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  • 【原创大赛】【微观看世界】+ 三元材料的形貌观察

    【原创大赛】【微观看世界】+ 三元材料的形貌观察

    【微观看世界】+ 三元材料的形貌观察 三元材料,为单分散球形颗粒,流动性好,容易提高电池体积比容量,与其他物料混合性好,加工性能出色,利于提高极片质量,颗粒大,安全性高,放电平台稳,容量高,同时价格低廉,是钴酸锂的极佳替代产品。下面就来观察一下他的微观形貌吧。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061507_513046_2042772_3.jpg测试仪器:SEM+EDS仪器型号:JEOL JSM-6460LV测试标准:JY/T 010-1996测试条件:见图片标识测试结果:见图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513038_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513039_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513040_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513041_2042772_3.jpg

  • 【原创大赛】【微观看世界】+ 石墨的形貌观察

    【原创大赛】【微观看世界】+ 石墨的形貌观察

    【微观看世界】+ 石墨的形貌观察 电池专用石墨主要用于低汞无汞碱性电池正极材料,提高电池的电流,电压,延长放电时间.特别是电池专用石墨用量少,与国内同类产品相比,可降低用量32.5%,增加了锰粉的用量,有效地延长了电池的放电时间.特别是无汞碱性电池专用膨胀石墨粉在50-80目状态下,经过膨胀粉碎分级处理,可使电池正极中的导电物质含量下降,活性物质含量增加,减小电池欧姆内阻,增加电池容量.下面就来关注下他的微观形貌吧。测试仪器:SEM+EDS仪器型号:JEOL JSM-6460LV测试标准:JY/T 010-1996测试条件:见图片标识测试结果:见图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513034_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513035_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513036_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513037_2042772_3.jpg

  • 【原创大赛】【微观看世界】+ 锰酸锂的形貌观察

    【原创大赛】【微观看世界】+ 锰酸锂的形貌观察

    【微观看世界】+ 锰酸锂的形貌观察锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂,尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料,至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注,它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一,相比钴酸锂等传统正极材料,锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点,是理想的动力电池正极材料,但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂,其中尖晶石型锰酸锂结构稳定,易于实现工业化生产,如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系,Fd3m空间群,理论比容量为148mAh/g,由于具有三维隧道结构,锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌,不会引起结构的塌陷,因而具有优异的倍率性能和稳定性。下面就来关注下他的微观形貌吧。测试仪器:SEM+EDS仪器型号:JEOL JSM-6460LV测试标准:JY/T 010-1996测试条件:见图片标识测试结果:见图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513048_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513049_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513050_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513051_2042772_3.jpg

  • 【第5季仪器心得】洞察微观世界:扫描电镜的精准与震撼

    置身于实验室的一角,我有幸体验到了一场微观世界的壮丽航行——通过上海仪电的扫描电镜。这款设备不仅在精密制造和材料分析中占有一席之地,也为我打开了一个全新的视角来观察那些肉眼无法直接看到的微小结构。首先映入眼帘的是其现代化的设计和紧凑的机身。扫描电镜的外观给人以简洁高效之感,无论是放置在实验室还是工业环境中,都显得协调而专业。设备的启动过程异常平稳,噪音控制得当,即便是在长时间运行状态下,也不会对工作环境造成干扰。操作上,它同样直观易用。大屏幕显示器配合智能用户界面,即使是初次接触的操作者也能迅速熟悉流程。我特别印象深刻的是其自动化的样品台,可以轻松地定位到感兴趣的区域,并且在高倍率下进行精确的微调,这对于获取高质量的图像至关重要。图像质量方面,扫描电镜的表现令人赞叹。在高分辨率下,每一个细节都清晰可见,从微观颗粒到复杂结构,无所遁形。这得益于其先进的电子光学系统和精细的成像技术,使得图像具有极高的信噪比和对比度。尤其是对于需要观察微妙差异和精确测量的应用,如材料科学、半导体检测等,它都能提供可靠的数据支持。

  • 【原创大赛】【发现微观世界】几款不粘锅涂层业余显微观察

    【原创大赛】【发现微观世界】几款不粘锅涂层业余显微观察

    [font=宋体] 之所以我把它称为业余显微观察,是用手机及手机夹显微镜,对身边的生活用具——常见的不粘锅表面涂层进行的简易观察。人人都可以做到。[/font][font=宋体]拍摄工具:[color=black]华为[/color][back=white]荣耀5X[/back][color=black]手机(1300万像素)[/color],60X手机夹显微镜。[/font][font=宋体]拍摄环境:自然光线,手机显微镜LED照明[/font][font=宋体]拍摄参数:手机自动对焦、手动亮度及电子倍率调节,显微镜手动对焦,总最大倍率约10X60[/font][font=宋体]拍摄时间:近期[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282046367031_8985_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]1[font=宋体]、某电饭煲灰色涂层内胆[/font][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044182027_6822_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044186363_9184_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044188561_2093_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]2[font=宋体]、某电饭煲黑色涂层内胆[/font][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044190211_9578_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044194195_3004_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044197448_7499_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]3[font=宋体]、某电高压锅黑色涂层内胆[/font][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044198756_822_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282044201383_2404_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282045007865_6012_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体]4[font=宋体]、某煎锅涂层(添加矿物质)[/font][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282045009386_2102_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282045011281_9529_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282045013468_4971_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282045016174_1801_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008282045020168_4936_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][font=宋体] 通过对几款不粘锅表面涂层进行简易的观察,这些不粘锅涂层,在使用中,必定要脱落,有些会进入人体内。如果做饭炒菜工具使用不当,会加速脱落,至于涂层物质毒性大小以及添加矿物质的功效(例如麦饭石)如何,很难说清楚,自行查阅资料文献吧。[/font][/font]

