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耐光照性能研究

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耐光照性能研究相关的资讯

  • 合肥研究院在ITER大口径磁场耐受测试装置性能研究方面取得新进展
    近期,中科院合肥研究院等离子体所电源及控制工程研究室高格、蒋力课题组博士后黄亚在国际热核聚变实验堆ITER的大口径磁场耐受测试装置线圈偏移对性能影响研究方面取得新进展。研究成果发表在工业电力电子领域权威期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics上。托卡马克装置周围环境磁场对磁敏感设备的安全运行有着重要作用,不同强度的磁场会影响器件设备的正常工作。大口径磁场耐受测试装置作为能够解决强磁兼容测试的有效途径之一而备受研究关注,该装置是由多组线圈组成的磁场发生系统,设计及安装过程中的线圈偏移会造成内部测试区域磁场性能的改变。为了研究线圈偏移与磁场性能的关系,科研人员针对3组线圈18个自由度的偏移进行了深入研究,研究了单、多个变量的影响情况,从磁场分布数据的规律改进了计算方法,完成了多参数下最大允许偏移的快速计算,同时搭建实验平台,实验结果验证了理论分析的正确性。本研究以大口径磁场耐受测试装置为对象,研究线圈偏移对磁场均匀性造成的误差。根据系统原理,通过坐标变换阐述了线圈偏移引起的磁场的计算方法;讨论了单线圈和两个线圈在不同位置和角度偏移组合下的磁场性能分布;最后在偏差变量较多的前提下,提出了一种确定设备线圈允许偏移的合理方法。同时针对各种偏移,总结了允许偏移量和误差的公式,便于计算出所需误差的允许偏移量,为实际安装相关设备提供了理论依据。上述研究工作得到中国博士后面上基金和安徽省自然基金的支持。论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9896766 图1:托卡马克装置周围的磁场分布图2:大口径磁场耐受测试装置
  • 中国国际科技促进会发布《激光照明用稀土荧光陶瓷可靠性性能的试验方法》和《稀土激光荧光陶瓷热稳定性的测定》两项团体标准
    根据《中国国际科技促进会团体标准管理办法》的要求,《激光照明用稀土荧光陶瓷可靠性性能的试验方法》和《稀土激光荧光陶瓷热稳定性的测定》两项团体标准已经完成立项、编制起草、征求意见、评审、修改、审查、批准及备案等标准制定流程,经中国国际科技促进会标准化工作委员会审批通过,正式发布,现予以公告,即日起实施。详情见正式文件。 中国国际科技促进会标准化工作委员会2023年7月17日关于《激光照明用稀土荧光陶瓷可靠性性能的试验方法》团体标准发布的公告.pdf关于《稀土激光荧光陶瓷热稳定性的测定》团体标准发布的公告.pdf
  • 高性能金属基润滑耐磨损材料制备有了新思路
    7月30日,科技日报记者从中国科学院兰州化学物理研究所了解到,该所固体润滑国家重点实验室高温摩擦学课题组在新型润滑耐磨损高熵/中熵合金设计制备和性能调控等方面进行了系统研究,取得了系列进展。给出一种构筑多级纳米异质结构和成分波动特征来实现合金低磨损的新方法,相关研究成果近日发表于综合性学术期刊《研究》。新型高熵/中熵合金具有诸多新奇特性,为设计制备高性能金属基润滑耐磨损材料提供了新启发,是目前材料学和摩擦学研究的热点和前沿。在解决高温润滑与磨损方面具有重要应用价值传统合金往往是由一种或两种主要金属元素构成,其他合金化元素的比例相对很低。高熵/中熵合金是近年来发展起来的有别于传统合金的新型合金。高熵合金和中熵合金是由多种主要金属元素构成的合金,二者只是在主要金属元素的种类和数量上有差异。一般而言,高熵合金包含5个或5个以上等原子比的金属元素,而中熵合金则包含3个金属元素。高熵/中熵合金展现出许多优异的力学和物理性能。“高熵/中熵合金有几个明显的特点,主要包括组织结构表现出复杂异质性、成分表现出多组元特征,具有‘质剂不分’的浓缩固溶体结构、晶体结构表现出连续畸变性。”中国科学院兰州化学物理研究所研究员程军介绍,基于其独特的异质结构、成分波动、多级纳米析出相等微观组织结构和多组元特征,高熵/中熵合金展现出卓越的强度—塑性组合、高温结构稳定性、摩擦界面自保护、高温抗氧化等新奇特性。与传统合金相比,高熵/中熵合金具有非常广阔的成分调控空间,通过对高熵/中熵合金中的元素进行替换或增减,能获得一些具有特殊性能的微观组织结构和异质相,为设计制备高性能金属基润滑耐磨损材料提供了新思路。程军告诉记者,针对高熵/中熵合金体系开展润滑耐磨损成分设计,采用熔炼、粉末冶金或喷涂等工艺即可制备出具有润滑与耐磨损性能的高熵/中熵合金材料。“这类新型材料在解决航空航天、轨道交通、核能等领域高端装备运动与传动部件的高温润滑与磨损难题方面具有重要的应用价值和应用前景。”程军介绍。强度、塑性、热稳定性和耐磨性优于传统合金中低温下,金属材料摩擦表界面会发生严重的弹塑性变形、局部断裂和磨粒磨损,而高温下则会发生材料黏着、软化变形和氧化磨损,这些因素导致金属材料在宽温度范围内表现出严重的摩擦磨损。针对上述问题,晶粒细化和复合润滑相/抗磨相是目前提高金属材料耐磨损性能的主要手段。“但是,这两类方法通常会引发新的问题,如当晶粒细化至纳米尺度时,可能会在摩擦过程中引发严重的纳米晶不均匀塑性变形,增加磨损;复合润滑相/抗磨相和基体相之间的错配界面可能会使摩擦界面在磨损过程中发生脆性断裂。”程军说。研究表明,如果在摩擦副界面之间引入一个能够逐级释放摩擦应力的界面层,可极大减小摩擦过程中不均匀塑性变形和界面错配导致的磨损问题。然而,这种特殊的界面层难以通过常规的制备或加工手段获得。基于这个问题,研究人员考虑是否可通过调控合金的成分和结构设计制备一种新型金属材料,使其能在中低温摩擦过程中原位形成逐级释放应力的梯度界面耐磨层,高温摩擦过程中形成耐磨损釉质层,从而在宽温度范围内保持稳定的低磨损性能。高熵/中熵合金独特的浓缩固溶体结构使其表现出优于传统合金的强度、塑性、热稳定性和耐磨性等性能。因此,研究人员以镍元素为溶剂,引入等摩尔比的铝、铌、钛和钒4种元素作为合金化元素,通过将合金化浓度从25 at.%(原子百分数)提高至50 at.%,制备了一种具有纳米分级结构和成分波动特征的新型镍铝铌钛钒中熵合金。为了使溶质元素之间形成高混合熵的过饱和固溶体结构,元素粉末需经历32小时的机械合金化过程,形成面心立方结构和体心立方结构的混合固溶体粉末。研究人员通过放电等离子烧结使粉末在1050℃发生异质相分离,并在冷却后固结成型,最终形成高体积分数的纳米耦合晶粒相和分级纳米沉淀相,其呈现纳米分级结构和成分波动特征。纳米分级结构异质相的形成将使合金可在磨损诱导的变形过程中沿深度方向原位形成梯度界面层,选用高浓度的易氧化的铝和铌会促进合金在高温摩擦过程中快速形成保护性氧化釉质层。此外,高浓度的钛可显著提升合金体系的晶格畸变效应,从而提高摩擦界面层的屈服强度。“与传统合金相比,该合金的结构由分级纳米耦合晶粒组成,表现出纳米尺度的成分波动特征,这种独特的异质性结构使合金在室温至800℃宽温度范围内的磨损过程中自发激活自适应摩擦界面保护行为,形成耐磨损纳米梯度摩擦层或釉质层。该材料作为高温抗磨材料具有重要的应用价值。”程军说。他认为该合金成分可调、可采用热压、喷涂等多种工艺固化成型,有望实现产业化应用。
  • 《鞋类鞋带试验方法耐磨性能》国标将实施
    由中国皮革和制鞋工业研究院、福建省晋江市质量技术监督局、福建省鞋服质量检测中心等单位共同起草的国家标准GB/T3903.36-2008《鞋类鞋带试验方法耐磨性能》,将于9月1日起实施。  该标准规定了测定鞋带反复摩擦耐磨强度的三个试验方法,即鞋带与鞋带的摩擦、鞋带与标准鞋眼的摩擦、鞋带与鞋眼(从鞋上剪切)的摩擦等三种试验方法,以方便生产企业根据客户要求的不同以及终端产品的功能特点而选用,适用于各种鞋类用的鞋带耐磨性能试验。该标准解决了长期困扰鞋类的物性检测难题,填补国内试验方法的空白。
  • 原位光照XPS携手SPM,助力复旦大学发表光催化领域知名SCI期刊
    导读太阳能以其取之不尽、用之不竭、清洁可再生等特点,有望成为化石燃料的替代能源之一,半导体光催化因其成功将太阳能转化为所需的化学能而引起了研究者极大的兴趣。光催化制氢是将太阳能转化为化学能的最重要途径之一,而其关键技术在于开发高效、高稳定性、低成本的光催化剂。基于此,复旦大学戴维林教授课题组设计了一种CdSe纳米棒@Ti3C2 MXene纳米片复合光催化剂,并结合SPM(扫描探针显微镜)及原位光照XPS(X射线光电子能谱)结果进行相关机理探讨,为进一步开发高效稳定的光催化体系提供了研究思路。岛津分析中心参与该项研究工作,相关合作成果发表于光催化领域国际知名SCI期刊《Applied Catalysis B: Environmental》(IF=24.3)上。图1. 期刊首页截图图2. 摘要译文研究内容概览CdSe(硒化镉)因其合适的带隙、在可见光区的强吸收和高化学稳定性而备受关注,然而由于光生载流子的快速复合,单独使用CdSe的产氢性能仍然不能令人满意。Ti3C2 MXene作为一种新型二维材料,具有独特的结构以及良好的物理化学性能,与合适的窄禁带半导体复合可以获得可见光催化活性并促进光生载流子的分离。XPS&SPM携手,探明电子转移机理本研究工作利用原位水热技术构建了由Ti3C2 MXene纳米片(采用岛津SPM测定得到的片层厚度为~1.45 nm,见图3)和CdSe纳米棒组成的二元异质结,通过光催化产氢活性测试发现,在可见光下,CdSe-Ti3C2 MXene(以下简称CdSe-MX)的最佳氢生成活性比原始CdSe高近六倍。图3. Ti3C2 MXene纳米片片层厚度测定图4. 岛津AXIS Supra+仪器及SPM-9700HT图5给出了CdSe-MX复合材料与纯CdSe的各元素高分辨XPS谱图,较于纯物质,复合后结合能的移动可反映出复合材料之间存在电子转移作用,一般失去电子的一方结合能升高,反之降低。图5(a、d)中,与纯MXene相比,CdSe-MX的C 1s中归属于C-Ti峰的结合能以及Ti 2p中Ti-C 2p3/2的结合能位置均降低;相应地,与纯CdSe相比,CdSe-MX的Se 3d5/2结合能以及Cd 3d5/2结合能位置均升高。以上结果表明CdSe-MX复合材料中电子由CdSe转移至Ti3C2 MXene表面。进一步地,采用岛津SPM获得了CdSe-MX的原子力显微镜图像和相应的表面电位分布(图6)。CdSe富集区域的较高电势表明失去电子的趋势更大,进一步表明电子转移是从CdSe到MXene。图5. CdSe-MX复合材料与纯CdSe的(a) C 1s、(b) Cd 3d、(c) Se 3d、(d) Ti 2p 高分辨率XPS谱图图6. CdSe-MX的原子力显微镜图像和相应的表面电位分布由于真实反应体系在光照下进行,故进一步采用原位光照XPS用于探索CdSe和Ti3C2 MXene之间的电荷转移,结果见下图7。与黑暗条件相比,Cd 3d的结合能在光照射下正向移动0.4 eV,Se 3d 峰的结合能在光照条件下也正向移动0.3 eV。同时,Ti 2p 峰的结合能在可见光照射下负向移动0.2 eV。这一发现证明了在原位光照条件下,电子进一步从CdSe转移到MXene。图7. 原位光照前后CdSe-MX的Cd 3d (a)、Se 3d (b) 和Ti 2p (c)的高分辨率XPS谱图客户心声复旦大学 戴维林教授复旦大学化学系戴维林教授表示:采用XPS与SPM技术联合成功证明了复合材料中的电子转移方向,为本篇文章的机理研究提供了有理论据。此外传统的非原位表征手段,只能体现催化剂反应前与反应后的状态,原位表征在催化反应中逐渐成为不可或缺的表征手段,原位光照XPS的引入更能体现反应状态下的材料特征,期望后续能够与岛津有更多关于原位表征的合作。撰稿人:崔园园、刘仁威本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。如需深入了解更多细节,欢迎联系津博士sshqll@shimadzu.com.cn
  • 物理所获得具有类金刚石耐磨性能的非晶合金
    类金刚石材料因超高的硬度和自润滑能力而展现出极佳的摩擦磨损性能。然而,受湿度、温度、气氛等环境因素和尺寸的限制,类金刚石材料的应用局限于涂层和复合材料的填充剂。相比类金刚材料,金属的应用更加广泛。但金属的硬度往往较低,缺乏自润滑能力,大部分金属材料的摩擦磨损性能远远逊色于类金刚石材料。在金属材料中获得金刚石般的摩擦磨损性能将极大拓宽耐磨材料的选择范围。非晶合金保留了液态熔体的无序原子结构,具有高强度、高硬度的特点。不同于传统金属,非晶合金表面呈现类似液体的性质,从而出现自润滑效应,使得许多非晶合金展现出接近类金刚石材料的摩擦系数(COFs0.2)。非晶合金的高强度也使其具有良好的磨损抗性,磨损率Ws约为10-5-10-6 mm3/Nm。这一磨损率虽然远低于常见金属材料,但和类金刚石材料约为10-6-10-9 mm3/Nm的磨损率相比仍然很高。降低非晶合金磨损率的关键在于提高结构稳定性和断裂韧性。令人遗憾的是,大部分非晶合金因为玻璃转变温度和晶化温度低而在高速往复摩擦过程中容易出现结构弛豫或晶相的析出,导致局部裂纹产生,磨损抗性随之降低。因此,寻找结构稳定、韧性良好的非晶合金是提高摩擦磨损性能的重要途径。 中国科学院物理研究所柳延辉、汪卫华团队前期基于材料基因工程理念,发展了高通量实验方法,开发出高温块体非晶合金,发现了非晶合金形成能力的新判据,为非晶合金新材料高效研发提供了有利工具。近期,该团队研究人员针对非晶合金的力学性能设计了高通量表征方法(图1),结合前期发展的高通量制备和非晶筛选技术,研发出摩擦系数、磨损率均和类金刚石材料相当的超耐磨高温非晶合金。 团队选择Ir-Ni-Ta高温非晶合金体系为突破口。该合金体系具有良好的非晶形成能力和高玻璃转变温度,能够克服非晶合金在摩擦过程中的结构失稳问题。此外,该合金体系展现的高强度、高硬度等特点也有助于提高磨损抗力。但难点在于如何在该合金体系内获得韧性较好的成分,从而降低摩擦过程中裂纹产生的可能性。团队利用前期发展的高通量实验技术制备了同时含有大量合金成分的组合样品,确定了非晶形成成分范围。基于非晶合金剪切变形的特点以及剪切带数量和材料韧性之间的关联,团队提出利用纳米压痕技术施加大变形量诱导剪切带和裂纹形成的高通量表征方法。结合压痕形貌表征,该方法可在大的成分范围内快速获得韧性随合金成分的变化趋势,从而确认具有裂纹抗性和塑性的成分区间。此外,纳米压痕技术本身还可同时获得硬度和模量数据。团队进一步通过对特定成分的微纳力学表征证明了该高通量表征方法的有效性,并在Ir-Ni-Ta组合样品中的富Ta区域发现了具有极低摩擦系数和磨损率的非晶合金。微观力学测试显示,该富Ta非晶合金的压缩强度高达5 GPa,大量剪切带的形成表明该合金具有较好的韧性。此外,热稳定性测试和高温氧化测试证明该富Ta非晶合金还具有极好的结构稳定性(晶化温度Tx1073K,氧化温度920K)。在室温大气环境中,采用金刚石球头进行摩擦测试,该富Ta非晶合金的摩擦系数仅为0.05,采用G-Cr合金球头测试,摩擦系数也只有0.15。最为值得关注的是,该富Ta非晶合金的磨损率只有~10-7 mm3/Nm(图2)。这样的摩擦磨损性能已经接近相似测试条件下类金刚石材料的摩擦磨损性能(图3)。这些结果不仅证明了新发展的高通量力学表征方法对快速筛选强韧化非晶合金成分的有效性,更有助于理解非晶合金耐磨性的起源。 以上研究成果以Achieving diamond-like wear in Ta-rich metallic glasses为题近日在线发表在《先进科学》(Advanced Science)上。上述研究工作得到国家重点研发计划、中国博士后科学基金、国家自然科学基金委员会、中国科学院、广东省基础与应用基础研究重大专项的支持。 中国科学院物理研究所(以下简称“物理所”)前身是成立于1928年的国立中央研究院物理研究所和成立于1929年的北平研究院物理学研究所,1950年在两所合并的基础上成立了中国科学院应用物理研究所,1958年更名为中国科学院物理研究所。 物理所是以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构。研究方向以凝聚态物理为主,包括凝聚态物理、光学、原子分子物理、等离子体物理、软物质与生物物理、理论和计算物理、材料科学与工程等。
