金属价态

稀土元素是现代科技中不可或缺的元素，在磁性激光、光纤通信、新能源、超导、航天航空、军事国防等领域有着不可替代的作用，是21世纪重要的战略元素。6月27日，北京高压科学研究中心研究员丁阳带领的国际研究团队在高压稀土金属价态转变研究领域获突破性进展。相关研究以《80 GPa左右单质金属铕(Eu)的新价态转变》为题发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。 价态转变—价电子数的变化，是稀土金属及其化合物中普遍存在的物理现象，反映了局域4f电子在外界（比如压力、掺杂、温度）作用下向非局域化转化的过程，而这种非局域化转化标志着材料中大规模电子关联的开始。在此过程中，由于局域电子和非局域价电子之间的竞争等相互作用，稀土元素会衍生出许多奇异的量子现象，如价态转变、金属到绝缘体的转变、超导等，而这些都会极大影响稀土元素的磁、光、电等物理性质。因此揭示这些变化机制，将为设计研制面向国家战略需求的量子演生新材料，促进新型功能器件诞生及推动新能源产业升级提供巨大机遇。 在该研究中，研究人员使用同步辐射X射线共振发射光谱和X射线衍射技术，探测了Eu在高压下的电子和晶体结构变化，压力高达160万大气压。他们发现，在约80万大气压的压缩下，Eu中也发生了明显的价态变化，而且价态转变恰好与Eu在相同压力下的晶体结构变化相吻合；并提出Eu中这种电子重构归因于所谓的Promotional模型—4f轨道的电子向5d导带的跃迁导致的结果，为研究稀土元素的价态变化提供了重要的实验依据和理论模型。 “共振X射线发射光谱(RXES)是迄今为止在高压下研究稀土元素价态变化的最强大的实验技术，它可以提供可靠的电子结构测量，从而使我们能够检测到Eu在高压下电子结构的变化。”丁阳说。 据了解，目前该实验成果也是国内首次利用共振X射线发射光谱在如此高的压力下研究稀土元素4f 的电子结构，极大推进了高压调控4f电子研究的发展，同时也为我国同步辐射谱学技术的发展提供了重要参考。 据悉，北京高压科学研究中心博士后陈碧娟博士为该文第一作者，北京高压科学研究中心研究员丁阳和陕西师范大学的昌峻研究员为通讯作者，合作单位包括流体物理研究所、北京应用物理与计算数学研究所、吉林大学、美国阿贡国家实验室、中国科学院物理研究所等。 相关工作得到了国家自然科学基金项目、挑战者计划、国家重点研发计划项目、美国DOE-NNSA’s Office of Experimental Sciences等联合资助。

p　　土壤重金属污染风险不仅与重金属全量有关，更与其存在形态密切关联。重金属的生物有效性一般是指环境中重金属元素在生物体内的吸收、积累或毒性程度，从某种角度上讲,形态分析是生物有效性的基础,而生物有效性是形态分析的延伸。目前大多数生物有效性的研究方法都是通过确定污染物在环境中的形态和分布,再将这些形态分布与生物体中污染物的富集量通过单元回归或多元回归等进行统计分析。/pp　　根据IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)的定义,形态分析是指表征与测定一个元素在环境中存在的各种不同化学形态与物理形态的过程。广义上讲，重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态四个方面，即某一重金属元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。狭义上的重金属形态是指用不同的化学提取剂对土壤中重金属进行连续的浸提，并根据所使用的浸提剂对重金属的形态进行分组。一般分为水溶及可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态以及残渣态。因浸提剂系列和浸提方法的不同，上述分组方法也有变化。/pp　　strong水溶及可交换态/strong：是指交换吸附在土壤粘土矿物及其它成分，如氢氧化铁、氢氧化锰和腐殖质上的重金属。该形态对土壤环境变化最敏感，最易被作物所吸收，对作物危害最大。/pp　　strong碳酸盐结合态/strong：是指与碳酸盐沉淀结合的重金属，该形态对土壤环境条件敏感，特别是对pH最敏感，随着土壤pH值的降低，离子态重金属可大幅度重新释放而被作物所吸收。/pp　　strong铁锰氧化物结合态/strong：是指与Fe2O3和MnO2等生成土壤结核的部分。土壤环境条件变化可使其中部分重金属重新释放，对农作物存在潜在危害。此形态的最大特点是在氧化还原条件下稳定性差。/pp　　strong有机物结合态/strong：是指以不同形态进入或包裹于有机质中，同有机质发生鳌合作用而形成鳌合态盐类或硫化物。该形态较为稳定，一般不易被生物所吸收利用 但当土壤氧化电位发生变化时，可使少量重金属溶出而对作物产生危害。/pp　　strong残渣态/strong：在连续提取法中，上述各形态重金属被提取后，剩余部分的重金属均可称为残渣态重金属。对这部分重金属的结合方式很难给出明确的概念。大部分学者认为，稳定存在于石英和粘土矿物等晶格里的重金属即为残渣态重金属。残渣态的重金属很稳定，对土壤重金属迁移和生物可利用性影响不大。/pp　　就提取剂而言，有多种类型，美国、欧洲和日本等国家标准中的提取剂包括：王水、NH4NO3、HCl、HNO3、NaNO3、HCl-HNO3-HF和水等。我国当前土壤重金属有效态的标准方法主要有：《土壤有效态锌、锰、铁、铜的测定》(NY/T 890-2004)、《土壤质量有效态铅和镉的测定》(GB/T 23739-2009)、《土壤检测 第9部分 土壤有效钼的测定》(NY/T 1121.9-2012)、《森林土壤有效锌的测定》(LY/T 1261-1999)、《森林土壤有效钼的测定》(LY/T 1259-1999)、《森林土壤有效铜的测定》(LY/t 1260-1999)和《土壤 8种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 804-2016)等，基本都采用二乙基三胺五乙酸(DTPA)或0.1M盐酸浸提剂，也有部分采用硝酸-高氯酸-硫酸、草酸-草酸铵或EDTA浸提剂。/pp　　DTPA分子结构为：/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/e7a061cf-0596-44cc-85b9-9fc8ae5c57b3.jpg" title="8be6fee55d73b8c347db15cdec21b8a5.jpg"/　　/pp　　DTPA能迅速与钙、镁、铁、铅、铜和锰等离子生成水溶性配合物，尤其对高价态显色金属配合能力强，因此能浸提出土壤中水溶及可交换态、碳酸盐结合态和部分铁锰氧化物结合态的重金属，相对于其全量而言，这些被认为是高度生物有效的形态。/pp　　表征农田重金属生物有效性的方法包括：/pp　　(1strong)实验模拟法/strong：根据重金属在土壤—水相互作用过程中的释放速率和释放机理，预测自然风化条件下土壤中重金属的潜在环境效应。/pp　　(2)strong植物指示法/strong：生活在重金属污染土壤中的植物都能够不同程度地吸收一些重金属。通过分析这些植物体内重金属的含量，可以判断污染土壤中重金属的生物可利用性，从而判断土壤受重金属污染的程度。/pp　　(3)strong化学浸提法/strong：即采用一种适当组成与组成量度的试验溶液(一种或几种试剂) 按照一定的土液比与浸提方法进行浸提, 然后测定浸提液中重金属的含量。如前所述的DTPA，虽然能在一定程度上表征重金属的生物有效性，但由于多种因素(土壤类型、酸度、多金属间的作用、金属在不同植物不同部分的迁移)对生物提取剂的影响，使其很难对多种金属的生物有效性准确表征。/pp　　影响重金属生物有效性的因素包括：/pp　　(1)strong土壤pH值/strong：土壤pH值对土壤中的重金属的形态有很大的影响，其发生变化时，土壤重金属的形态也会动态波动。/pp　　(2)strong重金属之间综合作用/strong：土壤中重金属之间及与其他大量元素之间的复合污染也会影响其生物有效性,即重金属元素间的拮抗作用和协同作用影响重金属形态分布。/pp　　(3)strong植物根际环境/strong：植物根的生长改变了土壤的某些物理、化学和生物性质 根际( rhizosphere) 是距离根毛大约0.22 mm 厚的土壤层，根际环境是一个复杂的、动态的微型生态系统。土壤中的微生物能够改变重金属生物有效性,从而影响他们在土壤-植物系统中的迁移和转化。/p

p　　国家新材料测试评价平台先进无机非金属材料行业中心启动大会/pp　　时间：2019.10.25/pp　　地点：国家会议中心E236AB/pp　　主办方：中国建材检验认证集团股份有限公司/pp　　为加快国家新材料测试评价平台先进无机非金属材料行业中心建设工作，共商合作共赢模式与机制，推动无机非金属新材料领域测试评价技术创新与工程应用，中国建材检验认证集团股份有限公司拟于近期组织召开“国家新材料测试评价平台先进无机非金属材料行业中心启动大会”，特邀贵单位参加。/pp　　主要活动：/pp　　上午会议主要日程：/pp　　1、中国建材检验认证集团股份有限公司领导致辞 /pp　　2、工信部领导解读国家新材料测试评价平台建设方案、政策 /pp　　3、新材料产业发展规划(院士、专家报告) /pp　　4、新材料检测、标准与评价(院士、专家报告) /pp　　5、先进无机非金属材料行业中心建设进展报告 /pp　　6、无机非金属材料测试评价新技术报告。/pp　　下午会议主要日程：/pp　　1、先进无机非金属材料行业中心理事会和专家委员会筹建情况介绍 /pp　　2、选举理事长、副理事长单位 /pp　　3、宣读理事会、理事、专家委员会成员名单、颁发证书，颁发先进无机非金属材料行业中心共建单位牌匾 /pp　　4、讨论通过先进无机非金属材料行业中心章程、管理办法 /pp　　5、先进无机非金属材料行业中心网站介绍 /pp　　6、先进无机非金属材料行业中心建设工作研讨 /pp　　7、总结发言。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 163px height: 163px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/91a263ae-23b9-4015-9718-c4bd850b3f8b.jpg" title="bceia-仪器信息网报名渠道.png" alt="bceia-仪器信息网报名渠道.png" width="163" height="163"//pp style="text-align: center "扫码报名/p

新华网长沙8月13日电 记者13日从中南大学获悉，国家重金属污染防治工程技术研究中心目前正式落户湖南中南大学，这是我国首个重金属污染防治领域的国家级科技创新平台。　　新成立的研究中心主要依托中南大学环境学科与冶金学科，并整合有关优势学科共同建设。有关专家认为，这个中心的组建对推动我国重金属污染防治技术整体水平的显著提升具有重要意义，对湘江流域乃至我国重金属污染治理将发挥重要作用。　　此前，为加快提升重金属污染防治科技水平，科技部在长沙组织召开了“湘江流域重金属污染防治技术研讨会”，邀请了包括多位院士在内的20多名国内重金属污染治理专家，为湘江流域重金属污染防治献计献策。湖南省政府与科技部在北京召开第5次部省会商工作会议，也将“湘江流域综合治理”纳入部省会商的重大议题。“重金属冶炼和造纸废水深度处理关键技术与工程示范”“湘江流域冶炼重金属污染物减排与利用关键技术及示范”等一批项目先后获得科技部立项支持。　　湖南省政府负责人介绍，近年，湖南省在重金属污染防治领域形成了一定的人才、技术和产业基础，但还存在问题。这一研究中心的启动将对湖南加快重金属污染防治产生积极作用，也将为重金属污染防治技术创新搭建重要的平台。湖南省将进一步强化政策、资金、项目等的支持力度，在重金属污染防治中发挥试点示范作用。　　中南大学常务副校长黄健柏认为，由于行业发展问题、政策管理问题、技术支持问题，重金属污染已经影响到了社会稳定及国民经济发展，迫切需要解决。　　环保部科技标准司负责人表示，重金属污染已经引起了国家的高度重视，是我国当前环境保护重中之重的任务，需要大量切实可行的科学技术支撑。中南大学在重金属污染防治中有非常深厚的学科基础，希望中心依托中南大学的学科优势与全国重金属污染防治的技术力量，进一步为国家整体“十二五”重金属污染防治的目标提供更多切实有效的支撑。