  • 【原创大赛】【发现微观世界】钛金属厨师刀表面观察

    【原创大赛】【发现微观世界】钛金属厨师刀表面观察

    [font='宋体'] 朋友几年前送的一把钛金属厨师刀,一直没用。最近拿出来看看。包装宣传称:高硬度钛金属,为不锈钢的[font=Times New Roman]4[/font][font=宋体]倍硬度、[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]倍耐久度。钛刀是一个什么样的存在?对其表面进行显微观察。[/font][/font][font='宋体']工具:单目生物显微镜(加有自制金相观察附件)[/font][font='宋体'] 华为荣耀[font=Times New Roman]5X[/font][font=宋体]手机拍照[/font][/font][font='宋体']一、基本情况[/font][font='宋体']采用简单包装:[/font][font='宋体'][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032329341039_5260_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font='宋体'][/font][font='宋体'][/font][font='宋体']高硬度钛金属字样,很醒目:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032329444882_2066_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font='宋体'][/font][font='宋体'][/font][font='宋体']包装背面,有名有姓,是正规产品。材质原来是:不锈钢[font=Times New Roman]+[/font][font=宋体]镀钛[/font][font=Times New Roman]+PP+TPR[/font][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032329534419_3236_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font='宋体'][/font][font='宋体'][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032330023418_3759_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font='宋体'][/font][font='宋体'][/font][font='宋体'][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032330080314_7677_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font='宋体'][/font][font='宋体']二、上显微镜看看表面的镀钛层[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032332179409_2260_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font='宋体'][/font][font='宋体'][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032332264280_7065_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font='宋体'][/font][font='宋体'][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009032332322947_3136_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体]使用一下,可能是本人笨拙,没感觉出与普通刀磨快后切肉相比较有多突出的优点。[/font][font='宋体'][/font][font='宋体'][/font][font='宋体']附:自制[font=宋体]单目生物显微镜[/font]金相观察附件[/font][url=https://bbs.instrument.com.cn/detail_2019_641_7241077.htm][font=宋体][color=#000000]【第十二届原创】 单目生物显微镜增加观看金相功能附件制作[/color][/font][/url][font=宋体] [/font][font='宋体']https://bbs.instrument.com.cn/topic/7241077[/font]

  • 【原创】蔡康显微镜下的观察纤维细胞的微管分布-技术精华

    蔡康显微镜下的观察纤维细胞的微管分布-技术精华 目前显微镜观察微生物有:生物显微镜 蔡康高档显微镜 荧光显微镜 倒置显微镜 都可以观察研究微生物,请看下面阐述介绍 [img=340,340]http://www.zskp.org.cn/Article/UploadFiles/200803/2008030615471734.jpg[/img]一、目的要求  1.明确显微镜计数的原理。  2.学习使用血球计数板进行微生物计数的方法。  二、基本原理  利用血球计数板在显微镜下直接计数,是一种常用的微生物计数方法。此法的优点是直观、快速。将经过适当稀释的菌悬液(或孢子悬液)放在血球计数板载玻片与盖玻片之间的计数室中,在显微镜下进行计数。由于计数室的容积是一定的( 0.1mm2),所以可以根据在显微镜下观察到的微生物数目来换算成单位体积内的微生物总数目。由于此法计得的是活菌体和死菌体的总和,故又称为总菌计数法。  血球计数板,通常是一块特制的载玻片,其上由四条槽构成三个平台。中间的平台又被一短横槽隔成两半,每一边的平台上各刻有一个方格网,每个方格网共分九个大方格,中间的大方格即为计数室,微生物的计数就在计数室中进行。血球计数板构造如图Ⅷ-1。  计数室的刻度一般有两种规格,一种是一个大方格分成16个中方格,而每个中方格又分成25个小方格(图Ⅷ-2);另一种是一个大方格分成25个中方格,而每个中方格又分成16个小方格(图Ⅷ-1,C)。但无论是哪种规格的计数板,每一个大方格中的小方格数都是相同的,即16×25=400小方格,如图Ⅷ-2。  每一个大方格边长为1mm,则每一大方格的面积为1mm2,盖上盖玻片后,载玻片与盖玻片之间的高度为0.1mm,所以计数室的容积为0.1mm3。  在计数时,通常数五个中方格的总菌数,然后求得每个中方格的平均值,再乘上16或25,就得出一个大方格中的总菌数,然后再换算成1ml菌液中的总菌数。  下面以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算:设五个中方格中总菌数为A,菌液稀释倍数为B,那么,一个大方格中的总菌数  因1ml=1cm3=1000mm3,      (即0.1mm3中的总菌数)为(A/5)*25*B=50000AB(个)  同理,如果是16个中方格的计数板,设五个中方格的总菌数为A',则   1ml菌液中总菌数=(A'/5)*16*10*1000*B'=32000A'B'(个)      三、器材  酿酒酵母菌悬液,血球计数板,显微镜,盖玻片,无菌毛细管。  四、操作步骤  1.稀释  将酿酒酵母菌悬液进行适当稀释,菌液如不浓,可不必稀释。  2.镜检计数室  在加样前,先对计数板的计数室进行镜检。若有污物,则需清洗后才能进行计数。  3.加样品  将清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片,再用无菌的细口滴管将稀释的酿酒酵母菌液由盖玻片边缘滴一小滴(不宜过多),让菌液沿缝隙靠毛细渗透作用自行进入计数室,一般计数室均能充满菌液。注意不可有气泡产生。  4.显微镜计数  静止5分钟后,将血球计数板置于显微镜载物台上,先用低倍镜找到计数室所在位置,然后换成高倍镜进行计数。在计数前若发现菌液太浓或太稀,需重新调节稀释度后再计数。一般样品稀释度要求每小格内约有5—10个菌体为宜。每个计数室选5个中格(可选4个角和中央的中格)中的菌体进行计数。位于格线上的菌体一般只数上方和右边线上的。如遇酵母出芽,芽体大小达到母细胞的一半时,即作两个菌体计数。计数一个样品要从两个计数室中计得的值来计算样品的含菌量。  5.清洗血球计数板  使用完毕后,将血球计数板在水笼头上用水柱冲洗,切勿用硬物洗刷,洗完后自行晾干或用吹风机吹干。镜检,观察每小格内是否有残留菌体或其他沉淀物。若不干净,则必须重复洗涤至干净为止。  五、实验报告  1.结果  将结果记录于下表中。 A表示五个中方格中的总菌数; B表示菌液稀释倍数。  2.思考题  根据你实验的体会,说明用血球计数板计数的误差主要来自哪些方面?应如何尽量减少误差,力求准确?这是多年以来上海蔡康光学经历磨炼 得出的结果,也为研究人员带来的方便,为国家作出贡献.