  • 材料在紫外线照射下的耐候性能测试方法
    材料在紫外线照射下的耐候性能测试方法:紫外线耐候试验机用于测试材料在紫外线照射下的耐候性能。本产品采用最佳类比阳光中UV段光谱的荧光紫外灯,并结合控温、供湿等装置来类比对材料造成变色、亮度、强度下降、开裂、剥落、粉化、氧化等损害的阳光(UV段)高温、高湿、凝露、黑暗淋雨周期等因素,同时通过紫外光与湿气之间的协同作用使得材料单一耐光能力或单一耐湿能力减弱或失效,从而广泛用于对材料耐气候性能的评价,设备具有提供最好的阳光UV模拟,使用维护成本低廉,易于使用,设备采用控制自动运行,试验周期自动化程度高,灯光稳定性好,试验结果重现率高等特点。 1. 准备样品:根据需要,准备测试材料的样品。通常样品应具有一定的面积和规格,并且要保证样品的表面平整。2. 设置参数:根据测试要求,设置紫外线耐候试验机的参数。包括紫外线辐照强度、温度、湿度等参数。根据材料的使用环境,合理设置参数以模拟真实环境。3. 安装样品:将准备好的样品安装到试验机的样品架上。确保样品的安装位置平整,且不与其他样品或试验室设备发生干扰。4. 开始测试:按下开始按钮,启动紫外线耐候试验机。紫外线灯管会开始照射样品,同时控制系统会对温度和湿度进行调节。5. 观察记录:在测试过程中,定期观察样品的变化。可以使用放大镜或显微镜观察样品表面的细微变化。同时,记录下测试时间、温度、湿度等相关信息。6. 结束测试:根据测试要求,当达到设定的测试时间或样品发生明显变化时,停止测试。关闭紫外线耐候试验机并拆下样品。7. 分析结果:根据测试结果,分析样品在紫外线照射下的耐候性能。可以进行表面变色、龟裂、变形、质量损失等方面的评估。以上就是紫外线耐候试验机的使用方法。使用过程中,请遵循相关的安全操作规程,并注意保护眼睛和皮肤避免紫外线辐射。
  • 合肥研究院高性能紫外光探测器研究取得进展
    p  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员李广海课题组在高性能紫外光探测薄膜器件方面中取得进展,相关结果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上,并申请国家发明专利2件。/pp  紫外探测器在空间天文望远镜、军事导弹预警、非视距保密光通信、海上破雾引航、高压电晕监测、野外火灾遥感及生化检测等方面具有广泛的应用前景。在实际应用时,由于自然环境的不确定性,待测目标的紫外光强度通常不高,环境中存在着大量对紫外光具有强吸收和散射能力的气体分子或尘埃,导致最终到达探测器可检测的紫外光信号非常弱。因此,提高紫外探测器对弱光的探测能力至关重要。探测率(detectivity)是衡量探测器件对弱光检测能力的重要指标,探测率由响应度(responsivity)和暗电流密度共同决定。响应度越高,暗电流密度越低,器件的探测率越高。高探测率更有利于弱紫外光的探测。然而,对于大部分半导体光导探测器而言,响应度高的器件常伴随着较高的暗电流 提高材料质量,减少缺陷可降低器件暗电流,但响应度随之减小。因此,器件探测率难以提升,限制了光导探测器在弱紫外光检测方面的应用。/pp  针对上述问题,李广海课题组的副研究员潘书生等在前期透明高阻薄膜的研究基础上,提出以中间带半导体为核心材料构筑紫外探测器的新方法。中间带具有高态密度,能够有效俘陷本征缺陷在导带上产生的电子,从而降低器件暗电流 另一方面,光照时,中间带上储存的载流子能补充到价带上,并被光激发至导带贡献光电流,因此中间带半导体材料紫外探测器能够实现在降低暗电流的同时,保持器件较高的响应度。采用磁控反应溅射技术,沉积Bi掺杂SnO2薄膜,并通过优化实验设计和参数,构筑出了基于中间带半导体薄膜的光导型紫外探测器件。性能测试结果显示,器件暗电流降低至0.25nA,280nm波长紫外光响应度达到60A/W,外量子效率为2.9× 104%,探测率达到6.1× 1015Jones,紫外—可见光抑制比达103量级。器件的动态范围高达195dB,这说明Bi掺杂SnO2薄膜光导探测器可检测极其微弱的紫外光(等效每秒300紫外光子),对较强的紫外光也可探测。/pp  该研究工作得到了国家自然科学基金与合肥研究院固体所所长基金的支持。/pp style="text-align: center "img width="450" height="349" title="W020170907540355593507.jpg" style="width: 450px height: 349px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/1086db54-ce3a-4a29-b90b-ed2b9dbbf2f4.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp  Bi掺杂SnO2薄膜光导探测器件性能:(a) 响应度,(b) 外量子效率,(c) 探测率和 (d) 噪声等效功率。/pp/pp/p
  • 上海光机所太阳电池阵地面光照设备通过验收
    2011年6月,上海光机所高功率激光单元技术研发中心(光源)研制的太阳电池阵地面光照设备通过了上海811所的现场验收。  验收组对设备技术指标进行了现场测试和检查,对有关技术文件资料进行了审查,并听取了该项目负责人李海兵所作的产品研制总结报告。验收组认为产品性能指标满足任务要求,技术文件资料完整有效,一致同意项目通过验收。  太阳电池阵地面光照设备主要应用于定性模拟卫星在轨运行时的空间光照环境,用来检测光照状态下太阳电池阵功率输出功能的正确性、太阳电池阵电路之间电连接的匹配性、太阳电池阵与供配电分系统连接的匹配性,以及星上负载工作状态输出的正确性。  此前,上海光机所已为航天部门研制开发了多台套同类设备,并已成功应用于卫星电池的地面检测。该套设备交付后将用于相关国际合作项目,进行卫星地面检测和演示工作。
  • QUV紫外老化测试应用案例-沥青瓦片耐候老化测试
    最近《This Old House》这档节目介绍了家居装修的内容,在该节目中,着重研究太阳能反射沥青瓦的特性。对这些瓦片进行了加速老化测试,以保证太阳能反射沥青瓦的反射性能。太阳能反射沥青瓦在家居装修的使用具有非常重要的作用,研究表面,建筑材料的选择对建筑物的导热性能非常重要,深色材料的太阳反射率比浅色材料的太阳反射率低,因此选择浅色建筑材料可以降低室内温度,在夏天这是非常重要的。屋瓦对室温温度起到了重要性作用。沥青瓦是是一种具有装饰和防水保温隔热功能的屋面材料,传统的沥青瓦由压在沥青玻璃纤维基材上的小岩石状颗粒制成,具有深色的外观,但具有低的太阳反射率。随着技术的发展,圣戈班等制造商研发了新型的太阳能反射沥青瓦,能保留深色外观的同时,提高太阳反射率,有效反射大部分红外光,具有以下的优点:1.沥青瓦可以抵御各种气候条件,如光照,雨水和冰冻等2.太阳能反射沥青瓦能保温隔热,在夏天阻断热量由外向内传导,在冬天防止热量由内向外散失3.耐腐蚀性,太阳能反射沥青瓦不会在酸雨等恶劣环境下,出现锈蚀、花斑现象然而沥青瓦也有一定的缺点,最大的缺点是易老化,因此对在沥青瓦投入市场使用之前对其进行老化测试非常重要。节目中,圣戈班代表详细介绍了使用QUV紫外老化试验箱对太阳能反射沥青瓦进行加速老化测试,详细说明了各种沥青瓦暴露在太阳辐射的情况,以及如何选择QUV老化测试循环周期更好模拟室外气候条件。翁开尔40年专业资深代理美国Q-LAB系列产品,欢迎致电咨询更多关于Q-LAB耐候老化测试箱,如紫外老化试验箱,氙灯老化试验箱,盐雾腐蚀试验箱等。
  • Advanced Science: 基于高通量方法获取类金刚石耐磨性能的非晶合金
    类金刚石材料因超高的硬度和自润滑能力而展现出极佳的摩擦磨损性能。然而,受湿度、温度、气氛等环境因素和尺寸的限制,类金刚石材料的应用局限于涂层和复合材料的填充剂。相比类金刚材料,金属的应用更加广泛。但金属的硬度往往较低,缺乏自润滑能力,大部分金属材料的摩擦磨损性能远 远逊色于类金刚石材料。在金属材料中获得金刚石般的摩擦磨损行性能将极大地拓宽耐磨材料的选择范围。在工程系统中,摩擦的减少可能来自于使用润滑剂或通过设计减摩表面涂层。 非晶合金保留了液态熔体的无序原子结构,具有高强度、高硬度的特点。不同于传统金属,非晶合金表面呈现类似液体的性质,从而出现自润滑效应,使得许多非晶合金展现出接近类金刚石材料的摩擦系数(COFs0.2)。非晶 合金的高强度也使其具有良好的磨损抗性,磨损率Ws约为10-5-10-6mm3/Nm。这一磨损率虽然远低于常见金属材料,但和类金刚石材料约为10-6-10-9 mm3/Nm的磨损率相比仍然很高。降低非晶合金磨损率的关键在于提高结构稳定性和断裂韧性。令人遗憾的是,大部分非晶合金因为玻璃转变温度和晶化温度低而在高速往复摩擦过程中容易出现结构弛豫或晶相的析出,导致局部裂纹的产生,磨损抗性随之降低。因此,寻找结构稳定、韧性良好的非晶合金是提高摩擦磨损性能的重要途径。中国科学院物理研究所柳延辉、汪卫华团队前期基于材料基因工程理念,发展了高通量实验方法,开发出高温块体非晶合金(Nature , 2019, 569, 99),发现了非晶合金形成能力的新判据(Nature Materials 2022, 21, 165),为非晶合金新材料高效研发提供了有利工具。近期,该团队的李福成博士在柳延辉、汪卫华研究员的指导下,针对非晶合金的力学性能设计了高通量表征方法(图1),结合前期发展的高通量制备和非晶筛选技术,研发出摩擦系数、磨损率均和类金刚石材料相当的超耐磨高温非晶合金。 团队选择Ir-Ni-Ta高温非晶合金体系为突破口。该合金体系具有良好的非晶形成能力和高玻璃转变温度,能够克服非晶合金在摩擦过程中的结构失稳问题。此外,该合金体系展现的高强度、高硬度等特点也有助于提高磨损抗力。但难点在于如何在该合金体系内获得韧性较好的成分,从而降低摩擦过程中裂纹产生的可能性。团队利用前期发展的高通量实验技术制备了同时含有大量合金成分的组合样品,确定了非晶形成成分范围。基于非晶合金剪切变形的特点以及剪切带数量和材料韧性之间的关联,团队提出利用纳米压痕技术施加大变形量诱导剪切带和裂纹形成的高通量表征方法。结合压痕形貌表征,该方法可在大的成分范围内快速获得韧性随合金成分的变化趋势,从而确认具有裂纹抗性和塑性的成分区间(图1a, 1b, 1c)。此外,纳米压痕技术本身还可同时获得硬度和模量数据(图1d, 1e, 1f, 1g)。 团队进一步通过对特定成分的微纳力学表征证明了该高通量表征方法的有效性,并在Ir-Ni-Ta组合样品中的富Ta区域发现了具有极低摩擦系数和磨损率的非晶合金。如图2所示,微观力学测试显示,该富Ta非晶合金的压缩强度高达5 GPa,大量剪切带的形成表明该合金具有较好的韧性。此外,热稳定性测试和高温氧化测试证明该富Ta非晶合金还具有极好的结构稳定性(晶化温度Tx1073K,氧化温度920K)。在室温大气环境中,采用金刚石球头进行原位划痕测试获得摩擦磨损、薄膜结合力等参数。结果如图3所示,该富Ta非晶合金的摩擦系数仅为0.05.除了微观尺度的摩擦磨损测试外,本研究还测试了材料的宏观摩擦磨损特性。如图5所示,采用G-Cr合金球头测试,获得的摩擦系数为0.15。最为值得关注的是,该富Ta非晶合金的磨损率只有~10-7mm3/Nm。这样的摩擦磨损性能已经接近相似测试条件下类金刚石材料的摩擦磨损性能(图6)。这些结果不仅证明了新发展的高通量力学表征方法对快速筛选强韧化非晶合金成分的有效性,更有助于理解非晶合金耐磨性的起源。本文的不少工作都用到了布鲁克纳米表面与计量部的设备,包括纳米压痕仪、摩擦磨损测试仪及白光干涉显微镜等。这些设备能全面表征样品表面及涂层的表面特性。更重要的是,这些设备具有高通量测试功能,在材料基因组研究、大数据分析、和高通量筛选等方面具有良好应用。此外设备具有广泛的定制扩展能力,适合进行各种二次开放工作。这些设备介绍链接如下:本文第一作者李福成博士,毕业于香港城市大学机械与工程系(2016-2020),主要从事纳米结构非晶合金的力学研究,2020年加入中科院物理所柳延辉团队从事博士后研究,研究方向主要涉及高通量力学表征技术及高性能金属材料的开发。在Advanced Science,Journal of the Mechanics and Physics of Solids, International Journal of Plasticity等国际知名期刊发表论文二十余篇。中科院物理所柳延辉团队针对多组元合金材料探索效率低的问题,发展适用于多组元合金材料的高通量制备技术,研究工艺参数对材料合成的影响。针对微观结构、相变温度、抗腐蚀能力、抗氧化能力、力学等性能,发展相应的高通量表征技术,研究材料性能随化学成分和微观结构的变化趋势。本文主要内容来源于中科院物理所,部分内容有增删。原文链接如下:http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/202305/t20230526_6763721.html 文章信息如下,感兴趣的朋友可以自行下载阅读。标题:Achieving Diamond-Like Wear in Ta-Rich Metallic Glasses作者:Fucheng Li, Mingxing Li, Liwei Hu, Jiashu Cao, Chao Wang, Yitao Sun, Weihua Wang,and Yanhui Liu出处:Adv. Sci. 2023, 2301053链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301053相关产品介绍:纳米压痕仪:https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/test-and-measurement/nanomechanical-test-systems.html摩擦磨损测试仪:https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/test-and-measurement/tribometers-and-mechanical-testers.html白光干涉显微镜:https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/test-and-measurement/3d-optical-profilers.html
  • 皮革内饰材料的耐磨性能可以怎么检测?
