大大振幅双层摇瓶机

什么是摇床的振幅？摇床的振幅指托盘在做圆周运动时候的直径，有时候我们也叫“振荡直径”或“轨道直径”符号：?。作为标准，Infors提供振幅为3mm，25mm和50mm的摇床。什么是氧气传递效率（OTR）？氧气传递效率是指，氧气从大气中传入到液体中的效率。 OTR数值越高，氧传递效率越高。振幅和转速的影响这两个因素都会影响培养瓶中培养基的混合。 混合效果越好，氧传递速率（OTR）就越好。遵循这些指导原则，可以选择最适合的振幅和转速。一般来说，选择25mm振幅可以作为万能振幅应用于所有培养。正因为如此，大多摇床的振幅都是25毫米。在一些应用中，如果对氧传递/细胞生长有特殊的限制，可能会选择一些特殊的振幅。细菌，酵母和真菌培养：摇瓶中的氧气传递效率比生物反应器低得多。多数情况下氧传递可能是摇瓶培养的限制因素。 振幅与锥形培养瓶的大小相关：大瓶使用大振幅。建议：25mm振幅应用于从25毫升到2升的锥形培养瓶50mm振幅应用于2升至5升的锥形培养瓶细胞培养：然而，哺乳动物细胞培养对氧气的需求相对较低，较低的功率输入即可。* 对于250mL摇瓶，在较为宽广的振幅和振速范围（20-60mm振幅；100-300rpm）都可以提供足够的氧气传递。* 如果直径较大的烧瓶（Fernbach烧瓶）推荐使用50毫米振幅* 使用一次性培养袋，推荐使用50mm振幅。 微孔板和深孔板：对微孔板和深孔板有两种不同的方法可以获得最大的氧气转移！* 使用50mm振幅，转速不低于250rpm * 使用3mm振幅，转速在800-1000rpm 请注意以下几点在许多情况下即使选择了合理的振幅，也未必能增加生物培养量，因为培养量的增加会受到多个因素影响。举例：如果十个因素中有一两个不理想，那么无论其他因素有多好，培养量的增长都是有限的，或者可以这样说，如果培养量的受限因素只有氧传递时，振幅的正确选择会得到明显的培养箱增加。比如，碳源若是受限因素，无论氧传递效果多好，也不会达到理想的培养量。振幅和转速振幅和转速都会对氧传递造成影响。如果在转速很低（比如100rpm）的细胞培养中，振幅的不同对氧传递几乎没有明显影响。要达到最高的氧传递效果，首先是尽可能的提高转速，托盘会适当的平衡转速。并不是所有的培养物都能够在高速震荡下良好生长，一些对剪切力敏感的培养物，高转速会导致培养物死亡。 其他影响因素其他因素对氧传递也会有影响: * 装液量：锥形烧瓶的装液量为不超过总体积的三分之一。如果要达到最大氧传递，装液量不能超过10%。永远不要将装液量达到50%。* 扰流板：在所有类型的培养中，扰流板都有效提高氧传递。有些厂家推荐使用“超高产量”培养瓶。这种瓶的扰流板会增大液体摩擦力，摇床可能会达不到最大设定转速。 振幅和转速的关联关系摇瓶中的离心力可以通过下面公式计算：FC=rpm2 ×振幅离心力和振幅间存在线性关系：如果使用25mm振幅 到 50mm振幅（转速相同），离心力增加了2倍离心力和转速存在平方关系:如果转速提高到2倍（振幅相同），离心力提高4倍。如果转速提高到3倍，离心力则提高9倍！如果用振幅25mm，在给定的速度下，进行培养。如果希望用振幅50mm，达到相同的离心力，转速应该用1/2的平方根计算，因此您应该使用70％的转速，达到形同的培养条件。 请注意上述只是理论上的计算离心力的方法。现实应用中会有其他影响因素。这种计算方法可以得到近似值，供操作参考。

Fig. 1 日本东京大学 竹内昌治 教授及其研究团队在Lab on a Chip杂志上发表封面文章近年来，与细胞膜信号和物质传输有关的膜蛋白（membrane proteins），受到药物开发人员的广泛关注。由于具有极高的特异性（specificity）以及对配体分子（ligand molecules）的敏感性，膜蛋白还有望用于各类化学传感器。在实际操作中，膜蛋白需要双层脂膜（lipid bilayer）作为载体。在过去，研究人员主要利用机加工或光刻等MEMS器件的加工方法，来制作具有“双空腔结构”（double-well chamber，DW）的微型器件，并通过“液滴接触法”（droplet contact method，DCM）来制作双层脂膜。随着3D打印技术的快速发展，也有越来越多的研究人员尝试使用3D打印来制作类似微型器件。最近，东京大学著名学者竹内昌治教授所带领的团队，研究了3种不同的3D打印技术用于双层脂膜制备（fabrication of lipid bilayer devices）及其用于膜蛋白检测（measurement of membrane proteins）的可行性。研究成果以“3D printed microfluidic devices for lipid bilayer recordings”为题，作为封面文章发表在Lab on a Chip期刊上。Fig. 2 （a）DCM装置示意图；（b）3D打印制作DCM微型器件 这项研究从以下三个方面进行：1. 利用3D打印DCM微型器件制备双层脂膜的成功率。研究人员利用3种不同的3D打印技术，分别制作了特殊的DCM器件，其中包含厚度为40μm /80μm /200μm的薄壁结构。利用PμSL高精密3D打印（摩方精密，microArch S140）技术制作的DCM器件，实际尺寸与设计值的偏差只有6%，表面粗糙度低至0.27±0.02μm，在制备双层脂膜时能够实现高达93%的成功率。Fig. 3 不同3D打印样品的尺寸精度及表面粗糙度（microArch为摩方精密 S140打印机）2. 分别对由3D打印及传统方法制作的DCM器件进行性能对比。研究指出，通过电噪声振幅（amplitude of electrical noise）及双层脂膜成型时间（waiting time for lipid bilayer formation）的比较，3D打印所制作的器件能实现与传统方法较为一致的性能，即可灵敏、快速地获取离子通道信号（ion channel signals）。3. 3D打印技术在DCM领域的拓展应用。通过微流控一体成型（monolithic fabrication）制备不同的DCM器件（如DW结构、DW与双管道串联结构、多空腔DW结构）用于溶液混合以及电信号的并行记录，研究人员指出,3D打印技术能够快速、便捷、一体成型制作传统方法无法实现的复杂结构，在药物开发和化学传感器等方面将会有非常大的应用前景。Fig. 4 摩方精密的S140所打印的DCM器件官网：https://www.bmftec.cn/links/10

※频率（f）单位时间内（通常为1秒）振动的往返次数。单位：Hz5Hz即表示振动在1秒内往返5次。※振幅（D）振动位移的最大距离。单位：mm。单振幅（日语：片振幅）：Do-p双振幅（日语：两振幅）：Dp-p　※速度（V）　单位时间内振幅的变化率。单位：m/s。※加速度（A）单位时间内速度的变化率。单位：m/s2旧单位：G、gal1G = 9.80665m/s2 = 980gal1gal = 0.01m/s2 = 1cm/s2 (此单位在地震模拟试验中，经常出现。)1Gn = 10 m/s2（用于粗略计算中。）四者之间的关系式X = D0-psin(ωt+φ) φ：初始相位、 ω=2πf 角速度V0-p = dX/dt = ωD0-pcos(ωt+φ) = ωD0-psin(ωt+φ+π/2)A0-p = d²X/dt = dV/dt = -ω²D0-psin(ωt+φ) = ω²D0-psin(ωt+φ+π)相位关系速度超前位移90度，加速度超前速度90度（即超前位移180度）。这句话在理解冲击试验的加速度、速度、位移图中帮助很大，以后再述。※加速度（A）、速度（V）、振幅（D）、频率（f）的最大值关系式A0-p[m/s2] = 0.0394 D0-pf2 = 6.28 f VV0-p[m/s] = 0.00628 f D0-p= 0.159 A/fD0-p[mm] = 25.5 A/f2 = 159.2 V/f或者A0-p[m/s2] = (2πf)² × D0-p[m]V0-p [m/s] = ( 2πf ) × D0-p[m]四个量中，已知两个量，便知其他两个量。一般在振动控制仪中输入两个量，就会自动计算出其他两个量，所以，记不住这些公式关系也不大。但是，如果你在和客户商谈的时候，按照客户的要求，直接计算出来，按照这些参数，当场帮客户选定出能对应的振动试验机，相信客户一定对你另眼相看吧。这两套公式其实是同样的，下一套公式中的π=3.1416代入并将位移单位换成mm即可得到上一套公式。本人比较喜欢下一套公式，那么多数字记起来还是有点困难。另外，计算时，一定要注意单位。在振动控制仪的输入中，一定要注意振幅（位移）是全振幅还是单振幅。Dp-p = 2 D0-p。一般振动控制仪默认速度和加速度是单峰值，振幅（位移）是双振幅。如果搞错的话，那很有可能导致试验白做，试验体损坏等，造成经济损失，特别是长时间三综合试验（汽车零件的振动试验，一个方向300小时的三综合试验很多很多。）通过这些公式也可以推导出振动试验机的无负载或有负载最大能力特性曲线图，以后再述。※加振力（F）试验时，振动台需要加振的力，也称推力。单位：N、kN、kgf、tonf加振力的计算：单位N的场合：F[N] = m [kg] × A [m/s2]单位kgf的场合：F[kgf] = m [kg] × A [G]1kN = 1000N1kgf = 9.8N1tonf = 1000kgf ≑ 10kN公式中的m一般都是质量之和，即动圈质量、夹具质量（含垂直扩展台或水平滑台）、试验体质量之和。单位tonf就是我们行业常说的几吨推力中的吨，有人喜欢简写成t或ton，本人不是很喜欢这种不严谨的简写，t和ton是质量的单位，切不可混为一谈。备注：图片和部分文字等来源于网络，如有侵权，请联系作者本人。

美国西北大学工程师首次创造出一种双层原子厚度的硼烯，打破了硼在单原子层限制之外形成非平面团簇的自然趋势。研究结果发表在《自然材料》杂志上。　　硼烯是一种单原子厚的硼薄片，是由硼原子构成的单原子层厚的二维材料，比石墨烯更强、更轻、更柔韧。单原子层硼烯的合成是具有挑战性的。要获得硼烯通常需要制备生长，因此需要衬底作为载体或者支撑。　　5年前，来自同一研究团队的科学家们首次创造了只有单原子厚度的硼烯。理论研究预测认为，制备双层硼烯是可能的，但由于块状硼不像石墨那样是层状的，超出单原子层的生长会导致形成团簇，而不是平面结构，试图生长多层硼烯的关键就在于找到阻止团簇形成的生长条件。此次研究发现，关键在于用来生长硼烯的衬底。研究人员在平面的银质衬底上培养硼烯。当暴露在高温下，银会在原子级台阶结构之间形成异常平坦的“梯田”。在这些“梯田”上“种植”硼烯时，研究人员看到第二层硼烯的形成。这种双层材料既保持了硼烯的电子性能，又存在新的优点，如由两层原子层厚的薄片黏合在一起，中间有空间，可用来储存能量或化学物质。

Stab S2可叠加式控温振荡培养箱是RADOBIO摇床的新升级产品，它继承了Stab S1 一贯的高精密制造工艺，将摇板升级成镀铬铝合金材质，外观呈现拉丝效果，美观大方，同时在外形尺寸不变的情况下内部可容纳培养瓶的舱室空间增加了30%，并集合了材料工艺、控制系统等领域的多项革新，是实验室细菌培养最首新选。产品优势：⊿ 简洁LCD按键式控制器，直观控制易操作◆ 按键式控制面板直观易操作，可以不经过专门的培训，就可以很容易的控制某个参数的开关以及改变其参数值◆ 可以设置多段式程序，设置不同温度、转速、时间等培养参数，程序之间自动无缝切换（可选）◆ 完美的外观，显示区显示温度、转速。通过显示器上加大的数字显示和清晰的符号，您可以在更远的地方观察⊿ 主动控湿功能(选配)可将湿度控制到95%r.h，微量培养液体一周挥发量可以控制在10%以内（可选）◆ RADOBIO专利的内嵌式加湿及湿度控制模块，采用精确控温的不锈钢加热盘加湿，可以保证湿度控制稳定可靠，最大限度地避免传统加湿方法的弊端◆ 如果需要加湿，控制进水电磁阀将自动打开，高温加热盘在杀菌的同时将水快速汽化成分子水汽，利用自身体积膨胀进入培养箱，随培养箱的内部循环系统，迅速扩散到整个培养箱◆ 由于高温下液体水全部汽化为游离的分子水，所以水汽不易在培养箱中冷凝，可以达到最好的加湿效果，最大限度地避免了传统的超声波加湿水汽容易二次冷凝的弊端◆ 高温加湿同时起到杀菌作用，避免传统加湿容易在水盘内生长杂菌从而造成染菌的弊端⊿ 专利的内嵌式遮光帘，轻松推拉方便避光培养（可选）◆ 对于光敏性介质或生物，可以通过拉上遮光帘进行培养。可推拉式遮光帘可防止日光（紫外线辐射）进入培养箱内部，同时保留了观察内部培养情况的便利性◆ 遮光帘处于玻璃窗与外箱面板之间，不仅方便而且美观，完美解决粘贴锡箔纸的尴尬⊿ 双层玻璃门，保证优异的隔热性与安全性◆ 内外双层安全玻璃门，具有良好的隔热性能和安全防护⊿ 门加热功能有效防止玻璃门起雾，随时观察细胞培养情况（可选）◆ 门加热功能有效防止玻璃窗出现冷凝水，使得摇床在内外温度差异较大时也可以很好的观察内部摇瓶⊿ 紫外杀菌系统，灭菌效果更为出色◆ 紫外UV 杀菌单元可有效灭菌，UV杀菌单位在休息时可以打开。门开关可确保打开时自动关闭紫外线灯（可选）⊿ 全不锈钢弧度转角一体内腔，可直接用水清洗，美观且易于清理◆ 培养箱体防水设计，所有对水或雾气敏感的部件包括驱动马达及电子部件全部置于箱体外部，所以培养箱可以在高温高湿环境下培养◆ 培养过程中的任何意外碎瓶不会对培养箱造成损害，箱体底部可以直接泼水清洁，也可以用清洁剂、灭菌剂彻底清理箱体，以保证箱体内的无菌环境，底部放液口可以轻松放出清洁用液体，处理完毕后还可以完全密封⊿ 机器运行近静音，多层叠加高速运转无异常震动◆ 采用专利轴承技术、启动稳定、几乎无噪音运行，即使多层叠加也无异常震动◆ 机器运行稳定，使用寿命更长⊿ 一体成型夹具，稳定耐用，有效预防夹具断裂带来的不安全事件◆ RADOBIO的所有夹具是直接从整块不锈钢板材上切割下来制作成型，稳定耐用，不会发生断裂，可有效防止夹具断裂摇瓶甩出等不安全事件的发生◆ 不锈钢夹具的固定臂经过塑封处理，可防止割伤用户，同时减少与摇瓶间的摩擦，带来更好的静音体验◆ 提供各种容器夹具定制服务⊿ 一体式风机大幅减少背景热量，节约能源◆ 相较于传统风机，一休式风机可将舱室内的温度更为均一稳定，同时有效减少背景热量，在不启用制冷系统的情况下，具备更为宽阔的培养温度范围，这样也节约了能耗⊿ 推拉式拉丝效果镀铬铝合金摇板，轻松放置培养容器◆ 铝合金摇板更为轻盈坚固，拉丝镀铬效果美观大方，且易于清洁◆ 可推拉式设计，在特定高度和空间仍可方便轻松放置培养容器⊿ 摆放方式灵活，可叠加，有效节约实验室空间◆ 可以单层落地使用或台上使用，也可以双层或三层叠加使用，三层叠加使用时顶层托板拉出距地面高度仅为1.3 米，实验人员可以轻松操作◆ 随任务而增长的系统，当培养容量不再足够时，无需增加更多的占地面积，可以轻松叠加至最多3层，而无需进一步安装。叠加的每个振荡培养箱均独立运行，可提供不同的培养条件⊿ 多重安全设计，保证操作者及样品的安全◆ 优化的 PID参数设置，不会造成升降温过程中的温度过冲◆ 全优化的振荡系统及平衡系统 , 可以保证在高速振荡时不会出现其他不需要的振动◆ 意外断电后，摇床将会记忆用户的设定参数，并在来电后根据原设定参数自动启动，同时自动提示操作者曾经发生的意外情况◆ 在工作中如果用户打开舱门，摇床振荡板将自动柔性刹车，直至彻底停止振荡，关上舱门时，摇床振荡板将自动柔性启动，直至达到预设定的振荡转速，不会出现速度骤升带来的不安全事件◆ 当某参数远偏离设定值时，自动开启声、光警报系统◆ 侧面配有数据导出USB端口，可以轻松导出备份数据，数据存储便利安全技术参数：型号Stab S2控制界面按键式LCD显示屏振荡转速范围30~350rpm转速控制精度1rpm振幅 25/26/50mm （可定制其他振幅）温度控制模式PID 控制模式温度控制范围 4℃ ~65℃温度显示分辨率0.1℃温度稳定性±0.1℃温场均匀性±0.5℃加热功率550W制冷功率250W定时功能0-999.9小时托板尺寸 510x410 mm 最大承载量35 kg承载锥形瓶数量40 x 250 ml ；26x 500 ml ；16 x 1000 ml ；8 x 2000 ml 选用粘性片承载量将增加10% 左右外形尺寸(长 x 宽x 高)单层：1000 x 830 x 615 mm( 含底座)双层：1000 x 830 x 1220 mm ( 含底座)三层：1000 x 830 x 1825 mm( 含底座)箱体容积160L光照Fl 管，30 瓦UV 灭菌标配工作环境温度5℃到40℃电源220~240V/50~60Hz重量单层145kg创新点：? 简洁LCD按键式控制器，直观控制易操作? 主动控湿功能(选配)可将湿度控制到95%r.h，微量培养液体一周挥发量可以控制在10%以内（选配）? 专利的内嵌式遮光帘，轻松推拉方便避光培养（选配）? 双层玻璃门，保证优异的隔热性与安全性? 门加热功能有效防止玻璃门起雾，随时观察细胞培养情况（选配）? 拉丝全不锈钢弧度转角一体内腔，美观且易于清理? 机器运行近静音，多层叠加高速运转无异常震动? 一体成型夹具，稳定耐用，有效预防夹具断裂带来的不安全事件? 一体式风机大幅减少背景热量，节约能源? 推拉式拉丝效果镀铬铝合金摇板，轻松放置培养容器? 摆放方式灵活，可叠加，有效节约实验室空间? 多重安全设计，保证操作者及样品的安全润度Stab S2可叠加式小容量全温振荡培养箱|摇床

