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涂层抗氯离子渗透性试验装置

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涂层抗氯离子渗透性试验装置相关的资讯

  • 德国ART纳米级定转子技术改善化妆品活性剂的皮肤渗透性
    德国ART 是全球唯一能采用定转子技术达到纳米级别的品牌,极大满足制药,化妆品,精细化工等行业的高精需求。那么德国ART 是如何利用本创新技术来改善化妆品活性剂的皮肢渗透性的呢?背景:常规渗透促进剂会损坏皮肤,不能满足FDA要求皮肤是身体的最外层,它保护身体免受病原体等外界因素的影响,及避免身体过多水份流失,等等。 因此, 健康的皮肤是化学品渗透的有效屏障。 而化妆品的活性剂化学性质不稳定,难溶,低渗透,低生物活性。所以现代化妆品配方的目的,是研究如何将活性剂送至皮肤内。改善活性剂输送的一个方法是使用渗透促进剂,如:乙醇。这些渗透改善剂的原理是:他们与皮肤屏障相互作用,进而改变皮肤的结构。 这种方法是有效的,但是会损坏皮肤,因此对化妆护理产品我们应该尽量避免这种方法。按照FDA的要求,现代化妆品要在不改变人的身体结构的情况下为我们清洁皮肤,美化个人形象。能改善活性剂的皮肤渗透性,而不损坏皮肤, 如何实现? -- 使用纳米载体!能改善活性剂的皮肤渗透性,而不损坏皮肤,甚至有护理皮肤的特性, 如何实现?纳米载体是最好的选择!由上二图可以看出,纳米颗粒的载体形式,更容易实现皮肤渗透,纳米载体指亚微米级,及纳米级颗粒。纳米载体的特征为:1)体积小;2)目标直接针对皮肤毛囊。这是化妆品乃至药品领域的最新概念。 例如:脂质体,纳米乳剂,脂质纳米颗粒(SLN and NLC),及纳米结晶体(smartCrystals, ARTcrystals)。这些载体的特性是不同的,如:脂质体最适合亲水的活性剂的输送,纳米乳剂和脂质纳米颗粒最适合作亲脂性的活性剂载体,纳米结晶体最适合难溶性化合物。 如何生产纳米载体和纳米化妆品? -- 使用ART纳米技术对这一创新理念的应用,最重要的一点是如何使大规模生产该配方成为可能,并能同时节约时间和成本。化妆品的纳米载体可以使用高压分散均质机(HPH)和球磨机(BM)来生产。但是高压均质机和球磨机体积大,能耗高,处理时间长,投资大。而德国ART-MICCRA 的最新的高精度的定转子系统设备对生产化妆品的纳米载体特别有效。D-27是一个可以24小时连续工作的在线分散系统。 最新技术的水冷电机,利用其超高转速(36,000RPM),及强大的电机功率(2,700W),与超高精度的定转子配合,达到全球独一无二的纳米处理效果, 而只有63分贝的低噪音。高效率的处理设备,将使用纳米载体以改善活性剂的皮肤渗透性成为可能。这不仅适用于高价格的奢侈化妆品,同时也适用于一般护理产品。 如果将纳米载体与化妆品霜剂再进行分散乳化, 即可获得纳米化妆品。综上所述, 以前皮肤不能有效使用的难溶性或生物活性剂, 如:黄酮类化合物,现在因为纳米结晶体技术,让化妆品活性剂迈入了新的台阶; 而ART &ndash MICCRA 也让化妆品纳米载体的经济而高效的生产进入了一个新的里程碑。(本文编辑,摘自德国Cornelia Keck博士的文章。Cornelia Keck博士是University of Appplied Sciences Kaiserslautern大学药理学和药剂学教授;德国ART公司终身科学顾问) 关于语特 和 英国Bibby / 德国ART / 德国CAT ( http://bibbyyt.instrument.com.cn. )广州语特仪器科技有限公司专注于搅拌器/分散乳化机等实验室样品制备等通用仪器, 熔点仪/光度计等分析仪器,以及PCR等生命科学仪器。 作为英国比比(Bibby )在中国南方的首代,广东,广西,四川,重庆,云南,海南,贵州和西藏是我司的服务范围。语特公司也是德国ART, 德国CAT 在中国的首代。英国BIBBY 成立于上个世纪50年代,作为英国最大的实验室科学仪器生产商,世界上拥有最广泛产品系列的实验室仪器制造商之一, 其向全球提供的品牌产品以高品质和高操作性能而著称. 旗下有4个子品牌:Stuart,Techne,Jenway,Electrothermal.l Stuart: 专注于样品前处理等通用实验室仪器,包括: 熔点仪, 菌落计数器, 搅拌器, 混匀器,摇床, 纯水蒸馏器系列;l Techne: 专注于分子生物学研究设备(基因扩增仪和杂交箱), 以及温度控制产品系列(包括水浴和干浴) ;l Jenway: 是紫外/分光光度计, 火焰光度计,色度计等分析仪器的专家;l Electrothermal: 作为有70多年历史的BIBBY的新成员,全球领先的科学仪器提供者,提供电加热套,平行反应设备, 凯氏定氮设备, 电子本生灯系列。其平行反应设备是全球市场领导者。 德国ART 成立于上个世纪,是德国乃至全球最专业的分散乳化专家。 其顶级分散乳化产品从实验室仪器,中试产品到工业设备, 分散头种类极多,可满足客户各类需求;应用领域覆盖了化工,化妆品,制药,食品,环保等各大领域。德国CAT 成立于上个世纪50年代,是德国样品制备仪器方面的专家之一。其搅拌器,从手持式,教学用,到科研通用型,高粘度型,应有尽有,是CAT的代表产品线; 而今又由普通电子马达走向无刷马达, 引领着搅拌器的研发潮流。
  • 涂布纸和带纹理薄膜的准确渗透测试
    数据研究证明,纸质包装是塑料包装的最佳替代品。因此市场上推出了许多新的纸基和塑料纸混合包装。虽然纸基材料更可持续,制造成本更低,但纹理和不规则表面会导致边缘扩散和气体入侵。因此这种材料很难评估渗透性。MOCON新开发的纸基材料测试舱盒,既节省了时间又提高了实验室的效率,使这项繁杂的任务变得简单了。纸质阻隔膜通常是涂层或多层结构,这使得渗透测试更加困难涂布纸或纹理薄膜的工艺和结构意味着评估这些材料通常是困难和主观的。测试时样品的边缘部位给气体横向扩散创造了条件,测试气体和载气通过其进入测试腔并影响测试结果。因为正在分析的测试气体流量可能会被稀释,从而产生较低的渗透率,或者通过泄漏造成传感器感应到额外的测试气体,从而增加气体流量。涂层纸结构突出了扩散机制和边缘泄漏MOCON涂层纸渗透测试解决方案消除边缘扩散并简化样品制备传统测试使用铝箔面罩来测试薄膜渗透率,需要大量的准备时间和复杂的设置,增加了人为因素的风险,导致可重复的数据更少。边缘效应舱盒能够在不使用面罩、油脂或环氧树脂的情况下测试涂布纸或带纹理的薄膜。测试过程非常简单,只需放置好裁剪样品并扭紧其周边螺钉即可。凸起的圆形边缘限定了测试区域(5cm² 或10cm² ),在形成气密密封的同时消除了边缘扩散的可能性。一旦扭紧螺钉,凸起的边缘就会径向压紧薄膜,防止气体在测试区域外横向流动(图1)。因为密封是通过压缩力实现的,所以不需要铝箔面罩和环氧树脂,从而提高了测试效率。图1.消除纸张结构中的边缘扩散传统测试情况下,铝箔面罩无法完全粘附到所有涂层和基底上,导致了高于准确结果的氧气透过率(OTR)值。与传统测试相比,边缘效应舱盒可以对表面粗糙或纹理薄膜形成密封,OTR的数值更准确(图2)。图2.使用传统面罩与边缘效应舱盒的OTR结果对比这种专用的边缘效应测试舱盒与MOCON所有的新型渗透仪器兼容,使您能够更轻松地获得涂布纸或者纹理薄膜的可靠测试数据。MOCON的测试方案样品制备只需要5分钟就可以完成,不论是用于生产还是实验室研发,测试结果稳定性更好。
  • 270万!复旦大学药物溶解性与渗透性测试仪采购项目
    项目编号:0705-2240 02028084项目名称:复旦大学药物溶解性与渗透性测试仪采购预算金额:270.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):264.6000000 万元(人民币)采购需求:包件号名称数量简要技术规格备注1药物溶解性与渗透性测试仪1套搅拌速度至少包括:600 rpm±1 rpm;温度自校准设计溶出杯之间达到或优于±0.4℃,水浴±0.2℃。预算金额:人民币270万元。最高限价:人民币264.6万元。合同履行期限:签订合同后3个月内。 合同履行期限:签订合同后3个月内。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 国内首个“强光磁试验装置”启动建设
    作者:王敏 来源:中国科学报记者从安徽大学获悉,“强光磁试验装置”项目日前正式启动建设,将建成为国内首个集成自由电子激光与强磁场、低温的科学装置。国内首个“强光磁试验装置”“强光磁集成实验设施”是由安徽大学、中科院合肥物质科学研究院、中国科学技术大学联合向国家发改委申报的国家十四五重大科技基础设施项目。“强光磁试验装置”作为先期启动项目,以安徽大学材料科学与工程学科为核心,组建了由校长匡光力领衔的24位高层次人才的研究团队和设施建设项目组,完成了项目建设方案和空间布局方案。专家组认为,“强光磁试验装置”的建设在国内首次将自由电子激光与强磁场、低温进行集成,为研究材料的微观物性、超快动力学过程等提供了新的关键研究手段。“强光磁试验装置”由红外自由电子激光系统和五个实验站组成,其中集成了强激光、强磁场、低温等多种调控物质特性的技术。不仅能够支持材料科学前沿研究,也能支持化学、生命科学等其它学科的研究,还具有直接支持集成电路产业、新材料产业技术研发的潜力。据悉,“强光磁试验装置”将以四年顺利完成为目标。同时,科学安排进度,能够先行完成的模块,抓紧时间建设完工,尽快投入使用,保证建成一个使用一个,争取早出效益。目前,安徽大学已经开始进行场地改造、自由电子激光装置工程设计、各实验工作站工程设计。描绘物质“全形态图谱”“强光磁试验装置”的主要特色是,红外自由电子激光和强磁场、极低温等条件联合作用,全方位表征材料的微观物性和超快动力学过程。举个最通俗的例子,水是每个人每天都要遇到的一种物质,在高温环境中能看到水变成蒸汽,此时水就以气态形式存在;常温下,水以液态形式存在;零度以下,水会以冰即固态形式存在。人们可以随着环境温度的变化,看到水会呈现不同形态。实际上,如果改变气压条件,水会呈现更加复杂的形态。同理在强磁场条件,也会观察到水的另外形态。这些丰富多彩的形态,真正完整构成了水的“全形态图谱”。观测到的形态越全面,对于水的本质特点就掌握的越透彻,也能更好地利用水。从另一个思路看,可以设置不同的条件,来呈现人们希望得到的水的特定形态,这在科学上就称为“调控”。实际科学研究对象丰富且复杂,强磁场和低温集成的环境,是极为有力的调控手段,因而受到了高度重视。自由电子激光相当于焦距连续可调的聚光灯和摄像机的组合,根据需要,选择恰当的焦距组合,就能观察到人们所想看到的非常隐蔽微小的细节或者抓住转瞬即逝的点滴。比如一个水珠从天而降、落到桌面、撞击桌面,人们可以仔细地以百万分之一秒每帧的方式来观测,从极为平常的水滴下落过程中,进一步发现水的特殊形态和动力学规律。 现在,“强光磁试验装置”既提供了环境,又提供了观察工具,并且把它们高度集成在一起,能够发现很多未知。
  • 药监局公布药品检验检测机构实验室仪器配置要求(附详细目录)
