التطبيقات

يتم تعريف المحفزات البيئية على نطاق واسع على أنها جميع المحفزات التي يمكنها تحسين التلوث البيئي. في السنوات الأخيرة، أصبحت حماية البيئة أكثر شيوعًا، وأصبح البحث عن المحفزات البيئية وتطبيقها أكثر تعمقًا. تتمتع المحفزات البيئية لمعالجة المواد المتفاعلة المختلفة بمتطلبات أداء مقابلة، من بينها مساحة السطح المحددة وحجم المسام التي تعد أحد المؤشرات المهمة لتوصيف خصائص المحفزات البيئية. من الأهمية بمكان استخدام تقنية امتصاص الغاز لتوصيف العوامل الفيزيائية بدقة مثل مساحة السطح المحددة وحجم المسام وتوزيع حجم المسام للمحفزات البيئية للبحث وتحسين أدائها.   01محفز حماية البيئة   حاليًا، تعد صناعات تكرير النفط والصناعات الكيماوية وحماية البيئة هي مجالات التطبيق الرئيسية للعوامل الحفازة. تشير المحفزات البيئية بشكل عام إلى المحفزات المستخدمة لحماية وتحسين البيئة المحيطة عن طريق معالجة المواد السامة والخطرة بشكل مباشر أو غير مباشر، مما يجعلها غير ضارة أو تقليلها، وبشكل عام، يمكن أن تعزى المحفزات القادرة على تحسين التلوث البيئي إلى فئة المحفزات البيئية . يمكن تقسيم المحفزات البيئية إلى محفزات معالجة غاز العادم، ومحفزات معالجة مياه الصرف الصحي، ومحفزات أخرى وفقًا لاتجاه التطبيق، مثل محفزات الغربال الجزيئي التي يمكن استخدامها لمعالجة غازات العادم مثل SO 2، NO X ، CO 2 ، وأكسيد النيتروز ، الكربون المنشط الذي يمكن استخدامه كمادة ماصة نموذجية لامتصاص الملوثات في الطور السائل/الغازي، بالإضافة إلى المحفزات الضوئية لأشباه الموصلات التي يمكنها تحليل الملوثات العضوية، وما إلى ذلك.   02 التحليل النوعي للسطح وحجم المسام وتوصيف المحفزات البيئية   تعد مساحة سطح المحفز أحد المؤشرات المهمة لوصف خصائص المحفز. يمكن تقسيم مساحة سطح المحفز إلى مساحة السطح الخارجي ومساحة السطح الداخلي. نظرًا لأن غالبية مساحة سطح المحفز البيئي هي مساحة سطح داخلية وغالبًا ما يتم توزيع المركز النشط على السطح الداخلي، بشكل عام، كلما كانت مساحة السطح المحددة للمحفز البيئي أكبر، زاد عدد مراكز التنشيط على السطح، وزاد عدد مراكز التنشيط على السطح. يتمتع المحفز بقدرة امتصاص قوية للمواد المتفاعلة، والتي تكون جميعها مناسبة للنشاط التحفيزي. بالإضافة إلى ذلك، فإن نوع بنية المسام له تأثير كبير على نشاط وانتقائية وقوة المحفز. قبل أن يتم امتصاص الجزيئات المتفاعلة، يجب أن تنتشر عبر مسام المحفز للوصول إلى المركز النشط على السطح الداخلي للمحفز، وترتبط عملية الانتشار هذه ارتباطًا وثيقًا ببنية مسام المحفز، وتظهر هياكل المسام المختلفة اختلافًا قوانين الانتشار وحركية التفاعل الظاهرة، على سبيل المثال، ترجع الانتقائية القوية لمحفزات الغربال الجزيئي إلى حقيقة أن حجم المسام في مسامها لا يمكن أن يسمح إلا لنوع معين من الجزيئات بالدخول إلى المسام إلى سطح المحفز ويتم تحفيزه .   ولذلك، فمن الضروري وصف مساحة السطح المحددة، وتوزيع حجم المسام ومعايير الأداء الأخرى للمحفزات البيئية. في الوقت الحاضر، تعد تكنولوجيا امتصاص الغاز إحدى الطرق المهمة لتوصيف الخواص الفيزيائية للمواد. استنادًا إلى تحليل الامتزاز، يمكن تحديد مساحة السطح المحددة وحجم المسام وتوزيع حجم المسام للمحفزات البيئية بدقة، مما يمكنه تحليل النشاط التحفيزي والانتقائية ومعدل انتشار المواد التفاعلية وكفاءة التفاعل وما إلى ذلك، وتوفير دقة توصيف المحفزات البيئية ذات الأداء الأفضل.     03 حالات تطبيقية لمساحة السطح المحددة وتوزيع حجم المسام في ت...

