응용

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 ...

1950년대 왓슨(Watson)과 크릭(Crick)이 DNA의 고전적인 이중나선 구조를 제안한 이후 DNA는 생명과학 연구의 중심이 되어 왔습니다. DNA의 4개 염기 수와 배열 순서에 따라 유전자가 다양해지고, 염기의 공간 구조가 유전자 발현에 영향을 준다. 전통적인 DNA 이중나선 구조 외에도, 연구에서는 인간 세포에서 특별한 4가닥의 DNA 구조인 G-사중체(G-quadruplex)가 확인되었습니다. 이 구조는 구아닌(G)의 직렬 반복이 풍부한 DNA 또는 RNA의 접힘에 의해 형성됩니다. ), 빠르게 분열하는 G-사중체는 특히 빠르게 분열하는 세포(예: 암세포)에서 풍부합니다. 따라서 G-quadruplexes는 항암 연구에서 약물 표적으로 사용될 수 있습니다. G-quadruplex의 구조와 결합제에 대한 결합 모드에 대한 연구는 암세포의 진단 및 치료에 중요합니다.   G-quadruplex의 3차원 구조를 도식적으로 표현한 것입니다. 이미지 출처: 위키피디아   전자-전자 이중 공명(DEER)   펄스 쌍극 EPR(PDEPR) 방법은 구조 및 화학 생물학의 구조 결정을 위한 신뢰할 수 있고 다양한 도구로 개발되었으며 PDEPR 기술을 통해 나노 규모의 거리 정보를 제공합니다. G-quadruplex 구조 연구에서 SDSL(site-directed spin labeling)과 결합된 DEER 기술은 다양한 길이의 G-quadruplex 이량체를 구별하고 이량체에 대한 G-quadruplex 결합제의 결합 패턴을 밝힐 수 있습니다. 거리 측정을 위한 스핀 라벨로 Cu(pyridine)4를 사용하는 DEER 기술을 사용하여 서로 다른 길이의 G-4중체 이합체 구별 정방형 평면 Cu(pyridine)4 복합체는 G-4중체와 두 상자성 Cu2+ 사이의 거리에 공유 결합되었습니다 . π-적층 G 4차 단량체에서 이량체 형성을 연구하기 위해 쌍극자-쌍극자 상호작용을 검출함으로써 측정되었습니다. [Cu2+@A4](TTLGGG) 및 [Cu2+@B4](TLGGGG)는 서로 다른 서열을 갖는 두 개의 올리고뉴클레오티드입니다. 여기서 L은 리간드를 나타냅니다. [Cu2+@A4]2 및 [Cu2+@B4]2의 DEER 결과는 그림 1과 그림 2에 나와 있습니다. DEER 결과로부터 [Cu2+@A4]2 이량체에서 단일의 평균 거리를 얻을 수 있습니다. Cu2+ -Cu2+는 dA=2.55nm이고, G-사중체 3' 말단은 tail-tail stacking에 의해 G-사중체 이량체를 형성하며, G-사중체 이량체에 있는 2개의 Cu2+ 스핀 라벨의 gz축은 평행하게 정렬됩니다. [Cu2+@A4]2 π 적층 거리는 [Cu2+@A4]2 이량체에 비해 더 깁니다(dB-dA = 0.66 nm). 각 [Cu2+@B4] 단량체가 추가 G 사량체를 포함하는 것으로 확인되었으며, 이는 예상 거리와 완전히 일치하는 결과입니다. 따라서 DEER 기술에 의한 거리 측정은 서로 다른 길이의 G-quadruplex 이량체를 구별할 수 있습니다.     그림 1(A) [Cu2+@A4]2 이합체의 펄스 EPR 차동 스펙트럼(검은색 선) 및 해당 시뮬레이션(빨간색 선)(34GHz, 19K); (B) 배경 보정 후 필드 위치(검은색 선)의 광고 DEER 시간 영역 맵과 PeldorFit(빨간색 선)에서 얻은 최상의 피팅 결과의 4단계; (C) PeldorFit(빨간색 선) 및 MD 시뮬레이션(회색 선)을 사용하여 얻은 거리 분포; (D) @A4] 단량체와 [Cu2+@A4]2 이량체 사이의 [Cu2+ 평형. (Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4939-4947)     