Le batterie al litio-metallo allo stato solido (SSLMB) sono ampiamente riconosciute come la fonte di energia di nuova generazione per veicoli elettrici e sistemi di accumulo di energia su larga scala, offrendo un'elevata densità energetica e un'eccellente sicurezza. Tuttavia, la loro commercializzazione è stata a lungo limitata dalla bassa conduttività ionica degli elettroliti solidi e dalla scarsa stabilità interfacciale all'interfaccia solido-solido tra elettrodi ed elettroliti. Nonostante i significativi progressi nel miglioramento della conduttività ionica, i guasti interfacciali in condizioni di elevata densità di corrente o di funzionamento a bassa temperatura rimangono un importante collo di bottiglia. Un team di ricerca guidato dal Prof. Feiyu Kang, dal Prof. Yanbing He, dal Prof. Associato Wei Lü e dal Prof. Associato Tingzheng Hou dell'Istituto di Ricerca sui Materiali, Tsinghua Shenzhen International Graduate School (SIGS), in collaborazione con il Prof. Quanhong Yang dell'Università di Tianjin, ha proposto un nuovo concetto di progettazione di un'interfase elettrolitica solida duttile (SEI) per affrontare questa sfida. Il loro studio, intitolato “Un’interfase elettrolitica solida duttile per batterie allo stato solido” , è stato recentemente pubblicato in Natura . CIQTEK FE-SEM consente la caratterizzazione dell'interfaccia ad alta risoluzione In questo studio, il team di ricerca ha utilizzato il Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK ( SEM4000X ) per caratterizzazione microstrutturale dell'interfaccia solido-solido. Il FE-SEM di CIQTEK ha fornito immagini ad alta risoluzione ed eccellente contrasto superficiale , consentendo ai ricercatori di osservare con precisione l'evoluzione della morfologia e l'integrità interfacciale durante il ciclo elettrochimico. SEI duttile: una nuova via oltre la "sola resistenza" Paradigma I tradizionali SEI ricchi di inorganici, sebbene meccanicamente rigidi, tendono a subire fratture fragili durante il ciclo, con conseguente crescita di dendriti di litio e scarsa cinetica interfacciale. Il team di Tsinghua si è discostato dal paradigma della "sola resistenza" enfatizzando la "duttilità" come criterio di progettazione chiave per i materiali SEI. Utilizzando il rapporto di Pugh (B/G ≥ 1,75) come indicatore di duttilità e uno screening assistito dall'intelligenza artificiale, hanno identificato il solfuro d'argento (Ag₂S) e il fluoruro d'argento (AgF) come promettenti componenti inorganici con deformabilità superiore e basse barriere di diffusione agli ioni di litio. Basandosi su questo concetto, i ricercatori hanno sviluppato un elettrolita solido composito organico-inorganico contenente additivi AgNO₃ e riempitivi Ag/LLZTO (Li₆.₇₅La₃Zr₁.₅Ta₀.₅O₁₂). Durante il funzionamento della batteria, una reazione di spostamento in situ ha trasformato i fragili componenti SEI Li₂S/LiF in strati duttili Ag₂S/AgF, formando una struttura SEI a gradiente "morbida all'esterno, resistente all'inte...

Di recente, il Premio Nobel per la chimica 2025 è stato assegnato a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi in riconoscimento del loro "sviluppo di strutture metallo-organiche (MOF)". I tre vincitori hanno creato strutture molecolari con enormi spazi interni, che consentono il passaggio di gas e altre specie chimiche. Queste strutture, note come Metal-Organic Framework (MOF), hanno applicazioni che spaziano dall'estrazione di acqua dall'aria del deserto alla cattura dell'anidride carbonica, allo stoccaggio di gas tossici e alla catalizzazione di reazioni chimiche. I Metal-Organic Framework (MOF) sono una classe di materiali porosi cristallini formati da ioni metallici o cluster legati tramite leganti organici (Figura 1). Le loro strutture possono essere immaginate come una rete tridimensionale di "nodi metallici + leganti organici", che combina la stabilità dei materiali inorganici con la flessibilità di progettazione della chimica organica. Questa versatile costruzione consente ai MOF di essere composti da quasi tutti i metalli della tavola periodica e da un'ampia varietà di leganti, come carbossilati, imidazolati o fosfonati, consentendo un controllo preciso delle dimensioni dei pori, della polarità e dell'ambiente chimico. Figura 1. Schema di una struttura metallo-organica Dalla comparsa dei primi MOF a porosità permanente negli anni '90, sono state sviluppate migliaia di strutture, tra cui esempi classici come HKUST-1 e MIL-101. Presentano aree