  • 【原创大赛】【微观看世界】+ 钴酸锂的形貌观察

    【原创大赛】【微观看世界】+ 钴酸锂的形貌观察

    【微观看世界】+ 钴酸锂的形貌观察钴酸锂电池结构稳定、比容量高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高,主要用于中小型号电芯,标称电压3.7V。钴酸锂的特点1、电化学性能优越a.每循环一周期容量平均衰减﹤0.05% b.首次放电比容量﹥135mAh/g c.3.6V初次放电平台比率﹥85% 2、加工性能优异3、振实密度大, 有助于提高电池体积比容量4、产品性能稳定, 一致性好钴酸锂的用途主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正极材料。钴酸锂的技术标准1、名称: 钴酸锂分子式: LiCoO2 分子量: 97.88 2、主要用途: 锂离子电池3、外观要求: 灰黑色粉末, 无结块4、X射线衍射: 对照JCDS标准( 16-427) , 无杂相存在5、包装: 铁桶内塑料袋包装6、化学成分与物化性能指标: 镍 Ni 0.05% max (wt%) 锰 Mn 0.01% max (wt%) 铁 Fe 0.02% max (wt%) 钙 Ca 0.03% max (wt%) 钠 Na 0.01% max (wt%) 酸碱性 PH 9.5-11.5 含水量( 105ºC干燥失重量, %) Moisture (wt% loss at 105ºC)0.05 比表面积( m2/g) BET surface Area (m2/g) 0.2-0.6 振实密度 (g/cm3) Tap Density (g/cm3) 1.7-2.9 粒径大小-D50 (μm) PSD- D50 (μm) 5-12 粒径大小-D10 (μm) PSD- D10 (μm) 1-5 粒径大小-D90 (μm) PSD

  • 大家来说一说国内的微观技术都解决了那些具体工程问题呢?

    老实说材料的微观世界,其极致是看到原子,原子排列,甚至于所谓“三维排列”,这些工作上世界七十年代后已经做到,限于此似乎解决不了什么实际问题,但做为一种观察手段确实是进步了,也值得庆功。随着电镜制造技术的进步,控制系统的数字化,再加上制样技术的发展,达到高分辨率观察的目标,在当代已不成问题。微观世界的研究最大的问题是如何利用微观结果解决工程上的实际问题,这是这方面研究者梦寐以求的目标,但难度实在太大,其关键是要求从事该领域的技术专家具备多方面的基础理论,如现代物理、现代化学、固体理论,结晶学、量子理论,等等,同时还应具备材料物理、材料化学、材料科学、材料工程,甚至工程设计、失效分析,等等。这显然不可能集全部学问于一身,于是需要一个多方面真才实学的人才的团队。这在国外发达国家上世纪已有多个国家级重点实验室。中国以透镜为饭碗的科学技术人才评上院士的也已经不少。大家来晒一晒自己所知道和接触到的,国内微观技术都真正解决了那些具体工程问题呢?

  • 生物显微镜:揭示生命微观世界的利器

    摘要:本文将对生物显微镜进行详细介绍,包括其原理、类型、应用领域以及未来发展趋势。生物显微镜是生命科学研究中不可或缺的工具,它让我们能够深入观察生命的微观世界,从而更好地理解生命的奥秘。一、生物显微镜的原理生物显微镜的工作原理基于光学成像技术,通过透镜组合将微小物体放大并呈现出清晰的图像。它主要由光源、物镜、目镜、载物台等部分组成。生物显微镜利用可见光或荧光等光源照射样品,通过物镜将样品放大,再经过目镜进一步放大,最后由观察者或相机捕捉到放大的图像。二、生物显微镜的类型[list=1][*]光学显微镜:利用可见光成像,适用于观察细胞结构、组织切片等样品。[*]荧光显微镜:利用荧光染料标记样品,通过激发荧光观察特定结构或分子。[*]共聚焦显微镜:通过激光扫描样品,实现三维层析成像,适用于观察厚样本。[*]超分辨显微镜:突破光学衍射极限,实现更高分辨率成像,如STED显微镜、PALM/STORM显微镜等。[/list]三、生物显微镜的应用领域[list=1][*]生命科学研究:观察细胞结构、分子定位、生物大分子互作等。[*]医学诊断:病理诊断、细胞学检查、病原微生物检测等。[*]环境科学:观察微生物、污染物等环境样品的形态和结构。[*]材料科学:观察纳米材料、复合材料等微观结构和性能。[/list]四、生物显微镜的未来发展趋势[list=1][*]高分辨率与高速成像:随着技术的不断进步,生物显微镜将实现更高的分辨率和更快的成像速度,为生命科学研究提供更多细节和动态信息。[*]多模态成像:将多种成像技术融合到一台显微镜中,如光学、荧光、拉曼等多种模态,以实现对样品的多角度、多层次观察。[*]智能化与自动化:AI和机器学习等技术的发展将推动生物显微镜的智能化和自动化进程,实现自动样品定位、图像分析等功能,提高研究效率和准确性。[*]非线性光学成像:利用非线性光学效应,如二次谐波生成、多光子激发等,实现无标记、无损伤的深层组织成像,为生物医学研究提供新的观察手段。[*]便携式与便携式显微镜:为了满足野外、临床等场景的实时观测需求,生物显微镜将朝着更小巧、便携的方向发展。[/list]总结:生物显微镜作为揭示生命微观世界的利器,在生命科学、医学、环境科学等领域发挥着重要作用。随着科技的不断进步和创新,生物显微镜的分辨率、成像速度和功能将不断提升,为探索生命奥秘提供更多可能性。在未来,我们有理由相信生物显微镜将继续为科学研究和应用领域带来更多的突破和成就。

