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表面吸水性

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表面吸水性相关的资讯

  • 《外墙涂料吸水性的测定及分级》行业标准启动会
    根据住房和城乡建设部“关于印发《2009年住房和城乡建设部归口工业产品行业标准制订、修订计划》的通知”(建标【2009】98号文)的要求,由上海市建筑科学研究院负责主编(检验公司具体负责)的3项行业标准:《建筑遮阳产品术语》、《建筑幕墙热循环试验方法》、《外墙涂料吸水性的测定及分级》8月4日-5日先后在上海市建筑科学研究院成功召开了标准编制启动会暨编制组第一次工作会议。   本次启动会议由住房和城乡建设部建筑制品与构配件产品标准化技术委员会秘书长林岚岚主持,出席本次标准启动会的领导和嘉宾有住房和城乡建设部标准定额研究所副处长王超和高级工程师张红彦、中国建筑标准设计研究院教授级高工顾泰昌、院总工程师徐强、检验公司总经理陆津龙和总工程师杨勇,以及各参编企业和兄弟院所的代表等。经过详尽的磋商和讨论,本次3项标准的启动会均取得了圆满成功,3项行业标准的具体编制工作由此正式启动。
  • 河南省建设科技协会发布《散状绝热材料 吸水性的测定》(征求意见稿)
    各有关单位和专家:根据河南省建设科技协会【标准制修订计划文件】(豫建科协[2022]14号)的要求,由河南建筑材料研究设计院有限责任公司牵头制订的河南省建设科技协会团体标准《散状绝热材料 吸水性的测定》已完成征求意见稿。现将该标准征求意见稿(附件1)寄送各有关单位和专家,请组织审阅,提出具体的修改意见和建议,并填写征求意见表(附件2),于2023年6月17日前反馈给该标准联系人。联系人:李建伟 联系电话:13673613365 Email:ljwzzu@163.com 地址及邮编:河南省郑州市金水区红旗路34号检测中心202附件:1.河南省建设科技协会团体标准《散状绝热材料 吸水性的测定》(征求意见稿)2. 征求意见表河南省建设科技协会2023年5月17日散状绝热材料 吸水率的测定-征求意见稿.pdf征求意见表.pdf
  • 全新颗粒表面特性分析仪上市正式进军颗粒科学与技术领域
    全新颗粒表面特性分析仪上市正式进军颗粒科学与技术领域8月12-14日,纽迈科技携新产品“颗粒表面特性分析仪”参加“中国颗粒学会第九届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会”,正式进军颗粒科学与技术领域。颗粒表面特性分析仪适用于在非破坏的条件下连续监测悬浮液状态下颗粒与溶剂之间的表面化学、亲和性、润湿性以及颗粒的比表面积。对于粉体(浆料,粉料)的分散性,稳定性,亲和性以及比表面积的分析测试快速有效准确的测量手段。 PQ001颗粒表面特性分析仪产品功能:1. 悬浮液体系颗粒比表面积2. 粒子分散性、稳定性3. 颗粒与介质之间亲和性4. 粉体质量控制、分散工艺研究试用范围如下:1、颗粒:SiO2、SiC、ZnO、Al2O3、BaCO3、石墨烯、活性炭、炭黑等一百多种;2、悬浮体系溶剂类型:水、乙醇、丁酮、甲苯等各类含H质子溶剂。应用领域:1)制陶术:湿式制程、加工工艺改善, 分散性的质控和研发2)纳米科技:纳米粒子表面的化学状态, 如: 吸附和脱附作用, 比表面积的变化 等3)电子材料:浓稠状浆料和研磨液 (CMP) 的开发及品管4)墨水:碳黑、颜料分散, 最适研磨条件, 表面亲和性及化学和物理状态5)能源:电池, 太阳能板等的碳黑, 纳米碳管和浆料的分散, 粒子表面的化学和物理状态6)制药:API湿润性、亲和性及吸水性的差异7)其他: 全部的浓稠分散悬浊液体, 纳米纤维, 纳米碳等.纽迈科技提供专业的颗粒应用解决方案,强大的研发生产能力,完善的售后服务能力,欢迎来电了解颗粒表面特性分析仪详细信息
  • 新品研发|污泥毛细吸水时间测定仪采用易于操作的翻盖式测试座
    污泥毛细吸水时间测定仪还可以用于研究不同因素对污泥吸水性能的影响。例如,可以通过改变测试温度、压力、样品量等条件,研究这些因素对污泥吸水性能的影响规律。这些研究成果可以为优化污泥处理工艺和设备设计提供理论支持。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C549344.htm 污泥毛细吸水时间测定仪还可以用于评估不同污泥处理工艺的效果。在污泥处理过程中,不同的工艺方法会对污泥的性质产生不同的影响。通过使用该仪器,可以评估不同工艺方法对污泥吸水性能的影响,从而为工艺选择和优化提供参考依据。 污泥毛细吸水时间测定仪在污泥处理和资源化利用领域具有广泛的应用价值。通过使用该仪器,可以了解污泥的性质和特点,为工艺选择和优化提供科学依据。同时,该仪器还可以为新工艺的研究和开发提供技术支持,推动污泥处理和资源化利用技术的进步和发展。 污泥毛细吸水时间测定仪可以用于检测污泥的亲水性和吸湿性。在污泥处理过程中,这些性能对于污泥的脱水性能和浓缩效果有着重要影响。通过使用该仪器,可以了解污泥在不同条件下的吸水速度和吸水量,从而评估其亲水性和吸湿性。
  • 应用 | 木材疏水表面的构建
    KRÜ SS于1796年诞生于德国汉堡,是表面科学仪器领域的全球领导品牌。先后研发了世界上第一台商用全自动表面张力仪和第一台全自动接触角测量仪,荣获多次国际工业设计大奖和德国中小企业最具创新能力TOP100荣誉。其它产品还包括各类动态表面张力仪、泡沫分析仪、界面流变仪和墨滴形状分析仪等。KRÜ SS研究背景天然木材内因含有羟基等亲水基团,导致其吸水后产生膨胀、开裂、腐朽、变形等问题。一些环境因素,如湿度和酸雨,严重影响木材的耐用性和使用性能,对木制品造成损坏。将仿生疏水概念引入木材表面改良领域,在构建疏水表面的同时也赋予木材自清洁、耐化学性等特性,可提高木材在恶劣条件下的稳定性和耐久性,延长木材的使用寿命。本研究选择人工林杨木来制备疏水表面,通过自组装在木材表面构建TA-Fe III复合涂层,利用TA-Fe III复合涂层的高粘附性和二次反应活性将Ag+还原为Ag纳米颗粒沉积在木材表面,设计构建了物理化学特性稳固型木材疏水表面,并对其表面形貌结构、接触角及疏水表面的稳固性进行测试表征。 疏水木材的制备过程实验方法与仪器:本文采用KRÜ SS DSA25接触角分析仪DSA25S接触角分析仪图片结果与讨论1.接触角测试如图1所示,处理前后木材表面接触角的变化。未改性木材表面的接触角为52.0°,这是由于木材表面的有大量亲水基团和丰富的孔隙结构,使木材表现出较强的亲水性,随着接触时间延长,接触角迅速下降,水滴很快渗入到木材中。经过疏水处理的木材试样,在180s内均保持在138.0°以上,表现出了优异的疏水性能。随着自组装次数的增加,TA-Fe III/木材试件的接触角从138.2°增加到了143.7°,TA-Fe III/Ag/木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°。在相同的处理次数下,TA-Fe III/Ag/木材试件的接触角高于TA-Fe III/木材试件,证明Ag纳米颗粒在木材表面沉积构建了良好的表面粗糙度,使得木材表面疏水性能得到明显提高。图1 木材改性前后的接触角2.化学耐久性测试疏水木材表面的耐化学性是影响疏水表面的重要因素。研究表明,强酸、强碱、有机溶剂浸泡等恶劣环境下都会影响疏水木材的疏水效果,使得木材表面接触角降低,逐渐丧失疏水性能。将疏水木材分别浸没于不同的化学试剂中 ( pH=2. 0的HCI溶液,pH=12. 0的NaOH溶液,正己烷,丙酮,乙醇,DMF) 中24h,在紫外光照射以及用开水煮沸后,疏水木材接触角均高于135. 0°(图2) ,说明在恶劣环境下,疏水木材依然可以具有优异的稳定性和耐久性。将疏水木材进行超声清洗,木材表面的接触角几乎无变化,证明疏水涂层和木材间有稳固的粘合性能。以上结果证明,所制备的疏水木材即使在恶劣、严苛的条件下,也可以保持良好的疏水性,也证明了该疏水涂层的化学耐久性和环境稳定性。 图2 疏水木材耐化学性测试结论本研究基于TA-Fe Ⅲ多次自组装在木材表面构建疏水表面,在温和、环保且不会破坏试件本身的条件下,将涂层完全覆盖于基材表面。多次自组装和利用复合涂层二次反应活性还原Ag+粒子、接枝疏水长链,可以使得木材表面被涂层完全覆盖,并逐步完善木材表面的粗糙度,使得木材表面具有更加优异的疏水性能。随着自组装次数的增加,TA-Fe III /木材试件的接触角从138. 2°增加到了143.7°,TA-Fe III/Ag /木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°。此外,构建的仿生疏水表面具有优异的化学耐久性和环境稳定性,即使在经过恶劣环境后,疏水木材接触角均高于135.0°,依然可以保持优异的疏水性能。参考文献[1]傅敏,李明剑,何文清等.基于TA-Fe~Ⅲ还原Ag离子构建木材疏水表面[J].化学研究与应用,2023,35(01):75-82.
  • 烟用热熔胶及其粘接材料表面性能的研究
    研究背景近年来,随着我国工业自动化进程的不断加快,热熔胶由于具有环保、固化速度快等特点,其发展取得显著成效。与此同时,高装饰包装材料的应用不断扩大,对热熔胶的粘接性能提出了新的挑战。卷烟工业中对烟支的“软包硬化”包装材料便是其中之一。烟支包装材料的正面和背面均为光滑平面,使用EVA或聚烯烃热熔胶对其进行粘接,经常出现开胶、粘接不牢等问题。 为了扩大EVA热熔胶的应用范围,提高其在难粘材料上的应用,本文采用OWRK法测定热熔胶及其原料、烟用包装材料在常温下的表面能,初步讨论烟用包装材料的表面能,热熔胶原料表面能与热熔胶表面能的关系,最后结合粘接力学数据,讨论材料表面能与粘接性能的关系。 实验方法仪器:Drop Shape Analyzer-DSA25接触角测量仪,德国KRÜSS有限公司方法:将热熔胶或原料分别放在隔离纸上,放入烘箱中30min(150℃)后取出,室温冷却至少2h,选择表面平整处,裁剪成2 cm × 1cm 样品,备用。将上述样品放在DSA25平台上,使用去离子水和二碘甲烷两种液测定接触角,然后进行表面能及分量的计算。 file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/ksohtml10020/wps961.jpg 结果与讨论1.包装材料包装材料的接触角、表面能及其分量见表1。表1 烟用包装材料数据表 烟用包装材料在生产过程中,其表面处理工艺有一定的不同,纸箱表面的瓦楞纸需要加入大量的疏水剂和施胶剂(如疏水性淀粉胶等),为提高强度防止吸水后变软,所以其与水的接触角大于90°,实测在103.5°,二碘甲烷则体现完全润湿,无法测定其接触角。 普通条盒纸和软包硬化纸均是以白卡纸为基材,具有一定的强度,表面进行不同处理更加考虑其外观性及手感。普通条盒纸的正反面与水的接触角远低于软包硬化纸,同时,前者正面与二碘甲烷的接触角同样低于后者正面的。前者正面的表面能及其分量均高于后者正面,条盒白卡纸正面表面能44.7mN/m,软包硬化纸正面31.5mN/m。因此,普通条盒纸为易粘接材料,而软包硬化材料属于难粘接材料。 2.烟用热熔胶主要原料烟用热熔胶主要原料的接触角、表面能及其分量见表2。表2 烟用热熔胶主要原料数据表 增粘树脂的表面能在42.0 ~61.4mN/m,属于高表面能材料,用于提高热熔胶的粘接性。由表2可知,1#~4#原料为烟用热熔胶主体树脂,均为乙烯的共聚物。值得注意的是,在相同条件下,低醋酸乙烯含量的聚醋酸乙烯与乙烯共聚树脂对纤维类基材的粘接性要优于高醋酸乙烯含量。
  • 实验台化学品泄漏残留屡见不鲜,如何高效避免?