superficiali specifiche e volumi dei pori estremamente elevati, offrendo proprietà uniche per l'adsorbimento di gas, lo stoccaggio di idrogeno, la separazione, la catalisi e persino il rilascio di farmaci. Alcuni MOF flessibili possono subire cambiamenti strutturali reversibili in risposta all'adsorbimento o alla temperatura, mostrando comportamenti dinamici come gli "effetti di respirazione". Grazie alla loro diversità, sintonizzabilità e funzionalizzazione, i MOF sono diventati un argomento centrale nella ricerca sui materiali porosi e forniscono una solida base scientifica per lo studio delle prestazioni di adsorbimento e dei metodi di caratterizzazione. Caratterizzazione dei MOF La caratterizzazione fondamentale dei MOF include in genere modelli di diffrazione dei raggi X su polvere (PXRD) per determinare la cristallinità e la purezza di fase, e isoterme di adsorbimento/desorbimento dell'azoto (N₂) per convalidare la struttura dei pori e calcolare l'area superficiale apparente. Altre tecniche complementari comunemente utilizzate includono: Analisi termogravimetrica (TGA) : Valuta la stabilità termica e in alcuni casi può stimare il volume dei pori. Test di stabilità in acqua : Valuta la stabilità strutturale in acqua e in diverse condizioni di pH. Microscopia elettronica a scansione (SEM) : Misura le dimensioni e la morfologia dei cristalli e può essere combinato con la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDS) per la composizione e la distribuzione degli elementi. Spettroscopia d...

Con l'accelerazione dell'industrializzazione e la continua crescita delle emissioni inquinanti, le acque reflue organiche rappresentano una seria minaccia per gli ecosistemi e la salute umana. Le statistiche mostrano che il consumo energetico derivante dal trattamento delle acque reflue industriali rappresenta il 28% del consumo energetico globale per il trattamento delle acque. Tuttavia, la tecnologia Fenton convenzionale soffre della disattivazione del catalizzatore, con conseguente bassa efficienza di trattamento. I catalizzatori a base metallica nei processi di ossidazione avanzata affrontano comuni colli di bottiglia: il processo di ciclo redox non può essere sostenuto efficacemente, i percorsi di trasferimento degli elettroni sono limitati e i metodi di preparazione tradizionali si basano su alte temperature e alte pressioni con rese di solo l'11-15%. Per affrontare queste sfide, un team di ricerca di Università di Tecnologia di Dalian hanno sviluppato un nanocatalizzatore Cu-C accoppiando direzionalmente la cellulosa commerciale con ioni di rame utilizzando un metodo di sostituzione galvanica chimica a umido. Hanno inoltre stabilito un nuovo sistema di degradazione caratterizzato da un meccanismo catalitico a doppio canale (percorso radicalico + trasferimento diretto di elettroni) e ampia adattabilità al pH. Il materiale ha raggiunto il 65% di degradazione della tetraciclina in 5 minuti (rispetto a

Spingere le frontiere della biostampa con CIQTEK SEM Presso l'Istituto di Medicina Intelligente e Ingegneria Biomedica dell'Università di Ningbo, i ricercatori affrontano sfide mediche concrete integrando scienza dei materiali, biologia, medicina, informatica e ingegneria. L'istituto è rapidamente diventato un polo per le innovazioni in ambito sanitario indossabile e remoto, imaging medico avanzato e analisi intelligente, con l'obiettivo di trasformare le innovazioni di laboratorio in un impatto clinico concreto. Di recente, il dott. Lei Shao, vicepreside esecutivo dell'istituto, ha condiviso i momenti salienti del suo percorso di ricerca e come SEM all'avanguardia di CIQTEK sta alimentando le scoperte del suo team. CIQTEK SEM presso l'Istituto di medicina intelligente e ingegneria biomedica dell'Università di Ningbo Stampare il futuro: dai cuori in miniatura alle reti vascolari Dal 2016, il Dott. Shao è stato pioniere biofabbricazione e biostampa 3D , con l'obiettivo di progettare tessuti viventi e funzionali al di fuori del corpo umano. Il lavoro del suo team spazia da Cuori in miniatura stampati in 3D a strutture vascolarizzate complesse, con applicazioni nello screening dei farmaci, nella modellazione delle malattie e nella medicina rigenerativa. Un cuore in miniatura stampato in 3D Grazie al finanziamento della National Natural Science Foundation of China e di enti di ricerca locali, il suo laboratorio ha introdotto diverse scoperte: Strategie intelligenti di bioprinting : Utilizzo di effetti di