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聚芴类电致发光材料

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  • 有机电致发光研究进展

    在计算机图象图形学领域中常涉及到图象图形的显示问题,特别是超薄显示问题.这不仅涉及到超薄显示材料,也涉及到电致发光薄膜技术.本文就是这一领域研究现状的概要介绍:信息显示是信息产业的核心技术之一,而信息显示技术及显示器件多种多样,其中,有机电致发光显示器件由于响应速度快,适合于全彩色的动态图象显示,同时驱动电压低,能与数字图象VLSI技术兼容,也便于实现动态图象的显示驱动,并且聚合物 材料可以通过低成本的工艺做成柔性的大面积平板显示,所以它是实现未来超薄型可卷壁挂式彩色电视的关键技术,现被公认为是继液晶显示LCD、等离子显示PBD后的新一代图形图象显示器件.有机电致发光的研究起步于60年代,Pope首次在蒽单晶上实现了电致发光,但由于当时需要在大于100V的驱动电压下才能观察到明显的发光现象,且量子效率也很低,还由于受各种条件的制约,未能很好地解决成膜质量差和电荷注入效率低等问题,所以有机电致发光的发展一直处于停滞不前的状态.直到1987年,Tang和VanSlyke采用8-羟基喹啉铝络合物(Alq3)作为发光层,分别用ITO电极和Mg:Ag电极作为阳极和阴极,制成了高亮度(1000cd/m2),高效率(1.5lm/W)的绿光有机电致发光薄膜器件,其驱动电压降到了10V以下,从而取得了有机电致薄膜发光器件研究史上划时代的进展.由于他们的工作,又引起了人们对有机电致发光研究的再度关注.1990年,Burroughes等人用聚对苯乙烯(PPV)制备的聚合物薄膜电致发光器件得到了量子效率为0.05%的蓝绿光输出[3],其驱动电压小于14V.由于聚合物材料的制作工艺、稳定性以及化学修饰性都比有机小分子更为优越,所以聚合物PPV以及PPV衍生物材料的研究进一步地推动了有机电致发光薄膜的研究,使之成为新的研究热点.其中,Braun等用PPV的衍生物制成了量子效率为1%的绿色和橙色光输出,其驱动电压约为3V.这些工作都极大推进了有机薄膜电致发光器件的发展,从而使得有机电致发光的研究在世界范围内广泛地开展.与无机材料的电致发光相比,有机薄膜具有许多不可比拟的优越性,主要表面在下述3方面:第一,有机材料可以获得在可见光谱范围内的全色发光,特别是无机材料难以获得的蓝光 第二,可以直接用十几伏甚至几伏的直流低压驱动,可以和集成电路直接相匹配 第三,有机电致发光器件的制作工艺简单,可以低成本制成超薄平板显示器件,因此易于产业化.可见,由于有机电致发光技术将有可能是制作下一代超薄平板显示的主要技术,引起了人们对有机发光材料和器件研究的极大兴趣,在1992年,有机电致发光薄膜技术被评为该年度化学领域的十大成果之一,1995年,日本通过的“科学技术基本法”已明确规定将有机电致发光器件列为研究重点项目之一,并提出将其应用到超薄大平板显示器件以及计算机领域,预计可实现数十亿美元的市场规模 国内的吉林大学、中国科学院长春物理所、中国科学院长春应用化学所、北京大学、北方交通大学、浙江大学等单位也开展了这方面的研究,并已经取得了一定的成果,国家自然科学基金委员会已经将其作为一个专题进行了重点资助. 1 有机电致发光的发光材料. 从目前的研究成果来看,作为有机电致发光器件核心的发光材料可分为以下3类: (1)小分子有机染料 这类材料具有高的荧光效率,并且可以通过真空沉积法成膜,但是成膜后容易结晶,有时甚至易于其它的有机材料形成激基复合物,因此这类材料的单独应用比较少. (2)金属络合物 其中典型的可以8-羟基喹啉络合物(Alq3)为代表,还有现在研究比较多的一些稀土元素Eu、Tb的络合物,这类材料的性质介于无机和有机之间.它们除可作为EL的发光材料外,还可作为电子传输材料.其中稀土金属络合物因具有窄带波长发射(一般只有10~20nm)、荧光寿命长(10-2~10-6s)、特征发射等特点而倍受关注,另外,金属络合物也和有机小分子一样,大都通过蒸镀法成膜,但由于有些因熔点过低,在热蒸发时易分解,故只能将它

  • 【求助】谁有《有机电致发光材料与器件导论 》作者是黄春辉的电子版

    [color=#DC143C][size=3]一段时间没登录仪器网了现在发现很多资料都找不到了,以前找资料很方面的啊,特别是向书一类的资源好像没有了,不知道是为什么回到主题,谁有《有机电致发光材料与器件导论 》电子版比如PDF格式或者超星图书,能共享一下吗,或者好心发到我的邮箱sugar1989220@163.com,非常感谢了[/size][/color]

  • 高校科研院所招聘联盟正在寻找华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室-有机聚合物太阳电池材料与器件 职位,坐标广东,谈钱不伤感情!

    [b]职位名称:[/b]华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室-有机聚合物太阳电池材料与器件 [b]职位描述/要求:[/b]导师:马於光(ygma@scut.edu.cn)、苏仕建(mssjsu@scut.edu.cn)、陈江山(msjschen@scut.edu.cn) 1) 已取得或将于近期取得博士学位,35周岁以下; 2) 具有新型高效有机发光材料(含钙钛矿)开发、有机电致发光器件设计与制备、有机电致发光材料及器件中的光物理及器件物理机制研究、有机激发态研究(含自旋光电子器件)等研究背景; 3) 热爱科研、勤奋努力,有良好的团队协作精神和沟通协调能力,须全时工作,不得兼职; 4) 良好的英文阅读、写作、及交流能力,在重要学术刊物上发表至少1篇学术论文; 5) 能独立开展相关课题的研究,协助指导研究生,配合完成项目申报。 [b]公司介绍:[/b] 仪器信息网仪器直聘栏目针对高校科研院所的免费职位发布平台,汇集了全国数十所高校科研院所的招聘信息。发布信息请联系010-51654077...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/59920]查看全部[/url]

  • 【技术@创新】中科院化学所成功制备多色发光和掺杂白色发光的新型纳米材料

    [font=黑体]据中国科学院网2007年12月13日报道:[/font]最近,在自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中科院化学所光化学院重点实验室姚建年院士课题组用改进的物理[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法制备了具有多色发光性质的有机小分子纳米带及其组装体。研究结果发表在新一期的《先进材料》上(Adv. Mater. 2007, 19, 3554-3558)。研究中发现,在溶液以及非晶薄膜中发蓝光的有机小分子五苯基环戊二烯(PPCP)被制成结晶的一维纳米带组装体之后,出现了多重发光性。在用紫外、蓝光、绿光激发PPCP纳米带时,可以分别得到蓝光、绿光以及红光的发射。进一步的实验结果表明,纳米材料中低能级的发光来自于晶体中的缺陷发光中心,同时材料的发光在一维结构的长度方向有自汇聚作用,从而使多色发光性质增强。

  • 纳米材料诱发的化学发光(一)

    以下是我写的综述的部分内容,望得到大家的指教4 纳米体系化学发光4.1纳米材料参与的电致化学发光广义的化学发光也包括电致化学发光(ECL),电致化学发光是指对电极施加一定的电压进行电化学反应,电极反应的产物之间或与体系中的某种组分发生化学反应,产生激发态物质,激发态物质回到基态时产生的发光[42,43]。它不但具有化学发光分析的许多优点,还具有电化学方法的一些特点,如电发光反应过程控制性强,选择性好等优点[44,45]。近年来,将纳米材料引入分析化学研究中已成为分析化学的一个研究热点,并取得许多创新性研究成果[46,47]。4.1.1半导体纳米粒子电致化学发光机理4.1.1.1半导体纳米粒子直接接受电极提供的能量生成激发态传统ECL是利用电极原位(in situ)产生试剂,这些试剂在溶液中反应,完成较高能量的电子转移而生成激发态的分子,不稳定的激发态分子回到基态过程中以光辐射形式释放能量[48-50]。同理,当电极施加双阶跃正负脉冲(或电位循环)时,半导体纳米粒子(A)在正电位阶跃时被氧化为A+,接着在负电位阶跃时被还原为 A-,A+ 与 A- 反应生成激发态的 A*,激发态的 A* 回到基态过程中时产生了化学发光[24,51-55]。对应的反应过程可以用(4.1)—(4.3)式表示。值得注意的是通过该机理产生发光的必要条件是:产生的还原态 A- 或氧化态 A+ 在溶液中,要能够稳定存在一定时间,从而使得A+ 能够与 A- 相遇、碰撞并产生激发态的 A*[24]。 A → A+ + e- (4.1) A + e- → A- (4.2) A+ + A- → A* (4.3) A* → A + hv (4.4)较典型的例子是He气氛下,在含有0.1mol/L THAP乙腈溶液中,对Pt电极施加双阶跃正负脉冲电位,并在 +2.7 V 和 -2.1 V循环阶跃,在正电位阶跃时,粒径为2-4nm的Si纳米半导体被氧化成稳定的 Si(NCs)+,接着电位阶跃负方向产生Si(NCs)-,并与Si(NCs)+ 碰撞产生激发态的Si(NCs)*,Si(NCs)* 回到基态时产生640nm的光发射[24]。4.1.1.2 半导体纳米粒子电化学产物与共反应物(coreactant)发生ECL反应若体系中含有共反应物(还原性或氧化性物质)时,仅在工作电极上施加正或负电压,即可生成激发态的A*而发光[24,53,56-58]。其反应过程可以用(4.1)—(4.3)式表示。产生的还原态 A- 或氧化态 A+也要能够稳定存在于溶液中一定时间,才能发生发光[24]。 A → A+ + e- (4.1)A+ + Re → A* + Ox (4.5)A* → A + hv (4.4)或 A + e- → A- (4.2)A- + Ox → A* + Re (4.6) 其中较为典型的例子是Zou[56]等将纳米CdSe沉积在石墨充蜡电极表面上并成膜,纳米CdSe膜在循环伏安下产生两个ECL通道(ECL-1和ECL-2)。并用ECL-1,在事先通N2 25min 含有0.1mol/L KNO3 pH 9.3 磷酸缓冲溶液中,扫描速率为0.06V/S 下,对H2O2进行了测定,线性范围: 2.5×10-7 ~ 6×10-5 mol/L,检测限: 1.0×10-7 mol/L。他们也提出了ECL的机理(式4.7—4.11)。CdSe NCs + ne → nR• - (4.7)O2 + H2O2 + 2e → OOH- + OH- (4.8)2R• - + OOH- +H2O → 3OH- + 2R* (4.9)or2R• - + H2O2 → 2OH- + 2R* (4.10) nR* → CdSe NCs + hv (4.11) 4.1.2 纳米金粒子对电致化学发光体系的催化作用 因纳米具良好的“生物相容性”和高的催化特性,近来人们对纳米金催化等特性的研究进展迅速[59]。崔华[60]研究小组,已将纳米金用于化学发光体系研究,报道了纳米金粒子的催化作用对液相电致化学发光的影响,发现纳米金的催化作用和电化学活性既可以增强两个阳极ECL发光通道,又导致了两个新的阴极ECL发光通道的产生。最近,Liu[61]等发现纳米金可以催化Ru(bpy)32+- pentoxyverine (喷托维林)体系的电致化学发光,将电致化学发光分析法与毛细电泳技术联用,在毛细电泳柱端成功测定了喷托维林,检测限为:6nmol/L;并将该方法用于喷托维林和人血清白蛋白结合常数的测定,测定值为:1.8×103 L/mol。4.1.3 纳米材料作为化学发光试剂的固载。钱柯君[62]等用反胶束法水解正硅酸乙酯(TEOS)合成球形luminol/ SiO2复合纳米微粒;再用壳聚糖修饰已合成的纳米微粒并标记DNA作为DNA探针,构建的DNA探针与固定在聚吡咯修饰电极上的靶DNA杂交。用ECL法对DNA杂交情况进行评估,仅互补序列DNA才可以与DNA探针形成双链DNA(dsDNA)并产生强的ECL。发现3个碱基错配互补靶序列和非互补靶序列产生的ECL可以被忽略,ECL强度与互补序列DNA的浓度在5.0×10-12~1.0×10-9 mol/L范围内呈线性关系,对互补序列DNA的检测限为:2.0×10-12 mol/L。4.2 纳米材料参与的化学发光传统的化学发光研究一般仅限于分子和离子体系。最近,纳米粒子在化学发光中的行为研究已经引起了人们的重视:无论是半导体纳米粒子还是金属纳米粒子在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]和液相化学发光反应中都表现出特殊的活性。4.2.1纳米金参与的液相化学发光4.2.1.1 纳米金作为化学发光反应的微尺度平台Cui[26]等首次报道了,粒径为68-nm 的纳米金与KIO4—NaOH—Na2CO3之间的反应能够产生化学发光现象,该化学发光的光谱具有三个明显的发射带,分别位于380—390 nm, 430—450 nm和490—500 nm;该体系的化学发光强度随着溶液中