그림 2(A) [Cu2+@B4]2 배경 보정 후 4개 필드 위치의 DEER 시간 영역 다이어그램(검은색 선) 및 PeldorFit(빨간색 선)에서 얻은 최상의 피팅 결과; (B) [Cu2+@B4]; (C) PeldorFit(빨간색 선) 및 MD 시뮬레이션(회색 선)을 사용하여 얻은 거리 분포. (Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4939-4947) DEER 기술을 사용하여 G-테트라머 결합제와 이량체의 결합 모드 조사   평면 방향족 공액 시스템과 양전하를 지닌 많은 소분자와 금속 착물은 접힌 2차 구조를 결합하고 안정화할 수 있어 잠재적인 항암제가 될 수 있습니다. N,N'-비스[2-(1-피페리디닐)에틸]3,4,9,10-페릴렌테트라카르복시디카르보닐염산염(PIPER)은 잘 알려진 G-사중체 결합제로서 적층에 의해 사중체에 결합하고 안정화시킬 수 있으며, G-quadruplex에 대한 PIPER의 결합 모드는 DEER 기술로 조사할 수 있습니다. 그림 3과 그림 4는 서로 다른 PIPER 대 [Cu2+@A4]2 이합체 비율을 사용한 DEER 실험 결과를 보여줍니다. 결과는 PIPER 대 [Cu2+@A4]2 이합체 비율이 1:1(PIPER@[Cu2+@A4]2)인 경우 dP = 2.82nm임을 보여줍니다. 순수한 [Cu2+@A4]2 이합체(dA = 2.55 nm)와 비교하여 Cu2+-Cu2+ 사이의 거리가 증가한 것은 PIPER가 두 G의 3' 면 사이에 평면 유기 분자가 삽입된 이합체와 샌드위치 복합체를 형성함을 나타냅니다. 사량체 단량체. PIPER 대 [Cu2+@A4]2 이량체의 비율이 2:1(2PIPER@[Cu2+@A4]2)인 경우 d2P = 3.21nm입니다. PIPER@[Cu2+@A4]2 이량체(dP = 2.82nm)와 비교한 추가 π-스태킹 거리는 두 개의 PIPER 리간드가 꼬리에서 꼬리로 배열된 G-사량체 이량체에 삽입되었음을 나타냅니다. DEER 기술은 삽입된 복합체를 형성하기 위해 G-사량체 이량체에 G-사량체 결합제 PIPER 삽입의 새로운 결합 모드를 밝힐 수 있습니다.   그림 3(A) PIPER와 [Cu2+@A4]2 이량체의 비율이 다른 DEER 쌍극자 스펙트럼(geff =2.061); (B) PIPER와 [Cu2+@A4]2 이량체 깊이의 비율이 다른 DEER 변조; (C) [Cu2+@A4]2 이량체와 PIPER...

I. 리튬이온 배터리   리튬이온전지는 주로 양극과 음극 사이를 이동하는 리튬이온에 의존해 작동하는 이차전지이다. 충방전 과정에서 리튬이온은 격막을 통해 두 전극 사이를 왔다 갔다 하며, 전극재료의 산화환원반응을 통해 리튬이온 에너지의 저장과 방출이 이루어진다.   리튬이온 배터리는 크게 양극재, 격막, 음극재, 전해질, 기타 소재로 구성된다. 그 중 리튬 이온 배터리의 격막은 양극과 음극 사이의 직접적인 접촉을 방지하는 역할을 하며, 전해질 내에서 리튬 이온이 자유롭게 통과할 수 있도록 하여 리튬 이온 이동을 위한 미세 다공성 채널을 제공합니다.   리튬이온 배터리 격막의 기공 크기, 다공성 정도, 분포 균일성, 두께는 전해질의 확산 속도와 안전성에 직접적인 영향을 미치며, 이는 배터리 성능에 큰 영향을 미칩니다. 격막의 기공 크기가 너무 작으면 리튬 이온의 투과성이 제한되어 배터리 내 리튬 이온 전달 성능에 영향을 미치고 배터리 저항이 증가합니다. 조리개가 너무 크면 리튬 수지상 돌기의 성장이 다이어프램을 관통하여 단락이나 폭발과 같은 사고를 일으킬 수 있습니다.   Ⅱ. 