CPSC 5 月22 日一致表决，对2010 年4 月16 日提交的请求再次延迟6 个月决定做出决定。该请求要求CPSC 启动法规制定程序修订双层床现行的法规，将头部和颈部卡在侧梯间的测试要求纳入进来。这已是CPSC 第三次延迟6 个月的决定时间，以让CPSC 工作人员继续与ASTM F15.30 双层床分委员会一起，制定有关头部和颈部卡在侧梯这一情况的ASTM F 1427 自愿性标准中的相关要求。　　延长符合泳池法规中“无阻碍排水”新解读的截止日期　　CPSC 2011 年10 月11 日宣布撤销其对“无阻碍排水”( "unblockable drain")说法的释意，该说法已在Virginia Graeme Baker Pool and Spa Safety Act(VGBA)用过。CPSC 为在2011 年10 月11 日及之前按照CPSC 的最初解释安装符合VGBA 的排水孔盖者规定了符合日期，即2012 年5 月28 日。但根据进一步的审查情况，CPSC 决定延长符合日期至2013 年的5 月23 日。　　http://www.hktdc.com/info/mi/a/baus/sc/1X07WXUF/1/美国商情快讯/消费品安全委员会最新工作进展-英文版--.htm

由德国哥廷根大学领导的一个国际研究团队在最新一期《自然》杂志上发表论文称，他们在对天然双层石墨烯开展的高精度研究中，发现了新奇的量子效应，并从理论上对其进行了解释。这一系统制备简单，为载荷子和不同相之间的相互作用提供了新见解，有助于理解所涉及的过程，促进量子计算机的发展。2004年，两位英国科学家用一种非常简单的实验方法从石墨中剥离出石墨片，并借助特殊胶带得到仅由一层碳原子构成的石墨烯。石墨烯是强度最高的材料之一，具有很好的韧性、超强导热性与导电性，应用前景十分广阔。如果将两层石墨烯彼此以特定的角度偏转，所得到的系统甚至会表现出超导性和其他激发量子效应，如磁性。但迄今为止，很难制备出这种偏转的双层石墨烯。在最新研究中，科学家们使用了天然形成的双层石墨烯。他们首先使用简单的胶带从一块石墨中分离出石墨烯样品。为观察量子力学效应，施加了垂直于样品的高电场。他们发现，所得到系统的电子结构发生了变化，且拥有类似能量的电荷载流子出现强烈的累积效应。研究进一步发现，在略高于绝对零度（-273.15℃）下，石墨烯中的电子可相互作用，出现了各种意想不到且复杂的量子相。如相互作用导致电子自旋对齐，使材料在没有施加外部影响的情况下具有磁性。通过改变电场，研究人员也能不断改变双层石墨烯中载流子相互作用的强度。此外，电子运动的自由度在特定条件下会受限，形成电子晶格，且由于相互排斥作用，不再有助于传输电荷，导致系统对电绝缘。哥廷根大学物理系托马斯韦茨教授表示，新系统的主要优势之一在于材料制备非常简单，研究人员不需要像以前那样在高温下才能获得所需结果，可用于进一步研究各种量子态及量子计算机等。

p　　德国斯图加特马普固态研究所和乌尔姆大学的科学家使用超显微镜(SALVE)，观察到以原子分辨率显示的锂离子在电化学充放电过程中的表现，证明了在单个纳米电池中双层石墨烯发生的可逆锂离子吸收。研究成果发表在最新一期的《自然》杂志上。/pp　　斯图加特马普固态研究所物理学家于尔根· 斯迈特介绍说，研究显示“纯碳化合物最适合用于锂基电化学存储系统，在此系统中，锂暂时储存在碳主体中”。/pp　　这一项目由巴符州基金会资助，目的是研究锂在二维碳化合物(如原子水平的石墨烯)中的储存和扩散。为此，斯迈特和他的博士生开发了一种由双层石墨烯组成的“微型电池”。石墨烯属于二维材料，由单个碳原子层组成。在只有0.3纳米薄的细长电化学微电池的一端，研究人员在顶部施加了溶解有锂盐的电解质液滴。为使电解质不干扰电子显微照片，实验必须精确定位和机械稳定，他们采用了一种技巧，即添加了在紫外线下固化的聚合物，使液滴成为凝胶状固体留在原处。/pp　　实验显示，当电压施加到纳米电池时，锂离子从电解质液滴迁移到石墨烯双层的间隙中，并在那里积聚 去除电位差时，累积储存的锂又溶解并迁移回到电解质液滴中。/pp　　在原子水平上，这种过程很难被“原位”观察。乌尔姆大学乌特· 凯瑟教授领导的团队利用超显微镜首次证明了石墨烯在原子水平上的嵌入。/pp　　实验结果让研究人员感到吃惊，传统的石墨基电池只有少数紧密堆积的锂在两层碳层之间，而在石墨烯纳米电池里发现非常密集的锂层。凯瑟教授称，超显微镜为理解纳米电池提供了独特的途径，能在石墨烯夹层中观察锂等轻元素的扩散是一项巨大的科学挑战，传统的透射电子显微镜(TEM)做不到。/p

加拿大多伦多大学电气与计算机工程教授Ted Sargent领导的研究小组首次研发出了一种胶体量子点(colloidal quantum dots，CQD)双层太阳电池，制备成分为吸光纳米粒子，称为量子点。其不但可以吸收可见光，也可以吸收不可见光，理论转化效率可高达42%，超过现有普通太阳电池31%的理论转化率。相关研究论文发表在Nature Photonics上。　　量子点已经被看作是一种很有前途的方法，可以制备低成本太阳电池，因为这些粒子可以喷涂到各种表面。但是，基于这种技术的电池效率太低，难以实用。而多伦多大学研究人员研发的双层太阳电池中，一层量子点经调制可以捕捉可见光，而另一层捕捉红外光。研究人员还引入一个过渡层，构成成分包含四种薄膜状的不同金属氧化物，这一种方法可以减少层间电阻。他们选择透明的氧化物用于这一层，使光线可穿过它们，到达底层电池。　　研究人员目前研制的这种太阳电池转化效率为4.2%。Sargent教授指出，这种方法可用于制造3层甚至4层太阳电池。该小组的目标是在5年内实现效率超过10%，之后不断提高。　　宾夕法尼亚州立大学化学教授John Asbury指出，因为能够制成多层量子点太阳电池，多伦多大学的团队将理论效率从30%提高到40%以上。但是，要研制接近这一效率的任何尺度太阳电池，都需要消除束缚态问题。

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

常州普天仪器制造有限公司为迎接2014年新年所有振荡培养箱类7折回馈广大用户！优惠时间一个月！产品如下：型号产品名称主要技术参数QHZ-98A全温振荡培养箱转速：起动-300rpm，控温：2-60℃，容量250ml×54或500ml×401000ml×24或5000ml×6QHZ-98B全温光照振荡培养箱转速：起动-300rpm，控温：5-60℃，容量250ml×54或500ml×401000ml×24或5000ml×6QHZ-DA全温大容量振荡培养箱转速：起动-300rpm，控温：2-60℃，容量250ml×60或500ml×401000ml×24或2000ml×12QHZ-123B全温振荡培养箱（三层组合）转速：起动-300rpm，控温：5-60℃，容量250ml×162或500ml×1201000ml×72或配**夹具QHZ-12B全温振荡培养箱（二层组合）转速：起动-300rpm，控温：5-60℃，容量250ml×108或500ml×801000ml×48或配**夹具DQHZ-2001A大容量全温振荡培养箱转速：起动-300rpm，振幅：25mm，控温：2-60℃，容量250ml×72或500ml×50或1000ml×32或5000ml×8DQHZ-2001B大容量全温振荡培养箱转速：起动-280rpm，振幅：50mm，控温：2-60℃，容量250ml×72或500ml×50或1000ml×32或5000ml×8TQHZ-2002A大容量全温振荡培养箱转速：起动-250rpm，控温：2-60℃，旋转型双层，容量1000ml×64或500ml×100TQHZ-2002B大容量全温振荡培养箱（变频控制）转速：起动-200rpm，控温：2-60℃，往复型双层，容量1000ml×64或500ml×100HZQ-F100全温振荡培养箱转速：起动-280rpm，控温：2-60℃，容积：100L一层500ml×9，二层**夹具HZQ-F160全温振荡培养箱转速：起动-280rpm，控温：2-60℃，容积：160L一层500ml×16，二层**夹具HZQ-F300（HYG-A）全温摇瓶箱转速：起动-260rpm，控温：2-60℃，容积：300L，容量：500ml×56或1000ml×30HZQ-F400全温振荡培养箱转速：起动-260rpm，控温：2-60℃，容积：400L，容量：250ml×110或500ml×72或1000ml×42THZ-Q台式冷冻恒温振荡器转速：起动-300rpm，控温：2-60℃，容量1000ml×6＋250ml×2或250ml×20可配**夹具LSHZ-300旋转冷冻水浴恒温振荡器（智能型控制）转速：起动-250rpm，控温：-10-100℃，托盘尺寸：300×400mm不锈钢弹簧**夹具，其网架升降距离：50mm，可放规格不同的烧瓶和试管五、恒温振荡培养箱（摇床）型号产品名称主要技术参数GHZ-25高温恒温振荡器转速：起动-300rpm，控温：室温-80℃，容量250ml×54或500ml×401000ml×24或5000ml×6THZ-25大容量恒温振荡器转速：起动-300rpm，控温：室温-60℃，容量250ml×54或500ml×401000ml×24或5000ml×6QHZ-123A恒温振荡培养箱（三层组合）转速：起动-300rpm，控温：室温-60℃，容量250ml×162或500ml×1201000ml×72或配**夹具QHZ-12A恒温振荡培养箱（二层组合）转速：起动-300rpm，控温：室温-60℃，容量250ml×108或500ml×801000ml×48或配**夹具DHZ-2001A大容量恒温振荡器转速：起动-300rpm，振幅：25mm，控温：室温-60℃，容量250ml×72或500ml×50或1000ml×32或5000ml×8DHZ-2001B大容量恒温振荡器转速：起动-280rpm，振幅：50mm，控温：室温-60℃，容量250ml×72或500ml×50或1000ml×32或5000ml×8TDHZ-2002A大容量恒温振荡器转速：起动-250rpm，控温：室温-60℃，旋转型双层，容量1000ml×64或500ml×100TDHZ-2002B特大容量恒温振荡器（变频控制）转速：起动-200rpm，控温：室温-60℃，往复型双层，容量1000ml×64或500ml×100HZQ-X100恒温振荡培养箱转速：起动-280rpm，控温：室温-60℃，容积：100L一层500ml×9，二层**夹具HZQ-X160恒温振荡培养箱转速：起动-280rpm，控温：室温-60℃，容积：160L一层500ml×16，二层**夹具HZQ-X300恒温振荡培养箱转速：起动-260rpm，控温：室温-60℃，容积：300L，容量：250ml×80或1000ml×30HZQ-X400恒温振荡培养箱转速：起动-260rpm，控温：室温-60℃，容积：400L，容量：250ml×110或500ml×72或1000ml×42THZ-C台式恒温振荡器转速：起动-300rpm，控温：室温-60℃，容量1000ml×6或250ml×12或250ml×15或配**夹具THZ-D台式恒温振荡器转速：起动-300rpm，控温：室温-60℃，容量1000ml×6或500ml×12或250ml×15或配**夹具THZ-98台式恒温振荡器转速：起动-360rpm，控温：室温-60℃，容量1000ml×9或250ml×16或配**夹具SHZ-22往复水浴恒温振荡器转速：起动-220rpm，控温：室温-100℃，托盘尺寸：300×400mm不锈钢弹簧**夹具，其网架升降距离：50mm，可放规格不同的烧瓶和试管SHZ-28A旋转水浴恒温振荡器转速：起动-260rpm，控温：室温-100℃，托盘尺寸：300×400mm不锈钢弹簧**夹具，其网架升降距离：50mm，可放规格不同的烧瓶和试管SHZ-28B旋转油浴恒温振荡器转速：起动-250rpm，控温：室温-200℃，托盘尺寸：300×400mm不锈钢弹簧**夹具，其网架升降距离：50mm，可放规格不同的烧瓶和试管 六、大容量振荡器型号产品名称主要技术参数HZ-6090A大容量振荡器转速：起动-250rpm，容量1000ml×24或500ml×40或250ml×60HZ-6090B大容量振荡器转速：起动-220rpm，容量1000ml×24或500ml×40或250ml×60共二层HZ-88A大容量振荡器转速：起动-250rpm，容量1000ml×48或500ml×70或5000ml×12HZ-88B大容量振荡器转速：起动-220rpm，容量1000ml×48或500ml×70共二层HZ-88C大容量振荡器转速：起动-200rpm，容量1000ml×48或500ml×70共三层HZ-89A往复大容量振荡器（变频控制）转速：起动-200rpm，容量1000ml×45或500ml×66HZ-89B往复大容量振荡器（变频控制）转速：起动-200rpm，容量1000ml×45或500ml×66共二层

【科学背景】相关绝缘态是指在周期性超晶格、磁场和各种相互作用的调控下，电子表现出的凝聚态行为。尽管在moire过渡金属二硫化物中已观察到分数值的相关绝缘态，但在扭曲双层石墨烯系统中，特别是在具有三角moire格子的情况下，对几何烦躁效应对电子行为的影响尚未深入研究。此外，如何在实空间建立模型以理解这些复杂现象也是一个未解决的挑战。为了解决这些问题，美国俄亥俄州立大Chun Ning Lau教授团队们进行了广泛的实验和理论研究。他们在不同的扭曲角度下研究了tBLG系统中的相关绝缘态，并发现在大于魔角的扭转角度范围内观察到了强壮的零切尔尼分数相关绝缘态。通过磁场和温度依赖的实验，他们验证了这些态的存在和稳定性。本研究通过建立基于Wannier轨道形状和库仑相互作用的实空间模型，成功解释了这些分数填充下的电子相态。研究表明，Wannier轨道的三叶形状和在不同扭转角度下的几何烦躁效应是导致这些态的关键因素。此外，通过调节掺杂和扭转角度，科学家们展示了可以调控这些态的性质和相变过程。【科学亮点】（1）实验首次观察到在大角度扭曲双层石墨烯（tBLG）中，在1/3填充数下存在高强度的零切尔尼分数相关绝缘态。 （2）实验通过分析大于魔角扭转角度的tBLG样品，发现这些零切尔尼分数态在垂直和平行磁场中仍然稳定存在。具体结果如下：&bull 首次观察到在tBLG中的1/3填充下，存在零切尔尼分数相关绝缘态，这些态显著超过了整数填充的态。&bull 实验结果表明，在较小扭转角度的设备中，观察到了符合预测的砖墙电荷有序态。&bull 在施加平行磁场时，观察到分数填充为 ±8/3 的状态表现出铁磁序，而 ±4/3 的状态表现出反铁磁序，并在有限磁场下观察到向自旋对齐态的转变。&bull 在具有更大扭转角度和较强次最近邻相互作用的设备中，观察到了三倍的单元胞重构，与理论预测的armchair相一致。 &bull 这些分数态的产生源于Wannier轨道形状和由库仑相互作用引起的几何烦躁，其相通过掺杂和扭转角度可调节。【科学图文】图1： 器件D1的温度相关数据，θ=1.32°。图2：实空间模型。图3：在T=300mK时，器件D1的磁输运。图4：在T=1.5K时，器件D2的磁输运。【科学结论】本文深入探索了大角度扭曲双层石墨烯（tBLG）中的零切尔尼分数相关绝缘态。通过观察和理论模型的结合，揭示了Wannier轨道的特殊几何形状如何与库仑相互作用相结合，导致了这些新型电荷有序态的出现。这种研究不仅拓展了我们对二维材料中几何烦躁效应的理解，还为探索和设计新型量子材料提供了重要思路。从实验角度来看，本研究首次在大于常规魔角的扭转角度下观察到这些分数填充态的显著存在，这为探索不同扭转角度下tBLG的电子结构和相变提供了新的视角。同时，通过施加磁场的实验设计，揭示了这些分数态的磁序行为，为理解其物理本质提供了关键线索。从理论角度来看，本文采用了基于轨道几何烦躁的模型，成功解释了实验观察到的各种现象。这种实空间模型的应用不仅有助于理解和预测tBLG中复杂相互作用的影响，还为未来设计具有特定电子性质的新型二维材料提供了有力的理论指导。总之，本文不仅深化了对tBLG电子结构中几何烦躁效应的理解，还展示了通过调控几何形状和外加场效应来实现对电子态的精细控制的潜力。原文详情：Tian, H., Codecido, E., Mao, D. et al. Dominant 1/3-filling correlated insulator states and orbital geometric frustration in twisted bilayer graphene. Nat. Phys. (2024). https://doi.org/10.1038/s41567-024-02546-5