    实验操作台上化学品种类繁多,且很多试剂具有毒性或腐蚀性。在实验过程中,因化学试剂的不合理存放、操作人员对化学品泄漏预防和控制概念淡薄甚至缺乏,导致化学品泄漏、溢溅的事故时有发生。有调研结果表明,几乎所有实验参与者都经历过试剂溢溅,没有经验的学生可能不了解化学品泄漏的危害,因此,容易被忽略的小滴泄漏可能会造成更大的安全风险。解决方案使用Labmat工作台衬垫是一种安全的方法,可以最大限度地减少实验室中的泄漏暴露。学生和研究人员可以将衬垫放在工作台上,并在实验完成后将其安全处理。这有助于防止意外泄漏影响其他人员,并加快实验室清理。Labmat工作台衬垫还可以吸收高达420ml/m2的液体,防止危险化学品溅到实验人员身上。Labmat工作台衬垫货号:F24675-1000技术参数:1、高吸水性上表面,水、染料、腐蚀性化学品或放射性溶液可快速被吸收;2、柔性聚乙烯薄膜背衬防滑;3、两种颜色可选,生物危害安全橙色或白色;4、加快清理并保护工作表面免受污渍、溢出和磨损;5、污染后简单卷起并丢弃。货号:F24675-0000
  • 防水性能检测标准和方法
    标准集团(香港)有限公司专业生产(供应)销售织物防水性能测试系列产品,公司具有良好的市场信誉,专业的销售和技术服务团队,凭着经营织物防水性能测试仪器系列多年经验,熟悉产品的各项技术支持,供货周期短,价格最优,欢迎来电咨询!1. 防水性能测试标准  纺织品防水性能检测也称抗水性检测,主要分为抗水渗透性(静水压)检测、表面拒水性(喷淋)检测和淋雨测试,国内外常用的检测方法见下表1:表1 国内外主要检测标准   上表中的国家标准和日本JIS方法体系的技术方法基本上等效采用ISO,而AATCC方法检测方法与ISO 的主要不同之处在于:AATCC的静水压检测只要求至少有3个样品,而喷淋检测的评级采用打分制且可评中间级别 而淋雨检测使用不同的淋雨仪且只衡量吸水纸的质量变化。2. 防水性能测试方法2.1 静水压(ISO 811-1981)2.1.1 应用范围及原理  静水压检测适用于测定紧密织物(如帆布、油布、帐篷布及防雨服装布等)水渗透时的压力,理论上纺织品的静水压(P)可以用以下公式求得:  式中:  γL——水的表面能   θ ——微孔内壁与水的接触角   r ——微孔半径   g ——重力加速度。  由公式可见,当90°θ180°时,θ越大,织物表面能越低,微孔的半径(r)越小,静水压(P)越高。而静水压的检测结果在样品和试验液体一定的条件下,与水温、测试面积和水压上升速率有关。试验结果表明,织物的静水压性能中大约有52%是由织物表面孔径决定的,有44%是由织物表面能决定的,有4%是由其他因素决定的。故防水级别要求高的织物在织物的表面必须有微小而均匀的孔和非常低的表面能。2.1.2 试验仪器  耐静水压测试仪,如图1。  图1 耐静水压测试仪2.1.3 试验步骤及结果  在织物有不同部位取5块代表性试样,一般情况下,水压上升速率选0.59kPa/min,水温为20℃,按规定在标准大气条件下调湿试样后,织物试验面与水接触,对试样施加递增的水压,并不断观察渗水的现象,记录织物上第3处渗水时的静水压值,重复测试取平均值。检测结果的计量单位用kPa和Pa表示。结果越大,表明抗静水压性能越好。2.2 喷淋试验(ISO 4920-1981)2.2.1 应用范围和原理  喷淋检测适用于测定各种已经或未经拒水整理织物表面抗湿的能力。该性能表示液体在纺织品表面的润湿情况,与检测液体和纺织品表面的表面能和固液接触角θ有关。根据Young方程式:  式中:  θ——固-液-气三相边界处的接触角   γsv——固体与气体界面的表面能   γsl——固体与液体界面的表面能   γlv——液体与气体界面的表面能。  由公式可见,γsv一定时,γlv越小,θ越小,液体越容易润湿固体。  因而在试样、液体种类和温度一定的条件下,喷淋检测的试验结果与检测液体流速、样品在仪器上如何摆放等有关。2.2.2 试验仪器  喷淋式拒水性能测试仪,如图2。  图2 喷淋式拒水性能测试仪2.2.3 测试步骤及结果  在织物有不同部位至少取3块具有代表性的试样。一般情况下,水温为20℃,按规定在标准大气条件下调湿试样后,织物试验面与水接触接受喷淋,试样经向与水流方向平行。将250ml的水迅速而平衡地注入漏斗中,淋水一停,迅速使夹持器连同织物试验面朝下几乎成水平,轻轻敲打2次,根据标准文字描述或图片评定观察到的试样润湿程度的级别,从5级到1级,5级最佳,1级最差,不评中间等级,评级由至少2名有喷淋评级经验的检测人员进行。重复测试获得3个试验数据,报告每个测试样品的试验结果。2.3. 淋雨试验(ISO 9685-1991)2.3.1 应用范围及原理  淋雨检测适用于测定织物在运动状态下经受阵雨的防水性能,其中包括表面沾湿和纺织品润湿吸收水分的能力,在拒水性原理的基础上,还有纺织品润湿原理,可用Young-Laplace’s方程解释:  式中:  γ——试验液体的表面张力   r ——测试孔的半径   θ——润湿液体对孔壁的接触角。  由上式可见,纺织品润湿吸水的检测结果在样品与试验液体一定的条件下,与水温、测试面积和水压有关。2.3.2 试验仪器  邦迪斯门淋雨性测试仪,如图3。  图3 邦迪斯门淋雨性测试仪2.3.3 测试步骤及结果  在织物上至少取4块代表性试样,按规定在标准大气下调湿样品。试验或校验前,先校正流量 ,移上挡雨板,称量调湿后试样的质量(m1)。试样的测试面平整无张力地放于样杯上,用夹样环夹住,拉开挡雨板,使试样受淋10min。用参比样照目测评定试样的拒水性(类似喷淋检测的评级),试样离心脱水15s,立即称出其质量(m2)。计算吸水率(W),以质量百分比表示,公式如下:3. 性能评价  目前,国际上纺织品的防水检测方法中均没有对防水性能评价的规定,相关检测机构对纺织品防水性能的评价往往是用户根据纺织品的种类和用途来确定检测要求。纺织品的用途和档次不同导致了防水性能有较大差异,评价要求也不同。由于纺织品的防水与透湿性能往往是一对矛盾的共同体,防水性能好的产品的透湿性能相对较差。目前,防水和透湿性能都好的产品往往是最高档的产品,所以也极大限制了防水纺织品的使用范围。  国际上著名的防水纺织品品牌,如:“Teflon”“Scotchgard”“Gore-Tex”等品牌检测认证程序,往往是根据服用纺织品、家居纺织品或产业用纺织品等不同用途来确定产品的具体性能指标要求。美国军用标准中防水纺织产品的耐水压最低要求为13.68kPa,日本自卫队雨衣的耐水压在13.73kPa以下。我国公共安全行业标准GA 10-1991规定,防护服抗渗水内层耐静水压不得小于3.92kPa。而ASTM D3781要求:织物拒水性水洗前应达到4级以上,一次水洗后仍能达到3级以上 淋雨检测的要求往往是吸水质量最大为1g。GB 12799要求纺织品水洗前拒水性达到5级,水洗30次仍至少为≥1级。  更多关于 织物防水性能测试仪器资料信息,请关注:http://www.standard-groups.cn/chanpin/zwjfz/gnxcs/1005.html   标准集团(香港)有限公司专注于检测仪器行业13年,有着丰富的技术经验积累和众多成功的案列,同全国各大企业有着广泛的合作关系,服务和产品质量一流、我们的仪器,价格合理、品质保障、供货周期短服务热情周到,欢迎来电咨询 座机:021-64208466 手机:13671843966。
  • 应用 | 石墨烯表面究竟是疏水还是亲水?
    摘要石墨类碳材料在电极,吸附,催化载体以及固体润滑剂方面有着极其广泛的应用。了解它们和水之间的相互作用对于基础材料的表征以及实际装置的制备都起着关键作用。曾经,普遍的观点都认为石墨碳材料表面是疏水的。然而,美国匹兹堡大学Kozbial等人发表在国际顶级杂志Accounts of Chemical Research上的最新研究发现:石墨表面本质上是亲水的,而由于表面吸附了空气环境中的烃类污染物,才造成石墨烯表面的疏水性。研究回顾在石墨烯的各类应用中,表面性能的精准控制(例如黏附、摩擦和表面能)是非常必要的。润湿性不仅是表征表面性能的重要参数,而且还直接影响了电子掺杂和载体可移动性。在1940年, Fowkes and Harkins首次报道了天然石墨的接触角为85°度左右。其他学者研究不同石墨类碳材料时得出的结果也与该值相接近。碳纳米管以及石墨烯的润湿性研究结果也表明他们都是疏水的。所有的这些研究都表明sp2杂化形式的石墨类碳材料都是疏水的。润湿性的不同观点:1. Tadros等人采用捕泡法测试出表面干净的各项同性的石墨,其前进角为63° (53 °C)。但他们的工作主要集中在研究等温吸附上,而不是润湿性,所得出结论不十分可靠。2. Schrader发现石墨在室温下和超真空条件下被剥离后的接触角值为35°。但是,超高真空会造成水的蒸发,造成较低的接触角。进一步提出石墨疏水是由于石墨被疏水的有机物污染。研究思路为了解决以上问题,美国匹兹堡大学Kozbial教授重新设计了实验,并用KRÜ SS DSA100接触角测试仪表征材料的接触角和表面能。室温下,研究了新鲜石墨烯和剥离的高度有序热解石墨表面的接触角与时间的变化。结果表明暴露在空气中时,接触角与时间具有相依性(图1)。之前研究者们也用同样的方法研究了金的润湿性,由于金的表面吸附了空气中的烃类污染物,造成金的疏水性。而二氧化硅和稀土氧化物等陶瓷材料的接触角也表现出同样的性质。因此Kozbial教授提出,石墨类碳材料是否也因为表面吸附了空气中的烃类污染物才变得疏水呢?图1.铜基石墨烯,镍基石墨烯和石墨的水接触角数据。(1)衰减全反射红外光谱分析利用衰减全反射红外光谱法,采集了新鲜和老化的石墨烯的表面数据。结果表明,石墨烯在空气中暴露10分钟后,出现了明显的亚甲基(&minus CH2&minus )的峰(图2a),这说明有烃类物质吸附在了石墨烯表面。此外,亚甲基峰强度随着暴露时间的增长而变强,同时接触角和ATR-FTIR的数据也表现出相似的趋势。如下:干净表面的石墨烯具有较低的接触角和较弱的亚甲基峰接触角和亚甲基峰强度随着在空气中暴露的时间增长而增加,60分钟之后都不再发生明显的变化。(2)XPS分析采集新鲜石墨烯和老化2天石墨烯的C1s XPS数据。285eV附近的强峰来自于石墨烯碳原子(图2b)。不同的是,在285.7 eV处有一个更正的峰以及在287.6 eV附近出现了一个肩峰,这都说明了烃类物质的存在。随后也采集了新鲜石墨和老化2天石墨的ATR-FTIR数据。因此,对于石墨烯和石墨而言,新合成或者新剥离得到的表面是没有烃类物质的,而在空气中暴露老化之后,是有烃类物质吸附的。图2. 铜基石墨烯的(a) ATR-FTIR和(b) XPS图谱,石墨的ATR-FTIR图谱(c),(d)烃类物质吸附膜厚度和接触角石墨在空气暴露时间的变化关系(3)椭圆偏振分析通过该技术研究发现,石墨表面开始暴露在空气中后,烃类物质吸附膜的厚度逐渐增加,在60分钟时达到峰值,随后曲线出现平台。引起了这一变化时,石墨表面生成了&sim 6&angst 厚的烃类物质层。综上,ATR-FTIR,XPS以及椭圆偏振法都表明石墨表面本质上是温和亲水的,吸附烃类物质后才变的疏水。(4)表面能分析表面能是固体物质重要的表面性质,它不仅决定材料表面的润湿性,更深深影响着粘附性、摩擦性以及其他的表面或界面性能。基于四种测试液体的接触角数据,通过三种常见的模型Neumann,Fowkes和Owens&minus Wendt计算了新鲜和老化石墨表面的表面能。图3表明石墨烯和石墨的表面能随着暴露时间增长而逐渐降低。新鲜表面的表面能最大,老化表面的表面能最小。造成这种结果的原因是空气中烃类物质的吸附过程带来的热力学驱动力降低了总表面能。图3 新鲜和老化石墨烯,石墨的表面能图及极性和非极性分量总结烃类污染物不仅影响石墨类材料表面的润湿性还影响了其粘附性和吸附性。因此,开发有效的去除和抑制烃类污染物对于操控石墨表面性能是非常关键的。此障碍在未来获得突破后,石墨烯基装置的成功制备也就为时不远了。参考文献Kozbial, A., Zhou, F., Li, Z., Liu, H., & Li, L. Are Graphitic Surfaces Hydrophobic. Accounts of Chemical Research 2016.
