起电机

王晓雄/郭玉婷/李迪联合研究团队利用像散成像技术实现摩擦纳米发电机的界面接触状态实时表征关键词：三维荧光微球成像技术；像散成像；三维界面接触表征；摩擦电纳米发电机 导读微观表征技术已经被证明对于现代科技发展具有巨大的影响力。市面上对表面形貌的常规表征手段有光学显微镜、SEM、AFM、台阶仪等，但目前尚缺少实时分析微界面接触状态的精准探测技术，这极大的阻碍了电子科技领域和材料开发领域域的发展。为了解决这个难题，青岛大学王晓雄团队、中国科学院大学生命科学院郭玉婷团队与中国科学院物理研究所李迪团队协作，通过利用“超分辨荧光微球硅胶形变技术”成功实现了对接触界面的微观三维可视化分析，完成了摩擦纳米发电机（TENG）三维表面的原位监控，能够在TENG工作的同时获得界面接触信息，为材料微观界面接触表征的测定和评估提供了新技术手段。相关成果于2024年7月30日在学术期刊《Nano Energy》在线发表（3D visualization microscope of TENG contact interface beads on astigmatic imaging，DIO: 10.1016/j.nanoen.2024.110061 ）。 正文界面接触状态的微观表征在多个科学领域具有重要研究价值，因此Science杂志也将“如何在微观层面测量界面现象”列为125个重要科学问题之一。例如：1、在物理科学领域，材料界面设计能够有效改变力学性能，因此对于结构强度、稳定性和寿命有着巨大影响（如图1）。2、在化学领域，界面两相物质的反应或者输运过程对于化学过程有着决定性的影响。3、在电子器件领域，界面接触状态对CPU热管理效果影响巨大，且器件连接效果受接触电阻影响很大。4、在生命科学领域，液-固界面能够完成植物液体输运以及物质传递等过程。图1. 普通塑料表面起伏结构，影响接触分离分布传统认知认为粗糙界面有助于提高接触起电效果，电负性差异给出了材料本身电荷转移能力的强弱，而事实上只有当两种材料的接触距离达到电荷有效转移距离，即电子云交叠距离才能够实现有效电荷转移，这意味着未经处理的粗糙材料中有大量的界面并未有效参与电荷转移，如何重构接触界面解析的有效性至关重要。在本工作中，团队以TENG接触界面的微观表征为案例成功开发了一种实时分析接触界面的3D可视化技术，为TENG的接触界面研究带来了技术性的突破。研究团队开发的3D可视化技术，以界面位移-力学性能解析为思路，超高分辨率观测聚二甲基硅氧烷（PDMS）和丁腈薄膜构建的TENG接触面系统，利用荧光微球的荧光成像和自主研发的基于深度学习的算法网络，实现了对TENG接触界面的实时三维重建观测，如图2所示。这项技术不仅能够观察接触界面的形变，还能计算出实际的有效接触面积，为理解接触起电机制提供了定量化的数据支持，对于设计新一代高性能、高稳定性的TENG具有重要的指导意义，对提高电子器件接触面能量转换效率提供新方法。图2. 通过荧光标记TENG摩擦对的一层反解力学状态表面来获得其按压状态表征；（a）标记层未受到按压时，荧光标记在垂直面方向没有明显移动，反解获得（c）平整表面；（b）标记层受到按压时，荧光标记的形状变化被用于解析垂直面位移，从而完成（d）三维重构。 结语随着技术的进一步成熟和应用，基于像散成像原理的三维可视化技术有望在能源、智能穿戴设备、生物传感器和物联网等领域发挥重要作用，推动相关产业的技术进步和创新发展。该工作由青岛大学王晓雄团队、中国科学院大学生命科学院郭玉婷团队与中国科学院物理研究所李迪团队共同完成。该工作在国家自然科学基金、北京市科技新星等项目的资助下完成。——招聘——郭玉婷课题组诚聘细胞生物、光学工程和计算机领域的相关人才，详情请见招聘简章（https://bio.ucas.ac.cn/index.php/tzgg/76304-2024-04-07-09-24-06 ）。