리튬 격막 검출에 전계방출형 주사전자현미경 적용   주사전자현미경을 사용하면 다이어프램의 기공 크기와 분포 균일성을 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 다층 및 코팅된 다이어프램 단면에서도 다이어프램의 두께를 측정할 수 있습니다. 기존 상업용 다이어프램 소재는 대부분 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 단층 필름, PP/PE/PP 3층 복합 필름 등 폴리올레핀 소재로 제조된 미세다공성 필름이다. 폴리올레핀 폴리머 소재는 절연성이고 비전도성이 있으며 전자빔에 매우 민감하여 고전압 하에서 관찰할 때 전하 효과를 일으킬 수 있고, 폴리머 격막의 미세 구조가 전자빔에 의해 손상될 수 있습니다. GSI가 독자적으로 개발한 SEM5000 전계방출형 주사전자현미경은 저전압, 고해상도 성능을 갖추고 있으며, 저전압에서 다이어프램을 손상시키지 않고 다이어프램 표면의 미세 구조를 직접 관찰할 수 있습니다.   다이어프램 준비 공정은 주로 건식 및 습식 방법의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 건식법은 용융연신법으로 일방향 연신공정과 양방향 연신공정이 포함되어 있으며 공정이 간단하고 제조원가가 저렴하며 리튬이온전지 격막 제조에 널리 사용되는 방법이다. 건식법으로 제조한 격막은 편평하고 긴 미세다공성을 가지나(도 1), 제조한 격막이 두껍고, 미세다공성 균일성이 나쁘고, 기공 크기 및 기공률 조절이 어렵고, 조립전지

리튬이온 배터리(LIB)는 소형, 경량, 높은 배터리 용량, 긴 사이클 수명, 높은 안전성으로 인해 전자 기기, 전기 자동차, 전력망 저장 및 기타 분야에 널리 사용됩니다. 전자 상자성 공명(EPR 또는 ESR) 기술은 배터리 내부를 비침습적으로 조사하고 전극 재료의 충전 및 방전 중 전자 특성의 변화를 실시간으로 모니터링하여 실제 상태에 가까운 전극 반응 과정을 연구할 수 있습니다. .  배터리 반응 메커니즘 연구에서 점차 대체할 수 없는 역할을 수행하고 있습니다.     리튬이온 배터리의 구성 및 작동 원리   리튬이온 배터리는 양극, 음극, 전해질, 격막 등 4가지 주요 구성요소로 구성됩니다. 이는 주로 양극과 음극 사이의 리튬 이온 이동(임베딩 및 디임베딩)에 의존하여 작동합니다.   그림 1 리튬 이온 배터리 작동 원리   배터리 충전 및 방전 과정에서 양극 및 음극 재료의 충전 및 방전 곡선 변화는 일반적으로 다양한 미세 구조 변화를 동반하며 오랜 시간 주기 후에 성능이 저하되거나 심지어 실패하는 경우가 종종 미세 구조와 밀접한 관련이 있습니다. 변화. 따라서 구성적(구조-성능) 관계와 전기화학적 반응 메커니즘에 대한 연구는 리튬이온전지 성능 향상의 핵심이자 전기화학 연구의 핵심이기도 하다.     리튬이온 배터리의 EPR(ESR) 기술   구조와 성능 사이의 관계를 연구하기 위한 다양한 특성화 방법이 있으며, 그 중 전자 스핀 공명(ESR) 기술은 높은 감도, 비파괴 및 현장 모니터링 가능성으로 인해 최근 몇 년 동안 점점 더 많은 주목을 받고 있습니다. 리튬이온전지에서는 ESR 기술을 이용하여 전극재료 중의 Co, Ni, Mn, Fe, V 등의 전이금속을 연구할 수 있으며, 오프도메인 상태의 전자 연구에도 적용할 수 있습니다.   전극 물질의 충전 및 방전 중에 전자 특성이 변화(예: 금속 원자가 변화)되면 EPR(ESR) 신호가 변경됩니다. 전기화학적으로 유도된 산화환원 메커니즘에 대한 연구는 전극 재료의 실시간 모니터링을 통해 달성할 수 있으며, 이는 배터리 성능 향상에 기여할 수 있습니다.   무기전극재료의 EPR(ESR) 기술   리튬 이온 배터리에서 가장 일반적으로 사용되는 양극 재료는 일반적으로 LiCoO2, Li2MnO3 등을 포함한 일부 무전극 전극 재료입니다. 