Applicazioni

Luce, elettricità, calore e magnetismo sono tutte quantità fisiche importanti coinvolte nelle misurazioni delle scienze della vita, e l'imaging ottico è quello più utilizzato. Con il continuo sviluppo della tecnologia, l’imaging ottico, in particolare l’imaging a fluorescenza, ha notevolmente ampliato l’orizzonte della ricerca biomedica. Tuttavia, l’imaging ottico è spesso limitato dal segnale di fondo nei campioni biologici, dall’instabilità del segnale di fluorescenza e dalla difficoltà della quantificazione assoluta, che in una certa misura ne limitano l’applicazione. La risonanza magnetica (MRI) è una buona alternativa e ha una vasta gamma di applicazioni in alcuni importanti scenari delle scienze della vita, come l'esame di lesioni craniche, neurologiche, muscolari, tendinee, articolari e degli organi addominopelvici, grazie alla sua penetrazione, bassa caratteristiche di fondo e stabilità. Sebbene si prevede che la risonanza magnetica risolva le carenze sopra menzionate dell'imaging ottico, è limitata dalla bassa sensibilità e dalla bassa risoluzione spaziale, che ne rendono difficile l'applicazione all'imaging a livello tissutale con risoluzione da micron a nanometro.    Un sensore magnetico quantistico emergente sviluppato negli ultimi anni, il centro di azoto vacante (NV), un punto difettoso luminescente nel diamante, la  tecnologia di imaging magnetico basata su centro NV consente il rilevamento di segnali magnetici deboli con risoluzione fino al livello nanometrico e non è -invasivo . Ciò fornisce una piattaforma di misurazione del campo magnetico flessibile e altamente compatibile per le scienze della vita. È unico per condurre studi a livello tissutale e diagnostica clinica nei campi dell'immunità e dell'infiammazione, delle malattie neurodegenerative, delle malattie cardiovascolari, del rilevamento biomagnetico, degli agenti di contrasto per risonanza magnetica e in particolare dei tessuti biologici contenenti sfondi ottici e aberrazioni di trasmissione ottica e richiede analisi quantitativa.     Tecnologia di imaging magnetico con centro NV Diamond   Esistono due tipi principali di tecnologia di imaging magnetico con centro NV del diamante: imaging magnetico a scansione e imaging magnetico ad ampio campo. L'imaging magnetico a scansione è combinato con la tecnica della microscopia a forza atomica (AFM), che utilizza un sensore centrale monocolore a diamante. Il metodo di imaging è un tipo di imaging a scansione a punto singolo, che ha una risoluzione spaziale e una sensibilità molto elevate. Tuttavia, la velocità e la portata dell’immagine limitano l’applicazione di questa tecnica in alcune aree. L'imaging magnetico ad ampio campo, d'altra parte, utilizza un sensore di diamante legato con un'alta concentrazione di centri NV rispetto a un singolo centro NV, che ha una risoluzione spaziale ridotta ma mostra un grande potenziale per l'imaging ad ampio campo in tempo reale. Quest'ultimo potrebbe essere più...

La moderna industria del tabacco utilizza un gran numero di tecnologie avanzate nel processo di produzione. Ad esempio, la struttura fisica del tabacco, come l'area superficiale specifica e la densità effettiva, viene analizzata da strumenti di adsorbimento del gas per fornire supporto tecnico per l'ottimizzazione dei parametri di processo.     Analizzatore ad adsorbimento di gas nell'industria del tabacco Il tabacco si riferisce generalmente ai prodotti del tabacco che vengono tagliati in brandelli, grani, scaglie, estremità o altre forme, quindi aggiunti a materiali ausiliari, fermentati, immagazzinati e pronti per la vendita per il fumo senza essere arrotolati, conosciuto anche come tabacco triturato. Le proprietà fisiche umettanti del tabacco sono fattori importanti che influenzano la sua tenacità, combustibilità, aroma e comfort nel fumare. Quando la perdita di umidità del tabacco è rapida e il contenuto di umidità è basso, è facile che si verifichino rotture durante il processo di produzione e secchezza e irritazione durante il fumo di sigaretta. Si è riscontrato che le differenze nelle proprietà fisiche di ritenzione dell'umidità del tabacco esistono non solo tra diverse varietà ma anche tra diverse parti e qualità della stessa varietà di tabacco. In generale, per lo stesso tipo di tabacco, le proprietà umidificanti del tabacco superiore e medio sono migliori, mentre il tabacco inferiore è peggiore; maggiore è la gradazione, migliori sono le proprietà umidificanti del tabacco.   