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离子迁移数测定装置

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离子迁移数测定装置相关的资讯

  • 全球首次将共振偏移测定装置“RSM-1”投入生产并开始进入市场
    ULVAC  ---------------------------------------------------  全球首次将共振偏移测定装置“RSM-1”投入生产并开始进入市场  可以评价以纳米为单位计量厚度的液体的粘性以及摩擦润滑特性  阿里巴克理工株式会社  阿里巴克理工(株)(横浜市绿区 代表董事兼总经理石井芳一)利用独立行政法人科学技术振兴机构的独创性展开事业(独创典型化),作为学校法人、东北大学多元物质科学研究所的栗原和枝教授独自开发的评价微细空间液体特性的方法——共振偏移测定法,通过承接测定非透明基板间的表面附着力的双通道型表面附着力测定技术,成功地将共振偏移装置(Resonanca shear Measurement System)“RSM-1”投入生产。下面将就此装置进行说明。  【背景】  众所周知,夹在两个固体表面的液体,在两表面的距离缩减到纳米级(分子大小的数倍程度)以下之后,相贴及界面的效果影响使形成规格构造和粘度急剧上升会导致体积有很大的变化。  此距离强烈依存液体分子间以及液体分子与固体表面间的相互作用。在以前,也有利用表面附着力装置(Surface Force Apparatus)评价纳米级厚度液体的粘性、摩擦润滑特性的偏移测定装置,但是,一个装置无法完全测量这些特性(表1)。  这次投入市场的共振偏移测定装置“RSM-1”,是使夹在两个固体表面间的液体,按纳米级刻度连续改变液膜的厚度,同时,进行共振偏移测定。从测定结果可以得到液体的构造化活动、粘附、摩擦润滑等特性通过距离函数对其进行评价。此外,还可以评价表面附着力表面电位、粘着力、吸附性等特性。     本次投入生产的装置,在表面间距离的测定中,在运用以前常用的透过型干涉法(FECO法)的基础之上还利用反射型双镜干涉法可测试以前不能测定的非透明试料。  而且,本装置配备了通过测定连接下表面弹簧的松弛度,用弹簧秤法精密地测定表面间作用力的距离依存性的表面力测定图。  【主要特征】  ① 双通道型共振偏移测定装置,使用共振法,能抗噪音,可测定高敏感度偏移反应。  ② 利用傅利叶变换法,可以快速测定偏移反应(2~10秒)。  ③ 可以测定、控制表面间的距离,双通道型干涉法的分辨率(1nm),FECO法的分辨率(0.1nm)  ④ 不仅适用于透明试料,也适用于非透明试料,大大扩展了实用试料的评价范围。  ⑤ 可以以纳米单位控制表面间的距离,连续地测定从液流状态到摩擦状态的特性。  【测定案例】  ¨ 夹在云母间纳米级厚度的水  →观测在表面间距离1nm以下逐渐发生的构造化、粘性的增加。  ¨ 润滑剂、以及它的模型系列  →观测摩擦润滑特性、变为润滑剂的添加剂效果以及细长形蠕变现象。  ¨ 用于增粘剂的碳酸钙钠粒子间的表面修饰的效果  →利用分解溶媒(邻苯二甲酸二辛脂)阐明增粘结构  【应用】  以前摩擦机构的理解只停留在现象理论层面,如今利用本装置可以评价分子级别的具体摩擦机构,可以设计更加有效的系统,有效减少了摩擦、磨耗引起的能量损失,从而为实现低碳社会做出技术革新方面的贡献。  而且通过利用本装置可以从纳米单位评价高端材料的特性,可以构建纳米级的设计方针,因此可以更有效率地进行材料设计,从而振兴高附加价值的新型材料制造产业。  【装置规格及使用】  1、 装置规格  测定温度:室温  必要试料量:20~30µ l的非挥发性试料  测定方式:表面附着力测定  共振偏移测定:频率扫描方式  :傅利叶变换方式  表面间距离最高分辨率:1nm(根据选件0.1nm)由测试环境决定  表面间驱动距离:5µ l到接触  2、 使用  电源:AC 100V 20 A  安装面积:约900mm(W)×约700mm (D)  【销售体制】  本装置的应用为涂料密封胶、润滑剂、化妆品的测验,以及机械、设备、陶瓷的表面评价,以上行业的厂家、研究开发机构为使用目标客户。     【测定原理】  共振偏移测定(如图所示)将夹在两个平滑的固体表面的液膜厚度从微米级开始接触并通过纳米级的分解能进行控制,使上表面左右振动,然后根据共振法测定其对应的偏移。利用此装置上部的偏移单元的机械性共振反应,可以从共振频率和反应强度评价被夹液体特性的变化。因利用了共振频率的较大反应,可在高敏感度,高噪音的环境下进行测定。
  • 湖南省计量院离子色谱仪检定装置通过升高级计量标准比对验证
    近日,湖南省计量院“离子色谱仪检定装置”顺利通过升高级计量比对验证。湖南省计量院副院长刘卫平出席验证会。 此次比对验证邀请了来自广东省计量院、江西省计量院等单位的专家参加。专家组依据国家检定规程JJG 823-2014《离子色谱仪》进行了比对验证的方案研究和探讨,前往实验室对离子色谱仪检定装置及配套设备等条件进行确认,确认满足建设高级计量标准要求后,开展了比对验证试验,试验结果一致性较好。专家组一致认为,该检定装置各项指标均达到了高级计量标准水平。交流会上,与会人员围绕化学计量的发展方向、科研合作、资源共享等议题进行了深入交流。   此次比对验证的通过,将进一步提高湖南省计量院离子色谱检定不确定度水平,为计量溯源提供更精准保障,更好地服务湖南经济的发展。
  • 关于举办酶标分析仪检定装置计量比对的通知
    各有关实验室:  计量比对作为保障量值准确一致、支撑计量事中事后监管和提升计量技术机构能力的有效手段,在计量工作中具有重要作用。为了保证酶标分析仪检测结果的准确可靠,必须建立酶标分析仪检定装置,对酶标分析的重要计量特性指标进行检定。根据全国社会公用计量标准信息查询系统反馈的信息,目前全国已经建立酶标分析仪检定装置社会公用计量标准221项。迄今为止该项计量标准尚未组织过国家层面的计量比对,检定结果有效性无从考核。为了保证全国该项计量标准的有效运行、保护人民大众健康与食品安全,有必要开展酶标分析仪检定装置的计量比对。中国计量科学研究院作为“酶标分析仪检定装置计量比对”(2022-B-02)的组织单位,现将有关事宜通知如下:  一、参加对象  此次计量比对的参加者为建立酶标分析仪检定装置社会公用计量标准的各大区计量中心以及各省市计量院。通过国内量值比对的实施,可以进一步评价国内该项量值的测量偏倚,有助于国内量值的统一。  “酶标分析仪检定装置计量比对”类型为B类,每个报名参加比对的实验室需缴纳2800元整(人民币贰仟捌佰元整)的费用。  二、比对样品及所用方法  比对传递标准为中国计量科学研究院的酶标仪,生产厂家为瑞士Tecan公司,型号为M200。  比对方法:在传递标准流转上,为防止传递标准在运输过程中导致的参数改变,拟采用星型或花瓣型比对方案设计。  三、报名事宜  参加实验室填写附件中的报名表,将盖章后的扫描件发送至邮箱:yangbin@nim.ac.cn, wulq@nim.ac.cn. 联系人:杨彬、武利庆,电话:64525068,报名截至日期:2022年6月30日之前。  中国计量科学研究院  2022年4月25日
  • 标卓发布HT-60回弹仪检定装置新品
    一、回弹仪检定装置概述回弹仪检定装置和回弹仪弹击拉簧检定仪是国家计量检定规程《混凝土回弹仪》JJG817-2011的专用计量检定装置,供混凝土回弹仪的鉴定部门和生产厂家使用。二、主要技术参数序号项目单位指标1钢砧硬度HRC60±22钢砧重量kg16(+0.3/-0.1)3定位环定位孔中心盖板“100”刻线尺寸mm≤±0.14测量弹击拉簧刚度N/m55 ~ 12005测量弹击拉簧拉伸长度mm75-1406测量弹击锤钩位置,标尺“100”刻线处mm≤±0.17弹击锤起跳位置,标尺刻度0 ~ 1处8测力装置准确度不低于0.3级9位移测量允许误差mm≤±0.0210标尺“100”刻线位置mm≤±0.111砝码 2000gg≤±112指针长度mm20±0.113测力计N1±0.01 三、结构简介1、回弹仪检定装置回弹仪检定器的结构图1和主要零部件名称如图2所示。 图1检定器(1)底座(图中的17);(2)钢砧(图中的1);(3)机壳定位板(图中的7、8组成);(4)综合检定台(图中的2、3、4、5、6、7、8、11、12、13、15、16组成);(5)弹击手柄(图中的14)及手柄Ⅰ、Ⅱ(图中的10、9)。 1.钢砧2.定位环3.定位板Ⅱ4.盖板5.指针滑块6.机壳定位槽7.定位板Ⅰ8.尾盖支架9.手柄Ⅱ10.手柄Ⅰ11.机芯定位槽12.定位按钮13.压紧螺钉14.弹击手柄15.锤夹16.锁紧按钮17.底座 2、弹击拉簧检定仪弹击拉簧检定仪的构造和主要零部件名称如图3所示。检定架(图中的1、4、6、9组成);定位板(图中的2);横架游标(图中的5,可更换附件3中之一件);专用力值砝码(共六个,其中一个为带钩的砝码盘形状)。四、使用说明1、回弹仪检定器(1)机壳定位板可以人工移动,当机壳置于机壳定位槽6后,移动机壳定位板,使其与机壳尾部相碰,顺时针转动手柄Ⅱ9(2个),即可锁紧机壳定位板。(2)机芯就位后,转动弹击手柄14,可使综合检定台移动,机芯便能以钢砧为弹击面进行弹击运动,转动手柄Ⅰ10,即可锁住综合检定台。2、拉簧检定仪(1)拉簧座在定位板2中固定时,应使横架游标5垂直专用尺;(2)用调零螺母4调零时,应以横架游标的上表面为基准线;(3)仪器用砝码符合JJG99-2006 M3等级3、检定各项目的具体操作方法见国家计量检定规程《混凝土回弹仪》JJG817-2011。五、注意事项及保养 1、在使用前应检查活动部位是否灵活,严禁碰击各定位板和随意拆卸零部件;2、各导向槽、导轨、转轴等活动部位应注润滑机油;创新点:1、符合根据最新JJG(苏)59-2006混凝土回弹仪计量检定规程2、增加了砝码3、增加主机的长度4、增加了弹击拉簧标尺的长度5、申请专利HT-60回弹仪检定装置
  • 美研发新型离子迁移谱快速探测爆炸物
    据美国《防务新闻》网站8月18日报道,美军正在研发一种可快速探测爆炸物的离子迁移谱(IMS)探测仪。它可以在很远距离“嗅”出路边炸弹、地雷甚至自杀式袭击者散发出的爆炸物分子。这种装置与以鼻子灵著称的防爆犬“嗅觉” 相当,如大规模装备部队,必能显著减少人员伤亡。   尽管反美武装制造的爆炸装置日趋复杂,但无论外表伪装得多么巧妙,此类装置仍会不断散发出特殊的化学挥发物分子。经过训练的防爆犬就能嗅出这种可疑分子,人工装置则依靠电场作用、光谱分析、化学反应等完成检测。  问题在于,现有的探测装置精度有限,如挥发物浓度过低则很难发现危险品。而路边炸弹、自杀炸弹等特殊目标往往需要在数十米外进行探测,爆炸物的低挥发再加上空气的稀释作用,令一般探测手段无能为力。这款正在研发的新设备则克服了这个缺陷,可以在安全距离上识别出炸弹。  参与该项目的Pasadena公司的执行经理詹姆斯威斯透露,在收集到爆炸物样本后,该装置的微电场先将目标分子软电离(夺出分子的电子而不破坏分子结构),然后在特定的电场中对离子进行运动分析,从而测定分子量。由于不同物质的分子量不同,爆炸物分子很容易被“揪”出来。威斯声称,这种探测器可以探测到浓度为万亿分之一的爆炸物,这相当于在20个奥运会标准游泳池中探测出一滴水。  目前,只有经过严格训练的防爆犬能发现浓度为万亿分之一的爆炸物。换言之,这种新型探测器一旦大规模投放战场,就相当于配备了成千上万条“电子防爆犬”,其意义不言而喻。为此,军方已提供了数百万美元经费,并打算进一步研发能携带该设备的机器人,以便为大规模的部队调动快速扫清障碍。  通用动力公司旗下的一家分公司已研制出该探测器的原形“Juno”,它眼下正在接受军方技术人员的严格测试。如果一切顺利,“Juno”的升级版可能于两年后出现在战场上。考虑到参与研发的几家公司都与美国宇航局(NASA) 有长期合作,在必要时,这种“电子防爆犬”甚至可以帮助后者寻找外星生命。
  • 宁夏计质院新建液位计检定装置计量标准
    近期,宁夏计质院新建的液位计检定装置通过自治区市场监管厅考核,取得《计量标准考核证书》。   液位计是物位仪表的一种,广泛应用于化工、食品加工、制药、电力、水处理等领域工业生产过程中罐、釜、塔、瓶、炉以及渠内部液位或界面的测量,其按测量原理可分为联通式、浮力式、压力式、反射式、电特性式等类型,具有调试方便、高精度、读数直观、可靠性好等特点。宁夏计质院通过新建该项检定装置,具备开展浮力式、压力式、反射式液位计的检校工作的能力,其浮力式液位计测量范围为(0~3000)mm,压力式液位计测量范围为(-100~200)kPa,反射式液位计测量范围为(0~50)m。   在工业生产过程中,准确监测和控制液位至关重要。宁夏计质院该项计量标准的新建,将为全区重点工业企业安全生产和高质量发展提供有力的技术支撑。
