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  • 文身墨水检测空白监管真空 暗藏安全隐患
    成分复杂 来源神秘 检测空白 监管真空  文身墨水暗藏安全隐患  图为一简易文身摊前吸引了一些少年儿童。  6月12日,瑞典化学品管理署发布了对6个品牌14款文身墨水产品的检测报告:1款产品被检出禁用物质芳香胺,另有10多款产品检出多环芳烃或重金属铜、铅、铬、镍、锌含量超标。  文身墨水是用来进行人体刺绣或彩绘的一种化工色料。特别是随着近年来“文身族”的增加,文身墨水的质量也越发引起社会各界关注。记者调查发现,中国市场文身墨水90%以上都是国外产品。其有害成分复杂、进口渠道神秘,包括对其检测、监管手段的缺位,给消费者的健康埋下了许多安全隐患。  有害成分复杂  文身墨水暗藏大风险。瑞典发现文身墨水有毒,这已经不是第一次了。据中国Reach(欧盟《化学品注册、评估、许可和限制》法规)解决中心安全检测市场部欧华娟介绍,从跟踪的情况看,2005年至今,国外每年都发现文身墨水中有多环芳烃、偶氮、对苯二铵、重金属、微生物等超标现象。如2012年前10期的欧盟RAPEX(非食用消费品快速通报系统)召回中,就有3款文身墨水多环芳烃含量超标。由于我国对此监测时间较晚,手段薄弱,因而发现的案例相对较少。  文身墨水暗藏的有害成分可能致癌。据北京服装学院材料科学与工程学院化轻工程教研室主任王建明教授介绍,由于当今色料种类已涵盖原矿石色素、工业有机色素、植物性色素和一些塑胶制色素,成分复杂,比照纺织类色料,一般来说,文身墨水容易超标的都是芳香胺、多环芳烃等成分。而这些成分大都是世界各国禁用或限制使用的有害成分。如在欧盟已经公布的24种致癌芳香胺中,其中有4类属于确定性致癌物质,如对苯二铵等,其他都是疑是致癌物质,包括一种变异的致癌物质。  2011年,美国食品药物管理局的一份研究报告也指出,文身墨水中的邻苯二甲酸盐、金属和烷类等物质皆具有致癌性,同时干扰人体内分泌。另外,在紫外线或激光消除文身时,有些偶氮色料还可能分解成致癌、致突变的有害色料。以黑色文身墨水为例,其原料中含有的苯并芘就可能引起皮肤癌。  “进口货”风险大  浙江玄虎器材一位业务员告诉记者,同纺织整染色料行业相比,由于用量不大,价格便宜,国内没有一家公司是专门生产文身色料的,文身墨水大都是一些生产、销售文身机等文身设备的器材公司销售的“附带”产品,90%以上都是进口而来。记者在淘宝网输入“进口文身色料”,马上就会找到相关宝贝1751件 而输入“国产”,仅显示199件。多家文身店主都号称他们所用墨水“100%原装进口,超级环保,放心可用”,但对进口来源渠道却一直三缄其口。那么,这些进口墨水都来自哪些国家?它们又是从哪个渠道进入中国市场的?质量状况如何?  记者以客户身份联系到武汉一家器材公司业务员小罗,表示要购买“国产货”。小罗坦言“这个还真没有”,他们公司销售的大都是进口产品,并热心地发来许多产品图片。记者看到,这些图片说明标注的大都是“美国和欧洲”产品。当问到这些产品进入中国的渠道时,小罗告知有两种方式:一是网购,二是“总代”。所谓网购,就是通过国外代购或从其他公司分销产品后,再转手进行网上或网下销售。“总代”就是直接从“国外拿货”在国内销售。小罗强调,目前国内只有一家企业具有进口文身墨水资质,这家公司几乎包揽了世界所有牌子的中国总代,其他公司分销的进口墨水都是从这家公司“二手”进来的。当记者索要该“总代”名称时,小罗警觉起来:“第一,我不会告诉你这些绝密 第二,你就是知道了,一次不拿几万元的货,比在我们这里购买还贵。”他还比喻说:“你买猪肉,难道非要找养猪的?”  具体到那个牌子的产品“最可靠、好用”,小罗表示是“美国的牌子”。北京龙伍文身工作室导师龙伍也表示,5年来,他们做过上千例文身案例,使用进口货没有发生一起质量事故。而据欧盟通报的信息显示,近年来,出问题最多的就是美国产品。其中一款美国的Intenze品牌,在2006年第5周被法国检出含有莫拉菌、沃氏葡萄球菌等有害微生物 2012年第11周,又被德国通报含有重金属镍、砷。  检测领域空白  为何国外的牌子屡屡在欧美被检出有毒,而在我国却一直“可靠、好用”?最根本的原因是,我们在检测领域一直是空白。  首先是检测机构较少。记者在采访中了解到,由于文身墨水大都是进口而来,且规模较小,目前国内还没有专门的检测机构。一些权威的化工材料科研及检测单位如北京化工大学、北京服装学院的许多科研人员甚至表示,“由于没做过专门研究”,对于检测“哪些成分”也不太清楚。而最早开展这项检测业务的中国Reach解决中心,也是在跟踪国外市场发现多起不良报告后新开辟的业务。  其次是检测标准缺失。由于我国并无专门的文身墨水检测标准,因此,检测依据只有参照其他染料、涂料标准或客户指定标准进行。如红、橙、黄色料中分别含有镉红、镉、镉黄等化学元素,镉有很强的毒性,我国相关标准规定限量不能超过0.01%,如果检测超标就可判定墨水不合格。  而检测费用偏高,是造成检测市场空白的原因之一。王建明认为,虽然目前我国并没有相关的检测标准,但比照纺织品染料成分,对其检测重点应在偶氮、芳香胺、多环芳烃等方面。但这些项目检测费用偏高,仅芳香胺一项就高达上千元,其他单项也都在500元以上。  另外,消费者维权意识淡薄,也是检测市场被冷淡的因素之一。龙伍坦言,文身恢复期出现小白泡,一部分原因就是因为使用过期色料造成的。但由于大部分当事者认为文身并非什么大手术,即使出现过敏、皮炎或其他病症,也很少想到是墨水材质不过关所致。  监管地带真空  除了标准缺失外,监管的真空地带,也给文身墨水埋下了许多安全隐患。  首先是对其产品归类,目前还不清楚。记者多次咨询中国石油和化学工业联合会、中国染料工业协会、中国涂料工业协会、中国化工学会,他们均表示这是一个既像染料又像涂料的化工产品,但却不属于自己的行业范畴。北京化工大学材料科学与化工学院的多位教授也表示“不清楚其身份归属”。  其次是质量由谁监管,尚无定论。记者在采访中发现,许多文身店大都只有一个营业执照,且以培训学校、艺术馆、彩绘工作室等形式注册。工商部门表示,他们只是负责办理执照,管理其经营范围,并不对其使用产品进行监管。中国医疗整形美容协会一位工作人员告诉记者,由于市面上的文身店不属于医疗机构,因而也不在卫生部门的管理范畴之内,更不知晓文身墨水的管理部门。  相比较而言,国外则有一套成熟的管理体制。据欧华娟介绍,《欧盟文身色料法案》可视为是全欧盟的文身色料管理大法,此外,一些成员国还有相应的文身墨水管理机构,如法国由劳工部和卫生部管理,瑞典则由医疗产品局和化学品管理署监管。今年3月,法国劳工部和卫生部还颁布了一项法规,禁止将一些潜在高危毒性、纺织服装中限用的感光物质等用于文身产品。  北京当代整形医院的卜医生告诉记者,文身是在刺破皮肤的状态下进行的手术,必须对墨水质量、无菌工作环境、医师上岗资格证进行严格监管。而遍观当今市面,由于“三不管”,导致“无门槛”进入、无执业资质、无材料要求的“三五”门店大量涌现,其安全状况确实令人担忧,必须引起相关部门重视。
  • 中科院化学所等利用透明墨水打印出全彩结构色图案
    结构色是一种由微观物理结构与自然光之间的相互作用(如散射、干涉、衍射等)所产生的颜色。与传统的化学色相比,结构色可以完全避免染料或色素的使用,是更加环保和稳定的呈色方式。然而,人工结构色的实现,需要借助先进的微纳加工技术或组装手段对纳米生色结构进行高精度调控,成本较高且工艺复杂,较大程度上阻碍了结构色的广泛应用。此外,为了促进结构色的应用拓展,需要将结构色像素点制备成有序的图像,但结构色的像素点是由众多周期与形貌存在差异的微纳结构组成,将这些呈色物理结构精确制备并集成为特征化的彩色图像,颇具挑战性。  中国科学院化学研究所绿色印刷实验室研究员宋延林、李明珠,与复旦大学教授石磊等合作,精准控制微小液滴的成型打印(即精确调控打印基材的浸润性与微小液滴的体积来控制打印墨滴的形貌)与剖析全内反射光学微结构呈色的机理,发展出一种利用透明高分子墨水打印全彩结构色图像的方法。该方法突破了关于彩色印刷的认知(呈现不同的颜色需要不同的墨水),仅利用一种透明的高分子聚合物墨水,便实现了全色系彩色像素点的精准制备。此外,研究凭借对微观像素点空间位置的精确分布,解决了结构色难以实现棕色、白色、银色等特殊色制备的难题。科研人员探索了微结构形貌与颜色、灰度的对应规律,利用高精度喷墨打印实现墨滴精准成形,在不添加任何染料色素的前提下,打印出各种形象逼真的彩色人像图案。这种方法具有普适性,可制成透明墨水的高分子材料均可应用于这种全色系结构色图案的打印,为结构色在彩色印刷、显示、防伪及高灵敏传感等领域的应用提供了全新的思路。  近日,相关研究成果发表在Science Advances(DOI:10.1126/sciadv.abh1992)上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部和中科院的支持。
  • 一种可用于3D生物打印的抗菌ε -聚赖氨酸衍生生物墨水
    凭借其个性化定制的优势,3D生物打印受到了组织工程研究人员的广泛关注。生物墨水在打印过程中起着保护细胞,并在打印后提供促进细胞生长和组织再生的支架的作用。此外,不同的3D生物打印方法需要具有不同特性的生物墨水。然而目前用于3D生物打印的生物墨水是不足的,这限制了3D生物打印在组织工程中的应用。另一方面,细菌感染严重威胁着3D生物打印及后续组织工程技术的实现,并可能导致移植物植入失败和术后严重并发症。因此,引入一种具有固有抗菌特性的新型生物墨水用于组织工程,将促进3D生物打印在组织工程中的发展。近日,湖南大学刘海蓉教授课题组提出了一种新型可用于3D生物打印的抗菌ε-聚赖氨酸衍生生物墨水。体外抗菌实验表明,基于ε-聚赖氨酸的水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较强抗菌性能。通过使用面投影微立体光刻技术(nanoArch S140, 摩方精密),该研究成功打印了不同形状的高保真载软骨细胞水凝胶。在体内异位成软骨实验中,载细胞水凝胶经过4周培养形成了软骨样组织。总的来说,此项研究提出了一种很有前景的3D生物打印抗菌生物墨水,为3D生物打印在组织工程中的应用提供了一个新的选择。相关论文在线发表在《Journal of Materials Chemistry B》,湖南大学何亚辉为本文第一作者,刘海蓉、周征为通讯作者,韩晓筱课题组为本文3D生物打印提供了支持。图1 (a)EPLGMA-H水凝胶制备工艺示意图。(b)EPLGMA-1、EPLGMA-2和EPLGMA-3在D2O中的1H NMR谱。(c)蓝光照射后的EPLGMAs凝胶化照片。(d)EPLGMA-H凝胶过程的动态实时流变学分析。图2 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别与PBS、EPLGMA-1H、EPLGMA-2H、EPLGMA-3H共混后的(a)生长情况,(b)细菌存活率,(c)活/死细菌染色照片。图3 (a-c)3D生物打印制备的细胞负载EPLGMA-3H的3种不同形状的俯视图。(d-i)3D生物打印载细胞EPLGMA-3H培养3天后的活细胞照片,(g-i)分别为(d-f)的放大照片。 原文链接:https://doi.org/10.1039/D1TB02800F
  • 哈尔滨工业大学(深圳)马星课题组 《Advanced Science》:超声辅助实现液态金属墨水的非
    镓基液态金属(LM)是目前柔性电子制造应用最广泛的,这主要归因于它们具有低熔点、高电导率和热导率、低粘度、几乎无毒、饱和蒸气压低等物理特性。已有许多文献报道液态金属图案化的方法,主要包括模板法、增材法、减材法和注射法等。但LM的高表面张力妨碍了其在各种基材表面的直接印刷或涂布,较大地限制了其在柔性电子领域的广泛应用。目前为了解决这一问题,研究人员开发出由表面活性剂稳定的LM微米/纳米颗粒组成的LM墨水,它可以粘附在大多数基底上,从而实现了LM电子产品的定制与多样化,同时该方法极大提高了LM墨水的适用性和生产效率,且已广泛应用于智能穿戴柔性电子的各个领域。但需要注意的是,镓基LM在大气环境下表面会产生一层致密的并具有一定机械强度的氧化膜(约3~10 nm),氧化膜和其上附着的表面活性剂分子使镓基LM墨水液滴被孤立起来从而使墨水绝缘。为了获得导电路径必须打破氧化膜使内部的LM流出并融合,从而构建导电通路。目前研究人员主要通过机械烧结(拉伸或挤压)、激光烧结和自烧结等方法制备LM墨水导电电路,破坏氧化物外壳。但上述方法都面临着诸多挑战,如机械烧结过程的操作精度较低、LM较高的流动性使其易于与其他电子器件接触导致线路短路、挤压弹性封装层可能导致LM泄露、难以实现粗糙及复杂表面(如弯曲、凹槽等表面)的机械烧结。激光烧结虽能改善上述的问题,但其成本较高且由于光的反射和散射,复杂曲面图案的凹槽、拐角和孔隙等区域无法获得足够的能量实现导电通路,且来自激光的能量可能会对柔性基底造成热破坏从而使电子器件变形并损坏。自烧结方法主要利用由溶胀或毛细力引起的聚合物的膨胀来破坏氧化膜,虽然其保护了柔性基底但需要长时间的水蒸发过程,严重降低了制造效率。综上所述,目前提出的烧结LM导电墨水的方法仍存在各自的局限性,寻找一种操作快速便利并能制造烧结复杂表面结构LM墨水图案的方法对柔性电子制造有着重要的影响。近期,哈尔滨工业大学(深圳)马星教授团队提出一种超声辅助烧结策略,该策略不仅可以保持LM电路的原始形态,而且可以在各种复杂表面形貌的衬底上烧结电路。通过该方法实现了柔性材料上LM电路的烧结,并验证了该方法在构建可拉伸或柔性电子器件方面的可行性。其提出利用水作为能量传输介质,实现了与基底材料间接接触的远程烧结,极大地保护了LM电路免受机械损伤。该方法有助于为不同场景下的LM电路构建提供技术途径,如图1所示。相关成果以“Ultrasonic-Enabled Nondestructive and Substrate-Independent Liquid Metal Ink Sintering”发表在《Advanced Science》期刊 上。图1. LM墨水的制备流程示意图,以及LM墨水电路在各种基板上的超声烧结,用于在多种应用场景中制造柔性和印刷电子产品。通过调整超声功率、时间及位置等参数,超声烧结手段可以在硬质的Al2O3基底上打破LM颗粒同时构建导电线路,如图2所示;通过将PDMS和Al2O3结合再施加超声的方法,超声烧结也可以用于构建基于液态金属的柔性电路和器件,如图3-5所示。同时,团队成员使用面投影微立体光刻技术(nanoArch P150,摩方精密)制备了不同的树脂模型,通过在模型上设计沟槽再涂覆墨水的方法实现了三维表面上复杂线路的构建,在曲面和具有沟槽、孔洞的粗糙表面上,机械挤压一类的手段往往因无法接触到液态金属墨水而无法使其烧结,超声法则不存在这个问题,它可以在介质中传播并最终使LM颗粒破裂,这一特性使超声烧结能用于在复杂表面上构建各类不同的导电图案,如图6-7所示。图2. 在刚性Al2O3板上超声烧结 LM 墨水图案。a) LM墨水图案化和印刷LM墨水的超声烧结工艺方案。b) 超声烧结和机械烧结处理的LM墨水图案的比较。c) LM墨水图案表面SEM观察示意图以及超声烧结前LM墨水表面SEM图像。d) 超声烧结后LM墨水表面的SEM图像。e) LM油墨图案横截面的SEM观察示意图和超声烧结前LM墨水的横截面SEM观察示意图。LM墨水电路在-80°C冷冻5分钟后被切断。f) 超声烧结后LM墨水横截面SEM图像。 图3. 柔性基板上 LM 墨水线路超声烧结的研究。a) 实验方案:打印在 PDMS 层上的 LM 墨水图案的超声烧结。b) 基板上振动幅度分布的Ansys仿真。c) LM颗粒在低振幅和高振幅超声波振动下超声烧结的示意图。