  • 草叶扫描电镜观察

    前两天在论坛看见大师做的大麦叶片扫描电镜观察,在惊叹微观世界神奇的同时,也萌发了动手观察植物的想法,说做就做,于是一颗刚发芽的嫩草成了牺牲品,成为了我的观察物。照片是用日立3400N扫描电镜在高真空下观察的,草叶未经过任何处理,直接固定在导电胶上面观察。下面上图,希望各位加以指点。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303231022_431902_2689782_3.bmphttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303231022_431903_2689782_3.bmphttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303231023_431904_2689782_3.bmphttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303231023_431905_2689782_3.bmp

  • 探秘微观世界:SEM/EDS在材料科学中的应用

    [b]SEM/EDS简介[/b]首先,让我们简要了解一下SEM/EDS技术。SEM(扫描电子显微镜)通过聚焦高能电子束,可以获得高分辨率的表面形貌图像。而EDS(能谱分析)则是SEM的强大补充,能够提供样本的元素组成信息。这两者的结合,为我们打开了微观世界的大门。[b]微观视角下的材料[/b][list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]纳米结构的解析:[/color]SEM的高分辨率使得我们可以深入研究材料的纳米结构。从纳米颗粒到纳米管,SEM图像为我们展示了材料表面的微小细节,为纳米材料设计和改进提供了关键信息。[*][color=var(--tw-prose-bold)]腐蚀与磨损分析:[/color]对于各类材料的腐蚀与磨损问题,SEM/EDS的应用可追踪表面的微观变化。通过观察微粒的分布和元素组成,我们能够深入了解材料在使用过程中的耐久性和稳定性。[*][color=var(--tw-prose-bold)]新材料研究:[/color]在新材料的研发中,SEM/EDS技术可以帮助科学家们了解材料的成分和结构,为设计出更具性能的新材料提供支持。这对于电子、光电和生物医学领域的创新至关重要。[/list][b]SEM/EDS在生命科学中的崭新视角[/b]除了在材料科学领域的应用,SEM/EDS在生命科学研究中也发挥着越来越重要的作用。[list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]细胞和组织的微观观察:[/color]SEM的高分辨率使得生物学家能够深入观察细胞和组织的微观结构,为生命科学研究提供更为详尽的信息。[*][color=var(--tw-prose-bold)]病理学研究:[/color]在病理学领域,SEM/EDS技术帮助研究人员更全面地了解病变组织的微观特征,为疾病的诊断和治疗提供重要线索。[/list][b]结语[/b]SEM/EDS技术正逐渐成为材料科学和生命科学研究中不可或缺的工具。通过这一技术,我们能够深入微观世界,发现未知,解锁材料和生物之谜。如果你对微观世界充满好奇,SEM/EDS或许将是你深度探索的窗口。欢迎大家在评论区分享你对这一领域的疑问或想法,让我们一同探索微观世界的奥秘。

  • 【原创】偏光显微镜观察 研究地质矿物学

    [color=#000000][font=宋体]矿物学 mineralogy [/font][font=宋体] [size=3]偏光显微镜[/size][size=3] [/size]研究矿物的物理性质、化学成分、晶体内部结构以及自然界的产状和分布,并根据形成的物理化学条件研究其成因,利用矿物的成分和特殊性能,研究其用途的学科。 [/font][font=宋体]  简史 矿物学是地质学的基础分支学科。在石器时代 ,人类已利用多种矿物制造工具和饰物,但在19世纪以前,矿物学的发展却很缓慢,它基本处于对矿物的记载和表面特征的描述方面。19世纪中期以后,研究手段经历了几次重大突破,推动了矿物学的发展。1857年英国学者H.C.索比制成了[size=3]显微镜[/size][size=3] [/size]的偏光装置,推进了对矿物的光学性质等实质问题的研究和鉴定,光性矿物学这一经典方法沿用至今;1912年德国学者M.T.F.von劳厄成功地进行了对晶体的X射线衍射的实验,从而使晶体结构的测定成为可能,使矿物学研究从宏观进入到微观的新阶段,建立了以成分、结构为依据的矿物晶体化学分类。20世纪中期以来,固体物理、量子化学理论以及波谱、电子显微分析等微区、微量分析技术被引入,使矿物学获得新进展,建立了矿物物理学(主要研究内容为矿物的化学键理论,矿物谱学、能量状态,实际矿物晶体的缺陷,矿物物理和化学性质,高压矿物物理等)。矿物原料、材料广泛的开发利用,推动了实验矿物学的研究,如矿物的人工合成,高温、高压实验和天然成矿作用模拟等。矿物学、物理化学和地质作用的研究相结合,使成因矿物学和找矿矿物学逐步形成,从而在矿物资源的寻找与开发方面获得了更广泛的应用。当前,矿物学的研究领域已由地壳矿物到地幔矿物和其他天体的宇宙矿物;由天然矿物到合成矿物。研究内容由宏观向微观纵深发展,由主要组分到微量元素;由原子排列的平均晶体结构到局部的晶体结构和涉及原子内电子间及原子核的精细结构。在应用领域,矿物已不仅在于把它作为提取某种有用成分的原料,还在于从中获得具有各种特殊性能的矿物材料,其发展具有广阔的前景。 [/font][font=宋体]  研究方法 主要有野外研究和室内研究两大部分。前者包括野外地质产状调查和矿物样品的采集等。室内研究方法很多。如手标本的肉眼观察,包括双目[size=3]显微镜[/size]下观察和简易化学试验的基础研究,在偏光和反光[size=3]显微镜[/size]下矿物基本光学参数的测定,用于矿物种的鉴定。矿物晶体形态的研究,包括用反射测角仪进行晶体测量和用干涉[size=3]显微镜[/size]、扫描电子[size=3]显微镜[/size]对晶体表面微形貌的观察。矿物化学成分的检测方法有:光谱分析、常规化学分析、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]、激光光谱 、X 射线荧光光谱和极谱分析,电子探针分析,中子活化分析等 。物相分析和矿物晶体结构研究中,最常用的是粉晶和单晶的X射线分析,用于测定晶胞参数 、空间群和晶体结构 。尚有红外光谱测定原子基团;穆斯堡尔谱测定铁等的价态和配位;用可见光吸收谱进行矿物颜色和内部电子构型的定量研究;以核磁共振测定分子结构;顺磁共振测定晶体结构缺陷。以热分析法研究矿物的脱水、分解、相变等。此外,透射电子[size=3]显微镜[/size]的高分辨性能可用来直接观察超微结构和晶体缺陷 。还有一些专门研究法,如包裹体研究,同位素研究;把矿物作为材料的物理化学性能的试验等。[/font][/color][size=3][font=Times New Roman][/font][/size]

