大尺度耗氧量热仪

据物理学家组织网近日报道，一个由美国密歇根大学等单位研究人员组成的国际小组开发出一种纳米级的&ldquo 温度计&rdquo ，能从原子尺度测量热散逸，并首次建立了一种框架，来解释纳米级系统的热散逸现象。这一成果为开发体积更小、功能更强的电子设备扫除了一项重要技术障碍。相关论文发表在《自然》杂志上。 电流通过导电材料时会产生热，理解电子系统中热是从哪里产生的，有助于工程师设计性能可靠而高效的计算机、手机和医疗设备等。在较大线路中，人们很容易理解热是怎样产生的，但对纳米尺度的终端，经典物理学却无法描述热和电之间的关系。这些设备可能只有几个纳米大小，或由几个原子构成。 原子与单分子接点代表了电路微型化的最终极限，也是测试量子传输理论的理想平台。要描述新功能纳米设备的电荷与能量传输，离不开量子传输理论。在今后的20年，计算机科学与工程人员预期可能会在&ldquo 原子&rdquo 尺度开展工作。但由于实验条件限制，人们对原子设备的热散逸与传播还了解甚少，也为开发新型纳米设备带来了很大障碍。 该研究领导者、密歇根大学机械工程和材料科学与工程副教授普拉姆德· 雷迪说：&ldquo 目前晶体管已经达到极小量度，在20或30纳米级别。如果该行业继续按照摩尔定律的速度发展下去，线路中晶体管体积缩小的速度是其密度的两倍，如此离原子级别已经不远。然后，最重要的事情就是要理解热量散播和设备电子结构之间的关系，如果缺乏这方面的知识，就无法真正掌控原子级设备，我们的研究首次揭示了这一领域。&rdquo 雷迪实验室博士生李宇哲（音译）等人开发出一种技术，特制了一个稳定的原子设备和一种纳米大小的温度计，将二者结合做成一种圆锥形工具。在分子样本线路中，圆锥形工具和一片黄金薄片之间能捕获一个分子或原子，以研究其热散逸。他们通过实验显示了一个原子级系统的变热过程，以及这一过程与宏观尺度变热过程的不同，并且设计了一个框架来解释这一过程。 雷迪解释说，在可接触的宏观世界里，当电流通过导线时，整个导线都会发热，与其相连的所有电极也是如此。相比之下，当&ldquo 导线&rdquo 是纳米大小的分子，而且只和两个电极接合时，温度升高主要发生在二者之一中。&ldquo 在原子级设备中，所有热量集中在一个地方，很少会到其他地方。&rdquo 雷迪说：&ldquo 我们的研究还进一步证实了物理学家列夫· 朗道提出的热散逸理论的有效性，并深入理解了热散逸和原子尺度的热电现象之间的关系，这是从热到电之间的转变。&rdquo

1月20日，由两院院士评选的2009年度中国十大科技进展揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)杜江峰教授的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来，连续7年有成果入选中国十大科技进展。　　自2003年以来，该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室俨然已成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。　　让科学家平心静气地做学问　　向管理创新要成果要人才，是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出，是不是也与此相关?　　“我们没有刻意地追求管理创新。”中科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出记者的意料。　　据了解，实验室的投入并不算多，研究人员基本来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是中科大土生土长的博士，没有显赫的学术经历。实验室对他们每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求，只是要求进行3~5年的阶段性工作汇报。“也有一定的学术奖励，但额度并不大。很难说教授发表论文、做出成果，与奖励有什么必然关系。”　　“实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各位教授，但是，实验室通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标是明确的，全体研究人员对此也是认同的。”侯建国说，“对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字显然不太适合。”　　陈仙辉教授是中科大自己培养的博士，他从上世纪80年代后期开始研究高温超导，在这个领域默默耕耘了20多年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，即使深更半夜，他也会兴奋地跑到实验室。　　2008年2月19日，日本科学家发表文章称，发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本人的成果后，认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体，于是立刻带领学生开始研究。　　3月25日，结果出来了：这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃)，突破了“麦克米兰极限”，证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体之外的又一高温超导体家族。两个月后，他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表，这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选的当年度世界十大科技进展。　　“主要靠长期的工作和实验积累，否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息，也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说，“到目前为止，高温超导的机理还不是很清楚，需要新的理论来支撑。所以，我相信总会有惊喜在等着我。”　　“从他的学术经历里，我们可以看到，创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国说，“只有当科学家们把外界的诱惑和干扰置之度外，能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。”　　“科学家需要的不是简单的管理，而是完善的服务”　　科研成果入选2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是中科大自己培养的博士，也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年，他申请的“量子调控”重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”获得通过，他成为该项目的首席科学家。　　要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说，无疑是个难题。这时候，学校和微尺度实验室向他伸出了援助之手，通过划拨、出借等方式帮他筹集了800万元，用来购置实验设备。　　短短一年多的时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台就建成了。紧接着，2009年6月，杜江峰和香港中文大学刘仁保教授合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上，同期评述文章指出：“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能，从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”　　记者了解到，近年来，中科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心，集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备，并组建了技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实践自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都能用。　　“科学家更需要的不是简单的管理，而是完善的服务。管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上，使科学家的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。　　一个实验室里70多名教授形成交叉优势　　被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授，是微尺度实验室学科交叉的典范。早在1995年，两人分别从国外回到中科大，之后不久，他们就在时任校长朱清时院士的“撮合”下走到了一起。微尺度实验室筹建后，两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作，杨金龙负责理论方面的深度挖掘，他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。他们的研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果入选2005年度中国十大科技进展。　　目前，微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学五个一级学科之间的交叉，聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种环境下，学科交叉是很容易实现的。　　“我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同的问题，而更看重提供一种思想碰撞、相互启发的氛围和机制。”侯建国说。　　微尺度实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，朝南的一扇门通向宽阔的阳台，廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花，就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请顶尖学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室成员共享的资源。　　“微尺度实验室的科研人员都很开放，没有小家子气，乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说，“在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息。”　　“给年轻人提供没有天花板的创造空间”　　记者在采访时注意到，微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40岁~50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人，其中不少是在读的博士生、硕士生。　　在国际量子信息研究领域，“潘建伟小组”的知名度不小。1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人，近年来取得了一系列原创性成果，从2003年至今已5次入选中国十大科技进展，两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。　　这些年里，为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术，在学校和实验室的支持下，潘建伟先后赴奥地利和德国做客座教授，并不断融合不同学科背景的年轻人加盟自己的实验室，还将国内实验室一批有潜力的学生介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究，在国际学术界的最前沿开阔眼界，增长兴趣，转换思维。　　如今，用奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳的话说，潘建伟小组在发展量子技术方面已经是“世界上处于领先地位的小组之一”。2009年7月，潘建伟带着他的“海外团队”集体“回家”，光是搬家清单就足足列了20页之多。　　实验室内已在学术界崭露头角的年轻人，面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错，而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。”曾在加拿大做博士后的陈凯说。而年轻的潘建伟教授则对比他更年轻的同事们说：“你们不能永远做助手，一定要成长起来，独当一面。”　　“在实验室里，我常说‘取法乎上，仅得其中 取法乎中，仅得其下’。”侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高。”

p　　strong仪器信息网讯/strong 2017年11月6日，钢铁研究总院组织召开了其牵头承担的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”专项“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪”项目启动会。/pp　　航空高温合金涡轮盘、核电管道、高铁车轮等大尺度金属构件是重大工程关键核心部件，而米级大尺度金属构件成分偏析与夹杂物是这些行业关键部件失效的重要因素。但是目前国内外还没有直接测量大尺度金属构件成分偏析度与夹杂物的手段，通常使用的酸浸低倍、硫印等传统方法效率低且不能定量表征。钢铁研究总院曾在国际上首创了火花金属原位分析仪，不过其所解决的是小尺寸平面金属样品(小于100mm*100mm)的偏析度及夹杂物测量，仍然无法直接分析米级大尺度金属构件的偏析度及夹杂物。因此，目前如何在米级尺度上快速获得高分辨率成分信息是世界级难题。/pp　　面对这一技术现状以及市场需求，由国务院国有资产监督管理委员会推荐、钢铁研究总院牵头承担的“重大科学仪器设备开发”专项“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪”项目在今天正式启动。/pp style="text-align: center "img title="现场.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/14f45c45-ddc5-4383-b67c-ac3b4e133bd4.jpg"//pp style="text-align: center "项目启动会现场/pp　　该项目于2017年7月开始，2021年6月结束 总预算4275万元，其中中央财政专项经费1875万元 项目负责人由钢铁研究总院分析测试研究所所长贾云海教授担任 项目分为“高稳定性连续激发单火花光谱分析技术研究”、“皮秒激光光谱金属构件分析技术研究”、“基于CMOS的高分辨堆叠光栅光学系统研究”、“全自动加工与监测系统研究”、“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪整机研制”、“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪工程化和产业化”、“大尺度高速铁路车轮坯件成分偏析度与夹杂物分析方法研究”、“大尺度航空高温合金涡轮盘坯件及核电钢管道成分偏析度与夹杂物分析方法研究”8个课题 项目参与单位有中国科学院沈阳自动化研究所、北京机电院机床有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司、北京科技大学、宁波英飞迈材料科技有限公司、钢研纳克检测技术有限公司。/pp　　“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪”项目中的“双光源”为单火花光源和皮秒激光光源。火花光源分析表面接近平面的构件，而激光光源可分析曲面构件 对于火花源，本项目着力解决器件长时间发热对光源参数的影响，实现长时间(大于10小时)的稳定连续激发 对于激光源则以实现光斑最小能达到5um、斑点大小的高速度/高精度自动控制为目的。/pp　　与双光源相匹配，除了经典的光电倍增管罗兰圆光学系统外，本项目还将研制基于CMOS的高分辨堆叠光栅光学系统。CMOS探测器与合理组合的20块1800刻线/mm平面光栅相结合，以期实现0.015nm的分辨率、170-670nm的光谱范围。另外，本项目在自动化方面有较大提升，将大尺度金属构件的加工与检测进行整合，在完成构件的加工后自动进行偏析度与夹杂物的测量。/pp style="text-align: center "img title="贾云海.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/7e3b467a-158a-4fc3-a973-679968df0c4c.jpg"//pp style="text-align: center "项目负责人，钢铁研究总院分析测试研究所所长 贾云海教授/pp　　据项目负责人贾云海教授介绍，“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪”项目的主要创新点包括突破小尺寸平面样品到大尺度平面/非平面金属构件偏析度及夹杂物分析技术，首次研制大尺度构件表面加工、精准定位扫描、成分偏析度及夹杂物光谱分析一体化全自动分析系统，首次实现激光/单火花双光源光谱分析系统，研制高精度门控全数字固态激发光源，形成大尺度偏析度及夹杂物表征模型等。/pp　　“双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪”项目目标是，在项目中期，研制形成具有一定功能的双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪成套仪器样机 通过在航空高温合金涡轮盘、核电钢管道、高铁车轮等方面的应用开发，形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪器 项目验收后3年内，达到年产整机50台套的生产能力，实现产值2.5亿元，为航空、核电、高铁等重要行业提供测试技术支撑。/pp　　科技部高技术研究发展中心项目主管刘进长研究员、科技部高技术研究发展中心项目主管赵亮、国务院国资委综合局科技处项目主管任檬、中国钢研科技集团有限公司王海舟院士 责任专家北京理工大学邓玉林教授、中国科学院微电子研究所夏洋研究员 技术专家中国分析测试协会吴波尔副理事长、北京市计量科学研究院化学所沈正生研究员、中国地质大学(武汉)胡圣虹教授、北京科技大学刘杰民教授、哈尔滨工业大学刘俭教授、北京机电院高技术股份有限公司黄天石高级工程师 用户委员宝山钢铁股份有限公司分析测试研究中心张毅教授级高工、唐山钢铁集团有限公司生产制造部张希清高级工程师、中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司谢静高级工程师、马鞍山钢铁股份有限公司宋祖峰高级工程师、钢铁研究总院党委副书记刘伟钢及项目参与人员等40余人应邀出席会议。/pp　　钢铁研究总院科技处处长张国强主持启动会，科技部高技术研究发展中心刘进长研究员对国家重大科学仪器设备开发专项的管理方针、政策进行了宣贯，对项目实施提出了明确的要求。国务院国资委综合局科技处项目主管任檬、钢铁研究总院党委副书记刘伟钢为会议致辞。中国科学院微电子研究所夏洋研究员作为仪器专项总体专家组组长及本项目责任专家进行了技术管理规范等的讲解，夏洋指出责任专家的职责包括沟通协调、管理、创新服务等工作。/pp　　根据专项管理办法的要求，启动会首先成立了“项目总体组”、“项目技术专家组”、“项目用户委员会”，并颁发聘书。项目负责人贾云海教授代表项目组介绍了项目实施方案，项目管理办公室文志旻介绍了项目管理办法，并提请大会审议。/pp　　与会领导和专家对项目实施方案和组织管理办法等进行了讨论和交流，为项目提出了许多有意义的建议。如专家指出：应加强和用户的需求对接，加强仪器分辨率、检出限等指标，形成国标、行标等，为用户提供使用参考 光源连续激发十小时对自身稳定性挑战较高 火花、激光两个研发单位的整合，两套光源的分工、集成，其逻辑关系的梳理应不能影响项目进度，应提前设计保证整体任务的完成 项目执行过程中，应充分发挥管理班子的作用，前期进度应能保证产业化、工程化的顺利实施。/pp　　项目组还邀请了财务专家对课题负责人、财务人员及科研财务助理进行了财务管理规范培训。/pp style="text-align: center "img title="合影11.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/231b0bb2-02bc-47a6-a26f-c30ae40dd67d.jpg"//pp style="text-align: center "与会者合影/pp /p

对于毫米尺度3D物体的操纵技术在电子转印、精密装配、微机电系统等领域具有重要的应用前景。传统的基于机械夹持的抓取方案（如镊子等）需要针对不同特征的物体进行专门的设计和定制。例如，普通的尖头镊子难以夹持球体，需要在镊子末端设计专门的环形结构，并且具有环形结构的镊子无法夹持直径小于环形的球体。此外，对于平放在基底表面上的薄片状脆性物体（如硅片等）来说，因其无特殊的可夹持特征，使用镊子等工具难以将其从基底表面夹持住。目前，对于毫米尺度的不同形状和尺寸的3D物体进行可控抓取操纵的通用性技术方案仍然面临挑战。近日，清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的田煜教授课题组提出了一种毫米尺度的喇叭状可控粘附结构及其力学调控方法。喇叭状粘附结构由面投影微立体光刻技术（nanoArch S130，摩方精密）和多步浇铸的工艺方案制备而成，对于多种曲率表面具有良好的自适应接触性能。喇叭状可控粘附结构能够通过接触界面的范德华力作用和负压作用达到~80 kPa的粘附强度，通过外力调控屈曲失稳与基底表面主动脱附，从而实现对于多种三维物体的可控抓取和操纵。该项研究成果以“Trumpet-shaped controllable adhesive structure for manipulation of millimeter-sized objects”为题发表在国际知名期刊《Smart Materials and Structures》上。该研究工作由清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的博士生李小松完成。原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ac262f图1 喇叭状可控粘附结构制备工艺流程图。（a）由面投影微立体光刻技术直接制备得到的蘑菇状结构；（b）通过浇铸得到阴模模具；（c）阴模模具浇铸PU并脱泡；（d）将PDMS球面按压模具得到凹面结构；（e）脱模后的喇叭状结构（dp = 1 mm, h = 1 mm, dt = 1.8 mm, θ =60º）；（f）喇叭状结构的扫描电镜照片。图2 喇叭状粘附结构的粘附性能典型测试力曲线和对应的接触状态演化规律。（a）附着测试模式和（b）脱附测试模式对应的典型法向力测试曲线；（c）附着测试模式和（d）脱附测试模式对应的接触界面状态演化过程；（e）附着测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和预载荷之间的关系；（f）脱附测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和剪切距离的关系。图3 基于内聚力模型的喇叭状可控结构的有限元仿真与界面法向应力演化规律机理。（a）接触-脱附测试过程；（b）接触-卸载-剪切测试过程；（c）接触-卸载-扭转过程中喇叭状粘附结构的变形行为；（d）附着测试过程和（e）脱附测试过程中接触界面法向应力的演化规律，其中紫色的箭头表示法向应力分布的变化方向。图4 喇叭状可控粘附结构对不同大小、不同形状、不同质量、不同材质物体的操纵效果。（a）集成喇叭状粘附结构的操作器；（b）喇叭状粘附结构抓取、转移和释放物体的典型操作步骤；喇叭状粘附结构用于转移多种毫米尺度（c）平面物体和（d）曲面物体的展示；（e）喇叭状粘附结构用于操纵LED灯珠完成THU字样柔性电路装配的展示；（f）喇叭状粘附结构用于水下环境操纵曲面物体的展示。

对于毫米尺度3D物体的操纵技术在电子转印、精密装配、微机电系统等领域具有重要的应用前景。传统的基于机械夹持的抓取方案（如镊子等）需要针对不同特征的物体进行专门的设计和定制。例如，普通的尖头镊子难以夹持球体，需要在镊子末端设计专门的环形结构，并且具有环形结构的镊子无法夹持直径小于环形的球体。此外，对于平放在基底表面上的薄片状脆性物体（如硅片等）来说，因其无特殊的可夹持特征，使用镊子等工具难以将其从基底表面夹持住。目前，对于毫米尺度的不同形状和尺寸的3D物体进行可控抓取操纵的通用性技术方案仍然面临挑战。近日，清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的田煜教授课题组提出了一种毫米尺度的喇叭状可控粘附结构及其力学调控方法。喇叭状粘附结构由面投影微立体光刻技术（nanoArch S130，摩方精密）和多步浇铸的工艺方案制备而成，对于多种曲率表面具有良好的自适应接触性能。喇叭状可控粘附结构能够通过接触界面的范德华力作用和负压作用达到~80 kPa的粘附强度，通过外力调控屈曲失稳与基底表面主动脱附，从而实现对于多种三维物体的可控抓取和操纵。该项研究成果以“Trumpet-shaped controllable adhesive structure for manipulation of millimeter-sized objects”为题发表在国际知名期刊《Smart Materials and Structures》上。该研究工作由清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的博士生李小松完成。原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ac262f图1 喇叭状可控粘附结构制备工艺流程图。（a）由面投影微立体光刻技术直接制备得到的蘑菇状结构；（b）通过浇铸得到阴模模具；（c）阴模模具浇铸PU并脱泡；（d）将PDMS球面按压模具得到凹面结构；（e）脱模后的喇叭状结构（dp = 1 mm, h = 1 mm, dt = 1.8 mm, θ =60º）；（f）喇叭状结构的扫描电镜照片。图2 喇叭状粘附结构的粘附性能典型测试力曲线和对应的接触状态演化规律。（a）附着测试模式和（b）脱附测试模式对应的典型法向力测试曲线；（c）附着测试模式和（d）脱附测试模式对应的接触界面状态演化过程；（e）附着测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和预载荷之间的关系；（f）脱附测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和剪切距离的关系。图3 基于内聚力模型的喇叭状可控结构的有限元仿真与界面法向应力演化规律机理。（a）接触-脱附测试过程；（b）接触-卸载-剪切测试过程；（c）接触-卸载-扭转过程中喇叭状粘附结构的变形行为；（d）附着测试过程和（e）脱附测试过程中接触界面法向应力的演化规律，其中紫色的箭头表示法向应力分布的变化方向。图4 喇叭状可控粘附结构对不同大小、不同形状、不同质量、不同材质物体的操纵效果。（a）集成喇叭状粘附结构的操作器；（b）喇叭状粘附结构抓取、转移和释放物体的典型操作步骤；喇叭状粘附结构用于转移多种毫米尺度（c）平面物体和（d）曲面物体的展示；（e）喇叭状粘附结构用于操纵LED灯珠完成THU字样柔性电路装配的展示；（f）喇叭状粘附结构用于水下环境操纵曲面物体的展示。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