La ritenzione fisica dell'umidità del tabacco si riferisce alla capacità delle foglie di tabacco di regolare l'inibizione della perdita di umidità quando il tabacco è esposto a condizioni di bassa umidità. Il contenuto di umidità di equilibrio è un indice comune utilizzato nell'industria del tabacco per valutare le proprietà fisiche di umidificazione del tabacco. La proprietà fisica umettante del tabacco dipende in gran parte dalla sua struttura fisica.  Dalla struttura fisica, il tabacco è principalmente un materiale poroso contenente un gran numero di capillari, e la struttura dei pori non solo influenza la quantità di acqua condensata all'interno del tabacco ma influenza anche le caratteristiche di diffusione dell'acqua all'interno del tabacco; la superficie specifica, la densità effettiva, la capacità dei pori e la distribuzione delle dimensioni dei pori del tabacco sono indicatori importanti della sua struttura fisica. I pori sono grandi in una superficie specifica e possono assorbire fortemente l'acqua dall'aria.   Inoltre, alcuni ricercatori hanno dedotto la curva di assorbimento dell'umidità del tabacco in base alla distribuzione delle dimensioni dei pori; tutto quanto sopra fornisce una base teorica per una comprensione completa delle proprietà di ritenzione dell'umidità del tabacco.   Inoltre, la misurazione della densità effettiva può fornire i dati fisici di base richiesti per l'analisi delle proprietà di tra...

Negli ultimi anni, le industrie legate all'energia dell'idrogeno e alla cattura e utilizzo del carbonio hanno ricevuto ampia attenzione e sviluppo, in particolare le industrie legate allo stoccaggio dell'idrogeno e alla cattura, conversione e utilizzo della CO2  . La ricerca di H 2 , CO 2 e altri materiali per lo stoccaggio e la separazione del gas è la chiave per promuovere lo sviluppo delle industrie correlate.   Recentemente, il gruppo del Prof. Cheng Xingxing presso l'Università di Shandong ha sintetizzato un aerogel di carbonio di cellulosa da biomassa con una struttura di rete tridimensionale del Tetragonum officinale (TO) e ha ulteriormente migliorato le prestazioni di accumulo di energia dell'aerogel di carbonio con attivazione di KOH. L'aerogel di carbonio di cellulosa TO è caratterizzato da la sua leggerezza (3,65 mg/cm 3 ), superidrofobicità e un'ampia area superficiale specifica (1840 cm 2 /g). Grazie all'eccellente volume microporoso e agli abbondanti gruppi funzionali, l'aerogel di carbonio TO può essere utilizzato come materiale adsorbente multifunzionale in diverse applicazioni. Il materiale possiede una capacità di stoccaggio dell'idrogeno pari allo 0,6% in peso,  una capacità di assorbimento di CO2 di 16 mmol/g, una capacità di adsorbimento di 123,31 mg/g di o-xilene e 124,57 mg/g di o-diclorobenzene a temperatura ambiente . Gli aerogel di carbonio di cellulosa TO a basso costo, rispettosi dell’ambiente e multifunzionali sono promettenti per varie applicazioni come lo stoccaggio dell’idrogeno, il sequestro del carbonio e la rimozione della diossina. Lo studio fornisce un approccio nuovo ed efficace per la progettazione sostenibile e la fabbricazione di materiali funzionali in carbonio ad alte prestazioni da risorse di biomassa rinnovabile, che possono essere ampiamente utilizzati nelle industrie di stoccaggio dell’energia e di protezione ambientale. Lo studio è intitolato "Aerogel di carbonio multifunzionali da typha orientalis per applicazioni nell'adsorbimento: stoccaggio dell'idrogeno, cattura della CO 2  e rimozione dei COV". Removal" è stato pubblicato sulla rivista Energy.     Nello studio è stata utilizzata la linea di prodotti CIQTEK EASY-V.       Illustrazione schematica della procedura di fabbricazione degli aerogel di carbonio di cellulosa TO.     Inoltre, nella direzione della ricerca sui materiali per la separazione del gas, il gruppo del Prof. Ren Xiuxiu dell'Università di Changzhou ha preparato con successo membrane composite per la separazione dell'H 2  drogando il bisolfuro di molibdeno bidimensionale (2D) (MoS 2 ), che è esclusivo dell'H 2 , in reti di organosilice microporosa innestate derivate dall'1,2-bis(trietossisilil)etano (BTESE) utilizzando il metodo sol-gel. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Industrial & Engineering Chemistry Research con il titolo "Laminar MoS 2  Nanosheets Embedded into Organosilica Membr...