منذ خمسينيات القرن العشرين، عندما اقترح واتسون وكريك البنية الحلزونية المزدوجة الكلاسيكية للحمض النووي، كان الحمض النووي في قلب أبحاث علوم الحياة. يؤدي عدد القواعد الأربع في الحمض النووي وترتيب ترتيبها إلى تنوع الجينات، ويؤثر تركيبها المكاني على التعبير الجيني. بالإضافة إلى البنية الحلزونية المزدوجة التقليدية للحمض النووي، حددت الدراسات بنية خاصة من الحمض النووي رباعي الجدائل في الخلايا البشرية، وهي G-quadruplex، وهي بنية عالية المستوى تتكون من طي الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) الغني بتكرارات ترادفية من الجوانين (G) ) ، وهي مرتفعة بشكل خاص في G-quadruplexes سريعة الانقسام وهي وفيرة بشكل خاص في الخلايا سريعة الانقسام (مثل الخلايا السرطانية). لذلك، يمكن استخدام G-quadruplexes كأهداف دوائية في الأبحاث المضادة للسرطان. تعد دراسة بنية G-quadruplex وطريقة ربطها بعوامل الارتباط أمرًا مهمًا لتشخيص وعلاج الخلايا السرطانية.   تمثيل تخطيطي للهيكل ثلاثي الأبعاد لـ G-quadruplex. مصدر الصورة: ويكيبيديا   الرنين المزدوج للإلكترون والإلكترون (DEER)   تم تطوير طريقة PDEPR النبضي ثنائي القطب (PDEPR) كأداة موثوقة ومتعددة الاستخدامات لتحديد البنية في البيولوجيا الهيكلية والكيميائية، مما يوفر معلومات عن المسافة على المقياس النانوي بواسطة تقنيات PDEPR. في دراسات بنية G-quadruplex، يمكن لتقنية DEER جنبًا إلى جنب مع وضع العلامات الدورانية الموجهة للموقع (SDSL) التمييز بين ديمرز G-quadruplex بأطوال مختلفة والكشف عن نمط الارتباط لعوامل ربط G-quadruplex بالديمر. التفريق بين ثنائيات G-quadruplex ذات الأطوال المختلفة باستخدام تقنية DEER باستخدام Cu(pyridine)4 كملصق دوران لقياس المسافة، تم ربط مركب Cu(pyridine)4 رباعي الزوايا تساهميًا بـG-quadruplex والمسافة بين اثنين من Cu2+ بارامغناطيسيين في المونومر الرباعي G المكدس π تم قياسه عن طريق اكتشاف تفاعلات ثنائي القطب ثنائي القطب لدراسة التكوين الخافت. [Cu2+@A4] (TTLGGG) و[Cu2+@B4] (TLGGGG) هما قليل النوكليوتيدات بتسلسلات مختلفة، حيث يشير L إلى المركب. تظهر نتائج DEER لـ [Cu2+@A4]2 و[Cu2+@B4]2 في الشكل 1 والشكل 2. من نتائج DEER، يمكن الحصول على أنه في [Cu2+@A4]2 dimers، متوسط ​​مسافة المفرد Cu2+ -Cu2+ هو dA=2.55 نانومتر، وتشكل نهاية G-quadruplex 3′ dimer G-quadruplex عن طريق تكديس الذيل، ويتم محاذاة محور gz لاثنين من تسميات الدوران Cu2+ في G-quadruplex dimer بالتوازي. تعد مسافة التراص [Cu2+@A4]2 π أطول (dB-dA = 0.66 نانومتر) مقارنة بثنائيات [Cu2+@A4]2. تم التأكيد على أن كل مونومر [Cu2+@B4] يحتوي على رباعي G إضافي، وهي نتيجة تتفق تمامًا مع المسافات المتوقعة. وهكذا، فإن قياسات المسافة بواسطة تقنية DEER يمكن أن تميز ديمرزات G-quadruplex بأطوال مختلفة.     الشكل 1 (أ) الطيف التفاضلي EPR النبضي (الخط الأسود) لـ [Cu2+@A4]2 dimer والمحاكاة المقابلة له (الخط الأحمر) (34 جيجا هرتز، 19 كيلو)؛ (ب) بعد تصحيح الخلفية، أربع مراحل في خريطة المجال الزمني الإعلانية DEER لموضع الحقل (الخط الأسود) وأفضل نتيجة مناسبة تم الحصول عليها من PeldorFit (الخط الأحمر)؛ (ج) توزيع المسافة التي تم الحصول عليها باستخدام PeldorFit (الخط الأحمر) ومحاكاة MD (الخط الرمادي)؛ (د) [Cu2+ التوازن بين @A4] مونومر و[Cu2+@A4]2 ديمر. (أنجو. كيم. إنت إد. 2021، 60، 4939-4947)     الشكل 2 (أ) مخططات المجال الزمني لـ DEER (خطوط سوداء...