溶液化 学分析，是人们获得物质组成、物质结构等信息的一种科学手段。 在化学、生物、环境和地质等学科中有着重要地位。同时，它也是实验类学科的基础，并一直是实验研究和理论研究中的热点课题，例如化学成分分析、食品检测和环境痕量分析等。目前，主要的仪器分析方法有光学分析法、电化学分析法和色谱分析法。然而，它们均受限于以下三个方面：其一，对样品的检测仍然采取离线分析检测的方法，所得到的结果都是静态的而非直观的现场数据。传统的光学分析法、电化学分析法和色谱分析法，通常在样品采集后需要将样品带回实验室进行分析。由于分析结果不是实时获取的，因此不能满足实时测量环境的多样化需求。而且，较复杂的样品前处理过程，大大降低了检测速率。其二，对样品化学成分信息存在一定要求。例如，传统的光学分析法要求样品具有一定的透明性、吸收特性或荧光性质，以便光线能够与样品相互作用。而电化学分析方法需要样品具有良好的导电性，色谱分析法则对样品的溶解性和浓度有一定要求。其三，样品制备过程复杂、仪器昂贵笨重，大大降低了便携性和检测速度。因此，非常有必要通过发展新的分析原理，建立有效且实用的原位、实时和价廉的新型动态分析检测方法。基于以上难点与挑战，中国科学院北京纳米能源与系统研究所助理研究员和团队，首次将液固界面摩擦起电和界面转移电荷分布加以结合。图 | 张金洋（来源：）他们利用摩擦起电与液滴运动轨迹位置之间的函数关系作为液滴的摩擦起电特征图谱（TES，triboelectric spectroscopy），开发了液-固界面电荷转移图谱，通过分析图谱中峰位置和峰值电荷量，实现了溶液中离子种类和含量的快速检测。通过此方法他们测量了常见的 30 余种酸、碱、盐和有机溶剂并建立了谱图数据库，其定性和定量准确率可达 93%。实验结果证明：不同离子在液滴滑动方向具有可分辨的唯一转移电荷分布，这为新型便携式化学原位分析仪器的开发奠定了基础和平台。（来源：JACS）预计 TES 将在环境监测、催化机理研究、生物医学领域和行星科学领域具有广阔的应用前景。例如，TES 可用于监测水体中的溶解氧、废水中的有害物质等。结合先进的无线传输技术，可以实时监测环境参数，从而帮助人们更好地理解环境变化和污染来源。（来源：JACS）事实上早在 2021 年，和团队就利用液-固界面摩擦起电和电荷转移原理，通过在固体薄膜下方布置两个具有一定间距的电极测量液滴滑过固体表面产生的摩擦电荷，初步证明了液-固界面摩擦起电转移电荷的不均匀分布。他们在实验中发现尽管两个电极探针的尺寸一致，但两个点位的电荷转移量却有明显区别。同时，含有不同化学成分和离子浓度的液滴电荷转移量之间也可区分。在上述发现的基础之上，2023 年课题组将电极密度扩展至 432 个独立电极探针（电极探针尺寸为 0.12mm²），借此开发了实时探测液-固界面电荷转移高分辨分布的新方法。当时，他们发现界面电荷转移并不会随着液滴在塑料薄膜表面持续运动而逐渐增大。为了验证实验的准确性，他们进行了大量的重复实验和计算。最终，课题组证明液-固界面电荷转移的不均匀分布受液滴中离子种类影响。基于此，该团队又利用液-固界面转移电荷在液滴滑动方向分布的差异性，开发了液-固界面摩擦电图谱，通过分析图谱中峰位置的移动和峰值电荷量，实现了溶液中离子种类和含量的快速检测。日前，相关论文以《用于液体原位化学分析的摩擦电谱》为题发在 JACS 上。和中国科学院北京纳米能源与系统研究所硕士生王雪娇是共同一作，中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员和院士、以及澳大利亚科廷大学西蒙纳锡安培教授担任共同通讯作者。而在接下来，他们希望通过电路集成和微电脑控制，真正实现摩擦电图谱的远程原位实时监测，以用于真实场景下环境污染物的实时监测。

干法电极车间除湿机，干法电极车间湿度控制设备【新闻导读】对于任何一家工厂或企业来说，一个优质的生产环境可以优化加工工艺，对其生产与品质都起到了至关重要的作用。尤其是在锂电池干法电极车间，不管是机器设备的运行还是产品质量都跟环境的灰尘含量、温度、湿度息息相关。以湿度为例，一般来说，锂电池干法电极车间对空气湿度的要求是在40%RH以下，超过这个范围，那么空气湿度就超标了 　　锂电材料与空气的反应会在原材料保存、电极制备、极片存储等整个过程进行，因此，对于锂电材料，从原材料到整个电池生产过程都需要严格的环境控制，特别是水分控制。如果水分与材料已经发生了反应，通过常规的干燥过程根本无法再次去除水分的影响，电极浆料的制备、极片制造等环节都需要在干燥环境内进行，一般地，锂电正极电池的生产过程都需要露点-30℃环境。　　