응용

양자 특성을 기반으로 하는 전자 스핀 센서는 감도가 높으며 전기장, 자기장, 분자 또는 단백질 역학, 핵 또는 기타 입자와 같은 다양한 물리화학적 특성을 조사하는 데 널리 사용될 수 있습니다. 이러한 고유한 장점과 잠재적인 응용 시나리오는 스핀 기반 센서를 현재 뜨거운 연구 방향으로 만듭니다. Sc 3 C 2 @C 80  은 탄소 케이지로 보호되는 매우 안정적인 전자 스핀을 가지며, 이는 다공성 물질 내 가스 흡착 감지에 적합합니다. Py-COF는 독특한 흡착 특성을 지닌 최근에 등장한 다공성 유기 골격 물질로, 포르밀기와 아미노기를 갖는 자가 응축 빌딩 블록을 사용하여 제조되었습니다. 1.38 nm의 이론적 기공 크기로 제조되었습니다. 따라서, 메탈로풀러렌 Sc 3 C 2 @C 80  단위(~0.8 nm 크기)는 Py-COF의 나노기공 중 하나에 들어갈 수 있습니다.   다공성 유기 구조 내에서 가스 흡착을 감지하기 위해 중국 과학원 화학 연구소 연구원인 Taishan Wang이 금속 풀러렌을 기반으로 한 나노스핀 센서를 개발했습니다. 상자성 금속 풀러렌인 Sc 3 C 2 @C 80 은 피렌 기반 공유 유기 프레임워크(Py-COF)의 나노기공에 내장되었습니다. Sc 3 C 2 @C 80 스핀 프로브  가 내장된 Py-COF 내의 흡착된 N 2 , CO , CH 4 , CO 2 , C 3 H 6  및 C 3 H 8  은 EPR 기술(CIQTEK EPR200-Plus)을 사용하여 기록되었습니다. ). 내장된 Sc 3 C 2 @C 80 의 EPR 신호는  Py-COF의 가스 흡착 특성과 정기적으로 상관 관계가 있는 것으로 나타났습니다. 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 "다공성 유기 프레임워크 내부의 가스 흡착 현장 조사를 위한 내장형 나노 스핀 센서"라는 제목으로 게재되었습니다.     Sc 3 C 2 @C 8 분자 스핀을 이용한 Py-COF의 가스 흡착 특성 조사     연구에서 저자는  가스 흡착을 감지하기 위해 파이렌 기반 COF(Py-COF)의 하나의 나노기공에 내장된 스핀 프로브로 상자성 특성을 갖는 메탈로풀러렌인 Sc 3 C 2 @C 80 (~0.8 nm 크기)을 사용했습니다. Py-COF 내에서. 그런 다음, 내장된 Sc 3 C 2 @C 80 EPR 신호를 기록하여 N 2 , CO, CH 4 , CO 2 , C 3 H 6  및 C 3 H 8 가스 에 대한 Py-COF의 흡착 특성을  조사했습니다  . Sc 3 C 2 @C 80 의 EPR 신호는  Py-COF의 가스 흡착 특성을 규칙적으로 따르는 것으로 나타났습니다. 기존의 흡착 등온선 측정과 달리 이 이식형 나노스핀 센서는 현장 실시간 모니터링을 통해 가스 흡착 및 탈착을 감지할 수 있습니다. 제안된 나노스핀 센서는 금속-유기 구조(MOF-177)의 가스 흡착 특성을 조사하는 데에도 사용되어 그 다양성을 입증했습니다.    