d) Ansys 仿真结果中 P1-P4 上的振幅。e) 经过不同超声波功率处理后P1-P4上LM墨水线路的电阻(误差条:SD,n = 3)。f) 不同LM墨水线路经不同超声波功率处理后的电阻如图a)所示。超声头位于Al2O3板的中心。绿色柱代表导电线,红色柱为绝缘线。 图4. 烧结参数对柔性基板上LM墨水电路超声烧结效果的影响。a) LM 墨水在 PDMS 基底上超声烧结的示意图。b) 超声烧结后不同厚度PDMS基材上LM墨水的电导率(误差线:SD,n = 5)。c) LM 墨水颗粒的尺寸分布。通过超声处理 (I) 30 秒、(II) 1 分钟、(III) 5 分钟、(IV) 10 分钟来制备墨水。d) 超声烧结(720 W,2 s)前后LM墨水颗粒的SEM图像。I 至 IV 组的 平均粒径分别为 4.21 ± 2.02、2.48 ± 0.88、2.08 ± 0.77 和 1.08 ± 0.41 μm (n = 200)。e) 超声烧结后四组LM墨水线的电导率(误差线:SD,n = 5)。图5. 用于柔性电子制造的 LM 墨水电路的超声烧结。a) 超声烧结辅助制造基于LM电路的柔性电子器件方案。b) LM 柔性应变传感器的图片。c) 应变传感器响应不同拉伸应变的相对电阻。d) 应变传感器在拉伸应变下1000次循环的相对电阻响应,其中最大拉伸应变为30%。e) 准备好的 LM 压力传感器图片。f) 压力传感器在加载不同重量时的相对电阻响应。g) 压力传感器在手指随机按压下的相对电阻响应。 图6. 在水下和粗糙/弯曲表面上对 LM 墨水电路进行超声烧结。a) 实验方案:水下超声烧结过程和 LM 墨水电路的导电性。b) LM 墨水电路导电性的 LED 电路照片。LM油墨电路印刷在圆顶形样品架上,并连接LED和直流电源,这里LED亮起证明LM油墨已烧结。c) 不同超声波功率和烧结距离“d”的水下烧结电路的电导率(误差条:SD,n = 5)。d) LM 墨水电路涂在鸡蛋上。墨水在水下超声烧结,LED 亮起。e) 带凹槽的粗糙表面超声烧结示意图。超声烧结后LED亮,而机械烧结制备的电路LED无法工作。f)通过超声烧结制造的砂纸表面轮廓和砂纸上的导电LM油墨线。砂纸的平均粗糙度(Sa)为71.7 μm。 图7. 3D打印结构件上的超声烧结。a) 树脂模型上机械烧结(i)和超声烧结(ii)的对比示意图。b) 施加超声装置图;c) 包含LED灯的液态金属墨水电路;d) 复杂表面上超声烧结前后的液态金属墨水图案。原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202301292
  • 精准管控电子墨水屏色彩:爱色丽i1 Basic Pro3校色仪的高效应用
    在数字化时代,电子墨水屏以其低功耗、易读性和柔性显示特性,广泛应用于电子书、零售、物流、医疗和办公等众多领域。其应用范围包括电子书阅读器、手写笔记本、电子标签、会议室系统和病房门牌等,为用户提供高效、环保的信息展示解决方案,并推动相关行业的技术进步与创新。然而,电子墨水屏在制造过程中面临一个重大挑战——屏幕色彩的一致性难以管控。这一问题不仅可能导致产品上市周期和速度延缓,还可能引起额外的时间和材料浪费以及客户满意度的下降。为了解决这一问题,并确保电子墨水屏的色彩质量,需要使用能够精确控制和校正色彩的专业工具。在此背景下,推荐使用爱色丽i1 Basic Pro3校色仪。这款校色仪不仅可以帮助制造商精确测量和管理色彩偏差,还能优化整个生产流程,提升最终产品的质量和市场竞争力。爱色丽i1 Basic Pro3校色仪能够对电子墨水屏上的特定区域进行精准的色彩数据测量,适用于黑白显示屏(通常测量L值)和彩色显示屏(测量L、a*、b*值)。通过记录实际测量数据并与预设的基准标准进行比对,制造商可以准确地识别出墨水屏的色彩偏差。通过调整色彩设置,不仅可以实现高效的色彩管控,还能确保屏幕在不同设备和环境条件下呈现一致的色彩效果。i1 Basic Pro 3屏幕校色仪还可满足追踪和验证显示质量以及采集和管理专色的各类需求,并确保供应链各环节接收数据的高度可靠性和可重复性,通过调整和校正微小偏移以减少浪费和返工。此外,i1 Publish Pro 3校色仪提供广泛的显示器和打印机配置功能,增强了质量保证措施。该设备通过设备链接配置文件优化在不同设备上打印CMYK文件的过程,保留黑色通道和油墨量,确保多个CMYK文件在重复使用时的色彩一致性和可靠性。为了更精确地控制色彩工作流并实现更准确的色彩输出,i1 Publish Pro 3还配备了爱色丽的ColorChecker相机校准软件和ColorChecker色卡,这些工具使用户能够创建定制的相机配置文件。此外,它还包含PANTONE色彩管理器,方便用户捕获和管理专色,确保与PANTONE色库、调色板创建和样本桥接软件的无缝同步。通过使用爱色丽i1 Basic Pro3校色仪,制造商不仅可以提高电子墨水屏的生产效率和质量,还可以为最终用户提供更好的视觉体验。这种创新的技术应用无疑将推动电子墨水屏技术的持续发展和优化,进一步拓展其在各行业中的应用前景。“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息,请关注官方微信公众号:爱色丽彩通
  • 从墨水到光刻胶,瞄准“卡脖子”问题——访苏州大学高分子材料与工程专业负责人朱健教授
    高分子合成材料以其优异的性能、丰富的原料和低廉的成本,已经成功地成为当今生产生活中不可缺少的基础材料。随着社会的快速发展,人们越来越希望能够根据自身的不同需求,简单方便的设计合成各种各样性能优异的高分子材料。因此,研究人员们一直努力寻找简单而高效的活性聚合方法实现人类社会对高分子材料的高需求及高性能要求。近期,苏州大学高分子材料与工程部发表多篇活性聚合相关高水平论文,引起业内高度关注。仪器信息网也特别采访了苏州大学材料与化学化工学部高分子材料与工程专业负责人朱健教授,深入了解朱健及其团队在高分子合成领域所做的工作,并就其近期研究成果以及高分子合成未来发展方向等进行了深入的交流。科研之路:从“活性”自由基聚合到功能性材料从1995年开始,朱健便开始了高分子合成研究之路,刚开始主要研究方向是“活性”自由基聚合。传统的自由基聚合不能控制聚合物分子的结构和分子量大小,通常聚合物分子量分布宽;活性聚合反应条件比较苛刻,分子结构的可设计性较小。 活性自由基聚合可以方便的实施单体的自由基聚合又可摒弃两者缺点实现聚合物合成设计。朱健表示,刚开始对 “活性”自由基聚合的研究主要是对催化体系的开发,建立探索一些新的催化体系,例如对乙烯基单体的可控聚合,也将这一方法沿用到高分子聚合物的拓扑结构和分子量控制。随着对“活性”自由基聚合深入研究,朱健团队也将原来的合成方法向活性阴阳离子自由基聚合和结构调控方向进行拓展。“在合成方法建立以后,我们开始考虑方法的实用性,所以开始了功能材料合成的研究。”朱健介绍到。含硒化合物由于其特殊的光电响应行为和生理活性,近些年在在功能材料方面以及医药行业得到了很大发展。然而,有机硒的化学行为较为独特,国内关于含硒聚合物的研究十分稀少。朱健围绕含硒聚合物开展了含硒聚合物的设计与合成及其性能研究,建立了有机硒化合物调控的活性自由基聚合体系。通过此项研究,大大提升了活性自由基聚合方法的操作便利性,简化复杂聚合物合成步骤,为聚合物合成方法提供新途径。近几年,3D打印成为材料领域的研究热点,但已有技术打印体量较小,限制了其实际应用。朱健将光引发聚合与3D打印相结合,制备出新颖的“活性”材料。该方法所制备材料中聚合物链含有活性末端,可进一步进行材料后修饰及功能化,在制备刺激响应性、自修复等各种功能材料领域体现出重大潜在应用。同时将催化体系和单体的比例进行优化调整,对网格结构进行调整,这样3D打印出的物体机械性能也要优于普通材料。“在不同的应用领域,对于高分子材料的性能也有不同的要求,我们要通过功能推测出结构,将结构作为合成的目标,运用合适的聚合反应,合成目标结构,最后体现材料功能。”朱健谈到,“看似简单的研究过程,实则每一步都充满挑战性。”GPC:高分子合成过程的“观察者”高分子合成是分子层面的反应,人们肉眼是无法看到分子的变化,也无法去跟踪反应过程。而各种各样的分析仪器可以帮助人们去剖析和观察“看不到”的化学变化。朱健表示,在高分子合成研究过程中用到的科学仪器种类比较多,可简单划分为物理分析和化学分析两大类,常用仪器包括凝胶渗透色谱仪(GPC)、核磁共振波谱仪、气相色谱仪、荧光光谱仪、红外光谱仪、紫外光谱仪,以及各种质谱仪等。其中,GPC是一种表征聚合物分子量和分子量分布等特征的物理化学方法,由于仪器的不断改进,比如高效填料的使用、多种检测器的联用及与计算机的联用、仪器操作和数据处理的自动化等,使其在高分子合成领域中的应用范围不断扩大。“分子量是高分子结构参数中最基本、最重要的参数,目前,最高效便捷测定分子量的方法便是GPC。”朱健提到他团队便有多台GPC,其中有三台来自于东曹,三台GPC几乎是24小时“运转”。近年来,其他课题组也陆续购买了多台东曹的GPC。朱健认为,一台好的GPC最重要的一点便是高稳定性和高重复性,东曹的GPC所有的管路系统都在一个恒温的体系中,使溶剂流量不受溶剂类型和环境温度波动的影响,提高了检测的稳定性和重复性;其次是性价比高,能够高效缩短分析时间做到低溶剂消耗,同时保证实验的即时有效性;最后是操作简单,实验人员能够非常方便地进行仪器控制,数据采集、分析和管理等相关操作。不过,朱健也提到,目前GPC在检测器的性能方面仍有提升空间,多种检测器联用时,稳定性有待于进一步提升。从墨水到光刻胶,瞄准“卡脖子”问题从最简单的生活用品,到工业涂料、光刻胶,甚至航空、航天、军事领域都离不开高分子材料。朱健认为“如何将高分子合成研究,转化为实际能让人们受益的东西,是我们研究的关键。”在很多人的眼中,与超导体材料、半导体、超材料等研究比起来,一个“小小”的墨水研究算不上什么“高大上”的研究。李克强总理曾在采访中提出“小小的圆珠笔,中国造不出来吗?”的疑问。圆珠笔的核心就是笔尖和墨水,然而我国90%的笔尖、80%的墨水都需要进口,整个行业处于“替人打工、受制于人”的不利局面。为了解决这一问题,国家在 “十三五”中设置了《制笔新型环保材料》的国家重点研发计划。科研无大小,学术有深浅,遵循这一人生信条,朱健团队积极展开相关工作,切实解决“墨水”这样的民生问题。朱健团队也积极的承接了《制笔新型环保材料》项目。他们从墨水基础材料层面着手,根据高分子结构设计方法,利用大分子乳化剂,实现高稳定性、环保性乳化墨水的研发及产业化应用;该乳化墨水相对于传统墨水具有书写细腻流畅、粘度低、触变性优异及储存稳定性高等特点。他们也与文具公司合作成功研发了超顺滑中性笔,给数百亿支笔装上“中国墨水”。也许,您正在使用的中性笔便包含了朱健团队所研发的成果。当然,朱健团队的研究工作中也不乏“光刻胶”这样关系国家产业发展的大问题。目前,中国光刻胶国产化率较低,重点技术水平与国际先进技术有较大的差距。随着半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展,对于光刻胶的需求越发旺盛,国内光刻胶产品未来市场空间巨大。朱健从光刻胶的应用场景及使用过程中性能要求出发,设计所需的聚合物的结构。往往光刻胶涉及到多组分单体,在合成的过程中,单体的双键含量和位置都需要严格设计,才能最终得到一个性能优异的高分子。朱健表示,目前光刻胶前期开发的工作已经完成,也有部分材料处于放大生产阶段,相信在不久的将来,国内光刻胶难题也将解决。在中国许多行业都存在“圆珠笔”、“光刻胶”等问题,朱健希望能够发挥团队在关键技术攻关中强有力的科研优势,集各家资源,力争我国在关键核心技术方面早日取得新的突破,解决关键领域“卡脖子”问题,实现科技自立自强。朱健,教授,博士,博士生导师,苏州大学材料与化学化工学部副主任,高分子材料与工程专业负责人。分别于1995,1998和2004年在苏州大学获学士、硕士和博士学位。1998年留校任教。2006-2007和2009-2010在新加坡国立大学和宾夕法尼亚州立大学从事博士后工作。主持国家十三五重大专项子课题一项,国家自然科学基金项目三项,江苏省自然科学基金和教育厅重点项目各一项。积极与企业合作,共同开发各类产品,累计到账横向课题经费907万元。获苏州大学苏鑫科研奖(2008,独立),江苏省科技进步二等奖(2009,第三)和教育部科技进步二等奖(2009,第三)。先后发表研究论文180多篇,获美国发明专利授权2项,澳大利亚发明专利授权2项,中国发明专利授权18项。
  • 微生物墨水能3D打印可编程“活材料”
    据英国《自然通讯》杂志23日发表的一项概念验证研究,美国研究团队报告了一种用基因改造大肠杆菌制成的高级微生物墨水,可以用来打印具有功能性和可编程属性的3D材料。该研究同时演示了这项技术的潜在应用,比如隔离在环境中出现的有毒化学物质双酚A。  直接利用微生物制备无须添加其他聚合物或添加剂的打印墨水,为传统物质不可用情况下的材料制造开辟出全新的可能性。与此同时,这种技术还能用于开发可感知周围环境并做出反应的材料。工程师们认为,只要拥有3D打印这种材料的能力,就有望实现材料的定制化并可针对特定用途进行改造。  由活细胞构成的微生物墨水,其实一直是实现这一目标的候选介质,但它们需要将目标材料特性与细胞活性相结合,这是一个技术难点。  此次,包括美国东北大学、弗吉尼亚理工学院暨州立大学、哈佛大学Wyss生物启发工程研究所在内的联合团队,报告了用大肠杆菌制成的一种高级微生物墨水,这种大肠杆菌经过基因工程改造,能产生纳米纤维。这些纳米纤维可以进行浓缩并打印出3D结构。  研究人员随后将这种墨水与其他经过基因工程改造、用来执行特定任务的微生物相结合,发现这种水凝胶可以由此获得功能性。研究团队利用这种水凝胶制备了一种能在遇到化学刺激物时分泌抗癌药天青蛋白的材料,还设计出了一种能隔离在环境中出现的有毒化学物质双酚A的材料。双酚A一度在塑料瓶、塑料杯中广泛应用,但后期研究认为其能导致内分泌失调,威胁人体健康,从2011年3月2日起,欧盟已禁止生产含双酚A的婴儿奶瓶。因此,隔离环境中已存在的双酚A将是一项实用的安全性技术。  研究人员认为,他们的新研究或对空间结构构建具有启示意义,但仍需开展进一步研究探索其未来的定制化用途。
  • 湖南大学刘海蓉课题组《J. Mater. Chem. B》:一种高保真柚皮苷衍生生物墨水加速了软骨缺