文献分享-基于表面增强拉曼光谱的便携式双层过滤装置对多种水源性病原体同时测定一、研究背景近些年来，由感染食源性致病菌所引发的重大安全事件时有发生，不断报道的食品中致病菌的残留问题使得人们对食品中致病菌的检测越发关注，各类致病菌的检测方法也层出不穷。该研究设计了一款带有SERS-Tag作为拉曼信号报告装置的便携式双层过滤设备可以快速识别、分离、浓缩和鉴定湖水中大肠杆菌0157:H7、金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌等多种水生病原体。每个SERS-Tag(与抗体结合的AuTag @ Ag)均由Au @ Ag纳米颗粒作为拉曼增强底物，吸附的拉曼报告染料(CVa, R6G和MB)产生特征性SERS信号以及特异性的抗体针对目标细菌。该过滤装置对注射器进行了一定的改造，使得其具有上孔过滤膜(孔径为30μm)(拦截膜)和下层过滤膜(孔径为200 nm(浓缩膜)。使用时推动受污染的湖水样品流通过双层过滤设备。在此过程中，沙粒，浮游生物和植物叶片等大物体被截留膜截留，而三种目标病原体可以被浓缩膜捕获并浓缩。从便携式设备上卸下浓缩膜后，通过上海如海光电便携式拉曼光谱仪可以同时对多个目标病原体进行测试。实验方法本文采用上海如海光电生产的SEED3000便携式拉曼光谱仪进行数据采集，通过上海如海光电提供的预处理算法进行光谱预处理。研究内容3.1 研究拉曼光谱和拉曼增强效应要检测多个目标，必须选择一组没有光谱间干扰的拉曼报告分子。由图4.2可知，AuCVa@Ag、AuR6G@Ag、AuMB@Ag信号强度分别比CVa、R6G、MB强的多，表明SERS-Tag具有强大的拉曼增强效果。3.2 浓缩膜的SEM表征为了验证浓缩膜的富集能力，在图4.4中通过SEM对湖水处理前后的浓缩膜进行了表征。在图4.4D中可以看到，许多小型SERS-TagCVa通过抗原抗体识别紧密紧密地分布在大肠杆菌0157:H7的表面上。该表征是有力证据证明该过滤装置可用于分离和浓缩目标病原体。3.3对单种细菌的测定性能调查经过以上研究和表征，我们首先用三种目标病原菌中的一种来测试过滤装置的细菌检测能力。测试结果表明，随着湖水中细菌浓度的增大，被吸附在浓缩上的细菌也越来越多，呈现明显的线性关系，结果如图4.6所示。随着大肠杆菌0157:H7浓度增加，在特征拉曼峰586cm-1、1501cm-1和1614cm-1处，定量检测1×101至1×106cfu的大肠杆菌0157:H7、金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌呈现较好线性关系，R2分别为0.9929、0.9942、0.9854，表明可以将被污染湖水与空白样品区分开来的最低浓度为1×101 cfu/mL，这足以检测实际生活时水中的水生细菌。3.4 对三种细菌的测定性能调查使用三种细菌共同污染了湖水样品，对污染后样品测试结果如图4.8所示，我们发现仍然可以检测到对应于三种目标细菌的特征性SERS峰。通过跟踪586cm-1、 1501cm-1和1613cm-1处的峰值强度，拉曼响应与已知的三种细菌的浓度成正比，表4.4中推导的细菌浓度与已知浓度的加标浓度进行比较得出的回收率也在可接受的范围内。同时也使用经典的基于MNPs的方法进行对比验证，电泳结果也验证了大肠杆菌0157:H7 (101 bp)，金黄色葡萄球菌(132 by)和单增李斯特氏菌(261 by)的PCR扩增，证明拉曼信号确实是由结合的纳米颗粒产生的在三种细菌的表面上。表明该设备可以耐受湖水环境，并同时进行多种水生病原体检测的SERS解码测定。文献来源SEED3000便携式拉曼光谱仪SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。产品特点◆ 高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；◆ 可适配光谱范围在200cm-1～3000cm-1 ◆ 高稳定性，光谱响应稳定性2% @2hrs ◆ 高分辨率，分辨率最佳可达4 cm-1。

4月23日，记者从成都理工大学获悉，由该校&ldquo 长江学者&rdquo 教授许强所带领的滑坡研究团队自主研发的数字化次声监测仪，在20日早测试过程中意外捕捉到了芦山地震所产生的次声波信号。经分析，发现本次地震产生的次声波到达该校的时间为08：02：52，较地震部门报道的主震起始时间延迟约6秒。　　该仪器主要功能是探测岩石破裂过程中所释放出的次声波信号，并用于滑坡、崩塌的现场观测与早期预警研究。根据对芦山地震主震及多次余震的次声波监测数据逐个识别与分析，通过次声波最大振幅与地震震级的统计分析结果表明，地震震级与最大振幅具有很好的相关性，据此可直接通过次声波监测结果来估算地震震级。　　许强表示，该团队将进一步利用芦山地震以后的余震监测数据，对地震震级和最大振幅关系式进行修正和完善，同时将次声波观测数据与地震监测数据进行深入系统的对比分析，试图从次声波中找到崩塌、滑坡、地震的早期识别标志。　　地震发生时，除会产生沿固体介质(地壳)传播的地震波外，也会产生由空气传播的声波。次声波是频率低于20赫兹的声波。因次声波具有很强的穿透性，且大气对其吸收很少，它可传播很远的距离。这一特点可用于远距离观测崩塌、滑坡、地震等岩石破裂现象，并实施早期预警。

皮肤和软组织感染十分常见，特别是在抗生素难以渗透的深层组织中，细菌能够形成生物膜，这使得它们更难对抗生素产生反应。为了克服这一问题，联合治疗策略备受关注。多粘菌素B（PB）和姜黄素（CUR）的联合治疗显示出系统性细菌生长抑制效果。然而，目前面临的主要挑战包括制造可分离微针的材料局限性、环境因素对微针的影响和药物输送机制。通过技术优化来克服这些挑战，将为深层皮肤感染的治疗提供新路径，从而有望改善全球健康状况和抗生素耐药性问题。针对以上问题，中国科学技术大学精密机械与仪器系徐晓嵘教授、中国科学技术大学苏州高等研究院胡祥龙教授研究团队合作开发了一种能够同时装载PB和CUR的多功能微针。这些微针在高湿度环境中表现出色，通过装载CUR的药物层成功解决了药物输送的难题。实验证明，这种技术对细菌的影响显著，为未来的临床应用提供了广阔的前景。相关成果以“Rational engineering of dual Drug-Formulated multifunctional microneedles to accelerate in vivo cutaneous infection treatment”为题发表在学术期刊《Chemical Engineering Journal》上，中国科学技术大学精密机械与仪器系博士研究生郑致远、中国科学技术大学苏州高等研究院副研究员申书伟为本文的共同第一作者，申书伟老师，胡祥龙教授和徐晓嵘教授作为共同通讯作者，中国科学技术大学为该论文的第一通信单位。研究团队通过倒模和静电雾化的方式制备了15×15的微针阵列，微针的高度、底部的宽度和中心到中心的距离分别为790 ± 20 μm、382 ± 16 μm和735 ± 15 μm。此外，随机选取100个负载CUR的颗粒，统计分析显示，颗粒直径保持在2.2～2.8 μm，验证了静电雾化过程的稳定性。团队采用摩方精密microArchS230（精度：2μm）3D打印设备，实现了微锥结构模板的高精度打印（直径：50 μm，高度：40 μm），并通过翻模技术制备了PDMS模具。通过静电雾化的方式，将CUR装载至微针贴片表面，实现了PB和CUR的联合负载（图1）。图1. 多功能微针的制备和形态示意图。微针尖端与电源附近的电位基本相同，这有助于微粒均匀雾化。粒子主要沉积在微针上，然而，随着粒子继续沉积，电场尖端效应减弱，使得粒子开始在-基底或贴片外部随机沉积。累积粒子重量与喷雾时间的比例关系仅在前80 min内成立。荧光图像显示，50 min时，粒子存在显著差异。同样，静电雾化微针粒子的层厚度波动明显高于30 min和40 min。这种波动可能是由过量沉积造成的，使得粒子与PVP内芯隔离，从而导致它们随机粘附（图2）。图2. 静电雾化粒子形成过程的表征。该团队将共负载PB和CUR的多功能微针（PB-PVP-MN@CUR-PLGA）朝下放置在生物膜覆盖的盖玻片上，无载药的微针也经历了相同程序。对照组和无药微针组样品中仍存在大量活性细菌。相比之下，PB-CUR和PB-PVP-MN@CUR-PLGA能有效减少生物膜厚度。PB-PVP-MN@CUR-PLGA组中细菌的灭活率接近99%。这表明通过物理破坏生物膜可以提高药物输送效率，对于杀灭深层细菌至关重要（图3）。图3. 生物膜抑制作用的体外评估。该团队评估了微针对金黄色葡萄球菌感染小鼠的体内抑制效果。PB-PVP-MN@CUR-PLGA组的损伤在治疗12天后完全愈合。相比之下，其他治疗组的损伤仍然存在。此外，临床分析表明，PB-PVP-MN@CUR-PLGA 组在治疗第12天时病变几乎愈合，皮肤的炎症细胞较少。相反，在其他治疗组中则观察到了严重的感染症状，如更多的炎症细胞和更厚的表皮。这证明了微针可以有效穿刺皮肤并直接向受感染小鼠的皮下组织输送药物，从而加快了愈合过程（图4）。图4. 多功能微针治疗深层皮肤感染的效果。微针的内层是装载PB的PVP，外层是含有CUR的PLGA 粒子，PLGA的疏水性在提高耐湿性方面发挥了重要作用。通过利用内层和外层材料各自的物理特性，多功能微针可以同时具有亲水性PB和疏水性CUR。与传统的局部应用PB和CUR相比，体外抗菌和动物脓肿感染治疗实验均表明，使用基于多功能微针的策略可以显著提高治疗效果。值得注意的是，这种方法可以扩展以创建各种无痛、高效、抗吸湿和多药负载的微针，为病变提供协同治疗。除了治疗皮肤和软组织感染之外，微针还具有更广泛的临床应用潜力。

三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）SUNS 890系列是高度集成化的动静力学测试系统，既能进行高周疲劳、低周疲劳、高低周疲劳，断裂力学：疲劳裂纹扩展、断裂韧性、裂纹扩展、KIc、JIc，零部件强度和耐久性、热机械疲劳。也能进行静态的恒速率、恒应变、恒应力控制下的拉伸、压缩、弯曲等试验，是测试医疗设备、减震器等各种零部件以及测试塑料、弹性体、铝、复合材料、钢、超级合金等各种材料的理想解决方案。广泛用于航空航天、船舰、军工、高等教育、原子能等领域。三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）SUNS 890系列可根据用户的具体试验要求来进行配置，选择主机载荷框架（集成安装了作动缸和伺服阀）、液压油源、DOLI控制系统（DOLI控制系统系统包含三部分：在计算机上的DOLI系统软件，数字控制器和手动控制面板）、夹具和附件。通过这些功能组件的协同工作即可实现试验的高度自动控制，满足试验需求的性能优化。本文深圳三思纵横小编就来给大家讲讲这款产品的优势吧！一、三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）1、产品型号：SUNS 890系列；2、产品主要用途：动态疲劳试验机的应用涵盖了航空、航天、核能、车辆、舰船、质检和科学院所等各种领域，是所有与材料疲劳性能评价相关领域的常用设备。二、三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）的技术参数1、最大试验力：10-500KN（可选）；2、试验力示值精度：0.5%；3、有效测量范围：1-100%；4、作动器最大振幅：±75 mm（或根据用户需求定制），示值精度2%起±1%FS；5、变形测量精度：示值精度2%起，±0.5%；6、频率范围：10～100HZ；7、主要试验波形：正弦波、三角波、方波、锯齿波、随机波、静态加载斜波（主要由控制器支持）；8、疲劳次数：1×109次（任意设置）；9、恒压伺服泵站规格：21Mpa；10、可选试验夹具（可根据客户要求选配或定制夹具）：拉拉疲劳液压夹具、压压疲劳压缩夹具、KIC试验夹具、JIC试验夹具；11、可选试验附件：动态引伸计、COD规、高低温箱、高温炉等。三、三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）的应用场景通常用于材料和结构的疲劳性能测试。这种设备可以模拟实际工作条件下的载荷，对材料或零部件进行长期疲劳试验，以评估其在不断加载和卸载循环中的耐久性能。应用场景包括但不限于：1、材料研发：用于评估新材料的疲劳寿命和性能表现，帮助研发人员选择最适合特定应用的材料；2、零部件测试：对汽车、航空航天、机械设备等领域的零部件进行疲劳试验，以验证其设计寿命和安全性能；3、结构健康监测：用于模拟结构在实际使用中受到的动态载荷，评估其在疲劳加载下的表现，对工程结构的健康状态进行监测；4、质量控制：在生产过程中对材料和产品进行疲劳寿命测试，确保产品质量符合相关标准和规定。四、三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）的适用标准1、ISO 1099（金属材料疲劳试验的轴向力控制的方法）；2、ISO 12106（金属材料疲劳试验的轴向应变控制法）；3、ASTM e606（应变控制的疲劳试验的标准实施规程）；4、HB 7705金属材料疲劳小裂纹扩展速率试验方法；5、ISO 12135金属材料-断裂韧度统一测定试验；6、ASTM E399金属材料线弹性平面应变断裂韧度Kic标准试验方法；7、ASTM 1290测量裂缝尖端开口位移(CTOD)裂缝韧性的试验方法；8、ASTME1820断裂韧性测量的标准试验方法。综上所述，三思纵横电液伺服动态疲劳试验机（双立柱落地式）SUNS 890系列结构设计先进合理，关键部件均为国际先进的主流品牌，试验过程中噪音小，不易漏油，设备稳定性及可靠性高，售后服务有保障，可以满足要求较高的检测及科研需求，是值得用户信赖的选择。

众所周知，任何机器的运转都会产生振动，有些振动代表运行正常，而有些振动则表示故障的初始信号。在预测维护领域，检测振动特征是诊断过程的关键因素，通过振动检测可以确定并缓解问题，以免发生更严重的事件。今天，小菲就给大家介绍下通过感应、放大和测量细微运动，使用户可以看到工厂资产（例如机器）上的振动特征，保障机器的正常运行。传统检测费时费力，停机成本高昂传统检测机器震动的方法是在机器上部署有线传感器（例如接触式加速计）监视出现的振动。在从传感器获取数据后，对该数据进行工作振型分析，以呈现机器运动的动画模型，从而使振动模式可视化。但是据RDI Technologies（美国田纳西州诺克斯维尔）的创始人和CEOJeff Hay博士称，该技术不仅需要花时间从多个点处采集测量数据，而且还需要能接触机器。在机器不便接触或根本接触不到时（机器前方有重重障碍或玻璃），该技术往往没有使用的可能性。另外，传统的接触式测量在安装加速计时经常需要机器停止运行，致使产生因停工而带来的高昂成本。为此，RDI Technologies的工程师开发出了一款名为Iris M的非接触式视频处理系统，该系统使用FLIR机器视觉相机感应、放大和测量机器引起的细微振动，消除了使用早期技术本身固有的缺陷。Iris M系统使用装在Vanguard三脚架上的FLIR 2.3Mpixel Grasshoppper3相机，此相机以默认分辨率为1920x1050、速度为120帧/秒的规格获取单色图像数据。从相机获取的数据将通过USB 3.0接口传输到平板电脑上，在此使用公司专用软件进行分析，使用户可以看到工厂资产（例如机器）上的振动特征。选择FLIR机器视觉相机的原因在Iris M系统中，FLIR机器视觉相机相当于数据获取的设备，它收集视频图像，然后从中提取和分析运动。FLIR 2.3Mpixel Grasshoppper3 GS3-U3-23S6M-C相机装在Vanguard三脚架上，以默认分辨率为1920x1050、速度为120 帧/秒的规格获取单色图像数据。 获取后的数据会通过防脱落电缆经USB 3.0接口从相机传输到Getac F110或Microsoft Surface Book的平板电脑上。“然后电脑软件Motion Amplification的专用视频处理算法会使机器振动可视化。它将逐帧分析每幅图像的像素，确定场景中哪些部分在移动。接下来，它将场景中所有运动振幅的幅度更改放大至肉眼可见的程度，从而加强对引起任何振动的组件之间的理解，”Hay 博士说道。通过使用电脑上运行的图形用户界面，用户可以选择图像的某一部分进行下一步分析。该系统软件将显示与这些区域关联或与时间相关的强度数据。然后可以使用各种数学函数（例如快速傅里叶变换，又称 FFT），将与时间相关的强度数据集转换为与频率相关的强度数据。随后将向用户呈现场景所选部分不同频率的未放大振幅和振动阶段。Iris M系统灵敏度高，可推广更多行业自从2016年第3季度发布以来，Iris M系统已经改变了行业内人士使用机器监控观察振动的方式。该系统不仅易于使用，还可反馈给用户可见的、简单明了的视频图像，以便用户更好地了解设备运行状况。据Hay博士称，选择FLIR Grasshopper相机已成为该系统大获成功的一个关键性原因。该相机具有12 位动态范围，可以捕获图像中亮光照射和黑暗区域之间像素强度的细微差别，使该系统软件相比于其他软件能够提取更详细的变化情况。Grasshopper相机系列将CCD和CMOS技术与Point Grey的专门技术相结合，实现了高性能、高质量的成像。但同样重要的是Motion Amplification算法本身， “得益于这套独特的算法，Iris 在测量位移方面比传统基于图像的测量工具要大约灵敏100倍。另外，在必要时，Iris M能够直接从图像点测量，可用于量化运动的位移，而不必通过解释该点测量来确定运动种类和呈现的错误，”他说。 这种技术的另一大好处就是数据反馈的速度和数据的详细程度。与传统的接触式测量系统不同，它还可以扩展，因为可以同时测量相机视野内的所有资产振动。另外，它还使自己成为技术人员和非技术人员用户之间良好的沟通工具，因为任何资产的任何问题根源都可直接在视频中看到。新系统已在各种实用应用中部署，除执行对工业资产（例如机器）的状态监控外，Iris M系统也可用于分析桥梁、建筑和相似结构的结构完整性。此外，它还可以用于生物医学监控应用，以评估个体呼吸作用。