양극 재료 성능 향상은 전체 배터리 성능을 향상시키는 열쇠입니다.   리튬이 풍부한 음극에서 가역적 O 산화환원은 추가 용량을 생성하여 산화물 음극 재료의 비에너지를 증가시킬 수 있습니다. 따라서 O 산화환원에 대한 연구는 리튬이온 배터리 분야에서 많은 주목을 받아왔다. 격자 산소 산화환원 반응의 특성을 연구하는 기술은 아직 상대적으로 적습니다. 양극재의 경우 음극/전해질 계면의 안정성은 충전 과정에서 생성되는 산화물종과 밀접한 관련이 있으므로 산화된 O종의 화학적 상태에 대한 연구가 필요합니다. EPR 기술은 반응 중에 산소 또는 과산화물 종을 감지할 수 있으며, 이는 리튬 이온 배터리의 산소 산화환원을 연구하는 데 기술적 지원을 제공합니다.   그림 2 EPR로 해석한 산화물 O의 화학적 상태. (a, b) 다양한 충전 및 방전 상태에서 50K에서 Na0.66[Li0.22Mn0.78]O2의 X-밴드 EPR 스펙트럼. 그림 a: (O2)n-(n=1, 2,3)의 생성; 그림 b: 포획된 분자 O2의 생성. 그림 c, d: 4.5V 충전 시 가변 온도 EPR 스펙트럼. (O2)n-는 2-60K의 온도 범위에서 감지되는 반면, 분자 O2는 50K의 특성 온도에서만 감지될 수 있음을 볼 수 있습니다. 그림 e: 5000-10000G 자기장 범위의 미세 스윕 EPR 스펙트럼; 그림 f: 50K, 4.5V 충전 상태에서 Na0.66[Li0.22Mn0.78]O2의 X-밴드 EPR 스펙트럼. (J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 18652−18664)   유기전극재료의 EPR(ESR) 기술   무기 물질 외에도 일부 유기 소분자 또는 공유결합 유기 골격 물질(COF)도 이온 배터리 연구에 널리 사용됩니다. EPR 분광학은 현장에서 비파괴적으로 유기 전극의 작동 원리를 연구하고 산화환원 반응을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 그림 3에서 볼 수 있듯이 충전 및 방전 중 라디칼의 형성 및 감소는 EPR 기술을 사용하여 모니터링할 수 있습니다. 라디칼 중간체의 활성 및 안정성 조절은 2차원 COF의 두께를 조정하여 달성할 수 있으므로 에너지 저장 및 전환을 위한 새로운 고성능 유기 전극 재료 설계에 새로운 돌파구를 제공합니다. 기존 담배의 경우 탄소 중심의 자유 라디칼이 존재하므로 EPR 기술로 검출할 수 있습니다. 최신 전자 담배의 경우 EPR 기술을 사용하면 전자 담배를 흡입하는 동안 생성된 자유 라디칼을 측정하고 TPM에서 각각 EPFR 생성 및 ROS 생성을 정량화할 수 있습니다.   그림 3 (a) 자유 라디칼 중간체의 산화환원 메커니즘. (b) 0.30V로 방전 후 30사이클 전후의 서로 다른 두께의 COF의 EPR 스펙트럼. (c) 0.30V로 방전 후 30사이클 전후의 TSAQ 샘플의 EPR 스펙트럼. (d) 4-12nm의 EPR 스펙트럼 다양한 시간 동안 전해질에 담근 후 두께 샘플. (e) 전극을 0.05V로 방전시킨 후 23Na의 NMR 스펙트럼. (K. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 9623−9628)   CIQTEK 전자 상자성 공명(EPR) 분광학   CIQTEK EPR(ESR) 분광학은 상자성 물질을 직접 검출하기 위한 비파괴 분석 방법을 제공합니다. 자성 분자, 전이 금속 이온, 희토류 이온, 이온 클러스터, 도핑된 물질, 결함이 있는 물질, 자유 라디칼, 금속 단백질 및 짝을 이루지 않은 전자를 포함하는 기타 물질의 구성, 구조 및 역학을 연구할 수 있으며 현장 및 비 현장 정보를 제공할 수 있습니다. -전자 스핀, 궤도 및 핵의 미세한 규모에 대한 파괴적인 ...