    对于车用皮革耐磨性测试方法,上海千实工程师认为,STROLL 耐磨法、TABER 耐磨法和马丁代尔耐磨法都能适用。  1、TABER 耐磨法  美国标准 ASTM D 3884-2009《Standard test method for abrasion resistance of textile fabrics (TABER apparatus)》对TABER 耐磨法进行了规定。TABER 耐磨法的试验原理为:被测试样放置在一个旋转平台上,通过其上方的两个滚动的摩擦轮在一定负荷下与试样进行旋转摩擦运动来磨损试样。一个摩擦轮朝外,另一个摩擦轮朝内摩擦试样,形成一个圆环形的磨损痕迹。经过规定的摩擦次数后通过外观评估试样的磨损程度。  操作过程:将试样正面朝上固定于旋转平台上,并将选定的砂轮安装在支撑压杆上。选择合适的负荷后,将支撑压杆放下使砂轮与试样表面接触,连接并打开吸尘装置。启动仪器,按计数器设定的旋转次数进行测试。测试结束后,取下试样,检查并记录试样的磨损情况,并用灰色样卡按 GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》。  2、马丁代尔耐磨法  马丁代尔耐磨法经常用于纺织品的耐磨性试验和起毛起球评价,我国国家标准 GB/T3903.16-2008《鞋类 帮面、衬里和内垫试验方法 耐磨性能》规定了采用马丁代尔法测试鞋面的测试方法,同时也适用于车用皮革耐磨耗性能的测试。  采用马丁代尔耐磨法,在恒定压力下用标准摩擦织物摩擦试样。摩擦织物和试样之间进行李莎茹图形的相对运动,产生所有方向上的摩擦。完成规定的摩擦次数后评定试样损坏程度。  3、STROLL 耐磨法  依据ASTM D 3886-1999 《Standard testmethod for abrasion resistance of textile fabrics  (inflated diaphragm apparatus)》,STROLL 耐磨法的试验原理为被测试样放置在具有恒定气压的充气橡胶膜片上,使用具有指定表面特征的砂纸对试样进行摩擦。经过规定的摩擦次数后通过外观评估试样的磨损程度。  操作步骤:将试样在平整状态下放置在橡皮膜上,再将砂纸放置在磨料板上,并使砂纸连接的接触头与砂纸的表面平齐。然后在膜片下方施加 28 kPa 的气压,在磨料板上方施加 454 g 的压力,并确保气压的控制以及已充气样品与有负载的砂纸间的接触处于稳定和平衡状态。启动仪器,按计数器设定的旋转次数进行测试。测试结束后,取下试样,检查并记录试样的磨损情况,并用灰色样卡按 GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》 评定试验区域内的颜色变化。  操作时,在试样背面平垫一块厚度为(3±1)mm、 密度为(30±3)kg/m3 的聚氨酯泡沫塑料,并用夹环将试样固定在磨头上,再将桌毛毡放置到磨台上,然后将摩擦织物放置在桌毛毡上,并将产生(2±0.2)kPa 压力的重物放在摩擦织物上,再将摩擦织物固定。最后将磨头装在耐磨试验机上,并对磨头施加(12±0.2)kPa 的压力,启动仪器,按计数器设定的旋转次数进行测试。测试结束后,取下试样,检查并记录试样的磨损情况,并用灰色样卡按 GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》 评定试验区域内的颜色变化。  资料转载自:http://www.qcnscsy.com/jslist/list-8-1.html  标准集团(香港)有限公司
  • 线上直播 | 油漆和涂料的性能测试 -耐候性/粘度与流变分析
    如何轻松应对油漆和涂料耐候性、粘度与流变测试中的问题?这一次,阿美特克带您一探究竟!主题:《油漆和涂料的性能测试-耐候性/粘度与流变分析》时间:5月31日 14:00-16:00地点:阿美特克-线上直播间长按扫码报名活动伴随着国民经济各行业的发展,作为其配套的涂料工业逐步发展成为国民经济各领域必不可少的重要行业。阿美特克旗下多品牌仪器皆可助力油漆和涂料行业的研发与测试。此次讲座将涵盖亚太拉斯(ATLAS)对油漆和涂料的耐候性测试的解析以及博勒飞(BROOKFIELD)对涂料粘度与流变分析,助力安全、可靠的油漆和涂料科研与品控。5月31日14:00-16:00,亚太拉斯(ATLAS)&博勒飞(BROOKFIELD)的专家将为大家带来精彩的线上直播,期待您扫码报名参与~👇👇👇赶紧来报名吧!
  • 兰州化物所在高性能3D打印PDMS研究方面获进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有优异的柔弹性、透明性、流动性和生物相容性等优点,因此在微流体器件、柔性电子、微结构模板复制以及医学工程等方面得到了广泛应用。近年来,因在自由设计、快速制造、高精度无模具成型等方面的优势,3D打印PDMS研究备受关注且发展迅速。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国科学院兰州化学物理研究所王晓龙团队,近期发展了一种通用的光热两步固化方法,实现了高精度PDMS结构件3D打印成型。如图1所示,研究人员以Sylgard 184硅橡胶为例,通过向其前驱体溶液中加入一定量的(≤20%)可光固化的甲基乙酰氧基丙基甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物(M-PDMS)赋予其光固化能力;然后,使用紫外光辅助的直书写3D打印机,在墨水挤出的过程中边打印边紫外光照射使M-PDMS固化获得高精度的三维结构打印件;最后,将打印样品在120oC高温下热固化交联实现高性能PDMS结构件。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "研究表明,紫外光辅助固化直书写成形的线材具有优异的自支撑性,可形成最小尺寸在100μm以下的大跨度结构,并可层层堆积形成如空心圆柱体、晶格以及蜂巢结构等的打印件,而且所得PDMS打印件在热交联后具有优异的机械性能,其断裂强度和断裂伸长率分别为3.86 MPa 和123%,优于已报道的3D打印PDMS。研究人员采用同轴打印Sylgard 184制备的微孔道证明该方法可应用于微液体器件构筑等领域。更为重要的是,这种光热两步固化方法具有较好的普适性,可以实现其他硅橡胶材料包括人体硅胶、模具硅胶、灌封胶等的3D打印成型,因此在生物医疗、柔性电子、软机器人等领域具有应用潜能。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "以上工作近期在线发表在Macromolecular Rapid Communication (DOI: 10.1002/marc.202000064)上,相关研究得到国家自然科学基金、中科院前沿科学研究重点项目和“西部之光”人才培养计划项目的资助。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/a5ed2632-5f2d-48b8-a001-ea54f7219199.jpg" title="3D打印.png" alt="3D打印.png"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图:紫外固化辅助直书写3D打印PDMS示意图及打印件力学性能、成型精度以及应用展示/strong/ppbr//p
  • 勤卓科技发布勤卓紫外耐候加速老化箱紫外线加速老化试验箱新品
    紫外光加速老化试验机主要用于模拟对阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用;材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。紫外光老化试验箱通过模拟阳光、冷凝、模仿自然潮湿,试样在模拟的环境中试验几天或几周的时间,可再现户外可能几个月或几年发生的损坏。 紫外光加速老化试验机中,紫外灯的荧光紫外等可以再现阳光的影响,冷凝和水喷淋系统可以再现雨水和露水的影响。整个的测试循环中,温度都是可控的。典型的测试循环通常是高温下的紫外光照射和相对湿度在100%的黑暗潮湿冷凝周期;典型应用在油漆涂料、汽车工业、塑胶制品、木制品、胶水等。 荧光紫外灯老化试验箱,中山紫外光加速耐候试验机,江门紫外线老化箱技术参数:型号 ModelQZUV3QZUV2QZUV1UV 照射 Exposure●●●冷凝 Condensation●●●光照控制 Irradiancs Control●● 可调光线 Adjustable irradiance●● 喷水 Water Spray● 热冲击 Thermal Shock● 自动侦路 Self-diagnostics●●●灯泡数量 Lamp Q' ty紫外线灯管 8 支,备品 4 支 Ultravloiet lamp 6pcs, spares 4 pcs (美国Q-LAB,Q-Panel,美国ATLAS,UVA340,UVB313,UVC351)记录器 Recorder选配 (Optional)辐射计 Q8-CR Calibration Radiometer选配 (Optional)UV 温度 Temp50 ℃ -75 ℃冷凝温度 Condensation Temp40 ℃ -60 ℃测试容量 Test Capacity48pcs 片/se spray( 75 x 150m m )50pcs片/basic ( 75 x 150m m )水凉及耗量 Water蒸馏水每分钟 蒸馏水每日 8 公升体积 Dimension(W x D x H)137 x 53 x 136cm重量 Weight136kg电源 Power1 &psi , 120V/60Hz,16A or 230V/50Hz, 9A,1800W(max)模拟阳光 阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分,它产生很少的可见光或红外光谱能量。我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯,因为每种灯在总的紫外线辐照能量和波长都不一样。通常,UV灯管可分为UVA和UVB两种。 QZUV灯管 UVA-340灯管:UVA-340 灯管可极好地模拟太阳光中的短波紫外光,即从365 纳米到太阳光截止点 295 纳米的波长范围。 UVB-313灯管:UVB-313 灯管发出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太阳紫外线强烈,从而可以最大程度的加速材料老化。然而,该灯管可能会对某些材料造成不符合实际的破坏。UVB-313 灯管主要用于质量控制和研究开发,或对耐候性极强的材料运行测试。 UVA-351灯管:模拟透过窗玻璃的阳光紫外光,它对于测试室内材料的老化最为有效。 潮湿冷凝环境 在很多户外环境中,材料每天的潮湿时间可长达12小时。研究表明造成这种户外潮湿的主要因素是露水,而不是雨水。QZUV通过独特的冷凝功能来模拟户外的潮湿侵蚀。在试验过程中的冷凝循环中,测试室底部蓄水池中的水被加热以产生热蒸气,并充满整个测试室,热蒸汽使测试室内的相对湿度维持在100%,并保持一个相对高温。试样被固定在测试室的侧壁,从而试样的测试面曝露在测试室内的环境空气中。试样向外的一面暴露在自然环境中具有冷却效果,导致试样内外表面具备温差,这一温差的出现导致试样在整个冷凝循环过程中,其测试面始终有冷凝生成的液态水。 由于户外曝晒接触潮湿的时间每天可以长达十几小时,因此典型的冷凝循环一般持续几个小时。QZUV提供两种潮湿模拟方法。应用zui多的是冷凝方法,它是模拟户外潮湿侵蚀的zui好方法。所有的QZUV型号都可运行冷凝循环。因为有些应用条件也要求使用水喷淋以达到实际的效果,所以有些Q8/UV型号既可运行冷凝循环又可运行水喷淋循环。 温度控制 在每个循环中,温度都可控制在一个设定值。同时黑板温度计可以监控温度。温度的提高可以加速老化的进程,同时,温度的控制对于测试的可再现性也是很重要的。 水喷淋系统 对于某些应用而言,水喷淋能更好地模拟最终使用的环境条件。水喷淋在模拟由于温度剧变和由于雨水冲刷所造成的热冲击或机械侵蚀是非常有效的。在某些实际应用条件下,例如阳光下,聚集的热量由于突降的阵雨而迅速消散时,材料的温度就会发生急剧变化,产生热冲击,这种热冲击对于许多材料而言是一种考验。QZUV的水喷淋可以模拟热冲击和/或应力腐蚀。 喷淋系统有12个喷嘴,在测试室的每一边各有6个;喷淋系统可运行几分钟然后关闭。这短时间的喷水可快速冷却样品,营造热冲击的条件。 照射强度控制:可选 选配照射强度控制选件可得到精确型和重复性好的测试结果;光强控制系统允许用户根据不同的测试要求设置不同的光照强度。通过其反馈回路装置精确控制照射强度;同时也可以延长荧光灯的使用寿命 创新点:优质钢板,造型美观,新颖勤卓紫外耐候加速老化箱紫外线加速老化试验箱
  • Advanced Science | 借助高通量方法获取具有类金刚石耐磨性能的非晶合金