北京时间4月20日8点02分，四川省雅安市芦山县(北纬30.3度，东经103.0度)发生7.0级地震，震源深度13千米。　　国家卫星定位系统工程技术研究中心——武汉大学卫星导航定位技术研究中心利用“广域实时精密定位系统”成功捕获芦山地震信号。图中显示的是四川天全GNSS观测站(SCTQ)在地震期间的水平运动曲线和水平运动速度曲线。该测站为“中国大陆构造环境监测网络”观测站，位于震中的西部，距震中约33公里，观测站建设在基岩上，地震造成的最大振幅为2-3cm。　　“广域实时精密定位系统”是“十一五”国家863计划支持完成的重点科研成果，该系统以广域差分和精密单点定位技术为基础，集成先进GNSS实时数据处理、互联网和卫星通信等技术，可实现全国范围厘米级到分米级的实时精密定位服务。该项研究成果可广泛应用于精密农业、交通运输、空中交通管理、国土资源调查、物联网、精确位置服务等重要领域，使其向信息化、服务型结构转变，实现跨越式发展。

光子晶体又称光子禁带材料。从结构上看，光子晶体是一类在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体，其物理思想可类比半导体晶体。通过设计，这类晶体中光场的分布和传播可以被调控，从而达到控制光子运动的目的，并使得某一频率范围的光子不能在其中传播，形成光子带隙。 光子晶体中介质折射率的周期性结构不仅能在光子色散能带中诱发形成完整的光子带隙，而且在特定条件下还可以产生一维（1D）手性边界态或具有Dirac（或Weyl）准粒子行为的奇异光子色散能带。原则上，光子晶体的概念也适用于控制“纳米光”的传播。该“纳米光”指的是限域在导电介质表面的光子和电子的一种耦合电磁振荡行为，即表面等离子体激元（SPPs）。该SPP的波长，λp，相比入射光λ0来说多可减少三个数量。如果要想构筑纳米光子晶体，我们需要在λp尺度上实现周期性介电结构，传统方法中采用top-down技术来构建纳米光子晶体，该方法在加工和制造方面具有较大的限制和挑战。 2018年12月，美国哥伦比亚大学D.N. Basov教授在Science上发表了题为Photonic crystals for nano-light in moiré graphene superlattices的全文文章。研究者利用存在于转角双层石墨烯结构（twisted bilayer grapheme, TBG）中的莫尔（moiré）超晶格结构，成功构筑了纳米光子晶体，并利用德国neaspec公司的neaSNOM纳米高分辨红外近场成像显微镜研究了其近场光导和SPP特性，证明了其作为纳米光子晶体对SPP传播的调控。 正常机械解理的双层石墨烯是AB堆叠方式，但是，当把其中的一层相对于另一层旋转一个角度，就会形成AB和BA堆叠方式相间排列的莫尔超晶格结构，AB畴区和BA畴区之间是AA堆叠方式的畴壁，如图例1A所示。如果通过门电压对该双层石墨烯施加一个垂直电场，会在AB畴区和BA畴区打开一个带隙，从AB畴区到BA畴区堆叠次序的反转连同能带结构的反转则会在畴壁上形成拓扑保护的一维边界态，如图例1C。一维边界态的存在会使得畴壁上光学跃迁更加容易，表现为畴壁上增强的光导能力。研究者通过德国neaspec公司的neaSNOM高分辨率散射式近场红外光学显微镜对样品进行近场纳米光学成像，在近场光学振幅成像中观察到了转角双层石墨烯上六重简并的周期性亮线图案，成功可视化了这种光导增强的孤子超晶格网络。从近场光学振幅成像上可以看到孤子超晶格周期长度大约为260nm，据此，研究者推断对应的转角大约为0.06°。 图例1：散射式近场光学显微镜（neaSNOM）对转角双层石墨烯（TGB）进行近场纳米光学成像研究的结果。A:实验示意图（AB,BA,和AA表示石墨烯不同堆叠类型）；B：近场纳米光学振幅成像及TEM图；C:畴壁上电子能带结构。 不仅孤子超晶格的周期性和等离激元的波长相匹配，而且之前的研究表明，双层石墨烯中的孤子对SPP具有散射行为，转角双层石墨烯中规律的孤子结构所形成的周期性散射源恰好满足了作为纳米光子晶体的条件。接下来研究孤子超晶格对SPP的光子晶体效应，实验中研究者利用neaSNOM近场光学显微镜的针作为SPP发射源，并通过改变门电压和入射光波长改变SPP的波长，在该器件上同时得到了两组近场光学振幅图和相位图(如图例2B和2C)。从图中可以看到，λp=135 nm和λp=282 nm的情况下，近场光学振幅图和相位图表现出截然不同的周期性明暗图案，这种周期性明暗分布正是SPP在孤子超晶格传播过程中干涉效应的显现，近场光学振幅图、相位图和理论计算结果显示出的吻合性。对近场光学成像的傅里叶变换使得研究者可以进入动量空间研究其光子能带结构，结合模拟计算，对光子能带结构的研究表明，虽然孤子对SPP的散射较弱，还不足以形成纳米光学带隙，但是转角双层石墨烯中SPP的传播毫无疑问符合纳米光子能带色散行为。 图例2：散射式近场光学显微镜（neaSNOM）研究石墨烯超晶格中等离激元（SPP）传播近场光学成像结果。A,C: 通过改变门电压和入射光波长，λp分别为135nm和282nm下近场光学成像结果（同时获得近场光学振幅成像和相位成像）；B,D: 模拟计算结果。 在该项工作中，研究者利用转角双层石墨烯设计实现了石墨烯SPP纳米光子晶体，并利用德国neaspec散射式近场光学显微镜从几个途径进行了研究。先，畴壁区域增强的光导响应来源于孤子的一维拓扑边界态，neaSNOM近场光学显微镜以高的分辨率可视化了孤子超晶格网络。其次，双层石墨烯纳米光子晶体的主要参数（周期性、能带结构）可以通过改变转角角度和静电场等实现连续调控，这可以突破标准top-down或光刻等技术来构筑纳米光子晶体的限制和挑战。在电中性点附近，孤子被预言具有拓扑保护的一维等离激元模式，此时，双层石墨烯纳米光子晶体作为一维等离激元的二维网络载体，可能会展现出很有意思的光学现象。 特别值得指出的两点是：1.即使研究者通过0.06°的超小转角制造了高达260nm的孤子超晶格周期长度，如果没有neaSNOM近场光学显微镜高的空间分辨率（取决于针曲率半径，高可达10nm），清晰地看到孤子超晶格网络依然是非常困难的。2.neaSNOM近场光学显微镜具有的伪外差相位解调模块，可以同时实现高信噪比下的近场光学信号振幅成像和相位成像。该项工作中实验结果和模拟计算结果的吻合很好地证明了这一点。作为二维材料纳米光学领域为专业的研究工具，neaspec近场光学显微镜已经助力国际和国内多个研究机构在为的杂志发表了诸多研究成果。不仅是在纳米光学成像领域，neaspec开放兼容的设计使得它在纳米傅里叶红外光谱（nano-FTIR）、太赫兹（THz）、拉曼、荧光、超快、光诱导等多个领域均有广泛应用。

全自动洗瓶机是一种现代化的设备，主要用于洗涤、消毒和干燥各种规格、形状的瓶子 ，本次给大家带来的是喜瓶者推出的新品——喜瓶者Rising-F2穿墙式GMP洗瓶机清洗机 一、仪器性能1、清洗效果良好：采用更好的清洗技术，能够更好的清洗瓶子内外部的污垢和杂质，确保瓶子表面无油渍、无异味。2、消毒能力强：洗瓶机在清洗完成后还能进行高温杀菌消毒，有效地杀灭各种细菌和病毒，确保瓶子符合卫生标准。3、运行稳定可靠：采用电控技术和传感器控制系统，能够实现自动化控制、连续运行，具有运行稳定可靠的优点。4、适用范围广：该设备适用于各种规格、形状的瓶子，如瓶装饮料、药品、化妆品等行业。 二、仪器优点1、提高生产效率：能够实现连续运行，减少了人工操作和时间成本，提高了生产效率。2、产品质量：清洗效果好、消毒能力强，能够产品的卫生质量，提高消费者的满意度。3、降低成本：可以减少对劳动力的依赖，从而降低人工成本，同时也能够减少洗涤、消毒剂的使用量，降低原材料成本。4、环保节能：设备自动化程度高，能够实现资源的更好利用，同时也能够减少废水、废气的排放，保护环境，节约能源。 洗瓶机适用于各种规模的企业，特别是瓶装饮料、药品、化妆品等行业。在这些行业中，瓶子的清洗和消毒是非常重要的环节，直接关系到产品的卫生质量和市场竞争力。全自动洗瓶机的应用可以提高生产效率、产品质量，降低成本和环保节能。综上所述，全自动洗瓶机是一种稳定、可靠、环保的设备，具有广泛的应用领域和明显的优势。在未来的发展中，将有更多的企业采用该设备，不断推动行业向着智能化、自动化方向迈进。 仪器创新点 ：1、与第一代相比，清洗腔容积从480L提升至500L。 2、由原来较小的双层玻璃可视窗更换为整块的双层钢化加厚防爆玻璃，能够看见所有模块的清洗情况。 3、由原先的中间部分自动上升开门升级为整块自动上升开门，操作员操作更方便。 4、上下喷淋臂由单个主喷淋臂升级为主喷淋臂与边喷淋臂组合。仪器应用于实验室玻璃、陶瓷、金属或塑料等材质器皿的清洗及烘干，同时可以清洗容量瓶，进样小瓶，广口瓶、三角瓶、量筒、鸡心瓶、比色管、培养皿、移液管、试管、分液漏斗等。双开门直通装载，可穿墙式安装，可连接自来水和纯水两种水源，正常清洗流程为先用自来水和清洁剂进行加热主洗，然后用纯水对清洗物品进行漂洗。 基本参数型号Rising-F2电源380V材质内腔316L / 外壳：304总功率30KW加热功率27KW烘干功率≥1KW清洗温度50-95℃清洗腔容积500L清洗程序≥35清洗层数5层泵清洗流速≥1300L/min重量730KG外型尺寸（高*宽*深）2000*1250*1105 功能参数压模成型Y装载方式正面直通装载（洁净区/非洁净区）自动升降双门系统YICA模块Y蠕动泵≥2冷凝装置Y自定义程序Y7寸彩屏YRS232打印接口Y内置打印机opt电导率监测opt物联网模块opt 喜瓶者Rising-F2穿墙式洗瓶机清洗机将带给您方便快捷的清洁效果。 如您对产品感兴趣可通过仪器信息网联系我们！