  • 助力法医调查——FLIR红外热像仪让“血手印”更加清晰
    当我们看一些刑侦类的电视剧时,检测者需要找到血迹证据时,一般会向相关区域喷洒鲁米诺并关灯。这为影视剧增添了一定的喜剧效果,但对需要在不太理想情形下找到具体血迹证据的现实检测者来说并不是良好的方案。现实中,研究人员一直在寻找检测织物上极低浓度血液的替代方法,最近他们在热成像技术中找到了答案。血液在其自身的红外光谱中不可见,但在沾有血迹的样品上喷洒水蒸气可以创建热信号,这种热成像方法可以在法医检测中替代鲁米诺的方法,成为新的检测方案。今天,就来说说化学研究员Michael Myrick博士和Stephen Morgan博士及其南卡罗来纳大学的团队研究在法医应用领域将红外热像仪用作检测和记录生物液体(如犯罪现场的血迹)证据的替代方案。传统鲁米诺存在的问题鲁米诺本身是一种粉末,在混合了双氧水后用于织物表面进行测试。如果存在血,血红蛋白中的铁会催化鲁米诺和双氧水之间的反应,将电子释放为对蓝光可见的光子。但是,鲁米诺还能与铁之外的其它物质反应,很可能导致判断错误。Myrick博士解释到,鲁米诺会与芳香胺、铜盐、漂白剂等多种物质发生反应。此外,它还有一个问题,它还可能会对DNA检测产生潜在影响:虽然它不会直接破坏DNA,但是它可能会影响某些遗传标记。血的吸水/解吸水特性类似于棉花的吸水/解吸水特性,因此即使全血印迹在棉花上也模糊不清。当向血迹上喷洒鲁米诺时可能会模糊或冲掉血迹。“如果存在纹路图案,如指纹,然后您用一种液体浸泡它,那么您可能会完全失去它,”Myrick博士说道。这样就会失去识别织物上指纹的所有机会。过度稀释血迹还会导致随后样本的DNA检测成为泡影。红外成像应用的研究过程Myrick博士和他的团队一直在寻找更好的方式:为医学检测可视化血迹和其它生物液体。Myrick对能进行观察超过数秒、可重复且不会破坏样品的检测方法尤其感兴趣。他和他的团队开始研究利用红外线反射来可视化血迹。虽然红外线反射的确奏效,但是血迹在热图像中总是模糊不清。“单纯依靠热成像并不是很好的可视化化学对照物的方式,”Myrick博士坦承道。他和他的团队正寻找提高对血液灵敏度的方式,并将蒸汽作为在红外光谱窗口中创建强吸收谱带的方法。然而,在试图改进方法的过程中,该团队偶然发现一种更好的方法。研究生Wayne O’Brien的任务是用旅行喷汽熨斗喷出的氧化氘浸透一块棉布,并测量反射率。O’Brien恰好记录了蒸汽喷到棉布上的红外视频,并有了惊人的发现。“在打开蒸汽那一刻,他向我展示的红外视频中,100倍稀释的血迹就像一只被点亮的灯泡。这惊人的现象在之前是非常难见的,刹那之间在图像中点亮,”Myrick说道。此外,与鲁米诺会立即褪色不同,他们发现水蒸气在沾有血迹的织物上的作用是持续的。Myrick称:“如果您取一块布料,并让其进入温度升高的湿润环境中,您可以无限期地看到血迹,它不会时而出现时而消失,只要您将其置于湿润环境中,就可以永远看到它。”热像仪+水蒸气,血印无所遁形Myrick的团队将他们的发现用于研究三种类型布料上的血指纹。“指纹”来自一块定制的橡皮章,这些“指纹”被弄湿且印到三块不同类型的染色织物。每块织物印上两个指纹血印,其中一个指纹印稀释10倍,另一个指纹印未稀释。然后,让血印风干24小时。当需要对血印成像时,研究人员让样本暴露在蒸汽挂烫机的去离子水蒸气中。在很长一段时间里,他们每隔三秒蒸一次布块,在每次喷蒸汽间隔中暂停记录。向样本喷水蒸气会直接产生热量,Myrick博士将这一过程比作是走出干燥的空调房来到湿热的户外。您穿的每一件衣服会立即吸收水蒸汽,温度略微上升,这种升温在红外图像中显而易见。正像增加水分产生热量一样,撤去蒸汽源会导致冷却。但是,像腈纶或涤纶这样的疏水性织物只能保持极少量水分并很快达到平衡。因此,血迹区域将比布料其它区域冷却得更慢,这样就产生温差,在红外图像中很容易识别。腈纶织物上的完整血印,左侧:蒸汽暴露于湿气期间的热图像,右侧:暴露后蒸发冷却,对比度足以辨别指纹纹脊图案。涤纶织物上的完整血印,左侧:蒸汽暴露于湿气期间的热图像,右侧:暴露后蒸发冷却。在一组记录中,他们为FLIR A6751sc SLS热像仪安装了一个50mm镜头,以便对整个血印进行成像。FLIR A6751sc提供快帧频和480ns积分速度,使研究人员能够记录快速热暂态。第二组记录使用13mm镜头,使Myrick的团队能够观测单张放大的“指纹”脊纹图案。在两种情况下,该团队通过FLIR的ReasearchIR软件操作热像仪。涤纶上的10倍稀释血印显示指纹纹脊图案和由血液凝固物芯吸作用引起的晕圈。Myrick的团队发现对棉布上的血印进行成像有些困难。这是因为水分占总重量的比率高达20%,棉布吸收的水分与血迹本身吸收的水分相当。相比之下,腈纶和涤纶等合成纤维吸水性较弱。“棉布是一种复杂的织物,充满松散的纤维,”Myrick补充道。“并且线吸水的速度不一样,单根纤维的反应极快。”全血印内的单根线与棉布其余位置形成鲜明对比因此,该团队非常成功地对棉布上的放大纹脊进行了成像。他们注意到,棉布浮丝上的全血和其它区域的全血之间存在明显对比。该对比仅在浮丝能够吸收蒸汽的30 ms期间可见。“FLIR A6751sc使我们能够进行高速测量,事实上,纤维仅会在热视频中的其中一帧发亮,”Myrick解释道。之后,大部分布料已吸收足够的水蒸气,因而消除了全血和棉布之间的热力差异。全血印仅在喷蒸汽期间模糊可见,像腈纶样本一样,有一个织纹阻止织物与血印完全接触。但是,与纬纱(水平方向)相比,经纱(垂直方向纱线)凸起,所以经纱上的血液凝固物更明显。纹脊断裂出现在腈纶布组织防止血印与织物完全接触的位置根据Myrick的研究结果,当确定织物上是否沾有血迹时,热成像技术是鲁米诺法的可行替代方案。甚至可以说,热成像是更可取的,因为辅助成像的水蒸气不会进一步稀释血迹,也不存在毁掉证据的可能性。虽然使用水蒸气会对棉布上血迹成像带来一些挑战,但是高速、高分辨率的红外热像仪可提供一种变通方案。FLIR A6751sc等科研热像仪具有记录松散棉纤维快速升温或冷却所需的帧频和积分速度,这可通过放大镜头得到加强。Myrick和他的团队将继续研究棉线上高速成像的应用,以期改善这一过程。FLIR A6750系列FLIR A6750中波红外热像仪具有短曝光时间和高速窗口帧频,使其成为记录快速热事件和快速移动目标的理想之选。这款制冷型锑化铟热像仪能定格移动对象运动并准确测量其温度,以及执行各种各样的无损测试。具有327,680(640×512)像素的红外分辨率和高灵敏度,能生成清晰的图像,非常适合用于精密仪器的检查。FLIR A6750系列热像仪能同FLIR ResearchIR Max软件无缝连接,对热像仪获取的热数据进行浏览,记录和处理。另有软件开发包(SDK)可供选择。FLIR红外热像仪具有锁定、瞬时探测和脉冲功能可执行高级检测工作如:无损测试(NDT)、应力制图能分辨小至1 mK的温差
  • 应用:通过表面能表征等离子体对聚合物表面的处理效果
    研究背景等离子体处理是聚合物表面改性的一种常用方法,一方面等离子体中的高能态粒子通过轰击作用打断聚合物表面的化学键,等离子体中的自由基则与断开的化学键结合形成极性基团,从而提高了聚合物表面活性;另一方面,高能态粒子的轰击作用也会使聚合物表面微观形貌发生改变 。本文提出通过等离子体处理提高 PP的胶粘接强度。利用KRÜ SS光学接触角测量仪DSA100分析了等离子体处理对于PP表面的接触角、自由能的影响。利用胶粘剂将 PP薄膜与铝箔粘接到一起,采用T剥离强度试验方法对PP的胶粘接强度进行了测试,结果表明等离子体处理可以显著提高 PP的胶粘接强度。DSA100型液滴形状分析仪试验样品制备由于PP薄膜表面可能会有油污、脱模剂等残留物,本文采用超声清洗方法对其表面进行实验前的处理。结果与讨论1.PP表面接触角系统分析了等离子体改性的射频功率和处理时间对于PP表面接触角的影响。首先,将处理时间恒定为 120 s,射频功率分别选取了 80 W、120 W、180 W、240 W 和300 W。如图1(a) 所示,PP表面经等离子体处理后,去离子水和二碘甲烷的接触角均有较明显的下降。当射频功率超过120 W时,接触角下降趋势缓慢,此时去离子水的接触角由99.08°降到了79.25°,二碘甲烷的接触角则由69.31°降到了59.39°。当射频功率达到300 W时,去离子水的接触角为 74.88°,二碘甲烷的接触角为55.88°。去离子水属于极性溶液,它的接触角越小表明PP表面润湿性越好,PP与胶粘剂的粘接强度将越高。 图1.薄膜表面接触角的变化其次,将射频功率恒定为 80 W,处理时间分别为30 s、60 s、120 s、300 s和600 s,PP表面的接触角与处理时间的关系如图1(b)所示。可见,随着处理时间的增长,接触角逐渐减小。当处理时间长于120 s时,接触角变化缓慢,此时去离子水的接触角由 99.08°降到了77.39°,二碘甲烷的接触角由69.31°降到了56.05°。结合上述两个实验结果,本文选择射频功率120 W和处理时间120 s作为后续的PP等离子体改性工艺参数数值。2.PP表面自由能本文采用Owens二液法 ,通过测量去离子水和二碘甲烷在 PP表面的接触角,计算出PP表面的自由能。PP表面自由能与射频功率和处理时间的关系如图2所示。从图中可以看出,PP在等离子体处理后,色散分量和极性分量均有所提升,其中极性分量的提升更显著,PP的表面自由能得到了较大提高。经计算,未经等离子体处理的 PP表面色散分量、极性分量和自由能分别为18.68 mJ/m 2 、12.12 mJ/m 2 、30.8 mJ/m 2 ,经等离子体处理后的PP表面色散分量、极性分量和自由能分别为22.27mJ/m 2 、26.64 mJ/m 2 、48.91 mJ/m 2 。即,经等离子体处理后,PP表面色散分量增加了 19.22%,极性分量增加了119.8%,自由能增加了58.8%。可见,PP表面自由能的提高主要归因于极性分量的增加,而极性分量的增加则是由于等离子体处理使得PP表面形成了极性基团,从而有助于提高PP的胶粘接强度。 图2.PP表面自由能3.PP胶接强度根据T剥离强度试验记录的最大剥离力和最小剥离力计算得到平均剥离力(FT),而剥离强度(σT)为 式中:B为测试样品的宽度 ,本文测试样品的宽度为25 mm。在剥离过程中,可以看到胶粘剂形成的胶膜完全保留在铝箔表面,证明胶粘剂对铝箔的粘附性远高于对PP薄膜的粘附性,即通过该实验测试到的剥离强度为PP与胶粘剂之间的粘接强度。未改性的 PP薄膜和改性后的PP薄膜的剥离力与剥离长度的关系曲线如图3所示,由于夹持位置的差异,PP薄膜与铝箔之间开始出现分离的位置稍有不同。在二者刚出现分离时,剥离力较大,之后剥离力逐渐下降并保持稳定。根据上述公式可以计算出,未改性的PP薄膜最小剥离强度为588 kN/m,最大剥离强度为 661.2 kN/m,平均剥离强度为 624.8 kN/m;与之对应,改性后的PP薄膜最小剥离强度为734 kN/m,最大剥离强度为810.8 kN/m,平均剥离强度为775.2 kN/m。即,PP薄膜经过等离子体改性处理后最小剥离强度提高了24.83%,最大剥离强度提高了22.63%,平均剥离强度提高了24.07%。 图3.剥离长度和剥离力的关系结论本文从接触角、表面自由能等方面揭示了等离子体处理提高PP材料胶粘接强度的机理。实验结果表明,经过等离子体改性处理后,PP表面由疏水性变为亲水性,去离子水的接触角由99°减小到了75°,PP表面自由能由31 mJ/m 2 增大到了49 mJ/m 2 ,同时PP表面整体上变得凸凹不平,且出现了大量纳米级凸起和凹坑。PP表面发生的这些化学和物理变化共同作用,使得PP的胶粘接强度提高了24%。参考文献隋裕,吴梦希,刘军山.等离子体处理对于聚丙烯胶粘接强度的影响[J].机电工程技术,2023,52(01):30-32.
  • 日化专题 | 如何科学表征日化中的表面和界面行为?
    研究背景日化中的很多现象都跟表界面的作用有关系,比如化妆品中的乳化、分散、增溶、发泡和清洁等等。KRÜ SS作为表面科学仪器的全球领导品牌,此次从以下几个方面为大家介绍日用化学品中的表面科学表征方法:典型应用1.清洁类产品的泡沫行为分析在日常使用洗面奶,洗发水时,我们通过揉搓等各种方式将洗面奶和空气充分接触而产生泡沫。在揉搓出丰富泡沫的过程中,很容易产生幸福感和仪式感,一整天的油腻都被洗掉了。KRÜ SS DFA100动态泡沫分析可以对泡沫的起泡性,泡沫稳定性和泡沫结构进行科学的表征。选择了市售的几个洗面奶进行了测试,通过DFA100的搅拌模块,可以非常清晰的筛选出起泡性较好和泡沫丰富的产品。如上图所示,横坐标是时间,纵坐标是泡沫高度,从图上可以清晰地看到有的产品起泡性速度很快,且短时间内起泡高度就可以达到最大。一般来讲,样品起泡性越强,产生的泡沫越多,其泡沫高度也越高;反之,起泡性差的样品,其泡沫高度也相对较低。从泡沫高度上的衰减也能分析泡沫稳定性,泡沫高度降低越快,泡沫越不稳定。由于此次样品测试时间较短,泡沫比较稳定,没有观察到泡沫高度的衰减,故而不做泡沫稳定性的对比。挑了其中2个样品,对比泡沫的结构和尺寸大小,从而分析泡沫的细腻程度。从图中可以看到,2号样品刚开始产生泡沫后,就比较细腻,泡沫尺寸比较小。随着时间的变化,泡沫大小一直比较稳定,不发生特别大的增加。而1号样品产生了较大的泡沫,随时间延长, 泡泡大小急剧增加。2.通过接触角表征彩妆类产品的防水抗汗性能消费者使用底妆的痛点主要有卡粉、脱妆和浮粉,而通过水,人工汗液和人工皮脂在彩妆上的接触角,可以评估抗汗和抗皮脂性能。接触角是气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ。通过接触角的大小,可以判断固体和液体的润湿性能。如果粉底液和汗液,皮脂,水等的接触角越大,说明产品的防水抗汗性能越好。 选择市售的几款口红,通过接触角评价产品的防水,抗汗性能。将口红涂抹在手臂内侧,干燥后测试接触角。通过接触角可以明显区别不同产品的防水,抗汗,抗皮脂的差异,1号样品性能更加优越,防水抗汗都优于其他产品。彩妆中除了口红,也可以通过接触角分析底妆产品中原料和基底的润湿性。大多数化妆品都含有粉末和颜料,以着色、保护皮肤或协助清洁。以表面活性剂形式存在的分散剂确保粉末的精细分布和混合物的稳定。粉末和液体的接触角可以帮助判断润湿和分散行为。3.护肤品的乳化行为分析:常见的护肤类化妆品是水包油或者油包水的乳液或者膏霜。水油原本不相容,通过添加表面活性剂,可以吸附于液液界面,降低体系的热力学不稳定性。表面张力仪可以精准的分析油水两相的界面张力,判断乳化效果;表面张力仪还可以测试表面活性剂的临界胶束浓度,判断表面活性剂的添加量。分析表面活性剂的动态表面张力行为,监控喷雾雾化效果等;除此之外,KRUSS的各类产品还可以分析头发的接触角。正常头发具有疏水性,受损后头发油脂层被破坏或部分缺损,接触角变小其亲水性越强。该方法广泛用于头发受损及修复后的情况。 KRÜ SS的表界面分析仪器可以帮助您从原料到成品,从生产到研发,多维度解决您的难题!
