都充满挑战性。”GPC:高分子合成过程的“观察者”高分子合成是分子层面的反应,人们肉眼是无法看到分子的变化,也无法去跟踪反应过程。而各种各样的分析仪器可以帮助人们去剖析和观察“看不到”的化学变化。朱健表示,在高分子合成研究过程中用到的科学仪器种类比较多,可简单划分为物理分析和化学分析两大类,常用仪器包括凝胶渗透色谱仪(GPC)、核磁共振波谱仪、气相色谱仪、荧光光谱仪、红外光谱仪、紫外光谱仪,以及各种质谱仪等。其中,GPC是一种表征聚合物分子量和分子量分布等特征的物理化学方法,由于仪器的不断改进,比如高效填料的使用、多种检测器的联用及与计算机的联用、仪器操作和数据处理的自动化等,使其在高分子合成领域中的应用范围不断扩大。“分子量是高分子结构参数中最基本、最重要的参数,目前,最高效便捷测定分子量的方法便是GPC。”朱健提到他团队便有多台GPC,其中有三台来自于东曹,三台GPC几乎是24小时“运转”。近年来,其他课题组也陆续购买了多台东曹的GPC。朱健认为,一台好的GPC最重要的一点便是高稳定性和高重复性,东曹的GPC所有的管路系统都在一个恒温的体系中,使溶剂流量不受溶剂类型和环境温度波动的影响,提高了检测的稳定性和重复性;其次是性价比高,能够高效缩短分析时间做到低溶剂消耗,同时保证实验的即时有效性;最后是操作简单,实验人员能够非常方便地进行仪器控制,数据采集、分析和管理等相关操作。不过,朱健也提到,目前GPC在检测器的性能方面仍有提升空间,多种检测器联用时,稳定性有待于进一步提升。从墨水到光刻胶,瞄准“卡脖子”问题从最简单的生活用品,到工业涂料、光刻胶,甚至航空、航天、军事领域都离不开高分子材料。朱健认为“如何将高分子合成研究,转化为实际能让人们受益的东西,是我们研究的关键。”在很多人的眼中,与超导体材料、半导体、超材料等研究比起来,一个“小小”的墨水研究算不上什么“高大上”的研究。李克强总理曾在采访中提出“小小的圆珠笔,中国造不出来吗?”的疑问。圆珠笔的核心就是笔尖和墨水,然而我国90%的笔尖、80%的墨水都需要进口,整个行业处于“替人打工、受制于人”的不利局面。为了解决这一问题,国家在 “十三五”中设置了《制笔新型环保材料》的国家重点研发计划。科研无大小,学术有深浅,遵循这一人生信条,朱健团队积极展开相关工作,切实解决“墨水”这样的民生问题。朱健团队也积极的承接了《制笔新型环保材料》项目。他们从墨水基础材料层面着手,根据高分子结构设计方法,利用大分子乳化剂,实现高稳定性、环保性乳化墨水的研发及产业化应用;该乳化墨水相对于传统墨水具有书写细腻流畅、粘度低、触变性优异及储存稳定性高等特点。他们也与文具公司合作成功研发了超顺滑中性笔,给数百亿支笔装上“中国墨水”。也许,您正在使用的中性笔便包含了朱健团队所研发的成果。当然,朱健团队的研究工作中也不乏“光刻胶”这样关系国家产业发展的大问题。目前,中国光刻胶国产化率较低,重点技术水平与国际先进技术有较大的差距。随着半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展,对于光刻胶的需求越发旺盛,国内光刻胶产品未来市场空间巨大。朱健从光刻胶的应用场景及使用过程中性能要求出发,设计所需的聚合物的结构。往往光刻胶涉及到多组分单体,在合成的过程中,单体的双键含量和位置都需要严格设计,才能最终得到一个性能优异的高分子。朱健表示,目前光刻胶前期开发的工作已经完成,也有部分材料处于放大生产阶段,相信在不久的将来,国内光刻胶难题也将解决。在中国许多行业都存在“圆珠笔”、“光刻胶”等问题,朱健希望能够发挥团队在关键技术攻关中强有力的科研优势,集各家资源,力争我国在关键核心技术方面早日取得新的突破,解决关键领域“卡脖子”问题,实现科技自立自强。朱健,教授,博士,博士生导师,苏州大学材料与化学化工学部副主任,高分子材料与工程专业负责人。分别于1995,1998和2004年在苏州大学获学士、硕士和博士学位。1998年留校任教。2006-2007和2009-2010在新加坡国立大学和宾夕法尼亚州立大学从事博士后工作。主持国家十三五重大专项子课题一项,国家自然科学基金项目三项,江苏省自然科学基金和教育厅重点项目各一项。积极与企业合作,共同开发各类产品,累计到账横向课题经费907万元。获苏州大学苏鑫科研奖(2008,独立),江苏省科技进步二等奖(2009,第三)和教育部科技进步二等奖(2009,第三)。先后发表研究论文180多篇,获美国发明专利授权2项,澳大利亚发明专利授权2项,中国发明专利授权18项。