    类金刚石材料因超高的硬度和自润滑能力而展现出极佳的摩擦磨损性能。然而,受湿度、温度、气氛等环境因素和尺寸的限制,类金刚石材料的应用局限于涂层和复合材料的填充剂。相比类金刚材料,金属的应用更加广泛。但金属的硬度往往较低,缺乏自润滑能力,大部分金属材料的摩擦磨损性能远远逊色于类金刚石材料。在金属材料中获得金刚石般的摩擦磨损行性能将极大地拓宽耐磨材料的选择范围。非晶合金保留了液态熔体的无序原子结构,具有高强度、高硬度的特点。不同于传统金属,非晶合金表面呈现类似液体的性质,从而出现自润滑效应,使得许多非晶合金展现出接近类金刚石材料的摩擦系数(COFs0.2)。非晶合金的高强度也使其具有良好的磨损抗性,磨损率Ws约为10-5-10-6 mm3/Nm。这一磨损率虽然远低于常见金属材料,但和类金刚石材料约为10-6-10-9 mm3/Nm的磨损率相比仍然很高。降低非晶合金磨损率的关键在于提高结构稳定性和断裂韧性。令人遗憾的是,大部分非晶合金因为玻璃转变温度和晶化温度低而在高速往复摩擦过程中容易出现结构弛豫或晶相的析出,导致局部裂纹的产生,磨损抗性随之降低。因此,寻找结构稳定、韧性良好的非晶合金是提高摩擦磨损性能的重要途径。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心柳延辉、汪卫华团队前期基于材料基因工程理念,发展了高通量实验方法,开发出高温块体非晶合金(Nature , 2019, 569, 99),发现了非晶合金形成能力的新判据Nature Materials 2022, 21, 165),为非晶合金新材料高效研发提供了有利工具。近期,该团队的李福成博士在柳延辉、汪卫华研究员的指导下,针对非晶合金的力学性能设计了高通量表征方法(图1),结合前期发展的高通量制备和非晶筛选技术,研发出摩擦系数、磨损率均和类金刚石材料相当的超耐磨高温非晶合金。团队选择Ir-Ni-Ta高温非晶合金体系为突破口。该合金体系具有良好的非晶形成能力和高玻璃转变温度,能够克服非晶合金在摩擦过程中的结构失稳问题。此外,该合金体系展现的高强度、高硬度等特点也有助于提高磨损抗力。但难点在于如何在该合金体系内获得韧性较好的成分,从而降低摩擦过程中裂纹产生的可能性。团队利用前期发展的高通量实验技术制备了同时含有大量合金成分的组合样品,确定了非晶形成成分范围。基于非晶合金剪切变形的特点以及剪切带数量和材料韧性之间的关联,团队提出利用纳米压痕技术施加大变形量诱导剪切带和裂纹形成的高通量表征方法。结合压痕形貌表征,该方法可在大的成分范围内快速获得韧性随合金成分的变化趋势,从而确认具有裂纹抗性和塑性的成分区间。此外,纳米压痕技术本身还可同时获得硬度和模量数据。团队进一步通过对特定成分的微纳力学表征证明了该高通量表征方法的有效性,并在Ir-Ni-Ta组合样品中的富Ta区域发现了具有极低摩擦系数和磨损率的非晶合金。微观力学测试显示,该富Ta非晶合金的压缩强度高达5 GPa,大量剪切带的形成表明该合金具有较好的韧性。此外,热稳定性测试和高温氧化测试证明该富Ta非晶合金还具有极好的结构稳定性(晶化温度Tx1073K,氧化温度920K)。在室温大气环境中,采用金刚石球头进行摩擦测试,该富Ta非晶合金的摩擦系数仅为0.05,采用G-Cr合金球头测试,摩擦系数也只有0.15。最为值得关注的是,该富Ta非晶合金的磨损率只有~10-7 mm3/Nm(图2)。这样的摩擦磨损性能已经接近相似测试条件下类金刚石材料的摩擦磨损性能(图3)。这些结果不仅证明了新发展的高通量力学表征方法对快速筛选强韧化非晶合金成分的有效性,更有助于理解非晶合金耐磨性的起源。以上研究成果以“Achieving diamond-like wear in Ta-rich metallic glasses”为题,于5月21日在线发表在《Advanced Science》上【Advanced Science 2023, 2301053】。李福成博士为论文第一作者,柳延辉研究员为通讯作者。上述研究得到了国家重点研发计划、中国博士后科学基金、国家自然科学基金委员会、中科院、广东省基础与应用基础研究重大专项的支持。图1 高通量力学表征辅助高强度、高裂纹抗性非晶合金的快速搜寻图2 利用纳米压痕在不同成分区间内的摩擦磨损实验图3 富Ta高温非晶合金的摩擦磨损性能与类金刚石材料及传统金属材料的对比
  • 厚度33微米,科学家研发出高性能电磁屏蔽材料
    在日常生活和工作中,电子设备运行时会产生电磁辐射,可能会给人们的健康带来不良影响,各设备间的电磁干扰也会严重影响电子设备的性能及其正常运行。因此,发展新型电磁屏蔽材料,尤其是高性能电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键。  如今,各种电子设备越来越多地应用于人们的生活和工作中,但是电子设备在运行过程中会产生电磁辐射,可能会给人们的健康带来不良影响,各设备间的电磁干扰也会造成信号被拦截、数据丢失等,严重影响电子设备的性能及其正常运行。特别是随着物联网、自动驾驶、可穿戴设备的发展,电子设备越来越复杂、体积越来越小、精度要求越来越高,要保证这些高度集成、高功率的电子设备正常运行,电磁干扰屏蔽至关重要。  发展新型电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键,特别是超薄、轻质并具有优异力学强度和可靠性的高性能电磁屏蔽材料。日前,北京航空航天大学化学学院研究员衡利苹团队研发了一种具有超润滑界面的还原氧化石墨烯/液态金属(S-rGO/LM)异质层状纳米复合材料,可用于高性能稳定的电磁屏蔽。相关研究成果发表在国际学术期刊《美国化学学会纳米》上。  用石墨烯研发高性能柔性电磁屏蔽材料  电磁屏蔽材料是能够通过吸收、反射等方式来衰减电磁波能量传播,以有效抑制电磁干扰和污染的功能材料。  人们希望,电子设备在工作时,既不被外界电磁波干扰,又不辐射出电磁波干扰其他设备或危害人体健康,因此电子设备运行时,自身产生的电磁波需要被吸收,而外界入射的电磁波需要被反射或吸收。铜、铝等金属是常用的电磁屏蔽材料,但它们容易被腐蚀、密度大、重量重,并以反射电磁波为主,会造成二次电磁污染。特别是传统的金属材料不具备柔性,难以被应用在柔性电磁屏蔽领域。  镓基液态金属(LM)是目前柔性电子制造应用最广泛的材料,这主要归因于其具有低熔点、低黏度、高电导率和热导率等物理特性。衡利苹说,随着对具备室温流动性的镓金属、镓基合金液态金属材料研究的逐步深入,其在柔性电磁屏蔽材料领域已表现出相当大的潜力。  但是现有的镓基液态金属电磁屏蔽材料普遍需要与绝缘的聚合物基材共混,以得到具备一定机械强度、可实际应用的电磁屏蔽材料。而材料的导电性和导磁性越好,对电磁的屏蔽效能就越高,镓基液态金属电磁屏蔽材料与绝缘的聚合物基材共混,会损失镓基液态金属的导电性能,使电磁屏蔽性能无法达到最佳水平。使用一种本身也具备超高电导率的基材来构建液态金属柔性复合材料,成为提升液态金属柔性电磁屏蔽复合材料性能的关键。于是,石墨烯进入了衡利苹团队的视线。  石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,本身就可以保持很好的导电性。氧化石墨烯(GO)对镓基液态金属还起到了良好的桥接作用,因此,在S-rGO/LM材料内部,可形成连续完整的导电网络。材料厚度仅需33微米,就可屏蔽99%的入射电磁波,且对X波段的电磁屏蔽效率较高。  可作为抗结冰、除冰功能材料使用  聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有耐热性、耐寒性、防水性、导热性以及良好的化学稳定性,电绝缘性和疏水性能好,可在-50℃—200℃下长期使用。目前,PDMS已广泛用于绝缘润滑、防震、防油尘和热载体等。  该团队先将S-rGO/LM材料在稀释后的PDMS溶液中浸涂,随后再对其旋转涂抹硅油,使其获得超润滑特性。衡利苹说,得益于材料本身的稳定性和超润滑界面的协同保护,S-rGO/LM材料在极限工作温度中,严重机械磨损后,依然能保持良好的电磁屏蔽能力。  除了具有出色的电磁屏蔽性能外,S-rGO/LM材料还具备优秀的热管理性能。实验显示,在1个太阳光照功率(100毫瓦/平方厘米)照射下,S-rGO/LM材料的表面温度在40秒内就可达到47.5℃。这表明,在低温地区,S-rGO/LM还可以作为具有抗结冰、除冰功能的材料来使用。
  • 庆祝来亨科学仪器L-217S耐酸碱高性能喷雾干燥机安装完毕
    本周三,来亨科学仪器工程师再次来到大都市上海,为我们的用户安装近日已到达的喷雾干燥机。经过2个多小时培训:安装、试样、拆卸、清洗以及注意事项等,使用人员达到熟练使用效果。 L-217S耐强酸碱喷高性能雾干燥机是我公司替某研究贵金属的用户研制而成,当初该用户咨询了国外几家进口产品,由于各种原因,结果不甚满意。 来亨科学仪器工程师接到用户电话咨询时,认真听取了用户的要求,并详细了解了用户实验目的,决定帮助用户,研制耐腐蚀的喷头。经过一系列的努力,很快,耐腐蚀喷头就研制出来了,用户非常感谢。来亨科学仪器不畏困难,不抱着现有的成绩止步不前,和用户一起解决实验中遇到的难题,得到多用户的多次好评。
  • naica® 微滴芯片数字PCR系统三色多重分析设计性能优化指南
    多重分析,即在单个反应中检测多个靶标,可以帮助用户节省宝贵的样品,并节省时间、试剂和成本。此外,和做多次单重实验相比,由于多重反应所有靶标都在同一个反应中进行扩增和检测,使得样品和试剂的移液操作误差减少,因此多重检测可以提高定量精度。naica微滴芯片数字PCR系统的多重检测与单重检测一样灵敏和精准。专业的分析设计和优化可以实现更复杂的多重检测,从而在单个PCR反应中用多对引物和探针扩增多个DNA目标。Crystal Miner软件是一个开放的数据分析软件,可以通过其提供的强大工具来帮助优化和完成多重分析。评估引物和探针性能的实验指南1.Stilla建议使用naica multiplex PCR mix,该试剂设计的初衷是为了得到更好的多重naica微滴芯片数字PCR系统的实验数据。2.单重反应测试。在进行多重反应之前,每个引物/探针/模板均需要进行单重性能验证。例如,对于三重分析,在多重反应混合进行之前,首先应对核酸靶标进行三个单重反应。当进行单重反应时,预期结果只出现单一阳性。3.为了优化多重分析性能,样品性质也是十分重要的因素(例如,游离DNA和基因组DNA需要设计不同的DNA片段,分析游离DNA需要设计成短片段DNA,分析基因组DNA需要设计更完整的DNA片段)。4.使用的DNA模板应该没有污染物和可能的抑制剂。如果样品材料稀少或不容易获得,可以合成寡核苷酸作为模板分析优化。5. 评估每个单重反应的退火温度范围,在最佳反应温度下,阳性和阴性微滴分离良好且没有非特异性扩增(图1)。由Crystal Miner软件(图2)提供的Stilla可分离评价可以作为一种度量标准,用于确定所有探针的最佳退火温度。如果单重反应没有被很好地优化,可能会出现明显的非特异性扩增。此外,非特异性扩增可能由几个非优化参数造成。包括引物/探针二聚体或引物/探针非特异性。在这种情况下,可以采用多种方法限制非特异性序列的扩增,如提高退火温度、进行touch down PCR或重新设计引物序列等。实验前可使用相关软件评估引物探针的特异性。▲图1 :Crystal Miner软件展示单重反应一维点状图,在60°C到65°C退火温度内, 蓝色、绿色和红色荧光通道检测到的荧光强度。黑框部分表示单重反应的最佳退火温度。可分性评分(e)可用于确定3个靶标扩增的最佳退火温度。(带*数字为可分性评分)▲图2 :可分性评分是基于阳性和阴性微滴群体的距离。可分性评分是由Crystal Miner软件自动计算,并可以在高级QC标签栏下找到。6.在选定的退火温度下,使用所有引物和探针进行多重naica微滴芯片数字PCR系统,并以区分度为指导,评估反应性能。如果有需要,可从以下几点优化:★ 调整PCR的循环数——建议从45个循环开始,并增加循环数,以进一步优化阳性和阴性微滴群体之间的分离度。★ 调整引物和探针浓度——naica微滴芯片数字PCR系统推荐的引物和探针浓度范围可从0.125到1μM (图3)。对于多重分析的设计建议从较低的浓度范围开始,以减少反应的复杂性,减少引物和探针所占据的体积。▲图3。Crystal Miner软件的一维点状图显示了一系列引物(左图)和探针(右图)浓度不断增加时蓝色检测通道中的荧光强度。黑框部分表示良好的可分性评分,及在低引物探针浓度的选择标准下确定的用于多重分析的引物探针浓度。(带*数字为可分性评分)★ 使用修饰的碱基,如锁核苷酸(LNA)碱基或小沟结合基团(MGB),以提高探针的Tm值,同时保持较短的长度(可能20nt)。然而,在多重检测中建议探针添加的MGB不超过2个,以避免扩增减少。7.评价引物和探针的相互作用:在同一个多重实验中引物和/或探针之间形成同源/异源二聚体的概率应保持在最低。二聚体是可以评估的,相互作用的分数可以用多种工具来确定(例如,IDT Oligo Analyzer Tool, Primer 3, Primer express, Beacon designer) (图4)。高浓度的引物和探针会增加非特异性相互作用的概率。因此,多重分析时,建议所有检测都从低浓度的引物开始(例如,0.25 uM),如果需要,逐步增加浓度至1 uM(例如,提高扩增效率)。▲图4:引物和探针之间的相互作用示例。a)target 1的探针与target 2的反向引物相互作用(R2 target 2,红框)。当使用反向引物RI target 2时,没有检测到这种相互作用。在本例中,应选择RI target 2进行多重检测。b) target 1的探针与target 2的正向引物的相互作用(F2 target 2. 蓝框)。当使用正向引物F1 target 2时,没有检测到这种相互作用。在本例中,FI target 2应被选择用于多重检测。8.对于多重分析,荧光溢出补偿是十分重要的。使用多个单色参照,Crystal Miner软件可以创建一个补偿模型用于特定的多重反应。有关荧光溢出的更详细描述,请访问https://www.gene-pi.com/item/spill-over-2/。执行荧光溢出补偿的操作说明请参考Crysta Miner软件用户手册。naica微滴芯片数字PCR系统naica微滴芯片数字PCR系统,以Sapphire芯片(全自动)或Opal(高通量)芯片为耗材,形成25,000-30,000个微滴的2D阵列,以单层平铺方式进行PCR扩增实验。反应完成后对微滴进行三色通道或六色通道检测,从而对起始核酸浓度进行绝对定量。2.5小时内,可快速获得结果。