作者：甘露雨 1,2 陈汝颂 1,2潘弘毅 1,2吴思远 1,2禹习谦 1,2 李泓 1,2第一作者：甘露雨（1996—），男，博士研究生，研究方向为锂离子电池安全性，E-mail：ganluyu@qq.com；通讯作者：禹习谦，研究员，研究方向为高比能锂电池关键材料、电池先进表征与失效分析，E-mail：xyu@iphy.ac.cn。单位： 1. 中国科学院物理研究所，北京 100190；2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院， 北京 100049DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0047摘 要 作为新一代电化学储能体系，锂离子电池在消费电子产品、交通动力系统、电网储能等领域具有重要的应用价值。然而，在锂离子电池的商业化进程中，安全性事故时有发生，影响了锂离子电池的大规模应用。本文从电池安全性的三个研究尺度：材料、电芯、系统，综述了与之对应的重要研究方法，其中每个尺度均包括基于物理样品的实验方法和基于计算机数学模型的模拟方法。本文介绍了这些方法的基本原理，通过典型案例展示了这些方法在安全性研究中的适用场景和作用，并探讨了实验和模拟方法之间的联系，着重介绍了材料热分析、材料加热过程中结构分析、电芯加速度量热分析、电芯安全性数值模拟等方法。基于对多尺度研究策略的系统综述，认为安全性研究需要在各个尺度联合同步开展。最后，展望了下一代锂电池，如固态电池、锂金属电池等，可能面临的电池安全性问题。这些新体系的安全性研究仍处于早期，其材料和验证型电芯的安全性研究是当前阶段值得关注的重要课题。关键词 锂离子电池；安全性；实验方法；数值模拟；固态电池；锂金属电池锂离子电池的研究始于1972年Armand等提出的摇椅式电池概念，商业化始于1991年SONY公司推出的钴酸锂电池，经历超过三十年的迭代升级，已经成熟应用于消费电子产品、电动工具等小容量电池市场，并在电动汽车、储能、通信、国防、航空航天等需要大容量储能设备的领域中展现出了巨大的应用价值。然而，自锂离子电池诞生开始，安全性便一直是限制其使用场景的重要问题。早在1987年，加拿大公司Moli Energy基于金属锂负极和MoS2正极推出了第一款商业化的金属锂电池，该款电池在1989年春末发生了多起爆炸事件，直接导致了公司破产，也促使行业转向发展更稳定地使用插层化合物作为负极的锂离子电池。如图1所示，锂离子电池进入消费电子领域后，多次出现了因电池火灾隐患而开展的大规模召回计划，2016年韩国三星公司的Note7手机在全球发生多起火灾和爆炸事故，除了引起全球性的召回计划外，“锂电池安全性”再次成为广受关注的社会话题。在电动交通领域，动力电池的安全性事故伴随着新能源汽车销售量的提升逐渐增加，据统计，中国在2021年有报道的电动车火灾、燃烧事故超过200起，电动汽车安全性成为消费者和电动车企最关心的问题之一。在储能领域，韩国在2017—2021年期间发生了超过30起储能电站事故，2021年4月16日北京大红门储能电站爆炸事故除导致整个电站烧毁外还造成2名消防员牺牲、1名员工失踪。随着锂离子电池的应用场景日益扩大，其安全性在工业界和学术界均引发了广泛的讨论和研究。图1 锂离子电池近年引起的安全事故在锂电池发展的早期阶段，产业界和学术界更关注锂电池发生安全性事故的本质原因，基于长期的认识积累，锂电池发生安全事故的本质可以总结为：电池在过充、过热、撞击、短路等异常使用条件下温度异常升高，引发内部一系列化学反应，引起电池胀气、冒烟、安全阀打开，同时这些反应会大量释放热量使整个电池温度进一步升高，最终各个化学反应剧烈发生，电池温度不可控地迅速上升，引起燃烧或爆炸，导致严重的安全事故，这一过程也被称为电池的“热失控”。电池从异常升温到热失控过程中存在多个重要的化学反应，它们与温度的对应关系如图2所示。图2 锂离子电池热失控的诱发机制随着锂离子电池的广泛应用，关于锂离子电池安全性的研究逐渐深入，从早期简单的描述现象和定性预测，发展为在多个尺度、采用多种手段研究安全性机理，基于精准测量和数值化模型准确预测电池安全性表现，最终提出应用化解决方案的综合性研究策略。如图3所示，目前对于电池安全性的研究一般从理解锂离子电池电芯的热行为出发，包括利用各类滥用条件测试确定电池的安全使用极限和失效表现，利用绝热量热等手段具体分析电池的热失控行为和特征温度，以及利用热失控数值模拟方法模拟电池的热失控表现；在认识电芯热行为的基础上，需要深入材料本质，利用热分析、物质结构和化学成分分析、理论计算等方法理解电芯发生热失控在材料层面的反应机制，从而为设计制造高安全性的电池提供基础理论的指导；此外，电芯作为电池系统的基础，其热失控行为的精准测量和准确模拟也为在系统层面设计更高安全性的电池系统和管理预警方案提供了理论指导。本文从材料热稳定性、电芯热安全性和大型电池系统热安全性三个尺度介绍安全性研究策略，着重介绍几种实验和模拟方法。基于商用体系锂离子电池的研究策略和成果，进一步探讨了这些方法对于产学研各界研发下一代锂电池所具有的重要意义。图3 锂离子电池安全性研究策略1 材料热稳定性研究锂离子电池发生热失控的根本原因是电池中的材料在特定条件下不稳定，从而发生不可控的放热反应。目前商业化使用的电池材料中，与安全性关系最密切的主要是充电态(脱锂态)过渡金属氧化物正极、充电态(嵌锂态)石墨负极、碳酸酯类电解液和隔膜，其中前三者在高温下均不稳定且会发生相互作用，在短时间内释放大量的热量，而现行常用的聚合物隔膜则会在140～150 ℃熔融皱缩，导致电池中的正负极直接接触，以内短路的形式快速放热。研究人员自20世纪末开始进行了大量材料热稳定性的研究工作，发展了以热分析认识材料热行为，结合形貌、结构、元素成分和价态表征综合研究内在机理的研究方法。近年来计算材料学的发展也为从原子尺度模拟预测材料的稳定性提供了新的方法和手段。1.1 热分析方法热分析是最直接和直观认识材料热行为的方法，指在一定程序控温(和一定气氛)下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。对于电池材料来说，一般关注其质量、成分、吸放热行为随温度的变化关系。质量与温度的关系可通过热重分析获得，吸放热与温度的关系可通过差示扫描量热法获得，TG和DSC可以设计在同一台仪器中同步测试，该种方法又被称为同步热分析。TG、DSC、STA等仪器通常采用线性升温程序，通过热天平、热流传感器等记录样品的质量、吸放热变化，由于发展时间较早，测试技术和设备工程化水平较为成熟，已成为认识材料稳定性最重要的测试手段之一。基于热分析结果可以确定材料发生相变、分解或化学反应的起始温度、反应量和放热量，但在锂离子电池中，往往更关心充电态材料在电解液环境下的稳定性和反应热。良好的热稳定性是电池材料进入应用的必要条件，而产热量和产热速度则影响电池热失控的剧烈程度。用于常规热分析样品的坩埚一般为敞口氧化铝材质或开孔的铝金属材质，为了研究材料在易挥发电解液中的热表现，需要使用自制或设备厂商专门提供的密封容器。Maleki等通过STA系统研究了钴酸锂/石墨圆柱电池中各种材料的热分解行为，由于电解液采用高沸点的EC溶剂，所以仅在敞口容器中便可以测试，研究发现全电池截止电压4.15 V时，脱锂态钴酸锂在178 ℃发生分解，产生的氧气和电解液反应释放大量热量，释放的能量达到407 J/g，嵌锂态负极的SEI会优先分解，温度在125 ℃之前，之后会出现持续的放热反应，释放能量为697 J/g，而当负极发生析锂后释放能量会上升到827 J/g，这一结论有力支持了近年来析锂电池安全性下降的报道。Yamada等利用DSC确认了充电态磷酸铁锂(LiFePO4)的稳定性很好，与电解液的反应温度大于250 ℃，放热量仅为147 J/g，显著低于层状氧化物材料。Noh等利用密封容器系统研究了不同Ni含量的三元正极材料Li(NixCoyMnz)O2，比较热分析结果发现脱锂态三元材料的热稳定性与Ni含量呈现负相关性，且在x0.6之后加速下降。材料经过改性后，其稳定性需要通过热分析进行确认，研究人员基于DSC发现核壳浓度、包覆等方法均能不同程度地提高正极材料的热稳定性。需要注意的是，热分析的数据质量与实验条件、样品制备方法密切相关，目前并没有严格一致的测试规范，文献中不同单位之间的测试结果横向对比性很差，很多电池材料的热稳定性尚缺乏准确定量的结论。除了DSC、TG外，还有一类特殊的热分析方法是利用加速度量热仪研究反应的起始温度。与常规热分析采用线性升温不同，ARC使用的升温程序是加热-等待-检索模式，即步进式地在每个温度点保持恒温，如果检索程序发现样品的升温速率超过0.02 K/min，则通过同步样品的升温速率保持样品处于绝热状态，从而跟踪样品的自加热升温过程，否则开始加热至下一个温度点进行恒温、检索。不难发现，ARC获取的是样品近似热力学上的失稳温度，由于检测精度高，获得的失稳温度往往比DSC、TG等方法获得的低很多。Dahn课题组基于ARC测试了大量材料-电解液体系的反应起始温度，基本均低于DSC数据中的放热主峰。事实上，Wang等在低升温速率的DSC测试中也发现充电态材料与电解液的放热起始点远早于剧烈的放热峰。这些信息表明材料失稳到完全失控的过程并不是突变式的，整个体系动态演变的过程仍然缺乏深入的研究认识。图4 (a) DSC基本原理；(b) 脱锂态正极-电解液的DSC测试结果1.2 物相分析技术电池材料在升温过程中发生相变和化学反应，其形貌、结构、成分和元素价态都有可能发生变化，这些变化需要基于对应的方法进行表征分析，如利用扫描电子显微镜观察材料热分解前后的形貌变化，利用X射线衍射和光谱学研究材料结构和元素价态演变。由于材料热分解和热反应存在显著的动力学效应，在加热过程中原位测试可以最大程度地还原物相变化的真实过程。目前较为成熟的原位表征技术主要有两类：一类是与热分析仪器串联使用的质谱、红外光谱等，可以实时监测物质分解产生的气体类型，判断材料加热过程中化学组成的变化；另一类是原位X射线衍射技术，通过特制的样品台，可以在升温过程中实时、原位测定材料的结构变化，目前全球多数同步辐射光源和一些实验室级的X射线衍射仪上都可以实现原位变温XRD测试。Nam等利用变温XRD发现脱锂态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构在350 ℃向尖晶石转变，而加入电解液后该转变温度会下降至304 ℃。Yoon等在LiNi0.8Co0.2O2中发现了类似的规律，并发现MgO包覆可以改善脱锂态正极在电解液中的相变。图5展示了变温XRD和MS的联用技术，系统研究了不同Ni含量的脱锂态NCM三元正极在升温过程中的结构和成分变化，研究发现三元正极失稳释放氧气的过程与结构在高温下转化为尖晶石相的行为直接对应，且这一过程的起始温度随镍含量的上升显著下降，NCM523的起始相变温度约为240 ℃，NCM811则小于150 ℃，从体相结构的本征变化解释了高镍正极在电池应用中热安全性差的原因。以上工作都是基于同步辐射光源实现的，由于同步辐射提供的光源质量高、扫谱速度快，更适用于研究与时间相关的动力学问题。除此之外，近年来基于X射线谱学以及拉曼光谱实现同步表征的方法均有所发展。结合通过热分析手段观察得到的材料热行为信息，并对升温过程中材料物相变化的研究，可以更深刻地理解材料演变以及电池体系热失稳的动力学过程，为材料的安全性改良提供理论指导。图5 基于原位XRD和质谱对镍钴锰酸锂结构稳定性的研究1.3 计算材料学基于材料原子结构计算预测材料的全部性质是计算材料学家的终极追求。材料的热力学稳定性可以基于密度泛函理论计算。DFT中判断材料稳定性的依据是反应前后的能量差ΔE是否小于0，如果ΔE小于0，反应能发生，则反应物不稳定，反之同理。Ceder等在1998年就计算了LiCoO2脱锂过程结构相变的过程，计算结果与实验结果吻合良好。然而目前大多数热力学计算不考虑温度效应，且热力学只能作为反应进行方向的判据，无法预测反应速率等动力学问题，考虑温度和动力学计算则需要使用成本较高的分子动力学、蒙特卡洛或者过渡态搜索方法。相对于材料本身的稳定性，计算材料学对于计算预测两种材料间的界面稳定性存在一定优势。Ceder等计算了不同正极和固态电解质之间的稳定性，为选取界面包覆的材料提供理论指导。Cheng等利用AIMD模拟Li6PS5Cl|Li界面，发现界面副反应会持续发生，材料界面之间的副反应是自发发生的，与通常认为的界面钝化效应有所差异。此外，正极材料中的相变析氧、过渡金属迁移等问题的计算模拟也都处于初期开发阶段，仍需持续探索。总的来说，目前阶段材料层级的理论模拟技术与实验技术的差距仍然较远，需要研究人员的持续努力。2 电芯热安全性研究电芯指电池单体，是将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子。电芯的热安全性特征是电池工业界最关注的内容之一，它是电池材料热稳定性的集中表现，也是制定规模化电池系统安全预警和防护策略的基础。由于电芯内部具有一定的结构，其安全性会呈现一些在纯材料研究中不被讨论的特点，使得电芯安全性具有更广泛的外延和认识角度。工业上一般通过滥用实验来研究和验证电芯产品的安全性，近年来基于扩展体积加速度量热仪(又称EV-ARC)的安全性测试方法有较快发展，此外电芯安全性模拟方法也从早期的定性分析发展到可以准确仿真预测热失控进展的水平。2.1 滥用测试国际电工委员会(IEC)、保险商实验室(UL)和日本蓄电池协会(JSBA)最初定义了消费电子产品电芯的滥用测试，模拟电芯工作可能遇到的极端条件，通常分为热滥用、电滥用和机械滥用。常见的热滥用为热箱实验，电滥用包括过充电和外部短路实验，机械滥用包括针刺、挤压、冲击和振动等。企业和行业标准一般将电池对滥用测试的响应描述为无变化、泄漏、燃烧、爆炸等，也可基于附加的传感器和检测系统记录温度、气体、电压对滥用的响应。电芯通过滥用测试的标准是不燃烧、不爆炸。锂电池应用早期研究人员大量研究了电池对各类滥用测试的响应与使用条件、材料体系、充电电量等的影响，提出了各类滥用机制引发电池热失控的机理。滥用测试中最难通过的项目是针刺测试，近年来关于针刺测试的存废引起了较大争议，但提高电芯的针刺通过率仍是锂电池安全性研究的重要课题之一。由于滥用测试针对的是商用成品电芯和贴近真实的使用条件，目前更多作为电池行业的安全测试标准而非研究手段。2.2 EV-ARC测试早期的ARC只适用于研究少量材料样品的热失控行为，Feng等发展了利用EV-ARC研究大体积电芯绝热热失控行为的方法，研究的方法原理和结论如图6所示，由于EV-ARC的加热腔更大，所以需要更精准的控温技术和更严格的校准方案。基于EV-ARC测试可以定量标定出电芯热失控的特征温度T1、T2和T3，分别对应电芯自放热起始温度、电芯热失控起始温度和电芯最高温度，为评价电芯安全性提供了更精确定量的评价指标，标准化的测试条件可以帮助建立统一可靠的电芯热失控行为数据库，分析了不同体系电芯的热失控机理。Feng等利用EV-ARC首次提出正负极之间的化学串扰会引起电芯在不发生大规模内短路的情况下热失控，说明脱锂正极释氧是现阶段影响电芯安全性的关键因素。Li等研究快充后的电芯发现快充析锂导致T1大幅下降，说明析锂同样是电芯安全监测中需要重点关注的问题。以上这些问题都是在常规的滥用测试中难以定量验证的。图6 基于EV-ARC对电芯热失控的研究相比于普通的加热滥用实验，EV-ARC实验环境的温度由程序精确控制，获得的测试结果重复性更好、数据可解读性更高，近年来已成为评价和研究电芯安全性的重要手段。然而EV-ARC模拟的绝热热失控环境与真实的电池滥用工况仍有所差异，评价电芯的实际安全性仍需大量模拟真实严苛工况的测试手段。2.3 高速成像技术为了更直观地理解热失控过程中电池内部物质、结构的演化，研究人员发展了结合红外测温以及原位针刺等辅助功能的透射X射线显微方法如图7(a)～(c)所示。由于热失控往往是在极短的时间内发生剧烈的反应，同时伴随剧烈的物相、结构变化。这一特点给TXM表征方法提出了相当高的时间分辨率的要求。实验室X光源能够发射出的X射线光电子数量有限，采集一组TXM影像数据需要较长的时间。为了观察剧烈变化的热失控过程，Finegan等在欧洲同步辐射实验室(ESRF)使用同步辐射光源将TXM的曝光时间降低至44 μs，配合针内预埋的热电偶温度传感器，实现了对针刺发生时电池内部形貌与刺入点温度的同步监控。该团队利用这种手段研究了刺针纵向与径向刺入18650商业圆柱电池时电池内部热失控行为的差异。Yokoshima等采用实验室光源进行连续实时的透射X射线照相技术，也得到了软包电池在针刺过程中结构随时间变化的一组透射投影图。该方法以4 ms的时间分辨率较为清晰地观察到了针刺入软包电池后电池内部每一层材料的形变过程，以及针刺深度与热失控程度的对应关系。图7 基于X射线成像技术对电芯热失控的研究由于透射投影图只能反映某一方向上二维的信息，如果要对真实三维空间中物质的分布做精确地定量，需要借助计算机成像技术。如图7(d)所示，Finegan等利用同步辐射光源X射线高亮度的特征，在欧洲同步辐射装置(ESRF)的线站上搭建了一套集合原位红外加热、红外测温与高速CT的装置。使用红外加热，实现在线的18650电池升温，同时进行连续的X射线CT成像。连续扫描的TXM投影图能够反映极高时间分辨率的热失控电池内部情形。基于每500张TXM重构得到1个X射线CT结果能够达到2.5帧每秒，实现了一定时间分辨率的电池内部空间分布成像。通过CT结果能够清晰地看到热失控过程中各个阶段的电池材料变化，如电极活性物质层破损、铜集流体融化再团聚等。结合TXM技术获得的投影图和高速X射线CT结果，可以清晰认识热失控过程中电池内部不同位置各个材料的反应、产气、结构破坏等失效行为。另一方面，配合诸如针刺、红外加热、挤压、拉伸等原位实验，可以帮助研究与理解电池的各类宏观失效行为。2.4 电芯热失控数值模拟电芯安全测试的维度广、涉及的测试项目多，通过实验评价电芯安全性需要大量样品和时间成本。同时，产品级电芯的研发周期长、成本高，安全性评估往往处于电芯研发周期的后端。通过数值模拟方法预测电芯安全性测试表现可以大幅度降低实验成本，且在产品研发的前期便对体系的安全性做出判断，大大提高研发效率。电芯热失控数值模型的核心是准确描述电芯热失控过程中的化学反应及吸放热量，从而基于能量守恒模拟电池温度在不同条件下的动态变化。化学反应的吸放热一般通过Arrhenius公式描述 (1)式中，图片指反应的产热量；图片为反应物的质量；图片为反应单位质量的吸放热；α为反应的归一化反应量；图片为机理函数；图片为反应的指前因子；图片为反应活化能。通过热分析实验可以测定求解以上参数，这也是热分析动力学的基本问题。电芯升温过程中内部会发生多个反应，它们对电芯升温的贡献可以看作线性叠加，通过准确描述所有反应即能较为精准地预测电芯在不同条件下的温度变化行为 (2)上述方程中，图片为电芯密度；图片为等压比热容；图片、图片、图片为电芯中沿各个方向的热导率；图片为对所有化学反应的产热速率求和；图片为电池与环境换热所引起的能量变化。预测温度变化需要求解二阶含时偏微分方程，如果认为电池中的反应和空间无关，电芯温度均匀上升且电芯体系与外界无热交换，也可简化为一阶微分方程 (3)基于该理论，Hatchard等将电池中主要的化学反应总结为SEI分解、负极-电解液反应、正极-电解液反应、电解液分解反应，计算了方形和圆柱电芯在热箱中的热行为。Spotnitz等总结了早期文献中的反应动力学参数，并基于均一电芯模型系统预测了不同材料体系的电芯在各类滥用测试中的表现。通过理论模拟，可以仅基于少量小规模实验数据对实际电芯的安全性表现进行系统预测。Feng等、Ren等基于热分析动力学和非线性优化算法重新标定了电池中关键反应的动力学参数并进行了更准确的热失控模拟，他们的模型利用DSC测试获得的参数准确预测了电池在ARC中的热失控表现，可以进一步用于预测热箱、短路等条件下的安全性。需要指出的是，不同材料体系、配方和工艺的电芯中涉及的反应机制和动力学可能存在差异，如近年来电芯内短路、正极-电解液反应和正负极化学串扰三者是否均在热失控过程中主导发生的问题引起了广泛争论，安全性的数学模拟并非空中楼阁，而是建立在具体实验和对电池内部化学反应深刻理解的基础上。由于算力的限制，早期的安全性仿真工作大多不考虑温度空间分布或只计算一维分布，而空间分布在大容量电池和真实工况中是不可忽略的，Kim等、Guo等较早提出了描述热失控温度分布的三维电池模型。近年来数值计算方法的发展和商业计算软件的成熟大幅降低了安全性模拟仿真的难度，Feng等利用商业化的有限元计算软件Comsol Multiphysics建立了大容量三元方形锂离子电芯的热失控仿真模型，可以模拟电芯在短路状态下热失控过程和温度的分布，与实测有较好地拟合结果。除了电芯的热行为，电滥用和力学失效对安全性也存在一定的影响，目前，通过构建电-热耦合模型研究电池非等温电化学性能和短路热失效表现的方法目前已较成熟[59-60]，而力学失效如碰撞、针刺等引起热失控的数值模型仍需要持续地开发。3 系统热安全性研究电池系统的安全性是目前锂电池应用面临的最直接问题，其研究重点是系统中热失控的扩展规律与抑制、预警措施。目前商品化电芯的热失控无法完全避免，在系统层面防止热失控扩展是可能的安全性解决方案。在系统层级开展实验研究的成本较高，但难以避免，在模拟仿真的辅助下可以提前预测优化系统设计，降低实验成本。3.1 热失控扩展和火灾危险性测试电池系统热扩展的实验研究成本和危险性较高，主要方法是通过加热、过充、针刺等方式诱发电芯单体的热失控，并利用接触式热电耦、红外测温等手段研究温度在系统中的分布和变化，这种方式只能获得局部多点的热失控信息。Wang团队在国内首次开发了全尺寸锂离子电池火灾危险性测试平台，用来测量大尺寸动力电池及电池组的燃烧特性，除了可以获得电池温度变化外，还可以获得电池组失控过程中的质量变化、火焰温度等信息，同时基于锥形火焰量热等技术可以测定大型电池系统宏观燃烧所释放的能量。与电芯EV-ARC等方法获得的信息不同，在真实环境下实验得到的电池系统燃烧行为往往更加复杂，包含多个加速失重和喷射火焰的阶段。通过以上测试可以在实用层面评价大型电池组的安全性和失控风险，为安全性改良、预警、消防和灾害处置提供重要信息。3.2 灾害气体研究和预警方案设计电池实际使用和安全失效的过程中，气体的成分与生成规律是重要的研究课题，与电池热失控早期预警、爆炸、火灾蔓延等表现密切相关。从材料本质上看，电池中的有机电解液在高温下气化、活性组分高温副反应均会释放气体，加热条件下产生的混合气体可以通过气相色谱-质谱联用技术、傅里叶变换红外光谱等手段分析成分。目前这些气体检测技术已较为成熟，但在安全性研究过程中，气体的收集和定量仍需要特制的容器或取样器辅助实现。一般来说，电池热失效气体组分中除了惰性的CO2外还包括大量未完全反应的电解液溶剂、CO、H2和有机小分子，兼具可燃性和生物毒性，Ahmed等发现可燃气体的释放是加剧锂电池系统热失控扩散、诱发大规模火灾事故的重要原因。由于气体的扩散速度快，检测手段较成熟，气体监测有望成为电池系统安全预警的关键手段，Cui等利用同位素标记-质谱技术发现充电态电池在加热失控的早期负极的SEI分解会产生H2，促进电池的热失控。Jin等发展了一种通过小型MS监测H2实现模组过充热失控早期预警的手段，在8.8 kWh的磷酸铁锂-石墨电池包中进行了实验验证，发现可以在产生烟雾的10分钟之前发出安全预警。3.3 系统安全性模拟仿真相对于实验研究，模拟仿真消耗的实物资源少，在系统安全性研究中更具优势。系统热安全模拟一般建立在完备准确的电芯热失控数值模型的基础上，在由多个电芯单体构成的复杂电池系统中，每个单体内部温度均独立地遵循前文所述的电芯热失控模型，电芯之间交换热量通过热传导、对流和辐射形式进行，可以分别通过相应的公式进行描述，电芯热失控产热方程和传热方程共同构成了描述整个系统空间的温度场的数学模型。通过求解建立的数学模型，研究人员和工程师可以研究系统大小、空间布局、热管理模式等对电池系统稳定性、安全极限温度、热失控扩散表现等的影响。由于电池系统的结构往往较复杂，系统热安全模型往往需要在成熟的商业模拟仿真软件中进行，常用的软件平台有Comsol Multiphysics、ANSYS、Siemens Star-ccm+等。Feng等利用Comsol Multiphysics构建了由6个标准方形电芯组成的小型模组的热失控规律，研究了不同参数对热失控扩展的影响，提出了4 种抑制热失控扩展的方案，并对增加隔热层的方案进行了实验验证。Zhai等提出了18650锂离子电池模组热失控传播的多米诺预测模型，在Matlab中构建了较为简化的二维模型，预测模组中热失控传播的路径和概率，解释了模组中不同热失控初始位置对热失控传播行为的影响。目前学术界关于大型电池系统热安全性的研究仍然较少，作为一个工业界和学术界共同关心的问题，系统层级的安全性研究需要产学研的深入合作。4 下一代锂电池的安全性研究电池安全的预防、预警、预测依赖对从系统到电芯再到材料热失控构效关系的深刻理解。纵观近年来引起广泛关注的锂电池起火事件，大部分发生在新技术和新材料的初步应用阶段，如近几年多起采用高镍三元电池的电动汽车起火事件，而当大量事故引起广泛关注后，关于该电池体系的安全性研究才随之增多，电池安全研究于电池电化学性能研究的滞后性是电池安全研究中的一个鲜明特点。为了满足电动化浪潮带来的高安全、高能量密度要求，人们期望在锂离子电池中采用不可燃电解质或固态电解质，以彻底解决电池的安全性问题同时达到高能量密度。然而，电池安全性不仅与电池内部材料本身的热稳定性相关，还与材料之间的相互作用、电池内部的复杂环境息息相关。近期中国科学院物理研究所Chen等的工作显示，即使是采用了具有高热稳定性的固态电解质，在与金属锂接触的情况下，高温依然会发生热失控，且金属锂会受到温度的驱动，向固态电解质内部生长，进一步降低热失控的临界温度。清华大学Hou等报道了采用不可燃新型电解液的电池，由于锂盐和嵌锂态负极的剧烈反应，电池在高温下依然会发生热失控。这些结果说明，单维度提升锂电池安全性的设想往往是片面的，新体系的引入很有可能导致电池热失控反应链条的重构，从而使原本的安全预防预警措施不再生效，也很可能是新型锂电池体系容易出现安全事故的深层次原因之一。综上所述，为了在发展高能量密度电池的同时保证电池的安全性，研究者们需要在优化电芯电化学性能的同时，尽快同步地开展前瞻性电池安全性验证和研究。只有清晰全面地认识电池热失效机制和各个维度安全性的影响因素，才能在应用阶段做好电池的有效安全预防。图8给出了电池领域新材料和新技术从基础研究到规模量产的技术成熟周期。可以看出，一个新型技术的大规模应用需要投入巨额的人力物力，花费数十年的时间，才能真正实现量产。然而，电池的安全性验证却往往在电池接近量产的阶段才展开，且往往以通过电池安全测试标准为目的，无法系统深入地了解电池在全生命周期、实际复杂工况下的安全行为和内在机理，为日后的安全事故埋下隐患。对于早期的电池体系，由于能量密度不高，安全性问题并不突出，而最新的锂离子电池电芯能量密度已经可以达到300 Wh/kg以上，产学界广泛关注的锂电池新技术和新体系能量密度更高。这些具有高能量密度特性的新技术和新体系面临着更为严峻的安全性挑战，因此，将电池的安全性研究和验证步骤尽可能提前，在基本确定电芯结构后尽可能早地开展电池安全测试与机理研究工作，才有望在真实量产阶段前期就做好准备，摸清其安全性特征与行为，设计好对应的防护、预警措施。图8 电池领域新技术的成熟周期与高能量密度新体系的安全性研究目前，下一代化学储能电池的材料体系尚未有定论，可能用于新一代锂离子电池的新材料包括富锂材料、无锂高容量正极材料、硅基负极材料、锂金属负极材料、固态电解质等，如果考虑使用锂金属负极，锂电池概念的外延还可进一步扩展。然而从学术报道来看，与新材料热行为和新体系实用安全性相关的内容却鲜有报道，目前对绝大部分新型锂电池体系的安全性认知尚处于未知或初期阶段。本文所综述的研究方法既可以用于研究现有商业化锂离子电池的安全性，也可以从材料层级提前理解新型锂电池材料体系的热稳定性，并基于模拟仿真方法预测其电芯和系统的安全性，这对选定下一代锂电池的技术路线，保障高能量密度锂电池新技术平稳落地，具有重要指导意义。