在科幻大片《终结者》系列中，常常出现这样的场面：阿诺德施瓦辛格掏出霰弹枪朝液体机器人射击，巨响过后，身体和脑袋被打穿了数个大窟窿的液体机器人又慢慢恢复了原形。真是打不死的&ldquo 小强&rdquo !《终结者》的&ldquo 小强&rdquo 被打了几个大窟窿，就是不死　　这真的是遥远的明日科技吗?还是就在我们身边发生的事实?　　东南大学电子科学与工程学院孙立涛教授团队，与浙江大学电子显微镜中心张泽院士、麻省理工学院李巨教授和匹兹堡大学毛星源教授的团队通力合作后发现，在极小的纳米尺度下(小于10纳米)，普通的固态金属在常温下受到挤压、拉伸等外力作用后，会像揉面团那样柔软，甚至像液态那样任意变形 更为奇特的是，外力撤除后，还可以恢复原形。10月12日，这项研究的论文以&ldquo Liquid-like pseudoelasticity of sub-10-nm crystalline silver particles&rdquo 为题，发表在国际著名期刊《自然材料》上，并被评为封面文章。　　据查询，目前《自然材料》官网上公布的封面只到10月份，尚不含上文的研究成果。但是，在浙江大学材料科学与工程学院主页上可以发现，中国科学家这一新技能被安排在了11月号的杂志封面上 (着急想看的可以直接拖到页末)。从外面看，金属银颗粒像液体水滴，会摇晃并随时改变形状，而它们内部则是超级稳定的晶体结构　　且慢，真的是普通的金属就可以吗?这不合乎直觉。　　对，你没有看错，普通金属在室温下，就可能有这种神奇的特性，但是前提是要在纳米尺度下。　　38岁的孙立涛教授带领团队发展了一种原位电子显微学技术，并基于此在国际上首次观察到10纳米以下固态金属银颗粒在室温下的类液态行为。据凤凰科技报道，这些纯银粒子的直径不超过10纳米&mdash &mdash 宽度不超过人类头发的1/1000。　　科研人员告诉科技日报记者，宏观的金属材料的变形机制通常遵从经典的位错滑移和孪晶变形理论。然而，到了极小的纳米尺度，金属表面原子所占的比重越来越大，其变形机制越来越受表层原子的运动影响。我们都知道，表层原子是很活跃的，纳米金属就仿佛穿了一层水膜一样的外衣，一旦受到任何外力，&ldquo 水膜&rdquo 一样的外层原子就会呼啦啦先运动起来。这时候，纳米金属就兼具了固体和液体的特性，在挤压后，表层原子迅速移动，形成了新的表面层。　　这种变形机制会带来一个特别的后果，那就是当撤除挤压时，这层活跃的&ldquo 水膜&rdquo 分子又会呼啦啦往上跑，以降低表面能，直到把金属颗粒恢复原形。这样，就出现了实验中观察到的那神奇一幕，不论怎么挤压，金属颗粒最终都会恢复原形。　　科研人员把这种可以恢复原形的塑性行为，叫做赝弹性。　　浙江大学材料科学与工程学院主页的图片显示，室温下，银纳米颗粒受挤压时表现出了液态行为　　这种奇特的纳米颗粒塑性形变，超越了传统的金属物理中位错等缺陷导致的塑性形变理论，在变形的整个过程中颗粒内部始终保持着完好的晶态结构。这一发现暗示，随着金属颗粒尺寸减小，经典的Hall-Petch规律中&ldquo 越小越强&rdquo 不再适用，会逐渐过渡到&ldquo 越小越弱&rdquo (观察者网注：目前对大部分材料的关系的理解已经很成熟，即材料的机械强度会随着体积的减少而增加。)。　　这种神奇的赝弹性，会给我们带来一系列神奇的结果。例如，可以制造出无论怎么变形都可以复原的金属关节，具有记忆功能的存储器件，打不穿的金属防弹衣，甚至还包括我们前面提到的《终结者》液体金属机器人。　　同时，这项工作对于如何维持下一代纳米电子器件中的互连线和电极的稳定性，以及如何实现超小尺寸的纳米加工工艺，有着重要的指导意义。因为随着现代半导体技术的发展，集成电路中金属互连线以及电极的特征尺寸正在向10纳米逼近。在这样小的尺度下，作为基础框架的金属形态是否还能像块体材料那样稳定，科学家以前并不清楚。现在新的问题是，证实了纳米金属颗粒塑性形变的现象后，如何保障在如此小尺度下电子器件物理性能的稳定性?这一问题向现代集成电路产业提出了新理论和技术的挑战。　　据悉，这项工作是东南大学传统电子学科与新兴纳米领域的交叉与融合的结果，得益于学校长期对基础研究和国际学术交流合作的支持与重视。孙立涛教授课题组近年来依托原位透射电子显微学技术，已经在微纳米器件、新型二维材料、纳米金属变形机制等领域取得了一系列研究成果。　　观察者网综合科技日报、浙江大学网站、中新网消息。　　浙江大学材料科学与工程学院主页展示的《自然材料》11月封面

由赫姆霍茨德累斯顿研究中心牵头的液态金属研究联盟近日在德国成立。液态金属可用于很多工业领域，比如钢与轻金属铸造，并因可用于新型液态金属电池储能、零排放氢生产、或是制造太阳能电池而被纳入未来技术的行列。这些新用途皆与其属性有关，即能大容量储能或是高效导热。其导热系数是水的50-100倍，并可在很大的温度范围内保持液态。液态金属由此适宜用来为高能量工艺程序降温，也可提高能源和资源的利用率，因为温度越高，热力过程的效率也会随之提高。该联盟的两个子项目也因此致力于液态金属在太阳能发电厂的应用。 近年来，液态金属技术的操作安全性有显著提高，这要归功于可完整监控流量的新型测量方法。对新测量方法作进一步开发也是该联盟的工作目标。另一个任务在于继续提高液态金属技术的能源与资源利用效率，包括在金属铸造、贵重金属与渣熔体分离或是在太阳能硅的生产过程中。 参与者该联盟的有多个赫姆霍茨研究中心、德国卡尔斯鲁尔理工学院及多所国内外大学。联盟拥有2000万欧元经费，用于研究液态金属技术的广泛应用。赫姆霍茨德累斯顿研究中心的领队认为，德国在这个技术领域里的研究处于地位。 以上信息由HASUC整理摘录，HASUC主营：真空干燥箱、烘箱、电子防潮箱、鼓风干燥箱、培养箱、生化培养箱、霉菌培养箱、干燥柜、电炉、马弗炉、电阻炉、二氧化碳培养箱、霉菌培养箱、隔水式培养箱、低温培养箱、BOD培养箱、恒温恒湿培养箱、光照培养箱、恒温恒湿培养箱、人工气候箱、 恒温干燥箱、防潮箱、高温烤箱、低温培养箱、恒温培养箱、高低温箱、高低温试验箱、高低温交变试验箱、高低温冲击试验箱、恒温恒湿箱、高低温湿热试验箱、培养箱、氮气柜、干燥箱、恒温箱、高低温交变湿热试验箱、盐雾腐蚀试验箱、药品稳定性试验箱、两三厢冷热冲击试验箱、精密曲线编程旋转烘箱、远红外线干燥箱、防爆干燥箱、精密烘箱、真空测漏箱、人工气候箱、光照培养箱、生物安全柜、干培两用箱、超净工作台、真空脱泡箱等。

p　　中国科学技术大学精密机械与精密仪器系副教授张世武研究团队、澳大利亚伍伦贡大学教授李卫华研究团队和苏州大学机器人与微系统中心副教授李相鹏研究团队组成的联合研究组，设计了基于镓基室温液态金属的新型机器人驱动器，首次实现了液态金属驱动的功能性轮式移动机器人。近日，该成果以A Wheeled Robot Driven by a Liquid‐Metal Droplet 为题，发表在《先进材料》杂志上(Adv. Mater. 2018, 201805039)。/pp　　电影《终结者》中的液态金属机器人“T1000”开启了液态金属在机器人领域应用的梦想之门。镓基室温液态金属具独特的表面性质及理化特性，可以通过电场、磁场以及浓度梯度场等多种能量场或者表面改性等方式，实现变形、移动、分离以及融合等多种形态学变化，在MEMS、微流体、生物医学以及机器人等领域展示出巨大的应用前景，引起国际上的广泛关注。然而，液态金属在机器人领域应用研究目前仅局限于以液态金属液滴为机器人本体，尚无基于液态金属的功能性机器人的研究报道。/pp　　液态金属镓基室温液态金属拥有巨大的表面张力，可以在极低的电场功耗下，展示出高效的运动能力。联合研究组巧妙地将高效液态金属驱动和变重心机构相结合，开发出结构简单紧凑、驱动性能好的新型液态金属机器人。研究人员设计了一种具有超疏水表面的极轻半封闭轮式结构，将液态金属液滴限制在狭长的轮体内部 通过巧妙设计的随动微型电极支架施加外部电场驱动轮体内液态金属运动，进而持续改变轮式机器人的重心，驱动轮式机器人滚动。同时，研究人员对所提出的新型液态金属机器人做了动力学建模与分析，并通过实验探索了电解液浓度、施加电压、液态金属体积、轮体结构等参数对机器人运动性能的影响，获得驱动运动的最佳参数匹配。进一步，通过集成电池系统，研究人员成功设计了新型液态金属自驱动轮式移动机器人。这一创新研究有望启发一种新型驱动方式，弥补传统的机器人驱动方式(电机、液压及气动等)结构复杂、体积大以及驱动能效低等不足，促进未来微小机器人及特种机器人系统的发展。/pp　　该论文第一作者为中国科大精密机械与精密仪器系硕士生伍健。中国科大张世武、澳大利亚伍伦贡大学博士唐诗杨、苏州大学李相鹏为共同通讯作者。该课题得到国家自然科学基金项目资助。/pp　　近年来，由中国科大、澳大利亚伍伦贡大学和苏州大学组成的联合研究组开始研究液态金属的驱动特性及其在机器人上的应用，取得了系列进展。联合研究团队设计了以液态金属液滴作为柔性轮承载及驱动的微型小车，集成电源、控制电路、传感器以及液态金属驱动机构于一体，实现了2D平面内的自主运动，该小车无任何机械传动，具有运动平滑柔顺、无噪声、低振动、成本低廉、易于制造等特点，有望在自动生产线以及实验室自动化中大展身手。该成果近日发表在IEEE Transactions on Industrial Informatics上。此外，联合研究团队首次发现了液态金属在外磁场作用下的非常规运动现象，并揭示了其内在机理。该研究实现了通过外部磁场对不经过任何改性的纯液态金属的运动控制，丰富了液态金属的驱动方法，有利于推动液态金属驱动装置的大规模应用。该成果也于近日发表在Soft Matter上。/pp　　文章链接：a title="A Wheeled Robot Driven by a Liquid-Metal Droplet" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805039" target="_self"A Wheeled Robot Driven by a Liquid-Metal Droplet/a/pp　　 a title="A Controllable Untethered Vehicle Driven by Electrically Actuated Liquid Metal Droplets" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/8466896" target="_self"A Controllable Untethered Vehicle Driven by Electrically Actuated Liquid Metal Droplets/ap a title="Unconventional locomotion of liquid metal droplets driven by magnetic fields" href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sm/c8sm01281d#!divAbstract" target="_self"Unconventional locomotion of liquid metal droplets driven by magnetic fields/ap style="text-align: center "img title="995d7c22-ede2-4791-a8a1-b809e19b4a8e.jpg" alt="995d7c22-ede2-4791-a8a1-b809e19b4a8e.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/9f9752e1-c64d-4c52-aa80-4eb7d605117c.jpg"//pp 　　液态金属驱动机器人研究取得进展/pp/pp/p/p/p

本期预览 本文利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对锂金属负极固态电池进行绝热热失控实验，评估该电芯的热稳定性和热失控危害。前言随着电动汽车的大规模发展，现有锂离子电池体系已不能满足日益增长的续航里程需求，亟须发展更高能量密度的电池体系。在众多的电池材料体系中，层状过渡金属氧化物-石墨负极体系的理论能量密度极限约为300Wh/kg。将纯石墨负极替代为硅基合金，则能量密度理论上限可提升至约400Wh/kg。而金属锂负极具有最低的电位和最高的理论比容量，被认为是电池负极材料的终极选择，锂金属电池能量密度的理论上限可达500Wh/kg以上。然而锂金属负极在传统液态电池体系中难以实现，金属锂和电解液界面副反应多，且负极容易产生锂枝晶，不满足电池循环寿命和安全性要求。将液态电池的电解液与隔膜替换成固态电解质所组成的全固态电池，被认为是解决锂金属负极应用的有效途径。固态电解质稳定性高、不挥发、不泄漏，并对金属锂具有良好的兼容性，因此锂金属全固态电池有望在实现高能量密度的同时解决锂电池本质安全问题，并且还具有成组效率高和模组结构简单等优势，因此中国在国家层面已明确提出了对固态电池的研发和产业化进程要求。图1 液态和全固态锂离子电池结构差异虽然目前固态电池仍然处于商业化早期阶段，但国内许多厂商的产品已接近量产状态。本文利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对某厂商提供的锂金属固态电池样品进行绝热热失控实验，以评估固态电池的安全性。实验部分1. 样品准备电池样品: 锂金属全固态锂电池(20Ah)，满电。2. 实验条件实验仪器：BAC-420A大型电池绝热量热仪、电池充放电设备；实验模式：HWS-R模式、温差基线模式；记录频率：1~100Hz；自放热检测阈值：0.02℃/min；热电偶固定位置：电池大面中心点（样品热电偶）、正负极耳。实验结果1. 绝热热失控曲线图2 锂电池热失控温升曲线及温升速率-温度曲线锂金属固态电池的绝热热失控曲线如图2所示，可以发现该电芯的热稳定性与常规的液态高镍三元电芯类似，但热失控剧烈程度明显更高。锂金属固态电池的热失控过程表现出如下的特征：1. 自放热起始温度Tonset低：Tonset温度为74.42℃，与常规三元电芯相当甚至略低。通常认为固态电解质与正负极界面的热力学稳定性要优于液态电池内的SEI膜，因此固态电池的Tonset温度理应较高。上述现象有待明确电池体系后进行进一步探究。2. 热失控起始温度接近锂金属熔点：热失控起始温度TTR约为180℃，该温度下锂金属负极熔化，电解质与熔融锂金属发生界面反应，产生的氧气会诱发锂金属发生剧烈氧化反应，导致热失控发生[1]。根据图2b，到达TTR之前电芯升温速率出现明显下降，与负极熔化过程相对应。3. 热失控剧烈程度显著高于液态电池：该电芯的热失控最高温度Tmax无法有效测定。这是由于热失控瞬间，用于温度采样的N型热电偶迅速发生熔断。考虑到采用的N型热电偶的熔点为1330℃，因此该电芯的Tmax明显超过三元9系液态电池的数值（1100-1200℃）。针对该电芯的检测需求，后续需更换熔点更高的铂基热电偶。同时，估算该电芯热失控瞬间的温升速率达到50000℃/min以上，超过目前已知的所有液态锂电池。图3 样品锂电池热失控过程监控视频另外，从热失控瞬间的监控画面可以看到，该固态电池的热失控爆燃持续时间短，爆炸冲击威力大。随着能量密度的提高，电芯热失控能量释放速率也显著增大。实验结论本次实验利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对某型号的锂金属负极固态电池进行了绝热热失控特性评估，相关实验数据表明该电芯的热稳定性与液态高镍三元电芯相当甚至略低，同时热失控剧烈程度明显高于已知液态电池，因此针对该电芯应制定更为严苛的热管理策略。引用文献[1] Vishnugopi B S , Hasan M T , Zhou H , et al. Interphases and Electrode Crosstalk Dictate the Thermal Stability of Solid-State Batteries[J]. 2022..