  • 锡莱亚太拉斯参与起草的新标准已获AATCC和GB通过
    美国纺织染化家协会(AATCC)近期完成了一项新标准的漫长的审批程序,此项新标准就是AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》。该标准用于测量、评估并分类织物的液态水分管理性能,适用于针织物、纺织物及无纺布等纺织材料。测试结果受织物自身的防水性、拒水性及吸水性影响,包括织物的几何及内部构造,以及纤维和纱线的芯吸特性。 获得AATCC测试方法的认可,对于任何一项新技术来讲,都是非常重要的一步。因为它要求全体委员会成员对测试方法的认可,每个反对或负面意见都必须得到慎重考虑。人们可以通过网站www.aatcc.org在线购买新的AATCC TM 195测试方法。   同时,由锡莱亚太拉斯公司参与起草的中国国家标准GB/T21665.2-2009测试方法(纺织品 吸湿速干性的评定 第2部分:动态水分传递法),也于2009年6月通过国标委的审批,并将于2010年2月1日正式生效。   目前,锡莱亚太拉斯的液态水分管理测试仪已得到全球的广泛认可与应用,因为它可以简单客观地测量最新技术织物的液态水分管理特性,包括用于功能服装的技术面料和传统面料。在亚洲、美洲及欧洲的实验室中,有超过40台的液态水分管理测试仪处于正常使用状态。
  • 生活用纸检测标准及所使用仪器
    一般来说,纸巾质量检测一般有9项检测指标:外观、定量、白度、横向吸液高度、横向抗张指数、纵横平均柔软度洞眼、尘埃度、微生物等指标。一、外观:卫生纸的外观,包括外包装和纸巾的外观。挑选卫生纸时,应首先检查外包装。产品的包装封口应整文牢固,无破损现象,包装上应印有生产厂名、生产日期、产品等级(优等品、一等品、合格品)、采用标准号、执行的卫生标准号等信息。其次,是检查纸的外观,洁净,没有明显的死褶、残缺、破损、硬质块、生草筋、浆团等纸病和杂质,纸张使用时不应有严重掉毛、掉粉现象,纸张中不应有残留的印刷油墨。二、定量:就是指分量或者张数够不够。根据标准规定,净含量50克至100克的商品,负偏差不得超过4.5克;200克至300克的商品,不得超过9克。相关检测仪器圆形定量取样器及电子天平。 三、白度:卫生纸并不是越白越好,有可能是添加了过量的荧光漂白剂。荧光剂是造成皮炎的主要原因,长期使用还可能致癌。怎么辨别是否荧光漂白剂过量呢?首先用肉眼看应该是自然的xiang牙白,或者把卫生纸置于紫外光(如验钞机)的照射下,如果出现蓝色荧光,就证明含有荧光剂。而亮白度过低虽不会影响卫生纸的使用,但说明使用的原材料较差,同样尽量不要选用这类产品。相关检测仪器白度仪。四、吸水性:可以将水滴在上面看吸收速度如何,速度越快吸水性越好。相关检测仪器可勃吸水性测试仪。 五、横向抗张指数:就是纸的韧性。使用时是否容易碎裂。纯木浆纸由于纤维长,故拉力大,韧性好,不易断。相关检测仪器卧式拉力机。六、柔软度:这是卫生纸产品的一个重要指标,好的卫生纸应给人柔软舒适的感觉。影响卫生纸柔软度的主要原因卫生纸的纤维原料、起皱工艺。一般来说棉浆优于木浆,木浆优于麦草浆,柔软度超标的卫生纸使用起来手感粗糙。相关检测仪器柔软度测试仪。七、洞眼:洞眼指标是对皱纹卫生纸上洞眼数量的限定要求,洞眼会对纸张使用带来影响,过多洞眼的皱纹卫生纸不仅外观较差在使用中还容易破损,影响擦拭效果。八、尘埃度通俗点说就是纸上粉尘多不多。如果原料是原木纸浆,尘埃度是没有问题的。但若用回收来的纸张作为原料,且工艺处理不恰当,尘埃度就很难达标。相关检测仪器尘埃度测试仪。总而言之,好的卫生纸一般是自然的乳白色,或xiang牙色,纹理均匀细腻、纸面干净、没有洞眼,无明显的死褶、尘埃生草筋等,而低档卫生纸看起来是暗灰色和有杂质的。用手一摸,卫生纸是会掉粉、掉色甚至掉毛。
  • 检测机构与生产商合作新模式:SGS共建实验室运营
    7月11日SGS宣布其在加拿大安大略省圭尔夫的谷物分析测试实验室正式投入运营。这是生产者组织和私人公司首次在加拿大联手成立一个实验室,提供完整的谷物作物分析测试。 该实验室装备了面包机,可以在实验室控制的条件下制作面包,以此来鉴别最优质的小麦。加拿大的谷物主要用于生产面包,而这个实验室可以控制谷物质量,进而帮助加拿大的谷物种植者在国内和国际市场处于领先地位。该实验室的功能将会全面的支持加拿大谷物种植者、加工商和磨坊主的发展,为他们提供谷物质量数据,帮助他们的市场营销。谷物质量检测设备实验室将对小麦和面粉的水分、蛋白含量以及灰分进行检测,决定产品的等级。同时实验室也会做一些生面团流变学的测试:淀粉测试记录仪——测试面粉的吸水性和生面团的流变性质 面筋拉力测定仪——在类似于发酵和烘烤的条件下测试生面团的抗拉伸阻力 拉伸仪——测定面团的延伸特性及弹性,以评价其烘焙性能 淀粉粘焙力测量器——测量面粉样品的α 淀粉酶活性和粘度(淀粉凝胶)。该实验室配有一台SDmatic法国肖邦损伤淀粉测定仪,可以测定面粉样品在研磨过程中淀粉损伤的数量。并配有一台Perten降落数值测定仪,测定谷物和面粉样品中α 淀粉酶的活性。该实验室同时能够开展面粉溶剂保持能力测试,以确定面粉样品的吸水性。  所有这些测试,只要提交面粉样品(或者那些研磨后的小麦)就可以在该实验室完成。
  • 织物热湿舒适性测试现状
    水分测试仪︱MMT水分测试仪︱液态水分管理测试仪︱询价电话:136718439661、织物的热湿舒适性研究概述 织物的热湿舒适性是指织物在人与环境的热湿传递之间维持人体体温恒定,为人体正常生理机能提供创造良好条件,从而使人体保持舒适的感觉。人体的舒适感觉取决于人体本身产生热量和周围环境散失热量之间能量交换的平衡。热湿性作为服装舒适性最为重要的指标,在近十几年来颇受纺织服装界研究重视。 目前,世界范围内,纺织品和服装的热湿舒适性主要集中在以下几个方面:纺织品和服装的热湿传递性能及其对舒适性的影响;织物动态湿传递性能的研究;运动衣、内衣用舒适织物的研究开发;新的试验方法和装置的研究。现将就现阶段织物热湿舒适性的测试方法和运动衣、内衣用舒适性织物的研究开发两个方面展开讨论,以大体展现织物热湿舒适性的现状。2、测试方法 现阶段,通过许多学者的研究,已建立起了各种各样的评价体系和测试指标,其中一类是分项单纯测热和测湿的,测热的主要有圆筒法、平板法、暖体假人法、热脉冲法等,测湿的主要有透湿杯法、湿度梯度法、敏感器件法等,另一类是测定热湿综合传递性能的。单纯性热湿传递或湿传递研究方法仅考虑了织物两侧形成的温差或水汽浓度差,而织物两侧的温差是同时存在的,在织物中热流和质流是同时传递着的并且相互作用。为了更好的模拟实际穿着情形,尤其是像夏季服装人体出汗更是不能忽略,应当采用热湿同时传递的方法,这已成为近年来研究的重点,这方面的仪器有纺织品微气候仪(包括一些带有模拟皮肤的热湿传递性能测定装置)和出汗暖体假人。常用的评价织物热湿舒适性的方法主要有物理学的、生理学的和心理学的方法。 影响人体感知衣物是否舒适的三个主要参数是:热湿舒适度、手感舒适度和压力舒适度。其中,热湿舒适度占整体感觉的50%,所以衣物的液态水分管理能力显著影响人们对衣物舒适度的感知。 热湿舒适性是人体对服装舒适程度主观判断的最重要的因素之一。人体的一个重要的散热作用是靠分泌汗液及其蒸发来进行的,水蒸气将身体或是面料表面的热量通过蒸发带走。经研究发现,在服装的微气候环境下,服装的吸汗性、面料对汗液的传递性及其在面料上蒸发的地点都与穿着的舒适度有关系。目前,具备良好的液态水分管理能力的功能性面料被广泛地应用于运动及户外服装、高级休闲服和制服。这些面料所具备的性能如:速干性,优良的透湿性能以及排汗性(能迅速地导出皮肤上的汗液,保持皮肤的干爽)。一些传统的标准和测试方法可以被用到对这些功能面料的检测,如吸水扩散性、芯吸高度、滴水穿透时间、透湿率和干燥速率等。然而,这些测试方法并不能测量出液态水在面料上的三维传递状况。 随着纺织行业的发展,具有液态水分管理性能的纺织品逐渐受到生产厂家的青睐。自20世纪90年代末期,在美国Under Armour公司的领导下,众多的公司开始大力宣传舒适性产品,并以此作为卖点。舒适性服装最基本的特性之一就是出色的液态水分管理性能。然而,人们却很难比较不同产品之间的液态水分管理性能。因为当时的测试仅仅局限于毛效测试或水滴测试,即测试织物转移液体的能力。测试时,将织物垂直放入水槽中或将水滴在织物上,然后测试水浸入织物的程度。这些测试方法的不足在于,只能测量在织物的一侧水滴一次。3. 液态水分管理测试仪(水分测试仪)织物的液态管理特性取决于它们的阻水性、拒水性、水吸收能力,以及纤维与纱的毛细效应、几何状态和内部构造。虽然目前有些测试方法可以简单测量织物的吸水性、穿透性与渗透时间,但无法测量面料中水分的动态转移特性。液态水分管理测试仪可提供一种新的测试纺织产品的水分管理能力的方法,能帮助我们准确地评估和开发吸湿排汗速干服装产品。2009年6月,《GB/T 21655.2 纺织品吸湿速干性的评定第二部分:动态水分传递法》顺利通过了国标委的审批,并将于2010年2月1日生效。几乎与此同时,美国纺织化学家和印染家协会AATCC也通过了《AATCC 195织物液态水分管理特性》。这标志着MMT液态水分管理测试仪最终获得了中美两国主要标准的认可。尽管在标准通过前,MMT液态水分管理测试仪就已经被美国棉花公司、NIKE、Adidas、迪卡侬、WL Gore、Polar Tec、安踏Anta、P&G、ITS、东华大学、广东溢达、山东鲁泰等六十多家行业领先企业和研究机构采用,但新标准的通过仍然会对该测试技术的普及起到推动的作用。3.1 测试原理织物试样水平放置,液态水与其浸水面(通常是指与皮肤接触层)接触后,会发生液态水沿织物的浸水面扩散,从织物的浸水面向渗透面(通常是指服装的外层)传递,同时在织物的渗透面扩散。此水含量的变化过程是时间的函数。当试样浸水面被注入测试液后,利用与试样紧密接触的上下传感器,测定测试液在织物中的动态传递状况,用一系列指标如浸湿时间、吸水速率、最大浸湿半径、液态水扩散速度、单向传递指数、液态水动态传递综合指数综合评估纺织品的吸湿、速干、排汗等性能。3.2 试验方法将试样放入仪器中,接触皮肤的一面向上,将一定量的量的生理盐水倒在织物接触皮肤一侧的中心位置,模拟人体排出汗液的过程。试样两面的传感器分别测量它们在各个环形内(直径分别为5mm,10mm,15mm,20mm,25mm及30mm)的导水性能。在测试进行2分钟的循环后,织物的润湿度及导水性增加。通过一系列的计算,测试者可以得到接触皮肤侧织物的润湿时间、吸水速率、浸湿半径及扩散速度等的精确读数,以及累积单向传递能力与织物的整体液态水分管理能力(OMMC)。3.3 测试仪器仪器设计的原理基于当水分在面料上进行转移时,面料的接触电阻会发生改变,此电阻值的变化主要由以下两个因素决定。水分的组成成分和面料的含水量。当我们确定了水分的组成或分所带来的影响后,电阻的测试就与面料上的含水量具有直接相关性。3.4 测试指标(1) 浸湿时间(wetting time)从液体接触到织物表面,到织物开始吸收水分所需的时间。织物开始吸收水分所需的时间定义为在织物表面含水量与时间的关系曲线上出现斜率大于或等于tan15°时的第一时间值。包括浸水面浸湿时间WTr和渗透面浸湿时间WTB。(2) 吸水速率(absorption rate)在注水时间内,织物表面含水率变化曲线斜率变化的平均值。表示织物单位时间含水量变化率。包括浸水面平均吸水速率ARr和渗透面平均吸水速率ARB。(3) 最大浸湿半径(maximum wetting radius)织物开始浸湿到规定时间结束时润湿区域最大半径。在含水率曲线中,从曲线的斜率第一次出现大于或等于tan15°。到测试时间结束时润湿区域的最大半径。包括浸水面最大浸湿半径MWRT和渗透面最大浸湿半径MWRB。(4) 液态水扩散速度(spreading speed)织物表面浸湿后扩散到最大浸湿半径时沿半径方向液态水的累积传递速度。包括浸水面液态水扩散速度ST和渗透面液态水扩散速度SB。(5) 单向传递指数(Accumulative one-way transport capacity)(R)液态水从织物浸水面传递到渗透面的能力。以织物两面吸水量的差值与测试时间之比表示。(6) 液态水动态传递综合指数(overall moisture management capability)(OMMC)是指液态水在织物中动态传递综合性能的表征。以织物的渗透面的吸水速率ARB,织物的单向传递指数R和渗透面的液态水扩散速度SSB的加权值表示。3.5 测试评级(1) 测试性能指标分级(2) 吸湿排汗速干性能技术要求(参考GB/T 21655.2)(3) 织物评级分类研究表明,使用液态水分管理测试仪测试得到的这些数据,用户可将织物分为7个级别:防水织物拒水织物慢速吸收且慢速干燥的织物快速吸收且慢速干燥的织物快速吸收且快速干燥的织物高渗水织物液态水分管理织物 根据织物的最终应用将织物进行分类后,用户可以通过由液态水分管理测试仪测得的指数对不同的织物进行比较,然后得出哪种织物是最终使用环境要求的最佳织物的结果。4、结语 MMT液态水分管理测试仪是一种用于测试纺织品的水分管理能力的全新的测试方法及仪器。通过这台新的仪器,我们可以快速地测量液态水在纺织品内三个方向的动态水传递性能。通过对不同面料所进行的实验室测试,测试结果表明不同的面料间的测量数据有着明显的差异。 更多测试技术关注标准集团(香港)有限公司:http://www.standard-groups.com/