Per secoli l’umanità ha esplorato senza sosta il magnetismo e i fenomeni ad esso correlati. Agli albori dell'elettromagnetismo e della meccanica quantistica, era difficile per gli esseri umani immaginare l'attrazione dei magneti sul ferro e la capacità di uccelli, pesci o insetti di navigare tra destinazioni distanti migliaia di chilometri: fenomeni sorprendenti e interessanti con la stessa forza. origine magnetica. Queste proprietà magnetiche hanno origine dalla carica in movimento e dalla rotazione delle particelle elementari, che sono prevalenti quanto gli elettroni.    I materiali magnetici bidimensionali sono diventati un punto caldo di ricerca di grande interesse e aprono nuove direzioni per lo sviluppo di dispositivi spintronici, che hanno importanti applicazioni in nuovi dispositivi optoelettronici e dispositivi spintronici. Recentemente, Physics Letters 2021, n. 12, ha lanciato anche uno speciale sui materiali magnetici 2D, descrivendo il progresso dei materiali magnetici 2D nella teoria e negli esperimenti da diverse prospettive.    Un materiale magnetico bidimensionale spesso solo pochi atomi può fornire il substrato per componenti elettronici in silicio molto piccoli. Questo straordinario materiale è formato da coppie di strati ultrasottili che sono impilati insieme dalle forze di van der Waals, cioè forze intermolecolari, mentre gli atomi all'interno degli strati sono collegati da legami chimici. Sebbene abbia uno spessore solo atomico, conserva ancora proprietà fisiche e chimiche in termini di magnetismo, elettricità, meccanica e ottica.     Materiali magnetici bidimensionali Immagine citata da https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html   Per usare un'analogia interessante, ogni elettrone in un materiale magnetico bidimensionale è come una piccola bussola con un polo nord e un polo sud, e la direzione di questi "aghi della bussola" determina l'intensità della magnetizzazione. Quando questi infinitesimi “aghi della bussola” si allineano spontaneamente, la sequenza magnetica costituisce la fase fondamentale della materia, consentendo così la predisposizione di numerosi dispositivi funzionali, come generatori e motori, memorie magnetoresistive e barriere ottiche. Questa straordinaria proprietà ha reso caldi anche i materiali magnetici bidimensionali. Sebbene i processi di produzione dei circuiti integrati stiano ora migliorando, sono già limitati dagli effetti quantistici dovuti alla riduzione dei dispositivi. L'industria microelettronica ha incontrato colli di bottiglia quali la bassa affidabilità e l'elevato consumo energetico, e anche la legge di Moore, che è in vigore da quasi 50 anni, ha incontrato difficoltà (legge di Moore: il numero di transistor che possono essere alloggiati su un circuito integrato raddoppia in circa ogni 18 mesi). Se in futuro i materiali magnetici bidimensionali potessero essere utilizzati nel campo dei sensori magnetici, della memoria casuale e di al...