p style="text-align: center "img style="width: 600px height: 275px " title="1.jpg" border="0" alt="1.jpg" vspace="0" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/a72768ab-977d-40f8-a938-7e0e2f4d8e60.jpg" width="600" height="275"//pp　　strong项目名称/strong：纳米尺度下材料的奇异相变行为/pp　　strong申报单位/strong：材料科学与工程学院/pp　　strong负责人/strong：王勇/pp　　strong01 /strongstrong项目简介/strong/pp　　纳米材料因其优异的性能和独特的结构，目前已成为材料研究领域最重要的方向之一。如何发现并解读这些新颖的物理现象，尤其是异于传统尺度下的新行为，是当前研究的重点，然而传统的研究手段无法满足上述需要。该项目发展了新的原位表征技术对纳米尺度下材料的相变行为进行了系统研究，发现了纳米尺度下二级相变过程中两相共存新现象。/pp　　不同于体材料的相变理论，纳米材料的相变需要考虑表面的贡献。如何可控引入表面贡献是研究和理解纳米尺度下相变机制的关键。项目自主设计楔形纳米样品成功引入梯度表面贡献，对纳米尺度下Cu2Se材料的相变行为进行了精确控温的原位研究，项目取得如下创新性成果：/pp　　(1)首次发现二级相变材料Cu2Se构成的楔形纳米晶体中两相可以热力学稳定共存、对温度响应灵敏，并实现了相界面的原子尺度操控。/pp　　(2) 基于朗道理论和纳米尺度下表面效应建立了新的热力学模型，成功解释了上述异于块体材料的新现象。/pp　　论文Nanoscale Behavior and Manipulation of the Phase Transition in Single Crystal Cu2Se，2018年11月13日在线发表于Advanced Materials。/pp　　研究发现了纳米尺度下二级相变过程中两相共存的新现象，建立新的热力学模型拓展了传统相变理论，并实现了原子尺度相变的精确操控，将对相变的认识扩展到纳米尺度，为纳米器件设计提供新思路。/pp　strong　02 /strongstrong项目团队/strong/pp style="text-align: center "img style="width: 450px height: 391px " title="2.jpg" border="0" alt="2.jpg" vspace="0" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/df1f66bd-cd9d-4eb9-a12b-0e4289adcc40.jpg" width="450" height="391"//pp style="text-align: center "span style="text-align: center color: rgb(0, 176, 240) "图1. 课题组照片/span/pp　　项目负责人王勇教授：2006年于中科院物理研究所获博士学位，随后在澳大利亚昆士兰大学进行博士后研究。2010年到2011年，在美国加州大学洛杉矶分校进行访问研究，2012年回国加入浙江大学。目前主要从事纳米环境催化材料的研究，共发表SCI论文140余篇，其中3篇Nature Nanotechnology, 1篇Nature Materials，40余篇发表在影响因子10以上的高水平期刊上。现为浙大电镜中心主任，中国电镜学会理事，材料物理专委会副主任，中国材料学会青委会理事。获2012年青年千人及2013年香港求是科技基金会“求是杰出青年学者奖”。研究团队包括张泽院士，美国张绳百教授，硅酸盐所陈立东教授、史迅教授，澳洲孙成华教授。/pp　strong　03 /strongstrong科学解读/strong/pp style="text-align: center "img style="width: 450px height: 244px " title="3.jpg" border="0" alt="3.jpg" vspace="0" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/46b35d02-6f28-449f-b95d-b81e67b8cb1a.jpg" width="450" height="244"//pp style="text-align: center "span style="text-align: center color: rgb(0, 176, 240) "图2. 纳米尺度相变示意图/span/pp style="text-align: center "img title="4.jpg" alt="4.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/b31c539b-2ee3-4697-bedf-2c9f2afc7e53.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图3. 原子尺度相界面操控/span/pp　　相变物质一般有高温相和低温相，根据传统理论，有的物质高低温两相可以同时存在(一级相变)，比如冰水混合物，但有些物质的高低温相不能同时存在(二级相变)，比如我们要研究的Cu2Se材料，它就像一山不容二虎一样，要么全是低温相，要么全是高温相。那么有没有可能突破传统的理论，实现Cu2Se的两相共存?针对这个挑战，我们进行了深入探索，发现适于体材料的传统理论没有考虑到表面的贡献，那么如果引入表面贡献会发生什么呢?如图1所示，一般的，体材料低温相加热到相变温度点就会全部变成高温相。我们巧妙地将Cu2Se材料制备成楔形的纳米样品后，惊奇地发现在相变点附近的一定温度范围内，低温相和高温相同时存在了!这显然违背了体材料的相变行为，其原因就是纳米尺度下，比表面积增大，表面贡献不能被忽视了。由于楔形样品表面贡献随其厚度而改变，从而改变了同一材料局域的相变温度，比如site 1和site 2有不同的相变温度，实现了两相共存，并且表面贡献的越大，其相变温度越低，所以高温相变是从边缘开始并逐渐向内推进。这样，我们实现了二级相变材料的两相共存，并通过精确控温又实现了相界面的原子尺度操控，以图一所示样品为例，升高温度(比如0.2度)，相界面从site 1迁移到site 2(精确移动3个原子层)，反之亦然。基于高温相与低温相物理性质不同，可以利用它们设计新型纳米器件。该工作发展最先进的原位技术重新研究了相变这一古老而且基础的物理现象，将对相变的认识拓展到纳米尺度，为纳米器件设计提供了新的思路。/p

p　　在物理与材料研究领域中，众多问题的解决受限于样品质量、尺寸、探测极限等因素制约而搁置，而这些问题是可以通过电子显微学方法来实现突破。近年发展起来的球差矫正等先进电子显微学方法，为在纳米乃至原子尺度对众多物理量及其耦合关系的测量与表征提供了可能，也为实现性能调控的纳米尺度结构设计提供了依据。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/a8bbe64e-d38a-46f2-b984-3ba9190a2d19.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="325" border="0" vspace="0" style="width: 450px height: 325px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "田鹤老师科研工作照/span/pp　　众所周知，大多数材料在温度变化时呈现热胀冷缩的性质，而有一类特殊的材料因其在温度变化时体积基本保持不变，被称为零膨胀材料。一直以来，零膨胀材料因其在高精度仪器、极端条件元器件等方面极具应用价值而备受关注。然而，目前发现的零膨胀材料仍非常稀少，设计制备宽服役温度范围、低膨胀系数的零膨胀材料是该领域的核心目标。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/84763b66-77b5-492c-be61-1be8b29b18d9.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="600" height="281" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 281px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "研究图a/span/pp　　针对这一问题，张泽院士带领下的田鹤团队进行了系统的原位实验及微结构研究，表明铁电材料中，封闭介孔内存在着正负铁电极化表面，这些表面分别由氧离子、氧空位的聚集而被屏蔽。这一特殊的自发铁电极化屏蔽机制使得介孔微区附近的铁电性消失，从而显示出正膨胀性能。这一特性与钛酸铅本征的负膨胀性质相协同，从而使单晶介孔钛酸铅纤维表现出零膨胀的特性。成功将大量纳米尺度的封闭介孔引入到单晶钙钛矿钛酸铅中，这有效地调制了热膨胀性能，其晶胞体积在极宽的温度范围内基本保持不变。这一研究揭示了铁电体内部表面微结构的构建及其铁电极化屏蔽机制对材料热膨胀性能起到了显著调控作用，为设计、制备性能优异的新一类单相零膨胀材料提供了新思路。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/45816567-b796-4776-9c9f-f02335703bfd.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="600" height="455" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 455px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "研究图b/span/pp　　另一方面，由于尺寸、表面和界面效应以及量子效应等因素，材料中的有序结构，如铁磁有序、铁电有序等，通常在极限尺寸下被显著抑制。由于长程有序的尺寸限制，到目前为止，在室温下实现具有垂直于表面极化的原子厚度铁电薄膜仍然是一个艰巨的挑战，严重制约了高密度非易失性存储器件的发展与小型化。针对这一问题，我们团队利用球差矫正电子显微镜，在一个单位晶胞厚的BiFeO3薄膜中直接观察到了面外的强自发极化，并且实现了高达370% 的隧道电流变效应。这一发现证实了BiFeO3薄膜中的铁电临界厚度可以通过结构设计以实现突破，这对于高密度数据存储显示出巨大的应用前景，将为铁电基器件的小型化突破开辟可能性。/pp　　借助先进电子显微学方法，在纳米乃至原子尺度对众多物理量及其耦合关系进行研究的能力，可以为探索材料性能与微结构关系提供依据，为设计、优化功能性材料特性，实现纳米尺度结构设计调控宏观性能提供新的途径。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/59832007-ec42-4212-85c3-242933457bcf.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="600" height="275" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 275px "//pp　　在此工作基础上，田鹤负责的“实现性能调控的纳米尺度结构设计”成功入围浙江大学“2018年度十大学术进展评选”活动。以下为该项目具体情况：/pp　　strong项目名称/strong：实现性能调控的纳米尺度结构设计/pp　　strong申报单位/strong：材料科学与工程学院/pp　　strong负责人/strong：田鹤/pp　　strong项目简介/strong/pp　　在过渡族金属氧化物这类强关联电子体系中，电子表现出的不仅是电荷，还有自旋、轨道这些复杂的属性，相互耦合诞生了如高温超导、庞磁电阻、多铁性等诸多具有重要应用前景的特性。但对电荷、轨道、自旋间的耦合关系，及其有序性与晶格的耦合、相互作用理解的依然不足，制约了对此类功能性材料性能有效调控的探索。/pp　　项目的主要特色是摆脱性能测试宏观、平均的限制，在纳米乃至原子尺度通过对各物理量间耦合关系的研究，直接构建微观结构对宏观性能的影响。通过纳米尺度结构设计，探索调控宏观性能的途径，为设计新型的功能性材料与器件提供了新的机遇。证实了针对性纳米尺度结构设计，对宏观性能的有效调控。成功研制了一种具有宽温度服役范围(低温、室温与高温区)的单相零膨胀系数材料，为航天、航空等领域，精密载荷关键部件的高精度、高稳定性需求提供了新的解决方案 在常温下实现了具有原子级别厚度，面外铁电极化的高密度纳米器件，打破了铁电薄膜临界厚度的认知。/pp　　strong项目团队/strong/pp　　张泽院士领导的田鹤团队利用自主发展的电子显微学方法，在纳米乃至原子尺度对各物理量间耦合关系开展研究，有针对性的探知耦合本质与性能的依存关系，并探索性能调控的途径。揭示了在铁电材料内部，引入纳米尺度极化表面，对单相铁电材料宏观热膨胀行为调控的物理机制。与浙江大学韩高荣、任召辉团队合作，设计并制备出一种PbTiO3单相铁电介孔零膨胀系数材料 创新提出了一种调制铁电材料热膨胀系数的新途径，为设计、制备性能优异的单相零膨胀材料提供了新思路。(Nature Communications, 9 (2018) 1638 )进而，发现了晶格调控可突破极限尺寸对铁电极化的抑制作用。与新加坡国立大学陈景生团队合作，实现了四方相BiFeO3薄膜在室温二维极限尺度下的铁电序 证实了极限尺度下(一个单胞厚)的BiFeO3薄膜，所具有的超强铁电性与自发的面外极化 揭示了铁电极化产生、稳定和转化的物理机制 奠定了其作为高密度非易失性存储器的科学基础。(Nature communications 9 (2018) 3319)/p