  • SurPASS 3 | 聚合物的表面电荷
    Zeta电位是一个检测聚合物表面活化作用和污染非常灵敏的指示。聚合物在现代工业的多个领域起着一个主导作用。它们的应用范围从塑料瓶和塑料袋、包装材料、容器、汽车行业、人造纤维到薄膜、生物材料和电子器件。通常,任一个未经处理的聚合物薄膜表面是憎水的,也就是所谓的疏水性。聚合物表面性质影响着表面电荷构成机理。高分子表面的疏水性会吸附氢氧根(OH-)和水合氢离子(H3O+),而优先吸附OH-,这使得中性pH下得到负的界面电荷。任何这种类聚合物特性行为均可以体现在基于流动电流和流动电势测试zeta电位上的变化。随着pH降低,惰性聚合物表面如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA和聚对苯二甲酸乙二酯PET的负的zeta电位减小并且零电位点IEP在pH 4处。对检测经表面处理过的聚合物的活性和污染来说,这项非常灵敏的测试技术具有独特性。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • GE医疗与BioDot联合举办“快速体外诊断检测研讨会”
    2012年6月14日, GE医疗大中华区生命科学部与Biodot中国(以下简称BioDot)在上海GE中国研发中心成功举办“快速体外诊断检测研讨会”,100多名来自国际国内的专家和从业人员一起探讨了快检领域的技术、设备、应用问题以及POCT发展战略,上海科华等四十多家知名公司参会。 上午的会议由GE医疗大中华区生命科学部消耗品销售总监汪景长先生和Biodot周军经理联合主持。 来自GE-Whatman总部的Klaus Hochleitner博士首先作了关于“建立快速检测诊断的材料和方法”的报告,并重点介绍了建立快速检测体系的全过程要点,包括初期的免疫系统筛选、典型的测向流组件范围、作用,诊断膜的选择及其膜/蛋白组合优化等。并且,Klaus Hochleitner博士在此次会议上代表GE公司发布了最新的研发成果——FF高性能(HP)膜,新的FFHP膜使用改进的模铸工艺,可以提供均匀无粉末的表面,尖锐的指示线和高度可再现的结果。随后,来自BioDot的李田勇博士就Biodot侧向流层析生产进行了演示介绍。上海奥普生物医药有限公司的王钧副总经理就“新医改大背景下中国POCT发展路径的探讨”进行了深入的报告, 指出中国政府大力推进医药卫生体制改革,给快检行业带来巨大机遇, 低成本、快速、简便易用的快检产品必将成为普及城乡居民基本医疗的“适宜技术”。 “快速体外诊断检测研讨会”现场 下午参会代表分组在专题圆桌会议、设备演示、侧向层析技术实验操作三个分会场轮流与专家探讨快检技术问题,交流各自在研究中遇到的难点、仪器设备使用心得等,本次会议对促进行业交流和技术水平提高起到了积极促进作用。与此同时,GE医疗发布了最新研究成果FFHP膜,并想借助该产品,强力回归快检市场,将为中国用户提供更全面、更优异的解决方案。 分会场一:专家圆桌讨论会 分会场二:Biodot侧向流层析生产演示 分会场三:侧向 流层析技术实验操作 关于GE 医疗集团生命科学部GE医疗集团生命科学部门隶属于GE医疗集团,前身是Pharmacia公司和Amersham公司。近百年来,我们一直致力于为生命科学研究领域提供最优质的解决方案,开发和开创了多个新技术和著名品牌,包括AKTA蛋白质层析技术平台、分子相互作用分析技术、蛋白质电泳研究平台,细胞培养平台和中空纤维技术等。从基因到药物,促使个性化药物变成可能。 如今,Whatman也已经成为GE Healthcare品牌家族中重要成员之一,已经连续数十载为客户提供高质量的层析和过滤产品。在免疫层析技术初兴伊始,我们的滤膜包括纤维素和玻璃纤维材料即被应用在层析装置当中。在干化学领域中,我们可以提供吸水性、吸水速率和润湿强度的检测试纸。在样品制备方面,我们拥有专利技术的室温核酸保存产品和优质的玻璃微纤维。此外,我们还推出了可定制的独特性室温PCR反应珠。 GE不懈地为体外诊断和人类早期健康的目标努力着。公司的产品涵盖了基因组,蛋白质组,功能和代谢,药物开发,生物信息学,生物制药放大生产和体外诊断等多个主要生命科学领域。您的需求就是我们的追求,欢迎浏览GE公司网站www.gelifesciences.com.cn查看最新技术开发近况,或直接拨打技术热线800-810-9118/400-810-9118查询相关信息。 关于BioDot中国BioDot以它在低剂量接触式与非接触式喷点、切割与覆膜方面优越的核心竞争力,已开发出一系列医疗设备,在科研与诊断测试方面得到了广泛的应用。怀着对客户的充分理解与尊重,我们真诚地希望能够为您的科研工作助一臂之力。BioDot的销售团队以经过专门训练的员工为主体,以优秀的科学家和服务工程师为坚强后盾,因此无论在过程处理还是物料运输方面,我们都能为您提供专业的建议。欢迎浏览BioDot公司网站www.biodot.com,获悉更多产品信息和技术支持。
  • 激发化学兴趣 培养新生力量 | 第十六届“光华科技杯”学生实验综合技能竞赛顺利举办
    实验技能,是科研创新的支撑体;新生力量,是科研创新的驱动力。近日,第十六届“光华科技杯”学生实验综合技能竞赛在广东工业大学大学城校区轻工化工学院顺利举办,竞赛由广东工业大学实验室与设备管理处和团委主办,轻工化工学院承办,广东光华科技股份有限公司特别赞助。学生实验技能竞赛已连续举办16年,让广东工业大学成为省内第一个举办学生实验综合技能竞赛的高校。院方表示,这种“以赛促教、以赛促学、以赛促创、以赛促业”的方式,激发了学生对化学实验的兴趣和热情,提升了学生的实验技能和动手能力,提高实验教学质量。光华科技作为化学试剂龙头企业,通过赛事创新了校企合作模式,将更有助于培养高素质创新型应用人才,促进科技创新发展。 “光华科技杯”学生实验技能竞赛现场本次竞赛分为两大项目,共吸引了校内外近200位同学报名参加。参赛队伍是由来自轻工化工学院、生物医药学院、材料与能源学院以及环境科学与工程学院等4个学院不同专业的学生组队而成。E1竞赛项目“耐盐高吸水性树脂的制备及性能测试”的参赛队伍共有14支,比赛内容主要是高吸水性树脂的制备以及吸水速率和吸水倍数的测定;E2竞赛项目“工业纯碱中总碱度的测定”分为初赛和决赛两部分,共有13支队伍从初赛44支队中脱颖而出入围决赛。比赛期间,同学们沉着冷静,操作熟练规范,用心观察着实验现象变化,记录分析各种实验数据,展现了扎实的专业知识功底。评委老师说,这次竞赛在高度紧张的环境下,同学们顶住压力,在规定时间内完成了实验项目书中的全部内容,心态而言是一种更高的考验,展现了广工学子的风采。“光华杯科技杯”学生实验综合技能竞赛横幅自从2006年起,广东工业大学举办了第一届学生实验技能竞赛,成为省内第一个举办学生实验综合技能竞赛的高校。学生实验综合技能竞赛历经了十五年的积淀,构建了学生创新能力培养的育人平台,形成特色鲜明的校园文化,鼓舞了一届又一届的技术人才。根据 “以赛促教、以赛促学、以赛促创、以赛促业”的指导思想,通过竞赛,提高了学生对实验的学习兴趣和热情,提升了学生的实验技能和动手能力,增强了学生团队协作精神,促进了大学生相互交流与学习,也检验了课堂教学和实验室的质量和水平,对深化实验教学改革、提高实验教学质量,加强实验室建设和推动高素质创新型应用人才的培养起到促进作用。“我们的实验对试剂纯度和品质的稳定性要求很高,所以一直选用光华科技“华大”品牌,用得很放心… … ”轻化学院的一位参赛选手表示。学生们在赛后了解光华科技为加深与广工师生的互动,更好地提供丰富优质的试剂及服务体验,作为竞赛特别赞助单位,光华科技受邀现场展示了实验室用试剂产品,并吸引了众多老师和学生们前来驻足了解。光华科技旗下试剂品牌“华大”,拥有40多年的历史,该商标被评为广东省著名商标,产品体系涵盖通用化学试剂、生化试剂、生命科学试剂和化学分析试剂等系列,拥有1300多个品种,2500多个品规,以优良的品质、丰富的品类和满意的服务,致力打造成为全国科研与检测用户所喜爱的试剂品牌。光华科技旗下试剂品牌“华大”青少年是国家科技创新的未来。作为化学试剂龙头企业,光华科技一直视创新为企业之本,十分重视人才引进与培养。此次竞赛赞助,加深了光华科技与广东工业大学轻工化工学院友好合作和人才培养。接下来,光华科技将与广东工业大学进行更加紧密地合作与交流,从人才培养、产学研项目、到优质的试剂产品供应服务等方面,助力科技创新!“光华科技杯”学生实验综合技能竞赛现场花絮
  • 全自动乌氏粘度计测定聚丙烯酸钠(PAAS)极限黏数
    聚丙烯酸钠,化学式为(C3H3NaO2)n,是一种新型功能高分子材料和重要化工产品,固态产品为白色或浅黄色块状或粉末,液态产品为无色或淡黄色黏稠液体。由丙烯酸及其酯类为原料,经水溶液聚合而得。无味,溶于氢氧化钠水溶液,在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中沉淀,聚丙烯酸钠还具有很强的吸水性,常规聚丙烯酸钠的吸水率(纯净水)是其自身的数百倍,改进后的产品可以达到数千倍。常被用作水处理剂、盐水精制及胶乳增稠,也可用作食品增粘、乳化。随着国民经济的飞速发展,水处理的必要性日益突出,絮凝技术是提高水处理效率的最常用技术之一。特别是作为絮凝剂的高相对分子质量聚丙烯酸钠,已经成为国内外科研人员竞相研究的课题。研究丙烯酸及其共聚单体的反相乳液聚合,首先应对乳化剂的选配、引发剂体系的选择及其用量、聚合温度及时间的确定等方面进行探讨,研究体系的中和度、共聚单体的种类和配比、单体总浓度、非极性溶剂的种类和混配等。应继续发展和完善现有的聚合方法和工艺条件,对各个聚合机理及聚合动力学进行深入研究,开发新的高效、合理的聚合引发体系,探讨高性能的缓聚剂,探索更有效的聚合方法,研究如何提高相对分子质量以优化其性能,研究高固含量聚合和新技术在各聚合方法中的应用,研制高分子型的乳化剂,探索反相微乳液聚合方法,从而使聚丙烯酸钠从实验室研究向产业化、工业化进军。随着经济建设的蓬勃发展,科学技术的不断进步,对高分子水溶性的聚合物尤其聚丙烯酸类的产品性能要求会越来越高,其势必会有更广阔的发展前景。 目前毛细管法测定聚丙烯酸钠(PAAS)极限粘数是行业内作为控制产品质量重要的指标之一,按HG/T 2838-2010中描述的步骤测定PAAS的极限黏数,溶剂优先选择氢氧化钠和硫氰酸钠,温度为30℃。实验方法如下:实验所需仪器:卓祥全自动粘度仪、干燥箱、万分之一电子天平。实验所需试剂:氢氧化钠溶液(80g/L)、硫氰酸钠溶液(101g/L)、纯水、乙醇。1、溶剂粘度的测定:卓祥全自动粘度仪设置到30℃温度值并且稳定后,加入硫氰酸钠溶液(101g/L),软件中启动测试,连续测定三次,误差不超过0.2s,取其平均值t(s)。2、粘度管的清洗:启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。3、PAAS稀溶液样品的制备:称取**g试样置于培养皿中,用氢氧化钠溶液调节试液的PH值至**,然后放入干燥箱中干燥,箱中冷却至室温待用,用万分之一天平称量**干燥试样,到0.2mg,置于烧杯中,加入硫氰酸钠溶液溶解,全部转移至溶量瓶中,用硫氰酸钠溶液稀释至刻度,摇匀待用。4、样品粘度的测定:加入样品试液,启动软件中特定公式测试,连续测定三次,误差不超过0.2s,取其平均值t(s)。5、粘度管的清洗:再次启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。6、通过自动测量软件自动计算得出对应的数据及报表。
  • 精彩回顾丨2022全国表面分析技术及新材料表征研讨会圆满召开!
