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一体式广角静态动态同步激光散射仪

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一体式广角静态动态同步激光散射仪相关的资讯

  • 荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪
    成果名称荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪单位名称中国科学院化学研究所联系人程贺联系邮箱chenghe@iccas.ac.cn成果成熟度□研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产合作方式□技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他成果简介:荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪通过引入二向色镜,采取叠光的手段,将785nm、633nm、532nm和457nm的激光作为光源,根据样品不同的吸收谱带选择样品无吸收的激光,解决了商业化动静态激光光散射谱仪无法测量荧光/磷光体系溶液结构的难题。该谱仪可精确测定流体力学半径在1nm-100&mu m,均方旋转半径在20nm-300nm尺寸范围的纳米、胶体、团簇颗粒等的溶液结构。应用前景:本项目可以吸引国内院所同行,尤其是本身已有商业化动静态激光光散射谱仪的同行的注意,吸引他们向我方申请加工、或者直接购买,在市场上有一定的应用前景。近两年来,仅德国ALV公司在中国市场购买就销售了15台左右谱仪,按每台谱仪的改装费80万元计算,我们的潜在市场至少有1200万元。
  • IRIS机载一体式激光雷达高光谱成像仪在评估杂草抗性方面的应用
    “倘若有什么植物妨碍了我们的计划,或是扰乱了我们干净整齐的世界,人们就会给它们冠上杂草之名。可如果你本没什么宏伟大计或长远蓝图,它们就只是清新简单的绿影,一点也不面目可憎。” ——《杂草的故事》清新简单的绿影自然面目可爱,惹人注目,但人类生存之下,繁多冗杂的一片蔓延,确是明目张胆地抢了农作物的地盘,伤了农业发展。世界上的杂草有1000多种,它们通常生长迅速、繁殖能力强,会对农业产生一定的影响。杂草不仅会与农作物争夺土壤养分和水分,传播病虫害,从而影响农作物的生长和产量,含有毒素的杂草还会影响农作物品质。因此,对于农业生产来说,防治杂草对保证农作物的正常生长和产量至关重要。IRIS机载一体式激光雷达高光谱成像仪在评估杂草抗性方面的应用杂草防治是现代农业生产管理的重要组成部分。然而,过度依赖常用除草剂进行化学防治已导致大量抗性杂草的出现,对可持续农业构成重大威胁。因此,开发一种大面积准确评估和量化田间杂草抗性的方法对于农场管理和可持续发展至关重要。目前的方法,例如目视检查,既费时又费力。酶测定虽然准确,但只能在实验室环境中进行。热成像技术可能会受到环境因素的影响,导致在室外使用时精度较低。因此,无法大规模应用。无人机(UAV)和各种传感器已经成为植物表型研究中不可或缺的工具。在这项研究中,作者于2021年6月7日在中国黑龙江省哈尔滨市向阳农场(位于北纬45°61′,东经126°97′)使用LR 1601-IRIS 机载一体式激光雷达高光谱成像仪(北京理加联合科技有限公司)进行了相关试验。旨在(1)根据杂草表型和鲜重提出新的抗性指数,来有效地量化田间杂草的抗性;(2) 利用高光谱传感器识别抗性杂草和敏感杂草之间的内在差异和敏感光谱区域;(3)通过多模态数据融合和深度学习研究光谱、结构和纹理信息及其组合在抗性评估中的贡献;(4)评估所提出的模型针对不同杂草密度和绘制抗性杂草的能力。机载杂草抗性评估方法的工作流程。结果(a) 不同抗性和密度的高光谱反射率曲线;(b)高光谱一阶导数。虚线代表抗性杂草,实线代表敏感杂草,颜色代表杂草密度。CRS测量和预测值散点图。结论(1)敏感杂草和抗性杂草的光谱响应存在明显差异,连续投影算法(SPA)选择的最佳波段与抗性表达波段的最佳波段相吻合;(2)通过多模态数据融合提高了抗性评估的准确性,后期深度融合网络表现出最佳的准确性,R2为0.777,RMSE为0.547;(3)多模态融合网络模型在不同密度的抗性评估中表现出强大的适应性,并有效地生成杂草抗性图。总的来说,这项研究证明了使用多模态数据融合和CRS,结合深度学习,实现准确和可靠的农田杂草抗性评估的有效性。本研究为农田抗性杂草管理提供了一种更有效、更准确的方法,并为可持续农业的发展提供助力。
  • 崂应发布崂应3012H-Y型 一体式烟尘/气采样仪新品
    崂应3012H-Y型 一体式烟尘/气采样仪一、产品概述 本仪器应用皮托管平行等速采样法采集固定污染源排气中的颗粒物,用过滤称重法测定烟尘质量,应用于各种锅炉、烟道、工业炉窑等固定污染源颗粒物的排放浓度、折算浓度、排放总量的测定;自动测量烟气动压、烟气静压、流速、流量计前压力、流量计前温度、烟气温度、含湿量、含氧量等参数。 产品广泛应用于环保、检测公司、工矿企业(电厂、钢铁厂、水泥厂、糖厂、造纸厂、冶炼厂、陶瓷厂、锅炉炉窑,以及铝业、镁业、锌业、钛业、硅业、药业,包括化肥、化工、橡胶、材料厂等)、卫生、劳动、安监、军事、科研、教育等领域。二、执行标准GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件HJ 836-2017 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法JJG 680-2007 烟尘采样器DB13/T 2375-2016 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定 重量法 三、产品特点皮托管模块化设计,可便捷拆卸,方便更换直径?47mm一体式钛采样头整体称重,自损耗低,专用拆装工具拆装快速便捷专利技术加热装置,加热效率高,加热温度可以设定并自动调节主机与取样管一体式可拆分设计,减少管路连接。体积小巧,便于携带具有激光测距功能,能自动计算测点位置,可根据取样管长度等参数计算出采样头探入深度具有角度检测功能,显示采样嘴偏离角度,确保采样精度尘气同采功能,同步测量含氧量仪器内置弹性气容(专利),提高采样流量稳定性采样气回流功能,避免造成二次环境污染,保护现场工作人员。降低对采样泵的工作负载要求,同时降低了能耗提供USB接口,可将采样数据文件导出,同时支持仪器软件升级预留物联网模块接口,可拓展联网功能选用蓝牙高速低噪音微型热敏打印机,轻松掌握实时数据仪器内置电子标签,可与仪器出入库管理平台软件配合实现仪器智能化管理 说 明:1、以上内容完全符合国家相关标准的要求,因产品升级或有图片与实机不符, 请以实机为准,本内容仅供参考。 创新点:1、皮托管模块化设计,可便捷拆卸,方便更换2、直径Ø 47mm一体式钛采样头整体称重,自损耗低,专用拆装工具拆装快速便捷3、专利技术加热装置,加热效率高,加热温度可以设定并自动调节4、主机与取样管一体式可拆分设计,减少管路连接。体积小巧,便于携带5、具有激光测距功能,能自动计算测点位置,可根据取样管长度等参数计算出采样头探入深度6、尘气同采功能,同步测量含氧量7、仪器内置弹性气容,提高采样流量稳定性8、采样气回流功能,避免造成二次环境污染,保护现场工作人员。降低对采样泵的工作负载要求,同时降低了能耗9、提供USB接口,可将采样数据文件导出,同时支持仪器软件升级10、预留物联网模块接口,可拓展联网功能11、仪器内置电子标签,可与仪器出入库管理平台软件配合实现仪器智能化管理崂应3012H-Y型 一体式烟尘/气采样仪
  • 超声波环境监测站-一款超内卷的一体式自动气象站#2022已更新
    超声波环境监测站-一款超内卷的一体式自动气象站#2022已更新بالموجاتفوقالصوتيةمحطةالرصدالبيئي-سوبرالتلقائيمحطةالطقس【品牌型号:天合环境TH-CQX8】经常下雨会影响农作物的生长。植物的生长需要一定的阳光,空气,水等等元素,缺一不可;经常下雨可以提供充足的水分,但是会减少阳光的摄入,同样会影响其生长;而且过量的雨水会导致收成不好,这会对农民造成一定的损失,对普通人而言就是物价上涨,同时粮食产量少对于国家粮食的储存也会有影响。所以,经常下雨不利于农作物的生长。一、产品简介TH-CQX8超声波气象站是一款高度集成、低功耗、可快速安装、便于野外监测使用的高精度自动气象观测设备。该设备免调试,可快速布置,广泛运用于气象、农业、林业、环保、海洋、机场、港口、科学考察、校园教育等领域。与传统的超声波气象站相比,我司产品克服了对高精度计时器的需求,避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。该设备创新性的采用八要素一体式传感器,可对风速、风向、温度、湿度、气压、pm2.5、pm10、噪声等气象要素进行实时观测,可实现户外气象参数24小时连续在线监测,通过数字量通讯接口将八项参数一次性输出给用户。二、产品特点1、顶盖隐藏式超声波探头,避免雨雪堆积的干扰,避免自然风遮挡2、原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向3、风速、风向、温度、湿度、气压、pm2.5、pm10、噪声八要素一体式传感器4、标配GPRS、蓝牙、485转USB三种传输方式5、两米碳钢支架,顶部无需法兰盘可直接套接传感器6、传感器外壳采用进口ASA材质,更有效对抗盐雾等环境,防护等级达到IP65以上三、技术参数1、风速:测量原理超声波,0~60m/s(±0.1m/s)分辨率0.01m/s;2、风向:测量原理超声波,0~360°(±2°);分辨率:1°;3、空气温度:测量原理二极管结电压法,-40-60℃(±0.3℃),分辨率0.01°;4、空气湿度:测量原理电容式,0-100%RH(±0.3%RH),分辨率:0.1%RH;5、大气压力:测量原理压阻式,30-110Kpa(±0.25%),分辨率0.1hpa;6、PM2.5:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)7、PM10:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)8、噪声:测量原理电容式,30-120dB(±1.5dB)9、采集器供电接口:GX-12-3P插头,输入电压5V,带RS232输出Json数据格式,采集器供电:DC5V±0.5V峰值电流1A,10、传感器modbus、485接口:GX-12-4P插头,输出供电电压12V/1A,设备配置接口:GX-12-4P插头,输入电压5V11、太阳能供电、配置铅酸电池,可选配30W 20AH/50W 40AH/100W 100AH.充电控制器:150W,MPPT自动功率点跟踪,效率提高20%12、数据上传间隔:60s-65535s可调13、7寸安卓触屏,屏幕尺寸:1024*600 RGB LCD14、整机取得国家气象计量站校准证书15、整机取得实用新型号ZL 2020 2 3208599.816、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证17、生产企业具有知识产权管理体系认证证书和计算机软件注册证书
  • 打击芬太尼类毒品—普识纳米推出手持一体式拉曼光谱仪
    什么是芬太尼:作为一种药物,它适用于各种疼痛及外科、妇科等手术后和手术过程中的镇痛 也用于防止或减轻手术后出现的谵妄 还可与麻醉药合用,作为麻醉辅助用药 与氟哌利多配伍制成“安定镇痛剂”,可用于大面积换药及进行小手术的镇痛——简单来说,芬太尼就是一种“普通又常见”的镇痛药。然而,正是这些医患眼中的镇痛良药,近年来却频频因滥用而显露出其“魔鬼”的一面,变身成臭名昭著的“第三代毒品”。  芬太尼的危害:不同于人们通常所了解的海洛因、大麻等“传统毒品”和冰毒、摇头丸等“合成毒品”,第三代毒品是指“新精神活性物质”,这些物质大多是不法分子为逃避打击而对管制毒品进行化学结构修饰所得到的毒品类似物,具有与管制毒品相似或更强的兴奋、致幻、麻醉等效果,因此也被称为“策划毒品”或“实验室毒品”。联合国毒品和犯罪问题办公室(INCB)称,在20世纪70年代和80年代,含有芬太尼及其类似物的产品开始出现在非法药物市场上。2009年以来,欧洲药物市场上共查明了25种新阿片,其中,就包括18种芬太尼类物质。2019年4月,我国宣布正式将“芬太尼类物质”按类纳入毒品管制范畴。日前,禁毒委与公安部再次发声严管芬太尼。  普识纳米PERS-HR650D手持一体式拉曼光谱仪,专门针对芬太尼类物质推出检测方案,基于拉曼光谱SERS原理,采用独特的便携设计,为用户量身定制,具有简单、精准、高效、便携等特点。满足现场使用需求,并可根据要求支持扩容升级万条数据库,还可以随时自建谱图库,检测新出现的芬太尼。
  • 一体式超声波气象站-值得入手的一款全自动环境监测站介绍
    一体式超声波气象站-值得入手的一款全自动环境监测站介绍#2022已更新بالموجاتفوقالصوتيةمحطةالأرصادالجويةالمتكاملة-تستحقأن【品牌型号:天合环境TH-CQX7】天气突变往往不期而至,令人猝不及防,而造成生命财产的巨大损失。研究结果显示,一段时期内的天气变化,常常是在一定的气候背景下发生的。所以,要预报好天气变化,必须深入了解气候变化,掌握气候变化规律,实时监测气象环境的变化。随着气候变暖和现代社会的发展,恶劣天气事件有逐渐增多的趋势。一、产品简介TH-CQX7超声波气象站是一款高度集成、低功耗、可快速安装、便于野外监测使用的高精度自动气象观测设备。该设备免调试,可快速布置,广泛运用于气象、农业、林业、环保、海洋、机场、港口、科学考察、校园教育等领域。与传统的超声波气象站相比,我司产品克服了对高精度计时器的需求,避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。该设备创新性的采用七要素一体式传感器,可对风速、风向、温度、湿度、气压、光照/总辐射、光学雨量等气象要素进行实时观测,可实现户外气象参数24小时连续在线监测,通过数字量通讯接口将七项参数一次性输出给用户。二、产品特点1、顶盖隐藏式超声波探头,避免雨雪堆积的干扰,避免自然风遮挡2、原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向3、风速、风向、温度、湿度、气压、光照/总辐射、光学雨量七要素一体式传感器4、标配GPRS、蓝牙、485转USB三种传输方式5、两米碳钢支架,顶部无需法兰盘可直接套接传感器6、传感器外壳采用进口ASA材质,更有效对抗盐雾等环境,防护等级达到IP65以上三、技术参数1)风速:测量原理超声波,0~70m/s(±0.1m/s);2)风向:测量原理超声波,0~360°(±1°);3)空气温度:测量原理二极管结电压法,-40℃~85℃(±0.3℃)4)空气湿度:测量原理电容式,0~100%RH(±2%RH);5)大气压力:测量原理压阻式,300hPa~1100hPa(±0.02hPa);6)光照:测量原理光电效应,0-100Klx(±3%)7)光学雨量:测量原理光电式,0~4mm/min(±4%);8)采集器供电接口:GX-12-3P插头,输入电压5V,带RS232输出Json数据格式,采集器供电:DC5V±0.5V峰值电流1A,9)传感器modbus、485接口:GX-12-4P插头,输出供电电压12V/1A,设备配置接口:GX-12-4P插头,输入电压5V10)太阳能供电、配置铅酸电池,可选配30W 20AH/50W 40AH/100W 100AH.充电控制器:150W,MPPT自动功率点跟踪,效率提高20%11)数据上传间隔:30s-65535s可调12)7寸安卓触屏,屏幕尺寸:1024*600 RGB LCD13)整机取得国家气象计量站校准证书14)整机取得实用新型号ZL 2020 2 3208599.815)生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证16)生产企业具有知识产权管理体系认证证书和计算机软件注册证书四、产品尺寸图五、产品结构图六、上位机软件介绍1、PC单机版数据接收、存储、查看、分析软件2、支持串口数据接收、处理、展示3、支持json字符串、modbus485等通信方式4、可自设置存储时间,modbus485采集模式下可自设置采集时间5、支持自助增加、删除、修改监测参数的协议、名称、图标等6、支持数据后处理功能7、支持外置运行javascript脚本七、安卓APP介绍1、安卓单机版数据接收、存储、查看、分析软件2、支持蓝牙数据接收3、手机休眠后软件后台接收、处理4、json数据自动添加设备,modbus设备支持扫码添加设备5、支持历史数据查看、分析、导出表格,支持曲线展示、单数据点查看。6、支持数据后处理功能7、支持外置运行javascript脚本八、云平台介绍1、CS架构软件平台,支持手机、PC浏览器直接观测、无需额外安装软件。2、支持多帐号、多设备登录3、支持实时数据展示与历史数据展示仪表板4、云服务器、云数据存储,稳定可靠,易于扩展,负载均衡。5、支持短信报警及阈值设置6、支持地图显示、查看设备信息。7、支持数据曲线分析8、支持数据导出表格形式9、支持数据转发,HJ-212协议,TCP转发,http协议等。10、支持数据后处理功能11、支持外置运行javascript脚本
  • 国内首款智能一体式手套完整性测试仪GIT-WLAN
    智能一体式手套完整性测试仪GIT-WLAN内置锂电池,无需外接电源,充电方便;具有微电脑控制,LCD显示数据功能。与传统笨重的手套检漏仪相比,GIT-WLAN结构精巧,轻量化设计,单手即可轻松提起,使用更方便。 GIT-WLAN通过先进的WIFI功能,与PC端无线连接,无线传输检测数据,使用更灵活方便。PC端在线检测,可同时检测多个手套,无需拆卸手套;支持离线检测,离线检测需配置手套检测支架。 手套完整性测试仪软件具有多种测试设置程序,可对多种手套进行测试。满足21CFR part 11电子记录和电子签名认证要求。 应用先进的射频识别技术,自动识别手套编号,读取测试结果。 内置专用充气泵为手套/袖套充气,无需外接气源;全自动监控测试过程中充气密封圈和手套内的压力。 GIT-WLAN智能一体式手套完整性测试仪依据GB/T 25915.7-2010/ISO 14644-7:2004标准研发,完全符合法规要求。应用广泛 智能一体式手套完整性测试仪GIT-WLAN压力检测范围广,涵盖所有手套检测压力,适用于无菌检查隔离器、RABS系统、无菌分装、无菌生产等手套检漏。
  • ProteinSimple推出一体式高端多功能成像系统
    FluorChem M 多色荧光、化学发光凝胶成像系统是美国ProteinSimple公司(原Alpha Innotech公司)最新推出的高端多功能成像系统。FluorChem M的推出,为定量分析多色荧光Western Blot和凝胶成像设立了一套新标准。具有多色荧光、化学发光、凝胶成像功能;支持印迹膜、核酸胶,蛋白胶、多孔板、培养皿等样品类型。&bull 采用独特的一体式设计,触摸屏控制,支持远程操作&bull 配合最先进的CCD光学技术,830万像素,3326x 2504分辨率,提供无与伦比的图像质量&bull 10位滤光片轮,满足大部分图像检测应用&bull 多色激发光源,专为Western Blot成像优化&bull 摆脱暗室,超高灵敏度、快速成像、宽动态范围&bull 预设多种程序,一键敲击即可成像,操作简单,无需培训FCM特有的设计保证了其出众的多色荧光,化学发光凝胶成像性能,成为高端实验技术平台的首选. 原Alpha Innotech公司创立于1982年,总部位于美国加州,2005年上市,2009年12月被美国ProteinSimple公司(简称PS公司)收购。Alpha Innotech在数字化凝胶成像领域有20年的成功历史,用户超过20000个,引用的文献近10000篇。在凝胶成像领域处于领先地位,是高端多色荧光和化学发光技术的全球领导者。 PS公司总部位于美国硅谷,是世界一流的生命科学仪器制造商,专注于蛋白质研究分析领域,在美国加州、加拿大多伦多、加拿大渥太华等地设有生产和研发部门,同时在全球多地设有办事处。 更多信息请访问 http://china.proteinsimple.com/ 或致电 4000-863-973
  • 动态光散射技术入门及仪器采购指南
    作者:马尔文仪器公司纳米颗粒及分子鉴定产品营销经理 Stephen Ball  动态光散射(DLS)是一项用于蛋白质、胶体和分散体的极具价值的粒度测量技术,其应用范围可轻松扩展到1 nm以下。本文中,马尔文仪器公司产品营销经理Stephen Ball将向您介绍DLS的工作原理,并就购买光散射系统时的关注事项为您并提供一些专业建议。  通过观察散射光,可以测定粒子分散体系或分子溶液的特性,如粒度、分子量和zeta电位。光散射系统充分挖掘利用这些特性之间关联,并在近几十年间经过不断完善,目前已经能为常规实验室应用提供高度自动化的检测。利用光散射仪器的检测快速而高效,可用来表征分散体系、胶体和蛋白质。  理论上,光散射仪器中使用的各种技术看起来可能很相似,但它们的功能和检测结果却在实际应用中千差万别,从而对仪器的寿命期价值产生显著影响。光散射系统中的组件和设计的差异也会导致数据质量及仪器适用范围产生很大的差异。例如,某些光散射系统可通过测量蛋白质电泳迁移率对蛋白质电荷以及粒度进行测定,从而成为生物制药应用中高效的选择方案。  撰写本文的目的在于为考虑采用动态光散射DLS技术的读者提供一个入门指南。本文将考察DLS的主要用途、应用领域,尤其会侧重系统设计中对于特定性能的重要性,从而为那些正为自身需求而关注DLS技术的用户提供背景信息和理论支持。  了解基本知识  当我们要开始对一种新的分析技术进行评估时,第一个重要步骤就是要了解它的基本工作原理。DLS的优势之一是它操作非常简单,而这直接源于它的测量原理。  由于热能,溶剂分子不断运动,和悬浮的颗粒物产生碰撞,使得分散体或溶液中的小颗粒做无规则的布朗运动。可以通过观测散射光随时间的波动性得到颗粒布朗运动的速度,这种技术被称为光子相关光谱法(PCS)或准弹性光散射法(QELS),但现在通常称作动态光散射法(DLS)。  斯托克斯 - 爱因斯坦方程定义了颗粒布朗运动速度与颗粒大小之间的关系:    其中,D = 扩散速度, k = 波尔兹曼常数,T = 绝对温度,h = 粘度,DH = 流体力学直径  上述关系式清楚地表示了在样品温度和连续相粘度已知的情况下,如何根据扩散速度测定粒径。尽管必须是控制检测温度,但很多商用仪器还是会对温度进行测量 而对于许多分散剂,尤其是水而言,粘度是已知的。在很多情况下,DLS实验所需的补充信息也仅仅是粘度测量。  DLS的优势  DLS固有的操作简便性意味着操作者无需具备很强的专业知识就能得到详尽而有用的数据,这个优点在最新的高度自动化系统中表现得尤为明显&mdash &mdash 一般分析只需要几秒钟的时间,并且分散剂的选择余地比较大,不管是水性还是非水性的,只要它们呈透明状并且不太粘稠,就都可以使用。这种测试方法所需的样品量也很小,最少时只需要几微升即可,这一点对于涉及宝贵的样品的早期研究而言是极具吸引力的。  实际上,DLS法在测量0.1 nm ~ 10 µ m范围的粒径时十分出色。它在测量小颗粒方面的能力尤为突出,对于绝大多数待测体系提供2nm及以上的准确、可重复的数据。从理论上讲,检测低密度分子的粒径仅仅受到仪器灵敏度的限制,但对致密颗粒而言,沉降是可能导致分析不准确的一个潜在问题。例如,对于密度为10g/ml的颗粒,最大检测粒径通常会限制在大约100nm以内。  无论是稀释样品还是混浊样品都可以用DLS法来进行测量,可分析的浓度范围最低可至0.1ppm,最高可达40%w/v。不过,由于样品浓度会大大影响其外观尺寸,因此当粒子含量较高时对样品的制备需要加倍小心。  上述适用的粒径和浓度范围以及该测量技术的高重现性(粒径20nm时可达到+/- 0.1nm),使得DLS这种测量方法具有广泛的适用性。比如,它特别适合检测平均粒径的细微变化,这种变化可能会反映出胶体样品的稳定性 它也可以测得少量聚集体的出现。上述这些现象很有可能是某种样本解体的前兆,当用于药物的蛋白质研究时,这类情况的出现有可能对药物性能产生不利甚至有害的影响。  DLS法的局限性  DLS方法的大多数局限性可以或已经通过对实验操作过程进行改进,或对DLS技术进行改进来加以克服 但在区分仪器类型,尤其是对于那些要求异常苛刻的应用而言,它的局限性仍然值得我们加以关注。一般来说,DLS使用过程中遇到的大多数问题是出于以下原因:  &diams 存在较大的颗粒  超出仪器最高量程范围的颗粒应该事先被过滤掉。或者,如果大颗粒的存在量极少也可以通过软件进行处理。  &diams 沉淀  这种现象在较为致密的颗粒中尤其比较容易出现。提高分散液密度是比较有效的抑制方法(比如在系统中加入蔗糖),但这种方法仅适用于密度不高于1.05 g/ml的样品体系。  &diams 分辨率较低  DLS不属于高分辨率的技术。当样品的粒度分布排列十分密集,且存在三种以上的粒度分布差异时,DLS 将无法对多重分散样品进行精确表征。在这种情况下,建议最好在测量之前对样品进行分离 而在测量方法上,则需要将DLS与制备技术如凝胶渗透法或尺寸排除色谱法(GPC / SEC)和(或)流场分离技术(FFF)联合使用。  &diams 多重光散射  多重散射是指从一个颗粒发出的散射光在到达探测器之前又会被其它粒子再次散射,在较致密的样品中,这种现象会使粒径计算的精确度受到影响。背散射检测器以大于90° 的角度进行测量,大大抑制了这一现象,从而扩大了该技术的测量范围。  &diams 分散剂的选择  虽然大多数分散剂都适用于DLS,但如果分散剂粘度大于100mPa.s,往往会影响测量的可靠性,另外分散剂对光的吸收也会对检测产生干扰。比如有色样品的散射光强度可能会有所降低。一种可行的解决方案是根据系统的灵敏度,采用不同的激光波长进行分析或对样品进行稀释。样品中的荧光也会对信噪比造成影响,但可以通过使用窄带滤波器来解决,以排除荧光杂散光的影响。  界定DLS检测仪的特性  上述的讨论是在对DLS仪器的界定特征进行检验的背景下展开的。对于任何分析技术,灵敏度都是最基本的要素,对于DLS系统,这方面的性能是由光学硬件和相应的设置来确定的。稀释度较高时,具有优越光学设置的系统能对较小的颗粒进行可靠测量,但对于在这些功能方面要求不高的应用而言,替代方案可能会更为经济。光学设置的主要元件包括:  &diams 激光源  具有低噪特性的稳定激光源最为合适,如某些氦氖气体激光器。也可以使用某些特定的固态激光器,但价格要贵得多 低成本的固态激光器使测量结果的精度和可重现性受到极大影响。  &diams 光学设置  光学设置的核心是进行测量的散射角。测量角固定于90o 时,可使系统简便而经济高效,为许多应用(见图1)提供合适的灵敏度级别。这类系统已得到广泛使用。  当实验需要灵敏度更高,或样品浓度更高时,最好选择较大的测量角度。例如马尔文仪器公司Zetasizer Nano系列激光粒度仪,采用非侵入式背散射检测器 (NIBS),将测量角度调到175o(参见图1),扩大了颗粒粒度与浓度的测量范围。由于入射光无需通过整个样品,因此显著减少了多重散射引起的测量不准确性,同样也排除了大灰尘颗粒的影响。  在上述两种类型的设置中采用了光纤光学收集组件,其提供的信噪比优于传统的相应部件,从而大大提高了数据质量。  &diams 检测器  检测器有两种类型:一种是便宜、灵敏度较低的光电倍增管PMT,另一种是较昂贵的、性能更好的雪崩光电二极管检测器(APD)。后者宣称效率高达65%,远远优于替代产品PMT4-20%的效率,从而使数据收集最大化,测量速度更快、质量更高。  要获得精确的DLS测量,另一项基本要求是必须对温度进行很好的控制。如同分散剂粘度一样,颗粒的布朗运动也直接和温度相关,因此温度控制较差造成的影响非常严重。例如,在环境温度下对水性体系进行测量,1oC的温度误差将导致2.4%的检测结果偏差,超过ISO13321 [1] 标准规定的+/-2% 或更新的 ISO 22412[2] 标准规定的范围。对于使用的各类比色皿,DLS仪器温度控制的合理目标是 +/-0.2oC。  比起在检测仪外部连接水浴装置,内置温度控制器在使用上更加方便,在测量精度、稳定性和重现性方面也更加可取。此外,具有高性能控制系统的仪器,既能进行快速的系统预热,又能迅速调整温度,从而对温度变化所产生的影响(如蛋白质热不稳定性)进行研究。   日常使用  当选择仪器时,评估整体性能特点尤为重要。然而,如果每天使用一个不太符合操作要求的系统所造成的不便会令人非常烦恼,甚至不想再去用它。因此,当需要在最终几个备选仪器之间进行选择时,以下几个问题是值得考虑一番的:  &diams 我最重要的需求是什么:速度还是准确性?  &diams 我的样品粒径的范围?  &diams 我要测量的样品属于什么类型,比如是否有毒?或者具有特别强的腐蚀性?  &diams 今后仪器的操作者是专家还是新手?他们具备多少关于光散射的专业知识?  速度与准确性  DLS测量通常成批进行,样品通常不同、且体积较小。测量时间一般按照能达到要求的重复性水平设置,但一般不大会超过几分钟。不过,分析效率可能因样品制备和系统清洗要求而有所不同,不同系统的使用方便性也会有较大的差异。如果DLS系统被用作 GPC/SEC 检测器,系统将设置为流体工作模式。由于样品流经仪器,为达到必要的精度,测量必须在短短几秒钟之内完成。  具有良好测试速度和准确性的仪器通常都价格较高,但考虑使用寿命期的成本更为重要。考虑到因不能满足重复性标准而进行反复实验所花费的时间和成本,以及因仪器装备不能满足常规实验室使用要求而造成的分析效率下降等因素,更昂贵一些的系统也许更能体现物有所值。  适用于各种样品类型的比色皿  大多数光散射系统在批量样品分析期间使用各种比色皿池或比色皿来盛放样品。它们通常是塑料(通常是聚苯乙烯)、玻璃或石英材质的,但大小各不相同。样品的最小用量取决于光学设置,通常为2-3 ml。不过,如果不考虑任何样品回收要求,也有一些系统测量只需要2µ l的样品用量。  一次性塑料比色皿无需清洗,消除了交叉污染的风险,特别适用于盛放有毒材料 有些比色皿只有50 &mu L大小。采用比色皿可以避免产生&lsquo 非比色皿&rsquo 系统(即把样品直接放在玻璃片上进行测量)因清洗不彻底而导致测量不准确的问题。石英比色皿具有更佳的测量质量,尤其是用于低浓度或小粒径样品时,这是因为石英材料具有优异的光学特性和抗划伤性。  减轻分析负担  光散射通常只是许多研究人员在实验室中常规使用的多种技术之一。仪器操作者可能不是光散射方面的专家,因而仪器操作的简便性是很有帮助的。  一些DLS系统在数据收集过程中即对数据进行评估,剔除因大颗粒存在而被污染的结果。这类些系统有助于提高样品制备的速度和容许范围。粒径大于10微米的颗粒主要发生向前散射,因此含背散射检测器的仪器对这些颗粒的存在不太敏感。测量浓度范围宽的系统尽可能降低了样品稀释的需求,进一步提高了测量效率。  大多数现代化测量系统在数据采集过程中都无需操作员干预,从而减少了分析师的工作量,并提高测量的可重复性。但是有些比较复杂的样本可能需要采用特殊方法进行测量,因此应在标准操作程序(SOPs) 中包含这些特殊方法,从而确保应用的标准化。  虽然自动测量现在已很普遍,但在内置数据分析支持程度方面,不同仪器之间的差异很大。如果是给非专业人员使用的光散射测量系统,那么含有内置数据分析和专家意见的先进软件将极富价值,就好像在电话另一端有一位可靠的、活生生的专家一样。  总结  DLS是一项比较成熟的技术,可为各种类型的样品进行粒径和分子尺寸测量。因此,在选择仪器时,必须将系统能力与用户要求紧密联系起来,使两者相匹配。光散射系统在测量粒径的同时,还可以测量分子量、蛋白质电荷和Zeta电位,甚至还能具有微流变学测量功能。  不同系统之间的灵敏度有很大差别,如同在高浓度下也能进行测量一样,也可对各种大小的颗粒或分子进行有效的测量。与那些90o 度探测器相比,背散射仪器具有很实际的优势。  除了性能以外,还有其它因素也会影响仪器使用寿命期内的价值,包括易于清洁 能获得的支持以及友好的用户软件界面。无论是什么规格的仪器,最好的建议是在购买前进行测试,看看你能否轻松得到有用的数据。DLS问世已经多年,因此不论你的用途是什么,你都可以期望拥有一套有使用针对性的、富有成效并且易于操作的测量系统。  结束  参考文献:  [1] ISO 13321 (1996) 粒度分析 - 光子相关光谱。  [2] ISO 22412 (2008) 粒度分析 - 动态光散射  [3] GPC / SEC静态光散射技术说明,(马尔文仪器公司白皮书)。下载网址:www.malvern.com/slsforgpc  [4] www.malvern.com/aurora  图片  图1:DLS系统的关键组件包括(1)激光器,(2)测量单元,(3)检测器,(4)衰减器,(5)相关器和(6)数据处理PC。探测器可置于90° 或更大的角度,例如这里所显示的NIBS检测器设置在175° 。  图2:在悬浮液稳定性研究中采用Zeta电位对粒子之间斥力进行量化  laser:激光器  attenuator:衰减器  detector:检测器  digital signal processor 数字信号处理器  correlator:相关器  Electrical double layer:双电层  Stern layer:严密电位层  Diffuse layer:扩散层  Negatively charged particle:带负电荷的颗粒  Slipping plane:滑动面  Surface potential:表面电位  Zeta potential:Zeta电位  Distance from particle surface:到颗粒表面的距离
  • 重庆科技学院260.00万元采购激光光散射仪,纳米粒度仪,分子荧光光谱,PCR
    详细信息 重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设(CQS22A02454)公开招标公告 重庆市-沙坪坝区 状态:公告 更新时间: 2022-12-04 重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设(CQS22A02454)公开招标公告 发布日期: 2022年12月4日 项目概况: “重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设”项目的潜在投标人应在“重庆市政府采购网”获取采购文件,并于 2022年12月26日 14:00(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目号:CQS22A02454 采购执行编号:1708-BZ2200461552AH 项目名称:重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设 采购方式:公开招标 预算金额:2,600,000.00元 最高限价:2,600,000.00元 采购需求: 包号:1 包内容 最高限价 数量 单位 简要技术要求 功能材料性能测试平台设备 866,500.00元 1 批 荧光分光光谱仪:测量波长范围:220~730nm和零级光 包号:2 包内容 最高限价 数量 单位 简要技术要求 广角动静态激光光散射仪 702,000.00元 1 台 动态光散射测量参数: 流体力学直径(Dh)及其分布,扩散系数(D),其他动力学参数 包号:3 包内容 最高限价 数量 单位 简要技术要求 制药工程及油田化学教学科研设备 1,031,500.00元 1 批 实时荧光定量PCR分析仪:操作界面:自带不低于7寸触摸屏控制操作 最高限价总计:2,600,000.00元 合同履行期限:中标人应在采购合同签订后6个月内交货并完成安装调试。 本项目是否接受联合体:否 二、申请人的资格要求 1、满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定。 2、落实政府采购政策需满足的资格要求: 无 3、本项目的特定资格要求: 包1或包2所投产品若为进口产品的,投标人应提供产品制造商或中国境内代表机构或总代理出具的授权函(提供授权函复印件)。三、获取公开招标文件的地点、方式、期限及售价 获取文件期限:2022年12月4日 至 2022年12月12日。 每天上午09:00:00至12:00:00,下午13:30:00至17:00:00。(北京时间,法定节假日除外 ) 文件购买费:0.00元/包 获取文件地点:重庆市政府采购网 方式或事项: (一)投标人应通过重庆市政府采购网(www.ccgp-chongqing.gov.cn)登记加入“重庆市政府采购供应商库”。 (二)凡有意参加投标的投标人,请到采购代理机构领取或在“重庆市政府采购网”网上下载本项目招标文件以及图纸、澄清等开标前公布的所有项目资料,无论投标人领取或下载与否,均视为已知晓所有招标内容。 (三)招标文件公告期限:自采购公告发布之日起五个工作日。 (四)招标文件提供期限 1.招标文件提供期限:同招标文件公告期限。 2.报名方式:无需报名。 四、投标文件递交 投标文件递交开始时间: 2022年12月26日 13:30 投标文件递交截止时间: 2022年12月26日 14:00 投标文件递交地点:重庆市公共资源交易中心开标厅(地址:重庆市渝北区青枫北路6号渝兴广场B10栋2层)五、开标信息 开标时间: 2022年12月26日 14:00 开标地点:重庆市公共资源交易中心开标厅(地址:重庆市渝北区青枫北路6号渝兴广场B10栋2层)六、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日七、其他补充事宜 采购项目需落实的政府采购政策 (一)按照《财政部 生态环境部关于印发环境标志产品政府采购品目清单的通知》(财库〔2019〕18号)和《财政部 发展改革委关于印发节能产品政府采购品目清单的通知》(财库〔2019〕19号)的规定,落实国家节能环保政策。 (二)按照财政部、工业和信息化部关于印发《政府采购促进中小企业发展管理办法》的通知(财库〔2020〕46号)的规定,落实促进中小企业发展政策。 (三)按照《财政部、司法部关于政府采购支持监狱企业发展有关问题的通知》(财库〔2014〕68号)的规定,落实支持监狱企业发展政策。监狱企业视同小型、微型企业。 (四)按照《三部门联合发布关于促进残疾人就业政府采购政策的通知》(财库〔2017〕 141号)的规定,落实支持残疾人福利性单位发展政策。残疾人福利性单位视同小型、微型企业。八、联系方式 1、采购人信息 采购人:重庆科技学院 采购经办人:汤昌晟 采购人电话:023-65023937 采购人地址:重庆市沙坪坝区大学城东路20号 2、采购代理机构信息 代理机构:重庆市政府采购中心 代理机构经办人:唐玮 文杰 代理机构电话:023-67523244 67707261 代理机构地址:重庆市江北区五简路2号重庆咨询大厦B座502室 3、项目联系方式 项目联系人:唐玮 文杰 项目联系人电话:023-67523244 67707261 项目联系人邮箱:1433831954@qq.com九、附件 公开招标-重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设CQS22A02454(终审稿).doc 免责声明:本页面提供的内容是按照政府采购有关法律法规要求由采购人或采购代理机构发布的,重庆市政府采购网对其内容概不负责,亦不承担任何法律责任。 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:激光光散射仪,纳米粒度仪,分子荧光光谱,PCR 开标时间:2022-12-26 14:00 预算金额:260.00万元 采购单位:重庆科技学院 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:重庆市政府采购中心 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设(CQS22A02454)公开招标公告 重庆市-沙坪坝区 状态:公告 更新时间: 2022-12-04 重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设(CQS22A02454)公开招标公告 发布日期: 2022年12月4日 项目概况: “重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设”项目的潜在投标人应在“重庆市政府采购网”获取采购文件,并于 2022年12月26日 14:00(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目号:CQS22A02454 采购执行编号:1708-BZ2200461552AH 项目名称:重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设 采购方式:公开招标 预算金额:2,600,000.00元 最高限价:2,600,000.00元 采购需求: 包号:1 包内容 最高限价 数量 单位 简要技术要求 功能材料性能测试平台设备 866,500.00元 1 批 荧光分光光谱仪:测量波长范围:220~730nm和零级光 包号:2 包内容 最高限价 数量 单位 简要技术要求 广角动静态激光光散射仪 702,000.00元 1 台 动态光散射测量参数: 流体力学直径(Dh)及其分布,扩散系数(D),其他动力学参数 包号:3 包内容 最高限价 数量 单位 简要技术要求 制药工程及油田化学教学科研设备 1,031,500.00元 1 批 实时荧光定量PCR分析仪:操作界面:自带不低于7寸触摸屏控制操作 最高限价总计:2,600,000.00元 合同履行期限:中标人应在采购合同签订后6个月内交货并完成安装调试。 本项目是否接受联合体:否 二、申请人的资格要求 1、满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定。 2、落实政府采购政策需满足的资格要求: 无 3、本项目的特定资格要求: 包1或包2所投产品若为进口产品的,投标人应提供产品制造商或中国境内代表机构或总代理出具的授权函(提供授权函复印件)。三、获取公开招标文件的地点、方式、期限及售价 获取文件期限:2022年12月4日 至 2022年12月12日。 每天上午09:00:00至12:00:00,下午13:30:00至17:00:00。(北京时间,法定节假日除外 ) 文件购买费:0.00元/包 获取文件地点:重庆市政府采购网 方式或事项: (一)投标人应通过重庆市政府采购网(www.ccgp-chongqing.gov.cn)登记加入“重庆市政府采购供应商库”。 (二)凡有意参加投标的投标人,请到采购代理机构领取或在“重庆市政府采购网”网上下载本项目招标文件以及图纸、澄清等开标前公布的所有项目资料,无论投标人领取或下载与否,均视为已知晓所有招标内容。 (三)招标文件公告期限:自采购公告发布之日起五个工作日。 (四)招标文件提供期限 1.招标文件提供期限:同招标文件公告期限。 2.报名方式:无需报名。 四、投标文件递交 投标文件递交开始时间: 2022年12月26日 13:30 投标文件递交截止时间: 2022年12月26日 14:00 投标文件递交地点:重庆市公共资源交易中心开标厅(地址:重庆市渝北区青枫北路6号渝兴广场B10栋2层)五、开标信息 开标时间: 2022年12月26日 14:00 开标地点:重庆市公共资源交易中心开标厅(地址:重庆市渝北区青枫北路6号渝兴广场B10栋2层)六、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日七、其他补充事宜 采购项目需落实的政府采购政策 (一)按照《财政部 生态环境部关于印发环境标志产品政府采购品目清单的通知》(财库〔2019〕18号)和《财政部 发展改革委关于印发节能产品政府采购品目清单的通知》(财库〔2019〕19号)的规定,落实国家节能环保政策。 (二)按照财政部、工业和信息化部关于印发《政府采购促进中小企业发展管理办法》的通知(财库〔2020〕46号)的规定,落实促进中小企业发展政策。 (三)按照《财政部、司法部关于政府采购支持监狱企业发展有关问题的通知》(财库〔2014〕68号)的规定,落实支持监狱企业发展政策。监狱企业视同小型、微型企业。 (四)按照《三部门联合发布关于促进残疾人就业政府采购政策的通知》(财库〔2017〕 141号)的规定,落实支持残疾人福利性单位发展政策。残疾人福利性单位视同小型、微型企业。八、联系方式 1、采购人信息 采购人:重庆科技学院 采购经办人:汤昌晟 采购人电话:023-65023937 采购人地址:重庆市沙坪坝区大学城东路20号 2、采购代理机构信息 代理机构:重庆市政府采购中心 代理机构经办人:唐玮 文杰 代理机构电话:023-67523244 67707261 代理机构地址:重庆市江北区五简路2号重庆咨询大厦B座502室 3、项目联系方式 项目联系人:唐玮 文杰 项目联系人电话:023-67523244 67707261 项目联系人邮箱:1433831954@qq.com九、附件 公开招标-重庆科技学院化学一级学科硕士点科研平台建设CQS22A02454(终审稿).doc 免责声明:本页面提供的内容是按照政府采购有关法律法规要求由采购人或采购代理机构发布的,重庆市政府采购网对其内容概不负责,亦不承担任何法律责任。
  • 科研人员研发出一体式离电子传感纸
    p style="text-align: justify "  strong仪器信息网讯/strong造纸术是中国四大发明之一,纸是中国古代劳动人民通过长期的经验积累形成的智慧结晶,它由天然或人造纤维素纤维与添加剂组成,在人们日常生活中发挥着记录和传播信息的重要作用。那么,有没有可能使纸张服务于未来的可穿戴智能设备和人机界面应用呢?近日,中国科学院深圳先进技术研究院副研究员常煜团队与加州大学戴维斯分校教授潘挺睿团队合作,通过将离电子传感机制引入纸张中,使纸张拥有了触觉传感功能。相关论文《一体式离电子传感纸》发表在国际学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上(All-in-One Iontronic Sensing Paper. Adv. Funct. Mater. 2019, 1807343),文章第一作者是博士研究生李森,常煜和潘挺睿为共同通讯作者。/pp style="text-align: justify "  近年来,智能包装、智能可穿戴电子设备以及柔性人机界面引起了越来越多的关注,该领域也成为科学研究的热点。追求设备高灵敏度、低成本、3D结构性和表面适应性成为一种重要趋势。纸张作为一种柔软、可折叠、可印刷、可切割、一次性、可降解的材料,成本低廉,长期以来作为化学和生物传感的灵活平台。例如pH试纸、血糖试纸、早孕检测试纸、纸基有机气体传感器、DNA和蛋白质传感器等都是应用十分广泛的生物化学传感器。先前报道的压敏纸以及由它们制成的压力传感器主要基于三种现有的传感机制,即电阻式、电容式和摩擦电式。它们存在制备方法较为复杂、较低的响应线性度和响应速度等问题。另外,目前报道的纸基传感器未能充分利用纸张的可印刷、可剪切及可折叠等特性。/pp style="text-align: justify "  团队开发的一体式离电子传感纸很好地弥补了上述缺憾。研究团队基于柔性离电子传感机制,提出了离电子传感纸(ISP)作为一体化柔性传感平台,此平台同时包含离子区域与电极区域并且具有直接印刷性、定制可切割性和三维可折叠性。ISP可以仅通过纸张特定的操作(例如打印、切割、折叠和胶合)以二维平面或三维折纸的形式构造压力传感器件。另外,ISP器件的灵敏度为10nF/kPa/cm2,至少是当前电容式传感器的数千倍,分辨率为6.25Pa,具有单毫秒的快速机械响应时间以及较高的响应线性度(R2 0.996)。此外,该团队还为ISP器件建立了理论模型,推导并验证了此模型能合理解释ISP电容-压力特性。/pp style="text-align: justify "  得益于纸张独特卓越的性能,ISP可以切割成任何形状,并与物体或其包装无缝集成,以检测重量变化 ISP还可以折叠以构建带有电子接口的智能3D折纸,例如具有高低音量控制的高灵敏度纸钢琴和用于连续监测脉搏波形的可穿戴折纸手环 另外,借助三明治结构,ISP可以构建一个16× 16的压力传感阵列,此传感阵列可以追踪和记录中国书法的笔迹和压强分布。/pp style="text-align: justify "  这项工作为纸质传感平台提供了一种简单且低成本的方法,ISP展现了由离电子传感原理实现原创智能纸的概念,具有显著的传感优势,在人机界面、智能包装、健康可穿戴方面具有广泛的应用前景。/pp style="text-align: justify "  该项目获得国家自然科学基金、科技部重点研发计划、广东省“珠江人才”团队计划及深圳市科技计划的支持。/pp style="text-align: center "img width="600" height="347" title="1111111.webp.jpg" style="width: 600px height: 347px " alt="1111111.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/a2c2065b-3f76-41be-8f3c-db9b2c34af92.jpg" border="0" vspace="0"//pp离电子传感纸原理、结构、材料及制备流程/pp style="text-align: center "img width="600" height="299" title="22222.webp.jpg" style="width: 600px height: 299px " alt="22222.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/358a049b-b0d3-4bfc-8e3b-25d6e028934e.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "离电子传感纸在脉搏波测量及折纸钢琴上的应用/pp style="text-align: center "img width="600" height="337" title="33333.webp.jpg" style="width: 600px height: 337px " alt="33333.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/2db74ced-06a6-49a9-a31e-a8856372ee5e.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "  离电子传感纸在测重药盒及手写毛笔的压力分布上的应用/pp style="text-align: justify " /pp /p
