Applicazioni

Le microsfere espandibili, piccole sfere termoplastiche incapsulate con gas, sono costituite da un guscio di polimero termoplastico e da un gas alcano liquido incapsulato. Quando le microsfere vengono riscaldate, il guscio si ammorbidisce e la pressione dell'aria interna aumenta notevolmente, provocando un'enorme espansione delle microsfere fino a 60 volte il loro volume originale, conferendo loro la doppia funzione di riempitivo leggero e agente espandente. Essendo un riempitivo leggero, le microsfere espandibili possono ridurre notevolmente il peso dei prodotti con densità molto bassa e la misurazione della loro densità è molto importante.   Figura 1 Microsfere espandibili    Principio del tester di densità reale serie EASY-G 1330 Il tester di densità reale serie EASY-G 1330 si basa sul principio di Archimede, utilizzando gas di piccolo diametro molecolare come sonda e l'equazione di stato del gas ideale PV=nRT per calcolare il volume di gas scaricato dal materiale in determinate condizioni di temperatura e pressione, in modo da determinare la vera densità del materiale. Il gas di piccolo diametro molecolare può essere utilizzato come azoto o elio, poiché l'elio ha il diametro molecolare più piccolo ed è un gas inerte stabile, che non reagisce facilmente con il campione mediante adsorbimento, quindi l'elio è generalmente raccomandato come gas sostitutivo.    Vantaggi del tester di densità reale serie EASY-G 1330 Il tester di densità reale serie EASY-G 1330 utilizza il gas come sonda, che non danneggerà il campione di prova e il campione può essere riciclato direttamente; e nel processo di test, il gas non reagirà con il campione e non causerà corrosione all'apparecchiatura, quindi il fattore di sicurezza del processo di utilizzo è elevato; inoltre, il gas ha caratteristiche di facile diffusione, buona permeabilità e buona stabilità, che possono penetrare più rapidamente nei pori interni del materiale e rendere i risultati del test più accurati.   Procedura sperimentale   ①Riscaldamento: aprire la valvola principale della bombola e il tavolo di riduzione della pressione, accendere l'interruttore di alimentazione almeno mezz'ora prima, pressione di uscita del tavolo di riduzione della pressione del gas: 0,4 ± 0,02 MPa;   ②Calibrazione dello strumento: prima dell'inizio dell'esperimento, calibrare lo strumento con sfere d'acciaio standard per garantire che il volume delle sfere d'acciaio testate in tutte le tubazioni dell'apparecchiatura rientri nel valore standard prima di iniziare l'esperimento;   ③Determinazione del volume della provetta campione: installare la provetta campione vuota nella cavità dello strumento e serrarla, impostare il software, determinare il volume della provetta campione e registrare il volume corrispondente della provetta campione alla fine dell'esperimento;   ④Pesata del campione: per ridurre l'errore del test, è necessario pesare il maggior numero di campioni possibile. ...