분말은 오늘날 다양한 분야의 재료 및 장치를 제조하는 원료이며 리튬 이온 배터리, 촉매, 전자 부품, 의약품 및 기타 응용 분야에 널리 사용됩니다.   원료 분말의 조성과 미세구조에 따라 재료의 특성이 결정됩니다. 원료 분말의 입자 크기 분포 비율, 모양, 다공성 및 비표면은 재료의 고유한 특성과 일치할 수 있습니다.   따라서 원료분말의 미세구조를 조절하는 것은 우수한 성능의 소재를 얻기 위한 전제조건이다. 주사전자현미경을 사용하면 분말의 비표면 형태를 관찰하고 입자 크기를 정밀하게 분석하여 분말 제조 공정을 최적화할 수 있습니다.   MOF 재료 에 주사전자현미경 적용    촉매 분야에서는 표면 촉매 성능을 실질적으로 향상시키기 위한 MOF(금속-유기 백본 재료)의 구성이 오늘날 뜨거운 연구 주제 중 하나가 되었습니다. MOF는 높은 금속 함량, 다공성 구조 및 촉매 부위라는 고유한 장점을 가지며 클러스터 촉매로서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. CIQTEK 텅스텐 필라멘트 주사 전자 현미경을 사용하면 MOF 재료가 규칙적인 입방체 모양과 표면에 흡착된 미세 입자의 존재를 나타내는 것을 관찰할 수 있습니다(그림 1). 전자현미경은 최대 3nm의 해상도와 우수한 이미징 품질을 가지며, 다양한 시야각에서 균일한 고휘도 SEM 맵을 얻을 수 있어 MOF 재료 표면의 주름, 기공 및 입자 로딩을 명확하게 관찰할 수 있습니다. .     그림 1 MOF 재료 / 15kV/ETD   은분말 재료의 주사전자현미경   전자 부품 제조에 있어서 전자 페이스트는 전자 부품 제조의 기초 소재로서 일정한 유변학적 특성과 요변성을 갖고 있으며, 재료, 화학, 전자 기술이 집약된 기초 기능성 소재이며, 은분말 제조가 관건이다. 은 전도성 페이스트 제조. CIQTEK이 독자적으로 개발한 SEM5000 전계방출형 주사전자현미경을 사용하면 고전압 터널링 기술을 바탕으로 공간전하 효과가 획기적으로 줄어들고, 불규칙한 은분말끼리의 클러스터링을 관찰할 수 있다(그림 2). 그리고 SEM5000은 고해상도를 갖추고 있어 100,000배 확대에서도 세부 사항을 볼 수 있습니다.     그림 2 은분말/5kV/인렌즈   인산철리튬의 주사전자현미경   리튬이온 배터리는 높은 비에너지, 긴 사이클 수명, 메모리 효과 없음, 높은 안전성으로 인해 주류 시장을 빠르게 점유하고 있습니다. 리튬 이온 배터리의 양극 및 음극 형태를 관찰하기 위해 전자 현미경을 사용하는 것은 리튬 이온 배터리의 비용량을 향상시키는 데 중요합니다. 그 중에서도 인산철리튬전지는 우수한 사이클 성능

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�

  심장 자기 신호 감지의 중요성 인체의 자기장은 인체 내의 다양한 조직 및 기관에 대한 정보를 반영할 수 있습니다. 인체 자기장을 측정하면 인체의 질병에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 그 검출 효과와 편의성은 인체의 생체 전기 측정을 뛰어 넘었습니다. 심장의 자기장의 크기는 수십 pT 정도이며, 이는 뇌의 자기장과 비교하여 인간이 연구한 가장 초기의 자기장 중 하나입니다. 심장의 심방 및 심실 근육은 신체의 가장 중요한 부분입니다. 자기심장검사(MCG)는 심장의 심방 및 심실 근육의 순환 수축 및 확장기에 수반되는 복잡한 교류 생체 전류의 결과입니다. 심전도(ECG)에 비해 심장 자기장 감지는 흉벽 및 기타 조직의 영향을 받지 않으며, MCG는 다각도, 다차원 센서 어레이를 통해 심장 자기장을 감지하여 심장에 대한 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다. 