산업화의 가속화와 오염 물질 배출의 지속적인 증가로 인해 유기성 폐수는 생태계와 인간 건강에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 통계에 따르면 산업 폐수 처리에 사용되는 에너지 소비량은 전 세계 수처리 에너지 사용량의 28%를 차지합니다. 그러나 기존 펜톤 기술은 촉매의 비활성화로 인해 처리 효율이 낮습니다. 고급 산화 공정에서 금속 기반 촉매는 공통적인 병목 현상에 직면합니다. 산화환원 순환 공정을 효과적으로 유지할 수 없고, 전자 전달 경로가 제한적이며, 기존 제조법은 고온 고압에 의존하여 수율이 11~15%에 불과합니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 연구팀은 대련 이공대학교 습식 화학적 갈바닉 치환법을 사용하여 상업용 셀룰로스를 구리 이온과 방향성 결합시켜 Cu-C 나노촉매를 개발했습니다. 또한, 이중 채널 촉매 메커니즘(라디칼 경로 + 직접 전자 전달) 광범위한 pH 적응성을 제공합니다. 이 물질은 5분 이내에 테트라사이클린 분해율을 65%까지 달성했으며(상업용 촉매는 5% 미만), 구리 이온 용출량은 1.25mg/L 미만(국가 기준인 2.0mg/L보다 낮음)이었습니다. 충전층 반응기(PTR)에서는 단 20초의 체류 시간 내에 99% 이상의 오염 물질 제거율을 달성했습니다. 직접 전자 전달 경로를 통해 지속적인 촉매 활성을 가능하게 함으로써, 이 접근법은 기존 촉매의 오랜 환경 적응성 문제를 극복했습니다. 이 연구는 "방향성 전자 수확 및 고전적 라디칼 종 생성을 통한 Cu-C 복합재를 통한 유기 오염 물질에 의존하는 강력한 이중 채널 촉매 분해" , 에 출판되었습니다 화학공학 저널 . Cu-C 나노촉매 형성 연구팀은 상업용 셀룰로스를 지지체로 사용하여 습식 화학적 갈바닉 치환법을 통해 구리 이온을 도입하여 이중 채널 촉매 활성을 갖는 Cu-C 나노복합체를 제작했습니다. 특성 분석 결과, 다양한 조건에서 독특한 전자 전달 효과가 나타났습니다. SEM 이미징( CIQTEK SEM5000 ) 미세구조 진화를 밝혀냈다 : 원상태의 셀룰로오스는 무질서한 네트워크를 형성하였고, 복합화 후 10nm 구리 구로 변형되어 100nm 계층적 응집체를 형성했습니다. 이러한 구조는 높은 분산도와 전자 전달을 보장했습니다. SEM-EDS 균일한 원소 분포가 확인되었습니다. FTIR 스펙트럼은 합성 중 산화환원 반응으로 인해 682.31 cm⁻¹에서 Cu₂O 피크를 나타냈습니다. C=C, C=O, 그리고 C–H 기의 존재는 이러한 결과를 더욱 뒷받침했으며, 3200–3600 cm⁻¹에서 강한 –OH 피크가 관찰되었습니다. XPS 분석 결과, Cu 2p 신호는 주로 Cu₂(OH)₂CO₃와 Cu₂O에서 발생했으며, C 1s는 C=C와 C–C 결합을 나타내어 FTIR �

바이오프린팅의 최전선을 넓히다 시크텍 SEM 닝보대학교 지능형 의학 및 생체공학 연구소의 연구원들은 재료과학, 생물학, 의학, 정보기술, 그리고 공학을 융합하여 실제 의료 과제들을 해결하고 있습니다. 이 연구소는 웨어러블 및 원격 의료 혁신, 첨단 의료 영상, 그리고 지능형 분석의 중심지로 빠르게 성장하여, 연구실의 획기적인 성과를 실질적인 임상적 결과로 전환하고자 합니다. 