  • 新电子显微镜可放大2500万倍观察分子结构

    科技日报 2012年03月17日 星期六 本报讯 日本京都大学化学研究所的一个研究小组对电子显微镜进行了改进,使其对碳、氮等含有有机结晶的分子的观察倍率达到2500万倍,能够清晰地观察到以前无法确认的分子。 电子显微镜使用电子束照射物体,通过透过物体的电子束强弱和形状在计算机上变换成为图像,电子束越细微地震动就越能形成高倍率和鲜明的图像。但有机结晶容易被电子束破坏,迄今为止电子显微镜观察有机结晶的界限是600万倍。研究小组使用一半的电子束宽度,同时开发出使其更为细微震动的技术,从而不会破坏分子结构,达到高倍率显微观察效果。该研究发表在美国《科学》杂志上。 研究小组负责人仓田称:“这是迄今为止首次清晰地观测到有机结晶的结构。今后将对其进行详细解析。”(陈超)

  • OPTON的微观世界|第3期 揭开“财富”之谜 ——显微技术在钞票防伪中的应用

    OPTON的微观世界|第3期 揭开“财富”之谜 ——显微技术在钞票防伪中的应用

    前期回顾前两期内容我们通过显微分析技术,探索了防雾霾口罩的微观结构和显微镜下雾霾颗粒的形貌,并且通过SEM扫描电子显微镜与能谱EDS联用分析了被口罩所拦下的颗粒的化学组成。本期我们将继续通过显微分析来探索:【为何2009版的美元被称为最难仿制的货币】。序 言如下图所示,【2009版】100美元中新加了一条垂直的蓝色3D防伪条,上面印有深蓝色“100”字样和费城“自由钟”图案,变换钞票角度时,钟形图案会变成数字“100”。将钞票前后倾斜,钟形图案和数字“100”会左右移动。如果左右倾斜,它们将上下移动。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_01_3001042_3.jpg新/旧版100美元差别示意图 这种MOTION安全线采用了目前最新的微透镜阵列成像技术,几乎没有办法进行伪造。本期我们将通过显微镜来对100元美刀的MOTION进行观察,揭开这种微透镜成像技术之谜。一、神奇的变色蓝条——MOTION安全线本期专题笔者带着好奇心,把100美刀的钞票放进了我们的ZEISS电镜下面,来观察100美刀上神奇的蓝条结构是否有什么不同。1. 2009版100元美刀的制样及观察范围http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_02_3001042_3.jpg2009版100元美刀的简单制样及观察部位废了不少力气笔者终于收集到了一张2009版的100元美刀,如上图所示,经过简单的折叠将它固定在Zeiss电镜的19孔样品台座上(可以同时放置19个小的样品台),之后将它放进电镜中对右下角图片中画红框的部位进行观察,看这条蓝色的变色条带在微观形貌上有什么特别的地方。2. 微观形貌结构对比http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_03_3001042_3.jpg蓝条部位(左)与旁边部位(右)显微结构差别在显微镜下我们可以看到蓝条部位(上图左半边)由很多个直径20μm的小球致密有序的排列而组成的,上面还印刷了菱形的有序栅格。而右边部分在显微镜下可以看到是由印刷的特别致密平整的纸浆纤维组成的,肉眼下可见的有序的条纹在电镜观察是由很多几十个μm的小片组成的。3. 高倍形貌-元素分析http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_04_3001042_3.jpg有蓝条部分(左)和无蓝条部分(右)形貌及元素差异的对比 从图中形貌分析中可以看出蓝条部位与周围形貌最大的差别就是有了一个个规则排列的圆形小球,这些小球尺寸均一,排列整齐,同时通过元素分析我们可以发现这些小球都是有碳氧有机物组成的高分子小球,因此可以想象要制作这样的材料对工艺的要求非常的高,同时除了这些小球外,上层还印刷了一层含有“氟、镁、铝、铁、络”的金属印刷条纹,这一条小小的蓝色条带集成了目前很多的高精端技术。右边的印刷条纹放大了之后可以看到是由一片片片状的物质组成的,这些片状物质的元素也是含“氟、镁、铝、铁、络”的金属物质,但是与蓝条上的金属物质形貌差别很大,可以明显看出这两种材料是由不同种牌号的原料和工艺制作而成的。二、微阵列透镜成像技术美国2009版100美元采用了6毫米宽的双通道MOTION技术,动感强烈,既简单又明了的大众防伪技术,下图为我们直观的介绍了微透镜成像技术的原理结构图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211620_01_3001042_3.jpg微透镜成像技术示意图该技术在透明薄膜的两面分别制作微透镜阵列和与之匹配的微图文阵列,通过微透镜阵列对微图文阵列的莫尔放大作用成像,形成强烈的动感、体视、变换等多种效果,包括上浮、下沉、平行运动(动感效果与移动方向一致)、正交运动(动感效果与移动方向垂直)、双通道等。通常透明薄膜要求很薄,一般要求小于50μm, 这就必须要求微透镜阵列与微图文阵列的加工精度非常高,常规的制版和生产工艺无法满足要求,只有依靠现代的精密微纳加工、UV压印等特殊的工艺,而且,两者之间还需要严格的结构匹配关系、工艺要求非常高,极难伪造,只有通过显微结构分析,对工艺及条件摸索的很成熟才可以做出来。三、后记http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211620_02_3001042_3.jpg蛋白石呈现多种颜色与微观结构的关系材料的微观结构对宏观的光学性能巨大的改变,一直以来在自然界中就有存在,从蝴蝶翅膀到阳光下五彩缤纷的蛋白石(上图左),这都是由于这些材料本身的特殊结构所引起的。我们人类通过对周围微观世界的观察和思考,模仿自然界的原理,一步步的发展出了很多先进的光学技术,如光纤传导、数码成像、光子晶体等等······极大的改变了人类生活的品质。通过运用显微技术对微观世界进行观察,我们的生活发生了翻天覆地的变化,而随着显微技术的不断成熟和先进,我们在微观世界可以观察到的信息越来越多,可以预见我们的人类今后的生活会更加的便捷和美好。