图1借助电场调控原子扩散获得两种不同异质结构的原位制备过程 在国家自然科学基金项目（批准号：11525415，61601116，51420105003）等资助下，东南大学孙立涛教授团队在“可视化”原子尺度制备研究方面取得进展。研究成果以“通过调控原子扩散实现不同异质结构的原位制备（Tailoring atomic diffusion for in situ fabrication of different heterostructures）”为题，于2021年8月10日在《自然通讯》（Nature Communications）在线发表。　　具有优异性能的异质纳米结构对于新型电子器件的开发与制造尤为重要。扩散被认为是制备异质纳米结构的主要技术方法，然而现有方法很难实现原子尺度扩散的精准调控，也很难实现单一异质纳米结构的可控合成，这严重制约了未来纳米器件的制造精度与制造水平。　　针对以上问题，孙立涛教授研究团队发展了一种基于原位透射电子显微技术的“可视化”原子尺度制备方法，通过电场调控实现了同一体系两种不同异质结构纳米单体（核壳结构和分段异质结构）的原位制备(图1)。与传统制备方法相比，不但制备的可控性好，整个制备过程还实现了原子尺度上的实时观测，原子的扩散迁移机制和结构相变过程等一目了然。该方法通过电场方向控制原子发生定向扩散的方向，焦耳热引起的温度变化调控原子扩散方式（表面扩散或体扩散），从而制备不同异质结构的纳米单体。该研究成果表明电场调节原子扩散是一种可控制备单一异质纳米结构的有效方法，同时也有助于更好地理解材料间原子扩散方向和扩散方式的微观驱动力和相关机制，让原子尺度制备方法更精准、更可控。　　“可视化”原子尺度制备是孙立涛研究团队提出的基于原位电子显微学技术，集力、电、光、热等多种加工手段于一体，实现原子尺度下材料与器件的精准制造与实时表征的新方法，不但可以直接揭示原子制备过程中的新原理、新机制，对实现稳定、可控的原子尺度制造也具有重要推动作用。

2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议召开　　仪器信息网讯 由国家自然科学基金委、中国化学会联合主办，复旦大学和上海交通大学联合承办的“2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议”于2010年10月18日在上海复旦大学召开。会议主题为“科技让生活更美好，微纳让科技更奇妙”。400余名国内同行和20余名国外专家参加，将讨论交流微/纳尺度分离、微全分析、以及微/纳技术在化学生物学和生物医学领域中的应用等学术问题。会议现场本次学术会议倡议者杨芃原教授致辞　　开幕式上，本次学术会议倡议者杨芃原教授致开幕辞。在大会报告环节，张玉奎院士、刘爱群教授、林炳承研究员、刘冲教授、蒋兴宇研究员、庄乾坤教授分别作报告。中国科学院大连化物所 张玉奎院士报告题目：定量蛋白质组分析的挑战　　张玉奎院士在其报告中详细阐述了近年来发展的多种蛋白质组分离鉴定新技术新方法：　　在高丰度蛋白质去除方面，发展了基于多维阵列液相色谱的通用型高丰度蛋白质去除技术；一次运行可去除58 种高丰度蛋白质，并将样品中蛋白质的鉴定数目提高2倍以上。此外，还发展了基于蛋白质印迹材料的高丰度蛋白质选择性去除技术和基于蛋白质均衡器技术的降低蛋白质丰度分布范围的方法。利用上述策略，均显著提高了低丰度蛋白质的鉴定能力。　　在低丰度蛋白质富集方面，研制了多种固载金属亲和色谱材料，包括无机有机杂化整体材料、聚合物颗粒和介孔材料，以及金属氧化物气溶胶和复合金属氧化物微球，实现了磷酸化肽的高选择性富集。此外，还研制了亲水材料和硼酸功能化材料，实现了糖肽的高选择性富集。　　在蛋白质分离鉴定平台方面，研制了多种固定化酶反应器，实现了蛋白质组的在线快速酶解。研制了多种色谱柱和毛细管等电聚焦柱，提高了蛋白质和多肽分离的柱效和分辨率。建立了多维液相色谱、多维毛细管电泳和多维芯片毛细管电泳分离方法；通过与样品预处理或在线酶解的集成，不仅提高了系统的分析通量，而且提高了蛋白质鉴定的可靠性。　　在液质联用高灵敏度鉴定方面，合成了新型磁性微纳米材料，提高了基体辅助激光解吸离子化质谱对蛋白质鉴定灵敏度。发展了针对磷酸化肽的衍生技术，可不经过富集，直接实现磷酸化肽的高灵敏度鉴定。此外，还建立了多种质谱数据处理新方法。新加坡南洋理工大学 刘爱群教授报告题目：A Breakthrough Tuning Point from Microfluidics to Optofluidics　　微流控技术(microfluidics) 是在微流控芯片上实现微量化学或生物样品的合成与分析等操作的技术，微流控光学技术(Optofluidics)则是在微观尺度上通过操控流体，探索微流控系统与光子的相互作用规律，目的是开发具有可调化、集成化和微型化的微流控光学器件与系统。微流控光学技术用于光学器件的研究是可谓是一次全新的突破。中国科学院大连化学物理研究所 林炳承研究员报告题目：功能化微流控芯片实验室的构建　　林炳承研究员长期从事毛细管电泳和微流控芯片的研究，并以医学诊断和药物筛选为研究和应用的主要背景，在理论、技术平台、方法发展及重大应用等方面取得了一系列的成就，在国际、国内相关领域产生了重要影响。　　许多主要的分析化学操作模式已经在微流控芯片上实现，从原理上讲，几乎所有的分析化学操作模式均可以在微流控芯片及其周边完成。微流控芯片分析化学实验室具有微型、可控的操作单元灵活组合规模集成的本质特征，还可用于复杂体系从而在系统层面上认识事物和解决问题的能力。构建和完善微流控芯片分析化学实验室应当成为未来十年、二十年中分析化学领域发展和研究的主流趋势之一。　　以细胞生物学的系统研究为基本目标的微流控芯片细胞实验室正呼之欲出。微流控芯片研究的热点正逐步转向构建各种不同类型的芯片实验室，从化学、生物到信息、光学、材料，林林总总。微流控芯片中流体的流动通常通过通道或液滴实现，通道和液滴是微流控芯片实验室的重要组成部分。　　林炳承研究员课题组通过微泵微伐对通道网络中流体的控制，实现了大样本量线虫的衰老研究，显示了环境、营养等因素对线虫寿命的显著影响，对人类衰老的研究具有借鉴作用，有望在此基础上构建微流控芯片衰老研究实验室。借助于大规模液滴操控技术，实现了不同生物材料的液滴内合成，是微流控芯片材料实验室的一种理想模型。大连理工大学微系统研究中心 刘冲教授报告题目：聚合物多层微流控芯片及新型无源仿生微泵的设计与制作　　刘冲教授设计与制作了一种集成浓度梯度发生器和细胞培养阵列的多层微流控芯片，利用厚胶光刻工艺和干法刻蚀工艺分别制作了SU-8 胶模具和硅模具，浇注PDMS制得芯片。　　该芯片由4 层PDMS 键合而成：第一层可以实现细胞培养及检测，水滴状微结构为细胞培养腔，其一端具有微柱阵列，相邻微柱间隙为5μm，用于拦截细胞；第二层为浓度梯度发生器，从两个入口分别注入含药物和不含药物的培养液，经过混合，在通道末端形成5种不同浓度的药物溶液，经通孔垂直进入第一层的细胞培养腔；第三层为30μm 的微阀薄膜；第四层为气体通道层，与第三层共同构成微阀，用于对浓度梯度发生器和细胞培养腔之间连通与关断的控制。　　利用制作的芯片进行了A549肺腺癌细胞的培养实验，该细胞可很好地贴壁生长，为研究不同浓度的抗癌药物对癌细胞的抑制作用提供了条件。　　刘冲教授设计与制作了一种新型无源仿生微泵，该泵具有植物通过气孔蒸腾进行水分运输的优势。其蒸腾速率远大于自由水面，可以获得较高液体流速；运输水分是一个被动运输的过程，无需外部能源；可以通过调整参与蒸腾的微孔开度或微孔数量来控制水分流量；可以持续不间断进行水分运输，工作时间长。国家纳米科学中心 蒋兴宇研究员报告题目：微流控芯片生化分析及读出技术　　建立在芯片系统中的生化分析具有自动化、即时现场检测、快速等特点，其中很多都应用到了微流控技术。由于微流控芯片分析中所需的样品、试剂量少，集成度高，使其在各类芯片分析中都成为一项重要的技术。但是在芯片分析微型化的进程中，遇到的一个最重要的问题就是信号的读出技术，很多芯片使用本身体积很小，但是由于检测仪器的体积过大而限制了其微型化的相关应用。随着材料科学的快速发展，出现了很多具有优良性能的材料以及基于这类材料的新型检测方法。这些方法与微流控技术的结合，将会使微流控芯片的检测效率更加提高。　　利用静电纺丝制备的纳米纤维薄膜具有很高的比表面积，大大提高了生物大分子在表面的吸附，结合微流控芯片，纳米纤维薄膜可以提高固相免疫检测的灵敏度。蒋兴宇研究员课题组建立的新型HIV免疫检测方法可以提高检测的灵敏度、效率。一般需要4小时或更长时间才可以完成的试验减少到8分钟之内，将多种物质之间的相互作用同时加速进行，大大加快了检测物质相互作用的速度，并且减少了疾病检测以及检测物质相互作用试验的时间、降低对于试验条件的要求。　　蛋白质免疫印迹分析是分子生物学和细胞生物学研究中的一个重要方法，蛋白质免疫印迹分析能够检测细胞中目标蛋白质的含量，并且可以得到目标蛋白质的近似分子量。但是传统的蛋白质免疫印迹分析技术的缺点是一次实验只能检测到细胞中的一种蛋白质，并且会消耗相对大量的抗体溶液。然而大多数的生物学研究中都需要对细胞中的多种蛋白质含量进行监测，这导致生物学家往往需要收集大量细胞来进行多次免疫印迹分析，并且会消耗较大量的昂贵的抗体溶液。开发新型的蛋白质免疫印迹技术一直备受生物技术产业界和生物学家关注。　　蒋兴宇研究员课题组将微流控技术和传统的免疫印迹技术相结合，解决了以上难题。该方法利用SDS-PAGE凝胶电泳将细胞中的蛋白质按分子量大小分离为蛋白质条带，然后将凝胶中的蛋白质条带在电场的作用下转移到PVDF高分子膜上。在传统的免疫印迹分析技术中，后续的免疫检测会将这张PVDF印迹膜直接浸泡在抗体溶液中进行免疫反应。本方法创造性的将印迹了蛋白质条带的PVDF膜作为PDMS微流控芯片的基底，微流控芯片上平行的排列了很多微流管道，微流管道的方向与膜上蛋白质条带方向垂直。这样，通过在不同的微流管道中通入针对不同蛋白质的抗体，可以实现一次实验检测细胞中的多种蛋白质(n10)，并且将抗体溶液的用量从原来的大约1毫升降低到小于1微升。实验结果表明，这种新方法的蛋白质检测灵敏度不亚于传统的免疫印迹方法。　　这种微流控免疫印迹的新方法可以大大的降低免疫印迹实验中的人力物力消耗。并且所需的微流控芯片成本低廉、操作简单。该方法有望运用于细胞信号通路、蛋白质组学等研究。国家自然科学基金委员会化学科学部主任 庄乾坤教授报告题目：分析化学资助现状与思考　　庄乾坤教授介绍了自然科学基金项目系列、各类项目资助侧重点、科学基金最新动向、分析化学进一步发展等内容。国家自然科学基金主要的定位是：引导源头创新、支持基础研究；强调三大战略(源头创新、科技人才和创新环境)，资助种类已形成了三大系列(研究项目系列、人才培养系列、科研环境系列)。科学基金的新动向：青年基金纳入到人才基金板块，并降低资助额度(约18~20万/项)，扩大青年基金的资助率，希望逐步达到30%；控制面上项目的资助率约为申请面上项目总数的1/5，并增加资助额度，近两年将逐步达到40万/项；更加侧重基础、更加侧重人才、更加侧重前沿。　　各类项目资助侧重点分别是：面上项目起到全面协调的作用，强调可持续、创新；重点项目鼓励学科前沿分析发展；重大项目强调集成、力争出重大成果；杰青项目的目标是培养学科带头人；重大研究计划保护创新；国际合作项目注重强强合作、平等互惠、以我为主；仪器专项则是实现创新的手段。　　近两年，在基金委的支持下，已培养了一大批创新的团队和人才，比如：国家实验室、国家重点实验室、省部属重点实验室、重点学科、优秀团队和973项目首席科学家。　　分析化学进一步发展的问题：据AC统计，1996年-2008年中国分析化学论文数在全球排名已达第二位，仅次于美国；但在引用因子和被引用数目上还低于美国、日本、德国等国家；尤其是每篇论文的被引用次数还低于很多国家。所以中国的分析化学研究还有待再上一个新台阶。　　关于如何再上一个新台阶，庄乾坤教授谈到了几点思考。从分析化学的研究目标来说，是要追求“3S+2A”，3S即Sensitivity, Selectivity and Speediness灵敏度、选择性、高速度；2A为Accuracy, Automatics，准确度、自动化。从研究创新方面来说，庄乾坤教授强调3点：1)引入物理学新概念和新技术；2)创建分析仪器装置；3)瞄准国际公认的有影响的重大科学问题。庄乾坤教授还提出了理论基础的学科源头论，认为数学是源头，物理是上游，化学是中游，生命科学、环境等应用领域是下游，而一个学科的发展准则是“下游”离不开“上游”，“上游”可独立于“下游”。　　本次会议历时2天，含特邀报告、专题报告、墙报等交流形式，是我国微/纳技术近十年研究成果的一个阶段性总结，也将对未来该技术的发展方向以及对其他学科的影响进行展望。

日前，由两院院士投票评选的2009年度中国十大科技进展揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)(以下简称“微尺度国家实验室”)杜江峰教授研究小组的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来连续7年有成果入选中国十大科技进展。自2003年以来，该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室已经成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。　　“对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字是不太适合的”　　我们没有刻意的管理创新　　向管理创新要成果要人才，是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出， 是不是也与此相关呢?　　“我们没有刻意的管理创新。”中国科大校长、微尺度国家实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出乎笔者的意料。据了解，微尺度国家实验室的投入并不算很多，研究人员基本上来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是科大土生土长的博士，没有显赫的学术经历。对他们，微尺度国家实验室没有制定严格的考核指标，只是要求进行3至5年的阶段性工作汇报。对研究人员每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求。　　“实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各个教授，但是，实验室面向国家需求、面向科学前沿，通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的要求是明确的，全体研究人员对实验室的使命与任务是认同的。”侯建国说，“每年实验室都会对研究工作作整体上的评估。如果说管理创新，这或许应该算是一个。”　　实验室组织了国际学术咨询顾问委员会，每年召开一次会议，国家实验室和下属的7个研究部分别向国际科学家们提交一份报告，接受他们的质询。实验室要求国际科学家们在集中讨论后给出一份评估报告，并向相关研究部提出两个最新的研究方向，介绍目前世界上哪些研究所或大学在这两个研究方向上做得最好，以便实验室同他们开展合作和交流。　　“我们有一定的学术奖励， 但奖励的额度并不大。很难说学校的教授们发表论文、做出成果，与这样的奖励有什么必然关系。”侯建国说，“有的团队可能好几年都没有高水平的成果，但实验室和学校并不给他们压力， 我们都知道他在等待突破，在坐冷板凳。对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字是不太适合的。”　　只有科学家对外界的诱惑置之度外，科学上的突破才会水到渠成　　创新源自科学家的原动力　　陈仙辉教授是科大自己培养的博士，上世纪80年代后期，国际性的高温超体研究取得重大突破， 当时还在读研究生的陈仙辉选择了高温超导作为自己的研究对象。　　“到目前为止，高温超导的机理还不清楚，需要新的理论来支撑。所以，我总觉得有惊喜在等着我。”陈仙辉的话里透着一种从容与淡定。坚持不懈地追逐“惊喜” 的陈仙辉，在这个领域一干就是20年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，或者学生们有了新的发现，深更半夜他也会兴奋地赶去实验室。　　厚积薄发。2008年2月19日，日本科学家发表文章称，发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本的工作后，认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体，于是立刻带领学生开始研究。3 月25日， 结果出来了：这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃)， 突破了“麦克米兰极限” (麦克米兰曾经断定， 传统超导临界温度最高只能达到39K)， 证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体外的又一高温超导体家族。　　2个月后， 他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表， 这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选出的当年度世界十大科技进展。　　“主要靠长期的工作和实验积累，否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息，也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说。　　“用‘十年磨一剑’来形容陈仙辉的突破是非常恰当的。”侯建国说，“从他的经历中，我们认识到创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。只有当科学家们对外界的诱惑和干扰置之度外，而能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。”　　单从待遇和地理环境上说，地处合肥的中科大很难吸引优秀人才　　科学家更需要的是完善的服务　　“当然，我并非说实验室的管理者可以无所作为。科学家更需要的不是简单的管理而是完善的服务，管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上，使科学家们的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。　　获得2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是科大自己培养的博士，也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年， 他结束了欧盟玛丽居里研究员的工作后回校，申请“量子调控” 重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究” 并获得通过，成为该项目的首席科学家。但是，要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说无疑是个难题。这时候，学校和国家实验室向他伸出了援助之手，拨给他250万元经费，又借给他300万元经费，再加上他自己的科研经费，一共800万元，全部用来购置实验设备。　　短短一年多时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台建成了。紧接着，2009年6 月，他和香港中文大学教授刘仁保合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上，同期发表的专文评述指出：“他们所使用的量子相干调控技术被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源…… 从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”　　有了好的平台，科学家就有了创新的舞台。记者了解到，近年来，中国科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心，集中购置了一批在相关领域内急需的、通用的，而一般科研课题又无力购买的大中型仪器设备，并组建了技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实现自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都在用。“用坏了要比放坏了强。” 管理仪器的老师说。　　从读本科开始， 杜江峰已在科大学习生活和工作了24年。“无论是从待遇还是从地理环境上， 确实找不出来我呆在合肥这么多年的原因，我父亲到现在还对我没去大城市耿耿于怀。可我不愿意离开， 这里有种独特的精神在吸引我， 我很喜欢这个地方。” 杜江峰说。　　“只在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息”　　学科交叉更重要的在于思想碰撞　　学科之间的交叉已经几乎渗透到了科学研究的每一个层面。有数据表明，近百年间获得诺贝尔自然科学奖的300多项成果中，约有一半是多学科交叉取得的。　　微尺度国家实验室很好地实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等5个一级学科之间的交叉。侯建国形象地说： “志趣相投的人聚到一起， 好比是‘物理组合’， 在国家实验室这个平台上产生‘化学反应’。”　　被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授就是国家实验室学科交叉的典范。早在1995年， 两人分别从国外回到科大，之后不久他们就在时任校长的朱清时院士的“撮合” 下走到了一起。国家实验室筹建以后，两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作，杨金龙负责理论方面的深度掘进，他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这项实验工作开辟了一个新的领域”，“是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子”。这项成果被评为2005年度中国十大科技进展。目前，微尺度国家实验室已聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种“土壤” 环境下，学科交叉是容易实现的。　　不同学科解决问题的手段和方式方法也不同，国家实验室在学科交叉方面，虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同问题，而更看重提供一种思想碰撞和相互启发的氛围和机制。　　“学科交叉更重要的价值在于思想碰撞。”侯建国说。微尺度国家实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，朝南的一扇门通向宽阔的阳台，廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员经常聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花，就是在这种随意宽松的聊天中产生的。　　实验室各研究部还会经常从世界范围内邀请各自领域最好的学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室人共同享受的资源。　　“国家实验室的科研人员都很开放，没有小家子气，乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说，“这样不但能对各自的研究情况有所了解，而且很容易相互启发。在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息。”　　“你们不能永远作为助手，一定要成长起来， 独当一面”， 这是实验室的“军规”　　给年轻人提供没有“天花板”的创造空间　　笔者在采访时注意到，微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40至50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人， 其中不少是在读的博士生、硕士生。几乎所有的团队领导者在谈到自己的学生或助手时，都充满了快乐与自豪。在国际量子信息领域，“潘建伟小组”是个知名度不小的名称。　　1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人，在近年来取得了一系列的原创性成果：在世界上首次实现五光子纠缠和终端开放的量子隐形传态......他们的研究成果从2003年至今已5次入选中国十大科技进展，两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。　　在领导量子物理和量子信息实验室的这些年里，为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术，在中国科大和国家实验室的支持下，潘建伟先后赴奥地利和德国海德堡大学做客座教授，并不断融合不同学科背景的年轻人———如做冷原子物理的北大博士陈帅、理论物理的加拿大博士后陈凯、统计物理的荷兰博士后邓友金加盟自己的实验室。同时，他还将国内实验室一批有潜力的学生苑震生、赵博等介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究，在国际学术界的最前沿开阔眼界，增长兴趣，转换思维。　　如今，潘建伟小组在发展量子技术方面， 已经是“世界上处于领先地位的小组之一” (奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳语)。　　2009年7月，潘建伟带着他“海外团队” 集体“回家”，光是搬家的清单就足足列了20页之多。已在学术界崭露头角的年轻人面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错， 而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。” 陈凯说。　　而年轻的潘建伟教授则对他的更年轻的同事们说： “你们不能永远作为助手， 一定要成长起来， 独当一面。”　　“在实验室里，我常说‘取法乎上， 仅得其中 取法乎中， 仅得其下。’” 侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高， 让他们保持学术上的热情和野心。”