  • 【分享】日本成功利用有机 EL材料发光识别癌细胞

    [font=Arial,Helvetica,sans-serif]据日本共同社网站6月12日报道,日本群马大学副校长竹内利行(内分泌代谢专业)等人近日成功研发出了通过有机EL材料使体内的癌细胞发出红色可视光的新技术。极为细小的癌细胞若仅靠肉眼经常容易被忽视。据称,该技术在内视镜检查的配合下,有助于发现胃和肠等器官表面上细小的癌细胞。 据竹内等人介绍,有机EL材料“铱络化物”在特殊光线的照射下,在与空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]同的氧气浓度约20%的环境下不会发光,而在浓度低于10%时则会发光。癌细胞因扩散速度快而经常处于低氧状态,因此在“铱络化物”的作用下可以发光。 竹内等人将“铱络化物”注射到带有癌细胞的白鼠的静脉中,成功令发生癌变的部位发光。据称,实验中即使仅2毫米的癌细胞也可以识别,只要距离表面深度1厘米以内均可以发现。 该技术应用于人体时,通过从内视镜的前端喷射“铱络化物”,被消化道吸收后即可凭借发光与否识别癌细胞。与目前癌细胞检查所使用的正电子发射断层成像装置(PET)和磁共振成像装置(MRI)相比,此项技术的费用相对较低。[/font]

  • 【原创大赛】(二)简述红色硅酸盐发光材料的硅酸盐基质

    由于铝酸盐基磷光体在水中易水解,需在颗粒表面进行物理化学修饰,以提高其稳定性。Mitsuharu等人发现利用 CaO-Al2O3-SiO2作为基质材料体系,共掺杂稀土Eu2+和Nd3+合成的发射500-600 nm 波长光的长余辉蓄光材料,稳定性良好,发射波长取决于基质材料组成,并且都是由于Eu2+的4f-5d 跃迁引起的。据研究:用Eu激活的SrO-MgO-SiO2,可以合成发射波长为468-480 nm 的蓝色发光材料,但共掺杂稀土元素Dy的SrO-MgO-SiO2体系的硅酸盐长余辉磷光体尚无报道。本实验尝试采用以Sr2MgSi2O7作为基质,通过掺杂Eu离子,共掺杂稀土Dy离子,合成了一种稳定性良好的硅酸盐基蓝色长余辉蓄光材料。以硅酸盐为基质的发光材料由于具有良好的化学稳定性和热稳定性,而且高纯二氧化硅原料价廉、易得,长期以来人们都重视对硅酸盐体系荧光粉的研究和开发。硅酸盐体系发光材料已经发展成为一类应用范围广的重要光致发光材料和阴极射线光材料。如Zn2Si04:Mn2+早在1938年就用于荧光灯,作为光色校正荧光粉,至今仍是彩色荧光灯用荧光粉,在阴极射线显示管上,它也是常用的主要荧光粉。近年来随着等离子平板显示器(PDP)的快速发展,Zn2Si04:Mn2+成为PDP三基色荧光粉的主要绿色组分。1992年,我国肖志国等人开展了硅酸盐体系发光材料的研究,成功地研制出硅酸盐发光材料,该体系材料在500nm以下短波光激发下,发出420~ 650nm 的发射光谱,峰值为450 ~ 580 nm,发射光谱峰值在470~ 540nm之间可连续变化,呈现蓝、蓝绿、绿、绿黄或黄颜色长余辉发光。2002年,罗昔贤等首次在硅酸盐体系中发现了余辉时间长达10h以上的高亮度长余辉现象,并采用高温固相法合成了一系列硅酸盐长余辉发光材料。Eu2+、Ln 共激活的镁黄长石结构的焦硅酸盐化合物和镁硅钙石结构的硅酸盐化合物的余辉发光性能最好,发光颜色覆盖从469nm 的蓝色光区到536nm 的黄色光区,余辉时间长达10h 以上,且耐水性及温度特性好。并且研究了各发光材料的光谱特征、长余辉性能,测量了各发光材料的激发光谱和发射光谱以及余辉衰减曲线。同时研究了其应用性能,测量了发光材料的热释光谱和X 射线粉末衍射图谱,确定了发光材料的晶格类型。碱土氯硅酸盐是一类发光性能优良的基质材料,这是由于碱土卤化物和碱土硅酸盐都是支持Eu2 +发光的高效基质,由两者复合的碱土卤硅酸盐由于合成温度低、物理化学稳定性好而获得广泛研究。目前开发的硅酸盐体系长余辉发光材料主要特点如下:(1)化学稳定性比较好、耐水性比较强。曾对铝酸盐体系长余辉发光材料Sr2MgSi207:Eu2+,Dy3+进行了化学稳定性的对比试验。参SrAl204:Eu2+,Dy3+放入5%的NaOH溶液中浸泡2~3小时发光消失,而Sr2MgSi207:Eu2+,Dy3+浸泡20天后仍保持发光性能不变;(2)扩展了长余辉材料的发光颜色范围,发光颜色范围从469nm的蓝色光区536nm的黄色光区,余辉时间长达2000min以上。特别是蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi207:Eu2+,Dy3+不仅应用特性优异,而且余辉亮度高、时间长,为长余辉发光材料增加了新的品种,填补了铝酸盐体系长余辉材料蓝色发光性能不佳的缺陷;(3)由于硅酸盐体系长余辉发光材料的应用特性优良,在某些领域的应用(如陶瓷行业),长余辉发光制品要优于铝酸盐体系。硅酸盐体系的发光性能尚未达到铝酸盐体系的水平,镁的正硅酸盐性能还未能得到应用,因此进一步提高硅酸盐体系的发光性能,还需要做更深入的研究工作。此篇与上一篇是我较早之前做研究时做的综述调研,关于这个课题,我还有一些其他方向的调研,有机会再与大家分享。上一篇:(一)简述红色硅酸盐发光材料的铝酸盐基质http://bbs.instrument.com.cn/topic/5948561主要参考文献如下: 刘志平,胡社军,黄慧民,李昌明。发光材料特征及其制备方法当代化工,2008 , 37 (5)。Sakai R,Katsumata T.Komuro S et al J.Luminescence,1999,85.149 刘应亮,丁红长余辉发光材料研究进展 无机化学学报,2001,17(2)。 林 林,尹 民,施朝淑,等。红色长余辉材料Mg2 SiO4 : Dy3+,Mn2 +的制备及发光特性发光学报,2006,27(3) : 3312335。 石 涛,周箭,申乾宏,等。溶胶凝胶法制备纳米晶γ2Al2O3 : T3+粉末及其发光性能硅酸盐通报,2009,28(2) : 2242228。 韩永飞,陈振强,李景照,等。Yb3 + : NaBi(WO4)(MoO4)的制备与性能表征硅酸盐通报,2009,28 (1) : 76279。 曲艳东,李晓杰,陈涛,等。铝酸盐系长余辉发光材料的研究新进展稀有金属,2006,30(1) : 1022105。 郭庆捷,徐明霞,曹佩玲。 Eu2 +激活的碱土铝酸盐长余辉发光材料的研究现状稀土金属材料与工程,2004,33 (3) : 2252228。 Nag Abanti,Kutty T R N. Effectof interface states associated with transitional nanophaseprecitates in theenhancement of red emission from SrAl12O19 : Pr3 + by Ti4 + incorporation. Journal of Physics and Chemistry of Solids,2005, 7: 1912199. 刘全生,章瑞铄,方潇功,黄原亮,张希艳,孟繁艳,董飞,孟庆贺。稀土掺杂Sr3Al2O6红色发光材料的制备与表征硅酸盐通报,2010,29(3) БланкЮС,Завьяловаид.Журналприкладнойспектроскопий,1975 ,T22 (B2) :2632266. Song Qingmei, Huang Jinfei,Wu Maojun,et al . Study on synthesisand luminescence property of Eu2 + activated strontium aluminates . J.FudanUniversity ( Natural Science) ,1991, 12 (2) :1442150. 松尺隆嗣,等。日本第248回萤光体同学会讲演予稿,1993 ,1:1. Tang Mingdao,Li Changkuan,GaoZhiwu,et al . The study on longpersistence of SrAl2O4 ∶Eu2 + . Chin. J .Lumin., 1995 , 16 (1) :51256 (inChinese) . Song Qingmei,Chen Jiyao, Wu Yazhong. A study on luminescence of Mg doped SrAl2O4∶Eu phosphors . J.FudanUniversity (Natural Science) ,1995, 34 (1) :1032106 (in Chinese) . Xiao Zhiguo. The new photoluminescence materialand dope ,The identify data for expert . Dalian ScienceCommittee . 1993 ,1 ,18.肖志国。蓄光型发光材料及制品.化学工业出版社,2002.Aizawa H,Katsumata T,Takahashi J,et a1.Fiber--optic thermometer using afterglow phosphorescencefrom long duration phosphor.Ele

  • 高校科研院所招聘联盟刚刚发布了华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室-发光材料设计职位,坐标广东,速来围观!