환경촉매는 환경오염을 개선할 수 있는 모든 촉매로 넓게 정의됩니다. 최근에는 환경 보호에 대한 관심이 점점 더 대중화되고 있으며, 환경 촉매에 대한 연구와 응용이 점점 더 심층화되고 있습니다. 다양한 반응물을 처리하기 위한 환경 촉매에는 상응하는 성능 요구 사항이 있으며, 그 중 비표면적과 기공 크기는 환경 촉매의 특성을 특성화하는 중요한 지표 중 하나입니다. 성능의 연구 및 최적화를 위해 가스 흡착 기술을 사용하여 환경 촉매의 비표면적, 기공 부피 및 기공 크기 분포와 같은 물리적 매개변수를 정확하게 특성화하는 것은 매우 중요합니다.   01환경보호촉매   현재 정유, 화학 및 환경 보호 산업이 촉매의 주요 응용 분야입니다. 환경촉매란 일반적으로 유독성, 유해물질을 직·간접적으로 처리하여 무해화 또는 저감시켜 주변 환경을 보호하고 개선하기 위해 사용되는 촉매를 말하며, 크게 말하면 환경오염을 개선할 수 있는 촉매를 환경촉매라고 할 수 있습니다. . 환경촉매는 SO 2 , NO X , CO 2 등의 배기가스 처리에 사용할 수 있는 분자체 촉매 등 적용 방향에 따라 배기가스 처리 촉매, 폐수 처리 촉매, 기타 촉매로 나눌 수 있으며 , 액상/기상 오염물질 흡착을 위한 대표적인 흡착제로 사용되는 N 2 O, 활성탄, 유기 오염물질을 분해할 수 있는 반도체 광촉매 등이 있습니다.   02 환경촉매의 비표면적 및 기공크기 분석 및 특성규명   촉매 표면적은 촉매 특성을 특성화하는 중요한 지표 중 하나입니다. 촉매의 표면적은 외부 표면적과 내부 표면적으로 나눌 수 있습니다. 환경촉매 표면적의 대부분은 내부표면적이며 활성중심은 내부표면에 분포하는 경우가 많기 때문에 일반적으로 환경촉매의 비표면적이 클수록 표면에 활성화중심이 많아지며, 촉매는 촉매 활성에 유리한 반응물에 대한 강력한 흡착 능력을 가지고 있습니다. 또한, 기공 구조의 유형은 촉매의 활성, 선택성 및 강도에 큰 영향을 미칩니다. 반응물 분자가 흡착되기 전에 촉매의 기공을 통해 확산되어 촉매 내부 표면의 활성 중심에 도달해야 하며, 이러한 확산 과정은 촉매의 기공 구조와 밀접한 관련이 있으며 기공 구조에 따라 서로 다른 모습을 보입니다. 확산 법칙 및 명백한 반응 동역학, 예를 들어 분자체 촉매의 강한 선택성은 기공의 기공 크기로 인해 특정 종류의 분자가 촉매 표면의 기공으로 들어가 촉매 작용을 받을 수 있다는 사실에 기인합니다. .   따라서 환경 촉매의 비표면적, 기공 크기 분포 및 기타 성능 매개변수를 특성화하는 것이 필요합니다. 현재 가스 흡착 기술은 재료의 물리적 특성을 특성화하는 중요한 방법 중 하나입니다. 흡착 분석을 바탕으로 환경 촉매의 비표면적, 기공 부피, 기공 크기 분포를 정확하게 특성화할 수 있으며, 이를 통해 촉매 활성, 선택성, 반응 물질의 확산 속도, 반응 효율 등을 추가로 분석하고 정확한 정보를 제공할 수 있습니다. 더 나은 성능을 갖춘 환경 촉매의 특성화.     03 환경촉매 특성화에 있어서 비표면적과 기공크기 분포의 응용사례       (1) 분자체의 비표면적 및 기공 크기 분포 특성 분석   녹색촉매의 대표격인 분자체촉매는 규칙적이고 균일한 기공구조, 강산중심과 산화환원 활성중심, 큰 비표면적 및 조절 가능한 관능기를 갖고 있으며, 기공 크기가 수십 배로 다르기 때문에 분자체가 들어가는 기공크기보다 작은 직경을 가지므로 분자체는 고성능 촉매 및 촉매 담체로서 흡착재료, 이온교환재료 등으로 널리 사용되며 흡착재료, 이온교환재료 및 촉매 재료. 고성능은 촉매작용을 위한 분자체 촉매의 가장 기본적인 요구사항이자 목표입니다. 촉매 활성을 위해서는 분자체가 큰 비표면적, 균일한 기공 분포 및 조정 가능한 기공 크기를 필요로 합니다. 