심장 심장 초점의 정확한 위치 파악이 가능합니다. CT, MRI 및 기타 심장 연구 기술과 비교할 때 자기심장검사에는 방사선이 전혀 없습니다. 현재 자기심장검사 기술은 점점 더 성숙해지고 있으며 100,000개 이상의 임상 적용이 이루어지고 있으며 이는 주로 다음 측면에 반영됩니다.   01 관상동맥질환 관상동맥심장병은 흔하고 자주 발생하는 질병으로 통계에 따르면 현재 중국의 관상동맥심장병 환자는 1100만 명이 넘습니다. 관상동맥질환은 사망의 가장 흔한 원인이며, 사망자 수는 심지어 모든 종양으로 인한 전체 사망자 수를 초과합니다. 관상 동맥 심장 질환의 경우 MCG는 주로 심근 허혈로 인한 심근 재분극 불일치를 감지합니다. 예를 들어, Li et al. 관상동맥질환 환자 101명과 건강한 지원자 116명을 대상으로 MCG를 측정했습니다. 그 결과, 관상동맥질환 환자가 정상인에 비해 R-max/T-max, R-값, 평균각 세 가지 지표가 유의하게 높은 것으로 나타났다. 관상동맥질환 환자 101명 중 MCG, 심전도, 심장초음파로 발견된 심근허혈 비율은 각각 74.26%, 48.51%, 45.54%로 관상동맥질환 환자에서 MCG의 진단 정확도가 유의미한 것으로 나타났다. 심전도검사나 심장초음파검사보다 높습니다. 이는 관상동맥심장질환 환자에서 MCG의 진단 정확도가 ECG나 심장초음파 검사보다 훨씬 높다는 것을 보여준다. 참고문헌 ：Int. J. 클린. 특급. 메드. 8(2):2441-2446(2015) 02 부정맥 부정맥은 발생 부위의 심장 자극, 심장 박동의 빈도와 리듬, 자극 전도의 모든 부분에 이상이 있는 것으로 정의됩니다. 통계에 따르면 중국의 부정맥 환자 수는 2천만 명이 넘으며 MEG를 사용하면 부정맥 환자의 병변 위치를 정확하게 파악할 수 있습니다. Itoet al. 51명의 부정맥 환자를 연구하고 심전도의 세 가지 매개변수를 분석하여 부정맥을 유발한 다양한 병소(우심실 유출로, 대동맥동)의 위치를 ​​94%의 정확도로 확인할 수 있었습니다. 참고문헌 : Heart Rhythm, 11(9):1605-1612(2014) 03 태아심장검진 중국에서는 매년 약 10만~20만 명의 어린이가 선천성 심장병을 갖고 태어난다. 현재 태아 심전도는 태아 표면의 피지선, 양수, 양막의 영향을 받는 경우가 많아 심장 활동에 대한 정보를 정확하게 얻을 수 없습니다. 태아 심전도와 달리 자기 신호는 신체 조직을 방해하지 않으므로 태아 심전도는 태아 심장을 정확하게 반영하므로 임신 중 태아 심장 활동을 감지하는 유일한 수단입니다. Campbellet al. 2건의 단태 임신과 1건의 쌍둥이 임신이 심실상 빈맥성 부정맥으로 인정되었으며 MCG를 사용하여 임산부와 태아의 심장 부정맥을 모니터링했습니다. MCG를 활용하여 산모 및 태아 부정맥을 모니터링하고 이를 토대로 약물치료를 실시한 결과, 본 연구에서 태아 부정맥이 있는 3명의 환자 모두 효과적으로 치료되는 것으로 나타났다. 참고문헌: Obstet Gynecol, 108(3-2):767-771(2006).   자기 탐지 수단 수십 년간의 심장 자기 기술 개발을 통해 자력계는 초전도 및 비초전도 자력계로 광범위하게 분류될 수 있습니다. 초전도 자력계는 자속 양자화 기술과 초전도 조셉슨 접합 효과를 기반으로 하며 임상 응용에 사용되는 초기 자력계입니다. 현재 국내외에는 미국 Cardio Ma, 독일 SQUID AG, 핀란드 Neuromag, 중국 MANDI Medical, Cardiomag 등과 같은 성숙한 제조업체가 있습니다.   초전도 자기심장계   초전도 자기심장검사는 초전도 상태를 유지하기 위해 넓은 자기 차폐실과 다량의 액체 헬륨이 필요하며, 현재 전 세계적으로 헬륨이 부족함에 따라 액체 헬륨 가격이 상승하여 운영 비용이 극도로 높아 임상 적용이 크게 제한됩니다. . 