    日前,国家药监局印发《药品检验检测机构能力建设指导原则》(以下简称《指导原则》),明确A级(全面能力)、B级(较高能力)和C级(常规能力)三个层级的能力建设要求。  《指导原则》明确给出了不同层级药品检验检测机构实验室主要仪器设备的配备数量和具体的名录。其中,A级:设备种类达289种,原值达2.7亿元;B级:药品设备种类≥195种,原值≥1.8亿元;C级:药品设备种类≥111种,原值≥2000万元。  具体要求见下表:表1.1药品检验检测机构实验室主要仪器设备统计表领域A级(种)B级(种)C级(种)药品(含生物制品)199≥195≥111药包材90≥51/  注:统计数量为表1.2.1~1.2.2中标识“√”、“*”的仪器设备之和。表1.2.1药品(含生物制品)领域检验检测机构实验室主要仪器设备序号仪器设备名称A级B级C级1紫外可见分光光度计√*√*√*2红外分光光度计√*√*√*3荧光分光光度计√*√*√4原子吸收分光光度计√*√*√*5原子荧光光度计√√√6旋光计√*√*√*7折光计√*√*√*8全自动生化分析仪√*√*9酶标仪√*√*√10火焰光度计√*√*√*11色差计√*√*√*12浊度仪√*√*√*13X射线粉末衍射仪√*√*14测汞仪√*√*15近红外光谱仪√*√*√16拉曼光谱仪√*√*17电感耦合等离子体原子发射光谱仪√*√*18核磁共振波谱仪√*√19生物分光光度计√√20气相色谱仪√*√*√*21高效液相色谱仪√*√*√*22薄层扫描仪√*√*√*23电泳仪√*√*√24高效毛细管电泳仪√*√*25高分子杂质测定仪√*√*√26制备型液相色谱仪√*√√27离子色谱仪√*√*√28凝胶色谱仪√*√*√29超临界流体色谱仪√*√30凝胶电泳系统√*√*√*31逆流色谱仪√√32液相色谱/质谱联用仪√*√*√33电感耦合等离子体质谱仪√*√*√34气相色谱/质谱联用仪√*√*√35液相色谱/原子荧光联用仪√*√*36费休氏水分测定仪√*√*√*37电位滴定仪√*√*√*38电导率测定仪√*√*√*39电子分析天平√*√*√*40酸度计√*√*√*41多导生理仪√*√√42热原测定仪√*√*√43抑菌圈测定仪√*√*√*44不溶性微粒测定仪√*√*√*45乳粒分布测量仪√*√**46固体粒度分布测量仪√*√**47热重分析仪√*√*√48差示量热扫描仪√*√*√49熔点仪√*√*√*50细菌内毒素测定仪√*√*√*51PCR扩增仪√*√*√*52渗透压测定仪√*√*√*53总有机碳测定仪√*√*√54自动定氮仪√*√*√*55可见异物测定仪√*√*√*56脆碎度仪√*√*√*57旋转粘度计√*√*√*58融变时限测定仪√*√*√*59全自动细菌鉴定仪√*√*√*60微生物比浊法测定仪√*√*√*61菌落成像系统√*√**62元素分析仪√√63荧光定量PCR仪√*√**64雾滴(粒)分布仪√√65密度计√√66光学显微镜√*√*√*67解剖显微镜√*√√68荧光显微镜√*√*69照相显微镜√*√*√*70倒置显微镜√*√*71透射电镜√√72扫描电子显微镜√√73热释光检测仪√√74抗生素光度测量仪√√75白度仪√√76阿贝折射仪√*√**77锥入度测定仪√*√*78轧盖机√*√**79平氏粘度计√*√*√*80红外ATR附件√*√**81恒温恒湿箱√*√*82车载高效液相色谱仪√*√*√*83便携式高性能拉曼光谱仪√*√*84便携式高性能近红外光谱仪√*√*√*85车载超纯水系统√*√*√*86振荡器√*√*√*87车载薄层色谱仪√*√*√*88动态控温控湿薄层色谱仪√*√*√*89多功能可见异物检测仪√*√*√*90药品快速筛查试剂箱(含试剂)√*√*√*91重金属快检仪√*√*92溶出度仪√*√*√*93自动溶出度仪√*√*√*94崩解仪√*√*√*95干燥箱√*√*√*96超净工作台√*√*√*97精密恒温水浴√*√*√*98切片机√*√*√*99生化培养箱√*√*√*100恒温恒湿实验柜√*√*√*101超声波清洗机√*√*√*102旋转蒸发仪√*√*√*103离心机√*√*√*104低温离心机√*√*√*105低温冰箱√*√*√*106马弗炉√*√*√*107除湿机√*√*√*108超纯水机√*√*√*109蒸汽灭菌锅√*√**110药材粉碎机√*√*√*111厌氧培养箱√*√*√*112生物安全柜√*√*√*113小型冻干机√*√*114二氧化碳培养箱√*√*√*115真空干燥箱√*√*√*116集菌仪√*√*√*117恒温培养箱√*√*√*118干热灭菌器√*√*√*119浮游菌采样器√*√*√*120全自动固相萃取仪√*√*121微波消解仪√*√*√*122氮吹仪√*√*√*123均质器√*√*√*124尘埃粒子计数器√*√*√*125全自动血细胞分析仪√*√126隔离器√*√*√*127快速溶剂萃取仪√√128流式细胞仪√√129显微注射系统√√130水迷宫√√131人工气候箱√*√*132凝胶成像分析系统√*√*133基因分析系统√*√134蛋白纯化分析仪√*√135超临界净化装置√√136氨基酸分析仪√*√*137匀浆机√*√*138洗板机√*√*139脱水机√√140涂片机√√141水活度测定仪√√142尿分析仪√√143染色机√√144球磨机√*√**145精子毒性分析仪√√146恒温水浴摇床√*√**147恒温水箱√*√**148过氧化氢灭菌器√√149光照试验箱√*√*150赶酸器√*√*151微生物基因指纹鉴定系统√*√**152微生物分析系统√*√**153生物大分子相互作用分析系统√√154全自动蛋白多肽测序仪√*√155绝对分子量检测仪√*√*156动态水分气体吸附仪√√157动态热机械分析仪√√158自主活动仪√√159液体稀释仪√√160细胞电阻仪√√161切片扫描仪√√162恒温金属浴√√163过滤器√√164光敏仪√√165超声波细胞破碎仪√*√*166全自动血凝分析仪√*√*167血小板聚集仪√√168全自动核酸提取仪√*√**169全自动化学发光分析仪√*√170组织烘片机√√171组织摊片机√√172凝固点测定仪√√173冷冻切片机√*√174包埋盒打码器√√175风量罩√√176抗性测定仪√√177辐射残留测定仪√√178全自动洗瓶器√*√*179细菌内毒素快检仪√√180溶媒制备系统√√181检验车√*√*√*182抽样车√*√*√*183液相色谱电感耦合等离子体质谱联用仪**184液体闪烁计数器*185稀释仪***186全自动微生物螺旋加样系统***187露点仪**188动物安乐死设备**189信息化平台***190生物机能实验系统**191韦氏比重称***192全自动网织红细胞分析仪**193等电聚焦电泳仪**194全自动血清蛋白电泳仪*195游标卡尺***196光密度扫描仪**197高频电火花真空检测仪*198多功能酶标仪**199半干转印仪*表1.2.2药包材领域检验检测机构实验室主要仪器设备序号仪器设备名称A级B级C级1穿刺力测定仪√*√* 2热急变试验仪√*  3内压力试验仪√*√* 4内应力试验仪√*√* 5垂直轴偏差测试仪√*√* 6瓶底、壁厚测定仪√*  7自动振筛仪√*√* 8水平圆周转动振荡器√*  9万能材料试验机√*√* 10落镖冲击试验机√*  11透湿仪√*√* 12气体透过仪√*√* 13热封仪√*√* 14耐破度仪√*  15涂层柔性和黏附力测试装置√*√* 16内涂层连续性测试装置√*√* 17韧性实验装置√*√* 18密度天平√*√* 19线热膨胀系数测定仪√*√* 20轧盖机√*√* 21折断力仪√*√* 22扭矩仪√*√* 23平氏黏度计√*  24陶瓷纤维马弗炉√*√* 25针孔度仪√*  26密封性测试仪√*√* 27玻璃封片机√*  28玻管直线度仪√*  29包埋机√*  30刚性测试仪√*√* 31封口机√*  32分散机√*  33冲片机√*  34压片机√*  35厚度测定仪√*√* 36红外显微镜√*√* 37电磁感应封口机√*  38玻璃切割机√*  39玻璃粉碎机√*  40恒温恒湿箱√*  41雾度计*  42球磨机*  43照度计** 44澄明度仪** 45尘埃粒子计数器*  46安瓿圆跳动检测仪** 47钢直尺** 48全自动轮转切片机*  49塑料瓶承压测试仪** 50撕裂度仪*  51摆锤冲击试验机*  52落球冲击试验机*  53输液袋悬挂力试验装置** 54精密烘箱** 55输液袋渗透性试验装置** 56数显电热恒温水浴锅** 57压力磅*  58数显游标卡尺** 59钢卷尺** 60安全智能型反压高温蒸煮锅** 61紫外可见分光光度计** 62橡塑测厚仪*  63加热板** 64pH计** 65电导率** 66微粒检测仪** 67LED紫外灯*  68电子天平** 69ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪*  70气质联用仪** 71高效液相色谱仪*  72微波消解仪*  73固相萃取仪*  74顶空分析仪** 75智能风速仪*  76浮标细菌采样器*  77恒温培养摇床*  78压力消解罐*  79旋转蒸发器(配真空泵)*  80高速离心机*  81磁力加热搅拌器*  82数字可调移液器** 83原子吸收分光光度计** 84滑动性能检测仪**85针尖锋利度测试仪**86注射器器身密合性测试仪**87标准通针**88连接牢固度测试仪**89液质联用仪LC/MS**90扫描电子显微镜SEM√*√*
  • MOCON渗透率测试仪配件选购指南(一)
    为了满足用户特定的渗透测试需求,MOCON一直致力于持续创新,提供适合用户的解决方案以帮助用户提高效率和准确性。本期MOCON将带来渗透率测试仪配件标准膜和铝箔面罩选购指南。标准膜用于验证渗透分析仪操作和校准的认证参考膜定期使用MOCON认证的参考膜可验证结果的准确性。每个参考膜都是在特定条件下以实际渗透率单独制作、序列化和标记的。这些参考膜采用N.I.S.T可追溯的方法和经过认证的仪器进行单独测试。性能验证当测试产生不一致或意外的结果时,使用经过认证的参考膜测试有助于缩小可能的问题。应用广泛确保分析仪都经过校准并正常工作是每个质量体系的重要步骤。这些薄膜可根据您的需求提供各种气体渗透率,如二氧化碳、氧气或水蒸气。功能优点MOCON参考膜在工厂阶段就进行了单独制作和测试和序列化,并标明在规定条件下的实际渗透率水平。由上下面罩构成,使用专有粘合剂将薄膜夹在中间。这种设计在生产日期后的15个月内提供了稳定、准确和一致的渗透率。面罩设计用于小样本或高渗透材料测试的一次性面罩对于无法以更大的尺寸制作的小样品,或高渗透性材料(如涂布纸),可通过使用MOCON的面罩获得准确的测试结果,它们专为您的MOCON渗透仪而设计。提供剪裁和未剪裁两种选择坚固的铝材MOCON的面罩由5mil炼铝制成,在测试舱中形成有效的密封,抗弯曲或翘曲。可靠的结果MOCON专有的粘合剂提供优异的附着力,并能抵抗测试气体的吸收或放气,有助于确保准确的结果。扩大测试范围由于高渗透性材料超过了大多数渗透分析仪的测试范围,因此通过使用铝箔面罩可以对涂层纸或包装等材料进行准确的样品检测,大大提高了设备的检测水平。扩展测试应用范围:如涂布、纸基等材料设计适合仪器使用大部分面罩都是为适合MOCON渗透分析仪而设计的,通常无需修剪。面罩规格每包10个,根据渗透仪的型号都有指定的尺寸。如需了解详情,可直接联系MOCON技术服务工程师,或拨打销售热线联系我们。
  • 锂电池材料试验第三讲|锂离子电池涂层隔膜剥离试验
    近年来,随着锂离子电池产品的大量应用,锂电已日益成为我们日常最为便捷的动力来源,随之而来的锂电池安全问题也越来越受到大家的关注。锂电池的整体安全性由多种复杂的因素构成,而其中由于短路原因引起的热失控问题占到了相当的比例。锂电池的短路除了常见的外部短路外,其内部隔膜的破损也是导致其内部发生短路的重要原因之一。 在隔膜破损的种种诱因中,锂枝晶是众多分析和研究的众矢之的。锂电池在重复的充放电过程中,由于工艺、材料、过充、大电流充电、低温下充电等原因,金属锂会不可避免的析出,这些析出的锂会逐渐沉积形成锂枝晶,从而成为锂电池潜在的风险。锂枝晶有多种形态,其中树枝状的金属锂在生长、沉积的过程中,达到一定程度时会穿透隔膜,从而导致电池内部发生短路,这种短路往往会造成灾难性的后果。 LLOYD材料力学试验机(LLOYD材料试验机)提供完整的锂电池隔膜力学性能测试,主要包括隔膜拉伸强度、延伸率、穿刺强度,剥离强度(涂层复合膜)等。同时LLOYD材料力学测试系统(LLOYD材料试验机)可以完成高精度的锂电池强制内短路测试,确保锂电池更加安全。 今天我们来介绍阿美特克锂电池材料试验解决方案第三讲——锂离子电池涂层隔膜剥离试验。锂离子电池涂层隔膜剥离试验涂布质量的好坏直接关系到电池电性能的发挥,剥离强度试验不仅可以有效的鉴定涂布质量,显示浆料涂布强度,均匀性等指标,还可以指导涂布产线的调整,使成品更加均匀可靠。测试类似可以用180度剥离,90度剥离,可变角度的剥离等多种方式,为质控和研发提供较大的扩展空间。整套测试系统由LLOYD高精度测力传感器捕捉力值的变化,采集速率可达每秒8000点,精确捕捉力值瞬间波动量。同时,LLOYD专用NexygenPlus测控软件支持多格式数据输出,及多位置数据输出,为后续数据分析提供了极大的便利性和灵活性。LLOYD材料力学试验机(LLOYD材料试验机) LLOYD(劳埃德)测试系统(LLOYD材料试验机)源自英国,是美国AMETEK(阿美特克)集团旗下产品。LLOYD材料试验系统专注于轻工检测,以读数级精度,高达8000Hz的单通道数据采样率,最高2032mm/min的测试速度广泛应用于世界500强企业中。 LLOYD材料测试系统(LLOYD材料试验机)可准确、便捷的完成材料拉伸,压缩,弯曲,穿刺,剥离,撕裂,摩擦,蠕变,松弛,低频疲劳等多种测试项目。丰富的治具方案可在保证数据准确性的同时为用户提供极大的操作便利性。同时,作为测控系统的核心,专业的Nexygen Plus 操作软件广受广大用户的认可。软件自带庞大的国际标准库,除了ASTM, DIN, EN, ISO, JIS等国际标准,用户也可便捷的自建标准文件。
  • ​KLA科磊快速压痕技术对隔热涂层的测试