p　　我国土壤中重金属元素的含量普遍偏高，以其为生长基质，种植的水稻、小麦、蔬菜等农作物的重金属含量也有可能超标。但大量实测数据表明，这两者之间没有稳定的对应关系。也就是说，按目前的监测方法，土壤中重金属含量较高，其上生长的农作物品质有可能是合格的。另一种情形是，有些土壤的重金属含量并不高，但因为农作物品种本身有较强的重金属富集能力，收获物反倒可能重金属超标。/pp　　现在我们认识到，土壤质量是否合格，必须相对于其用途或产出物，如水稻、小麦、果蔬等而言。简单来说，同一块农用地，种植水稻可能保证不了食品安全，但种植牧草是可用来饲养牛羊的。/pp　　由此可见，抛开利用方式或不结合收获物品质来谈土壤质量标准是不准确的，尤其是对农用地。只有在反复试种多品种都不能收获品质合格的农产品后，才能认定其失去了农用价值，要采取修复治理或土地性质变更等措施。正是由于判断土壤质量是否安全涉及诸多因素，作出结论要慎重，但同时也给土地安全利用提供了多个出口。对每一块土地，在经过必要的修复治理后，才能确定恰如其分的最佳利用方式。/pp　　一直以来，重金属总量监测是初步判断土壤质量状况的主要依据。然而，对原始土壤的分析结果表明，除镉与土壤固相的结合相对松散，可交换态比例较高，达到20%左右，迁移活性和生物可利用性较强外，铜、铅和锌等重金属分布以其他形态为主。也就是说，土壤中的铅等重金属，尽管其总含量很高，但能为农作物吸收利用的比例并不高，反而相对安全。/pp　　重金属总量分析采用的是最强的酸解体系，能把各种形态的重金属元素完全释放出来，这是个化学过程，以达到最大检出量为目的。但就农业生产而言，检测出固定在晶格中的重金属是意义多大有待考究。/pp　　目前监测重金属有效态的方法主要包括化学试剂浸提法、同位素稀释法、快速生物法和解吸法等。虽然同位素稀释法、快速生物法中的试管根法和解吸法等对表征土壤中重金属的生物有效性比较好，但操作对技术、设备等条件的要求较高或有待进一步完善。而化学试剂浸提法在实践中比较常用。经典的化学试剂浸提方法包括水提取、酸提取(如稀HCl或HNO3)、中性盐提取、联合试剂或者络合剂提取(如DTPA、TCLP、EDTA、EDDS、CIT等)、连续提取(Tessier五步浸提法，BCR法，Maiz法)等。由于各种提取方法的原理不同，提取效率和适用情况也都不一样，结果的差异性较大。但已经开展的部分工作表明，重金属有效态与农产品重金属含量的相关性远好于总量统计结果。由此可见，监测土壤中的重金属有效态有助于进一步提高判断土壤污染水平的准确性。/pp　　农作物对土壤中重金属的吸收利用是一个非常复杂的生物化学过程，既与重金属的有效态密切相关，也取决于农作物根系对微环境的改造等因素。彻底说清土壤重金属污染与农产品累积的关系为时尚早，但重视对土壤重金属有效态的监测是一项重要的补充性工作。鉴于将这类监测进行标准化操作还不成熟，应组织系统研究，尽快制定标准分析以及评价方法。/p

图1 液态金属基微点阵力学超材料( https://doi.org/10.1002/smll.202070252)1991年上映的科幻电影《终结者2》描绘了一个能够随意变形，可自我修复的液态金属机器人T-1000，展现了液态金属应用的无限可能。电影中液态金属机器人是邪恶的化身，在实际应用中，液态金属却大有裨益，特别是在小尺度一些精密的应用上，如神经纤维修复和微型机器人。然而直接暴露的液态金属不易操作，且容易腐蚀其他金属，应用不当会带来不良后果，有鉴于此，香港城市大学“纳米制造实验室”的科研团队正在尝试在微观尺度上“驾驭”液态金属，使得其为未来精密应用，特别是金属力学超材料带来更多新的可能。目前的金属微点阵力学超材料具有超轻、高比强度等特性，在无人机机翼、小微型电子器械等器件上具有很好的应用前景。但是，目前这类力学超材料的韧性较差，且在服役过程中容易脆断失效。为了提高韧性，香港城市大学机械工程学系陆洋教授领导的研究团队开发了液态金属-聚合物微点阵力学超材料。该材料不仅有良好的韧性，而且充分利用低温度范围下液态金属的特性，实现了类似科幻电影中复杂形态液态金属的自我修复功能。该项研究成果发表在国际知名期刊《Small》（https://doi.org/10.1002/smll.202004190）。该团队基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S140打印出中空的聚合物外框，壁厚100-300 μm。采用真空液体填充技术在聚合物薄壳中注入液态金属镓（Ga），首次制备了液态金属-聚合物核壳结构的微点阵力学超材料。该材料具有以下特点：良好的断裂韧性图2 液态金属-高分子点阵力学超材料良好的断裂韧性良好的断裂韧性。相比于实心或空心高分子点阵结构，液态金属-高分子点阵力学超材料避免了受压过程中的脆断失效现象。这是由于Ga的存在，阻碍了裂纹在高分子外壳中的扩展，使得该结构在裂纹出现后依然可以承受载荷。形状记忆效应图3 液态金属-高分子点阵力学超材料良好的形状记忆效应 形状记忆效应。得益于Ga较低的固液转变温度（29.7℃），当Ga为固态时，能够完美的保持变形后形状；Ga融化后，该结构又能完美的恢复至原始形貌，表现出形状记忆效应。当采用合理的拓扑结构，该材料被大幅压缩20%后，依然能够完美的恢复。优异的断裂恢复性 图4 液态金属-高分子力学超材料优异的断裂恢复能力 优异的断裂恢复性。即使部分断裂后的液态金属基微点阵结构超材料依然能够基本恢复原始形状，并且能够保持一定的承载性能(≥50%初始强度)。部分断裂的高分子外壳在Ga融化后恢复至原始状态，驱动整体结构恢复至原始形状。综上所述，被3D打印包裹“驾驭”的液态金属核心表现出良好的韧性、形状记忆效应及优异的断裂恢复能力。这种新型的液态金属基微点阵力学超材料有望在生物医疗器械、微电子器件及微型机器人等应用获得巨大的潜力，甚至实现一些以往在《终结者》或者《变形金刚》等科幻电影里才能看到的前沿应用场景。

图1 液态金属基微点阵力学超材料( https://doi.org/10.1002/smll.202070252)1991年上映的科幻电影《终结者2》描绘了一个能够随意变形，可自我修复的液态金属机器人T-1000，展现了液态金属应用的无限可能。电影中液态金属机器人是邪恶的化身，在实际应用中，液态金属却大有裨益，特别是在小尺度一些精密的应用上，如神经纤维修复和微型机器人。然而直接暴露的液态金属不易操作，且容易腐蚀其他金属，应用不当会带来不良后果，有鉴于此，香港城市大学“纳米制造实验室”的科研团队正在尝试在微观尺度上“驾驭”液态金属，使得其为未来精密应用，特别是金属力学超材料带来更多新的可能。目前的金属微点阵力学超材料具有超轻、高比强度等特性，在无人机机翼、小微型电子器械等器件上具有很好的应用前景。但是，目前这类力学超材料的韧性较差，且在服役过程中容易脆断失效。为了提高韧性，香港城市大学机械工程学系陆洋教授领导的研究团队开发了液态金属-聚合物微点阵力学超材料。该材料不仅有良好的韧性，而且充分利用低温度范围下液态金属的特性，实现了类似科幻电影中复杂形态液态金属的自我修复功能。该项研究成果发表在国际知名期刊《Small》（https://doi.org/10.1002/smll.202004190）。该团队基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S140打印出中空的聚合物外框，壁厚100-300 μm。采用真空液体填充技术在聚合物薄壳中注入液态金属镓（Ga），首次制备了液态金属-聚合物核壳结构的微点阵力学超材料。该材料具有以下特点：良好的断裂韧性图2 液态金属-高分子点阵力学超材料良好的断裂韧性良好的断裂韧性。相比于实心或空心高分子点阵结构，液态金属-高分子点阵力学超材料避免了受压过程中的脆断失效现象。这是由于Ga的存在，阻碍了裂纹在高分子外壳中的扩展，使得该结构在裂纹出现后依然可以承受载荷。形状记忆效应图3 液态金属-高分子点阵力学超材料良好的形状记忆效应 形状记忆效应。得益于Ga较低的固液转变温度（29.7℃），当Ga为固态时，能够完美的保持变形后形状；Ga融化后，该结构又能完美的恢复至原始形貌，表现出形状记忆效应。当采用合理的拓扑结构，该材料被大幅压缩20%后，依然能够完美的恢复。优异的断裂恢复性 图4 液态金属-高分子力学超材料优异的断裂恢复能力优异的断裂恢复性。即使部分断裂后的液态金属基微点阵结构超材料依然能够基本恢复原始形状，并且能够保持一定的承载性能(≥50%初始强度)。部分断裂的高分子外壳在Ga融化后恢复至原始状态，驱动整体结构恢复至原始形状。综上所述，被3D打印包裹“驾驭”的液态金属核心表现出良好的韧性、形状记忆效应及优异的断裂恢复能力。这种新型的液态金属基微点阵力学超材料有望在生物医疗器械、微电子器件及微型机器人等应用获得巨大的潜力，甚至实现一些以往在《终结者》或者《变形金刚》等科幻电影里才能看到的前沿应用场景。

外尔半金属（Weyl semimetal）是一类重要的拓扑物态，其能带中的外尔点结构具有许多奇异的性质：它是一种拓扑磁单极子，且总是成对出现，在其附近的低能激发的运动模式符合“外尔费米子”的方程，最早于1929年由德国科学家赫尔曼外尔提出。有且仅有两个外尔点的外尔半金属—理想外尔半金属，是外尔半金属“家族”中最为基础的一员，由其衍生的有相互作用关联相总是拓扑非平庸的。在凝聚态材料中，尽管近几年外尔半金属材料取得诸多重要进展，这种仅有两个外尔点的外尔半金属尚未实现。图一A:三维自旋轨道耦合装置示意图。B:实验构造的三维拉曼势结构，导致原子在格点之间的自旋翻转隧穿。超冷原子体系具有环境干净，高度可控等重要特性，通过超冷原子研究拓扑量子物态目前是量子模拟领域中一个活跃的方向，其中人工合成自旋轨道耦合是实现拓扑物相的一项重要技术。实现外尔半金属等高维拓扑物态的模拟，三维自旋轨道耦合是其必要条件。这意味着需要构建更加复杂的三维非阿贝尔规范势，一直是超冷原子量子模拟领域的重大挑战。在超冷原子自旋轨道耦合的研究方面，中国科大通过和北大合作一直处于研究前沿。2016年，实验团队就和北大理论组合作，提出并构建了二维拉曼耦合光晶格，实现了二维自旋轨道耦合拓扑量子气[Science 354,83-88, (2016)]。近期，北大的理论团队在原二维系统的基础上提出了三维自旋轨道耦合和理想外尔半金属的新型拉曼光晶格方案[Science Bulletin 65, 2080-2085 (2020)]。实现三维自旋轨道耦合和理想外尔半金属能带，实验上面临两个技术难题，一是怎样把二维形式的拉曼耦合拓展到三维结构；二是怎样利用传统的二维成像进行三维动量空间的探测。为此，联合研究团队设计了巧妙的光路，通过将光晶格“旋转”45°，并将相位锁定，准确构造出理论方案中三维结构的拉曼势，合成三维自旋轨道耦合(图一)，同时通过调节实验参量合成了有且仅有两个外尔点的能带结构。图二 A:通过虚拟断层成像法重构三维自旋纹理，找到两个外尔点的位置。B:通过量子淬火动力学对外尔点位置的标定。在探测方面，研究团队借鉴了北大组和香港科技大学G.-B. Jo组合作提出的虚拟断层成像法[Nat. Phys. 15, 911 (2019)]，并应用到当前的三维光晶格体系。利用体系的对称性，通过调节拉曼失谐等效得到z方向不同动量平面上的自旋纹理，再重构出三维动量空间的自旋纹理，找到外尔点；随后利用量子淬火动力学提取出该平面能带的拓扑特征，进而确定外尔点的位置。两种方法互相佐证，印证了理想外尔半金属能带的实现。实验中所使用的CCD(如图一)为牛津仪器ANDOR的iKon CCD相机，在动态模式下连续拍摄三张照片，通过对三张照片的处理得到原子的时间飞行吸收成像照片。图三iKon CCD相机iKon CCD相机真空密封，制冷温度可以低至 -100℃。采用BEX2-DD芯片抑制近红外干涉条纹，全波段量子效率达 90%，动态模式下具有微秒级时间分辨率。《科学》杂志的审稿人对这一工作给予高度评价，认为这项工作“为冷原子体系研究外尔物理中的新奇现象打开了新的方向”(...a very interesting work which opens a new direction of investigating exotic phenomena associated with the Weyl physics for ultracold atoms)“作为三维自旋轨道耦合在冷原子体系的首次实现，是领域中的重要进展，并为冷原子研究提供了新的工具”(...this is the first time that 3D spin-orbit coupling was ever achieved in a cold atom experiment. This, in itself represents a significant progress and an important addition to the cold atom toolbox.)“对理想外尔点的实现是非常有价值的结果，为固体系统提供了起到互补作用的研究方向”(Realizing ideal Weyl cones in cold atom systems is thus an extremely valuable objective and will provide an angle of attack that is complementary to solid-state systems.)在该研究工作的基础上，研究团队将进一步开展外尔半金属中更奇特的现象和物理过程的探索。本工作的技术方案也可以推广到费米子体系，开展强关联拓扑物理的研究。该成果有望极大推动量子模拟领域的发展。