  • 2023 Advanced Science吕宥蓉& 阙居振如何缓解准二维钙钛矿光电二极体效率衰减
    AdvancedScience(IF:20.7)吕宥蓉&阙居振_缓解准二维钙钛矿光电二极体效率衰减的新策略随着全球能源转型的迫切性不断增强,太阳能已成为一种重要的替代能源。在众多可用技术中,特别是钙钛矿光电二极体(PeLEDs)这类太阳能光伏技术已在科学界广受关注。值得注意的是,准二维钙钛矿材料作为PeLEDs的一个子类别,由于量子限制效应和不同n相之间的有效能量传递,展现出良好的光学特性。然而,这些有前途的材料常常受到导电性差、载流子注入不佳以及在高电流密度下效率衰减严重等问题的困扰,限制了它们在太阳能转换中的应用潜力。来自中研院副研究员吕宥蓉与中国台湾大学化工系副教授阙居振等研究学者所共组团队最近发表了一篇研究,该研究旨在改善准二维钙钛矿光电二极体(PeLEDs)的性能。此团队致力于提高亮度、减少陷阱密度以及减缓高电流密度下的效率衰减问题。研究团队提出了一种创新方法,以增强这些准二维PeLEDs的性能,主要集中在提高亮度、减少陷阱密度和降低效率衰减等方面。PeLEDs的概念理解及其限制这项技术的核心在于钙钛矿材料的特性。这些材料通常是混合有机无机铅或锡卤化物,对于光伏应用具有良好的光吸收、载流子迁移率和发射特性等诱人特性,然而当这些材料在PeLEDs的准二维配置中应用时,它们的性能却受到一系列限制因素的限制。然而准二维钙钛矿材料,尽管具有良好的稳定性、可调节能隙和较高的光致发光量子产率,但导电性降低且载流子注入减少,这些问题导致在增加的电流密度下出现显著的效率衰减,降低了亮度和整体器件性能。解决准二维PeLEDs效率衰减问题本研究探索了一种新方法,通过在钙钛矿和电子传输层之间的界面添加一层薄的导电胆碱氧化物来缓解这些缺点。这种创新方法出人意料地并未增强钙钛矿膜中不同准二维相之间的能量传输。相反,它显著改善了钙钛矿界面的电子特性,引入这一额外的层次解决了两个关键难关。首先,它对钙钛矿膜中的表面缺陷进行了去活化处理。其次,它促进了电子注入并限制了界面上的空穴泄漏。结果,经过优化的纯Cs基准二维器件展现出超过70,000cdm&minus 2的亮度、10%以上的最大外部量子效率(EQE)以及在高偏压下显著降低的效率衰减,这些数据与对照组器件相比呈现出明显的改善,显示了所提出技术的有效性。实验方法与材料研究中探索了在准二维钙钛矿中引入导电胆碱氧化物PPT和PPF以减少光电器件效率衰减的潜在优势,重点放在在沉积电子传输层(ETL)之前,在钙钛矿膜上添加PPT或PPF额外层次的应用上,这个过程被认为可以增强载流子注入并去活化表面缺陷,从而抑制非辐射复合。对修改过的钙钛矿膜进行初步研究时,未观察到结晶度或相分布的明显变化。X射线衍射(XRD)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)证实了修改对相分布和膜质量没有影响,此外,PPT和PPF的应用并未显著改变膜的形态,这一点得到了扫描电子显微镜(SEM)的确认。为了了解这些修改对载流子动力学的影响,使用稳态光致发光(PL)光谱和时间分辨光致发光(TRPL)测量。在修改后的两个膜中观察到明显的PL熄灭,表明钙钛矿层和PPT/PPF层之间发生了载流子传输。此外,修改后的两个膜中的平均载流子寿命增加,表明有效去活化。