  • 标卓发布CTJ-5A超声波探伤仪检定装置新品
    一、产品介绍:超声探伤仪检定装置系统采用脉冲调制法对超声探伤仪的主要性能进行检定/校准,避免了探头对检定/校准的数据影响。该装置系统完全满足JJG 746-2004《超声探伤仪检定规程》的要求,可以作为计量标准装置对超声探伤仪的主要性能进行检定/校准,如:水平线性、垂直线性、动态范围、衰减器误差、zui大使用灵敏度等。二、技术参数频率范围:0.01 MHz~20 MHz频率稳定度:5×10-6频率准确度:5×10-6信号幅值范围:10mV~9V衰减范围:(0~101)dB衰减器分档形式:20 dB×2 10 dB×5 1 dB×10 0.1 dB×10衰减器误差:(0.5%*A±0.02dB),式中A为衰减量猝发音包含的正弦波个数:1~100个可调,正弦波失真度不大于0.5%声程范围:(50~6000)mm声速范围:(1000~9999)m/s信号输出模式:连续波、猝发音三、装置系统的基本操作超声波探伤仪检定装置系统属于精密仪器,要求稳压电源有地线。开启电源后,装置系统需要加载参数设置,如果加载成功进入选择界面,如图1所示;如果加载失败,进入故障警报界面。如果加载失败,可以通过点击“重新加载”进行重新加载系统参数;如果还是失败,请联系厂家进行维修或调校。选择界面中可以通过触摸屏进行操作,或者通过按键前4个按键(图3)进行操作,选择界面按键功能信息为上面标识部分,被选择的项目会变成绿色,反之是灰色;通过按键“确认”进入相应的功能界面。创新点:频率范围:0.01 MHz~20 MHz频率稳定度:5× 10-6频率准确度:5× 10-6信号幅值范围:(-55 ~ +23)dB衰减范围:(0~101)dB衰减器分档形式:20 dB× 2 10 dB× 5 1 dB× 10 0.1 dB× 10CTJ-5A超声波探伤仪检定装置
  • ABB高精度流量计标定装置揭幕仪式在德国明顿工厂举行
    近日,ABB在德国明顿工厂正式启用了过程流量计新标定车间。新建标定车间设有水标定装置和空气标定装置,助力增强ABB的标定能力,为客户提供优质、高精度的过程流量计。   全新标定能力将服务化工、石油和天然气、电池、氢能和电力等行业,助力仪表工程师精准地测量流入量和流出量,以及原材料和产出物料,从而实现更精确、更高效的过程控制。新设标定车间还将大幅缩短产品上市时间,简化生产流程。 在明登工厂举行的揭幕仪式上,ABB集团首席执行官罗必昂为新标定车间剪彩。   ABB过程自动化事业部总裁唐维诗, ABB测量与分析业务单元全球总裁慕博雅,以及ABB测量与分析业务单元仪器仪表业务线全球负责人韩美娜、ABB明顿工厂负责人Reiner Seecker出席了揭幕仪式。   ABB测量与分析业务单元全球总裁慕博雅表示,这对我们来说是一个重要的里程碑。ABB备受客户信赖,客户相信ABB能够应对一些严峻的测量挑战,化繁为简。我们优化制造能力,力争为客户提供最佳产品。新设标定车间正是ABB践行这一承诺的有力证明。   新建标定车间设有两套水标定装置,适用于各种过程流量计,比如科氏力质量流量计、旋进流量计和涡街流量计,标定精度达到低于0.1%。该车间还设有科氏力质量流量计密度标定装置和热式质量流量计系列空气标定装置。车间占地面积共计1200平方米,其中空气标定装置占地375平方米,水标定装置占地525平方米。   凭借全新标定能力,明顿工厂产能将提升多达30%,同时提高标定精度,赋能ABB更好地为全球客户服务,缩短交货时间。   ABB过程流量计具备高可靠性和高精度优势,帮助各行业客户提高运营效率,减少能源和资源消耗。
  • 安徽省计量院互感器校验仪检定装置计量比对获得满意结果
    近日,安徽省计量院收到互感器校验检定装置计量比对结果通知,电子与电气计量技术研究所参加的全国互感器校验仪检定装置比对获得满意结果。   互感器校验仪是互感器检定装置的误差测量装置,是测量用电流互感器、测量用电压互感器、电力互感器等计量设备的检定或校准过程的唯一信息窗口,对互感器校验仪的定期检定或校准是保障互感器检定装置准确度的重要环节。省计量院电子所接到比对任务后,按照规定要求认真开展计量比对工作,在规定时间内真实客观报送了比对结果。   计量比对是保障量值准确一致,支撑计量事中事后监管和提升计量技术机构能力的有效手段,在计量工作中具有重要作用。通过参加本次比对,证明安徽省计量院互感器校验仪检定装置在计量标准、环境条件、人员水平、检定方法、数据处理等方面的实际水平和能力满足量值传递要求,能够为地市计量所、各级供电公司的互感器校验仪提供准确可靠的溯源保障。
  • 海能技术参与起草的《粮油检验 植物油挥发性风味成分的测定 气相色谱-离子迁移谱法》公开征求意见!
    近日,国家粮食和物资储备局发布公开征求《青稞储存品质判定规则》等8项标准意见的通知,其中海能技术参与起草了《粮油检验 植物油挥发性风味成分的测定 气相色谱-离子迁移谱法》,并参与联合方法验证。我国植物食用油市场体量巨大, 植物食用油含有人体必需脂肪酸和丰富的油溶维生素, 是人体营养物质和能量的重要来源之一。随着经济水平的提高和饮食观念的改变, 食用油的品质安全和挥发性风味营养也越来越受到人们的重视。油脂挥发性风味是植物油中的次生特异性标志物, 其很大程度上决定了植物油的品质、用途和市场的可接受程度, 是评价植物油质量的重要指标。相关研究表明,油脂风味并不是由一种或几种化合物来体现, 而是由多种成分协同作用的结果。挥发性风味物质相互间通过的累加、协同、抑制等途径, 导致植物油呈现风味特征的差异化和特异性。油脂的风味受原料的品种、成熟度、环境条件、生长区域、储存和加工工艺的影响, 其中, 加工工艺的影响最大,不同工艺将直接影响油脂挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)的种类、含量和感官阈值。 目前, 植物油脂挥发性风味成分检测方法中, 感官检验法、理化指标检验法、色谱法、光谱法等较为普遍, 但感官检验法因个体差异使得方法准确性存在局限 常规理化检验只能测定油脂中物质的总量, 不能用于物质组成的定性和定量分析 光谱法检测过程尽管简单快速, 却很难实现对样品质量的完整表征 因此, 如何对油脂风味进行科学、快速、准确的品质判定, 受到科研人员的广泛关注。气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)最早应用于检测爆炸物和化学试剂, 是具有高分离能力的气相色谱和快速响应能力的离子迁移谱的有机结合。现已广泛应用于农业食品安全、质量控制、风味分析等领域, 在食用植物油的质量判定中, GC-IMS 结合化学分析检测大量应用于橄榄油、棕榈油、菜籽油等油脂的掺假测定, 为油脂的的掺假、掺杂辨别鉴定提供了新的解决方式。但在油脂风味品质判定、油脂产品风味稳定性监测等方面的研究较少。 本标准依托 GC-IMS 技术, 探究食用植物油脂风味品质判定的检测方法,对于进一步推测产品调配比例, 保证产品品质一致性和稳定性、优化产品生产工艺、实现油脂风味品质判定方法的标准化和适用性具有重要意义。文本-粮油检验 植物油挥发性风味成分的测定--气相色谱-离子迁移谱法.pdf编制说明-粮油检验 植物油挥发性风味成分的测定--气相色谱-离子迁移谱法.pdf
  • 俞书宏院士:ChemTEM实时可视化观察固相离子迁移
    p  离子迁移被认为是决定化学、生物和材料科学中许多器件性能的关键步骤。然而,对各向异性纳米结构间固相离子迁移的直接可视化和定量研究一直是一个具有挑战性的课题。/pp  中科大俞书宏院士、上海交大邬剑波等人在Journal of the American Chemical Society上发表了题为" Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer" 的文章,报道了用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线(NWs)之间的固相离子迁移过程。/pp style="text-align: center "img width="600" height="130" title="Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer.png" style="width: 600px height: 130px max-height: 100% max-width: 100% " alt="Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d0253ed1-e8e6-446a-a240-7ab7c2de9b93.jpg" border="0" vspace="0"//pp  化学透射电子显微镜(ChemTEM)是一种新兴技术,可以使电子束在成像过程中触发化学反应。通过调节电子束剂量率,可以很好地控制化学反应的类型和速率以及键解离。/pp  报道中利用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线(NWs)间固相离子迁移过程。/pp  研究人员以在Te纳米线上的Ag离子作为研究模型,通过原位ChemTEM技术揭示了Ag在单层TeNWs阵列上的各向异性迁移行为。此外,ChemTEM表征技术也观察到了Ag在Se@ Te NWs上的迁移和Cu在Te NWs上的迁移,进一步证实了固相离子迁移机制。/pp style="text-align: center "img width="500" height="495" title="图.png" style="width: 500px height: 495px max-height: 100% max-width: 100% " alt="图.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8babed45-b6d1-443e-b74c-4229a8b6b9ca.jpg" border="0" vspace="0"//pp  这些发现提供了对纳米系统中普遍存在的固相离子迁移动力学的重要见解,并为探索其他离子迁移过程提供了一个有效的工具,有助于将来制备定制的和新的异质纳米结构。/ppbr//p
  • 江苏计量院新建总磷总氮水质在线分析仪检定装置标准
    日前,江苏省计量院新建计量标准总磷总氮水质在线分析仪检定装置顺利通过计量标准考核。检定装置的测量范围为总磷(0~500)mg/L,总氮(0~500)mg/L,不确定度为Urel=1.2%(k=2),可以开展相同测量范围、最大允许误差为总磷:±0.05mg/L~±10%,总氮:±0.2mg/L~±10%的总磷总氮水质在线分析仪的检定工作。   在线水质分析仪作为一种水质监测工具,可以实现自动对水质各项参数的实时监测。近年来随着环保事业的发展,对水环境的治理和监测提出了更高的要求,总磷总氮水质在线分析仪大量出现在各行业单位的排放监测站点中。   总磷总氮水质在线分析仪检定装置的建成,进一步提高了江苏计量院在水环境监测和化学检验检测领域的技术能力水平,更好地为水质检测、石油化工、冶金等相关行业的客户提供服务。
  • AGV呼出气体酒精含量探测器检定装置研制