분자체 촉매는 기공 크기의 분류에 따라 미세 다공성 분자체, 메조 다공성 분자체, 거대 다공성 분자체 및 다단 다공성 분자체로 분류될 수 있으며, 특정 조건 하에서 다단 다공성 분자체는 미세 다공성 분자체를 좋은 성능으로 재생하는 것이 유리합니다. 열 안정성과 동시에 더 강한 분자 확산성을 지닌 메조다공성 분자체.   CIQTEK EASY-V 고성능 미세다공성 분석기는 분자체의 비표면 및 기공 크기 분포를 특성화하는 데 사용되었습니다. 테스트하기 전에 샘플을 진공 하에서 300°C에서 6시간 동안 가열하여 탈기했습니다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다점 BET 방정식에 의해 시료의 비표면적은 776.53 m 2 /g 으로 계산되었으며 , 추가적으로 시료의 미세다공면적은 672.04 m 2 /g으로 얻어졌으며, t-plot 방법으로 외부 표면적은 161.35 m 2 /g, 미세 다공성 부피는 0.108 ml/g으로 나타났으며, 이는 이 분자체의 미세 다공성 면적이 전체 비표면적의 약 86%를 차지하는 것으로 나타났습니다. 또한,  이 분자체의 N 2 흡탈착 등온선 곡선(그림 2, 왼쪽)을 분석한 결과, 미세다공성 흡착에서는 상대압력이 작을 때 흡착 등온선이 발생하고, 이에 따라 흡착량이 급격하게 증가함을 알 수 있다 . 상대 압력이 증가하고 특정 값에 도달한 후 곡선이 상대적으로 평평해지며 이는 샘플에 미세 기공이 풍부하다는 것을 나타냅니다. 분자체가 풍부한 미세기공을 포함할 때, 분자체의 미세다공성 구조의 특성화는 주요 연구 방향입니다. 그림 2의 오른쪽 패널의 미세다공성 기공 크기 분석을 통해, 분자체는 0.47 nm[h1]에 미세다공성 기공 크기의 집중 분포를 갖고 있으며, 분자체의 기공 크기 분포는 흡착 특성에 영향을 미치며, 기공 크기의 특성화는 촉매 분야에서의 적용 방향에 대한 참조 기반을 제공합니다.     그림 1 분자체 샘플의 비표면적 테스트 결과(위)와 t-Plot 결과(아래)     그림 2. 분자체 샘플의 N 2 -흡착 및 탈착 등온선 프로파일(상단) 및 SF-기공 크기 분포 프로파일(하단)     CIQTEK EASY-V 시리즈 특정 표면 및 기공 크기 분석기는 완전 자동화된 ...

나노알루미나란? 나노알루미나는 높은 강도, 경도, 내마모성, 내열성, 큰 비표면적 등으로 인해 세라믹재료, 복합재료, 항공우주, 환경보호, 촉매 및 담체 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 이로 인해 개발 기술이 지속적으로 향상되었습니다. 현재 과학자들은 구형, 육각형 시트, 입방체, 막대, 섬유질, 메쉬, 꽃, 곱슬 및 기타 여러 형태를 포함하여 1차원에서 3차원까지 다양한 형태의 알루미나 나노물질을 준비했습니다[2].   알루미나 나노입자의 주사전자현미경   나노 알루미나를 제조하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 이는 다양한 반응 방법에 따라 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.  고체상, 기체상, 액체상 방법 [3]. 제조된 알루미나 나노분말의 결과가 기대한 것과 같은지 검증하기 위해서는 각 공정별로 알루미나의 구조를 특성화할 필요가 있으며, 수많은 특성화 방법 중 가장 직관적인 방법이 현미경 관찰법이다.   주사전자현미경은 기존의 미세한 특성분석 장비로서 큰 배율, 고해상도, 깊은 피사계심도, 선명한 영상, 강한 입체감 등의 장점을 가지고 있어 나노알루미나의 구조를 특성화하는데 선호되는 장비이다.   다음 그림은 CIQTEK 전계 방출 주사 전자 현미경 SEM5000을 사용하여 관찰한 다양한 공정에서 제조된 알루미나 분말을 보여줍니다. 