  • 1850万!中国科学院金属研究所场发射透射电子显微镜、广角X射线散射仪等采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号:OITC-G230311156项目名称:中国科学院金属研究所场发射透射电子显微镜采购项目预算金额:850.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):850.0000000 万元(人民币)采购需求:包号设备名称数量简要用途交货期预算交货地点是否允许采购进口产品1场发射透射电子显微镜1套本系统主要用于各种材料高分辨快速成像和化学分析,系统由电子光学系统、高压系统、真空系统等部分组成。合同生效后18个月850万元中国科学院金属研究所是 投标人可对其中一个包或多个包进行投标,须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得转包、分包,评标、授标以包为单位。合同履行期限:合同生效后18个月内交货。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号:23CNIC-031692-009项目名称:中国科学院金属研究所广角X射线散射仪采购项目预算金额:700.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):700.0000000 万元(人民币)采购需求:名称:广角X射线散射仪数量:1套简要技术要求:本设备用于在温度(普冷区)、应力、磁场等复杂环境下精准测量金属、塑晶、磁性等材料的X射线衍射谱;可在温度(深冷区)、压力等环境下测试材料X射线原子对分布函数。用以研究材料多尺度应力分配、压力诱导分子有序度变化等材料科学共性问题。★微焦斑转靶最大额定输出功率:不低于800 W★ 微焦斑转靶额定管电压:不低于50 kV★微焦斑转靶额定管电流:不低于16 mA(50 kV下)★无液氦分体式超低振动设计,不消耗液氦★ 温度范围:10 K-350 K★ 温度稳定性:≤100 mK合同履行期限:合同生效后8个月本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号:23CNIC-031692-008项目名称:中国科学院金属研究所高温微动磨损试验机采购项目预算金额:300.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):300.0000000 万元(人民币)采购需求:名称:高温微动磨损试验机数量:1套简要技术要求:本设备用于各种材料、涂层和薄膜在高温环境下的摩擦磨损性能测试,可为各种材料和各种涂层以及薄膜的研究提供有效手段,符合国家及相关国际标准,接触形式包括点、线、面三种。★高载荷模块:3—2500N, 加载控制精度:±1%,分辨率:0.1N★行程:0.01—5mm ,位移控制精度:优于10um,重现性:0.3%位移传感器:分辨率:2 μm,响应时间: 10 s★频率:1—500Hz 合同履行期限:合同生效后6个月本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2023年07月04日 至 2023年07月11日,每天上午9:30至11:30,下午13:30至16:30。(北京时间,法定节假日除外)地点:北京市西城区北三环中路25号英斯泰克大厦5层方式:电话联系购买售价:¥600.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。(一)1.采购人信息名 称:中国科学院金属研究所     地址:辽宁省沈阳市沈河区文化路72号        联系方式:佟老师 024-23971066      2.采购代理机构信息名 称:中国仪器进出口集团有限公司            地 址:北京市西城区北三环中路25号英斯泰克大厦            联系方式:唐经理 010-60961220/18612037725 陶经理010-60961520/18618131338            3.项目联系方式项目联系人:陶经理电 话:  010-60961520(二)1.采购人信息名 称:中国科学院金属研究所     地址:沈阳市沈河区文化路72号        联系方式:佟老师;024-23971066      2.采购代理机构信息名 称:东方国际招标有限责任公司            地 址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层            联系方式:王军、郭宇涵、李雯;010-68290508、010-68290599            3.项目联系方式项目联系人:佟老师电 话:  024-23971066
  • Ti-Touch精灵一代-瑞士万通新一代一体式电位滴定仪,水分仪
    瑞士万通日前推出Ti-Touch 精灵一代一体式设备,是日常样品分析的得力助手。Ti-Touch 精灵一代包含有915 KF Ti-Touch 卡尔费休水分滴定仪和916 Ti-Touch 全自动电位滴定仪,为一体式设备树立了另一个里程碑。其主要特征如下: 1. 系统整合度最高,外观设计简约时尚 2. 多思TMDosino加液单元技术,保障用户使用安全性获得专利设计的多思TMDosino加液单元技术,使得卡尔费休试剂的更换更加方便,避免了与有毒有害试剂的接触 3. 丰富可选的爱智能TM电极可以长距离传输信号及数据不会受到周围环境磁辐射信号的干扰信号更稳定更灵敏更准确使用寿命更长 4. 可扩展为双通道滴定或水分2个MSB 接口(万通串行端口) 可用于连接2个多思TMDosino加液单元或805 Dosimat 加液器2个磁力搅拌器或螺旋搅拌器 5. U盘存储防伪PDF实验报告,网络传输可生成防伪的PDF 实验报告,并存储在USB 存储器或网络电脑中可在网络或LIMS系统中直接存储实验方法和结果 6. 包括中文在内的多种对话语言 更多产品请登陆瑞士万通中文官网: http://www.metrohm.com.cn 关于瑞士万通: 1950年,瑞士万通发明了第一支复合pH电极。1954年,瑞士万通设计出第一台用于痕量分析的实用自动极谱仪。1956年,瑞士万通开发出第一支活塞型滴定管。1968年,在瑞士万通诞生世界首台数字化滴定仪,第一台数字化电子滴定管。……2007年,瑞士万通研发出首台智能型离子色谱仪。2010年,瑞士万通研制出世界首台紫外离子色谱。 Metrohm - 瑞士万通,是当今世界唯一全方位涵盖各类不同离子分析技术的国际化分析仪器公司。
  • 华大智造首批“火眼”车载一体式核酸检测车交付四川
    div class="article f_zwnr"div id="printContent" class="pages_content"div class="content"p style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "首批“火眼”车载一体式核酸检测车正式下线! 在蜀都客车的生产车间内,由华大智造与蜀都客车等单位共同研发的全国首辆高通量智能化核酸检测车——“火眼”车载一体式核酸检测车,正式下线并交付四川省疾控。该检测车装备华大智造自动化设备与智能实验室管理系统,日通量最高2万。/span/pp style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/44d6fe7b-b10c-4187-817a-355f30f4ba5f.jpg" title="34797d7c2d214b3fb0a1126391826add.jpg" alt="34797d7c2d214b3fb0a1126391826add.jpg"//span/pdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "随着全国首批4辆车载式“火眼”实验室正式交付四川省疾控中心等单位,意味着由华大智造提供技术支持的“火眼”车载一体式核酸检测解决方案将全面支撑今年秋冬期的疫情防控工作。/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "四川省疾控中心副主任张丽表示:“当前,新冠疫情仍在全球蔓延,国内零星或局部爆发风险仍在,我们需要全面做好外防输入、内防反弹的疫情常态化准备,做好大规模人群筛查准备。在不到两个月时间内,各个单位互相配合,完成了方案设计、装备制造、系统验证等工作,最终成功研制出高通量智能化的移动核酸检测车。”/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "华大集团联合创始人、董事长汪建表示:“ 希望‘火眼’车载一体式核酸检测车不光可以在病原检测发挥作用,未来,还可以应用到肿瘤筛查、生育健康等领域,相信移动‘火眼’会发挥不可估量的作用,为健康中国贡献力量!”/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "我国新冠肺炎疫情防控进入常态化,公共卫生“新基建”的体系建设亟需广泛配置快速且灵活的病原微生物检测一体化解决方案。如何在跨区域和多场景下,实现灵活机动、准确高效、大规模自动化的新冠病毒核酸检测,召之即来,来之能战,成为后疫情时代的防控关键。/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "对比传统的P2实验室,车载式核酸检测车的优势在于可灵活调动,突破地域限制,节省了人力和场地投入。在同样的内部车厢空间下,“火眼”车载一体式核酸检测车的检测通量(不混样)可达2000人份,在混样检测的情况下,最高可达2万人份。与同类车载实验室相比,车载式“火眼”的日通量远高于同类产品,兼容多个品牌的耗材和试剂,是目前市面上通量最高的车载一体式核酸检测车。/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "高通量的“底气”来源于该车配备华大智造自动化样本处理系统和自动化样本分杯处理系统等战疫“硬核”科技设备。据华大智造COO蒋慧介绍:“车内装备的华大智造自动化病毒核酸提取设备MGISP-960,解决了在小空间内的检测通量瓶颈,提升了提取检测病毒核酸的效率。该设备在全球多个“火眼”实验室运行,已经在全球超过30个国家地区装备超过500台。”/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "另外,华大智造自动化样本分杯处理系统MGISTP-7000配合智能实验室管理系统,能实现自动化样本条码扫描、录入和样本分装程序。全程样本零接触,可在40分钟内完成192样本的分装以及信息处理,解决了核酸检测中最耗费人力和感染风险最高的样本分装工序工作。/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "据介绍,“火眼”车载一体式核酸检测车,采用自行式大型客厢式专用车基础平台,运用了智能复合电能供给、电控空气悬架、电控液压调平等新技术,配备HEPA负压过滤系统及紫外消毒系统,有效防止污染泄露,符合P2(二级生物安全)实验室标准。/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "由于在最耗费人力的检测环节都采用华大智造的两款全自动化设备替代,“火眼”车载一体式核酸检测车的整套设备最少只需要4个人操作,即:试剂准备间1人,样本处理室2人,检测室1人。更值得一提的是,华大智造的全自动化设备操作简单,技术人员能够快速经过培训上岗,响应了“平时服务,急时应急,战时应战”的整体防控方针。/span/divdiv style="margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt "span style="font-family: 宋体 font-size: 12pt "此外,该车还装备基于5G技术的车载网络信息系统,检测报告数据可及时进行网络传输,助力疫情防控和决策部署。/span/div/div/div/div
  • 高分子表征技术专题——同步辐射硬X射线散射表征高分子材料:原位装置的研制和应用
    2021年,《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后,也将上线同名专题并转载专题文章,帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此,向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见:高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰:“工欲善其事,必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作,掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中,都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导!随着科学技术的高速发展,传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前,中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位,但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此,《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授,组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述,邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面,旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持,借此机会特表感谢!从2021年第3期开始,以上文章将陆续在《高分子学报》发表,并在网站上发布虚拟专辑,以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石,支撑年轻高分子学者的茁壮成长!也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步,为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际,让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意!同步辐射硬X射线散射表征高分子材料:原位装置的研制和应用Characterization of Polymer Materials by Synchrotron Radiation Hard X-ray Scattering Technology: The Development and Application ofin situInstruments作者:赵景云,昱万程,陈威,陈鑫,盛俊芳,李良彬作者机构:中国科学技术大学国家同步辐射实验室 安徽省先进功能高分子薄膜工程实验室 中国科学院软物质化学 重点实验室,合肥,230026 西南科技大学核废料处理与环境安全国家协同创新中心,绵阳,621010作者简介:昱万程,男,1990年生. 2010年本科毕业于天津工业大学轻化工程专业,2015年博士毕业于中国科学技术大学高分子科学与工程系. 2015~2017年和2017~2020年分别在中国科学技术大学高分子科学与工程系,北京航空航天大学物理系从事博士后研究. 2020年9月至今,任中国科学技术大学国家同步辐射实验室特任副研究员. 主要从事利用同步辐射X射线散射技术结合原位装置在线研究高分子材料加工过程中的多尺度结构演变,同步辐射X射线散射数据高通量处理方法的开发和应用.李良彬,男,1972年生. 1994年本科毕业于四川师范大学近代物理专业,2000年博士毕业于四川大学高分子材料科学与工程系. 2000~2004年在荷兰国家原子分子物理研究所和Delft科技大学从事博士后研究,2004~2006年在荷兰联合利华食品与健康研究所担任研究员. 2006年至今,任中国科学技术大学国家同步辐射实验室研究员,兼任化学与材料科学学院高分子科学与工程系教授、博士生导师. 2013年获国家杰出青年基金资助. 担任《Macromolecules》副主编,《Polymer Crystallization》《Chinese Journal of Polymer Science》《Journal of Polymer Science》和《高分子材料科学与工程》编委. 主要从事同步辐射时间空间能量分辨技术、原位研究方法和高分子材料加工-结构-性能关系方面的研究.摘要同步辐射硬X射线散射技术是表征高分子材料晶体结构和其他有序结构的有力手段. 高时空分辨的现代同步辐射光源具备强大的实时、原位、动态和无损表征能力,在高分子材料加工和服役过程中远离平衡态的多尺度结构演变研究方面有着巨大优势. 为了充分发挥这一优势,合理设计同步辐射原位研究装置,实现原位实验过程中的样品环境控制十分关键. 本文通过结合具体的研究案例,首先介绍同步辐射原位实验的设计、原位研究装置的研制、操作技巧和数据处理等整个在线实验流程,帮助读者建立对同步辐射原位实验的基本认识. 最后,选择了若干具有代表性的高分子材料体系和样品环境,简要概述同步辐射硬X射线散射技术在表征复杂加工外场作用下高分子材料多尺度结构演变方面的应用,帮助读者加深对同步辐射原位研究装置及相关实验过程的理解,以期引发读者的思考,积极拓展同步辐射硬X射线散射技术在高分子材料表征中的应用.AbstractThe synchrotron radiation hard X-ray scattering technology is a powerful tool to characterize the crystalline and other ordered structures of polymer materials. For the high temporal and spatial resolutions, modern synchrotron radiation light sources own the powerful capability of real-time,in situ, dynamic and non-destructive characterization. Thus, it gives the synchrotron radiation hard X-ray scattering technology a huge advantage for the study of structural evolutions far away from the equilibrium during the processing and service of polymer materials. To give full play to this advantage, the reasonable design ofin situ instruments and the control of sample environments during the in situ synchrotron radiation experiments are critical. In this review, we first introduce the whole procedures of in situ experiments through a specific research case, including the design of in situ synchrotron radiation experiments, the development of in situ instruments, operation skills and data processing. We hope that the detailed introduction can help the audiences establish a fundamental cognition of the in situ synchrotron radiation experiments. Finally, we select several representative polymer material systems and the corresponding sample environments, and briefly overview the applications of the synchrotron radiation hard X-ray scattering technology in studying the multi-scale structural evolutions of these polymers under complex processing fields. We believe that these applications would inspire the audiences to think and deepen their understanding on the synchrotron radiation in situ experiments by using in situ instruments. Undoubtedly, it is beneficial to further expand the applications of the synchrotron radiation hard X-ray scattering technology on the characterization of polymer materials. 关键词同步辐射硬X射线散射技术  同步辐射原位研究装置  高分子材料加工  多尺度结构演变KeywordsSynchrotron radiation hard X-ray scattering technology  In situ instruments  Processing of polymer materials  Multi-scale structural evolutions 同步辐射是带电粒子以接近光速的速度在沿弧形轨道的磁场中运动时释放的电磁辐射. 对比普通X射线光源,同步辐射X射线光源亮度更高、光谱连续、具有更好的偏振性和准直性,并且可精确计算. 至今,我国经历了三代同步辐射大科学装置的建设、研究和发展,从第一代北京同步辐射装置、第二代合肥同步辐射装置到较为先进的第三代上海同步辐射光源[1]. 目前,我国正在积极建设和规划第四代先进光源,如北京高能同步辐射光源和合肥先进光源[2]. 同步辐射光源是前沿基础科学、工程技术和材料等领域所需的重要研究手段,是国际科学研究竞争的关键资源.同步辐射硬X射线散射技术在高分子结构表征中的应用非常广泛,例如广角X射线散射(WAXS)和小角X射线散射(SAXS)可表征高分子材料在亚纳米至百纳米尺度上的结构信息[3]. 目前,上海光源即将建成我国第一条超小角X射线散射(USAXS)线站,可进一步实现微米尺度的结构探测. 在此基础上与毫秒级分辨的超快探测器联用可以实现高时间分辨. 依托时间分辨的同步辐射WAXS/SAXS/USAXS研究平台,我们将能够同时获取高分子材料在0.1~1000 nm尺度内的结构信息,可以满足半晶高分子材料加工成型过程中多尺度结构快速演化、嵌段共聚物微相分离以及高分子复合材料研究等方面的表征需求.高分子材料制品的服役性能强烈依赖于加工工艺. 即使是相同的高分子原材料,通过不同的加工工艺,所获得的产品性能可能是完全迥异的. 例如:聚乙烯通过吹塑成型可加工成柔韧的包装膜,通过挤出成型则可制成刚韧适中的排水管道,还可通过纺丝加工成超强纤维. 高分子材料的加工参数主要包括加工温度、升降温速率、剪切和拉伸等加工外场的应变速率、应变和压强等. 因此,温度场、流动场等复杂外场、多加工步骤和参数相互耦合是高分子材料加工过程的主要特点[4,5]. 研制与多尺度表征技术联用的在线研究装备是表征高分子材料在加工过程中发生多尺度结构快速演化的重要实验手段. 高分子材料加工与服役在线研究装备类型多样,有小型的剪切和拉伸流变仪,也有模拟实际工业生产的大型原位装备,如原位双向拉伸装置和原位挤出吹塑成膜装置等. 此外,通过发展和集成与同步辐射联用的高分子材料性能表征技术,如用于光学膜的光学双折射检测系统,可建立高分子材料加工-结构-服役性能的高通量表征平台,大幅提高在多维加工参数空间中搜索最优参数的能力,以期为实际的生产加工提供理论指导.为帮助读者建立对同步辐射在线实验的基本认识,本文将以聚二甲基硅氧烷(PDMS)原位低温拉伸为具体研究实例,详细介绍同步辐射在线装置研制、实验设计和数据处理等相关知识;在此基础上,我们将简要概述本课题组多年来利用自主研制的同步辐射原位在线装置及高分子材料加工过程多尺度结构演变研究中的代表性成果. 以此引发读者的思考和共鸣,进一步扩展同步辐射硬X射线散射技术在高分子材料表征中的应用,取得更多更好的创新研究成果.1同步辐射在线实验研究方法同步辐射在线实验是指利用可与同步辐射光源联用的原位装置,研究复杂外场下的高分子合成或者加工过程中的化学或者物理问题. 在开展同步辐射在线实验前,需根据所要研究的具体科学问题,明确样品控制环境. 在充分考虑同步辐射光束线站的空间限制后,购买或研制原位装置. 样品制备完成后,利用原位装置进行样品的离线预实验. 完成以上准备工作后,在预先申请的机时时间段内,携带样品、原位装置和其他配套设备至同步辐射光束线站进行在线实验. 实验过程中需严格按照线站的规定步骤操作,最后保存好实验数据. 我们课题组长期致力于高分子薄膜加工物理的研究和相关原位研究装置的研制,并取得了系列研究成果. 下面我们以典型的硅橡胶——聚二甲基硅氧烷(polydimethyl-siloxane, PDMS)的同步辐射原位低温拉伸实验为例,详细介绍同步辐射在线实验的具体流程和操作.硅橡胶作为一种可以在低温保持高强度和韧性的弹性体,是高新技术、航天航空和武器装备等领域不可或缺的关键材料. 与天然橡胶等常规橡胶相比,PDMS具有极低的玻璃化转变温度(Tg≈-110 ℃)和结晶温度(Tc≈-65 ℃)[6]. 在拉伸和压缩等服役工况条件下,PDMS发生应变诱导结晶(stain-induced crystallization, SIC),因此其服役温度区间及性能主要受SIC而非玻璃化转变控制. 显然,结晶温度Tc的降低将缩小橡胶态的温度窗口. 已有研究表明,PDMS的应变诱导结晶行为非常复杂,在Tc以上至近Tg的范围内,存在多晶型结构并发生不同晶型间的固-固相转变行为. 在拉伸过程中,PDMS出现了α' ,α,β' 和β 4种晶型 [7],对应的WAXS二维图和方位角一维曲线积分分别如图1(a)和1(b)所示. PDMS复杂多晶型晶体结构直接影响材料的物理性质和宏观力学行为. 只有充分了解PDMS的晶体结构,掌握晶型间的转变规律,才能深入认识和理解材料的性能,实现根据服役条件和需求对材料进行改进和设计的目标. 然而,由于在线低温拉伸等研究条件的限制,PDMS应变诱导结晶行为和晶型间的相互转变的相关研究仍较少,并缺乏基础数据和定量模型. 其中,尚未完全解决的问题主要有以下2个方面:(1) PDMS可形成多种晶型,但所有晶型的晶体结构尚未完全确定;(2) 拉伸可诱导不同晶型发生固-固相转变,但目前对转变路径和机理还缺乏认识. 高时空分辨的同步辐射硬X射线散射技术为解决上述科学问题提供了可能. 我们选择以较低应变速率在低温下拉伸PDMS,实时跟踪拉伸过程中的晶体结构演化和固-固相转变. 在计算实验所需的时间分辨率后,我们选择上海光源(SSRF)BL16B1(小角X射线散射光束线站)进行同步辐射在线实验. BL16B1的技术参数和指标符合软物质材料表征需求,其能量范围为5~20 keV,光子通量达到1011 phs/s @10 keV,时间分辨率达到100 ms,X射线波长 λ=0.124 nm,可探测的空间尺度范围为1~240 nm.Fig. 1(a) The 2D WAXS patterns of polymorphous PDMS (b) The 1D azimuthal intensity curves with the azimuthal angle (ψ) ranging from 0° to 180° of diffraction peaks at 2θ=10.42° (Reprinted with permission from Ref.‍[7] Copyright (2020) American Chemical Society).在明确所要解决的科学问题后,需要解决样品环境的控制问题,即能与同步辐射硬X射线联用的低温原位拉伸装置. 