  • 【分享】焊缝组织观察及分析

    [color=#DC143C][size=4]目的:[/size][/color]观察焊缝宏观组织,观察焊缝,热影响区及母材金属的显微组织; 了解焊缝金相检验方法。一般把焊缝组织划分宏观组织和微观组织,因此焊缝接头的金相检验一般也分为宏观分析和显微分析两种。焊接接头的宏观组织可分为三个部分:(1)中心焊缝区;(2)靠近焊缝的热影响区(3)母材金属。(一)焊缝区的重复显微组织 在显微镜下观察,焊缝凝固后的组织主要特征之一是形成柱状晶。其生长有明显的方向性,与散热最快的方向一致,即垂直于熔合线向焊缝中心发展。对于常用的焊接结构钢(低碳钢)从液态向固态的一次结晶形成柱状晶奥氏体,然后进一步冷至室温还要经历二次结晶过程,呈柱状晶的奥氏体在冷却过程中分解为铁素体和珠光体。由于含碳较低,由先共析体素体沿奥氏体晶界析出,把原奥氏体的柱状晶轮廓勾画出来,也称为柱状铁素体。柱状铁素体十分粗大,其间隙中为少量珠光体,往往成魏氏组织形态。若为多层焊接,焊缝二次结晶组织变为细小铁素体加少量珠光体。这是由于后一层焊缝相对前一层焊缝进行加热,使其发生相变再结晶,从而柱状晶消失,形成细小的等轴晶。合金钢二次结晶的组织,则受到合金元素和焊接条件的影响而会出现不同的组织一般焊缝中合金元素较多,淬透性较好或冷却速度加快时出现贝氏体-马氏体组织。焊接接头的显微组织