Recentemente, i prezzi globali del petrolio sono aumentati notevolmente e il settore delle energie rinnovabili, rappresentato dalla produzione di energia solare fotovoltaica (PV), ha ricevuto ampia attenzione. In quanto componente centrale della produzione di energia fotovoltaica, le prospettive di sviluppo e il valore di mercato delle celle solari fotovoltaiche sono al centro dell'attenzione. Nel mercato globale delle batterie, le celle fotovoltaiche rappresentano circa il 27%[1]. Il microscopio elettronico a scansione svolge un ruolo importante nel migliorare il processo di produzione e la relativa ricerca delle celle fotovoltaiche.     La cella fotovoltaica è un sottile foglio di semiconduttore optoelettronico che converte l'energia solare direttamente in energia elettrica. Le attuali celle fotovoltaiche commerciali prodotte in serie sono principalmente celle in silicio, che si dividono in celle in silicio monocristallino, celle in silicio policristallino e celle in silicio amorfo.     Metodi di testurizzazione superficiale per il miglioramento dell'efficienza delle celle solari   Nell'attuale processo di produzione delle celle fotovoltaiche, al fine di migliorare ulteriormente l'efficienza di conversione energetica, sulla superficie della cella viene solitamente realizzata una speciale struttura testurizzata e tali celle sono chiamate celle "non riflettenti". Nello specifico, la struttura strutturata sulla superficie di queste celle solari migliora l'assorbimento della luce aumentando il numero di riflessioni della luce irradiata sulla superficie del wafer di silicio, il che non solo riduce la riflettività della superficie, ma crea anche trappole di luce all'interno della cella, aumentando così in modo significativo l’efficienza di conversione delle celle solari, il che è importante per migliorare l’efficienza e ridurre il costo delle celle fotovoltaiche in silicio esistenti[2].     Confronto tra superficie piana e superficie con struttura piramidale Rispetto ad una superficie piana, un wafer di silicio con struttura piramidale ha una maggiore probabilità che la luce riflessa dalla luce incidente agisca nuovamente sulla superficie del wafer anziché riflettersi direttamente nell'aria, aumentando così il numero di luce diffusa e riflesso sulla superficie della struttura, consentendo l'assorbimento di più fotoni e fornendo più coppie elettrone-lacuna.    Percorsi luminosi per diversi angoli di incidenza della luce che colpiscono la struttura piramidale   I metodi comunemente utilizzati per la testurizzazione superficiale includono l'attacco chimico, l'attacco con ioni reattivi, la fotolitografia e la scanalatura meccanica. Tra questi, il metodo dell'attacco chimico è ampiamente utilizzato nel settore a causa del suo basso costo, dell'elevata produttività e del metodo semplice [3] . Per le celle fotovoltaiche in silicio monocristallino, l'attacco anisotropo prodotto dalla soluzione alcalina s...

La polvere farmaceutica è la parte principale della maggior parte delle formulazioni farmaceutiche e la sua efficacia dipende non solo dal tipo di farmaco, ma anche in larga misura dalle proprietà della polvere che costituisce l'agente, comprese dimensione delle particelle, forma, proprietà superficiali e altri tipi di parametri. L'area superficiale specifica e la struttura della dimensione dei pori delle polveri farmaceutiche sono correlate alle proprietà delle particelle di polvere come dimensione delle particelle, igroscopicità, solubilità, dissoluzione e compattazione, che svolgono un ruolo importante nelle capacità di purificazione, lavorazione, miscelazione, produzione e confezionamento di prodotti farmaceutici.   Inoltre, la validità, il tasso di dissoluzione, la biodisponibilità e l’efficacia dei farmaci dipendono anche dalla superficie specifica del materiale. In generale, maggiore è la superficie specifica delle polveri farmaceutiche entro un certo intervallo, più veloce sarà la dissoluzione e la velocità di dissoluzione corrispondentemente accelerata, il che garantisce la distribuzione uniforme del contenuto del farmaco; tuttavia, un'area superficiale specifica troppo grande porterà all'adsorbimento di più acqua, il che non favorisce la conservazione e la stabilità dell'efficacia del farmaco. Pertanto, test accurati, rapidi ed efficaci della superficie specifica delle polveri farmaceutiche sono sempre stati una parte indispensabile e critica della ricerca farmaceutica.   Caso di studio dell'applicazione CIQTEK nella polvere farmaceutica   Combiniamo i casi reali di caratterizzazione di diversi materiali in polvere di farmaci per mostrare chiaramente i metodi e l'applicabilità di questa tecnologia per caratterizzare le proprietà fisiche delle diverse superfici dei farmaci, quindi effettuiamo alcune analisi di base sulla data di scadenza, sul tasso di dissoluzione e sull'efficacia dei farmaci, e aiutare l'industria farmaceutica a svilupparsi con alta qualità.    L'analizzatore specifico di superficie e dimensione dei pori della serie V-Sorb X800 è uno strumento ad alta produttività, veloce ed economico, in grado di realizzare test rapidi su aree superficiali specifiche di prodotti finiti in entrata e in uscita, analisi della distribuzione delle dimensioni dei pori, controllo di qualità, regolazione dei parametri di processo e previsione delle prestazioni dei farmaci, ecc.   Analizzatore automatico di superficie e porosimetria BET serie CIQTEK EASY-V     SEM CIQTEK   1、Microscopio elettronico a scansione e analizzatore specifico di superficie e dimensione dei pori in dispersione di montmorillonite   La montmorillonite si ottiene dalla purificazione e dalla lavorazione della bentonite, che presenta vantaggi unici in farmacologia grazie alla sua speciale struttura cristallina con buona capacità di adsorbimento, capacità di scambio cationico e capacità di assorbimento d'acqua e rigonfiamento....