    KLA科磊快速压痕技术对隔热涂层的测试什么是隔热涂层?隔热涂层(TBC)是一种多层多组分材料,如下图所示,应用于各种结构性组件中提供隔热和抗氧化的保护功能1。TBC中不同的微观结构特征,如热喷涂涂层的薄膜边界、孔隙度、涂层间界面、裂纹等,通常会极大地增加测试的难度。图 1. (a)多层、多功能的隔热涂层的示意图《MRS Bulletin》(b)隔热涂层的横截面的扫描电镜图KLA Instruments的测试方法利用KLA发明的 NanoBlitz 3D 压痕技术对TBC 涂层进行测试,每个压痕点测试只需不到一秒,可在微米尺度上对涂层和热循环类的样品的粘结层、表层涂层和粘结层—表面涂层的界面区域等进行各种不同范围的Mapping成像,单张Mapping最多可达100000个压痕点。结果与分析粘结层—表面涂层的界面区域是 TBC研究的重点之一,其微观结构及相应力学性能的变化,会影响到TBC 的热循环寿命。该界面处最重要的考量就是热生长氧化 (TGO) 层的形成,TGO是在高温条件下,粘结层的β-NiAl的内部扩散铝与通过表层涂层渗透的氧发生反应而成,TGO 层可防止粘结层和下面的衬底进一步的氧化,但TGO超过一定的临界厚度,又会导致严重的应变不兼容和应力失配,从而使 TBC 逐渐损坏并最终产生剥离2、3。下图显示了典型的等离子喷涂涂层的变化过程,TGO 的厚度会随着热循环次数的增加而增大。对应的硬度和弹性模量Mapping结果也显示出类似的趋势,同时,从硬度mapping图中也可以观察到粘结层一侧的作为铝源的 β-NiAl 相随热循环次数的增加而逐渐耗尽。图 2. (a,第一列)涂层状态下的 TGO 生长状况的硬度和弹性模量 mapping 图;(b,第二列) 5 次热循环后的 TGO 生长状况的硬度和弹性模量 mapping 图;(c,第三列)10 次热循环后的 TGO 生长状况的硬度和弹性模量 mapping 图;以及(d,第四列)100 次热循环后的 TGO 生长状况的硬度和弹性模量 mapping 图。TGO 生长引起的弹性模量差异会导致失配应力的发展,该失配应力又导致界面之上的表层涂层产生微裂纹,如上图(d,第四列)所示的mapping结果捕捉到了裂纹区域的硬度和弹性模量的降低现象。KLA的“Cluster”算法可以对不同物相的mapping数据反卷积处理并保留它的空间信息,即对相应的力学mapping图进行重构,如下图所示。图(c) 的Cluster的硬度mapping图清晰的展示出三组硬度明显不同的物相:(1)β-NiAl、(2)γ/γ‘-Ni 和(3)内部氧化产生的氧化物。图 3 .五次热循环后粘结层的(a)微结构图,(b)硬度mapping图(c) Cluster 后的结果。总结与结论KLA 的 NanoBlitz 3D 快速mapping技术可适用于隔热涂层的研究:TBC 不同膜层的界面区以及多孔的表面涂层的研究,甚至可以借助mapping技术获得的大量数据来预测 TBC 样品的剩余寿命。如想了解更多产品参数相关内容,欢迎通过仪器信息网和我们取得联系! 400-801-5101
  • 中国首套UO2陶瓷抗断强度试验装置在长春机械院研制成功
    4月23日,长春机械科学研究院有限公司为中国核动力研究院四所研发制造的UO2陶瓷抗断强度试验装置顺利通过中国核动力研究院专家组验收,这是长春机械院为我国重大科研项目提供的又一台高精尖试验测试设备,其技术达到国际先进水平。 该设备在环境模拟、夹具设计、挠度测量、数据采集、温度控制等多方面进行了创新,完全符合GB/T6569-2006《精细陶瓷弯曲强度试验方法》,GB/T14390-2008《精细陶瓷高温弯曲强度试验方法》,JIS R1612-2010《精细陶瓷弯曲蠕变试验方法》。 UO2陶瓷抗断强度试验装置的成功研制,打破国外对我国核动力研究领域的封锁局面, 为我国在常用核动力燃料-UO2陶瓷的高温/常温力学性能研究提供了技术保障。 长春机械院作为中国核工业集团公司试验测试领域战略合作伙伴,先后为核工业集团提供过大吨位超低温电液伺服动静试验机、ITER TF支撑多维加载测试平台、摩擦磨损试验机、高、低周疲劳试验机、电子万能试验机等多批次、多台套高性能试验测试设备。 UO2陶瓷抗断强度试验装置主要用于UO2陶瓷在室温及高温环境下的弯曲强度试验和弯曲蠕变试验。UO2陶瓷是最常用的陶瓷燃料,具有熔点高(2865℃),高温稳定性好等特点,普遍用于核动力的轻水反应堆中,是核动力研究的重要方向。 中国核动力研究设计院隶属于中国核工业集团公司,是中国唯一集核反应堆工程研究、设计、试验、运行和小批量生产为一体的大型综合性科研基地。是以研究设计核动力为主,带动其它堆型反应堆相关技术研究设计的国家战略高科技研究设计院。在我国高新技术领域和先进能源开发工业体系中占有重要的地位。关注:【长春机械院】微信号:cimachtest
  • 我国自主研发的质子位移损伤效应模拟试验装置建成出束
    8月9日,我国自主研发的质子位移损伤效应模拟试验装置(PREF)——60MeV质子加速器建成出束,首次成功储存、加速、慢引出质子到实验终端。质子位移损伤效应模拟试验装置(PREF)由中国科学院近代物理研究所承担建设,可提供10-60MeV能量段连续精确可调、高流强、高占空比、大扫描面积的高品质质子束流,是目前国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。质子位移损伤效应模拟试验装置——60MeV质子加速器全景图。受访者供图基于几代离子加速器设计、建造的技术和经验积累,近代物理研究所加速器团队首次在超小型质子同步加速器中采用了钛合金瓷环内衬极高真空室及全储能非谐振大功率电源新技术,研发了快上升全波形动态磁场补偿和全系统同步性实时测量技术,实现了加速器全过程数字模拟和束流的精准操控。同时,团队还通过工程全系统BIM(建筑信息模型)建模,严控工艺规范和流程,实现了工程质量大幅提升,为装置的高效运行打下了良好基础。据了解,该装置基于重大基础前沿研究需求而研发,将填补我国空间辐射效应试验能力缺项,成为承载我国空间科学、空间技术和国产宇航元器件发展的重要试验平台。同时,该装置的建成出束也将为我国应用加速器的进一步推广打下坚实基础。PREF质子同步环束流强曲线。受访者供图
  • 断路器28昼夜及温升特性试验装置与天津电传所喜结善缘
    随着家用及类似场所用过电流保护断路器应用范围不断扩大,对此类断路器的性能要求也越来越严格,GB10963.1-2005《电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第1部分:用于交流的断路器》标准的要求,对家用及类似场所用过电流保护断路器产品的耐热性、耐异常发热和耐燃、温升试验及功耗测量、脱扣特性、运行短路能力等检验项目提出了较为严格的要求;每一年国家市场监督管理总局对家用及类似场所用过电流保护断路器产品质量国家监督抽查结果总会有很多企业的产品是不符合标准的规定。Delta德尔塔仪器针对GB10963.1-2005标准中28天(昼夜)试验专门设计研发了相应的28昼夜试验装置,通过实际试验验证断路器长期工作的可靠性。 2020年底,Delta德尔塔仪器接到天津电气科学研究院有限公司(原天津电气传动设计研究所)委托非标定制一款“断路器28昼夜及温升特性试验装置”,天津电传所老师对设备提出的要求如下,设备定制生产周期要求两个月内完成。本项目设备已经于2021年3月份顺利验收结束。 (Delta德尔塔仪器交付天津电传所&28昼夜及温升特性试验台) 1、设备概述: 1.1、总说明 本“采购技术要求”所要求采购的 28 周期试验装置用于“天津电气科学研究院有限公司低压元器件直流短路、交直流寿试验能力提升项目”。该设备以满足相关工程的试验能力为准,设备供应商为此可以进行必要的优化与性能提升,故最终技术数据以最终实际协商一致的数据为准。1.2 、供货范围: 本“采购技术要求”所要求的供货及服务范围包括:28周期试验装置的设计和制造与检验、运输、现场安装以及其他必要的售后服务和培训等。1.3、运行条件:海拔高度:≤1000m;环境温度:-10℃~+45℃;z大日温差:≤25℃;日相对湿度平均值:≤95%;安装地点:户内;一般情况下仅有非导电性污染,必须考虑到凝露和潮湿引起的绝缘下降。2、性能要求:2.1、功能用途 依据国家标准GB10963.1中9.9款,对MCB进行28 天试验、断路器1.13~1.45倍延时脱扣试验,也适用于GB16916.1第9.22.1.5中1.25倍脱扣电流试验。兼顾产品做200A 以下的温升试验,环境温度、湿度本设备不包含。 2.2、技术标准: 本项目设备的设计、制造、试验等遵循以下标准,但不限于此,且下列相应标准号的标准在合同签订时有更新版本发布时,应满足该更新标准要求。(1)GB10963.1-2005 电气附件 家用及类似场所用过电流断路器 第 yi 部分:用于交流的断路器;(2)GB 10963.2-2008 家用及类似场所用过电流保护断路器第 2 部分:用于交流和直流的断路器;(3)GB16917.1-2014 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO)第 1 部分:一般规则;(4)GB14048.2-2008 低压开关设备和控制设备 第 2 部分:断路器。 3 、主要设备(部件)技术要求: 3.1 、电源构成: 本装置为三相电源,也可以作为 3 个单相回路进行检测。 3.2、关于输出电压的要求: 标准要求:电路的开路电压至少为 30V,分辨率不低于 0.1V。电源具备电容补偿, 以减少对实验室电源的容量要求。测试电流:0~200A 可长期连续工作,分辨率 0.1A。电流波形:正弦波。3.3、其他要求: 装置应配备稳流功能,配备 9 个工位的续流功能(即可同时进行 9 只 3 相试品的串联试验)。续流要求时间在 1~2s 内实现,并能防止续流后瞬间的电流过冲。装置应具备触摸屏或液晶显示器等元件用于电流显示和设定。标准规定在z后一个周期后需要将电流升到 1.45In,因此要求能够实现至少 2 段电流和时间设定,用于实现断路器特性检测 2 种电流的转换功能。2 个电流转换之间的时间应保证“5s 内稳定的从第yi个电流稳定的升到第二个电流”。3.4 、温升测量记录测试通道:54 通道;设备能带电测量:测量范围:0-200℃;温度传感器:镍铬—镍硅热电偶测量精度:0.2 级;温度曲线显示:具有温度数值以及曲线显示记录;系统应带记录温升的功能,在z后一个流过电流期间,应测量接线端子的温升。 3.5、安全配置:漏电保护,短路保护,过流保护,运行指示,试验结束指示,故障报警自动停机。 3.6 、其他要求 具有基于 Modbus RTU 或 Modbus TCP 通讯协议,可组成计算机控制的智能型设备。 4、安装与调试 在设备安装完毕后,需要根据相关设计文件和订货设备的技术资料,进行调试工作。调试前需确认技术资料完整、有效,与系统及设备实物状况一致,对备进行检查以及完好性和功能验证,也包括参数整定等。 天津电气科学研究院有限公司(原天津电气传动设计研究所)是原国家机械工业部直属研究所,现为中国机械工业集团有限公司所属科技型企业,主要从事电气传动自动化系统工程、中小型水力发电设备成套、低压电控配电装置和新能源电控设备的科研开发、生产制造和检测认证。自1954年8月成立以来,荣获了150余项省部级以上科技奖励,取得了近千项科技成果,承接了万余项国内外工程项目,见证了国家冶金、矿山、交通、国防、电力、石化等国民经济支柱行业的技术进步和产业发展。天津电传所是国家ji"国家电控配电设备产品质量监督检测中心"和部属 "中小型水力发电设备产品质量监督检测中心"的挂靠单位,所拥有的先进检测手段多年来承担着行业产品的试验、检验和认证任务,特别是低压配电产品强制性安全(3C)认证工作。依托于该所的"电气传动国家工程研究中心"拥有电气传动及自动化工程化系统和产业化产品的各类实验室,为国家电气传动工程化研究开发与工程化验证能力以及产业化开发提供了优越的科研条件,大大提高了国家电气传动及自动化行业的技术水平和装备水平。 Delta德尔塔仪器专业致力于为3C低压电器企业提供符合IEC 60898-1:2015+A1:2019 电气附件.家用和类似设施用的过电流保护断路器.第yi部分:交流操作断路器 《Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation》、GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第yi部分:总则》、GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备 第yi部分:断路器》、GB10963.1-2005《电气附件-家用及类似场所用过电流保护 断路器 第yi部分:用于交流的断路器》、GB 10963.2-2008 《家用及类似场所用过电流保护断路器第 2 部分:用于交流和直流的断路器》、GB 16917.1-2014 《家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO)第yi部分 一般规则》、IEC60947-1:2011《Low-votage switchgear and controlgear Part1:General rules》、IEC60947-2:2006《Low-votage switchgear and controlgear Part1:Circuit breakers》等标准的检测设备。 