  • 【分享】金属和合金的微观分析

    【分享】金属和合金的微观分析

    金属和合金的微观分析 microanalysis of metals and alloys   金属与合金的各种相的形貌(形状、大小和分布等)、晶体结构、化学组成等微观的研究,统称微观分析。金属与合金的性能与其显微组织密切相关。随着微束分析仪器的不断发展,对金属与合金的分析也逐渐深入,由过去的毫米、微米尺度正在进入到纳米(1nm=10-9m=10┱)尺度。在某些特殊情况下,甚至可以直接观察单个原子,并确定其原子序数。根据微束源不同,微观分析仪器可分光子、电子和离子束三大类(图1)。此外中子衍射也有所应用。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292123_34034_1634962_3.jpg[/img]光束微观分析 人们最早是使用光学显微镜观察钢的相变及各种相的形貌,在此基础上形成了金相学这门学科(见光学金相显微术)。后来又用 X射线衍射研究晶体结构(见X射线衍射),曾以此证明 β-Fe与铁素体相同,不是一种新相。到了30年代,这种晶体结构研究阐明了电子化合物的晶体结构类型与电子浓度间的关系,发现了固溶体在预沉淀阶段中溶质原子偏聚成的GP区,确定了金属晶体在范性形变中的滑移面与滑移方向,并在此基础上发展出位错概念和其几何模型(见晶体缺陷)等等。这种X射线金相研究的建立为金属学奠定了基础。   过去,合金中的第二相颗粒的化学成分,主要是用化学或电化学方法,先将它们从基体中分离出来,再用常规化学分析方法测定,如过渡族金属在铝合金中与铝形成的化合物和在合金钢中与碳形成的合金碳化物等(见合金相)。应用激光技术,在光学显微镜中安装激光源,使激光通过透镜中心孔射到金相试样上选好的第二相颗粒上,测定所含各元素的发射光谱,可以测定微区成分,但是激光束的直径在10μm以上,因此这种激光探针只适用于分析如钢中夹杂物、矿物及炉渣中较粗大的颗粒。   电子束微观分析 电子显微镜的问世把放大倍率由光学显微镜的一千多倍提高到扫描电子显微镜(SEM)的几万倍或透射电子显微镜(TEM)的几十万倍(见电子显微学)。不仅如此,电子显微镜还发展成为一个全面的微束分析仪器,既能观察几个埃(┱)的微观细节,还能进行几十埃范围的晶体结构分析(选区或微束电子衍射)和成分分析(X射线谱或电子能量损失谱)。   X射线波谱和电子探针 聚焦的电子束照射到试样上,使其中的原子失掉核外电子而处于激发的电离态(图2a),这是不稳定的,外层电子会迅速填补内层电子空位而使能量降低(图2b)。4释放出来的能量(在图中是EK-EL2)可以产生该元素的具有特征波长或能量的标识X射线谱。根据这些X射线的波长不同,经分析晶体展谱(X射线波谱,wave dispersive spectroscopy,简写为 WDS)或根据X射线光子能量不同由半导体探测器等展谱(X射线能谱,energy dispersive spectroscopy,简写为EDS)。X射线波谱仪的构造原理与X射线荧光谱仪基本相同,只不过是用电子而不是用X射线作为激发源。X射线波谱仪的特点是分辨率高,因此分析的精度高而检测极限低,此外,根据布喇格定理2dsinθ=λ,采用晶面间距d 大的分光晶体,可以分析标识X射线波长为λ的硼、碳、氮、氧等轻元素。它的缺点是分光晶体接受X射线的立体角小,X射线的利用率低;此外,试样要求象金相试样那样表面平正光洁,不能分析凸凹不平的试样。电子探针(electron microprobe,简写为EMP)就是由几个电磁透镜组成的照明系统与 X射线波谱仪结合在一起的微束分析仪器,电子束焦斑直径一般是0.1~1μm。将金相试样置于电子探针仪中,用静止的电子束可以得到定点的分析结果,也可以用扫描电子束得到一些元素在一条直线上的一维分布或一个面上的二维分布。电子探针在分析合金中第二相的成分、偏析、晶界与表层成分方面用途很广。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292123_34035_1634962_3.jpg[/img]X射线能谱仪 主要由半导体探测器及多道分析器或微处理机组成(图3),用以将在电子束作用下产生的待测元素的标识 X射线按能量展谱(图4)。X射线光子由硅渗锂 Si(Li)探测器接收后给出电脉冲信号。由于X射线光子能量不同,产生脉冲的高度也不同,经放大整形后送入多道脉冲高度分析器,在这里,按脉冲高度也就是按能量大小分别入不同的记数道,然后在X-Y记录仪或显像管上把脉冲数-脉冲高度(即能量)的曲线显示出来。图4就是一个含钒、镁的硅酸铁矿物的 X射线能谱图,纵坐标是脉冲数,横坐标的道数表示脉冲高度或X射线光子的能量。X射线能谱仪的分辨率及分析的精度不如根据波长经晶体分析的波谱仪,但是它没有运动部件,适于装配到电子显微镜中,而且探测器可以直接插到试样附近,接受X射线的效率很高,适于很弱的X射线的检测。此外,它可以在一、二分钟内将所有元素的 X射线谱同时记录或显示出来。X射线能谱仪配到扫描电子显微镜上,可以分析表面凸凹不平的断口上的第二相的成分;配到透射电子显微镜上可以分析薄膜试样里几十埃范围内的化学成分,如相界、晶界或微小的第二相粒子。因此X射线能谱仪目前已在电子显微学中得到广泛应用。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292124_34036_1634962_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292124_34037_1634962_3.jpg[/img]X 射线能谱分析的一个较大弱点是目前尚不能分析原子序数为11(Na)以下的轻元素,因为这些元素的标识X射线波长较长,容易为半导体探测器上的铍窗所吸收。目前正在试制无铍窗及薄铍窗的探测器,目的是检测碳、氮、氧等轻元素。   电子能量损失谱(electron energy loss spectro- scopy,简写为EELS) 能量为E的入射电子与试样中原子的非弹性碰撞使后者电离而处于较高能量的激发态(图2a中是K激发态、能量为EK),入射电子损失的能量为EK+ΔE,ΔE为二次电子的逸出功。由此可见,对于不同元素,电子能量损失有不同的特征值。使透射电子显微镜中的成像电子经过一个静电或电磁能量分析器,按电子能量不同分散开来。除了有一个很强的无能量损失的弹性电子能量峰外,还会出现一些与试样中各元素相对应的较弱的具有特征能量损失的峰。尽管这些峰不很明锐(较好的水平是2~3eV),定量分析还存在一定困难,但是由于它有下列两个显著优点而在透射电子显微术中逐渐得到广泛应用:一是可以分析B、C、N、O等轻元素;二是将电子束聚焦到几十埃就可以测出微小区域的组成。显然,入射电子由于产生标识X射线而损失一定能量(图2a、b),可见电子能量损失谱和X射线能谱有着密切关系。