    3D生物打印技术加速了健康科学研究的发展,如组织工程与再生医学、药物筛选和开发等。生物墨水是3D生物打印技术的基本组成部分,目前广泛应用的生物墨水主要是由明胶、透明质酸、海藻酸盐、丝素蛋白和PEG等常用生物医用高分子衍生物构成,其种类和功能有限,需进一步开发和拓展特异性组织再生的医用功能化生物墨水。由植物和微生物产生的天然化学物质具有广泛的生物活性和高度的立体化学结构,是一种极具应用潜力的医疗资源。研究发现天然黄酮糖苷类化合物含有至少一个共轭大π键和多个共轭双键,可以在一定波长范围内吸收光,因此推测黄酮糖苷类化合物基生物墨水在光辅助打印过程中或许可以吸收散射光,提高打印产品的形状保真度。另一方面,黄酮糖苷类化合物具有抗氧化、抗炎和抗凋亡特性,被用于治疗骨质疏松、风湿病和神经退行性疾病等临床前研究。然而,由于其生物利用度低,限制了其在生物医学等领域的广泛应用。因此,研究黄酮糖苷类化合物衍生物基生物墨水来提高3D生物打印保真度及黄酮糖苷类化合物在组织工程等医学应用中的生物利用度是有显著科学意义的。与口服黄酮糖苷类药物相比,3D生物打印黄酮糖苷类化合物基生物墨水可将黄酮糖苷类分子的生物活性直接传递至邻近细胞被有效利用。鉴于其有望改善打印保真度、促进组织再生修复,将黄酮糖苷类化合物基生物墨水称为医用生物墨水。为了验证这一假设并建立生物活性医用生物墨水的研发方案,湖南大学刘海蓉教授课题组提出了一种基于柚皮苷衍生物的新型医用生物墨水,该生物墨水可显著提高3D打印保真度,极大地提高了软骨缺损修复效率(图1)。相关论文在线发表在《Journal of Materials Chemistry B》,湖南大学黄宇婷为本文第一作者,刘海蓉、周征为通讯作者,韩晓筱课题组为本文3D生物打印提供了支持。图1 一种可提高3D打印保真度的柚皮苷衍生的生物墨水加速了软骨缺损修复。柚皮苷(NAR)衍生的生物墨水材料(NARMA-GELMA bioink)由甲基丙烯酰化柚皮苷(NARMA)和甲基丙烯酰化明胶(GELMA)组成,在405 nm光照条件下可快速固化成型。图2结果证明了植物源活性因子黄酮糖苷类化合物柚皮苷和天然高分子明胶的甲基丙烯酰化改性成功,表明NARMA和GELMA具有光聚合交联能力。接着,采用摩方精密nanoArch S140打印机研究载细胞生物墨水的生物打印性能,结果如图3所示,相比于经典的GELMA生物墨水,光固化打印NARMA-GELMA生物墨水结果表明该生物墨水的生物打印结构完整性好、形状保真度高,这一优异的光固化结果得益于NARMA在405 nm处有光吸收特性(图2B)。并且该打印过程条件温和,细胞存活状态良好。最后采用兔关节软骨缺损模型验证了NARMA-GELMA生物墨水的软骨缺损修复性能,结果如图4所示,联合自体软骨细胞的NARMA-GELMA生物墨水修复兔关节软骨缺损一个月后,NARMA-GELMA水凝胶组处理的组织表面光滑、与宿主组织的界面整合程度高、骨软骨界面清晰,在组织学层面上形成了大量的软骨样陷窝结构,分泌了丰富的蛋白聚糖和二型胶原成分。特别是,NARMA-GELMA水凝胶组中软骨细胞呈清晰的梯度排列,与天然软骨相似。表明NARMA-GELMA生物墨水有利于软骨样组织的形成,可提高软骨修复效率、能有效促进体内关节软骨缺损再生修复。该研究拓展了生物墨水材料,为特异性组织再生的医用功能化生物墨水的研究提供了一种新策略。图2 改性柚皮苷和改性明胶的表征。柚皮苷改性前后的FTIR图(A)、UV-Vis图(B)和1H NMR谱(C);明胶改性前后的FTIR图(D)、UV-Vis图(E)和1H NMR谱(F)。图3 采用摩方精密nanoArch S140打印机制备由柚皮苷衍生生物墨水和改性明胶生物墨水转化的水凝胶结构。(A)3D生物打印的CAD模型和切片图案;(B)3D生物打印结构的宏观照片;(C) 3D生物打印结构的活细胞荧光染色图片。图4 生物墨水原位修复关节软骨缺损一个月后的大体观和组织学染色结果。(A)大体观;(B)苏木素-伊红染色(H&E);(C)番红/固绿染色(SO/FG);(D)马松染色(Masson);(E)二型胶原的免疫组化染色(IHC);(F)ICRS大体观评分;(G)O`Driscoll 组织学评分。
  • 中国科大在提升3D打印水凝胶结构分辨率研究方面取得重要进展
    墨水直写3D打印是一种应用广泛的增材制造技术,该方法依赖的墨水成分选择空间大并且制造成本相对低廉。然而,墨水直写方法受制于低打印分辨率,在打印高分辨率的三维结构方面十分困难。水凝胶是一个高度溶胀的高分子网络,失水时可以产生巨大的体积变化,利用三维水凝胶结构的体积收缩来制造微型结构是一个可选的方案。此外,墨水直写方法在打印具有复杂悬空结构时同样面临着挑战,常用的策略是后期将目标材料灌入打印的牺牲模板中来间接制造复杂三维结构。最近的研究工作集中在光固化牺牲模板上,但是去除这些模板一般需要高温处理或有毒溶剂,极大地限制了可灌注的目标材料种类。   近日,中国科大俞书宏院士团队报道了一种提升墨水直写3D打印技术分辨率的方法,该方法是基于一种可打印水凝胶(卡波姆凝胶)的可控收缩特性。研究人员通过引入分子链间的共价键交联赋予了水凝胶干燥后均匀收缩的特性,3D打印水凝胶结构的体积可收缩至原先的0.5%,提升了墨水直写3D打印技术的制造分辨率。此外,研究人员利用该水凝胶体系预先打印牺牲模板,而非将目标材料墨水直接纳入打印墨水体系,无需对目标墨水的流变性能进行重新设计,拓展了可制造材料的种类。该研究成果以“Controlled desiccationof preprinted hydrogel scaffolds toward complex 3D microarchitectures”为题发表在Advanced Materials上。我校博士生崔晨为论文的第一作者,俞书宏院士和高怀岭教授为通讯作者。   为了提高墨水直写3D打印技术的打印复杂度和打印分辨率,研究人员利用具有可控收缩特性的水凝胶微粒作为牺牲模板的墨水,打印的水凝胶牺牲模板在受控干燥后体积收缩了99.5%(图1g),成功制造了具有亚毫米分辨率的复杂三维结构(以双螺旋结构为例)。研究表明,水凝胶中的分子间共价交联是实现水凝胶均匀收缩的关键因素之一。研究人员测试了多种交联方式的水凝胶,验证了该策略的普适性。图1 可控收缩水凝胶通过墨水直写3D打印制备牺牲模板,打印结构经过自然干燥,在保持原先结构的前提下体 积大大减小,由此提升了制造分辨率   为了进一步研究牺牲模板中孔道的几何各向异性对收缩均匀性的影响,研究人员分别打印了具有水平和竖直圆柱形孔道的支架。水平和竖直孔道截面的重叠系数分别为0.94和0.95,表明了孔道结构收缩前后的高形状保持率和水凝胶支架在三维空间的均匀收缩(图2a)。为了探索水凝胶的最大收缩倍数,使用氢氧化钠中和的卡波姆凝胶分别实现了在水平方向上5.95倍、在竖直方向上5.32倍的均匀收缩(图2b)。   研究人员进一步设计了一个具有三维导电通路的逻辑电路和磁性微型机器人作为概念验证。可控收缩的3D打印水凝胶在干燥后构成了微电路支架,注入的液态金属EGaIn构成了内部的导电通路。Micro LED被固定在立方体电路的五个表面上,通过连接底部不同的触点对,Micro LED会被依次点亮(图2g)。利用可控收缩的3D打印水凝胶作为牺牲模板还制造了特征尺寸为90微米的磁性微型机器人。在可控磁场的作用下,该微型机器人具有良好的旋转和运动功能。 图2 水凝胶牺牲支架中孔道的几何各向异性对均匀收缩的影响及制造的三维电路器件   研究人员利用可打印水凝胶的可控收缩特性提升了墨水直写3D打印技术的制造分辨率和结构复杂度。未来,水凝胶辅助3D打印方法将为解决三维微纳制造的经济性和灵活性问题提供新的思路。   该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省高校协同创新项目、中央高校基本科研专项资金等资助。
  • 收缩水凝胶扩展纳米制造
    美国卡内基梅隆大学和中国香港中文大学的研究人员开发了一种能利用各种材料创建超高分辨率、复杂3D纳米结构的策略。研究成果近日发表在《科学》杂志上。研究团队此次开发的新技术,为微加工领域的长期挑战找到新的解决方案:一种将可印刷纳米设备的尺寸减小到几十纳米长、几个原子厚的方法。他们的方案与传统的被称为膨胀显微镜的方式相反,他们在水凝胶中创建材料的3D图案,并将其缩小以获得纳米级分辨率。一般3D纳米级打印机聚焦激光点以连续处理材料并需要很长时间才能完成设计,而研究人员开发的飞秒投影双光子光刻技术,能改变激光脉冲的宽度以形成图案化的光片,从而使包含数十万个像素的整个图像在不影响轴向分辨率的情况下立即打印。该方法比以前的纳米打印技术快1000倍,并可能导致具有成本效益的大规模纳米打印用于生物技术、光子学或纳米设备。研究人员引导飞秒双光子激光修改水凝胶的网络结构和孔径,为水分散性材料创建边界,然后将水凝胶浸入含有金属、合金、金刚石、分子晶体、聚合物或钢笔墨水等纳米颗粒的水中。纳米材料被自动吸引到水凝胶中的印刷图案上并完美组装。随着凝胶收缩和脱水,材料变得更加密集并相互连接。如果将打印的水凝胶放入银纳米颗粒溶液中,银纳米颗粒会沿着激光打印的图案自组装到凝胶中。随着凝胶变干,它可收缩到原来大小的1/13,使银密度足以形成纳米银线并导电。
  • 中科院苏州纳米所钱波团队《AMT》:一种3D打印层状石墨烯气凝胶的新策略
    中科院苏州纳米所钱波团队的郭浩等人提出一种3D打印层状石墨烯气凝胶的新策略。应用3D打印定制的针对不同氧化石墨烯墨水的狭缝挤出头,并在墨水中加入叔丁醇,抑制冰晶生长,最后应用定制挤出头3D打印制备得到层状石墨烯气凝胶,实现相比同类材料更高的电导率和电磁屏蔽性能,以及高灵敏压阻传感性能。图1 3D打印层状石墨烯气凝胶及其电磁屏蔽和压力传感特性 二维材料气凝胶因其在电磁屏蔽、传感器、柔性器件、超级电容器及油污吸附等方面的应用吸引了人们广泛的研究兴趣。由于二维材料本身的各向异性特性,相比各向同性结构,层状二维材料气凝胶在特定方向展示出优异的机械、电子、热性能。然而,目前制备层状结构二维材料气凝胶的方法较少,比较常用的是定向冷冻方法,但该制备方法在尺寸和形状上尚缺乏自由度,在性能上也仍有提升的空间。同时由于,二维材料分散液具有剪切变稀的特性,在剪切力的作用下,可以实现液晶形态的取向分布,如果能充分利用这一特性,将有望通过挤出装置实现取向结构二维材料气凝胶的制备,从而提升样品制备的自由度,并进一步提升材料性能。中科院苏州纳米所钱波团队的郭浩等人针对这一问题,提出一种3D打印层状石墨烯气凝胶的新策略。为充分利用氧化石墨烯墨水的剪切变稀特性,研究团队根据不用配方墨水的剪切变稀特性定制设计并应用摩方精密nanoArch S140高精度光固化3D打印机制备了可使对应氧化石墨烯墨水实现长程有序液晶形态的狭缝挤出头,狭缝尺寸50 μm,应用该挤出头在冷冻衬底上逐层3D打印相对应墨水。由于氧化石墨烯水基墨水中的水在冷冻衬底上结晶生成大尺寸冰晶,这将破坏狭缝挤出氧化石墨烯的液晶形态,为解决这一问题,团队通过调节叔丁醇在墨水中的含量,减小了冷冻衬底上冰晶生长的尺寸,从而降低了冷冻过程对于取向结构的破坏,最终通过冷冻干燥和化学还原实现了层状结构石墨烯气凝胶的制备。图2 根据墨水的流变性能设计并打印挤出头 研究显示,通过3D打印新策略制备的石墨烯气凝胶的层状结构清晰。得益于该层状结构,本研究3D打印的石墨烯气凝胶展示出比同类石墨烯气凝胶更高的电导率(705.6 S m−1)、更高的电磁屏蔽性能(3 mm样品在X波段可实现最高电磁屏蔽能效68.75 dB),并可实现高灵敏的压阻传感性能(清晰的语音和脉搏信号传感分辨能力)。图3 通过墨水配方调控获得良好层状结构的石墨烯气凝胶图4 3D打印层状石墨烯气凝胶的电导率和电磁屏蔽性能图5 3D打印层状石墨烯气凝胶的力学和传感性能研究者相信,此项研究将为具有剪切变稀性能的材料制备层状取向结构材料提供一条新的路径,为纳米材料通过3D打印有序可控组装并实现更高的性能提供一个新的思路。相关论文在线发表在《Advanced Materials Technologies》上。苏州纳米所郭浩为本文第一作者,钱波为本文通讯作者,苏州大学石学军为本文的软件模拟提供了支持。论文信息:A New Strategy of 3D Printing Lightweight Lamellar Graphene Aerogels for Electromagnetic Interference Shielding and Piezoresistive Sensor ApplicationsHao Guo, Tianxiang Hua, Jing Qin, Qixin Wu, Rui Wang, Bo Qian, Lingying Li, Xuejun ShiAdvanced Materials TechnologiesDOI: 10.1002/admt.202101699原文链接:https://doi.org/10.1002/admt.202101699官网:https://www.bmftec.cn/links/7
  • 应用 | 影响喷墨打印质量的重要参数 - 润湿性
    研究背景全反应式喷墨打印(Full Reactive Inkjet Printing, FRIJP)是采用喷墨打印机将一种或多种反应物喷到基材上,利用它们之间产生物理或化学反应以原位形成产物的一种技术。聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)是一种因其低成本、好的生物相容性和高的光学透明度而被广泛应用的硅酮弹性体。首次利用FRIJP成功将聚二甲基硅氧烷(PDMS)油墨打印出复杂的三维几何图形。通过使用制备的基底,可以显著提高PDMS的打印精度,打印的特征分辨率可以高达48 ± 2µ m(X,Y)。材料和方法一种市售的两组分硅酮(PolytekPlatSil71-Silliglass)被用作活性油墨的基础。PDMS油墨的两部分分别称为A(含氢化物)和B(含催化剂),反应结果如图1所示。该配方由A与B的比例为1:1(重量)组成,其中硅酮在铂催化剂的存在下发生交联。该反应不受氧气或水分的抑制,因此可以在没有控制气氛的情况下进行。 图1-PDMS在铂催化剂存在下的交联反应,硅酮氢化物键Si-H被一个额外的Si-C键取代。标记的是PDMS配方中每个组分中的化合物。用于打印的Dimatix材料打印头(DMP)(Dimatix,Fujifilm)的建议操作范围分别为粘度10-12 mPa.s和表面张力28-33 mN/m,但打印头可使用高达30 mPa.s粘度和70mN/m的表面张力。使用醋酸辛酯(octyl acetate, OA)(SigmaAldric O5500)作为粘度改性剂。喷墨打印的一个重要因素,同时也影响墨滴如何在基材形成,这就是油墨的表面张力。通过液滴形状分析仪(KRUSS DSA 100)悬滴法测试墨水的表面张力,同时用座滴法测试了制备的PDMS油墨与基底的接触角。 图2 DSA100 液滴形状分析仪结果与讨论PDMS组分、溶剂和最终油墨的粘度和表面张力值见表1。表1-油墨、溶剂和溶液的性质。通过使用无反应的稀释剂和打印头加热;达到了可打印范围内的粘度(30 mPa.s)。 采用三种材料基底物质,标准玻片、聚四氟乙烯和用1%1H、1H、2H、2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTS)对玻璃片进行化学改性,接触角的结果如表2所示。结果表明,玻璃表面被聚四氟乙烯和PFOTS处理后的接触角都高于玻璃。对固化后的PDMS的接触角进行了分析,显示出比PTFE和PFOTS的基底上更好的润湿性。表2-座滴法测试(KRÜ SS DSA100)墨水A在不同衬底上的接触角。 当使用成型技术时,PDMS能够在大多数材料表面上铺展,但对于喷墨打印,会降低特征分辨率。通过对比三种材料基板;玻璃、聚四氟乙烯涂层玻璃和PFOTS涂层玻璃的接触角,来分析油墨在基板上的打印分辨率。从接触角和打印网络测试结果结合来看,油墨在未经处理的玻璃表面完全铺展开,液滴尺寸达到了150μm,同时玻璃表面的接触角也是最小的。PFOTS涂层玻璃和聚四氟乙烯涂层玻璃的液滴尺寸相似,分别为48 ± 2µ m和64 ± 2µ m。油墨在PFOTS涂层玻璃上的接触角最大,使得PFOTS涂层玻璃上的液滴能够更小、更圆,因此使用PFOTS衬底可以获得最好的特征分辨率。 图3-(a)将一滴墨水a和b打印到未经处理的载玻片上的结果。(b)在制备好的聚四氟乙烯涂层载玻片打印组成墨水a和墨水b的印刷网格和(c)在PFOTS涂层玻璃上的网格结论本文研究了PDMS的反应式喷墨印刷技术,并且通过优化PDMS油墨在基底上的润湿性,来获得更好的打印分辨率。在印刷过程中,油墨与印刷介质之间的润湿性能对于印刷质量和油墨的附着力具有重要影响。因此,评估油墨在印刷介质上的润湿性能对于印刷质量的控制和油墨的选择具有重要意义。本文有删减,详细信息请参考原文:C.Sturgess, C.Tuck, I. A. Ashcroft and R. D. Wildman, J. Mater. Chem. C, 2017,DOI: 10.1039/C7TC02412F.
