التطبيقات

مع تسارع وتيرة التصنيع والنمو المستمر لانبعاثات الملوثات، تُشكل مياه الصرف الصحي العضوية تهديدًا خطيرًا للنظم البيئية وصحة الإنسان. تشير الإحصاءات إلى أن استهلاك الطاقة من معالجة مياه الصرف الصناعي يُمثل 28% من إجمالي استخدام الطاقة في معالجة المياه عالميًا. ومع ذلك، تعاني تقنية فينتون التقليدية من تعطل المحفز، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المعالجة. تواجه المحفزات المعدنية في عمليات الأكسدة المتقدمة اختناقات شائعة: لا يُمكن الحفاظ على دورة الأكسدة والاختزال بفعالية، ومسارات نقل الإلكترونات محدودة، وتعتمد طرق التحضير التقليدية على درجات حرارة وضغط مرتفعين، مع إنتاجية تتراوح بين 11% و15% فقط. ولمعالجة هذه التحديات، قام فريق بحثي من جامعة داليان للتكنولوجيا طوروا محفزًا نانويًا من النحاس والكربون عن طريق اقتران السليلوز التجاري بأيونات النحاس بطريقة الاستبدال الجلفاني الكيميائي الرطب. كما طوروا نظام تحلل مبتكرًا يتميز بـ آلية تحفيز ثنائية القناة (مسار جذري + نقل مباشر للإلكترون) وقدرة واسعة على التكيف مع درجة الحموضة. حققت المادة تحللًا للتتراسيكلين بنسبة 65% خلال 5 دقائق (مقارنةً بأقل من 5% في المحفزات التجارية)، مع استخلاص أيونات النحاس بمعدل أقل من 1.25 ملغم/لتر (أقل من المعيار الوطني البالغ 2.0 ملغم/لتر). في مفاعل السرير المعبأ (PTR)، تمت إزالة أكثر من 99% من الملوثات خلال فترة بقاء 20 ثانية فقط. ومن خلال تمكين النشاط التحفيزي المستدام عبر مسار نقل الإلكترون المباشر، تغلب هذا النهج على مشكلة ضعف التكيف البيئي التي طالما عانت منها المحفزات التقليدية. الدراسة بعنوان "التحلل التحفيزي القوي ثنائي القناة الذي يعتمد على الملوثات العضوية عبر مركبات Cu-C مع الحصاد الإلكتروني الاتجاهي وتوليد الأنواع الجذرية الكلاسيكية" ، تم نشره في مجلة الهندسة الكيميائية . تكوين محفز نانوي من النحاس والكربون باستخدام السليلوز التجاري كدعامة، أدرج الفريق أيونات النحاس عبر طريقة استبدال جلفاني كيميائي رطب لبناء مركبات نانوية من النحاس والكربون ذات نشاط تحفيزي ثنائي القناة. كشفت التوصيفات عن تأثيرات فريدة لنقل الإلكترونات في ظل ظروف مختلفة. تصوير المجهر الإلكتروني الماسح ( سيكتيك SEM5000 ) كشف التطور البنيوي الدقيق أظهر السليلوز النقي شبكةً غير منتظمة، والتي تحولت، بعد تكوينها المركب، إلى كرات نحاسية بقطر 10 نانومتر، تتجمع ذاتيًا لتشكل تجمعات هرمية بقطر 100 نانومتر. وقد ضمنت هذه البنية تشتتًا ونقلًا عاليين للإلكترونات. SEM-EDS أكد توزيع العناصر بشكل موحد. كشفت أطياف الأشعة تحت الحمراء بتقنية فورييه (FTIR) عن ذروة Cu₂O عند 682.31 سم⁻¹ نتيجة تفاعلات الأكسدة والاختزال أثناء عملية التخليق. كما دعم وجود مجموعات C=C وC=O وC–H هذه النتائج، في حين لوحظت ذروة قوية لـ-OH عند 3200-3600 سم⁻¹. أشار تحليل XPS إلى أن إشارات Cu₂p صادرة بشكل رئيسي عن Cu₂(OH)₂CO₃ وC₂O، مع إظهار روابط C₂s لـ C=C وC–C، وهو ما يتوافق مع نتائج FTIR. الشكل 1. تحضير وتوصيف المحفز أداء التحلل التحفيزي في عملية تنشيط بيرسلفات (PDS)، أظهر محفز النحاس-الكربون مساري تحلل مزدوجين: إزالة 65% من التتراسيكلين في 5 دقائق (مقابل أقل من 5% في المحفزات التجارية)، مع استخلاص النحاس بتركيز 1.25 ملغم/لتر فقط، وهو أقل من الحد الوطني. أكدت تجارب المقارنة أن التحلل ناتج عن تحفيز غير متجانس. أظهرت دراسات التحسين على نوع المؤكسد، وجرعة المحفز، وجرعة المؤكسد أداءً متفوقًا لمحفز النحاس-الكربون مقارنةً بالعديد من المحفزات القائمة على النحا...