    [b]职位名称:[/b]华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室-发光材料设计[b]职位描述/要求:[/b]合作导师:唐本忠(tangbenz@ust.hk)、吴水珠(shzhwu@scut.edu.cn) 、赵祖金(mszjzhao@scut.edu.cn)、秦安军(msqinaj@scut.edu.cn)、胡蓉蓉(msrrhu@scut.edu.cn)、王志明(wangzhiming@scut.edu.cn) 要求: 1) 熟悉有机光电功能材料、聚集诱导发光或光电器件等领域相关基础理论知识和实验技能;有较强有机合成功底或OLED器件制备研究背景者优先 2) 或者具有生物、医学、物理等领域的相关基础知识和实验技能,有较强的化学生物学背景者优先; 3) 具有光学(荧光、光声)性质的分子或纳米材料的设计与制备及其在生物检测、生物成像、疾病诊断与治疗等方面的应用; 4) 中英文写作能力较好,发表SCI论文2篇以上; 5) 遵守科研学术道德,身心健康,有团队精神和责任心,执行力强。[b]公司介绍:[/b] 仪器信息网仪器直聘栏目针对高校科研院所的免费职位发布平台,汇集了全国数十所高校科研院所的招聘信息。发布信息请联系010-51654077...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/59923]查看全部[/url]

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  • 特殊的化学发光现象之三:纳米化学发光和电致化学发光

    如前所述,对于化学发光的研究一般仅局限于分子和离子水平以及简单的分子聚集体如胶束和微乳液等。纳米材料作为一种微尺度的物质构成单元,其特殊的Kubo 效应、小尺寸效应、表面效应及量子隧道效应使其呈现许多奇异的物理、化学性质。近年来,有关纳米材料参与的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]和液相化学发光反应体系受到了越来越广泛的关注。对于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]化学发光反应,张兴荣课题组从2002 年开始利用纳米材料优良的催化性能发展了一系列基于纳米材料的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]化学发光传感器,主要用于易挥发性有机物的测定。例如,乙醇和丙酮蒸气在7 种金属氧化物纳米材料的催化氧化作用下具有化学发光现象,其中纳米TiO2 催化作用下的化学发光信号最强,其可能的发光中间体被认为是氧化生成的激发态乙醛分子,并具有很高的选择性。其它易挥发的有机物如丁酮和乙醛也能够在纳米材料的催化氧化作用下产生[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]化学发光。而挥发性氯代有机物在纳米TiO2 的作用下转化为Cl2;生成的Cl2 被富集在填充纳米TiO2 的管中,可以用柱后化学发光法检测。Bard 等于2002 年在Science 上发表第一篇有关纳米粒子的液相电致化学发光的报道以来,纳米粒子参与的液相电致化学发光和化学发光行为也已经引起了人们的关注。Bard 等报道半导体纳米粒子如Si,CdS,CdSe,CdSe/ZnSe,Ge 以及CdTe 等都可以产生电致化学发光。Poznyak 等报道了半导体CdSe/CdS 纳米粒子与H2O2 反应可以产生液相化学发光,其中CdSe/CdS半导体纳米粒子被鉴定为发光体。Corrales 等人报道了纳米TiO2 型着色剂,其化学发光特性可用于聚合物热稳定性的表征。在半导体纳米粒子参与的化学发光或电致化学发光反应中,半导体纳米粒子的表面缺陷以及量子尺寸效应是产生化学发光的基础。总之,纳米材料作为一种新型化学发光响应单元对于提高化学发光反应的效率以及开发新的化学发光反应体系具有重要意义

  • 纳米材料诱发的化学发光(二)

    望得到大家的指导纳米金粒子浓度的增大而线性增加,并且当纳米金粒子表面柠檬酸根离子被SCN—离子取代时,体系化学发光的强度显著增加;实验采用紫外可见吸收光谱、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)技术研究了CL反应前后纳米金的形貌、粒径和氧化态,在此基础上提出体系化学发光的机理可能是纳米金作为化学发光反应的微尺度反应平台,与反应过程中生成的CO3• 一和O2• 一自由基相互作用,在纳米金表面生成了Au(Ⅰ)络合物、二氧化碳双分子对、单线态氧分子对的激发态而产生化学发光(图4-2(a,b))。 图 4-2a 二氧化碳双分子以及单线态氧分子对参与的化学发光机理Figure 4-2a Mechanism of the chemiluminescence involving carbon dioxide dimer and singlet oxygen molecular pair 图 4-2b 与纳米金表面原子氧化相关的化学发光机理Figure 4-2b Mechanism of the chemiluminescence involving the oxidation of surface gold atoms.4.2.1.2 纳米金催化液相化学发光随后,Zhang[63]等发现不同粒径的纳米金于鲁米诺—H2O2液相化学发光体系具有不同程度的增强作用,其中粒径为38 nm的纳米金对于体系的化学发光具有最大的增强作用;提出了纳米金对该体系化学发光的增强作用可能的机理是由于纳米金对于反应过程中自由基的生成以及后续电子转移反应具有良好的催化作用;发现含有-OH、-NH2和-SH的有机化合物对于鲁米诺—H2O2—38 nm纳米金化学发光体系具有明显的抑制作用,在此基础上,进一步研究了鲁米诺—H2O2—38 nm纳米金化学发光体系测定含有-OH、-NH2和-SH的有机化合物分析应用潜力,取得了很好的结果。4.2.1.3 纳米金作为能量接受体诱导液相化学发光 Cui[64]等报到了粒径为2.6~6.0nm 的纳米金可以接受双(2,4,6-三氯苯基)草酸酯(TCPO)与过氧化氢(H2O2)的反应释放的能量产生间接化学发光,其最大发射波长位于~415nm;发现化学发光的强度与纳米金粒子的浓度(在9.1×10-10—3.3×10-8 mol/L)之间存在良好的线性递增关系;提出该化学发光可能的机理: TCPO被H202氧化生成高能量的中间体过氧环乙烷双酮(1,2-dioxetanedione),该中间体将能量传递给体系中共存的纳米金粒子而使纳米金被激发,激发态纳米金粒子在弛豫回到基态的过程中产生化学发光(图4-3)。 图 4-3 纳米金—TCPO—H2O2-体系的化学发光机理Figure 4-3. CL Mechanism for TCPO-H2O2-Gold Colloid System4.2.1.4 纳米金作为高效还原剂参与液相化学发光Zhang[65]等采用流动注射化学发光法(FIA-CL)研究了纳米金微粒对酸性KMnO4化学发光体系的影响,发现在2.0 mol/L H2SO4介质中纳米金可以与KMnO4发生氧化还原反应;对于粒径为2.6和6.0 nm的纳米金,它们与酸性KmnO4的反应速度快,可以在640 nm左右产生化学发光,并且化学发光的强度与纳米金粒子浓度(在4.6×10-6~2.94×10-4 mol/L浓度范围内)之间存在良好的线性递增关系;对于粒径大于6.0 nm的纳米金,由于与KMnO4的反应速度较慢,反应过程中并不伴随化学发光现象;提出化学发光反应的机理可能是酸性条件下KmnO4被纳米金还原生成激发态Mn(Ⅱ)*而产生化学发光。4.2.2 纳米半导体(NCs)参与的液相化学发光Talapin[66]等首次在碱性H2O2水溶液中,观察到CdSe/CdS 核-壳结构纳米半导体晶体膜的化学发光现象,并认为该化学发光性质与量子约束轨道相关。随后, Wang[67]等发现碱性H2O2和碱性高锰酸钾,可以直接氧化CdTe NCs 产生强的化学发光,化学发光强度与粒度相关,随着粒度的增大而增强。采用流动注射化学发光法(FIA-CL), 在 3.33-nm CdTe NCs浓度为:1×10-3 mol/L,0.1 mol/L NaOH 条件下,考察了发光系统对不同浓度H2O2的响应,CL强度对H2O2 在1×10-4~1 ×10-2 mol/L浓度范围内呈线性增强;同时也考察了表面活性剂对发光体系的影响。通过光致发光光谱法, CL光谱法和透射电镜法探究了可能的氧化化学发光机理(式4.12—4.16)。RSH + O2 + OH- → O2- + RS + H2O (4.12)O2- + CdTe → CdTe(e-1Se) + O2 (4.13)O2- + H2O2 → OH• + 1O2 (4.14)OH• + CdTe → OH- + CdTe(h+1Sh) (4.15)CdTe(h+1Sh) + CdTe(e-1Se) → (CdTe NCs)* → hv (4.16)5 结论与展望目前,半导体纳米粒子和金属纳米粒子的电致化学发光和化学发光行为己经引起了人们的关注。从Bard[24,50-54]、崔华[26,59,62-64]、张新荣[25,68-71]等研究组报道的工作表明,纳米粒子诱导化学发光反应的研究刚刚起步。从他们报道的研究工作可以看出,纳米粒子可以作为能量接受体、微尺度反应平台、还原剂、催化剂等参与化学发光反应。能量接受体:纳米粒子在量子效应的作用下可能使纳米粒子具有块体材料所没有的特殊能级结构而产生良好的荧光特性。这些具有荧光特性的纳米粒子可以被化学反应释放的能量所激发从而产生化学发光。发光体:通过电化学法和化学法可以向纳米粒子注入电子(electron)和空穴(hole),电子和空穴再结合(recombination)之后便形成激发子(exciton),形成的激发子能产生特定波长的光。微尺度反应平台:纳米粒子虽然可以均匀分散在液相,但是纳米粒子与液相本体之间仍然存在固/液界面,从而导致在纳米粒子表面进行的化学反应处于一个固/液界面微尺度反应平台,从而改变了化学发光反应的物理化学过程。还原剂:对纳米粒子液相电化学行为的研究已经表明,在量子尺寸效应的诱导下产生了一定能级分裂的纳米粒子簇,可能作为一个整体接受电子或空穴的注入[72]。另外,组成纳米粒子的活性基本单元(如配位不足的表面原子)也可能独立参与氧化还原反应。故这些具有较高的氧化还原活性的纳米粒子可以作为化学反应的氧化剂或还原剂诱导化学发光。催化剂:纳米粒子可以作为催化剂充当氧化还原过程中电子转移的中介。液相化学发光反应涉及一系列活泼的中间产物如自由基和激发态产物,纳米粒子高的表面活性可能会与参加化学发光反应的初始物质、中间体和激发态物质发生相互作用,从而改变了化学发光反应历程以及化学发光反应的速率。总之,纳米材料作为一种新型化学发光响应单元对提高化学发光反应的效率以及开发新的化学发光反应体系具有重要意义。而且,已报道的一系列基于纳米材料的新的化学发光体系在生命科学、环境科学和分析化学等领域可能具有广阔的应用前景。

  • 高校科研院所招聘联盟诚聘华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室-有机聚合物太阳电池材料与器件,坐标广东,你准备好了吗?