    table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600"tbodytrtd width="19%"p style="line-height: 1.75em "成果名称/p/tdtd width="80%" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "AGV呼出气体酒精含量探测器检定装置/p/td/trtrtd width="19%"p style="line-height: 1.75em "联系人/p/tdtd width="35%"p style="line-height: 1.75em "潘义/p/tdtd width="16%"p style="line-height: 1.75em "联系邮箱/p/tdtd width="28%"p style="line-height: 1.75em "9026427@qq.com/p/td/trtrtd width="19%"p style="line-height: 1.75em "单位名称/p/tdtd width="80%" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "四川中测标物科技有限公司/p/td/trtrtd width="19%"p style="line-height: 1.75em "成果成熟度/p/tdtd width="80%" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 ■可以量产/p/td/trtrtd width="19%"p style="line-height: 1.75em "合作方式/p/tdtd width="80%" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□技术转让 □技术入股 □合作开发 ■其他/p/td/trtrtd width="100%" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介: /strongbr/ /pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/fa275657-9b17-435f-aca9-b321d2e44db0.jpg" title="5-AGV呼出气体酒精含量探测器检定装置.png" width="350" height="233" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 350px height: 233px "//pp style="line-height: 1.75em " 特点: 本检定装置以国际标准《ISO 6145-8 气体分析-动态体积法制备校准混合气体 第9部分:饱和法》为理论基础,研制出连续动态产生饱和酒精气体的技术工艺,结合本单位的气体稀释配气相关技术专利,可制备浓度范围为(40~500)& #956 mol· mol-1的酒精气体,完全满足《JJG 657-2006 呼出气体酒精含量探测器检定规程》对检定装置的要求,更率先与国际权威标准接轨,依据国际法制计量技术委员会颁布的《OIML R126 Evidential Breath alcohol analyzers》最新版的要求,实现了出口酒精气体温度、湿度的准确控制。检定装置具有清晰友好的人机对话界面,简单易用。 br/ 指标:浓度范围:(40-500)× 10br/ 扩展不确定度:Urel = 2%, k = 2 br/ 浓度调节时间: 15sbr/ 重复性:0.2%br/ 酒精气体温度: 34℃± 0.5℃,相对湿度大于90%/p/td/trtrtd width="100%" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景: /strongbr/ 呼出气体酒精含量检测仪标准装置是应用于保障呼出气体酒精浓度计量准确性与溯源可靠性的专业设备。近年来随着汽车保有量的迅速增长,饮酒驾驶也逐渐成为当前重要的道路交通危害来源。我国交通执法部门大量采用呼出气体酒精含量检测仪作为判断是否酒驾的执法工具,酒检仪的计量性能是否准确关系到执法的公正性和权威性。研发呼出气体酒精含量检测仪标准装置对保障社会公共及人民生命财产安全具有重要作用,也是经济可持续发展的重要保障。呼出气体酒精含量检测仪标准装置建立以后,可以作为社会公用计量标准开展各类呼出气体酒精含量检测仪的检定校准工作,为社会提供呼出气体酒精浓度检测的溯源服务;也可以作为气体酒精传感器及检测设备的计量性能测试平台,联合各生产企业及科研、计量测试单位开展研发试验,提高气体酒精传感器及检测设备的技术水平。/p/td/trtrtd width="100%" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况: /strongbr/ 实用新型专利1项 br/ 专利名称:一种呼出气体酒精含量探测器检定装置 br/ 专利号:ZL201320830646.3/p/td/tr/tbody/tablepbr//p
  • 百特研制的PM2.5标准检定装置安装成功
    2013年11月22日,丹东百特仪器有限公司研制的PM2.5标准检定装置,在中国计量科学研究院昌平二基地安装调试成功,这标志着丹东百特PM2.5检测技术应用到了国家计量检验领域中。 PM2.5标准检定装置是丹东百特专门为中国计量科学研究院设计制造的,用于检验PM2.5监测仪器监测结果准确性的标准检定装置。众所周知,目前国内外PM2.5检测方法有β射线法、振荡天平法和光散射法等,这些方法都是间接方法,需要进行准确性检定。本标准检定装置的检定原理是符合环境监测质量标准的重量法,包含了自动采样、自动称量、自动换膜、自动数据传输等先进技术。采用的天平为百万分之一的超高精度的电子天平(感量为1微克,就是1克的百万分之一),并具备恒温恒湿、防振、防静电等功能,使天平具有良好的稳定性,为高精度的检定提供了保证。此外,滤膜仓也设置在恒温恒湿的环境中,可进行新滤膜和旧滤膜的恒重处理,能最大限度地保证了检定精度。在软件上设计了手动模式和自动模式,在手动模式下用户可任意设定采样周期、滤膜选择、称量频次等;在自动模式下仪器将在无人值守的情况下连续周期运行。这两种方式便于对不同的PM2.5仪器进行实时检定。 PM2.5标准检定装置于10月30日运到中国计量科学研究院,11月19日开始安装调试,22日顺利完成,整个过程进行得很顺利。中国计量科学研究院昌平二基地良好的硬件设施也是系统得以良好运行的保证,天平室保证了天平良好的稳定性,整个系统运行稳定可靠,得到了计量院专家们的一致好评。在这台PM2.5标准检定装置通过计量认证并投入使用以后,必将提高中国PM2.5监测的准确性和监测精度,为中国大气环境的治理和改善发挥应有的作用。
  • 镇江建立在线天然气型气相色谱仪检定装置计量标准
    近日,镇江市计量检定测试中心在线气相色谱仪(天然气型)检定装置,通过中国计量科学研究院考核专家建标考评,成为全省首家、全国第3家建立该装置计量标准的计量技术机构。天然气作为清洁能源在我国能源使用中的占比不断上升,2021年在我国能源结构中的占比9.6%,直接关系我国碳排放碳中和战略目标的实现。采用在线气相色谱仪分析天然气组分,通过组分数据计算发热量,是获取长输管道天然气热值数据的主要方式。目前,在国内大中型天然气贸易计量站中,在线气相色谱仪已成为必不可少的计量设备。中国计量科学研究院考核专家、市行政审批局相关负责人、市计量中心建标相关人员通过视频会议方式开展了考评。中国计量科学研究院考核专家李春瑛审查认为计量器具配备符合技术规程要求,文件集格式规范、内容齐全,人员能力高、操作过程规范,对此次建标工作给予了高度评价。此次工作同时开创了疫情之下建标考核的新模式,通过操作视频、会议录制等方式进行,形成了一套完整的网络考评机制,可在全国计量系统内复制推广。该计量标准的建立完善了我省的天然气能量计量量值溯源与碳计量检测体系,为江苏省天然气公司、国家管网西气东输公司等大型天然气储运企业的能量计量工作提供计量技术支撑,服务于国家天然气的公平、公正贸易,有效助力碳排放碳中和战略目标在我省的推进实施。
  • 高分辨离子迁移谱仪(IMS)进入临床示范应用
    p  近日,中国科学院大连化学物理研究所快速分离与检测研究组(102组)李海洋研究团队成功研发了简单快速分析一滴血中麻醉剂血药浓度的检测新方法和新设备。此方法没有复杂的样品预处理过程,一滴血直接滴在分析器表面,通过分层热解析和快速高分辨离子迁移谱联用,直接获得丙泊酚麻醉剂的血药浓度,相关研究成果发表在Nature旗下科学期刊Scientific Reports上(DOI: 10.1038/srep37525)。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201611/insimg/49223d24-05a9-43e1-a6b4-4dc91952651f.jpg" title="1.jpg"//pp  丙泊酚是目前医学界常用的静脉麻醉药,临床麻醉多凭经验通过靶控输注给药模型完成麻醉过程,无法满足个性化医疗 目前常用的检测方法因其前处理复杂、费时,响应时间滞后,难于指导临床。因此,迫切需要动态在线监护仪实时掌握患者的麻醉深度,对麻醉药物的输注量进行精确调控,最终实现精准麻醉。/pp  近年来,李海洋研究团队始终致力于高分辨离子迁移谱(IMS)的创新和应用。随着IMS仪器分辨率和选择性以及仪器自动化程度的不断提升,推进了其在临床实践的应用。通过与哈尔滨医科大学第一附属医院三年来的合作,成功实现了通过一滴血对人体血液中麻醉剂的快速分析检测。该研究方法的血浆样本没有复杂的预处理过程,1分钟内实现一个样本的分析 将低成本的医用滤纸与IMS梯度热解析技术结合,实现了血药复杂混合物的分层动态热解析。研究还发现临床浓度范围内其他联合用药无交叉信号干扰 该方法在丙泊酚临床血药浓度1-12μg/mL范围内可实现准确定量分析,分析灵敏度为0.1μg/mL。该研究成果为临床医师调整麻醉剂用量、制定合理的麻醉给药方案提供了一定的科学依据,可有效减少麻醉过浅或麻醉过深导致的术中知晓或发生意外医疗事故。/pp  目前,该研究方法已在医院开展临床示范应用,相关研究成果的理论和技术装置有望应用于麻醉监测设备领域,具有广泛的市场应用前景。/ppbr//p
  • 山东气、液相色谱检定装置标准通过验收
    日前,山东菏泽市计量测试所申请建立的两项最高计量标准——气、液相色谱仪检定装置顺利通过了山东省专家组的考核验收。  在考核期间,专家组对该所的体系文件、环境条件、人员资质、设备性能等项目进行了考核,并对检定人员进行了现场检定操作考核。专家组一致认为:该所组织和管理、质量体系、资源配置和管理、检定实施、与顾客有关的过程、服务与采购及质量改进诸方面均符合标准要求,具备了开展气、液相色谱仪检定的条件。这两项最高计量标准的建立,填补了菏泽市空白,既减轻了企业负担、缩短了检定时间,又为今后企业的发展创造了良好的条件。
  • 聊一聊离子迁移谱技术
    离子迁移谱(Ion mobility spectrometry, IMS)是一种在电场作用下通过离子在中性气体中迁移从而实现离子分离与检测的技术。IMS发展至今已具有三大技术优势:首先,IMS 可与电离效率较高的大气压化学电离源联用,获得 ppt 量级的检测限;其次,IMS 分析可在 ms 量级完成,且与色谱、质谱分离相正交;再次,离子迁移率 K 与离子形状、尺寸等结构信息直接相关。基于前两种优势,IMS 被广泛用于化学战剂、爆炸物、毒品及危化品的现场快速检测中,并发展成为一种主流核心技术。然而,离子迁移谱技术研究领域一直面临着如何实现离子迁移谱分辨能力提高的同时,不损失其对不同离子检测灵敏度的这一重要挑战。为此,金铠仪器(大连)股份有限公司与中国科学院大连化学物理研究所长期开展合作,成立质谱发展事业部,开展离子迁移谱研发工作,先后攻克了非放射性电离源,无离子歧视的TPG构型离子门等全自主技术。基于TPG构型离子门,通过提高离子迁移谱内部迁移电场的强度并降低离子门开门时间,将离子迁移谱的分辨能力提高到超过100,同时保持了不同离子的灵敏度。该技术成功解决了不同溶剂对TATP识别的干扰问题,提高商品化离子迁移谱仪器识别TATP的准确性,降低仪器的误报率。金铠仪器 高精度连续在线测NH3仪金铠仪器基于离子迁移谱技术研制的高精度在线测NH3仪,具有灵敏度高、检测快速、结构简单、操作方便等特点,可用于大气环境、工业污染源、高纯气体以及材料释放NH3的高精度在线监测。中科院大气物理所应用场景大气环境联合观测实验青岛联合观测站氢燃料电池汽车是氢能应用的主要途径,作为燃料的氢气,其纯度和所含杂质的含量,对氢燃料电池的放电性能和寿命具有重大影响。将其分为有毒性杂质(总硫、CO、HCHO、HCOOH、总卤化物、NH3)和其他杂质(O2、He、N2、Ar、总烃、CO2、H2O、颗粒物)。离子迁移谱也可用于同时检测氢气中的硫化物,甲醛,甲酸,NH3杂质。离子迁移谱技术展望:(1)离子迁移谱高频测量应用离子迁移谱的测量速度极高,可在 10 ms 内完成一个测量周期,最高测量频率可达 100 Hz,在需要高频测量的应用中具有良好的发展前景。例如,大气环境中,涡传输的时间尺度范围较大,可从 0.1 秒到数小时, 只有使用测量频率在 10 Hz 以上的仪器才能捕集大气中绝大多数的涡,并监测其中的化合物。离子迁移谱技术的测量频率远高于 10 Hz,因此,在大气涡相关计算污染物通量方面具有广阔的发展前景。(2)多种化合物同时精确定量离子迁移谱同时测量多种化合物时,因其反应不为一级动力学反应,谱峰的强度不与化合物的浓度呈正比例关系,使其定量应用受限。因此,发展离子迁移谱测量多种化合物的精准定量为离子迁移谱发展的一个方向。(3)固定点危化物泄露预警应用离子迁移谱对化合物的测量速度较快、灵敏度高,可对极低剂量危化物的泄露快速测量,可用于固定点危化物泄露预警。(4)离子迁移谱技术与其它技术联用离子迁移谱技术与其它快速分析手段联用,例如质谱,可以保留高分析速度的能力下,极大提高分析方法的峰容量,提高仪器的定性识别能力;降低化学背景,提升灵敏度和定量范围。并且可利用离子迁移率与离子结构信息之间(m/z)的关系区分同分异构体等。 本文来源:金铠仪器(大连)股份有限公司
  • Flavourspec气相离子迁移谱用于食用植物油质量控制