I. بطارية ليثيوم أيون   بطارية الليثيوم أيون هي بطارية ثانوية، تعتمد بشكل أساسي على أيونات الليثيوم التي تتحرك بين القطبين الموجب والسالب للعمل. أثناء عملية الشحن والتفريغ، يتم دمج أيونات الليثيوم وتفكيكها ذهابًا وإيابًا بين القطبين من خلال الحجاب الحاجز، ويتم تخزين وإطلاق طاقة أيون الليثيوم من خلال تفاعل الأكسدة والاختزال لمادة الإلكترود.   تتكون بطارية ليثيوم أيون بشكل أساسي من مادة القطب الموجب، والحجاب الحاجز، ومواد القطب السالب، والكهارل، ومواد أخرى. من بينها، يلعب الحجاب الحاجز الموجود في بطارية الليثيوم أيون دورًا في منع الاتصال المباشر بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، ويسمح بالمرور الحر لأيونات الليثيوم في المنحل بالكهرباء، مما يوفر قناة صغيرة مسامية لنقل أيون الليثيوم.   يؤثر حجم المسام ودرجة المسامية وانتظام التوزيع وسمك غشاء بطارية الليثيوم أيون بشكل مباشر على معدل الانتشار وسلامة المنحل بالكهرباء، مما له تأثير كبير على أداء البطارية. إذا كان حجم مسام الحجاب الحاجز صغيرًا جدًا، فستكون نفاذية أيونات الليثيوم محدودة، مما يؤثر على أداء نقل أيونات الليثيوم في البطارية، ويزيد من مقاومة البطارية. إذا كانت الفتحة كبيرة جدًا، فقد يؤدي نمو تشعبات الليثيوم إلى اختراق الحجاب الحاجز، مما يتسبب في وقوع حوادث مثل الدوائر القصيرة أو الانفجارات.   Ⅱ. تطبيق المجهر الإلكتروني الماسح بالانبعاث الميداني في الكشف عن غشاء الليثيوم   يمكن استخدام المجهر الإلكتروني الماسح ملاحظة حجم المسام وانتظام توزيع الحجاب الحاجز، ولكن أيضًا على المقطع العرضي للحجاب الحاجز متعدد الطبقات والمغلف لقياس سمك الحجاب الحاجز. مواد الحجاب الحاجز التجارية التقليدية هي في الغالب أفلام صغيرة مسامية محضرة من مواد البولي أوليفين، بما في ذلك أفلام البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP) أحادية الطبقة، والأفلام المركبة ثلاثية الطبقات PP/PE/PP. مواد بوليمر البولي أوليفين عازلة وغير موصلة، وهي حساسة للغاية لحزم الإلكترون، مما قد يؤدي إلى تأثيرات الشحن عند ملاحظتها تحت الجهد العالي، ويمكن أن تتلف البنية الدقيقة لأغشية البوليمر بواسطة حزم الإلكترون. يتمتع المجهر الإلكتروني الماسح بالانبعاث الميداني SEM5000، والذي تم تطويره بشكل مستقل بواسطة GSI، بالقدرة على الجهد المنخفض والدقة العالية، ويمكنه مراقبة البنية الدقيقة لسطح الحجاب الحاجز بشكل مباشر عند الجهد المنخفض دون الإضرار بالحجاب الحاجز.   تنقسم عملية تحضير الحجاب الحاجز بشكل أساسي إلى نوعين من الطرق الجافة والرطبة. الطريقة الجافة هي طريقة التمدد الذائب، بما في ذلك عملية التمدد أحادية الاتجاه وعملية التمدد ثنائية الاتجاه، والعملية بسيطة، ولها تكاليف تصنيع منخفضة، وهي طريقة شائعة لإنتاج غشاء بطارية ليثيوم أيون. يحتوي الحجاب الحاجز المحضر بالطريقة الجافة على مسامية صغيرة مسطحة وطويلة (الشكل 1)، لكن الحجاب الحاجز المُجهز أكثر سمكًا، والتوحيد المسامي الصغير ضعيف، ومن الصعب التحكم في حجم المسام والمسامية، وكثافة طاقة البطارية المجمعة منخفضة، وتستخدم بشكل أساسي في بطاريات الليثيوم أيون المنخفضة.     الشكل 1: الحجاب الحاجز الجاف الممتد / 0.5 كيلو فولت / Inlens   تتضمن العملية الرطبة، أي فصل الطور الحراري، خلط وصهر البوليمرات بمذيبات عالية الغليان، وما إلى ذلك، وإنتاج أغشية مسامية دقيقة من خلال عملية فصل طور التبريد، والتمدد، والاستخلاص والتجفيف، والمعالجة الحرارية والتجفيف. تشكيل. بالمقارنة...