  • 石墨烯前沿最新综述精选(内附石墨烯网络研讨会参会福利)
    石墨烯具备超强导热性与导电性、以及轻质高强、柔性、透明等无比伦比的特性,被誉为“新材料之王”,应用前景十分广阔。自2004 年问世以来,关于石墨烯的研究热度持续不减,新兴研究领域不断被开拓。本文对近期石墨烯领域的部分综述进行盘点汇总,以此总结该领域最新前沿科研成果,以飨读者。(鉴于篇幅的原因不能面面俱到,如有遗漏,欢迎大家留言补充。)宁波材料所在石墨烯复合硅碳负极材料及其高能量密度锂离子电池方面取得进展动力电池、消费类电池等终端产品对高能量密度锂离子电池需求越来越强。目前,产业界主要采取硅碳复合路线来提升硅基负极应用水平,但高比容量的硅碳负极材料嵌/脱锂过程体积膨胀巨大,循环过程中活性材料会发生结构失效导致电接触变差,表面固体电解质膜反复破裂/再生导致电解液快速消耗,锂离子电池可逆容量迅速衰减。针对硅碳负极材料的体积膨胀问题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所刘兆平研究团队从源头出发,创新性地构筑了高机械稳定的自机械抑制石墨烯复合硅碳负极材料。刘兆平团队将氧化亚硅和石墨烯浆料在液相体系混合均匀,其中沥青作为添加剂,通过喷雾干燥、高温热处理和化学气相沉积等一系列工艺,制备类球形的石墨烯/沥青裂解碳封装硅氧化物复合负极材料(SiOx/Graphene/C,简称SGC),SGC复合负极材料可维持石墨烯宏观结构的完整性和机械稳定性。自机械抑制石墨烯复合硅碳负极材料制备研究表明,SGC复合负极材料可抑制SiOx摄锂量,降低体积膨胀,提升循环稳定性。该高性能石墨烯复合硅碳负极材料已成功实现产业化,研制出能量密度达350-400Wh/kg的系列新型高能量密度锂离子电池。俄罗斯借石墨烯涂层开发出新材料:用“微电厂”取代电池技术俄罗斯国立研究型技术大学与俄罗斯科学院微电子技术问题研究所科研人员,通过沉积石墨烯涂层技术开发出一种独特的硅纳米复合材料,这一研发成果将加速直接放置在电子产品印刷电路板上的“微电厂”技术的发展。俄罗斯国立研究型技术大学半导体与电介质材料科学系副教授叶卡捷琳娜戈斯捷娃解释说:“我们提出了独一无二的方法,在硅结构整个深度的孔道内壁上沉积多层石墨烯涂层。目前没有其他方法可以生产用于高效微燃料电池的电极。这种电源不仅可以为设备提供长期备用电源,而且可能会随着时间的推移取代电池。”郑大《ACS Nano》:MXene/石墨烯气凝胶实现超强电磁波吸收!郑州大学申长雨院士和刘春太教授课题组通过定向冷冻法和肼蒸汽还原法制备得到一种新型的含有磁性Ni纳米链锚定的三维MXene/石墨烯复合气凝胶(命名为NiMR-H)。特殊的取向结构和介电/磁性组分的异质界面有利于获得优异的吸波性能,具有良好的阻抗匹配、多重极化和电/磁耦合效应。NiMR-H气凝胶制备示意图及结构形貌表征图中国科大实现二维石墨烯室温铁磁性中国科学技术大学国家同步辐射实验室教授闫文盛研究组与副研究员孙治湖合作,通过磁性金属原子精确可控掺杂策略,实现二维石墨烯的室温铁磁性。该研究组利用两步浸渍—热解的方法,在氮原子辅助下,将钴原子掺杂在石墨烯晶格中,样品在室温下饱和磁化强度为0.11emu/g,居里温度达到400K。通过同步辐射软、硬X射线谱学技术和多种X射线谱学解析方法,研究人员证实样品中的钴是以平面四边形四氮化钴结构单元原子级分散于石墨烯晶格中的,排除了磁性起源于钴相关第二相的可能,四氮化钴结构单元是室温铁磁性的主要来源。精确可控的钴原子掺杂激活石墨烯室温铁磁性曹原一周连发两篇《Nature》:魔角石墨烯再次突破021年4月1日,来自美国麻省理工学院的曹原(通讯兼第一作者)&Pablo Jarillo-Herrero等研究者,通过进行热力学和输运测量,研究了魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)的对称性破缺多体基态和非平凡拓扑现象。同时,也使魔角石墨烯的理论和实验都更趋近于一个统一的框架,为我们开发新型的量子材料,带来了更多可能。4月7日,曹原再发《Nature》,本文是关于魔角石墨烯中的Pomeranchuk效应的熵证据。当前相关态的杂化特性和能量尺度的大分离对于双层扭曲石墨烯中相关态的热力学和输运性质具有重要意义。山西大学:利用OAT法实现超高垂直石墨烯薄膜生长山西大学激光光谱研究所陈旭远教授团队在三维竖直石墨烯制备及储能应用领域取得突破性进展,研究成果近日发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。该团队开发了一种氧辅助“修正”(OAT)工艺以消除过密的石墨烯片层,阻止片层随时间增长而聚集,克服了生长过程中竖直石墨烯厚度饱和的现象。未聚合的竖直石墨烯陈旭远团队利用这种方法合成了高达80微米的超高竖直石墨烯,并应用于超级电容器中,获得了241.35mF cm–2的面积比电容,展现出了优越的电化学性能及储能能力。值得注意的是,80微米的高度并非该合成技术所能达到的最大值,通过氧辅助“修正”工艺可以获得任意高度的竖直石墨烯。这项工作对于高负载竖直石墨烯的合成具有重要的指导意义。与IC兼容的制造工艺和出色的储能能力使得OAT竖直石墨烯在集成芯片、器件领域中具有非常大的应用潜力。 《ACS Macro Letter》3D打印明胶氧化石墨烯墨水实现自发成肌分化釜山国立大学Dong-Wook Han与韩国亚洲大学Ki Dong Park教授团队在高分子领域顶刊《ACS Macro Letters》上发表了其最新研究成果,由富含酚的明胶(GHPA)和氧化石墨烯(GO)组成的3D可打印生物墨水,是诱导肌发生的材料的组成部分,可通过双重酶介导的交联反应原位形成水凝胶网络。原位可固化的GO/GHPA水凝胶可以成功地用作3D可打印的生物墨水,以提供合适的细胞微环境,并促进C2C12骨骼肌成肌细胞的成肌分化。总体而言,研究团队建议功能性生物墨水可能在肌肉组织工程和再生医学中有用。GO/GHPA水凝胶基质的3D生物打印和理化特性“石墨烯检测技术及应用进展”主题网络研讨会随着业界对石墨烯的高度关注,我国石墨烯研发和产业化得到了快速发展,但其产业化仍然面临诸多挑战和问题。石墨烯的“杀手锏”级应用仍在探索中,石墨烯标准、检测体系不完善,产品鱼龙混杂,市场亟需标准化。基于此,仪器信息网联合国家石墨烯产品质量监督检验中心、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组,将于2021年5月11日举办 “石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议。邀请业内专家以及厂商技术人员就石墨烯最新应用研究进展、检测技术、检测方法、质量评价体系及标准化等展开探讨,推动我国石墨烯产业健康发展。会议日程报告主题报告人单位绝缘衬底表面石墨烯晶圆生长研究进展王浩敏中国科学院上海微系统与信息技术研究所待定刘峥国家石墨烯产品质量监督检验中心待定谭平恒中国科学院半导体研究所石墨烯导热增强复合材料与热界面材料林正得中国科学院宁波材料技术与工程研究所二维半导体及异质结的生长与光电性能调控肖少庆江南大学石墨烯等低维纳米材料的标准化动态和展望丁荣全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组更多报告邀请中……报名方式扫描下方二维码或点击以下链接即可进入报名页面。(会议链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Graphene2021/) 报名参会加入会议交流群,随时掌握会议动态
  • 使用原代细胞3D生物打印皮肤组织模型
    导读皮肤是我们与外部环境的第一个主要接口,是一个非常有吸引力的再生器官,在过去40年里,科学家们对它进行了大量的探索(Loai, 2019 Tarassoli, 2017)。皮肤组织模型的广泛应用领域,从药物筛选到化妆品测试和伤口愈合研究,部分原因是因为皮肤组织的组成相对简单,可以描述为两个主要层,每层都具有一种主要细胞类型。在过去已经建立了2D模型和培养系统。然而,这些模型并不能完全重述原生皮肤,也缺乏3D模型提供的空间组织(Loai,2019 Singh,2020 Vijayavenkataraman,2016)。为了增加物理相关性,提高体外结果与体内条件的可译性,迫切需要3D皮肤组织模型。仪器:CELLINK BIOX墨水:GelXA Skin生物墨水和Col MA生物墨水细胞:人真皮成纤维细胞、表皮角质形成细胞过程:❶设计皮肤模型❷打印真皮层和表皮层❸3D生物打印皮肤组织模型转移到transwell板中,皮肤组织模型从液体培养到气液界面培养。结果:该皮肤组织模型的构建方法创建了一个完整且坚固的结构,可保持它在整个实验过程中的形状。样品横切面的H&E染色初步表明,6天时真皮和表皮这两个隔室之间的连接很弱。但在第14天,两层已经合并(图4)。在第14天,可以看到表皮平滑地跟随真皮的轮廓,真皮和角质形成细胞开始重组。进一步观察表皮发育,免疫荧光图像显示角蛋白14的表达在整个培养过程中保持不变,而角蛋白10和聚丝蛋白的表达在第14天增加。角蛋白10作为分化角质细胞的标记物,位于表皮的中间部分,而角化层的标记物聚丝蛋白应位于表皮的最外层。角蛋白10和聚丝蛋白表达的明显增加表明角质细胞已经开始分化。在第14天,聚丝蛋白的表达向结构的顶部,朝向气-液界面,显示了细胞在生物打印模型内的重组能力。总结:这项研究举例说明了如何使用原代细胞培养系统和CELLINK的3D生物打印平台进行全厚度皮肤组织模型的3D生物打印。★ GelXA SKIN生物墨水为皮肤发育提供了良好的环境,ColMA表皮生物墨水支持皮肤组织模型内表皮的形成。★ 该皮肤模型设计为表皮和真皮的发育形成了一个稳定的平台,在14天的培养期间保持稳定,但它可以培养更长时间,以允许其他真皮和表皮标记物进一步成熟。
  • 水质检测部门几项实验 揭穿净水器推销背后骗局
    p  家中的自来水经电解器“检测”后,变得浑浊不堪,并有脏兮兮的絮状漂浮物,而纯净水电解后却安然无恙。“长期喝这样的自来水,人能不生病吗?”在净水器推销人员的“忽悠”下,很多消费者掏钱购买净水器,并且这种骗术已向农村渗透。为了揭穿“电解水”背后的谎言,19日,聊城水务水质检测有限公司在记者的见证下,通过实验进行了揭秘。/pp  为做好实验,聊城水务水质检测有限公司准备好了实验器材,分别是自来水、农夫山泉矿泉水、娃哈哈纯净水、食盐、电击器(阳极为铁棒,阴极为铝棒)。/pp  第一项实验是自来水与纯净水。实验中,实验人员将电解器的电解棒同时插入自来水和纯净水杯中,打开电源后,自来水杯顿时有小气泡冒出,水的颜色慢慢变成浅绿色,大约一分钟后,水的颜色越来越深,最后变成黑褐色,并有一些絮状漂浮物悬在水中。而纯净水在电解过程中颜色却没有发生变化,颜色如初。/pp  这是不是表示自来水水质差,或者重金属超标呢?实验人员又拿了一杯农夫山泉矿泉水与纯净水做对比实验。结果,打开电源后,农夫山泉矿泉水中也有小气泡冒出,水的颜色慢慢变成浅绿色,一分钟过后,颜色加重。/pp  为了让实验更加有说服力,实验人员从同一瓶纯净水中倒出两杯纯净水,其中,一杯纯净水中加入少许食盐。接下来的实验过程,让记者豁然开朗,原来加入食盐的纯净水像倒入了墨水一样,颜色立即变成了黑褐色,而未加食盐的纯净水依然洁净如初。/pp  全部实验结果出炉:经一番电解检测后,纯净水未变色,矿泉水颜色变成浅绿色,自来水变成了黑褐色,加食盐的纯净水变成了黑褐色,并且颜色最重。/pp  对此现象,聊城水务水质检测有限公司崔占勇解释说,通电后,铁棒电极会发生反应产生亚铁离子,在水溶解过程中进一步氧化成三价亚铁离子,在水中其呈棕红色,进一步反应后呈现黑褐色。水面有悬浮物也是由放进水中的电极棒发生化学反应所致。/pp  “自来水、矿泉水中都含有钙、镁离子,这种元素具有导电性,所以通电后,铁棒中的铁离子会与之发生化学反应,产生的黑色物质也是化学反应的产物,并不代表水质差或重金属超标,纯净水中不含钙、镁离子,没有导电性,所以水的颜色不会发生变化,而加入食盐后会随之变色,因为食盐中有多种导电性离子。”崔占勇说,由于自来水、瓶装矿泉水和加盐的纯净水中含钙、镁等导电的离子多少不同,所以与铁离子的化学反应程度不同,水颜色的深浅也不同。/pp  “电解水产生的看起来比较脏的物质,不是水里的物质,而是与铁离子发生化学反应的产物。”崔占勇进一步解释说,钙、镁离子是人体必需的营养元素,所以长期饮用纯净水对身体没有好处。/pp  对于做这一实验的目的,崔占勇说,近年来,有些不良商家为了推销净水器,而采用电解器“检测”居民家中自来水,欺骗误导消费者购买他们的产品,而这种做法在农村尤为突出。/pp  “让消费者购买净水器无可厚非,但他们不应采取这种不科学、不道德的方法来欺骗和误导消费者,并且他们的说辞对自来水公司而言也不公平。”崔占勇说,作为专业的检测部门,他们有义务也有责任以专业的检测设备揭穿这一骗局,以便让广大消费者理性消费。(记者 岳耀军)/pp style="TEXT-ALIGN: center"  img title="1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/9a8281ce-ffe1-42f6-a2e9-3638d7ca90e7.jpg"//pp  同样的纯净水,加食盐和不加食盐颜色大不同。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/61004414-8186-403f-890e-e73200b74d36.jpg"//p
  • 赛默飞发布染料中阴离子的检测方案
    2014年4月28日,上海 —— 科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)近日发布了染料中阴离子的检测方案。新发布的检测方案传承赛默飞在化学检测和科学服务领域的卓越能力,主要适用于染料检测行业,为用户提供水溶性染料分析的参考依据和数据。水溶性染料中盐含量是墨水生产中需要控制的一项重要指标,采用膜分离或化学法可除去大部分盐,做成墨水后剩余的微量盐对墨水的应用性能及设备的损害仍有着不可忽视的影响,水溶性染料对盐的含量有严格的限制,所以必须建立测定水溶性染料中微量盐的方法。国家标准对染料中的微量盐检测是采用电导率法,方法易受不同复杂基体的干扰。离子色谱法(www.thermo.com.cn/Category1544.html) 是分析无机阴离子的理想有效方法,对于简单组成的染料,可以稀释后直接进样分析。但是大部分染料样品基体复杂,直接进样对色谱分离柱的损伤比较大。在赛默飞发布的染料中阴离子检测方法中,通过利用谱睿(Pre)在线样品前处理技术,建立了柱前在线去除偶氮染料中基体干扰物的方法,避免了以往离线前处理方法的不足及繁复的人工操作过程。采用 Thermo Scientific ? ICS-1600 离子色谱系统(www.thermo.com.cn/Product6475.html) 测定染料中的无机阴离子,无需繁复的样品处理步骤,方法简便、快捷,线性范围内相关性好,准确度高,受其他因素干扰小,用于染料中的无机盐测定,具有较高的实用价值。ICS-1600离子色谱系统详情:www.thermo.com.cn/Product6475.html应用手册下载链接:www.thermo.com.cn/Resources/201501/22121242695.pdf--------------------------------------------------------------------------------关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com赛默飞世尔科技中国赛默飞世尔科技进入中国发展已有30多年,在中国的总部设于上海,并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉等地设立了分公司,员工人数约3700名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等,提供实验室综合解决方案,为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求,现有8家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在全国共设立了6个应用开发中心,将世界级的前沿技术和产品带给国内客户,并提供应用开发与培训等多项服务;位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术,研发适合中国的技术和产品;我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队,在全国有超过2000名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息,请登录网站www.thermofisher.cn