    Flavourspec气相离子迁移谱用于食用植物油质量控制图1 Flavourspecc气相离子迁移谱仪随着食品安全问题的曝光,“地沟油”这个名称已经成为了对人们生活中带来身体伤害的各类劣质油的代名词。长期食用“地沟油”可能会破坏人们的白血球和消化道黏膜,引起食物中毒,甚至致癌,对人体的危害极大。Flavourspec气相离子迁移谱结合了气相色谱的高分离度和离子迁移谱的高灵敏度的特点,通过顶空法对食用油气味相关的挥发物的分析快速准确的鉴定食用油品质,可以更好的监控食用油的品质,防止以次充好,杜绝煎炸老油或地沟油在市场上的流通。Flavourspec气相离子迁移谱结合了气相色谱的高分离度和离子迁移谱的高灵敏度的特点,通过顶空法对食用油气味相关的挥发物的分析快速准确的鉴定食用油品质,可以更好的监控食用油的品质,防止以次充好,杜绝煎炸老油或地沟油在市场上的流通。 目前通过气相离子迁移谱已经建立了多种食用油的离子迁移指纹谱库,包括包含菜籽油、花生油、葵花籽油、芝麻油、大豆油、亚麻籽油、葡萄籽油、核桃油、棉籽油、紫苏籽油、橄榄油等,图2为葡萄籽油的3维图谱。图2 葡萄籽油的三维图谱根据以上多种食用植物油的标准离子迁移谱图,对每一种食用植物油进行主成分分析(PCA),图3为五种常用植物油的PCA成分分析图,图中每一种颜色代表一种类型的油,可见不同类型的油有不同的聚集趋势。根据PCA分析建立起特定的筛选比对模型,可以快速检测出未知样品食用油的类型。 图3 五种食用油:葡萄籽油,亚麻籽油,菜籽油,芝麻油,大豆油的PCA成分分析图 为了检验该筛选模型筛选的正确率,分别对一批包含15个葡萄籽油样品、18个亚麻籽油样品、30个菜籽油样品、28个芝麻油样品、17个大豆油样品的组样品进行检测,结果表明预测正确率为100%(表1)。利用该模型对掺伪食用油的正确识别率达90%以上。 表1 五种食用油分析预测表 Flavourspec气相离子迁移谱不仅可以快速比对筛选样品进行质量控制,还可以对其中的易挥发性组分(VOC)进行鉴定,表2中是对某橄榄油中部分VOC成分的鉴定结果。表2 橄榄油中部分VOC成分的鉴定 依据相同的原理,建立了煎炸老油的模型图库,其识别正确率达98.8%。Flavourspec气相离子迁移谱对样品的处理要求极为简单,仅需将定量样品装进样品瓶,放入样品盘即可,设备配有自动顶空装置,根据实验目的或样品需求可自行设置孵化温度,孵化时间等条件,获得的样品的顶空气体首先通过气象色谱柱进行预分离,然后进入离子漂移管进行二次分离,测试结果可通过配套软件进行多种功能的分析如3D伪色图分析,整体分析比对报告,特定组分比对,主成分分析分类,样品匹配度测试等最终实现快速准确的植物食用油的质鉴定。参考文献[1]帅茜,基于离子迁移谱的食用油快速掺伪鉴别技术研究-中国科学院 学位论文[2] Multi-capillary column-ion mobility spectrometry:a potential screening system to differentiate virgin olive oils Anal Bioanal Chem (2012) 402:489–498.
  • 岛津推出双酚A(BPA)含量及迁移量测定应对方案
    双酚A(BPA)是世界上使用最广泛的工业化合物之一,主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。在塑料制品的制造过程中,添加双酚A可以使其具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性等特性,尤其能防止酸性蔬菜和水果从内部侵蚀金属容器,因此广泛用于罐头食品和饮料的包装、奶瓶、水瓶以及其他数百种日用品的制造过程中。可以说BPA的身影无处不在。 全世界每年生产2700万吨含有BPA的塑料。BPA能导致内分泌失调,威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。极低剂量的双酚A也会对健康产生影响,尤其对胎儿和新生儿来说,其&ldquo 外成的影响&rdquo 可能通过产生变异而造成危害。因此,双酚A的安全性问题成为了公众关注的焦点。 欧盟从2011年3月2日起,禁止生产含化学物质双酚A(BPA)的婴儿奶瓶。我国自2011年6月1日起,禁止生产聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶;自2011年9月1日起,禁止进口和销售聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶,由生产企业或进口商负责召回。随着相关国家政策法规和我国卫生部发布公告,涉及双酚A的行业将全面开展检测业务,尤其是商检,质检,CDC等以及生产企业将对此加大检测力度。 近日,长期关注商品安全并以全面先进的检测综合解决方案致力于保障商品安全的岛津公司,推出了LCMS法测定消费品中BPA的总含量及儿童饮用器具、餐具和喂养器具中BPA迁移量的解决方案。使用岛津LCMS-2020对消费品中BPA的总含量及儿童饮用器具、餐具和喂养器具中BPA迁移量进行分析。结果表明,双酚A在0.01~0.5 mg/L浓度范围内标准曲线线性良好,相关系数达0.9999;消费品中BPA的总含量及儿童饮用器具、餐具和喂养器具中BPA迁移量的方法检出限分别为1.0mg/kg和0.01 mg/kg,0.02, 0.05, 0.1 mg/L 3个加标浓度的平均加标回收率分别为93%和92%,方法的重现性良好。如需了解详情,请点击下载最新应用数据集:《双酚A含量及迁移量的测定》。岛津LCMS-2020采用独特设计的离子源和离子光学系统,具有超快速扫描、高速正负极性切换功能,实现高灵敏度、高稳定性。操作和维护简单方便。更具备独有的多顺序测定方式,一次进样可测得多种分析条件下的数据,大幅提高分析效率。除LCMS-2020之外,岛津公司的LC-20A、LCMS-8030可用于分析双酚A项目。 【参考:双酚A相关法规及政策】 1.挪威:最早将双酚A纳入受限物质的应是原定于2008年1月1日生效,后因许多议题尚未达成共识而延期的挪威PoHS指令,在其对消费性产品中的禁止使用的10种物质中就包括双酚A(BPA)。 2.加拿大:2008年10月18日,加拿大宣布双酚A为有毒化学物质,由此成为世界上第一个将双酚A列为有毒化学物质的国家,并禁止在婴儿奶瓶的制作过程中使用双酚A。 3.美国 1)联邦:2009年3月份提案禁止在&ldquo 可重复使用的食品容器&rdquo 和&ldquo 其他食品容器&rdquo 中使用(BPA)。这一禁令在正式通过180天后开始生效。 2).纽约州萨福克县:2009年4月2日公布的决议将于90天后开始生效。根据此法律,在萨福克县任何人不得销售或为销售提供含有BPA供3岁以下儿童使用的婴儿奶瓶和儿童饮料容器。 3).伊利诺斯州:2010年7月1日起,任何人不得销售、为销售提供、分销或为分销提供含有双酚A的运动水瓶,或适用于3岁或以下儿童的儿童食品容器,不论该容器是否装有食品或饮料。 4).马里兰州:规定儿童护理品不得含有双酚A或其他任何致癌或对生殖系统有毒害的物质,同时生产商须在产品上标注不含双酚A。违反上述规定每项可被处以最高1万美元的罚款。 4.欧盟食品接触塑料和塑料制品的新条例(EU)No.10/2011规定从2011年3月1日禁止生产含双酚A的塑料奶瓶,6月起禁止任何双酚A塑料奶瓶进口到成员国。 5.我国于2009年3月对食物接触材料中双酚A 的迁移量做了限量标准(GB/T 23296.16-2009),规定水基食品模拟物中双酚A的测定低限为0.3 mg/L。 6.欧盟2002/72/EC法则规定双酚A在塑料食品接触材料中的迁移限量为3 mg/kg。欧盟采用液相色谱对双酚A的迁移量进行检测(检出限为0.2~0.7 mg/kg)。 7.美国食品与药品管理局(FDA)规定双酚A 可作为食品接触材料的原料使用。EPA(1993)规定最大可接受剂量或者参考剂量是0.05 mg/kg bw/day。 8.日本《食品卫生法》规定聚碳酸酯食品容器中的双酚A溶出限量为2.5 mg/kg。 9.我国卫生部等六部门于2011年5月30日联合发布公告,从6月1日起,禁止生产聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶。自2011年9月1日起,禁止进口和销售聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶,由生产企业或进口商负责召回。关于岛津  岛津国际贸易(上海)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,岛津国际贸易(上海)有限公司在中国全境拥有12个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州分析中心 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。
  • 内蒙古计量院参加华北大区酸度计检定装置计量比对结果为满意
    近日,内蒙古自治区计量测试研究院参加了由华北国家计量测试中心召开的比对总结会。华北西北大区12家省市计量技术机构参加了本次比对,内蒙古计量院比对结果为满意。   2021年,内蒙古计量院参加了天津市计量监督检测科学研究院为主导实验室的酸度计检定装置计量比对。比对时间为2021年7月至2021年9月。已完成现场实验、不确定度评定等,并按要求向华北国家计量测试中心报送了相关材料。   通过此次大区酸度计检定装置计量比对结果分析,了解了内蒙古计量院实验室在酸度计检定时的测量方法、实验环境、仪器设备、人员素质等方面的状况,同时反映了理化计量中测量方法、数据处理、不确定度评定等方面的专业问题,充分发挥了计量比对在保障检测机构测量量值的一致性和计量标准的可靠性方面的重要作用,为计量监管和提升计量技术机构能力提供了强有力支撑。   内蒙古自治区计量测试研究院成立于1955年9月,是自治区政府依法设置的隶属于自治区市场监管局的副厅级公益二类事业单位,是经国家市场监管总局考核授权的法定计量检定机构,是中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可的校准实验室。   内设13个处室(办公室,计划财务处,业务与科研处,长度光学与交通计量、测绘地理信息、热工与流量计量、力值与声学计量、质量与商贸计量、电学与磁学计量、物理与化学计量、医疗与时间频率计量、能源与碳排放量计量研究所和离退休人员工作处〈党群工作处〉),另设有基建办公室、国家产业计量中心筹建处等临时性机构,根据工作需要在处室下面设置了58个科室。
  • 国产快速在线质谱仪、离子迁移谱仪产业化进程——访中科院大连化物所青年科学家李海洋研究员
    前言   飞行时间质谱仪(Time-of-flight Mass Spectrometer, TOF-MS),时至今日已有60年的研究历史,其中,1998年A.F.Dodonov等设计的一台垂直引入反射式TOF-MS,其质量分辨率达到20000以上,才使TOF-MS进入一个前所未有的发展阶段 而把小型化TOF-MS应用于环境领域进行快速检测的研究始于本世纪初,2000年,美国TSI公司结合美国加州河边分校新开发的质谱检测技术,推出了世界首台商品化的气溶胶飞行时间质谱仪。  我国首台“激光气溶胶双级飞行时间质谱仪”于2005年“横空出世”,第二代气溶胶双级飞行时间质谱仪——“纳米气溶胶在线质谱仪”已于2008年6月通过了项目验收 同时,“MS-500有机物在线监测质谱仪”,隶属李海洋研究员课题组(大连化物所102组)的第三代小型化TOF-MS也研制成功 就目前的市场情况来看,这几款国产“快速在线质谱仪”已经彰显出较为广阔的市场前景…  离子迁移谱仪(Ion Mobility Spectrometer, IMS),是在大气压或近大气压下,根据样品分子离子在漂移管的特征迁移时间,对微量气体进行快速检测的一种仪器,于20世纪60-70年代开始发展,目前已应用于爆炸物、毒品、化学毒剂的检测,环境监测以及生物分子分析等领域 根据《简氏核生化防护年鉴》2001年版提供的资料显示,离子迁移谱(IMS)技术已经跃升至“快速检测有毒有害物的十大技术”之首。  