Delta德尔塔仪器为3C低压电器实验室提供以下项目的专业检测设备:低压断路器——检验项目及设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器 ——检验项目及设备一般工作特性额定运行短路分断能力额定极限短路分断能力额定短时耐受电流带熔断器的断路器的性能综合试验耐湿热性能试验附录B剩余电流保护断路器附加试验附录C用于相地系统中的断路器附加试验附录F电子过电流保护断路器附加试验附录H用于IT系统中的断路器附加试验温升介电性能泄漏电流额定接通和分断能力操动器机构的强度操作性能额定短时耐受电流额定短路接通能力熔断器保护的短路耐受能力熔断器保护的短路接通能力耐湿热性能抗非正常热和着火危险过载试验接线端子机械性能电磁兼容(EMC)(如适用)低压机电式接触器和电动机起动器——检验项目及设备机电式控制电路电器——检验项目及设备耐湿性能耐非正常热和着火危险温升动作条件及动作范围介电性能额定接通和分断能力外壳防护等级(如适用)接线端子的机械性能接触器耐受过载电流能力约定操作性能短路条件下的性能电磁兼容(EMC)(如适用)辅助触头的通断能力和额定限制短路电流(如适用)保护功能报警功能控制功能(验证面板控制功能)热记忆功能故障记忆功能(验证面板显示)一般工作特性额定运行短路分断能力额定极限短路分断能力额定短时耐受电流带熔断器的断路器的性能综合试验耐湿热性能试验附录B剩余电流保护断路器附加试验附录C用于相地系统中的断路器附加试验附录F电子过电流保护断路器附加试验附录H用于IT系统中的断路器附加试验交流半导体电动机控制器和起动器——检验项目及设备控制和保护开关电器(设备)——检验项目及设备介电性能温升极限操作性能动作和动作范围混合式电器中串联的机械开关电器的接通和分断能力及约定操作性能短路条件下的性能接线端子的机械性能带外壳的控制器和起动器防护等级EMC的试验耐湿性能动作范围温升介电性能操作性能短路条件下的性能接通和分断能力电磁兼容性耐湿性能抗非正常热和着火危险外壳防护等级接近开关——检验项目及设备自动转换开关电器——检验项目及设备标志温升介电性能正常条件和非正常条件下开关元件的接通和分断能力限制短路电流性能结构要求防护等级动作距离操作频率电磁兼容性冲击耐受能力振动耐受能力耐湿性能抗非正常热和着火危险附录BII级封装绝缘的接近开关的附加试验具有整体连接电缆的接近开关的附加试验结构要求操作操作控制、程序及范围温升介电性能接通和分断能力操作性能能力短路接通能力短路分断能力短时耐受电流限制短路电流EMC耐湿性能抗非正常热和着火危险外壳防护等级设备用断路器 ——检验项目及设备家用及类似用途机电式接触器 ——检验项目及设备标志检查一般规则检查、机构检查电气间隙和爬电距离标志耐久性螺钉、载流部件及其连接的可靠性,连接外部导体的接线端子的可靠性防触电保护耐热耐异常发热和耐燃防锈介电性能温升28昼夜试验耐漏电起痕脱扣特性额定电流下的性能额定通断能力下的性能在规定的过电流条件下的性能限制短路电流能力温升试验动作与动作范围额定接通和分断能力介电性能约定操作性能耐湿性能过载电流耐受能力抗锈性能标志耐久性耐撞击性能检验电气间隙和爬电距离接线端子的机械性能安装、维修用螺钉和螺母性能验证耐热性能抗非正常热和着火危险试验耐漏电起痕耐老化性能外壳防护等级短路条件下的性能
  • 二碳箱的抗菌防护罩-氧化铜涂层
    在生物培养实验室中,最令人头痛的事,莫过于培养箱污染的问题。对于细胞培养的污染来说,生物污染是最常见的,污染源为真菌,细菌,病毒,支原体等。金属离子消毒的作用机理是,真菌细胞能够富集金属离子,吸附在真菌表面的金属离子破坏了细胞膜的功能而进入细胞内部,使某些细胞成分逸出,干扰细胞代谢过程或干扰各种酶的作用,使其失去应有的生物功能,后导致细胞的死亡。许多重金属离子如铁、锰、锌、铅、锡、汞、铜、镉等都具有较强的杀菌能力。氧化铜会使细胞内产生游离氧,从而引起氧化损伤,DNA损伤,细胞器膜破坏,从而抑制微生物生长。氧化铜对多种微生物,如对弧菌、大肠杆菌、枯草杆菌、金黄葡萄球菌、绿脓杆菌、沙门杆菌等的生长都有明显的抑制作用。 铜离子杀菌氧化铜纳米材料的粒径为1-100nm,具有抗菌和抗生物活性特点,喷涂于培养箱内层表面,可制成抗菌层。WIGGENS二氧化碳采用纳米喷涂技术,为客户提供带有纳米氧化铜涂层的培养箱内腔体。可以有效的抗菌,抑菌,减少二氧化培养箱在使用过程中的污染问题,让您的细胞培养更放心。
  • X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "2020年11月4日,国家重大科技基础设施X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自由电子激光试验装置由中国科学院和教育部共同建设,中科院上海应用物理研究所为法人单位,北京大学为共建单位。装置主体由一台8亿4千万电子伏特的高性能电子直线加速器和一台可以实现多种先进运行模式的自由电子激光放大器组成。装置位于上海市浦东新区,将与上海光源、国家蛋白质科学研究(上海)设施、上海超强超短激光装置等组成张江综合性国家科学中心大科学设施集群的核心,成为我国光子科学研究的国之重器。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/92306bfb-33dc-43d6-92d0-665d8bc5c468.jpg" title="W020201111573040934245.jpg" alt="W020201111573040934245.jpg"//pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自由电子激光试验装置项目经过5年半的紧张建设和精细调试,高质量地建成了我国首台X射线波段自由电子激光试验装置;并成功地研制了射频超导加速单元。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前,全球建成的X射线自由电子激光装置仅有8台,其它7台分别位于德国(两台)、美国、日本、韩国、意大利和瑞士。以X射线自由电子激光试验装置为基础,建设的我国首台X射线波段自由电子激光用户装置,将为我国开展能源、材料、生物等领域科学前沿问题的探索提供强有力的工具;同时,也为我国继续开展自由电子激光新原理的探索和验证、关键技术的研究提供了不可替代的实验平台。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国家验收委员会专家认为,X射线自由电子激光试验装置的各项指标均达到或优于批复的验收指标。建设单位掌握了自由电子激光装置设计、加工集成、安装和调试以及射频超导加速单元等关键核心技术,取得了一系列重大技术成果。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在建设过程中,项目自主研制了一系列关键核心设备,其中C波段加速单元的平均运行梯度达到了国际同类装置最高水平,条带型束流位置测量系统的分辨率达到国际先进水平;发展了腔式束流位置探测器和基于偏转腔的束团相空间测量以及XFEL脉冲重构系统,达到国际先进水平;同时实现了超导腔研制的全国产化,垂直测试加速梯度和无载品质因数达到国际先进水平。基于高精度、多维度束流测量和反馈技术,实现了高稳定、高品质的电子束团和FEL辐射产生;在调试过程中,首创了EEHG-HGHG混合级联型的自由电子激光先进运行模式,辐射带宽和中心波长稳定性显著优于传统级联。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国家验收委员会专家认为,X射线自由电子激光试验装置的建设队伍通过自主研制和国内外合作,实现了集成创新和原始创新,有力地推动了我国自由电子激光领域的发展,实现了重大的突破,同时为硬X射线自由电子激光装置的建设提供了技术和人才储备。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2cbee46d-2c88-4f1f-b510-62ff735bc909.jpg" title="W020201111573041002981.jpg" alt="W020201111573041002981.jpg"//ppbr//p
  • 透析分析——一种用于提取阴离子的新型电渗析装置
    收缩电渗析电渗析主要用于通过使用电场将水中带电的盐穿过离子交换膜拖到受体溶液,从而去除盐分并清洗水,从而将脏的咸水变成干净的新鲜饮用水。这样,电渗析通常在相当大的规模上进行。但是,通过将其缩小到较小的比例,由浙江大学的Yan Zhu领导的一组中国科学家表明,它也可以成为一种从液体样品中提取阴离子进行分析的有效方法。 为了共同采用电渗析进行分析,Zhu和他的同事开发了一种四层夹心设备,包括四个垂直堆叠的腔室。这些小室,每个40mm x 14mm,由三个膜,两个阳离子交换膜(CEM)和一个纤维素半透膜隔开。顶部和底部腔室均包含水作为电解质,并通过CEM与下一个腔室隔开。底部腔室上方的腔室容纳样品,而上方腔室-顶部腔室下方的腔室容纳水作为受体溶液。这些样品室和受体室通过纤维素半透膜彼此分开。垂直场这个想法是将水流泵入电解液室和接受室,而将液体样品泵入样品室。同时,沿腔室垂直向下施加电场,阴极在顶部,阳极在底部。该场将样品中的所有阴离子拉向阴极,使它们迁移穿过纤维素膜并进入受体腔室。但是它们无法通过形成该腔室顶棚的CEM,因此保留在受体溶液中,并随溶液流出设备并流向阴离子交换色谱柱进行分析。因此,这个想法相当简单,但是当Zhu和他的同事们在一种特殊制备的各种阴离子溶液(包括氟离子,氯离子和高氯酸根(ClO4–)上进行尝试时,他们发现反应室内的压力趋于波动,破坏了反应室中的压力。方法的效率。为了克服这个问题,他们尝试在泵入水和样品溶液之前用阳离子交换树脂填充腔室,发现这样做可以稳定压力。正如Zhu和他的同事在《色谱A杂志》(Journal of Chromatography A)上的一篇论文中报道的那样,当他们在阴离子溶液上测试该设备的版本时,他们发现该设备可以提取出93%至107%的回收率,并能将其富集。系数高达40。这使得该装置与固相萃取一样好。然后可以通过阴离子交换色谱法分离提取的阴离子,并用电导检测器以每千克浓度亚微克进行检测。 婴儿牛奶中的高氯酸盐的检测作为一项更具挑战性的现实测试,他们接下来尝试使用其电渗析设备从婴儿配方奶粉中提取阴离子。他们特别关注高氯酸盐,它具有潜在的毒性,因此在许多国家/地区,其在奶粉等食品中的浓度也受到严格监管。借助他们的设备,他们能够检测到16种奶粉样品中的高氯酸盐,其浓度范围从2.78μg/ kg到48.97μg/ kg。他们还用离子色谱-串联质谱法分析了牛奶样品,并测量了非常相似的高氯酸盐浓度,结果表明,用价格便宜得多的透析仪代替昂贵的质谱仪即可达到相同的准确度,而透析仪的生产成本仅为32美元。此外,通过简单地用阴离子交换膜和树脂替换阳离子交换膜和树脂并反转电场,该装置应该能够同样有效地提取阳离子。(编译:符斌 北京中实国金国际实验室能力验证研究中心研究员)根据An electrodialytic device for automated inorganic anion preconcentration with determination by ion chromatography-conductivity detection编写Published: Feb 08, 2021Authou: Ning Chen, Shuchao Wu,Yan Zhu
  • 振动试验入门——振动试验装置基础知识1