  • 墨西哥建议制订消费品铅含量限制
    墨西哥政府拟议就一系列消费品中的最高铅含量限制设立PROY-NOM-004-SSA1-2013标准,号召利益相关方于8月12日之前提交意见。该提案将禁止铅化合物作为成分或原料用于生产油漆、搪瓷、涂料、油墨、釉陶以及用于盛放或处理食品/饮料的陶瓷器 玩具、铅笔、钢笔和绘画颜料、制模粘土以及其他学校用品 油墨、化妆品、家具和住宅楼、写字楼、学校、幼儿园的内外墙涂料 乳液和指甲油以及其他可能会与人发生接触的含有铅化合物的消费品。最高铅含量限制将按照以下标准验证并应用。  NOM-003-SSA1-2006 -颜料、墨水、清漆、木器漆和指甲油标签的卫生要求。  NOM-231-SSA1-2002 -釉面陶器、釉面陶瓷中可溶性铅和镉含量的测试程序。  NOM-252-SSA1-2011-玩具和学生用品中某些重金属的生物利用度限值以及化学规格和测试程序。  生产商、销售商和进口商将被要求保持记录显示其产品不含有铅基材料。该提案将允许在以下情况下使用铅化合物:(1)工业防护涂层 (2)用于工业或农业设备的涂料涂层,包括园艺器具和设备 (3)商业和工业设备防护的涂料涂层,包括平面信号漆和安全漆 (4)艺术品涂层(如产品销售的专用广告牌、路标和类似项目,以及工业设施上的标识符)。  该标准将在其公布于墨西哥公报刊登之日起的一年后生效。利益相关企业可以就库存或商店货架上的不符合标准的产品在标准生效后申请获得一次豁免。相关企业可以在最终标准公布之日起,直至其生效前三个月提交相关申请文件。
  • 赛默飞世尔科技扩展流变仪紫外固化测试单元的配件范围
    &mdash &mdash 满足行业对紫外线固化日益增长的需求中国,上海(2011年12月1日)- 作为全球科学服务领域领导者的赛默飞世尔科技公司今日宣布已扩大其流变仪配件范围,以满足紫外线固化单元的要求。这将满足日益增长的行业需求,即应用紫外线辅助热固化工艺取代热固化,以提高生产率,并进一步促进环境的持续发展。 采用常见的振荡剪切方法通常难以对涂覆过程中(如牙科中)短短几秒钟内可能发生的紫外线诱导反应进行监测。为应对这一挑战,赛默飞世尔科技为赛默科技哈克MARS高端流变仪研发出&ldquo 快速振荡模式&rdquo 。采用这种新的&ldquo 快速振荡方法&rdquo 可获得与振荡频率无关的 500Hz 更高数据采集率,从而满足极快固化材料的具体需要。 如今客户可在4 种紫外线测量配置中做出选择:► 标准型式的紫外线测量单元安装到温度控制装置(液体循环器控温、电加热或帕尔帖板),在环境温度下适于墨水等紫外线固化材料。 ► 在更高温度下适于热辅助固化工艺的紫外线单元可用于哈克MARS流变仪。该元件整合到流变仪的辐射对流炉 (CTC) 内,涵盖温度范围为 -150℃~600℃。► 光导管、聚光器和玻璃板等光学部件的可定制紫外线单元(照射距离可自由调整)模拟了生产工艺中光学部件的配置,比如:用于制造隐形眼镜的光学部件。► 对于在紫外线固化材料上进行的测量,已研发哈克MARS流变仪平台用新模块。当模块安装到测量头上时,该模块可与流变仪的Rheonaut 模块一并使用,后者允许同时测量流变性能和FT-IR光谱,从而研究样品范围内发生的结构变化。 可通过赛默科技哈克RheoWin 测量与评估软件选择并启用市场可买到的光源。粉末涂料、粘合剂、密封剂、焊接材料和墨水或隐形眼镜等应用可以配备这些测量元件。作为流变学领域的先锋之一,赛默飞世尔科技运用其全面的赛默科技材料特性方案成功地支持了大量行业。材料特性方案分析并测量了塑料、食物、化妆品、药品和涂料、化学品或石化产品以及各种液体或固体等的粘度、弹性、加工性和温度相关力学变化。详情请登录www.thermoscientific.com/mc。Thermo Scientific HAAKE MARS 流变仪 关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技公司是全球科学服务领域的领导者。我公司的使命是帮助客户把世界变得更健康、更洁净、更安全。我公司收入接近 110 亿美元,拥有约 37000 名员工,服务对象包括医药和生物技术公司、医院、临床诊断实验室、大学、研究所和政府机构以及环境与工艺控制行业等范围内的客户。我公司通过赛默科技与飞世尔科技两个主打品牌为我公司的主要股东创造价值,赛默科技与飞世尔科技提供了一个持续技术开发的独特组合和最方便的购买任择权。我公司产品和服务有助于加快科学探索步伐,并解决从复杂研究到常规试验再到现场应用等各个环节中所遇到的分析方面的挑战。请登录www.thermofisher.com ,或中文网站www.thermofisher.cn
  • 生态环境部公布2月和1-2月全国地表水、环境空气质量状况
    生态环境部近日向媒体公布了2020年2月和1-2月全国地表水、环境空气质量状况。  一、地表水  (一)总体情况  2月,1940个国家地表水考核断面中(实测1934个),水质优良(Ⅰ-Ⅲ类)断面比例为79.9%,同比上升4.9个百分点 劣Ⅴ类断面比例为2.2%,同比下降4.4个百分点。主要污染指标为化学需氧量、总磷和高锰酸盐指数。  图12020年2月全国地表水水质类别比例  1-2月,1940个国家地表水考核断面中(实测1934个),水质优良(Ⅰ-Ⅲ类)断面比例为79.3%,同比上升4.6个百分点 劣Ⅴ类断面比例为2.6%,同比下降4.3个百分点。主要污染指标为化学需氧量、总磷和氨氮。  国家地表水环境质量监测网监测结果表明,新冠肺炎疫情发生以来,全国及重点流域水污染物排放量下降明显,水质优良断面比例同比有所上升,劣Ⅴ类断面比例同比有所下降。  图22020年1-2月全国地表水水质类别比例  (二)主要江河水质状况  2月,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大流域及西北诸河、西南诸河和浙闽片河流Ⅰ-Ⅲ类水质断面比例为82.5%,同比上升5.6个百分点 劣Ⅴ类为1.9%,同比下降5.3个百分点。主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和氨氮。其中,西北诸河、西南诸河和长江流域水质为优,浙闽片河流、珠江和黄河流域水质良好,淮河、松花江、海河和辽河流域为轻度污染。    图32020年2月七大流域和西南、西北诸河及浙闽片河流水质状况  1-2月,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大流域及西北诸河、西南诸河和浙闽片河流Ⅰ-Ⅲ类水质断面比例为82.4%,同比上升5.3个百分点 劣Ⅴ类为2.5%,同比下降5.0个百分点。主要污染指标为化学需氧量、氨氮和高锰酸盐指数。其中,西北诸河、西南诸河、长江流域、浙闽片河流和珠江流域水质为优,黄河流域水质良好,淮河、松花江、海河和辽河流域为轻度污染。    图42020年1-2月七大流域和西南、西北诸河及浙闽片河流水质状况  (三)重要湖(库)水质状况及营养状态  2月,监测的111个重点湖(库)中,Ⅰ-Ⅲ类水质湖库个数占比为75.7%,同比上升5.2个百分点 劣Ⅴ类水质湖库个数占比为6.3%,同比上升2.1个百分点。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。监测富营养化状况的107个重点湖(库)中,1个湖(库)呈重度富营养状态,占0.9% 5个湖(库)呈中度富营养状态,占4.7% 20个湖(库)呈轻度富营养状态,占18.7% 其余湖(库)未呈现富营养化。其中,太湖为轻度污染、轻度富营养,主要污染指标为总磷 巢湖水质良好、轻度富营养 滇池为轻度污染、轻度富营养,主要污染指标为化学需氧量 洱海、丹江口水库水质为优、中营养 白洋淀水质良好、轻度富营养。与去年同期相比,巢湖和白洋淀水质有所好转,太湖、滇池、洱海和丹江口水库水质无明显变化 太湖、巢湖、滇池、洱海、丹江口水库和白洋淀营养状态均无明显变化。  1-2月,监测的111个重点湖(库)中,Ⅰ-Ⅲ类水质湖库个数占比为73.0%,同比上升1.2个百分点 劣Ⅴ类水质湖库个数占比为5.4%,同比上升0.2个百分点。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。监测富营养化状况的107个重点湖(库)中,4个湖(库)呈中度富营养状态,占3.7% 20个湖(库)呈轻度富营养状态,占18.7% 其余湖(库)未呈现富营养化。其中,太湖为轻度污染、轻度富营养,主要污染指标为总磷 巢湖水质良好、轻度富营养 滇池为轻度污染、轻度富营养,主要污染指标为化学需氧量 洱海和丹江口水库水质为优、中营养 白洋淀为轻度污染、轻度富营养,主要污染指标为化学需氧量。与去年同期相比,巢湖和洱海水质有所好转,太湖、滇池、丹江口水库和白洋淀水质无明显变化 太湖、巢湖、滇池、洱海、丹江口水库和白洋淀营养状态均无明显变化。  (四)地级及以上城市国家地表水考核断面排名  参加排名的全国地级及以上城市,覆盖2050个国控断面(其中1940个为国家地表水考核断面,110个为入海控制断面)。2月,全国地级及以上城市中,玉树、海南、金昌等30个城市国家地表水考核断面水环境质量相对较好(从第1名到第30名),铜川、沧州、辽阳等30个城市国家地表水考核断面水环境质量相对较差(从倒数第1名到倒数第30名)。1-2月,全国地级及以上城市中,海南、玉树、柳州等30个城市国家地表水考核断面水环境质量相对较好(从第1名到第30名),铜川、沧州、吕梁等30个城市国家地表水考核断面水环境质量相对较差(从倒数第1名到倒数第30名)。详见附表1~附表4。  二、环境空气  2月,全国337个地级及以上城市平均优良天数比例为87.7%,同比上升12.7个百分点 PM2.5浓度为40微克/立方米,同比下降27.3% PM10浓度为56微克/立方米,同比下降30.0% O3浓度为100微克/立方米,同比上升9.9% SO2浓度为10微克/立方米,同比下降23.1% NO2浓度为18微克/立方米,同比下降28.0% CO浓度为1.2毫克/立方米,同比下降14.3%。  1-2月,全国337个地级及以上城市平均优良天数比例为78.3%,同比上升7.4个百分点 111个城市环境空气质量达标,同比增加28个 PM2.5浓度为53微克/立方米,同比下降13.1% PM10浓度为70微克/立方米,同比下降21.3% O3浓度为97微克/立方米,同比上升10.2% SO2浓度为12微克/立方米,同比下降20.0% NO2浓度为25微克/立方米,同比下降21.9% CO浓度为1.5毫克/立方米,同比下降11.8%。  图52020年1-2月全国337个地级及以上城市各级别天数比例    图62020年1-2月全国337个地级及以上城市六项指标浓度及同比变化  2月,京津冀及周边地区“2+26”城市平均优良天数比例为70.6%,同比上升34.4个百分点 PM2.5浓度为62微克/立方米,同比下降42.6%。1-2月,平均优良天数比例为47.3%,同比上升11.6个百分点 PM2.5浓度为91微克/立方米,同比下降15.7%。  北京市2月优良天数比例为72.4%,同比上升8.1个百分点 PM2.5浓度为63微克/立方米,同比上升18.9%。1-2月,优良天数比例为76.7%,同比上升5.5个百分点 PM2.5浓度为61微克/立方米,同比上升15.1%。  长三角地区41个城市2月平均优良天数比例为93.7%,同比上升22.5个百分点 PM2.5浓度为37微克/立方米,同比下降37.3%。1-2月,平均优良天数比例为80.5%,同比上升17.0个百分点 PM2.5浓度为50微克/立方米,同比下降24.2%。  汾渭平原11个城市2月平均优良天数比例为65.2%,同比上升38.6个百分点 PM2.5浓度为65微克/立方米,同比下降39.8%。1-2月,平均优良天数比例为43.8%,同比上升16.4个百分点 PM2.5浓度为93微克/立方米,同比下降21.8%。  国家环境空气质量监测网监测结果表明,新冠肺炎疫情发生以来,全国及重点区域大气污染物排放量下降明显,平均优良天数比例同比均有所上升。  2月,168个重点城市中运城、太原、包头市等城市空气质量相对较差(从倒数第1名至并列倒数第20名) 拉萨、海口、惠州市等城市空气质量相对较好(从第1名至并列第19名,见附表5)。  1-2月,168个重点城市中包头、临汾、石家庄市等城市空气质量相对较差(从倒数第1名至倒数第20名) 海口、拉萨、丽水市等城市空气质量相对较好(从第1名至第20名,见附表6)。 附表12020年2月国家地表水考核断面水环境质量状况排名前30位城市及所在水体排名城市考核断面所在水体1玉树藏族自治州通天河2海南藏族自治州黄河,龙羊峡水库3金昌市金川河4黔东南苗族侗族自治州巴拉河,都柳江,清水江,沅江,舞水,渠水5柳州市融江,柳江,洛清江6厦门市西溪7桂林市寻江,甘棠江,湘江,夫夷水,桂江,洛清江,漓江8张掖市黑河,东大河,北大河9日喀则市朋曲,雅鲁藏布江,年楚河10陇南市白龙江11怒江傈僳族自治州怒江12昌吉回族自治州开垦河,三屯河13贵港市郁江,浔江14恩施土家族苗族自治州唐岩河,酉水,郁江,长江,溇水,清江15鹰潭市白塔河,信江16吐鲁番市白杨河17云浮市西江18攀枝花市雅砻江,金沙江19河池市龙江,龙岩滩水库,红水河20雅安市大渡河,青衣江21衢州市马金溪,乌溪江,铜山源水库,常山港,江山港,衢江,灵山港22湘西土家族苗族自治州酉水,峒河,沅江23丽水市湖南镇水库,小溪,好溪,龙泉溪,松阴溪,瓯江,大溪,松源溪24黄山市率水,昌江,新安江,横江,太平湖,练江25黔南布依族苗族自治州都柳江,清水江,濛江,樟江,红水河,重安江,羊昌河26百色市右江,澄碧河,难滩河,剥隘河,万峰湖27甘孜藏族自治州金沙江,大渡河28汉中市嘉陵江,汉江29吉安市孤江,乌江,遂川江,蜀水,赣江,禾水30景德镇市昌江,乐安河,南河  附表22020年2月国家地表水考核断面水环境质量状况排名后30位城市及所在水体排名城市考核断面所在水体倒1铜川市石川河倒2沧州市子牙河,沧浪渠,宣惠河,北排河,子牙新河,石碑河,廖佳洼河,南排河,漳卫新河,青静黄排水渠倒3辽阳市二道河*,下达河*,汤河*,太子河,北沙河倒4吕梁市黄河*,岚漪河,湫水河,屈产河,文峪河,磁窑河,岚河,蔚汾河,三川河倒5乌兰察布市大黑河,御河倒6滨州市幸福河*,黄河*,德惠新河,小米河,小清河,支脉河,徒骇河,马颊河,漳卫新河,潮河倒7邢台市牛尾河,滏阳河,卫运河倒8博尔塔拉蒙古自治州赛里木湖*,艾比湖倒9赤峰市老虎山河*,乌尔吉沐沦河,西拉木沦河,老哈河倒10东营市挑河,神仙沟,广利河倒11天津市南运河*,尔王庄水库*,子牙河*,引滦天津河*,北运河*,南水北调天津段*,州河*,于桥水库,海河,洪泥河,果河,潮白新河,永定新河,北排河,蓟运河,独流减河,沧浪渠,子牙新河,青静黄排水渠倒12日照市沭河,付疃河倒13辽源市东辽河倒14潍坊市潍河*,白浪河,虞河,峡山水库,弥河,小清河,北胶莱河倒15廊坊市龙河*,泃河,北运河,子牙河,潮白新河,大清河,潮白河倒16延安市北洛河,延河,仕望河,王瑶水库,清涧河倒17临汾市沁河*,昕水河,汾河,浍河倒18青岛市崂山水库*,吉利河*,李村河,风河,墨水河,大沽河,白沙河,海泊河,北胶莱河倒19周口市泉河,黑茨河,涡河,颍河,贾鲁河倒20盘锦市绕阳河,大辽河,辽河倒21淄博市沂河,小清河倒22开封市涡河,惠济河倒23通辽市西辽河倒24玉溪市抚仙湖*,元江*,曲江,星云湖,杞麓湖,南盘江倒25沈阳市拉马河*,柳河,蒲河,辽河,浑河,细河倒26阜新市西细河倒27七台河市倭肯河倒28邯郸市漳河*,卫运河,滏阳河,马颊河,洺河倒29铁岭市凡河*,柴河*,清河,辽河,招苏台河,寇河,亮子河倒30揭阳市龙江粤东,榕江南河,榕江北河  注:表中带*水体水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅰ类或Ⅱ类。  