离子迁移谱(IMS)技术国外一直对我国禁运,为打破这种技术封锁以及国家安全、生态环境等领域的战略需要,李海洋研究员领导“大连化物所102组”,经过几年时间的潜心研究,成功开发出拥有自主知识产权的离子迁移谱(IMS)全套技术 目前,这批拥有自主知识产权的商品化离子迁移谱(IMS)仪器(T30系列爆炸物检测仪,T31系列毒品/易制毒化学品检测仪等),已经投放市场,其产业化进程正顺利进行…  中科院大连化物所 青年科学家 李海洋研究员  2008年7月27日晚8:00,时逢李海洋研究员来京参加中科院某科研项目评审之际,在其下榻宾馆处,仪器信息网工作人员就“国产快速在线质谱仪、离子迁移谱仪产业化进程”等问题采访了仪器研制者李海洋研究员…战略指导 选题明确 领导“大连化物所102组”跨越式发展  李海洋研究员领导的“中国科学院大连化学物理所快速分离和检测研究组(简称:大连化物所102组)”研究方向主要涉及了两大技术领域:快速在线质谱、离子迁移谱 在采访过程中,李海洋研究员亦称“快速在线质谱、离子迁移谱”是目前自己研究组的“左右手”。  1、研究方向的转变:由“分子反应动力学领域”到“在线分析和检测方法方面”  通过笔者的了解,李海洋研究员在上世纪九十年代主要进行分子反应动力学领域的研究,后来为什么转到在线分析和检测方法方面的研究工作呢?  李海洋研究员向笔者解释到:“现场快速分析仪器具有体积小、重量轻、性能可靠、使用简单维护方便、附属设备少、价格低廉等突出特点,在大面积的环境普查和应用中越来越受到人们的青睐,尤其是在国土安全、食品卫生、环境保护和突发事件等的检测应用中显示出特殊地位。”  早在1997年,在美国召开的“21世纪环境实验室”(Environmental Laboratory Moving for the 21 Century)研讨会上,明确提出对现场监测设备和可移动实验室的设计与研究,确立了分析仪器的一个新的发展方向。  “正是看到这种契机以后,我才感觉在线分析将来有很大的发展前途,当时分子反应动力学的分析手段也发展到一个瓶颈阶段、大家也都在找新的技术或出路,因此回国之后我就着重在这个领域开始相关的探索研究。我原来做分子反应动力学也是采用光谱学,包括飞行时间质谱(TOF-MS)都是经常用到的工具。”  2、研究对象的确定:选择“质谱(MS)和离子迁移谱(IMS)”  在线分析方法有很多,像快速色谱与微型色谱、电子鼻、近红外光谱等,这些技术现在均有商品化的仪器,李海洋研究员在谈到“为什么选择质谱(MS)和离子迁移谱(IMS)作为在线分析仪器的研究对象”时表示:“每一种技术都有其自身的优越性和局限性,就像刚才所提到的近红外光谱仪,虽然其分析速度快,测量效率高,但是其分析灵敏度低,因为近红外光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低,就组分的分析而言,其含量一般应大于0.1% 另外,近红外光谱是一种间接分析技术,必须通过建立校正模型(标定模型)来实现对未知样品的定性或定量分析,该方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质数据,因此模型的建立需要一定的化学计量学知识、费用和时间。”  “就高端分析检测领域而言,技术本身无外乎是质谱、光谱,当然光谱最有前景的是核磁,而质谱作为分析领域中‘最精密的天平’,针对化学复杂组分分析,质谱的确是最好的分析手段之一、也势必成为21世纪分析学科的主流手段 目前在国外,质谱已经被广泛采用,国内也有这个趋势,开始由‘实验室教授’用到‘诸如省级环保站专业人士’用,一些药厂原来使用的光度计、色谱也开始逐渐采用质谱或色-质联用。目前,‘很好用’的质谱,主要问题就是价格太贵,但通过国内我们大家的研制,就能把其价格降下来。”  论及飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)的独特技术优势,李海洋研究员向笔者进一步谈到:“飞行时间质谱(TOF-MS)分析速度快,在微秒级就可以实现全谱分析,这也是其他质谱仪器所不具备的优势,而且其结构比较简单,容易实现国产化。离子迁移谱(IMS)测量速度微秒级,气相离子在大气压下的电场中得到分离,比色谱分离速度快,不需要真空,该方法对于爆炸物和毒品检测具有独特的优势。”  “尤其,突发性的事故往往在分析速度上要求比较高,飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)在速度和灵敏度上应该说都能够满足快速检测的需求,因此我就选择了这两种技术作为实验室以后发展的重点方向。”李海洋研究员领导的大连化物所102组实验室  3、创制高端分析仪器 用高水平研究引领应用市场  关于自己领导的大连化物所102组总体情况,李海洋研究员向笔者谈到:“我们的研究组,在总体战略上是以市场需求作为牵引,我们的使命围绕着‘国家安全、生态环境和生命健康’对分析科学的需求,去创制用于现场快速检测的高端分析仪器,在‘国家安全、生态环境’侧面我们已经涉及到了,同时,我们希望用高水平研究和应用示范引领应用市场。”  可挥发性有机物在线测量新技术和新仪器的研究(软电离-微型飞行时间质谱技术及其应用,石英晶体微天平QCM的电子鼻技术及其应用)、离子迁移谱新技术的研究及其在快速监测中的应用、气溶胶粒谱与化学组分在线测量新技术和新仪器的研究是李海洋研究员的三大研究方向。  “围绕我们的使命,课题组的研究方向就定位在以质谱与迁移谱为主的核心技术研究 这就涉及到如何‘离子化’问题,因此我们的基础研究就紧紧围绕‘离子化’的新方法:团簇、气溶胶、大分子的电离新方法,如何实现软电离、硬电离、软硬电离切换,以及相关新型电离源的研究等 技术侧面主要是飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)中的核心技术,涉及质谱中直接进样技术、多维质谱技术、质谱成像技术、质谱微型化关键技术、高分辨迁移谱技术、高灵敏度迁移谱技术、离子迁移谱微型化关键技术、色谱-离子迁移谱联用技术等。”  “具体应用到国家安全、生态环境中,我们主要在气溶胶测量新方法,QCM、SAW化学传感器,炸药、毒品快速稽查技术和仪器,化学毒剂和危险品的快速测量技术等方面做一些应用示范,希望把我们研究新技术和新仪器应用到一些重要的科学研究中去。”  潜心研究 不拘一格 突破“TOF-MS与IMS”核心技术  正如李海洋研究员强调的那样:“正是从‘离子化’新方法等源头方面做了一系列基础研究,我们的飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)有自己的东西。”接下来,李海洋研究员就“TOF-MS与IMS”核心技术突破向笔者作了提纲挈领的介绍。  1、小型化TOF-MS在环境领域的快速检测应用  目前,商品化飞行时间质谱仪(TOF-MS)几乎完全由国外厂家垄断,针对这种情况,李海洋研究员所研制的小型化TOF-MS和国外这些产品相比有什么优势和特色?  “国外的公司在TOFMS技术方面做得的确已经是比较成功,特别是在生物大分子这一领域,目前为止我们还没有足够的能力去尝试。” 李海洋研究员坦言。  “但是,我们把它应用于环境中的快速领域中就不需要那么高的指标,比如分辨率和检测质量数,我们现在做的分辨率600左右,质量数大概500,这些指标完全可以满足空气中挥发性有机物的检测。”  “在环境科学领域中,跟传统的化学分析模式还是有些区别的,更关注于快速实时监测,这样对环境治理等才更有意义,从这种程度上说,我们当时在2000年左右就开始着手把小型化TOF-MS在环境领域进行快速检测应用研究应该说是一种很大的创新。”  2、自主研发的小型化TOF-MS技术特色  关于自主研发小型化TOF-MS的技术特色,李海洋研究员向笔者谈论到:“我们的特色主要是在TOF-MS的电离方式和样品前处理方法这两个方面。”  “在电离方式方面,我们采用了一个真空紫外光单光子电离方法,使用真空紫外灯发射真空紫外光10.6eV,只要电离能低于该能量,那么该化合物都可以被电离。空气中的氮气、氧气等由于电离能高于10.6 eV,均不能够被电离,这样可以除去部分的背景气体干扰,简化实验谱图,而且SPI(Special Position Identification,特殊位置标识)电离是软电离仅产生分析样品的分子离子,由于光子的能量超出样品分子的电离能很小,所以不能产生碎片离子,所得的谱图简单,这样更加有利于样品的识别。”  “在样品前处理方面,我们采用了在线的膜进样设计,在膜两侧气体压力差的推动力下,被分离的混合气体中由于样品气体分子的形状、大小以及在膜中溶解度不同从而在膜中渗透速率产生差异,渗透率大的组分在高真空侧得到富集,从而达到分离与富集的目的。可挥发性有机污染物能够快速透过硅橡胶膜,然而空气中主要成分例如氮气、氧气和二氧化碳等气体很少能够透过。因此当气体样品经过此膜时,其中痕量的可挥发性有机污染物就会被富集。样品的富集倍数可以达到几百倍,完全可以保证我们在线分析的灵敏度。膜进样具有一定的相应时间,我们设计了新型的进样系统,分析时间可以控制在10秒,还可以根据灵敏度适当调整分析时间。”  李海洋研究员表示:“总体来说,我们的小型化TOF-MS产品特点具体体现在:采用了膜富集和直接进样技术,复杂样品无需前处理 软电离无碎片,利用分子量快速定性 响应时间短,数秒内即可得到分析结果等。”  3、IMS技术独特之处  TOF-MS在在线分析方面确实显示出诸多优点,但是要进一步实现仪器的小型化甚至微型化是很困难,主要是其真空系统受制于目前国内真空器件发展的约束。  李海洋研究员说:“而相比较而言,离子迁移谱(IMS)是大气压下的质谱,IMS技术在小型化以及微型化方面则具有其独特之处:第一,不需要真空系统,整个装置可以做得很小。第二,其灵敏度极高,而质谱一般是微克(ug)量级,在不加任何富集的情况下,IMS就可以达到皮克(pg)量级,这些特点使得其很适合于现场在线快速分析 加上近几年出现的更新探测器技术,又可能达到飞克(fg)量级 如果再加上新的手段,其在灵敏度上的前景就不可限量。第三,具有很好的结构区分性,能对同分异构体等实现很好的区分。”  IMS技术在国内曾一度不被看好,近些年来,IMS在国家安全方面有广泛的应用,它能够实现pg级的爆炸物和毒品的快速测量 同时,IMS在环境、生物医学、食品等方面也展示出其无限的潜力。IMS的研究在国内也起步较晚,李海洋研究员是2002年开始从事IMS的研究的。  4、自主知识产权的IMS全套技术  “前段时间,我有个朋友在国外参加了一次质谱前沿技术研讨会,给我带回一个信息:离子迁移谱(IMS)技术在国外的研究越来越热 目前,美国有五个国家实验室在研究迁移谱的新技术,均是美国国防的支持,主要都是应用在航天、反恐等方面 之前有关离子迁移谱技术国外一直对我们国家禁运。”  关于离子迁移谱(IMS)的核心技术,李海洋研究员称:“现在我们有自主知识产权的IMS全套技术,包括迁移管、放大器、数据接收与采集系统、进样器、气路系统等。我们最主要的突破是在非放射性电离源的研制、阵列式迁移管的研制等方面,这些技术的突破,能够很好地促进IMS的发展。”  在谈到一些技术细节突破所面临的困难和艰辛时,李海洋研究员为笔者举了一个“迁移谱中的微电流放大器研制”的例子:“放大器是市场上很常见的,但满足我们需求、被应用到‘迁移谱中的微电流放大器’,在市场上是没有的 要完全满足一定带宽、高灵敏度、高放大率、低噪音、又要价格便宜的‘微电流放大器’的研制就有些困难,前后有2个学生专职做这个事情,前后开发了十几款这种‘微电流放大器’,耗费3年时间才完全解决这个问题。”致力前沿 着眼应用 实现“快速在线质谱仪、离子迁移谱仪”产业化  关于“快速在线质谱仪、离子迁移谱仪”系列仪器的产业化进程问题,应笔者的请求,李海洋研究员先从“首台激光气溶胶双级飞行时间质谱仪问世”谈起。  1、我国首台激光气溶胶双级飞行时间质谱仪问世  李海洋研究员告诉笔者:“气溶胶广泛存在于环境当中,与人们的生活和健康息息相关。目前使用的气溶胶测量装置主要是一些离线的测量技术,国外从20世纪70年代开始发展在线气溶胶测量技术,直到2000年TSI公司才推出世界首台商品化的气溶胶飞行时间质谱仪。”  我国首台“激光气溶胶双级飞行时间质谱仪”是在2005年由李海洋研究员主持研制成功,作为国家863课题“大气细粒子连续监测技术与设备”项目的核心仪器,该仪器研制成功的非凡意义在于:掌握了该领域内的核心技术,打破了国外对该类仪器的技术垄断,具有自主知识产权,价格远远低于国外同类仪器 在2006年国家科技创新重大成就展(共展出480余项重大科技成果和800余件实物、模型)上,该仪器被遴选为“100个亮点”项目之一。  笔者了解到:该仪器主要用于空气质量实时监测和环境污染过程动态分析以及实时分析等领域 可以实时监测大气中0.5-10μm的气溶胶粒子的粒径分布,并同时测量细粒子中的硝酸盐、硫酸盐、铵盐、地壳元素、重金属粒子等基本化学组分。同时,该仪器克服了离线技术测量过程中分析时间长、在分析过程中粒子会发生物理化学性质变化的局限,具有分析速度快、可以进行现场实时多组分同时分析、揭示气溶胶的瞬间变化等优点。  在谈到与国外产品的性能比较时,李海洋研究员表示:“在气溶胶粒子粒径范围等任一项技术参数,我们的仪器不输于TSI公司的气溶胶质谱仪 至于整机的稳定性,这需要时间的长期检验,我们不能说一定比他们强,截止目前为止,我们的气溶胶质谱仪运行稳定。”  