通过调研,我们发现市面上早已有了商业化的低温拉伸设备,如Linkam公司配置液氮制冷系统的拉伸热台TST350以及Instron 3366型万能拉伸机. 然而,这些商业化设备都存在明显的不足,并不能满足我们的实验需求. 例如:TST350虽可实现与同步辐射联用,然而为了使得温度控制均匀并提高升降温速率,其样品空间很小,所能达到的应变空间十分有限,因此很难将具有较高断裂伸长率的橡胶类样品拉伸至大应变乃至断裂;此外,TST350采用按压式夹具,在拉伸过程中存在严重的打滑现象,即样品从夹具处滑脱. Instron 3366型万能拉伸机仅仅可以实现低温拉伸,并不能与同步辐射联用. 因此,我们转而自行研制与同步辐射硬X射线联用的低温原位拉伸装置. 在研制过程中,需要解决的主要难点问题有:(1) 单轴拉伸至断裂,即大应变的实现;(2) 低温环境的实现(室温至-110 ℃);(3) 样品的打滑现象;(4) 考虑上海光源光束线站的空间限制,在尺寸上实现与同步辐射硬X射线的联用. 我们受商业化流变仪(sentmanat extensional rheometer, SER)的启发,在研制时通过伺服电机驱动2个对向旋转的辊夹具对样品施加拉伸(如图2(a)). 如此,样品能以卷绕的方式无限拉长,可以在不增大腔体体积的前提下实现大应变,同时保证样品腔内部温度均一可控. 通过使用安川伺服电机,并配置减速机、运动控制器和MPE720控制系统,装置能够实现较宽的应变速率范围(0.0025~30 s-1). 低温环境的实现参考低温热台和示差扫描量热仪等仪器常用的降温模块,采用液氮降温的方法,使用自增压液氮罐将液氮注入低温腔体. 考虑到PDMS样品不能直接与液氮接触,需要在样品腔外部设计液氮流道. 样品腔采用导热性较好的不锈钢304,流道和样品腔采用一体式加工设计,避免焊接可能带来的缝隙. 我们利用有限元方法模拟了样品腔内温度,结果表明当环境温度为室温时,样品腔内部温度最低能够达到-150 ℃(图2(c)),可以较好地满足实验环境温度要求. 通过将样品腔内抽真空,外部采用吹氮气的方式,可以有效解决窗口结霜的问题,从而避免窗口结霜对X射线散射实验产生不利影响[8,9]. 根据锥形散射计算X射线窗口尺寸,并采用聚酰亚胺薄膜(杜邦公司Kapton系列薄膜)作为窗口材料. 为解决上海光源BL16B1线站的空间限制问题,低温原位拉伸装置的整体设计秉持小型化原则,设计效果图如图2(b)所示. 最终研制的装置实物如图2(d)所示[10].Fig. 2Schematic diagram of uniaxial stretching (a), the design of low-temperature stretching device (b), finite element simulation of temperature distribution in cryogenic chamber (c), physical image of low-temperature uniaxial stretching device combined with synchrotron radiation (d).结合本课题组多年的研究和实践经验,我们想要强调的是,在真正开展同步辐射在线实验前,离线预实验非常重要. 一方面,可以对力学曲线、装置升降温速率、保温时间等进行重复性验证,将在线实验的每个步骤都离线模拟重复,确保在有限的机时内高效执行实验计划;另一方面,在同步辐射光束线站的装置安装和校准需要丰富的操作经验,通过离线预实验,可以充分掌握装置的操作细节和常见问题的解决方法,如此方能在突发情况出现时从容应对. 此外,在进行在线实验时,需严格遵守同步辐射光束线站的管理规定,保障人身安全.同步辐射硬X射线原位实验通常在空气、氮气、溶液等环境中进行,获得的原始WAXS/SAXS数据包含空气等背底的散射. 因此,在原位实验的过程中,除了获得不同实验条件下的样品散射信号外,还需单独获得相应实验条件下的空气等背底散射信号,然后在后续的数据处理过程中扣除这些背底散射. 扣除背底散射通常是在WAXS/SAXS一维积分曲线上进行的,扣除操作恰当与否的判读标准是扣除背底后一维积分曲线的两端基线应保持水平. 同时,也要考虑原位研究装置对散射信号的影响. 为了进行数据的对比分析,通常需要对所获得的数据进行归一化处理.图1(b)为归一化处理后PDMS不同晶型的方位角一维积分曲线. 从图中可以明显看出PDMS 4种不同晶型所对应特征峰的区别:ψα=90°,ψα' =80/100°,ψβ=60°/120°,ψβ' =42°/72°和109°/138°. 从方位角峰值的变化,能够清晰地看出PDMS在低温拉伸过程中的结构演变.图3(a)给出了PDMS在-60 ℃下单轴拉伸过程中典型的二维WAXS衍射图和相应的应力-应变曲线,可以明显看到随着应变的增大,PDMS发生了应变诱导结晶.图3(b)中则给出PDMS在拉伸过程中WAXS衍射峰(2θ≈10.42°)的方位角分布演化(从拉伸方向逆时针积分). 可以看到,随着应变的增大,在ψ=60°和120°的位置首先出现2个峰,这是β晶型(011)晶面的衍射信号. 随着应变的进一步增加,2个峰合并成赤道方向(ψ=90°)的尖峰,这是α晶型(001)晶面的衍射信号. 方位角峰的转变表明晶体随着应变的增加从β晶转变为α晶. 通过多峰拟合,可以获得峰值位置(图3(b)中的红色虚线)和相应的半高峰宽(FWHM),并将二者对应变进行作图,如图3(c)所示. 当应变较低时(ε0.68),峰值位置始终位于120°附近,FWHM约为35°. 当应变增大至1.00时,峰值位置急剧变为90°且随着应变的进一步增大而几乎保持不变. 随着峰值位置的转变和应变的增大,FWHM先增加后减小. 峰值位置和FWHM的演变均表明当ε0.68时,发生β晶到α晶的固-固相转变,并在ε≈1时完成转变. 由于2种晶型的衍射峰的2θ值重叠(如图4(b)中的1D积分曲线),除了通过方位角峰位演化判断β-α型晶体结构转化,还可分别对β晶和α晶在相应的方位角范围内进行mask积分(如图4(a)所示45°倾斜Iob和赤道方向Ieq).图4(c)以归一化形式给出了结晶度(χc),Iob和Ieq随应变增大的变化关系,通过与相应的应力-应变曲线比较,从而得到拉伸诱导的β-α相变的临界应变值.Fig. 3Stress-strain (σ-ε) curve and selectedin situ 2D WAXS patterns acquired during uniaxial tensile deformation at -60 ℃(a), the evolution of the azimuthal intensity distribution of diffraction peaks at 2 θ of about 10.42° (b), and the corresponding peak position and FWHM of the characteristic peaks (c) (Reprinted with permission from Ref.[ 6] Copyright (2018) American Chemical Society).Fig. 4(a) The mask protocols of 2D WAXS patterns for integration of samples stretched toε=0.24 andε=1.36 at -60 ℃, respectively. The red enclosed area is the oblique masked (Iob) signal of (011) plane ofβform, the blue enclosed areas is the equatorial (Ieq) masked signals of (001) plane ofαform. (b) 1D diffraction intensity profiles of 2D WAXS scattering patterns at different strains. (c) The stress (σ), crystallinity (χc) and equatorial (Ieq) and oblique (Iob) masked relative crystal content curves with the normalized coordinate (Reprinted with permission from Ref.‍[6] Copyright (2018) American Chemical Society).使用同样的数据处理方法,分别得到PDMS在低温下不同晶体结构SIC和固-固相转变的临界应变,根据临界应变在温度-应变二维空间中绘制PDMS低温拉伸过程的非平衡结构演化相图.图5是不同填料含量增强的PDMS在低温拉伸下的结构演化相图. 从相图可以看出,填料的含量(纳米SiO2)对PDMS在低温拉伸过程中α' ,β' ,α和β晶型间结构转变的影响十分复杂. 结合核磁、SAXS等多尺度表征手段可以对中间态α' 和β' 到α和β的转变可能遵循的机理进行研究,如晶体滑移或旋转,分析得到晶体内部分子链螺旋结构、晶体间排列和晶体之间的结构转变机理. 通过建立对微观结构转变规律的认识,并结合宏观力学性能数据,我们可以分析出PDMS材料低温失弹的微观结构原因.Fig. 5The non-equilibrium crystallization phase diagram for SIC of PDMS with 10 phr (a), 25 phr (b), 40 phr (c), and 55 phr(d) filler in strain-temperature (ε-T) space (Reprinted with permission from Ref.[7] Copyright (2018) American Chemical Society).2同步辐射原位研究高分子薄膜加工的多尺度结构高性能高分子薄膜的制备方法和技术是工业界和学术界需要共同攻克的难题. 高分子薄膜加工包括从熔体、溶液到薄膜的固化过程和薄膜后拉伸过程,具有多步骤、多加工参数和多尺度结构演变的特点. 成膜过程的主要研究内容是流动场诱导结晶,包括加速成核和生长、诱导新晶型以及改变晶体形貌. 在后拉伸过程中,薄膜则可能发生晶体的破坏与重构、无定形区的微相分离、纤维晶形成以及微孔的成核和扩大等结构变化. 高分子薄膜加工过程中复杂的多尺度结构演化最终决定了其服役性能. 例如:干法制备聚烯烃微孔隔膜需要通过塑化挤出、风刀骤冷和流延辊高倍拉伸后才能得到初始预制膜. 在每个步骤中,环境温度、湿度、应变、应变速率、乃至挤出机螺杆长径比和口模流道的设计等因素都会对预制膜的结构与性能产生影响.通常,高性能薄膜的制备是在远离平衡态的加工条件(如高速拉伸)下进行的. 由于现有理论和实验条件的限制,非平衡问题不能简单地通过外延平衡理论解释. 高时空分辨的同步辐射硬X射线散射表征技术可以实时跟踪高分子材料在非平衡加工过程中不同尺度的结构演化,系统研究应变速率、温度等复杂外场作用下高分子材料结构与性能的关系. 通过研制贴近实际工业生产加工条件的原位研究装置,并开展同步辐射原位实验,可建立高分子材料的非平衡加工相图,从而进一步指导实际工业生产,实现高性能高分子材料的精准加工.在这里,笔者想要再次强调的是在明晰具体的材料体系和所需的实验条件后,需针对性地设计控制样品环境的原位装置,才能充分发挥出同步辐射硬X射线散射表征技术的优势. 目前,本课题组研制的同步辐射原位研究装置可分为复杂外场单轴拉伸装置和大型原位加工装置2类,前者主要模拟复杂外场下高分子材料的单轴拉伸过程,后者可以在较小的同步辐射线站空间内模拟高分子材料的实际加工过程. 依托这些同步辐射原位研究装置,可以就流动场诱导结晶、晶体的熔融再结晶、晶体固-固相转变等现象针对性地设计原位实验,加深对高分子材料加工背后基础物理问题的理解.2.1复杂外场下单轴拉伸复杂外场通常指温度场、流动场以及溶液、气压等样品环境. 通过复杂外场单轴拉伸实验可以模拟样品在实际加工中的形变过程的微观结构演化规律. 温度场的控制是高分子材料加工和服役性能的关键,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等常用塑料的加工温度窗口远高于室温(150~250 ℃),而天然橡胶(NR)、硅橡胶等弹性体其低温环境(0~-150 ℃)的服役性能更受研究者关注. 流动场包括剪切、拉伸外场,以拉伸场为例,拉伸速率对高分子材料内部结构演化规律,例如晶体的破坏、晶体结构转变等都有显著的影响. 工业中通常使用对拉的方式对样品进行单轴拉伸,而这种拉伸方式常由于拉伸比、腔体体积等原因受到限制. 因此,单轴拉伸通常根据材料和实验需要在对拉和辊拉2种方式中择优使用.图6(a)为采用对向拉伸的恒幅宽拉伸装置,装置的最大拉伸比可以达到700% (初始长度20 mm),拉伸速率范围在0~1000 mm/min,温度区间为室温至200 ℃[11,12].图6(b)为采用辊拉方式拉伸的高速拉伸装置,装置不受最大拉伸比限制,应变速率范围为10-2~102 s -1,温度范围为-40~300 ℃[13,14]. 考虑到在原位实验中的应用,装置被设计和建造得尽可能小型化. 高速拉伸装置配合上海光源高通量线站BL19U2使用Lambda 750K探测器可实现的最高分辨率为0.5 ms. 为了同步获得高速拉伸过程中的真实应变,利用时间分辨可达0.1 ms的高速CCD相机拍摄样品的拉伸过程.Fig. 6Constant width stretching device (a) and high speed stretching device with wide-temperature range (b).使用研制的复杂外场原位单轴拉伸装置主要用来研究流动场诱导结晶[15]以及后拉伸过程晶体形变与破坏. 流动场诱导高分子结晶是功能薄膜流延加工的关键,是熔体或溶液挤出口模冷却固化的过程,对于理解功能薄膜非平衡物理和指导实际工业生产具有重要意义. 流动诱导链段构象经过中间有序态发展为晶体,目前仍缺乏更多证据说明中间态结构的普适性、中间态的晶型、以及中间态的温度和流动场依赖性等问题. 为揭示详细的多步骤中间态,通过使用高时间分辨的同步辐射WAXS和SAXS联用技术,控制拉伸温度,对聚乙烯(PE)进行熔体拉伸,构建PE在温度-应力参数空间上非平衡流动场诱导结晶和熔融相图[16](图7(a)). 相图包含熔体、非晶δ相、六方(H)晶和正交(O)晶4个相区,并证实了拉伸诱导的δ相能够作为亚稳的中间相促进结晶发生,这支持了有序中间态是流动诱导结晶中的普遍规律的观点. 除了聚乙烯流动场诱导结晶的非平衡相图,针对功能膜加工的需要,工程实验室还系统构建了聚丁烯(PB)流动场诱导结晶的非平衡相图[17],如图7(b)所示,这些工作都为当前功能薄膜从感性粗放到理性精准加工积累了基础数据[18,19].Fig. 7Stretch induced crystallization non-equilibrium phase diagram of PE melt in temperature-stress space (a) (Reprinted with permission from Ref.[16] Copyright (2016) Springer Nature) and PB melt in temperature-strain rate space (b) (Reprinted with permission from Ref.[17] Copyright (2016) Wiley-VCH Verlag).在更大尺度上,即片晶和片晶间无定形的结构转变仍需要进一步研究工作. 笔者所在课题组以由高取向片晶簇构成的硬弹性聚乙烯、聚丙烯流延膜为研究对象,在室温下进行冷拉,研究取向片晶(如图8(a)和8(b))在不同拉伸外场中的结构演化与非线性力学行为的关系. 如图8(c)和8(d)所示,研究发现片晶簇的微屈曲和片晶间无定形相发生微相分离. 以α松弛温度和接近熔点为边界将温度分为3个区域,图9给出了高取向等规聚丙烯薄膜在温度-应变二维参数空间中的微观结构演化相图. 这些微观结构的演化规律解释了温度效应对材料的宏观非线性力学行为的影响[20,21]. 显然,研究形变机理对功能薄膜在后拉伸加工过程中的温度、应变及应变速率等参数的选择具有重要的指导意义.Fig. 8The structural evolution model of highly oriented lamella by uniaxial tensile (Reprinted with permission from Ref.[20] Copyright (2018) Elsevier).Fig. 9The structural evolution diagram of the highly oriented lamella in temperature-strain space (Reprinted with permission from Ref.[21] Copyright (2018) American Chemical Society).针对新能源电池隔膜加工需要,还系统构建了聚烯烃等工业预制膜后拉伸加工中的应变-温度空间或双向拉伸空间的非平衡相图[22,23],如图10所示. 通过模拟半晶高分子薄膜后拉伸加工,跟踪拉伸过程中晶体和无定形相的演化过程,不仅有助于指导高分子材料后拉伸加工中结构与性能调控,还可以为构建锂电池隔膜加工的材料基因组积累必要的结构和力学信息数据库.Fig. 10The structural diagram of processing in temperature-strain (a) (Reprinted with permission from Ref.‍[22] Copyright (2019) John Wiley and Sons) and biaxial stretch ratio (b) (Reprinted with permission from Ref.‍[23] Copyright (2019) Elsevier) spaces for PE gel film.2.2大型加工原位装置高分子薄膜的成型方法有很多,其中比较常见的有流延,吹塑和挤出拉伸(单向和双向)3种加工工艺. 目前,我国薄膜加工生产线和配套工艺主要还是依赖进口,国内生产线制造和薄膜加工企业处于成长阶段,缺乏原创高端产品. 究其原因,主要是缺乏相关基础和应用研究的支撑. 在真实的高分子加工过程中,伴随大应变、高应变速率、高温度(压力)变化等,高分子材料的结构经历复杂的非线性、非均匀和非平衡演变,相关研究极具挑战性. 当前的大多数原位研究仍处于模型化阶段,如利用低剪切水平的剪切热台、改造的流变仪等,不能反映真实加工条件下的物理行为. 因此,需要研制大型加工原位装置以最大程度地还原实际加工环境. 大型加工原位装置的研制主要的难点在于在能实现样品的复杂形变和环境温度的控制的前提下,需将产业化的装置设备缩小至能够满足同步辐射光源线站的空间限制的要求. 非常值得一提的是,上海光源即将建成开放的USAXS工业实验站(BL10U1)的空间将大大增加(长24 m,宽8 m,高6 m),可以放置大型工业应用原位实验装置. BL10U1的建成运行将大大降低对大型原位装置的尺寸限制. 下面我们以原位双向拉伸装置和原位挤出吹塑成膜装置为例,详细介绍大型加工原位装置及相关的研究应用.双向拉伸工艺可以制备具有优良服役性能的高分子薄膜(如BOPP和BOPA薄膜),其加工是一个非常复杂的过程,涉及高分子多尺度结构(分子链、晶格、片晶和球晶等)在多加工外场参数(如应力和温度)耦合作用下的协同转变. 因此,研究双向拉伸过程的结构转化动力学和机理,可以从基础原理上指导双向拉伸薄膜的加工,提高产品性能. 为实现双轴拉伸外场作用下高分子薄膜材料的多尺度结构演化在线跟踪,笔者所在课题组研制了与同步辐射技术联用的原位双向拉伸装备(见图11). 装备能够实现多种拉伸模式,其中包括受限、非受限单向拉伸,同步、异步双向拉伸. 装置的温度、速度、拉伸倍率、拉伸方式等外场参数均可独立控制,形变线速度范围为0.1~300 mm/s,双向拉伸比可达5×4,最高温度可达250 ℃. 该装备与同步辐射硬X射线光束线站联用,可实现0.1~500 nm尺度范围内的结构检测,时间分辨率为0.5 ms. 双向拉伸装置采用计算机高速控制-采集系统,控制系统采用PLC控制面板,可以远程控制电机运转,实现同步辐射光源棚屋外的控制. 该装备配备了力学信息采集系统,可同时采集拉伸过程中水平和垂直方向的力学信息,结合多尺度结构数据,可构建加工-结构-性能的关系,揭示双向拉伸外场作用下的高分子材料结构演化机理[24].Fig. 11The schematic diagram, and physical map used with synchrotron radiation of film biaxial stretching device (Reprinted with permission from Ref.[25] Copyright (2019) American Chemical Society).天然橡胶的优异力学性能通常归因于其应变诱导结晶行为. 受限于实验条件,目前大多数的研究均集中于单轴拉伸过程中的应变诱导结晶,然而接近于实际使用条件的多轴变形下的应变诱导结晶却很少报道. 本课题组采用高通量的原位同步辐射WAXS技术,结合在线双轴拉伸装置,研究了在双轴拉伸条件下天然橡胶的应变诱导结晶行为[25]. 利用同步辐射硬X射线散射研究天然橡胶双向拉伸形变过程物理,建立天然橡胶在真正服役条件下的多维外场-结构数据库.图12所示的二维WAXS结果表明,在双轴拉伸情况下,天然橡胶的应变诱导结晶行为会得到抑制:当两垂直方向的拉伸比比值为1时,室温下试样即使拉伸至断裂也不会出现结晶. 双轴拉伸阻碍了天然橡胶的SIC. 这一发现挑战了SIC在天然橡胶中在多轴变形下的自增强机制的共识.图13针对天然橡胶在多维拉伸空间的应变诱导结晶,提出了一种理论上的应变诱导结晶模型,即将构象熵和链段取向对成核位垒的贡献解耦. 将结晶度(χc)、无定形取向参数(f)和取向无定形的含量(Oa)在双向拉伸应变空间内定量化,提出模型:ΔG*f=ΔG*0−TΔSf−(TΔSori+ΔUori),其中,ΔG*f是成核位垒,ΔG*0是静态条件的成核位垒,ΔSf是构象熵减,ΔUori是取向造成的自由能变. 将几种结构参数定量化,得到应变空间内的结晶度分布. 基于该模型,二维应变空间的结晶度与实验结果高度吻合,并有助于建立更具有普遍意义的半结晶聚合物的流动诱导结晶理论模型.Fig. 122D WAXD patterns of the NR samples at the maximum planar draw ratio (λx×λy), where (a-h) denote stretch conditions of free uniaxial stretch (FS), CS, andvy=0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, and 0.7 mm/s, respectively.vx remains constant at 1 mm/s, whose direction is given by a two-head arrow in the center (Reprinted with permission from Ref.‍[25] Copyright (2019) American Chemical Society).Fig. 13Distributions of (a) crystallinity (χc), (b) Hermans' orientation parameter of the amorphous phase (f), (c) weight portion of the oriented amorphous phase (Oa), (d) absolute value of entropy reduction (ΔSf), and (f) theoretically fitted crystallinity (χc (P)) in λx versus λy space. Gradient directions of contours for Δ Sf,f, andχc (e) (Reprinted with permission from Ref.[ 25] Copyright (2019) American Chemical Society).高分子吹膜加工是非线性、非平衡的多尺度结构快速演化过程,并伴随拉伸场、温度场和气氛环境等复杂外场,其过程模型如图14(a). 吹膜加工过程中,熔体拉伸、吹胀和降温主要发生在熔体出口模到霜线前后的阶段,这一阶段也是决定材料吹膜加工性能和薄膜使用性能最为关键的阶段. 利用同步辐射硬X射线散射技术的优势,考虑到同步辐射实验线站的空间限制条件等因素,研制了与同步辐射联用的原位挤出吹塑成膜装置(见图14(b)),并配合升降机、红外测温、高速CCD相机等其他单元形成吹膜加工原为在线检测系统[26,27],建立了吹膜加工过程原位在线检测方法[28]. 原位挤出吹塑成膜装置将工业薄膜吹塑装备小型化,实现了整个吹膜过程原位在线结构检测,吹膜过程加工参数连续可调,能够真实模拟实际加工过程. 利用同步辐射技术实现WAXS/SAXS同步采集,可获得结晶度、晶粒尺寸、取向度、片晶长周期等结构信息及其演化动力学信息,并且可以同步获得膜泡不同位置温度场及流动场信息. 基于该系统可建立吹膜加工过程原位在线研究方法并开展不同分子结构/加工参数下聚乙烯(PE)棚膜、PBAT(poly(butyleneadipate-co-terephthalate))地膜等薄膜产品的原位在线研究. 原位挤出吹塑成膜装置是高性能高分子薄膜加工领域研究方法技术的突破,有利于深入研究高分子薄膜加工物理,有效支撑了高性能薄膜产品的研发[29~31].Fig. 14The model of film blowing process (a) and the physical map of the film blowing device used with synchrotron radiation (b).通过PE材料的同步辐射在线吹膜实验总结了吹膜加工过程结构演化规律. 通过对晶体取向度、结晶度等数据的分析,根据吹膜过程的结构演化提出了相应的模型图(图15),并将结构演化过程分为4个区域. I区(霜线位置51~61 mm):拉伸诱导熔体结晶及滑移网络的拉伸. Ⅱ区(61~65 mm):晶体交联网络的拉伸. Ⅲ区(65~92 mm)及Ⅳ区(92~160 mm):不可形变网络的填充. 