1月19日，由中国科学院、中国工程院557名院士投票评选的2010年度中国十大科技进展新闻揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(简称微尺度实验室)与清华大学联合小组完成的“实现16公里自由空间量子态隐形传输”荣列其中。　　这已是该实验室自2003年获批筹建以来连续数年有成果入选中国十大科技进展新闻。与此同时，该实验室筹建以来还有1项成果入选年度世界十大科技进展新闻、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、5项成果入选中国基础研究十大新闻……　　微尺度实验室的“创新炉火”为何越烧越旺?中国科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士揭示了其中的三大奥秘。　　没有硬性考核指标创新源自科学家的原动力　　“我们没有规定硬性考核指标。”侯建国介绍说，实验室对科研团队负责人每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求，只是要求进行3～5年的阶段性工作汇报。　　陈仙辉教授从上世纪80年代后期开始高温超导研究，在这个领域默默地一干就是20年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，他深更半夜也会兴奋地赶到实验室。2008年3月，他带领学生发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物的超导临界温度超过40K(-230.15℃)，突破了“麦克米兰极限”(麦克米兰曾经断定，传统超导临界温度最高只能达到39K)，证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体外的又一高温超导体家族。研究论文在国际学术期刊《自然》上发表，这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选出的当年的世界十大科技进展新闻。　　“从他长期积累的学术经历里，我们可以看到，创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国表示，只有当科学家对于外界的诱惑和干扰置之度外，能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。　　因此，实验室不把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各个教授，而是牢固树立通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标。“我们需要的是科学家们对实验室目标的认同和价值观的认同。”侯建国说。　　没有学科间的壁垒交叉的价值在于思想碰撞　　现代科学中新的重大突破性科研成果往往产生于不同学科的交叉、融合之中。有数据表明，近百年间获得诺贝尔自然科学奖的成果中有大约一半是多学科交叉取得的。　　目前，微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等五个一级学科之间的交叉，已聚集了包括7名中科院院士、4名“千人计划”教授、10名“长江学者”特聘教授、24名国家杰出青年基金获得者、32名中科院“百人计划”教授在内的90多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。　　在单分子操纵研究中，侯建国与杨金龙教授的合作堪称“黄金组合”，前者负责实验部分的精耕细作，后者负责理论方面的深度掘进。他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。　　研究成果发表在国际学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果被评为2005年度中国十大科技进展。　　“我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同问题，而更看重提供一种思想碰撞和相互启发的氛围和机制。”侯建国说。微尺度实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，室外阳台的廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员经常聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请最好的学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室人共享的资源。　　没有“天花板”限制，年轻人需要创造空间　　微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40～50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人，其中不少是在读的博士生、硕士生。　　获得2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年，他申请量子调控“973”计划“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”并获得通过，成为该项目首席科学家。　　但要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽毛未丰”的杜江峰来说无疑是个难题，学校和国家实验室通过划拨、出借等方式帮助他筹集了800万元，全部用来购置实验设备。　　短短一年多时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台建成了。　　紧接着，2009年6月，他和香港中文大学教授刘仁保合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在《自然》杂志上，同期评述文章指出：“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能，从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”　　为了给年轻人营造肥沃的创新土壤，近年来，中国科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学和高性能计算等实验教学中心，集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备，并组建了专业的技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实现自己的学术梦想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都在用。　　“在实验室里，我常说‘取法乎上，仅得其中 取法乎中，仅得其下’。”侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高。”

近日，中国科学院沈阳自动化研究所在基于微透镜成像方面取得新进展，提出一种将AFM与基于微透镜的扫描光学显微镜相结合的无损、快速、多尺度关联成像方法，相关成果以论文的形式（Correlative AFM and Scanning Microlens Microscopy for Time-Efficient Multiscale Imaging）发表在国际顶级学术期刊Advanced Science (中科院一区，IF= 16.806)。在半导体器件制造中，半导体晶圆的错误检测、缺陷定位和分析对于质量控制和工艺效率至关重要。因此，为了提高芯片特征结构的检测分辨率和效率，需要发展新的大范围、高分辨、快速成像技术。为此，依托于沈阳自动化所的机器人学国家重点实验室微纳米自动化团队提出了一种新的关联成像方法。科研人员将微透镜与AFM探针耦合，通过在面向样品的微透镜表面上沉积扫描探针，将基于微透镜的光学成像和AFM两者的优势结合起来，实现了三种成像模式：微透镜快速高通量扫描光学成像、表面精细结构AFM成像和微透镜AFM同步成像。实验结果表明，微透镜的引入提高了传统AFM光学系统的成像分辨率，成像放大率提高了3-4倍，有效地缩小了传统光学成像与AFM之间的分辨率差距。与单一AFM成像模式相比，成像速度提高了约8倍。高通量、高分辨率AFM和扫描超透镜关联显微镜为实现微米到纳米级分辨率的跨尺度快速成像提供了一种新的技术手段。该研究得到了国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目（基于微球超透镜的跨尺度同步微纳观测与操作系统）和机器人学国家重点实验室自主项目的大力支持。（机器人学国家重点实验室）AFM和扫描微透镜关联成像示意图半导体芯片成像结果

近日，中国科学院沈阳自动化研究所在基于微透镜成像研究方面取得新进展，提出一种将原子力显微镜（AFM）与基于微透镜的扫描光学显微镜相结合的无损、快速、多尺度关联成像方法。相关研究成果（Correlative AFM and Scanning Microlens Microscopy for Time-Efficient Multiscale Imaging）发表在Advanced Science上。　　在半导体器件制造中，半导体晶圆的错误检测、缺陷定位和分析对于质量控制和工艺效率至关重要。因此，为了提高芯片特征结构的检测分辨率和效率，需要发展新的大范围、高分辨、快速成像技术。　　为此，依托于沈阳自动化所的机器人学国家重点实验室微纳米自动化团队提出了一种新的关联成像方法。科研人员将微透镜与AFM探针耦合，通过在面向样品的微透镜表面上沉积扫描探针，将基于微透镜的光学成像和AFM两者的优势结合，实现了三种成像模式——微透镜快速高通量扫描光学成像、表面精细结构AFM成像和微透镜AFM同步成像。　　实验结果表明，微透镜的引入提高了传统AFM光学系统的成像分辨率，成像放大率提高了3-4倍，有效地缩小了传统光学成像与AFM之间的分辨率差距。与单一AFM成像模式相比，成像速度提高了约8倍。高通量、高分辨率AFM和扫描超透镜关联显微镜为实现微米到纳米级分辨率的跨尺度快速成像提供了新的技术手段。　　研究工作得到国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目（基于微球超透镜的跨尺度同步微纳观测与操作系统）和机器人学国家重点实验室自主项目的支持。AFM和扫描微透镜关联成像示意图半导体芯片成像结果

疫情之下，2020年摩方超高精度微尺度3D打印设备全球销量不降反增，尤其2μm打印精度设备S130远销欧美，其中包括美国汽车和航空领域、德国能源与生命科学领域的知名企业，以及美国、德国、英国等著名高校。（S130设备装机图）（S130部分案例图）nanoArch S130是BMF摩方可以实现超高精度的微尺度3D打印系统，拥有2μm的超高打印精度和5μm的超低打印层厚，可以兼顾微尺度和宏观样件的打印，从而实现超高精度大幅面的样件制作，非常适合高校和研究机构用于科学研究及应用创新。S130采用的是面投影微立体光刻（PμSL：Projection Micro Stereolithography）技术。该技术使用高精密紫外光刻投影系统，将需打印图案投影到树脂槽液面，在液面固化树脂并快速微立体成型，从数字模型直接加工三维复杂的模型和样件，完成样品的制作。该技术具备成型效率高、打印精度高等突出优势，被认为是目前最有前景的微纳加工技术之一。nanoArch S130部分应用案例：案例一中科院沈阳自动化所刘连庆研究员课题组《ACS Applied Materials & Interfaces》：利用气泡作为微型机器人实现零件的操纵和装配。文章链接：中科院沈阳自动化所刘连庆研究员课题组：利用气泡作为微型机器人实现零件的操纵和装配案例二哈利法大学张铁军教授团队《Soft Matter》：利用微尺度3D打印和矿物涂层技术助力功能性微流控研究。文章链接：《Soft Matter》：利用微尺度3D打印和矿物涂层技术助力功能性微流控研究案例三西南科技大学李国强教授课题组《Chemical Engineering Journal》：精密3D打印构建仿生麦芒分级系统用于高效雾水收集。文章链接：西南科大仿生微纳精密制造团队：精密3D打印构建仿生麦芒分级系统用于高效雾水收集

6月1日，由西安交大主办，金属材料强度国家重点实验室和材料学院微纳尺度材料行为研究中心承办，国际合作与交流处协办的第8届微纳尺度材料性能国际研讨会在南洋大酒店国际会议厅如期举行。开幕式上，著名材料科学家、美国工程院院士、伯克利大学加州分校Robert Ritchie教授被授予西安交大名誉教授称号。　　本次会议主席马恩教授主持开幕式，热忱欢迎远道而来的诸位外宾和与会者 材料学院副院长单智伟教授致开幕辞，并简要介绍本次会议的由来和历史。之后马恩教授邀请金属材料强度国家重点实验室主任、材料学院院长孙军教授向Robert Ritchie教授颁发名誉教授证书。Ritchie教授表示荣幸和感谢，之后以一场题为&ldquo Conflicts of strength and toughness: concepts of intrinsic vs. extrinsic toughening applied to biomaterials and advanced multi-element metallic alloys&rdquo 精彩的大会报告拉开了本次研讨会的序幕。　　Ritchie教授被授予名誉教授证书　　Ritchie教授是材料科学领域尤其是材料力学性能研究方向的的世界顶级学者，1982年至今任加利福尼亚大学伯克利分校材料科学与工程系教授，被誉为H.T. & Jessie Chua杰出工程教授 曾获美国国家工程院院士、英国皇家工程院院士、俄罗斯科学院外籍院士、瑞典皇家工程科学院外籍院士、TMS(美国矿物、金属和材料学会)终身研究员、Acta Materialia 金奖(著名材料领域学术期刊Acta Materialia设立材料科学工程领域国际终身成就奖)等众多荣誉。Ritchie教授的报告富含激情，逻辑清楚，语言简单易懂，引发了与会者们的浓厚兴趣，报告结束大家报以热烈掌声，之后是当场提问和交流。　　Ritchie教授在做大会报告　　之后研讨会精彩继续，报告人包括来自约翰霍普金斯大学、中科院金属所、伦斯勒理工学院、麻省理工学院、乔治梅森大学等的知名学者和青年教师。值得一提的是材料学院微纳中心的新晋青年老师刘博宇的口头报告也引来与会者的关注，他清晰且风趣的报告获得与会者的好评。　　本次会议包括1个大会报告(Plenary Report)，9个主旨报告(Keynote Report)，16个邀请报告(Invited Report)和7个口头报告。会议26个邀请报告人分别来自美国、日本、澳大利亚、德国、新加坡、中国等多地，除以上提及的研究机构外，还包括匹兹堡大学、昆士兰科技大学、德国亚琛工业大学、新加坡南洋理工大学、日本国家材料科学研究所、大阪大学等。国内参会人员来自约20所高校和研究所，包括北大、清华、上海交大、浙大、中科院金属所，厦门大学、哈工大、中国石油大学等。目前会议正在有序进行中。　　大会合影

主题： PμSL极限微尺度3D打印技术及其科研应用进展时间： 2020年6月18日下午15:30-16:30直播讲师单位：BMF深圳摩方材料科技有限公司、英国诺丁汉大学University of Nottingham 直播提纲：BMF深圳摩方：①微尺度3D打印技术；②PμSL微尺度3D打印技术原理及特点；③PμSL微尺度3D打印的极限微尺度加工能力；④PμSL微尺度3D打印的科研应用进展英国诺丁汉大学：①诺丁汉大学增材制造中心介绍；②诺丁汉大学&摩方合作情况；③PμSL微尺度3D打印技术方向的研究展望BMF深圳摩方材料科技有限公司专注于高精密微纳3D打印领域，是全球微纳尺度3D打印技术及颠覆性精密加工能力解决方案提供商。其业务涵盖高精密3D打印设备的研发及生产、高精密3D打印定制化产品服务、高精密3D打印原材料的研发及生产、高精密3D打印工艺设计开发及相关技术服务，拥有较为完整的高精密微纳3D打印产业生态链。在科研领域，摩方自主研发的3D打印系统已被麻省理工、新加坡南洋理工、英国诺丁汉、德国德累斯顿工大、清华、北大、港中文、港城大、南方科技大学、西湖大学、浙江大学、中科院等众多全球顶级高校和科研机构使用。University of Nottingham英国诺丁汉大学是一所世界百强名校，英国老牌名校，其教学与研究水平都具有国际声誉。迄今为止，诺丁汉大学已经产生了很多的杰出校友，包括3位诺贝尔奖的得主和众多奥运奖牌得主。根据2011年UCAS报告，该校与剑桥大学并列英国第三培养出最多位知名CEO的学校，毕业生在英国列为重点聘雇的第2名。英国诺丁汉增材制造中心拥有跨学科研发团队，包括博士、博士后及导师共98人，其研发方向覆盖基础研究到应用型研究，主要包括多材料增材制造技术与可用于增材制造的特种材料开发。本次直播主要讲述的是PμSL极限微尺度3D打印技术及其科研应用进展。产品特点： 摩方nanoArch 3D打印设备采用面投影微立体光刻（PμSL:Projection Micro Stereolithography） 3D打印技术，该技术具有成型效率高、制造成本低和打印精度高等突出优势，被认为是目前最具有前景的微尺度加工技术之一。全球领先的超高打印精度（2μm/10μm/25μm），高精密的加工公差控制能力（±10μm/±25μm/±50μm），配置韧性树脂、硬性树脂、耐高温树脂、生物树脂等创新打印材料，使得nanoArch系列3D打印系统可直接成型精密塑料结构件和功能器件，无需再经过抛光、打磨、喷涂等后处理工艺，可为客户实现小批量的精密塑料零件快速加工。

近年来，微米尺度金属增材制造技术得到了快速的发展，并广泛应用于光学、微机器人、微电子学等领域。目前，微米尺度3D金属结构可以采用聚焦电子/离子束诱导沉积、激光感应光致还原等3D打印技术直接制备而成，或者采用双光子聚合3D打印技术结合电镀技术多步制备而成。其中，基于金属离子局部电化学还原反应的电化学沉积技术被认为具有极大的优势：该技术无需进行任何后处理，而且可制备致密性好、导电、无污染的金属样件。然而，如何在保持打印分辨率的情况下提高打印速率是该技术面临的一个难题。本研究论文是基于中空原子力显微镜(AFM)悬臂梁的金属电化学沉积3D打印系统，在保持电场电势和体素高度不变的情况下，研究了施加压力和喷嘴直径对体素水平尺寸的影响。研究结果发现，在打印过程中保持喷嘴直径不变，针对施加压力的实时调整可以实现体素面积两个数量级的跨越，并且通过改变施加压力，使用孔径为500nm的喷嘴成功制备了四根线径不同的铜线圈。基于以上研究，该技术通过精确调整体素尺寸不仅可以实现同一打印样件从亚微米级到亚毫米级的跨尺度制作，而且还可以显著提高打印速率。该技术使用铜作为金属打印材料，但同样适用于其他电镀金属。 图1. 基于中空AFM悬臂梁金属电化学沉积3D打印系统示意图及打印过程示意图 图2. 使用孔径为500nm的喷嘴打印的四根线径不同的铜线圈的SEM图，其中，a图和b图是同一结构的两种不同视图 原文链接：https://doi.org/10.1002/adem.201900961关于摩方精密重庆摩方精密科技有限公司(BMF，Boston Micro Fabrication)从事微纳3D打印设备的研发、生产及销售，专注于高精密3D打印领域。摩方精密采用面投影微立体光刻（PμSL: Projection Micro Stereolithography）技术，该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势。作为高精密增材制造领域的领军企业，已和众多全球知名企业开展业务合作，包括GE医疗、美国强生、日本电装、安费诺、泰科电子等，产品广泛应用在连接器、精密医疗器械、消费电子、精密加工等行业。摩方精密也与瑞士Exaddon AG公司合作，在中国区进行微纳金属3D打印设备提供服务和推广。基于电化学沉积技术的金属微增材制造技术，Exaddon创新地设计了微纳金属打印系统CERES。CERES可以在室温下以亚微米级分辨率打印复杂的微金属结构，尺寸从1 μm到最大1000 μm(人类的头发一般为80～90μm)，并且无需进行后处理。Exaddon CERES 微纳金属3D打印系统官网：https://www.bmftec.cn/links/10