据科技日报（记者张梦然）报道，液态金属可能是人们期待已久的“绿色化工”的解决方案。科学家们测试的一项新技术，有望取代自20世纪初成为主流的能源密集型化学工程工艺。9日发表在《自然纳米技术》上的一项创新研究，摆脱了由固体材料制成的旧式能源密集型催化剂。催化剂是一种在不参与反应的情况下使化学反应更快、更容易发生的物质。固体催化剂，通常是固体金属或固体金属化合物，通常用于化学工业中制造塑料、化肥、燃料和原料。然而，使用固体工艺的化学生产是能源密集型的，需要高达1000℃的高温。 新工艺改为使用液态金属，在这种情况下溶解锡和镍，这赋予它们独特的流动性，使它们能够迁移到液态金属的表面并与输入分子，例如菜籽油发生反应，这导致菜籽油分子旋转、破碎和重新组装成更小的有机链，包括对许多行业至关重要的高能燃料丙烯。液态金属中的原子比固体中的原子排列更加随机，并且具有更大的运动自由度。这使得它们很容易接触并参与化学反应。在新研究中，研究人员将高熔点镍和锡溶解在熔点仅为30℃的镓基液态金属中。通过将镍溶解在液态镓中，研究人员在非常低的温度下获得了液态镍，并将之充当“超级催化剂”。相比之下，固体镍的熔点为1455℃。液态镓中的锡金属也会受到相同的影响，但程度较轻。金属以原子水平分散在液态金属溶剂中，单原子具有最高的催化表面积，这就为化学工业提供了显著的优势。这一方法还可用于其他化学反应。研究人员表示，其为化学工业降低能耗和绿色化学反应提供了可能性。 在化学反应中，催化剂往往扮演着“四两拨千斤”的角色。对化学工业而言，它更是对生产流程是否绿色、节能、高效起着举足轻重的作用。因此，催化剂是科学研究的重要领域，相关科研成果层出不穷。上述研究便是其中一个典型案例。

p　　“未来五年，锂电池行业将迎来大发展，或能持续十年的好光景。而以三元主导，金属固态电池将获得进一步发展。”知名锂电材料及产业化专家肖向前日前表示。3月30-31日， “2018中国新能源汽车动力电池先进技术高峰论坛”在上海举办 在活动间隙，肖向前接受了记者的采访，深入分析了未来锂电材料及新能源行业的发展方向。br//pp　　近几年，全球新能源汽车产业取得爆发性增长。我国新能源汽车产业受政策扶持，2017年销量高达77.7万辆。受益于电动汽车爆发式发展，动力类电池需求增长速度远超过3C数码类和储能类电池，未来市场空间巨大。预计2020年，中国动力锂电池产业规模有望突破1600亿元，可以说中国锂电市场已经提前步入动力电池驱动时代。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/774ef100-d291-4476-98ab-c214a8cfe4db.jpg" title="02083047965748.jpg"//pp style="text-align: center "　　锂电材料及产业化专家肖向前/pp　　肖向前深耕新能源领域20年，现为青岛乾运高科新材料股份有限公司高管。当回顾锂电池行业的发展，肖向前感叹这几年的进步之快，可以用“惊人”“飞速”来形容。/pp　　1972年，M.Stanley Whittingham等人联合研发锂离子电池，然而在30年左右的时间里都处于实验室阶段，由于技术和成本等因素，无法实现产业化和商业化。一直以来，动力电池还是由铅酸电池主导，随着电子产品的发展，固态电池或胶体电池有了长足的进步，3C行业主要用镍氢电池，但其能量密度受制于材料本身的局限性，成本无法有效大幅降低，循环次数及“记忆性”使其寿命大大受限，环保等一系列问题决定了这只能是阶段性使用，必须开拓新的方向。/pp　　进入21世纪，经历长期的摸索，业内逐渐确立了锂离子电池的发展方向，但在具体方向上还没有确立，仍处于摸索状态。“因当时的技术原因，主要用钴酸锂做正极材料，但钴酸锂价格昂贵、有很大的毒性、环境污染大、循环性能差，也只能暂时用于3C电池，手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的电池多是钴酸锂作为正极材料制备的。” 肖向前介绍说，“新能源汽车及储能行业使用量较大，远远大于3C行业，钴酸锂用钴量大，而钴的有限性也难以支撑。”/pp　　随着锂电池大方向基本明确，空间巨大，只是具体金属配比方向上需要技术探索。为此，我国在2004-2006年出现了第一波发展热潮，就像当初光伏行业一样的热潮，但它还算健康，并非简单盲目。以比亚迪为代表的公司大力投入，当时单是比亚迪就宣布投入50亿元进行磷酸铁锂的研发。国际上，日本三井、松下，韩国三星领先，国内同它们差距两年左右。/pp　　“因投资有过热之嫌而广为业内诟病，但投资极大地促进了技术进步，使中国成为锂电行业主要国家。同时，技术进步、国家政策、国内市场、潜在需求等决定了行业相对健康，不会走光伏行业的老路。”肖向前认为，随后行业尽管进入整合期，但技术进步没有停下脚步，磷酸铁锂、锰酸锂的逐渐成熟，推动了行业的发展。2010年前后，业内逐渐认识到三元和锰酸锂将是具有前景的锂电池正极材料。经历两轮整合后，2015年国家公布新能源汽车发展政策，补贴力度较大，行业迎来大发展机会。/pp　　肖向前表示，三元方向明确，同时伴随着技术的快速进步，近年来电池的成本平均以15-20%的速度下降，很快将达到不用补贴电动车也有竞争力的时代。三元是个广义的概念，目前国内主流的523将过度到622，当然622也是个过度，最后将升级到811。高镊三元NCA镍钴铝酸锂、NCM镍钴锰酸锂等实验室技术续航里程可达500公里，特斯拉宣布近900公里，5V锰酸锂也是正极材料的一大突破，但配套技术还需要突破，如高端电解液、电芯等。/pp　　在肖向前看来，现在国内和国外的差距主要在纯度上，在成品率上，所以做出的高端电池价格不占优势。行业技术进步之快，每年都有明显的进步，甚至按季度计，结合材料易得、安全性、低成本、比容量、便携性、使用方向等需求，未来必将是依需求不同的百花齐放式发展。而负极材料也将发生大的变化，金属固态锂电池将可能是非常有潜力的方向。“当前磷酸铁锂、三元等锂离子电池在放电过程中，电芯温度逐渐上升，绝对的安全性难以通过电池自身解决，金属锂固态电池是锂电的终极目标。”/pp　　“行业的未来必将更加成熟，前景更加光明，能源将发生革命性变化，可再生、分布式、储能系统、智能化将形成全新的绿色能源生态循环系统。”肖向前判断说。/p

液态金属靶X射线源产品简介 Excillum公司位于瑞典首都斯德哥尔摩，是一家致力于研发、生产超高亮度微焦斑X射线光源的公司。经过十余年的研发与改进，Excillum掌握了先进的液态金属射流(MetalJet) X射线光源技术，这项新技术能够带来10倍于普通固体阳极X射线光源所发射的X射线通量（在相同焦斑面积上）。正因为液态金属射流能够承受更高功率电子束的轰击，因而可以得到更高的X射线通量，传统微焦斑X射线发生器中的固体金属阳极正在被液态金属射流所取代！ 主要应用 成像 散射/衍射光谱学/荧光特性 产品特点 • 极微聚焦源• 可选的快门• 卓越的焦斑品质• 可选的双端口模式• 最低的和可预见的维护成本• 用户可调的焦斑尺寸和长宽比• LaB6长寿命阴极• 非常稳定的X射线发射和光斑位置• 友好的图形用户界面• 低的总消耗功率• 集成防辐射屏• 可调的出射角• 无需额外冷却水• 可以使用电脑进行远程操作主要参数靶材1镓或铟贵金属合金最小焦斑尺寸~ 5 μm靶类型液体射流发射稳定性3 1%电压21-70kV/160KV空间稳定性3 1 μm功率20-250 W最小焦物距418 mm最大电流4.3 mA光束角513°/30°技术介绍 1、 液态金属射流(MetalJet) X射线光源比常规固体金属阳极光源能得到更高的X射线通量 常规固体金属阳极液态金属阳极 2、功率负载能力 功率负载能力所有电子轰击型X射线发生器的X射线强度都受限于阳极材料的热量承载能力。在传统固体阳极技术中，为了避免阳极损坏,其表面的工作温度必须远低于靶材的熔点，因此靶材的各种物理性质，如熔点、导热系数等极大地限制了电子束功率的范围。液态金属阳极则大为不同，因为那些防止靶材熔化的措施都不须要了，这得益于靶材本身已处于熔化的状态以及其不断自再生的特点。完好如初的液态靶材以接近100m/s的速度在腔体内循环。由于阳极不断地自再生，电子束对靶材的损坏将微乎其微。极高的亮度某种程度上，微焦斑X射线发生器的功率承载能力大致与焦斑的直径而不是面积成比例。因此，光源的亮度反比于焦斑的直径。 通过将极高的功率承载能力以及极小的电子束焦斑相结合，液态金属射流光源能够在微米级的焦斑上实现空前的高亮度。 3、液态金属的X射线光谱 为了得到不同的X射线发射谱线，我们使用了不同的金属合金。对于第一代的MetalJet光源，其特点在于靶材在室温附近就已经熔化。但为了得到多样的特征谱线以代替现有的常规固体阳极，在将来我们还将开发更多种类的合金材料，即使它们的熔点会更高。镓(Ga)合金 目前可选的有富含镓(Ga)的合金。其Kα发射谱线能量为9.2keV, 对应波长约为1.35埃米, 类似于铜靶的Kα波长。铟(In)合金 同样可选的还有富含铟（In）的合金。其Kα发射谱线能量为24.2keV，对应波长约为0.51埃米，类似于银靶的Kα波长。 4、焦斑质量和尺寸 焦斑质量 归功于先进的电磁聚焦、光路校正技术以及高亮度LaB6阴极，高质量的电子束焦斑得以实现，将其与连续再生的光滑液态靶材表面相结合，整个光源便能产生超高质量的X射线焦斑。可调的尺寸 焦斑的尺寸与高宽比均可被自由调整5、光源的稳定性 光源有着相当高的空间稳定性。图为附加在光源上的针孔相机所拍摄的焦点位置分布图，如其所示焦斑在24小时内距中心的标准偏差在0.1μm以下。部分应用案例 1、 散射/衍射▆ 小角度X射线散射（SAXS）—金属材料和胶体 斯洛伐克科学院和斯洛伐克理工大学纳米诊断中心的研究人员在一种应变仪上进行原位测试，由SAXS监控，其中液态金属射流的高亮度允许进行非常快的数据收集，具有10秒的时间分辨率。 ▆ 小角度X射线散射（SAXS）—生物学 研究人员利用配备了SAXS的MetalJet仪器，研究了Bcl- xL蛋白。蛋白质在使用温和的洗涤剂处理后研究了由螺旋α6-α8两单体之间的三维区域交换产生的二聚体的形成。 2、X射线光谱学/荧光学▆ 基于液态金属射流源（MetalJet）的HAXPES-Lab(a) 用于晶体管和二极管制造的单氧化物结构 (b-f) 用HAXPES-Lab仪器测量核心层。3、X射线成像▆ 相位对比成像 一个简单的例子，说明通过物体的相移如何扰动波前。波前不能直接测量，但在这里转换成一段距离的强度变化。对比度来自吸收和相位。相移带来的边缘增强在所有轮廓上都很明显。 国内部分用户单位首都师范大学、复旦大学、中科院上海有机化学研究所、南京大学、西北大学、华南理工大学、中科院福建物质结构研究所、香港大学、中山大学，上海科技大学...... 创新点：1、采用先进的先进的液态金属射流(MetalJet) X射线光源技术；2、在相同焦斑面积上，可产生10倍于普通固体阳极X射线光源所发射的X射线通量；3、可以更容易地测量和研究非常弱的衍射效应,如固有的不公度,漫散射样品,准晶体和高压样品等。液态金属靶X射线源

镓基液态金属（LM）由于其优异的金属导电性以及室温流动性特点，被认为在柔性电子领域具有广泛的应用前景。基于镓基LM材料，目前已成功开发出各类柔性电子器件，如可穿戴传感器、柔性电容器、柔性电感器以及柔性变阻器等。LM柔性器件的集成性和可靠性一直以来是该领域的研究热点，其中3D柔性电子被普遍认为是提高集成性的有效解决方案之一。然而，液态金属的流动性是一把双刃剑，虽然它为LM柔性器件提供了优异的可变形性，但同时给3D结构柔性电路的制备带来了巨大挑战。目前报道的3D打印、冷冻打印、通道填充等方法在复杂3D结构电路的制备、工艺成本以及功能性芯片的集成等方面仍存在不足。近期，哈尔滨工业大学（深圳）马星教授联合中科院深圳先进技术研究院刘志远研究员，提出了一种通过将镓基液态金属转变为固态并通过塑性变形制备复杂3D结构柔性导体的方法。作者基于金属材料的合金化及相关理论，着重考量材料的相变温度、机械强度和塑性加工性能，筛选出Ga-10In作为3D柔性电子制备的基础材料。固体Ga-10In的高塑性特点允许通过机械弯曲、缠绕等方式制备复杂3D结构导体，在熔点以下温度将3D导体与功能芯片连接并使用硅胶封装后，熔点以上温度加热(22.7 °C)便可使Ga-10In熔化并恢复其流动性。此外由于过冷效应，Ga-10In导体可以在低于熔点的一定的温度范围内保持液态，保证了柔性电子器件的服役温度区间。为证明该方案的实用性，作者设计了具有超高灵敏度的3D应变传感器、由3D跳线导体构成的二极管 (LED) 阵列以及由3D螺旋结构的可穿戴传感器和多层柔性电路板组成的手指动作监测装置。相关工作以“Three-dimensional flexible electronics using solidified liquid metal with regulated plasticity”为题发表于电子领域权威期刊《Nature Electronics》，2019级博士生李国强同学为该论文第一作者。在本项研究中，由摩方精密25 μm精度的nanoArch P150设备3D打印的高精度模具，为制备2D应变传感电路和3D拱形跳线提供了精密支持。图1：基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子简介说明。(a) 液态的Ga-10In转变为固态的片状和棒状示意图；(b) 塑性变形能力对比；(c) Ga-10In低温拉伸性能；(d) Ga-10In相变性能测试；(e) 基于该方案制备的3D柔性电子。图2：Ga-In合金材料表征及性能测试。(a) 凝固态Ga-10In显微组织；(b) Ga-In合金中A6相体积分数于In元素含量的关系；(c) Ga-10In和Ga-15In显微组织表征；(d) Ga-10In拉伸样断口附近显微组织表征；(e) Ga-In合金力学性能测试；(f) 图(e)对应的屈服强度和延伸率；(g) Ga-In合金相变测试；(h) Ga-In合金熔点与In元素含量的关系。图3：2D应变传感器的电力性能测试及3D高灵敏度应变传感器设计。(a) 2D应变传感器电阻-应变关系；(b) 2D应变传感器平均GF值与应变的关系；(c) 2D应变传感器横向及纵向拉伸性能测试；(d) 3D应变传感器照片及其性能；(e) 3D应变传感器挤压位置的CT微观表征；(f) 与已报道LM应变传感器的灵敏度对比。 图4：Ga-10In 3D拱形导体及其LED柔性阵列应用。(a) 熔化前后拱形Ga-10In导体图像；(b) LED阵列示意图；(c) LED阵列电流-电压性能测试；(d) 控制装置和LED阵列电路图；(e) 控制系统和LED柔性阵列照片；(f) LED阵列动态弯曲图像。图5：3D结构的可穿戴手指动作监测柔性装置。(a) 装置示意图；(b) 3D柔性传感器及其变形性能；(c) 3D柔性传感器的手指动作传感测试；(d) 3D传感器疲劳性能测试；(e) 3D柔性电路板俯视图像；(f, g) 3D垂直电路图像；(h) 该柔性装置的手指动作测试。通过凝固态Ga-10In液态金属的塑性变形制备复杂结构3D柔性导体具有显著优势，但作者表示，该3D柔性电子制备方案目前在导电线径、柔性器件制备效率、以及自动化制造设备等方面仍存在限制。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41928-022-00914-8