2、快速在线质谱仪产业化进程气溶胶粒谱与化学组分在线测量新技术和新仪器的研究  关于我们快速在线质谱仪系列产品的应用领域方面,李海洋研究员说:“我们的小型化TOF-MS应用范围也是很广泛的,现在主要是把其应用于VOCs 的分析,比如香烟烟气的分析、汽车尾气的分析、垃圾焚烧烟气的分析等,可以开拓的领域其实很多。”  “目前,我们的小型化TOF-MS已经发展到了第三代,最近还在开发新的电离方法,争取在以后的TOF-MS版本中,体积更小,灵敏度更高。”可挥发性有机物在线测量新技术和新仪器的研究  论及其产业化情况时,李海洋研究员说:“前一段时间我们给浙江大学做了一台,他们主要是应用于二噁英前驱物的检测。另外,我们还与沈阳环境科学院签订了合作的意向,准备在环境检测车上安装我们的TOF-MS用于VOCs的检测和二噁英前驱物的在线监测。最近,我们还将给中国计量科学研究院做一台。这里,当然不包括之前给北大直接订制的一台。”  “其实,我们的第一代产品‘激光气溶胶双级飞行时间质谱仪’在05年研制出来一直没有找到合适的用户。但是,第二代‘纳米气溶胶在线质谱仪’已经有两个用户:国家海洋局,用于海洋气溶胶的测量 另一个是国家环境科学研究院。目前,还有2-3家倾向性用户,还在具体谈。”  这几款“快速在线质谱仪”的基本报价在100-200万人民币,像气溶胶双级飞行时间质谱仪的用户主要分布在高校、研究所等科研单位,正如李海洋研究员所说:  “快速在线质谱这一块,我们主要是通过我们开发的新技术和新仪器做一些示范应用来引领市场 因为大家没有用过这种仪器做相关评价分析,不知道如何‘好用、实用’,我们是要做一些具体的推广、引导工作 前段时间,我们利用自己的仪器做了‘烟草方面的分析评价’,结果很理想 最近,我们在着手找1-2个‘汽车尾气的分析评价’的示范用户。”  3、离子迁移谱仪产业化进程离子迁移谱新技术的研究及其在快速监测中的应用  “因为我们拥有自主知识产权的IMS全套技术,自主知识产权的商品化IMS仪器也比较成熟,已经受过相当数量的市场用户的实践检验 现在我们主要是把IMS应用到以下几个方面:(1)易制毒化学品及毒品的检测 (2)爆炸物的检测 (3)环境污染物的在线检测 (4)食品安全的监测等。” 李海洋研究员说。  “目前,这批商品化离子迁移谱(IMS)仪器,已经销售出十几台,仪器单价是30-40万,准备成立大连金瑞恒达科技公司在旅顺产业化园(中科院大连科技创新园)进行产业化合作生产,其前期筹备工作已经完成。”  针对笔者关于此项合作是否会有变故的疑问,李海洋研究员微笑地说到:“应该不会,中科院本身对这种产业化合作是要支持的,但这需要一个过程,比如涉及一些股权分配等问题讨论 最终审批只是时间问题,当然他们(合作者:大连中环)对这事是很期待的,合作资金在手里几个月了。”  4、水下质谱、MS与IMS联用技术的研制  李海洋研究员向笔者透露:“我们现在还在积极研制的水下质谱(Under-water MS),将直接用于水质(海洋中水质)的在线检测 关于水下质谱(Under-water MS),目前在美国有四所大学也在研究,都是美国军方在支持 在现有我们掌握的技术基础之上,水下质谱研制亟需解决难题不少,依据我们掌握的MS核心技术,相关的一些前沿技术探索我们已经在做 可能会跟国家海洋局、海军相关研究所等相关单位进行合作,这次来开会也是顺便来初步来谈这个项目 这个项目比较大,如果能够上马的话,将是我们未来一段时间工作的一个重点,当然,前期科研投入就会在千万级资金的投入。”  在谈到质谱(MS)和离子迁移谱(IMS)的联用技术研制方面,李海洋研究员说:“MS与IMS核心技术是我们的研究主体,利用它们可以搭建很多组合:如IMS做MS的前期,提高在样品引入技术、信号采集和数据处理等方面的性能 合适的分离能力与痕量水平的灵敏度相结合使IMS可以作为一种二维色谱检测器(IMD)等。例如,在美国空间站和航天飞机上,就带有GC-IMS去测空间残物。我们也一直在致力其联用技术研制,感觉真正的应用才刚刚开始,前景很广阔:我们掌握了这些核心技术,就有信心可以把价格做下去,实现这些仪器‘平民化’应用。”  在其他在线分析方法上,大连化物所102组还开展了石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance, QCM)和表面声波器件(Surface Acoustic Wave, SAW)的检测器研究。李海洋研究员说,目前美国化学毒剂检测的核心技术就是离子迁移谱(IMS)和表面声波器件(SAW)。  同时,李海洋研究员简单地为笔者介绍了他们在QCM上最新研究进展:“QCM是一种质量敏感型压电晶体传感器件,其谐振频率随传感器表面质量增加而降低 我们发展了用QCM快速评价VOCs在离子液体等材料的溶解性的方法与装置 前段时间,我们筛选了乙醇、取代苯等重要有机物的敏感涂层材料进行试验,结果很理想 目前,我们研制出QCM传感器阵列与快速识别软件,能对复杂挥发性有机物进行有效识别。”  因材施教 润物无声 笃行“教书育人”之神圣职责  大连化物所102组成员人数不到30人,主要有:职工、学生,各13-14人 分为3个科研小组,一组主攻质谱(MS)、一组主攻离子迁移谱(IMS)、另一组做QCM检测器等其他方面。  李海洋研究员曾开玩笑地向笔者说到:“其实,课题组具体人数,一时我还真说不来 第一年硕士、博士生的基础课都去中国科大念,还有联合培养的学生、不定期的访问学者等 但说到具体每个学生工作的内容,我是非常清楚的。”  1、希望自己的科研生涯能为科学界留下一点东西  谈起所取得的科研成就时,李海洋研究员平静地说到:“我还是希望自己的科研生涯能为科学界留下一点东西。我想,作为一名科研工作者的最大价值应该体现在三个方面:(1)研制的仪器得到很好的应用 (2)发现的新方法或论文得到广泛的引用 (3)培养出一批出色的学生。”  “特别是第三条,对学生的培养问题,我非常看重这个方面。我认为,这是一种自己精神、文化内涵的一种延续 本身,教师就肩负着教育学生、培养学生的责任。我想,这也犹如我从我的恩师张存浩院士、沙国河院士那里继承和学习到的许多品质和能力一样。”李海洋研究员指导学生调试研制的仪器   李海洋研究员继续说到:“我在大连化物所时间还不长,刚毕业的博士生我们留下了 在安徽光机所带的博士生有十几个,有些人出国了,有些在国内大学当教授,都还不错。03年,我离开安徽光机所,当时未毕业的学生都转给别的导师了,后来安徽光机所所长向我反映:我的那些学生都很不错,无论在发表文章、还是具体科研工作都表现的很优秀。对此,我很自豪。”  2、李海洋研究员培养与教育学生的若干新颖观点大连化物所102组召开内部技术研讨会  最后,关于“我国科学仪器后备人才的培养与教育问题”,李海洋研究员谦逊地向笔者表示:大的方面不敢说,就谈谈自己学生这一块…  笔者有感于李海洋研究员的这些新颖、生动、务实的教育观点,简单择录如下,与各位读者共欣赏:  (1)集训基本技能:新学生都要进行AutoCAD、SolidWorks培训,让其掌握独立设计仪器或器件的技能。(2)“灌输”前沿问题:开始阶段从来不让学生查文献,相关文献资料为其准备好,并把相关前沿科学问题给学生讲清楚,让学生以最短的时间去进入课题。(3)历练基本素质:在做PPT报告、访客接待等小事情上,也是一种严谨、深刻的锻炼。(4)不用担心论文:踏踏实实地把工作做好,有创新成果后,写论文只是水到渠成的事情。(5)需要激励原则:学生也是需要激励的,不能把第一批做出科研贡献的学生给忘记了。(6)注重团队效应:让学生在团队中接受熏陶与锻炼,团队综合实力以及内部思想碰撞对一个学生的成长很重要。(7)重视师生交流:实验室专门 “开辟”出Meeting Room,并且创建了师生QQ群,就是能为了师生之间实时交流。(8)鼓励创新实践:宽容失败、鼓励创新是我们一贯的基本原则,新来的学生都让其设计、组装一套自己的装置(比如,离子迁移谱仪) 在实践中去锻炼自己的创新能力,不要说做的和别人一样好,而一定要做的比别人好。编者手记  采访结束之时,已近午夜,与李海洋老师的交流颇有“余兴未尽”之感…  前沿技术的简洁剖析、科研成就的谦逊论述、国家安全的使命责任,学术研究的忘我专注、仪器研制的炽热之情、教育事业的挚爱情愫,李海洋老师的“言传身教”给笔者留下深刻的印象…  李海洋老师最后言称:仅为“一家之言”…  笔者此刻在想:再多写言语,或许已有些多余,就用李海洋老师研究组的座右铭作为此文的结束语吧:“老老实实做人,踏踏实实做事”!  采访编辑:王海李海洋研究员简介  李海洋研究员,1964年4月出生,河南汤阴县人 1984毕业于郑州大学化学系,1992年在中科院大连化物所获理学博士学位。分别在香港大学(1995)、日本分子科学研究所(1997)、美国肯塔基大学(1998-2000)、加拿大NRC分子科学研究(2002)等进行访问研究。  1999年入选中国科学院“百人计划”,在中国科学院安徽光学精密机械研究所任研究员、博士生导师,从事激光光谱学、环境光化学和先进飞行时间质谱技术在大气检测中应用的研究。  2003年9月起担任中国科学院大连化学物理所快速分离和检测研究组(102组)组长。  李海洋研究员,近年来主要从事光谱、质谱、激光与物质相互作用方面的研究,取得了丰硕的成果 发表学术论文100余篇,在新仪器研制方面申请发明专利22件 先后承担“中科院百人计划”、“国家863计划”、“国家科技支撑计划”、“国家自然科学基金重点项目”、“科技部科技支撑计划”、“中国科学院科研装备项目”、“国防项目”等多项国家级重大研究课题。  2008年年初,李海洋研究员荣获“第一届大连市归国留学人员创业英才”光荣称号。  快速分离和检测研究组简介  快速分离与检测研究组(简称RSD), 又称102组,是以中国科学院百人计划引进的学科带头人李海洋研究员(博士生导师)为首组建的中国科学院创新研究组,研究组面向国家安全、生态环境和生命健康对分析科学的迫切需求,发展用于现场快速检测的高端分析仪器,为客户提供系统解决方案,用高水平研究引领应用市场。  快速分离与检测研究组网址:http://rsd.dicp.ac.cn/
  • 气相离子迁移谱联用仪等四种仪器在中药质量控制中的应用
    p style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "中药是中华民族的宝贵遗产,为中华民族的健康和繁衍作出巨大贡献。中药材品种繁多,来源广泛,且其本身所含成分复杂,药效通常为多组分联合作用,这使得中药质量控制成为中药发展的难点。长期以来,中药质量不一致、临床疗效不稳定始终是影响中药的临床应用和开拓国际市场的重要因素。为帮助中药领域的用户了解中药质量控制的相关仪器、技术及分析方法,仪器信息网特别策划了/spana href="https://www.instrument.com.cn/zt/zyzlkz" target="_self"span style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai text-decoration: underline "strong“中药质量控制:仪器、技术及分析方法”专题/strong/span/aspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai ",并邀请海能仪器G.A.S.市场部经理任芳就其公司在中药质量控制方面的产品及解决方案进行了介绍。/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center "img title="海能任芳,市场部经理.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="海能任芳,市场部经理.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/7d6ac5fe-2f44-45ea-acbb-2df4bfd52cea.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "海能仪器G.A.S.市场部经理 任芳/pp style="text-indent: 2em "中医药作为中国独特的传统医学,中药质量控制也是发展中医药学的重点之一。海能作为国产仪器生产厂家之一,也为此贡献出自己的努力。任芳对其中多款产品的分析方法、性能特点以及相关解决方案等内容进行了详细介绍。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="color: rgb(255, 0, 0) "Part1 中药质量控制中的常用仪器/span/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(1)K1160全自动凯氏定氮仪。根据0704氮测定法进行氮含量分析。