دفع حدود الطباعة الحيوية مع CIQTEK SEM في معهد الطب الذكي والهندسة الطبية الحيوية بجامعة نينغبو، يُعالج الباحثون التحديات الطبية الواقعية من خلال دمج علوم المواد والأحياء والطب وتكنولوجيا المعلومات والهندسة. وسرعان ما أصبح المعهد مركزًا لابتكارات الرعاية الصحية القابلة للارتداء والرعاية الصحية عن بُعد، والتصوير الطبي المتقدم، والتحليل الذكي، بهدف تحويل الإنجازات المختبرية إلى نتائج سريرية ملموسة. في الآونة الأخيرة، شارك الدكتور لي شاو، نائب العميد التنفيذي للمعهد، أبرز أحداث رحلته البحثية وكيف أحدث تقنيات SEM من CIQTEK وهو يغذي اكتشافات فريقه. CIQTEK SEM في معهد الطب الذكي والهندسة الطبية الحيوية بجامعة نينغبو طباعة المستقبل: من القلوب المصغرة إلى الشبكات الوعائية منذ عام 2016، كان الدكتور شاو رائدًا التصنيع الحيوي والطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد بهدف هندسة أنسجة حية ووظيفية خارج جسم الإنسان. يمتد عمل فريقه من قلوب مصغرة مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد إلى هياكل وعائية معقدة، مع تطبيقات في فحص الأدوية، ونمذجة الأمراض، والطب التجديدي. قلب مصغر مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد بفضل التمويل الذي قدمته مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية في الصين ووكالات البحث المحلية، تمكن مختبره من تحقيق العديد من الإنجازات: استراتيجيات الطباعة الحيوية الذكية :استخدام تأثيرات لف الحبل السائل مع الطباعة الحيوية المحورية لتصنيع الألياف الدقيقة ذات الشكل المتحكم فيه، مما يتيح إنشاء العضويات الوعائية. ألياف خلوية دقيقة قابلة للتجميد :تطوير ألياف دقيقة خلوية موحدة وقابلة للتطوير وقابلة للحفظ بالتبريد من خلال الطباعة الحيوية المحورية، مع إمكانات عالية لزراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد، وتصنيع العضويات، وفحص الأدوية، والزراعة. الأحبار الحيوية التضحية :طباعة شبكات مسامية متوسطة الحجم باستخدام أحبار حيوية من الجيلاتين الدقيق، مما يؤدي إلى بناء مسارات غذائية لتوصيل الأكسجين/العناصر الغذائية بشكل فعال. الأنظمة الوعائية المعقدة :إنشاء شبكات وعائية معقدة باستخدام الطباعة الحيوية المحورية مع تحفيز ترسب الخلايا البطانية في الموقع، وحل التحديات في تكوين الأوعية الدموية في الهياكل المعقدة. الأنسجة المتباينة الخواص :إنشاء أنسجة متباينة الخواص باستخدام الأحبار الحيوية الموجهة للقص وطرق الطباعة المسبقة للقص. هياكل ذات كثافة خلوية عالية :اقتراح تقنية طباعة حمام دعم الجسيمات السائلة الأصلية للحبر الحيوي عالي الكثافة الخلوية، وتحقيق أنسجة حيوية نشطة تشبه الحياة مع التغلب على المقايضة طويلة الأمد بين قابلية الطباعة وقابلية الخلايا للبقاء في الطباعة الحيوية القائمة على البثق. تمهد هذه التطورات الطريق نحو تطوير أنسجة