感知机械刺激并将其转化为生物电信号以完成信息感知、传递和计算，是自然界动物生存和进化的基本生理机制，在此基础上，还可以演化出各种各样的用以应对复杂多变环境的智能行为，如信息处理、学习、判断、反馈等。在哺乳动物体内，机械刺激感知的离子通道蛋白在不同组织器官的机械感觉和转导中发挥着重要作用。通过离子通道、细胞膜受体和细胞内信号通路，将机械刺激转化为生物信号，并被细胞识别感知。 　　模拟上述的生物智能行为是面向人工智能领域的功能集成系统的重要发展目标，也是未来柔性机电系统设计的重要方向。然而，目前的柔性机电智能系统的设计基本上是依赖于分布式功能单元的集成，系统的功能性集成是通过组装不同单一功能器件来实现的，不同单元之间的连接和协调不匹配问题十分突出。因此，如何在有限的系统空间内高度集成供能、传感、信号转化和信号处理等多种功能已经成为了人工智能系统开发所面临的重大挑战。 　　近日，中国科学院理化技术研究所刘静、饶伟团队从生物压电离子通道蛋白功能机制中获得灵感，设计了一种面向柔性人工智能领域的仿生液态金属机电一体化器件(LMMD)。在生物体内，机械刺激将引起压电离子通道蛋白的开关，从而触发细胞膜内外产生离子梯度；类似地，基于液态金属的机电耦合效应，机械刺激将引起液态金属液柱的双模态切换，从而触发电极间产生电荷梯度，形成自供能的输出状态切换行为(图1)。LMMD的机电性能遵循生物神经系统的响应机制，符合全或无定律，输出信号的信噪比可达40 dB(图2)。 　　基于LMMD的输出状态切换行为特性，可以构建出不同的信号运算功能，其中包括信号逻辑运算、三进制线性运算(加、减法运算)(图3)，以及信号模拟运算(信号放大和信号滤波)(图4)。另外，研究进一步证实了LMMD在智能识别、信息编码、通信和控制等方面的潜在应用价值(图5和图6)。这项工作将为推动新一代柔性人工智能系统的发展开辟新思路。相关成果以 Biomimetic Liquid Metal Mechatronic Devices为题发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。 　　在柔性电子领域，团队近期还针对液态金属微纳电路制造的普适性难题开展了流体动力学分析，从仿生学角度提出了差动毛细效应诱导的自组装方法。相关成果以Bio-Inspired Differential Capillary Migration of Aqueous Liquid Metal Ink for Rapid Fabrication of High-Precision Monolayer and Multilayer Circuits为题发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。图1 LMMD的仿生设计。a. i)压电蛋白的压敏行为。ii) LMMDs的仿生的状态切换行为。b. LMMDs的集成功能及其在柔性人工智能系统中的应用。图2 LMMD的机电特性。a. LMMD的响应过程。i) LMMD的管道式拓扑结构。ii) 激活阶段；iii) 恢复阶段。b.液态金属液柱与电极间距的影响。c.溶液浓度的影响。d. 溶液种类的影响。e. 器件串联的输出响应。f. 输出信号的时序控制，包括信号超前、信号同步、信号滞后。g. LMMD的各组成部分的柔性评估。图3 LMMD的逻辑运算功能。a. 构建的逻辑门的结构原理图。b. 逻辑门的真值表和输出电位信号。c. 三进制加、减运算器的结构原理图。d. 加法运算的输出电位信号。e. 减法运算的输出电位信号。图4 LMMD的模拟运算功能。a. 第一种器件结构示意图。b. 第二种器件结构示意图。c. 信号放大。d. 信号滤波。e. 对于第一种器件结构，输入占空比与输出占空比的关系。f. 对于第二种器件结构，输入占空比与输出占空比的关系。g. 对于第一种器件结构，波长与输出占空比的关系。h. 对于第二种器件结构，波长与输出占空比的关系。图5 LMMD的机电交互功能。a. 算法分析辅助的信息识别功能的原理示意图。b. 基于不同的按压习惯的输出信号。c. 输出信号特征的对比五星图。d. 信息通信和加密过程示意图。e. 在手动输入模式下，利用输出电位信号表示位置信息“TIPC”。f. 在自动输入模式下，利用输出电位信号表示情感信息“LOVE”。g. 在自动输入模式下，利用输出电位信号表示遇险求救信号“SOS”。图6 LMMD的机电控制功能。a. i) 蜘蛛对脚的阵列控制。ii) LMMD的阵列控制原理示意图。b. 四个碳纤维致动器同步控制。c. 四个碳纤维致动器的批量控制。d) 四个碳纤维致动器顺序控制。

近期，中科院合肥物质院固体所高分子与复合材料研究部田兴友和张献研究员团队联合郑州大学杨艳宇副教授等，利用镓铟合金( EGaIn)引发聚合，并作为柔性填料，构建了一种可用于人机交互和红外伪装的超拉伸、自愈合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。相关结果发表在 Materials Horizons 上。 　　水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料，通过引入离子、导电聚合物和导电填料，可获得导电水凝胶。但是，由于导电聚合物共轭结构的固有刚性、导电填料与水凝胶基体的不相容性，以及盐析效应，目前大多数导电水凝胶的机械性能较差，如韧性低、抗拉强度低、自恢复和自愈合性能不理想，大大限制了水凝胶的应用领域。 　　镓铟合金(EGaIn)作为一种熔点接近或低于室温的液态金属(LM)，可以通过超声波分散制备成EGaIn微球，用作纳米填料。与其他刚性纳米填料不同，它们可以适应聚合物基体的变形，从而有效地增韧聚合物。此外，EGaIn中的镓(Ga)可以引发乙烯基单体发生自由基聚合。Ga3+能够与羧基、羟基进行配位，形成动态牺牲键，用于耗散能量。因此，镓基液态金属具有改善聚合物基体机械性能的潜力。 　　鉴于此，研究人员利用镓铟合金( EGaIn)引发聚合，同时作为柔性填料，构建了一种超拉伸和自愈合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。刚性的 PVA微晶网络和韧性的 P(AAm-co-SMA)疏水网络的协同作用，以及聚合物网络之间的离子配位和氢键(多重物理交联)，赋予了 LM水凝胶优异的超拉伸性( 2000%)、韧性( 3.00 MJ/ m3)、抗缺口性和自愈性(室温 24 h愈合效率大于 99%)。 LM水凝胶表现出敏感的应变感应行为，可用于人机互动以实现运动识别和健康监测。另外由于 EGaIn具有良好的光热效应和低红外发射率， LM水凝胶在红外伪装方面显示出巨大的应用潜力。 　　合肥物质院张献研究员和郑州大学杨艳宇副教授为文章的共同通讯作者，硕士生李宵飞为论文第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、合肥物质院院长基金的支持。图 1. 液态金属水凝胶的机械性能表征。图 2. (a) 压力传感器的原理图； (b, c) 在压力传感器上写 "CAS " 和 "USTC " 时的电阻变化； (d) 人机交互系统的示意图； (e) 戴着人机交互手套的志愿者打开他的手指， LED 屏幕显示数字 "5" ； (f) LM 水凝胶制备的人机交互手套根据志愿者手指的弯曲情况显示数字。

钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资，由于钛具有熔点高、比重小、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代被人们认识，被应用于航空、航天、化工、石油、电力等高科技领域。 元素特征 钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，在化学元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，耐湿氯气腐蚀。钛的密度为4.54g/立方厘米，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近1000K ，比钢高近500K。液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。 钛元素的发现 （图片来源网络，如有侵权请联系我们删除）钛最早的发现者是来自于英国的格雷戈尔（Reverend William Gregor），1791年，他在英国马纳坎附近的一条小溪旁发现一些会被磁铁吸引的黑沙，分析出里面含有氧化铁和一种无法鉴别的金属氧化物。1795年，德国化学家克拉普鲁斯（Martin Heinrich Klaproth）在研究金红石时也发现了该种氧化物，并以希腊神Titans命名了其中的未知金属物质，中文音译为“钛”。当他知道格雷戈尔之前的发现后，也取得了一些马纳坎矿物的样本，并证实它含钛。1795年，德国化学家克拉普鲁斯（Martin Heinrich Klaproth）在研究金红石时也发现了该种氧化物，并以希腊神Titans命名了其中的未知金属物质，中文音译为“钛”。当他知道格雷戈尔之前的发现后，也取得了一些马纳坎矿物的样本，并证实它含钛。 钛元素的分布 钛属于稀有金属，实际上钛并不稀有，其在地壳中的丰度占第七位，占0.45%，远远高于许多常见的金属。但由于钛的性质活泼，对冶炼工艺要求高，使得人们长期无法制得大量的钛，从而被归类为“稀有”的金属。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯钛。中国钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的38.85%，主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地，其中攀西（攀枝花西昌）地区是中国最大的钛资源基地，钛资源量为8．7亿吨。中国探明的钛资源分布在21个省（自治区、直辖市）共108个矿区。主要产区为四川，其次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省（区）。钛的应用01在军工方面的应用钛在军事工业方面有着十分广阔的用途。核动力潜艇、水翼艇、迫击炮身管、反坦克导弹、导弹发射器、坦克防护板、防弹背心等大量用钛。据资料介绍，一艘台风级核潜艇，用钛量高达9000吨，由此可见军工对钛材的需求巨大。02在航天航空方面的应用钛广泛用于航空工业，民用飞机用钛量约占构架重量的20～25%。此外，战略火箭发动机、宇宙飞船、人造卫星天线等也大量用钛。03在海洋产业方面的应用在海水中，钛具有其他金属材料无法比拟的耐蚀性能，特别是耐受海水的高速冲刷腐蚀。目前，美国、日本、法国等国家都已研制出各种先进的钛制深潜器、潜 艇、海底实验室装置来进行海洋研究。此外，沿海电站、海上采油设备、海水淡化、海洋化工生产、海水养殖业等都广泛采用钛制设备和装置。04在化工方面的应用目前钛设备的应用已从最初的“纯碱与烧碱工业”扩展到整个化工行业，设备种类已从小型、单一化发展到大型、多样化。据化工部门预计，化工行业的年用钛 量将超过1500吨。二十世纪70～80年代以后，我国真空制盐企业逐步开始采用钛金属材料制造设备，结果设备腐蚀情况大大改观。05在石油精炼中的应用 在石油精炼过程中，石油加工产品与冷却水中的硫化物、氯化物和其他腐蚀剂，对炼油装置特别是低温轻油部位的常减压塔顶冷凝设备的腐蚀性严重，设备腐蚀 问题已经成为困扰炼油工业的突出问题之一。近年来美国、日本等国将钛制设备引入到这些高腐蚀的环节，取得了很好的效果。06在汽车工业方面的应用钛的轻质、高强度等性能早已被汽车制造商所关注，钛在车上的应用已有许多年的历史，目前车几乎都使用了钛材，日本汽车用钛已超过600吨，随着全球汽车工业的发展，汽车用钛还在快速增加。07在医学中的应用随着医疗技术的提高，在人体内植入金属是十分常见的外科手术，由于钛金属具有与人体组织排异反应弱，目前被广泛于人工骨骼、人工关节、人造牙等人体植入物方面得到广泛的应用。此外，钛在制药机械、医疗器械方面的应用也得到进一步的认识，未来需求不可低估。08在体育和日用品方面的应用钛在全球高尔夫球具制造领域的消耗数量巨大，每年用于钛高尔夫球具制造的钛材量高达6000多吨。此外，网球拍、羽毛球拍、滑雪杖、雪铲、登山冰杖、登山钉、雪撬、击剑防护面罩、钓鱼杆、自行车、眼镜架、手表、工艺品以及其它生活用品都广泛使用钛材。09在能源材料中的应用除上述用途外，钛在电池材料、核工业、建筑材料、地热开发、电力、尤其探勘与开发等方面都有广泛应用。