附表32020年1-2月国家地表水考核断面水环境质量状况排名前30位城市及所在水体排名城市考核断面所在水体1海南藏族自治州黄河,龙羊峡水库2玉树藏族自治州通天河3柳州市洛清江,融江,柳江4金昌市金川河5雅安市大渡河,青衣江6桂林市寻江,甘棠江,湘江,漓江,桂江,洛清江,夫夷水7张掖市东大河,黑河,北大河8攀枝花市雅砻江,金沙江9云浮市西江10陇南市白龙江11怒江傈僳族自治州怒江12黔东南苗族侗族自治州巴拉河,沅江,清水江,都柳江,舞水,渠水13河源市东江,新丰江水库14昌吉回族自治州开垦河,三屯河15河池市红水河,龙江,龙岩滩水库16贵港市郁江,浔江17吐鲁番市白杨河18崇左市左江,明江19恩施土家族苗族自治州唐岩河,郁江,长江,溇水,清江,酉水20甘孜藏族自治州金沙江,大渡河21湘西土家族苗族自治州酉水,峒河,沅江22来宾市红水河,黔江,柳江23汉中市嘉陵江,汉江24日喀则市朋曲,雅鲁藏布江,年楚河25吉安市孤江,乌江,蜀水,遂川江,赣江,禾水26绵阳市通口河,涪江,鲁班水库27黔南布依族苗族自治州都柳江,清水江,濛江,樟江,红水河,羊昌河,重安江28迪庆藏族自治州澜沧江,金沙江29百色市右江,难滩河,澄碧河,剥隘河,万峰湖30昌都市澜沧江,金沙江,怒江  附表42020年1-2月国家地表水考核断面水环境质量状况排名后30位城市及所在水体排名城市考核断面所在水体倒1铜川市石川河倒2沧州市沧浪渠,子牙河,子牙新河,石碑河,廖佳洼河,南排河,青静黄排水渠,宣惠河,北排河,漳卫新河倒3吕梁市岚漪河,黄河,蔚汾河,文峪河,磁窑河,湫水河,屈产河,岚河,三川河倒4日照市沭河,付疃河倒5邢台市牛尾河,滏阳河,卫运河倒6滨州市幸福河*,德惠新河*,黄河*,小米河,小清河,支脉河,徒骇河,潮河,马颊河,漳卫新河倒7沈阳市拉马河*,蒲河,浑河,柳河,辽河,细河倒8博尔塔拉蒙古自治州赛里木湖*,艾比湖倒9临汾市沁河*,昕水河,浍河,汾河倒10潍坊市潍河,白浪河,虞河,峡山水库,小清河,弥河,北胶莱河倒11乌兰察布市大黑河,御河倒12辽阳市二道河*,下达河*,汤河*,太子河,北沙河倒13天津市南水北调天津段*,子牙河*,尔王庄水库*,北运河*,引滦天津河*,州河*,于桥水库,南运河,洪泥河,果河,海河,永定新河,潮白新河,北排河,沧浪渠,蓟运河,独流减河,子牙新河,青静黄排水渠倒14阜新市西细河倒15青岛市崂山水库*,吉利河*,李村河,风河,墨水河,大沽河,白沙河,海泊河,北胶莱河倒16辽源市东辽河倒17东营市神仙沟,挑河,广利河倒18淄博市沂河,小清河倒19鹤岗市黑龙江,梧桐河倒20盘锦市大辽河,辽河,绕阳河倒21滁州市池河*,滁河,淮河,襄河,清流河,白塔河,来河倒22周口市泉河,黑茨河,涡河,颍河,贾鲁河倒23赤峰市老虎山河*,西拉木沦河,乌尔吉沐沦河,老哈河倒24延安市仕望河*,北洛河,延河,王瑶水库,清涧河倒25通辽市西辽河倒26廊坊市龙河*,泃河,北运河,子牙河,大清河,潮白新河,潮白河倒27玉溪市抚仙湖*,元江,曲江,星云湖,南盘江,杞麓湖倒28开封市涡河,惠济河倒29商丘市包河,惠济河,浍河,大沙河,沱河倒30七台河市倭肯河  注:表中带*水体水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅰ类或Ⅱ类。  附表52020年2月168个重点城市环境空气排名前20位和后20位城市名单前20位后20位排名城市排名城市1拉萨市倒1运城市2海口市倒2太原市3惠州市倒3包头市4丽水市倒4石家庄市5深圳市倒5临汾市6舟山市倒5唐山市7黄山市倒7乌鲁木齐市8珠海市倒8咸阳市9中山市倒8渭南市10厦门市倒10保定市11福州市倒11西安市12温州市倒12安阳市13江门市倒13忻州市13台州市倒14邢台市13咸宁市倒15邯郸市16衢州市倒16朔州市16肇庆市倒17阳泉市18宁波市倒17呼和浩特市19湖州市倒19廊坊市19绍兴市倒20晋中市倒20兰州市  附表62020年1-2月168个重点城市环境空气排名前20位和后20位城市名单前20位后20位排名城市排名城市1海口市倒1包头市2拉萨市倒2临汾市3丽水市倒3石家庄市4黄山市倒4呼和浩特市5深圳市倒5安阳市6惠州市倒6邢台市7厦门市倒7保定市8珠海市倒8运城市8福州市倒9邯郸市10舟山市倒10哈尔滨市11衢州市倒11太原市11贵阳市倒12咸阳市13中山市倒13忻州市14昆明市倒14渭南市15温州市倒15乌鲁木齐市16台州市倒15朔州市17江门市倒17西安市18肇庆市倒18鹤壁市19金华市倒18唐山市20南宁市倒20濮阳市
  • 工信部发布关于16项轻工、有色、稀土行业标准报批公示
    根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织等单位已完成《调味盐》等12项轻工行业标准、《锡冶炼安全生产规范》等3项有色行业标准、《离子型稀土矿原地浸出开采安全生产规范》1项稀土行业标准的制修订工作。在以上16项行业标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,特予以公示,截止日期2016年3月23日。序号标准编号标准名称标准主要内容代替标准采标情况轻工行业1QB/T2020-2016调味盐  本标准规定了调味盐的要求、试验方法、检验规则、标签及标志、包装、运输、贮存。本标准适用于以食用盐或低钠盐为载体,添加一定量的调味品或能起到调味作用的食品,经加工而成的口味各异的系列固体调味盐。QB2020-2003 2QB/T2573-2016十二烷基硫酸铵  本标准规定了十二烷基硫酸铵的产品分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和保质期。本标准适用于各种工艺生产的十二烷基硫酸铵工业产品。QB/T2573-2002 3QB/T4968-2016地板清洁脱蜡剂  本标准规定了地板清洁脱蜡剂的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。本标准适用于由表面活性剂、助剂和溶剂配制而成,主要用于公共设施地板蜡(不包含木地板)的脱蜡剂。  4QB/T4969-2016表面活性剂原材料和按配方制造产品中阳离子表面活性剂含量的测定电位滴定法  本标准规定了测定表面活性剂原材料和按配方制造的产品中阳离子表面活性剂的电位滴定法。本标准适用于分析阳离子表面活性剂。若以质量分数表示分析结果时,则阳离子表面活性剂的平均相对分子质量已知或预先测定。本标准不适用于有阴离子表面活性剂或两性表面活性剂存在时的测定。注1:尿素和乙二胺四乙酸盐和羧甲基纤维钠不干扰。注2:存在非离子表面活性剂时,需视各特殊情况估计其影响。注3:洗涤剂配方中的典型无机组分,如氯化钠、硫酸钠、硼酸钠、三聚磷酸钠、过硼酸钠、硅酸钠等不干扰,但过硼酸钠以外的漂白剂在分析前应予以破坏,且样品应完全溶于水。  5QB/T4970-2016表面活性剂原材料和按配方制造产品中阴离子表面活性剂含量的测定电位滴定法  本标准规定了测定表面活性剂原材料和按配方制造的产品中阴离子表面活性剂的电位滴定法。本标准适用于分析阴离子表面活性剂。若以质量分数表示分析结果时,则阴离子表面活性剂的平均相对分子质量已知或预先测定。本标准不适用于有阳离子表面活性剂存在时的测定。注1:尿素、乙二胺四乙酸盐和羧甲基纤维钠不干扰。注2:存在非离子表面活性剂时,需视各特殊情况估计其影响。注3:洗涤剂配方中的典型无机组分,如氯化钠、硫酸钠、硼酸钠、三聚磷酸钠、过硼酸钠、硅酸钠等不干扰,但过硼酸钠以外的漂白剂在分析前应予破坏,且样品应完全溶于水。  6QB/T4971-2016婴幼儿配方乳粉行业产品质量安全追溯体系规范  本标准规定了婴幼儿配方乳粉行业产品质量安全追溯体系中的术语和定义、追溯信息采集与管理及实施信息追溯的要求。本标准适用于乳粉企业生产的婴幼儿配方乳粉产品质量安全信息追溯管理与信息共享(含进口产品)。  7QB/T4972-2016暂养型海水精  本标准规定了暂养型海水精的术语和定义、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本标准适用于以氯化钠为主原料,再添加钾、钙、镁等有利于水产品存活的无机盐,经混合均匀配制而成,稀释后与海水主要成分相类似的、供海水类食用水产品暂养的盐产品。  8QB/T4973.1-2016纺织品印染喷墨第1部分:活性染料墨水  本部分规定了纺织品印染喷墨活性染料墨水的术语和定义、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本部分适用于在纺织品印染过程中使用的活性染料喷墨墨水。  9QB/T4973.2-2016纺织品印染喷墨第2部分:分散染料墨水  本部分规定了纺织品印染的分散染料喷墨墨水的术语和定义、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本部分适用于纺织品印染过程中使用的分散染料喷墨墨水。  10QB/T4973.3-2016纺织品印染喷墨第3部分:酸性染料墨水  本部分规定了纺织品印染喷墨-酸性染料墨水的术语和定义、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本部分适用于在纺织品印染过程中使用的酸性染料墨水。  11QB/T4973.4-2016纺织品印染喷墨第4部分:颜料墨水  本部分规定了纺织品印染喷墨颜料墨水的术语和定义、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本部分适用于在纺织品印染过程中使用的颜料喷墨墨水。  12QB/T4974-2016喷墨墨水用水性染料技术条件  本标准规定了喷墨墨水用水性染料的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本标准适用于喷墨墨水使用的水性染料。  有色行业13YS/T1108-2016锡冶炼安全生产规范  本标准规定了锡冶炼安全生产的基本规范和要求。本标准适用于锡冶炼企业的设计、施工、验收、生产、维护、检修和管理。  14YS/T1181-2016海绵钛安全生产规范  本标准规定海绵钛安全生产、工序及设备安全作业、事故应急处理措施的基本要求。本标准适用于镁热法海绵钛生产企业开展安全生产标准化工作及设计、施工、验收、生产、维护、检修和管理等。  15YS/T1182-2016锗单晶安全生产规范  本标准规定了锗单晶安全生产的基本安全要求、工艺作业安全、设备设施安全作业要求、检修维护、危险源辨识、风险评价、风险控制、应急管理、职业健康和事故处理管理等。本标准适用于以区熔锗锭为原料生产锗单晶及晶片的安全生产管理。  稀土行业16XB/T904-2016离子型稀土矿原地浸出开采安全生产规范  本标准规定了离子型稀土矿原地浸出开采安全生产的组织管理、目标管理、教育与培训、设计、施工、生产、应急管理、安全报告与统计分析等过程中的基本要求。本标准适用于采用原地浸矿工艺生产的离子型稀土矿山安全评价、设计、建设、生产。
  • 2010年6月1日起施行的环保法规、标准
    环境保护行政法规消耗臭氧层物质管理条例(中华人民共和国国务院令 第573号)为了加强对消耗臭氧层物质的管理,履行《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定的义务,保护臭氧层和生态环境,保障人体健康,根据《中华人民共和国大气污染防治法》,制定本条例。本条例所称消耗臭氧层物质,是指对臭氧层有破坏作用并列入《中国受控消耗臭氧层物质清单》的化学品。《中国受控消耗臭氧层物质清单》由国务院环境保护主管部门会同国务院有关部门制定、调整和公布。在中华人民共和国境内从事消耗臭氧层物质的生产、销售、使用和进出口等活动,适用本条例。国务院环境保护主管部门统一负责全国消耗臭氧层物质的监督管理工作。国家逐步削减并最终淘汰作为制冷剂、发泡剂、灭火剂、溶剂、清洗剂、加工助剂、杀虫剂、气雾剂、膨胀剂等用途的消耗臭氧层物质。国务院环境保护主管部门会同国务院有关部门拟订《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》(以下简称国家方案),报国务院批准后实施。国务院环境保护主管部门根据国家方案和消耗臭氧层物质淘汰进展情况,会同国务院有关部门确定并公布限制或者禁止新建、改建、扩建生产、使用消耗臭氧层物质建设项目的类别,制定并公布限制或者禁止生产、使用、进出口消耗臭氧层物质的名录。国家对消耗臭氧层物质的生产、使用、进出口实行总量控制和配额管理。国务院环境保护主管部门根据国家方案和消耗臭氧层物质淘汰进展情况,商国务院有关部门确定国家消耗臭氧层物质的年度生产、使用和进出口配额总量,并予以公告。国家环境保护标准危险废物(含医疗废物)焚烧处置设施性能测试技术规范(HJ 561-2010)为贯彻实施《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等法律法规,配合GB 18484的贯彻实施,规范焚烧处置设施的性能测试行为,制定本标准。本标准规定了危险废物(含医疗废物)焚烧处置设施性能测试所涉及的测试内容、程序及技术要求。本标准适用于危险废物(含医疗废物)焚烧处置设施的性能测试。本标准不适用于水泥窑共处置危险废物设施的性能测试。环境标志产品技术要求 木制玩具(HJ 566-2010)为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,减少木制玩具产品在生产、使用和废弃过程中对环境和人体健康的影响,制定本标准。本标准参考了德国蓝天使环境标志授予基本标准《木制玩具》(RAL-UZ 130)。本标准对木制玩具产品及其原材料和包装材料的环境行为提出了控制要求。本标准规定了木制玩具类环境标志产品的术语和定义、基本要求、技术内容和检验方法。本标准适用于木材质量占玩具总质量95%以上的木制玩具。本标准适用于中国环境标志产品认证。环境标志产品技术要求 喷墨墨水(HJ 567-2010)为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,减少喷墨墨水在生产、使用和处置过程中对人体健康和环境的影响,促进低毒、低挥发性喷墨墨水的生产和使用,制定本标准。本标准主要参照日本生态标志《墨水盒》(NO.142)等标准中有关墨水的规定,并结合国内喷墨墨水生产企业的技术现状和产品环境特性而制定。本标准对喷墨墨水中的有害物质、包装和公开信息提出了要求。本标准规定了喷墨墨水环境标志产品的术语和定义、基本要求、技术内容和检验方法。本标准适用于喷墨设备用墨水。本标准不适用于辐射固化喷墨墨水。本标准适用于中国环境标志产品认证。
  • 画在皮肤上的智能传感器
