Comprendere la formazione di intermedi radicalici è fondamentale per controllare la velocità e la selettività delle reazioni elettrochimiche. Queste specie a vita breve all'interfaccia elettrodica determinano i risultati e basarsi esclusivamente sui prodotti finali può portare a meccanismi speculativi. operando EPR usando CIQTEK da banco EPR200M , i ricercatori possono catturare direttamente i radicali in situ, mappando la loro sequenza di formazione e le impronte digitali strutturali per ottenere solide prove meccanicistiche. Una recente collaborazione tra l'Università della Tecnologia di Pechino (Sun Zaicheng / Liu Yichang), l'Università di Tsinghua (Yang Haijun) e l'Università di Wuhan (Lei Aiwen) ha introdotto un romanzo Cella elettrolitica stampata in 3D su misura per EPR in situ Realizzata con elaborazione digitale della luce (DLP) ad alta precisione, questa cella piatta consente un'integrazione riproducibile con sistemi elettrochimici. I loro risultati, pubblicati in Rivista di ingegneria chimica sotto il titolo Cella elettrolitica su misura per test EPR operando: rivelazione della formazione e delle strutture accurate dei radicali amminici e fenolici , dimostrano la capacità del flusso di lavoro di scoprire strutture radicali attraverso reazioni rappresentative. Svolta metodologica: cella elettrolitica piatta stampata in 3D per EPR operando riproducibile I solventi ad alto dielettrico comunemente utilizzati nelle celle elettrochimiche riducono Rapporto segnale-rumore EPR , rendendo difficile il rilevamento radicale. Il design piatto della cella mitiga le perdite dielettriche e migliora il fattore Q del risonatore, migliorando operando EPR prestazione. Oltre alla fisica, la cella è progettata per la riproducibilità. Utilizzando la stampa 3D DLP, i canali degli elettrodi, le strutture di posizionamento e la protezione da cortocircuito vengono definiti durante la fabbricazione. Ciò elimina la variabilità manuale, riduce la resistenza del sistema e migliora la qualità del segnale, mantenendo al contempo resistenza meccanica, compatibilità con i solventi ed efficienza dei costi. Questo approccio trasforma operando EPR in un flusso di lavoro di "componente strutturale standardizzato + procedura riproducibile" , consentendo la riproducibilità tra team e sistemi e il confronto meccanicistico. Prove risolte nel tempo tracciano la formazione dei radicali nell'accoppiamento C-N EPR in situ L'acquisizione a risoluzione temporale consente di mappare i radicali in tempo reale, mostrando quali specie compaiono per prime e come si evolvono. Ciò fornisce una catena di prove riproducibile a livello intermedio, portando la comprensione meccanicistica oltre l'inferenza basata sui prodotti. Gli intermedi di cicloaddizione rivelano la selettività della reazione Confrontando gli spettri specifici del substrato e calcolando la densità di spin, segnali EPR vengono tradotti direttamente in impronte digitali strutturali radicali Ciò costituisce un quadro a ciclo ch...