I materiali metallici sono materiali con proprietà come lucentezza, duttilità, facile conduttività e trasferimento di calore. Viene generalmente diviso in due tipologie: metalli ferrosi e metalli non ferrosi. I metalli ferrosi includono ferro, cromo, manganese, ecc. Finora, ferro e acciaio dominano ancora nella composizione delle materie prime industriali. Molte aziende siderurgiche e istituti di ricerca utilizzano i vantaggi unici del SEM per risolvere i problemi incontrati nella produzione e per assistere nella ricerca e nello sviluppo di nuovi prodotti. La microscopia elettronica a scansione con i relativi accessori è diventata uno strumento favorevole per l'industria siderurgica e metallurgica per condurre ricerche e identificare problemi nel processo di produzione. Con l'aumento della risoluzione e dell'automazione del SEM, l'applicazione del SEM nell'analisi e caratterizzazione dei materiali sta diventando sempre più diffusa.   L'analisi dei fallimenti è una nuova disciplina che negli ultimi anni è stata resa popolare dalle imprese militari per la ricerca di studiosi e imprese. Il guasto delle parti metalliche può portare al degrado delle prestazioni del pezzo in lavorazione in casi minori e a incidenti mortali in casi gravi. Individuare le cause del fallimento attraverso l’analisi dei guasti e proporre misure di miglioramento efficaci sono passaggi essenziali per garantire il funzionamento sicuro del progetto. Pertanto, sfruttare appieno i vantaggi della microscopia elettronica a scansione darà un grande contributo al progresso dell’industria dei materiali metallici.     01 Osservazione al microscopio elettronico della frattura da trazione di parti metalliche        La frattura si verifica sempre nella parte più debole del tessuto metallico e registra molte informazioni preziose sull'intero processo di frattura, quindi l'osservazione e lo studio della frattura sono sempre stati enfatizzati nello studio della frattura. L'analisi morfologica della frattura viene utilizzata per studiare alcuni problemi fondamentali che portano alla frattura del materiale, come la causa della frattura, la natura della frattura e la modalità di frattura. Se vogliamo studiare in profondità il meccanismo di frattura del materiale, solitamente dobbiamo analizzare la composizione della microarea sulla superficie della frattura, e l'analisi della frattura è ormai diventata uno strumento importante per l'analisi dei guasti dei componenti metallici.     Fig. 1 Morfologia della frattura da trazione al microscopio elettronico a scansione CIQTEK SEM3100   A seconda della natura della frattura, la frattura può essere ampiamente classificata in frattura fragile e frattura plastica. La superficie di frattura della frattura fragile è solitamente perpendicolare allo stress di trazione e la frattura fragile è costituita da una superficie cristallina lucida dal punto di vista macroscopico; la frattura plastica è solitamente...