安捷伦科技参加第24 届国际微尺度生物分离分析大会并举办&ldquo 安捷伦之夜&rdquo 晚宴 2009年10月18日-22日，第24 届国际微尺度生物分离分析大会（The 24th International Symposium on Microscale Bioseparations, 24th MSB)在中国大连举行,安捷伦公司参加了大会及展览会，并举办安捷伦之夜盛大晚宴。 本次大会是目前国际上生物分离分析科学领域学术水平最高、影响力最大的国际性学术会议之一。迄今为止MSB已在美国、欧洲、日本等地成功举办了23届。本次大会旨在加强该领域各国专家学者间的相互交流, 促进面向生命科学的现代分离分析科研水平在各国的平衡发展。中国在分离分析科研领域近年来迅速发展, 尤其近年来在蛋白质组、代谢组、微流控芯片、色谱-质谱联用技术和毛细管微柱分离分析等领域取得了显著成绩。本次大会由中国科学院大连化学物理研究所承办, 邹汉法研究员、张玉奎院士、Frantisek. Svec教授共同担任大会主席，大会吸引了国内外三百余位科学家和学者。 安捷伦新颖别致的展台是本次大会一道靓丽的风景线，众款2009年刚出炉的1290 Infinity LC，6540 Q-TOF，6430 QQQ，7100 CE以及7000A GC/QQQ等悉数上阵，加上一排丰富的墙报（Poster）展示，吸引了来自五湖四海的学者们。大会特邀安捷伦公司总部的资深科学家Gerard Rozing博士和 Dayin Lin 博士，分别作了题为Is Capillary Electrophoresis Going Into a Renaissance 和 Recent Advances in Microfludic Chip-based LC in LC/MS Analysis 的精彩大会主题报告，获得了参会专家的一致好评。在大会众多的精彩报告中，美国Northeastern University的Shiaw-lin Wu教授题为Explore Glycan Biomarkers for Early Detection of Breast Cancer的前沿主题报告中，详细介绍了利用安捷伦近来推出的LC-Chip/QQQ和LC-Chip/QTOF平台在蛋白质，尤其是富有挑战性的糖蛋白质的鉴别和定量的最新研究结果，他将上述两种技术的组合称为蛋白质学研究的&ldquo 双响炮&rdquo 。安捷伦公司展台安捷伦公司独特的墙报展示墙（部分） 会议期间，安捷伦资深的应用技术专家安蓉经理和冉晓蓉女士，分别作了Agilent 1290 Infinity LC and its Applications 和Chip Technologies in Bio-seperations的午餐研讨会演讲，博得了大会各位专家和与会代表的强烈关注。 安蓉经理在午餐研讨会上演讲 10月21日晚，安捷伦公司举办了名为&ldquo 安捷伦之夜（Agilent Night）&rdquo 的盛大晚宴。晚宴由安捷伦科技公司医药市场经理庄晨杰和沈阳分公司的客户经理高露莎联袂主持。MSB大会的奠基人Barry Karger博士和安捷伦公司生命科学与化学分析事业部大中华区总经理牟一萍女士分别致辞，对大会组委会表示感谢并祝贺大会圆满成功。随后，牟总邀请大会主席邹汉法研究员、张玉奎院士和Frantisek Svec教授共同上台敬酒，感谢海内外在蛋白质组、代谢组、微流控芯片、色谱-质谱联用技术和毛细管微柱分离分析等领域各位朋友多年来对安捷伦公司的厚爱和支持。晚宴当天适逢日本科学院寺部茂先生的生日，安捷伦公司安排的生日蛋糕与生日歌成为一个惊喜，在座嘉宾共同祝寺部茂先生生日快乐。牟一萍总经理致辞，并与大会主席团向来宾祝酒牟总向日本科学院寺部茂先生祝贺生日 晚宴上精彩的具有中华民族特色的中国京剧，号称&ldquo 瞬间艺术&rdquo 的川剧变脸，展示安捷伦员工多才多艺文化底蕴的精彩舞蹈和靓丽歌声，以及轻松悠闲的Jazz流行乐曲等互动节目，吸引了来自海内外的众多参会代表的积极参与，大连化学物理研究所关亚风教授当场即兴高歌一曲，赢来在座来宾的热烈响应和互动。大家在紧张的会议期间多了一份轻松，少了一份疲惫，席间充满了祥和的欢乐气氛。主持人妙语连珠安捷伦员工的精彩演出安捷伦团队与大会组委会合影关于安捷伦科技 安捷伦科技（NYSE:A）是全球领先的测量公司，是通讯、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的19,000 名员工在110多个国家为客户服务。在2008财政年度，安捷伦的业务净收入为58亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问www.agilent.com。

生态系统呼吸（Re）和甲烷（CH4）通量是两个重要的土壤-大气碳交换过程，已经在局地尺度上得到充分记录。然而，在流域尺度上，对青藏高原多年冻土区这些过程的空间格局和控制因素尚不清楚。基于此，为了填补研究空白，在本研究中，来自四川大学、中国科学院成都山地灾害与环境研究所、山西农业大学、中国科学院西北生态环境资源研究院和西南民族大学青藏高原研究所的研究团队在青藏高原风火山（34°40′-34°46′ N和92°50′–92°62′ E；4580-5410 m a.s.l.；图1a）测量了两个生长季节（2017年和2018年）不同坡向（北向（阴坡）和南向（阳坡））和不同海拔（低、中和高坡位）的生态系统呼吸（Re）和CH4通量，旨在阐明青藏高原草地流域尺度的Re和CH4通量模式并量化生物和非生物因子调节Re和CH4通量的相对贡献。作者利用LGR UGGA便携式温室气体分析仪+PS-3000便携式土壤呼吸系统（北京理加联合科技有限公司）+SC-11便携式呼吸室（北京理加联合科技有限公司）于2017年和2018年生长季节（6-12月）每30天测量一次Re和CH4通量。同时，还测量了土壤温度、体积含水量、地上生物量和地下生物量、土壤有机质、pH、土壤全氮、土壤容重、溶解性有机碳、微生物量碳、微生物量氮、土壤蔗糖酶活性、NH4+-N和NO3--N浓度。 图1 西藏高寒草地研究区和样地位置。（a）青藏高原植被类型图显示了研究区位置。（b）2个沟谷的2个坡向的3个海拔位置的18个研究地块。（c）山坡上的高寒草甸。（d）阳坡低坡位的高寒沼泽草甸。【结果】微生物因子对高寒草地流域Re空间变异具有控制作用。在高海拔阴坡位置，较低的土壤温度和土壤有机质含量降低了土壤微生物活性，从而抑制了Re的产生。作者发现高寒草地是大气CH4的净汇，流域内平均CH4通量率表现出很大的空间变异性，范围为-1.6~-10.48μg CH4 m-2 h-1。土壤体积含水量的空间变异解释了流域内76%的CH4通量变异。作者认为在高寒草地流域，永冻层对水文状况的影响可能会增加土壤水分（土壤体积含水量和充水孔隙空间）的空间变异性，通常在Re和CH4吸收受到抑制的低坡位形成排水不良的地貌。结果强调了地形和永冻层通过对生物物理化学因子的影响间接影响着Re和CH4通量。作者建议在地球系统模型中应重视青藏高原草地流域尺度上Re和CH4通量的空间变异性，尤其是CH4通量随海拔位置的变异性。 图2 两个生长季节生态系统呼吸（Re）速率（a-c）和CH4通量（d-f）及其范围（g和h）的季节性变化。 图3生态系统呼吸（Re）和生物物理化学因子之间的关系。 图4 变异划分分析（a）和结构方程模型（b）研究了驱动因素对生态系统呼吸（Re）的多变量影响。图（a）中，ST代表土壤温度，SOM代表土壤有机质。图（b）中，实线箭头表示显著相关（P＜0.05）；虚线箭头表示无显著相关（P＞0.05）；箭头宽度与关系强度成正比。多层矩形表示土壤有机质和微生物因子的主成分分析的第一成分；土壤有机质包括土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（STN），微生物因子包括微生物量碳（MBC），微生物量氮（MBN）和蔗糖酶活性。 图5 CH4通量率和土壤温度（a）、土壤体积含水量（b）、充水孔隙度、NH4+-N（d）和NO3—N（e）之间的关系。【结论】为期两年的西藏高寒草地野外研究发现，由于流域内沟壑斜坡沿线的土壤水分差异，海拔位置显著影响CH4通量。在流域尺度上，生物和微生物因子相互作用影响Re，微生物因子对Re具有直接调控作用。研究结果表明，在山坡水文中永冻层可能会进一步增加土壤水分的空间异质性，这可能会改变高寒草地的碳交换，尤其是考虑到低坡CH4净吸收率弱于其他坡位。这些发现对于估算西藏多年冻土区山地的碳交换具有重要指示意义。山地覆盖了青藏高原约60.58%的区域，忽视流域尺度Re和CH4通量的空间变异性可能会误导对碳交换的评估。因此，作者建议在地球系统模式中应该考虑流域尺度Re和CH4通量的空间变异性，以改进对西藏高寒草地碳交换的评估。请点击如下链接，下载原文：西藏高寒草地生态系统呼吸与甲烷通量的流域尺度格局及控制因素

汤臣倍健螺旋藻片 (资料图) 　　3月30日凌晨，国家食品药品监督管理局官网紧急公布了以螺旋藻为原料的保健食品重金属专项监督检查结果，这一文件，令包括汤臣倍健在内的9个产品洗脱了铅含量超标的嫌疑。汤臣倍健也于当天发布澄清公告，披露原料来源。　　不过，螺旋藻片“铅超标”风波却未随之结束，有关国标低于相关国际标准、螺旋藻产业质量控制不严、整体良莠不齐等深层次问题仍在继续发酵。　　螺旋藻铅含量标准存争议　　国家食品药品监督管理局在3月30日的公告中表示，《中华人民共和国国家标准〈保健(功能)食品通用标准〉GB16740-1997》中一般产品的含铅限量不超过0.5mg/kg，而“以藻类和茶类为原料的固体饮料和胶囊产品”限量是≤2.0m g/kg。　　国家食品药品监督管理局表示，因为GB16740-1997并未对以藻类为原料的片剂作出详细规定，因此才造成有关媒体引用标准不当，参照0.5ppm的标准执行，而出现大量的“铅超标”报道。实际上，按照2.0ppm的国标，汤臣倍健等9家涉事产品都未超标。　　而有业内人士告诉记者，上述国标其实已在2006年到期，但因为此后国家并未出台新的标准，所以业内还是遵循1997年的标准。　　对于应该引用哪种标准，目前业内还是存有争议。　　按照国家《保健食品良好生产规范( GMP)实施指南》，“片剂”、“胶囊”、“固体饮料”分属不同剂型。而多家涉事企业的螺旋藻片的剂型既非胶囊、也非固体饮料，而是片剂。有不愿具名的食品专家认为，螺旋藻片剂铅含量标准实际上应参照0.5ppm的标准执行。　　对此，国家食品药品监督管理局保健食品与化妆品监管司副司长张晋京则表示，对于螺旋藻“片剂”，目前尚无明确的铅含量检测标准，至于应该引用哪个标准“这属于学术探讨范畴”。　　国内螺旋藻产业良莠不齐　　汤臣倍健在澄清公告中称，公司实际生产的螺旋藻片相关含量及公司实施的企业内控标准均符合或高于国家标准。而针对包括在内的原料来源质疑，汤臣倍健在澄清公告中也进行了披露：目前公司螺旋藻原料主要采购自国内的广东、广西及江苏的原料生产企业。　　汤臣倍健还表示，2011年度公司螺旋藻片产品实现销售收入约1295万元，占整个公司销售收入的1.98%。从这一数据看，螺旋藻片并不是汤臣倍健的主导产品，预计“超标门”对公司业绩影响不大。　　而对于以螺旋藻为主的云南某公司来说，螺旋藻重金属“超标门”事件引发的负面效应则难以估计。　　该公司是国内螺旋藻产业的旗舰性企业，其螺旋藻设计产能达3000吨。一直以来，号称与美国Cyanotech公司和日本DIC公司并称为世界螺旋藻三巨头。　　在第三方复检中，该公司螺旋藻片不同批次的含铅量均在0.5ppm至1ppm之间，几乎是国内企业自控标准最高的企业。此次被牵涉进去。有上海券商表示，该公司被丽江市政府定位为当地螺旋藻产业“整合者”，公司也准备近年在国内创业板上市，经此事后，外界对螺旋藻产业产生了信任危机，预计会对该公司的产业整合与上市之路造成负面影响。　　国家食品药品监督管理局30日的公告还显示，有康爱斯、澳奈斯、鸿洋神3个产品为假冒保健食品，幸福来牌螺旋藻片(康特力斯)20111214批次产品铅、砷均超标。这在客观上亦印证，国内螺旋藻产业整体仍良莠不齐，充斥假冒产品，质量标准参差不齐，有关部门对螺旋藻产业质量控制不严、 监管尺度放松的现状。　　相关新闻　　最新检测称汤臣倍健铅超标惊人　　“超标”或者“未超标”的螺旋藻产品，铅含量究竟是多少?至今为止，公众仍然没有看到有相关的权威机构对螺旋藻产品的铅含量给出明确的数字。　　4月1日，记者走访了广州市内各大药房。发现目前各药房的汤臣倍健螺旋藻产品均未在售。不过，记者动用了浑身解数，终于在市内某大药房的仓库中购得了两罐前期被下架的“汤臣倍健螺旋藻”产品。记者购买的螺旋藻为汤臣倍健公司于2011年10月和11月份生产的螺旋藻片180G装，一共两罐(生产批号：“20111013”和“20111017”)。为谨慎计，我们随机抽选了一罐送交中国科学院属下的中国广州分析测试中心进行了铅含量水平的测试，剩余一罐供日后复检核实之用。　　根据中国广州分析测试中心使用GB 5009.12-2010标准方法的检测结果(该方法与《保健(功能)食品通用标准》中规定的检验方法一致)，本次监测的汤臣倍健螺旋藻片铅含量水平为0.64mg/kg，与严格标准0.5mg/kg相比，高出许多。按照严格的国家标准来说，高出8%无疑是超标了。而讽刺的是，至今我们仍然可以在汤臣倍健的官网中看到“重金属含量远远低于国家标准”的字样。　　新闻链接　　美国螺旋藻产品国标是中国的10倍　　在全球食品方面监管最为严格的美国，其螺旋藻产品的重金属质量标准却远高于中国。记者查阅美国FDA官网却发现，全球最大的螺旋藻企业美国Cyanotech公司在FDA的备案标准中，铅含量是≤0.2ppm 美国另外一家健康食品企业AIBMR Life Sciences, Inc。公司的备案标准也是≤0.2ppm。　　美国这两家公司是按照美国官方分析化学师协会(AOAC)的行业标准制定的，也就是说，美国螺旋藻产品的国标是中国相关产品的国标的10倍。