Con il supporto di Microscopia a scansione NV CIQTEK (SNVM) , i ricercatori dell'Università di Tsinghua hanno visualizzato direttamente strutture cicloidi di spin su scala nanometrica nel BiFeO₃ multiferroico. Questo lavoro, pubblicato in Materiali funzionali avanzati , fornisce le prove microscopiche mancanti che collegano la simmetria cristallina, la struttura magnetica e il trasporto magnonico anisotropico, evidenziando la SNVM come uno strumento decisivo per la magnonica e la ricerca spintronica a bassa potenza. Lo studio ha utilizzato il microscopio a sonda a scansione NV CIQTEK (SNVM) Contesto della ricerca: trasporto di magnoni negli ossidi multiferroici Le correnti di spin mediate dai magnoni possono propagarsi in isolanti magneticamente ordinati con una dissipazione di energia pressoché nulla, rendendole estremamente interessanti per i dispositivi spintronici di nuova generazione a bassa potenza. Nei materiali multiferroici come il BiFeO₃, l'accoppiamento tra ordini ferroelettrici e antiferromagnetici consente il controllo del campo elettrico dei magnoni, un obiettivo di lunga data nella spintronica. Nonostante questa promessa, l'origine microscopica del trasporto magnonico debolmente anisotropo nella fase romboedrica BiFeO₃, comunemente nota come R-BFO, è rimasta irrisolta. Affrontare questa sfida richiede la caratterizzazione diretta nello spazio reale di strutture magnetiche su scala nanometrica, a lungo inaccessibile con le tecniche convenzionali. Collo di bottiglia tecnico: mancanza di prove dirette della struttura magnetica Studi teorici hanno previsto che R-BFO ospita una struttura di spin cicloidale che svolge un ruolo critico nel sopprimere la forte anisotropia nel trasporto magnonico. Tuttavia, la conferma sperimentale è stata elusiva. Le tecniche di caratterizzazione tradizionali, come il dicroismo magnetico lineare a raggi X, forniscono informazioni magnetiche mediate spazialmente e non sono in grado di risolvere le texture di spin su scala nanometrica. Di conseguenza, la connessione logica tra simmetria cristallina, struttura magnetica e trasporto magnonico è rimasta incompleta a causa dell'assenza di immagini magnetiche microscopiche dirette. CIQTEK SNVM Approccio: Imaging magnetico diretto su scala nanometrica Microscopia a scansione NV CIQTEK (SNVM) supera queste limitazioni combinando la risoluzione spaziale su scala nanometrica con la sensibilità al campo magnetico a livello di spin elettronico. Ciò consente l'imaging quantitativo non invasivo dei campi magnetici locali generati da complesse strutture di spin all'interno di materiali funzionali. In questo lavoro, i team di ricerca guidati dal Prof. Yi Di del Laboratorio statale chiave per i nuovi materiali ceramici e dal Prof. Nan Tianxiang della Scuola di circuiti integrati dell'Università di Tsinghua hanno impiegato Imaging magnetico CIQTEK SNVM per sondare direttamente la struttura magnetica intrinseca dell'R-BFO. Risultati chiave abilitati da Imaging magnetico SNVM ...

La fusione nucleare è considerata una fonte energetica chiave del futuro grazie alla sua elevata efficienza e alla produzione di energia pulita. Nei reattori a fusione, i sistemi di raffreddamento ad acqua sono ampiamente utilizzati perché tecnicamente maturi, economici e con eccellenti prestazioni di raffreddamento. Tuttavia, rimane una sfida importante: ad alte temperature e ad alta pressione, acqua e vapore corrodono fortemente i materiali strutturali. Mentre questo problema è stato studiato nei reattori a fissione, gli ambienti di fusione sono più complessi. Gli esclusivi campi magnetici ad alta intensità e distribuiti in modo non uniforme nei dispositivi di fusione interagiscono con i processi di corrosione, creando nuove sfide tecniche che necessitano di ricerche approfondite. Per affrontare questo problema, il team del professore associato Peng Lei dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha condotto uno studio approfondito utilizzando CIQTEK microscopio elettronico a scansione (SEM) E microscopio elettronico a doppio raggio Hanno costruito impianti di corrosione del vapore con campo magnetico ad alta temperatura e di corrosione dell'acqua ad alta temperatura. Utilizzando Tecniche SEM, EBSD e FIB hanno analizzato i film di ossido formati sull'acciaio CLF-1 dopo 0–300 ore di corrosione da vapore a 400°C sotto campi magnetici di 0T, 0,28T e 0,46T e dopo 1000 ore di corrosione da acqua ad alta temperatura a 300°C. Lo studio utilizzato CIQTEK SEM5000X a emissione di