    材料工业是国民经济的基础产业,新材料是材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。材料的表面性能对新材料的研究和应用至关重要,近年来新材料的快速发展刺激了科学家对材料表面性能的深入研究。2022年8月17日至8月19日,赛默飞联合多家高校和科研机构共同举办的 “2022全国表面分析技术及新材料表征研讨会” 成功召开,国内外专家齐聚贵阳,共同交流电子能谱(XPS、UPS、AES)、电子显微术、激光拉曼光谱等表面分析技术的最新研究成果及应用。会议伊始,赛默飞材料与结构分析业务高级商务总监陈厅行,为本次大会发表了开幕致辞。 陈厅行表示:非常感谢大家对赛默飞一直以来的支持,我们很多的客户朋友多年来一直和我们一起前行,给了我们莫大的信任和支持。今年也是赛默飞进入中国的40周年,我们扎根中国,服务中国,将一直践行我们的使命,携手客户,让世界更健康,更清洁,更安全。本次会议报告内容集锦如下: 大会第一日中科院大连化物所的盛世善老师首先为我们详细介绍了商业化XPS设备的准原位技术以及近常压的原位技术。同时,也比较介绍了两种原位技术的优缺点。随着商业化XPS设备的普及和成熟,设备的拓展性能也越来越多元。其中,原位技术便是XPS设备比较重要的一个拓展功能。XPS作为一种表面分析技术,在催化材料研究中有广泛的应用。清华大学姚文清教授在报告中详细介绍了通过不同的表面改性方式,来对光催化型催化剂进行改性,以提升其光催化性能。同时,也对相关的机理进行研究。中山大学的陈建教授介绍了通过N、S元素掺杂,将二维Ti3C2Tx材料转化三维材料,进一步提升其电化学性能。Ti3C2Tx作为一种新型的二维纳米材料,具有良好的导电性、亲水性、大比表面积及丰富的表面修饰基团等优点;在催化、电化学等领域有广泛的应用前景。北京化工大学的程斌教授在报告中详细介绍了通过XPS设备研究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在高电场下的行为。在电池浆料材料制备过程中,不可避免的会用到分散剂材料。不同分散剂材料可以影响电池材料的分散,从而影响电池性能。近年来,中国在航空航天领域取得了快速发展。特别是嫦娥工程,取得了举世瞩目的成就。对于嫦娥五号取回来的月壤样品,中国科学院地球化学研究所的李阳研究员为我们介绍了通过TEM+EELS技术联用对月壤样品进行综合表征分析。赛默飞Nexsa系列最新型号Nexsa G2可选配拉曼光谱,实现XPS与拉曼技术原位联用。赛默飞国外资深XPS应用专家Robin Simpson为我们介绍了通过XPS与拉曼多技术联用在法医鉴定各环节中的应用。氧化镓材料作为一种宽禁带半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景。厦门大学张洪良教授在报告中详细介绍了通过不同元素掺杂,来实现对氮化镓材料的不同性能调控。通过X射线光电子能谱来表征分析其电子结构,来辅助研究相关调控机理。中国科学技术大学麻茂生教授主要就化学位移基础理论及XPS谱峰拟合实际问题两个方面进行详细介绍。元素化学态分析是XPS的最主要的应用之一,常被用来作氧化态的测定和价态分析以及研究成键形式和分子结构。原位测试分析手段可以实时跟踪结构变化,在目前的科研工作中扮演着越来越重要的角色。上海科技大学杨永教授在报告中详细介绍了XPS加热台的设计,及原位加热分析在XPS研究中的相关应用。黄铁矿的氧化过程涉及氧气的消耗、铁矿物的演化、硫酸盐的还原等,影响着光合作用和微生物新陈代谢。中科院广州地化所鲜海洋教授就详细介绍了黄铁矿氧化还原反应的各向异性和原电池效应等特点,及黄铁矿表面氧化还原反应的成矿效应。对于层结构已知的纳米多层器件可用相对确定的测试参数进行分析,而准确获得未知样品层结构等信息成为研究者们的挑战之一。季华实验室范燕工程师此次报告简要介绍了未知层结构样品深度剖析测试的测试优化方向,并结合实际案例进行分享。生物质是唯一一种含碳可再生资源,其有效利用能够部分替代化石能源。安徽理工大学李唱老师简要介绍了木质素解聚应用实例和相关成果,并就XPS在生物质转化领域中的应用进行了展望。山西煤炭化学研究所严文君工程师介绍了XPS和原位XPS及其在碳基材料及催化中的相关应用,将XPS与AES技术相互结合,为研究催化反应机理及催化剂设计改进等提供了理论依据。赛默飞业务拓展经理王慧敏介绍了针对空气敏感样品研发的完整惰性气体/真空互联解决方案,实现样品从手套箱到XPS、SEM/FIB/PFIB、TEM完全隔绝空气的转移,确保用户可以观察到样品的本征形貌与化学信息。 大会第二日在日常XPS测试中,经常会遇到各种类型材料的分析测试。对于一些类型样品,测试过程中由于射线束的照射,会使样品表面发生变化。比如,X射线照射、刻蚀等,引起样品中元素的还原、破坏。北京师范大学吴正龙教授在报告中详细介绍了XPS测试中常见的一些射线束效应以及在测试中如何避免或减小这些效应。中科院化学所赵志娟工程师介绍了通过XPS设备分析不同类型的纳米材料。对于纳米材料,由于尺度的影响,表面结构及其化学组成具有决定其功能特性的重要作用,XPS逐渐成为纳米材料研究中不可或缺的一种表征手段。材料中氧空位的存在,对材料性能有重要影响。国家纳米中心徐鹏工程师在报告中详细介绍了通过不同表征方式来分析表征氧空位;着重讲解了通过XPS设备表征分析不同材料中的氧空位及氧空位材料的应用。能源电池材料因其清洁、能源转化效率高等特点,得到快速发展。对于空气敏感性的锂电池材料,XPS常规样品台满足不了其测试需求。国联汽车动力电池研究院袁敏娟工程师在报告中主要就真空转移仓的使用、XPS表面分析技术在锂电池材料中的应用进行了详细介绍。随着社会的发展,目前材料学的发展很多集中在将体材料平面化或者开发新型的二维材料,因此维持住表面的性状稳定是个需要处理的问题。费勉仪器马成华工程师就原位与准原位XPS分析技术、常见准原位真空互联设备等进行了详细介绍。赛默飞应用专家Paul Mack主要介绍和分享XPS与UPS、REELS等分析技术联用,在SiO2/Si薄膜、MAPbI3等材料的表征中提供全方位的多功能性应用。自上世纪80年代,赛默飞XPS产品就已经进入中国市场,目前已经深深的扎根中国市场。其中,ESCALAB系列是其中一款经典的XPS设备。赛默飞资深技术专家寿林在报告中从产品历史、硬件原理、维护等方面在详细介绍了ESCALAB系列型号结构特点。赛默飞拉曼应用专家王冬梅为我们介绍了针对材料多维表征、原位电化学和原位催化等各领域的应用方案,以及拉曼光谱技术结合XPS、SEM和流变的完整结构分析方案。赛默飞红外应用专家辛明简述了傅里叶变换红外光谱技术在原位监测中的应用,特别类举了如XPS的超高真空环境的联机检测案例。介绍了赛默飞FTIR产品结合原位监测应用需求的针对性设计。同时此次大会还进行了同步直播,线上的近1000名观众在云端参与会议,同我们一起见证了活动的成功召开!‍最后感谢所有国内外专家的参与,与我们共同交流XPS、电镜、拉曼、红外等分析手段在表面分析领域的最新研究进展及应用。希望能够为中国科研及工业发展做出贡献!‍
  • 应用 | 一种具有防冰性能的超疏水表面的制备与研究
    研究背景凛冬将至,寒潮来袭,结冰是造成许多安全事故的重要原因。飞机防冰/除冰技术一直是航空工业的一个重要研究领域。飞机积冰主要发生在平尾、垂尾和发动机真空罩等外露表面,已成为威胁飞行安全和稳定性的严重问题。研究表明,飞机表面结冰主要是由于大量过冷水滴聚集和冻结造成的,特别是当飞机穿越过冷云层时。本文报告了通过光刻结合化学刻蚀方法制备了稳定的纳米片-微坑结构的超疏水表面,表面的防冰性和超疏水性均优于单一结构表面,且超疏水等级结构表面具有较高的非润湿性,接触角高达173°,滚动角低至4.5°,具有优异的超疏水性能和抗结冰性能,为航空工业的应用提供了一个理想的平台。实验仪器润湿性实验,使用KRÜ SS DSA100接触角分析仪。在样品表面滴落4 μl液滴测试接触角和滚动角。重复3次,计算平均值来保证接触角的准确性。为了进一步检验低温润湿性,在-18℃条件下放置样品和去离子水,直到去离子水变成过冷。然后,我们尝试通过在不同样品的表面喷洒过冷的水滴来模拟冻雨的条件。使用高速的相机拍摄,快速比较这些样品的不同润湿性。KRÜ SS DSA100接触角分析仪TC40温控腔箱:温控范围-30℃到160°C结论与讨论表面形貌在本节中,我们通过三种不同的处理方法构建了三个超疏水结构表面,目的是分析和研究表面形貌、润湿性和抗冰性能之间的相关性。此外,我们还制备了一个光滑的疏水铝表面作为标准对照,并与三种超疏水表面的抗冰性能进行了比较。三种结构形态的FESEM图像如图1所示。四种类型的表面处理如下:使用FAS-17改性的铝衬底表面(样品1),带有微坑结构FAS-17改性的铝衬底表面(样品2),带有纳米片FAS-17改性的铝衬底表面(样品3),具有分层结构(微坑规则阵列和纳米片)FAS-17改性的铝衬底表面(样品4)。 图1. 通过三种不同的处理获得的分层形态的扫描电镜图像:(a)微坑结构表面(样品2);(b)纳米片结构表面(样品3);(c)微/纳米分层结构表面(样品4)。常温和低温下的润湿性测试如图2所示,通过比较相同样品FAS-17修饰前后的接触角,改性后样品疏水性大幅提高。在光滑的衬底表面(样品1),通过降低表面自由能,液滴接触角可以增加到大约120°。这也证明了通过引入规则排列的CF3基团可以建立超疏水表面,此时表面能最低,为6.7 mJ/m2。样品3和样品4具有良好的超疏水性,使得水滴很容易从这些表面滚落,这可以用Cassie-Baxter模型来详细解释,说明表面的微观结构在提高超疏水性方面起着关键作用。超疏水纳米分层结构表面(样品4)具有较高的非润湿性,接触角高达约173°,滚动角仅仅为4.5°。与其他单结构表面相比,纳米片-微坑分层结构表面的超疏水性优于任何单结构表面,微尺度和纳米尺度结构的结合明显地捕获了更多的空气,导致在液滴下存在一个由无数空气袋构成的密封空气层。 图2. FAS-17改性前后4种表面结果的接触角和滚动角考虑到飞机的实际使用条件,将过冷水滴喷洒在低温下的测试超疏水性和防冰性能,结果表明,样品3和样品4可以防止过冷水滴的积累,表现出良好的超疏水性。相反,喷在样品1和样品2上的过冷水滴则表现出一定程度的亲水性。显然,研究结果证明,具有微/纳米结构的超疏水表面有效地排斥了被喷洒的冷冻水。结论综上所述,我们结合光刻工艺和化学蚀刻方法,巧妙地设计和制备了一种具有抗冰性能的超疏水分层结构表面。超疏水表面比其他单结构表面具有更强的非润湿性,并且具有优异的防冰性能,防止了过冷水滴的积累。因此,具有微/纳米结构的超疏水表面在航空工业中更具有作为飞机防冰材料的潜力。本文有删减,详细请参考原文。G.Wang, Y. Shen, J. Tao, X. Luo, L. Zhang and Y. Xia, Fabrication of a superhydrophobic surface with a hierarchical nanoflake–micropit structure and its anti-icing properties, RSC Adv., 2017, 7, 9981DOI: 10.1039/C6RA28298A
  • 应用 | 激光表面处理对铝合金粘接头润湿性的影响
    研究背景新能源汽车的推广和应用对汽车轻量化设计提出了更高的要求,车身轻量化研究也成为研究热点。采用铝合金等轻质材料是实现汽车轻量化的有效途径。胶接技术由于其均匀的载荷分布,在汽车、高铁、飞机等先进结构的连接中得到了广泛的应用。激光表面处理技术是一种非接触、环境友好型的表面处理技术,在工业产品中具有广阔的应用前景。激光在基体表面形成微纳表面形貌,增大了界面的粗糙度,增强了胶粘剂与基体表面之间的结合强度。此外,表面污染物的去除和新的表面氧化层的形成,有助于改善激光烧蚀表面的润湿性,提高胶粘剂在基体表面的结合强度。尽管现阶段针对粘接力学性能开展了大量的研究,但在性能提升机制方面仍存在不足。本文通过改变激光能量密度,界面形貌以及激光重叠率,系统地分析了激光表面处理工艺参数对铝-铝粘接接头剪切强度的影响。通过激光参数优化,有效地提高了铝-铝粘接接头的剪切强度。图1激光表面处理工艺示意图实验方法与仪器接触角分析仪是一种应用广泛的润湿性测量方法,该方法是通过水滴在不同表面上的形状对表面润湿性能进行分析。本文采用德国KRÜ SS接触角测量仪DSA25测定样品表面润湿性。结果与讨论激光能量密度处理对润湿性的影响不同激光能量密度处理的粘接表面的接触角结果如图2所示。随着激光能量增加,界面接触角随之增大。这是因为激光加工的横纹微结构对水滴的支撑以及水滴自身的表面张力造成的,可以通过“荷叶效应”进行解释。激光处理表面疏水角度与粘接棒材的剪切强度具有一致性,这可能是棒材在轴向预紧力作用下,粘接剂进入到激光处理表面的微槽中,表面微结构提供的水接触角越大表明激光处理的沟槽深度和宽度越大,进而提高了界面的剪切强度。 图2 激光能量密度对粘接接头浸润性的影响。界面形貌对润湿性的影响不同形状激光处理表面沟槽形貌的疏水结果如图4所示。由于液滴沿着沟槽方向的浸润性以及视角的不同,使得沟槽角度从0,45°增加到90°,界面的接触角值从159.3°下降到128.8°。此外,45°+135°和0°+90°界面的接触角值接近,分别为160.1°和160.6°。这可能是交叉加工表面微结构的凸起导致的。在45°+135°和0°+90°加工的表面相当于微结构发生了转动,对界面的疏水性能影响较小。 图3. 典型的激光处理表面沟槽加工路径示意图:(a) 0°;(b) 45° (c) 90°;(d) 45°+135° (e) 0°+90° 图4 五种沟槽形状表面的润湿性。重叠率对润湿性的影响不同激光重叠率下,粘接接头界面粘接区域的润湿性如图20所示。随着激光重叠率Ψ的降低,界面的CA值随之增加。当重叠率Ψ为0时,重叠率的进一步降低对界面CA值影响较小。通过前文的研究可知,激光处理界面具有“荷叶效应”,是通过界面微结构与水滴之间的表面张力使得界面具有疏水性能。并且轴向载荷使得粘接剂进入到激光加工界面的沟槽中,界面的润湿性能表征了界面的剪切强度。 图5 不同重叠率下,粘接接头界面的润湿性。小结针对薄板拉伸剪切过程中的面外弯曲,本研究开发了粘接接头剪切强度的测试夹具。通过改变激光能量密度、界面形貌以及激光重叠率,探究了激光表面处理工艺对铝-铝粘接接头剪切强度的影响机制。最终可以发现粘接接头的剪切强度是受界面粗糙度和表面润湿性的共同作用的。参考文献[1]于贵申,陈鑫等.激光表面处理对铝-铝粘接接头剪切强度的影响[J/OL].吉林大学学报(工学版):1-16[2024-05-22].https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20231227.