    [b]职位名称:[/b]华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室-有机聚合物太阳电池材料与器件[b]职位描述/要求:[/b]一、招聘条件 1.遵纪守法,无违纪违规行为。热爱高等教育事业,身心健康,具有良好的品行和职业道德。 2.获得博士学位不超过3年的博士,或通过博士学位论文答辩的应届博士。年龄在35周岁以下。 二、招聘方向 方向1:有机聚合物太阳电池材料与器件(5-10名): 导师:曹镛(yongcao@scut.edu.cn)、黄飞(msfhuang@scut.edu.cn)、何志才(zhicaihe@scut.edu.cn)、段春晖(duanchunhui@scut.edu.cn)、彭小彬(chxbpeng@scut.edu.cn)、朱旭辉(xuhuizhu@scut.edu.cn) 1) 已取得或将于近期取得博士学位,35周岁以下。 2) 有机合成、高分子化学与物理、有机/高分子光电材料、光电器件与物理、表界面科学与技术、等研究背景。 3) 热爱科研、勤奋努力,有良好的团队协作精神和沟通协调能力,须全时工作,不得兼职。 4) 良好的英文阅读、写作、及交流能力,在重要学术刊物上发表至少1篇学术论文。 5) 能独立开展相关课题的研究,协助指导研究生,配合完成项目申报。 [b]公司介绍:[/b] 仪器信息网仪器直聘栏目针对高校科研院所的免费职位发布平台,汇集了全国数十所高校科研院所的招聘信息。发布信息请联系010-51654077...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/58795]查看全部[/url]

  • 【原创大赛】(一)简述红色硅酸盐发光材料的铝酸盐基质

    BaAl204:Eu2+ 。碱土金属基质研究简介:1975年Бланк等首先报道了MeAl2O4∶Eu2+ (Me∶Ca,Sr,Ba)接近传统ZnS型长余辉材料的发光特征。1991年复旦大学的宋庆梅等详细报道了铝酸锶铕(SrEu) O·7Al2O3 ]磷光体的合成及发光特性,指出荧光衰减曲线由两部分组成———指数曲线拟合后的快速衰减和非指数曲线拟合的慢衰减过程。1992年肖志国率先发现了以SrAl2O4∶Eu ,Dy为代表的多种稀土离子共掺杂的碱土铝酸盐型发光材料,由于Dy的加入使得长余辉发光材料的发光性能比SrAl2O4∶Eu2+的大大提高,余辉时间可达ZnS∶Cu的十倍以上,并于同年创建了公司,使该材料得以商品化。1993年松尺隆嗣等较详细地研究了铝酸锶铕SrAl2O4∶Eu2+的长余辉特性,得到其衰减规律为I= ct- n[i] ([/i] n= 1110) ,不同衰减时间内的发光亮度比ZnS∶Cu的高5 ~10 倍,衰减时间在2000 min以上时仍可达到人的肉眼能辨认的水平( 0132mcd/ m2 ) 。1995年唐明道等又对SrAl2O4∶Eu2+长余辉发光特性进行研究,这一材料的发光衰减符合I= ct- n的规律。同年宋庆梅等又在原有的基础上得到了掺镁的SrAl2O4∶Eu2+磷光体呈双曲线式衰减( I= ct- n [i],[/i] n= 1110) 的余辉发光强度,并指出掺钙的SrAl2O4∶Eu2+无任何长余辉效应。1993年中期开始国内外出现与SrAl2O4∶Eu ,Dy相关的专利申请,到目前为止有数十项之多;1996年开始出现相关的研究文献。目前铝酸盐体系达到实用化程度的长余辉发光材料有人们较熟悉的发蓝光的CaAl2O4 ∶Eu ,Nd;发蓝绿光的Sr4Al14O25∶Eu,Dy (标记为PLB ,发射光谱峰值490nm) 及发黄绿光的SrAl2O4∶Eu,Dy (标记为PLO ,发射光谱峰值520nm) ,它们都有不错的长余辉发光性能。在现代,铝酸盐体系长余辉发光材料的研究主要集中在两个方面:第一,基础研究领域,主要通过寻找新的铝酸盐长余辉发光体系和长余辉激活离子,在同一化合物及不同化合物中,研究基质组成、结构和余辉性能之间的关系,探讨长余辉发光的机理,总结影响长余辉发光性能的基本要素与规律。第二,应用开发研究,主要通过优化原料纯度、基质组份配比、激活离子浓度、助熔剂种类、热处理气氛及合成方法(高温固相法、化学沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法、燃烧合成法、微波法)等,进一步提高商业长余辉发光材料CaAl204:Eu2+,Nd3+、SrAl204:Eu2+,Dy3+和 Sr4A114025:Eu2+,By3+的长余辉发光性能,研究它们的应用特性如光照稳定性、耐水性及温度特性等此外,长余辉材料已从多晶粉末扩展至单晶、薄膜、玻璃陶瓷和玻璃等形态。铝酸盐长余辉发光材料的应用也从暗环境下弱光照明和指示,如紧急出口标志、消防通道、器具的标志及工艺美术品如夜光玩具等传统领域,拓展到高能射线探测如c-,a-,b-,g射线、光纤温度计以及工程陶瓷的无损探测等高新领域。关于发光材料基质,最常见的是铝酸盐和硅酸盐,有兴趣的朋友可以一起讨论。下一篇:(二)简述红色硅酸盐发光材料的硅酸盐基质[url]http://bbs.instrument.com.cn/topic/5948579[/url]

  • 【求助】求“包头稀土研究院研制出的一种新型红色发光材料”相关论文或专利

    包头稀土研究院研制出一种新型红色发光材料介绍。包头稀土研究院研制出一种新型稀土钛酸钙体系红色长余辉荧光粉,其初始亮度达到国内商用红粉的200%以上,具有发光品质优良、余辉性能良好、物理化学性能稳定、合成工艺简单等特点,是目前行业中难得的新型发光材料。依托这些研究,包头稀土研究院申请国家发明专利和实用新型专利各一项希望相关知情大侠能帮助下载这两篇专利或相关论文,以考察这则新闻的真实性,若钛酸钙长余辉真有其好,愿竭诚合作,谢谢!

  • 【原创】求自发光(夜光)材料的原理,生产工艺条件

    本人现在急需自发光材料,即夜光材料的原理及生产工艺条件,只是苦于找不到什么资料,各位有没有什么相关资料给我学习学习啊,感激涕零啊!要是可以的话发到我邮箱xiashicheng@yahoo.com.cn 如涉及相关资料需要购买的话,也可以给我的邮箱留言,感激不尽啊!!!

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  • 【资料】化学发光与荧光发光的区别

    [size=4]物质发光现象大致分为两类:一类是物质受热,产生热辐射而发光(化学发光),另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在反回到基态的过程中,以光的形式放出能量(荧光发光)。简单的说化学发光是化学变化 荧光发光是激发态的结果也就是物理变化(现在市场上的荧光棒等是过氧化物和酯类化合物发生反应,将反应后的能量传递给荧光染料,再由染料发出荧光是先化学反映再导致物理变化) [/size]

  • 【转帖】未来材料的发展方向

    [em04] 贴一篇国家高科技部高新司司长邵立勤在首届中国高校材料院长论坛暨新材料产学研交流会上的发言: 日新月异的现代技术的发展需要很多新型材料的支持。自从第三次科技浪潮席卷全球以来,新型材料同信息、能源一起,被称为现代科技的三大支柱。新材料的诞生会带动相关产业和技术的迅速发展,甚至会催生新的产业和技术领域。材料科学现已发展成为一门跨学科的综合性学科。根据我国当前及未来发展的实际情况,新材料领域值得注意的新发展方向主要有半导体材料、结构材料、有机/高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料。 1.半导体材料   随着高科技发展的需要,半导体及其应用研究的中心正向直接影响市场的微型或低维量子器件、改善传输质量和效率、增大功率和距离等方向发展,半导体化合物(GaAs、InAs、GaN、SiC等)具有重要的应用前景。半导体材料领域的重要研究主题有: (1)Si基积分电路设计,就材料物性而言涉及用于门(gates)电路控制的纳米尺寸电介质制造及特性研究。 (2)大能隙材料则在光电子学领域中具有关键的作用。可以预期,Ⅲ―V族化合物材料具有重要应用前景。 (3)纳米电子学及纳米物理学研究是微电子及光电子材料和器件发展的基础,涉及半导体与有机或生物分子耦合,低维器件的量子尺寸效应,半导体与超导体或磁性材料界面以及原子或分子尺度的存储问题。建立原子学模拟与连续介质力学及量子力学跨层次―跨尺度关联应是该领域中的一个重要的研究方向。 2.结构材料   Fe基、Al基、Ti基以及Mg基合金作为力学材料的主体,构成了系列结构材料,其主要功能是承担负载(如火车、汽车、飞机)。汽车用钢近年来已从一般钢铁发展为使用灿合金或特殊的高强Mg基合金,高强Ti合金在高强钢中有重要位置,不锈钢则有取代碳钢的趋势。用于军用飞机的Al合金及一般钢材则被先进的Ti合金及高分子基复合材料所取代。进一步还需要发展碳纤维增强复合材料或Al基复合材料。结构材料的主体有: (1)钢铁:钢铁材料,特别是具有多相结构和复杂成分的优质钢具有重要的应用前景和潜在优势,需要开展相应的基础研究。联系微米和纳米技术的纳米层间结构、织构以及晶界和界面都可视为改善钢铁材料的重要途径。 (2)Al合金:Al基材料及相应的沉淀硬化效应导致高强铝合金的出现,相关技术工艺已发展为"沉淀科学",它涉及"相"间晶体结构的匹配性以及合金的稳定性,特别是时效合金的稳定性直接影响航空或空间应用,因此可视为Al合金基础研究中的重要问题。 (3)Mg合金:镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动、风动工具和医疗器械等领域。镁合金是最轻的工程结构材料,以其优良的导热性、减振性、可回收性、抗电磁干扰及优良的屏蔽性能等特点,被誉为新型"绿色工程材料"、21世纪的"时代金属"。 (4)Ti合金:Ti合金在军用或民用航空工业的发展中有重要位置,多相纳米尺度层状微结构问题对高强Ti基合金的特性具有重要意义,它将成为设计新Ti基合金的关键因素。 (5)结构陶瓷及陶瓷基复合材料:提高陶瓷材料的韧性和可靠性,降低陶瓷材料的制造成本是直接关系到陶瓷材料在高技术领域中应用的关键。先进结构陶瓷近年的主要发展趋势是:高延展性、超高强、超高韧、超高硬和耐高温的新材料探索。具体说来主要有:   ●向多层次、多相复合陶瓷方向发展;强韧化从纤维增韧、晶须增韧、颗粒弥散强化、相变增韧等发展到协同增韧;   ●向纳米陶瓷方向发展;   ●加强陶瓷材料的剪裁与设计,如晶界和界面设计、晶粒取向设计、多相之间的复合设计、仿生结构设计等;   ●Ti3SiC2和们Ti3AlC2等为代表的新型层状三元碳化物和氮化物陶瓷;   ●高性能多孔陶瓷材料;   ●突破低成本、高性能先进陶瓷制备工艺技术。 3.有机/高分子材料   有机/高分子材料是现代工业和高新技术的重要基石,已成为国民经济基础产业以及国家安全不可或缺的重要材料。一方面量大面广的通用高分子材料需要不断地升级改造,以降低成本、提高材料的使用性能;另一方面各类新型的高分子材料将应运而生,尤其是有机及聚合物分子或少数分子组合体的光、电和磁特性将成为高分子向功能化以及微型器件化发展的重要方向。 (1)分子材料与分子电子器件研究:该领域的主要研究方向是:新型功能分子的设计、合成与组装;分子纳米结构的构筑;分子的组装、自组装以及自组装技术在分子电子器件上的应用研究。这些分子电子器件主要包括分子电开关、分子光开关和分子电光开关的设计、分子导线、分子整流器、分子开关、分子晶体管、分子马达及分子逻辑器等。 (2)光电信息功能高分子材料研究重点主要在:   ●有机/高分子光子晶体材料:探索有机/高分子形成光子材料的途径;   ●超高密度高分子存储材料:开发存储密度高的高分子材料;   ●高分子传输材料:研究和开发应用于通讯传输的具有较高光学透过性,光学均匀,且高折射率、低光损耗的高分子塑料光纤;   ●高分子显示材料:有机/高分子电致发光材料、高分子液晶材料等,其发展方向为开发出具有高的电致发光效率、低驱动电压,具有不同发光波长(彩色)和长寿命的各种发光器件。 (3)生物医用高分子材料包括:   ●药物载体与控释材料:研究适于各类药物的新型生物降解高分子载体和控释材料的设计与合成,药物与载体的相互作用以及药物载体体系的生物医学性能(注射、口服、吸收、分布、排泄等)评价;   ●诱导组织自修复与再生材料:研究能够诱导组织自修复与再生新型生物降解材料的设计与制备,材料的形态、孔度、降解速度等与组织自修复和再生过程的相互作用关系;   ●生物医用材料的表面修饰以及生物相容性研究:研究不同结构的生物医用材料表面修饰新方法以解决材料的生物相容性问题等。