최근 연구소의 수석 부학장인 Lei Shao 박사는 자신의 연구 여정의 하이라이트와 CIQTEK의 최첨단 SEM 그의 팀의 발견에 박차를 가하고 있습니다. 닝보대학교 지능의학 및 생체공학 연구소 CIQTEK SEM 미래 인쇄: 소형 심장부터 혈관 네트워크까지 2016년부터 Shao 박사는 선구자 역할을 해왔습니다. 바이오 제조 및 3D 바이오 프린팅 인체 외부에서 살아있는 기능 조직을 엔지니어링하는 것을 목표로 합니다. 그의 팀의 연구는 다음과 같습니다. 3D 프린팅된 미니어처 하트 복잡한 혈관 구조를 연구하는 데 사용되며, 약물 검사, 질병 모델링, 재생 의학에 응용됩니다. 3D 프린팅으로 만든 미니어처 심장 중국 국가자연과학기금과 지역 연구 기관의 자금 지원을 받아 그의 연구실은 몇 가지 획기적인 성과를 달성했습니다. 스마트 바이오프린팅 전략 : 동축 생체인쇄와 유체 로프 코일링 효과를 사용하여 제어된 형태의 미세섬유를 제작함으로써 혈관 기관을 생성할 수 있습니다. 냉동보존 가능한 세포 미세섬유 : 동축 생체 인쇄를 통해 표준화되고 확장 가능하며 냉동보존이 가능한 세포 미세섬유를 개발하여 3D 세포 배양, 오르가노이드 제작, 약물 검사 및 이식에 높은 잠재력을 가지고 있습니다. 희생형 바이오잉크 : 희생형 마이크로젤 바이오잉크를 사용하여 메조스코픽 다공성 네트워크를 인쇄하고, 효과적인 산소/영양소 전달을 위한 영양분 경로를 구축합니다. 복잡한 혈관계 : 동축 생체인쇄를 통해 복잡한 혈관 네트워크를 구축하고, 현장 내피 세포 증착을 유도하여 복잡한 구조의 혈관신생 과제를 해결합니다. 이방성 조직 : 전단 지향형 바이오잉크와 전단 전단 인쇄 방법을 사용하여 이방성 조직을 생성합니다. 고세포 밀도 구조 : 고밀도 세포 바이오잉크를 위한 독창적인 액체 입자 지지 욕조 인쇄 기술을 제안하여, 압출 기반 바이오 프린팅에서 인쇄 가능성과 세포 생존 가능성 간의 오랜 상충 관계를 극복하면서 실제와 같은 생리활성 조직을 달성했습니다. 이러한 발전은 기능적이고 이식 가능한 조직, 심지어는 인공 장기를 만드는 데까지 길을 열어주고 있습니다. Discovery

최근 중국과학원 상하이 마이크로시스템 및 정보기술 연구소의 Wang Haomin이 이끄는 팀은 지그재그 그래핀 나노리본(zGNR)의 자기성을 연구하는 데 상당한 진전을 이루었습니다. 시크텍 주사 질소 공석 현미경 (SNVM) . 연구팀은 이전 연구를 바탕으로, 육방정계 질화붕소(hBN)를 금속 입자로 사전 에칭하여 방향성 원자 트렌치를 형성하고, 기상 촉매 화학 기상 증착(CVD) 방법을 사용하여 트렌치 내에 키랄 그래핀 나노리본을 제어 가능하게 제조하여 hBN 격자 내에 매립된 약 9nm 폭의 zGNR 샘플을 얻었습니다. SNVM과 자기 수송 측정을 결합하여, 연구팀은 실험에서 이 나노리본의 고유 자성을 직접 확인했습니다. 이 획기적인 발견은 그래핀 기반 스핀 전자 소자 개발을 위한 탄탄한 토대를 마련했습니다. 관련 연구 결과는 "육방정계 질화붕소 격자에 매립된 지그재그 그래핀 나노리본의 자성 특징"이라는 제목으로 저명한 학술지에 게재되었습니다. "자연소재" 독특한 2차원 물질인 그래핀은 기존 자성 재료의 d/f 오비탈 전자의 국소 자기적 특성과는 근본적으로 다른 p 오비탈 전자의 자기적 특성을 나타내어 순수 탄소 기반 자성 연구의 새로운 방향을 제시합니다. 페르미 준위 근처에 독특한 자기 전자 상태를 가질 수 있는 지그재그 그래핀 나노리본(zGNR)은 스핀 전자 소자 분야에서 큰 잠재력을 가진 것으로 여겨집니다. 