  • 难溶性药物的溶出度测试系列一:表面活性剂(上)
    前言:溶出是药物吸收和暴露的限速步骤,因此,难溶性药物的体外测试尤其具有挑战性和重要性,需要明确此方法必须能够利用这一特征,通过提供有意义的释放速率的解释,或在某些情况下,解释实际的释放机制,从而提供重要的临床相关信息。 难溶性药物在制剂处方和制造工艺中需要特别注意,如减小颗粒大小的方法以及更复杂的制剂操作和工程技术领域,以提高药物的有效性、增加体内浓度和吸收。有一些新兴课题正在进行深入的探索和理解,特别是诸如溶出方法中的漏槽与非漏槽方面的条件、固态性质的贡献、表面活性剂的化学性质、计算机模拟、剂量倾泻和胶囊属性。 目前,正在开发的口服剂型在水性介质中具有不同水平的溶解度,为了促进具有较低水溶性的药物的溶出测试,管理机构允许使用低浓度的表面活性剂,以提高溶解度。1添加主要目的是提高药物在测试介质中的溶解度以实现漏槽条件,由于正在开发的药物中有很多是难溶性的(统称BCSII类和IV类),尤其要注意在溶出介质中加入表面活性剂,并不是方法开发中增加溶解度的唯一选择。 01表面活性剂“表面活性剂”是“表面活性物质”的一组化学物质的通用术语。表面活性剂分子中存在疏水基团(尾部)和亲水基团(头部),决定了表面活性剂是具有两亲属性(亲水性和疏水性环境的亲和性)的有机化合物。因此,表面活性剂分子同时含有水不溶性(油溶性)和水溶性成分。表面活性剂分子将迁移到水表面,其中不溶性疏水基团可以延伸出大部分水相,或者如果水与油混合,则进入油相,而水溶性头部组保持在水相中。表面活性剂分子的这种排列和聚集起着改变水/空气或水/油界面处水的表面性质的作用(图1)。 02在溶出方法开发中的表面活性剂类型 在溶出方法的开发中,表面活性剂可以通过其离子电荷分为四大类用于筛选目的:• 阴离子:例如十二烷基硫酸钠/月桂基硫酸钠(SLS / SDS)• 阳离子:例如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)• 非离子型:如聚山梨酯20和80,泊洛沙姆• 两性/两性离子:例如卵磷脂,椰油酰胺丙基甜菜碱此外,为了体外评估GIT的性能,可以考虑更复杂的“生物相关的”表面活性剂介质体系。这些制剂模拟人GIT中的禁食(FaSSIF)和进食状态(FeSSIF)环境。2FaSSIF和FeSSIF介质配方可商购。 03溶出介质中的表面活性剂浓度 如上所述,基于表面活性剂的介质的溶解度增加是浓度依赖性的,而较高浓度的表面活性剂会溶解更多的药物,3必须优化表面活性剂浓度以平衡溶解度和漏槽条件与检测制造或稳定性变化方法的区分能力。通常,设定表面活性剂浓度的目标是在溶出介质中使用尽可能少的表面活性剂,以实现所需的漏槽条件和方法的稳健性,同时实现并保持对药品关键质量属性的区分。 在早期的开发过程中可以评估溶解性和漏槽条件,但是在开发的后期阶段,例如在验证方法可靠性以检测配方/工艺中的有意变化的过程中,该方法的区分特征往往被揭示出来。另外,对于基于表面活性剂的溶出介质,应该考虑两个因素:(i)应提供表面活性剂介质系统以确保方法可转移性。表面活性剂的各种来源有时在制备时导致可变的pH。SDS介质尤其如此,因为这种表面活性剂典型地来自乙氧基化中和过程。(ii)在表面活性剂介质中使用的填充剂的pH值需要在添加表面活性剂之前进行调整。当表面活性剂改变电极的表面环境时,所得到的溶液应被认为是表观pH值。 04表面活性剂在溶出介质开发中的应用 当表面活性剂被添加到溶出介质时,亲水端将与水性介质结合,疏水尾部遇到排斥力,有效地寻找与之相联系的替代相。相之间的“推拉”降低了水相内的分子间作用力,由此降低了表面和界面张力。事实上,界面张力的降低是表面活性剂增溶的关键驱动力。想象一下一种药物由于高疏水性而不溶于水或溶出介质的情况。添加表面活性剂并将其溶解在介质中,它作为延伸/线性单体或自缔合球形存在,分布在介质中。表面活性剂浓度的进一步增加将最终产生胶束,多个表面活性剂分子的自缔合产生表面活性剂尾部的疏水核心的新胶体相。发生这种相变的浓度称为临界胶束浓度(CMC)。 在纯水相存在下,溶剂与任何疏水表面的相互作用不是在能量上有利的,导致润湿差和低溶解度。疏水性固体(不溶性药物)与溶解的表面活性剂的疏水性尾部之间的相互作用,降低了润湿和溶解固体所需的能量,从而增加了药物的溶解度。通过随后将溶解的物质分配到表面活性剂胶束的疏水核心中可以进一步提高溶解度。在方法开发中选择最佳的表面活性剂浓度必须考虑胶束的存在与否对体外释放的基本机制的影响。 05表面活性剂对溶解气体的影响 如前所述,溶出介质中表面活性剂的存在改变了介质的表面和界面张力。这导致溶解氧在介质中的溶解度的变化。Fliszar等人4评估了含有表面活性剂的溶出介质中溶解氧的作用。使用含有0.5%SLS,2.0%SLS和0.5%吐温80的含水(不含表面活性剂)介质和溶出介质,研究了几种标准制剂对氧溶解的作用。 在这项研究中,含有表面活性剂的介质的氧含量由于表面张力的降低而被发现为7.5-8.5mg/mL。然而,不含表面活性剂的水性介质更低,为5.5mg/mL。不管所用的脱气方法(在真空下搅拌,加热,超声处理,氦气喷射和膜过滤),一旦脱气完成,所有介质准备重新获得或重新生成。初始氧含量和通气达到平衡的持续时间取决于用于脱气的方法(图2-4)。评估氧含量的增加对其溶解的影响。研究证实,含有表面活性剂的介质在初始时间点没有发现任何结果值(误差范围内)(图5和6)。 此外,已知对溶解氧敏感的化合物(泼尼松)在通气和脱气(换句话说,含氧量)反应中的溶出曲线显示出显著的变化,如图7所示。从这项工作可以得出结论,含表面活性剂的介质迅速恢复其平衡氧含量,并且变化具有最小误差。该研究证实,在实验开始之前,介质中的溶解气体达到平衡是很重要的。 LOGAN将持续分享难溶性药物的溶出度测试系列的相关文献! 参考文献:1. Noory, C., Tran, N., Ouderkirk, L., Shah, V. Steps for development of a dissolution test for sparingly water-soluble drug products. Dissolut.Technol., 2000, 7(1), 16–18. 2. Bhagat, N. B., Yadav, A. B., Mail, S. S., Khutale, R. A., Hajare, A. A., Salunkhe,S. S., Nadaf, S. J. A review on development of biorelevant dissolution medium. J. Drug Deliv. Ther., 2014, 4(2), 140–148. 3. Shah, V. P., Konecny, J. J., Everett, R. L., Mc Cullough, B., Noorizadeh,A. C., Skelly, J. P. In vitro dissolution profile of water-insoluble drug dosage forms in the presence of surfactant. Pharm. Res., 1989, 6(7), 612–618. 4. Fliszar, K. A., Forsyth, R. J., Zhong, L., Martin, G. P. Effects of dissolved gases in surfactant dissolution media. Dissolut. Technol., 2005, 12(3), 6–10.
  • 印度尼西亚拟议制订毛巾强制性要求
    2013年3月,印度尼西亚工业部向世界贸易组织技术贸易壁垒委员会提交了以下文档:“强制性实施有关毛巾的印尼国家标准(Indonesia National Standard,SNI)部分要求(Partial Requirements ,SP)的工业部部长法令草案。”   根据文档,这类要求将在意见采纳的六个月后生效。   法令草案要求所有在印尼生产的,或进口至印尼、在印尼分销和销售的毛巾都应该遵守毛巾SNI部分要求(SP)。为了遵守法令,所有产品证明上都应使用SNI-SP标识(SNI-SP Mark)。SNI-SP标识必须永久性附于产品和包装上,清晰易读。毛巾必须通过国家认证认可委员会(KAN)和工业部长指定的检测实验室检测。测试必须按照产品认证要求开展。   表格一:有关毛巾的SNI部分要求 编号 测试参数 要求 备注 1 吸水性 吸水时间 20秒 最大 吸水量 500% 最大 2 甲醛 20毫克/千克 最大 3 可析出重金属含量 镉(Cd) 0.1毫克/千克 最大 铜(Cu) 50.0毫克/千克 最大 铅(Pb) 1.0毫克/千克 最大 镍(Ni) 4.0毫克/千克 4.0毫克/千克   SPPT SNI-SP 毛巾产品证明还必须包括以下信息:   公司名称和地址   负责人姓名   进口商/代理商名称和地址   SNI-SP标题   满足的测试参数   产品类型/型号   品牌。
  • 中国人首次在太空种菜 栽培装置部分来自3D打印
    天宫二号11月13日电,大家好!今天(11月11日)是神舟十一号飞行乘组进入组合体第二十四天。我是新华社太空特约记者、航天员景海鹏。  听说有很多网友关心我们在天宫种植的生菜,今天我就具体和大家讲一讲。  【航天员中心环控生保研究室副研究员王隆基解说:选择栽培生菜有以下原因:一是生菜的生长周期是一个月,这一次在轨时间恰好是30天 二是生菜在地面上的种植技术比较成熟 三是生菜可食用,在后续的在轨实验中可以作为食材 四是生菜是老百姓比较常见的植物,有利于进行科普宣传。】  今天做的是一些常规照料工作,主要是检测栽培基质的含水率、养分含量,灯光照射以及用注射器往基质推入空气。我们有一个仪器检测含水率,如果显示指数低,就说明需要给生菜浇水了。注入空气是为了让生菜的根部呼吸到新鲜空气,有利于植物的成长。我们就像是太空的“农民”,每天至少都要花10分钟的时间来照料生菜。  另外,在太空种生菜使用的基质和地面的土壤是不一样的,我们用的是蛭石。  【王隆基解说:蛭石是一种矿物质,它的吸水性非常好,水分在其中传导非常均匀,即使是在地面有重力的情况下,向上吸附都非常流畅 另外它密度小质量轻,便于携带上天。】  植物栽培是在我们进入组合体的第二天开始的,首先我们需要安装栽培装置,就像是搭积木一样,把装置的各个部件组装成一个白色箱体。  【王隆基解说:白色装置的固件是3D打印的,都是尼龙性材料,比较轻便,白色和绿色形成了一个鲜明的对比,视觉效果也很好。它上面有两个器件,一个用来测量土壤中的水分和养分参数,另一个用来在植物生长后期在封闭情况下测量植物光合作用。】  接着我们就会浇水、播种。在上天之前,有一部分种子已经放入白色的单元格里面,这些种子是经过特殊处理的丸粒化种子。由于生菜的种子比芝麻粒还小,为了方便我们播种,专家们特意在外面做了一层包衣,使它和绿豆粒差不多大,方便直接手拿。包衣在吸饱水后会裂开,但在后面的成长过程中,我们发现,包衣对种子发芽的速度会有细微的影响。  在天上播种的方式和地面不同,地面一般是先播种后浇水,但由于我们带入太空的白色单元格是硬质材料,只有吸水软化后,种子才能放进去,所以我们是先浇水后播种。  播种完后,我们会在装置里铺上一层保鲜膜,就和种庄稼的地膜一样。它的作用是保护植物,防止水分流失。  在进入组合体的第五天早上,我们发现种子发芽了。当时我和陈冬兄弟都非常高兴,第一时间把这个好消息告诉了地面工作人员。我们拍了很多照片,还跟生菜芽合影留念了。  种子发芽后,我们就会拿掉地膜,把安装在白色装置顶端的灯打开,给生菜提供光照。灯光是由红、蓝、绿三种颜色组合而成的,主要偏红色。  【王隆基解说:生菜对红光吸收效率非常高,在红光照射下生长得很好 采用绿光是因为它照射到生菜叶上,视觉效果非常好 蓝光则是对植物形态舒展具有较强作用。】  生菜进入成长期后,在光照的作用下,就开始变绿了。  我们第一次给生菜间苗和补水是播种后第六天。间苗那天,我和陈冬兄弟发现生菜长得特别新鲜,看着比地面的要绿一些。  我们间苗用的是镊子,主要是把长得相对差一些的生菜连根拔出来,在每个单元格里保留两棵菜苗。因为菜苗都非常嫩,所以我们得非常小心,一不留神就会把保留的生菜苗损坏。  过了3天后,我们开始了第二次间苗和浇水,这时每个单元格就只有一棵菜苗了。浇水其实不是每天都需要做的,专家为我们设定了5次浇水,每次浇水使用的是注射器,将水注入生菜根部。  除了播种、间苗、浇水,我们还需要每天对生菜进行观察、拍照,检查基质的含水率、养分含量等。  到今天为止,在我们亲手照料下的生菜,已经长得很好了。我们看着它们一天天成长,很有满足感。  有网友提问,在太空,生菜生长的方向会发生变化吗?长得怎么样了?  在这里,我要告诉这位网友,我们种植的生菜和地面是一样的,也是向上生长的,而且长得好像比地面更高一些。  【王隆基解说:虽然太空是失重环境,但是因为植物有趋光性,所以它依然是朝上长 同时植物还具有趋水、趋肥性,它的根部就会朝着富有水分和养分的基质生长。】  下周二,是我们在轨种植蔬菜的最后一天,到时候我们会进行植物采样,把生菜的叶子和根茎剪掉,放到低温储蓄装置中,再把它们带回。  听说有网友很好奇,种出来的生菜能吃吗?  这次我们种的蔬菜是用来做实验的,暂时不食用。我相信经过研究,以后我们在太空种的各种蔬菜,肯定是可以吃的。我也期待着在太空吃上自己种出来的蔬菜。  【王隆基解说:这次是我国首次在太空人工栽培蔬菜,暂时不让航天员食用。我们要把植物采样带回来,进行生物安全性检测,比如检测植物表面的微生物是否超标。只有检测合格后,我们才会在下次实验中考虑让航天员食用栽培的蔬菜。在轨植物栽培技术,是未来长期太空载人活动、深空探测等必不可少的一项技术,将来我们还会做其他物种的大面积栽培实验,通过几轮实验,逐步掌握植物在太空生长的规律,便于以后在空间站种植种类更多、面积更大的植物。】
  • 质检总局公布50种不合格卫生纸 并不是越白越好