能够保障分析结果的安全性与可靠性;其可拓展24位自动进样器,真正实现无人值守;而仪器采用专利的冷凝系统,满足了实验室对于节能环保的需求。/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " /pp style="text-align: center "img width="450" height="338" title="K1160+k1124凯氏定氮仪.jpg" style="width: 450px height: 338px max-height: 100% max-width: 100% " alt="K1160+k1124凯氏定氮仪.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/b22a8268-d390-4ebe-ba09-9b57b36e2ae2.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "K1160+k1124凯氏定氮仪/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(2)FlavourSpec气相离子迁移谱联用仪,可用于中药质量控制中检测中药材挥发性有机物信息该仪器具有绿色环保、操作简便等优势,此外其专注中药材中痕量(ppbv)挥发性有机物的快速分析(5-15min),解决了电子鼻单一物质无法定性的难题;此外该仪器配套的数据处理软件, 能让中药挥发性成分物质“看得见”,在中药指纹谱图建立方面及质量一致性控制方面可发挥独特的优势。 /pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " /pp style="text-align: center "img width="450" height="359" title="2.png" style="width: 450px height: 359px max-height: 100% max-width: 100% " alt="2.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/1174a380-17e7-4f69-81a1-a78802b5601c.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "FlavourSpec_气相离子迁移谱联用仪/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(3)ALC10黄曲霉毒素测定仪。ALC10黄曲霉毒素测定仪是海能旗下品牌-悟空仪器自主研发的一套集成了液相色谱系统、柱后光化学衍生系统、固定光路的荧光检测模块的系统。在检出限、检测线性等指标均满足国家标准的前提下,同时可以一键式操作即可获得检测结果,大大降低了检测过程对仪器操作人员的技能要求,与传统液相加荧光检测器的方法相比,为企业节约大量的仪器测试、人力成本和时间成本。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "应用ALC10黄曲霉毒素测定仪可以高效、快捷、准确的完成药典中规定的黄曲霉毒素测定实验。线性,及保留时间重现性良好;系统充分满足方法对分离度、对称拖尾等系统适应性的要求。/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " /pp style="text-align: center "img width="450" height="292" title="图片1.png" style="width: 450px height: 292px max-height: 100% max-width: 100% " alt="图片1.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/fc54e8cc-91b0-4fc0-809d-df2d19973f4e.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "ALC10黄曲霉毒素测定仪/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "此外,微波消解作为一种安全高效的前处理方法,也越来越多的被应用中药质量控制行业当中。/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " /pp style="text-align: center "img width="400" height="400" title="微波消解2.jpg" style="width: 400px height: 400px max-height: 100% max-width: 100% " alt="微波消解2.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/db04eb9b-8b1c-4f76-a634-79cd5f01a44b.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "TANK PLUS微波消解仪/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="color: rgb(255, 0, 0) "Part2 中药质量控制中的多种解决方案/span/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "针对中药质量控制,海能、新仪制定了多种解决方案,希望能够帮助到该领域用户快速了解相关方法。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(1)根据0704氮测定法利用全自动凯氏定氮仪进行分析,涉及药品如乌鸡白凤丸、清开灵、复方羊角片等;/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(2)利用索氏萃取仪进行有机物的萃取,随后利用电位滴定、气相色谱、重量法等方式对有机物的含量进行分析,如半夏中的琥珀酸测定、沉香化气丸中挥发性醚浸出物含量、西红花的吸光度检测等;/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(3)利用微波消解仪对中药及中药注射剂进行消解,后续运用原子吸收或ICP对重金属含量进行检测。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(4)运用FlavourSpec气相离子迁移谱联用技术,通过检测中药材挥发性有机物信息对中药材道地及质量进行控制。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em "(5)运作黄曲霉毒素测定仪对中药中黄曲霉毒素进行测定。/p
  • 宁夏计质院参加酸度计检定装置计量比对获得满意结果
    近日,宁夏计质院参加“华北大区、西北大区法定计量技术机构酸度计检定装置计量比对”获得满意结果。   酸度计作为一种常用的化学分析仪器,主要用来精密测量液体介质的酸碱度值,在工业、农业、科研、环保等领域广泛应用。   此次计量比对,由华北国家计量测试中心组织,天津市计量监督检测科学研究院作为主导实验室,华北西北大区15家法定计量技术机构参加。接到通知后,宁夏计质院严格按照相关要求,通过现场实验、数据处理、不确定度评定等操作过程,最终所有测量点无离群现象,En值均小于1,结果为满意。   通过此次计量比对,客观反映了宁夏计质院酸度计计量检定的能力水平,能够为全区酸度计量值传递的一致性和量值溯源的准确可靠提供有力的技术支撑。
  • Science:科学家测定超高热导率半导体-砷化硼的载流子迁移率
    中国科学院国家纳米科学中心研究员刘新风团队联合美国休斯顿大学包吉明团队、任志锋团队,在超高热导率半导体-立方砷化硼(c-BAs)单晶的载流子扩散动力学研究方面取得进展,为其在集成电路领域的应用提供重要的基础数据指导和帮助。相关研究成果发表在《科学》(Science)上。 随着芯片集成规模的进一步增大,热量管理成为制约芯片性能的重要因素。受到散热问题的困扰,不得不牺牲处理器的运算速度。2004年后,CPU的主频便止步于4GHz,只能通过增加核数来进一步提高整体的运算速度,而这一策略对于单线程的算法无效。2018年,具有超高热导率的半导体c-BAs的成功制备引起了科学家的兴趣,其样品实测最高室温热导率超过1000 Wm-1K-1,约为Si的十倍。c-BAs具有高的热导率以及超弱的电声耦合系数和带间散射,理论预测c-BAs同时具有颇高的电子迁移率(1400 cm2V-1s-1)和空穴迁移率(2110 cm2V-1s-1),这在半导体材料系统中颇为罕见,有望将其应用在集成电路领域来缓解散热困难并可实现更高的运算速度,因而通过实验来确认这种高热导率的半导体材料的载流子迁移率具有重要意义。 虽然c-BAs已被制备,但样品中广泛分布着不均匀的杂质与缺陷,对其迁移率的测量带来困难。一般可以通过霍尔效应,测定样品的载流子的迁移率,而电极的大小制约其空间分辨能力,并直接影响测试结果。2021年,利用霍尔效应测试的c-BAs单晶的迁移率报道结果仅为22 cm2V-1s-1,与理论预测结果相差甚远。具有更高的空间分辨能力的原位表征方法是确认c-BAs本征迁移率的关键。 通过大量的样品反复比较,科研团队确定了综合应用XRD、拉曼和带边荧光信号来判断样品纯度的方法,并挑选出具有锐利XRD衍射(0.02度)窄拉曼线宽(0.6波数)、接近0的拉曼本底、极微弱带边发光的高纯样品。进一步,科研团队自主搭建了超快载流子扩散显微成像系统。通过聚焦的泵浦光激发,广场的探测光探测,实时观测载流子的分布情况并追踪其传输过程,探测灵敏度达到10-5量级,空间分辨能力达23 nm。利用该测量系统,研究比较了具有不同杂质浓度的c-BAs的载流子扩散速度,首次在高纯样品区域检测到其双极性迁移率约1550 cm2V-1s-1,这一测量结果与理论预测值(1680 cm2V-1s-1)非常接近。通过高能量(3.1 eV,400 nm)光子激发,研究还发现长达20ps的热载流子扩散过程,其迁移率大于3000 cm2V-1s-1。 立方砷化硼高的载流子和热载流子迁移速率以及超高的热导率,表明可广泛应用于光电器件、电子元件。该研究厘清了理论和实验之间存在的差异的具体原因,并为该材料的应用指明了方向。 研究工作得到中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金、国家重点研发计划与中科院仪器设备研制项目等的支持。  图1.c-BAs单晶的表征。(A)c-BAs单晶的扫描电镜照片;(B)111面的X射线衍射;(C)拉曼散射(激发波长532 nm);(D)极微弱的带边发光(激发波长593 nm)及荧光成像(插图,标尺为10微米)。 图2.瞬态反射显微成像和在c-BAs中的载流子扩散。(A)实验装置示意图,激发波长为600 nm探测波长为800 nm;(B)不同时刻的瞬态反射显微成像(标尺1微米);(C)典型的载流子动力学;(D)0.5 ps的二维高斯拟合(E)不同时刻的载流子分布方差随时间的演化及载流子迁移率,误差标尺代表95%置信拟合区间。
  • 上海矽感推出离子迁移谱仪
    一台代表食品安全快速检测技术先进水平的离子迁移谱仪,在12月2日到4日上海举行的《2012第六届中国国际食品安全控制及检测仪器设备展览会》上亮相展出。  产品的现场演示尽显神奇:操作人员无论从待测的动物毛发、肌肉组织,还是从新鲜奶制品和蔬菜等农副产品中摄取微量样品,通过直接进样送进这台复印机大小的离子迁移谱仪,不到两分钟,机器就准确给出了所测物质中是否存在三聚氰胺、瘦肉精、农药残留等多种国家禁止使用的农药残留、非法添加和生物毒素等有害物质。  现场专业人士深入浅出的介绍,解开了离子迁移谱仪的神奇之谜。这种技术和设备的基本原理是:通过化学电离的不同物质,其所形成的离子的迁移率不同,根据不同的离子迁移率就能区分出不同的物质,从而完成对于不同有机化合物的测量。  离子迁移技术发明至今虽然已有将近30年的时间,但只是在最近几年才取得真正的进展并进入实用阶段,而上海矽感信息科技有限公司将离子迁移谱技术用于食品安全领域的快速检测和化学分析,在国内外尚属首例。近年来我国各地频发的食品安全事故严重危及广大人民群众的身体健康和生命安全,已引起党和政府高度重视,正在大力采取措施保障食品安全,而建立方便快捷、准确可靠的检测体系是其中基础一环。离子迁移谱技术产品的应用推广,将形成对现有监管手段和技术的有效补充,极大改善当今中国社会食品安全的监管状况,尤其是对县一级农产品风险评估和环境监测,对农产品生产的源头控制,大型农产品集散、批发和消费场所的食品安全监管有着广泛的市场应用前景。  据食品安全检测专家介绍,由于技术环境和产品条件的约束,我国现有的食品安全检测体系和技术手段呈现两极分化的态势:一是在快速检测领域,我们至今还在采用欧美发达国家60、70年代发明并且已经淘汰的快速检测卡、酶抑制免疫法等落后的检测技术,这些技术虽然价格较低,但检测精度也低 二是在计量检测领域,目前大部分设备都是属于实验室应用级的,日常运行和维护都需要特定的实验室,并且几乎所有的待检物品都需要对样品进行几小时至几十小时的预处理,检测费用也很高昂。  相比之下,离子迁移谱仪的优势尽显:可在生产现场实施检测,不需要对送检样品进行预处理,能对待测物质做到精确定性和相对定量,而全部检测时间缩短为分钟级。这些优势使得生产企业对食品安全的源头控制和消费者在购买安全食品时的现场筛选成为可能。与此同时,再配合现代二维码信息识别技术、互联网和数据库技术,对从“农田到餐桌”的整个食品供应链,包括原产地环节、食品加工环节、流通环节和销售终端环节进行全过程动态检测记录、标识和追溯,都具有了实际可操作性。  据了解,重庆、武汉等城市的企业或超市已开始试用离子迁移谱仪检测食品安全。