以上结论表明大量的晶体形成是对不可形变网络的填充,这一过程类似于静态等温结晶[32].Fig. 15The model of evolution of structural parameters during film blowing (Reprinted with permission from Ref.‍[32] Copyright (2018) American Chemical Society).基于对于吹膜过程从高分子缠结网络-晶体交联网络-晶体网络的理解,通过设计变温吹膜实验研究了温度和外部流场对不同拓扑结构的聚乙烯吹膜的影响. 研究发现不同吹胀比(12和20)的线性和长链支化聚乙烯(MPE和LPE)对温度和流动场具有不同的响应. 通过同步辐射硬X射线散射在吹膜过程中对PE的微观结构演变的进一步分析揭示了3种不同类型的网络演化(如图16):(1) 温度诱导结晶主导过程(MPE);(2) 流动诱导结晶主导过程(LPE-20);(3) 成核和生长由温度和流动的耦合效应(LPE-12)确定. 预计目前的结果将指导薄膜吹塑的加工,并为远离平衡条件下的流动场诱导结晶研究提供新的观点[33].Fig. 16The different types of the structure and network evolutions of TIC, TIC coupled with FIC, and FIC. The scale bar of SEM images is 500 μm. (Reprinted with permission from Ref.[33] Copyright (2019) American Chemical Society).基于同步辐射硬X射线散射实验结果,可以得到从缠结网络到可变形晶体网络,再到最终不可变形晶体支架的网络演化. 这些结构演化信息能够帮助完善数学模型,进一步优化和开发新的吹膜设备和方法. 吹膜过程的原位研究为高性能高分子薄膜的高效研发提供了可能的解决方案. 原位挤出吹塑成膜装置通过改变加工参数来调节链的取向,在生产具有特定性能的聚合物薄膜方面具有很大的潜力.3总结和展望同步辐射硬X射线散射技术在高分子表征中已得到广泛的应用. 研制与同步辐射联用的原位在线研究装置是用好同步辐射硬X射线散射技术的关键. 高效地使用同步辐射硬X射线技术需要我们根据不同高分子材料的特定性能,分析样品所处的外部复杂坏境,设计富有创新性的实验,再根据样品环境“量身打造”同步辐射原位表征装置. 依托高亮度的现代同步辐射光源如上海光源,配合超快探测器的使用,实现高时间、高空间分辨的多尺度结构表征.小型的同步辐射原位在线研究装置可用来研究拉伸、剪切等简单流动场和复杂外场(温度、应变、应变速率、溶液环境等)耦合条件下的结晶、晶体网络破坏等物理问题. 大型加工原位装置通过将大型加工装置小型化至可与同步辐射光束线站联用,真实反映高分子材料在实际工业加工过程中微观结构演化规律. 本文中涉及的原位研究装置均为笔者所在课题组根据研究内容自主设计并制造,大部分零部件是非标的,需要定制. 我们诚挚欢迎有相关原位研究装置需求的读者与我们联系,以期更好地发挥这些装置的作用,共同扩展它们的应用范围. 本课题组致力于发展和集成与同步辐射联用的高分子材料性能表征技术,建立高分子材料加工-结构-服役性能的高通量表征平台,大幅提高在多维加工参数空间中进行搜索最优参数的能力,从理论上切实指导实际生产加工.参考文献1Li Haohu(李浩虎),Yu Xiaohan(余笑寒),He Jianhua(何建华).Modern Physics(现代物理知识),2010,22(3):14-192Li Xiaodong(李晓东),Yuan Qingxi(袁清习),Xu Wei(徐伟),Zheng Lirong(郑黎荣).Chinese J Phys(高压物理学报),2020,34(5):3-15.doi:10.11858/gywlxb.202005543Xu Lu(许璐),Bai Liangui(柏莲桂),Yan Tingzi(颜廷姿),Wang Yuzhu(王玉柱),Wang Jie(王劼),Li Liangbin(李良彬).Polymer Bulletin(高分子通报),2010, (10):1-26.doi:10.1021/la904337z4Cui K,Ma Z,Tian N,Su F,Liu D,Li L.Chem Rev,2018,118(4):1840-1886.doi:10.1021/acs.chemrev.7b005005Chen W,Liu D,Li L.Polymer Crystallization,2019,2(2):10043.doi:10.1002/pcr2.100436Zhao J,Chen P,Lin Y,Chang J,Lu A,Chen W,Meng L,Wang D,Li L.Macromolecules,2018,51(21):8424-8434.doi:10.1021/acs.macromol.8b018727Zhao J,Chen P,Lin Y,Chen W,Lu A,Meng L,Wang D,Li L.Macromolecules,2020,53(2):719-730.doi:10.1021/acs.macromol.9b021418Li Liangbin(李良彬),Chen Pinzhang(陈品章),Zhang Qianlei(张前磊),Lin Yuanfei(林元菲),Meng Lingpu(孟令蒲).China patent, CN.ZL201810052796.3.2018-06-12.doi:10.3390/land100606319Li Liangbin(李良彬),Chen Pinzhang(陈品章),Zhang Qianlei(张前磊),Lin Yuanfei(林元菲),Meng Lingpu(孟令蒲).China patent, CN.ZL201820097340.4.2018-01-19.doi:10.3390/land1006063110Chen P,Zhao J,Lin Y,Chang J,Meng L,Wang D,Chen W,Chen L,Li L.Soft Matter,2019,15(4):734-743.doi:10.1039/c8sm02126k11Li Liangbin(李良彬),Meng Lingpu(孟令蒲),Cui Kunpeng(崔昆朋),Li Jing(李静).China patent, CN.ZL201220733325.7.2013-11-06.doi:10.3390/land1006063112Li Liangbin(李良彬),Meng Lingpu(孟令蒲),Cui Kunpeng(崔昆朋),Li Jing(李静).China patent, CN.ZL201210579459.2,2013-11-23.doi:10.3390/land1006063113Chang Jiarui (常家瑞).Structural Evolution and Mechanical Behavior of Typical Elastomer Meterials in a Wide Range of Strain Rate(典型弹性体材料在宽应变速率范围内的结构演化与力学行为).Doctoral Dissertation of University of Science and Technology of China,201914Li Liangbin(李良彬),Ju Jiangzhu(鞠见竹),Wang Zhen(王震),Ye Ke(叶克),Meng Lingpu(孟令蒲).China patent, CN.ZL201710070789.1.2017-05-31.doi:10.3390/land1006063115Wang Z,Ma Z,Li L.Macromolecules,2016,49(5):1505-1517.doi:10.1021/acs.macromol.5b0268816Wang Z,Ju J,Yang J,Ma Z,Liu D,Cui K,Yang H,Chang J,Huang N,Li L.Sci Rep,2016,6(1):1-8.doi:10.1038/srep3296817Ju J,Wang Z,Su F,Ji Y,Yang H,Chang J,Ali S,Li X,Li L.Macromol Rapid Commun,2016,37(17):1441-1445.doi:10.1002/marc.20160018518Xu Jiangli(徐佳丽),Meng Lingpu(孟令蒲),Lin Yuanfei(林元菲),Chen Xiaowei(陈晓伟),Li Xueyu(李薛宇),Lei Caihong(雷彩红),Wang Wei(王卫),Acta Polymerica Sinica(高分子学报),2015, (4):38-44.doi:10.11777/j.issn1000-3304.2015.1430319Lin Yuanfei(林元菲).Study of the Intrinsic Deformation Mechanism ofiPP Oriented Lamellar Stacks(等规聚丙烯取向片晶的本征形变机理研究).Doctoral Dissertation of University of Science and Technology of China,2018.doi:10.31219/osf.io/k7ehx20Lin Y,Li X,Meng L,Chen X,Lv F,Zhang Q,Li L.Polymer,2018,148:79-92.doi:10.1016/j.polymer.2018.06.00921Lin Y,Li X,Meng L,Chen X,Lv F,Zhang Q,Zhang R,Li L.Macromolecules,2018,51(7):2690-2705.doi:10.1021/acs.macromol.8b0025522Lv F,Wan C,Chen X,Meng L,Chen X,Wang D,Li L.J Polym Sci,Part B:Polym Phys,2019,57(12):748-757.doi:10.1002/polb.2482923Wan C,Chen X,Lv F,Chen X,Meng L,Li L.Polymer,2019,164:59-66.doi:10.1016/j.polymer.2019.01.02124Li Liangbin(李良彬),Meng Lingpu(孟令蒲),Lin Yuanfei(林元菲),Chen Xiaowei(陈晓伟),Xu Jiali(徐佳丽),Li Xueyu(李薛宇),Zhang Rui(张瑞),Zhang Qianlei(张前磊).China patent, CN.ZL201420449291.8.2014-12-10.doi:10.3390/land1006063125Chen X,Meng L,Zhang W,Ye K,Xie C,Wang D,Chen W,Nan M,Wang S,Li L.ACS Appl Mater Inter,2019,11(50):47535-47544.doi:10.1021/acsami.9b1586526Li Liangbin(李良彬),Zhang Rui(张瑞),Ji Youxin(纪又新),Ju Jiangzhu(鞠见竹),Zhang Qianlei(张前磊),Li Lifu(李立夫),AliSarmad,Zhao Haoyuan(赵浩远).China patent, CN.ZL201720215641.8.2018-01-30.doi:10.3390/land1006063127Li Liangbin(李良彬),Zhang Rui(张瑞),Ji Youxin(纪又新),Ju Jiangzhu(鞠见竹),Zhang Qianlei(张前磊),Li Lifu(李立夫),AliSarmad,Zhao Haoyuan(赵浩远).China patent, CN.ZL201710131585.4.2017-05-31.doi:10.3390/land1006063128Zhang Qianlei(张前磊).Study on Physics of Polymer Film Stretching Processing(高分子薄膜的拉伸加工物理研究).Doctoral Dissertation of University of Science and Technology of China,2019.doi:10.30919/es8d50529Zhao H,Zhang Q,Xia Z,Yang E,Zhang M,Wang Y,Ji Y,Chen W,Wang D,Meng L,Li L.Polym Test,2020,85:106439.doi:10.1016/j.polymertesting.2020.10643930Zhao H,Li L,Zhang Q,Xia Z,Yang E,Wang Y,Chen W,Meng L,Wang D,Li L.Biomacromolecules,2019,20(10):3895-3907.doi:10.1021/acs.biomac.9b0097531Zhang Q,Chen W,Zhao H,Ji Y,Meng L,Wang D,Li L.Polymer,2020,198:122492.doi:10.1016/j.polymer.2020.12249232Zhang Q,Li L,Su F,Ji Y,Ali S,Zhao H,Meng L,Li L.Macromolecules,2018,51(11):4350-4362.doi:10.1021/acs.macromol.8b0034633Zhao H,Zhang Q,Li L,Chen W,Li L.ACS Appl Polym Mater,2019,1(6):1590-1603.doi:10.1021/acsapm.9b00391原文链接:http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2021.21111&lang=zh《高分子学报》高分子表征技术专题链接:http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2021.21111
  • PEAK携一体式制氮集成系统及氢气发生器亮相CPHI
    世界制药机械、包装设备与材料中国展(CPhI & P-MEC China)于上周在上海新国际博览中心圆满落幕,历时三天的展会吸引了众多制药及食品机械行业的厂家及业内人士。作为全球现场制氮行业的领导者,毕克气体此次携带i-Flow一体式制氮集成系统和专为实验室气相色谱而设计的氢气发生器亮相了此次展会。 氮气在制药及食品行业应用广泛,传统的杜瓦罐或者液氮塔使用不便、价格不可控,而且有一定的安全隐患,毕克气体的i-Flow一体式制氮集成系统方便安全、稳定可靠,可提供流速从1.3 m3/hr至255 m3/hr的氮气,纯度高达99.9995%。Peak i-Flow一体式制氮集成系统在制药行业可用于容器氮封、研磨室惰化、药液或粉末物的气动输送源、设备吹扫净化、祛除有害化学物质和喷雾干燥等。 Precision氢气发生器能提供纯度高达99.9999%的高纯氢气,为气相色谱提供燃烧气或载气。一台氢气发生器可以为多台检测器提供气体,并能调节各种流速,满足客户的需求。 除了制药行业之外,Peak i-Flow一体式制氮集成系统也可满足电子、化工、金属加工等很多行业的需求。同时,模块化的设计可按需扩展,随着企业和生产的拓展,可通过增加CMS模块以提高氮气的产出,是您实现按需生产的首选。 更多最新资讯,可关注“毕克气体”官网微信。
  • 欧美克激光粒度仪应用体验的高速发展
    商用激光粒度仪从上世纪70年代面世以来,仪器的光学设计、各光电部件的规格和品质、样品适应性的干湿法进样系统性能、反演算法等方面均得到不断的进步。随着测量技术不断迭代升级,测试范围和灵敏度也在不断提高,加之激光粒度仪具有的测试范围宽、样品适应性广、测试过程便捷快速、维护需求少、重现性佳等优点,近些年其不断获得众多颗粒相关行业认可,逐步大量地取代了传统筛分、沉降、显微图像等方法成为了颗粒粒径分析和质控的主流仪器。随着技术的日臻成熟,用户对激光粒度仪的期待也逐步从复杂的科学仪器到简便的测量工具的转变。自2010年欧美克加入思百吉集团(Spectris plc.),成为马尔文帕纳科(Malvern Panalytical)的子品牌后,欧美克秉持集团公司以客户为中心的价值观,在新粒度仪开发中不仅着力于引进诸如低杂散光高动态范围光学设计、一体化多探测器工装装配工艺、双色光源全散射角覆盖、高精确度反演算法等等国际先机技术和工艺,同时针对客户测试应用和管理体验的实际需求也进行了重点的开发和改善。在一系列仪器的开发升级中除了始终保持高性能外,亦将与用户仪器应用体验息息相关的更高水平的自动化、智能化、标准化、易操作、少维护、好管理、更安全及友好的数据分析和报告输出等作为重要的发展方向和目标,使得以OMEC LS-609、Topsizer等为代表的系列激光粒度分析仪不断完善,在具有良好的测试性能同时满足用户的多种不同个性化需求,在简便了用户的日常操作维护管理的同时提供了更佳的使用体验。本文试着逐一地举例向读者简要介绍。测试与使用自动化针对越来越多企业使用激光粒度仪进行质控,许多实验室测样量大,技术人员工作负荷高的现象,欧美克在仪器硬件设计上不断增加了自动化控制功能,例如以自动对中或对中智能判断的主机搭配主流的SCF-105B全自动湿法进样循环系统、DPF-110自动化干法进样系统均可以实现一般测试全流程的软件自动化控制。通常情况下,用户仅需要按软件提示将多个干湿法样品依次加入到样品池,仪器可以对这些样品进行自动进样,自动分散,自动测量,自动输出测试报告结果的处理,同时仪器在测试结束后还可以自动进行清洗,多个样品批量测试过程已经被简化。湿法、干法进样器控制面板如上所述,针对质检人员的日常工作,软件专门设计了SOP(标准作业程序)功能,仅需两步(运行程序?加入样品)即可完成高质量粒度测试。软件同时搭配超阈值警告功能,系统根据测试结果自动进行特征粒径结果的阈值分析,直接给出样品是否符合设定的质量阈值的提示。操作者无需查看具体结果数值就可以轻松快速根据警示页面判断样品是否符合质控要求。智能化仪器智能化的目的主要是解决粒度仪测试时由于操作者忽略的仪器状态或加样错误等原因导致的结果的偏差。例如:欧美克开发了对中状态智能判断功能,开启后软件可以自动进行仪器背景状态和光学对中进行判断,根据判断结果自动采取对中或进入测试下一步的操作,为用户节省了大量的时间并延长了对中机构的寿命。在湿法测试中,加样量的智能识别和调整功能,系统会自动识别判断加样量,根据需要提醒操作者继续加样至满足要求或是在加样过量的情况下自动控制调低样品量后进行测量。在干法测试中,智能下料状态动态分析功能可以对流动性不佳样品下料的稳定性自动判断,同时将超量下料和下料中断时的光能信号和测量时间等进行自适应调整。以上的智能化功能保障了测试结果的可靠性,极大减少了测试分析人员的不熟练或疏失的影响。欧美克LS-909激光粒度分析仪同时,在粒度仪智能化设计中,多种影响测试因素的感知和自主分析功能是重要的一环。例如欧美克的干法测试系统皆含有直接定位于分散管的正压传感器及定位于窗口后方的负压传感器,相对于传统的仅对分散压输入处的压力控制,智能系统能对干法分散全过程的压力条件得到最真实的记录和控制,并使得仪器可以智能化自主判断仪器状态和测试数据的可靠性,有力保障了仪器长期使用分散测样条件的一致性和测试结果的重现性,使得原料药、制药及精细化工等行业方法的迁移,测试条件的追溯都有据可循,同时避免了欠压状态测试结果错误的影响。LS-909还带有自适应噪声抑制智能算法,能对探测器信号进行多次反演后进行原始功能自适应匹配修正再分析,有效的提高了仪器分析动态范围。此外,欧美克中高端粒度仪还具有折射率(包括实部和虚部)的自动分析计算等功能。可以通过结合多次取样测试结果的自动智能分析,给出推荐参数。标准化仪器的标准化包括仪器生产工艺和仪器测试条件的标准化,对于粒度测试结果的重现性是至关重要的。早先的激光粒度仪不同仪器之间的一致性较差,这主要是由仪器的多个光学部件在生产装配时的相对位置一致性不佳及杂散光水平不一致造成的。欧美克新的系列激光粒度仪在生产工艺上采用了一体式工装,包括主探测器、侧向、大角及后向探测器的所有探测器都由工装一次性定位,同时在所有探测器上设置仅对窗口颗粒开口的光学屏蔽罩,极大的减少了系统杂散光的干扰,保障了同型号不同仪器之间的测试结果的一致性。LS-609一体式工装定位大角探测器组同时进样器颗粒进样、分散的一致性也得到充分的考量和改进,例如:在开发湿法循环进样器SCF-105B的时候,面对传统电流控制离心泵转速精确度较低的问题,我们在进样器中加入了电机测速装置,通过数字反馈控制电机精确运转,从而保障了泵速显示真正的所见即所得,使得不同进样器之间的分散条件一致性得到提高,也保障了不同粘度介质测量的泵速数据真实可靠。又比如上章节提到的干法进样系统分散压传感器和负压传感器,使得粉体在下料后的全测量管道内状态精确可控,对于测试方法开发确定压力条件及测试中的欠压异常的甄别都有极大帮助。结合主机和进样系统的智能感知、精密控制功能,欧美克现代激光粒度仪真正实现了加样后全流程的测量方法和测试条件的标准化,当经过方法开发的这些对样品的条件被以SOP文件的方式固定下来后,只需要拥有最基本电脑操作和测试常识的操作人员均可以胜任标准化测试工作,同时测试过程条件的数字化记录可以随时用于追溯。欧美克SCF-105B、SCF-108A全自动湿法进样器欧美克DPF-110干法进样器易操作得益于高性能自动化智能化标准化的粒度仪开发,使得粒度仪可以满足用户高精确方法开发、低人工操作需求的标准化测试,逐步向高精密、傻瓜化的方向同时发展。针对粒度测试方法开发人员,欧美克粒度仪使用的集成粒度测试软件内置的大量数据分析筛选比对功能模块,例如除了拥有每个测试的独立报告外,系统还能够自动将多个测试的结果以统计数据图表呈现。且根据需要可以对这些数据按各种测试相关条件进行分类、筛选和排序。根据方法开发中大量数据统计和对比的需要,软件中同时集成了多报告的统计、比较和特征粒径趋势分析功能,通过这些功能使方法开发者可以轻松获得可视化过程结果,以用于测试条件的快速判断和决策。此外,软件还具有一键导出SOP功能,直接将方法开发中理想的测试条件,通过测试记录快速保存为标准化的SOP测量文件。现代化的欧美克集成粒度测试软件采用迭代开发模式,不断的进行优化和升级,不仅具有时代潮流风格的软件UI界面,其针对用户的文件操作、测试操作、数据分析等常见操作行为,进行分类分区图标化管理。在用户需要的大多数操作均可以以快捷按钮一键执行之外,我们通过大量用户操作行为分析,新的版本还将大量用户测量需要执行的多个连续操作进行合并,使其一样可以一键化执行,例如通过将常用SOP直接显示在操作面板上,用户仅需要双击软件测试面板上的SOP文件图标就可以执行完整的多样品测试,再比如传统手动测试需要的加介质、开启泵速循环、排气泡、对中、测背景等常规准备操作亦可以一键式点击仪器测样前准备按钮实现。欧美克Topsizer激光粒度分析仪
  • 新品发布|Clinx勤翔一体式凝胶成像仪GenoSense S2 Pro/Ultra全新上市
    GenoSens S2一体式凝胶成像系统又添新成员啦!全新升级GenoSens S2 Pro/Ultra“龙”重发布,新增302nm LED紫外透射台,并可选837万像素高灵敏数字相机,拓展的功能将满足更多实验需求!新产品将延续GenoSens S2精致小巧的设计,10.1英寸大屏触控,自动进出仓,图像自动采集处理,高效便捷。软件操作直观友好,同时可支持安全切胶。“一键点击,成像无忧”,GenoSens S2系列凝胶成像一体机将在分子生物学研究、蛋白质研究和药物研究等领域加速您的科研发现。 升级特点:● 增加了302nm紫外投射成像和采集功能更宽的成像范围,轻松应对EB、Gel Red 等染色核酸胶的成像需求。 ● 830万物理像素科研级别冷CCD相机提供了更高分辨率和更精准的成像质量,捕捉更多精彩细节,为科研用户提供更准确的数据分析和研究结果 ● 拓展的应用满足更多实验需求升级后的功能满足多种实验需求,从SYBR&trade Safe,SYBR&trade Gold,SYBR&trade Green I&II,,Gel Signal&trade Green等生物安全染料标记的琼脂糖核酸胶,到使用EB、Gel Red 等染色的核酸胶,以及考马斯亮蓝染色或银染的蛋白胶的成像、切胶回收及图像分析。图像模式可捕获哪种信号蛋白质预制胶凝胶(例如,考马斯亮蓝染色、银染)核酸凝胶使用EB、Gel Red 等染色的核酸胶,以及SYBR&trade Safe,SYBR&trade Gold,SYBR&trade Green I&II,,Gel Signal&trade Green等生物安全染料标记的琼脂糖核酸胶型号及规格
  • 【新品速递】Hub240一体式多联发酵罐,帮您的工作做“简”法
    作为中国生物科技品牌创新者之一,霍尔斯(HOLVES)在产品设计和开发中,充分考虑用户需求,力求提供优质简便的实验室设备,助力实验人员降本增效。为突破传统落地式多联方案的壁垒,霍尔斯(HOLVES)一线开发团队主导设计,于近期隆重推出新品Hub240系列一体多联发酵罐,正式开启新篇章。为您的工作做“简”法霍尔斯(HOLVES)新一代产品,Hub240系列发酵罐是为实验室用户提供的一款一体多联发酵罐,设备自带操作滚轮试验台,可任意区域放置,实现“即投即用”的功能。不仅解决了实验室多联发酵占地面积大,不好移的问题。而且“简”少用户前期成本,大大提升了实验的效率。(Hub240系列由一线开发工作者Elvin和Will主导设计)型至简 造不凡不管是设计还是生产工艺,凝结匠心,化繁为简。将霍尔斯(HOLVES)品牌核心和至简理念集于一身,充分满足实验用户需求。(1)一体式机箱自带操作实验台,台面镂空可摆放实验用品,台下增设储物空间(2)15寸HMI显示终端支持多区域放置,多角度转动(3)一台主机控制多联罐体,有限空间内通量排布更高器够稳 能高效霍尔斯(HOLVES)Hub240系列继续秉持以往为用户提供稳定实验状态和精准实验数据,保证实验安全,提高工作效率。(1)设备搭载SIMATIC-1200高端处理器(2)全系采用RS-485总线控制通讯方式智出众 包万象设备运用了霍尔斯(HOLVES)多项独家专利技术,从开始发酵实验到数据收集,自动化全程(1)二代界面数据可视化,平行控制系统定制设计,支持单罐和多罐界面任意切换,方便用户一键操控(2)HF-Control V2.22发酵控制软件,可实施在线监控、追踪等功能(3)支持用户定制扩展更多功能模块,满足深层发酵用户需求 全方位 保服务霍尔斯(HOLVES)为确保设备持续的运转和效率,从初期概念设计到后期设备安装测试以及定期预防性维护,每个阶段都为用户提供个性化服务。 如您想了解更多Hub240系列型号、参数等信息,可点击查看产品详情,亦可直接联系我们!