p style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "1986年4月，瑞士科学家穆勒和柏诺兹发现Ba-La-Cu-O材料在35K时开始出现超导现象。1986年底，中国科学院物理研究所赵忠贤院士团队和国际上少数几个小组几乎同时在镧钡铜氧体系中突破了“麦克米兰极限”，获得了40K以上的高温超导体。一时间，世界物理学界为之震动，“北京的赵”多次出现在国际著名科学刊物上。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "同年，李建奇在中国科学院物理研究所开始其凝聚态物理专业研究生阶段学习，正是师从赵忠贤院士，从事超导材料研究。后来，鉴于电镜对功能材料的结构解析能力比较强，便于研究，李建奇到李方华院士实验室进行相关电镜技术研究工作，至此，开始与电子显微学结缘。此后的科研工作也基本围绕电子显微学技术，从物理所围绕低温超导材料研究从事的低温电镜技术，到日本无机材料研究所围绕巨磁电阻材料研究的超高压电镜技术，到2002年归国回到物理所担任中国科学院北京电镜实验室主任，再到至今一直从事的超快电子显微学研究及设备搭建。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "近日，仪器信息网编辑有幸走进李建奇老师实验室，听李建奇老师分享了从原子尺度认知世界的前沿超快电子显微学技术，以及其与超快电子显微术的故事。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 334px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/06359024-a4b4-4a78-9c11-3f7f371f93da.jpg" title="李老师-.jpg" alt="李老师-.jpg" width="500" height="334" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) text-indent: 2em text-align: center "李建奇： 中国科学院物理研究所研究员，博士研究生导师。曾获中科院百人计划（1998年），国家杰出青年（2002年），国家杰出青年团队成员（2002年），北京科学技术二等奖（2003）。主要从事强关联物理系统结构问题的研究，侧重于发展超快电子显微术，原位结构分析和Lorentz电子显微术。近期李建奇研究组采用独立研制技术路线成功研制了国内首台超快电镜，可实现超快电子衍射、超快实空间成像和激光原位诱导的结构变化观测，对结构动力学、新奇量子现象的探索和动态物理过程研究具有重要意义。/span/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px " span style="text-indent: 2em "随着国家一系列重大专项的实施，“纳米科技”、“量子调控”和“蛋白质工程”等具有前瞻性和战略性的前沿科学逐渐为人们所熟知。前沿科学的发展，诚然离不开本领域专家和学者的努力，但同样也离不开交叉领域，特别是实验技术领域的进步。超快透射电子显微镜（超快电镜），因能够在埃(1埃=10-10 米)-亚皮秒(1皮秒=10-12 秒)的空间-时间尺度拍摄结构的动力学过程，为解决多个重大学术问题提供关键线索，而备受全球物理学、化学、材料学和生命科学等多个领域的关注。例如，为了在原子尺度下研究药物的工作机理，2018年初英国罗莎琳德· 富兰克林研究所已决定投入1000万英镑与日本电子公司（JEOL）来共同开发超快电子显微镜技术。国内，中国科学院物理研究所（物理所）的李建奇研究员在大力发展超快电子显微镜技术。他们已完成了国内第一台超快电镜样机搭建工作，正在开发第二代超快电子显微技术，并积极同其它领域的专家合作推动超快电镜在前沿科学领域的应用。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 333px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/2eb740db-ce71-4c78-aaab-95a9242a271c.jpg" title="办公室.jpg" alt="办公室.jpg" width="500" height="333" border="0" vspace="0"//pp style="margin-top: 10px text-indent: 0em text-align: center "span style="text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) "李建奇办公室一角：专业内容之外，不乏书法、天文、地理等奇趣/span/ph1 label="标题居中" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px "span style="color: rgb(0, 0, 0) font-size: 18px "strongspan label="明显强调" style="color: rgb(0, 0, 0) font-style: italic font-weight: bold line-height: 18px "一、超快透射电子显微镜——原子尺度的录像机/span/strong/span/h1p style="text-indent: 2em "结构决定功能，高精度结构研究是解析物质性并实现其宏观调控的关键。那么如何来研究物质的结构呢？所谓“眼见为实”，看到“结构”是其中关键的一步。然而，对于前沿科技所关注的纳米材料和蛋白质分子来说，“看得到”并不是一件容易的事情。两者的空间尺寸大约在0.1-100纳米（1纳米=10-9米）这个量级，远远小于人眼空间分辨率的极限，约100微米(1微米=10-6米)。近几年光学成像技术虽然取得了开创性的进展，超分辨光学显微镜的分辨率能够达到几十个纳米左右，但仍然观测不到纳米材料和生物大分子的结构细节。/pp style="text-indent: 2em "高分辨电子显微镜是人们认识微观世界的重要工具。先进的球差校正透射电子显微镜具有0.05纳米的空间分辨率，能够拍摄单个原子的图像，是揭示材料微观结构的有效手段。利用透射电子显微镜配套的电子能量损失谱和电子全息，可以获取纳米材料的谱学信息，以及其周围纳米尺度电、磁场的分布等多重物理信息，为把握物质的宏观属性及实现性能调控提供重要线索。特别指出的是，随着冷冻电镜技术的发展，电子显微技术已经可以用于在原子尺度上构建生物大分子的三维结构。2017年，Jacques Dubochet、 Joachim Frank 和Richard Henderson三位科学家因在冷冻电镜在生命科学领域的贡献而获得了诺贝尔化学奖。/pp style="text-indent: 2em "电子显微镜能够“看得到”原子尺度微结构的强大功能，使它在微观结构解析中有着不可替代的作用。然而，随着研究工作的不断深入，人们发现仅仅看到静态的微观结构（平衡态）是不够的，要想深入分析结构对物性的影响并实现宏观调控还需要厘清微观结构的动态过程（非平衡态）。也就是说，我们不仅需要有一台很好的“照相机”能拍摄到原子尺度结构的照片，还需要有一台很好的“录像机”能够拍摄原子尺度的动态过程。这是一件非常困难的事情。物理学中的电子态演化、原子分子振动，化学反转中化学键的断裂、分子解离以及生物光合作用中的能量传递过程大多发生飞秒（1飞秒=10-15秒）至皮秒量级的时间尺度；生物大分子振动、转动，蛋白质分子折叠过程通常发生纳秒量级的时间尺度。因此，为了研究这些超快的动态过程，“录像机”必须有极高的时间分辨率，每秒能够拍摄一万亿张以上照片。这显然远超CCD相机等常规录像设备的极限。/pp style="text-indent: 2em "电子显微技术在时间分辨率上的突破得益于超快激光技术的发展，利用飞秒激光泵浦-探测技术，目前超快电镜的时间分辨率可达100飞秒以下。图1简要的说明了超快透射电子显微镜的工作原理。该方法的巧妙之处主要有两点。一是利用脉冲电子成像，解决快速曝光问题。飞秒激光辐照电子显微镜阴极能够产生与激光脉宽相近的光发射脉冲电子。考虑到脉冲电子本身带有的时间宽度信息，利用飞秒脉冲电子成像，能够将相对曝光时间控制在飞秒量级。二是将时间问题转化为空间问题，解决超快计时问题。光的速度约为3× 10sup8/sup米/秒，也就是说，光每走1微米的光程需要3.33飞秒，控制激发（泵浦）激光脉冲和成像电子脉冲之间的在微米量级的光程差就可以实现飞秒量级的计时。通过多次改变光程差，我们就可以得到相对于泵浦激光不同时间间隔的结构信息，可以像老式的胶片电影放映一样，将微观结构的在原子尺度的动态过程播放出来。超快电镜除能够在实空间、倒易空间、能量空间提供信息外，还能提供原子尺度时间域的结构信息，因此也被命名为四维电子显微镜。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 425px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/bc040bb2-6017-47fa-944d-aa2a53f1464f.jpg" title="图1.jpg" alt="图1.jpg" width="400" height="425" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 32, 96) " span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "图1 超快透射电子显微镜原理示意图/span/span/ph1 label="标题居中" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 10px 0px 20px "span style="font-style: italic font-weight: bold line-height: 18px font-size: 18px color: rgb(0, 0, 0) "二、物理所超快透射电子显微镜的发展/span/h1p style="text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em "1. 第一代超快透射电子显微镜/span/strong/pp style="text-indent: 2em "脉冲电子成像的概念在上世纪80年代由柏林工业大学的Bostanjoglo教授提出，然而，直到最近的十几年，人们才将超快电镜的时间-空间分辨率提升至埃-飞秒量级。其中，诺贝尔化学奖的得主，“飞秒化学”的创始人，加州理工大学的Zewail教授为四维电子显微技术的发展作出了巨大的贡献。目前，来自美国、加拿大、德国、法国、瑞士、日本以及韩国的多个课题组都在大力发展这项超快成像技术。2012年，中国科学院物理研究所的李建奇研究员团队在中科院科研装备研制项目的支持下，率先在国内发展超快透射电子显微技术。该团队先后攻破了光发射电子枪改造技术、样品室改造技术、激光-电镜联机技术、以及弱电子计量成像技术等技术壁垒，成功搭建了国内第一台超快透射电子显微镜。物理所第一代超快电镜基于JEOL2000EX热发射电子枪，具有图像功能和电子衍射功能，其图像分辨率可达3.4埃，时间分辨率可达百飞秒，已经用于纳米材料晶格动力学、光诱导磁动力学和光诱导隐含量子态的研究工作。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 399px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/649f462c-c1d5-4b71-ad9e-b22657410ad1.jpg" title="图2.jpg" alt="图2.jpg" width="600" height="399" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) "图2 第一代超快电镜显微镜(UTEM-JEOL2000EX)主要研发人员合影/span/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=3E777A4B92FD492E9C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=350&playerid=621F7722C6B7BD4E&playertype=1" type="text/javascript"/scriptscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=7E78391C1A0141FD9C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=350&playerid=621F7722C6B7BD4E&playertype=1" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 2em margin-top: 10px "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong超快电镜应用案例：/strong视频S1显示马氏体（MT）过渡期间其域壁以皮秒的时间尺度溶解。显然，MT过渡从薄区域的边缘开始，然后传播到内部较厚的区域。激光能量密度为5 mJ cm-2。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "视频S2显示了皮秒域内MT域壁的振动与MT过渡耦合。结果表明，MT畴壁的对比度在最初的几个周期内急剧变化，然后振荡逐渐衰减并持续数百皮秒。激光能量密度为10 mJ cm-2。/span/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "2. 第二代超快透射电子显微镜/span/strong/pp style="text-indent: 2em "在发展第一代超快电子显微镜时，由于缺乏技术积累，物理所和国际上其它课题组一样基于热发射透射电子显微镜来开发超快电子显微技术。然而，受限于热发射电子枪的性能，第一代超快电镜系统光发射电子的相干性较差，图像分辨率仍有待提高。因此，物理所正在致力于发展第二代超快电子显微镜技术，重点解决光发射下透射电子显微镜的空间分辨率问题。第二代超快透射电子显微镜主要基于场发射电子枪，其电子相干性明显优于热发射电子枪，并且能够兼容球差矫正技术。可以预期，第二代超快透射电子显微镜的顺利研发必将使超快透射电子显微镜的空间分辨率再上一个台阶。图3是改造完成的超快场发射透射电子显微镜，基于JEOL2100F场发射透射电镜。作为“综合极端条件实验装置”的一部分，配有先进球差矫正器及电子能量损失谱仪的第二代超快透射电子显微镜预计将怀柔科学城搭建完成，并向国内用户开放，为我国前沿科学研究工作的开展提供设备支撑。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 468px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/0b2b7e19-6928-4255-aa67-4524964d5222.jpg" title="图3.jpg" alt="图3.jpg" width="400" height="468" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: left text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "图3 超快场发射透射电子显微镜（UTEM-JEOL2100F）（a）超快激光与场发射电子枪联机，电镜改造和光发射性能测量结果。 初步数据显示相干性好，脉冲电子聚焦点可以小于2nm，达到国际领先水平，为高时空分辨超快电镜研制提供了保障。(b)脉冲电子和激光相互耦合的能谱结构。(c)在飞秒激光作用下，银纳米线的近场成像。/span/pp style="text-indent: 2em "strong3. 冷冻超快电子显微镜的发展/strong/pp style="text-indent: 2em "冷冻电镜在生命科学领域有着重要的应用价值。为了解决生物样品的电子辐照损伤问题，探究生命物质中的动态过程，在国家重点研发计划（蛋白质机器的时间分辨率冷冻电镜成像技术2017YFA0504703）和中国科学院（生物超快冷冻电子显微镜研制2DKYYQ20170002）的支持下，李建奇团队同中国科学院生物物理研究所、北京大学积极合作，于2017年开始研发生物冷冻超快电镜（先于罗莎琳德· 富兰克林研究所）。该项目的顺利实施将有望实现冷冻电镜技术的全新突破，为生物大分子的超快动态过程研究提供全新利器，引领蛋白质机器冷冻电镜技术的国际前沿。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 534px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/175bf4d8-86fb-40cc-9725-4caa2dbf0985.jpg" title="图4.jpg" alt="图4.jpg" width="400" height="534" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "图4 超快生物冷冻透射电子显微镜（UTEM-JEOL2100Plus）/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 379px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/cdbd09f9-4860-4eeb-8f58-fa8ab639b51f.jpg" title="图5.png" alt="图5.png" width="600" height="379" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) "图5 李建奇研究员团队合影/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 18px "strong后记/strong/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "电镜技术作为高端电子光学仪器技术，实现将之与飞秒激光技术的耦合，其技术及工艺难度可见一斑。李建奇回顾团队发展超快电子显微技术的历程中，从最初经费不足5000元买来废旧电镜拆解摸索与超快激光的关联，到日本电子协助下筛选适合的电镜机型，到获得部分经费整体研究项目步入正轨，到设备实现雏形、获得部分成果并受邀在国际会议上分享，再到生物物理所、武汉大学、北京大学等单位的定制合作与需求等，超快电镜技术从理论到设备的成功搭建，每一步都写满不易。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "对于超快电镜技术十余年的坚持，李建奇坦言，首先，期望大家能够认识到，“国产化”是值得去做的，我们这一代做不好，下一代还要面临同样的需求。其次，涉及多项关键技术的电镜技术，还需要国内多方合作，齐心帮助国产电镜向前迈一步。目前，李建奇在国产化方面推进了两项工作。一项是基于扫描电镜的超快电镜，项目已启动，若搭建国产扫描电镜，整体设备国产率达95%以上，且样机已完成搭建；另一项是基于透射电镜的超快电镜，受限透射电镜技术，整体国产率还相对较低。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "李建奇表示，根据刚结束的美国电镜年会M& M 2020相关信息，预期接下来几年，国际上将有300余个实验室对超快电镜有需求。且目前日本电子（今年初，日本电子收购美国超快时间分辨电镜商IDES）、赛默飞也在积极关注这项技术的商业化。当前，国际上对超快电镜技术的描述主要划分为两代，李建奇团队已着手开展球差电镜结合的第三代超快电镜技术，超快电子显微学技术，李建奇团队已经走在世界前列。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 18px "strong附：李建奇简介/strong/span/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "简介/span/pp style="text-indent: 2em "李建奇，现任中科院物理所研究员，A06研究组组长。/pp style="text-indent: 2em "1986年至1990年: 中国科学院物理研究所，凝聚态物理专业研究生，1990年获得博士学位。/pp style="text-indent: 2em "1991年至1993年: 北京大学物理系博士后。/pp style="text-indent: 2em "1994年至1995年: 中国科学院物理研究所, 国家超导实验室副研究员。/pp style="text-indent: 2em "1995年至1996年: 德国Max-Plank 固体物理研究所,电子显微镜实验室博士后。/pp style="text-indent: 2em "1996年至1998年: 日本无机材料研究所,客座研究员。/pp style="text-indent: 2em "1999年至2001年: 美国Brookhaven国家实验室，电子显微镜研究室访问学者。/pp style="text-indent: 2em "2002年5月至今: 中国科学院物理研究所, 研究员，课题组长。/pp style="text-indent: 2em "（期间：2002年－2009年，担任先进材料和结构分析研究部主任）。/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "主要研究方向/span/pp style="text-indent: 2em "1.电子显微技术发展。包括: 四维超快电子显微镜研发,原位电子显微镜技术，球差校正显微镜技术和电子全息研究。/pp style="text-indent: 2em "2.功能材料的微结构及结构动力学分析。/pp style="text-indent: 2em "3.新型超导体的结构及结构相变研究。/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "过去的主要工作及获得的成果/span/pp style="text-indent: 2em "1、功能材料微结构研究：/pp style="text-indent: 2em "在Fe-基超导体和巨磁阻Mn-氧化物和电子铁电体系统的研究中，解决了一些重要结构问题，取得了多项研究成果。主要研究成果包括，KyFe1.7As2 超导系列中的Fe空位有序态和相分离结构；铁的变价态问题及五价 Fe 的存在形式；巨磁阻Mn-氧化物系统的电子轨道有序排列；钙钛矿结构中的小极化子高Tc超导体的条纹相及电子相分离；电子铁电体LuFe2O4中的低温结构相变和电荷序；Fe2OBO3中的反相条带状畴结构和磁相变点强的磁电耦合效应；新型Fe基超导体的结构，空位序和相分离特性。/pp style="text-indent: 2em "2、四维超快透射电子显微镜研制：/pp style="text-indent: 2em "电子显微镜在材料科学和纳米器件研究中发挥着重要作用，近期,我们在传统高分辨电子显微镜的基础上,成功研制了国内首台4D超快时间分辨透射电子显微镜. 2015年10月通过科学院专家组验收。2019年成功研发了新一代场发射阴极的时间分辨电镜。利用这种超快电子显微镜技术，可以得到物质的瞬间显微结构和原子图像（空间分辨率0.27nm），其时间分辨率达到飞秒时域（10-15秒），可以给出丰富的原子结构演变信息,超快电镜技术已经成为电子显微学的发展方向和学科前沿. 另外，我们研制的超快电镜也具传统的透射电镜的各项先进功能，可以直接进行原子结构观测和谱分析。国际专利（中国专利号：201410007910.2，国际专利号：2014/CN2014/076846）./pp style="text-indent: 2em "在国际主要学术期刊上已发表论文380多篇，他人引用累计超过6800次，H-因子45。国际邀请报告80多次。近年承办了多次电子显微术和功能材料国际学术研讨会。/p

经过近三年的建设施工，国家重大科技基础设施建设项目——多模态跨尺度生物医学成像设施终于揭开了面纱！▼11月3日，由建筑部承建的多模态跨尺度生物医学成像设施工程竣工仪式在怀柔科学城举行。十一届全国政协副主席王志珍院士，北京大学校长龚旗煌院士，北京大学党委常委、常务副校长乔杰院士，成像设施首席科学家、国家生物医学成像科学中心主任程和平院士，怀柔科学城党工委委员、副主任丁明达，北京建筑设计研究院总建筑师吴晨，集团公司党委书记、董事长陈代华，集团公司党委常委、建筑部总经理张锁全等出席仪式。北京大学副校长、成像设施总指挥张平文院士主持竣工仪式。乔杰表示，从概念成形到蓝图绘就，再到拔地而起，成像设施已经走过十年历程，是新时代伟大变革的生动缩影。成像设施工程顺利竣工，对北大意义深远、责任重大。她希望项目加快设备安装调试，争取早日通过国家验收；引领学科发展，培养杰出人才，产出大成果；发挥辐射带动作用，服务怀柔科学城及北京市的创新发展。程和平表示，大科学设施是国家品牌，是重要的战略科技力量，更是教育、科技、人才的重要有机融合点，建好用好大设施，是机遇、是挑战，更是重重的责任。他说，会以基建竣工为契机，进一步做好科研与人才的统筹规划，当好科技创新和人才培养融合发展的先锋队，打造科技航母，让大设施发挥出国家战略科技力量的应有作用。丁明达向成像设施建设取得的成果表示祝贺。希望进一步加速项目进度，加快设备安装调试，力争项目早建成、早运行、早见效，同时也希望北京大学深度融入怀柔科学城，在创新装置平台建设、管理、运行机制方面探索新路径，为北京国际科技创新中心和科技强国建设做出新的贡献。陈代华表示，北京大学是我国顶尖高校，是国家培养高素质创造性人才的摇篮、科学研究的前沿和知识创新的重要基地、国际交流的重要桥梁。怀柔区是首都“四个中心”功能的重要承载地，怀柔科学城更是激发创新活力、服务国家战略、引领科技前沿的重要集聚区。面向未来，北京城建集团期待能在北京大学建设世界一流大学的过程中，能在“展翅腾飞看怀柔”的壮美篇章中，与北京大学、怀柔区加强全方位的深度合作，用更多优质服务和精品工程回报社会各界。最后，参加仪式的领导嘉宾共同为多模态跨尺度生物医学成像设施揭牌，还一起参观了“看见生命力”成像设施建设专题展览。多模态跨尺度生物医学成像设施是国家“十三五”重大科技基础设施之一，是北京大学科技创新的重要平台，也是北京以“三城一区”建设为抓手，建设全国科技创新中心的标志性工程。该项目于2020年3月启动基建施工，建设用地超6.6万平方米，新增建筑面积7.2万平方米，建设在怀柔科学城的核心区域。设施由四大核心装置和一个辅助平台构成，包括多模态医学成像装置、多模态活体细胞成像装置、多模态高分辨分子成像装置、全尺度图像整合系统以及模式动物等辅助平台和配套设施。项目投用后，可达到对生命体结构与功能的跨尺度可视化描绘与精确测量，破解生命与疾病的奥秘，实现高端生物医学影像仪器装备的“中国创造”。自项目竣工起，随着设备的安装和试运行，北京大学的科研人员、工程技术人员、运营团队以及大批师生将陆续进驻，运用成像设施开展多项重大科学研究。未来，该设施还将与美国、欧盟等地生物医学成像平台建立国际联盟，实行开放、流动、择优的机制，面向全国开放共享。

由国家自然基金委、中国化学会联合举办的国际微纳尺度分离与分析会议于日前落下帷幕，共计近三百位来自全国各地的相关业界人士参加了此次会议。 服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技公司以金牌赞助了此次会议。集中展示了Thermo Scientific Accela高效液相色谱仪、Transcend 超高速液相色谱仪、TSQ Quantum系列三重四级杆液质联用仪、LTQ Velos双压线性离子阱质谱仪和LTQ Orbiitrap Velos组合质谱仪。并重点展示了今年收入囊中的Easy nLC纳升级液相色谱，其拥有精确而无需标记的定量功能，稳定的无脉冲梯度可达100nL/min。可高效用于双向电泳与LC-MS联合分析蛋白质鉴定。ProteinCenter---数分钟内即可将复杂数据组转换为有意义的生物学数据；StageTips---- 快速可靠地完成样品制备；EASY-柱---对每个色谱柱进行单独检测，保障出色的色谱性能；Emitters&mdash 高效提升质谱分析能力。各个组件保障了Easy-nLC的卓越性能。让其成为专业人士在微尺度分离应用领域的得力助手，从而吸引了众多专家咨询。 19日中午，赛默飞世尔科技应用工程师李静做了题为：利用iSRM和Pinpoint软件进行目标蛋白质定量的报告。Thermo Scientific全新推出了一种灵敏度高、选择型好、高通量的定量方法并能同时确证目标蛋白质的策略。利用高灵敏度的TSQ Vantage质谱仪、Pinpoint软件和智能选择性反应监测（iSRM）来实现，与Western Blot或ELISA相比，周期更短、成本更低，更重要的是能进行与同一疾病相关的多个标记物同时测定且不需制备其相应的抗体，具有极大的应用优越性。 关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到100多亿美元，拥有员工35,000多人服务客户。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两大品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific向客户提供了一整套完整的高端分析仪器、实验室设备、软件、服务、耗材和试剂，以实现实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 为卫生保健、科学研究，安全和教育领域的客户提供完整的实验室装备、化学药品、供应品和服务的组合。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，还为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息，请浏览公司网站: www.thermofisher.com， 或中文网站www.thermo.com.cn；www.fishersci.com.cn。

血栓症是一种常见的血管内疾病，具有多种临床表现和并发症，例如心梗、中风及肺栓塞等，严重危害病人的生命健康及生活质量。传统治疗方案常先通过注射溶栓药物或导管介入技术去除血栓，接着使用抗凝药物预防二次堵塞。然而溶栓药物缺乏靶向性，无法主动在血栓部位富集，且高浓度的药物易引发内出血和血压波动，因此难以高效安全地完成去除血栓的任务。导管介入技术则对操作者的经验和判断能力要求较高，操作不当容易损伤血管，甚至造成二次堵塞。近年来，小尺度机器人系统在狭窄闭塞的生物环境中展现出令人瞩目的应用前景，已有研究人员开发出可破坏血栓结构的微型机器人。然而，如何在动态血流环境中实现小尺度机器人的可控靶向递送和实时状态监测仍是一个巨大挑战，这极大地限制了它们在血栓治疗中的进一步应用。近日，香港中文大学张立教授课题组王乾乾博士、杜星洲博士、金东东博士提出一种基于小尺度机器人的血栓定位及加速溶栓方案。螺旋形微机器人采用3D打印工艺制造，采用动态磁场进行自动化递送，同时采用超声成像进行实时的机器人定位及环境监测。机器人能够实时定位血栓位置，并加速血栓的溶解。这项研究有望为血栓症的监测和治疗提供新的思路，同时也为小尺度机器人在生物医学领域的应用开辟道路。相关研究结果以“Real-Time Ultrasound Doppler Tracking and Autonomous Navigation of a Miniature Helical Robot for Accelerating Thrombolysis in Dynamic Blood Flow”为题发表于国际著名期刊《ACS Nano》。该工作使用面投影微立体光刻技术(nanoArch S130, 摩方精密)打印了螺旋形微机器人，并预留磁性物质的嵌入空间。微机器人整体结构采用摩方精密提供的polyethylene glycol diacrylate(PEGDA)材料，机器人尺寸为直径2.15 mm、长度7.30 mm。实验结果显示，螺旋形机器人在血液环境及血流环境中表现出极好的结构稳定性，在溶除血栓任务结束后能保持完成的整体结构并被回收。该打印设计方案可根据需求进行尺寸缩放，以期应用于不同的狭窄生物环境中。在机器人系统搭建完成后，研究人员在测试平台中验证了医学图像引导机器人递送、溶栓方案的可行性。通过实时监测机器人的运动状态以及机器人诱导产生的多普勒超声信号，研究人员在类血管复杂动态环境中成功实现血栓堵塞部位的定位。机器人在磁场驱动下能够产生强对流加速溶栓因子的物质交换，同时对血液-血栓界面施加剪切力促进溶栓产物的去除。实验结果表明，相对于单纯使用溶栓药剂，该方案可大幅提高血管的疏通效率(约4倍)，完全溶栓率提高至350%，且不产生明显的血栓碎片，降低了二次堵塞的风险。配合不同尺寸的小尺度机器人，该方案可根据需要应用于不同直径的血管中，有望为外场驱动的小尺度机器人在生物医学领域的应用提供新的思路。图1.螺旋形机器人在动态、类血管环境中的自动化导航整体方案图2.螺旋形机器人在血流环境中的受力分析及磁控。图3. 机器人诱导的多普勒信号的仿真分析及实验验证。图4. 机器人在类血管系统中的自动化导航(逆流而上及顺流而下)及实时定位。图5. 多普勒信号引导的血栓定位及加速溶栓应用。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c07830官网：https://www.bmftec.cn/links/10