campo ad altissima risoluzione e il FIB-SEM DB500 Lo studio ha scoperto che i film di ossido formano una struttura multistrato, con uno strato interno ricco di cromo e uno strato esterno ricco di ferro. La formazione del film avviene in cinque fasi: particelle di ossido iniziali, poi strutture simili a fiocchi, formazione di uno strato denso, crescita di strutture a spinello sullo strato denso e, infine, rottura dello spinello in ossidi laminati. La presenza di un campo magnetico accelera significativamente la corrosione, promuove la trasformazione della magnetite esterna (Fe₃O₄) in ematite (Fe₂O₃) e favorisce la formazione di ossidi laminati. Questo lavoro è stato pubblicato su Scienza della corrosione , UN rivista di alto livello nel campo della corrosione e del degrado dei materiali, sotto il titolo: " Effetti del campo magnetico sul comportamento della corrosione da vapore ad alta temperatura dell'acciaio ferritico/martensitico ad attivazione ridotta. " Caratterizzazione del film di ossido superficiale Nel vapore ad alta temperatura (HTS), le superfici in acciaio CLF-1 mostrano diversi stati di corrosione nel tempo. Sulle superfici lucidate, l'ossidazione iniziale (60 ore) si manifesta sotto forma di piccole particelle disperse. Il rapporto Fe/Cr è simile a quello del substrato, indicando che lo strato di ossido non è ancora completo. Entro 120 ore, compaiono ossidi simili a fiocchi. A 200 ore, si forma uno strato di ossido denso, con nuove particelle di ossido e stru...

Con la rapida espansione delle nuove industrie energetiche, minerarie, metallurgiche e galvaniche, l'inquinamento da nichel nei corpi idrici è diventato una minaccia crescente per la qualità ambientale e la salute umana. Durante i processi industriali, gli ioni di nichel interagiscono spesso con vari additivi chimici per formare complessi organici di metalli pesanti (HMC) altamente stabili. Nella galvanica del nichel, ad esempio, il citrato (Cit) è ampiamente utilizzato per migliorare l'uniformità e la brillantezza del rivestimento, ma i due gruppi carbossilici del Cit si coordinano facilmente con Ni²⁺ per formare complessi Ni-Citrato (Ni-Cit) (logβ = 6,86). Questi complessi alterano significativamente la carica, la configurazione sterica, la mobilità e i rischi ecologici del nichel, mentre la loro stabilità li rende difficili da rimuovere con i metodi convenzionali di precipitazione o adsorbimento. Attualmente, la "dissociazione complessa" è considerata il passaggio chiave per la rimozione degli HMC. Tuttavia, i tipici trattamenti chimici o di ossidazione presentano costi elevati e complessità operative. Pertanto, i materiali multifunzionali con capacità sia ossidative che adsorbenti offrono un'alternativa promettente. I ricercatori dell'Università di Beihang, guidati dal Prof. Xiaomin Li e dal Prof. Wenhong Fan, ha usato il Microscopio elettronico a scansione (SEM) CIQTEK E spettrometro di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) per condurre un'indagine approfondita Hanno sviluppato una nuova strategia utilizzando KOH modificato Arundo donax L. biochar per rimuovere efficacemente Ni-Cit dall'acqua. Il biochar modificato non solo ha mostrato un'elevata efficienza di rimozione, ma ha anche consentito il recupero del nichel sulla superficie del biochar. Lo studio, intitolato “Rimozione del citrato di nichel mediante biochar di Arundo donax L. modificato con KOH: ruolo critico dei radicali liberi persistenti” , è stato recentemente pubblicato in Ricerca sull'acqua . Caratterizzazione dei materiali Il biochar è stato prodotto da Arundo donax foglie e impregnate con KOH a diversi rapporti di massa. L'imaging SEM (Fig. 1) ha rivelato: Il biochar originale (BC) presentava una morfologia disordinata a forma di bastoncello. Con un rapporto KOH/biomassa di 1:1 (1KBC), si è formata una struttura porosa ordinata a nido d'ape. Con rapporti di 0,5:1 o 1,5:1, i pori erano sottosviluppati o collassati. L'analisi BET ha confermato la più alta area superficiale per 1KBC (574,2 m²/g), superando di gran lunga altri campioni. Caratterizzazione SEM e BET ha fornito prove evidenti che la modifica del KOH aumenta notevolmente la porosità e l'area superficiale, fattori chiave per l'adsorbimento e la reattività redox. Figura 1. Preparazione e caratterizzazione del biochar modificato con KOH. Prestazioni nella rimozione di Ni-Cit Figura 2. (a) Efficienza di rimozione del Ni totale da parte di diversi biochar; (b) Variazione del TOC durante il trattamento con Ni–Cit; (c)...