Riesci a immaginare un disco rigido di un laptop delle dimensioni di un chicco di riso? Skyrmion, una misteriosa struttura quasiparticellare nel campo magnetico, potrebbe trasformare questa idea apparentemente impensabile in realtà, con più spazio di archiviazione e velocità di trasferimento dati più elevate per questo "chicco di riso. Allora come osservare questa strana struttura particellare? Il CIQTEK Quantum Diamond Atomic Il Force Microscope (QDAFM), basato sul centro di azoto vacante (NV) nell'imaging a scansione di diamanti e AFM, può dirti la risposta.     Cos'è Skyrmion   Con il rapido sviluppo di circuiti integrati su larga scala, il processo dei chip su scala nanometrica, l'effetto quantistico viene gradualmente evidenziato e la "Legge di Moore" incontra limiti fisici. Allo stesso tempo, con una densità così elevata di componenti elettronici integrati nel chip, il problema della dissipazione termica è diventato una sfida enorme. Le persone hanno urgentemente bisogno di una nuova tecnologia per superare il collo di bottiglia e promuovere lo sviluppo sostenibile dei circuiti integrati.   I dispositivi spintronici possono raggiungere una maggiore efficienza nell’archiviazione, nel trasferimento e nell’elaborazione delle informazioni sfruttando le proprietà di spin degli elettroni, che è un modo importante per superare il dilemma di cui sopra. Negli ultimi anni si prevede che le proprietà topologiche nelle strutture magnetiche e le relative applicazioni diventeranno i portatori di informazioni dei dispositivi spintronici di prossima generazione, che è uno degli attuali punti caldi della ricerca in questo campo.   Lo skyrmion (di seguito denominato skyrmion magnetico) è una struttura di spin topologicamente protetta con proprietà quasiparticellari e, essendo un tipo speciale di parete del dominio magnetico, la sua struttura è una distribuzione di magnetizzazione con vortici. Similmente alla parete del dominio magnetico, c'è anche un'inversione del momento magnetico nello skyrmion, ma a differenza della parete del dominio, lo skyrmion è una struttura a vortice e l'inversione del momento magnetico è dal centro verso l'esterno, e quelli comuni sono di tipo Bloch skyrmion e skyrmion di tipo Neel.   Figura 1:  diagramma schematico della struttura di Skyrmion. (a) Skyrmion di tipo Neel (b) Skyrmion di tipo Bloch   Lo skyrmion è un portatore di informazioni naturale con proprietà superiori come facile manipolazione, facile stabilità, dimensioni ridotte e velocità di guida elevata. Pertanto, si prevede che i dispositivi elettronici basati sugli skyrmion soddisfino i requisiti prestazionali dei dispositivi futuri in termini di non volatile, alta capacità, alta velocità e basso consumo energetico.   Quali sono le applicazioni di Skyrmions   Memoria dell'ippodromo di Skyrmion La memoria delle piste utilizza nanofili magnetici come tracce e pareti dei domini magnetici come trasportatori, con la corrente...