据美国物理学家组织网4月3日报道，近日，美国伊利诺伊大学研究人员宣布，他们用原子力显微镜探针检测了与富勒烯(石墨单原子层)接触点的热电效应，首次发现富勒烯晶体管在纳米尺度具有自行制冷效应，能降低自身温度。该研究成果发表在4月3日网络版的《自然纳米技术》杂志上。　　计算机芯片的速度和尺寸大小受制于散热效果。电流通过设备材料由于碰撞而产生热，这种现象称为电阻热，这种热大大超过了给设备局部制冷的电效应，因此绝大部分电子设备都需要散热。使用硅芯片的计算机要用风扇或流水给晶体管制冷，这一过程消耗了大量的电能。　　未来由富勒烯制造的计算机芯片，比硅芯片速度更快更省电。但由于富勒烯太薄，人们对它的发热散热机制一直不太了解。由伊利诺伊大学机械科学与工程教授威廉姆金和该校微尺度与纳米技术实验室电学与计算机工程教授埃里克波普共同领导的研究小组，用一种原子力显微镜探针(AFM tip)作为温度计，扫描了一个富勒烯—金属接头，首次测量了富勒烯晶体管在工作过程中的温度。他们发现，在富勒烯晶体管和金属接触点，热电制冷效应比电阻发热效应更强，晶体管的温度更低。　　“在硅和大部分材料中，电热效应比它们的制冷效应要强得多。”金解释说，“但我们发现在富勒烯晶体管中，存在一个制冷效果比电阻热更强的区域，让它们能自行冷却。以前从未发现过富勒烯设备有这种自行制冷效应。”而这种自行制冷效应意味着，富勒烯电子设备不需要制冷，或只要很少的制冷，将带来更高的能效，进一步加大了富勒烯作为硅替代品的吸引力。　　波谱表示，富勒烯电子设备还处在初级阶段，这一新发现将使它在热电方面的应用得到加强。下一步，他们打算用AFM温度探针来研究碳纳米管及其他材料的冷热效应。

北京时间2021年12月13日，超高精密3D打印系统的先行者——摩方精密(BMF，Boston Micro Fabrication)推出了其第二代2μm精度工业级3D打印系统microArch S230。摩方精密新一代的超高精度3D打印系统为来自各个领域需求超高精度及严格公差的客户而设计。图一 microArch S230打印系统 第二代2μm 精度3D打印系统microArch S230，在产品设计上，兼顾用户对打印精度与打印速度的更高要求，在实现2μm的超高精度的基础上，提升了打印速度和打印体积。为了满足客户在精密样件加工尺寸、加工效率及加工材料等方面的需求，S230具备更大的打印体积（50mm×50mm×50mm），打印速度提升最高5倍，打印材料可兼容树脂和陶瓷材料。 图二 S230打印典型样件（内含：点阵-50μm杆径，巴基球-50μm杆径，埃菲尔铁塔-高度20mm、最小杆径30μm，微针阵列-尖端10μm） microArch S230还配置了激光测距系统，便于打印平台和离型膜的调平；同时，配置了滚刀涂层技术后，加快了液面流平时间，拓宽了支持打印的树脂种类，可支持粘度范围(30~5000cps@25℃)的耐候性工程光敏树脂、韧性树脂、生物兼容性树脂和陶瓷浆料（氧化铝、钛酸镁）等功能性复合材料，材料的多元化也拓展了新的应用领域，如毫米微波应用（5G天线，波导，太赫兹，雷达等电子元器件）、新能源器件、精密零件等，极大满足了工业制造对终端产品功能性和耐用性的需求，也为科研领域开发新型功能性复合材料提供支持。 摩方精密也宣布推出两款新材料：l AL（氧化铝）陶瓷 – 一款生物兼容性和耐化学腐蚀性的陶瓷材料，目前应用最广泛的工业陶瓷，其耐受的温度高达1700℃，并且在高温下性能依然良好。广泛应用于精细滤芯、磨轮、球阀轴承等。l HT 200 - 一款耐候性高、耐高温（耐温200℃）和高强度的树脂，适用于电子连接器和其他电子元器件等。 图三 精密陶瓷样件图四 精密连接器样件 microArch S230基于BMF摩方的专利技术——面投影微立体光刻技术（PµSL）构建，并融入了摩方自主开发的多项专利技术。摩方PµSL是一种微米级精度的3D光刻技术，这一技术利用液态树脂在UV光照下的光聚合作用，使用滚刀快速涂层技术大大降低每层打印的时间，并通过打印平台三维移动逐层累积成型制作出复杂三维器件。因其复杂精密零部件快速成型的特点，摩方PμSL技术成为众多领域原型器件开发验证和终端零部件小批量制备的最佳选择。这些领域包括：电子通讯、微电子机械系统、医疗器械、生物科技和制药、仿生材料、微流控、力学等众多领域。 图五 microArch S230打印系统 “作为摩方microArch S130的老客户，我们对其性能感到非常满意，它可以在保证了打印精度和公差的基础上，帮助到我们微纳陶瓷打印的研究工作。同时，我们很荣幸成为了第二代（2μm打印系统）microArch S230的首位客户，体验到了该系统新增的强大功能，可以打印更大体积的样件，也加快了我们的打印时间。我们期待与摩方的长期合作，以支持我们的微纳3D打印需求。” 休斯研究实验室（HRL Laboratories）建筑材料与结构部经理Toby Schaedler说道。 “摩方精密作为全球微尺度3D打印领域的领导者之一，公司成立6年来，一直致力于微尺度3D打印领域的技术创新和应用转化，在2018年推出第一代的产品S140和S130，受到全球市场众多用户的肯定，近几年的用户数量增长率保持在90%以上。”摩方精密亚太区总经理周建林说道，“摩方精密与数十家世界500强公司达成合作，在通讯、消费电子、连接器、医疗等领域做了大量应用，同时摩方也支持科研用户产出大量的优秀成果，一些成果已公开发表在Science、Science Advances、Nature communications等顶尖期刊上。为满足全球用户对微尺度打印精度、打印速度、打印材料的更高要求，摩方精密推出了2μm精度的新产品microArch S230，这款产品配置了摩方自主开发的滚刀涂层、激光测距、液面平衡等新技术，可极大提高微尺度打印的速度，解决高粘度工程树脂、复合树脂、陶瓷浆料微尺度3D打印的难题。” 有关microArch S230的更多信息，请访问www.bmftec.cn/S230网站。 有关摩方重庆摩方精密科技有限公司（BMF，Boston Micro Fabrication）成立于2016年，专注于高精密3D打印领域，是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。目前，摩方在新加坡、波士顿、深圳、东京和重庆均设有办事处，拥有来自全球29个国家近850家合作客户。有关BMF的更多信息，请访问www.bmftec.cn网站。

2. TCNVIPSP - 202103 基于SEM的多尺度原位力学测试方法研究-李传维扫描电镜（Scanning electron microscope，SEM）中搭载拉伸台，可对样品力学加载的同时，进行组织形貌的观察，即原位扫描电镜（In-situ SEM）技术。该技术在金属材料塑性变形和失效断裂研究方面有大量应用，取得了很多有价值的研究成果。电子背散射衍射技术（Electron back scatter diffraction，EBSD）是对基于 SEM 中电子束在倾斜样品表面激发出的衍射菊池带的分析确定晶体结构和取向的方法，已经被广泛应用于多晶体相鉴定、取向、织构和界面分析等多个领域。数字图像相关技术（Digital Image Correlation，DIC），又称数字散斑相关法，是将试件变形前后的两幅数字图像，通过相关计算获取感兴趣区域的变形信息。其基本原理是，对变形前图像中的感兴趣区域进行网格划分，将每个子区域当作刚性运动。再针对每个子区域，通过一定的搜索方法按预先定义的相关函数来进行相关计算，在变形后图像中寻找与该子区域的互相关系数为最大值的区域，即该子区域在变形后的位置，进而获得该子区域的位移。对全部子区域进行计算，即可获得全场的变形信息。将以上三种技术结合，在SEM 中原位拉伸时，在不同应变量下采集同一个区域的 EBSD /DIC信号，即原位电子背散射衍射技术（In-situ EBSD/DIC）。本项目利用SEM和原位拉伸装置，结合数字图像相关分析（DIC）和EBSD，建立基于SEM的多尺度原位力学测试方法，研究了材料在拉伸、压缩、弯曲等条件下的变形机理、裂纹的萌生及扩展行为，在核电压力容器用钢、双相钢、高熵合金等材料显微组织对力学性能的影响机理研究中初步应用。该项目中，研究团队首先在已有原位拉伸试验台的基础上，再次设计原位拉伸、压缩、弯曲夹具，使其具有静态载荷下变形测试与表征的能力，提高了原位拉伸台的适用范围，满足EBSD测试倾转、高分辨DIC测试时工作距离的要求。另外，研究团队还设计出多尺度散斑的制作方法。利用喷洒、电化学、化学沉积、镀膜等方法制备具有不同特征的散斑。目前已经开发成功的散斑制作方法主要有碳散斑、铟散斑和金散斑，其形貌见图1，散斑特征如表1所示，这些散斑均匀分布，颗粒大小均匀，适于开展多尺度研究。图1散斑种类碳散斑铟散斑金散斑制备方法喷洒电镀喷金重构散斑直径约10μm约1μm约0.1μm视场放大倍数30倍1200倍32000倍视场范围4mm×2mm900μm×600μm5μm×5μm表1然后研究团队利用原位EBSD和DIC方法，开发基于SEM的多尺度变形分析方法，同步测试材料在变形过程中的应力/应变，晶体学，局部应变协调信息，揭示材料的变形及强化机理。研究典型结构材料（核电压力容器用钢、聚变堆316LN-Mn不锈钢、航空钛合金、高熵合金等）在变形过程中宏微观变形遗传和演变机理不明的难题，项目将在大量数据积累基础上，建立能够推广的多尺度原位力学测试方法。图2该项目最后在材料学科主流期刊发表SCI论文三篇：[1] In situ EBSD/DIC-based investigation of deformation and fracture mechanism in FCC- and L12-structured FeCoNiV high-entropy alloys，International Journal of Plasticity 152 (2022), https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2022.103247 [2] In-situ investigation of deformation behavior in additively manufactured FeCoCrNiMn high entropy alloy, Materials Science & Engineering A 840 (2022), https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.142933 [3] Interfacial properties of SiCf/SiC minicomposites with a scheelite coating, Scientifc Reports 12:21950 (2022), https://doi.org/10.1038/s41598-022-26626-9

pstrong仪器信息网讯/strong 2017年9月24日，第六届国际微流控学学术论坛（沈阳）、第十一届全国微全分析系统学术会议、第六届全国微纳尺度生物分离分析学术会议在东北大学国际学术交流中心迎来第二天日程。本次大会由中国化学会主办，东北大学承办，南京大学、复旦大学、浙江大学协办。（相关报道：a href="http://www.instrument.com.cn/news/20170924/229891.shtml" target="_self" title=""span style="color: rgb(84, 141, 212) "2017微流控微尺度分析会议：三会联合在沈召开/span/a）/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/4587b335-146e-4c16-be7d-0e844c86faf2.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "strong第二日大会报告现场/strongbr//pp style="text-indent: 2em "本日大会报告由复旦大学杨芃原教授主持，加拿大阿尔伯塔大学乐晓春教授、法国巴黎高等师范学院陈勇教授和中国科学院大连化学物理研究所林炳承研究员分别奉献了精彩报告。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/44259605-1786-4729-8301-5c4eeb1e064d.jpg" title="2.png" width="400" height="400" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 400px "//pp style="text-align: center "strong复旦大学教授 杨芃原/strong/pp style="text-indent: 2em "加拿大皇家科学院院士/加拿大阿尔伯塔大学教授乐晓春主讲了题为《DNA nanomachines designed for the detection and imaging of intracellular targets》的报告。乐晓春介绍，利用DNA和蛋白的某些特异性结合来做信号转导，再结合不同的放大机制，能够对不同的靶标物(microRNA)进行分析，且有很好的灵敏度。基于这个方法，乐晓春向与会者介绍了他们课题组发明的一种DNAzyme纳米装置，该装置能够进入活体细胞内对靶标物进行检测和成像。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/dd1fd523-2d2b-479b-8283-25ee04e69c8b.jpg" title="3.png" width="400" height="400" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 400px "//pp style="text-align: center "strong加拿大皇家科学院院士/加拿大阿尔伯塔大学教授 乐晓春/strong/pp style="text-indent: 2em "法国巴黎高等师范学院教授陈勇主讲了题为《Insight on the Water Transportation in tall trees》的报告。陈勇首先介绍了微纳制造技术、程控设备、微流芯片技术、干细胞器件及器官芯片的技术的应用和他们课题组开展的相关工作。之后他介绍了他们课题组开展的仿生微流控模型的研究，该模型的灵感来自于树木中水的运输现象。树木的微孔状结构可以高效地帮助其将水从根部上升至顶部，相对很高的高度，却消耗极少的能量。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/bcb045a3-f535-4b9d-bc32-cf44a3698545.jpg" title="4.png" width="400" height="400" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 400px "//pp style="text-align: center "strong法国巴黎高等师范学院教授 陈勇/strong/pp style="text-indent: 2em "中国科学院大连化学物理研究所研究员林炳承主讲了题为《Organ chip prepared with both on-chip culture and tailored bio-printing》的报告。林炳承介绍，器官芯片已经成为当今操控哺乳动物细胞及其微环境最重要的技术。之后他向与会者介绍了他们课题组已经开展的肿瘤芯片、单器官芯片、多器官芯片、生物打印的相关工作，如：肾小球微流控芯片病理模型的构建及可行性验证；用实验室自制3D生物打印机和生物墨水打印血管等。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/2eef2d64-ce86-44bb-8ae6-317f8d6e5f3b.jpg" title="5.png" width="400" height="400" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 400px "//pp style="text-align: center "strong中国科学院大连化学物理研究所研究员 林炳承/strong/pp style="text-indent: 2em "本次会议还设置了墙报展示厅，本次会议共展示墙报143份，吸引了大批与会者浏览学习。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/08c8eb49-7654-4edd-b358-e96bf405b7d9.jpg" title="7.jpg"//pp style="text-align: center "strong墙报展示/strong/pp style="text-indent: 2em "此外，本次会议十余家国内外知名公司设立展台，向与会者展示最新最热的微流控相关产品、技术和解决方案。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/76d2a4a5-6c49-478c-93d5-33505bc2f5d2.jpg" title="8.jpg"//pp style="text-align: center "strong厂商风采/strong/pp style="text-indent: 2em "本次会议设立了Micro/Nanofluidic Chip-Foundation、Micro/Nanofluidic Chip-Applications、Micro/Nanoscale Separation、Micro/Nano Bioanalysis四个主题分会场，多位著名学者奉献了精彩报告。稍后仪器信息网将为您带来更多会议详情。/p

仪器信息网讯 由国家自然科学基金委、中国化学会联合主办，复旦大学和上海交通大学联合承办的“2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议”于2010年10月18-19日在上海复旦大学召开。会议主题为“科技让生活更美好，微纳让科技更奇妙”。400余名国内同行和20余名国外专家参加，讨论交流微/纳尺度分离、微全分析、以及微/纳技术在化学生物学和生物医学领域中的应用问题。会议现场　　本届大会邀请了瑞士洛桑联邦高等理工大学Hubert H.Girault教授、高丽大学SanHong Lee教授、香港科技大学I-Ming HSING教授、延世大学Myeong Hee Moon教授、南京大学陈洪渊院士、卢森堡大学Bruno Domon教授、基金委化学科学部常务副主任梁文平研究员做了精彩的大会报告。 　　瑞士洛桑联邦高等理工大学 Hubert H.Girault教授　　报告题目：Functional electrospray chips　　Hubert H.Girault教授主要从事液/液界面电分析化学、电化学传感、生物传感、生物芯片、毛细管电泳、质谱等与生化分析相关的研究。其在会上主要介绍了Offgel毛细管电泳技术、聚合物的微机械加工，以及一种与质谱联用的新型电喷雾芯片，该芯片可应用于临床诊断。 　　 高丽大学 SanHong Lee教授　　报告题目：Microfluidic microenviroment for cell study and stem cell differentiation　　SanHong Lee教授来自高丽大学生物医学工程系，主要从事芯片实验室及生物微机电加工技术研究。他为与会者作了关于“微流控微环境用于对细胞和干细胞分化的研究”方面的报告。SanHong Lee教授介绍了目前模拟体内细胞方面的相关研究，并指出生物融合技术将是未来的发展趋势。此外，显微技术可用于控制微环境，将显微技术用于生物研究将可能发展成为一门新的科学。　　香港科技大学 I-Ming HSING教授　　报告题目：Nucleotide-mediated size fractionation of gold nanoparticles and a new immunoassay platform utilizing Yeast surface display and direct cell counting　　I-Ming HSING教授主要从事生化分析微系统、DNA杂交的电化学监测、PCR-电化学微装置的集成等方面研究。在会上，I-Ming HSING教授介绍了核苷酸介导的黄金纳米粒子大小分馏技术，以及利用酵母细胞表面展示和直接细胞计数形成的高灵敏度免疫分析平台。　　延世大学 Myeong Hee Moon教授　　报告题目：High speed two-dimensional protein separation using isoelectric focusing/asymmetrical flow field-flow fractionation　　Myeong Hee Moon教授来自延世大学化学系，主要从事生物大分子的二维分离、等电聚焦-场流分离技术、色谱质谱联用技术等研究。Myeong Hee Moon教授在报告中主要介绍了利用等电聚焦/非对称流场流分离技术实现二维蛋白高速分离方面的研究情况。　　南京大学 陈洪渊院士　　报告题目：PDMS表面功能及其应用研究　　陈洪渊院士介绍了构建PDMS/PDDA-纳米金属杂化膜，及其表征和应用。该材料可作为细胞及其表面糖蛋白检测的优异基体材料，可用于剧毒农药的选择性研究及用于研制细胞区分芯片等。　　卢森堡大学 Bruno Domon教授　　报告题目：The Luxembourg personalized medicine life sciences initiative　　Bruno Domon教授介绍了鸟枪法研究蛋白质组学的局限性，有针对性的蛋白质组学研究策略，以质谱为基础的临床蛋白质组学研究。此外，Bruno Domon教授指出蛋白质组学研究要注意质量控制和质量保证等方面的相关问题。　　基金委化学科学部常务副主任 梁文平研究员　　报告题目：化学学科发展战略调研与“十二五”优先发展领域　　梁文平研究员在报告中阐述了三个方面的问题：目前中国化学基础研究现状与地位，“十二五”化学学科发展战略，以及“十二五”我国化学学科优先发展领域。详请请见本网新闻报道：“十二五”化学学科优先发展领域确定 分析仪器位列其中。