    加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究人员正在对这种特殊的油墨进行研究,相关的成果将发布在《高级医疗材料》杂志上。他们发现,采用葡萄糖氧化酶作为油墨的成分时,可以检查血糖。采用酪氨酸酶(tyrosinase)做油墨时,可以检查到常见的酚类污染物。为了使这种生物墨水具有导电能力,他们加入了一些石墨粉末做电极。他们还说:壳聚糖,常用于止血绷带中的凝血剂,可以帮助墨水附着于物体表面。用木糖醇代替糖类,用于帮助参与反应的酶增强稳定性。还有生物溶剂聚乙二醇,能够使得所有以上物质能够溶解于墨水中。 科学家将这种特殊墨水注入笔中,就能够用笔绘制出一个血糖值检测的传感器。当血液与绘制出的传感器相接触,墨中的酶与血液中的葡萄糖反应,就能测量血液中的血糖了。 同时,该团队还声明,这些生物传感器能够重复使用。更重要的是,这种检查无需将手指扎破,让血液流出来,而知需要将墨水画到皮肤上。在论文中,他们详细介绍了这种诊断方式:只需要在皮肤上用该墨水进行标记,就能在对应的蓝牙设备上读取血糖结果。每只笔中的墨水容量能够支持500次血糖检测(绘制500次)。 这种笔可以利用对苯酚敏感的油墨,对苯酚污染物进行检测。只需要注入不同类型的油墨,就能够用于不同对应物质的检测,如:重金属和一些杀虫剂(农药残留)。除了绘制在人体皮肤上,还能够在不同材质表面进行使用,如电话和建筑物的窗户。 UCSD的研究人员还指出,这种特殊的笔可以方便人们在任何地方设置传感器,随时随地的进行相关检测。下一步的研究包括无线传感器如何与相关的监控设备进行连接,以及怎样提高有机油墨在极端条件下(极端温度、湿度、长期光照等)的适应性、持续性。
  • 3D打印新技术精细“雕刻”光子晶体
    五彩缤纷的蝴蝶翅膀、光鲜靓丽的孔雀羽毛、闪耀着金属光泽的昆虫甲壳……点缀着这些大自然奇妙杰作的并非普通色素,而是光与光子晶体结构发生散射、干涉、衍射等作用后形成的结构色。光子晶体是由不同折射率介质周期性排列而形成的光学超材料,也被称为光学半导体。通过设计和制造光子晶体材料及相关器件来控制光子运动,并在此基础上进一步实现光子晶体材料的各种应用,是人们长久以来的梦想。近日,中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室研究员宋延林、副研究员吴磊等研究人员组成的研究团队利用连续数字光处理(DLP)3D打印技术,实现了具有明亮结构色的三维光子晶体结构制备,为创新结构色制备方法及扩展3D打印的应用开创了新的途径。创新方法,让光子晶体精准“生长”光子晶体作为未来光子产业发展的基础性材料,其独特的三维光学控制能力使其在集成光学元件、光子晶体光纤及高密度光学数据储存等领域都有广阔的应用前景。3D打印技术近年来的成熟发展,也使其成为最好的光子晶体制备手段之一。宋延林向记者介绍,虽然近年来有一些将3D打印技术应用于多种图案化光子晶体制备的案例,但普通的3D打印技术因为墨水中树脂的光固化速度和纳米粒子组装速度的差异,存在结构色效果较差、打印精度较低、难以实现复杂三维结构等问题。上述方法制备的多种图案化光子晶体具有表面形貌粗糙和保真度较差等缺陷,难以被广泛应用于光学器件中。要实现高精度、高保真的光子晶体结构3D打印,就必须要开拓出新的方法。此次研究中,研究团队使用了连续数字光处理3D打印技术。与常见的将原材料层层挤出、堆叠而成的3D打印技术不同,连续数字光处理3D打印技术基于光敏树脂材料在紫外线照射下会快速固化的特性,利用紫外线光束在光敏树脂溶液中雕刻形成3D结构。此次研究团队所采用的连续数字光处理3D打印方法主要的打印步骤如下:首先,在透明基板上滴上墨水,将墨水上方的成型平面缓缓下降,与墨水进行接触;接下来,通过基板下方的光束将打印图案照射在墨水上;之后,受到紫外线照射的墨水会凝固成预先设计好的形状。一滴滴小小的墨水被“雕刻”为一个3D光子晶体结构,其整个产生的过程仿佛是从基板上“生长”出来。宋延林表示,研究团队所采用的连续数字光处理3D打印技术主要在两方面上取得了重要改进。在打印模式上,市面上的光固化连续数字光处理3D打印技术大都是层层打印,打印速度较慢。研究团队研发出的低黏附光固化界面,让液滴与基底之间的粘附力极低,打印过程没有任何“拖泥带水”,能够实现迅速连续打印成型,极大地提升了打印的速度。在成型方式上,市面上的光固化连续数字光处理3D打印技术通常要采用液槽来盛装大量液态树脂。采用液槽来盛装大量液态树脂的方式导致在连续打印过程中,不该固化的区域因为受到照射而固化,不仅造成原材料的大量浪费,也降低了连续打印过程中的稳定性及分辨率。研究团队摒弃了液槽,而是以单墨滴为成型单元,通过控制固化过程中气、固、液三相接触线,显著减少了液体树脂在固化结构表面的残留。同时,以单墨滴为成型单元还降低了界面粘附,增加了液体内部树脂的流动,显著提高了3D打印的精度和稳定性。克服困难,逐个击破墨水难题除了创新打印方式,此次研究中,研究团队对打印所需的墨水也进行了大胆革新。“我们这次研究中最困难的环节就是打印墨水的开发。”宋延林表示。针对上述问题,研究团队创造性地研发出了利用氢键辅助的胶体颗粒墨水,赋予了打印结构高质量的结构色与光子晶体特性。研究团队研发的墨水由三部分组成:实现三维结构构建的光固化单体和光引发剂、保证结构色的纳米颗粒、减少光散射的添加剂。在单体的选择和引发剂合成上,考虑到环保要求,研究团队合成的墨水为水性体系。但由于目前广泛使用的引发剂大多为油溶性,少数水溶性的引发剂又与3D打印所采用的光波波长不匹配,光引发效率较低。为了能够得到较高光引发效率的水溶性引发剂,团队查阅了大量文献并进行了反复的摸索实验,最终成功合成出了水溶性的光引发剂。除了引发剂,光固化单体的选择更加至关重要。宋延林表示,合格的光固化单体必须满足既能实现三维结构化,又不能在打印过程中引起聚合物和纳米颗粒的相分离的条件。论文第一作者张虞表示,“最终我们找到了丙烯酰胺这种适合的单体。”选定单体后,还需确定光固化单体与纳米颗粒的比例。如果光固化单体较少,就会无法打印。反之,如果光固化单体太多,则会影响纳米颗粒的运动和分散,进而影响结构色的质量。团队经过大量实验,对多种不同的比例组合反复尝试,最终确定了最佳比例。最后,为了减少光的散射对打印过程的影响,尽可能地提高打印结构的色彩饱和度,在添加剂的选择上,团队尝试了包括碳纳米管、碳纳米纤维以及黑色墨水等多种材料。但上述材料均存在种种缺陷,研究团队最终将经过特殊处理的炭黑作为添加剂。前景广阔,让结构色“五彩斑斓”在此次研究中,研究团队发现,视角、胶体颗粒粒径以及打印速度等因素都会影响3D结构色的呈现。当胶体颗粒粒径和打印速度不变时,随着视角增加,结构色蓝移,即从橙色转变为黄绿色,最后转变为蓝紫色。这种视角依赖的特性,使得连续数字光处理3D打印技术在个性化珠宝配饰及装饰、艺术创作等领域有着比较广阔的应用前景。除了视角变化会影响结构色的呈现外,当打印速度固定时,控制固定胶体颗粒粒径、调节打印速度,都可以得到覆盖可见光范围的系列结构色。采用顺序切片、依次投影、分段打印的方式,还可使同一物体结构上呈现出多种结构色。除了实现“信手拈来”般地制备结构色,研究团队利用此种连续数字光处理3D打印技术制备出的多种具有光滑内外表面、低光学损耗及颜色选择性的线性光传输和非线性光传输3D结构,也验证了该方法在制造高效光学传输器件方面的独特优势。宋延林表示,未来研究团队会在光子晶体功能器件的制备方面继续进行新的探索。
  • 中奖公布 这次是谁拿走了Kindle?
    感恩节互动活动“拍照赢大奖”粉丝们晒出各自的奥豪斯产品照片表白OHAUS谢谢你们都喜欢奥豪斯的产品终于,等到中奖结果公布啦~ 恭喜以下获得感恩特等奖和优质奖的幸运儿,你将获得由奥豪斯送出的感恩好礼Kindle 6英寸电子书LAMY个性墨水笔荣获特等奖的幸运儿是“爽爽”,恭喜你拍摄的产品照片及留言得到了奥豪斯的青睐很高兴奥豪斯的电子天平能够给你的工作带来帮助,特此恭喜!同时,以下三位粉丝的产品照片及留言在众多参与者中脱颖而出,获得了优质奖大山深处没有雾霾豆豆渔朵另外,凡参与活动的用户都将获得奥豪斯2018年烫金版台历,别忘了来领奖哦!在挑选特等奖和优质奖的时候,小编真是难以取舍~很多留言都很不错,没有得奖的粉丝不要失望哦,后面还有小惊喜!小编精选出了一些优质留言,来看看你有没有上榜呢? (以下幸运奖榜单上的粉丝,我们都将额外赠送心意礼盒) 特等奖优质奖 幸运奖兑奖小提示中奖的幸运儿 and参与活动的粉丝赶快到“美国奥豪斯”微信号私信小编吧,留下姓名+手机号码+邮寄地址。(12月31号截止)小编在收到所有得奖粉丝的联系方式后,会尽快将礼品寄出。最后,感谢广大粉丝对本次活动的支持!如果您有更多关于奥豪斯产品的咨询,或正在寻求更专业细致的选型指导,请拨打我们的客服热线,并留下相关信息,我们专业的工程师将会在第一时间联系您!选择奥豪斯,真实领略前所未有的科技体验!
  • 比较 2D 培养和 3D 生物打印肿瘤模型中的药物反应
    导读在癌症生物学中,肿瘤微环境(TME)是肿瘤细胞和免疫系统之间的一个关键。TME是细胞外基质(ECM)、免疫细胞、信号分子、血管和成纤维细胞,它们包裹肿瘤并影响癌症进展。TME的成分通过分泌小信号分子相互作用,影响肿瘤行为的各个方面,包括细胞增殖、侵袭、转移和抗肿瘤治疗的耐药性(Bremnes,2011)。因此,重建TME对抗癌研究至关重要,但一个主要的痛点是无法开发出可预测的3D肿瘤模型用于高通量药物评估。3D肿瘤模型应再现肿瘤间质内细胞间的相互作用,并克服2D细胞培养系统的局限性。在这里,3D生物打印为预测体内结果、建模TME和评估药物反应提供了一个有前景的解决方案。肿瘤转移和化疗耐药性威胁着肿瘤患者的生存。在癌症治疗领域,化疗是一种很有效的治疗方式,它利用小的抗癌分子攻击特定的生长途径并杀死癌细胞。在这些分子中,顺铂(CIS)和吉非替尼(GEF)是FDA批准的靶向DNA和EGFR通路的抗癌药物。简而言之,CIS通过抑制细胞分裂和 mRNA的产生导致细胞凋亡,而GEF干扰癌细胞中EGFR信号的上调。有趣的是,虽然CIS和GEF都被用于治疗致命的胰腺癌和乳腺癌,但它们也与体外假阴性或假阳性预测有关,这表明它们在2D和3D中对细胞的影响不同(Reynolds, 2017)。为了进一步解决这一差异,我们使用两种乳腺癌(MCF7, MDA MB 231)和两种胰腺癌(BxPC3, Panc-1)细胞系,比较了CIS和GEF对2D单层细胞和3D生物打印类肿瘤模型的作用。材料和方法生物墨水制备和生物打印根据CELLINK方案制备3 mg/mL Coll 1 (CELLINK, Ref #IK4000002001)和5% GelMA (CELLINK, Ref #IK3051020303)用于生物打印。共3ml Coll 1或GelMA与5 x 106 cells/100µL培养基(10:1)混合,分别装入透明和琥珀色墨盒(CELLINK, Ref #CSO010311502),以~ 3kpa进行液滴打印。使用温度控制的打印头(TCPH, SKU #000000020346)设置为8℃,气动打印头分别在8℃的打印床上对Coll 1和GelMA液滴进行生物打印。使用BIO X (CELLINK, SKU #000000022222)上的液滴打印功能,将每种生物墨水打印在未经处理的96孔板(Thermo Fisher Scientific, Cat #267427)上。打印完成后,Coll 1液滴在37℃下热交联20分钟,GelMA液滴在365 nm下紫外交联6秒。每孔加100µL培养基,每2 ~ 3天更换一次。2D单层培养为了进行2D比较,将每个细胞株接种在处理过的96孔板上(Thermo Fisher Scientific, Cat #167425)。优化各细胞培养48小时后的细胞密度,达到90%的一致性。Panc-1细胞接种1.2 × 104个细胞/孔,BxPC3细胞接种1.7 × 104个细胞/孔,MCF7细胞接种2.0 × 104个细胞/孔,MDA MB 231细胞接种2.0 × 104个细胞/孔。药物治疗与分析生物打印类肿瘤细胞和2D细胞分别用不同浓度的吉非替尼(LC Laboratories,#G-4408)或顺铂(Cayman Chemical Company)处理96小时和48小时。MTS Assay(Sigma-Aldrich)和LIVE/DEAD染色试剂盒(Invitrogen)用于评估2D和3D条件下的细胞活力。所有的检测都是按照制造商的说明进行的。图1:该测定的优点显示了抗肿瘤药物对所有4种细胞系的强大作用,并描述了每种细胞类型和ECM的细胞形态变化。比例尺:1000m或650m。绿色:LIVE,红色:DEAD肿瘤根据细胞类型和培养条件适应不同的形态(Nath, 2016)。在GelMA和Coll 1中培养7天后,癌细胞聚集形成各种形态的球体。如图1所示,MDA MB 231细胞形成同心星形网络,MCF7细胞形成圆形椭球,BxPC3细胞形成葡萄状椭球,Panc-1细胞形成团块状椭球。使用GelMA和Coll 1作为肿瘤支架,由于孔隙度、刚度和成分的不同,也影响了球状体的形成。有趣的是,2D培养的癌细胞缺乏所描述的形态,可能是因为它们缺乏支持细胞间相互作用、紧密连接、营养和氧梯度的ECM(数据未显示)。3D模型的缺氧效应缺氧是药物反应的另一个变量,这是3D模型和体内组织所特有的。Warburg效应将缺氧描述为癌细胞的一种生存模式,它们从生产氧气和ATP转换为上调EGFR和AKT信号以促进增殖。这种转换增加了毒性、酸度和3D模型中的废物堆积,从而产生了一个三环低氧梯度。图1显示了低氧梯度,其中靠近球体中心的细胞呈死亡状态(红色),边缘的细胞呈存活状态(绿色)。最外面的环是一层增殖细胞,中间的环是一层活细胞,最里面的环是坏死细胞的核心,这是由于废物堆积和缺氧造成的(Nath, 2016)。顺铂在2D和3D模型的疗效分别在第2天和第7天,将低到高剂量的CIS添加到2D单层细胞和3D生物打印类肿瘤细胞中。2D细胞处理治疗48小时,3D生物打印类肿瘤治疗96小时。MTS试验显示,2D单层对所有细胞株的细胞毒性均呈剂量依赖性,3D乳腺癌类肿瘤细胞也是如此(图2A)。有趣的是,BxPC3和Panc-1细胞株在3D中比在2D中显示更高的IC50。换句话说,这两种胰腺癌细胞株在3D生物打印类肿瘤中基本上不受CIS的影响。这里,一种解释是胰腺癌细胞对CIS浓度的增加表现出了耐药性(Wang, 2016 凯兰,2007 Sangster-Guity, 2011)。针对药物治疗,胰腺癌细胞可能已经诱导了他们的生存途径,上调衰老、DNA损伤反应信号转导和跨损伤DNA合成(Gomes, 2019年)。吉非替尼在2D和3D模型的疗效EGFR癌蛋白常在乳腺癌和胰腺癌细胞系中表达。因此,药物抑制EGFR通路可导致细胞周期阻滞、衰老或凋亡(Jacobi, 2017)。如图2B所示,在3D和2D中,吉非替尼显著降低了细胞活力。对于所有细胞类型,3D Coll 1和GelMA的IC50均低于2D培养的IC50,这表明GEF在3D生物打印类肿瘤细胞中比在2D培养中造成更多的死亡。2D细胞培养的局限性2D细胞培养系统不能模拟体内肿瘤的内在特性,包括自然屏障、低氧梯度和紧密的细胞-细胞连接,这些都减缓了药物扩散。此外,它们缺乏支持3D生长和癌蛋白上调的组织特异性环境和ECM (Reynolds, 2017)。图2A的另一项研究显示,3D胰腺癌细胞比2D单层细胞对CIS的抗性更强。很明显,2D研究对于胰腺癌的体内治疗是一种误导和不准确的预测。结论使用CELLINK GelMA和Coll 1作为类肿瘤支架,为球状形成和药物扩散提供了稳定的肿瘤微环境(TME)。用GelMA和Coll 1构建的不同杀伤曲线模型表明,细胞外基质(ECM)在药物反应中起关键作用。未来的研究需要确定哪种支架适合特定的肿瘤模型。我们的研究结果显示,在2D和3D肿瘤模型中,顺铂(CIS)和吉非替尼(GEF)治疗具有剂量依赖性和细胞特异性反应。乳腺癌和胰腺癌细胞株在3D条件下比2D条件下对GEF更敏感。同样,乳腺癌细胞株3D对CIS治疗的敏感性高于2D,而胰腺细胞株对CIS治疗的敏感性则相反,提示3D模型的耐药水平升高。3D生物打印类肿瘤模型用于药物筛选,可用于减少假阴性和假阳性预测。未来的研究可以使用BIO X来扩大类肿瘤的生产,用于高通量药物测试。
  • 西湖大学周南嘉/陶亮合作《Nature Electronics》:3D打印软水凝胶电子器件!