  • 透射电镜(TEM):揭秘微观世界的奥秘

    今天我将为大家带来一篇关于透射电镜原理、行业应用以及一些令人惊叹的实例的详细探讨。透射电镜作为一种强大的微观成像工具,在科学研究、材料科学和生命科学领域发挥着不可替代的作用。[color=#ff0000][b]透射电镜原理解析[/b][/color]透射电镜是一种通过物质透过性样本的薄片进行观察的高分辨率显微镜。其原理基于电子的波动性,与传统光学显微镜不同,透射电镜使用电子束而非可见光线,因此具有更高的分辨率。[list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]电子源:[/color]透射电镜使用电子枪产生高速电子束。这个电子束的能量通常在几千至几百千伏之间,相比可见光波长更短,因此具有更高的分辨率。[*][color=var(--tw-prose-bold)]透射样本:[/color]样本需要被制备成极薄的切片,以确保电子能够透过样本,形成透射电镜图像。样本通常使用特殊的染色方法,以增强对比度。[*][color=var(--tw-prose-bold)]透射:[/color]电子束透过样本后,通过一系列的电磁透镜系统进行聚焦,最终形成高分辨率的影像。这些影像具有比传统光学显微镜更高的放大倍数。[*][color=var(--tw-prose-bold)]成像系统:[/color]透射电镜的成像系统可以捕捉电子束透过样本后的相互作用,生成高质量的二维或三维图像。[/list][b][color=#ff0000]透射电镜在科学研究中的应用[/color][/b][list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]材料科学:[/color]在材料科学领域,透射电镜被广泛用于研究纳米结构、晶体缺陷和材料的微观性质。通过高分辨率的图像,科学家们能够深入了解材料的原子结构和相互作用。[*][color=var(--tw-prose-bold)]细胞生物学:[/color]在细胞生物学研究中,透射电镜揭示了细胞内部结构的微观细节,如细胞器的形态、核糖体的排列等。这对于理解细胞功能和疾病机制至关重要。[*][color=var(--tw-prose-bold)]纳米技术:[/color]透射电镜在纳米技术研究中扮演着关键角色,帮助科学家们观察和操纵纳米尺度下的材料。这对于纳米电子学、纳米材料和纳米医学的发展具有深远影响。[/list][b][color=#ff0000]透射电镜的新领域探索[/color][/b][list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]生命科学的前沿:[/color]在生命科学领域,透射电镜正在探索单个生物分子的结构和相互作用。这为药物设计和生物医学研究提供了宝贵的信息。[*][color=var(--tw-prose-bold)]量子领域的启示:[/color]透射电镜在量子领域的研究中也展现了巨大潜力。科学家们正在利用透射电镜来观察和分析量子物质的行为,推动了量子信息和计算的发展。[/list][color=#ff0000][b]行业前景和挑战[/b][/color]透射电镜作为一项关键的实验室工具,其应用领域日益拓宽。然而,面临的挑战包括对样本制备的要求高、仪器昂贵以及操作技能的需求。未来,随着技术的不断创新,这些挑战有望逐渐得到解决,推动透射电镜在更多领域中的广泛应用。[b][color=#ff0000]结语[/color][/b]透射电镜的发展和应用为我们提供了一扇探索微观世界的窗户。从材料科学到生命科学,透射电镜的应用范围不断扩大,为科学研究、工程创新和医学进步提供了重要支持。通过深入了解透射电镜的原理和应用,我们有望揭开更多微观世界的奥秘,推动科学的边界不断拓展。如果你对透射电镜领域有更多疑问或想要分享相关经验,请在评论中留言,我们共同探索这个令人着迷的科学领域。

  • 【原创大赛】OPTON的微观世界之 从宏观到微观:向自然界学习压力物质运输的最优化法则——默里定律

    [b]序 言[/b]自然界中的所有动物和植物都具有类似的网格状等级结构,比如叶子的叶脉、植物的根茎系统、人体的血管系统等等,这些结构的存在不仅仅是为了保证自身结构的稳定,同时还确保了生命体在进行新陈代谢与物质能量传递过程中所受的阻力最小、运输的效率最高。[b]一、默里定律在自然界的应用[/b]我们都知道根据流量与流速的关系,当液体从一个比较粗的管道流进一个比较细的管道时,液体的流速会增加,同时细管的所受的液体压力相对于粗管所承受的压力来说也更大。但是通过对我们生物界的血液系统进行观察可以发现生物体内不管是粗的血管还是细的血管,所受的压力都不会太大。科学家默里通过观察发现在人体中很多小血管从一个大血管分叉出去,所有小血管的横截面积的总和大于大血管的横截面,通过精确计算可以知道在一个最佳血液循环网络中,大血管半径的立方,大约等于小血管半径的立方的总和。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/5ae28483-121a-4329-a4fc-622ff1f503e0.jpg[/img][/align][align=center]图1. 人体血管与叶片脉络的电镜显微图[/align][align=center][/align]如上图所示,在自然界中不管是动物还是植物,涉及到物质运输时,其运输管道都会遵循默里定律(血管、气管、根系、叶脉等),以使物质传输效率达到最优化,同时也使构造力学结构最优化。[align=center][b][/b][/align][b]二、通过向自然界学习默里定律的应用示例2.1 锂离子电池[/b][align=center][/align][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/6f8b1ca1-417e-4b09-921c-5c045e67aaf9.jpg[/img][/align][align=center]图2. 根据默里定律设计的多等级孔道电极材料示意图[/align]依据默里定律发现的自然界中动植物物质运输的最优化法则,科学家们设计了上图2所示的多等级孔隙电极材料,电极材料中的大孔、小孔、微孔的孔隙比率遵循了默里定律的最优比。有这种结构的电极材料由于锂离子在其内脱锂嵌锂的效率非常高,其充放电的倍率性能及比容量都比常规的氧化锌电极材料高出很多,下图是其充放电的性能示意图:[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/942659bb-aca6-4c29-8d86-246c870c0f96.jpg[/img][/align][align=center]充放电倍率性能、循环稳定性能、比容量性能示意图[/align][b]2.2 天然气、水、石油运输[/b][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/5ce8dbe4-4392-4a04-ab6f-304fcb6a1a7c.jpg[/img][/align][align=center]图3. 管道运输示意图[/align]西气东输、南水北调这些石油、天然气、水的大量运输过程中管道的粗细与运输速度和所承受的压力要经过严格的计算才能保证安全高效的运输工作,这里也体现了默里定律的重要性。[b]后 记[/b]“实践是检验真理的唯一标准”,先人们通过模仿大自然的运行规律,总结出来了很多可以被我们后人来学习和使用的规则与定律,通过对这些规则与定律的应用,我们的生活水平与科技水平得到了飞速的提高。但是碍于之前我们的观察能力,仅仅能对肉眼或者光学显微镜能够看到的世界来进行学习与模仿。而现如今电子显微镜的存在极大的提高了我们观察身边的微观世界,更有效的学习自然法则,研究微观形貌结构与宏观材料性能的关系,制造出更先进更优异的材料及工具来改善我们现今的生活。

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