Applicazioni

Le polveri sono oggi le materie prime per la preparazione di materiali e dispositivi in ​​vari campi e sono ampiamente utilizzate nelle batterie agli ioni di litio, nella catalisi, nei componenti elettronici, nei prodotti farmaceutici e in altre applicazioni.   La composizione e la microstruttura delle polveri delle materie prime determinano le proprietà del materiale. Il rapporto di distribuzione delle dimensioni delle particelle, la forma, la porosità e la superficie specifica delle polveri della materia prima possono corrispondere alle proprietà uniche del materiale.   Pertanto, la regolazione della microstruttura della materia prima in polvere è un prerequisito per ottenere materiali dalle prestazioni eccellenti. L'uso della microscopia elettronica a scansione consente l'osservazione della specifica morfologia superficiale della polvere e un'analisi precisa della dimensione delle particelle per ottimizzare il processo di preparazione della polvere.   Applicazione della microscopia elettronica a scansione nei  materiali MOF   Nel campo della catalisi, la costruzione di materiali metallo-organici (MOF) per migliorare sostanzialmente le prestazioni catalitiche superficiali è diventata oggi uno dei temi di ricerca più caldi. I MOF presentano i vantaggi unici di un elevato carico di metalli, di una struttura porosa e di siti catalitici e hanno un grande potenziale come catalizzatori a grappolo. Utilizzando il microscopio elettronico a scansione del filamento di tungsteno CIQTEK, si può osservare che il materiale MOF mostra una forma cubica regolare e la presenza di particelle fini adsorbite sulla superficie (Figura 1). Il microscopio elettronico possiede una risoluzione fino a 3 nm e un'eccellente qualità di immagine, e mappe SEM uniformi ad alta luminosità possono essere ottenute in diversi campi visivi, che possono osservare chiaramente le pieghe, i pori e il carico di particelle sulla superficie dei materiali MOF .     Figura 1 Materiale MOF / 15 kV/ETD   Microscopia elettronica a scansione in materiali in polvere d'argento   Nella produzione di componenti elettronici, la pasta elettronica, come materiale di base per la produzione di componenti elettronici, ha determinate proprietà reologiche e tixotropiche ed è un materiale funzionale di base che integra materiali, tecnologie chimiche ed elettroniche e la preparazione della polvere d'argento è la chiave per produzione di pasta conduttiva d'argento. Utilizzando il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo SEM5000 sviluppato indipendentemente da CIQTEK, basandosi sulla tecnologia di tunneling ad alta tensione, l'effetto della carica spaziale viene drasticamente ridotto e si possono osservare raggruppamenti irregolari di polvere d'argento tra loro (Figura 2). E il SEM5000 ha un'alta risoluzione, in modo che i dettagli possano ancora essere visti anche con un ingrandimento di 100.000x.     Figura 2 Polvere d'argento/5 kV/Inlente...

Cos'è la nano-allumina? La nano-allumina è ampiamente utilizzata in vari campi come materiali ceramici, materiali compositi, aerospaziale, protezione ambientale, catalizzatori e relativi trasportatori grazie alla sua elevata resistenza, durezza, resistenza all'usura, resistenza al calore e ampia area superficiale specifica [1]. Ciò ha portato al continuo miglioramento della sua tecnologia di sviluppo. Attualmente, gli scienziati hanno preparato nanomateriali di allumina in varie morfologie da monodimensionali a tridimensionali, tra cui forma sferica, a foglio esagonale, cubica, a bastoncino, fibrosa, a rete, a fiore, riccia e molte altre morfologie [2].   Microscopia elettronica a scansione di nanoparticelle di allumina   Esistono molti metodi per la preparazione della nano allumina, che possono essere suddivisi in tre categorie principali a seconda delle diverse modalità di reazione:  Metodi in fase solida, fase gassosa e fase liquida [3]. Per verificare che i risultati delle nanopolveri di allumina preparate siano quelli previsti, è necessario caratterizzare la struttura dell'allumina in ciascun processo e il più intuitivo tra i numerosi metodi di caratterizzazione è il metodo di osservazione microscopica.   Il microscopio elettronico a scansione, come apparecchiatura di caratterizzazione microscopica convenzionale, presenta i vantaggi di ampio ingrandimento, alta risoluzione, ampia profondità di campo, immagini chiare e forte senso stereoscopico, che è l'attrezzatura preferita per caratterizzare la struttura della nano-allumina.   La figura seguente mostra la polvere di allumina preparata secondo diversi processi osservati utilizzando il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000, che contiene nanopolveri di allumina sotto forma di cubi, scaglie e bastoncini e con dimensioni delle particelle comprese tra decine e centinaia di nanometri.     Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000   SEM5000 è un microscopio elettronico a scansione a emissione di campo ad alta risoluzione e ricco di funzionalità, con design avanzato del cilindro, decelerazione all'interno del cilindro e design dell'obiettivo magnetico senza perdite a bassa aberrazione, per ottenere immagini ad alta risoluzione a bassa tensione, che possono essere applicate ai campioni magnetici. SEM5000 è dotato di navigazione ottica, funzioni automatiche perfette, interazione uomo-macchina ben progettata, funzionamento e processo di utilizzo ottimizzati. Indipendentemente dal fatto che l'operatore abbia una vasta esperienza, può iniziare rapidamente con il compito della fotografia ad alta risoluzione.   Tipo di cannone elettronico:  cannone elettronico ad emissione di campo Schottky ad alta luminosità Risoluzione:  1 nm a 15 kV  1,5 nm a 1 kV   Ingrandimento:  1 ~ 2500000x   Tensione di accelerazione:  20 V ~ 30 kV   Tavolo campione:  tavolo camp...