  • 湖北省计量院在全国光照度计示值校准能力验证中获得满意结果
    日前,由中国计量科学研究院负责组织并实施的《NIM2023GXPT03光照度计示值校准能力验证计划》结果公布,湖北省计量测试技术研究院(以下简称湖北省计量院)在此次能力验证中获得满意结果。光照度计是测量光照度的计量器具。通过校准保证光照度计示值准确,是设计和建设各类光环境的基础性要求,更对医药、太阳能光伏与半导体光源等光敏感产业质量提升影响巨大。   通过本次能力验证,湖北省计量院既检验了自身的光照度计校准能力,更进一步交流提升了光学领域计量校准能力。下一步,湖北省计量院将不断拓展和提升光学领域计量服务和保障能力,努力为湖北相关制造业产品质量控制、高质量发展提供更加坚实的计量保障。
  • IKA 光照生物反应器Algaemaster 10 control 正式上市
    这款新产品线的诞生令IKA家族更瑧丰富品类。IKA Algaemaster 10 control光照生物反应器是一款专为科学家设计,用于探寻光合生物(比如微藻)最佳培养条件的完美设备。 利用IKA Algaemaster 10 control光照生物反应器,可轻松在密闭系统中精准控制环境条件,从而培养微藻或蓝藻等光合生物。在必须达到高纯度微生物培养并最大限度降低污染风险的研究领域,密闭系统尤其重要。光照生物反应器为科学研究微生物创造培养环境,如新药物发现或转化科学等。 10L夹套式反应釜可抗海水腐蚀;釜体及釜盖可高压蒸汽灭菌,保证无菌条件。为了最大限度防止金属或塑料部件在水中释放游离分子,整个反应器接触样品的部分均由惰性材料(如硼硅酸玻璃,PTFE, Ultem热塑性材料)制造而成。通过数个接口可轻松控制光照,温度,搅拌,pH,气体和液体的定量补料。 IKA 与美国北卡罗来纳州立大学(UNCW)的藻类资源中心(ARC)建立了长期的合作进行研发及测试。ARC为商业、工业以及学术研究海洋微藻在各种不同应用中的机会提供支持,包括营养学、药学或生物质研究等。 这些科学家证实,IKA Algaemaster 10 control光照生物反应器能够更好地控制条件,以及比过往更快的时间培养大量高密度的藻类。
  • 重磅!IKA 光照生物反应器 Algaemaster 10 control 正式上市
    p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/737fc191-7f07-46bc-9400-1c5e009f4913.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 20px color: rgb(0, 176, 240) "strongAlgaemaster 10 control/strong/spanspan style="font-size: 20px "/span/pp/// 微藻培养从此变得简单/pp  这款新产品线的诞生令IKA家族更瑧丰富品类。br//pp  IKA Algaemaster 10 control光照生物反应器是一款专为科学家设计,用于探寻光合生物(比如微藻)最佳培养条件的完美设备。br//pp  利用IKA Algaemaster 10 control光照生物反应器,可轻松在密闭系统中精准控制环境条件,从而培养微藻或蓝藻等光合生物。在必须达到高纯度微生物培养并最大限度降低污染风险的研究领域,密闭系统尤其重要。光照生物反应器为科学研究微生物创造培养环境,如新药物发现或转化科学等。 /pp  10L夹套式反应釜可抗海水腐蚀;釜体及釜盖可高压蒸汽灭菌,保证无菌条件。为了最大限度防止金属或塑料部件在水中释放游离分子,整个反应器接触样品的部分均由惰性材料(如硼硅酸玻璃,PTFE, Ultem® 热塑性材料)制造而成。通过数个接口可轻松控制光照,温度,搅拌,pH,气体和液体的定量补料。br//pp  IKA 与美国北卡罗来纳州立大学(UNCW)的藻类资源中心(ARC)建立了长期的合作进行研发及测试。ARC为商业、工业以及学术研究海洋微藻在各种不同应用中的机会提供支持,包括营养学、药学或生物质研究等。/pp  这些科学家证实,IKA Algaemaster 10 control光照生物反应器能够更好地控制条件,以及比过往更快的时间培养大量高密度的藻类。/p
  • 美用核磁共振成像技术提高喷气发动机性能
    据美国科学促进会11月22日(北京时间)报道,核磁共振成像(MRI)这种医学成像技术如今却将在提高喷气发动机效率方面发挥重要作用。在近日举行的美国物理协会流体动力学部年会上,斯坦福大学机械工程博士科勒奈尔迈克尔本森介绍了他们的发明。  本森称,利用MRI能在几个小时内收集大量的三维数据,而传统方法需要两年甚至更久才能完成相关检测。这种技术能大大节省喷气发动机的设计和测试时间,使改良后的发动机不仅效率提高,还可节约能源。  作为首批利用MRI技术收集流体数据的研究人员之一,本森利用MRI技术来分析涡轮喷气发动机中热燃烧和制冷气体之间的混合情况,希望以此来优化设计,减少制冷剂用量,同时提高发动机性能和燃烧效率。  本森说,此前分析冷热混合情况时都依靠荧光染料微粒或油滴,通过激光照射使其发光,然后用高速照相机拍摄它们的位置,再利用计算机分析画面计算出这些微粒的位置和速度。由于照相机拍摄的照片覆盖面很小,需要将多张局部小照片拼在一起才能形成一幅完整图像,而为了达到三维立体视觉效果,还要拍摄更多不同角度图像,这一过程非常耗时。“有个博士生收集这些数据就花了3年时间。”本森说,而用MRI来拍摄同样数量的数据,却只要4小时到8小时。因为MRI技术本身就是设计用来拍摄三维物体的,它能利用电磁脉冲有组织地震荡氢分子中的质子,当其在磁场中重新排列时迅速测出它们的位置。  研究小组在实验中使用了水和硫酸铜的混合溶液来成像,硫酸铜不仅成本低,而且也能对电磁脉冲快速作出响应,相比之下,如果利用医学上通常使用的流质钆作为造影剂,连续几个小时的扫描消耗,所需成本过于昂贵。  本森目前仍在分析发动机扇叶尾缘设计,并已经取得了一些进展。“表面制冷效率已经提高了10%,这相当于将扇叶的温度降低了100华氏度(约38摄氏度)到150华氏度(约66摄氏度)。”
  • 我国科学家成功研发治污新材料 光照2周可改善水质
    左图:在中科院上海硅酸盐研究所实验室内,课题组研究人员将治污新材料倒入富含大量油污的污水量杯,开始吸附效果时长测试。右图:吸附效果测试结果显示,3分4秒后,量杯中的污水由明黄色变清澈,刺激气味随之消失(拼版照片,4月24日摄)。中科院上海硅酸盐研究所首席研究员黄富强带领的团队近日成功研发出治污新材料,光照2周内,可明显改善水质,帮助污水变清。 近日,中科院上海硅酸盐研究所首席研究员黄富强带领的团队近日成功研发出治污新材料,光照2周内,可明显改善水质,帮助污水变清。相关成果今年初获“国家自然科学奖”二等奖,现已在上海、安徽、江苏等地成功示范。 黄富强介绍,新材料由三维石墨烯管和黑色二氧化钛混合而成,其原理是“物理吸附+光化学催化降解”。三维石墨烯管负责牢牢“抓住”有毒有机物,黑色二氧化钛作为光催化剂,可吸收高达95%的全太阳光谱,把有毒有机物降解为二氧化碳和水。 过去一个月,团队在上海、安徽、江苏等地共铺设新材料光降解吸附网3000多张,覆盖水域近4万平方米。 在上海天山公园和中山公园,周围居民反映,湖底淤泥深厚,气味腥臭,湖面常有死鱼漂浮。将涂覆有新材料的光降解吸附网铺在湖面后,不动水底淤泥,吸附网就能将有机物分解为二氧化碳和水,进而提高水体含氧量,增强水体自净化和生态修复能力。上海轻工业环境保护技术研究所检测中心和江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室的检测结果显示,治理仅7天后,化学需氧量、氨氮、总磷等代表性指标均从劣五类水改善至五类水以上。 在安徽省合肥市肥东县,团队对定光河污染较严重的中上游河段进行了治理。肥东县环保局水环境管理科主任薛铁成说,定光河是典型的复合污染河道,这次治理后,各项水质指标提升60%以上。 据介绍,新材料还可降解印染废水、制革废水等工业污水,高效吸附其中有毒重金属,添加1克多孔新材料可吸附1.476克铅离子,简单酸化处理后,可被加工成高附加值材料。目前该成果已走出实验室,实现规模化制备,获得发明专利50多项。
  • 中科院科研装备研制项目 “非线性结构光照明超分辨显微成像系统”顺利验收
    p  6月1日,中国科学院条件保障与财务局组织专家在中国科学院生物物理研究所对中科院科研装备研制项目“非线性结构光照明超分辨显微成像系统”进行了验收。/pp  该项目由中科院苏州生物医学工程技术研究所与生物物理所在2014年联合申报,其中苏州医工所作为研制单位,生物物理所作为用户单位。研制工作由苏州医工所研究员李辉课题组具体组织实施,2016年9月李辉课题组将研制的非线性SIM超分辨显微镜送至生物物理所进行测试试用。在本套系统中,课题组提出了基于结构光激活+结构光激发的弱光非线性结构光照明超分辨成像方法,并采用铁电液晶空间光调制器替代机械光栅,结合FPGA并行同步控制系统,实现了更灵活的成像方式和更快的成像速度。同时课题组开发了能够适用于弱信号样品的SIM/NL-SIM超分辨图像重建算法和软件。利用该设备对荧光微球、细胞内质网、线粒体、细胞核以及细胞骨架等生物样品进行观测,实现了线性SIM模式下100nm横向分辨率,非线性SIM模式下62nm横向分辨率。/pp  专家组听取了项目工作报告、财务报告、用户使用报告,并进行了现场测试验收。经过现场测试并充分讨论后,专家组认为,项目各项技术指标均达到或优于实施方案要求,满足生物医学成像超分辨观测应用需求,一致同意“非线性结构光照明超分辨显微成像系统”通过验收。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/20efc081-6105-4bed-8fdd-1ed50217c97b.jpg" title="W020170606426930859631.png"/  /pp style="text-align: center "中科院科研装备研制项目“非线性结构光照明超分辨显微成像系统”通过验收br//ppbr//p
  • 王选:汉子激光照排系统之父——2001年度获奖人
    王选,江苏无锡人,著名计算机文字信息处理专家,当代中国印刷业革命的先行者,被称为“汉字激光照排系统之父”。1937年2月出生于上海,1958年毕业于北京大学数学力学系。历任北京大学计算机科学技术研究所教授、博士生导师、所长,文字信息处理国家重点实验室主任,电子出版新技术国家工程研究中心主任,方正技术研究院院长,方正控股有限公司董事局主席及中国科协副主席,中国国际交流协会副会长,全国人大常委,人大教科文卫委员会副主任委员,九三学社中央副主席等职。现为中国科学院、中国工程院、第三世界科学院院士。  有人称王选是“现代毕昇”、“中国汉字激光照排之父”、“有市场眼光的科学家”、“高新技术产业化的先驱”,而王选认为自己是一个“努力奋斗,曾经取得过成绩,现在高峰已过,跟不上新技术发展的过时的科学家”。  2月13日上午11点多,很多刚从春节的放松状态转而开始工作的人们都接到一条来自新浪网的短信新闻——“王选因病去世”。  2月17日,为纪念王选,搜书网征得出版社和作者的同意,采用王选一直关注和支持的方正Apabi技术制作了《王选的世界》电子书,并提供全书免费下载。  不知道有多少人知道,如果没有当年王选及其团队发明的汉字激光照排技术,我们就不可能享受到今天的报刊印刷、中文短信、电子邮件等技术所带来的便捷。  汉字激光照排技术:引发现代中文印刷革命  王选曾荣获第14届日内瓦国际发明展金奖、国家科技进步奖一等奖、首届毕昇奖、国家重大技术装备研制特等奖、联合国教科文组织科学奖、2001年度国家最高科学技术奖等科技大奖。他的获奖理由是什么?普通人如何来理解他的学术贡献?  1991开始与王选并肩作战的同事、北大方正集团原副总裁、北大计算机研究所原副所长刘秋云称自己是王选的“高级秘书”。他这样阐释王选的学术贡献——“现在你去报摊上随便买一份报纸杂志,很大程度上可能采用的是方正的技术。”  20世纪初,国外出现了一种利用照相原理来代替铅活字的排版技术——“西文打字机”加“照相机”。70年代,国外印刷业发展到了激光照排机第四代,而中文印刷业却还停留在汉字的“铅与火”时代。  1974年,电子工业部等五单位发起汉字信息处理技术的研究,被列入国家重点科研项目“748工程”。北大数学系讲师、王选的夫人陈堃銶得知这个信息,立即告诉在家养病的王选,王选再也躺不住了。当时,国内已有5家院校和科研单位申报承担汉字精密照排系统,王选决定参加这场竞争,“因为它的难度和价值吸引了我”。  汉字字形信息量太大,是中文信息处理系统最大的难题。要把汉字信息存储进计算机,就要把汉字变成点阵来表示。一个5号字的正文字,至少需要100×100点阵,大号字体甚至需要1000×1000以上点阵。汉字的常用字在3000字以上,印刷用的汉字多达2万多,加上每个字都有50多种不同风格的字体和50多种大小不一的字号,如果都用点阵来表示,信息量高达上千亿字节。那些日子,王选满脑子的汉字横竖弯勾,连做梦也尽是笔画,终于想出了用数学方法计算汉字轮廓曲率。经过几个月的工作,他让庞大的汉字字模减少了500倍,扫清了研制汉字精密照排系统的最大障碍。  1975年11月,北京召开汉字精密照排系统论证会,王选抱病参加了会议。当时,王选的方案在多数人听来就像是“天方夜谭”,有人甚至说这是玩数学游戏。回家后,陈堃銶开玩笑说:“咱们还是算了吧。”王选认真地回答:“干!不到长城非好汉。”  从此,王选几乎放弃所有的节假日,努力使自己的方案完善并具体化,一步步解决高倍率汉字压缩和高速不失真还原轮廓汉字等难题。