그러나 전기적 전달 방식을 통해 zGNR의 자성을 검출하는 데는 여러 가지 어려움이 있습니다. 예를 들어, 상향식으로 조립된 나노리본은 길이가 너무 짧아 소자를 안정적으로 제작하기 어렵습니다. 또한, zGNR 모서리의 높은 화학 반응성은 불안정성이나 불균일한 도핑을 초래할 수 있습니다. 더욱이, 더 좁은 zGNR에서는 모서리 상태의 강한 반강자성 결합으로 인해 전기적으로 자기 신호를 검출하기 어려울 수 있습니다. 이러한 요인들은 zGNR의 자성을 직접 검출하는 데 어려움을 줍니다. hBN 격자에 내장된 ZGNR은 더 높은 에지 안정성을 보이고 고유 전기장을 가지므로 zGNR의 자성을 감지하기에 이상적인 조건을 형성합니다. 이 연구에서 연구팀은 시크텍 '의 실온 SNVM 실온에서 zGNR의 자기 신호를 직접 관찰합니다. 그림 1: 육각형 질화붕소 격자에 포함된 zGNR의 자기 측정 스캐닝 질소-공석 현미경 전기 전달 측정에서, 제작된 약 9나노미터 폭의 zGNR 트랜지스터는 높은 전도도와 탄도 전달 특성을 보였습니다. 자기장의 영향 하에서, 이 소자는 상당한 이방성 자기 저항을 나타냈는데, 4K에서 자기 저항 변화가 약 175Ω이고, 자기 저항 비율은 약 1.3%였으며, �

“ CIQTEK 전계방출 주사전자현미경 모든 주요 사양에서 세계 최고 수준의 기준을 충족하고, 장기 보증을 제공하며, 신속한 애프터서비스를 제공합니다. 2년간의 사용 경험을 바탕으로, 이 시스템은 매우 경쟁력 있는 가격으로 지속적인 과학적 가치와 성능을 제공할 것이라고 확신합니다. — 중국과학원 응용생태학 연구소 분자생물학 연구실 수석 엔지니어 겸 책임자인 Zhencheng Su 박사 랴오닝성 선양에는 1954년으로 거슬러 올라가는 역사를 가진 명문 연구 기관이 있습니다. 지난 70년 동안 생태학 연구 분야의 국가적 강자로 성장했습니다. 응용 생태학 연구소(IAE) ,의 일부 중국과학원(CAS) 본 연구소는 산림생태학, 토양생태학, 오염생태학에 중점을 두고 있으며, 국가 생태문명 발전에 크게 기여하고 있습니다. 2023년, 연구소가 장비 업그레이드의 중요한 단계에 접어들면서 연구 워크플로를 재편할 뿐만 아니라 모델 사례를 확립할 수 있는 전략적 결정을 내렸습니다. 애플리케이션 ~의 CIQTEK 주사전자현미경(SEM) 분야에서 생물학 . IAE CAS: 과학을 통한 생태 문명의 발전 IAE CAS는 3개의 주요 연구 센터를 운영합니다. 임업, 농업 및 환경 연구 수 박사는 연구소의 공유 기술 서비스 플랫폼 개발에 대해 회상합니다. 2002년에 설립된 분자생물학 연구실 IAE 공공기술센터(Public Technology Center) 내 핵심 시설입니다. 지난 20년 동안 이 연구소는 700만 달러 이상의 가치를 지닌 100세트 이상의 대형 범용 장비를 확보했습니다. 연구소는 내부 연구 수요를 충족하는 동시에 동위원소 및 추적자 분석, 생물학적 구조 식별, 미량 원소 생태 분석, 분자 생물학 서비스 등의 시험 서비스를 제공하여 대중에게 서비스를 제공합니다. 저렴한 가격의 뛰어난 성능: CIQTEK SEM은 기대 이상의 성능을 제공합니다. 생물학 연구에는 주사 전자 현미경이 필수적입니다. "저희 전자 현미경 연구실에서는 식물 및 동물 조직, 미생물 세포, 곰팡이 포자, 바이러스를 포함한 다양한 생물학적 시료뿐만 아니라 광물 입자, 미세 플라스틱, 바이오차와 같은 물질 시료도 다룹니다."