تُستخدم بطاريات Li-Ion (LIBs) على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية والمركبات الكهربائية وتخزين شبكات الطاقة وغيرها من المجالات نظرًا لصغر حجمها وخفيفة الوزن وسعة البطارية العالية وعمر الدورة الطويل والسلامة العالية. يمكن لتقنية الرنين المغنطيسي الإلكتروني (EPR أو ESR) استكشاف الجزء الداخلي للبطارية بشكل غير جراحي ومراقبة تطور الخصائص الإلكترونية أثناء شحن وتفريغ مواد الإلكترود في الوقت الفعلي، وبالتالي دراسة عملية تفاعل الإلكترود بالقرب من الحالة الحقيقية .  إنه يلعب تدريجيًا دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في دراسة آلية تفاعل البطارية.     تكوين ومبدأ عمل بطارية ليثيوم أيون   تتكون بطارية الليثيوم أيون من أربعة مكونات رئيسية: القطب الموجب، والقطب السالب، والكهارل، والحجاب الحاجز. ويعتمد بشكل أساسي على حركة أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة (التضمين وإزالة التضمين) للعمل.   الشكل 1: مبدأ عمل بطارية ليثيوم أيون   في عملية شحن وتفريغ البطارية، تكون التغييرات في منحنيات الشحن والتفريغ على المواد الإيجابية والسلبية مصحوبة عمومًا بتغييرات هيكلية مجهرية مختلفة، وغالبًا ما يرتبط انحطاط الأداء أو حتى فشله بعد دورة زمنية طويلة ارتباطًا وثيقًا بالبنية المجهرية التغييرات. ولذلك فإن دراسة العلاقة التأسيسية (الهيكل-الأداء) وآلية التفاعل الكهروكيميائي هي المفتاح لتحسين أداء بطاريات الليثيوم أيون وهي أيضًا جوهر الأبحاث الكهروكيميائية.     تقنية EPR (ESR) في بطاريات الليثيوم أيون   هناك طرق مختلفة للتوصيف لدراسة العلاقة بين البنية والأداء، من بينها، تلقت تقنية رنين الدوران الإلكتروني (ESR) المزيد والمزيد من الاهتمام في السنوات الأخيرة بسبب حساسيتها العالية، وغير المدمرة، وإمكانية المراقبة في الموقع. في بطاريات الليثيوم أيون، باستخدام تقنية ESR، يمكن دراسة المعادن الانتقالية مثل Co وNi وMn وFe وV في مواد الإلكترود، ويمكن أيضًا تطبيقها لدراسة الإلكترونات في الحالة خارج المجال.   إن تطور الخصائص الإلكترونية (على سبيل المثال، تغيير التكافؤ المعدني) أثناء شحن وتفريغ مواد الإلكترود سوف يسبب تغييرات في إشارات EPR (ESR). يمكن تحقيق دراسة آليات الأكسدة والاختزال المستحثة الكهروكيميائية من خلال المراقبة في الوقت الحقيقي لمواد الأقطاب الكهربائية، والتي يمكن أن تساهم في تحسين أداء البطارية.   تقنية EPR (ESR) في المواد الكهربائية غير العضوية   في بطاريات الليثيوم أيون، عادة ما تكون مواد الكاثود الأكثر استخدامًا هي بعض مواد الأقطاب الكهربائية التي لا تحتوي على إلكترود، بما في ذلك LiCoO2 وLi2MnO3 وما إلى ذلك. يعد تحسين أداء مادة الكاثود هو المفتاح لتحسين الأداء العام للبطارية.   في الكاثودات الغنية بـ Li، يمكن لأكسدة O القابلة للعكس أن تولد سعة إضافية وبالتالي تزيد من الطاقة النوعية لمواد كاثود الأكسيد. ومن ثم، فقد حظيت دراسة الأكسدة والاختزال باهتمام كبير في مجال بطاريات الليثيوم أيون. لا يزال هناك عدد قليل نسبيًا من التقنيات لدراسة توصيف تفاعلات الأكسدة والاختزال في الأكسجين. بالنسبة لمواد الكاثود، يرتبط استقرار واجهة الكاثود/الإلكتروليت ارتباطًا وثيقًا بأنواع الأكسيد المتولدة أثناء عملية الشحن، لذلك من الضروري دراسة الحالة الكيميائية لأنواع O المؤكسدة. يمكن لتقنية EPR الكشف عن أنواع الأكسجين أو البيروكسيد أثناء التفاعل، مما يوفر الدعم الفني لدراسة الأكسدة والاختزال في بطاريات الليثيوم أي...