为促进电子显微学研究、电镜应用技术交流，打破时空壁垒，仪器信息网邀请电子显微学领域研究、技术、应用专家，以约稿分享形式，与大家共享电子显微学相关研究、技术、应用进展及经验等。同时，每期约稿将在仪器信息网社区电子显微镜版块发布对应互动贴，便于约稿专家、网友线上沟通互动。专家约稿招募：若您有电子显微学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通（邮箱：yanglz@instrument.com.cn）。本期将分享张承青老师为大家整理的关于电镜实验室环境对电镜的影响的系列约稿经验分享，以下为系列之六，以飨读者。（本文经授权发布,分享内容为作者个人观点, 仅供读者学习参考,不代表本网观点）系列之六 低频振动环境改善《外部振动对电子显微镜的影响及处理》一文第一稿于2010年1月完成，本篇主要内容来自该文。以前从未署名投稿，本次做了一些补充修改，第一次署名。还是怕产生误解，再说明一下吧。首先我们来探讨一下电镜实验室低频振动的形成原因。在室外，如马路上、室外篮球场、操场等环境本人都曾经尝试过检测低频振动并试图发现是否存在共性。遗憾的是，从0到125赫兹频率范围内，1/3倍频程测试的包络线来看，不同的地方基本没有共性，所以结论是：这些室外环境的低频振动主要由环境物理振动产生，包括火车汽车、潮汐海浪、江河水流、远处的地下施工、甚至可能还有地球的物理震动等等。低频振动频率低、波长长，所以可以传递到很远地方而衰减不多。那么，建筑物内的低频振动是不是也是这个原因呢？大量的实测数据却显示建筑物内的低频振动主要不是由某处（不管是不是在同一建筑物内）传递过来的，而是主要由建筑物自身谐振造成的（一开始我自己也怀疑这个观点是否正确，带着疑问又继续收集归纳和总结了一百多个场地测试数据，最后还是只有用“建筑物自身谐振”来解释电镜实验室的低频振动才能说得通。实例1：多次开/关近旁的小型振动源，发现对测试结果基本没有影响，相信是牛顿第二定律F=ma所揭示的客观规律：振动源功率（F）太小，无法撼动数千吨的建筑、不能引发谐振。实例2：（实际上这不是某一次测试，许多次的测试都是同样结论，为叙述方便，都归纳到一个实例中）：哈尔滨某大学一楼（无地下室）、二楼、四楼、六楼和八楼的测试中发现，楼层越高振大；实例3：在苏州某半导体公司厂房内（二楼，该厂房结构粗大，相当结实）做对比测试：分别在柱边、墙边、梁边和房间正中央（该室约六十平方米，接近正方形）测试振动，结果惊讶地发现：基本相同！后来在不同城市不同建筑内测试，情况都是这样！实例4：很多测试都有一个共同结果，就是3～8Hz的振幅包络线产生一个峰值，其它频段则不然（或是没有峰值，或是峰值段无规律）。经向一位退休建筑师请教（当年天天坐公交车上班认识的，祝老先生健康长寿），我们分析是由于我国工民建标准造成，梁柱板墙规格、混凝土砂浆比例、进深开间配筋等等，这些因素致使3～8Hz的谐振构成谐振峰！实测数据还推翻了之前我以为房间中间振动会比其它地方大的错误认识，并且进而得出“低频微振是整个楼房的谐振”这一推论。在所谓“条式楼”的测试中也多次发现沿楼房长轴方向的水平振动，明显会比短轴方向小；实例5：在某大学一楼（无地下室）、二楼、四楼、六楼和八楼的测试中发现，楼层越高振大；结论：多次测试结果都证明，低频振动主要是由该建筑的谐振造成。中国的工民建规范基本一致（层高、进深、开间、梁柱截面、墙、地梁、筏板，等等），虽然有差别，但是不大，特别是对于低频谐振来说，大致可以找到共性。一般来说有如下规律：1.建筑平面形状为条式和点式的建筑，其低频谐振都比较大；其它如工字型、王字形、L形、八字形、H形、口字型、日字形等等低频谐振都较小；2.最常见的条式楼里沿长轴方向的振动往往明显比短轴方向小；3.同一建筑内，没有地下室的一楼振动最小，楼层高越高振动越差，有地下室的一楼振动与二楼接近，地下室最下层振动最小；4.垂直方向的振动比水平方向大且与所在楼层无关（当然是在同一楼层测试比较）；5.楼板越厚，则振动的垂直方向与水平方向相差越小（我曾经多次从测试数据成功推测出楼板厚度），绝大多数情况下振动的垂直方向比水平方向大；6.除非有某个大型振动源，同一层建筑的振动都基本相同，无论是房间中间，或者是靠近墙边、靠近柱子、横梁上方等各处，都基本一样（注意，即便在同一位置不动、间隔几分钟再测试，极可能数值都是不完全一样的，个别频点可以相差百分之五十以上）。好了，既然我们现在明白了低频振动的来源和特点，那就可以有针对性的采取改进措施和提前预估某环境的振动情况啦。由于改善低频振动成本较高，有时受环境条件限制，某些方法完全不能应用（参见下面的讨论），所以实际工作中，经常是选择/更换较好场地做电镜实验室来得事半功倍。下面我们讨论一下低频振动的影响和解决方案。20Hz以下的低频振动对电子显微镜的干扰影响很大，参见以下两图。图一 图二图一与图二是由同一台扫描电镜拍摄的高分辨图像（均为300kx）。但是因为存在振动干扰，图一的水平方向（分段）有明显的毛刺，并且图像的清晰度和分辨率明显下降。消除了振动干扰后得到同一样品的图像为图二（有没有“赏心悦目”的感觉？）。如果测试结果表明准备安装电镜的场所振动超标，则必须采取适当措施，否则电镜厂家不能保证电镜安装后的性能可以达到最佳设计标准。一般可以选择混凝土减震台（Anti-Vibration Foundation）、被动式减震器(Passive-Vibration Isolation Platform)、主动式减震器(Active-Vibration Isolation Platform)等几种方法来改善或解决。混凝土减震台需要现场施工，且必须采取特殊方法（底部和周围有弹性软垫层等），一般的土建施工方法有可能反而增加低频（20Hz以下）振动。施工中有大量土建材料进出难免影响周围环境。混凝土减震台的示意图见图三。图三质量在50吨左右的混凝土减震台，其减振效果一般可以达到2Hz以上约-2～-10dB。混凝土减震台的质量越大减振性越好，条件允许的情况下应尽可能大些（经多地多次实测，小于5吨的减震台在1～10Hz低频段内有谐振，反而增大了振动；小于20吨的基本无效，能够起到减振效果的须大于30吨，暂无30～40吨的数据，尽量不要低于50吨；北京某大学一两百吨减震台效果良好；重庆某研究所，地面混凝土直接做在巨大山石上，环境极差，但测得振动值极小）。在被动式减震器中，一般常用的橡胶、钢弹簧、空气弹簧（汽缸）等方式的减震器因为它们在20Hz以下的低频段效果很差，甚至往往由于谐振反而加大了振动，所以不考虑采用。只有磁力减震器的低频效果尚可，但是其性能还是远不如主动式减震器（与混凝土减震台的减振效果相近）。图四是几种减震方式的效果比较。图四 几种减震方式的振动传输特性比较仔细观察图四，我们有以下结论：1．碳素钢弹簧的谐振频率（fh）大约为50Hz，在70Hz以下的低频段不但没有减震效果，反而由于谐振而加大了震动。橡胶垫的fh大约为25Hz，在35Hz以下的低频段不但没有减震效果，反而由于谐振而加大了震动。2．小于5吨的混凝土减震台在10Hz以下有谐振加大振动，还不如不做。3．空气弹簧的fh大约在15Hz左右，在25 Hz以上有较好的减震性，在40 Hz以上有良好的减震性，所以被广泛应用于光学平台等精密仪器设备的减震。但是它在20 Hz以下同样有较大的谐振，所以不宜作为电镜减震的选项（有些电镜内部采用空气弹簧减震，相信那是不得已而为之）。在做低频减震处理时，以上几种减震方式不要考虑选用。4．磁力减震器低频减震效果尚可，要求不高的情况下可以选用。5．各种主动式减震器效果都是相当好的。它们的谐振频率可以低到1 Hz以下，2～10Hz的减震效果可以达到-10～-22dB，非常适用于对低频段减震要求较高的场合。（据说最新科技产品“超级橡胶”有具良好减震性能，看到电视上说已在港珠澳大桥上应用，很想能搞一小块来测试一下是否可以应用在电镜方面，但是朋友答应的样品迄今不见踪影。有人能帮我搞块样品吗？先谢了。）一般我们认为，对于电镜来说20 Hz以下的低频振动影响大并且难以防范。由于绝大多数人不能感受到20 Hz以下的低频振动，所以经常发生明明有较大的低频振动，却因为感觉不到而误认为没有什么振动。被动式减震是利用减震设施的质量、固有振动传递特性等物理性能来达到隔阻和减弱外部振动对电镜的影响。被动式减震器的工作原理可参考图五。图五主动式减震器的工作原理与被动式相比有很大差异。各种类型的主动式减震器工作原理基本相同，都是由一个三维探测器检测到三维方向传来的外部振动后，由PID控制器发出等幅反相的控制信号，再由执行机构产生等幅反相的内部振动来抵消（或减弱）外部振动的干扰。主动式减震器的工作原理可参考图六。图六主动式减震器一般常用的有压电陶瓷式、空气式、电磁式等。它们的区别主要是执行机构不同，而三维探测器和PID控制器基本都大同小异。压电陶瓷式：利用压电陶瓷的晶体压电效应产生等幅反相的三维内部振动。空气式：由PID控制器控制进（排）气阀，连续可控的压缩空气在特殊的汽缸内产生等幅反相的三维内部振动。电磁式：PID控制器分接控制三组电磁铁产生等幅反相的三维内部振动。主动式减震器的减振效果可以达到20Hz以上约-22～-28dB（实测过许多号称可以达到-38dB的，但是，只能说：抱歉）。不同形式的主动式减震器价格亦有较大的差异。各种减震器一般在电镜就位安装之前准备好，与电镜同时安装。另外在某些特定的条件下，减震沟也可以取得较好的减震效果。图七是减震沟有效的情形。图七 图八是减震沟无效的情形。 图八一般来说，减震沟越深减振效果越好（减震沟宽度对减振效果影响不大）。常见的几种减震方法对比参见下表：电镜减震，与处理桥梁、楼宇、风振、地震等有些共通之处，但是区别更大，绝不能生搬硬套。目前国家在低频微震领域还没有必须的相关理论依据、设计规范、设计标准、设计案例、各个工民建设计单位基本都没有配备专业检测仪器，所以，和前面讨论过的低频电磁屏蔽一样，当前没有“有资质的设计部门”来做专业设计。2020.11张承青作者简介作者张承青，退休前在某电镜公司工作多年，曾经做过约两千个（次）电镜环境调查、测试，参与多个电镜实验室设计及改造设计规划，在低频电磁环境改善和低频振动改善等方面有些体会，迄今仍在这些方面继续探索。附1：张承青系列约稿互动贴链接（点击留言，与张老师留言互动）： https://bbs.instrument.com.cn/topic/7655934_1附2：张承青系列约稿发布回顾拟定主题发布时间文章链接序言 电镜实验室环境对电镜的影响2020年10月13日链接系列之一 电子显微镜实验室环境调查的必要性2020年10月15日链接系列之二 电镜实验室的电磁环境改善2020年10月20日链接系列之三 低 频 电 磁 屏 蔽 实 践2020年10月22日链接系列之四 主动式低频消磁系统2020年10月27日链接系列之五 几种改善电磁环境方法比较2020年10月29日链接系列之六 低频振动环境改善2020年11月3日链接系列之七 谈谈电子显微镜的接地2020年11月5日链接系列之八 温度湿度和风速噪声2020年11月11日链接… … … … … … 附3：相关专家系列约稿安徽大学林中清扫描电镜系列约稿

微型激光测振仪在超声领域的应用最近几年，超声技术在各个领域的应用越来越多，比如利用超声波原理进行医学治疗的设备也在临床实践中被广泛应用。医学超声设备主要是基于高频振动波（超声波）传入人体组织，并在局部产生热效应、机械效应和空化效应，引起目标组织的改变，从而达到治疗的目的。昊量光电全新推出的微型激光测振仪是一种非接触式的振动测量仪器，能够精确测试医学超声设备的超声振动特性和模态，在产品的研发、质检和性能优化过程中起到了至关重要的作用。激光测振仪在医学超声领域的应用具有如下优势：1、激光聚焦光斑小、空间分辨率高，能够快速定位并测量超声手术刀、洁牙器等小尺寸超声器件；2、采用非接触式的测量方法，高效便捷，可以快速检测产线上的超声设备性能，确保产品一致性，甚至可以检测超声设备在工作状态下的超声波输出特性，更加真实地反映设备的实际使用性能；3、超声检测带宽大，最高可检测5MHz左右的高频超声，同时能满足20pm以下的微弱振动分辨率要求，检测精度极高；4、集成式光学自研芯片，无需额外控制器，体积小巧使得安装测试变得更加便捷，提高测量精准性！一、 超声换能器测振超声换能器是一种将电磁能转化为机械能（声能）的装置，通常由压电陶瓷或其它磁致伸缩材料制成，常见的超声波清洗器、超声雾化器、B超探头等都是超声换能器的应用实例。针对超声领域应用需求，昊量光电全新推出了一套完整的台架式超声振动测量仪。作为这款测量仪核心部件的激光传感器，利用了集成光学技术将原有复杂光学元器件集成于微小芯片中，结合具有自主知识产权的调频连续波（FMCW）相干光检测原理，以小型集成化的设计模式，实现了传统复杂大型设备的测量能力。测试：20kHz 频率功率换能器，工作距离：375px振动图谱：在换能器在各个位置的测量结果。当换能器频率在 Mhz 附近时，幅度测量对测量精度的要求大大提高。结果显示，昊量测振传感器能很好的分辨振幅的实时波形，得到 nm 级的测量精度。二、 超声手术刀超声手术刀是一种通过激发20 kHz~60 kHz 超声振动的金属探头（刀头），对生物组织进行切割、消融、止血、破碎或去除的外科手术仪器。超声手术刀的工作性能一般与刀头的超声输出功率、频率直接相关，因此对刀头的超声特性探测至关重要。超声手术刀的刀头尺寸一般为5-10 mm，这种小尺寸结构很难采用接触式传感器测量其超声特性，而激光测振仪则可以轻松将激光聚焦到刀头位置，精确测量超声振幅与频率。三、 超声洁牙器 超声洁牙器主要工作原理是：将高频振荡信号作用于超声换能器，利用逆压电效应（或磁致伸缩效应）产生超声振动并传递至工作尖，工作尖受到激励产生共振，利用工作尖的超声波共振可以将牙齿表面的菌斑、结石或牙周表面的细菌等清除。依据我国医药行业标准（YY 0460-2009）和国际电工委员会标准（IEC 61205：1993）,超声洁牙器工作尖的超声输出特性是重要的检测指标。常规超声洁牙器工作尖振动频率主要设计范围在18 kHz~60 kHz，其中以42 kHz工作频率最为常见。同时工作尖尺寸往往较小（＜1mm），无法采用传统的接触式振动传感器进行检测。因此，对于超声洁牙器振动性能的检测，通常采用激光测振仪完成，其非接触式的检测方式便于开展产线上产品的逐个检测，是产品良率和一致性的有力保障。某品牌的洁牙器尖端测振四、 超声焊接 超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz 电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。五．技术参数介绍昊量光电全新推出的微型超声测振仪光学元件集成化可以实现更加复杂的设计和更多的功能。集成光学芯片可以在一个单一的光学基底上包含数十到数百个光学元件，包括激光器、调制器、光电探测器和滤波器等。相对于传统基于分立器件的多普勒测振仪，MV-H以其低功耗、高性能、小型化的优势，为客户带来了低成本、便于集成的解决方案，也为激光振动传感器的广泛应用奠定了基础。1.产品参数指标2.软件功能完善3.丰富的配件可选上海昊量光电作为这款微型超声测振传感器在中国大陆地区蕞大的代理商，为您提供专业的选型以及技术服务。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

人类认识真理的过程就像剥洋葱，由表及里一层层递进。 反映到对化学反应过程的认识，一开始，人们通过物质的形、色等外在表象认识化学反应。正如现代化学之父拉瓦锡重复的经典“氧化汞加热”实验一样，氧化汞由红色粉末变为液态的金属汞，这个显著的变化意味着反应的发生。即使到了近现代，仪器分析手段越来越多样，我们做常用的分析手段也是通过物质外在状态的变化进行观察，或者利用各类显微镜及X射线衍射仪观察物质的结构变化。 拉瓦锡之匙拉瓦锡对化学反应中物质的质量、颜色、状态变化的观察，犹如在重重黑暗中，找到了打卡化学之门的那把钥匙。 元素周期表 到19世纪，道尔顿和阿伏加德罗的原子、分子理论确立，门捷列夫编列了元素周期表。原子、分子、元素概念的建立令化学豁然开朗 自从用原子-分子论来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。正是随着对不同元素的各种微粒组合变化的认识发展，化学的大门终于被打开。伴随金属键、共价键、离子键、氢键等各种“键”概念的提出，人们逐渐认识到各种反应的本质是原子或分子等微粒间的力学变化。于是，对反应的观测需要微观下的力学测量工作。 作为专门利用极近距离下极小颗粒间作用力工作的原子力显微镜，此事展现了自身巨大优势。无论是直接测试不同分子间的作用力，还是利用力的测量完成表面形貌的表征，原子力显微镜以高分辨率出色地完成了任务。 对于一些生物样品，例如脂质膜，因为其是由磷脂分子构成的单层或双层结构，极其柔软，因此其表面作用力极其微弱。从测试曲线上可以看出，脂质膜对探针的力只有约1pN，但是原子力显微镜的测试曲线上可以很清晰地捕捉到这个变化。 有趣的是，人们对真理的发掘，是由表及里的。但是利用原子力显微镜对化学反应本质的发现，却是由内而外的。 原子力显微镜基本是被作为一种表面分析工具使用的。这使其只能用来观察反应前后固相表面的结构变化，或者通过固相表面的各种属性，如机械性能、电磁学性能等侧面论证反应的发生。而要真正观察到反应的过程，是要对界面层进行观测的。因为几乎所有的反应，都是发生在两相界面处的，表面只是最终反应结果的呈现。 在界面处，反应发生时，原有的原子/分子间的作用力——也就是各种“键”，因为电子的状态变化（得失或者偏移）无法维持原有的稳定性，从而导致了原子/分子的重新排列，直到形成了新的力学稳定态——也就是新的“键”形成后，反应结束。这个过程的核心就是原子/分子间的“力的变化”。 反应的本质——微粒间力的分分合合 当化学科学的车轮推进到纳米时代，当探索的前锋触摸了两相界面，当理论的深度深入到动力学的研究。原子力显微镜是否能够当此重任呢？ 能。但是需要一番蜕变。 界面处的力梯度有两个特点。一是更为集中，一般在0.3nm-1nm左右的范围内会有2-4个梯度变化；二是更为微弱，现在的原子力显微镜可以有效捕捉皮牛级的力变化，但是在表征界面时依然分辨率不足，需要的分辨率要提高1-2个数量级。 新的需求引导了新的技术蜕变。调频模式的成熟化，几乎完美应对了界面处的力梯度特点。一方面，只有几个埃的振幅可以有效对整个界面区进行表征，另一方面，检测噪音压低到20 fm/√Hz以内，保证了极高的分辨率。 岛津调频型原子力显微镜SPM-8100FM 例如对固液界面的观察。我们都知道，因为在固液界面处，因为液体分子和固体表面分子的距离不同，会形成不同的作用力，如氢键、偶极矩、色散力等。因此形成的液体分子的堆积密度会有不同。这种液体分子的分层模型，是润滑、浸润、表面张力等领域的底层原理。但是长期以来，这些理论只存在于数理模型和宏观现象解释之中，没有一个合适的直观观测工具。 界面观测之牛刀小试 岛津的SPM-8100FM的出现，将固液界面的高效表征变成了现实。上图右侧就是云母和水的界面处，水分子的分层结构，在约0.6nm的范围内，可以清楚看到3个分层。 具体到现实应用中，对表面润滑的研究很适合采用这种分析工具进行定性定量化测试。使用SPM-8100FM对润滑油中氧化铁表面上所形成的磷酸酯吸附膜进行分析。 图示为4组对照实验，分别是仅使用PAO（聚α-烯烃）和添加了不同浓度的C18AP（正磷酸油酸酯）的润滑油。 在未添加C18AP的PAO中，观察到层间距离0.66 nm的层状结构。通过这一层次可以看出，PAO分子在氧化铁膜表面上形成了平行于表面的平坦的覆层。随着C18AP浓度不断增加，从0.2 ppm到2 ppm后，层状结构开始消失，最后在20 ppm和200 ppm时完全观察不到。层状结构消失表明PAO分子定向结构被C18AP取代，在基片上形成了吸附膜。随着C18AP浓度不断增加，氧化铁基片表面逐渐被吸附膜覆盖。 对照使用摆锤式摩擦力测试仪测量获得的钢-润滑油-钢界面的摩擦系数。在添加C18AP浓度到达20 ppm后，PAO的摩擦系数大大降低。和微观界面表征的结果非常吻合。 由此可见，使用SPM-8100FM对润滑油-氧化铁界面实施滑动表面摩擦特性分析评估，可有效加快润滑油开发进度。 技术的发展推动了科学的进步，科学的发展也渴求更多的技术发展。原子力显微镜表征技术由表面向界面的延伸，一定会有力地推动对化学由表象向本质的探索。岛津将一如既往地尽其所能，提供帮助。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