    振动试验目的满足产品的高性能、高品质、高可靠性要求。产品在其寿命周期内会受到各种各样的振动,必须在产品设计和制造阶段考虑振动的影响。特别是对大量制造的产品、不允许有故障的产品等。产品没有经过振动试验验证而制造,产生故障后,对顾客对厂家都会造成金钱损失,失去信任,比如汽车零部件行业等。振动试验装置系统是什么?振动试验装置系统主要包含以下几个部分,如下图。1 振动试验机(含冷却装置);2 功放;3 振动控制仪;4 加速度传感器(控制用)。振动控制仪中输入试验条件,产生振动波形,功放放大后,驱动振动试验机振动,加速度传感器感知加速度量级,反馈给振动控制仪,实现振动控制,振动试验机运行产生的热量,冷却装置对应冷却。振动试验实施时需要什么?※ 振动试验装置※ 振动试验条件※ 试验体(被试验品,含夹具)1 振动试验装置 根据试验条件、试验体形状质量等来选择振动试验装置,特别需要注意以下几个概念,如最大加振力、频率范围、最大加速度、最大速度、最大位移、最大搭载质量等。2 振动试验条件 各个产品有其各自适合的试验条件,有各种各样的规格进行选择,如GB、GJB、IEC、ISO、JIS、MIL等。特殊情况下,可根据测定产品的振动环境,决定其独自的试验条件。 需要注意,按照试验条件进行试验时,会产生过试验和欠试验现象。过试验就是实际试验条件超出要求试验条件(比如加速度量级变大),对试验体实施过剩试验,导致本来不该出现的故障反而发生。欠试验即实际试验条件低于要求试验条件(比如加速度量级变小),导致本来预测发生的故障没有被激发出来。所以,对试验条件或试验情况需要充分研究,根据数据,慢慢加以改善试验条件(学者研究)。3 试验体为了使试验体更好地固定在振动台面上,达到刚性连接,需要使用振动夹具。振动夹具需要满足完全传递振动,将振动试验机产生的振动完完全全地传递给试验体。然而这是一种理想要求,实际上夹具完全传递振动是很难的,特别是在500Hz以上的频率,所以需要对振动夹具进行不停的评价,不断地改良夹具(夹具设计)。在对振动夹具评价的同时,也需要注意加速度传感器的安装和安装位置的选择。安装位置不同,对试验内容有不同的影响,下文别章叙述。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。
  • 国家重大科技基础设施“仲华”热物理试验装置开建
    12月27日,“十四五”国家重大科技基础设施“仲华”热物理试验装置在青岛西海岸新区举行项目建设推进会,项目正式启动建设。“仲华”热物理试验装置是全国首个获得国家批复、首个启动建设的“十四五”国家重大科技基础设施项目。据悉,“仲华”热物理试验装置主要针对吸气式发动机开展复杂多变条件下的工程热力学及循环系统、气动热力学、燃烧学、传热传质学等热物理学科及其交叉学科基础理论和试验研究。该项目位于青岛西海岸新区古镇口核心区,总投资约29.2亿元,建设单位为中科院工程热物理研究所。“仲华”热物理试验装置的建设与运行,将有效支撑现有吸气式发动机设计体系的完善和未来新原理吸气式发动机设计体系的建立,为我国先进吸气式发动机自主创新发展提供坚实的条件支撑。2021年,经山东省、青岛市积极争取,“仲华”热物理试验装置成功纳入“十四五”国家重大科技基础设施,落地青岛西海岸新区。2022年以来,“仲华”热物理试验装置前期手续加快办理,可行性研究报告、初步设计及概算相继获得国家发改委批复。下一步,青岛市及西海岸新区将不断提升服务效能,推动“仲华”热物理试验装置早建成、早运营、早见效。
  • 福建省计量院新建成一项福建最高计量标准
    日前,由福建省计量院建立的“氯离子电通量和扩散系数测定仪”福建省最高计量标准通过了专家组考核。  氯离子电通量和扩散系数测定仪是测定混凝土抗氯离子渗透性能的试验仪器,混凝土抗氯离子渗透性能是衡量混凝土耐久性的一个重要指标。该类仪器已在厦深铁路、向莆高速铁路、厦漳跨海大桥、翔安海底隧道、平潭海峡大桥等以钢筋混凝土为主体的基础设施建设中得到了广泛应用。省计量院建成氯离子电通量和扩散系数测定仪校准装置,将为我省相关仪器使用单位提供校准技术服务,为保障我省重大基本建设工程质量提供技术支撑,社会效益和经济效益显著。文章转载自:国家质量监督检验检疫总局
  • Labthink兰光“压差法气体渗透仪”荣获山东省专利奖三等奖
    近日,由山东省政府设立的山东省专利奖评选结果正式揭晓,济南兰光机电技术有限公司参评的专利——“具有能源使用监测和环境探测能力的压差法气体渗透仪”专利荣获三等奖。该奖项每两年评选一次,重点奖励对技术创新及经济社会发展具有突出贡献的专利。  “具有能源使用监测和环境探测能力的压差法气体渗透仪”这一专利技术一方面实现了多种气体的渗透性测试,另一方面配备了能监测电能使用情况和环境温湿度的能源监测装置和环境探测装置,有助于满足实验室不同试验环境的测试要求,协助其控制能源损耗,节能环保。该仪器把检测过程中环境能源监测与样品信息、多种气体测试数据的自动化采集复核技术结合起来,打破了测试氧气单一气体的等压法检测设备在材料渗透性检测领域占有率较大的局面。  目前,该发明专利现已在包材、食品、药品、化工、日化等行业及相关质检机构得到广泛的应用,有效解决了塑料等包装材料对多种气体渗透性能的研究与验证,对于提高该领域的检测技术水平和能耗环境控制效果显著。
  • 西安交通大学:高渗透性、黏附和长时间耐用性的仿树蛙脚蹼的可穿戴柔性电极
    近年来,随着生理电信号在辅助医疗、科学训练及神经科学研究等的领域的不断深入和广泛应用,可穿戴柔性电极成为了众多学者的研究焦点。非侵入式柔性电极能够将人体内部的离子电信号转换为电子元器件可读取的电子信号,成为了连接这两者的桥梁。然而如何实现高质量信号的采集、实现不同皮肤状态下的长时间稳定粘附及提高长时间穿戴舒适性,是阻碍柔性电极应用的研究难点。尽管已有研究团队提出了许多能提高粘附力与增加透气性的结构,但仍旧难以实现稳定粘附性、低界面阻抗和高透气性的有机统一。因此,开发一款兼具高透水透气性和粘附稳定性的柔性电极十分必要。近期,西安交通大学邵金友、田洪淼团队提出了一种仿树蛙脚蹼的非侵入式柔性可穿戴电极,用于生理电信号的长时间连续监测。该柔性电极是使用摩方精密nanoArch S130(精度:2μm)高精度3D打印设备加工模具后使用导电复合材料翻模制备而成。相关研究成果以“Treefrog-Inspired Flexible Electrode with High Permeability, Stable Adhesion, and Robust Durability”发表在《Advanced Materials》上,西安交通大学兰天翔博士为论文的第一作者,西安交通大学邵金友教授和田洪淼教授为共同通讯作者。图1 设计灵感来源及结构展示。 (A)仿生灵感来源,(B)电极结构示意,(C)相较于普通平膜的优势。该柔性电极的设计灵感来源于红蹼树蛙脚蹼表面的分散六边形柱状结构及深层的粘液腺。六边形分散柱状结构可以将大液桥分散为多个小液桥,从而大幅提高树蛙脚蹼与各种表面之间的粘附力;分布于六边形柱状结构间隙的粘液腺,则可使得粘液在树蛙脚蹼间均匀分散,这两种结构共同实现了树蛙在多种表面的稳定黏附。结合此两种结构,本文设计了一种兼具高透水透气性、稳定粘附性及长时间耐用性的柔性可穿戴电极。该电极可分为上下两层:下层为分散柱状结构,有利于实现高效而稳定的电极-皮肤界面接触(接触面积/总面积相较于平膜提升了近一倍)、低界面阻抗(面积标准化阻抗与商用Ag/AgCl凝胶电极相近)及稳定附着(在干/湿条件下的粘附力相较于无结构电极提升了2.79/13.16倍);上层为参照鸟喙和粘液腺设计的改进锥孔结构,有利于实现人体皮肤表面排泄物定向搬运,从而提高了该电极的透水透气性(正向透气性相较于棉纺织物提升近12倍,透水性相较于3M医用敷料提升了40倍以上)。该仿生电极在粘附稳定性、透水透气性和耐用性等方面都具有显著的优势。首先,研究团队通过理论推导和仿真计算的方式得到了锥孔结构设计的最优参数区间,并将该结构的设计与电极底面分散柱状结构的设计解耦,大幅降低了分散柱状结构设计的复杂度。底面离散化结构除了能实现高效而稳定的界面接触之外,还能有效降低汗腺的被堵塞率,从而避免排泄物的局部堆积导致的粘附效果降低。为此,研究团队采用图像处理技术及离散优化设计方法,量化计算了全部三种可单一平面密铺正多边形柱状结构在不同尺寸参数下的最大汗腺堵塞率(最大堵塞率越小代表该电极在湿润条件下的粘附越可靠)及理论有效面积(该值会影响接触阻抗进而影响采集的信号质量),并在综合考虑这两者之间的矛盾关系后,制造了优化设计的柔性可穿戴电极。图2 结构优化设计。 (A)锥孔优化设计,(B)分散柱状机构可大幅降低汗腺的被堵塞率,(C)分散柱状结构尺寸参数,(D) 六边形柱状结构的最大汗腺堵塞率(E)不同形状及尺寸的分散柱状结构的未堵塞率和理论接触面积。在设计完成电极的微观结构之后,研究团队采用摩方精密面投影微立体光刻(PμSL)技术加工了具有良好一致性的树脂模具,并通过模塑工艺制造出了仿生电极和只含有锥孔的电极(对比组)。仿生电极相较于对比组的干/湿粘附力提升了2.79/13.16倍,实现了在干/湿环境下的稳定附着。图3 微观形貌表征。 (A)锥孔模板,(B)只含锥孔的电极,(C)分散柱状结构模板,(D) 仿树蛙脚蹼电极(E)仿树蛙脚蹼电极截面轮廓,(F)粘附力表征。之后,研究团队还测试了该仿生电极的正向和逆向水蒸气透过率,该电极的正向/逆向水蒸气透过率相较于棉织物提升了近12/6倍,实现了较好的透气性能。图4 单向输水性及水蒸气透过率表征。 (A)各种结构的表面接触角变化,(B)各种结构表面接触角随时间的变化关系,(C)水蒸气透过率测试,(D) 仿生电极与多种常见织物的水蒸气透过率对比。最后,研究团队采集了多种生理电信号,并对其进行了分析。该仿生电极采集出的生理电信号质量可与商用Ag/AgCl凝胶电极相媲美,并且长时间使用下安全性和稳定性性均优于商用Ag/AgCl凝胶电极。相较于已报道文献,本文所提出的仿生电极在机械性能、电学性能及电极性能方面表现出优异的均衡性能。图5 多种生理电信号的测试与性能对比。 (A)长时间心电信号的测量及信号分析,(B)睁眼及闭眼时脑电信号的采集与分析,(C)肌电信号的采集与分析,(D) 仿生电极与多种电极的综合性能对比。综上所述,本研究提出的基于树蛙脚蹼的仿生电极可以实现在干/湿皮肤表面的稳定粘附,且兼具高透水透气性、长时间穿戴舒适性及稳定的低接触阻抗等优点,有望促进生理电信号长时间持续检测的广泛应用。
  • 铝表面超疏水涂层的疏冰性研究
    在低温条件下,室外设备的冻结已经成为一个严重的问题。特别是电路线、道路、飞机机翼、风力涡轮机等基础设施部件结冰对经济和生命安全造成了严重影响。铝(Al)及其合金具有重量轻、稳定性好、韧性高等优点,广泛应用于各个工业领域。然而,酸雨会腐蚀金属基底,冰雨会对铝结构造成严重的冰积。疏冰性被认为是通过保持基底表面尽可能无水和降低冰晶与基底之间的粘附力来延缓或减少冰在表面的积累。超疏水(SHP)表面由于其拒水和自清洁特性而具有疏冰性。Tan等通过水热反应在Al表面形成机械坚固的微纳结构,然后用十六烷基三甲氧基硅烷修饰形成SHP表面。其中水接触角(WCA)和滑动角(SA)采用光学接触角仪进行测量,水滴为10µ L。该SHP表面在酸性和碱性环境中都表现出令人印象深刻的疏水性,并表现出显著的自清洁和疏冰性能。图1. (a)裸铝、(b)铝表面微纳和(c)十六烷基三甲氧基硅烷改性SiO2微纳表面的WCA值。(d)不同酸碱溶液在SHP表面静置1min后的静态接触角。(e)在SHP表面静置30min后的水滴(红色1.0,透明7.0,黑色14.0,附有pH试纸)图片。(f)在不同溶液中浸泡30min后的耐酸碱性测试(左)和静态WCA(右):水(上),0.1 M HCl(中),0.1 M NaOH(下)涂层的润湿性主要受两个因素的影响:表面粗糙度和表面能,润湿性可以通过静态WCA可视化。裸铝(图1(a))、具有微纳米SiO2表面的氧化铝(图1(b))和SHP表面(图1(c))的WCA值分别为87°、134°和158°。WCA值的显著变化说明了微纳结构和十六烷基三甲氧基硅烷对SHP表面的重要性。同时,SHP表面的SA值小于5°。SHP表面也采用不锈钢和合金材料(Supplementary Movie 1)。根据Nakajima等人的报道,大的WCA和低的SA预计会导致液滴从表面滚落。图1(d)为pH 1.0 ~ 14.0溶液在SHP表面的静态WCA: WCA在148°~ 158°之间,当pH值接近7.0时,WCA值较大。图1(e)为SHP表面水滴形状(体积约60 μL, pH 1.0 ~ 14.0)。30分钟后形状没有变化。这显示出良好的耐酸性或碱性溶液。图1(f)进一步说明了SHP涂层的耐酸碱性能。左图为实验方法,右图为水(154°)、0.10 M HCl(142°)、0.10 M NaOH(143°)浸泡30 min后的WCA。这些结果表明,SHP涂层在各种酸性/碱性环境下都具有良好的性能。图2. 裸铝和SHP Al的WCA和SA在结冰状态下,进一步测量5次重复实验的WCA和SA,结果如图2所示。SHP表面的WCA约为154°,SA小于8°,而裸露Al表面的WCA约为85°,SA大于10°。因此,在SHP铝表面获得了良好的疏冰性。参考文献:[1] Tan, X., Wang, M., Tu, Y., Xiao, T., Alzuabi, S., Xiang, P., Chen, X., Icephobicity studies of superhydrophobic coating on aluminium[J]. Surface Engineering, 2020, 37(10), 1239–1245.