그러나 MRI의 임상적 효과는 놀랍고 과학자들은 대안을 찾고 있습니다.   다채널 원자 자력계를 기반으로 성인 심장 자기 탐지   원자 자력계는 최근 몇 년간 개발된 초고감도 자력계입니다. 2012년에 과학자들은 알칼리 금속 기반 원자 자력계를 사용하여 채널당최대6-11fT/Hz 1/2 의 감도를 갖는 4채널 어레이의 초민감 원자 자력계를 구축했으며 성인용 심전도를 성공적으로 획득했습니다. 자기차폐실. 참고문헌 ：Phys. 메드. Biol. 57 (2012) 2619 – 2632     원자 자력계 기반 자력계는 운영 및 유지 관리 비용이 거의 없기 때문에 대규모 임상 적용 가능성이 있습니다. ㈜제네테시스는 2017년 원자 자력계 기반 자력계 연구 개발에 착수했으며, 이후 세계 최초로 제품을 출시했습니다. 원자 자력계 기반 자력계인 CardioFlux™는 현재 임상에 사용되고 있습니다. 원자 자력계 기반 자력계는 자력 측정 분야에서 중요한 개발 방향이 되었으며, 원자 자력계는 핵심 구성 요소로서 자력 측정의 감도를 더욱 향상시키는 동시에 운영 비용을 효과적으로 절감합니다. CIQTEK은 양자 정밀 측정 분야의 심도 깊은 기술 축적과 응용 사례를 바탕으로 양자 스핀 자력계(SpinMag-I)를 개발, 출시했습니다. 스핀마그-I CIQTEK이 개발한 양자스핀자력계(SpinMag-I)는 알칼리 금속 원자(Rb-87)의...

빛, 전기, 열, 자성은 모두 생명 과학 측정에 관련된 중요한 물리량이며, 광학 이미징이 가장 널리 사용됩니다. 지속적인 기술 발전으로 광학 이미징, 특히 형광 이미징은 생물 의학 연구의 지평을 크게 확장했습니다. 그러나 광학 이미징은 생물학적 시료의 배경 신호, 형광 신호의 불안정성 및 절대 정량화의 어려움으로 인해 적용이 어느 정도 제한되는 경우가 많습니다. 자기공명영상(MRI)은 좋은 대안이며 관통력이 낮고 관통력이 낮기 때문에 두개골, 신경, 근육, 힘줄, 관절 및 복부골반 장기 병변 검사와 같은 일부 중요한 생명과학 시나리오에서 폭넓게 응용됩니다. 배경 및 안정성 특성. MRI는 위에서 언급한 광학 영상의 단점을 해결할 것으로 기대되지만, 낮은 감도와 낮은 공간 해상도로 인해 마이크론에서 나노미터 해상도의 조직 수준 영상에 적용하기가 어렵습니다.    최근 새롭게 개발된 양자자기센서인 질소공극(NV) 센터는 다이아몬드의 발광점 결함인  NV 센터 기반 자기영상 기술을 통해 나노미터 수준까지의 분해능으로 약한 자기 신호를 검출할 수 있으며, -침습적 . 이는 생명 과학을 위한 유연하고 호환성이 높은 자기장 측정 플랫폼을 제공합니다. 면역 및 염증, 신경퇴행성 질환, 심혈관 질환, 생체 자기 감지, 자기 공명 조영제, 특히 광학 배경 및 광학 전송 수차를 포함하는 생물학적 조직 분야에서 조직 수준 연구 및 임상 진단을 수행하는 데 고유하며 정량적 분석.     Diamond NV 센터 자기 이미징 기술   다이아몬드 NV 중심 자기 이미징 기술에는 스캐닝 자기 이미징과 광역 자기 이미징이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 스캐닝 자기 이미징은 다이아몬드 단색 중심 센서를 사용하는 원자간력현미경(AFM) 기술과 결합됩니다. 이미징 방법은 단일 지점 스캐닝 유형의 이미징으로 공간 해상도와 감도가 매우 높습니다. 그러나 이미징 속도와 이미징 범위로 인해 일부 영역에서는 이 기술의 적용이 제한됩니다. 반면, 광역 자기 이미징은 단일 NV 센터에 비해 NV 센터의 집중도가 높은 테더링된 다이아몬드 센서를 사용하므로 공간 분해능은 떨어지지만 광역 실시간 이미징에 큰 잠재력을 보여줍니다. 