对称性是影响物理系统各项性质的一个基础因子。由于维度的降低，原子层厚度的范德华材料是研究对称性调控量子现象的天然平台。二维层状磁体材料中，磁序是对称性调控的一个额外自由度。有鉴于此，近期，美国华盛顿大学的许晓栋教授课题组在《自然-物理》杂志上发表了低温强磁场拉曼光谱研究单层与双层CrI3晶体材料磁振子的工作，验证了对称性在二维材料体系中对磁振子的实际影响。单层CrI3材料中存在两种自旋波（见图1），一种是面内声学模式，另一种是面外的光学模式。之前文章中理论预计该自旋波隙大约是0.3-0.4 meV（2.4-3.2 cm-1）, 原则上可被拉曼光谱探测到。图1. (a-b)单层CrI3材料的两种自旋波，a)面内声学模式，(b)面外光学模式；(c) 单层CrI3的反射磁圆二色性成像图（内置图左，单层CrI3的光学照片）； (d-f)单层CrI3的低温强磁场拉曼光谱数据，磁场分别为0T, -4T, 4T。图1d数据显示在无磁场时候，由于瑞利光的存在，拉曼光谱无法测到信号，而当施加强磁场时，低波数拉曼可以明显观测到拉曼信号（见图1e,1f）。并且通过分析，证实了测量得到的斯托克斯与反斯托克斯低波数拉曼信号完全符合光学选择定则。通过分析拉曼峰随磁场变化的数据（图2a-b），研究者发现拉曼峰位与磁场强度成线性关系，分析表明拉曼信号反应的是二维材料CrI3的磁振子信息。计算得到单层CrI3在无磁场时的自旋波隙是2.4cm-1 (0.3meV)，与理论预测完全吻合。而拉曼信号随温度升高（见图2c），信号强度越来越弱。图2. (a-b): 单层CrI3拉曼信号随磁场强度关系图。(c): 拉曼信号随温度变化图，磁场为-7T。(d): 单层CrI3中的光学选择定则示意图。图3. (a) 双层CrI3在6T下的拉曼光谱，(b): 双层CrI3拉曼信号随磁场强度关系图。(c): 双层CrI3拉曼光谱随磁场变化数据，在0.7T左右磁场有反铁磁与铁磁转变。双层CrI3与单层CrI3不同，双层CrI3中同时存在反铁磁与铁磁态。图3a是双层CrI3在6T磁场下的拉曼数据。双层CrI3在强磁场下表现类似铁磁态的单层CrI3，拉曼信号与磁场强度成线性关系（见图3b）。通过分析拉曼信号（见图3c）与磁圆二色性 (RMCD）信号，表明双层CrI3在在0.7T左右磁场有反铁磁与铁磁转变。文章中，作者使用了德国attocube公司的attoDRY2100低温恒温器来实现器件在低温度1.65K下通过磁场调控的低温拉曼光学实验。文章实验结果表明CrI3晶体是研究磁振子物理和对称性调控磁性器件的理想候选材料。图4：低振动无液氦磁体与恒温器—attoDRY系列，超低振动是提供高分辨率与长时间稳定光谱的关键因素。https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C377018.htm attoDRY2100+CFM I主要技术特点：+ 应用范围广泛: PL/EL/ Raman等光谱测量+ 变温范围：1.8K - 300K+ 空间分辨率： 1 μm+ 无液氦闭环恒温器+ 工作磁场范围：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁体可选)+ 低温消色差物镜NA=0.82+ 精细定位范围： 5mm X 5mm X 5mm @ 4K+ 精细扫描范围：30 μm X 30 μm@4K+ 可进行电学测量，配备标准chip carrier+ 可升到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、SHPM等功能 参考文献：[1] Xiaodong XU et al, Direct observation of two-dimensional magnons in atomically thin CrI3, Nature Physics, (2020)

量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象。科学家发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现了量子霍尔系统的能带结构和系统的边界态密切相关即存在体相与边缘的对应，并利用陈数（Chern number）来区分不同的拓扑结构，以陈绝缘体来描述相关拓扑物态。陈绝缘体材料可通过第一性原理计算预测以及实验合成并检测，过去几年出现了系列创新性成果，有望发展出具有实用价值的器件。随着量子系统调控技术的发展，研究利用各种人工可控量子系统来模拟陈绝缘体并揭示其性质。超导量子计算系统具有运行稳定、通用性强的优势，将是模拟陈绝缘体的理想平台。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心，与北京量子信息科学研究院、南开大学、华南理工大学、日本理化学研究所等合作，利用集成有30个量子比特的梯子型量子芯片，实现了具有不同陈数的多种陈绝缘体的模拟，并展示了理论预测的体边对应关系。该团队制备了高质量的具有30比特的量子芯片，在实验中精确控制其量子比特之间的耦合强度，并降低比特间串扰，（图1、2），实现了一维和梯子型比特间耦合的构型。 该团队设计模拟方案，将二维陈绝缘体格点模型的一个维度利用傅里叶变换映射为人工控制相位，从而用一维链状量子比特来实现其模拟（图3）。 基于同样的思想，双层二维陈绝缘体则可以利用两个一维链状平行耦合，形成梯子型比特间耦合的量子芯片实现，而人工维度相位控制还可实现双层陈绝缘体不同的耦合方式。这样便实现了不同陈数的陈绝缘体。该工作通过激发特定量子比特、测量不同本征态能量的方案，直接测量拓扑能带结构（图4）并观测系统拓扑边界态的边界局域的动力学特征，在超导量子模拟平台证实了拓扑能带理论中的体边对应关系（Bulk-edge correspondence）（图5）。此外，利用全部30个量子比特，在超导量子模拟平台上通过模拟双层结构陈绝缘体，实验上首次观察到具有零霍尔电导（零陈数）的特殊拓扑非平庸边缘态（图6）。此外，实验上探测到具有更高陈数的陈绝缘体。该研究通过精确控制超导量子比特系统及读出的技术方案，实现对量子多体系统拓扑物态性质的复现与观测，并表明30比特梯子型耦合超导量子芯片的精确可控性。相关研究成果以Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor为题，发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14,5433 (2023)】上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。图1. 30比特梯子型量子芯片耦合强度信息。（a）15比特实验中测量到的量子比特间（最近邻和次近邻）的耦合强度信息。（b）30比特实验中测量到的量子比特间（最近邻、次近邻和对角近邻）的耦合强度信息。图2. Z串扰矩阵。Z串扰系数矩阵，每个元素代表着当给横轴比特施加1 arb.units幅度的 Z方波时，纵轴比特感受到的方波幅度，后续将根据该系数矩阵进行Z方波矫正。图3. 30比特梯子型量子芯片以及映射AAH模型的实验波形序列。（a）超导量子处理器示意图，其中30个量子比特构成了梯子型结构。（b）通过在y轴进行傅里叶变换，将二维霍夫施塔特（Hofstadter）模型映射为一系列一维不同配置的 Aubry-André-Harper (AAH) 模型的集合。（c）通过改变合成维度准动量Φ用以合成一系列AAH模型的量子比特频率排布，其中b=1/3。（d、e）用以测量动力学能谱（d）和单粒子量子行走（e）的波形序列。图4. 动力学光谱法测量具有合成维度的二维陈绝缘体的能谱。（a）对应于Q8的随时间演化的数据，其中b=1/3，Δ/2π=12MHz，Φ=2π/3。（b）利用15个量子比特响应函数得到的傅里叶变换振幅的平方。（c）沿着比特维度将傅里叶变换振幅的平方求和。（b）利用15个量子比特参数数值计算求解的二维陈绝缘体的能带结构，其中，b=1/3，Δ/2π=12MHz。（e、f）对于不同的Φ，实验（e）和数值模拟（f）得到的能谱对比。图5. 拓扑边界态的动力学特征以及拓扑电荷泵浦。（a1-3）分别激发Q1（a1）、Q8（a2）、Q15（a3）测量到的激发态概率的时间演化，其中，b=1/3，Δ/2π=12 MHz，Φ=2π/3。（b1-3）分别利用Q1（b1）、Q8（b2）、Q15（b3）作为目标比特测量得到的能谱部分信息。（c1-c3）激发中间比特Q8，测量得到的对应于向前泵浦（c1），不泵浦（c2）和向后泵浦（c3）的激发态概率演化，其中，Δ/2π=36MHz，初始Φ0= 5π/3。（d）根据图（c1-c3）计算得到的质心随着泵浦周期T的变化。图6. 利用全部30个量子比特模拟双层陈绝缘体。（a、b）实验测量的对应于相同Δ↑(↓)/2π=12 MHz（a）和相反 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（b）周期性调制的两条AAH一维链的构成的双层陈绝缘体的能谱，黑色虚线为对应的理论预测值，其中，b=1/3。霍尔电导定义为对所有被占据能带的陈数Cn的求和：σ= ∑nCn ，其中定义e2/h=1。（c、d）选择Q1,↑和Q1,↓为目标比特测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=12 MHz（c）和相反Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz。（d）周期性调制系统的能谱的部分信息。（e-g）当激发边界比特（Q1,↑ 或 Q1,↓），测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=0 MHz（e），Δ↑(↓)/2π=12 MHz（f）和 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（g）的占据概率时间演化。

| - 为什么你需要一个实验室洗瓶机在实验室工作的人都知道，洗涤实验器材是一项繁琐且重要的任务。 很多实验室会购买实验室洗瓶机来简化这项工作。在这篇文章中，我们将探讨为什么你需要一个实验室洗瓶机以及如何选择合适的实验室洗瓶机。首先，让我们明确一点：实验室洗瓶机可以为你节省大量的时间和精力。你不需要手工洗涤每一个实验器材，而是可以将所有器材放入实验室洗瓶机内，按下按钮，就能完成一天的洗涤工作。此确保器材的洁净度达到标准，避免实验结果的偏差。说到如何选择合适的实验室洗瓶机，我们需要考虑实验室的需求和预算。首先，你需要确定你需要一个多大的洗瓶机，比如是单层，双层、还是三层，甚至是大型清洗设备，这取决于你需要洗涤多少实验器材。其次，你需要考虑一些基本参数，比如洗涤时间、温度、洗涤剂浓度等，这些都会影响洗涤效果。最后，你需要考虑预算问题，确定你可以承担的价格范围。总之，实验室洗瓶机可以为你的实验室带来不少好处。它可以减少实验人员的大量洗涤工作，确保实验器材的洁净度，并提高实验结果的准确性。在选择实验室洗瓶机时，你需要根据实验室的需求和预算，选择一个适合的机型。

喜瓶者Aurora-F2全自动洗瓶机器皿清洗机应用于实验室玻璃、陶瓷、金属或塑料等材质器皿的清洗及烘干，同时可以清洗容量瓶，进样小瓶，广口瓶、三角瓶、量筒、鸡心瓶、比色管、培养皿、移液管、试管、分液漏斗等。喜瓶者Aurora-F2全自动洗瓶机器皿清洗机 可连接自来水和纯水两种水源，正常清洗流程为先用自来水加热与清洁剂进行主洗，然后用纯水对清洗物品进行漂洗，它将带给您方便快捷的清洁效果。 基本参数型号Aurora-F2电源220V/380V不锈钢材质（内/外）316L/304总功率5KW/11KW加热功率4KW/9KW烘干功率2KW清洗温度50-95℃清洗腔容积≥198L清洗程序≥35清洗层数2（培养皿3层）泵清洗流速≥600L/min重量185kg外形尺寸（高宽深）995×617×765mm 功能参数压模成型Y装载方式前开式ITL感应自动门YICA模块Y蠕动泵≥2冷凝装置Y自定义程序YOLED屏YRS232打印接口Y电导率监测opt物联网模块opt 订购信息货号产品名称型号描述GW3000AF2实验室器皿清洗机Aurora-F2加热功率：3KW,带热风烘干GW9000AF2实验室器皿清洗机Aurora-F2加热功率：9KW，带热风烘干MG5013碱性助剂AL5L/桶MG5014酸性助剂ANL5L/桶MG5015开瓶器M-901塑料杭州喜瓶者公司，以技术创新为依托，研发生产了多款精密洗瓶机以满足广大用户的需求。具备便捷高效、美观大方的优点，喜瓶者Aurora-F2实验室全自动洗瓶机可双层四模块清洗多种实验室器具，小体积大容量，节约空间，提升实验室美观度； 创新点：新增创新技术一：ITL感应技术祥细描述：自动关门：舱门到一定位置后，仪器自动识别，舱门扣与定位扣连接后自动关门，无需手动推送自动开门：清洗完成后自动开启舱门定位扣，并推送舱门到指定位置，舱门开启后定位扣自动归位，有助于清洗后器皿的降温及自动晾干重要性：1、全自动门锁具有关门力量恒定2、比人工手动关门具有标准性3、省去人工手动关门的动作4、比手动关门更加紧闭，对清洗过程中的高温清洗更加安全，防止漏水。新增创新技术二：篮架识别系统并自动调节水量篮架识别系统的特点节约用水 节约清洁剂提高清洗效率 节约清洗成本喜瓶者Aurora-F2全自动洗瓶机器皿清洗机