المساحيق هي المواد الخام اليوم لإعداد المواد والأجهزة في مختلف المجالات وتستخدم على نطاق واسع في بطاريات الليثيوم أيون، والحفز الكيميائي، والمكونات الإلكترونية، والمستحضرات الصيدلانية، وغيرها من التطبيقات.   يحدد التركيب والبنية المجهرية لمساحيق المواد الخام خصائص المادة. يمكن أن تتوافق نسبة توزيع حجم الجسيمات والشكل والمسامية والسطح المحدد لمساحيق المواد الخام مع الخصائص الفريدة للمادة.   لذلك، يعد تنظيم البنية المجهرية لمسحوق المواد الخام شرطًا أساسيًا للحصول على مواد ذات أداء ممتاز. يسمح استخدام المجهر الإلكتروني الماسح بمراقبة الشكل السطحي المحدد للمسحوق والتحليل الدقيق لحجم الجسيمات لتحسين عملية تحضير المسحوق.   تطبيق المجهر الإلكتروني الماسح في  مواد الأطر العضوية المعدنية   في مجال الحفز الكيميائي، أصبح بناء المواد الأساسية المعدنية العضوية (MOFs) لتحسين الأداء التحفيزي السطحي بشكل كبير أحد موضوعات البحث الساخنة اليوم. تتمتع الأطر العضوية المعدنية بمزايا فريدة تتمثل في التحميل المعدني العالي، والبنية المسامية، والمواقع الحفزية، ولديها إمكانات كبيرة كمحفزات عنقودية. باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح خيوط التنغستن CIQTEK، يمكن ملاحظة أن مادة الأطر العضوية المعدنية تظهر شكلًا مكعبًا منتظمًا ووجود جزيئات دقيقة ممتصة على السطح (الشكل 1). يمتلك المجهر الإلكتروني دقة تصل إلى 3 نانومتر وجودة تصوير ممتازة، ويمكن الحصول على خرائط SEM موحدة عالية السطوع في مجالات رؤية مختلفة، والتي يمكنها مراقبة الطيات والمسام وتحميل الجسيمات بوضوح على سطح مواد الأطر العضوية المعدنية. .     الشكل 1: مادة الهياكل المعدنية العضوية / 15 كيلو فولت / ETD   المجهر الإلكتروني الماسح في مواد مسحوق الفضة   في صناعة المكونات الإلكترونية، يكون المعجون الإلكتروني، كمادة أساسية لتصنيع المكونات الإلكترونية، له خصائص ريولوجية ومتغيرة الانسيابية، وهو مادة وظيفية أساسية تدمج المواد والتقنيات الكيميائية والإلكترونية، ويعد تحضير مسحوق الفضة هو المفتاح تصنيع معجون موصل للفضة . باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية SEM5000 الذي تم تطويره بشكل مستقل بواسطة CIQTEK، والاعتماد على تقنية نفق الجهد العالي، يتم تقليل تأثير شحنة الفضاء بشكل كبير، ويمكن ملاحظة تجمعات مسحوق الفضة غير المنتظمة مع بعضها البعض (الشكل 2). ويتميز SEM5000 بدقة عالية، بحيث لا يزال من الممكن رؤية التفاصيل حتى عند تكبير 100000x.     