作为对这些修改与钙钛矿相互作用的补充,使用核磁共振(NMR)、静电势(ESP)图和X射线光电子能谱(XPS)检测了PPT/PPF和钙钛矿之间的相互作用。这些测试的数据确认了后处理过程中PPT/PPF层成功旋涂到钙钛矿膜上。结果表明,磷酸胆碱氧化物中的P=O基团成功地与表面缺陷和空位协同作用,形成优势的去活化效应。在令人期盼的发现之后,基于修改过的钙钛矿膜制作了PeLEDs并与对照器件进行了比较。PPT和PPF的修改都显著提高了性能,防止了从钙钛矿层向ETL的空穴泄漏,并促进了电子传输。修改后的器件亮度是对照器件的两倍以上,并在高电压下显著降低效率衰减。这些结果突显了在纯Cs基准二维钙钛矿PeLEDs中使用PPT和PPF磷酸胆碱氧化物的潜力。总之,引入导电胆碱氧化物以去活化准二维钙钛矿材料在提高光电器件性能方面提供了令人寄予厚望的策略,未来进一步的研究将有助于优化这些材料在未来器件结构中的应用。在这项研究中,研究团队使用了EnlitechLQ100X-PL光致发光和发光量子产率测试系统,光焱科技这一款PLQY量测设备具有紧凑设计和NIST可追踪性的优势,其设备仅有502.4毫米(长)x322.5毫米(宽)x352毫米(高)的尺寸,提供了一个节省空间的解决方案,与手套箱集成再也不是难题,这种手套箱集成能力对一就实验尤其重要,可以在避免水解或氧化的情况下进行精确测量,避免测试物品的效率因水氧而降低应有的效率。LQ-100X-PL的先进仪器控制软件使其能够进行原位时间光致发光光谱分析并同时生成2D和3D图形。这种能力加速了材料表征过程,快速获得对样品的洞察。此外,LQ-100X-PL的光学设计将光谱波长范围从1000纳米扩展到1700纳米,并且与多种样品类型兼容,包括粉末、溶液和薄膜。这些特点凸显了该系统的多功能性,并在成功完成本研究中发挥了关键作用。本研究总结性地证明了策略性界面工程能够显著提高准二维PeLEDs的性能。通过在钙钛矿/电子传输层界面处引入薄的导电胆碱氧化物层,能够减少表面缺陷并促进载流子动力学的改善。这种增强的电子注入和改善的空穴阻挡效应使得器件亮度提高并在高电流密度下减少效率衰减。这项研究揭示了界面特性在PeLEDs性能中的关键作用,为未来在该领域的研究和开发开辟了新的途径。a)PPT和PPF的化学结构,后处理过程的示意图以及界面工程的插图。b)原始、PPT处理和PPF处理的钙钛矿薄膜的PL发射光谱,c)PLQYs,d)TRPL曲线,其中PLQYs是通过368nm激光测量的。31PNMR谱图,包括a)PPT和b)PPF及其与不同钙钛矿前体成分的混合物。c)PPT分子的ESP图。d)Pb4f信号的XPS谱图,涵盖原始的、PPT修饰的和PPF修饰的钙钛矿薄膜。e)表示PPT在钙钛矿表面的钝化功能的示意图。a)制造的PeLEDs的结构和b)能级图。c)J&minus V&minus L特性,d)归一化EQE电压曲线,e)归一化EQE电流密度曲线和f)制造的器件的EQE亮度曲线。使用可见区域的瞬态吸收(TA)颜色图,分别展现a)原始的、b)PPT修改的和c)PPF修改的钙钛矿薄膜。原始的、PPT修改的和PPF修改的钙钛矿薄膜的超快时间分辨TA谱分别为d)、e)和f)。在505nm的探测波长下,展示了g)原始的、h)PPT修改的和i)PPF修改的钙钛矿薄膜的功率依赖载流子动力学。a)对控制、PPT修饰和PPF修饰器件进行的EIS分析和b)电容-电压曲线。c)原始、PPT修饰、PPF修饰钙钛矿薄膜和TPBi的能级。d)修饰器件中更好的载流子动力学的示意图。
  • 瞄准尖端科技前沿,以高质量服务推进力学计量现代化