|作者：彭金波1,2,† 江颖3,4,††(1 上海交通大学 李政道研究所 )(2 上海交通大学物理与天文学院 )(3 北京大学物理学院 量子材料科学中心 )(4 北京大学轻元素先进材料研究中心 )本文选自《物理》2023年第3期摘要：扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜，其利用尖锐的针尖逐点扫描样品，可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性，改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来，qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平，为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理，然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用，最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。关键词：扫描探针显微镜，原子力显微镜，qPlus力传感器，高分辨成像，原子分辨01原子力显微镜的诞生显微镜是人类认识微观世界的最重要工具之一。光学显微镜的诞生让人们第一次看到了细菌、细胞等用肉眼无法看到的微小物体，从而打开了崭新的世界。然而，由于光学衍射极限的限制，光学显微镜的空间分辨率一般局限于可见光波长的一半左右(约300 nm)，很难用于分辨纳米尺度下更细微的结构，更无法用于观察物质最基本的原子结构排布。要想进一步提高探测的空间分辨率，一种途径是减小探测波的波长，比如扫描电子显微镜就是利用波长更短的电子波来进行成像。另一种途径是采取近场的局域探测，比如近场光学显微镜及其他基于局域相互作用探测的扫描探针显微镜。可以想象，要想获得更高的空间分辨率，就需要对样品的探测更加局域，即“探针”尖端足够尖，最好只有探针和样品最接近的几个原子能够发生相互作用，“感受”到彼此。这种相互作用可以是电子波函数的交叠或者原子作用力等。1981年，Binnig和Rohrer发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope，STM)，STM是基于探测针尖和样品之间的隧道电流来进行空间成像的工具。由于隧道电流正比于针尖尖端几个原子与衬底原子的电子波函数的交叠，对针尖与样品之间的距离非常敏感，因此可以获得原子级的空间分辨率。STM的发明，使得人们可以在实空间直接观察固体表面的原子结构，因此荣获1986年的诺贝尔物理学奖[1]。然而，STM依赖于隧道电流的探测，无法用于扫描绝缘样品，因此使用范围受到了极大的限制。有趣的是，在早期的STM实验中，研究人员发现当针尖和样品比较近而出现隧道电流时，会同时产生较强的相互作用力。Binnig意识到通过测量针尖与样品原子之间的相互作用力也可用来对样品表面成像。1986年，他提出了基于探测针尖和样品之间原子作用力的新型显微镜——原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)[2]，并随后与Quate和Gerber搭建出了第一套可以工作的AFM[3]。三人于2016年获得了Kavli纳米科学奖。AFM是基于针尖与样品之间原子作用力的探测，不需要样品具有导电性，因而可以用于研究包括金属、半导体、绝缘体等多种材料体系，大大弥补了STM的研究局限。此外，AFM还可以在大气和液体环境中工作，具有很好的工况条件和生物体系兼容性。这些优势使得AFM成为纳米科学领域使用最广泛的成像工具之一。然而，AFM并不像STM那样在发明之初就获得了原子级分辨率，而是直到5年之后(1991年)，惰性固体表面的原子分辨成像才得以实现[4，5]。近年来，由于qPlus力传感器的引入，AFM的空间分辨能力得到了极大的提升。通过针尖修饰，人们可以更加容易地获得原子级成像，甚至实现氢原子和化学键的超高分辨成像。接下来，本文将简要介绍常见AFM的基本工作原理，然后着重介绍基于qPlus力传感器的AFM(简称qPlus-AFM)及其在各种体系中的应用，最后展望qPlus-AFM在物理和其他领域的潜在应用和面临的挑战。02常规AFM的原理和工作模式介绍2.1 AFM工作的基本原理目前使用最为广泛的是激光反射式AFM，其典型的结构示意图如图1(a)所示[6]。最核心的部分是力传感器，它一般是一个由微加工技术制备的可以振动的悬臂(常用的材料是硅或者氮化硅)，悬臂的末端有一个与悬臂梁一体的尖锐针尖，悬臂的背面镀有一层金属以达到镜面反射。当一束激光照射到悬臂上，光斑被反射到一个对光斑位置非常敏感的光电探测器上。当针尖扫描样品表面时，由于针尖与样品之间存在相互作用力，悬臂将随样品表面形貌的起伏而产生不同程度的弯曲形变，因而反射光斑的位置也会发生变化。通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。图1 AFM工作的基本原理[6] (a)典型激光反射式AFM的结构示意图；(b)超高真空下针尖与样品的相互作用力Fts及各成分力与针尖—样品距离z的关系2.2 原子力的分类在超高真空环境中，针尖与样品之间的相互作用力(Fts)与针尖—样品距离z之间典型的关系曲线如图1(b)所示。Fts大致可以分为长程力和短程力，长程力通常包括范德瓦耳斯力和静电力等，其衰减长度一般为几纳米或者几十纳米。短程力主要包括来自针尖和样品之间形成化学键的作用力和由于针尖—样品电子云交叠产生的泡利排斥力，其衰减长度一般约为0.1 nm左右。长程力对距离不敏感，很难分辨较小的表面起伏，要想获得较高的空间分辨率，需要让短程力的贡献占主导。在特殊的环境下，针尖和样品之间的相互作用力还包括机械接触力、毛细力、磁场力、卡西米尔力、水合力等。2.3 AFM的主要工作模式AFM有多种工作模式，通常分为静态模式和动态模式，后者包括非接触模式和轻敲模式两种(图2(a))。在静态模式下，针尖以拖拽的形式在样品表面扫描并记录表面的形貌起伏变化，因此也叫接触模式。悬臂的形变量为q=Fts/k (k为悬臂的劲度系数)，为了提高力探测的灵敏度，一般使用较软(k较小)的悬臂。为了避免较大的吸引力引起针尖发生“突跳”现象，静态模式主要工作在短程的排斥力区间(图2(b))，因此空间分辨率较高。但这种模式下针尖和样品之间的相互作用力较大，容易对较软的样品产生破坏。图2 AFM的工作模式[6] (a)接触模式、非接触模式和轻敲模式的示意图；(b)不同模式的大致工作范围(区分并不严格)；(c)悬臂在频率调制和振幅调制模式下的共振曲线。人们也经常把振幅调制模式称为轻敲模式，把频率调制模式称为非接触模式在动态模式下，悬臂被压电陶瓷励振器驱动以共振频率振动，当振幅A足够大使得回复力k∙Amax(Fts)时可以避免“突跳”现象的发生。动态模式有轻敲模式和非接触模式两种。轻敲模式类似于盲人使用手杖行走，其振幅比较大，一般从几纳米到一百多纳米，主要的力的贡献来源于针尖距离样品很近甚至接触的时候。这种模式对样品的损坏小，适用于不同的材料，是目前AFM使用最为广泛的模式。但是这种模式由于包含较多的长程力贡献，因此一般较难获得原子级分辨。此外，由于轻敲模式下振幅较大，测量振幅变化的信噪比较高，这种模式一般使用幅度调制(amplitude modulated，AM)，即以固定频率和振幅的激励信号来驱使悬臂振动，针尖和样品的作用力会引起悬臂振幅(及相对于激励信号的相位)的变化，将测量的振幅(或相位)的变化作为反馈信号可以获取样品表面的形貌信息(图2(c))。非接触模式的振幅一般是几纳米或埃的量级，针尖在振动过程中不会接触样品，因此可以避免对样品的扰动或者破坏。非接触式AFM除了可以使用AM模式外，还能以频率调制(frequency modulated，FM)模式工作。这其实与收音机的AM和FM模式原理类似，只是工作的频段不同。在FM模式下，悬臂保持相位和振幅不变，针尖和样品的作用力引起悬臂振动频率的变化，测量振动频率的变化可以得到样品表面形貌的信息(图2(c))。AM和FM模式下悬臂的共振频率变化的响应时间[7，8]分别约为τAM=Q/(πf0)，τFM=1/(2πf0)，其中Q是悬臂的品质因子，f0为悬臂的本征振动频率。由此可见，AM模式的响应时间会随Q因子的增加而线性变大，而FM模式的响应时间不受Q因子的影响。在超高真空低温环境中，悬臂的Q因子会比大气环境下增加几十倍，这使得AFM对力的敏感度及信噪比会有很大提升，但也会使得AM模式下AFM的响应时间大幅延长，导致扫描成像需要很长的时间。因此，AM模式(轻敲模式)主要被用于大气或者液体环境中。Q因子的增加对FM模式下AFM的响应时间没有影响，所以FM模式是超高真空环境下被广泛使用的工作模式，即保持高Q因子的同时还能保证较高的扫描速度。2.4 影响频率调制AFM噪音大小的因素在FM模式下，AFM直接探测的信号是针尖—样品相互作用力引起的悬臂频率偏移∆f，利用公式[9]可进一步转化为相互作用力Fts。频率偏移对应的相对噪音，因此可以用δkts的形式来表示FM模式下AFM测量中4种主要的噪音来源，分别为[10]热噪音：力传感器信号探测的噪音：AFM悬臂振荡的噪音：漂移噪音：其中kB为玻尔兹曼常数，T是温度，B是与扫描速度对应的带宽，nq是悬臂偏转信号探测的噪音密度，r 是频率的漂移速率，N是扫描图像的像素数。由上述式子可知，k越小，4种噪音都更小，因此在满足k∙Amax(Fts)的前提下，选择的k越小越好；Q越大，会使得第一和第三种噪音更小，但过大的Q会使得悬臂在FM模式下的稳定起振难以维持；振幅A越大，前三种噪音都更小，但A太大会引起短程力贡献大幅减小的问题(见下节)。03基于qPlus力传感器的非接触式AFM3.1 振幅对非接触式AFM分辨率的影响在FM模式下，AFM探测的频率偏移∆f，可以转化为权重函数w(z,A)和针尖—样品相互作用力的梯度的卷积[11]。如图3所示，w(z,A)是与振幅A和距离z相关的半椭圆，kts是力Fts与z曲线的梯度，也呈现为勺子形，只是最低点对应的距离z有所不同。可见，当振幅较大时，长程力对频率偏移的贡献占主导；随着振幅减小，短程力的贡献变大。当振幅与短程力的衰减长度(亚埃级)接近时，更容易得到原子级分辨率[10]。图3 长程力和短程力的贡献与AFM悬臂振幅A的关系[11]3.2 qPlus力传感器的发明传统AFM力传感器一般采用微加工制备的硅或者氮化硅悬臂，其劲度系数较小(约1 N/m)，力的探测灵敏度高。为了能探测短程力从而实现高空间分辨，往往需要让针尖靠近表面，从而导致“突跳”的发生。为了避免“突跳”引起的针尖损坏，需要悬臂在较大的振幅下工作。然而，大的振幅会使长程力的贡献增加，引起AFM的空间分辨率大大降低。图4 石英音叉和qPlus力传感器实物图 (a)，(b)手表中拆出来的石英音叉[12]；(c)第一代qPlus力传感器的实物图(图片来自德国雷根斯堡大学Giessibl课题组)[13]；(d)第四代qPlus力传感器的实物图(图片来自北京大学江颖课题组)[6]要想克服上述矛盾，实现在小振幅下工作的同时而不引起“突跳”的发生，则需要使用劲度系数k较大的悬臂。石英音叉是被广泛用于手表中的计时元件(图4(a)，(b))[12]，劲度系数高，可产生极高精度的振荡频率(一般为32—200 kHz)，且具有很高的Q因子。此外，其悬臂的形变可以利用石英的压电效应以电学的方式来直接探测，不需要激光系统，更容易兼容低温环境。早期，人们一般是在石英音叉的一个悬臂上粘上针尖来作为力传感器使用。然而，两个悬臂(相当于两个耦合的谐振子)由于质量和受力的不对称性导致Q因子大幅度降低，严重降低了AFM的信噪比。1996年，Giessibl将音叉的一个悬臂固定在质量很大的基底上，而在另一个自由的悬臂上粘上针尖以作为AFM力传感器，这样把两个耦合的谐振子变成单个独立的谐振子，可以保持较高的Q因子，且Q因子几乎不受针尖—样品相互作用力的影响。因此，这种力传感器被称为qPlus力传感器[13](图4(c))。目前，qPlus力传感器已经经过了四代的升级和改进，最新的版本是直接设计单个石英悬臂作为力传感器(图4(d))。表1 微加工硅悬臂力传感器与qPlus力传感器典型参数的对比[6]典型的qPlus力传感器与广泛使用的微加工硅悬臂力传感器的主要参数对比见表1。可以看到，qPlus力传感器悬臂的劲度系数高得多(一般约1800 N/m)，因此其力灵敏度一般情况下低于硅悬臂。然而，qPlus力传感器可以在非接触模式下，以极小的振幅(约100 pm)近距离扫描样品，而不会出现“突跳”现象。由于qPlus-AFM的振幅可以与短程力的衰减长度接近，因此短程力的贡献非常大，更加容易获得超高的空间分辨率。最近，田野等通过优化设计qPlus力传感器，将Q因子提升到140000以上，最小振幅小于10 pm，最小探测力小于2 pN，从而将qPlus力传感器的性能推向了一个新的水平[14]。此外，使用导电针尖，并通过单独的导线把经过针尖的电流提取出来，可以很容易地将qPlus-AFM与STM集成在一起，以同时发挥STM和AFM的功能。关于qPlus-AFM更为系统的介绍见综述[10，11]。3.3 获得超高空间分辨率的关键如前所述，针尖与样品间的相互作用越局域，空间分辨率越高。换言之，要想获得超高的空间分辨率，需要减小长程力的贡献，凸显短程力的贡献。要实现这一点，有两点非常关键：一是使用与短程力衰减长度接近的亚埃级的小振幅工作(详见3.1节)；二是让针尖更加尖锐，减少长程的范德瓦耳斯力的贡献。对于AFM成像来说，针尖末端几纳米的部分尤其是针尖末端的几个原子扮演着最重要的角色。为了让针尖末端更尖锐，常用办法是让金属针尖轻戳金属衬底或对针尖进行原子或者分子修饰，使得短程的泡利排斥力、化学键力或者高阶静电力占主导。3.3.1 短程的泡利排斥力当针尖与样品的距离足够近时，二者的电子云会发生交叠，产生很强的短程泡利排斥力。大部分时候，泡利排斥力是对固体及分子体系成像获得原子级分辨率的关键。2009年，Gross等[15]发现对针尖修饰一氧化碳(CO)分子后，可以实现对单个并五苯分子的化学键和结构(图5(a))的超高分辨成像(图5(c))，其分辨率已经超过了STM图像(图5(b))。这种超高空间分辨率的成像主要起源于CO针尖“尖锐”的p轨道与并五苯分子之间电子云交叠所导致的短程泡利排斥力。这种针尖修饰方法简单易行，成像分辨率高，使得qPlus-AFM成像技术迅速获得了广泛的应用。除了CO分子修饰外，人们还可以对针尖修饰其他种类的原子或者分子，以提高空间分辨率或者实现其他特定功能，例如Cl离子[16]和Xe分子[17]修饰的针尖以及CuO针尖[18]等。图5 基于泡利排斥力的单分子化学键成像[15] (a)并五苯分子的结构图；用 CO 分子修饰的针尖得到的 STM 图(b)和AFM图(c)3.3.2 短程的化学键力当针尖和衬底的化学活性都较强时，在近距离扫描过程中，二者可以形成局域的化学键，基于这种短程的化学键力，也可以获得超高的空间分辨率。典型的例子是半导体表面的AFM高分辨成像。例如，Giessibl等[19]发现在用AFM扫描Si(111)-(7×7)样品时，针尖会从样品上吸起一些Si团簇而被修饰，因此在扫描时容易与样品表面带悬挂键的Si原子形成共价键，而得到原子级分辨率。然而，这种成像方式对表面结构扰动较大，不适用于弱键和分子体系。3.3.3 短程的静电力通常所说的静电力主要来源于低阶静电力，比如点电荷与点电荷或者电偶极之间的静电力，其大小分别正比于r -2和r -3(r是二者作用的距离)，是较长程的相互作用力，因此空间分辨率较低。而在某些特殊的情况下，高阶静电力的贡献会起主要作用，而且是更加短程的，因此会导致分辨率的显著提升。一个典型的例子是对离子晶体(如NaCl，MgO，Cu2N等)的原子分辨成像。离子晶体表面周期性的正负电荷排布产生指数衰减的短程静电势分布[20]，针尖与离子晶体表面的短程静电力作用可以得到原子级分辨的成像[21]。图6 基于高阶静电力的水分子高分辨成像 (a)CO针尖示意图(上)及DFT计算得到的CO针尖的电荷分布(下)，呈现出明显的电四极矩特征[16]；(b)水四聚体的原子结构图(上)和AFM图(下)[16]。白色箭头和弧线分别指示水分子中氧原子和氢原子的位置；(c)Au(111)上双层二维冰的原子构型(上)和AFM图像(下)，其中可以分辨平躺(蓝色箭头)和直立(黑色箭头)的水分子[23]；(d)Au(111)表面由Zundel类型水合氢离子(黑色箭头)自组装形成的单层结构图(上)和AFM图像(下)[14]另一个例子是利用CO针尖对强极性分子的高分辨成像。彭金波等[16]利用CO修饰的针尖(图6(a)上图)扫描水分子四聚体时，发现即使在针尖距离较远时也能获得亚分子级的分辨率(图6(b))，且图像的形貌与水分子四聚体的静电势分布极其接近，从中可识别水分子OH键的取向。通过理论计算得知，CO修饰的针尖具有电四极矩(图6(a)下图)，与水分子电偶极之间存在高阶静电力相互作用，这是一种更为短程的静电力(正比于r -6)，因此能够在未进入泡利排斥区域时获得超高空间分辨。这种基于微弱的高阶静电力的成像技术可以区分水分子中氢、氧原子的位置和氢键的取向并且扰动极小。近年来，这个技术已被成功应用于亚稳态水分子团簇[16]、盐离子水合物[22]、二维冰[23](图6(c))及单层水中的水合氢离子[14]的非侵扰高分辨成像(图6(d))，将水科学的研究推向了原子尺度。04超高分辨qPlus-AFM的应用相对于传统的AFM，qPlus-AFM可以很方便地与STM集成在一起，并兼容超高真空和低温环境，而且可获得原子级甚至单个化学键级的超高空间分辨率。这些优势使得qPlus-AFM获得了广泛的应用，大大促进了表面科学和低维材料研究领域的快速发展。下面我们简要介绍qPlus-AFM在高分辨结构成像、电荷态和电子的测量、原子力的测量和操纵等方面的应用和最新进展。4.1 高分辨结构成像qPlus-AFM在高分辨结构成像方面得到了最为广泛的应用。Gross等[15]通过对AFM针尖进行CO修饰，首次实现对有机分子的化学结构的直接测量(图5)，触发了一系列后续研究，包括：分子之间的氢键相互作用[24]、分子化学键键序[25]、铁原子团簇[26]、化学反应产物识别[27]等。近年来，人们通过控制有机分子前驱体的表面化学反应可以精确制备低维纳米材料，如石墨烯、石墨烯纳米带等。STM虽然被广泛用于表征其电子态，但是难以直接确定其原子结构、局域缺陷和边界构型等。qPlus-AFM对原子结构的敏感及超高的空间分辨率，可以很好地解决这些问题。例如，Gröning等[28]利用扫描隧道谱成像观测到了石墨烯纳米带末端的拓扑末端态(图7(a)右)，并通过AFM成像确定了拓扑非平庸的石墨烯纳米带的原子构型(图7(a)左)。图7 qPlus-AFM在低维材料高分辨成像中的典型应用 (a)表面合成的石墨烯纳米带的AFM图(左)和0.25 V偏压下的dI /dV 图(右)[28]，四角较亮部分指示拓扑边缘态；(b)利用磁性针尖得到的绝缘反铁磁NiO表面的AFM图像(左)及沿[100]方向相邻两个Ni原子不同自旋取向对应的高度轮廓线(右)[34]此外，qPlus-AFM开始被用于绝缘体表面原子结构的高分辨成像，如KBr[29]，CaF2[30]等。在复杂氧化物表面方向，Diebold组观测了钙钛矿KTaO3(001)的表面重构[31]和TiO2(110)及In2O3(111)表面分子的吸附和分解[32，33]等。最近，qPlus-AFM被用于对绝缘反铁磁材料NiO的成像，而且使用磁性针尖成像时，由于超交换作用可以分辨不同Ni原子的自旋取向[34](图7(b))。4.2 电荷态和电子态的测量在电荷态测量方面，由于qPlus-AFM极高的信噪比和力灵敏度，Gross等[35]率先展示了单个原子的不同带电状态可以通过AFM直接测量(图8(a))。通过测量AFM的局域接触势差，单个原子和分子内部的电荷分布也可进行成像[36，37]。利用厚层绝缘的NaCl阻断分子与金属衬底之间的电荷转移，可对单分子进行多重电荷的充放电并控制分子间的电荷横向转移[38]。图8 AFM在电荷和电子态探测中的应用 (a)电中性和带负电的金原子的恒高AFM图(插图)及对应的频率偏移的轮廓线[35]；(b)三重激发态寿命的探测：左图为单个并五苯分子和近邻吸附的两个氧气分子的结构图(上)和AFM图(下)；右图为测量三重激发态占据比例随电压脉冲停留时间的变化，通过指数拟合可得猝灭后三重激发态的寿命仅0.58(5) μs[42]近些年，人们利用qPlus-AFM实现了对分子电子态的测量。例如，绝缘衬底上单分子的基态和激发态电子能谱被成功测量[39，40]。进一步，将AFM与纳秒电学脉冲结合，能直接对绝缘体表面上单分子在不同带电状态下电子转移的概率分布进行成像[41]。最近，qPlus-AFM被成功用于对分子自旋激发态的探测。彭金波等[42]发展了一套新颖的电学泵浦—探测AFM技术，首次实现了以原子级分辨率对单分子三重激发态寿命的探测并观测到了近邻氧气分子引起的三重态的猝灭(图8(b))。4.3 原子力的测量与操纵利用qPlus-AFM可以对原子作用力直接测量。Ternes等[43]变高度扫过表面上吸附的单原子并记录针尖—原子之间相互作用力引起的频率偏移(利用公式[9]可以将频率偏移∆f 转化成垂直作用力Fz)，直到原子发生移动，便可知移动原子所需的最小垂直作用力(图9(a))。进一步，可以将垂直作用力转化为相互作用势，将其对x坐标微分可以得到移动原子所需的最小水平作用力Fx 的大小。利用类似的方法，单个石墨烯纳米带在Au(111)表面的摩擦力已被精确测量[44]。最近，通过测量原子力曲线，人们揭示了针尖上CO分子与衬底上单个铁/铜原子的物理吸附向化学吸附的转变过程[45]。图9 qPlus-AFM在原子力测量和操纵中的应用 (a)测量移动Pt(111)表面(灰色小球)吸附的单个Co原子(红色圆球)所需的力[43]。由远及近测量沿原子上方(x方向，图(a-i))的频率偏移及垂直作用力Fz(a-ii)，直到在某个高度下开始引起原子移动(红色箭头所示)，从而可以得知移动原子所需要的最小垂直作用力(a-iii)；(b)利用AFM针尖和金刚石样品之间产生的局域强电场，通过“拉出—推离”方法耗尽NV色心附近的杂质电荷((b-i)，(b-ii))，使NV色心的自旋相干时间提升20倍(b-iii)[47]此外，qPlus-AFM也开始被尝试应用于绝缘载体中固态量子比特的操控。边珂等[46]利用金属针尖的局域强电场和激光成功诱导了金刚石氮—空位色心(NV center)的电荷态转换。进一步，郑闻天等[47]通过施加较大的偏压，在AFM针尖—样品之间产生强电场，改变电场的方向，利用“拉出—推离”方法来清除NV色心周围的未配对电子，实现了金刚石近表面电子自旋噪声的高效抑制，从而大幅提升了浅层NV色心的相干性(T2，echo时间提升20倍)及其探测灵敏度(图9(b))。05总结和展望基于qPlus力传感器的超高分辨AFM技术，有力促进了单分子、表面科学、低维材料等研究方向的发展，为人们理解物质的结构、电子态、电荷态、自旋态等提供了崭新的信息。这种超高分辨的AFM成像技术仍处于快速发展期，我们相信在接下来若干年它会成为物理、材料、化学、生物等学科领域的重要工具，并对这些领域产生深远的影响。5.1 应用展望首先，高分辨qPlus-AFM成像技术可以提供固体表面的原子结构和原子尺度电荷分布的信息。STM仅对费米能级附近的电子态或外层电子敏感，常常很难将几何结构和电子态的信息分离开，而qPlus-AFM测量的泡利排斥力对总电子态密度敏感，其中包含内层电子的信息，可以反映原子核位置。因此，STM与qPlus-AFM的结合将有助于人们更准确细致地确定材料的结构和电子态分布。另一方面，通过qPlus-AFM对静电力的探测，可实现以单个电荷的灵敏度和原子级的空间分辨率确定原子或者分子带电状态。利用开尔文探针力显微镜(KPFM)模式或者对短程静电力的成像，还可对材料表面的电荷分布进行高分辨表征，这种关于电荷的新信息将为人们在原子尺度研究各种电荷序带来巨大的便利，比如电荷密度波、高温超导中的电荷序、铁电材料中的电荷分布等。其次，qPlus-AFM也将为各种绝缘材料或者材料绝缘相研究打开全新的窗口。例如，高温超导体的母体一般是莫特绝缘体，STM很难成像。而qPlus-AFM可以用于研究高温超导体随着掺杂浓度的增加从莫特绝缘体向超导态和金属态转变的全过程，有助于理解高温超导的机制。如果将针尖进行自旋极化，还可研究各种磁性绝缘体(如NiO)或者材料绝缘相(如高温超导体的母体)的自旋分布等。此外，qPlus-AFM还将在以绝缘体为载体的固态量子比特研究中发挥独特的作用。借助qPlus-AFM强大的空间表征、操纵与局域调控能力，有望发展出表面/近表面量子比特的相干性提升、精密量子比特网络构筑、纳米尺度扫描量子传感等多种前沿技术。最后，qPlus-AFM在化学和生物领域也将发挥重要的作用。qPlus-AFM可以用来识别化学反应的产物，还可以被用于研究绝缘体(如NiO，Fe3O4)表面的化学反应及固液界面各种化学反应(如电化学过程)的机制。在生物大分子的结构成像方面，可以精准识别DNA、RNA、蛋白质分子等的构型和相互作用位点，揭示其结构与功能的关系。5.2 挑战和机遇qPlus-AFM技术本身面临的一些问题和技术瓶颈亟待解决。qPlus力传感器的悬臂劲度系数大，对力的灵敏度较低。Q因子受环境和温度影响大，从而严重影响信噪比。一种可能的途径是发展主动控制Q因子的技术[48]。qPlus力传感器共振频率低(一般约几十kHz)，成像速度慢，难以捕捉较快的非平衡态动力学过程，需要发展高速甚至超快的AFM技术。