今年1月，安徽省怀宁县爆发儿童血铅超标事故 经查，铅酸蓄电池生产过程中产生的铅污染为肇事主源。随后，安徽省有关部门在1个月内关停约50家铅酸蓄电池企业。这起事故，直接加速了《重金属污染综合防治“十二五”规划》(下称《规划》)的出台。　　2月18日，该《规划》获得国务院正式批复，成为首个获批的“十二五”规划。业内人士认为，“人人喊打”的涉重金属行业，已经走到了历史关口。　　总量控制5种重金属：汞、铬、镉、铅和类金属砷　　据了解，此次《规划》中进行重点监控与污染物排放量控制的重金属主要有5种，即汞、铬、镉、铅和类金属砷。　　按照《规划》要求，到2015年，“重点区域”铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放，要比2007年削减15%；“非重点区域”的重点重金属污染物排放量不超过2007年水平。　　所谓“重点区域”，包括内蒙古、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃、青海等14个重点省份和138个重点防护区。　　据环保部环境规划院副院长吴舜泽介绍，与二氧化硫等具有普遍性的主要污染物不同，重金属污染物呈现区域特征性污染，“即使14个重点省区，也不是每个地方都存在问题；《规划》甚至细化至工业园区层面，比如某个乡镇中产业集群的一个工业园内。”　　吴舜泽坦言，突发事故发生频率的增加，源自涉重金属行业无序发展”。　　据其介绍，《规划》对于重点监控污染物排放量控制属于“硬性指标”，要求极其严格，“重点区域”原则上不再建立涉重金属企业。例如，重点防控汞污染的区域，原则上不再新建涉汞企业，禁止新增汞排放的同时还要削减排放量。　　“通过企业的清洁技术改造，加强企业排放监测等措施，必要时采取经济和行政手段”，吴舜泽告诉《财经国家周刊》，尽管《规划》在防控、治理两方面均有要求，但“十二五”规划侧重点，却并非整治与修复历史遗留问题 而是要重点解决涉重金属企业的污染问题，控制“多、小、散、乱”企业，稳定企业排放水平。　　重金属污染防治最大软肋在哪里？　　早在上世纪80年代，就不断有学者呼吁重金属污染防治的重要性；但在《规划》出台前，此项工作始终让步于“更迫切需要解决、具有普遍污染性”的二氧化硫与化学需氧量物减排。　　早在1978年湘江流域就爆发过重金属超标事件，一度导致部分沿岸居民饮用水中断。由此肇始的汞污染治理，很大程度是迫于社会压力。　　灭火式的治理导致“底数不清”，已成为重金属污染防治的最大软肋。　　环保部门例行的环境监测数据，虽包含了最近5~10年大气与水体中重金属含量与变化数据；但具体排放源在哪里，一直未曾公开。　　2006年，由前环保总局与国土资源部共同承担的“全国土壤现状调查及污染防治项目”正式启动 但计划用3年半完成的该项目中途一度搁浅，直至2008年才重启，至今也未发布任何结果。　　2007年5月，中国启动第一次全国污染源普查，首次对中国重金属污染现状进行详细调查，涵盖了水体、大气和土壤。这为今年《规划》的出台，提供了降低排放量的“2007年基准线”。　　这个调查维持了2年多，直至2010年2月才最终对外公布。普查结果显示，当时的重金属(镉、铬、砷、汞、铅)排放量为90万吨。但该普查结果并未公布各省区或行业更详细的数据。　　2008~2009年，重金属污染进入事故频发期，相继爆发贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件；　　2009年8月，陕西省凤翔县3个村庄发生851名儿童血铅超标事故，成为《规划》的最大催化剂。随后的2009年11月，国务院下发了《关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知》。　　经过近半年的基础准备，各地同步启动数据调查，并反复征求意见后，《规划》逐渐成形。“基本摸清了中国重金属污染情况，包括汞镉铅砷铬等几种水体与大气重金属污染物”，吴舜泽表示。　　更重要的是，重点防控区与重点防控企业也有了一份清单。据吴舜泽介绍，包括铅蓄电池制造业在内的五大行业和4452家企业成为重点防控对象。　　环保部有关人士表示，这五大重点防控行业已经细化。例如皮革及其制品业，仅针对皮革鞣制加工业等；化学原料及化学制品制造业，仅针对涂料、油墨、聚氯乙烯等行业进行总量控制。　　“重金属污染在行业中并不具备广谱性，不是每个行业或企业都会使用重金属作为原料或者催化剂”，这位人士解释称。　　“血铅”事故频发 环保部掀肃铅风暴　　《规划》出台不久，一场“地毯式”排查自2月起席卷全国。　　“十二五”重金属污染防治的“第一步棋”，落到涉重金属企业整治关停上。因频发“血铅”事故，铅酸蓄电池行业饱受诟病，第一个被开刀。　　国家环保部部长周生贤要求，各级环保部门应对本辖区全部铅蓄电池生产企业进行排查，对于没有履行环评手续、没有完成“三同时”验收、长期超标排放的企业“一律坚决依法停产治理”。　　3月初，环保部已组织环保专项检查工作，由环境监察局带头的10个检查组分赴各省市，对各地铅酸蓄电池企业进行现场检查。　　“检查结果不是太好”，一位不愿公开姓名的业内人士称，“估计很快会下文件，关停一批企业。”有专家已对此表示担忧，密集关停可能导致污染企业向中西部转移，那里环境更加脆弱。　　“地方招商引资与GDP、政绩挂钩。重金属防控政策也一样，一旦涉及到地方招商引资，政策就可能会变味”，业内一专家表示。　　据了解，中国的铅酸蓄电池生产基地——浙江省长兴县曾在2004年大规模整治生产企业 但被整肃企业却接到了安徽、山东、江西、湖北等地递来的“橄榄枝”，以招商引资名义成功转移，为后来各地频发的重金属污染事故埋下伏笔。　　中国电池工业协会秘书长刘家新表示：“当务之急是提高行业准入门槛，规范行业清洁生产”。　　“涉重金属电池企业的重金属防治，已不存在任何技术障碍”，刘认为，清洁生产技术虽然投资较多，但投资回收期并不长，大型企业很愿意使用；但诸多小企业资金困乏，推广难度很大。　　铅酸蓄电池行业的企业主要分布在浙、皖、粤一带，拥有生产许可证的企业近2000家，“没有许可证的不计其数”。　　据中国电池工业协会统计，中国规模以上的铅酸蓄电池企业仅有二、三百家，生产量占铅酸蓄电池行业总产量80%以上，“整个行业企业数量过多，规模普遍过小，大量的低水平重复建设。”　　2010年11月26日，工信部《电池行业重金属污染综合预防方案》征求意见稿出台，成为《规划》中五大监控行业中的首个行业重金属污染防治方案。　　该《征求意见稿》提出，到2015年，中国电池行业汞、镉耗用总量分别削减80%和70%，铅蓄电池单位功率耗铅量减少10% 生产过程中产生的含重金属固体废物基本实现无害化回收利用和安全处置 规范完善废旧铅蓄电池回收再生利用体系 按现行清洁生产评价体系，30%以上规模企业的清洁生产达到国内先进水平。　　“两年后，产值小于8000万元/年的铅酸电池企业将必须停产，选择转型或者被淘汰；只有年产值达到2亿元的企业才能准入。照此推算，全国铅酸蓄电池企业将至少减少一大半或更多。”刘家新对《财经国家周刊》做出以上解读。　　“限制规模小、技术落后、条件差的企业转型与转产，大型企业加大清洁生产投入，污染都是可控的”，刘家新反复强调，“没有污染的行业，只有污染的企业”。

近日，国家环境保护部办公厅正式印发了《环境保护综合名录(2017年版)》，此举是为了有效遏制“高污染、高环境风险”产品生产、使用和出口，鼓励企业购置使用环境保护专用设。在这份《名录》共收录了885项“双高”产品。在这885项“双高”产品中涉及200余中重金属污染的产品，可以看出重金属污染占据了占据我国环境污染的很大部分。重金属离子如砷、锑、铋、汞等一般都带有毒性，而且重金属离子易与有机物络合形成稳定的络合物，一旦进入生物体内很难排除而是随着食物链的流动最终威胁人类身体健康。所以重金属污染物一直是各种样品检测中的重要检测指标。例如《HJ 694-2014》、《HJ 680-2013》、《HJ 542-2010》分别规定了水、土壤以及空气中砷、汞等重金属污染物的限定以及检测方法。通过这些标准可以看出拥有我国自主知识产权的原子荧光光谱仪在重金属检测发挥的重要作用。值得注意的是在吉林省出台的地方标准《废水烷基汞的测定 液相色谱-原子荧光法》提到可以应用液相色谱原子荧光法检测废水中的烷基汞。液相色谱原子荧光联用仪，也称原子荧光形态分析仪，是通过液相色谱原子荧光联用技术对样品中砷、汞、硒、锑的形态和价态进行分析。在近几年，特别是2016年新的食品标准出台之后原子荧光形态分析仪成为分析仪器界的一个热点话题，此次，吉林推出的地方标准无疑会为原子荧光形态分析仪的发展再添新力。实际上，原子荧光形态分析仪不仅在食品中砷、汞的检测以及水中烷基汞的检测中得到用户的认可，同时也在科技部发布的《土壤污染防治先进技术装备目录》中被称为有力土壤修复的先进仪器。金索坤技术开发有限公司是市面上唯一一家只专注原子荧光光谱仪的、研发以及生产的高新技术企业，有着多年研究液相色谱与原子荧光联用技术的研究。其公司产品的一大亮点就是可以和不同型号的液相色谱仪联用。这一特色得益于连续流动进样技术的应用。从液相色谱原子荧光联用工作原理示意图可以看出液相色谱原子荧光联用仪由液相泵模块、在线消解模块、原子荧光模块以及色谱工作站模块组成。要实现两台仪器联用的基础是进样方式必须一致，因为液相色谱仪的进样方式连续的，所以原子荧光光谱仪的进样方式也应该是连续的。然而，市面上大部分型号的原子荧光光谱仪都是断续进样，所以为了实现仪器联用就必须将原子荧光的进样发生改为连续。这就会增加管路的长度，同时使得管路相对复杂。而金索坤公司生产的液相色谱原子荧光联用仪采用的是连续流动进样技术，样品不经空白直接进样，减少中间的转化环节，不但精简了结构，提高检测效率，还有效地减少记忆效应，提高仪器的稳定性。这使得一些已经熟悉液相色谱仪操作流程的用户来说，减少了原子荧光形态分析仪液相部分的熟悉过程。方便了检测工作者快速适应样品形态检测。无论食品、药品、化妆品还是大气、土壤、水，重金属超标的事件频频出现，面对几乎是无孔不入的重金属污染，除了修订更严格的检测标准以及监管制度之外，得心应手的检测仪器也是必不可少的。金索坤公司有着三十多年研究原子荧光光谱仪的经验，是原子荧光技术的发源地以及原子荧光行业的领跑者。在重金属污染日益加重的今天，金索坤会再接再厉，为原子荧光技术的发展探索乾坤，为重金属检测贡献力量。 金索坤SK-乐析-LC液相色谱原子荧光联用仪

低温下电阻随温度的线性变化是奇异金属态的重要特征，在非常规超导材料中常被发现。高温超导电性对这种奇异金属态的依赖关系一直是高温超导机理研究中备受关注的问题，可能隐含了破解高温超导机理的“密码”。一般情况下，高温超导体的电阻随温度的变化既包含线性项，又包含温度的平方项，近似可用一个温度的幂律函数即R(T) = R0 + ATα, 或是R (T) = R0+ AT + BT2 来描述。幂指数α=1是奇异金属态，系数A的值为零则表明奇异金属态消失。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员孙力玲小组与研究员邱祥冈等，联合美国普林斯顿大学教授R. Cava、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校教授N. Ni， 对具有奇异金属态的铁基超导体Ca10(Pt4As8)((Fe0.97Pt0.03)2As2)5（简称为1048 超导体）中奇异金属态和超导态的压力响应行为进行了系统研究，发现了随着压力的增加，其超导转变温度（Tc）连续下降，同时幂指数由常压下的 α=1 逐渐增加，而系数A随着压力逐渐减小。在量子相变临界压力处，超导转变温度Tc和A系数同时趋于零，转变成具有非超导费米液体态的高压相。 这是首次在高温超导体中通过压力调控观察到奇异金属与超导态的共存共灭现象，揭示了这类超导体的超导电性对奇异金属态的依赖关系。研究通过对实验结果的进一步分析发现，1048超导体的Tc与A系数之间服从与其他高温超导体类似的经验关系（Tc~ A0.5）。 相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项（B类）和松山湖材料实验室的支持。图1. 压力下超导转变温度对幂指数α和A系数的依赖关系。图2. (a)压力下1048超导体超导转变温度与系数A的变化关系；(b)不同的非常规超导体在压力下及常压掺杂得到Tc与A系数归一化后的关系，包括1048超导体和Sr0.74Na0.26Fe2As2超导体以及常压下掺杂的铜氧化物超导体及有机超导体。

中国政府采购网消息，2012年3月20日，中国科学院金属研究所发布电感耦合等离子体质谱分析仪(ICP-MS)、氢分析仪、碳硫分析仪、光电直读光谱仪、X射线荧光光谱仪招标采购项目招标公告，详情如下：　　日 期: 2012年3月20日　　招标编号: OITC-G12031077　　1、 东方国际招标有限责任公司受 中国科学院金属研究所(招标人)的委托，就 电感耦合等离子体质谱分析仪(ICP-MS)、氢分析仪、碳硫分析仪、光电直读光谱仪、X射线荧光光谱仪 采购项目(以下简称项目)所需的货物和服务，以公开招标的方式进行采购。　　2、 现邀请合格的投标人就下列货物及有关服务提交密封投标。有兴趣的投标人可从招标代理所在地址得到进一步信息和查看招标文件。　　3、 本次招标货物分为 5 个包，投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。　　包号设备名称数量主要技术规格交货期交货地点第1电感耦合等离子体质谱分析仪(ICP-MS)1台套本仪器主要用于金属材料，特别是镍基等高温合金中微量、痕量元素的定量和定性的分析测定。仪器要求符合美国环保署标准方法 EPA200.8 ，EPA6020，英国 NS30，等国际标准。合同生效后90天以内中国科学院金属研究所（辽宁省沈阳市）第2氢分析仪1台本仪器主要用于定量分析测定金属中微量的氢，可测较大试样，以便消除氢偏析对微量分析的影响。本仪器用于定量分析测定金属中微量的氢，包括核电用钢、铝及其铝合金、高温合金等，此类金属材料氢含量的范围一般为0.0000X%。第3碳硫分析仪1台本仪器主要用于黑色及有色金属、矿石等材料中碳硫元素的定量分析。分析精度高、性能稳定、分析结果可靠。仪器要求符合美国环保署标准方法 EPA200.8 ，EPA6020等国际标准要求。本仪器主要用于黑色及有色金属、矿石等材料中碳硫元素的定量分析。分析精度高、性能稳定、分析结果可靠。第4光电直读光谱仪1台套该仪器为光电直读光谱仪，能对铁、镍、钴、铝、钛基金属材料中的多种化学元素成分同时快速、准确的定量分析。仪器结构设计合理、性能稳定、检测精度具有长期保持性。仪器在冶金行业应用广泛、具有良好的使用信誉、环境适应能力强、高可靠性、操作简便、维护方便、售后服务优良。第5X射线荧光光谱仪1台套本仪器主要用于金属材料，特别是镍基等高温合金中常量、微量元素的定量和定性的分析测定。仪器应符合美国环保署标准方法 EPA200.8 ，EPA6020，英国 NS30，等国际标准要求。　　4、 投标人资格条件：　　1) 符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条要求 　　2) 按本投标邀请的规定获取招标文件 　　以及本册招标专用册中的相关资格要求：　　5、 有兴趣的投标人可从 2012 年 3 月 20 日至 2012 年 4 月 11 日每天上午9:00至下午17:00(北京时间)在东方国际招标有限责任公司(地址：北京市海淀区阜成路67号 银都大厦15层(请乘大厅中间的电梯)1507室查阅或购买招标文件，本招标文件售价为500元/包，如需邮寄另加100元的邮资费用，邮寄过程中产生的任何问题由购买标书人自己负责，招标代理机构不负责任。售后不退。　　6、 所有投标文件应于 2012 年 4月12 日上午9:30(北京时间)之前递交至东方国际招标有限责任公司1513会议室，并须附有不低于投标金额1%的投标保证金，以招标机构为承受人。　　7、 兹定于2012 年 4 月12 日上午9:30在东方国际招标有限责任公司1513会议室公开开标。届时请投标人派代表出席开标仪式。　　8、 本项目允许采购进口产品。　　招标机构名称：东方国际招标有限责任公司　　地　　址：北京市海淀区阜成路67号 银都大厦15层 邮　　编：100142　　电　　话：68729912 / 68725599-8440　 传　　真：68458922　　电子信箱：wangjun@osic.com.cn　　联 系 人：王军、于峰　　开户名(全称)：东方国际招标有限责任公司　　开户银行：招行西三环支行 帐号：862081657710001　　备注：以电汇方式购买招标文件、递交投标保证金、支付中标服务费须在电汇凭据附言栏中写明招标编号及用途。