电子部“748工程”办公室得知王选的方案后,组织专家进行了全面考核。1976年6月,王选的方案完成了模拟实验,获得了一致好评。同年9月,“748工程”中的汉字精密照排系统研制任务,正式下达给王选所在的北大。  同时,英国蒙纳公司凭借着雄厚资金和先进技术,也正在加紧研制汉字激光照排机,想占领中国市场。面对双重压力,王选加快了自己的工作进度,带领一帮年轻人夜以继日地勤奋工作。1979年7月27日,精密汉字照排系统的第一台样机调试完毕。大家围在样机旁,紧张地注视着,机房里只有敲击计算机键盘发出的嗒嗒声。一会儿,从激光照排机上输出了八开报纸的一张胶片,王选兴奋紧张地接下这张可以直接印刷的胶片。1980年,支持这套系统的电脑软件,包括具有编辑、校对功能的软件也先后研制成功,并排印出第一本样书。  之后,王选和他的同事又研究起了实用性的激光照排机。在山东潍坊计算机公司支持下,寓意为“中华之光”的华光电子排版系统生产出来了。1985年,新华社第一次采用华光机排出了新闻日刊 1986年,《经济日报》在华光机支持下,成为全世界第一家采用屏幕组版、激光照排的中文日报社,并于1987年出版了国内第一张激光照排、整版输出的中文报纸。  那时,王选有一个习惯——随身带着一个放大镜,到外地出差时,买一份当地的报纸,用放大镜仔细看,辨认是不是方正的排版系统做的,看这个排版系统排出的有什么优缺点。令他高兴的是,后来使用方正系统的报纸越来越多。  王选的老朋友、北京大学电子学系教授金东瀚说,那时王选身体不太好,但为了工作常常夜宿实验室。“那时候的王选外表看起来也很平和,但是做起项目来非常用心,而且有种志在必得的霸气。”  目前,北美欧洲的华文报纸基本都采用方正激光照排系统。其实,并不只是中文,已有100多家日文报刊采用方正激光照排系统。王选的学生、北大计算机科学技术研究所研究员、方正电子公司数字内容事业部技术总监汤帜介绍说,方正集团在1997年成立了日本方正,“攻占”日本市场。“1995年,王选老师带领我们去日本参加了一个排版方面的展示会,我们发现自己的技术有新的突破点,比日本的先进,能打开市场,给我们以很大的信心。王选老师说光做中文排版是不够的,必须拓展市场。”  贡献的真正含义:保护和传承中华文化  800多年前,毕昇发明了活字印刷术,用泥做了些小字模来印刷 但并未在中国得到推广运用。400年后,欧洲谷腾堡发展了活字印刷技术,用来大规模印刷《圣经》和其他图书。有学者认为正是由于活字印刷的发明,推动了文化的发展,才有文艺复兴和工业革命。  毕昇的活字印刷术之所以在中国被束之高阁,除了封建制度和生产力落后等原因外,还有一个重要原因是中国汉字数量庞大,这也是中文印刷业自动化的困难所在。西方的拼音文字只有20多个字母,加上各种大小的字体,印刷字模也不过100多个 而汉字有5万多个,一个字就需要一个字模,还有各种不同字体和大小不一的字号。  汪成为院士在上世纪70年代因为同样研究计算机而认识王选夫妇,被王选认为是最了解自己的人。2004年6月,中国工程院成立十周年大会上,王选主动推荐汪成为介绍自己的事迹。“中国工程院有4位院士获得国家最高科学技术奖,要由别人来介绍他们的事迹,王选夫妇推荐说找老汪吧。由于是王选亲自点名,我认真写了稿子,反馈给王选本人审阅,王选仔细看过后,写了一封信给我,认可了我的介绍稿,并说老汪对我太了解了。”  汪成为认为,王选的贡献不仅仅突破了汉字激光照排技术,更重要的是,通过这个技术的普及,保护和传承了中华文化。  “上世纪80年代,我开始研究中文信息处理,受钱老(学森)的启发,我逐渐认识到软件也是人类文化的一部分,信息时代就是以信息技术来支撑文化,一定要把信息资源建设、软件建设放在新文化建设的视角和高度,要增加历史使命感。现在的人越来越多地使用电脑打印、电子邮件、手机短信等方式来交流,这实际上影响了我们的文化准则和文化习惯。现在,中国网民占全世界第二位,但我们所掌握的网络资源,只是占全世界的3%多 而所有这些资源中间,汉字的网络资源更少,这影响到我们的新文化建设。”  汪成为院士说,1986年曾与王选谈到计算机软件也是文化的一部分,“王选对我说,我的汉字激光照排技术并不单纯是一项技术,而是个很好的载体,保护和促进了我们的汉字,乃至中华文化的发展。2001年度国家最高科学技术奖就是国家对他的贡献的认可,评委们高度评价他对中华文化的贡献,所以王选被选为2001年度的获奖者”。  科技成果产业化:科学家也要有市场思维  1980年,第一本用国产激光照排系统排出的样书《伍毫之剑》在“北大方正”诞生。成果得到了政府和学校的承认,但王选又陷入另一个苦恼:他们的成果不被用户采纳。  这种苦恼在1984年达到高潮。1984年年底,在一个“论证中国的照排是否需要引进”的中国专家论证会上,除了新华社的一位技术人员以外,所有的专家都赞成必须引进。就连对他们一贯相当支持的电子工业部资深专家也说,北大的系统是落后的,要引进国外的来促进自己的发展。甚至有人说“北大设计的系统即使搞出来也是落后的”。但王选的信心一直没有动摇,坚信自己设计思想的先进性,坚信只要改善硬件设备、提高系统的可靠性,完全可以在竞争中取胜。1989年底,来华研制和销售照排系统的英国蒙纳公司、美国王安公司等先后放弃竞争,退出了中国。  1986年,北大新技术公司(方正的前身)担负起北大研究成果的市场转换工作。王选找到“748工程”的协调负责人,提出将北大直接作为生产单位参与激光照排系统的开发生产,把科研成果变成产品,推向市场,抢占市场份额。第二年,北大诞生了“方正”,这是王选麾下的一个公司,担负研究成果的生产任务。  北大方正靠激光照排这项创新的技术起家,用了短短几年时间就完成了创业过程。1996年,方正集团收入增长到40亿元。掌握自有知识产权的核心技术,无疑在市场中可以轻易地处于垄断地位。但任何产品都有自己的生命周期,持续创新研究下一代核心技术显得非常重要。在发展势头极猛的时候,王选居安思危,提出“成功是失败之母”。经过近两年的技术沉淀,2001年方正推出了由汤帜领衔研发的具有自主知识产权的第二代核心技术——阿帕比数字版权保护系统(Apabi DRM),这时正值互联网企业处于惨淡经营的时期。2003年底,方正阿帕比获得了信息产业部重大技术发明奖,eBook业务也已经开始赢利。  王选反复向方正员工强调要“顶天立地”,“顶天”是要求技术一流,“立地”是要求产品实用。  自主知识创新:采纳三个“高”法  在自主知识和技术创新备受关注的今天,王选自上世纪70年代中期开始的自主创新到底有什么值得借鉴的地方?  汪成为院士说:“上世纪80年代初,我在航天部的工作涉及中文信息处理。我们组团去日本考察,因为日本有片假名、平假名,也有汉字处理。我仔细看了日本的技术,回来后又与王选进行了交流,进一步感到王选的方案大胆、超前、有创新。”  汪成为院士说王选的工作有三个创新点。  第一,选择高分辨率的字形描述方法。比如“王”字,以前是一点一点组成的,王选认为这种做法是没有前途的,所以他采取了当时世界上先进的矢量方法。实事求是讲,矢量方法并不是王选发明的,当时世界上也有人在做,但要精确描述汉字,难度特别大。这就是王选给自己出难题了。高分辨率的字形描述方法使得能够描述书写体的细微末节之处,无论中文、英文还是日文,而且描述得很好。  第二,选择高倍率的信息压缩方法。可以用数码相机来类比,如果数码相机的像素高,照出来的相片就很逼真,但要传给别人则需较长时间 如果像素低,文件就不会那么大,就传得快。很多报纸当天晚上要在全国那么多地方同时印刷,就需要及时传输过去。王选用信息压缩的方法,满足了存储和传输的要求。  第三,选择高速方法还原(解压缩)。王选有很好的数学功底,用高速的解压缩方法满足了还原的要求。  王选很欣赏索尼公司名誉董事长井深大的观点——“独创,决不模仿他人,是我的人生哲学”。王选说独创绝不意味着闭门造车,而应该根据市场需要,大量吸收前人的好成果,分析自身的缺点。实践证明,“需要”和“已有技术的不足”是创新的源泉。  还有,多方面和跨领域的知识也是创新的源泉。王选1958年从北大毕业后从事了三年计算机硬件的研制工作,1961年决定转向软件,并从事软、硬件相结合的研究。1962~1965年间软件方面的实践使王选大开眼界,才有可能在激光照排系统的研制中提出了与众不同的技术途径。  近年来,跨学科的研究开辟了很多新领域。王选认为,现在的年轻人可以更快地掌握前人的知识,了解其他领域的发展状况,更有效地进行国际交流,从而创造了超越前人的良好条件。  为什么能够成功:情商起决定性作用  “聪明”是熟悉王选的人对他的一致评价,可是王选执著地认为,情商才是自己成功的决定性因素。  王选10岁读小学五年级时获得了品德优秀生奖,那是他一生中第一次获奖,“我由此懂得了团队精神和人品在人生中的重要性。要想做好学问,先要做个好人。什么叫好人?季羡林先生说:‘考虑别人比考虑自己更多就是好人’。我觉得可以再降低一点:‘考虑别人与考虑自己一样多就算好人。’认识自己的不足,懂得要依靠团队,千方百计地为优秀的年轻人创造条件,使他们脱颖而出,是我能够获得最高科技奖的原因之一。”王选认为,现代科学技术离不开合作、离不开团队。对高新技术产业而言,团队精神和组织管理能力尤其显得重要。  王选读中学期间正值建国初期,班上第一个入团的王选经常参加各种社会活动。从小学5年级被选为班长直到大学毕业,王选当了12年学生干部。王选说,当学生干部懂得要团结人,为别人考虑、为别人服务,长期的学生干部经历提高了自己的组织能力和表达能力,只有把个人融入集体,才能体现完整的自我价值。这是一个人能够作出成绩的不可缺少的素质,尤其是学术带头人必备的素质。后来招研究生和方正招人时,王选也很看重他们是否曾经做过学生干部。  人与人之间要互相关心、互相帮助,每个人的成就都离不开他人的支撑。王选对此深有体会,他在文章中回忆道:“1961年我得病时,身体非常虚弱,同宿舍的同事董士海(现为北大计算机系教授、博士生导师)每天三顿为我从食堂打饭,还尽量买好菜给我。1966年我旧病复发,马秉锟、毛德行、陆钟辉等同事常常照顾我。每次去医院看病,他们都找来三轮车接送 马秉锟为我上街抓中药,由于是‘文革’时期,商店都被布置成书店,橱窗里千篇一律地陈列着‘毛选’,简直看不出哪是药店。马秉锟就骑车满街转,边走边用鼻子嗅,闻到药味儿再下车找药房。”  重用和善用人才:老骥伏枥,甘为人梯  “以后衡量我贡献大小的一个重要指标,要看我发现了多少青年才俊。”离开科研第一线后的王选这样评价自己,并把“老骥伏枥,志在千里”,改为“老骥伏枥,甘为人梯”。  “王选非常关心学生的工作生活。上世纪90年代初期,北京住房非常紧张。住房是留住年轻人的一个重要条件,事业留人、感情留人,最关键还是待遇留人,待遇就是票子和房子。当时北大搞集资建房,王选毅然从技术转让费中拿出200多万元,建了50多套房子,刚来所里两年的年轻人就住上了两室一厅,工作年限更长的同志住上了三室一厅,这为我们所留住人才起了重要作用。”刘秋云回忆起王选的买房留人故事,“后来商品房渐渐多了,王选坚持给有发展前途的学生奖励,让他们自己买商品房”。  王选眼光也很“毒”,能很快看出人才的优缺点。  汤帜当年是陪着别的同学到王选家来咨询考研的,但王选却独具慧眼发现了汤帜的才能,录取了他。坐在王选研制汉字激光照排系统的北大档案馆二楼、心怀感激之情的汤帜情绪激动,不住地拿掉眼镜擦眼泪。“我本科不是学计算机的,但数学成绩很好,程序设计得过北大的五四科学奖,动手能力很强。所以王选老师要了我做他的硕士研究生。”  王选曾在文章中写到选择汤帜的理由:“科学家是可以培养的。我作为博士生导师,在学生很年轻时,就能发现他们的异乎寻常之处。汤帜在硕士生期间,做了图形裁剪软件,难度很大。我后来问他:‘你是怎么想出来的?’汤帜回答说:‘想不出来再想,一直想到明白为止。’我当时就判定他将来会有出息。因为他对技术的痴迷程度超过常人。还有一件事也佐证了我的观点,当时的软件测试组组长曾对我说,汤帜编的程序错误极少。这是成为大软件设计师的基本素质。”汤帜后来成为中日文排版系统和电子书方向的技术带头人。1993年,28岁的汤帜被提拔担任研究室主任。  王选的学生肖建国现在是方正集团董事、当年报纸排版软件的主要开发人之一。王选评价他“具有异常的艰苦奋斗精神,善于从用户处吸取营养,准确抓住用户需要和市场需要,对软件的可靠性十分重视”。肖建国回忆说,“1985年我在北大读研究生,后来到北大计算机研究所实习,从此20多年跟随王选老师学习和工作。王选老师对人的关心很细致。我从获得硕士学位到晋升教授仅用了四年半时间!我从未和他提出过我该晋升职称了,都是他主动安排的,而且每次提职后他也从未和我提及他是如何帮助我不断破格提职的,也从来没在我面前暗示过他的关照。”  北大计算机研究所副所长邹维说自己就是王选重视人才的最好例子:“王选从收到我的求职申请,到亲自打电话通知我被录用,只用了11个小时。”邹维是中国科学院计算所董韫美院士的硕士研究生,28岁就是国家科技进步二等奖的获奖人之一,但研究成果被“束之高阁”,后来到外企,拿着高薪却干得不快乐。到方正后,他先后领导过数学媒体、信息安全等研发工作,2004年初被任命为北大计算机所副所长,主持日常工作。  1993年2月,王选激流勇退,离开了设计工作的第一线。让他作出选择的是——像往年的春节一样,那年他还是在家里闭门搞设计。两个星期后设计完成,学生刘志红看了后对王选说:“王老师,您设计的这些都没有用,IBM的PC机总线上有一条线,您可以检测这个信号。”“这意味着我两个星期的研究成果成了笨拙设计。”学生的一句话,引起了王选的深思。“拿我自己来说,我的两次创造高峰是1964年从事软硬件研究(那年27岁)和1975年研制激光照排项目(那年38岁),那时的我是无名小卒。在工作中我常常会受到一些更‘权威’、但实际上对技术细节了解甚少的人的干扰。而我自己也慢慢成了计算机某个领域里的所谓‘权威’。但我心里清楚:我看的技术资料和文献已不如年轻人多,第一线的实践经验也不如年轻人丰富了。在计算机这种新兴学科领域,如果不掌握或不熟悉重要的技术细节是容易犯‘瞎指挥’错误的。