  • 化学发光分析及其临床应用

    化学发光分析及其临床应用居军 甘肃省人民医院(兰州730000) 内容提要:化学发光分析是根据化学反应产生的光辐射强度确定物质含量的一种痕量分析方法,可与电化学分析、免疫分析、固定化试剂技术、传感器技术等分析技术联用,具有灵敏度高、线性范围宽、不需要外来光源、分析速度快、仪器设备相对简单、便宜等优点。常用的化学发光技术有电化学发光、化学发光免疫分析、微粒子化学发光等。化学发光分析在临床实验室中主要应用于激素、肿瘤标志物、传染病监测、血药浓度检测等。关键词:化学发光 临床激素 肿瘤标志物 传染病 近年来,化学发光分析技术发展很快,特别是化学发光免疫分析技术,在临床医学应用中发挥着越来越重要的作用。1化学发光 化学发光分析是根据化学反应产生的光辐射的强度确定物质含量的一种痕量分析方法。一些物质在进行化学反应时,吸收化学反应过程中所产生的化学能,使分子处于激发态,当其回到基态时以光子的形式释放能量。反应必须提供足够的化学能,通常只有焓变在170—300KJ/mol之间的放能反应才能产生可见光范围内的化学发光现象。化学发光分析具有灵敏度高、线性范围宽、不需要外来光源、分析速度快、仪器设备相对简单、便宜等优点。化学发光分析灵敏度可达到10-18mol/L,而通常酶联免疫技术的分析灵敏度只能达到l0-13mol/L,新型的微珠包被酶放大免疫技术的分析灵敏度可达到10-14mol/L,荧光免疫及采用沉降法的普通放免技术分析灵敏度可达到10-ls mol/L,固相放免技术分析灵敏度可达到10-16 mol/L。化学发光反应体系有鲁米诺、光泽精、过氧草酸盐(或酯)一荧光物质-H202、Ru(bipy),2+/Ru(Phen),2+等电致发光、Ce(IV)、高锰酸钾一还原性有机物等。化学发光分析测定的物质可以分为3类:第1类物质是化学发光反应中的反应物;第2类物质是化学发光反应中的催化剂、增敏剂或抑制剂;第3类物质是偶合反应中的反应物、催化剂、增敏剂等。化学发光分析测定物质的方式可分为直接法和间接法。化学发光分析反应类型可分为酶促反应和非酶促反应两类。此外化学发光分析法可以与其他分析技术联用,如流动注射分析、电化学分析、免疫分析、固定化试剂技术、传感器技术等分析技术相结合。2常用的化学发光技术 电化学发光是通过对电极施加一定的电压进行电化学反应而发光,通过测量化学发光光谱和强度来测定物质含量的一种痕量分析方法。它将电分析化学手段和化学发光方法相结合,具有独特的优点,如重现性和灵敏度进一步提高,在多种组份同时存在时,可施加不同波形、不同电压的信号进行选择性测量等,是潜在的分析手段之一。 化学发光免疫分析是以标记发光剂为示踪物信号建立起来的一种非放射标记免疫分析法,具有灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单、操作方便、分析速度快和容易实现自动化等优点。鲁米诺、异鲁米诺及其衍生物、吖啶酯衍生物、辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶是目前化学发光免疫分析中使用最多的标记物。 微粒子化学发光是化学发光免疫分析的特殊形式,是以化学发光剂为底物的酶免疫技术,同时应用了磁性微珠做固相载体,增加了吸附面积,使抗原抗体最大限度的结合。以3-(2-螺旋金刚烷)-4-甲氧基-4- (3-磷氧酰).苯基.1,2一二氧环乙烷(AMPPD)为发光底物在碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)的作用下,迅速去磷酸酶,生成不稳定的中介体AMPPD-,进而产生激发态产物,当其跃迁回到基态时产生光子。微粒子化学发光技术所需标本量极少,孵育时间大大缩减,同时因其选择性吸附抗原,从而提高了特异性、灵敏性,使测定结果准确、可靠,并减少污染。 化学发光生物传感器是通过非创伤或非损伤性的办法,连续、实时、动态地检测生物体内的某一种或几种物质浓度的技术。该技术以化学发光作为换能器,不但继承了化学发光高灵敏度的优点,而且大大提高了化学发光的选择性。按照所固定化的生物组分的种类,可以将化学发光生物传感器分为酶传感器、免疫传感器、组织传感器、核酸传感器及微生物传感器等。特别是化学发光免疫传感器是将具有分子识别作用的抗原或抗体以适当的方式固定化而制成,它结合了化学发光高灵敏度和抗原抗体特异性结合的高度专一性以及无污染等特点,是替代放射免疫分析的重要分析工具,已日益受到重视。 化学发光核酸探针已用于检查病毒、细菌和原虫的DNA。以鲁米诺增强化学发光检测体系的核酸探针主要有两种形式,一种是用生物素标记探针,杂交后经过分离,再以过氧化物酶标记的亲和素与生物素结合,加入鲁米诺和增强剂后测发光。另一种是以过氧化物酶直接标记探针,用增强的鲁米诺检测发光。核酸探针亦可用吖啶酯或AP来标记,吖啶类发光体系发出的是瞬时光,而AP以AMPPD作为发光底物,其发光体系具有发光持续稳定的特点,发光时间可长达几天,既可用发光仪也能用简单的感光胶片检测。另外,AP-AMPPD发光体系具有非常高的灵敏度,无论是固相还是液相检测,对标记物碱性磷酸酶的检测限可达10-21(1000 AP分子),是目前最灵敏的核酸测定方法之一,已用于检测B19微小病毒DNA、人乳头瘤病毒DNA(HPV).巨细胞病毒DNA(CMV),并在DNA测序中有很好的应用。3化学发光分析在临床实验室中的应用 激素是由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质,在体内作为信使传递信息,对机体生理过程起调节作用,通过调节各种组织细胞的代谢活动来影响人体的生理活动。通过调节蛋白质、糖和脂肪等三大营养物质和水、盐等代谢,为生命活动供给能量,维持代谢的动态平衡,促进细胞的增殖与分化,影响细胞的衰老,确保各组织、各器官的正常生长、发育以及细胞的更新与衰老。影响中枢神经系统和植物性神经系统的发育及其活动,是生命中的重要物质。激素在血液中的浓度很低,一般蛋白质激素的浓度为10-10~10-12mol/L,其他激素在l0-6~10-9mol/L。目前临床上用化学发光可测定大部分激素,如E2、E3、T3、T4、fl'4、TSH、HCG、p-HCG、甲状腺球蛋白(TG)、抗甲状腺球蛋白(ATG)、甲状腺结合球蛋白(TBG)、抗甲状腺过氧化物酶(ATPO)等。 肿瘤标志物是癌细胞生长过程中产生的一种或几种正常情况下没有的或含量很低的“特异性”物质,或是宿主细胞因癌细胞入侵而过量产生的正常细胞组分。肿瘤标志物存在于组织、细胞、血液或体液中,肿瘤标志物的检测对肿瘤高危人群的筛选、肿瘤的诊断和鉴别诊断、肿瘤分期、肿瘤定位、肿瘤治疗等都具有一定的意义。尤其在肿瘤治疗过程中,肿瘤标志物浓度的升高和降低与疾病的预后密切相关,肿瘤标志物测定对恶性肿瘤的预后具有监测价值。同时应当注意,现今所知的肿瘤标志物中,绝大多数不但存在于恶性肿瘤中,而且也存在于良性肿瘤、胚胎组织,甚至正常组织中。因此,这些肿瘤标志物并非恶性肿瘤的特异性产物,但在恶性肿瘤患者中明显增多。因此肿瘤标志物也称为肿瘤相关抗原。肿瘤标志物的检测仅仅是配合临床医生对肿瘤诊断、治疗、监测的辅助手段。检测出的结果要根据其它临床检测结果综合判断。肿瘤标志物的检测方法历经了血球凝集法,电泳法、放免法、荧光免疫法,酶联免疫吸附法,微粒子法等,特别是电化学发光法、化学发光法新技术逐渐地应用到全自动免疫分析系统中,使肿瘤标志物的检测更敏感、更准确。目前常用的肿瘤标志物有:甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、糖原125(CA-125)、糖原153(CA-153)、糖原199(CA-199)、糖原724(CA-724)、糖原211(CA-211)、糖原242(CA-242)、铁蛋白(Fer)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、前列腺特异性抗原(PSA)、组织多肽抗原(TPA)等。 传染病的疗效监测,特别是病毒性肝炎的防治,已列为我国重大传染病专项课题。用化学发光分析技术对病毒标志物进行定量检测,与ELISA方法相比,大大提高了检测灵敏度,是临床治疗的重要依据。已成为临床应用的常规手段。 血药浓度检测是合理、安全用药,评估药效的重要手段,而化学发光分析的优点恰好满足药物分析对分析方法提出的要求,使得它在药物分析领域也有较为广泛的应用。利用该技术可对抗菌素、中枢神经系统药物、循环系统药物、维生素、代谢产物及生命相关物质进行分析,对临床药理和药物治疗的研究都起到重要的推动作用。