    卫生纸的品质,你留意过吗?在所有日用品中,卫生纸几乎每天都要和身体亲密接触,质量差的卫生纸不但细菌超标,长期使用含有过量荧光漂白剂的卫生纸还可能致癌。最近,国家质检总局公布了50种不合格的卫生纸产品,其中包括4个批次的浙江企业生产的卫生纸。      2010年卫生纸产品质量国家监督专项抽查不合格产品及其企业名单   浙产卫生纸,也有不合格   最近,国家质检总局抽查了北京等28个省、自治区、直辖市428家企业生产的588种卫生纸产品。结果有47家企业的50种产品不符合标准要求。其中大部分是细菌菌落总数超标或者是柔软度不够。   这次被公布的4个批次浙江产不合格卫生纸是:   德清县红丰纸业有限公司的皱纹卫生纸,规格500g/包。生产日期2010年6月1日。不合格项目细菌菌落总数超标。   德清县武康镇昌达卫生用品厂的蝶缘卫生纸,规格200张/包。生产日期2010年4月10日。不合格项目横向吸液高度和柔软度。   富阳长虹造纸厂的虹珠卫生纸,规格480g/包,生产日期是2010年6月2日。不合格项目是细菌菌落总数和柔软度。   萧山城厢湘湖纸制品厂的好德卫生纸,规格350g/包,生产日期是2010年5月13日,不合格项目是细菌菌落总数和柔软度。   挑卫生纸,专家说有8项指标   那么作为消费者该怎么挑选卫生纸呢?我们请教了浙江省质量技术监督检测研究院的专家。作为专业机构,他们检测卫生纸质量的时候,一般会检测下面几个指标:外观、定量、白度、横向吸液高度、横向抗张指数、纵横平均柔软度、洞眼、尘埃度、微生物等指标。我们也可以跟他们学几招——   外观:一看外包装,挑选卫生纸时应首先检查外包装。产品的包装封口应整齐牢固,无破损现象 包装上应印有生产厂名、生产日期、产品等级(优等品、一等品、合格品)、采用标准号、执行的卫生标准号(GB20810—2006)等信息。二看纸的外观,纸面应洁净,不应有明显的死褶、残缺、破损、硬质块、生草筋、浆团等纸病和杂质,纸张使用时不应有严重掉毛、掉粉现象,纸张中不应有残留的印刷油墨。   定量:就是指分量或者张数够不够,根据相关规定,一般是净含量50克至100克的商品,其负偏差不得超过4.5克 200克至300克的商品,不得超过9克。   白度:卫生纸并不是越白越好,有可能是添加了过量的荧光漂白剂。荧光剂是造成妇女皮炎的主要原因,长期使用还可能致癌。怎么辨别是否荧光漂白剂过量呢?首先用肉眼看应该是自然的象牙白,或者把卫生纸置于紫外光(如验钞机)的照射下,如果出现蓝色荧光,就证明含有荧光剂。而亮白度过低虽不会影响卫生纸的使用,但说明使用的原材料较差,同样尽量不要选用这类产品。   吸水性:可以将水滴在上面看吸收速度如何,速度越快吸水性越好。   横向抗张指数:就是纸的韧性如何,使用时是否容易碎裂。纯木浆纸由于纤维长,故拉力大,韧性好,不易断。   柔软度:这是卫生纸产品的一个重要指标,好的卫生纸应给人柔软舒适的感觉。影响卫生纸柔软度的主要原因卫生纸的纤维原料、起皱工艺。一般来说棉浆优于木浆,木浆优于麦草浆,柔软度超标的卫生纸使用起来手感粗糙。   洞眼:洞眼指标是对皱纹卫生纸上洞眼数量的限定要求,洞眼会对纸张使用带来影响,过多洞眼的皱纹卫生纸不仅外观较差,在使用中还容易破损,影响擦拭效果。   尘埃度:通俗点说就是纸上粉尘多不多。如果原料是原木纸浆,尘埃度是没有问题的。但若用回收来的纸张作为原料,且工艺处理不恰当,尘埃度就很难达标。   总而言之,好的卫生纸一般是自然的乳白色或象牙色,纹理均匀细腻、纸面干净、没有洞眼,无明显的死褶、尘埃、生草筋等,而低档卫生纸看起来是暗灰色和有杂质的。用手一摸,卫生纸是会掉粉、掉色甚至掉毛。
  • 铝表面超疏水涂层的疏冰性研究
    在低温条件下,室外设备的冻结已经成为一个严重的问题。特别是电路线、道路、飞机机翼、风力涡轮机等基础设施部件结冰对经济和生命安全造成了严重影响。铝(Al)及其合金具有重量轻、稳定性好、韧性高等优点,广泛应用于各个工业领域。然而,酸雨会腐蚀金属基底,冰雨会对铝结构造成严重的冰积。疏冰性被认为是通过保持基底表面尽可能无水和降低冰晶与基底之间的粘附力来延缓或减少冰在表面的积累。超疏水(SHP)表面由于其拒水和自清洁特性而具有疏冰性。Tan等通过水热反应在Al表面形成机械坚固的微纳结构,然后用十六烷基三甲氧基硅烷修饰形成SHP表面。其中水接触角(WCA)和滑动角(SA)采用光学接触角仪进行测量,水滴为10µ L。该SHP表面在酸性和碱性环境中都表现出令人印象深刻的疏水性,并表现出显著的自清洁和疏冰性能。图1. (a)裸铝、(b)铝表面微纳和(c)十六烷基三甲氧基硅烷改性SiO2微纳表面的WCA值。(d)不同酸碱溶液在SHP表面静置1min后的静态接触角。(e)在SHP表面静置30min后的水滴(红色1.0,透明7.0,黑色14.0,附有pH试纸)图片。(f)在不同溶液中浸泡30min后的耐酸碱性测试(左)和静态WCA(右):水(上),0.1 M HCl(中),0.1 M NaOH(下)涂层的润湿性主要受两个因素的影响:表面粗糙度和表面能,润湿性可以通过静态WCA可视化。裸铝(图1(a))、具有微纳米SiO2表面的氧化铝(图1(b))和SHP表面(图1(c))的WCA值分别为87°、134°和158°。WCA值的显著变化说明了微纳结构和十六烷基三甲氧基硅烷对SHP表面的重要性。同时,SHP表面的SA值小于5°。SHP表面也采用不锈钢和合金材料(Supplementary Movie 1)。根据Nakajima等人的报道,大的WCA和低的SA预计会导致液滴从表面滚落。图1(d)为pH 1.0 ~ 14.0溶液在SHP表面的静态WCA: WCA在148°~ 158°之间,当pH值接近7.0时,WCA值较大。图1(e)为SHP表面水滴形状(体积约60 μL, pH 1.0 ~ 14.0)。30分钟后形状没有变化。这显示出良好的耐酸性或碱性溶液。图1(f)进一步说明了SHP涂层的耐酸碱性能。左图为实验方法,右图为水(154°)、0.10 M HCl(142°)、0.10 M NaOH(143°)浸泡30 min后的WCA。这些结果表明,SHP涂层在各种酸性/碱性环境下都具有良好的性能。图2. 裸铝和SHP Al的WCA和SA在结冰状态下,进一步测量5次重复实验的WCA和SA,结果如图2所示。SHP表面的WCA约为154°,SA小于8°,而裸露Al表面的WCA约为85°,SA大于10°。因此,在SHP铝表面获得了良好的疏冰性。参考文献:[1] Tan, X., Wang, M., Tu, Y., Xiao, T., Alzuabi, S., Xiang, P., Chen, X., Icephobicity studies of superhydrophobic coating on aluminium[J]. Surface Engineering, 2020, 37(10), 1239–1245.
  • 二维超泡沫在改善太阳能水蒸发的应用研究
    作为最有效的水净化方法之一,太阳能净化水已获众多研究学者的关注。一方面,利用太阳能净化水非常环保,另一方面,该工艺所需的设备安装和操作要求相对较低。为了提高太阳能净化水的效率,已有学者提出了几种净化方法,如预热法、夜间加热法和附加热源法,带有黑色吸收片(BAS)的增强型太阳能蒸馏法(SSG)就是其中的一种方法。但SSG蒸发只发生在水-气界面,如何增加加热过程中界面面积成了提高SSG效率的关键。此外,BAS材料本身的性能也是SSG的速率的重要影响因素。大量研究发现,微尺寸多孔结构BAS可以提高SSG的蒸发速率:一方面,这种结构大大增加了水-气界面;另一方面,BAS自身具有高吸收率和良好的隔热性能,这既能够减少热量损失,又能够提高吸热效率。此外,双层BAS能够进一步提高SSG的速率。通常,BAS可以由化学方法或者碳化方法制得,然而这样制得的BAS的孔径的大小和孔的分布都是随机的,无法可控地得到最佳的蒸发速率。为了进一步优化SSG,古斯塔夫• 埃菲尔大学的Elyes Nefzaoui团队与巴黎东大Tarik Bourouina以及西安交通大学的韦学勇教授联合提出了一种二维超材料泡沫(meta-foams),这种超泡沫具有确定的孔径和规则的孔分布,在优化研究中可作为有效可控的模型,该团队也将这种超泡沫作为表面增强型太阳能水蒸发器的研究工作中。在该研究工作中,纳米黑硅(B-Si)因其在可见光到近红外波段具有优异的吸收率和光热性能被用作超泡沫材料。采用等离子刻蚀制备了具有分层纳米结构和周期性二维多孔超泡沫,并就孔径大小、孔的数量对蒸发速率的影响进行了探索。研究发现:孔径和孔的数量是一把双刃剑,一方面,孔径和数量要尽可能的多,以保证系统能提供充足的水量;另一方面,孔径过大和数量过多会导致吸收的热量减少。此外,研究团队也设计了双层系统,以保证可靠的吸水性、稳定的吸热和隔热性能。实验表明,在一次太阳光辐射、常温、相对湿度为58%时,直径20μm的B-Si超泡沫样品最佳蒸发速率可达到1.34 kg/(h⋅m2),转换率可以达到可观的89%(实验条件不变的情况下,理论蒸发速率可达 1.5 kg/(h⋅m2)),蒸发速率是普通蒸馏法的3.96倍。同时,该团队发现了另外一种低成本制造超泡沫的方法:借助摩方高精度3D打印设备(nanoArch S130,摩方精密)制作超泡沫样品。实验证实,在同一实验条件下,孔径为275μm的3D打印的超泡沫的蒸发速率为1.32 kg/(h⋅m2)。这个结果与B-Si超泡沫的最佳值相当,在SSG中显示出非常优越的性能。3D打印的超泡沫可以作为B-Si超泡沫的低成本代替品,具有很好的发展潜力和应用前景。图1.超泡沫的概念示意图:(a)由二维周期结构制成的优化超材料,(b)应用于优化太阳能水净化,(c)B-Si周期性微孔超泡沫的SEM图像。测量的吸收光谱:(d)不同多孔表面的原始测量数据,(e)暴露在太阳辐射下的结构表面有效吸收率。图2.二维B-Si超泡沫:(a)断面示意图,(b)用于实验样品照片,(c)三种不同超泡沫材料的蒸发速率,与常规泡沫蒸发速率和自然水蒸发速率进行了比较。图3.3D打印的超泡沫:(a)圆柱微孔的截面SEM视图,(b)三种不同的超泡沫的蒸发速率,并与自然水蒸发速率进行了比较。图4.吸收率和蒸发速率、表面平衡温度的函数关系图5.孔隙率和蒸发速率的函数关系图6.硅基二维超泡沫的制作过程此外,该团队还用海水对二维超材料超泡沫的表面强化型太阳能蒸馏进行了实验评估:将超泡沫在海水中浸泡了14天,并与同等实验条件下用去离子水浸泡的超泡沫进行对比。实验结果发现,在海水中浸泡14天后,超泡沫在SSG的蒸发性能降低约7%-9%。从图7可推测,蒸发性能降低很可能是由于结晶盐堵塞了超泡沫的孔隙,导致吸收率的降低。如果能够解决孔隙堵塞的问题,那么具有BAS超泡沫结构的SSG在海水净化方面将发挥巨大的应用潜力。图7.(a)海水蒸发速率和去离子水蒸发速率的对比(b)海水中浸泡之前超泡沫表面的显微镜图像(c)海水中浸泡之后超泡沫表面的显微镜图像该研究成果以题为:Two-dimensional metamaterials as meta-foams for optimized surface-enhanced solar steam generation发表在《Solar Energy Materials & Solar Cells》期刊上。
  • 应用 | 定向有机玻璃表面能与黏结强度研究
    摘要酸处理和等离子处理后定向有机玻璃表面粗糙度和表面极性增加,同时表面润湿性能得到改善,使黏结强度分别上升了14%和22%;而过渡层预处理提高了基材表面能,处理后定向有机玻璃表面极性与TPU相近,降低了界面张力,明显改善界面黏结性能,黏结强度由4.44kN/m上升至23.61kN/m。研究背景轻度交联和定向研磨赋予了定向有机玻璃(stretched acrylicsheet)更为优异的力学性能、抗裂纹扩展性能和光学性能,使其强度高、韧性优良,具有良好的耐热性和耐久性,因此成为航空透明件的主要材料。定向有机玻璃与热塑性聚氨酯(TPU)中间层作为航空有机层合结构透明件的关键材料,二者间界面的黏结强度是影响有机层合透明件在工程应用中可靠性的重要因素。实验部分接触角测试:采用德国KRÜ SS接触角测量仪测量液体在固体表面上的接触角。每次滴液2μL,在样品表面稳定30s后读取结果。取10个接触角平均值作为此液体在该表面的接触角。所有测量均在室温(25 ℃)下进行。测试液体使用去离子水、二碘甲烷和乙二醇,测试液体表面能参数如表1所示。 表面能计算:根据Van Oss理论,对表面能有贡献的除了色散力外还有极性作用力,并将极性部分视为电子给体与电子受体之间的相互作用。因此表面能分为Lifshitz-vander Waals分量γLW和Lewis酸碱分量γAB(分为Lewis酸分量γ+和Lewis碱分量γ-)。固体的表面能γS和液体的表面能 γL可分别表示为: 固液之间界面张力γSL与固体的表面能和液体的表面能的关系为: 根据杨氏方程,可得: 表面能作为衡量润湿性能的重要参数,固体表面能可以通过测量一系列测试液体在固体表面上的接触角,通过上述方程就可以计算。结果与讨论由于界面的形成、结构和稳定会受到多种物理、化学因素的影响,目前没有单一黏结理论可以解释所有的黏结现象。但不论是何种黏结机理,都要求黏结的二者具有良好的润湿性能。将结合在一起的两相分开所需力做的功称之为Wa,为: 式中:γ1, γ2分别为两相表面能;γ12为两相间界面张力。从粘附功公式可知,增大两相表面能或者降低两相之间界面张力都可以提高黏结强度。不同预处理方法处理的定向有机玻璃基材和TPU胶片表面接触角测试结果如表2所示。由红外结果可知,酸处理和等离子处理后与水接触角定向有机玻璃表面C=O极性基团含量增加,亲水性增加,酸处理和等离子处理后水接触角减小;且酸处理和等离子处理后表面粗糙度增加,有利于接触角的降低。而过渡层处理后,样品表面疏水基团-(CH₂ )-含量增加,表面粗糙度下降,故水接触角增加。 根据表2的接触角结果计算得到的各材料表面能,结果见表3。TPU表面能较处理前后定向有机玻璃都低,说明TPU作为中间层材料可以在定向有机玻璃表面铺展,且处理后样品表面能增加,更有利于TPU在表面的铺展和吸附。由表3中参数可知定向有机玻璃和TPU都属于极性聚合物,且呈现出明显的Lewis碱特性。定向有机玻璃的极性源于侧链上的酯基;而TPU的极性来自于主链上的氨基甲酸酯基、醚键等基团。材料γAB大小差异与极性基团在分子结构中所处位置有关。高聚物的极性大小可通过偶极矩来判断,极性基团活动性越好,高聚物极性越大。TPU的线性主链上氨基甲酸酯基和醚键酯键能形成分子内氢键,使得极性下降。由红外结果可知,经酸处理和等离子处理后,定向有机玻璃表面含氧基团数量增加,故表面能极性分量γAB增大。而过渡层界面相较于定向有机玻璃表面具有更多的-(CH₂ )-基团,柔性优于定向有机玻璃,有利于降低界面张力;同时过渡层界面的表面自由能极性分量与TPU胶片相近,由润湿理论所述当黏结剂与被黏体的极性相匹配时,界面张力最小;且处理后表面能增加,由粘附功公式可知,过渡层处理同时增加了表面能并降低了界面张力,有利于提高TPU与定向有机玻璃之间的黏附功。小结(1)酸处理和等离子处理在提高定向有机玻璃表面粗糙度的同时增大了基材的表面张力,增加了表面极性,提高了黏结界面处分子间相互作用力,从而改善了TPU在基材表面的黏结性能。但界面处物理吸附力对提高黏结强度效果有限,经酸处理和等离子处理后定向有机玻璃与TPU黏结强度分别提高了14%和22%。(2)过渡层处理大幅度改善了定向有机玻璃与TPU的黏结性能。这是由于形成了与定向有机玻璃和TPU具有一定化学相容性的柔性界面,同时与TPU极性匹配,增大表面能并降低了界面张力。过渡层处理后黏结强度由4.44 kN/m上升至23.61 kN/m。(3)比较三种预处理方法对定向有机玻璃表面性能的影响以及与TPU间黏结强度差异,相较于增加表面粗糙度和物理吸附作用,改善界面的极性匹配性和化学相容性对提高TPU与定向有机玻璃间的黏结性能更具优势。本文有删减,详细信息请参考原文。
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