    党的二十大报告指出,经过十八大以来在理论和实践上的创新突破,我们党成功推进和拓展了中国式现代化,在此基础上,我们要继续奋斗,到本世纪中叶,把我国建设成为综合国力和国际影响力领先的社会主义现代化强国。高端产业前沿的不断深耕和拓展,是经济高质量发展、科技综合实力显著提升的中国式现代化的重要内容。计量作为高端精密制造业的质量守护者,与时俱进、提升科技水平和服务能力是计量人在新时代的发展底色。瞄准尖端科技前沿,省计量院正阔步行进在能力突破提升和科技创新发展的计量现代化先行大道上,以实际行动在计量领域贯彻落实党的二十大精神。攻克新兴领域计量难题,有力支撑高科技产业蓬勃发展浙江省计量院力值计量专业现有0.01级静重式测力机标准装置、0.1级叠加式测力机标准装置、0.05级静重式扭矩标准机标准装置等国家级/省级计量标准,在测量精度和量程范围等能力方面位列全国前茅。新建的30MN叠加式力标准机是全球范围内唯一具备拉压两用检测能力的计量标准装置,其设计参数达(0.3-30)MN量程范围下0.1级测量精度,处世界领先地位。随着科学技术的不断发展,涉及材料学、力学、电学等众多领域的传感器技术已然成为衡量国家综合国力、科技水平的重要指标。而生产力水平的提升,使得多分量力传感器在人工智能、机器人、航空航天、汽车工业、重型机械、智能制造、先进医疗等领域得到广泛的应用。当下全国仅304所和北京航天计量测试技术研究所具备校准300kN以上z向力测量能力,且仍存在一些技术难题未完全攻关突破。为填补我省在该领域的空白,同时进一步攻关多向力计量技术难题,为从事基础研究的高校和进行生产活动的企业提供技术服务。省计量院持续推进多分量力传感器校准装置的建设和技术难题科研攻关,在充分调研、研究的基础上,积极筹建多分量力标准装置,以满足高科技产业对多分量力值的计量需求。量子绝对重力仪是最近30年发展起来的一种新型绝对重力仪,其利用拉曼受激跃迁来操纵冷原子团,实现重力场作用下的物质波干涉,并提取相应的相位信息以获得绝对重力值,常用于基础物理研究、计量学等以绝对重力加速度作为观测量或参考量的应用领域。省计量院瞄准量子计量新兴空白领域,联合浙江工业大学开展《量子绝对重力仪在计量领域的应用研究》课题研究,持续推进量子重力加速度测试能力建设,为多家国内力传感器、力标准机生产领军企业提供微伽级别的当地重力加速度测试。图1 多分量力测试技术研究及量子重力加速度测试技术研究深化“产学研”科技合作,重大科研项目持续发力浙江省计量院力值计量专业依托自身在计量领域的领先优势,充分发挥团队科研力量,在积极开展横向课题服务校企各类计量需求的同时,与浙江大学、之江实验室等科研机构充分交流,优势互补、强强联合申报重大科研项目并获得立项。对四足特种机器人关键零部件多参数运动性能、非结构环境适应能力、定位精度及手足眼协调能力开展测试技术研究;对海底管道智能精准测绘关键技术开展研究,旨在研究形成一套可在海底进行高精度管道测绘的作业工装,以大幅提升我国近海海底管道的外检测水平,有效地识别检测海底管道缺陷,及时地发现管道泄漏,保障我国海洋油气资源运输安全。图2 四足特种作业机器人性能测试研究及海底管道精准测绘研究传承力学计量老一辈钻研精神,力学计量新秀笃定前行一路开拓进取,一路披荆斩棘,从无到有,从有到优。位居全国前列,与国家计量基准同等精度的1MN静重式力标准机等多项具有国内先进水平的检测装备见证了老一辈省计量院计量人的不断钻研。而在老一辈计量人的传承帮助携带下,力学新秀从初识计量到独当一面,再到现在能够独立思考和不断探索。2022年,浙江省计量院力值计量团队青年科技人员成功申报立项省局青年科技专项,分别对长期未能解决的多分量力传感器多因素引入误差和扭矩检测连接复杂繁琐影响检测效率等问题进行探索突破。青年一代在积极思考和实践中实现理论和实际的有效链接,进一步提升独当一面的科技尖兵力量。在充满使命和光荣的新征程里,省计量院将守护好老一辈计量人筚路蓝缕开创的计量火种,瞄准尖端科技前沿不断深耕,以高质量服务推进计量现代化,护航浙江经济的高质量发展,一张蓝图绘到底,书写浙江产业发展新时代的壮丽诗篇。“浙”里奋“力”争先,“浙”里“学”无止尽,“浙”里为全局“计”,“浙”里度“量”初心,“浙”里你我前行。
  • 岛津推出二维液质杂质鉴定系统