  • 【新品推介】HHitech和泰Medium EDI系列全触屏一体式纯水/超纯水系统
    HHitech和泰Medium EDI系列全触屏一体式纯水/超纯水系统现已上市发售!Medium EDI 系列,以城市自来水为水源,系统每小时产水量:45-90升,配备全新5.0寸触摸屏控制系统,采用标准的双级反渗透系统工艺(双泵双膜+中间水箱)及EDI技术及模块,可方便快速的连续生产电导率稳定在1-5μs/cm的Ⅲ级纯水、10MΩ.cm(25℃)以上且TOC30ppb*的Ⅱ级纯水、及18.2MΩ.cm(25℃)的超纯水,出水水质完全符合GB/T 6682-2008、GB/T33087-2016、ASTM、CAP、CLSI、EP和USP制定的水质标准。特点与优势全新5.0寸彩色触摸屏动画式菜单,系统信息一览无遗,实现指尖触控的操作新体验3路水质和2路流量监控二级RO、EDI、UP超纯水3路水质实时监控,无需取水即可查看水质2路高精度定量(10-999999ml)、定质(0~18.25MΩ.cm)取水功能优化的标准双级反渗透系统采用双泵双膜及过渡水箱,使系统能耗更低、废水更少,产水质量更稳定先进的EDI技术及模块以优化的运行成本为您提供始终如一的10MΩ.cm(25℃)以上且TOC30ppb*的Ⅱ级纯水全新的一体化超纯化组件优化升级柱体结构,增加交换容量,大限度地降低运行成本,采用原装进口陶氏DOW 树脂,确保产水达18.2MΩ.cm 和较少的TOC 析出内置双水箱内置20升PE水箱和15升压力水桶1只,省却了外置水桶的不便,节省更多实验空间USB接口及存储卡自动记录一年的运行数据,可设定时间范围通过USB接口进行完整的数据导出,整机符合 GLPMedium EDI 纯水机系列Medium EDI 超纯水机系列
  • 160万!中国科学院华南植物园计划采购固气一体式碳稳定同位素分析仪
    一、项目基本情况项目编号:OITC-G220290174项目名称:中国科学院华南植物园固气一体式碳稳定同位素分析仪采购项目预算金额:160.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):160.0000000 万元(人民币)采购需求:包号货物名称数量是否允许采购进口产品采购预算(人民币)1固气一体式碳稳定同位素分析仪1套是160万元合同履行期限:合同签订后的180个日历日内交货;本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求:1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2.落实政府采购政策需满足的资格要求:本项目不属于专门面向中小微企业、监狱企业、残疾人福利性单位采购的项目。3.本项目的特定资格要求:1)在中华人民共和国境内依法注册的,具有独立承担民事责任能力,遵守国家法律法规,具有良好信誉,具有履行合同能力和良好的履行合同的记录,具有良好资金、财务状况的法人实体;2)为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商,不得参加本项目投标;3)投标单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商,不得参加同一合同项下的政府采购活动;4)按本投标邀请的规定获取招标文件;5)投标人不得为列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的供应商。三、获取招标文件时间:2022年05月31日 至 2022年06月08日,每天上午9:00至12:00,下午14:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:www.o-science.com;方式:登录东方在线www.o-science.com注册并购买。售价:¥600.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2022年06月23日 09点30分(北京时间)开标时间:2022年06月23日 09点30分(北京时间)地点:广州市越秀区先烈中路100-67号楼14楼自编1401-1402(中科院创新大楼A座)五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、投标文件递交地点:广州市越秀区先烈中路100-67号楼14楼自编1401-1402(中科院创新大楼A座)。2、招标文件采用网上电子发售购买方式:1)有兴趣的投标人可登陆“东方在线”(http://www.o-science.com 招标在线频道),完成投标人注册手续(免费),然后登录系统浏览该项目下产品的“技术指标”,已注册的投标人无需重新注册。招标文件售价:每包人民币600 元。如决定购买招标文件,请完成标书款缴费及标书下载手续。2)投标人可以电汇的形式支付标书款(应以公司名义汇款至下述指定账号)。开户名称:东方国际招标有限责任公司开户行:招商银行北京西三环支行账 号:8620816577100013)投标人应在“东方在线”上填写开票信息。在投标人足额缴纳标书款后,标书款电子发票将发送至投标人在“东方在线”上登记的电子邮箱,投标人自行下载打印。3、以电汇方式购买招标文件和递交投标保证金的,须在电汇凭据附言栏中写明招标编号、包号及用途(如未标明招标编号,有可能导致投标无效)。4、采购项目需要落实的政府采购政策:(1)政府采购促进中小企业发展(2)政府采购支持监狱企业发展(3)政府采购促进残疾人就业(4)政府采购鼓励采购节能环保产品七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国科学院华南植物园     地址:广州市天河区兴科路723号        联系方式:池老师 020-37252699-620      2.采购代理机构信息名 称:东方国际招标有限责任公司            地 址:北京市海淀区西三环北路甲2号院科技园6号楼13层01室联系方式:迟兆洋、张君仙;020-87001523;ytlin@oitc.com.cn,cjwang@oitc.com.cn            3.项目联系方式项目联系人:迟兆洋、张君仙电 话:  020-87001523
  • 1160万!中国科学院掠广角X射线散射仪、X射线单晶衍射仪和台式X射线吸收精细结构谱仪采购项目
    一、项目基本情况项目编号:OITC-G240261656-1项目名称:中国科学院2024年仪器设备部门批量集中采购项目预算金额:1160.000000 万元(人民币)最高限价(如有):1160.000000 万元(人民币)采购需求:1、采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)用户单位是否允许采购进口产品8掠入射/小角/广角X射线散射仪1中国科学院过程工程研究所是包号货物名称数量(台/套)用户单位是否允许采购进口产品9X射线单晶衍射仪1中国科学院大连化学物理研究所是包号货物名称数量(台/套)用户单位采购预算(人民币)最高限价(人民币)是否允许采购进口产品26台式X射线吸收精细结构谱仪1中国科学院赣江创新研究院400万元400万元是投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限:详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2024年07月25日 至 2024年08月01日,每天上午9:00至11:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:www.oitccas.com;北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层方式:登录“东方招标”平台www.oitccas.com注册并购买。售价:¥600.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国科学院过程工程研究所     地址:北京市海淀区中关村北二街1号        联系方式:010-82545054      2.采购代理机构信息名 称:东方国际招标有限责任公司            地 址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层            联系方式:窦志超、曹山010-68290529            3.项目联系方式项目联系人:窦志超、曹山电 话:  010-68290529
  • 川一仪器发布微生物限度检测仪CYW-300B一体式内置泵新品
    微生物限度检测仪CYW-300B微生物限度检测装置采用不锈钢金属材料制成,将供试品注入微生物限度培养器内,通过检验仪自真空泵负压抽滤,将供试品中微生物截留在滤膜上,用取膜器取出滤膜,转移至配置好的固体培养基上,菌面朝上,平贴.盖上盖子形成封闭的培养盒,置相应的恒温培养处内培养并计数. 适用范围疾控:江、河、湖、海、水样食品:纯净水、矿泉水、饮料制药:纯化水、注射用水、原料药、胶囊、生物制品、片剂、口服制剂化工:各种需测试微生物水样 化妆品:各种用水及产品 微生物限度检测仪CYW-300B主要特征:1.一体化超小型设计,减小了对层流台操作空间的占用。2. 滤膜预先灭菌,即拆即用,可将主要污染物源降到zui低,提高检测可靠性3.过滤杯采用独特的唇形密封设计,不使用夹钳和 O 型圈,确保无泄 漏操作和均匀的微生物回收率4.可同时抽滤多张滤膜,大大提高了工作效率。5.滤杯采用可重复使用材料设计,经久耐用,节省成本,操作方便。6.每个滤头采用独立控制的方式,方便操作人员灵活使用。7.无油真空泵设计,噪音低。8.仪器表面经镜面处理,便于清洁和消毒。9.过滤头可以火焰快速灭菌,方便连续实验操作;10. 配有内置进口隔膜液泵,不需外接抽滤瓶,液体直接通过隔膜液泵排除,减少了抽滤瓶使用上的繁琐11.已氧化的美观的把手分布基座两端,使其更加稳固;12.稳固的低重心设计使其不会因溶液满载而发生翻倒。 微生物限度检测仪CYW-300B技术参数:1、适用滤膜直径:Φ47mm/50mm;2、有效过滤直径:40mm;3、滤杯容量:150ML(250ml 可选);3、过滤头数量:1/3/6 ;4、检测方法:薄膜过滤法;5、抽滤方式:隔膜泵负压抽滤,无需抽气瓶;6、抽液速率:100ml/15s(带膜);7、过滤头灭菌方式:湿热灭菌、火焰枪快速灭菌;8、滤头:可拆装。 微生物限度检查仪使用中的常见问题微生物限度检查仪在使用过程中出现显示屏不亮仪器也不运转了,应该怎么检查及解决方法:当您对此款微生物限度检验仪设备内置还不是那么熟悉的情况下,又着急使用仪器该,首先我们先检查电源线是否有损坏,电源保险丝是否完好。如果有损坏更坏即可恢复正常工作。  如果通电那就是仪器里面出现的问题。这时我们先打开仪器后半截机箱盖,打开时要注意后机箱盖要手从两侧拿从下往上取下机箱盖,在取机箱盖的过程中要注意轻拿轻放以防碰掉表面漆而影响美观。取下后我们应该先查看线路是否有烧坏有没有焦味,如果两者都没,那仪器显示屏不亮仪器也不运转有可能是因为电源插头与电路板的连接线有松动导致接触不良。用工具把连接线两头连接点重新固定拧紧,仔细看好正负极以免按错导致不必要的仪器损坏。微生物限度检查仪检测过程中如果遇到解决不了的问题,建议及时联系厂家。  微生物限度检验仪显示屏亮而主机不工作。微生物限度检查仪显示屏亮而主机不工作说明电源插头与电路板之间的连接没有问题,问题出在电路板与主机的连接处。在对电路板检查时要注意不要用力过猛,以免损坏电路板。如果以上都无法解决,则电机内部出现问题,联系厂家更换,检查电路板与主机链接处是否接触不良,如有松动拧紧即可。  微生物限度检查仪主机工作明显出现主机工作速度低于显示屏速度。  检查及解决方法:打开机箱盖检查主机前面的两个连接拍击板的不锈钢铁棒看上面的润滑脂量,润滑脂是起到润滑作用的如果机油不够多就会导致主机的速度减慢,从而出现拍击板的速度与显示屏的速度不符合。往不锈钢铁棒上加适量的润滑脂就可以解决这个问题,微生物限度检查仪在加润滑脂的时候要注意不要让润滑脂碰到电线或电路板上以防短路烧坏仪器。微生物限度检查仪的使用方法1、根据供试品性状来选择滤膜材质,过滤前后应保证滤膜的完整性;2、仪器不工作时,请断电;3、不能抽滤强酸、强碱、强氧化剂、强腐蚀等液体;4、当供试品中含有不溶性的颗粒,悬浮物时,可能导致滤膜堵塞影响过滤,应将供试品进行预处理,除去颗粒或悬浮物;5、抽滤前,应确保管道密封性良好。创新点:性能特点:1.一体化超小型设计,减小了对层流台操作空间的占用。2. 滤膜预先灭菌,即拆即用,可将主要污染物源降到最低,提高检测可靠性3.过滤杯采用独特的唇形密封设计,不使用夹钳和 O 型圈,确保无泄 漏操作和均匀的微生物回收率4.可同时抽滤多张滤膜,大大提高了工作效率。5.滤杯采用可重复使用材料设计,经久耐用,节省成本,操作方便。6.每个滤头采用独立控制的方式,方便操作人员灵活使用。7.无油真空泵设计,噪音低。8.仪器表面经镜面处理,便于清洁和消毒。9.过滤头可以火焰快速灭菌,方便连续实验操作;10. 配有内置进口隔膜液泵,不需外接抽滤瓶,液体直接通过隔膜液泵排除,减少了抽滤瓶使用上的繁琐11.已氧化的美观的把手分布基座两端,使其更加稳固;12.稳固的低重心设计使其不会因溶液满载而发生翻倒。微生物限度检测仪CYW-300B一体式内置泵
  • 用户动态|高速精确实现在体诊断——新型双色受激拉曼散射成像技术
    供稿 | 李一鸣校对 | 贺若愚在外科手术中,对肿瘤边界进行快速病理成像被认为是精准切除的关键。受激拉曼散射(SRS)成像作为一种无须标记的新型显微术,避免了传统染色处理对组织的破坏,从而有望实现在体诊断。与单色SRS相比,双色SRS由于利用组织中两种成分的化学衬度叠加成像,从而可获得与H&E标准染色类似的诊断结果。然而,当前双色SRS较低的成像速度严重制约了其在实时组织学成像中的应用。基于以上背景,复旦大学应用表面物理国家重点实验室的季敏标教授等人对双色SRS显微镜光路进行了重新设计,开发出了一种速度显著提高的光路装置,并成功实现了多种组织的实时成像。图1. (a) 双色SRS显微镜的光路设计图;(b) 光谱聚焦装置中泵浦光(蓝色)和两束斯托克斯光(橙色)的时间分布示意图;(c) 调制后两束斯托克斯光脉冲(S1和S2)的相位差异。在课题组设计的光路图中,基于飞秒光谱聚焦的受激拉曼成像方法,通过延时线DL1改变泵浦与斯托克斯脉冲的时间间隔以实现两种拉曼频率(Ω1和Ω2)的选择,通过延时线DL2调节S1与S2的时间间隔以调节二者的调制相位差为π/2,由此使泵浦光的两通道受激拉曼损失(SRL)信号分别被锁相放大器的同相(X)和正交(Y)通道同时探测,从而实现双色同步成像。实验中自发拉曼光谱的采集采用了HORIBA iHR320光谱仪与液氮制冷Symphony CCD,拉曼数据分析采用了LabSpec软件。图2. 串行和并行双色SRS成像的运动伪影研究。(a)和(b)分别为仅采用S1,通过顺序调节DL1的延时进行两种拉曼频率(2848 cm-1和2926 cm-1)的串行成像策略(灰线)及对应成像图;(c)和(d)分别为本研究对两种拉曼频率(2848 cm-1和2926 cm-1)的并行成像策略(灰线)及对应成像图。对该成像装置,作者通过实验验证了两束斯托克斯光束间对于拉曼频移相差约35cm-1以上的双色成像时,不存在干涉问题,锁相放大器的X和Y通道信号的串扰也可以忽略,显示出成像的高分辨率。另外与之前的双色成像通常采用串行成像,即对两种组分进行顺序成像必定造成组织活动的伪像相比,该研究光路的并行特性赋予的同步特征杜绝了该类伪像,则显示出动态成像的高精确性。更进一步地,该研究光路中的双通道同步探测还大大节约了顺序成像时波长调谐所耗费的时间,即成像速度大幅提升。作者通过对小鼠脑冠状切片的双色成像实验表明该装置的成像时间较之前的串行成像装置减少了50%以上。图3. 活体生物的在体双色SRS显微图像。(a)和(b)分别为斑马鱼胚胎的心脏和大鼠耳朵的透过模式图像,其中红色和青色区域分别代表血红素和蛋白质;(c)为大鼠耳下60 μm深度处皮下脂肪细胞的反射模式图像,其中绿色和蓝色区域分别代表脂类和蛋白质;(d)为反射模式图像的信号串扰随成像深度增加的强度变化。在本研究中,作者成功采用透过和背向散射两种模式进行了不同活体生物的在体成像实验。包括对斑马鱼跳动的心脏和小鼠毛细血管中流动的血细胞的实时双色成像。特别对背向散射模式,通过添加背向散射光电探测器,使该光学装置可实现对组织的不同深度成像,且信号串扰在深度增加过程中始终小于4%,从而显示出其在外科手术过程中进行实时成像与诊断的大潜力。此项研究工作得到了国家重点研发计划“数字诊疗装备”专项、上海市青年科技启明星计划、上海市科技创新行动计划以及国家自然科学基金面上项目等的基金支持;相关成果近期以封面文章发表在美国光学学会的旗舰杂志《Optica》上:Ruoyu He, Yongkui Xu, Lili Zhang, Shenghong Ma, Xu Wang, Dan Ye, Minbiao Ji, “Dual-phase stimulated Raman scattering microscopy for real-time two-color imaging”. Optica 2017, 4 (1), 44-47.HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 注意看!生物制剂研究人员必备宝典-DLS动态光散射技术指南
    什么是DLS动态光散射技术?NanoTemper Technology动态光散射(DLS)是一种强大的技术,是一种测量颗粒大小、低聚化和分散性,以及环境变化(如药物偶联物的添加或储存缓冲液的变化)对它们的影响的方法。可提供有关生物制剂制备物的纯度和聚集状态的信息,并增加对候选物稳定性的更深入了解。提问 DLS技术能提供生物制品的哪些信息1粒径2样品质量3自相互作用无论是早期阶段的目标蛋白分离还是临床前的药物制剂,DLS技术对于生物制品研发流程的每一个阶段都可提供重要价值。DLS技术可轻松提供额外的稳定性参数,并与其他稳定性分析方法同时进行,无需额外的时间或材料要求。将DLS信息添加到稳定性评估中会发现其他技术遗漏的细节,因此,可以在早期开发阶段缩小最终候选生物制剂的挑选范围。在实验工作中,生物制品研发人员通常需要面对的是非常复杂的分子,而在漫长的研发流程中样品稳定性、质量和功能都十分重要。通过DLS技术,使研究人员能够仅从这一种方法中就获取以上所有信息,它可以分析候选药物在应对一系列环境变化时的表现,而了解这些药物在应对变化时的表现对于生物制品的工作流程至关重要。这其中包括了从确定哪些药物值得开发,到提高药物质量以实现规模化生产和交付。无论是异构体筛选、制剂、放大生产还是储存及有效性分析阶段,因此,DLS技术在生物制品研发流程的每个阶段都是极具价值的工具。https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104108/down_1145387.htm阅读DLS技术指南电子书,了解其工作原理,以及它如何帮助您优化候选药物的筛选过程。我们介绍了在整个生物制药流程中,DLS技术如何帮助您改善每一个决策,同时也提供了一些设计DLS实验的实用技巧。在本书中,您将了解到:1什么是生物制品,它们为什么如此重要?2DLS技术如何提供您的样品相关的数据信息,这些数据的含义是什么?3设计您自己的DLS实验时的一些小提示和注意事项愿景 关于NanoTemperNanoTemper公司的使命是为科研人员创造强大的生物物理学工具,以解决表征中最具挑战性的难题。我们非常兴奋能够同致力于改变世界的药物研发或与基础研究科学家合作,为实现公司愿景-创造一个任何疾病都可以被治疗的世界而不断前行。如果您在亲和力筛选、分子相作、蛋白稳定性或蛋白生产等方面遇到挑战,欢迎随时联系我们。
  • 全自动激光粒度仪散射理论的应用
    由于运用光散射参数的组合不同,形成了众多基于散射的颗粒粒径测量理论,米氏散射理论,夫朗和费衍射,衍射式散射,全散射,角散射等,不同理论的运用形成了多种粒度测试仪器共存的现状。  米氏理论是对均质的球形颗粒在平行单色光照射下的电磁方程的精确解,它适用于一切大小和不同折射率的球形颗粒。而夫朗和费衍射理论只是经典米氏理论的一个近似或一个特例,仅当颗粒直径与入射光波长相比很大时才能适用。这就决定了基于夫朗和费衍射理论的激光粒度仪的测量下限不能很小。正因如此,应用经典米氏散射理论的激光粒度仪以其适用范围广,在小粒径范围测量的极高精度,受到了广泛认可。
  • 我国成功研制先进的高速高精度激光汤姆逊散射仪
    p  近日,中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速高精度激光汤姆逊散射仪。/pp  今年5月,在“科大一环”磁约束聚变等离子体装置开展实验中,基于重复频率200赫兹、单脉冲能量5焦耳的激光脉冲,实现了小于5电子伏特的电子温度测量精度,电子温度安全预警时间间隔达5毫秒,所获得的预警时间是国际同类系统的一半,指标提高一倍。这标志着我国在该领域进入国际领先水平行列,为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实基础。/pp  据了解,在磁约束聚变反应装置工作过程中,偏滤器将承受巨大的能量泄放,需要对等离子体电子温度进行提前预警和实时反馈控制,实现脱靶而避免等离子体损伤器壁进而导致灾难性后果。基于高频高能激光的汤姆逊散射测量是精确测量等离子体电子温度的唯一可靠测量手段,激光的工作频率决定了温度预警的采样时间间隔,间隔越小系统预警越及时,装置运行安全系数越高。/pp  受限于激光器能量和频率水平,我国以往等离子体温度诊断采用数十赫兹的低频激光器,采样间隔宽,遇到紧急情况无法及时预警,导致装置运行存在巨大风险。虽然采用多台低频率激光器合束技术可以满足预警时间间隔要求,但是这种方法可靠性大幅降低。欧洲和日本已经掌握了100赫兹工作频率的高能激光技术,预警时间间隔达到10毫秒,但这个预警时间间隔仍然较长,无法完全保证装置安全运行。/pp  从2015年起,空天信息研究院联合中国科学院光电技术研究所和同济大学等单位历时3年时间,突破了高能量高光束质量激光传输与放大、激光相位共轭波前畸变校正、大口径/大尺寸激光放大模块、大功率脉冲激光驱动电源等关键技术,于2017年4月在国际上首次发布重复频率200赫兹、脉冲能量5焦耳、脉冲宽度6.6纳秒、光束质量1.7倍衍射极限的高频高能激光指标,将我国纳秒脉宽激光器的功率水平提高了1个数量级。研究团队研发出基本完善的工艺流程,核心器件/部件实现国产化,形成整机工程化制造能力。以200赫兹/5焦耳激光器为光源,中国科学技术大学攻克了大功率激光传输系统综合降噪、收集光学精准对焦、弱光信号探测提取等难题,成功地研制我国迄今精度最高的激光汤姆逊散射检测系统。/pp  未来,研究团队将开展更高功率、更高频率激光器研发和更高精度的诊断实验,计划将激光器的工作频率提高至500赫兹,检测系统提供2毫秒的安全预警时间间隔和1电子伏特的电子温度测量精度,为下一代磁约束聚变装置安全运行提供高速预警手段。/ppbr//p
  • 高分子表征技术专题——光散射技术在高分子表征研究中的应用
    2021年,《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后,也将上线同名专题并转载专题文章,帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此,向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见:高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰:“工欲善其事,必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作,掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中,都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导!随着科学技术的高速发展,传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前,中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位,但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此,《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授,组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述,邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面,旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持,借此机会特表感谢!从2021年第3期开始,以上文章将陆续在《高分子学报》发表,并在网站上发布虚拟专辑,以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石,支撑年轻高分子学者的茁壮成长!也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步,为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际,让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意!光散射技术在高分子表征研究中的应用Laser Light Scattering and Its Applications in Polymer Characterization作者:郑萃,刘芷君,梁德海 作者机构:中国石化北京化工研究院,北京,100013 北京大学化学与分子工程学院,北京,100871作者简介:梁德海,男,1971年生. 1994年获南开大学环境科学系理学学士,同年进入南开大学化学系攻读硕士. 2001年在美国纽约州立大学石溪分校获得理学博士学位,并留任博士后. 2006年加入北京大学化学与分子工程学院高分子科学与工程系,任副教授;2012年任教授. 2011年得到教育部新世纪优秀人才计划的支持,2015获得Elsevier第九届冯新德高分子奖最佳文章奖. 研究方向为高分子溶液物理,主要项目包括:基于生物大分子的非平衡态原始细胞模型的构筑及动态行为研究;多肽诱导脂质体膜内吞及外吐机理研究;大分子拥挤及限制作用的定量化研究.摘要光散射技术是高分子领域中重要的表征手段之一. 静态光散射和动态光散射的结合能够获得丰富的关于高分子的信息,如重均分子量、回转半径、第二维里系数、流体力学半径、尺寸分布、分子链构象等. 除合成高分子外,光散射技术同样适用于研究生物大分子、微生物、胶体、纳米粒子、病毒、囊泡等在溶液或悬浮液中的行为. 本综述重点介绍稀溶液中静态光散射和动态光散射的历史、基本理论和实验技巧. 对于浓溶液适用的交叉相关技术和扩散波谱技术以及固体光散射也做简要介绍. 为了帮助初学者更好地理解并掌握光散射技术,综述的最后介绍了4个应用实例:动、静态光散射相结合跟踪研究线团到密实球的转变过程,光散射确定超支化分子的标度关系,时间可分辨的光散射来剖析聚合诱导胶束化的机理,以及去偏振动态光散射研究纳米粒子在生物介质中的聚集行为.AbstractLaser light scattering (LLS), which includes static light scattering (SLS) and dynamic light scattering (DLS), has been widely applied in characterization of polymer samples in dilute solutions. SLS measures the angular dependence of the excess scattered intensity, from which the weight average molecular weight, radius of gyration, and second viral coefficient are obtained. DLS measures the intensity-intensity time correlation functions, from which the hydrodynamic radius and size distribution are obtained. The combination of SLS and DLS enables information on chain conformation. Beside synthetic polymers, LLS is also suitable for the solutions and suspensions of biopolymers, microbial, colloids, nanoparticles, virus, and vesicles. The history, theory, and experimental techniques of SLS and DLS specific for dilute solutions are summarized. In recent years, the cross-correlation techniques, diffusing wave spectroscopy, and other related techniques have been developed to expand LLS to study samples in semi-dilute and even concentrated solutions. These techniques, as well as solid light scattering, are also briefly introduced in this review. In the last, we provide four typical examples of light scattering experiments: the coil-to-globule transition as studied by the combination of SLS and DLS, the scaling of hyperbranched polymers as determined by LLS, the polymerization-induced micellization process as monitored by time-resolved LLS, and the aggregation of nanoparticles in biological media as investigated by depolarized DLS.