Cos'è il materiale antiferromagnetico?   Figura 1: Disposizione del momento magnetico negli antiferromagneti   Le proprietà comuni del ferro sono ferromagnetismo, ferroelettricità e ferroelasticità. I materiali con due o più proprietà del ferro contemporaneamente sono chiamati materiali multiferroici. I multiferroici di solito hanno forti proprietà di accoppiamento del ferro, cioè una proprietà del ferro del materiale può modulare un'altra proprietà del ferro, come l'utilizzo di un campo elettrico applicato per modulare le proprietà ferroelettriche del materiale e quindi influenzare le proprietà ferromagnetiche del materiale. Si prevede che tali materiali multiferroici costituiranno la prossima generazione di dispositivi di spin elettronici. Tra questi, i materiali antiferromagnetici sono stati ampiamente studiati perché mostrano una buona robustezza al campo magnetico applicato.   L'antiferromagnetismo è una proprietà magnetica di un materiale in cui i momenti magnetici sono disposti in ordine sfalsato antiparallelo e non mostrano un momento magnetico netto macroscopico. Questo stato magneticamente ordinato è chiamato antiferromagnetismo. All'interno di un materiale antiferromagnetico, gli spin degli elettroni di valenza adiacenti tendono ad essere in direzioni opposte e non viene generato alcun campo magnetico. I materiali antiferromagnetici sono relativamente rari e la maggior parte di essi esiste solo a basse temperature, come ossido ferroso, leghe di ferromanganese, leghe di nichel, leghe di terre rare, boruri di terre rare, ecc. Tuttavia, esistono anche materiali antiferromagnetici a temperatura ambiente, come BiFeO3, che è attualmente oggetto di ricerche approfondite.   Prospettive applicative dei materiali antiferromagnetici La conoscenza dell'antiferromagnetismo è dovuta principalmente allo sviluppo della tecnologia di diffusione dei neutroni che ci permette di "vedere" la disposizione degli spin nei materiali e quindi confermare l'esistenza dell'antiferromagnetismo. Forse il Premio Nobel per la fisica ha ispirato i ricercatori a concentrarsi sui materiali antiferromagnetici e il valore dell’antiferromagnetismo è stato gradualmente esplorato.   I materiali antiferromagnetici sono meno suscettibili alla ionizzazione e alle interferenze del campo magnetico e hanno frequenze proprie e frequenze di transizione di stato di diversi ordini di grandezza superiori rispetto ai tipici materiali ferromagnetici. L'ordinamento antiferromagnetico nei semiconduttori è più facilmente osservabile dell'ordinamento ferromagnetico. Questi vantaggi rendono i materiali antiferromagnetici un materiale attraente per la spintronica.   La nuova generazione di memoria magnetica ad accesso casuale utilizza metodi elettrici per scrivere e leggere informazioni sui ferromagneti, il che può ridurre l'immunità dei ferromagneti e non favorisce l'archiviazione stabile dei dati, e i campi vaganti dei materiali ferromagnetici possono rappresenta...

Nel gennaio 2022, il sistema di misurazione follow-on CatLiD-I 675 fornito da CIQTEK-QOILTECH ha eseguito con successo un pozzo operativo nel giacimento di gas Linxingzhong situato nella posizione di transizione tra il pendio di Yishaan e la zona di piega flessurale di Jinxi nell'Ordos Bacino, cosa che le parti correlate hanno ben riconosciuto. La litologia della parte superiore e inferiore del filone dello strato bersaglio di questo pozzo è principalmente argillosa e argillosa carbonacea. Il giacimento di carbone è sepolto a grande profondità e ci sono meno dati di riferimento disponibili nei pozzi circostanti. La sezione del giacimento di carbone è soggetta a collasso delle pareti e perdite di pozzi, perforazioni bloccate nel pozzo, perforazioni sepolte e altri incidenti complicati. Inoltre, la regolazione della pendenza del pozzo è ampia a causa dell'avanzamento dell'atterraggio. Il bit vicino CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 è stato rilevato da 2208 m e la curva di ripetizione del test corrispondeva alla strumentazione superiore, fornendo dati guida per fornire un punto di atterraggio accurato.     Durante l'atterraggio, a causa dell'avanzamento del giacimento di carbone, la traiettoria scende fino al fondo del giacimento di carbone e la curva gamma della parte vicina misura lo schema completo della curva del giacimento di carbone dall'alto verso il basso, il che fornisce una base per giudicare successivamente la posizione della traiettoria del pozzo all'interno del giacimento di carbone. La variazione della curva gamma della punta vicina durante la perforazione è evidente con alta risoluzione e giudica accuratamente la posizione all'interno e all'esterno del giacimento di carbone e all'interno del giacimento di carbone. La variazione accurata del valore della ganga nel giacimento di carbone può determinare efficacemente la posizione della traiettoria, migliorando il tasso di incontro della perforazione e la scorrevolezza della traiettoria del pozzo.     La sezione di servizio di questo pozzo è di 2.208-3.208 m, con riprese cumulative di 1.000 me un tasso di perforazione del 91,7%; un viaggio per perforare fino alla profondità di completamento, con un tempo cumulativo di fondo pozzo di 168 ore, 53,5 ore di perforazione pura e una velocità media di perforazione meccanica di 18,69 m/h, che accorcia notevolmente il ciclo di perforazione! Gli equipaggi in loco di CIQTEK-QOILTECH e i team correlati hanno lavorato insieme per abbreviare il ciclo di perforazione, aumentare il tasso di incontri di perforazione, ridurre il rischio e, infine, hanno ricevuto elogi da tutti! Il sistema di misurazione Near-bit CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 è un completamento perfetto.