라고 수 박사는 설명했습니다. 그만큼 FE-SEM 고체 시료의 매우 상세한 3D 표면 구조를 생성할 수 있습니다. 스캐닝 투과 검출기를 사용하면 얇은 시료의 내부 구조도 확인할 수 있습니다. 또한, 내장된 고성능 EDS(에너지 분산형 X선 분광법) 샘플 표면에서 정성적, 반정량적 원소 분석이 가능합니다. 2023년이 되자 이전의 SEM(환경 SEM과 벤치탑 SEM)으로는 더 이상 고해상도와 이미징 정밀도에 대한 증가하는 수요를 충족할 수 없게 되�

나트륨 이온 전지(SIB)는 지각에 풍부한 나트륨 함량(리튬 0.0065% 대비 2.6%) 덕분에 리튬 이온 전지의 비용 효율적인 대안으로 주목을 받고 있습니다. 그러나 SIB는 에너지 밀도가 여전히 낮아 고용량 전극 소재의 필요성이 부각되고 있습니다. 하드 카본은 낮은 나트륨 저장 전위와 높은 용량을 갖추고 있어 SIB 음극 소재로 유력한 후보입니다. 그러나 흑연 마이크로도메인 분포, 폐쇄 기공, 결함 농도와 같은 요인은 초기 쿨롱 효율(ICE)과 안정성에 상당한 영향을 미칩니다. 이러한 개질 전략은 한계에 직면합니다. 헤테로원자 도핑은 용량을 증가시킬 수 있지만 ICE를 감소시킬 수 있습니다. 기존의 CVD(화학기상증착)는 폐쇄 기공 형성에 도움이 되지만 메탄 분해 속도가 느리고 사이클이 길며 결함이 축적되는 단점이 있습니다. 중국 과학기술대학(USTC)의 Yan Yu 교수 팀 활용했다 CIQTEK 주사전자현미경(SEM) 다양한 경질 탄소 재료의 형태를 연구하기 위해, 연구팀은 CH₄ 분해를 촉진하고 경질 탄소의 미세 구조를 조절하기 위해 촉매 보조 화학 기상 증착(CVD) 방법을 개발했습니다. Fe, Co, Ni와 같은 전이 금속 촉매는 CH₄ 분해의 에너지 장벽을 효과적으로 낮춰 효율을 향상시키고 증착 시간을 단축했습니다. 그러나 Co와 Ni는 증착된 탄소의 과도한 흑연화를 유발하여 측면 및 두께 방향 모두에서 길쭉한 흑연 유사 구조를 형성하여 나트륨 이온의 저장 및 수송을 방해하는 경향이 있었습니다. 반면, Fe는 적절한 탄소 재배열을 촉진하여 결함이 적고 흑연 도메인이 잘 발달된 최적화된 미세 구조를 형성했습니다. 이러한 최적화는 비가역적인 나트륨 저장을 감소시키고, 초기 쿨롱 효율(ICE)을 향상시키며, 가역적인 Na⁺ 저장 위치의 가용성을 증가시켰습니다. 그 결과, 최적화된 경질 탄소 샘플(HC-2)은 457 mAh g⁻¹의 인상적인 가역 용량과 90.6%의 높은 ICE를 달성했습니다. 또한, 현장 X선 회절(XRD)과 현장 라만 분광법을 통해 흡착, 삽입, 그리고 기공 충진에 기반한 나트륨 저장 메커니즘을 확인했습니다. 이 연구는 다음 논문에 게재되었습니다. 첨단 기능성 소재 제목: 고성능 나트륨 이온 배터리를 위한 풍부한 폐쇄 기공을 가진 경질 탄소의 촉매 지원 화학 기상 증착 엔지니어링. 그림 1a에 나타낸 바와 같이, 경질 탄소는 상용 다공성 탄소를 전구체로, 메탄(CH₄)을 공급 가스로 사용하여 촉매 보조 화학 기상 증착(CVD) 방법을 통해 합성되었다. 그림 1d는 금속 촉매(Fe, Co, Ni)와 다공성 탄소 표면에서 CH₄와 그 탈수소화된 중간체의 흡착 에너지를 보여준다. 