如果锂电正极材料颗粒表面吸收空气中的水分，反应产生了LiOH，这就会对极片制造工艺过程产生严重的影响。在锂电正极浆料制备过程中，PVDF溶解于NMP中，材料表面的碱性基团会攻击相邻的C-F、C-H键，PVDF很容易发生双分子消去反应，会在分子链上形成一部分的碳碳双键。　　锂电材料吸收水分反应产物Li2CO3在充电状态的高电位下容易分解产生CO2气体，造成电池鼓包漏液问题。当材料吸收的水分足够多时，产生的气体多，电池内部的压力就会变大，从而引起电池受力变形，出现电池鼓涨，漏液等危险。　　因此，对于锂电正极材料，在原材料保存和电池制备过程中，环境湿度都需要严格控制，才能生产高性能的锂离子电池。为此，这就需要通过专业的湿度控制设备--正岛ZD-8240C干法电极车间除湿机及ZD系列智能湿度控制除湿机来对其生产、储存等环境的湿度进行科学合理的控制环境。　　正岛ZD-8240C干法电极车间除湿机及ZD系列智能湿度控制除湿机是严格采用专业的技术和精湛的工艺制造出高效、节能、环保的除湿机产品，具有智能湿度恒定控制系统，用户可根据生产的需要，自动控制除湿机的工作及停机，通过自动控制实现高效的除湿效果，降低整机运行成本。欢迎您查询干法电极车间除湿机，干法电极车间湿度控制设备的详细信息!　　正岛ZD-8240C干法电极车间除湿机及ZD系列智能湿度控制除湿机技术参数与选型参考：　　产品型号-------除湿量----适用面积-----功率-------电源----循环风量　　正岛ZD-228LB--28(L/D)---30-80(㎡)----420(W)---220V/50Hz--190m3/h　　正岛ZD-558LB--58(L/D)---50-100(㎡)---670(W)---220V/50Hz--850m3/h　　正岛ZD-880LB--80(L/D)---100-160(㎡)--710(W)---220V/50Hz--980m3/h　　【除湿机租赁业务要求】提供灵活的租赁方案，满足客户短期和长期的租赁要求。　　【除湿机租赁收费标准】具体可根据租用机型、租用数量以及租用天数等来定价。　　正岛ZD-890C---90(L/D)---90-150(㎡)---1700(W)--220V/50Hz--1125m3/h　　正岛ZD-8138C--138(L/D)--150-250(㎡)--2000(W)--220V/50Hz--1725m3/h　　正岛ZD-8168C--168(L/D)--180-280(㎡)--2800(W)--380V/50Hz--2100m3/h　　正岛ZD-8240C--240(L/D)--280-380(㎡)--4900(W)--380V/50Hz--3000m3/h　　正岛ZD-8360C--360(L/D)--380-580(㎡)--7000(W)--380V/50Hz--4500m3/h　　正岛ZD-8480C--480(L/D)--500-880(㎡)--9900(W)--380V/50Hz--6000m3/h　　◎选型注意事项--除湿机的除湿量和型号的选择，主要根据使用环境空间的体积、新风量的大小、空间环境所需的湿度要求等具体数值来科学计算。另外需要注意的是环境的相对湿度与环境的温度有关，温度越高，湿度蒸发越快，反之效果越差，因此在配置除湿机时，需要在专业人员的指导下进行选型，这样才能选到最为适合你的除湿机!　　核心提示：在锂电池的生产加工过程中，采用干法电极工艺提高电极的压实密度，提高极片厚度扩大活性材料可用空间，由于大幅减少了杂质的导入，使得电化学副反应降低，以此也可以提高电化学体系电压，相比湿法电极工艺能量密度大幅提升，成本也大幅下降，可靠性也大幅提升，再加上先天的优势，可谓意在深远!　　而锂电正极面对很多问题，其中原材料的保存、电池生产环境要求高是巨大的挑战。本文简单总结下环境因素，特别是湿度对锂电正极材料特性的影响 不过，现在只要在其各个生产车间内配置相应的正岛ZD-8240C干法电极车间除湿机及ZD系列智能湿度控制除湿机，就可以对环境空气湿度进行科学合理的控制，从而满足其生产工艺的湿度控制要求!以上关于干法电极车间除湿机，干法电极车间湿度控制设备的全部内容是正 岛 电 器提供的，仅供大家参考!