    近年来开发了许多用于医疗保健的软性电子设备,它们提供了包括生物信号检测、健康监测、神经刺激、脑机接口等一系列的功能。为了实现可伸展性,电路和互连是通过将刚性导电材料图案化为蛇形几何形状或使用内在可伸展的导体。然而,弹性体和生物组织的力学和化学特性不匹配的情况不可避免地存在,这可能导致免疫反应,损害电子产品的功能。基于水凝胶的电子器件可以与生物组织有内在的相似性,在生物医学应用中具有潜在的用途。理想情况下,这种水凝胶电子器件应该提供可定制的三维电路,但用现有的材料和制造方法制作封装在水凝胶基质中的复杂三维电路是具有挑战性的。鉴于此,西湖大学周南嘉、陶亮团队报告了使用基于可固化水凝胶的支撑基质和可拉伸银水凝胶墨水的水凝胶电子器件的三维打印。支撑基质具有屈服应力流体行为,因此移动打印机喷嘴产生的剪切力会产生暂时的流体状状态,从而可以在银水凝胶墨水电路和电子元件的基质中准确放置。印刷后,整个矩阵和嵌入式电路可以在 60°C 下固化,形成柔软(杨氏模量小于 5 kPa)和可拉伸(伸长率约为 18)的单片水凝胶电子器件,而导电油墨表现出约1.4×103 S cm-1。研究人员进一步使用该三维打印方法来创建应变传感器、电感器和生物电极。相关研究成果以题为“Three-dimensional printing of soft hydrogel electronics”发表在最新一期《Nature Electronics》上。本文第一作者为西湖大学Hui Yue 与Yao Yuan 。【EM3DP的材料设计】作者通过利用海藻酸盐-PAM双网络水凝胶的正交交联机制开发了一种可固化的水凝胶基质:海藻酸盐链与Ca2+形成离子交联,而PAM网络是由丙烯酰胺和交联剂通过自由基聚合共价交联形成的(图1a)。然后将这种离子交联的凝胶粉碎、过滤和脱气,以产生平均直径约为20μm的透明的水凝胶微粒,并表现出屈服应力流体行为;并将它作为EM3DP的支持基质(图1b)。接下来作者通过将准备好的支撑基质凝胶与5μm大小的Ag薄片以及甘油和水溶性聚合物(例如聚乙烯吡咯烷酮)混合来开发导电油墨(图1a),EM3DP在定制的直接墨水书写平台上进行(图1b)。印刷后,水凝胶在60°C下加热以触发PAM的自由基聚合,固化整个基质和嵌入式电路(图1c(i),(ii)),Ag薄片在水凝胶中形成渗透通道,在墨水和基质之间没有观察到明显的接缝(图1c(iii),(iv))。如图1d所示,固化后的嵌入电路的水凝胶可以承受较大程度的拉伸和扭曲,一旦应力消除,可以完全恢复到原来的形状。图1e进一步证明EM3DP在制造自由形式3D结构方面的能力。图 1. 通过 EM3DP 制造水凝胶电子器件【基质和导电油墨的流变特性】在固定的交联剂/单体质量比下,无论藻酸盐含量如何,所有支撑基质都表现出剪切稀化行为(图2a),并且它们的粘度、储能模量(G')和损耗模量(G”)随着藻酸盐含量从0.99%上升到2.31%(图2b)。藻酸盐含量为0.99%的基质像液体一样流动,而藻酸盐含量为1.65%和2.31%的基质表现为凝胶(图2c)。考虑到其中间的流变特性,使用藻酸盐含量为1.65%的基质凝胶来制备导电油墨。将Ag薄片添加到基质凝胶中会增加其粘度(图2d)),表明Ag薄片既充当导电填料又充当流变改性剂。与原始基质凝胶相比,1.5×Ag墨水(Ag/水凝胶质量比=1.5)显示出大约十倍的粘度增加,而其剪切稀化行为保持不变。随着Ag/水凝胶质量比从0增加到1.5,墨水的G'和G”值也显示出大幅增加(图2e)。作者通过优化打印参数,包括压力和喷嘴移动速度,可以精确控制打印出的墨丝宽度与喷嘴内径一致(图2f),并且所有灯丝都呈现出近乎圆形的横截面。打印的长丝在热固化过程中没有表现出明显的形状变化或起泡。图 2. 支撑基质和导电油墨的流变特性【固化水凝胶基质的机械性能】图3a、b比较了通过传统的一锅法(非粉碎)和本文方法(粉碎)制备的藻酸盐-PAM水凝胶在固定交联剂/单体质量比和不同藻酸盐含量下的拉伸应力-应变曲线。随着藻酸盐含量从0.99%增加到2.31%,未粉碎和粉碎水凝胶的拉伸杨氏模量分别从5.35增加到7.69kPa和从2.80增加到3.71kPa(图3c)。在固定的藻酸盐含量(1.65%)下,将水凝胶的交联剂/单体质量比从0.016%提高到0.082%会导致拉伸杨氏模量从3.05略微增加到3.30kPa,但λ从11.3大幅提高到19.5(图3e、f)。图 3. 固化水凝胶基质的拉伸机械性能【导电油墨的电性能】作者制备了具有随机和分离分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料。具有随机分散的Ag薄片的复合材料未能形成相互连接的导电通路(图4a)。相反,在分离的复合材料中,Ag薄片在水凝胶域之间的边界处密集堆积并彼此紧密接触(图4a(右红线))。结果,随着Ag/水凝胶质量比分别从0增加到0.5、1.0和1.5,分离的Ag-水凝胶复合材料的电导率从1.5×10–3增加到2.1×101、4.0×102和1.4×103&thinsp S cm–1(图4b)。在相同的Ag/水凝胶质量比(0.5、1.0和1.5)下,具有随机分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料的电导率分别仅为6.9×10–3、6.9×101和3.4×102&thinsp S cm–1。作者接下来表征了Ag-水凝胶复合材料在拉伸应变下的电性能(图4c)。作者使用0.5×Ag、1.0×Ag和1.5×Ag的油墨印刷了线宽为250μm、长度为18mm的线性水凝胶电阻,显示初始电阻(R0)分别为246.5、10.9和3.7 Ω(图4d)。在慢速(5mm/s)循环拉伸试验(300%的应变)下,1.5×Ag电阻的R/R0值在前50个循环中从2.7略微增加到3.1,但之后保持稳定(图4e)。打印的气动执行器可以通过测量曲率传感器的R/R0变化来检测(图4g,f)。图 4. Ag-水凝胶导电油墨和印刷的可拉伸水凝胶电子器件的电特性【功能性水凝胶电子产品的制造及生物医学应用】为了说明EM3DP技术的多功能性,作者制造了一系列不同的水凝胶电子设备:电阻传感器、配备曲率传感器的执行器、电感器和生物医学电极。印刷设备表现出出色的机械稳定性和电气性能(图5a-f),以及与外部环境(如商业组件、设备引线和生物组织)的简单和保形接口(图6a-k)。与现有的水凝胶电子产品制造方法相比,本文的材料和制造方法可提供高精度、可设计性和自动化。因此,该方法应该为用于诊断和治疗设备的柔软、可定制的3D水凝胶电子设备开辟新的设计可能性。图 5. 功能性水凝胶电子器件的制造图 6. 3D 打印全水凝胶电极的生物医学应用【小结】作者报告了使用可固化的基于水凝胶的支撑基质和导电银(Ag)水凝胶墨水的水凝胶电子的EM3DP。颗粒状的离子交联水凝胶表现出一种屈服应力的流体行为,使其能够适应具有高导电性(1.4×103 Scm-1)和伸展性的导电油墨的沉积。当喷嘴产生的剪切应力大于屈服应力时,3D打印机喷嘴的运动会使水凝胶基质过渡到暂时的流体状态,然后再返回到固体状态。打印后,基质和墨水可以通过激活共价交联机制而固化在一起,从而形成柔软(杨氏模量,5Ka)和可拉伸(伸长率约18)的整体水凝胶,将电路包裹起来。作者使用3D打印方法来创建一系列基于水凝胶的电子设备,包括应变传感器、配备曲率传感器的执行器、电感和生物医学电极。发光二极管(LED)和射频识别(RFID)芯片等电子元件也可以通过自动混合打印工艺轻易地纳入电路中,以扩大打印设备和电路的功能。来源:高分子科学前沿
  • 龙沙集团(LONZA)和 CELLINK 联手合作提供完整的3D细胞培养工作流程
    - CELLINK与龙沙集团(Lonza)合作提供全面的生物3D打印解决方案,旨在推进完整的3D细胞培养工作流程。- 该解决方案将CELLINK的生物3D打印仪器和生物墨水与龙沙(Lonza)的原代细胞和培养基结合在一起,以满足细胞生物学家对复杂3D人体组织构造进行增强生物打印的需求。- 根据协议,CELLINK将通过其全球销售渠道提供完整的解决方案,并得到龙沙(Lonza)完善的物流流程的支持。CELLINK生物配药产品经理 Ginger Lohman:“我们在CELLINK所做的一切,从活细胞成像到创新的生物打印系统和生物墨水,都旨在为客户提供所需的产品和服务,以帮助他们更有效地研究解决当今时代最重要挑战的解决方案。 仅举几个例子,例如癌症治疗,再生医学以及药物测试和开发等挑战。当需要将我们的产品组合扩展到完整的3D细胞培养工作流程时,我们知道让合适的合作伙伴加入至关重要。我们相信龙沙(Lonza)是该合作伙伴。”龙沙(Lonza)细胞分析和测试解决方案营销主管 Katrin Hoeck:“细胞生物学实验室一直在寻求创新的新技术,以增强其实验工作流程,并有助于兑现其推动下一个研究突破的承诺。我们广泛的人性原代细胞经过专门设计,使研究人员能够开发更能反映疾病生物学的生物学体外模型系统。与CELLINK的这项新合作将使我们的客户能够建立与生理相关的3D模型,以加快目标识别/确认,作用机理研究以及药物发现中的安全性测试的速度。” 哥德堡,2020年6月10日– CELLINK和龙沙(Lonza)合作提供了全面的3D生物打印解决方案,旨在优化和增加对完整3D细胞培养工作流程。该解决方案将CELLINK的生物3D打印机和生物墨水与龙沙(Lonza)广泛的人源的原代细胞和培养基相结合。细胞生物学家现在可以依靠这种高性能产品组合来成功执行最苛刻的生物3D打印工作,并促进科学研究。 根据协议,CELLINK将通过其全球销售渠道提供完整的生物3D打印解决方案,并得到龙沙(Lonza)完善的物流流程的支持。全球范围内的细胞生物学实验室正越来越多地采用3D而非2D细胞培养方法,因为3D细胞培养更类似于细胞的体内环境,并提供了更准确和可靠的预测和分析细胞行为的方式。但是,随着研究人员寻求创建越来越复杂的3D结构,寻找解决结构和材料工程挑战的解决方案变得越来越重要。生物3D打印已成为一种工程化复杂3D组织以进行体外药物发现研究的强大技术。CELLINK提供了广泛的用户友好和灵活的生物3D打印系统,旨在提高无菌性,精确度和多功能性。此外,该公司的生物墨水是世界上第一个通用生物墨水,旨在通过任何生物3D打印系统打印复杂的3D人体组织构造。该生物材料具有出色的生物相容性,细胞活力,可印刷性和一致性,可以用多肽和生长因子进行修饰,以开发出一系列定制的生物墨水配方,以满足各种应用需求。健康有活力的细胞是任何成功的生物3D打印和细胞培养应用必不可少的组成部分。龙沙(Lonza)提供了广泛的高质量人源的原代细胞和培养基,专门开发用于提高实验的可靠性和有效性。所有细胞均经过道德检验,并通过全面的质量控制测试进行了身份验证,同时针对每种细胞类型对培养基进行了优化,以支持最佳并一致性生长并维持组织特异性的特征。
  • 化学所等发展直写高性能原子级厚二维半导体薄膜新策略
    二维(2D)半导体材料为将摩尔定律扩展到原子尺度提供了机会。与传统基于蒸镀和光刻技术的加工技术相比,印刷电子因成本效益、灵活性以及与不同衬底的兼容性而受到关注。目前,印刷的二维晶体管受到性能不理想、半导体层较厚和器件密度低的制约。同时,多数二维材料油墨通常使用高沸点溶剂,随之而来的问题包括器件性能退化、高材料成本和毒害性等,难以大规模应用。因此,发展简单且环保的策略对于制造低成本、大规模的打印二维材料功能器件具有重要意义。   中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组在二维原子级厚材料合成和图案化器件方面取得了系列进展,例如,二维MXene与纳米晶复合材料研究(J. Mater. Chem. 2022, 10, 14674-14691;Nano Res. 2022,DOI:10.1007/s12274-022-4667-x)、基于交替堆叠微电极的湿度传感微型超级电容器(Energy Environ. Mater. 2022,DOI:10.1002/eem2.12546)。   近日,化学所与清华大学、美国加州大学合作,提出了一种界面捕获效应打印策略。该策略使用低沸点水性超分散二维材料油墨,直写打印二维半导体薄膜阵列,无需添加额外表面活性剂,具体而言,通过对剥离的半导体2H-MoS2纳米片进行分级离心,获得了主要为双层厚度的窄分布纳米片;通过建立表面张力和组分比的三溶剂相图,确定了合适的油墨溶剂。印刷超薄图案(约3nm厚度)主要以单层或两层的MoS2纳米片连续均匀排列,并抑制了咖啡环,空隙率较低(约4.9%)。研究使用商用石墨烯作为电极,制备的晶体管在室温下显示出6.7 cm2V-1s-1的迁移率和2×106的开关比,超过了此前印刷MoS2薄膜晶体管的性能。基于此,科研人员制备了高密度(约47000个/cm2)印刷晶体管阵列。该界面捕获效应打印策略可应用于其他2D材料,包括NbSe2、Bi2Se3和黑磷,为印刷二维材料电子器件提供了新方法和新思路。   相关研究成果发表在Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.202207392)上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部、中科院、北京市科学技术协会及北京市自然科学基金的支持。界面捕获效应和超分散2D纳米片墨水打印原子级厚半导体薄膜器件
  • 大连化物所研制高系统性能和高集成度的微型超级电容器模块
    近日,大连化物所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队与单细胞分析研究组(1820组)陆瑶研究员团队,以及中国科学院深圳理工大学、中国科学院金属研究所成会明院士等合作,开发了高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术,研制出具有高系统性能和高集成度的小型单片集成微型超级电容器。   为适应小型化、可穿戴、可植入微电子设备的快速发展,需要发展具有小体积、高集成度、高性能和高兼容度的微型储能器件。平面微型超级电容器由于无需隔膜和外部金属连接线的特殊结构,同时具有可靠的电化学性能和易于调控的连接方式,在微电子领域有着重要的发展潜力。然而,由于缺少可靠的高精度微电极阵列制备和高效的电解液精确沉积技术,大规模制备高集成度、高性能的微型超级电容器仍具挑战。因此,急需发展创新性的微加工技术,来实现规模化、稳定性地制备高度集成、高性能、可定制的微型超级电容器。本工作中,合作团队发展了一种结合高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术的通用可靠策略,实现了高精度微电极阵列的大规模制备和凝胶电解质精确快速添加,研制出具有高面积数密度、高输出电压、性能稳定的集成化微型超级电容器模块。团队首先采用高精度光刻加工技术和高稳定性自动喷涂技术,制备出超小型集成化微型超级电容器,单个器件的面积仅为0.018cm2,器件间距为600μm,实现了面积器件数密度为每平方厘米28个,即3.5×4.1cm2区域内包含400个器件。随后,团队设计并发展了具有优异流变特性的凝胶电解质墨水,采用精确可控的3D打印技术,实现了极小区域内电解质的精确均匀添加,使得相邻单元微器件之间形成良好的电化学隔离,所得集成化微型超级电容器可以稳定输出200V的高电压,单位面积工作电压达75.6V/cm2,是目前已有报到工作的最高值。此外,该微型超级电容器模块在162V的极端工作电压下,循环4000次后,仍然保持92%的初始容量。该工作为超小体积、高电压微型功率源的发展奠定了一定的科学基础。   相关研究成果以“Monolithic integrated micro-supercapacitors with ultrahigh systemic volumetric performance and areal output voltage”为题,于近日发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。该工作的共同第一作者是我所508组博士后王森和1820组博士后李林梅。上述工作得到国家自然科学基金、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、大连市高层次人才创新支持计划、中国博士后科学基金等项目的资助。
  • 3D细胞球体打印风向标
    细胞球体的培养对于细胞生物学家来说是一个重要的新兴领域,可用于科研,诊断和治疗等用途。当与3D生物打印结合使用时,这种增强了生物功能及准确性的球体 Spheroid 可被用作组织工程搭建的“积木”。 Kugelmeiers 和 CELLINK 为这种合作关系感到自豪,该合作关系使 CELLINK 球体套件可用于帮助研究人员优化工作流程,以实现球体开发的自动化解决方案。 CELLINK 已经认识到医学研究正转向3D细胞模型,他们正致力于为科学家提供更好途径以使用这些工具和产品。正如文献所证明的那样,3D模型可以更好地模拟体内条件,CELLINK 研究人员发现,将CELLINK的生物墨水与 Kugelmeiers 的 Sphericalplate 5D 配对可以改善细胞的重组,并获得更多有关细胞行为的生理相关数据。最近的 CELLINK 白皮书概述了球状体在3D细胞培养领域中的优势。 CELLINK 宣布与 Kugelmeiers Ltd. 建立战略合作伙伴关系,以将 CELLINK 球体试剂套装(Spheroid Kit)推向市场,该套装名为 Kugelmeiers Sphericalplate 5D,以与 CELLINK 多种配方的生物墨水组合形成高度标准化的球体。 Spheroid套件将通过CELLINK现有的营销网络在全球范围内提供服务(日本和瑞士除外)。CELLINK 生物打印产品经理 Magnus Lindeberg: “我们很高兴与 Kugelmeiers 合作,就最先进的 Sphericalplate 5D 达成这份合作协议,该协议补充了我们现有的3D细胞培养技术产品组合和扩展的高质量生物墨水库。 CELLINK 坚信 3D 细胞培养是医学的未来,并致力于研究,开发并向科学界分发对实现这一改变至关重要的工具。” Kugelmeiers 销售总监 Manfred Vogel: “在 Kugelmeiers 实现无限细胞疗法的愿景中,我们非常荣幸与3D生物打印技术的领先供应商 CELLINK 合作。我们坚信 CELLINK 的高质量生物墨水与我们的3D细胞培养技术 Sphericalplate 5D 的结合将有助于为全球科研,诊断和医学界找到功能强大的解决方案。 ”
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