Il metodo di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) con spin intrappolamento è un metodo che combina la tecnica di spin intrappolamento con la tecnica EPR per rilevare i radicali liberi di breve durata.     Perché utilizzare la tecnologia Spin Trapping? I radicali liberi  sono atomi o gruppi con elettroni spaiati formati dal legame covalente di molecole composte in condizioni esterne come calore e luce. Sono ampiamente presenti in natura. Con lo sviluppo di discipline interdisciplinari come la biologia, la chimica e la medicina, gli scienziati hanno scoperto che molte malattie sono associate ai radicali liberi. Tuttavia, a causa della loro natura attiva e reattiva, i radicali liberi generati nelle reazioni sono spesso instabili a temperatura ambiente e difficili da rilevare direttamente utilizzando i metodi convenzionali di spettroscopia EPR.    Sebbene i radicali liberi di breve durata possano essere studiati mediante tecniche EPR risolte nel tempo o tecniche di congelamento rapido a bassa temperatura, le loro concentrazioni più basse per la maggior parte dei radicali liberi nei sistemi biologici limitano l'implementazione delle tecniche di cui sopra. La tecnica spin trapping, invece, permette la rilevazione dei radicali liberi di breve durata a temperatura ambiente attraverso un metodo indiretto.     Fondamenti della tecnologia Spin Trapping   In un esperimento di spin-trapping, al sistema viene aggiunta una trappola di spin (una sostanza antimagnetica insatura in grado di intrappolare i radicali liberi). Dopo aver aggiunto la trappola di spin, i radicali instabili e la trappola formeranno addotti di spin più stabili o più longevi. Rilevando gli spettri EPR degli addotti di spin ed elaborando e analizzando i dati, possiamo invertire il tipo di radicali e quindi rilevare indirettamente i radicali liberi instabili.     Figura 1 Principio della tecnica di cattura dello spin (DMPO come esempio)     Selezione di Spin Trap   Le trappole a spin più utilizzate sono principalmente composti nitrone o nitroso, le trappole a spin tipiche sono MNP (2-metil-2-nitrosopropano dimero), PBN (N-tert-butil α-fenil nitrone), DMPO (5,5-dimetil- 1-pirrolina-N-ossido) e le strutture sono mostrate nella Figura 2. E un'eccellente trappola di spin deve soddisfare tre condizioni.   1. Gli addotti di spin formati da trappole di spin con radicali liberi instabili dovrebbero essere di natura stabile e di lunga durata. 2. Gli spettri EPR degli addotti di spin formati da trappole di spin e vari radicali instabili dovrebbero essere facilmente distinguibili e identificabili. 3. La trappola spin è facile da reagire in modo specifico con una varietà di radicali liberi e non vi è alcuna reazione collaterale. Sulla base delle condizioni di cui sopra, la trappola spin ampiamente utilizzata in vari settori è DMPO.     Figura 2 Struttura chimica schematica di MNP, PBN, DMPO   Tabella ...

La tecnica di risonanza paramagnetica elettronica (EPR o ESR) è l'unico metodo disponibile per rilevare direttamente gli elettroni spaiati nei campioni. Tra questi, il metodo quantitativo EPR (ESR) può fornire il numero di spin elettronici spaiati in un campione, che è essenziale per studiare la cinetica di reazione, spiegare il meccanismo di reazione e le applicazioni commerciali. Pertanto, ottenere i numeri di spin degli elettroni spaiati dei campioni mediante tecniche di risonanza paramagnetica elettronica è stato un tema caldo di ricerca.  Sono disponibili due principali metodi di risonanza paramagnetica elettronica quantitativa: EPR quantitativo relativo (ESR) e EPR quantitativo assoluto (ESR).     Metodo EPR quantitativo relativo (ESR).   Il metodo EPR quantitativo relativo si ottiene confrontando l'area integrata dello spettro di assorbimento EPR di un campione sconosciuto con l'area integrata dello spettro di assorbimento EPR di un campione standard. Pertanto, nel metodo EPR quantitativo relativo, è necessario introdurre un campione standard con un numero noto di spin. La dimensione dell'area integrata dello spettro di assorbimento EPR non è solo correlata al numero di spin elettronici spaiati nel campione, ma anche alle impostazioni dei parametri sperimentali, alla costante dielettrica del campione, alla dimensione e alla forma del campione e la posizione del campione nella cavità risonante. Pertanto, per ottenere risultati quantitativi più accurati nel metodo EPR quantitativo relativo, il campione standard e il campione sconosciuto devono essere di natura simile, simili per forma e dimensione e nella stessa posizione nella cavità risonante.   Fonti di errore EPR quantitative     Metodo EPR quantitativo assoluto  (ESR).   Il metodo EPR quantitativo assoluto significa che il numero di spin elettronici spaiati in un campione può essere ottenuto direttamente mediante test EPR senza utilizzare un campione standard. Negli esperimenti EPR quantitativi assoluti, per ottenere direttamente il numero di spin elettronici spaiati in un campione, il valore dell'area integrale quadratica dello spettro EPR (solitamente lo spettro differenziale del primo ordine) del campione da testare, i parametri sperimentali, sono necessari il volume del campione, la funzione di distribuzione della cavità di risonanza e il fattore di correzione. Il numero assoluto di spin elettronici spaiati nel campione può essere ottenuto direttamente ottenendo prima lo spettro EPR del campione attraverso il test EPR, quindi elaborando lo spettro differenziale di primo ordine EPR per ottenere il valore dell'area integrata di secondo grado e quindi combinando il parametri sperimentali, volume del campione, funzione di distribuzione della cavità risonante e fattore di correzione.   Spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica CIQTEK   La quantificazione assoluta degli spin degli elettroni spaiati della spettroscopia CIQTE...