  • 重发化学发光与生物发光(转载)

    化学发光是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象,可以分为直接发光和间接发光。直接发光是最简单的化学发光反应,有两个关键步骤组成:即激发和辐射。如A、B两种物质发生化学反应生成C物质,反应释放的能量被C物质的分子吸收并跃迁至激发态C*,处于激发的C*在回到基态的过程中产生光辐射。这里C*是发光体,此过程中由于C直接参与反应,故称直接化学发光。间接发光又称能量转移化学发光,它主要由三个步骤组成:首先反应物A和B反应生成激发态中间体C*(能量给予体);当C*分解时释放出能量转移给F(能量接受体),使F被激发而跃迁至激发态F*;最后,当F*跃迁回基态时,产生发光。 一个化学反应要产生化学发光现象, 必须满足以下条件: 第一是该反应必须提供足够的激发能, 并由某一步骤单独提供, 因为前一步反应释放的能量将因振动弛豫消失在溶液中而不能发光 第二是要有有利的反应过程, 使化学反应的能量至少能被一种物质所接受并生成激发态 第三是激发态分子必须具有一定的化学发光量子效率释放出光子, 或者能够转移它的能量给另一个分子使之进入激发态并释放出光子。 化学发光分析测定的物质可以分为三类:第一类物质是化学发光反应中的反应物;第二类物质是化学发光反应中的催化剂、增敏剂或抑制剂;第三类物质是偶合反应中的反应物、催化剂、增敏剂等。这三类物质还可以通过标记方式用来测定其他物质,进一步扩大化学发光分析的应用范围。 化学发光反应的发光类型通常分为闪光型(flash type)和辉光型(glow type)两种。闪光型发光时间很短,只有零点几秒到几秒。辉光型又称持续型,发光时间从几分钟到几十分钟,或几小时至更久。闪光型的样品必须立即测量,必须配以全自动化的加样及测量仪器。辉光型样品的测量可以使用通用型仪器,也可以配有全自动化仪器。本产品针对辉光型化学发光反应进行检测。 生物发光(Bioluminescence)是化学发光中的一类,特指在生物体内通过化学反应产生的发光现象,主要由酶来催化产生的。如萤火虫产生的。现在我们实验中经常用到的荧光素酶报告基因系统,这些皆为生物发光。 生物发光和化学发光是自然界中一种普遍现象。至今人们已知能发光的生物,种类繁多,从低等的细菌到高等的发光鱼类,从植物幼苗、植物枝叶到人体表面经络穴位、脑、肝、血清等,其发光的主要物质几乎都是由莹光素酶、莹光素及其辅助回子所组成。随着对生物发光机制的深入研究,一些生物体的发光体系已经初步搞清并用这些体系去分析生物体和化学中的一写微量物质。生物发光分析法渐渐地被引入医学领域,诸如通过莹火虫莹光素酶发光体系测量细菌中的AT已用以确定尿路感染中的细菌数,以发光细菌的发光强度为指标去定量抗菌素的效价,标定环境的污染状况等。因此,对这一领域的研究有着重大的经济和社会效益。 工业方面:发酵工业中测量主物量,控制发酵条件;油脂、食品工业中测量油脂、食品的氧化变质程度;橡胶、塑料工业,测量产品的老化程度,检测掺入抗氧化原料的效果,医药工业,检测抗菌的效价。 农业方面:根据植物幼苗的发光强度,判断植物的抗寒性、抗热性。抗盐性及农作物营养发育生长状况等,为农业育种和栽培技术提供依据。 药学方面:测量吞噬细胞的吞噬作用相伴随的化学发光强度和使用发光免疫分析法,检查肌体的免疫功能,了解体内微量激素、微量元素、维生素及药物的含量。测量体液中的AT已判断肌体的能量代谢状况,尿路感染的程度,测量血清(血浆)的化学发光强度。间接地判断疾病的发生、发展和程度,鉴别诊断某些病思。测量自由基的反应,为抗衰老、抗肿瘤、抗辐射筛选有效的自由基药物。 环保方面:用细菌、动物、植物及化学发光体系的发光指标监测环境污染。由于发光测量具有灵敏度高、特异性强、稳定性好,反应速度快、使用方便等优点。发光分析技术的研究和应用必将在免疫学、微生物学、生物化学、临床检验、毒理学及医学、农业、工业。环保科学等领域得到广泛应用,为了促进发光分析技术的发展,我厂为社会提供高灵敏、高稳定度、线性范围宽、应用面广、有计算机控制及自动作图、自动数据处理、自动打印结果的8HO一C型全自动生物化学发光测量仪。为生物、化学发光及超微弱发光的检测提供了有效的手段,对发光分析技术的研究和应用,将作出一定的贡献。

  • 美展示既能吸光又能发光的太阳能电池

    最新设计有望突破转化效率的极限科技日报 2012年04月21日 星期六 本报讯 (记者刘霞)据物理学家组织网4月20日(北京时间)报道,科学家们认为,太阳能电池吸光越多,提供的电力就会越多,但美国的一个科研团队却反其道而行之,提出并演示了一种新的设计理念——太阳能电池设计得像发光二极管(LED),既能吸光又能发光。他们称,最新设计有望让太阳能电池突破转化效率的极限。 该团队主要负责人、加州大学伯克利分校电子工程系教授艾利·雅布龙诺维奇说:“演示结果表明:太阳能电池发出的光子越多,产生的电压和获得的转化效率越高。” 科学家们自1961年就知道,太阳能电池的光电转化效率存在着一个理论最大值:约为33.5%。但50年过去了,始终无人突破这一极限。2010年,科学家们让平板单节点太阳能电池(能吸收特定频率光波)的转化效率达到了26%。 为了获得更高的转化效率,雅布龙诺维奇团队基于吸光和发光之间的数学关联,提出了上述设计理念。研究人员欧文·米勒表示,当太阳中的光子“袭击”太阳能电池内的半导体时,电池会产生电。光子提供的能量会让材料中的电子变得松散从而能自由移动,但这一过程(发冷光过程)可能也会产生新光子。新式太阳能电池背后的理念是:应让这些并不直接来自于太阳光的新光子能容易地从电池中逃逸。米勒表示:“尽管这与直觉相悖,但从数学角度而言,使新光子逃逸会让电池产生更多电压。” 米勒解释道:“从根本上而言,太阳能电池的吸光和发光之间存在着热力学关系。让太阳能电池发光,那么,光子就不会在太阳能电池内‘失去’,就会增加太阳能电池产生的电压。发光越好的太阳能电池产生的电压越高,转化效率也越高。”米勒表示,尽管冷光发射过程会增加电压这一理论并不新鲜,但从没有人想过用其来设计太阳能电池。 雅布龙诺维奇说,他参与创办的阿尔塔设备公司去年使用新概念设计出的一种由砷化镓制成的太阳能电池模型就取得了高达28.3%的创纪录转化效率。该进展应部分归功于他们在设计电池时,也让光能尽可能容易地从电池中逃逸,他们使用的技术包括改进电池背面,确保产生的光子被反射回材料中,从而产生更多电力。 雅布龙诺维奇希望能利用最新技术,让太阳能电池的转化效率超过30%。该研究适用于各种类型的太阳能电池,有望让整个太阳能电池领域大大受益。科学家们将在5月6日至11日于加州旧金山举办的激光器和电子设备大会上宣读最新成果。 总编辑圈点 33.5%这一理论极值,仅指平板型单结太阳能电池,它们只吸收特定频率的光,而多结电池吸的多,转化率自然也要高得多。本文中吸光又发光的电池,其工作模式并不难理解,像我们常见的发光二极管,就是利用注入式电致发光的原理制成的,但它却不是说明这种电池技术亮点的好例子。因为加州大学的目的在于:改变光捕获的特点,以吸收更多的频谱,进而刷新电池转换率。从测试及研究太阳能电池的角度来看,其无疑是一个极具创造性的新方法。

  • 【分享】化学发光两类试剂介绍

    1.鲁米诺(luminol),异鲁米(isoluminol)和他们的衍生物 鲁米诺(3—氨基—邻苯甲酰肼,1),异鲁米诺(2)及其衍生物(如氨基丁基乙基邻苯甲酰肼,ABENH,3) 在发光分析中被使用。 在二甲基亚砜中,鲁米诺的量子产率不超过5%,在水溶液中是1%~1.5%。鲁米诺在碱性条件下能被许多氧化剂(例如H2O2,O2,ClO-等)氧化而发出蓝色的光,发光反应的量子产率介于0.01~0.05之间,是一个研究最早,最多,应用最广泛的发光试剂.2.过氧草酸类过氧草酸盐(peroxalate)(酯)包括一大类物质,他们自身并不发光,其化学发光均为敏化化学发光,化学发光反应是芳香草酸值得过氧化氢氧化作用,芳香草酸盐和H2O2芳香草酸盐和H2O2反应形成高能量的中间物。 与鲁米诺相比,过氧草酸盐化学反应的发光效率更高,可达到27%,且在较宽的酸度范围内(PH4~10)都能发光。 过草酸发光体系可用于测定的物质有:(1)待测物质本身是荧光剂,可作为能量接受体和发光体 (2)待测物质遭遇某一反应可产生H2O2等氧化剂而间接被测定;(3)待测物质可被衍生成荧光物质。可见,过氧草酸盐类化学发光法的分析应用还有赖于新荧光衍生剂的开发。