比如制备质量更小共振频率更高的AFM悬臂；或者将AFM与泵浦—探测技术相结合，将短的电压脉冲[42]或者超短的激光脉冲[49]耦合到qPlus-AFM中。利用qPlus-AFM对非平面的三维立体结构和分子的测量，还面临着挑战，发展新的算法(如利用机器学习)是一条可能的途径。此外，qPlus-AFM通常缺乏化学分辨，有时候很难仅从图像上获取样品的化学信息。一种途径是将其与具有化学分辨的光谱技术(如拉曼光谱)相结合[50]或者与磁共振技术结合。最后，qPlus-AFM面临的另一个巨大挑战是如何将其应用推广到溶液、生物体系等复杂的环境或体系中。大气溶液环境兼容的金刚石色心量子传感技术[51]可能为qPlus-AFM带来全新的应用场景和探测自由度。参考文献[1] Binnig G，Rohrer H. 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p　　strong仪器信息网讯 /strong2020年11月5日，由仪器信息网与广州大学联合举办的“2020电化学分析主题网络研讨会”成功举办，本次会议共邀请到13位来自高校、科研院所、电化学仪器企业的专家老师分享精彩内容，并吸引近2000名高校、政府检测单位和制药企业的相关用户报名参会，并获得到参会用户的积极反馈。/pp　　为方便更多用户学习，经报告专家允许，现将部分会议视频整理发布。(点击报告题目即可进入视频页面观看)/pp style="text-align: center "strong回放视频列表/strong/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="614" style="border-collapse: collapse border: none " align="center"tbodytr class="firstRow"td width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"时间/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"报告题目/span/strong/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"报告人/span/strong/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"9:00-9:30/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"纳米孔道电化学测量仪器研制和应用研究/span/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"龙亿涛（南京大学 教授）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"9:30-10:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113884.html" target="_blank" title="pH电极的选择与应用" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) font-family: 微软雅黑, sans-serif "pH电极的选择与应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"纪宗媛（赛莱默 应用工程师）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"10:00-10:30/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"基于界面电荷转移表征的研究/span/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"卢小泉（西北师范大学 教授）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"10:30-11:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113876.html" target="_blank" title="梅特勒-托利多电位滴定仪的原理和应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "梅特勒-托利多电位滴定仪的原理和应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"李玉琪（梅特勒span-/span托利多 产品专员）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"11:00-11:30/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"光谱分辨型电致化学发光定量分析/span/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"邹桂征（山东大学 教授）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"11:30-12:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113875.html" target="_blank" title="高精度与高兼容性电化学工作站的研究与应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "高精度与高兼容性电化学工作站的研究与应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"张学元（美国spanGAMRY/span电化学 总经理span//span高级仪器专家）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"12:00-13:30/span/strong/p/tdtd width="501" colspan="2" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:center"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"午休/span/strong/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"13:30-14:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113880.html" target="_blank" title="电化学微纳加工设备平台的研制及应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "电化学微纳加工设备平台的研制及应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"詹东平（厦门大学 教授）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"14:00-14:30/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113883.html" target="_blank" title="卡尔费休水分测定仪使用指南" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "卡尔费休水分测定仪使用指南/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"龚雁span(/span瑞士万通 产品经理span)/span/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"14:30-15:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113879.html" target="_blank" title="表面增强红外光谱电化学方法和生物分析应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "表面增强红外光谱电化学方法和生物分析应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"姜秀娥（中科院长春应化所 研究员）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"15:00-15:30/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113877.html" target="_blank" title="原位空间微纳尺度微区扫描电化学原理及应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "原位空间微纳尺度微区扫描电化学原理及应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"黄建书（阿美特克【普林斯顿输力强电化学】 应用经理）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"15:30-16:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113881.html" target="_blank" title="大振幅傅里叶变换伏安法原理、仪器及应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "大振幅傅里叶变换伏安法原理、仪器及应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"王立世（华南理工大学 教授）/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"16:00-16:30/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113882.html" target="_blank" title="溶出伏安法重金属分析仪产品技术及其应用" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "溶出伏安法重金属分析仪产品技术及其应用/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"金建余span(/span上海仪电科仪 副总经理span)/span/span/p/td/trtrtd width="113" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"strongspan style="font-family:' 微软雅黑' ,sans-serif"16:30-17:00/span/strong/p/tdtd width="293" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/video_113878.html" target="_blank" title="电化学技术进展" style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 176, 240) "电化学技术进展/span/a/p/tdtd width="208" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align:left"span style="font-family: ' 微软雅黑' ,sans-serif"牛利（广州大学 教授）/span/p/td/tr/tbody/tablep style="text-align: center "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/ab79f94f-8b88-4a5e-a7bd-276f36d1d975.jpg" title="龙亿涛_副本.jpg" alt="龙亿涛_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong/strongbr//pp style="text-align: center "strong南京大学 龙亿涛教授/strong/pp style="text-align: center "strong《纳米孔道电化学测量仪器研制和应用研究》/strong/pp　　纳米孔道电化学分析技术是一种高通量、非标记的单分子测量技术，已用于DNA、多肽和蛋白质单个体的研究。课题组在多年研制的纳米孔道电化学小型仪器装置不仅能够进行单分子、单颗粒的电化学分析研究，并用于本科学生的仪器分析实验课程教学。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/60286085-b4f5-4682-aa16-96ae7e50280d.jpg" title="纪宗媛.jpg" alt="纪宗媛.jpg"//pp style="text-align: center "strong赛莱默分析仪器(北京)有限公司 应用工程师 纪宗媛/strong/pp style="text-align: center "strong《pH电极的选择与应用》/strong/pp　　电化学测量方法在一般科学、研究、食品和饮料生产、化学、制药和生物技术等行业变得越来越重要。pH 是电化学测量中应用广泛的测量参数。Xylem Analytics SI在玻璃技术和分析设备开发方面拥有超过75年的经验。结合我们实际应用发现，阐述不同电极结构、电解液成分、玻璃材质等对pH测试的影响，帮助进行各种应用条件下pH 电极的选择，并提供高效应用的方法及注意事项。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/d6f2df5f-a22c-4ee0-aa07-abdc7269b244.jpg" title="卢小泉_副本.jpg" alt="卢小泉_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong西北师范大学 卢小泉教授/strong/pp style="text-align: center "strong《基于界面电荷转移表征的研究》/strong/pp　　电荷转移是生命科学的基本问题，它对于材料、能源、环境领域的发展具有重要的意义。然而传统的电化学方法(如循环伏安法、电化学阻抗法、光谱学方法等)，只能从宏观角度研究光电化学总体的“平均”过程和性能，不能真实反映电荷转移的局部和微观信息。因此，需要发展微区原位动态地表征技术，从微纳尺度对光电体系的界面电荷转移行为进行整体、原位表征，进而深入理解复杂电荷转移过程与性能的关系。在这里，我们构筑地界面表征方法，如扫描光谱电化学显微镜和强度调节光电流谱，研究了光合作用过程中的光诱导电子转移行为，实现了光电化学体系中光生电荷的直接追踪，为生命、能源、环境的发展提供了思路。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/929f56f4-6393-43d3-ae11-cad72d34f42c.jpg" title="李玉琪.jpg" alt="李玉琪.jpg"//pp style="text-align: center "strong梅特勒-托利多 产品专员 李玉琪/strong/pp style="text-align: center "strong《梅特勒-托利多电位滴定仪的原理和应用》/strong/pp　　电位分析法是电分析化学方法的重要分支，它是通过测定原电池电动势进行分析测定的一种方法，包括直接电位法和电位滴定法两种方法。梅特勒-托利多电位滴定仪采用One Click一键滴定理念，仅需一键便可自动执行酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定以及络合滴定的自动化分析，为您提供在制药、化工、检测实验室、食品、电子半导体等行业专业、高效、智能化的解决方案。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/6784c02b-38b7-479f-b677-295cdb88f0ff.jpg" title="邹桂征_副本.jpg" alt="邹桂征_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong山东大学 邹桂征教授/strong/pp style="text-align: center "strong《光谱分辨型电致化学发光定量分析》/strong/pp　　电致化学发光光谱采集技术及其相关器件装置研发的情况概览、光谱分辨型电致化学发光定量分析及其具体应用。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/1f49ad5f-8be4-4f10-97f2-c1eda3ab28a8.jpg" title="张学元_副本.jpg" alt="张学元_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong美国GAMRY电化学 总经理/高级仪器专家 张学元/strong/pp style="text-align: center "strong《高精度与高兼容性电化学工作站的研究与应用》/strong/pp　　本报告针对国际品牌美国Gamry电化学工作站的低电流、低噪声、低阻抗、高精度与高兼容性电化学工作站的原理与研究现状进行汇报，阐述其在生物传感器、能源、腐蚀、电分析化学等等领域的应用，加深理解电化学工作站的技术参数和工作站原理的理解。同时会针对其高兼容性进行解析，从仪器角度阐述其和投射电镜、红外、质谱、拉曼、晶体微天平、扫描显微镜、旋转圆盘电极系统等等仪器的联用与注意事项。最后希望达到大家共同提高电分析化学的测试技术，更好地原位研究电化学这一现象而解决科学与工程技术问题。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/167e0fcd-87a2-4174-83bf-9c0f3619aadd.jpg" title="詹东平_副本.jpg" alt="詹东平_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong厦门大学 詹东平教授/strong/pp style="text-align: center "strong《电化学微纳加工设备平台的研制及应用》/strong/pp　　电化学微纳加工是化学和机械工程大学科交叉领域。由于无工具磨顺、无残余应力、无表层物理和化学损伤等优点，电化学微纳加工在特种加工和微纳制造领域具有不可替代的一席之地。报告将介绍厦门大学所开展的电化学微纳加工原理、设备研制和技术应用方面取得的最新进展。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2cfd1008-58f8-4800-a5da-2be7bfb8186a.jpg" title="龚雁.jpg" alt="龚雁.jpg"//pp style="text-align: center "strong瑞士万通中国有限公司 产品经理 龚雁/strong/pp style="text-align: center "strong《卡尔费休水分测定仪使用指南》/strong/pp　　1) 卡尔费休水分测定仪基本原理/pp　　2) 卡尔费休水分仪的选择/pp　　3) 卡尔费休水分仪的常见应用/pp　　4) 如何使用好卡尔费休水分测定仪/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/3e891ea1-08ac-47a5-90b9-fdd11ecccbe4.jpg" title="姜秀娥.jpg" alt="姜秀娥.jpg"//pp style="text-align: center "strong中科院长春应化所 姜秀娥研究员/strong/pp style="text-align: center "strong《表面增强红外光谱电化学方法和生物分析应用》/strong/pp　　因贵金属薄膜可以充当工作电极，基于贵金属电磁场增强效应发展的表面增强红外光谱电化学联用技术是研究电化学调制下，表界面反应机制的有力手段。基于此，我们研究了电位调控下膜蛋白功能变化 揭示了纳米材料与仿生膜的弱相互作用力及磷脂磷酸基团上局域结构水对界面静电势修饰机制和对蛋白与仿生线膜弱相互作的调控原理。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/bd49fe68-ca25-4b0f-aeb5-8c7d5b0d5555.jpg" title="黄建书_副本.jpg" alt="黄建书_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong阿美特克(普林斯顿输力强电化学) 应用经理 黄建书/strong/pp style="text-align: center "strong《原位空间微纳尺度微区扫描电化学原理及应用》/strong/pp　　传统的电化学方法基于样品的宏观平均响应表征，在局部腐蚀、能源材料、光/电催化活性、电致变色、微流控组装，生物医学、多维梯度材料等研究方面，面临诸多挑战。国内外相关研究表明，微区扫描电化学技术以其原位微纳尺度空间分辨率等特点，在上述热门研究方面显示出巨大优势及广阔应用前景。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/bc334c07-8615-4fb5-94a7-b02fb6d27e15.jpg" title="王立世.jpg" alt="王立世.jpg"//pp style="text-align: center "strong华南理工大学 王立世教授/strong/pp style="text-align: center "strong《大振幅傅里叶变换伏安法原理、仪器及应用》/strong/pp　　近年来，在电分析研究领域，研究者主要集中于电极体系的功能化和新应用领域的拓展上，而在新型电分析实验方法上的进展却不大。通过原理创新、仪器开发和应用实践，本课题组在傅里叶变换伏安法方面进行了系列工作，取得了很好的进展，有力地推进了传统伏安法研究手段的进步。在此，将对完成的大振幅傅里叶变换伏安法原理、仪器及应用等进行介绍。其中，将对大振幅傅里叶变换方波伏安法、阶梯正弦伏安法、正弦伏安法、单阶跃伏安法及任意函数伏安法仪器的原理和特点进行对比，并重点介绍大振幅傅里叶变换伏安法分析仪器所基于的工作原理、应用举例和实验验证结果等。通过比对和介绍可以归纳出，所给出的大振幅傅里叶变换伏安法分析仪器具有多方面的技术优势，包括解析能力、选择性、同步分辨能力和数据处理能力等，从而使该仪器将具有广泛的应用范围。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/9b1f60d8-1d21-4ed7-9dab-4f676bc3433b.jpg" title="金建余.jpg" alt="金建余.jpg"//pp style="text-align: center "strong上海仪电科学仪器股份有限公司 副总经理 金建余/strong/pp style="text-align: center "strong《溶出伏安法重金属分析仪产品技术及其应用》/strong/pp　　阳极溶出伏安法是一种非常灵敏的重金属检测方法，具有ppb级的检出限。相比原子吸收等传统分析仪器，溶出伏安法重金属分析仪具有操作简单、小巧便携、经济安全等优点。上海雷磁对溶出伏安法重金属分析仪进行了十余年的技术研究，实现了十种重金属离子的检测，并将其应用于饮用水安全、环境保护、食品安全等众多领域的重金属检测。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/f4a783d4-5469-4df5-8550-388b47563cd2.jpg" title="牛利.jpg" alt="牛利.jpg"//pp style="text-align: center "strong广州大学 牛利教授/strong/pp style="text-align: center "strong《电化学技术进展》/strong/pp　　综述了电化学技术方法及仪器系统的发展历程，并就国内电化学仪器相关领域做了简要介绍 针对电化学技术方法的特点，简述了电化学技术方法及仪器的应用领域，同时也介绍了传统电化学技术方法的一些最新功能拓展。最后就科学仪器产业现状及电化学仪器发展趋势给出了一些自己的个人观点。/p