الشكل 2: مسحوق الفضة / 5 كيلو فولت / إنلينس   المسح بالمجهر الإلكتروني في فوسفات الحديد الليثيوم   تحتل بطاريات الليثيوم أيون السوق السائدة بسرعة بسبب طاقتها النوعية العالية ودورة حياتها الطويلة وعدم وجود تأثير على الذاكرة والسلامة العالية. يعد استخدام المجهر الإلكتروني لمراقبة مورفولوجيا القطب الموجب والسالب لبطاريات الليثيوم أيون أمرًا مهمًا لتحسين السعة المحددة لبطاريات الليثيوم أيون. من بينها، يتم تفضيل بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد نظرًا للعديد من المزايا مثل أداء الدورة الممتاز والسعر المنخفض نسبيًا وأداء السلامة المضمون. تحتوي جزيئات فوسفات حديد الليثيوم الكروية التي تتكون من تكتلات الجسيمات الأولية التي لاحظها المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية CIQTEK SEM5000 (الشكل 3) على جزيئات سطحية واضحة وتصوير بإحساس ثلاثي الأبعاد.   الشكل 3: فوسفات حديد الليثيوم / 15 كيلو فولت / ETD   المجهر الإلكتروني ...

ما هو نانو الألومينا؟ تستخدم نانو الألومينا على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل المواد الخزفية والمواد المركبة والفضاء وحماية البيئة والمحفزات وحاملاتها بسبب قوتها وصلابتها العالية ومقاومتها للتآكل ومقاومة الحرارة ومساحة سطحها الكبيرة المحددة [1]. وقد أدى هذا إلى التحسين المستمر لتكنولوجيا التطوير. حاليًا، قام العلماء بتحضير مواد الألومينا النانوية بأشكال مختلفة من أحادية البعد إلى ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك الشكل الكروي، والصفائح السداسية، والمكعب، والقضيبي، والليفي، والشبكي، والزهري، والمجعد، والعديد من الأشكال الشكلية الأخرى [2].   المسح المجهري الإلكتروني لجسيمات الألومينا النانوية   هناك العديد من الطرق لتحضير نانو الألومينا والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات رئيسية حسب طرق التفاعل المختلفة:  طرق الطور الصلب، الطور الغازي، والطور السائل [3]. من أجل التحقق من أن نتائج مساحيق الألومينا النانوية المحضرة هي كما هو متوقع، فمن الضروري وصف هيكل الألومينا تحت كل عملية، والأكثر بديهية من بين العديد من طرق التوصيف هي طريقة المراقبة المجهرية.   يتمتع المجهر الإلكتروني الماسح، باعتباره أحد معدات التوصيف المجهرية التقليدية، بمزايا التكبير الكبير، والدقة العالية، وعمق المجال الكبير، والتصوير الواضح، والإحساس المجسم القوي، وهو الجهاز المفضل لتوصيف هيكل نانو الألومينا.   يوضح الشكل التالي مسحوق الألومينا الذي تم تحضيره بموجب عمليات مختلفة تمت ملاحظتها باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية CIQTEK SEM5000، والذي يحتوي على مساحيق الألومينا النانوية على شكل مكعبات ورقائق وقضبان، وبأحجام جسيمات تتراوح من عشرات إلى مئات النانومترات.     CIQTEK المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية SEM5000   SEM5000 عبارة عن مجهر إلكتروني لمسح انبعاث المجال عالي الدقة وغني بالميزات، مع تصميم أسطواني متقدم، وتباطؤ داخل الأ