후자가 세포 자기 영상 분야의 연구에 더 적합할 수 있습니다.   응용  NV센터 세포 연구에서의 광시야 자기영상 기술   응용 1: 자기주성 박테리아의 자기 이미징   자기주성박테리아는 외부 자기장의 작용에 따라 방향적으로 이동할 수 있고 주로 토양, 호수 및 바다에서 몸에 자성 나노입자(자기솜)를 형성할 수 있는 박테리아 종류입니다. 박테리아를 다이아몬드 표면에 배치하고 광학적 방법을 사용하여 NV 센터의 양자 스핀 상태를 조사함으로써 연구자들은 박테리아의 마그네토솜에 의해 생성된 자기장 벡터 구성 요소의 이미지를 신속하게 재구성할 수 있습니다. 광시야 자기 이미징 현미경을 사용하면 서브미크론 해상도와 넓은 시야에서 여러 세포의 광학 및 자기 이미징을 동시에 수행할 수 있습니다. 이 연구는 높은 공간 해상도 조건에서 살아있는 세포 내의 생체 자기 구조를 이미징하는 새로운 접근 방식을 제공하며 세포 및 세포 네트워크 내의 광범위한 자기 신호 매핑을 가능하게 합니다.     그림 1. 자기친화성 박테리아의 자기 이미징   (이미지 제공: DL Stage et al. 살아있는 세포의 광학 자기 이미징 Nature, 2013, 496(7446): 486-489)   응용 2: 대식세포 철분 흡수의 자기 영상화   대식세포의 주요 기능은 고정 또는 유리 세포 형태의 세포 잔해 및 병원체를 식균작용(즉, 식균작용 및 소화)하고, 림프구 또는 기타 면역 세포를 활성화하여 병원체에 반응하는 것입니다. 대식세포는 다양한 기능을 가진 면역 세포이며 세포식작용, 세포 면역 및 분자 면역학 연구에 중요한 대상입니다. 연구진은 그림 2와 같이 서브미크론 해상도와 나노테슬라 감도를 갖춘 다이아몬드 NV 센터 기반 광역 자기 이미징을 사용하여 마우스 동물의 세포와 조직의 자기장을 이미지화했습니다. 이 기술의 유용성은 대식세포 철을 관찰하여 입증되었습니다. 마우스를 모델로 사용하여 간 조직 샘플에서 철분 섭취 및 검출. 또한 연구자들은 살아있는 세포에서 자성 입자의 세포내이입을 감지했습니다. 이 접근법은 MRI 복셀과 미세한 구성 요소 사이의 격차를 해소합니다.   그림 2. 대식세포 철분 흡수에 대한 자기영상 연구   (이미지 출처: HC Davis 등. 세포하 다이아몬드 자기측정법을 사용한 자기 공명 영상 대조의 미세 규모 기원 매핑, Nature Communications, 2018, 9:131)   응용 3: 면역자기 표지 세포의 자기 영상화   암은 현재 인간에게 가장 치명적인 질병 중 하나입니다. 암의 분자적 메커니즘에 대한 연구와 조기, 정확한 임상진단은 효과적인 치료의 기초입니다.     그림 3. 폐암 조직의 자기영상 연구   (이미지 출처: SY Chen et al. 다이아몬드의 양자 센서를 사용한 종양 조직의 면역자기 현미경, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2022,119: e2118876119)   중국 과학기술대학교(USTC)는 조직 수준의 면역자기 라벨링 방법을 개발했습니다. 초상자성 입자는 항원-항체의 특이적 인식을 통해 종양 조직에서 PD-L1과 같은 표적 단백질 분자로 특이적으로 표지되었습니다. 그런 다음 조직 시료를 다이아몬드 표면에 밀착시키고 약 100 nm의 다이아몬드 표면 근처에 분포하는 NV 중심층을 400 nm 해상도의 자기장 이미징을 위한 2차원 양자자기 센서로 사용했습니다. NV 광시야 현미경(그림 3)은 밀리미터 시야에서 미크론 수준의 공간 분해능을 달성합니다. 마지막으로, 자기장에 대응하는 자기모멘트 분포를 딥러닝 모델을 통해 재구성하여 정량적 분석의 기초를 제공했습니다.   하버드 스미스 천체물리학 센터는 NV 광시야 자기 이미징과 함...