avvolgimento di corde fluide con bioprinting coassiale per fabbricare microfibre con morfologia controllata, consentendo la creazione di organoidi vascolari. Microfibre cellulari crioconservabili : Sviluppo di microfibre cellulari standardizzate, scalabili e crioconservabili tramite bioprinting coassiale, con elevato potenziale per la coltura cellulare 3D, la fabbricazione di organoidi, lo screening di farmaci e il trapianto. Bioinchiostri sacrificali : Stampa di reti porose mesoscopiche utilizzando bioinchiostri microgel sacrificali, creando percorsi nutrizionali per un efficace trasporto di ossigeno/nutrienti. Sistemi vascolari complessi : Costruzione di reti vascolari complesse con bioprinting coassiale inducendo al contempo la deposizione in situ di cellule endoteliali, risolvendo le sfide nella vascolarizzazione di strutture complesse. Tessuti anisotropi : Creazione di tessuti anisotropi utilizzando bioinchiostri orientati al taglio e metodi di stampa pre-taglio. Costrutti ad alta densità cellulare : Proposta di una tecnica originale di stampa con bagno di supporto a particelle liquide per bioinchiostri ad alta densità cellulare, che consente di ottenere tessuti bioattivi realistici superando al contempo il compromesso di lunga data tra stampabilità e vitalità cellulare nella biostampa basata sull'estrusione. Questi progressi stanno aprendo la strada a tessuti funzionali e trapiantabili e potenzialmente anche a organi ingegnerizzati. Accelerare ...

Di recente, un team guidato da Wang Haomin dello Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology dell'Accademia cinese delle scienze ha compiuto progressi significativi nello studio del magnetismo dei nanonastri di grafene a zigzag (zGNR) utilizzando un CIQTEK Microscopio a scansione con azoto-vacanza (SNVM) . Basandosi su ricerche precedenti, il team ha pre-inciso il nitruro di boro esagonale (hBN) con particelle metalliche per creare fosse atomiche orientate e ha utilizzato un metodo di deposizione chimica da vapore (CVD) catalitica in fase vapore per preparare in modo controllabile nanonastri di grafene chirali nelle fosse, ottenendo campioni di zGNR di circa 9 nm di larghezza incorporati nel reticolo di hBN. Combinando SNVM e misure di trasporto magnetico, il team ha confermato direttamente il suo magnetismo intrinseco negli esperimenti. Questa scoperta rivoluzionaria getta solide basi per lo sviluppo di dispositivi elettronici di spin basati sul grafene. I risultati della ricerca correlata, intitolati "Signatures of magnetism in zigzag graphene nanoribbons embedded in a hexagonal boron nitride lattice", sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista accademica "Materiali naturali". Il grafene, in quanto materiale bidimensionale unico, presenta proprietà magnetiche degli elettroni dell'orbitale p fondamentalmente diverse dalle proprietà magnetiche localizzate degli elettroni dell'orbitale d/f nei materiali magnetici tradizionali, aprendo nuove direzioni di ricerca per l'esplorazione del magnetismo puro a base di carbonio. Si ritiene che i nanonastri di grafene a zigzag (zGNR), potenzialmente dotati di stati elettronici magnetici unici prossimi al livello di Fermi, abbiano un grande potenziale nel campo dei dispositivi elettronici di spin. Tuttavia, la rilevazione del magnetismo degli zGNR attraverso metodi di trasporto elettrico presenta molteplici sfide. Ad esempio, i nanonastri assemblati dal basso verso l'alto sono spesso troppo corti per fabbricare dispositivi in modo affidabile. Inoltre, l'elevata reattività chimica dei bordi degli zGNR può portare a instabilità o drogaggio non uniforme. Inoltre, negli zGNR più stretti, il forte accoppiamento antiferromagnetico degli stati dei bordi può rendere difficile la rilevazione elettrica dei loro segnali magnetici. Questi fattori ostacolano la rilevazione diretta del magnetismo negli zGNR. Gli ZGNR incorporati nel reticolo hBN mostrano una maggiore stabilità dei bordi e presentano un campo elettrico intrinseco, creando le condizioni ideali per rilevare il magnetismo degli zGNR. Nello studio, il team ha utilizzato CIQTEK SNVM a temperatura ambiente per osservare i segnali magnetici degli zGNR direttamente a temperatura ambiente. Figura 1: Misurazione magnetica di zGNR incorporato in un reticolo esagonale di nitruro di boro utilizzando Scansione Microscopio a lacuna di azoto Nelle misure di trasporto elettrico, i transistor zGNR fabbricati, larghi circa 9 nanometri, hanno dimostrato e...