여기에는 입방체, 플레이크 및 막대 형태의 알루미나 나노분말이 포함되어 있으며 입자 크기는 수십 ~ 수백 나노미터입니다.     CIQTEK 전계 방출 주사 전자 현미경 SEM5000   SEM5000은 첨단 배럴 설계, 배럴 내 감속 및 저수차 비누출 자기 대물렌즈 설계를 갖춘 고해상도, 기능이 풍부한 전계 방출형 주사 전자 현미경으로 저전압 고해상도 이미징을 구현하며 적용 가능합니다. 자기 샘플에. SEM5000은 광학 네비게이션, 완벽한 자동 기능, 잘 설계된 인간-기계 상호 작용, 최적화된 작동 및 사용 프로세스를 갖추고 있습니다. 운영자가 풍부한 경험을 가지고 있는지 여부에 관계없이 고해상도 사진 작업을 빠르게 시작할 수 있습니다.   전자총 유형:  고휘도 쇼트키 전계 방출 전자총 분해능:  1nm @ 15kV  1.5nm @ 1kV   배율:  1 ~ 2500000x   가속 전압:  20V ~ 30kV   샘플 테이블:  5축 자동 샘플 테이블     참고자료.  [1] 우 ZF. 알루미나 나노입자의 형태와 성질의 관계에 관한 연구[J]. 인공수정학회지, 2020,49(02):353-357. doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2020.02.024.  [2] 니에 듀오파. 나노알루미나의 제조 및 개발 응용에 대한 간략한 논의 [J]. 산동화�

수세기 동안 인류는 자기와 그와 관련된 현상을 쉬지 않고 탐구해 왔습니다. 전자기학과 양자역학 초기에는 자석이 철을 끌어당기는 것과 새, 물고기, 곤충이 수천 마일 떨어진 목적지 사이를 이동할 수 있는 능력을 상상하기가 어려웠습니다. 자기 기원. 이러한 자기 특성은 전자만큼 널리 퍼져 있는 기본 입자의 이동 전하와 스핀에서 비롯됩니다.    2차원 자성 재료는 큰 관심을 끄는 연구 핫스팟이 되었으며 새로운 광전자 장치 및 스핀트로닉스 장치에 중요한 응용 분야가 있는 스핀트로닉스 장치 개발의 새로운 방향을 제시합니다. 최근 Physics Letters 2021, No. 12에서는 2D 자성 재료에 대한 특집을 발표하여 다양한 관점에서 2D 자성 재료의 이론 및 실험 진행 과정을 설명했습니다.    몇 개의 원자 두께에 불과한 2차원 자성 재료는 매우 작은 실리콘 전자 장치용 기판을 제공할 수 있습니다. 이 놀라운 물질은 반 데르 발스 힘, 즉 분자간 힘에 의해 서로 쌓인 초박형 층 쌍으로 구성되며, 층 내의 원자는 화학 결합으로 연결됩니다. 원자 단위로 두껍지만 자기, 전기, 역학, 광학 측면에서 물리적, 화학적 특성을 그대로 유지합니다.     2차원 자성 재료 https://phys.org/news/2018-10-flexy-Flat-function-magnets.html에서 참조된 이미지   흥미로운 비유를 사용하자면, 2차원 자성 물질의 각 전자는 북극과 남극이 있는 작은 나침반과 같으며 이러한 "나침반 바늘"의 방향에 따라 자화 강도가 결정됩니다. 이러한 미소한 "나침반 바늘"이 자발적으로 정렬되면 자기 시퀀스가 ​​물질의 기본 위상을 구성하여 발전기 및 모터, 자기 저항 메모리 및 광학 장벽과 같은 많은 기능 장치를 준비할 수 있습니다. 이 놀라운 특성은 2차원 자성 물질도 뜨겁게 만들었습니다. 집적 회로 제조 공정은 현재 개선되고 있지만 장치가 축소됨에 따라 양자 효과로 인해 이미 제한을 받고 있습니다. 마이크로일렉트로닉스 산업은 낮은 신뢰성과 높은 전력 소모 등 병목 현상에 직면했고, 50년 가까이 지속된 무어의 법칙(무어의 법칙: 집적 회로에 수용할 수 있는 트랜지스터의 수는 약 2배)에도 어려움을 겪었다. 18개월마다). 