我的创造高峰已过。我应该做我现在能够做的事,帮助那些有才华、有潜力、尚未成名的‘小人物’,他们需要我的支持。”  淡泊名利:评奖和奖金都是科研的副产品  王选最爱穿的就是白衬衫和布鞋,记者在2005年9月曾就院士增选和学风问题采访过王选,留下了这样的深刻印象。肖建国说,在他的印象中,王选只有一条领带,放在办公室的抽屉里,来客人了,就掏出来戴上。  和老一代知识分子中的很多人一样,王选生活俭朴,一直都和妻子住在80多平方米的老楼里。方正集团很早就给他配了车,但是他经常骑自行车上班。  1998年,有记者采访王选时问,如果有机会成为百万富翁,会接受这笔在知识分子看来是天文数字的巨款吗?王选听了一笑:“1991年以前,计算所发奖金,我拿的都是二等奖。刘秋云对我说,你应该拿一等奖,要不别人怎么好意思拿?后来,我看到一个故事:孔子在鲁国做大夫时,发布了一条告令,凡是能解救回一个在国外遭受不平待遇的鲁国人,赏50金。孔子的一个弟子周游列国,花重金赎回很多人,却坚决不要赏金。孔子知道后,严厉地批评了他,说你不要以为这是你个人的高风亮节。你知道吗?因为你拒受赏金,使得很多人对救人质的事情不积极,这项政策也就无法推行下去。所以,你问的巨款如果是我的劳动所得,我会欣然接受,然后我会按照自己的方式去处理。”同年,王选将多年来获得的30万元奖金捐献给北大数学学院,设立“周培源数学奖学金”,以奖励在教学和科研中作出贡献的青年教师。  2002年,王选陆续获得国家最高科技奖和北京大学科技奖励的1000万元奖金,只留了50万元给自己,900万元在北大计算机所设立“王选科研创造基金”,专门支持由科技创新和市场前景的研究开发。  学术界有一条不成文的规则,年轻人写文章都要把前辈老师署在前面,一是表示对前辈的尊敬,二是提升文章的“含金量”,方便发表。刘秋云说王选不是这样,“他认为是学生写的就是学生写的,不要署自己的名字,抢他们的功劳”。  王选曾经反复告诫学生,也多次在演讲和文章中呼吁:高技术和新产品是核心,评奖和奖金都是科研的副产品,科研人员不能为得奖而工作,要把为国民经济和科学事业作出实际贡献当做奋斗目标 有才华的青年科技工作者不要把做官当成一种奋斗目标,也不要把当院士作为奋斗目标,如果老想着当院士,就不可能全心全意做好事业。  丰富的内心世界:京剧和科研都讲究“一招鲜”  从1975年到1993年的18年间,王选一直每周工作65小时,没有节假日和星期天。京剧成为王选科研之外的业余爱好。  王选小时候每周都会被父母带着去有名的剧院看戏,家里也收藏了大量珍贵唱片,从1920年后还订阅了《京剧旬刊》等戏剧杂志。  汪成为院士回忆道:“上世纪60年代回上海家中养病期间,王选对京剧的钻研达到了巅峰。他体力不支,不能看专业书,就认真看那些杂志。一年后他对京剧历史和戏剧理论有了深入了解。从清朝同治年间一直到新中国成立前后的著名京剧演员、唱腔流派甚至各派绝活儿,都能一一道来。因为我也很喜欢京剧,王选一有精彩的录音带就送给我,1998年中央组织一批科学家去北戴河旅游,在联谊会上我和王选都唱了京剧选段。”  王选还从京剧中总结了“票友经”——京剧与科技有相通之处,京剧讲“一招鲜”,名演员在保留剧目中都有一些绝招,所以久演不衰 科研也要有自己的特色,也要有“一招鲜”甚至“几招鲜”,这就是创新精神。京剧界讲一台戏就是“一棵菜”,生旦净末丑各行当一起托戏。搞科研项目,也需要团队精神。
  • 生物物理所开发冷冻结构光照明与电镜关联成像新技术
    面向原位结构解析的冷冻电子断层成像(cryo-ET)是研究生物大分子复合物的原位高分辨率结构及其相互作用关系的关键技术。但受限于电子束穿透能力,需要先利用聚焦离子束(cryo-FIB)将细胞和组织样品减薄成200纳米左右的薄片后才能进行cryo-ET数据采集。冷冻光电关联成像技术可以为cryo-FIB精准制备包含特定目标结构的冷冻含水切片提供荧光定位指导,但是冷冻荧光显微镜的光学分辨能力以及光镜、电镜图像的对齐精度是制约冷冻光电关联实验成功率的关键因素。  为了解决上述技术瓶颈,中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台生物成像中心一直致力于开发新型冷冻光电关联成像技术,在前期自主研发的冷冻光电关联成像高真空光学冷台HOPE(Journal of Structural Biology,2017)基础上,通过引入结构光照明成像技术,成功研制了冷冻结构光照明成像系统HOPE-SIM,实现了横向优于200纳米的光学分辨率,以及优于150纳米的光镜-聚焦离子束三维关联对齐精度,相关研究成果于4月29日在线发表在《通讯-生物》(Communications Biology)上。   光镜-电镜关联成像技术(Correlative Light and Electron Microscopy,CLEM),是利用荧光特异标记对特定生物大分子或亚细胞结构进行荧光示踪,实现对整个细胞的三维荧光定位成像,之后通过荧光图像和电镜图像的配准,获得荧光标记信号和电镜超微结构的关联信息。冷冻光电关联成像技术的应用方向之一,是通过关联图像,指示出荧光标记的结构在电镜图像中的具体位置,实现对荧光示踪目标物的电镜高分辨率结构解析。而得益于光镜成像对生物样品的无损特性,可以在不损伤样品的前提下获得样品内部的三维荧光定位信息,再通过光电关联成像流程和关联对齐软件,将三维荧光图像与扫描电镜图像关联匹配,实现在荧光信号的指导下进行cryo-FIB对目标区域的减薄加工。如此,便可以避免“盲切”,实现对荧光指示目标物的指导切割,以期提高冷冻聚焦离子束技术用于电子断层成像切片样品制备的效率。   目前,光电关联成像指导cryo-FIB减薄技术流程的实现方式有多种类型,根据系统构成可以分为光镜电镜分体式光电关联成像系统和集成型光电关联成像系统。生物成像中心技术团队自2013年开始专注于冷冻光电关联成像技术方法学研究,在光镜电镜分体式光电关联成像系统研制方面, 于2017年自主研制了一款可搭载在倒置荧光显微镜上的高真空光学冷台HOPE(High-vacuum Optical Platform for cryo-CLEM),HOPE可与透射电镜冷冻样品杆适配连接,完成荧光定位后样品将随冷冻样品杆被转移进电镜当中进行高分辨率数据采集,同时结合光电关联定位软件,可以实现大视野光学定位成像与电镜成像的匹配。HOPE采用冷冻样品杆来实现冷冻光镜成像、冷冻传输以及冷冻透射电镜成像,有效避免了光电关联成像过程中对冷冻载网的反复夹取,保证了冷冻样品的完整性和同一性,有效提高了关联成功率和实验效率。  然而,基于宽场成像技术的HOPE系统受限于光学衍射极限和冷冻光学成像装置的空间限制等,仅能使用长工作距离、低数值孔径的冷冻荧光成像系统,所能达到的横向分辨率约为400-500纳米,纵向分辨率则达微米级,这对于精准捕获数微米厚度细胞内百纳米尺度的目标结构而言,是非常不利的。  结构光照明超分辨荧光成像技术在能提高宽场荧光显微镜一倍分辨率的前提下,还具备不需要特殊的荧光探针、成像速度快、辐照密度低等技术优势,是所有超分辨成像技术中最适合应用到冷冻环境中对冷冻样品进行高分辨率成像的技术。因此,研究团队选择了结构光照明成像技术作为提高冷冻荧光成像分辨率的手段,基于倒置荧光显微镜自主研制了大腔室高真空冷台,腔室内置0.9NA长工作距离光学物镜和防污染器系统(ACS和cryo-box)、外接真空传输系统(TPS)以及冷冻电镜样品杆(cryo-holder)适配器。同时,借助三维结构光照明(SIM)光路,实现了真空环境下对冷冻样品的三维结构光照明成像,在提高冷冻光镜分辨率的同时,有效增强了光电关联成像样品传输过程中对冷冻样品的保护。图1 冷冻结构光照明成像系统HOPE-SIM。a.HOPE-SIM硬件组成,b. HOPE-SIM设计原理图,c. HOPE-SIM光路原理图   借助HOPE-SIM高分辨率冷冻光电关联成像系统以及自主编写的三维关联对齐软件3D-View,团队成功制备了包含宿主细胞内鼠疱疹病毒(图2)和海拉细胞内荧光标记的中心体(图3)的细胞切片样品,通过冷冻电子断层原位结构分析图像处理流程和软件分析其在原位结构。实验结果表明,基于HOPE-SIM技术的高精度冷冻光电方法可以实现优于150nm的三维对齐精度,为尺寸较大、胞内丰度高的目标物的原位捕获提供了一种高效、精确的靶向冷冻聚焦离子束减薄技术方案。图2 基于 HOPE-SIM冷冻光电联技术捕获宿主细胞中的MHV-68病毒颗粒。a.冷冻明场透射光图像;b.HOPE-SIM荧光图像的z投影。绿色,荧光微球。红色,MHV-68病毒;c将b中的荧光图像与a中的明场图像合并,以显示目标信号的位置;d.冷冻SIM和冷冻FIB图像之间的三维关联匹配;e.对目标区域减薄后的冷冻FIB图像;f.减薄后冷冻扫描电镜图像,与b中冷冻SIM图像的融合;g.制备的冷冻含水切片的冷冻透射电镜显微照片(3600倍);h.冷冻断层扫描成像,放大倍率为64000倍,显示了被捕获的病毒颗粒。 图3 基于HOPE-SIM技术流程精准捕获海拉细胞内红色荧光标记的中心体。a.3D-View光-电关联软件获得的冷冻结构光-cryo-FIB关联配准图;b.cryo-FIB对红色荧光标记所在区域进行减薄;c.cryo-FIB减薄获得的200nm冷冻含水切片;d.冷冻含水切片在透射电镜下8700倍成像,黄色框线内为目标中心体;e.目标中心体的cryo-ET数据采集(53000倍)激光指向位置主动稳定系统示意图。   相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)等项目的资助。  值得一提的是,在集成型光电关联成像系统研制方面, 2023年1月,《自然-方法》(Nature Methods)报道了中科院院士、生物物理所研究员徐涛和研究员纪伟团队研发的cryo-CLIEM系统和生物成像中心技术团队自主研发的三束共焦成像系统ELI-TriScope系统,在双束扫描电镜真空腔室内集成了光学成像系统,避免了样品传输过程,有效提高了冷冻光电关联成像的精度和成功率。其中生物成像中心技术团队自主研发ELI-TriScope系统集成了一个基于冷冻样品杆的传输系统(cryo-transfer system),并在冷冻样品下方嵌入了一个倒置荧光成像系统(cryo-STAR system),从而实现电子束(E)、光束(L)和离子束(I)被精确地聚焦到同一点上,可以在cryo-FIB减薄的同时实时监控目标分子的荧光信号,显著提高了cryo-FIB减薄技术对特定目标物的捕获精度,将制备冷冻含水切片的时间成本从每片2-2.5小时降低到约0.8小时。   生物成像中心技术团队研发的基于结构光照明技术的HOPE-SIM系统可以实现三维高分辨率冷冻荧光成像,同时还可以通过冷冻样品杆直接衔接三束共焦光电关联成像系统ELI-TriScope,实现高分辨三维冷冻荧光成像的同时,完成后续原位荧光实时监控聚焦离子束减薄全技术流程,有效提高了冷冻聚焦离子束减薄的效率、准确性、成功率和样品制备通量,为原位结构解析研究提供了成功的解决方案,在未来的原位结构生物学中有巨大应用潜力。
  • ACP 陕科大陈庆彩课题组:太阳光照射条件下大气PM2.5的光化学反应特征和机理研究 | 前沿用户报道
    供稿:陈庆彩成果简介近日,陕西科技大学陈庆彩教授课题组,以关中地区大气污染治理中的不确定性环境因素为背景,探讨了西安市大气pm2.5在太阳光照射条件下的光化学反应特征和机理,确认太阳光光照可以增加大气pm2.5中的发色团的氧化状态,并影响它们的光化学反应活性。相关成果以《photodegradationof atmospheric chromophores: changes in oxidation state and photochemicalreactivity》为题发表在atmospheric chemistry and physics上。背景介绍大气气溶胶中存在具有吸光能力且可以促进光化学反应的发色团有机物质(棕碳,brc),从而对全球气候和大气环境质量具有潜在重大影响。目前对于大气颗粒物中brc的研究主要集中在光学特征的研究,对于其光化学反应特征研究则相对较少。发色团有机物质光化学反应特征表现在,在太阳光照射下,发色团发生光激发反应,驱动一系列活性氧物质(ros)的产生,进而对气溶胶中多相化学反应产生潜在影响。本研究试图探明com光降解对气溶胶中碳质组成、光学性质、荧光团组成和光化学反应的潜在影响。图文导读太阳光光照可以增加大气pm2.5中的发色团的氧化状态,并影响它们的光化学反应活性。具体如下:(1)光降解对气溶胶样品碳组分产生了显著影响。在poa中,水溶性和甲醇可溶性有机碳(wsoc和msoc)分别下降了22.1%和3.5%。结果表明, wsoc比msoc更容易被光降解。在环境pm中,wsoc几乎没有变化,msoc下降18.2%,与poa形成对比。poa是新鲜的,但环境pm经历了长期的气溶胶老化。结果表明,在环境pm中wsom发生光降解和矿化后,有机物(om)得到了充分的光降解,而高分子量的msoc不能被充分的光降解,因此在实验室中仍在进行光降解。不同阶段的oc比例下降趋势相似表明环境pm中不同分子量的om可能具有相似的光降解能力且光降解后om的分子量基本不变。图:光降解前后碳含量和组成的变化,∗和∗∗分别表示在0.1和0.01水平上的显著差异。(2)光降解对气溶胶样品光学性质产生了显著影响。光降解后,com的吸收系数和总荧光体积(tfv)均显著降低,说明com发生了光漂白。在poa中,tfv平均下降75%,wsom和msom的tfv的下降有显著的相似之处。燃烧木材的com的tfv仅下降了9%,而燃烧木材样品的msom的荧光体积几乎没有变化。这主要有两个原因:一方面,在燃烧木材的样品中,只产生少量的甲醇溶性om。另一方面,甲醇溶性木材燃烧com难以光降解。此外,荧光团的光降解还取决于光化学环境,如溶液ph、盐度、温度。