Le leghe di alluminio, apprezzate per il loro eccezionale rapporto resistenza/peso, sono materiali ideali per l'alleggerimento dei componenti automobilistici. La saldatura a punti per resistenza (RSW) rimane il metodo di giunzione più diffuso per la produzione di carrozzerie automobilistiche. Tuttavia, l'elevata conduttività termica ed elettrica dell'alluminio, combinata con il suo strato di ossido superficiale, richiede correnti di saldatura di gran lunga superiori a quelle utilizzate per l'acciaio. Ciò accelera l'usura degli elettrodi di rame, con conseguente instabilità della qualità della saldatura, frequente manutenzione degli elettrodi e aumento dei costi di produzione. Prolungamento della durata degli elettrodi mentre garantire la qualità della saldatura è diventato un ostacolo tecnologico critico nel settore. Per affrontare questa sfida, il team del Dott. Yang Shanglu presso l'Istituto di Ottica e Meccanica Fine di Shanghai ha condotto uno studio approfondito utilizzando CIQTEK FESEM SEM5000 Hanno progettato in modo innovativo un elettrodo ad anello rialzato e hanno studiato sistematicamente l'effetto del numero di anelli (0–4) sulla morfologia dell'elettrodo, rivelando la relazione intrinseca tra conteggio degli anelli, difetti cristallini nel nucleo di saldatura e distribuzione della corrente. I loro risultati dimostrano che l'aumento del numero di anelli rialzati ottimizza la distribuzione della corrente, migliora l'efficienza dell'apporto termico, ingrandisce il nucleo di saldatura e prolunga significativamente la durata dell'elettrodo. In particolare, gli anelli rialzati migliorano la penetrazione dello strato di ossido, migliorando il flusso di corrente e riducendo al contempo la corrosione per vaiolatura. Questo innovativo design dell'elettrodo fornisce un nuovo approccio tecnico per mitigare l'usura degli elettrodi e getta le basi teoriche e pratiche per una più ampia applicazione delle leghe di alluminio RSW nel settore automobilistico. Lo studio è pubblicato su Rivista di tecnologia di lavorazione dei materiali. sotto il titolo “ Indagine sull'influenza della morfologia della superficie dell'elettrodo sulla saldatura a punti per resistenza delle leghe di alluminio. ” Innovazione nel design degli elettrodi ad anello rialzato Per affrontare la sfida dell'usura degli elettrodi, il team ha affrontato il problema partendo dalla morfologia degli elettrodi. Hanno lavorato da 0 a 4 anelli concentrici rialzati sulla superficie terminale di elettrodi sferici convenzionali, formando un nuovo elettrodo ad anello di Newton (NTR). Figura 1. Morfologia superficiale e profilo trasversale degli elettrodi utilizzati nell'esperimento L'analisi SEM rivela difetti dei cristalli e miglioramenti delle prestazioni In che modo gli anelli rialzati influenzano le prestazioni di saldatura? Utilizzando Tecniche CIQTEK FESEM SEM5000 ed EBSD , il team ha caratterizzato in dettaglio la microstruttura dei nugget di saldatura. Hanno scoperto che gli anelli rialz...