    制药企业QA/QC 部门的液相检测方法中会经常使用非挥发性缓冲盐流动相(如磷酸盐缓冲溶液),但当进行液质联用分析时,流动相必须转换为适合于ESI(APCI)的挥发性流动相。而改变流动相很多时候会使得杂质峰的保留时间发生变化,甚至湮没在主峰中,因此,需要耗时耗力摸索新的分析方法。 为解决上述问题,近日,岛津公司在中国市场推出了岛津独有的LCMS-IT-TOF 的新应用系统&mdash &mdash 二维液质杂质鉴定系统。通过使用岛津二维液质杂质鉴定系统,无需改变原先的流动相分离条件,就可以将目标杂质从一维色谱中收集下来,在二维色谱中直接使用挥发性流动相进行MS 分析。如果同时配备IT-TOF,则可以通过多级高分辨质谱进行精确定性分析。 2D LC/MS 杂质鉴定系统流路图 二维液质杂质鉴定系统是基于Prominence 设计、用于LCMS-IT-TOF 前端的应用系统,配置包括LCMS-IT-TOF,Prominence 系列液相单元以及 &ldquo 二维液质杂质鉴定系统启动包&rdquo 。启动包中包括二维液相色谱质谱联用的控制软件及整套连接管路。 本系统特长 1)无需改变分析方法无需改变原有分析方法,系统就可以通过一维色谱分离,将目标杂质组分导入样品环;然后,二维色谱分离目标杂质,并通过提供准确和多级(n³ 2)的质谱数据来达到鉴别杂质的目的。 2) 二维方式实现全自动切换当液相色谱分析使用非挥发性盐流动相(如磷酸盐缓冲液),转换为液质联用分析时,需将流动相转换为挥发性流动相(不使用缓冲盐或使用挥发性缓冲盐)以适应大气压离子源。而本系统允许在一维分析中使用非挥发性盐流动相,在二维液质分析中使用挥发性流动相,自动实现流动相的在线改变。 3)可通过专用软件轻松使用该系统二维色谱分析通常需要复杂的指令程序来控制切换阀以收集目标杂质。在此系统中,通过简单的输入杂质保留时间,即可以自动创建时间程序来实现阀的切换等动作。当杂质的保留时间未知或者因为分析条件变化而改变时,也可手动控制阀来实现切换。 有关详情,敬请咨询岛津公司 · 北京分公司 (010) 8525-2310/2312· 浦西分公司 (021) 2201-3888· 广州分公司 (020) 8710-8661· 四川分公司 (028) 8619-8421· 沈阳分公司(024) 2341-4778· 西安分公司(029) 8838-6350· 乌鲁木齐分公司(0991) 230-6271· 昆明分公司(0871) 315-2986· 南京分公司(025) 8689-0258· 重庆分公司(023) 6380-6068· 深圳分公司(0755) 8287-7677· 武汉分公司(027) 8555-7910· 河南分公司(0371) 8663-2981 岛津用户服务热线电话:800-8100439 400-6500439 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所为扩大中国事业的规模,于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司。 目前,岛津企业管理(中国)有限公司在中国全境拥有13个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心;覆盖全国30个省的销售代理商网络;60多个技术服务站,构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地,已构筑起了不仅面向中国客户,同时也面向全世界的产品生产、供应体系,并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标,岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。
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