  • 激光闪光法在聚合物复合材料导热系数测试中的应用研究

    激光闪光法在聚合物复合材料导热系数测试中的应用研究

    [color=#cc0000]  摘要:针对目前国内在激光闪光法测量聚合物热物理性能参数中存在误差大的问题,本文将从标准测试方法、多种测试方法对比测试、参考材料和实际测试结果文献报道等几方面,介绍了激光闪光法在聚合物材料测试中的应用评价过程,介绍了测试聚合物材料过程中的注意事项。同时针对聚合物材料的导热系数测量,给出了最好采用稳态法防护热流计法的建议。[/color][color=#cc0000]  关键词:聚合物,导热系数,热扩散系数,激光闪光法,热流计法[/color][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000][img=激光闪光法 上海依阳实业有限公司,690,237]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812231046563980_9788_3384_3.png!w690x237.jpg[/img][/color][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/b]  导热系数和热扩散系数是聚合物类材料的重要热物理性能参数,相应的也存在多种测试方法。由于激光闪光法具有测试时间快、样品尺寸小、方向性强等特点,使得激光闪光法也常用于聚合物类材料的热扩散系数和导热系数测量。  但在采用激光闪光法测试聚合物材料过程中,由于对闪光法测量原理和测试能力的理解不足,以及对聚合物材料的特性了解不透彻,从而造成使用闪光法测试中经常会出现与其他方法测试结果不一致的现象。  本文将从标准测试方法、多种测试方法对比测试、参考材料和实际测试结果文献报道等几方面,介绍闪光法测试聚合物材料过程中的注意事项。[b][color=#cc0000]2. 聚合物热物性标准测试方法[/color][/b][color=#cc0000]2.1. 聚合物热物性标准测试方法[/color]  聚合物材料的导热系数一般在0.2~1 W/mK范围内。对于这种低导热系数材料的测试,成熟准确的测试方法是稳态法,如稳态防护热板法和稳态防护热流计法,相应的标准测试方法有A-S-T-M C177、C518、E1530、D5470等。随着技术的进步,这些稳态测试方法对样品的最小尺寸要求是直径25 mm,厚度范围1~25 mm,测试温度范围可以达到300℃以上,测试一个温度点下导热系数大约需要30分钟左右。  由于近十几年来瞬态测试技术的飞速发展,许多瞬态技术在聚合物材料的导热系数测试中得到了应用,如A-S-T-M E1461、D5930。为了规范聚合物材料瞬态测试方法,ISO专门针对塑料材料提出了多个瞬态测试标准方法ISO 22007。按照测试参数将ISO标准分为以下几类。[color=#cc0000]2.2. 聚合物热物性ISO瞬态测试方法分类[/color]  (1)导热系数和热扩散系数  瞬态平面热源法(HOT DISK法) - ISO 22007-2  (2)热扩散系数  温度波分析法 - ISO 22007-3  激光闪光法 - ISO 22007-4[color=#cc0000]2.3. 激光闪光标准方法中对聚合物样品制备的规定[/color]  在ISO 22007中对多个瞬态测试方法进行了规定,本文重点介绍对激光闪光法应用中的规定。  对于绝大多数采用激光闪光法进行的聚合物热物性测试,基本都是采用商品化的激光闪光法测试仪器,测试过程中可调节的参数主要是激光加热功率和样品制备,而样品的制备往往是影响测量结果的重要环节。  在ISO 22007-4第6.1条中,对激光闪光法被测样品的形状和尺寸给出了原则性的大致规定,要求样品为薄片状,直径范围为5~20 mm。样品最小厚度需要根据激光脉冲宽度和样品材料热扩散系数进行确定,即激光脉冲宽度与t1/2时间之比小于0.01,给出的聚合物典型样品厚度范围为0.5~3 mm。同时为了保证一维热流,要求样品直径与厚度之比大于3:1,另外还要求薄片样品的厚度均匀性要优于1%。  在ISO 22007-4第6.3条中,要求被测样品对激光波长呈不透明。如果聚合物样品透明或半透明,则需在样品表面制作很薄的高导热涂层以避免激光光束进入样品,认为薄的高导热涂层对测量结果带来的影响忽略不计。  从上所述可以看出,ISO 22007-4激光闪光法对聚合物样品的制备只给出了指导性原则,允许的操作空间很大,由此带来了一系列的测试问题,特别是聚合物样品厚度的选择上,不同厚度样品的测试结果之间存在很大偏差。另外,对于聚合物复合材料激光闪光法是否还适用也是问题,这对聚合物复合材料热物性评价中测试方法的选择提出了要求。为此,在采用激光闪光法时还需要针对聚合物材料做进一步的研究和规定,以保证测量的准确性。[b][color=#cc0000]3. 聚合物热物性多种瞬态测试方法对比[/color][/b]  在采用瞬态方法对聚合物热物性进行测试过程中,由于受多种因素的影响,测试结果往往出现很大的不一致性。如2005年Wilson Nunes等人比较了使用激光闪光法和瞬态热线法获得的一系列聚合物的测量结果。对于PMMA,两种方法的热扩散系数测量值差异高达20%,导热系数值差异高达10%,也获得过导热系数高达两倍的显著差异。对于LDPE样品闪光法结果要低于热线法结果,而对于HIPS样品则闪光法结果较高,这说明了聚合物热性能准确测量的困难性。  为了规范各种瞬态法在聚合物热物性测试中的应用,提高各种瞬态法测量聚合物热物性的准确性和可靠性,在ISO 22007的起草阶段,就对各种瞬态法在聚合物中的应用进行了评价研究,2009年Martin Rides等人报道了两种聚甲基丙烯酸甲酯的导热系数和热扩散系数的测量比对,所使用的各种方法包括温度波分析法、激光闪光法、瞬态平面热源(热盘)法、瞬态热线法和稳态热流计法。在此对比测试基础上,ISO专门在ISO 22007中增加了一个标准方法,ISO/TR 22007-5“塑料 - 导热系数和热扩散系数的测定.第5部分:聚甲基丙烯酸甲酯样品的多个实验室测试结果”。将对比测试过程和结果制订为标准测试方法,这在标准测试方法中是非常罕见的,由此可见对瞬态法在聚合物热物性测试中的应用进行规范的重要性。  在ISO/TR 22007-5对比测试中,对两种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料进行了多个实验室对比测试,一种是浇铸料板材形式,另一种是挤出型板材形式。各种测试方法和样品信息如表31所示。  [align=center][color=#cc0000]表3-1 各种瞬态测试方法和相应样品信息[/color][/align][align=center][img=各种瞬态测试方法和相应样品信息-上海依阳,690,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812230919358347_4102_3384_3.png!w690x375.jpg[/img][/align]  通过各个实验室之间的比对,尽管测试方法和样品制备之间存在明显差异,但各种方法得到的导热系数结果比较一致,其值约在±7%范围内,热扩散系数测量结果的一致性在±9%范围内,所达到的一致性水平证明了这些不同方法在聚合物热物性测试中的有效性。这些一致性保证需要注意以下几个方面的试验参数控制:  (1)虽然所有参与者都提供了名义上相同的板材样品,但测试中使用的样品实际厚度必须调整到测试方法的规定,以便能够进行测量或确保分析中的假设是有效的。例如,对于激光闪光法,发现挤出型PMMA板的3mm厚度太大而不能进行可靠的测量,因此被测样品必须被加工的得更薄。温度波分析方法适用于厚度约为100um的薄膜或薄片,因此在测试之前必须将样品切割成该厚度。类似地,对于瞬态平面热源法,必须符合测试的厚度要求,这与热瞬态渗透到样品中的深度有关,对于较薄的2 mm厚样品,就需要通过将两个样品堆叠在一起以获得足够厚度以实现可靠测量。  (2)除了样品厚度问题之外,还存在方法上的进一步差异。对于PMMA的激光闪光法测量,由于样品是透明的,其表面必须在测试前用不透明材料处理,否则无法进行测量,而且不透明材料要尽可能薄且均匀,并不受测试过程中温度和激光照射的影响而产生脱落现象。目前一般的样品表面处理工艺是先在样品前后两个表面溅射金涂层以阻挡激光穿透透明样品和增加热接触效果,然后再在样品表面喷涂碳层以增大样品表面的发射率、提高吸收激光能量的能力和减少对激光的反射。  (3)采用激光闪光法测量的是热扩散系数,还需要采用其他方法测量比热容和密度。在ISO标准中,无一例外的都是采用差示扫描量热计(DSC)测量比热容,并未采用激光闪光法测量比热容。在DSC进行比热容测量时,要特别注意取样的代表性,这点在聚合物复合材料中尤为重要。  (4)在参与对比的测试方法中,只有瞬态平面热源法属于体积导热系数测试方法,体积导热系数是厚度方向和面内方向导热系数的函数,这使得瞬态平面热源法测量的导热系数和热扩散系数值通常略高于通过其他方法获得的值,尽管通过一些技术处理使得该差异在离散范围内,因此在对各向异性聚合物热物性测试中要十分小心测试方法的选择和取样的方向性。[b][color=#cc0000]4. 聚合物热物性参考材料[/color][/b]  为了考核和验证激光闪光法测试聚合物热物性的准确性以及试验参数选择的合理性,一般都会选择合适的参考材料进行测试检验。由于聚合物材料的导热系数范围为0.1~1 W/mK,可供选择的参考材料有杜邦公司出品的聚合物材料(纯聚酰亚胺Vespel-SP1)和康宁公司出品的高硼硅玻璃Pyrex 7740。其中,在25~300℃范围内,纯聚酰亚胺Vespel-SP1的导热系数范围为0.37~0.44 W/mK;在-50~300℃范围内,高硼硅玻璃Pyrex 7740的导热系数范围为0.95~1.5 W/mK。  2005年Jacobs和Stroe针对各向同性均质的纯聚酰亚胺Vespel-SP1(常温密度1434kg/m^3)分别采用顶杆法测量了热膨胀系数、采用激光闪光法测量测量了热扩散系数、采用DSC测量了比热容和采用稳态防护热流计法测量了导热系数。在激光闪光法测试中,样品尺寸为直径12.7mm,厚度2.032mm。在热流计法测试中,样品尺寸为直径50.8mm,厚度6.35mm。经过多次不同样品的测试,由激光闪光法、热膨胀系数测量和比热容测量计算获得导热系数值与热流计法直接测量得到的导热系数值,在整个25~300℃范围内相对偏差小于±3%。从这项工作中也可以看出,采用激光闪光法得到导热系数数值,需要进行大量的其他测试,远比热流计法直接测量复杂的多。  另外还可以从另一方面了解激光闪光法在聚合物测试中样品厚度的选择。在美国ANTER公司(现为美国TA公司)激光闪光法测试设备中,随机配备有参考材料纯聚酰亚胺Vespel-SP1,分别有三种规格,一种是直径12.7mm、厚度0.8mm;第二种是直径20mm、厚度1mm;第三种是直径30mm、厚度也是1mm,总之样品厚度都没有超过1mm。  高硼硅玻璃Pyrex 7740是一种透明玻璃,在使用激光闪光法验证测试过程中需要在透明玻璃表面溅射牢固的涂层,操作比较复杂,因此很少作为激光闪光法测试用参考材料,但多用于稳态法导热系数测试参考材料。1992年Yang等人采用稳态AC量热计法对Pyrex 7740在20~310K的低温环境下的热扩散系数和比热容进行了测量,样品直径为12.7mm,厚度1.06mm。采用稳态AC量热计法测量Pyrex 7740并不需要对样品表面溅射涂层,同时这种厚度的选择对激光闪光法有着参考价值。[color=#cc0000][b]5. 闪光法测试聚合物热物性文献报道[/b]5.1. 聚合物薄膜热物性[/color]  聚合物材料的最终产品形式很多时候往往是薄膜形式,这时闪光法样品小的优势得以发挥,可以直接对薄膜聚合物产品进行取样而无需加工,但薄膜样品会带来影响闪光法测量准确性的其他问题,如样品厚度太薄使得激光脉冲宽度引起的误差显得突出,样品透光需要进行表面溅射涂层,而涂层在薄膜上的沉积使得被测样品形成三层结构而需要考虑涂层的影响。  1995年Agari等人报道了采用激光闪光法对四种聚合物薄膜(厚度范围200~500um)的热扩散系数和比热容进行了测试,并研究了样品遮光石墨涂层以及样品厚度等其他因素对测量精度的影响。  2013年Chiguma1等人报道了采用激光闪光法和DSC法对环氧基纳米复合材料薄膜的热扩散系数和比热容进行的测量,样品尺寸为12.7mm×12.7mm×0.134mm,样品表面喷涂石墨层。