工信部日前公布了《电池行业重金属污染综合预防方案(征求意见稿)》。在2013年年底前，我国将淘汰汞含量大于0.0005%的扣式碱锰电池和镉含量大于0.002%的铅蓄电池，并淘汰20万千伏安时/年规模以下铅蓄电池生产企业。　　据悉，目前我国现有电池生产企业约4000家，其中涉重金属企业2400家，包括铅蓄电池2000家，镉镍电池80家，扣式碱性电池20家，普通锌锰电池300家。据测算，2009年电池企业排放含重金属废水总量1200多万吨，其中铅蓄电池企业排放废水1000多万吨 产生含重金属固废22余万吨，其中含铅固体废物21余万吨，含镉固体废物约4000吨 废旧铅蓄电池有组织回收率不足30%。

7月30日，工信部节能司副司长高东升在第三届世界环保大会上表示，我国经济现正在逐步复苏，其中重化工业发展较快，重污染事件层出不穷，工信部将联合环保部等部门尽快出台对铅、汞、镉、铬、砷等重金属污染的规划，全面整治污染源排放，加大淘汰落后产能。　　高东升说，我国正处在工业化、城镇化快速发展的阶段，尽管“十一五”前4年政府高度重视节能减排，也起到了非常大的作用。但今年1到5月份工业的重点行业规模以上行业企业的能耗仍处于上升态势。我国整体环境形势依然严峻，重污染事件层出不穷。他建议，企业也响应国家节能减排号召，进行技术创新，转变工业发展方式，通过技术的进步来提高劳动生产率，增长产出，减少消耗和投入。　　谈到如何来推动工业节能减排，发展绿色经济，推动绿色工业的发展时，高东升表示，为了实现经济的发展和环境的协调，仅仅依靠现有的有COD二氧化硫减排是不够的，还需要有更多针对环境、健康、气侯变化等指标的出台，包括重金属污染指标。他透露，环保部、工信部等部门正在制定规划，重金属污染规划很快就要出台。　　据了解，重金属污染主要是指铅、汞、镉、铬、砷、铊、锰、铋、镍、锌、锡、铜、钼等排放造成的污染，此次规划的出台旨在抓污染源监管，全面整治污染源排放，加大淘汰落后产能，加快清洁化生产，重点解决历史遗留问题。

Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing布鲁克纳米表面仪器部 李勇君 博士自室温和近室温液态金属（LMs）出现以来，此类材料因其软流体性质、高电子和热导率特性而受到研究者们越来越多的关注。其中，镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压等特性成为了LMs家族的典型代表之一，其可用于驱动表面化学反应，设计纳米结构等应用。到目前为止，众多研究者已经在 LMs 表面探索了多种反应，以生成基于层状材料和纳米粒子等不同涂层，但其表面在暴露于氧的情况下易形成天然氧化层而快速钝化，形成损害LMs导电性的绝缘表面，从而限制了在电化学和电子系统中的应用。因此，在LMs表面建立导电层，以实现高导电界面是对于需要电子、电荷转移这类应用的一种有前景和十分重要的策略。2021年11月，澳大利亚新南威尔士大学和中国香港大学的研究人员通过共晶镓（Ga）-铟（In）液态金属（EGaIn）与氧化石墨烯（GO）的界面相互作用成功实现了衬底上、单独GO的还原（rGO），合成了基于rGO与LM的核-壳复合材料(LM-rGO)。进一步，研究者通过布鲁克公司的原子力显微镜（AFM）、 峰值力扫描电化学显微镜（PF-SECM）、纳米红外光谱（nanoIR）、X射线能谱（EDS）等技术系统、详细地表征和讨论了LM对GO的还原能力，LM-rGO界面的相互作用，LM的界面传递，以及LM-rGO的电化学性能等，证实了LM−rGO是一种有效的功能材料和电极改性剂。最后，研究者基于LM-rGO开发出来的纸基电极实现了抗生物干扰的多巴胺选择性传感，展示了该低成本技术的商业应用前景。该项研究工作最终以“Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing”为题发表在2021年11月的《ACS NANO》杂志上。原文导读：研究背景：在过去十年中，自室温和近室温液态金属（LMs）出现以来，其在治疗学、微流体学、材料合成和催化等多个研究学科中得到了广泛的应用。作为LM家族的代表，镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压而倍受关注。具体而言，Ga基LMs的可调表面特性以及柔软、动态的界面使其成为合成多种材料的理想反应介质。基于Ga的LMs的另一个独特特性与Ga的不同氧化状态有关，这使得能够在电解或电流调节中调整氧化还原介导的合成路线。在界面上，LMs通常用于两种设想的合成路线：①作为柔软的超光滑模板，然后从表面剥离目标材料，②作为反应点和稳定载体，用于生成颗粒。将所有这些优点结合在一起，基于Ga的LMs可被视为有效的功能载体，为功能化合物的保留和生成提供了多功能界面。还原氧化石墨烯 (rGO) 是常用、流行的平面材料之一，其具有高导电性和跨平面的机械强度等特点。尽管研究者们已经提出了许多用于rGO 生产的方法，但开发一种高度可控的在室温下可行，并且对试剂的需求最少的还原方法仍然具有很大的前景。凭借其超反应性界面，可提供两种自由电子和离子，LMs 可能可以提供这样的反应介质，使 GO 薄膜和各种厚度的GO膜能够在室温下实现还原。一方面，LMs的动态可再生界面可用作重复使用的还原GO试剂，从而在无需任何外部输入（特别是施加电压）的情况下将成本和废物产生降至最低。 另一方面，LMs 的非极化表面可以轻松地从其表面捕获产生的 rGO，无需额外的化学步骤及可形成LM-rGO核-壳复合结构。在本研究中，研究者探索了共晶镓-铟 (EGaIn)和 GO 薄片之间的界面相互作用，考虑了不同的方法：包括利用 LMs 块体作为反应模板来还原GO 和利用LMs微颗粒作为的小型反应位点来合成复合材料。对于这两种情况，研究者都对 LMs表面的 rGO 进行了广泛的表征，以全面了解还原 rGO的特征和组成。 最后，研究者将合成的LM-rGO 微颗粒复合物用于标准电化学电池和电化学纸基分析装置 (ePAD) 中的传导表面改性修饰剂，用于在存在其他生物干扰的情况下对多巴胺 (DA) 进行选择性生物传感和检测。结果及讨论：为了研究LM对GO的界面影响，研究者考虑了不同的实验条件，包括使用LM块体作为软介质来还原不同厚度的GO膜、单独的膜，以及利用LM微液滴作为还原剂核心来生成LM-rGO核−壳复合结构。1. 衬底上GO膜的LM还原研究图1 a, 显示了衬底（Si/SiO2）上GO放入LM中还原的方法。通AFM表征还原前后的GO单层膜发现：LM处理后，单层膜膜厚从1.2 nm减小到了0.6 nm，膜厚的减小可归因于GO还原后变形的sp3碳结构和各种含氧官能团的去除。另外，通过对另外两个GO和rGO样品的AFM图像进行厚度统计分析，研究者进一步证实了暴露于LM后GO单层的厚度减少（图2，原文补充信息Figure S2）。在石墨结构的拉曼光谱中，D带（ID）和G带（IG）的强度之比被认为是石墨烯层内缺陷的指标，拉曼光谱显示LM还原前后的ID/IG从0.89变化到1.2，同时结合ID/IG拉曼成像（图1. d、e）可以进一步确认LM相对均匀地还原了GO单层。在这种方法中，LM大部分在设计的原电池中既是导体又是电解液。换句话说，导体本身可以提供一个充满离子和反应性金属位置的环境，而不是使用外部介质来移动负责电偶反应的电荷载体。LMs的柔软性还提供了液体块体和目标基板之间的有效界面接触，使所需的金属物种易于在表面上接触。图1. （a）基于衬底的GO的LM还原方法示意图 AFM图像：（b）暴露于LM前的GO样品和（c）LM反应后获得的rGO样品 （d）衬底上的GO和（e）浸入LM后获得rGO的拉曼光谱测量，D带和G带的表面拉曼成像及相应的ID/IG成像。图2. Si/SiO2衬底上不同样品的AFM成像和厚度分析：（a-b）LM还原前的GO样品和（c-d）LM还原后的rGO样品。2. 单独GO膜的LM还原研究为了进一步探索开发的基于LM的工艺能力，研究者探索了其独立薄膜GO的LM还原潜力。图3 a，显示了制备独立GO膜的LM还原方法。拉曼光谱证实了还原的有效性（图3c）。为了研究暴露于EGaIn前后表面官能团的分布，转移的厚rGO样品（~1.6 μm, 原文Figure S3-nanoIR表征的测量膜厚度）被进一步通过纳米红外光谱（nanoIR）进行了表征。如图3d所示，纳米红外成像是一种基于AFM的高空间分辨率化学成像和光谱研究技术，其中脉冲红外激光用于产生光热诱导共振和热膨胀。光吸收引起的膨胀激发了AFM悬臂梁的共振振荡，悬臂振荡的振幅正比于相应波长的红外光谱吸收。该技术被用于在高空间分辨率下评估GO和rGO样品中表面官能团的分布。从GO的纳米红外光谱（图3f）中可以看出，羰基峰1730 cm−1（C=O）具有很高的纳米红外振幅, 纳米红外成像也显示了GO表面上相对均匀的羰基分布。另外，GO样品的纳米红外光谱在1615 cm−1处也显示出明显的峰值，对应于GO中的C=C。同样，纳米红外光谱成像也显示了C=C分布的均匀性。GO和rGO之间的主要区别在于：rGO样品纳米红外光谱中羰基峰的消失（图3e），证实了厚GO样品的成功还原。纳米红外光谱中剩余的C=C振动（1593 cm−1），源自石墨烯环，在rGO纳米红外成像中也显示出高振幅和适当的分布（图2e）。最后，表征研究结果证实基于LM还原工艺也可以用于生成独立的rGO膜。图3.（a）单独GO的LM还原方法示意图 （b）单独GO膜的照片；（c）在暴露于LM之前和之后的GO薄膜拉曼光谱 （d）纳米红外光谱原理示意图 （e）浸入LM后获得rGO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=C分布纳米红外成像 （f）浸入LM前GO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=O、C=C分布纳米红外成像。3. LM-rGO复合材料的制备及表征为了探究GO还原过程的适用性，并在实际功能应用中了解LM微颗粒的还原能力，研究者进一步研究了在酸性GO悬浮液中通过超声波处理制备的LM-rGO复合材料。其合成过程的示意图如图4a所示。研究者通过透射电镜（TEM）证实并研究了LM-rGO核-壳结构，如图4b所示，球形LM颗粒被稳定的石墨片壳包裹，这表明粒子和LM颗粒表面的有效相互作用。另外，研究者也通过X射线能谱（EDS）完成了Ga， In，C，O元素的分析，EDS结果进一步证实了LM颗粒表面存在碳层和rGO片层的全覆盖。图4. （a） LM-rGO复合材料合成过程示意图 （b）LM-rGO核−壳结构的TEM图像 （c） SAED分析和HR-TEM图像 （d） LM-rGO不同放大倍数和角度下的SEM图 （e） LM-rGO表面的镓、铟、碳和氧元素的EDS成像。另外，为了收集更多关于合成复合材料元素组成的信息，研究者通过X射线光电子能谱（XPS）也对GO和LM-rGO复合材料进行了详细的研究。研究者也通过传统宏观傅里叶红外光谱（FT-IR）对LM-rGO表面官能团进行了研究，表明GO含氧官能团被广泛去除。4. LM-rGO复合材料的电化学行为由于LM-rGO复合材料具有高表面积、高活性界面和导电性等特点，可将合成的材料作为电活性改性修饰剂。因此，研究者在玻璃碳电极（GCE）和丝网印刷纸电极（PEs）上进行了大量的电化学性能评价，以探索LM基改性剂与纸张技术的相容性，以及开发低成本生物传感器的可能性。在这两种情况下，研究者采用电化学行为已知的亚铁氰化钾作氧化还原探针，并从电化学阻抗谱（EIS）响应、电活性表面积的变化等方面评估了改性剂对电化学性能的影响，并利用循环伏安法、微分脉冲伏安法、方波伏安法等多种电化学技术进行了表征。结果显示：LM-rGO改性修饰后的电极优于GCE和PE裸电极，证实了改性剂LM-rGO的优良电化学特性。另一方面，研究者也通过峰值力扫描电化学显微镜（PF-SECM）在纳米尺度对LM- rGO复合材料与电解溶液的界面电导率进行了评估，并研究了其表面的局部电化学活性。在PF-SECM方法中，利用AFM探针的纳米尖端和利用样品表面与针尖之间发生的可逆氧化还原反应，可以研究电荷转移的动力学。AFM探针纳米尖端可以实现表面高空间分辨率的电化学成像。PF-SECM操作示意图如图5a (原文Figure S9)，PF-SECM工作在布鲁克专利的峰值力轻敲（PFT）模式下，该模式下纳米探针在一定振幅和频率下振荡，以收集样品的形貌和导电性等信息。PF-SECM模式使用“interleave mode”，在每个振荡实例中，探针被提升到样品上方250 nm的距离。当探针从样品表面提升时记录探针尖端电流，而该探针在样品表面一定距离的电流，可用来表征样品表面电化学活性。本研究中，六胺钌氧化还原反应被用于PF-SECM成像。图5b显示了LM-rGO复合材料的形貌。图5c显示了与样品表面接触时的针尖电流，该电流既反映了样品在电解溶液中的界面局部电导率，又反映了样品表面的电化学活性。纯电化学活性数据（图5d）为AFM探针从样品表面250 nm提升高度处的探针测量电流，这证实了电荷转移可能发生在整个表面。LM-rGO微颗粒边界具有较大电化学活性，并与附近颗粒的壳相互连接。边界处电流的轻微增加是由于这些边界代表样品中的低洼区域（如山谷形状），具有高有效表面积，可再生还原剂六胺钌。PF-SECM测量结果显示LM-rGO在纳米尺度具有良好的整体电化学活性，电流可达1.7 nA。图5. PF-SECM原理和LM-rGO粒子PF-SECM分析结果：（a）PF-SECM工作原理示意图（RE、CE和WE分别对应于参比电极、对电极和工作电极）；（b） LM-rGO微粒的AFM图像；当针尖位于样品表面（c）（此处的电流代表界面电导率和电化学活性）和距离样品表面250 nm高度（d）（代表样品和电解质之间界面的电化学活性）时，针尖电流成像。5. 多巴胺的选择性传感在完成了前述的详细研究后，在抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）存在的情况下，研究者采用了多巴胺（DA，重要的神经调节剂之一）进行了LM-rGO修饰电极用于DA检测的适用性和选择性评估。LM-rGO修饰，rGO修饰 (ErGO)和裸GCE电极的电化学EIS光谱被用来显示LM- rGO复合物中每个组件的作用。如图6a所示，ErGO显示表面DA反应的Rct值仍然较高（50.7Ω）。然而，在LM-rGO中， Rct值为20.3 Ω。这一观察结果证实了LM在系统电化学性能中的作用，与ErGO相比，LM产生的混合物对电荷转移的阻力更小。为了探索LM-rGO的作用，研究者将修饰剂、裸电极和修饰电极暴露于含有DA、AA和UA混合物的溶液中，然后记录了电化学信号（DPV和CV）。图6b、c、h显示了从裸电极， LM-rGO 修饰GCE和 PE的信号。结果可以看出：对于裸电极，DA、AA和UA的氧化还原峰显示出重叠和接近。然而，在修饰后，在不同的电位窗口中可观察到每种化合物相应的分离峰，因而证实在存在其他干扰化合物的情况下，直接测定DA成为可能。另外研究者也通过FT-IR测量了DA、AA和UA与LM-rGO的特定相互作用（图5f）。LM-rGO的FT-IR光谱显示，LM-rGO在低波数区（低于900 cm-1）尤其是在667 cm-1(代表Ga−OH基团) 表现出剧烈变化。LM-rGO表面的Ga−OH还原仅在存在AA中观察到，这为选择性峰移机制提供了证据。UA向高电位的选择性转移来源于LM-rGO表面剩余负电荷基团和带负电荷的UA分子之间的电荷排斥作用。因此，这种表面相互作用因为AA和UA的峰移，从而增强了DA的选择性。为了获得最大的传感响应，研究者对修饰材料的用量进行了优化。在最佳修饰膜厚度下，研究者获取了LM-rGO修饰GCE和PE的DA定量测定校准曲线。根据图6d，i中提供的结果，该传感器可定量测量100 nM至1500μM（GCE）和400 nM至750μM（PE）范围内的DA浓度水平，GCE和PE的灵敏度分别为30和100 nM。与GCE相比，尽管PE具有更高的电活性表面积，但观察到的动态范围更窄，灵敏度更低，这是由于PEs中已知的耗尽效应和有限的扩散。在不同浓度水平的DA和其他干扰化合物（包括AA、UA和葡萄糖（GLU），高浓度1.0 mM）共存的情况下，研究者也对界面选择性也进行了评估。图6e结果显示，DA的原始信号不会受到其他干扰物的影响，目标分析物DA的测量具有良好的选择性。最后，研究者在人血清样本中进一步研究了该传感器用于DA生物传感的适用性和选择性，结果证明：研究者设计的传感器在如此复杂的生物基质中的具有良好的准确度和精确度。图6.（a）裸GCE（i），LM-rGO修饰的GCE（ii）和ErGO修饰GCE（iii）的EIS光谱（DA用作电化学探针）；LM-rGO对GCE表面进行修饰前后，含有AA、DA和UA的混合物的CV（b）和DPV（c）信号；（d） LM-rGO修饰GCE的校准曲线，DA浓度从0到1500μM不等；（e）LM-rGO修饰GCE上进行的DA选择性试验，AA和UA浓度为1 mM；（f）LM-rGO，LM-rGO暴露于AA、UA和DA的FT-IR光谱；（g）ePAD的结构图像和 LM-rGO修饰前后PE表面的显微图像；（h）LM−rGO进行表面修饰前后，含有DA、UA和AA混合物的DPV测量信号；（i）LM-rGO修饰PE的校准曲线，DA浓度从0到750μM不等；分别使用Ag/AgCl和碳准参比电极测量从GCE和PE获得的电化学信号。 研究结论：在本研究中，研究者探索了室温LMs和GO薄片之间的界面相互作用。证明了LM和GO之间存在很强的电偶相互作用，这可以用于生成rGO单层膜和rGO厚膜。研究者对所制备的rGO样品进行了AFM，nanoIR， EDS和PF-SECM等详细表征，实验结果确认通过LM能均匀有效地还原GO薄片。研究者所提出的基于LM的rGO生产方法，有望实现rGO独立膜和衬底支撑单层膜的简易合成。此外，这种界面作用也被用于合成LM-rGO核−壳复合结构。研究者对LM-rGO修饰电极进行的电化学表征显示在AA和UA存在下LM-rGO修饰电极对DA具有良好的选择性，可用于生物传感。总之，本研究显示了LMs对GO薄片室温的还原能力，以及展示了构建功能性应用的可能性。类似利用LMs的界面特性的工艺，可以在未来的研究和工业应用中具有大量潜在应用前景。Bruker公司的AFM，nanoIR，PF-SECM，EDS等纳米技术手段因其高空间分辨率的形貌，纳米光谱和化学成像，纳米电化学，纳米元素分析的能力，将为各类复合材料纳米结构的界面研究提供新的多样化表征手段和研究方法。原文链接：Mahroo Baharfar, Mohannad Mayyas, Mohammad Rahbar, Francois-Marie Allioux, Jianbo Tang, Yifang Wang, Zhenbang Cao, Franco Centurion, Rouhollah Jalili, Guozhen Liu, and Kourosh Kalantar-Zadeh，Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing，ACS Nano,（2021）15 (12), 19661-19671https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06973?ref=PDF