关键词光散射  高分子表征  分子量  回转半径  相关函数KeywordsLaser light scattering  Polymer characterization  Molecular weight  Radius of gyration  Correlation function 1光散射技术的发展简史人们对光散射的认识最早可以追溯到1869年著名的丁达尔(Tyndall)凝胶散射实验. 1871年,瑞利对空气中的光散射现象进行了理论研究[1],推导出了球形粒子的散射公式,解释了晴空蓝和夕阳红的成因[2]. 之后,德拜(Debye)和甘(Gans)分别把瑞利的散射理论拓展到了非球形粒子[3] 和大尺寸的粒子[4],完善了气体中粒子的光散射理论.在液体等凝聚相(condensed phase)中,散射强度的实测值通常比瑞利理论的预测值小一个数量级以上,这是由散射波的相消干涉造成的. 针对这种现象,斯莫鲁霍夫斯基(Smoluchowski)和爱因斯坦(Einstein)[5]从密度涨落的角度出发,提出了光散射的涨落理论(fluctuation theory of light scattering),极大地拓展了光散射的应用范围. 1940年前后,德拜和齐姆(Zimm)将涨落理论与溶液中的高分子表征相结合,实现了光散射对高分子的分子量、分子尺寸、分子形状和分子间相互作用的测量[6].静态光散射(static light scattering, SLS)也称为弹性光散射,是指不考虑散射波长(或能量)变化的光散射. 1914年,布里渊(Brillouin)预测固体中热声波的散射光频率会出现双峰分布,后被实验所证实,从而开启了人们对准弹性光散射,即动态光散射(dynamic light scattering, DLS)的研究. 由于对光源单色性的苛求,动态光散射技术直到1960年前后激光光源趋于成熟之后,才得到了较好的发展. 1964年,佩科拉(Pecora)[7]利用高分子溶液中散射光的频率变化,计算出了高分子的扩散系数,并得到了高分子的流体力学半径、链柔顺性等信息.当溶液中粒子的浓度增加到一定程度时,就会发生多重散射,即散射光再次或多次与粒子发生作用. 这种浓度下溶液的光散射理论较为复杂. 近年来,科学家们针对这类体系设计了许多特殊的方法或仪器,如折射率匹配法(1991年)[8],微样品池法(1998年)[9,10]、光纤准弹性散射法(fiber optical quasi elastic light scattering, FOQELS,1991年)[11,12]、时间交叉相关法(1981年)[13]、3D交叉相关法(1999年)[14]、互相关法(1997年)[15]等. 2006年,得益于电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)以及计算机的发展,基于光斑(speckles)的互相关法得到了实质性发展[16],得以对亚浓溶液或浓溶液进行较为深入的研究. 当溶液体系达到浑浊状态时,极其严重的多重散射使得光在体系中的行进可以按扩散过程来处理,扩散波谱(diffusing wave spectroscopy, DWS)理论应运而生[17],基于该理论的技术可适用于多种不同的浑浊体系.固体介质中也存在光散射现象,但在原理和应用等方面与溶液中的光散射都有很大差别. 固体中很容易产生严重的多重散射,且固体表界面的强烈散射常会对内部的散射造成严重干扰,这些都使得固体的光散射结果难以解读. 早在1922年,布里渊[18]就用光散射对固体振动进行了研究,但这不是严格意义的弹性光散射. 1960年斯坦因(Stein)[19]优化了垂直偏振光散射方法,极大地简化了散射结果,使得固体光散射在测定聚合物的链取向和晶体结构的研究中得到广泛应用[20,21].2光散射原理2.1气体光散射光的本质是电磁波,含有周期变化的电场E. 原子或分子在电场作用下会发生极化,强度与极化率α相关. 原子在周期性变化的电场中会被周期性地极化,从而转变为一个次级光源,向周围发射同频率的电磁波,即散射光(图1).Fig. 1Scattered light generated by a scatterer as it is induced to be an oscillating dipole in the incident beam. θ is the scattering angle, and the inset shows the angular dependence of the scattered light from small particles, such as atoms or molecules. The polarization of incident beam is not considered.单原子产生的散射光强Is由原子的极化率α和入射光波长λ决定. 另外,在空间某点测定的散射光强还与观测点到散射点的距离r有关. 1871年,瑞利推导出如下的散射公式:其中I0为入射光强度. 单个原子、分子和粒子在空气中的散射光强都可以用公式(1)描述. 对于多粒子体系,可表示为体积V中存在N个散射粒子,如果粒子尺寸小(半径小于入射光波长的1/20),且数目较少,粒子之间的散射光不发生干涉,散射光强可表示为:公式(2)表明,散射光强度与波长的4次方成反比,波长短的蓝色光的散射明显强于波长更长的红色光,因此天空在阳光的照耀下显示为蓝色.2.2溶液光散射光散射技术在溶液体系中具有非常广泛的应用. 在稀溶液中,利用静态光散射技术能够测定散射粒子的绝对分子量M、回转半径Rg、第二维里(Virial)系数A2等信息;利用动态光散射技术能够测定散射粒子的流体力学半径Rh及其分布等信息. 光散射技术在亚浓溶液或浓溶液中也发挥了重要作用,但该类体系中的多重散射使得散射理论变得十分复杂. 本文重点介绍稀溶液中的光散射理论,对非稀溶液体系的散射理论只做简要介绍.2.2.1稀溶液中的静态光散射在稀溶液中,根据Clausius-Mossoti公式,可将难以测量的极化率α转化容易测量的折光指数n:其中n0是纯溶剂的折光指数,M为粒子的绝对分子量,NA为阿伏伽德罗(Avogadro)常数,c (=MN/VNA)为质量浓度. 值得一提的是dn/dc, 即溶液折光指数n对溶液质量浓度c的导数,称为折光指数增量,可以用专有仪器测定,或是从相关手册[22]中查到. 当dn/dc = 0时,预示体系中测不到反映溶质结构信息的光散射信号.对于dn/dc ≠0的单组分体系,将公式(3)代入(2)中,可得到瑞利散射公式:其中H称为光学常数,R为瑞利比.忽略由溶剂自身密度涨落引起的散射. 根据涨落理论,散射光强I仅与光学常数H、质量浓度c和渗透压π相关,并遵循如下的关系式:根据van’t Hoff关系式:其中,M为溶液中粒子的绝对分子质量,A2为第二维里系数,用来定量描述溶剂-溶质之间的相互作用. 将公式(6)代入(5)中,可以得到:式(7)中只有2个未知数M和A2. 理论上只要测量2个不同浓度溶液的散射光强I,就可以计算得到粒子的绝对分子量M和第二维里系数A2. 但是,由于每一台光散射仪的探测器面积和探测器到样品的距离都可能不同,激光束的粗细和样品池的大小也可能存在差异,因此对于同一个样品,每台光散射仪得到的信号都可能是不同的. 仪器测得的光强,必须要转化为绝对散射光强,才可以进行下一步的计算. 在实际操作中,常用瑞利比R代替I,并考虑以下这些影响因素:第一步,偏振校正. 取决于样品的性质,散射光的偏振方向会发生变化,且会影响散射光强的大小. 偏振的校正较复杂[23]. 目前绝大多数光散射仪均使用了VV偏振散射设计,即入射光与观测的散射光都是垂直(vertical)偏振的,相应的散射光强标记为Rvv.第二步,散射体积校正. 常见的散射仪器一般用小孔和狭缝来限制检测器接收的散射光. 激光束中被小孔或狭缝截留的光路在空间中所占的体积称为散射体积(图2). 对于同一个体系,散射体积越大,测得的散射光越强. 在激光光束和小孔或狭缝固定的情况下,散射体积与散射角θ (入射光矢量与散射光矢量的夹角)存在sinθ的定量关系. 因此在静态光散射实验中,在θ角测定的散射光强需要进行sinθ的校正.Fig. 2Geometry of a typical laser light scattering setup (top view).第三步,净剩光强校正. 公式(7)中的光强是散射粒子自身的光强,在溶液中又称净剩光强,即溶液的散射光强Isolution减去溶剂的散射光强Isolvent.在实验中,以瑞利比Rvv已知的标准溶剂为参照,在同一台散射仪器上进行样品的测量是最常用的做法. 例如温度为T时,样品在θ角的瑞利比RTθ 通过以下公式得到:其中ITθ、RTθ、nT为样品在温度T下的净剩光强、瑞利比和折光指数,I25θ,standard、R25θ,standard和n25standard分别为标准溶剂在25 oC的散射光强、瑞利比和折光指数,也可以选用其他温度的配套数值. 当样品溶液和标准试剂的折光指数不同时,也需要进行校正. 狭缝和小孔所对应的指数分别为1和2. 甲苯是目前最常用的标准试剂,25 °C和632.8 nm波长下的瑞利比为8.70×10-6 cm-1. 甲苯与苯在不同波长和温度下的瑞利比可以从参考文献中查阅[24,25].将散射光强用瑞利比表示后,公式(7)可改写为:公式(9)适用于描述小粒子(尺寸小于波长的1/20)在溶液中的散射行为. 通常测量多个浓度下的Rvv值,将Hc/Rvv对c作图,从拟合直线的截距和斜率中分别求得M和A2值.当高分子的尺寸较大时,同一高分子内部不同重复单元的散射光会发生干涉现象,从而导致散射光强出现了散射角度的依赖性(图3). 从光强角度依赖性数据可以反推粒子的尺寸和形状. 具体做法是在公式(9)的基础上,引入与散射角度相关的形状因子(form factor)P,其中包含了粒子的尺寸和结构信息.Fig. 3Interference pattern of light scattered from two segments in a large particle or polymer chain. The inset shows the angular dependence of the scattered light.在光散射中,习惯上使用散射矢量q表示散射角. 散射矢量q定义为散射光波矢量与入射光波矢量的差. q与散射角度θ之间的数值关系为[24]:由式(10)可知,散射矢量q的单位为长度的倒数. 在波长和溶液体系固定的前提下,q是由散射角θ决定的变量,此时形状因子可相应地记为P(q). 经P(q)修正后的散射光强公式为[23]:对于小粒子而言,P(q) = 1,与散射角度无关.用回转半径Rg来描述高分子的尺寸,当qRg 1时:将公式(12)代入公式(11)中,并做近似处理,可得到:公式(13)是经典的静态光散射方程. 通过配置若干不同浓度的样品,测定每个样品的散射光强随角度的变化,利用公式(13)就可以得到样品的分子量M,回转半径Rg以及第二维里系数A2. 需要强调的是,对于具有一定多分散度的高分子样品,静态光散射测定的是绝对“重均”分子量和“z均”回转半径. 因此对于关联分子量和回转半径的研究,如确定二者的标度关系,必须采用分布尽可能窄的样品,测得的光散射数据才有分析处理的意义.对于浓度较高或分子量较大的样品,公式(13)有时并不能给出令人满意的结果. 在这种情况下,可以尝试利用改进的公式来进行数据处理:其中k为和第二维里系数相关的常数. 根据公式(14)绘制的图称为Berry Plot,同样可以得到重均分子量和回转半径.当qRg 1时,不同形状粒子的P(q)存在较大差别[23,26].回转半径为Rg的无规高分子线团:半径为R的均匀实心球:半径为R的空心薄球壳:半径为R的薄圆盘:其中J1为一阶贝塞尔函数.长度为L的细圆柱:其中Si(x)为sinus积分函数:通过测定待研究体系的形状因子P(q),并与标准体系进行对比,就能够判断粒子的构象并确定其特征尺寸参数. 当体系浓度足够小,2A2c一项相对于1/MP(q)可以忽略时,公式(11)可转化为:即:在公式(22)中,M/Hc是与散射角θ或散射矢量q无关的量. 因此,测定各个散射角度下的Rvv,用零角度的数值归一化,再对q作图就得到了P(q)曲线. 为了提高用P(q)确定体系构象的准确性,尽量选用窄分布的样品,并在测定时覆盖尽可能宽的散射角度.利用静态光散射来测定共聚物比均聚物要复杂很多. 由公式(4)可知,决定体系散射性能及强度的内在因素是dn/dc. 共聚物等体系包含有2种或2种以上的组分. 当这些组分的(dn/dc)不同时,散射方程将急剧地复杂化. 以AB两嵌段共聚物为例,体系总的(dn/dc)AB = wA(dn/dc)A + wB(dn/dc)B,wA和wB分别为A和B嵌段的质量分数. 按照均聚物的测定方式,利用公式(13)能够得到共聚物的表观分子量Mapp[27]:其中:由公式(23)和(24)可以得到如下结论:(1) Mapp由两嵌段的(dn/dc)决定. 当所选溶剂的(dn/dc)AB接近0时,Mapp趋于无穷大.(2) 公式中有3个独立的未知数Mw,A,Mw,B和wA,因此需要在3种不同折光指数的溶剂中测定样品的Mapp,然后解方程得到两嵌段共聚物的真实分子量Mw [27]. 对大多数嵌段共聚物体系,找到3种可单分散溶解共聚物的溶剂并不容易. 吴奇等人在1994年报道了只用2种溶剂就可利用静态光散射测定共聚物分子量的方法[28],但数据处理稍显繁琐.(3) 当在选用的溶剂中A嵌段的(dn/dc)A= 0时,直接测定的是B嵌段的分子量,反之亦然. 利用这种掩盖法,只需要2种溶剂就能精确测定A嵌段、B嵌段以及共聚物总的分子量.公式(23)还可以改写为:[28]其中P和Q是与嵌段共聚物组分非均匀分布相关的常数.由上式可知,当A和B两嵌段的dn/dc相等或接近时,所测定的表观分子量与真实值一致. 同理,也只有在这种情况下,才能够利用公式(13)来测定共聚物的回转半径Rg. 如果A和B两嵌段的dn/dc相差较大,特别是当(dn/dc)AB接近0时,Hc/Rvv在小角度会出现负斜率,导致外推得到的Rg为负值.利用静态光散射还可以测定粒子的分形维数. 一般来讲,若物体的维数是d,则其质量M和尺寸R应满足如下的标度关系:例如:三维的实心物体,质量M 与 R3成正比,而二维的实心物体,M与R2成正比. 维数d在一定程度上反应了粒子的结构和形状. 而高分子线团、空心粒子或具有不规则形状的物体,其维数通常不是整数. 静态光散射是测定粒子分形维数的有效工具. 对于尺寸为R的粒子,当满足qR 1 (一般大于3)时,绝对散射光强Rvv和散射矢量q之间的标度将满足[23]:Rvv和q的双对数图是一条直线,直线斜率的相反数就是该粒子的分形维数d. 该方法的准确度与q有效的数据范围有关,一般需要跨越数量级. 因此,不是所有体系都适用这种方法. 表1列出了常见拓扑结构的分形维数.2.2.2稀溶液中的动态光散射散射体积一般是固定的,其中往往包含有多个散射粒子. 由于布朗运动,散射体积内粒子的数目和位置都在发生变化,这导致在固定检测位置测定的散射光强会随时间发生涨落. 图4所示是2个高分子相对位置发生改变引起的光强涨落. 看似无规的涨落信号中埋藏了粒子扩散的信息. 挖掘扩散信息的途径是从随时间变化的I ~ t曲线得到光强-光强的时间相关函数.Fig. 4Time dependence of the interference pattern. The inset shows the change of scattered intensity with time at fixed scattering angle.首先介绍相关函数的概念. 在I-t 曲线中,t和t + τ时刻分别对应着光强It和It+τ,τ称为延迟时间. 当τ→0时,总有It = It+τ,而当τ→∞时,It和It+τ则是围绕平均光强It的2个随机值,无任何相关性. 用符号表示对其中的物理量作统计平均. It⋅It+τ是以τ为变量的光强-光强时间相关函数,即It和It+τ乘积的统计平均随延迟时间τ的变化. 当τ=0时,It⋅It+τ有最大值I2t;当τ趋近于∞时,It⋅It+τ有最小值It2:令:g2(τ)称为归一化的光强-光强时间相关函数[29].将动态光散射中的g2(τ)对τ作图,得到如图5中所示的曲线. 如果体系中只包含一种散射体A,则g2(τ)随τ呈现单一的快速衰减,衰减最快处对应的时间τA反映了体系的特征性质.Fig. 5Intensity-intensity correlation function.在现代的光散射仪中,光强的测定和g2(τ)的计算都是由硬件直接完成. 测定光强常用的仪器是雪崩光电二极管探测器(avalanche photodiode detector, APD);从光强到g2(τ)是由相关器来完成的[24].从g2(τ)到粒子扩散的信息,还需要经过以下步骤:第一步,求解电场-电场时间相关函数g1(τ). g2(τ)是光强的相关函数,需要将其转换为电场的相关函数g1(τ),才能和扩散过程直接相关联. 在光的波动理论中,光强是电场的平方. 而g2(τ)和g1(τ)的关系比简单的平方关系要复杂,称为西格特关系式(Siegert relation)[30]:其中β是和测量光路相关的系数. 当检测器前的狭缝或小孔合适,只测到单光斑(speckle)时,β=1.第二步,求解粒子自扩散系数Ds. 这个求解的过程是动态光散射理论的核心. 这里只简单介绍基于van Hove自相关函数Gs(r, τ) 的推导过程. 假定某个粒子在时间t的位置为0, Gs(r, τ)就是在时间t+τ时在位置r处发现该粒子的概率. 由于g1(τ)是随散射矢量q而变化的,可写成g1(q, τ). g1(q, τ)和Gs(r, τ)符合傅里叶变换(Fourier trans-formation)的关系:对于单分散、各向同性粒子的扩散运动(布朗运动或无规行走),Gs(r, τ)仅依赖于距离r = | r |,且符合高斯方程:从Gs(r, τ)的半峰宽可以解出散射粒子的均方位移ΔR(τ)2. 在布朗运动中,ΔR(τ)2与粒子的自扩散系数D0的关系为:求解方程(31)可得:其中Γ=q2D0,称为线宽. 据公式(34),将ln(g1(τ))对τ作图,从直线的斜率直接得到D0.第三步,求解流体力学半径Rh. 利用Stokes-Einstein方程:其中k为玻尔兹曼(Boltzmann)常数(1.38×10-23 J/K),T为绝对温度,η为溶剂黏度,可从扩散系数直接得到流体力学半径. 对于有一定分散度的样品而言,DLS测定的流体力学半径和扩散系数都是z均值.由于粒子各向异性等因素的影响,在不同散射角度测定的扩散系数存在差异,因此在固定角度测定的是表观扩散系数Ds,app. 另外,光散射直接测定的是粒子的互扩散系数(mutual diffusion coefficient),只有在零浓度时才与自扩散系数一致[23,31,32]. 因此,利用动态光散射求算扩散系数的公式包含了散射角度和浓度的依赖性:其中k1和k2是2个常数. k1和样品的分散度以及拓扑形状有关,k2和样品与溶剂的相互作用有关. 公式(36)与静态光散射公式(13)在形式上是类似的. 在实验中,同样需要对不同浓度的样品在不同的散射角进行测量,然后按照公式(36),通过角度和浓度的外推,得到粒子扩散系数D0.以上介绍的是单分散粒子的动态光散射理论. 当样品呈多分散时,扩散系数D0或线宽Γ会出现相应的分布,一般用G(Γ)表示. 由公式(34)可得:g1(τ)是由G(Γ)经拉普拉斯变换得到的,而实际过程中是通过测定g1(τ)来反推样品的分布G(Γ),因此是反拉普拉斯变换. 针对动态光散射实验开发的反拉普拉斯变换的方法有许多,如累积矩(cumulant)法、双指数(double-exponential, DE)法、直方图(histogram)法,离散变换(discrete inversion)法、熵最大化(maximum entropy method, MEM)法、非负值最小二乘法(nonnegatively least squares, NNLS)法、指数抽样(exponential sampling, ES)法和CONTIN法等. 关于各算法的优劣,可参考具体文献[33~36]. 在这些方法中,CONTIN是使用较为广泛且适用大多数多分散体系的算法.2.2.3稀溶液中静态光散射和动态光散射的结合应用不难看出,静态光散射和动态光散射是对同一个样品的浓度系列进行了2种不同方式的测量. 2种测量方式的有机结合,能够得到关于样品更多或更深入的信息.首先,对于单分散样品,比值Rg/Rh反应了粒子的拓扑结构. 表2列出了一些常见粒子的Rg/Rh的理论值.其次,对于双分布或多分布样品,静态光散射只能得到样品Rg和Mw的平均值. 而如果动态光散射能够在不同的散射角对多分布,特别是双分布,进行明确区分,就可以把在该角度的散射总光强按照峰的比例进行分配,从而得到各个组分的光强角度依赖性,再利用静态光散射理论,得到不同组分的Rg和Mw[37~39].最后,结合静态散射理论,能够把动态光散射测到的线宽分布G(Γ)转换为分子量的分布G(M),前提是需要知道样品分子量和扩散系数的标度关系[40~42].2.2.4非稀溶液中的动态光散射非稀溶液体系中的动态光散射研究近年来取得了较多进展,已有不少成功应用的例子,并可以预期它在未来的科研中将发挥更重要的作用. 非稀溶液动态光散射主要面临2个共性问题:多重散射和非遍历(non-ergodicity). 扩散波谱也是一种特别且重要的非稀溶液动态光散射技术. 下面将分别进行介绍.非稀溶液中的多重散射可以通过设计特殊的仪器设备来进行削弱或抑制. 例如:扁平池光散射仪[43]就是采用光程非常小的扁平样品池(厚度可小至10 μm),并辅以相应的散射体积校正,从而大幅减少多重散射,使得测量体系浓度可以比通用光散射仪大1000倍左右.光纤准弹性光散射仪(FOQELS)[11,12]是利用背散射来消除多重散射的影响. 入射光通过光纤导入到待测溶液中,该光纤同时也是信号接收器,接收(180±3)°范围内的散射光,背散射光和主光束用单模光纤定向耦合器进行区分. 浓度高达40 wt%的浑浊乳胶样品中也能利用该仪器进行DLS研究,且无需除尘.利用2束激光进行交叉相关是抑制多重散射的有效方式[14,44]. 双色交叉相关仪采用2束不同波长的激光同时照射样品;3D交叉相关仪则采用2束同波长但分别略高和略低于散射平面的激光同时照射样品. 这2种仪器大致上是利用非相干光的相关性为0,来消除有限次多重散射对相关函数的影响,从而得以对高浓体系进行光散射的测量. 这类仪器的测量角度也是大幅度可变的,在这一点上比FOQELS具有明显的优势. 双色交叉相关仪对光路准直的要求非常高,甚至0.01 oC的温度涨落所导致的光路波动都有可能破坏仪器的准直性. 相对而言,3D交叉相关仪对此的要求低得多.在非稀溶液中,由于粒子运动过慢或粒子过大等因素,导致实际的测量结果不是对样品所有可能状态的综合,这就是非遍历问题. 非遍历测量的直接后果就是数据不具有统计性,导致测得的g2(τ)数据无法解出样品真实的g1(τ).解决非遍历问题的首要思路是如何尽可能多地得到g2(τ)的信息. 可采用的方法包括对同一个体系用不同的方法测得g2(τ),如用CCD面探测器测得多个光斑的变化然后进行互相关,对不同位置的测量结果取平均,或是用串联的双样品池进行目标样品和参考溶液的相关等.如何从g2(τ)中解出接近真实的g1(τ)也是解决非遍历问题的必经步骤. 目前常用的方法是对西格特关系式(公式(30))进行变换,如其中f(g1(τ))是与实验装置相关的函数,具体的装置设计和对应的算法可参考文献[45]. 根据公式(37)可在非遍历条件下求得较准确的g1(τ).扩散波谱是针对极浓溶液的一种特殊的动态光散射方法,基本思路和常规的动态光散射法相同:仪器测定g2(τ),算出g1(τ),通过变换得到扩散系数Ds,从而算出Rh. 所不同的是,从g1(τ)到Ds涉及了特殊的理论,具体的推导过程可参考文献[17,45,46]. 对于单分散样品,g1(τ)和Ds的关系式可表示为:将ln(g1(τ))对τ−−√作图,数据将呈现一条直线,从斜率即可求出Ds. 可以看出,对于极浓溶液,g1(τ)和q或散射角无关,这也是合理的.更重要的是,扩散波谱能够测定介质的储能模量G' 和损耗模量G' ' 的频率依赖性,也就是介质的黏弹性[47~49],这类似于流变仪扫频实验得到的数据. 由Stokes-Einstein方程(公式(35))可知,扩散系数D与ηR的乘积呈反比关系,这3个参数可以知二求一. 对于常规的动态光散射而言,溶剂黏度η已知,可求出Rh. 在极浓溶液中放入给定尺寸Rh的小球,根据小球的D(τ)能够得到η*(ω),即溶液复合黏度随频率的变化曲线. 由该曲线可计算求得G' (ω)和G' ' (ω).2.3固体光散射固体光散射在高分子球晶的研究中发挥了重要作用,可得到球晶分布、取向和尺寸信息. 虽然球晶也可用偏光显微镜(POM)和原子力显微镜(AFM)进行观测,但偏光显微镜有光学分辨极限,对尺寸小于5 μm的球晶几乎无法观测,而原子力显微镜对样品制备有着较为严格的要求,也无法观测固体内部的球晶形态. 因此,在球晶研究方面,固体光散射有着不可替代的优势. 球晶固体光散射的理论比较复杂[19~21], 本节仅简单介绍球晶呈现的四叶草瓣形状的散射图样和球晶尺寸的求算.2.3.1球晶的VH散射四叶草瓣图样光穿过具有取向的结构后,沿非取向方向偏振的光将被抑制或滤去(图6(a)),这也是许多偏振片的工作原理. 常用的VH固体光散射的光路设计是在样品的前后分别放置偏振片,偏振方向相互垂直(图6(b)). 这样的实验设计滤去了偏振不变的散射光,只有改变了偏振方向的那部分散射光才能被检测到. 对于许多结晶高分子而言,球晶的散射信号是唯一偏振有变化的散射信号.Fig. 6Spherulite studied by solid light scattering.球晶内部的取向结构是中心对称的(图6(c)). 经过第一个V偏振片的入射光,在球晶的V方向和H方向上遇到的球晶内部的取向结构均是垂直或平行于V方向的,光将直接通过或是被完全滤去,方向不发生偏转. 因此,在这2个方向上的散射光在第二块H偏振片后面,完全不会被检测到. 而除了V方向和H方向,散射光均和球晶内部的取向结构有一定夹角,光将偏转方向,得以被最终检测到. 因此,散射图样常出现黑十字消光现象(图6(d)),呈现四叶草瓣形状. 消光十字的方向分别平行于2个偏振片的取向方向. 图6(d)还表明散射图样不是连续的,而是由多个分散的斑点所构成,其中每一个亮斑都是之前动态光散射理论中所说的斑点(speckle). 这不是因为检测器的精度不够造成的.2.3.2球晶的尺寸计算球晶属于大粒子,其固体散射也存在形状因子P(θ). 在VH光路下[19],其中:R' 为球晶半径.对于无取向的球晶时,理论和实验均表明,在花瓣散射光强最亮点处,近似有U=4.0[19]. 因此:其中θm即最亮点处的散射角. 公式(42)即广泛使用的无取向球晶的尺寸计算公式. 对于有取向的球晶,最亮点处的U值有时会发生变化. [21]3实验技巧在上面介绍的光散射技术中,稀溶液体系的光散射应用目前最为广泛,所得到的信息也最丰富,但相应的样品制备和实验过程也比较复杂. 本节将简要介绍稀溶液光散射的实验技巧和数据处理方式.3.1样品溶解首先是要选择合适的溶剂来溶解样品. 重点考虑光散射衬度,即(dn/dc)的大小. 若(dn/dc) = 0,将得不到任何散射信号. 在保证溶解性能的前提下,通常选择折射率和溶质差别较大的溶剂. 对于共聚物体系而言,需要根据体系的性质和实验的需求来选择溶剂. 例如:在测定有机共聚物的精确分子量时,则应当选择多种良溶剂或共溶剂进行实验.其次是要选择合适的样品浓度来进行测量. 一方面浓度要足够稀,使得分子间的相互作用可以忽略. 高分子的临界交叠浓度(overlap concen-tration) c*是浓度上限的参考点. 另一方面,浓度越稀,散射信号也越弱,测量将变得困难. 对于未知且不易估算c*的高分子体系,0.1 mg/mL可以作为初始的浓度进行尝试.最后需要溶解样品,形成均一体系. 高分子的溶解过程耗时较长,通常需要2~24 h. 搅拌仅能有限地加速溶解过程. 升温会使得高分子体系氧化,应尽量避免. 超声也是不推荐的.3.2除尘由于散射光强与粒子尺寸的4~6次方成正比,直径在微米级的灰尘粒子会对高分子样品的散射实验造成毁灭性的破坏,因此要尽量避免样品溶液中掺杂有灰尘粒子. 灰尘是极性的. 水溶液体系的除尘往往比有机溶液体系要困难. 除尘操作包括样品瓶除尘和溶液样品除尘.光散射样品瓶的除尘通常采用类似于索式提取的装置,利用蒸发后再冷凝的丙酮间歇性地对倒置样品瓶的内部进行多次冲刷. 除尽灰尘的样品瓶要封口并倒置保存.样品的除尘通常有过滤法和离心法. 过滤法更易操作,需要在空气尽量净化的环境中,使用孔径在样品尺寸之上,且在灰尘粒径之下的滤膜,用注射器将待测样品过滤后注入到除尘后的样品瓶中. 可供选择的商业化滤膜有很多,可选用的孔径在200~600 nm之间. 过滤时滤膜上的压力不宜过大,因此过滤需缓慢进行. 