  • 国内首台大型衡器自动加载温湿度试验装置研制成功
    国内首台大型衡器自动加载温湿度试验装置研制成功  该装置将大幅提升我国衡器性能试验系统能力  日前,中国计量科学研究院成功研制国内首台大型衡器自动加载温湿度试验装置,并通过专家鉴定。该装置通过机器人加卸载系统,无需拆卸衡器,便可自动化实现温度和湿度条件下的大型衡器称量性能试验,整体技术指标优于国外现有装置,大幅度提升了我国衡器性能试验系统能力。  电子计价秤、电子汽车衡、轨道衡、定量包装秤、港口秤……种类众多的衡器与人们的生产、生活密切相关,衡器产品质量合格与否对维护市场经济秩序和贸易公平起到十分重要的作用。包括称量性能试验、重复性试验、除皮试验等在内的衡器性能评价试验是保证衡器计量准确、质量合格的主要手段。  据了解,根据国家相关衡器检定规程,衡器的性能评价试验,除了常温试验,还需要在温湿度条件下进行性能测试。为完成温湿度条件下的测试,以往都是采用模块法,即将体积庞大的大型衡器拆开搬入温湿度试验箱,再由测试人员对各部件分别进行分析测试。但采用模块法进行试验不仅过程繁琐,而且测试人员进入温湿度试验箱会影响测试结果的可靠性。同时,试验箱内最高40℃、最低-10℃的高低温和相对湿度85%的湿度环境,也使得测试人员难以完成加、卸载砝码等线性和重复性试验。大型衡器性能评价试验能力的欠缺,给我国的对外贸易、衡器评价试验和国际互认都带来了严重的影响。此次中国计量科学研究院研制的大型衡器自动加载温湿度试验装置就很好地解决了这一难题。  据课题负责人中国计量科学研究院质量密度研究室主任王健介绍,该装置主要由自主研制的机器人加卸载系统、温湿度试验箱和电动搬运车组成。通过机器人加卸载系统可在12分钟时间里完成(一个温度或湿热点的)10级载荷进程回程试验,无需测试人员进入温湿度试验箱,便可实现各种温度和湿热条件下的衡器的整秤评价试验,大大地缩短了大型衡器的试验时间。同时驱动和电气部件设置在温湿度试验箱的外部,有效避免了温度和湿热条件对设备长期稳定性和可靠性的影响与损害。  与国内外同类技术相比,该装置采用机电一体化设计技术,硬件结构新颖,异型砝码组设计精密,组合方式科学合理,软件功能齐全。目前,试验装置系统运行平稳可靠,可为300~3000千克的大型、特种、异型衡器装置提供专用的温湿度试验环境进行称量性能试验、重复性试验、除皮试验等型式评价试验,测量相对不确定度优于5×10-6。  业内人士评价,大型衡器自动加载试验装置的建立提高了我国衡器计量检测能力,满足国际法制计量组织(OIML)有关衡器的国际建议和OIML型式评价多边承认框架协议(MAA)的试验技术要求,标志着我国衡器计量测试能力进入国际先进行列。
  • 专家约稿|辉光放电发射光谱仪的应用—涂层与超薄膜层的深度剖析
    摘要:本文首先简单回顾了辉光放电光谱仪(Glow Discharge Optical Emission Spectrometry,GDOES)的发展历程及特性,然后通过实例介绍了GDOES在微米涂层以及纳米超薄膜层深度剖析中的应用,并简介了深度谱定量分析的混合-粗糙度-信息深度(MRI)模型,最后对GDOES深度剖析的发展方向作了展望。1 GDOES发展历程及特性辉光放电发射光谱仪应用于表面分析及深度剖析已经有近100年的历史。辉光放电装置以及相关的光谱仪最早出现在20世纪30年代,但直到六十年代才成为化学分析的研究重点。1967年Grimm引入了“空心阳极-平面阴极”的辉光放电源[1],使得GDOES的商业化成为可能。随后射频(RF)电源的引入,GDOES的应用范围从导电材料拓展到了非导电材料,而毫秒或微秒级的脉冲辉光放电(Pulsed Glow Discharges,PGDs)模式的推出,不仅能有效地减弱轰击样品时的热效应,同时由于PGDs可以使用更高激发功率,使得激发或电离过程增强,大大提高了GDOES测量的灵敏程度,极大推动了GDOES技术的进步以及应用领域的拓展。GDOES被广泛应用于膜层结构的深度剖析,以获取元素成分随深度变化的关系。相较于其它传统的深度剖析技术,如俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)和二次离子质谱(SIMS)或二次中性质谱(SNMS),GDOES具有如下的独特性[2]:(1)分析样品材料的种类广,可对导体/非导体/无机/有机…膜层材料进行深度剖析,并可探测所有的元素(包括氢);(2)分析样品的厚度范围宽,既可对微米量级的涂层/镀层,也可对纳米量级薄膜进行深度剖析;(3)溅射速率高,可达到每分钟几微米;(4)基体效应小,由于溅射过程发生在样品表面,而激发过程在腔室的等离子体中,样品基体对被测物质的信号几乎不产生影响;(5)低能级激发,产生的谱线属原子或离子的线状光谱,因此谱线间的干扰较小;(6)低功率溅射,属层层剥离,深度分辨率高,可达亚纳米级;(7)因为采用限制式光源,样品激发时的等离子体小,所以自吸收效应小,校准曲线的线性范围较宽;(8)无高真空需求,保养与维护都非常方便。基于上述优势,GDOES被广泛应用于表征微米量级的材料表面涂层/镀层、有机膜层的涂布层、锂电池电极多层结构和用于其封装的铝塑膜层、以及纳米量级的功能多层膜中元素的成分分布[3-6],下面举几个具体的应用实例。2 GDOES深度剖析应用实例2.1 涂层的深度剖析用于材料表面保护的涂层或镀层、食品与药品包装的柔性有机基材的涂布膜层、锂电池的多层膜电极,以及用于锂电池包装的铝塑膜等等的膜层厚度一般都是微米量级,有的膜层厚度甚至达到百微米。传统的深度剖析技术,如AES,XPS和SIMS显然无法对这些厚膜层进行深度剖析,而GDOES深度剖析技术非常适合这类微米量级厚膜的深度剖析。图1给出了利用Horiba-Profiler 2(一款脉冲—射频辉光放电发射光谱仪—Pulsed-RF GDOES,以下深度谱的实例均是用此设备测量),在Ar气压700Pa和功率55w条件下,测量的表面镀镍的铁箔GODES深度谱,其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面各元素的深度谱,测量时间与深度的转换是通过设备自带的激光干涉仪(DIP)对溅射坑进行原位测量获得。从全谱来看,GDOES测量信号强度稳定,未出现溅射诱导粗糙度或坑道效应(信号强度随溅射深度减小的现象,见下),这主要是因为铁箔具有较大的晶粒尺寸。同时还可以看到GDOES可连续测量到~120μm,溅射速率达到4.2μm/min(70nm/s)。从插图来看, Ni的镀层约为1μm,在表面有~100nm的氧化层,Ni/Fe界面分辨清晰。图1 表面镀镍铁箔的GODES深度谱,其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面的各元素的深度谱图2给出了在氩-氧(4 vol%)混合气气压750Pa、功率20w、脉冲频率3000Hz、占空比0.1875条件下,测量的用于锂电池包装铝塑膜(总厚度约为120μm)的GODES深度谱,其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]。可以看出有机聚酰胺层主要包含碳、氮和氢等元素。在其之下碳、氮和氢元素信号的强度先降后升,表明在聚酰胺膜层下存在与其不同的有机涂层—粘胶剂,所含主要元素仍为碳、氮和氢。同时还可以看出在粘胶剂层下面的无机物(如Al,Cr和P)膜层,其中Cr和P源于为提高Al箔防腐性所做的钝化处理。很明显,图2测量的GDOES深度谱明确展现了锂电池包装铝塑膜的层结构。实验中在氩气中引入4 vol%氧气有助于快速溅射有机物的膜层结构,同时降低碳、氮信号的相对强度,提高了无机物如铬信号的相对强度,非常适合于无机-有机多层复合材料的结构分析,而在脉冲模式下,选用合适的频率和占空比,能够有效地散发溅射产生的热量,从而避免了低熔点有机物的碳化。图2一款锂电池包装铝塑膜的GDOES溅射深度谱,其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]2.2 纳米膜层及表层的深度剖析纳米膜层,特别是纳米多层膜已被广泛应用于光电功能薄膜与半导体元器件等高科技领域。虽然传统的深度剖析技术AES,XPS和SIMS也常常应用于纳米膜层的表征,但对于纳米多层膜,传统的深度剖析技术很难对多层膜整体给予全面的深度剖析表征,而GDOES不仅可以给予纳米多层膜整体全面的深度剖析表征,而且选择合适的射频参数还可以获得如AES和SIMS深度剖析的表层元素深度谱。图3给出了在氩气气压750Pa、功率20w、脉冲频率1000Hz、占空比0.0625条件下,测量的一款柔性透明隔热膜(基材为PET)的GODES深度谱,如图3a所示,其中最具特色的就是清晰地表征了该款隔热膜最核心的三层Ag与AZO(Al+ZnO)共溅射的膜层结构,如图3b Ag膜层的GDOES深度谱所示。根据获得的溅射速率及Ag的深度谱拟合(见后),前两层Ag的厚度分别约为5.5nm与4.8nm[8]。很明显,第二层Ag信号较第一层有较大的展宽,相应的强度值也随之下降,这是源于GDOES对金属膜溅射过程中产生的溅射诱导粗糙度所致。图3(a)一款柔性透明隔热膜GDOES深度谱;(b)其中Ag膜层GDOES深度谱[8]图4给出了在氩气气压650Pa、功率20w、脉冲频率10000Hz、占空比0.5的同一条件下,测量的SiO2(300nm)/Si(111)标准样品和自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GODES深度谱[9]。如果取测量深度谱的半高宽为膜层的厚度,由此得到标准样品SiO2层的溅射速率为6.6nm/s(=300nm/45.5s),也就可以得到自然氧化的SiO2膜层厚度约为1nm(=6.6nm/s*0.15s)。所以,GDOES完全可以实现对一个纳米超薄层的深度剖析测量,这大大拓展了GDOES的应用领域,即从传统的钢铁镀层或块体材料的成分分析拓展到了对纳米薄膜深度剖析的表征。图4 (a)SiO2(300nm)/Si(111)标准样品与(b)自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GDOES深度谱[9]3 深度谱的定量分析3.1 深度分辨率对测量深度谱的优与劣进行评判时,深度分辨率Δz是一个非常重要的指标。传统Δz(16%-84%)的定义为[10]:对一个理想(原子尺度)的A/B界面进行溅射深度剖析时,当所测定的归一化强度从16%上升到84%或从84%下降到16%所对应的深度,如图5所示。Δz代表了测量得到的元素成分分布和原始的成分分布间的偏差程度,Δz越小表示测量结果越接近真实的元素成分分布,测量深度谱的质量就越高。但是随着科技的发展,应用的薄膜越来越薄,探测元素100%(或0%)的平台无法实现,就无法通过Δz(16%-84%)的定义确定深度分辨率,而只能通过对测量深度谱的定量分析获得(见下)。图5深度分辨率Δz的定义[10]3.2 深度谱定量分析—MRI模型溅射深度剖析的目的是获取薄膜样品元素的成分分布,但溅射会改变样品中元素的原始成分分布,产生溅射深度剖析中的失真。溅射深度剖析的定量分析就是要考虑溅射过程中,可能导致样品元素原始成分分布失真的各种因素,提出相应的深度分辨率函数,并通过它对测量的深度谱数据进行定量分析,最终获取被测样品元素在薄膜材料中的真实分布。对于任一溅射深度剖析实验,可能导致样品原始成分分布失真的三个主要因素源于:①粒子轰击产生的原子混合(atomic Mixing);②样品表面和界面的粗糙度(Roughness);③探测器所探测信号的信息深度(Information depth)。据此Hofmann提出了深度剖析定量分析著名的MRI深度分辨率函数[11]: 其中引入的三个MRI参数:原子混合长度w、粗糙度和信息深度λ具有明确的物理意义,其值可以通过实验测量得到,也可以通过理论计算得到。确定了分辨率函数,测量深度谱信号的归一化强度I/Io可表示为如下的卷积[12]: 其中z'是积分参量,X(z’)为原始的元素成分分布,g(z-z’)为深度分辨率函数,包含了深度剖析过程中所有引起原始成分分布失真的因素。MRI模型提出后,已被广泛应用于AES,XPS,SIMS和GDOES深度谱数据的定量分析。如果假设各失真因素对深度分辨率影响是相互独立的,相应的深度分辨率就可表示为[13]:其中r为择优溅射参数,是元素A与B溅射速率之比()。3.3 MRI模型应用实例图6给出了在氩气气压550Pa、功率17w、脉冲频率5000Hz、占空比0.25条件下,测量的60 Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14],结果清晰地显示了Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) 膜层结构,特别是分辨了仅0.3nm的B4C膜层, B和C元素的信号其峰谷和峰顶位置完全一致,可以认为B和C元素的溅射速率相同。为了更好地展现拟合测量的实验数据,选择溅射时间在15~35s范围内测量的深度剖析数据进行定量分析[15]。图6 60×Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]利用SRIM 软件[16]估算出原子混合长度w为0.6 nm,AFM测量了Mo/B4C/Si多层膜溅射至第30周期时溅射坑底部的粗糙度为0.7nm[14],对于GDOES深度剖析,由于被测量信号源于样品最外层表面,信息深度λ取为0.01nm。利用(1)与(2)式,调节各元素的溅射速率,并在各层名义厚度值附近微调膜层的厚度,Mo、Si、B(C)元素同时被拟合的最佳结果分别如图7(a)、(b)和(c)中实线所示,对应Mo、Si、B(C)元素的溅射速率分别为8.53、8.95和4.3nm/s,拟合的误差分别为5.5%、6.7%和12.5%。很明显,Mo与Si元素的溅射速率相差不大,但是B4C溅射速率的两倍,这一明显的择优溅射效应是能分辨0.3nm-B4C膜层的原因。根据拟合得到的MRI参数值,由(3)式计算出深度分辨率为1.75 nm,拟合可以获得Mo/B4C/Si多层薄膜中各个层的准确厚度,与HR-TEM测定的单层厚度基本一致[15]。图7 测量的GDOES深度谱数据(空心圆)与MRI最佳拟合结果(实线):(a) Mo层,(b) Si层,(c) B层;相应的MRI拟合参数列在图中[15]。4 总结与展望从以上深度谱测量实例可以清楚地看到,GDOES深度剖析的应用非常广泛,可测量从小于1nm的超薄薄膜到上百微米的厚膜;从元素H到Lv周期表中的所有元素;从表层到体层;从无机到有机;从导体到非导体等各种材料涂层与薄膜中元素成分随深度的分布,深度分辨率可以达到~1nm。通过对测量深度谱的定量分析,不仅可以获得膜层结构中原始的元素成分分布,而且还可以获得元素的溅射速率、膜层间的界面粗糙度等信息。虽然GDOES深度剖析技术日趋完善,但也存在着一些问题,比如在GDOES深度剖析中常见的溅射坑底部凸凹不平的“溅射坑道效应”(溅射诱导的粗糙度),特别是对多晶金属薄膜的深度剖析尤为明显,这一效应会大大降低GDOES深度谱的深度分辨率。消除溅射坑道效应影响一个有效的方法就是引入溅射过程样品旋转技术,使得各个方向的溅射均等。此外,缩小溅射(分析)面积也是提高溅射深度分辨率的一种方法,但需要考虑提高探测信号的强度,以免降低信号的灵敏度。另外,GDOES深度剖析的应用软件有进一步提升的空间,比如测量深度谱定量分析算法的植入,将信号强度转换为浓度以及溅射时间转换为溅射深度算法的进一步完善。作者简介汕头大学物理系教授 王江涌王江涌,博士,汕头大学物理系教授。现任广东省分析测试协会表面分析专业委员会副主任委员、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会表面工程分会常务委员;《功能材料》、《材料科学研究与应用》与《表面技术》编委、评委。研究兴趣主要是薄膜材料中的扩散、偏析、相变及深度剖析定量分析。发表英文专著2部,专利十余件,论文150余篇,其中SCI论文110余篇。代表性成果在《Physical Review Letters》,《Nature Communications》,《Advanced Materials》,《Applied Physics Letters》等国际重要期刊上发表。主持国家自然基金、科技部政府间国际合作、广东省科技计划及横向合作项目十余项。获2021年广东省科技进步一等奖、2021年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、2021年粤港澳高价值大湾区专利培育布局大赛优胜奖、2020年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、总决赛一等奖。昆山书豪仪器科技有限公司总经理 徐荣网徐荣网,昆山书豪仪器科技有限公司总经理,昆山市第十六届政协委员;曾就职于美国艾默生电气任职Labview设计工程师、江苏天瑞仪器股份公司任职光谱产品经理。2012年3月,作为公司创始人于创立昆山书豪仪器科技有限公司,2019年购买工业用地,出资建造12300平方米集办公、研发、生产于一体的书豪产业化大楼,现已投入使用。曾获2020年朱良漪分析仪器创新奖青年创新入围奖;2019年昆山市实用产业化人才;2019年江苏省科技技术进步奖获提名;2017年《原子发射光谱仪》“中国苏州”大学生创新创业大赛二等奖;2014年度昆山市科学技术进步奖三等奖;2017年度昆山市科学技术进步奖三等奖;多次获得昆山市级人才津贴及各类奖励项目等。主持研发产品申请的已授权专利47项专利,其中发明专利 4 项,实用新型专利 25项,外观专利7项,计算机软件著作权 11项。论文2篇《空心阴极光谱光电法用于测定高温合金痕量杂质元素》,《Application of Adaptive Iteratively Reweighted Penalized Least Squares Baseline Correction in Oil Spectrometer 》第一编著人;主持编著的企业标准4篇;承担项目包括3项省级项目、1项苏州市级项目、4项昆山市级项目;其中:旋转盘电极油料光谱仪获江苏省工业与信息产业转型升级专项资金--重大攻关项目(现已成功验收,获政府补助660万元)、江苏省首台(套)重大装备认定、江苏省工业与信息产业转型升级专项资金项目、苏州市姑苏天使计划项目等;主持研发并总体设计的《HCD100空心阴极直读光谱仪》、《AES998火花直读光谱仪》、《FS500全谱直读光谱仪》《旋转盘电极油料光谱仪OIL8000、OIL8000H、PO100》均研发成功通过江苏省新产品新技术鉴定,实现了产业化。参考文献:[1] GRIMM, W. Eine neue glimmentladungslampe für die optische emissionsspektralanalyse[J]. Spectrochimica Acta, Atomic Spectroscopy, Part B, 1968, 23 (7): 443-454.[2] 杨浩,马泽钦,蒋洁,李镇舟,宋一兵,王江涌,徐从康,辉光放电发射光谱高分辨率深度谱的定量分析[J],材料研究与应用, 2021, 15: 474-485.[3] Hughes H. Application of optical emission source developments in metallurgical analysis[J]. Analyst, 1983, 108(1283): 286-292.[4] Lodhi Z F, Tichelaar F D, Kwakernaak C, et al., A combined composition and morphology study of electrodeposited Zn–Co and Zn–Co–Fe alloy coatings[J]. Surface and Coatings Technology, 2008, 202(12): 2755-2764.[5] Sánchez P, Fernández B, Menéndez A, et al., Pulsed radiofrequency glow discharge optical emission spectrometry for the direct characterisation of photovoltaic thin film silicon solar cells[J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2010, 25(3): 370-377.[6] Zhang X, Huang X, Jiang L, et al. Surface microstructures and antimicrobial properties of copper plasma alloyed stainless steel[J]. 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Thin Solid Films, 2003, 444(1-2): 120-124.[14] Ber B, Bábor P, Brunkov P N, et al. Sputter depth profiling of Mo/B4C/Si and Mo/Si multilayer nanostructures: A round-robin characterization by different techniques[J]. Thin Solid Films, 2013, 540: 96-105.[15] Hao Yang, SongYou Lian, Patrick Chapon, Yibing Song, JiangYong Wang, Congkang Xu, Quantification of high resolution Pulsed RF GDOES depth profiles for Mo/B4C/Si nano-multilayers[J], Coatings, 2021, 11: 612.[16] Ziegler J F, Ziegler M D, Biersack J P. SRIM–The stopping and range of ions in matter[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2010, 268(11-12): 1818-1823.