Basati su proprietà quantistiche, i sensori di spin degli elettroni hanno un’elevata sensibilità e possono essere ampiamente utilizzati per sondare varie proprietà fisico-chimiche, come il campo elettrico, il campo magnetico, la dinamica molecolare o proteica e le particelle nucleari o di altro tipo. Questi vantaggi unici e i potenziali scenari applicativi rendono attualmente i sensori basati sullo spin una direzione di ricerca calda. Sc 3 C 2 @C 80  ha uno spin elettronico altamente stabile protetto da una gabbia di carbonio, adatta per il rilevamento dell'adsorbimento di gas all'interno di materiali porosi. Py-COF è un materiale strutturale organico poroso emerso di recente con proprietà di adsorbimento uniche, che è stato preparato utilizzando un blocco costitutivo autocondensante con un gruppo formile e un gruppo amminico. preparato con una dimensione teorica dei pori di 1,38 nm. Pertanto, un'unità di metallofullerene Sc 3 C 2 @C 80  (di dimensioni pari a circa 0,8 nm) può entrare in uno dei nanopori di Py-COF.   Taishan Wang, ricercatore presso l'Istituto di Chimica dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha sviluppato un sensore di nanospin basato sul fullerene metallico per rilevare l'adsorbimento di gas all'interno di una struttura organica porosa. Il fullerene metallico paramagnetico, Sc 3 C 2 @C 80 , è stato incorporato nei nanopori di una struttura organica covalente a base di pirene (Py-COF). L'N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6  e C 3 H 8 adsorbiti  all'interno del Py-COF incorporato con la  sonda spin Sc 3 C 2 @C 80 sono stati registrati utilizzando la tecnica EPR (CIQTEK EPR200-Plus ). È stato dimostrato che i segnali EPR del Sc 3 C 2 @C 80 incorporato  erano regolarmente correlati con le proprietà di adsorbimento del gas del Py-COF. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications con il titolo "Sensore di nano spin incorporato per il sondaggio in situ dell'adsorbimento di gas all'interno di strutture organiche porose".     Sondaggio delle proprietà di adsorbimento del gas di Py-COF utilizzando lo spin molecolare di Sc 3 C 2 @C 8     Nello studio, gli autori hanno utilizzato un metallofullerene con proprietà paramagnetiche, Sc 3 C 2 @C 80  (~ 0,8 nm di dimensioni), come sonda di spin incorporata in un nanoporo di COF a base di pirene (Py-COF) per rilevare l'adsorbimento di gas all'interno di Py-COF. Quindi, le proprietà di adsorbimento di Py-COF per i gas N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6  e C 3 H 8  sono state studiate registrando i  segnali EPR Sc 3 C 2 @C 80 incorporati. È dimostrato che i segnali EPR di Sc 3 C 2 @C 80  seguono regolarmente le proprietà di adsorbimento del gas di Py-COF. E a differenza delle misurazioni isotermiche di adsorbimento convenzionali, questo sensore impiantabile di nanospin è in grado di rilevare l’adsorbimento e il desorbimento del gas mediante monitoraggio in situ in tempo reale. Il sensore nanospin proposto è stato ut...