이는 금속 촉매의 도입이 CH₄ 분해의 에너지 장벽을 낮추고, 특히 Fe가 CH₄와 그 중간체의 분해를 촉진하는 데 가장 효과적임을 나타낸다. 다양한 촉매 조건에서 고해상도 TEM(HRTEM) 이미지(그림 1e–h)는 다음을 보여줍니다. 촉매가 없으면 단단한 탄소는 결함이 많고 매우 무질서한 구조를 보입니다. 촉매로 Fe를 사용하면 생성된 단단한 탄소는 단거리 정렬된 흑연과 같은 미세 결정과 흑연 영역 사이에 끼어 있는 닫힌 기공을 특징으로 합니다. Co는 흑연 도메인의 확장을 촉진하고 흑연 층의 수를 증가시킵니다. 니켈은 흑연 구조를 형성하고 심지어 탄소 나노튜브를 형성하는데, 탄소 나노튜브는 높은 질서에도 불구하고 나트륨 이온의 저장 및 운반에는 적합하지 않습니다. 그림 2는 FeCl₃의 농도를 다양하게 변화시켜 제조한 경질 탄소 재료의 구조적 특성 분석 결과를 보여줍니다. XRD 패턴(그림 2a)과 라만 스펙트럼(그림 2b)은 함침 용액 내 FeCl₃ 농도가 증가함에 따라 흑연 층간 간격이 점차 감소(0.386nm에서 0.370nm로)하고, 결함 비율(ID/IG)이 감소하며, 측면 결정립 크기(La)가 증가함을 나타냅니다. 이러한 변화는 Fe가 탄소 원자의 재배열을 촉진하여 흑연화 정도를 향상시킨다는 것을 보여줍니다. X선 광전자 분광법(XPS) 결과(그림 2c 및 2e)는 Fe 촉매 농도가 증가함에 따라 경질 탄소(hard carbon) 내 sp²-혼성화된 탄소의 비율이 증가하여 흑연화가 향상되었음을 보여줍니다. 동시에 경질 탄소 내 산소 함량은 감소하는데, 이는 탄화 과정에서 CH₄ 분해로 생성된 수소(H₂)가 산소를 소모하여 표면 산소 관련 결함을 감소시키기 때문일 수 있습니다. 소각 X선 산란(SAXS) 분석(그림 2f) 결과, 평균 폐쇄 기공 직경은 각각 0.76, 0.83, 0.90, 0.79, 0.78 nm였습니다. 더 큰 폐쇄 기공은 나트륨 클러스터를 안정화하고 Na⁺ 수송 동역학을 개선하는 데 도움이 됩니다. HRTEM 이미지(그림 2g-i)는 낮은 Fe 함량에서는 작은 흑연 도메인을 보여주는 반면, 과도한 촉매 함량에서는 좁은 층간 간격을 갖는 장거리 정렬 구조가 나타나 Na⁺ 전달을 방해할 수 있습니다. 그림 3은 다양한 Fe 촉매 함량이 경질 탄소 재료의 전기화학적 성능에 미치는 영향을 보여줍니다. 정전류 충방전 시험(그림 3a) 결과, 함침 용액 내 FeCl₃ 농도가 증가함에 따라 HC-2(0.02 M FeCl₃)가 457 mAh g⁻¹의 가역 용량과 90.6%의 높은 초기 쿨롱 효율(ICE)로 가장 우수한 성능을 나타냈습니다. 저전압 평탄부(plateau)가 용량의 상당 부분(약 350 mAh g⁻¹)을 차지하며, 이는 나트륨 저장 시 폐쇄 기공의 이점을 시사합니다. 과도한 촉매(예: HC-4) 충진은 탄소층의 과다 정렬로 인해 용량(377 mAh g⁻¹) 감소를 초래하며, 이는 흑연 도메인 성장과 나트륨 이온 전달 경로의 균형을 맞춰야 함을 보여줍니다. 0.5 A g⁻¹의 전류 밀도에서 100회 사이클 후에도 용량은 388 mAh g⁻¹로 유지됩니다. 이는 더 큰 폐쇄 기공이 Na 클러스터의 안정성을 향상시키고 Na⁺ 전달 동역학을 개선함을 보여줍니다. 그림 4는 서로 다른 경질 탄소 표면의 SEI 구조를 보여줍니다. (a)와 (b)는 각각 opt-HC와 HC-2에서 NaF⁻, P, CH₂ 종의 깊이 프로파일과 분포를 나타냅니다. (c)와 ...