  • 中科院制备出酶燃料电池驱动的离子电渗透面膜
    离子电渗透,是一种离子流在电场力的驱动下在介质中有向扩散的物理过程。基于此原理,离子化的药物分子在电场力的作用下可主动透过皮肤的生物屏障,提高透皮和吸收的效果。然而目前基于离子电渗透的经皮给药技术或装置,都需依赖外接电源或金属基电池来驱动获得电场力,在安全性和便捷性上不甚理想。酶燃料电池是一种新型的燃料电池,可通过生物酶在电极上的催化,将廉价底物中的化学能直接转化为电能,在柔性可穿戴电子器件供电和传感等方面展示了应用潜力。鉴于其良好的产电性能、优异的安全性和生物相容性,酶燃料电池可提供产生电场力所需的清洁、安全、低成本的电能,进而促进药物经皮吸收,有望为基于离子电渗透的经皮给药技术提供了新的能源解决方案。中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心研究团队,首次将柔性可穿戴的酶燃料电池与面膜相结合,在无纺布基底上制备了基于葡萄糖和葡萄糖氧化酶的酶燃料电池,并证实了其可驱动离子电渗透以促进面膜相关有效成分的经皮吸收。首先,研究人员为了最大化离子电渗透效果同时保持材料的透水透气以及生物相容性,尝试了多种在无纺布基底上制备柔性电极的材料和方法,解决了电子中介体脱落、酶载量低、接触电阻大、由于碳纳米材料导致的面膜发黑等问题,所制备的酶燃料电池可以10 mM葡萄糖为底物产出约0.4 V的电压和23 μW/cm2的功率密度。其次,研究人员以罗丹明、烟酰胺、阿司匹林和熊果苷为例,对这些分子的经皮吸收效果进行了定性和定量的分析,基于Franz透皮实验的结果证明该离子电渗透面膜在15分钟内可提高2到3倍的分子经皮渗透量。此外,该面膜在基于小鼠急性足炎症模型的活体动物经皮给药实验中也表现出类似的促渗效果。最后,通过红细胞溶血实验和L929活性实验均证实了该面膜材料具有良好的生物相容性。这些结果初步证明了酶燃料电池驱动的离子电渗透面膜技术的可行性,为后续进一步提升其性能和可应用性奠定了基础,也为酶燃料电池驱动其他基于离子电渗透的经皮给药技术的开发提供了参考。该研究获得了国家重点研发计划的支持,相关发明专利已被授权,相关论文发表在Biosensors & Bioelectronics上,天津工业生物所博士生李泽华为论文第一作者,张以恒研究员、朱之光研究员为论文共同通讯作者。
  • 中国科大发展固体核磁共振方法揭示氟离子通道渗透机制
    核磁共振方法除可获得分子结构信息外,还可观测分子的动态特性,这些可为阐明蛋白质等生物大分子的功能机制提供重要信息。随着高速魔角旋转技术的发展,固体核磁谱分辨率大幅提高,从理论上突破了液体核磁观测的分子量的限制,逐渐被运用于研究磷脂膜环境中的膜蛋白等超大生物分子复合物体系的动态构象。但低信号强度和低分辨率限制了生物分子固体核磁研究的广泛开展。自然界中氢原子和氟原子的旋磁比大、NMR信号强,是比较理想的NMR观测对象。氟原子在生物分子结构中极少存在,无观测背景信号,是理想的NMR观测探针。因此,氢检测和氟检测方法的发展可能显著扩展固体核磁在复杂生物体系中的运用。   2023年8月23日,中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心史朝为课题组在国际著名学术期刊ScienceAdvances上在线发表了题为“Fluoride permeation mechanism of the Fluc channel in liposomes revealed by solid-state NMR”的研究论文,研究团队以氟离子通道蛋白Fluc-Ec1作为研究对象,结合氘代和19F定点标记方法,发展并优化膜蛋白固体核磁氢检测及氟检测研究方案,为膜蛋白核磁研究提供新思路。环境中的氟离子可通过弱酸积累效应在细菌细胞内积累,产生毒害作用。微生物通过F-膜转运蛋白将F-运输至体外进而抑制其毒性作用。来自Fluc(fluoridechannel)家族的Fluc-Ec1蛋白是由130个左右的氨基酸组成的离子通道,具有独特的双重拓扑二聚体的结构,且对氟离子具有高度选择性。静态的F-通道蛋白的晶体结构难以描述F-渗透的具体机制,F-通道蛋白被抗体类似物固定在一种构象上。氟原子和氧原子相似的电子云密度以及分子动力学模拟数据使得晶体结构中极性轨道(polartrack)上的氟离子结合位点(F1and F2sites)引发争议,另外突变体功能保留或丧失的机制目前仍不清楚。   研究团队通过观测磷脂膜环境中的Fluc-Ec1在不同氟离子浓度中的构象,结合基因密码子扩展方法,在蛋白质前庭位置引入非天然氨基酸三氟甲基苯丙氨酸(tfmF),设计19F-19F自旋扩散实验,验证了Fluc-Ec1存在新的氟离子结合位点(F0site)。研究团队利用1H-1H自旋扩散实验直接检测水和蛋白质的相互作用,通过氘代来减少氢原子的非相干背景,结合water-hNH谱图以及自旋扩散传递和衰减规律,得到了主链酰胺质子和水分子的距离信息,证明了F1位点结合的是水,而不是氟。   此外,晶体学研究无法从结构的角度解释F80M突变体具有功能活性而F83M突变体丧失功能活性的现象,研究团队通过分别对比F80M、F83M和野生型蛋白脂质体样品的碳检测谱图,结合液体核磁共振技术验证loop 1突变体功能,发现loop 1是F83M突变体丧失通道活性的重要因素,进一步揭示了loop 1在F-渗透过程中的重要性。综上,研究团队更正了先前推测的氟离子通道离子配位位点,提出氟-水交替“water-mediated knock-on”的渗透模型,为全面理解Fluc通道中的渗透和门控机制提供科学依据。中国科学技术大学张瑾、宋丹、李娟以及德国亚琛工业大学的Florian Karl Schackert为该论文的共同第一作者,中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心史朝为特任研究员为该文章的通讯作者。中国科学技术大学的龚为民教授、田长麟教授、项晟祺教授以及德国Jülich研究中心的Paolo Carloni和Mercedes Alfonso-Prieto教授团队也参与了该研究工作并给予了大力帮助。该研究得到了科技部、国家自然科学基金、中国科学院、中国科学技术大学以及德国科学基金会的经费资助。
  • 利用微尺度3D打印和矿物涂层技术助力功能性微流控研究
    多孔材料(如岩石)及其与流体的相互作用广泛存在于油气资源开采、地热能提取、二氧化碳封存、甚至行星探测中的地外资源利用(水提取)等应用中,然而,大多数岩石内部孔喉形态不规则,表面物理化学特性如表面润湿性也比较复杂。因此,探索岩石内部液体的流动过程,尤其是微尺度下的流固交互作用,仍然具有挑战性。近年来,高精度3D打印技术的迅速发展使得复现这种复杂的多孔结构变得可能。借助流动可视化手段,3D打印的微流控模型可以用于直接观察流体流动的动态过程。但是,目前打印材料仅限于光固化聚合物及其衍生物,其理化特性包括其矿物化学、晶体结构、表面润湿性等与天然岩石(如碳酸岩)存在显着差异。所有这些特性都对多孔介质中的流体相变和多相流动过程有着重要影响。近日,哈利法大学的张铁军教授团队基于面投影微立体光刻3D打印技术(PμSL,深圳摩方材料科技有限公司nanoArch S130), 通过表面矿物涂层的方法制备出一种岩石微流控模型。这种新颖的制备方法包括三个主要步骤,如图1所示:(i)使用纯光敏树脂(HDDA)打印具有三维岩石孔隙结构的微模型;(ii)在微模型的内表面植入碳酸钙纳米颗粒;(iii)以植入的纳米颗粒为核,在微模型内部原位生长碳酸盐晶体。该模型可以成功复现天然岩石的三维孔隙结构和表面矿物学特性。该成果以“Empowering Microfluidics by Micro-3D Printing and Solution-based Mineral Coating”为题发表在Soft Matter上,第一作者是哈利法大学李红霞博士。图1. 岩石微模型的制备过程在该工作中,张教授的团队利用高精度3D打印技术制备了不同用途的微模型,包括微流控器件和岩石微模型。微流控器件由三个平行通道组成(请参见图2a):每个通道的宽度分别为116±2、174±2和305±2 µm。在图2b中,岩石微模型是根据天然碳酸岩的CT扫描照片打印而成。在扫描电镜下,我们可以看到岩石微模型可以很好的复现真实岩石中狭窄的孔喉结构,并且也可清晰地观测到在微模型表面原位生长的碳酸盐晶体。此外,XRD光谱也证实该微模型表面的矿物成分是碳酸钙晶体,与天然碳酸岩相同。这种碳酸盐涂层厚度大约在2~10微米,仍然使微流控器件保持了一定的透光性,有利于流体的可视化研究。图2. 3D打印的微模型在表面涂层后的形貌 (a,b)扫描电镜下微模型的孔喉结构及表面碳酸盐晶体:(a)在微流控模型内表面以及(b)三维岩石微模型内表面。(c)表面涂层的XRD光谱。图3. 利用微流控模型的流动可视化研究:案例(a)水-油/水-气在岩石微模型内部的驱替过程;案例(b,c)水在孔喉内部的蒸发过程。基于所制备的微模型,该团队通过对水/气和水/油的驱替过程进行直接成像(如图3a), 表征了固体表面润湿性对流体交界面和流动路径的影响等。此外,他们还观测到液体在多孔介质里面的蒸发相变过程(图3b),包括不同大小空隙内蒸发的难易程度、喉部液膜的渐薄和破裂过程等。总之,该工作为制备功能性多孔材料开辟了一条新途径。据我们所知,这是第一次结合高分辨率3D打印和基于溶液的内部涂层方法,制备“真实的”岩石微模型。这种方法也具有很强的通用性:通过更改涂层材料和三维空隙结构,此类功能性微模型也可以很好地推广到生物医学、软体机器人、航空航天和其他新兴应用。论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sm/d0sm00958j/unauth#!divAbstract(以上相关介绍内容由阿联酋哈利法大学李红霞博士提供) 上述研究工作涉及的微尺度3D打印技术由深圳摩方材料科技有限公司提供,因此摩方公司就这一创新型成果对李红霞博士进行了更进一步的访谈,以下为部分内容:1、BMF:能概括分享一下近期在《Soft Matter》发布的岩心微流控案例吗?(开发过程、应用情况、行业影响等)BMF高精密3D打印在其中发挥了什么样的作用?李博士:在近期发表的这项工作中,我们提出了一种制造功能性微流控器件的新颖方法--通过集成微型3D打印和内表面涂层技术。在这项工作中,我们利用该方法已成功制备出广泛出现在油气研究中的人造岩心。利用高精密的3D打印系统,我们可以很好的复现岩石的孔隙结构,但是打印材料多数是光敏树脂,其物理化学性(包括表面润湿性、矿物学特性等等)能跟真正自然界的岩石差很多。于是,在我们的人造岩心制备过程中,我们首先通过3D打印技术复制由微CT扫描得到的碳酸盐岩的多孔几何结构,然后通过在打印的模型内部空隙表面生长碳酸盐晶体来模拟岩心真实的表面特性。这种功能性碳酸盐涂层只有几个微米,所以很好的保持了模型的光学透明度。所以,我们能够通过流动可视化方法,利用这些透明的模型帮助我们表征油水气等流体与岩石表面的交互作用,包括润湿性、毛细作用等流动和变化过程的影响等。这种利用表面功能性涂层结合微3D打印的制备方法,有利于打破打印材料的局限性,通过调节3D微结构和涂层配方等可以轻松地推广到其他新兴应用如生物医学等。2、BMF:您如何评价我们摩方的3D打印系统?对于您所在的科研领域所取得的科研/工作成果,发挥了多大的助力?李博士:摩方的打印系统可以提供高精度打印的同时实现大幅面打印。微流控器件的整体尺寸能到两厘米,可以很好的嵌入到流动可视化的实验系统当中,实用性很强。高精密3D打印系统可以轻松实现复杂三维结构,给我们提供了很大的设计和研究的自由度。在我们的研究当中,可以加工不同的表面微结构,进而控制流体与固体界面的交互作用。官网:https://www.bmftec.cn/links/7
  • 美国SOC为NASA洞察号火星探测器项目提供热控涂层
    SOC为美国航空航天局计划于2018年5月发射的“洞察”号火星探测器提供热控涂层。该探测器的任务是在火星表面放置一个固定的有地震仪和传热探头的装置,用于研究火星的早期地质演变。 地震仪设备是“洞察”号探测器上装载的主要科学仪器,由SOC涂层实验室为其提供热控涂层。 SOC的项目经理Maria Zimmerman指出关键技术:在三米大小的实验室里将蒸汽沉积物经加工处理后覆盖在地震仪设备组件的金制表面上,在这个实验室里让一束光照射该经过加工处理后的沉积物时光束会全部吸收,以此就可以制成横贯三个空间结构的多层均衡涂层。 SOC多年来一直承接美国航空航天局的任务,其中最为显著的是提供了太空飞行器上的开普勒望远镜、核分光望远镜阵列和钱拉德太空望远镜的涂层。
  • 石墨烯“三防”涂层技术问世 填补市场空白