  • 国网河北电力新投用检定装置 可兼容检定多品类低压电流互感器
    近日,国网河北省电力有限公司营销服务中心投用宽量程低压电流互感器人工检定装置,完成了90只互感器设备的检定工作,标志着国网河北电力营销服务中心具备宽量程低压电流互感器检定能力。   分布式光伏发电客户在夏、冬两季容易受自身负荷波动影响,出现一次电流超过常规低压互感器量程的情况。宽量程低压电流互感器能够保证一次电流在额定电流的0.1%~200%时的准确计量,提高分布式光伏发电客户上网电量计量的精准性。   2022年以来,国网河北电力营销服务中心从优化标准设备配置、提高电流源输出能力方面开展宽量程低压电流互感器检定技术研究。该中心创新融合标准直流互感器、半波发生装置和大容量电流源的测量功能,解决高线性和小微差检定技术难点,形成多品类低压电流互感器检定装置兼容性设计方案,实现传统低压电流互感器、抗直流偏磁低压电流互感器与宽量程低压电流互感器兼容检定,满足宽量程低压电流互感器检定需求。   国网河北电力营销服务中心还贯通了宽量程低压电流互感器人工检定装置与省级计量生产调度平台系统数据接口贯通,实现任务数据、结论数据系统间自动交互。目前,该中心完成了8种变比的宽量程低压电流互感器的检定测试,检定装置运行平稳,各项指标满足规程要求。   低压电流互感器是一种可以把高交流电流转化为容易控制的低电流的设备,具有性能优良,精度稳定的特点。低压双绕组电流互感器,用于多回路低压智能配电中电流测量,可远传,或遥测装置配套使用,是低压智能配电低成本方案理想的智能化配电元件。   低压双绕组电流互感器作为低压配电系统监控电流的采集元件,具有两个绕组,其一(1S1、1S2)用于电流表指示,额定二次电流为AC5A或AC1A,其二(2S1、2S2)用于远传遥测,可与远端监控现场信号、工业设备的测控装置ARTU-M32遥测单元配套使用,额定二次电流为AC0-20mA;亦可用于电动机保护回路中使用,但由于电流保护回路过载电流为5-8倍,所以确保低压双绕组电流互感器的线性至8倍,且电流在8倍时,能保证双绕组电流互感器的误差在0.2-0.5%。
  • 安捷伦与MOBILion就离子迁移技术达成合作
    p style="text-indent: 2em "近日,MOBILion与安捷伦公司合作,将其专利的离子迁移技术(SLIM)与安捷伦的Q-TOF质谱平台整合为公司的首个商业产品。/pp style="text-indent: 2em "MOBILion的高分辨率和高通量技术与安捷伦的高性能Q-TOF平台相结合,将提供非常强的分析能力,使制药和学术研究人员能够进行新的发现。安捷伦是MOBILion将其离子迁移技术与行业领先的质谱平台整合的几个合作伙伴关系中的第一个。/pp style="text-indent: 2em "MOBILion的技术极大地提高了当前液相色谱 - 质谱(LC-MS)分析工作流程的功能,可以通过高分辨率和高通量对生物分子进行多维分析。该技术的离子迁移路径扩展远远超出其他设备,可提高更广泛的分离以揭示先前不可检测的分子。SLIM技术可与LC-MS工作流程集成,以提供更强大的分析信息,并且对于某些应用,可替代液相色谱,提供卓越的速度、易用性和分辨率。/pp style="text-indent: 2em "MOBILion与安捷伦的Q-TOF平台集成,可实现多聚糖,蛋白质,多肽,代谢物,脂质等的最高分离度。该产品将解决生物疗法特征描述中的现有挑战,并帮助研究人员识别分子之间用于生物标记物发现的较小的,关键性的差异。/pp style="text-indent: 2em "“我们很高兴能与安捷伦这样的顶级行业合作伙伴商业化我们的第一个产品,为研究人员提供令人难以置信,真正前所未有的分析,”MOBILion首席执行官Melissa Sherman说。“我们相信,在为研究人员提供解决方案以便在现有仪器无法实现的水平上有效研究生物分子的过程中,MOBILion将彻底改变疾病的预测,诊断和治疗方法。通过这种合作关系实现的第一阶段,为制药公司提供了一种工具,用于开发更安全,更有效的生物治疗药物,帮助学术研究人员发现新的生物标记物,并促进临床研究人员开发出更好的诊断方法。”/pp style="text-indent: 2em "“安捷伦与离子迁移和质谱领域的思想领袖合作,使我们能够为客户提供先进的离子迁移技术,”安捷伦科技公司质谱研发部门高级主管Bryan Miller说。“我们与MOBILion的合作是下一章,我们很高兴能与他们合作,将前所未有的SLIM-Ion Mobility分离功能与我们的高性能Q-TOF MS系统相结合。”/pp style="text-indent: 2em "据悉,测试模型将于2020年推出,计划在2021年实现更广泛的商业可用性。/pp /pp /ppbr//p
  • 大连化物所超高分辨离子迁移谱研究取得进展
    p  近日,中国科学院大连化学物理研究所快速分离与检测研究组研究员李海洋,利用一种TPG构型离子门,在不损失离子灵敏度的前提下,研制出一种分辨能力(R)超过100的离子迁移谱技术。该技术有望提高商品化离子迁移谱仪器对爆炸物及化学战剂识别的准确性,降低仪器的误报率。相关研究结果被Analytical Chemistry收录。/pp  离子迁移谱技术研究领域面临着如何实现离子迁移谱分辨能力提高的同时,不损失其对不同离子的检测灵敏度这一挑战。为解决这一问题,该研究组2012年曾提出一种解释BNG构型离子门关门电场特性的“三区理论”。在该理论指导下,通过提高离子门关门电压,可以在一定范围内实现分辨能力和检测灵敏度的同步提高。但过高的关门电压会造成离子灵敏度的损失,且迁移率越大,离子灵敏度损失越明显。/pp  在最近的研究中,李海洋团队研制出一种无离子歧视的TPG构型离子门。基于该离子门,通过提高离子迁移谱内部迁移电场的强度并降低离子门开门时间,将离子迁移谱的分辨能力提高到超过100,同时保持不同离子的灵敏度。该技术解决了不同溶剂对TATP识别的干扰问题,提高商品化离子迁移谱仪器识别TATP的准确性,降低仪器的误报率。/pp  该研究是李海洋团队研制超高灵敏离子迁移谱技术后,在离子迁移谱领域的又一技术突破。研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="W020171206361680662218.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/noimg/4f51739f-7d4c-455a-ad72-bc4c93760636.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"大连化物所超高分辨离子迁移谱研究取得进展/pp/pp/p
  • 北大电镜室:原位电子显微学法研究锂电池离子迁移
    对于锂离子电池,锂离子在电极材料中迁移的动力学过程决定了电池的宏观性能。比如,离子迁移的快慢决定了充电放电的速率,离子迁移的数量对应了电池的容量,离子迁移引起的结构恶化是电池寿命变短的根本原因。因此研究锂离子在电极材料中的迁移过程是我们了解电池工作原理、失效原理等的关键。透射电子显微镜是研究材料结构的利器,结合原位局域场探测的手段,则能在原子尺度下实时监控外场下的结构演化。这种表征手段很适合于研究锂电池中电化学势驱动的离子迁移。北大电镜室俞大鹏院士团队的高鹏研究员在过去几年在一直从事原位电镜局域场探测固态离子迁移的研究。他们与合作者曾成功地观察到离子导体中氧空位的迁移(JACS 132, 4197,2010),阻变存取器件中的Ag、Ni、Cu、Pt等金属离子的迁移行为(Nat.Commun. 3, 732 ,2012) Nat.Commun. 5, 4232,2014))等。  最近,高鹏研究员课题组研究了Li和Na离子在二维材料中的迁移行为,取得了系列进展, 包括Li离子在SnS2中的迁移(Nano Lett 16, 5582,2016,作者:Peng Gao*, Liping Wang, Yu-Yang Zhang*, Yuan Huang, Lei Liao, Peter Sutter, Kaihui Liu, Dapeng Yu, En-Ge Wang),Na离子在SnS2中的迁移(Nano Energy 32, 302,2017),Na离子在MoS2中的迁移(ACS Nano 9, 11296,2015)。这些具有van der Waals相互作用的二维材料,不仅仅展现出了优异电学、力学、光学性能,也是重要的能源存储材料。作为电池电极材料,van der Waals相互作用系统的最主要特征就是层间相互作用很弱,碱金属离子能够比较容易地在其中发生迁移。他们的研究发现,在二维材料中离子插入和拔出的反应路径是不对称的,这种不对称的反应路径对应着充放电过程中不对称电压平台。该研究揭示了这些层状锂电池电极材料中低能量效率的一个根源。高鹏研究员为这些论文第一作者和通讯作者。  另外,他们与东南大学合作研究了Na离子在尖晶石NiCo2O4纳米结构的迁移行为(Adv. Fun. Mater., DOI: 10.1002/adfm.201606163,2017),也发现了类似的非对称反应路径。高鹏研究员为论文共同通讯作者。  原子尺度上实时跟踪锂电池电极材料SnS2中的离子迁移过程电子束诱导的spinel -rocksalt的核壳结构。Rocksalt 核的直径约3 nm,相界宽度约1~2nm。  此外,他们和日本东京大学的合作者用电子束激发的方法,发现LiMn2O4中的Li和Mn离子都会发生迁移,发生从尖晶石到岩盐的结构相变(Chem. Mater. 29,1006,2017)。一般认为,这种结构相变会导致LiMn2O4电池的容量损失和电压降低。他们利用球差矫正透射电子显微镜,跟踪了Li和Mn 在氧四面体和氧八面体之间的迁移过程,揭示了离子迁移过程中的中间相、迁移路径、相界的原子结构、以及阳离子迁移伴随着的氧原子位置的自我调整,据此提出了一些可能的提高电极材料稳定性和电池寿命的方法。高鹏研究员为论文第一作者和共同通讯作者。  由俞大鹏院士领导的北京大学“电子光学与电子显微镜实验室”-校级大型公共仪器平台在2015年底増置了两台国际上迄今最先进的球差矫正透射电镜: Nion公司的配置单色仪的U-HERMES200(能量分辨率8 meV)和FEI公司的双球差矫正的Titan Cubed Themis G2 300 (空间分辨率60 pm)。与此同时,俞大鹏院士也积极在国际上积极招募青年才俊,重点发展电子显微学新技术在材料科学方面的应用,进一步提高大型高端仪器的管理水平、提升电镜平台服务效率和质量。目前,FEI双球差矫正电镜正在调试当中。  该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、量子物质科学协同创新中心、千人计划和电子显微镜实验室等的大力支持。  论文链接:  http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b02136  http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.5b04950  http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.6b03659  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516306176
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