如果所测体系较为复杂,没有合适的滤膜可选,则可考虑离心法.3.3仪器准直仪器的准直性是光散射实验的前提. 溶剂分子(一般选甲苯)的散射光强在校正散射体积后是没有角度依赖性的(图1),可用来验证仪器的准直程度. 对除尘后的甲苯样品进行角度扫描,角度范围一般在20°~150°. 如果每个角度的散射光强都围绕某一平均值波动,且波动不超过2%,则可认为仪器的准直是良好的. 若该条件不满足,则需要对仪器的准直进行校准.3.4实验过程静态光散射实验中散射角度的选择很重要. 原则上,只有在qRg 1的情况下才能用公式(13)准确测定粒子的回转半径. 对于尺寸较大的样品,需要在小的散射角度或q范围内测量多个数据点(减小角度间隔),以保障角度外推的可靠性. 另外,在小角度时,灰尘的影响会变得更加明显,这对样品特别是水溶液中的样品的除尘提出了更高的要求. 大尺寸样品的光强角度依赖性很强,小角度的光强比大角度会高出有4~5个数量级,因此要注意检测器的线性响应范围,必要时可用非偏振类滤光片调节入射光的强度.动态光散射数据的根源是g2(τ). 在样品除尘合格的前提下,选择合适的延迟时间τ范围,并累积足够长的时间是获得可靠g2(τ)的前提.检测器前端的小孔(pinhole)或狭缝是可调的. 对于静态光散射,通常需要选择较大尺寸(如1 μm)以测得具有统计性的散射光强. 对于动态光散射,通常需要选择较小的尺寸(如200 nm),以保证只测到单一光斑,从而使得西格特关系式中的β值趋近于1.对于碳纳米管、石墨烯、金纳米颗粒、荧光分子等具有光吸收能力的样品,静态光散射和动态光散射的校准方式也是不同的. 静态光散射需要通过测定光吸收系数,通过朗伯比尔定律来校正不同角度的净剩散射光强;而动态光散射则需要测定在不同入射光强下的样品扩散系数,通过外推到零入射光强的方式来消除光吸收对扩散的影响. 如果样品的吸光性太强,引入的误差增加,不提倡用光散射进行测量.3.5数据处理绘制Zimm图是静态光散射最常用的数据处理方法. 这是一个初学者经常会出错的处理过程,其中最关键的是各物理量单位的转化. 简单的处理方式是采用非国际单位:q以nm作为长度单位,其他所有物理量的长度单位均转化为cm. 光学常数H和质量浓度的单位则分别为cm2⋅g-2⋅mol和g⋅cm-3. 在绘制Zimm图时,如果数据点偏离了线性,可以从样品是否多分散、是否聚集以及是否满足qRg 1等方面进行分析.尺寸小于激光波长1/20的粒子通常不会出现散射角度的光强依赖性,不需要做角度扫描. 为了尽量降低灰尘对散射实验的影响,一般选择90°进行各浓度溶液的测量,然后直接运用公式(9)计算M和A2.如果实验中只关注回转半径,且要求的准确度不高,可选择一个较低的样品浓度进行角度扫描,不需要dn/dc的测量. 具体处理如下:取x列为散射角度θ,y列为光强值I原始数据,将x列转换为q2,单位为nm-2,将y值转换为(I - Isolvent)⋅sinθ(即只做净剩光强校正与散射体积校正),单位任意;(2)将x和1/y作图,线性拟合,取3倍截取/斜率,并开平方,即得到回转半径Rg,单位为nm.对于多组分体系的动态光散射,尺寸相差2倍以上的粒子才有可能被分辨为2个组分. 如果体系中组分的数量大于3,或得到的Rh分布图的峰数量大于3,则需要对结果的准确性持较谨慎的态度,需要从原理上判断结果是否合理,或通过其他手段适当进行辅证.3.6(dn/dc)测量(dn/dc)通常需要专用的仪器进行测量. 折光指数和原子极化率相关,极大地受原子序数的影响. 相对于C和H元素而言,Na和K等元素的原子序数要大得多,因此溶剂中的微量溶盐将极大地影响(dn/dc)的测量准确性. 为了确保对未知体系的准确测量,最好使用同一批溶剂,分别进行(dn/dc)的测量以及所有的光散射实验.4典型应用光散射技术在高分子表征中的应用非常广泛. 感兴趣的人士可以查阅相关书籍、专著和文献. 从掌握光散射基本理论和实验技巧、了解光散射技术发展趋势的角度出发,结合实验体系的代表性, 我们选取了4个经典的应用案例,来具体说明动、静态光散射的使用技巧,二者相结合的必要性,时间可分辨光散射技术的优势,以及如何开发光散射技术在复杂溶液体系中的应用.4.1动、静态光散射相结合表征溶液中高分子行为动、静态光散射技术相结合能够对溶液中的高分子进行深入、系统的表征. 跟踪高分子链从线团到球的转变(coil-to-globule transition)过程是该技术最典型的应用之一. 在不良溶剂中,高分子链会发生塌陷,同时会伴随着高分子链之间的聚集. 如果观测单个高分子链在不良溶剂中的构象转变,要考虑多方面的因素[50,51],一般采用尽可能高的分子量、尽量窄的分布、并在尽可能稀的溶液中来进行. 一方面可以避免分子链之间的聚集,另外也可以保持较高的净剩散射光强. 吴奇课题组结合分级和过滤得到了分子量极高、多分散度窄的水溶性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)样品(Mw=1.3×107 g/mol,Mw/Mn 1.05),并配制了10-7 g/mL级别的极稀水溶液,用光散射首次观测到了高分子单链塌缩的构象转变.PNIPAM的低临界溶液温度(lower critical solution temperature,LCST)约为32 °C. 图7对比了6.7×10-7 g/mL PNIPAM在相变前后的动、静态光散射结果. 在35.9 °C时,水是PNIPAM的不良溶剂,Rg从30.1 oC的127 nm减小到17.9 nm,Rh也发生了类似变化. Rg/Rh在2个温度的数值分别为1.5和0.72,表明PNIPAM在30.1 oC时为线团构象,而升温到35.9 °C时则转变为密实球的构象.Fig. 7Typical angular dependence of Hc/Rvv of PNIPAM in water at two different temperatures, where the polymer concentration is 6.7×10-7 g/mL. The inset shows the corresponding hydrodynamic radius distributions f(Rh) of the PNIPAM chains respectively in the coil and the globule states. (Reprinted with permission from Ref.[50] Copyright (1998) American Chemistry Society).在连续的升温和随后的降温过程中,Rg/Rh随温度并不是单调变化的. 如图8(a)所示,在升温过程至30.6 °C之前,Rg/Rh基本保持在1.5左右,表明PNIPAM为无规线团构象;在30.6~31.6 °C 温度区间,Rg/Rh 从1.5快速降低到1.0,此时的链构象可归结为褶皱的线团(crumpled coil);继续升温到32.4 °C时,Rg/Rh骤降到0.56,所对应的是熔融球构象(molten globule),即表面密度低、内部密度高的球体;在随后的升温过程中,Rg/Rh逐渐增加到0.775, 所对应的是常规的球体. 图8(b)对比了不同温度时PNIPAM的链构象示意图及相应的链密度分布. 在随后的降温过程中,Rg/Rh的变化过程出现了明显的滞后,这可能是在球体状态下形成了某种链内结构所造成的.Fig. 8(a) Temperature dependence of Rg/Rh of PNIPAM chains during coil-to-globule (heating) and globule-to-coil (cooling) transitions. (b) Schematically showing the four thermodynamically stable states and their corresponding chain density distributions (W(r)) along the radius during coil-to-globule transitions. (Reprinted with permission from Ref.[50] Copyright (1998) American Chemistry Society).4.2光散射测定超支化分子的标度关系除线性高分子外,光散射在测定具有复杂构型的高分子样品中也具有独到的优势. 以支化高分子为例,李连伟课题组制备得到了支化点间长度等同的“完美”支化高分子,并利用光散射技术确定了支化高分子尺寸和聚合度之前的标度关系[52].对于满足支化随机、支化点间长度等同的单分散高分子样品,其回转半径Rg与支化分子总的单体数Nt以及临界支化点间的单体数Ns之间存在如下的标度关系:其中b是库恩长度. 对于在θ溶剂中ν值的大小,不同理论有着不同的认识. 平均场理论认为 ν=0.25,而Flory理论则预测ν=0.44. 由于理想的支化高分子难以得到,在此之前尚无实验数据进行验证.李连伟课题组合成了不同分子量的支化聚苯乙烯(h-PS),并用静态光散射测定了重均分子量. 对于高分子量样品,qRg 1,采用Berry plot(参见公式(14))进行数据处理. 低温下,环戊烷是h-PS的不良溶剂,而高温下是良溶剂. 通过测量多个温度下体系的第二维里系数A2,找到其由正值转变为负值的临界点,即可得到θ温度,其值为304~307 K.通过对静态光散射数据进行处理得到了形状因子Rvv(q)/Rvv(0) (图9(a)). 线性拟合qRg 3的数据,利用公式(27)得到支化分子的分形维数为2.4,并进一步求得ν约为0.42. 另外,ν值还可以从支化样品的Rg~Mw 的双对数关系中直接得到. 如图9(b)所示,h-PS在环戊烷溶剂中302.1 K的ν约为0.47. 2种方法得到的结果是吻合的,均支持Flory理论的预测.Fig. 9(a) qRg dependence of the normalized excess Rayleigh ratio [RVV(q)/RVV (q=0)] for h-PS and (b) weight-average molar mass (Mw) dependence of chain size (R) for different h-PS in cyclopentane at 302.1 K (Reprinted with permission from Ref.‍[52] Copyright (2020) American Chemistry Society).4.3用时间分辨光散射表征体系的动态变化前文中介绍的光散射理论都是针对平衡态体系的. 如果体系发生变化所需的时间远超过光散射的采样时间,就能够在保证准确度的情况下,利用光散射技术原位、在线跟踪聚合、组装、解离、降解等过程,获得分子量、尺寸等随时间变化的信息,并以此来剖析机理,也就是常说的时间分辨的光散射技术. 这里以聚合诱导的胶束化过程为例来说明该技术的特点和优势[53]. 类似的经典案例还有利用GPC-LLS联用技术监测高分子的降解过程[54],监测支化高分子的聚集与解散[55],以及监测噬菌体喷射DNA的过程[56]等.氯仿是聚氧乙烯(PEO)的良溶剂, 苯乙烯(S)和马来酸酐(MAn)交替共聚物的不良溶剂. 运用可逆加成断裂转移(RAFT)活性聚合技术,让含有PEO(聚合度114)的大分子链转移剂在氯仿中进行苯乙烯和马来酸酐的交替共聚,生成PEO-b-P(S-alt-MAn). 当P(S-alt-MAn)的聚合度达到某临界值时,就会发生胶束化. 取决于浓度、温度、链长等因素,该过程的时间跨度可达10 h,因此适合用时间可分辨的光散射技术进行表征.聚合反应的各种试剂和溶剂经滤除尘后,收集于无尘的光散射样品瓶中,并用高纯氮吹扫5 min以除去体系中的氧气. 把样品瓶放入恒温(55±0.01) °C散射仪中,计时开始,交替进行SLS和DLS测量. 取决于散射光强,DLS的采样时间从10 s到2 min不等. 图10 是PEO引发剂为1.38 mg/mL时,Rh分布随时间的变化情况. 在229 min时,体系中除了聚合物单分子外(Rh为2~3 nm),还出现Rh约100 nm聚集体(图10(A)),但散射光强弱,证明此类聚集体比较松散. 随时间推移,单分子含量减少,聚集体含量增加,尺寸分布也变窄(图10(B)). 在373 min时,体系中出现了Rh约20 nm的另外一种聚集体(图10(C)),并伴随着大分子单体和100 nm聚集体含量的减少(图10(D)),此时散射光强开始急剧增加,说明新聚集体的链密度较高. 最终体系中仅存在尺寸为20 nm的聚集体,即大分子胶束.Fig. 10Distribution of hydrodynamic radius during polymerization at different time at 30°. The concentration of PEO macro-CTA is 1.38 mg/mL. (Reprinted with permission from Ref.[53] Copyright (2008) American Chemistry Society).由于在373 min之前体系中存在多分布,用静态光散射测定分子量和Rg没有实际意义. 当体系中只存在20 nm的聚集体时,就可以用静态光散射测定Rg,并结合动态光散射的结果,对粒子构象进行分析. 由于光强随时间在发生变化,而Rg的测定需要同一时间的光强角度依赖性数据. 可行的做法是依次测量30°、45°、60°、75°、90°这5个角度下光强数据,并记录时间,直至反应结束. 这样就得到了5条不同角度的散射光强随时间的变化曲线. 使用MATLAB中的cubic spline平滑拟合并插值,可得到任意时间下的光强角度依赖性数据,从而分析得到Rg和分子量. 尽管胶束化过程与浓度相关,无法进行浓度外推,但从严格意义上来讲,这种单一浓度测定的胶束尺寸仍然是表观数据. 如图11所示,随着聚合反应的进行,Rh,app从380 min的23 nm单调增加至840 min的40 nm;而Rg,app在500 min之前快速减小,从53 nm减至20 nm,后基本保持不变. Rg,app/Rh,app则从~1.8降低至~0.5,说明了该聚集体的构象从松散的聚集体向密实球转变. 由于最终聚集体的核是P(S-alt-Man)形成的密实球,而外围的PEO链仍然处在良溶剂中,为线团构象,因此Rg,app/Rh,app可低至0.5左右,类似熔融球构象. 这些结果表明,当P(S-alt-MAn)的聚合度到达临界聚集值时,嵌段共聚物并不是一步组装成胶束结构,而是首先形成具有松散结构的聚集体,继而发育成胶束结构.Fig. 11Time dependence of Rg,app and Rh,app in the polymerization-induced self-assembly process. The inset shows the changes in Rg,app/Rh,app. The concentration of PEO macro-CTA is 1.38 mg/mL. (Reprinted with permission from Ref.‍[53] Copyright (2008) American Chemistry Society).4.4去偏振光散射表征生理介质中的纳米粒子随着现代生物医学技术的发展,纳米粒子在药物缓释、基因传递、生物传感和成像等领域得到了长足发展. 纳米粒子与生物介质的相互作用决定了纳米粒子的细胞中的归宿,包括吸附、分布、代谢和清除,因此原位、无扰跟踪纳米粒子在生物介质中的动态过程就显得尤为重要. 荧光标记是目前最常用的方法,但荧光基团毫无疑问会改变纳米粒子的表面性质.原位、无扰对体系进行检测是光散射技术的优势. 由于生物介质中高含量的蛋白质等物质会严重干扰纳米粒子的散射光,这使得常规的偏振光散射(VV)并不适于复杂生物体系的研究(图12(a)). 但由于多晶结构的存在,无机纳米粒子不会是完美的球形,总会存在非均质的内部结构,从而能够改变偏振光的方向. 因此采用去偏振动态光散射(depolarized DLS,DDLS),即入射光为V方向偏振,但收集H方向偏振的散射光,就能够有效滤除生物介质产生的背景散射光(图12(b))[57].Fig. 12Depiction of nanoparticles and the bio-matrix background as seen in standard polarized (a) and depolarized (b) dynamic light scattering experiments, respectively. (Reprinted with permission from Ref.[57] Copyright (2015) The Royal Society of Chemistry).Balog团队利用DDLS技术对比研究了柠檬酸稳定的金纳米颗粒以及不同端基聚乙二醇链包覆的金纳米颗粒在四种不同的生物介质(磷酸盐缓冲液PBS、牛血清白蛋白的PBS溶液、培养基DMEM以及添加了牛血清蛋白的DMEM)中的动态行为. 所使用的仪器是商业化的3D光散射仪. 激光光源为21 mW,632.8 nm的氦氖激光器,散射光信号由装有集成准直光学元件的单模光纤收集,并传递至2个高灵敏度的APD探测器进行分析. 结果表明,DDLS有效地屏蔽了背景散射光,从而能够跟踪金纳米颗粒在不同介质中的聚集过程. 如图13所示,金纳米颗粒形成的聚集体尺寸及其分布既与颗粒表面的涂层有关,更受介质组分的影响. 所得结果得与扫描电镜的结果一致,证明了DDLS原位、无扰跟踪研究复杂体系动力学过程的可靠性.Fig. 13Time-resolved DDLS study started promptly after incubating the Au NPs in the biological media. The dashed lines correspond to the Au NPs in PBS buffer. (Reprinted with permission from Ref.[57] Copyright (2015) The Royal Society of Chemistry).5结语与展望本文介绍了分别对应高分子稀溶液、浓溶液和固体的光散射技术. 其中针对高分子稀溶液的动、静态光散射技术和针对高分子球晶的固体散射技术都是比较成熟的手段,在高分子体系的研究中发挥着不可替代的作用. 光散射技术最显著的优势是能够对体系实现原位、无扰的表征. 伴随着生物医学、活性软物质等领域的发展,针对复杂体系的光散射技术将具有更广阔的应用前景.致谢感谢赛普瑞生的牛爱珍博士和布鲁克海文的王继军工程师提供商业化仪器的相关资料.参考文献1Rayleigh L. Phil Mag, 1871, 41: 107-1202Rayleigh L. Phil Mag, 1899, 47:566-572. doi:10.1080/147864499086212983Debye P. Ann Phys, 1915, 351: 809-823. doi:10.1002/andp.191535106064Gans R. Ann Phys, 1925, 381: 29-38. doi:10.1002/andp.192538101035Einstein A. Ann Phys, 1910, 338: 1275-1298. doi:10.1002/andp.191033816126Berne B J, Pecora R. Dynamic Light Scattering. With Applications to Chemistrys, Biology, and Physics. New York: Dover Publications, Inc., 2000. 57Pecora R. J Chem Phys, 1964, 40: 1604-1614. doi:10.1063/1.17253688MegenVan, Pusey P N. Phys Rev A, 1991, 43: 5429-5441. doi:10.1103/physreva.43.54299Urban C, Schurtenberger P. J Colloid Interface Sci, 1998, 207: 150-158. doi:10.1006/jcis.1998.576910Lehner D, Kellner G, Schnablegger H, Glatter O. J Colloid Interface Sci, 1998, 201: 34-47. doi:10.1006/jcis.1997.532711Lilge D, Horn D. Colloid Polym Sci, 1991, 269: 704-712. doi:10.1007/bf0065740812Wiese H, Horn D. J Chem Phys, 1991, 84: 6429-6443. doi:10.1063/1.46027213Phillies G D J. J Chem Phys, 1981, 74: 260-262. doi:10.1063/1.44088414Pusey P N. Curr Opin Colloid Interface Sci, 1999, 4: 177-185. doi:10.1016/s1359-0294(99)00036-915Meyer W, Cannell D, Smart A, Taylor T, Tin P. Appl Opt, 1997, 36: 7551-7558. doi:10.1364/ao.36.00755116Zakharov P, Bhat S, Schurtenberger P, Scheffold F. Appl Opt, 2006, 45: 1756-1764. doi:10.1364/ao.45.00175617Maret G, Wolf P E Z. Phys B, 1987, 65: 409-413. doi:10.1007/bf0130376218Brillouin L. Ann Phys, 1922, 17: 88-122. doi:10.1051/anphys/19220917008819Stein R S, Rhodes M B. J Appl Phys, 1960, 31: 1873-1884. doi:10.1063/1.173546820Stein R S, Chu W. J Polym Sci, Part A: Polym Chem, 1970, 8: 1137-1157. doi:10.1002/pol.1970.16008070921Van Aartsen J J, Stein R S. J Polym Sci, Part B: Polym Phys, 1971, 9: 295-311. doi:10.1002/pol.1971.16009020622Huglin M B. Light Scattering from Polymer Solutions. London: Academic Press, 1972. 204-28923Wolfgang S. Light Scattering from Polymer Solutions and Nanoparticle Dispersions Series. Translated by Zheng Cui, Liang Dehai. Beijing: China Machine Press, 2012. 1-2524Chu B. Laser Light Scattering: Basic Principles and Practice. 2nd ed. New York: Academic Press Inc, 1991. 19. doi:10.1016/b978-0-12-174551-6.50005-725Hua W. Chem Phys, 2010, 367: 44-47. doi:10.1016/j.chemphys.2009.10.01926Zhao Zeqing(赵择卿), Lu Danian(陆大年), Yang Dingchao(杨定超). Light Scattering Technology(光散射技术). Beijing(北京): China Textile&Appare lPress(纺织工业出版社), 1989. 28-3027Bushuk W, Benoit H. Can J Chem, 1958, 36: 1616-1626. doi:10.1139/v58-23528Wu C, Fai K, Luo W, Zhu X, Ma D. Macromolecules, 1994, 27: 6055-6060. doi:10.1021/ma00099a01829Teraoka I. Polymer Solutions: An Indroduction to Physical Properties. New York: John Wiley&Sons, Inc. 2002. 168-171. doi:10.1002/047144026430Chu B. Laser Light Scattering: Basic Principles and Practice. 2nd ed. New York: Academic Press Inc, 1991. 84. doi:10.1016/b978-0-12-174551-6.50005-731Kanematsu T, Sato T, Imai Y, Ute K, Kitayama T. Polym J, 2005, 37: 65-73. doi:10.1295/polymj.37.6532Delaye M, Gromi Ec A. Biopolymers, 1983, 22: 1203-1221. doi:10.1002/bip.36022041333Vanhoudt J, Clauwaert J. Langmuir, 1999, 15: 44-57. doi:10.1021/la980747r34Gulari Esin, Gulari Erdogan, Tsunashima Y, Chu B. J Chem Phys, 1979, 70: 3965-3965. doi:10.1063/1.43795035Kim S H, Ramsay D J, Patterson G D, Selser J C. J Polym Sci, Part B: Polym Phys, 1990, 28: 2023-2056. doi:10.1002/polb.1990.09028111136Benmouna M, Vilgis T A, Hakem F. Macromolecules, 1992, 25: 1144-1152. doi:10.1021/ma00029a02237Buhler E, Rinaudo M. Macromolecules, 2000, 33: 2098-2106. doi:10.1021/ma991309+38Litmanovich E A, Ivleva E. M Polym Sci, 2010, 52: 671-678. doi:10.1134/s0965545x1006014339Corrotto J, Ortega F, Vázquez M, Freire J J. Macromolecules, 1996, 29: 5948-5954. doi:10.1021/ma950739740Murphy R M, Yarmush M L, Colton C K. Biopolymers, 2010, 31: 1289-129541Casassa Edward F. Polym J, 1972, 3: 517-525. doi:10.1295/polymj.3.51742Chi W. Polym Adv Technol, 2015, 8: 177-18343Lehner D, Kellner G, Schnablegger H, Glatter O J. Colloid Interface Sci, 1998, 201: 34-47. doi:10.1006/jcis.1997.532744Stieber F, Richtering W. Langmuir, 1995, 11: 4724-4727. doi:10.1021/la00012a02445Zakharov P, Scheffold F. Light Scattering Reviews 4. Bremen: Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. 433-467. doi:10.1007/978-3-540-74276-0_846Pine D J, Weitz D A, Chaikin P M, Herbolzheimer E. Phys Rev Lett, 1988, 60: 1134-1137. doi:10.1103/physrevlett.60.113447Mason T G, Gang H, Weitz D A. J Opt Soc Am A, 1997, 14: 139-149. doi:10.1364/josaa.14.00013948Oelschlaeger C, Schopferer M, Scheffold F, Willenbacher N. Am Inst Phys, 2008,1027: 1150-1152. doi:10.1021/la802323x49Morse D C. Macromolecules, 1998, 31: 7044-7067. doi:10.1021/ma980304u50Wang X, Qiu A X, Wu C. Macromolecules, 1998, 31: 2972-2976. doi:10.1021/ma971873p51Wu C, Zhou S. Macromolecules, 1995, 28: 8381-8387. doi:10.1021/ma00128a05652Zhu M, Yang J, Li L, Duan X, Li L. 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