향후 자기 센서, 랜덤 메모리 등 새로운 스핀트로닉스 소자 분야에 2차원 자성 재료를 사용할 수 있다면 집적회로 성능의 병목 현상을 해소할 수도 있을 것이다.    우리는 이미 자기 반 데르 발스 결정이 특수한 자기전기 효과를 가지고 있다는 것을 알고 있으므로 정량적 자기 연구는 2차원 자기 재료 연구에서 필수적인 단계입니다. 그러나 나노 규모에서 이러한 자석의 자기 반응에 대한 정량적 실험 연구는 여전히 매우 부족합니다. 일부 기존 연구에서는 미크론 규모에서 결정 자성을 검출할 수 있다고 보고했지만, 이러한 기술은 아직 자화에 대한 정량적 정보를 제공하지 못할 뿐만 아니라 초박막 시료를 방해하는 자기 신호를 방해하기 쉽습니다. 따라서 검출 기술의 업데이트는 나노 규모에서 재료의 자기 특성을 조사하기 위한 매우 시급한 과제입니다.    이러한 과제를 해결하기 위해 CIQTEK 는 다이아몬드 NV 센터 및 AFM 스캐닝 이미징 기술을 기반으로 하는 스캐닝 NV 현미경인 QDAFM(Quantum Diamond Atomic Force Microscope)이라는 새로운  양자 정밀 측정을 제공합니다. 다이아몬드의 질소 공극(NV) 중심 결함의 스핀을 양자 조작하고 판독함으로써 자기 특성의 정량적 비파괴 이미징을 얻을 수 있습니다. 나노미터 규모의 높은 공간 분해능과 개별 스핀의 매우 높은 감지 감도를 통해 반데르발스 자석의 주요 자기 특성을 정량적으로 감지하고 자화, 국부적 결함 및 자기에 대한 높은 공간 분해능 자기 이미징을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 도메인. 비침습적이며 넓은 온도 영역을 포괄하고 자기장 측정 범위가 넓다는 고유한 장점이 있습니다. 양자 과학, 화학, 재료 과학은 물론 생물학 및 의학 연구 분야에 폭넓게 적용됩니다.   2차원 크롬 요오드화물의 자화 다이어그램 단일 스핀 현미경을 사용하여 나노 규모에서 2D 재료의 자성을 조사한 이미지  (Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav6926)   다음에서는   나노 자기 공명 영상, 초전도 자기 공명 영상, 세포 현장 영상 및 위상학적 자기 구조 특성화에 QDAFM의 구체적인 응용을 소개합니다.     CIQTEK 양자 다이아몬드 원자현미경 ( 대기 버전과 극저온 버전)   01 나노자기공명영상 자성 재료의 경우 정적 스핀 분포를 결정하는 것은 응집 물질 물리학에서 중요한 문제이자 새로운 자기 장치 연구의 핵심입니다. QDAFM은 비침습성, 넓은 온도 영역 범위, 넓은 자기장 측정 범위 등 고유한 장점을 갖춘 높은 공간 분해능 자기 이미징을 가능하게 하는 새로운 방법을 제공합니다.   블록형 자기 도메인 벽 이미징 Tetienne, JPet al. 에서 참조된 이미지입니다  . 나노자기측정법을 스캔하여 밝혀진 초박형 강자성체의 도메인 벽 특성. 네이처 커뮤니케이션즈6, 6733(2015)   02 초전도 자기공명영상 초전도체와 소용돌이에 대한 미시적 연구는 초전도 메커니즘을 이해하는 데 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 저온에서 작동하는 QDAFM을 사용하면 초전도체의 자기 소용돌이에 대한 정량적 이미징 연구가 수행될 수 있으며 수많은 저온 응축 물질 시스템의 자기 측정으로 확장될 수 있습니다.   단일 자기 소용돌이의 가짜 장의 정량적 이미징 Thiel, L.et al. 극저온 양자 자력계를 사용한 정량적 나노 규모 소용돌이 이미징 에서 참조된 이미지  . 자연나노기술 11,677-681 (2016).   03 세포 In Situ 이미징  세포 내에서 나노 규모의 분자 이미징을 달성하는 것은 생물학적 ...