  أهمية الكشف عن الإشارات المغناطيسية القلبية يمكن أن يعكس المجال المغناطيسي لجسم الإنسان معلومات حول الأنسجة والأعضاء المختلفة داخل جسم الإنسان. يمكن استخدام قياس المجال المغناطيسي لجسم الإنسان للحصول على معلومات حول الأمراض التي تصيب الإنسان، وقد تجاوز تأثير الكشف وملاءمته قياس الطاقة الحيوية لجسم الإنسان. يبلغ حجم المجال المغناطيسي للقلب بضع عشرات من pT، وهو أحد أقدم المجالات المغناطيسية التي درسها البشر، مقارنة بالمجال المغناطيسي للدماغ. تعد عضلات القلب الأذينية والبطينية من أهم أجزاء الجسم. تخطيط القلب المغناطيسي (MCG) هو نتيجة للتيارات الكهربائية الحيوية المتناوبة المعقدة التي تصاحب الانكماش الدوري والانبساط للعضلات الأذينية والبطينية للقلب. بالمقارنة مع مخطط كهربية القلب (ECG)، لا يتأثر اكتشاف المجال المغناطيسي للقلب بجدار الصدر والأنسجة الأخرى، ويمكن لـ MCG اكتشاف المجال المغناطيسي للقلب من خلال مجموعة مستشعرات متعددة الزوايا ومتعددة الأبعاد، وبالتالي توفير المزيد من المعلومات حول القلب و تمكين التوطين الدقيق لبؤر القلب القلب. بالمقارنة مع التصوير المقطعي والتصوير بالرنين المغناطيسي وتقنيات أبحاث القلب الأخرى، فإن تخطيط القلب المغناطيسي خالٍ تمامًا من الإشعاع. حاليًا، أصبحت تقنية تخطيط القلب المغناطيسي ناضجة بشكل متزايد، مع أكثر من 100000 تطبيق سريري، والتي تنعكس بشكل رئيسي في الجوانب التالية:   01 أمراض القلب التاجية مرض القلب التاجي هو مرض شائع ومتكرر، وفقا للإحصاءات، في الوقت الحاضر، لدى مرضى مرض القلب التاجي في الصين أكثر من 11 مليون شخص. أمراض القلب التاجية هي السبب الأكثر شيوعًا للوفاة، بل إن عدد الوفيات يتجاوز إجمالي عدد الوفيات الناجمة عن جميع الأورام. بالنسبة لمرض القلب التاجي، يكتشف MCG بشكل أساسي عدم تناسق إعادة استقطاب عضلة القلب الناجم عن نقص تروية عضلة القلب. على سبيل المثال، لي وآخرون. تم قياس MCG في 101 مريض مصاب بمرض الشريان التاجي و116 متطوعًا أصحاء. أظهرت النتائج أن المعلمات الثلاثة R-max/T-max وقيمة R والزاوية المتوسطة كانت أعلى بشكل ملحوظ في المرضى الذين يعانون من مرض الشريان التاجي مقارنة بالأشخاص الأصحاء. من بين 101 مريض مصاب بمرض الشريان التاجي، كانت نسب نقص تروية عضلة القلب المكتشفة بواسطة MCG، وتخطيط كهربية القلب، وتخطيط صدى القلب 74.26%، و48.51%، و45.54%، على التوالي، مما أظهر أن دقة تشخيص MCG في المرضى الذين يعانون من مرض الشريان التاجي كانت بشكل ملحوظ. أعلى من تخطيط كهربية القلب وتخطيط صدى القلب. وهذا يدل على أن دقة تشخيص MCG في المرضى الذين يعانون من أمراض القلب التاجية أعلى بكثير من دقة تخطيط القلب وتخطيط صدى القلب. المرجع : كثافة العمليات. جيه كلين. إكسب. ميد. 8(2):2441-2446(2015) 02 عدم انتظام ضربات القلب يتم تعريف عدم انتظام ضربات القلب على أنه خلل في النبض القلبي في موقع المنشأ، وتكرار وإيقاع ضربات القلب، وأي جزء من توصيل النبض. وفقًا للإحصاءات، يبلغ عدد مرضى عدم انتظام ضربات القلب في الصين أكثر من 20 مليونًا، ويمكن استخدام MEG لتحديد مكان آفات مرضى عدم انتظام ضربات القلب بدقة. إيتو وآخرون. قام الباحثون بدراسة 51 مريضًا يعانون من عدم انتظام ضربات القلب، ومن خلال تحليل ثلاثة معلمات لمخططات القلب المغناطيسية، تمكنوا من تحديد موقع البؤر المختلفة التي تسببت في عدم انتظام ضربات القلب (قناة تدفق البطين الأيمن، الجيب الأبهري) بدقة تصل إلى 94%. المرجع : إيقاع القلب، 11(9):1605-1612(2014) 03 فحص قلب الجنين كل عام...