因此,我们认为燃烧木材的com的光降解在很大程度上取决于光降解环境。在环境pm中tfv的衰减速率常数低于在poa中的衰减速率常数。在环境pm中,msom的tfv下降了79%,而wsom下降了27%。结果表明,在环境pm中,msom比wsom更容易被光降解。图:光降解过程中光吸收和荧光强度的变化。图(a)光吸收,散射图显示了350nm处的吸收系数;图(b)和图(c)分别显示了在poa和环境pm样品中荧光体积的衰减曲线。(3)光解改变了气溶胶样品中发色团含量和组成。结合水溶性和甲醇溶性样品建立parafac模型,以说明荧光团在wsom和msom中的分布。我们发现了四个荧光团,c1和c2的荧光峰出现在(ex./em.= 224/434 nm)和(ex./em. = 245/402 nm),分别与高氧化和低氧化的hulis相似。c3和c4的峰出现在(ex./em. = 220/354 nm)和(ex./em = 277/329 nm),这两个荧光团是蛋白质类有机物(plom-1和plom-2)。在光降解过程中,荧光团的含量发生显著变化。在poa的wsom中,高氧化的hulis(c1)相对含量增加了63.0%,低氧化的hulis (c2)相对含量减少了88.0%。比例变化表明,由于光氧化作用,低氧化的hulis (c2)可能转化为高氧化的hulis (c1)。plom(c3和c4)下降19.7%,表明c3和c4可被光降解。在poa的msom中,高氧化态hulis(c1)的含量增加了17.5%,这是由于光诱导的二次反应。在环境pm的wsom中,高氧化的hulis(c1)含量增加了6.9倍,低氧化的hulis (c2)含量减少了40.2%,其变化与poa相似。因此,高氧化hulis可用于跟踪气溶胶光老化程度。图:样品光降解前后生成1o2的变化:(a) poa和(b)环境pm。(4)光降解对气溶胶光化学反应活性有显著影响。通过3com∗和1o2的产率定量分析了光降解对光化学反应的影响。在环境pm中,光解样品对tmp的消耗速率常数(ktmp)比原始样品平均下降11%,相反,在poa中,光降解后ktmp平均增加75%。在光降解后,不同气溶胶中的三线态生成保持不变或增加。com可以产生三线态,并进一步产生1o2。1o2的产率在环境pm和poa中都下降表明com的光降解对光化学反应有抑制作用。在poa中,在光激发前,原始样品和光解样品中都很少有1o2;在黑暗60min后,原始样品和光解样品都产生了1o2,说明在poa中没有光激发也可以产生1o2,原始样品中1o2含量高于光解样品;经过60min的光激发后,与未经过光激发的样品相比,原始样品和光解样品中1o2的含量都增加了3倍。原始样品中1o2的含量也高于光解样品(高出42%),证明了com光降解对1o2的生成有抑制作用。当三线态被山梨酸淬灭时,1o2的含量几乎没有变化,表明低能量的3com∗可能是poa中1o2的主要前体且com光降解并不改变poa中低能量3com∗产生1o2的机制。在环境pm中,与poa中相似,在光激发前,原始样品和光解样品中1o2的含量非常低。而黑暗60 min后与poa不同1o2含量几乎没有变化表明如果没有光激发,在环境pm中不可能产生1o2。当三线态被山梨酸淬灭时不生成1o2,表明1o2的前体被淬灭,环境pm中1o2主要由高能3com∗产生。horiba aqualog 同步吸收-三维荧光光谱仪大气颗粒物中的发色团物质组分复杂,基于horiba aqualog 同步吸收-三维荧光光谱仪,使用a-teem方法可以有效鉴定和识别多种简单发色团类型,并能够提供构建光化学反应活性之间的结构-活性之间的关系,对于揭示具体种类发色团产生了光化学反应提供了重要方法途径。如果您对上述产品感兴趣,欢迎扫描二维码留言,我们的工程师将会及时为您答疑解惑。 研究总结研究发现,经过7天的光降解,com的荧光强度和吸收系数分别降低了71%和32%。光降解对发色团的化学成分和气溶胶老化程度有影响,低氧化的腐殖质类物质(hulis)通过光氧化转化为高氧化的hulis。光降解也会改变光化学反应能力,在一次有机气溶胶(poa)和环境颗粒物(pm)中,光降解对光化学反应的影响是相反的,在环境pm中,光降解后三线态com (3com∗)的生成略有减少,但在poa中,3com∗的生成增加。然而,在poa和环境pm中,单线态氧(1o2)的生成都明显减少,这可能与1o2前体的光降解有关。关于气溶胶中com光降解的新认识,增加了研究与光化学和气溶胶老化相关的溶解性有机物(dom)的重要性。这项研究将有助于更好地了解com光解特性以及com光降解对气溶胶老化的影响。文献信息photodegradation of atmospheric chromophores: changes inoxidation state and photochemical reactivity文章署名作者:牟臻、陈庆彩*、张立欣、关东杰、李豪文章链接:https://doi.org/10.5194/acp-21-11581-2021扫码查看文献陈庆彩教授基本简介陈庆彩,教授、博导,陕西科技大学大气污染与控制研究团队负责人。毕业于名古屋大学,主要从事区域大气污染与控制、大气pm2.5健康效应等相关科研工作。入选陕西省“百人计划”、获陕西省青年科技新星称号、陕西省高校自然科学奖、日本大气化学学会奖、bruker和horiba企业科技奖、政府生态建设专家、名古屋大学特邀教员,担任environmental advances/research等期刊编辑/编委。主持国家和省部级课题6项,以第一或通讯作者发表学术论文40余篇,包括领域顶级期刊es&t论文8篇,授权国家专利和软著12项。
  • 光照度传感器的工作原理是什么?使用时应注意什么呢?
    光照度传感器是一种常用的检测装置,在多个行业中都有一定的应用。在很多地方我们都会看到光控开关这种设备,比如大街上的路灯、各个自动化气象站以及农业大棚里面,但当我们看到这种有个小球的盒子的时候,虽然知道这是光照度传感器,但是对于它还是不太了解,今天我们来了解一下光照度传感器。光照度传感器的工作原理光照度传感器采用热点效应原理,最主要是使用了对弱光性有较高反应的探测部件,这些感应原件其实就像相机的感光矩阵一样,内部有绕线电镀式多接点热电堆,其表面涂有高吸收率的黑色涂层,热接点在感应面上,而冷结点则位于机体内,冷热接点产生温差电势。在线性范围内,输出信号与太阳辐射度成正比。透过滤光片的可见光照射到进口光敏二极管,光敏二极管根据可见光照度大小转换成电信号,然后电信号会进入传感器的处理器系统,从而输出需要得到的二进制信号。当然,光照度传感器还有很多种分类,有的分类甚至对上面介绍的结构进行了优化,尤其是为了减小温度的影响,光照度传感器还应用了温度补偿线路,这样很大程度上提高了光照度传感器的灵敏度和探测能力。光照度传感器的使用方法光照度传感器应安装在四周空旷,感应面以上没有任何障碍物的地方。将传感器调整好水平位置,然后将其牢牢固定,将传感器牢固地固定在安装架上,以减少断裂或在有风天发生间歇中断现象。壁挂型光照度传感器安装方式:首先在墙面钻孔,然后将膨胀塞放入孔中,将自攻螺丝旋进膨胀塞中。百叶盒型光照度传感器安装方式:百叶盒型光照度传感器一般应用在室外气象站中,可通过托片或折弯板直接安装在气象站横梁上。宽电压电源输入,10-30V均可。485信号接线时注意A/B条线不能接反,总线上多台设备间地址不能冲突。光照度传感器使用注意事项1.一定要先检查下包装是不是完好无损的,然后去核对变送器的型号和规格是不是跟所购买的的产品一样;如果有问题一定要尽快与卖家联系。2.使用光照度传感器的时候一定不能有外压力冲压光检测传感器,避免压力冲压下测量元件受损影响光照度传感器的使用或导致光照度传感器发生异常或压坏遮光膜产生漏水现象。一定要避免在高温高压环境下使用光照度传感器。3.用户在使用光照度传感器的时候禁止自己拆卸传感器,更加不能触碰传感器膜片,以免造成光照度传感器的损坏。4.使用光照度传感器之前一定要确认电源输出电压是不是正确;电源的正、负以及产品的正、负接线方式,保证被测范围在光照度传感器相应量程内并详细阅读产品说明书或咨询卖方。5.安装光照度传感器的时候,一定要保证受光面的清洁并置于被测面。6.严禁光照度传感器的壳体被刀或其他锋利的金属连接线及物体划伤,磕伤,砰伤,造成变送器进水损坏。
  • 144万!淄博市计量技术研究院计划采购光学干涉轮廓仪、弱光照度计、垂直度测量仪等仪器设备
    一、项目基本情况项目编号:SDGP370300000202202000688项目名称:淄博市计量技术研究院2022年专用设备采购项目预算金额:本项目总预算为1448500.00元,共分1个包,其中包1包含光学干涉轮廓仪、弱光照度计、垂直度测量仪升级改造等设备等设备:1448500.00元。采购需求:①采购名称:淄博市计量技术研究院2022年专用设备采购项目;②采购内容:包含光学干涉轮廓仪、弱光照度计、垂直度测量仪升级改造等设备等设备;③质量要求:所有产品的生产、制造等各项技术标准,应当符合国家标准、各项规范要求和使用许可;④质保期:产品质保期自安装调试完毕并经验收合格之日起不少于24个月。合同履行期限:进口设备在合同签订后60日历天内交货并安装调试完毕;国产设备在合同签订后30日历天内交货并安装调试完毕。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:无单独资格要求。采购文件落实政府采购政策,包括节能环保产品、小型和微型企业、监狱企业和残疾人福利性单位等政府采购政策。3.本项目的特定资格要求:1、具有加载统一社会信用代码的《营业执照》有效证件;2、未被列入信用中国网(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn) 等渠道信用记录失信被执行人、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;3、投标人提供“政府采购供应商信用承诺书”的承诺函。三、获取招标文件时间:截止到2022年11月08日14时00分(北京时间)。地点:淄博市公共资源交易网(http://ggzyjy.zibo.gov.cn/)招标文件获取方式: ①已在淄博市公共资源交易平台(http://ggzyjy.zibo.gov.cn/)注册的供应商,需要登录淄博市公共资源交易网网站首页点击“新系统登录入口”(http://ggzyjy.zibo.gov.cn:9181/TPBidder)根据页面提示重新完善信息。完善后在登录新系统免费下载采购文件。②未注册的供应商请到淄博市公共资源交易网(http://ggzyjy.zibo.gov.cn:8082/)在网站首页点击“新系统登录入口”(http://ggzyjy.zibo.gov.cn:9181/TPBidder)根据页面提示进行注册(注册类型:交易乙方)。咨询电话:0533-2270020、2270010、2270050,咨询时间:北京时间8:30-12:00,13:30-17:00(法定公休日、法定节假日除外)。技术咨询电话:400-998-0000。③为满足信息公开和供应商诚信体系建设需要,供应商还需同时在中国山东政府采购网(http://www.ccgp-shandong.gov.cn/)进行注册。未注册的供应商须登录中国山东政府采购网点击首页右侧“系统入口”模块的“供应商注册”进行注册。请各供应商自行查验,务必保证淄博市公共资源交易网与中国山东政府采购网的注册单位名称及统一社会信用代码信息一致。四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点截止时间: 2022年11月09日14时00分(北京时间)投标文件递交方式: 将加密的电子投标文件在截止时间前通过淄博市公共资源交易网 “上传投标文件”栏目上传完成。①拟参加本项目的投标人须办理并取得数字证书(电子签章)后,方可加密生成及上传电子投标文件。请各投标人仔细阅读《数字证书办理注意事项及相关资料下载》(淄博公共资源交易网→办事指南→服务指南)并按照须知要求办理。②投标人可到淄博市公共资源交易中心一楼大厅办理数字证书,也可网上办理。山东CA(山东省数字证书认证管理有限公司)证书办理电话为400-607-8966,CFCA(中金金融认证中心有限公司)证书办理电话为0533-3590310。其他具体操作请参考“新点投标文件制作软件(淄博版)操作视频-采购类”(淄博市公共资源交易中心网站→办事指南→服务指南),技术咨询电话:400-998-0000。开标时间: 2022年11月09日14时00分(北京时间)地点:?网上开标大厅。请各供应商在开标前登录网上开标大厅(http://ggzyjy.zibo.gov.cn:9181/BidOpeningHall/bidopeninghallaction/hall/login),在线准时参加开标活动并进行投标文件解密、答疑、澄清等。五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜本项目采用网上开标模式。各投标人无需到达开标现场,请在开标时间截止前登录网上开标大厅,在线准时参加开标活动并进行报价文件解密等。网上开标等详细事宜见招标文件 “网上开标提示”模块。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:淄博市计量技术研究院地 址:淄博市张店区共青团西路98号联系人:陈杰联系方式:0533-23159562.采购代理机构信息名 称:山东和鑫盛工程咨询管理有限公司地 址:山东省淄博市张店区新村西路42号铂金商务大厦4层联系方式:0533-23088813.项目联系方式项目联系人:薛皎、吕丽媛电 话:0533-2308881
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