    p style="text-indent: 2em "在工业生产中,涂层最常起到抗腐蚀、抗热、抗氧化等功能。像海洋这种高盐高湿的恶劣环境,电化学腐蚀能在极短的时间内将钢铁船变成一块废铁,因此常采用阴极保护与防腐涂层结合的方法来保护船体及一些暴露在烟雾等腐蚀条件下的工件、设备或部分等。/pp style="text-indent: 2em "但对于舰船燃气轮机等在高温环境下的部件来说,需要的涂层不仅要耐湿耐腐蚀,同时还要有优异的耐高温性能。最近,一种石墨烯“三防”涂层技术已在秦皇岛经济技术开发区研发成功,可应用于舰船燃气轮机、航空航天发动机高温部件保护以及舰船防盐雾及海生物腐蚀等,有力地填补了高温涂层技术应用在重盐雾地区的市场空白。/pp style="text-indent: 2em "这种石墨烯“三防”涂层技术由远科秦皇岛节能环保科技开发有限公司历时3年多时间研发成功,相关涂层材料在南海、东海重盐雾地区的高温部件上挂件测试,通过6000小时连续工作验证,使原基材在不改变属性的情况下,增加3倍以上的使用寿命,经国家权威部门认定,该产品具有防霉菌、防盐雾腐蚀、抗高温氧化功效,完全可以满足高温条件下发动机热部件1500小时的应用,解决了我国在这一领域的技术难题。/pp style="text-indent: 2em "据了解,这种石墨烯涂料主要是碳原子和稀土氧化物原子复合而成,这种复合性碳原子保护共性材料,使基础材料强度增强,形成了超保护薄膜,从而改变了隔热系数。/pp style="text-indent: 2em "据远科秦皇岛节能环保科技开发有限公司总经理闫俊良透露,随着我国在石墨烯涂层技术上取得突破,它的应用领域会逐渐扩展,“三防”涂层技术除可应用于我国舰船燃气轮机、航空发动机领域外,还可在各种远洋运输船、游轮等民用船舶上使用。这种材料一旦得到应用,预计每年可为我国节省维护费用上百亿元,并使各类装备的使用寿命和强度大幅提升。/p
  • 无菌医疗器械包装的渗透测试和密封完整性解决方案
    医用包装从研发到生产,不仅需要具有高质量包装原料,还要确保加工后的成品包装符合标准要求。医疗器械在使用前要经历包装、灭菌、存储、运输等一系列过程,因为患者都期望得到无菌、优质的医疗配件。医疗器械的包装作为产品无菌屏障系统,还面临着全球化配送挑战。如何保证医疗器械包装在运输途中不受损坏的情况下安全到达客户手里,良好的包装质量成为关键。包装材料的阻隔性渗透率测试方案常见的医疗器械包装材料有塑料、特卫强(Tyvek)、医用级纸、涂层、塑料膜等,不同的材料都因各自的特性被广泛应用于医疗行业中。由于接触后会存在相互迁移、渗透、腐蚀等情况影响稳定性,因此包装材料的质量控制及检测越来越受到研发、生产和检测机构的重视。因此选择合适阻隔性能的包装材料,在能够阻隔细菌的同时,也有利于环氧乙烷穿透包装进行灭菌和挥发解析。MOCON的透湿仪PERMATRAN-W 101K旨在有效,准确地测试透气材料上的水蒸气透过率(WVTR或MVTR)。该仪器可提供500至101,000 g/(m2 *天)的测试结果,同时符合专门针对该仪器方法编写的ASTM D6701标准。透湿仪PERMATRAN-W 101K采用改进的倒置水杯概念,消除了传统重量分析法存在的气隙问题,并在整个测试期间保持恒定的100%RH,从而提供了准确且可重复的结果。安全的灭菌方案环氧乙烷气体监测环氧乙烷是目前大多数医疗器械产品最常见的灭菌方式。技术人员将环氧乙烷的消毒气体填充到腔室中,这种气体会渗透到纸板或塑料包装中并对设备进行消毒,这个过程可能会重复几次。但是环氧乙烷残留对人体有害,职业安全与健康管理局 (OSHA) 专门概述了与环氧乙烷接触人员的允许接触限值,国家对此也有着严格的规定。MOCON Baseline 9100气相色谱仪可以测量低至十亿分之一以下的环氧乙烷残留,同时将其他气体的干扰降至最低。我们的气相色谱仪不断监测主室周围区域的环氧乙烷,确保设施和人工操作安全。由于我们仪器的低检测率已经超出了OSHA和EPA设定的标准,因此这是一个高于标准且兼顾人工安全的灭菌保护方案。灭菌后的质量保护包装完整性测试不论使用什么灭菌方法对产品进行灭菌,都需要进行灭菌后的包装完整性测试。我们提供各种泄漏和爆破测试的解决方案,以确保整个包装的密封完整性。Dansensor Lippke 5000采用包装内充气正压原理,适用于所有类型的软包装,半硬和硬质包装的泄漏和封口强度测试。医疗器械包装完整性测试 应用领域:爆破测试、泄漏测试(压力衰减)、蠕变测试(具有可选的“蠕变至失败”选项)、气泡测试、组合测试(连续在同一包装上)。 满足标准:ASTM F1140:爆裂和医用包装的蠕变ASTM F2054:爆破测试(带约束板)ASTM F2095:压力衰减泄漏测试ASTM F2096:气泡泄漏测试(带水箱)ISO 11607:最终灭菌医疗设备的包装21 CFR,第11部分:保护您的数据并确保所有记录的真实性和完整性Dansensor Lippke VC1400密封测试仪,可以测试泡罩包装,玻璃瓶和其他柔性,刚性和半刚性包装的微小泄漏。自动化进行亚甲基蓝染料测试和气泡测试(ASTM D3078),保证了最佳的测试结果重现性。MOCON一直处于传感器开发的前沿,我们为健康、安全的医疗应用设计了行业领先的仪器。凭借在气体检测和分析方面几十年的经验,您可以信赖我们的专业知识,从原材料的选择到最终产品销售,我们为医疗器械的包装质量和工人安全提供全面的阻隔性和包装完整性检测方案。
  • 纳米级近场光学成像对钙钛矿太阳能电池表面涂层电子迁移和载流子浓度的研究进展
    太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置, 其中以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流。虽然通过掺杂及表面覆盖抗光反射层能提高晶硅太阳能电池的效率,但是超过能带间隙和一些特定波长的光反射造成了巨大的光能量损失,反而限制了晶硅太阳能电池的效率。 Y.H. Wang等利用有机金属三溴纳米粒子(CH3NH3PbBr3)涂层吸收部分短波长太阳光,使其转化成化电场。该化电场可以通过促进分子重排而增强有机-晶硅异质结太阳能电池的不对称性,从而增加表面活性载流子密度,终将有机-晶硅异质结太阳能电池的效率从12.7%提高到了14.3%。 苏州大学Q.L. Bao教授等人在钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为和载流子浓度分布等领域作出了突出贡献。2016年,发表在ACS Nano上的钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为的研究中,作者利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM发现:1. 未施加外场电压时, 该微纳米线区域中载流子密度(图1 g. s-SNOM振幅信号)和光折射率(图1 g. s-SNOM相位信号)较均匀;2. 施加外场正电压时,该区域中载流子密度随I-离子(Br?)的迁移而向右移动(图1 h. s-SNOM振幅信号),其光折射率随随MA+离子(CH3NH3+)的迁移而向左移动(图1 g. s-SNOM相位信号)较均匀;3. 施加外场负压时,情况正好与施加正电压时相反(图1 i)。该研究显示弄清无机-有机钙钛矿结构中的离子迁移行为对于了解钙钛矿基的特殊光电行为具有重要意义,进而为无机-有机钙钛矿材料的光电器件应用打下了坚实的基础。图1.SNOM测量钙钛矿结构微纳米线的光电转换的离子迁移行为。 d-f. 离子迁移测量示意图;g-i,相应的s-SNOM光学信号振幅和相位图 2017年, Q.L. Bao教授等人发表在AdvanceMaterials的文章中再次利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM,次在实验中研究了太阳能电池表面钙钛矿纳米粒子涂层的载流子密度。结果显示:钙钛矿纳米粒子覆盖区域近场信号强度高于Si/SiO2区域中信号强度(参见下图2 b 图2 a为对应区域的形貌)。另外作者也研究了增加光照的时间的影响(参见下图2 c, d)。其结果显示:近场信号强度随光照时间增加,从12.5 μV (黄色,0 min) 增加到 14.4 μV (红色, 60 min),该近场信号反映了可移动自由载流子密度的变化。终,红外光neaSNOM研究结果证明:随光照时间增加,太阳能电池表面的钙钛矿纳米粒子涂层富集和捕获了大量的电子。图2. SNOM测量钙钛矿结构纳米粒子涂层的载流子密度。a. AFM形貌图;b, s-SNOM光学信号图-未加光照;c, s-SNOM光学信号图-光照30min;d, s-SNOM光学信号图-光照60min 作者预见,该研究对于设计新型太阳能电池,提高其转化效率具有重要意义。同时,该研究还提出了一种使钙钛矿结构材料和晶硅太阳能电池相结合的研究方法,为之后的研究和应用提供了解决新思路。相关参考文献1.Zhang Y.P. et. al. Reversible StructuralSwell?Shrink and Recoverable Optical Properties in Hybrid Inorganic?OrganicPerovskite. ACS Nano 2016,10, 7031?7038.2.Wang Y.H. et. al. The Light-InducedField-Effect Solar Cell Concept - Perovskite Nanoparticle Coating IntroducesPolarization Enhancing Silicon Cell Efficiency. AdvancedMaterial 2017, First published: 3 March 2017 DOI: 10.1002/adma.201606370.相关产品链接超高分辨散射式近场光学显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C170040.htm德国Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm
  • 兰州化物所高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层研究获进展
    高熵合金通常被定义为含有5个以上主元素的固溶体,并且每个元素的摩尔比为5~35%,具有优异的力学、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能,在较多领域展现出发展潜力。中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副研究员高祥虎、研究员刘刚带领的科研团队,通过组分调控、构型熵优化和结构设计,制备出系列高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层。  前期,研究人员设计出一种由红外反射层铝、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅组成的彩色太阳能光谱选择性吸收涂层,其吸收率可达93.5%,发射率低于10%。研究人员发现,单层高熵合金氮化物陶瓷具有良好的本征吸收特性,因此制备出结构简单的涂层。以高熵合金氮化物作为吸收层,SiO2或Si3N4作为减反射层得到的涂层吸收率可达92.8%,发射率低于7%,并可在650°C的真空条件下稳定300小时。  近期,为进一步提升涂层吸收能力,研究人员选用不锈钢作为基底,低氮含量高熵合金薄膜作为主吸收层,高氮含量高熵合金薄膜作为消光干涉层,SiO2、Si3N4、Al2O3作为减反射层,形成了从基底到表面光学常数逐渐递减的结构(图1)。研究通过光学设计软件(CODE)进行优化,利用反应磁控溅射的方法制备,提高了制备效率。涂层吸收率可达96%,热发射率被抑制到低于10%。研究人员通过时域有限差分法(FDTD)研究了涂层光吸收机制。长期热稳定性研究表明,高熵合金氮化物吸收涂层在600°C真空条件下,退火168小时后仍保持良好的光学性能;计算涂层在不同工作温度和聚光比的光热转化效率发现,当工作温度为550°C、聚光比为100时,涂层的光热转化效率可达90.1%。该图层显示出优异的光热转换效率和热稳定性(图2)。  研究人员将吸收涂层沉积在不同基底材料上制备的涂层依然保持优异的光学性能,并在铝箔上实现了涂层的大规模制备。对不同入射角的吸收谱图研究发现,吸收涂层在入射光角度为0-60°的范围内具有良好的吸收率。研究人员模拟太阳光对吸收器表面进行照射,在太阳光照射下,涂层表面的温度超过100℃,表明该材料在界面水蒸发研究领域具有重要应用价值。  相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry A、Solar RRL、Journal of Materiomics上。上述工作开发出兼具优异光学性能和耐高温性能的高温太阳能光谱选择性吸收涂层,拓展了高熵合金在新能源材料领域的功能应用。研究工作得到中科院青年创新促进会、中科院科技服务网络计划区域重点项目和甘肃省重大科技项目的支持。图1.光学模拟结合磁控溅射方法制备太阳能光谱选择性吸收涂层图2.光谱选择性吸收机制和热稳定性研究
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