الضوء والكهرباء والحرارة والمغناطيسية كلها كميات فيزيائية مهمة تدخل في قياسات علوم الحياة، مع كون التصوير البصري هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، أدى التصوير البصري، وخاصة التصوير الفلوري، إلى توسيع أفق البحوث الطبية الحيوية بشكل كبير. ومع ذلك، غالبًا ما يكون التصوير البصري محدودًا بإشارة الخلفية في العينات البيولوجية، وعدم استقرار إشارة الفلورسنت، وصعوبة القياس الكمي المطلق، مما يقيد تطبيقه إلى حد ما. يعد التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) بديلاً جيدًا وله مجموعة واسعة من التطبيقات في بعض سيناريوهات علوم الحياة المهمة، مثل فحص آفات أعضاء الجمجمة والعصبية والعضلات والأوتار والمفاصل والبطن، وذلك بسبب اختراقه وانخفاضه خصائص الخلفية والاستقرار. على الرغم من أنه من المتوقع أن يعالج التصوير بالرنين المغناطيسي أوجه القصور المذكورة أعلاه في التصوير البصري، إلا أنه محدود بسبب الحساسية المنخفضة والاستبانة المكانية المنخفضة، مما يجعل من الصعب تطبيقه على التصوير على مستوى الأنسجة بدقة ميكرون إلى نانومتر.    تم تطوير مستشعر مغناطيسي كمي ناشئ في السنوات الأخيرة، ومركز شغور النيتروجين (NV)، وهو عيب نقطة الانارة في الماس،  وتقنية التصوير المغناطيسي القائمة على مركز NV تمكن من اكتشاف الإشارات المغناطيسية الضعيفة بدقة تصل إلى مستوى النانومتر وهي غير -المجتاحة . وهذا يوفر منصة قياس المجال المغناطيسي مرنة ومتوافقة للغاية لعلوم الحياة. وهو فريد لإجراء الدراسات على مستوى الأنسجة والتشخيص السريري في مجالات المناعة والالتهابات، والأمراض التنكسية العصبية، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والاستشعار المغناطيسي الحيوي، وعوامل التباين بالرنين المغناطيسي، وخاصة للأنسجة البيولوجية التي تحتوي على خلفيات بصرية، وانحرافات النقل البصري، وتتطلب تحليل كمي.     تكنولوجيا التصوير المغناطيسي لمركز Diamond NV   هناك نوعان رئيسيان من تقنية التصوير المغناطيسي الماسي NV-center: مسح التصوير المغناطيسي والتصوير المغناطيسي واسع المجال. يتم دمج التصوير المغناطيسي المسحي مع تقنية الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM)، والتي تستخدم مستشعرًا مركزيًا ماسيًا أحادي اللون. طريقة التصوير هي نوع من التصوير بمسح نقطة واحدة، والذي يتمتع بدقة وحساسية مكانية عالية جدًا. إلا أن سرعة التصوير ومدى التصوير يحدان من تطبيق هذه التقنية في بعض المناطق. من ناحية أخرى، يستخدم التصوير المغناطيسي واسع المجال مستشعرًا ماسيًا مربوطًا بتركيز عالٍ من مراكز NV مقارنةً بمركز NV واحد، مما قلل من الدقة المكانية ولكنه يُظهر إمكانات كبيرة للتصوير واسع النطاق في الوقت الفعلي. قد يكون الأخير أكثر ملاءمة للبحث في مجال التصوير المغناطيسي الخلوي.   تطبيقات  مركز NV تكنولوجيا التصوير المغناطيسي واسع المجال في أبحاث الخلايا   التطبيق 1: التصوير المغناطيسي للبكتيريا المغنطيسية   البكتيريا المنجذبة مغناطيسيًا هي فئة من البكتيريا التي يمكنها التحرك بشكل اتجاهي تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي وتكوين جسيمات نانوية مغناطيسية (جسيمات مغناطيسية) في أجسامها، خاصة في التربة والبحيرات والمحيطات. من خلال وضع البكتيريا على سطح الماس واستخدام الأساليب البصرية لاستكشاف حالة الدوران الكمي لمركز NV، يمكن للباحثين إعادة بناء صور مكونات ناقلات المجال المغناطيسي التي تولدها الجسيمات المغناطيسية في البكتيريا بسرعة. يتيح الفحص المجهري للتصوير المغناطيسي واسع المجال التصوير البصري وال...