新华网西安9月2日电 记者从2日在西安召开的全国重金属污染防治工作会议上了解到，我国将出台重金属污染整治方案，并开展执法大检查，全面治理重金属污染。　　近期重金属污染事故在一些地方发生，严重危害当地群众尤其是儿童身体健康。据环境保护部部长周生贤介绍，我国环保、发改、工信、财政、国土、农业、卫生和中宣部等八部门，正在抓紧制定《重金属污染综合整治实施方案》。　　据周生贤介绍，我国将从四个方面推进重金属污染防治工作。　　一是全面开展重金属污染防治执法大检查，集中检查重点区域、重点行业、重点企业污染治理和环境安全隐患等情况，对于不符合产业政策的企业，坚决予以取缔 对于污染严重和造成重、特大环境事件的企业，予以关停 对于不能稳定达标的企业，责令限期整改。　　二是组织编制重金属污染防治规划。筛选重点防控区域、行业和企业，将铅、汞、镉、砷和铬等重金属作为防控重点，统筹规划重金属污染治理，分期分批确定减排任务。创新重金属污染防治方法，通过专家论证和科学论证，探索有效方式加以防治。　　三是申请重金属污染防治专项资金。按照“以奖促治”的思路，对东部、中部、西部地区经过治理符合标准的企业区别对待，给予不同比例的奖励，鼓励推广应用治污新技术新产品，提高污染治理水平。　　四是加强重金属危害和卫生防护科普宣传。采取通俗易懂的形式，搞好重金属相关知识科普宣传，让广大群众既认识到重金属的污染危害，又认识到可防可控可治，避免造成不必要的恐慌。

上海科技大学物质科学与技术学院刘巍教授团队长期致力于新能源材料的开发和应用，为高性能、高安全性的下一代电化学器件作出了重要贡献。近日，刘巍教授课题组在电致变色和固态锂金属电池领域又取得新进展。基于铌钨氧材料的水系Zn2+/Al3+电致变色电池电致变色储能器件(EESDs)融合了电致变色和类似电池的电能存储功能，可直观显示储能水平，有望用于下一代新型透明电池。然而，由于光学对比度小、循环稳定性和储能性差等不足，EESDs在实际应用中仍受到诸多限制。针对如上问题，刘巍课题组设计了一款 “自供能可视化电池”。该电池可应用在智能窗领域，通过不同颜色状态下对光和热的有效调节，帮助减少空调、照明系统的能源损耗，实现节能环保。同时，不同颜色状态之间的切换可通过正负极的短接(着色)和断开(褪色)实现，无需外部电场的驱动，极大扩展了器件的使用场景。着褪色过程中伴随着能量输出(褪色→着色)和回收(着色→褪色)的功能，其中输出过程(着色)产生的能量可驱动外部用电器运行，并可通过器件当前的颜色状态实时判断器件的能量存储情况(全透明为满电状态)。与传统电致变色器件不同的是，该器件采用水系电解液，不仅极大降低了器件构造价格，更增强了器件的安全性。除此以外，研究人员巧妙地选用电致变色行业新选手“复合铌钨氧化物”作为电致变色层，该材料可实现着色/放电和褪色/充电过程的连续稳定循环。该成果近期发表在学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上，上海科技大学2020级博士研究生吴聪为第一作者，刘巍教授为通讯作者，上海科技大学为唯一完成单位。 图1. (a)器件结构示意图 (b)器件在不同状态之间稳定切换 (c)器件在不同电解液中的性能对比。熔融盐修饰石榴石型固态电解质界面近年来，全固态锂金属电池因其更高的能量密度和更好的安全性受到了学术界和产业界的广泛关注。石榴石型的固态电解质因具有高离子电导率、宽电化学窗口以及本质安全性，成为当下颇具前景的材料之一。然而，石榴石型的固态电解质与电极之间的刚性接触阻碍了其实现电解质和电极的一体化。针对这一问题，刘巍课题组提出使用低熔点的熔融盐(Li,K,Cs)FSI来修饰石榴石型陶瓷电解质正极界面的方法。经过熔融盐修饰过正极界面的固态电池不仅能够在45至100 ℃的温度范围内工作，还能够搭配具有高面容量的LiFePO4正极以及高压正极LiFe0.4Mn0.6PO4，以进一步提高电池的能量密度。本研究为具有长循环的固态锂金属电池的界面设计提供了新的思路，并可进一步应用于钠以及钾金属固态电池的正极界面改性方法中。该成果近期发表在学术期刊ACS Energy Letters上，上海科技大学2022级博士研究生于佳萌为第一作者，刘巍教授为通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。图2. 使用(Li, K, Cs)FSI熔融盐作为正极界面层的准固态电池的示意图和制备流程图

12月27日，天津珠宝首饰行业协会成立，该协会是由市质监局牵头，由本市珠宝首饰生产、经营、检验等120余个相关单位组成的非营利性的第三方服务平台，该平台将发挥自己的鉴定技术优势，有效维护消费者合法权益和推动行业健康有序发展。　　近年来，随着人民生活水平的日益提高，有关珠宝贵金属饰品的质量纠纷呈上升趋势。但由于这方面的服务力量薄弱，消费者如遇到质量问题，需自行找质检机构检测，并根据检测报告找商家或生产企业交涉，珠宝贵金属饰品“维权难”的矛盾愈发突出。市珠宝首饰行业协会的成立，将重点开展行业协调、珠宝首饰质量检验鉴定、企业品牌提升等具体工作，规范企业经营行为，维护消费者的合法权益。企业及消费者如有咨询或投诉，可以拨打协会服务电话23078907进行咨询。此外，天津《珠宝玉石及贵金属饰品和标识》强制性地方标准征求意见稿已经公布，标准对珠宝玉石的名称、等级、鉴定方法等有了详尽规定，征求意见后的最终稿将于近期颁布实施。

这期谈到生物医学，利用安东帕小角X射线散射仪（SAXS）或原子力显微镜 (AFM) 可获得复合结构表征，也可用于药物释放控制体系的聚合物薄膜结构和形貌特性等。近期，捷克查尔斯大学生物科学与生物医学科学中心近期购买了一台安东帕的SAXSpoint 2.0小角/广角X射线散射仪，配备液态金属靶，Eiger 1M探测器及自动进样器；同时，安东帕根据BIOCEV需求研发原位SAXS-UV/VIS测试模块，可实现原位测试小角和紫外/可见光光谱，仪器已安装并通过验收。BIOCEV是捷克六所科研院所的联合项目，该项目的目标是建立一个欧洲生物医学和生物技术卓越中心，SAXSpoint 2.0将在核心的项目上使用。From Website:http://www.biocev.eu液态金属靶光源具有独有的液态金属射流，以镓合金的液态束为阳极材料产生高亮度光束，具有高稳定性，是目前通量最高的实验室光源。此外，针对生物医学领域安东帕研发的自动进样器可实现192位样品自动测试，该自动进样器可实现4°C控温，可用于测试生物大分子等液体样品。在生物技术、生物工程和生物医学工程中，精密度和可追溯性最为重要。安东帕高端分析设备可用来进行材料特性分析、样品制备、合成等应用。