  Importanza del rilevamento del segnale magnetico cardiaco Il campo magnetico del corpo umano può riflettere informazioni su vari tessuti e organi all'interno del corpo umano. La misurazione del campo magnetico del corpo umano può essere utilizzata per ottenere informazioni sulle malattie umane e il suo effetto di rilevamento e la sua comodità hanno superato la misurazione della bioelettricità del corpo umano. La dimensione del campo magnetico del cuore è dell'ordine di poche decine di pT, che è uno dei primi campi magnetici studiati dagli esseri umani, rispetto a quello del cervello. I muscoli atriali e ventricolari del cuore sono le parti più importanti del corpo. La magnetocardiografia (MCG) è il risultato delle complesse correnti bioelettriche alternate che accompagnano la contrazione ciclica e la diastole dei muscoli atriali e ventricolari del cuore. Rispetto all'elettrocardiogramma (ECG), il rilevamento del campo magnetico cardiaco non è influenzato dalla parete toracica e da altri tessuti e l'MCG può rilevare il campo magnetico cardiaco attraverso una serie di sensori multi-angolo e multidimensionali, fornendo così maggiori informazioni sul cuore e consentendo la localizzazione precisa dei focolai cardiaci. Rispetto alla TC, alla risonanza magnetica e ad altre tecniche di ricerca cardiaca, la magnetocardiografia è completamente priva di radiazioni. Attualmente la tecnologia della Magnetocardiografia sta diventando sempre più matura, con più di 100.000 applicazioni cliniche, che si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:   01 Malattia coronarica La malattia coronarica è una malattia comune e frequente, secondo le statistiche, attualmente, i pazienti con malattia coronarica in Cina hanno più di 11 milioni di persone. La malattia coronarica è la causa di morte più comune e il numero di decessi supera addirittura il numero totale di decessi per tutti i tumori. Per la malattia coronarica, l'MCG rileva principalmente l'incoerenza della ripolarizzazione miocardica causata dall'ischemia miocardica. Ad esempio, Li et al. ha misurato l'MCG in 101 pazienti con malattia coronarica e 116 volontari sani. I risultati hanno mostrato che i tre parametri R-max/T-max, valore R e angolo medio erano significativamente più alti nei pazienti con malattia coronarica rispetto alle persone normali. Tra 101 pazienti con malattia coronarica, le proporzioni di ischemia miocardica rilevate mediante MCG, elettrocardiografia ed ecocardiografia erano rispettivamente del 74,26%, 48,51% e 45,54%, il che dimostra che l'accuratezza diagnostica dell'MCG nei pazienti con malattia coronarica era significativamente maggiore. superiore a quello dell’elettrocardiografia e dell’ecocardiografia. Ciò dimostra che l’accuratezza diagnostica dell’MCG nei pazienti con malattia coronarica è significativamente superiore a quella dell’ECG e dell’ecocardiografia. Riferimento : Int. J. Clin. Esp. Med. 8(2):2441-2446(2015) 02 Aritmie L'aritmia è definita come un'anomalia dell'impulso c...

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...