测试结果显示,对于不同的纳米复合材料,其导热系数变化范围为881~1489W/mK的超高导热系数。对于如此高的导热系数,激光脉冲宽度和样品表面的石墨涂层已经会严重影响测量结果,但文中并未提到测试数据如何处理以及测量结果准确性的评判方法。[color=#cc0000]5.2. 聚合物复合材料热物性[/color]  在聚合物中添加高导热材料可以改进聚合物的导热性能,这类聚合物基复合材料的导热性能是材料性能表征的重要参数,但采用激光闪光法进行测试的文献报道并不多,多数的报道则是采用稳态法。  2006年Xu等人对单壁碳纳米管聚合物基复合材料的热行为进行了研究,采用激光闪光法测量热扩散系数,采用DSC测量比热容,采用TMA测量热膨胀系数,采用TG测量热重,最终计算得到导热系数。闪光法热扩散系数测量的样品尺寸为直径12.5mm,厚度为0.4~0.7mm。样品前后两表面先溅射金涂层,然后再在加热面喷涂碳层,测试温度范围为25~125℃。为了保证闪光法测量的准确性,出于对透光性的考虑,同时还对经过相同表面处理的厚度为0.5mm的Pyrex 7740参考材料进行了测量。最终测试结果表面,随着单壁碳纳米管体积含量0~49%的变化范围,室温下相应的导热系数变化范围为0.233~0.537W/mK。尽管单壁碳纳米管的导热系数标称可以达到2000W/mK,但添加了单壁碳纳米管的聚合物基复合材料的导热系数实际测量值远低于理论计算预测的导热系数范围0.2~335W/mK。  2012年Yamamoto等人在研究纤维增强聚合物复合材料层压板中,分别采用激光闪光法和稳态热流计法对层压板厚度方向上的导热系数进行了测量。采用激光闪光法分别测量了热扩散系数和比热容,计算得到厚度方向上的导热系数,其中样品尺寸为直径12.7mm厚度1mm,密度在1300~1500kg/m^3范围内,样品表面喷涂石墨层,并采用近似密度的参考材料纯聚酰亚胺Vespel-SP1进行测试验证。另外还采用热流计法对层压板两个方向(厚度方向和面内方向)上的导热系数进行了测量。测量结果显示层压板导热系数随着纤维含量的增加而增大,在纤维含量5%时,厚度方向导热系数为0.6~0.8W/mK,面内方向导热系数为0.9W/mK。两种测试方法的对比结果显示,稳态热流计法导热系数测量值始终要比激光闪光法导热系数测量值大0.1~0.2W/mK,这也是我们在聚合物热物性测试中经常遇到的现象,造成这种现象的原因是在激光闪光法测试和分析中假设了样品是各向同性和均质。  2016年Catherine等人采用激光闪光法对高导热聚合物复合材料的各向异性热物性进行了测试,样品尺寸为直径25.4mm厚度1mm左右,样品表面喷涂石墨层,测试温度范围为25~100℃,并分别采用参考材料纯聚酰亚胺Vespel-SP1(0.5W/mK导热系数)和不锈钢(16W/mK导热系数)进行测试验证。尽管文中提到了激光闪光法面内方向热扩散系数测试附件,但只给出了厚度方向上导热系数测量结果(0.5~9W/mK),并未给出面内方向导热系数测试结果,文中只提到聚合物复合材料具有明显的各向异性特征,同时也未提到比热容如何测量。[b][color=#cc0000]6. 稳态热流计法测量聚合物热物性[/color][/b]  采用稳态热流计法(A-S-T-ME1225、E1530、D5470等)可以直接对聚合物导热系数进行测量,如Jacobs和Stroe对纯聚酰亚胺Vespel-SP1在25~300℃范围的导热系数测试,样品尺寸为直径50.8mm,厚度6.35mm。从样品测试可以看出,这种尺寸的样品基本可以满足所有聚合物复合材料的代表性,而激光闪光法则因为样品小而缺少代表性。  在聚合物热物性测量方面,稳态法始终是一种常规测试方法且应用更加广泛。2004年Rudtsch和Hammerschmidt介绍了针对聚合物PMMA热物性进行的五个国家共十八个实验室之间的比对测试。PMMA常温密度为1185kg/m^3,测试温度范围为-70~+80℃,对应的导热系数范围为0.18~0.20W/mK,热扩散系数范围为0.14~0.11mm^2/s。导热系数对比测试方法分为稳态法和瞬态法两类,其中稳态法包括防护热板法和防护热流计法,瞬态法包括瞬态平面热源法、瞬态热带法和探针法,而恰恰没有激光闪光法。比热容测试采用的是差示扫描量热计(DSC),根据导热系数、比热容和密度测试结果计算得到热扩散系数。  上述对聚合物PMMA的对比测试中,PMMA的导热系数较低,在0.2W/mK以下。2011年David和Ronald报道了欧盟九家机构对导热系数为0.5W/mK左右的建筑石材类材料陶土砖(密度为1950kg/m^3)进行的比对测试。其中稳态法采用了防护热板法和热流计法,瞬态法采用了热带、热盘和热桥三种瞬态平面热源法。防护热板法样品尺寸为200mm×200mm×40mm和直径100mm厚度15mm两种,热流计法样品尺寸为直径50mm厚度10mm,此尺寸样品也可用于热带和热盘法测试,而热桥法样品尺寸为100×30×5。在此次对比测试中,测试温度只有10℃和23℃两个点,只对密度和导热系数进行测试对比。在此次比对测试中还是没有选择激光闪光法。  稳态法在聚合物热物性测试中应用的一个典型领域就是树脂基纤维编织类复合材料,这主要是因为稳态法样品尺寸要远比激光闪光法具有代表性,而且稳态法可以直接测量得到导热系数,简化了测量操作过程。2008年Sharp和Bogdanovich针对树脂基三向编织结构复合材料层压板厚度方向导热系数的测试评价,比较了激光闪光法和稳态热流计法,因激光闪光法样品太小无代表性,无法对编织结构的设计和优化提供准确表征,最终确定采用稳态热流计法进行厚度方向导热系数测量。[b][color=#cc0000]7. 参考文献[/color][/b]  (1) Wilson Nunes, Paul Mummery, and Andrew Wallwork. "Thermal diffusivity of polymers by the laser flash technique." Polymer testing 24.5 (2005): 628-634.  (2) MartinRides, et al. "Intercomparison of thermal conductivity and thermal diffusivity methods for plastics." Polymer Testing 28.5 (2009): 480-489..  (3) Jacobs-Fedore, R. A. Stroe, D. E. "Thermophysical properties of Vespel SP1". In Wang, Hsin Porter, Wallace D. Porter, Wally. Thermal Conductivity 27/Thermal Expansion 15. Knoxville, TN: DEStech Publications, Inc. 2005. pp. 231-238. ISBN 1-932078-34-7.  (4) Tye RP, Salmon DR. “Thermal conductivity certified reference materials: Pyrex 7740 and polymethymethacrylate.”In: DinwiddieRB, Mannello R, editors. Thermal conductivity 26—thermalexpansion 14. Lancaster: DEStech Publications 2005. p. 437-51.  (5) Yang, G., A. D. Migone, and K. W. Johnson. "Heat capacity and thermal diffusivity of a glass sample." Physical Review B 45.1 (1992): 157.  (6) Agari, Y., A. Ueda, and S. Nagai. "Measurement of thermal diffusivity and specific heat capacity of polymers by laser flash method." Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 33.1 (1995): 33-42.  (7) Chiguma, Jasper, et al. "Thermal diffusivity and thermal conductivity of epoxy-based nanocomposites by the laser flash and differential scanning calorimetry techniques." Open Journal of Composite Materials 3.03 (2013): 51.  (8) Xu, Yunsheng, Gunawidjaja Ray, and Beckry Abdel-Magid. "Thermal behavior of single-walled carbon nanotube polymer-matrix composites." Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 37.1 (2006): 114-121.  (9) Yamamoto, Namiko, Roberto Guzman de Villoria, and Brian L. Wardle. "Electrical and thermal property enhancement of fiber-reinforced polymer laminate composites through controlled implementation of multi-walled carbon nanotubes." Composites Science and Technology 72.16 (2012): 2009-2015.  (10) Thibaud-Erkey, Catherine, and Abbas Alahyari. Final Report for Project titled High Thermal Conductivity Polymer Composites for Low-Cost Heat Exchangers. United Technologies reserach Center, East Hartford, CT (United States), 2016. (11) Rudtsch, S., and U. Hammerschmidt. "Intercomparison of measurements of the thermophysical properties of polymethyl methacrylate." International journal of thermophysics 25.5 (2004): 1475-1482.  (12) Salmon, David R., and Ronald P. Tye. "An inter-comparison of a steady-state and transient methods for measuring the thermal conductivity of thin specimens of masonry materials." Journal of Building Physics 34.3 (2011): 247-261.  (13) Sharp, Keith, et al. "High through-thickness thermal conductivity composites based on three-dimensional woven fiber architectures." AIAA journal 46.11 (2008): 2944-2954.[align=center][img=激光闪光法 聚合物 上海依阳实业有限公司,690,236]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812231049305161_9631_3384_3.jpg!w690x236.jpg[/img][/align][align=center][/align]

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