وظيفية قابلة للزرع، وربما حتى أعضاء معدلة هندسيا. تسريع الاكتشاف مع CIQTEK SEM مع التقدم العلمي السريع، يتصدر البحث الطبي الحيوي الابتكار. غالبًا ما تؤدي الكفاءة العالية إلى إنجازات أكبر. ووفقًا للدكتور شاو، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) يعد أحد الأدوات العلمية الأكثر أهمية في المعهد . منذ اعتماد CIQTEK مجهر المسح الإلكتروني للانبعاث الميداني وقد شهد المعهد تقدماً ملحوظاً في كفاءة البحث والابتكار. في الماضي، كان علينا إرسال عينات إلى مختبرات أخرى، وكثيرًا ما كنا ننتظر في طوابير طويلة، مما كان يُبطئ أبحاثنا، كما أوضح الدكتور شاو. "الآن، مع مجهر المسح الإلكتروني من CIQTEK داخليًا، يمكننا التقاط تفاصيل مذهلة للمواد البيولوجية، بدءًا من جزيئات الهيدروجيل بحجم 10 نانومتر ووصولًا إلى شبكات الألياف ال...

في الآونة الأخيرة، حقق فريق بقيادة وانج هاومين من معهد شنغهاي لأنظمة المعلومات الدقيقة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم تقدمًا كبيرًا في دراسة مغناطيسية أشرطة الجرافين النانوية المتعرجة (zGNRs) باستخدام سيكتيك مجهر مسح النيتروجين الشاغر (SNVM) . بناءً على أبحاث سابقة، قام الفريق بحفر نيتريد البورون السداسي (hBN) مسبقًا باستخدام جسيمات معدنية لإنشاء خنادق ذرية موجهة، واستخدموا طريقة الترسيب الكيميائي للبخار التحفيزي في الطور البخاري (CVD) لتحضير أشرطة نانوية من الجرافين الكيرالية في الخنادق، محصلين بذلك على عينات من جسيمات نانوية zGNR بعرض حوالي 9 نانومتر مدمجة في شبكة نيتريد البورون السداسي. ومن خلال الجمع بين قياسات SNVM والنقل المغناطيسي، أكد الفريق مغناطيسيته الذاتية مباشرةً في التجارب. يرسي هذا الاكتشاف الرائد أساسًا متينًا لتطوير أجهزة إلكترونية مغزلية قائمة على الجرافين. وقد نُشرت نتائج البحث ذات الصلة، بعنوان "علامات المغناطيسية في أشرطة نانوية من الجرافين المتعرجة مدمجة في شبكة نيتريد البورون السداسي"، في المجلة الأكاديمية المرموقة. "مواد الطبيعة". الجرافين، باعتباره مادة ثنائية الأبعاد فريدة، يُظهر خصائص مغناطيسية لإلكترونات المدار p تختلف اختلافًا جوهريًا عن الخصائص المغناطيسية الموضعية لإلكترونات المدار d/f في المواد المغناطيسية التقليدية، مما يفتح آفاقًا بحثية جديدة لاستكشاف المغناطيسية الكربونية النقية. يُعتقد أن أشرطة الجرافين النانوية المتعرجة (zGNRs)، التي يُحتمل أن تمتلك حالات إلكترونية مغناطيسية فريدة قريبة من مستوى فيرمي، تتمتع بإمكانيات هائلة في مجال أجهزة الإلكترونيات الدورانية. ومع ذلك، يواجه الكشف عن مغناطيسية أشرطة الجرافين النانوية المتعرجة (zGNRs) من خلال طرق النقل الكهربائي تحديات متعددة. على سبيل المثال، غالبًا ما تكون الأشرطة النانوية المُجمّعة من الأسفل إلى الأعلى قصيرة جدًا بحيث لا يُمكن تصنيع الأجهزة بشكل موثوق. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي التفاعل الكيميائي العالي لحواف أشرطة الجرافين النانوية المتعرجة إلى عدم استقرار أو تشويب غير متساوٍ. علاوة على ذلك، في أشرطة الجرافين النانوية الأضيق، قد يُصعّب الاقتران القوي المضاد للمغناطيسية لحالات الحواف الكشف عن إشاراتها المغناطيسية كهربائيًا. تُعيق هذه العوامل الكشف المباشر عن المغناطيسية في أشرطة الجرافين النانوية المتعرجة. تتميز جسيمات ZGNRs المدمجة في شبكة hBN بثبات أعلى للحافة وتتميز بمجال كهربائي متأصل، مما يخلق ظروفًا مثالية لاكتشاف مغناطيسية جسيمات zGNRs. في الدراسة، استخدم الفريق سيكتيك SNVM في درجة حرارة الغرفة لمراقبة الإشارات المغناطيسية لـ zGNRs مباشرة في درجة حرارة الغرفة. الشكل 1: القياس المغناطيسي لـ zGNR المضمن في شبكة نيتريد البورون السداسية باستخدام مسح مجهر النيتروجين الشاغر في قياسات النقل الكهربائي، أظهرت ترانزستورات zGNR المصنّعة بعرض 9 نانومتر تقريبًا موصلية عالية وخصائص نقل باليستية. تحت تأثير مجال مغناطيسي، أظهر الجهاز مقاومة مغناطيسية متباينة الخواص ملحوظة، مع تغير في المقاومة المغناطيسية يبلغ حوالي 175 Ω عند 4 كلفن، ونسبة مقاومة مغناطيسية تبلغ حوالي 1.3%، واستمرت هذه الإشارة حتى في درجات حرارة تصل إلى 350 كلفن. لم يُلاحظ التباطؤ إلا تحت مجال مغناطيسي عمودي على مستوى ترانزستورات zGNR، مما يؤكد تباينها المغناطيسي. من خلال تحليل تغير المقاومة المغناطيسية مع زاوية الميل، وجد الباحثون أن العزم المغناطيسي عمودي على سطح العينة. علاوة على ذلك، كشف انخفاض ا...

" مجهر مسح إلكتروني انبعاثي ميداني من CIQTEK يفي النظام بالمعايير العالمية الرائدة في جميع المواصفات الرئيسية، ويقدم ضمانًا طويل الأمد، ودعمًا سريعًا لما بعد البيع. بعد عامين من الاستخدام، نحن على ثقة بأن النظام يُقدم قيمة علمية وأداءً متميزًا بتكلفة تنافسية للغاية. — الدكتور تشن تشنغ سو، كبير المهندسين ورئيس مختبر الأحياء الجزيئية، معهد علم البيئة التطبيقي، الأكاديمية الصينية للعلوم في شنيانغ، بمقاطعة لياونينج، يوجد معهد أبحاث مرموق يعود تاريخه إلى عام 1954. وعلى مدار السبعين عامًا الماضية، نما ليصبح قوة وطنية في مجال البحث البيئي - معهد علم البيئة التطبيقي (IAE) ، جزء من الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) يركز المعهد على علم بيئة الغابات، وبيئة التربة، وبيئة التلوث، ويقدم مساهمات كبيرة للحضارة البيئية الوطنية. في عام 2023، ومع اقتراب المعهد من مرحلة حرجة من ترقيات المعدات، اتخذ قرارًا استراتيجيًا لن يؤدي فقط إلى إعادة تشكيل سير العمل البحثي الخاص به، بل سيؤسس أيضًا لحالة نموذجية لـ طلب ل مجاهر مسح إلكتروني (SEM) من CIQTEK في مجال علم الأحياء . IAE CAS: تعزيز الحضارة البيئية من خلال العلم تدير IAE CAS ثلاثة مراكز بحثية رئيسية في دراسات الغابات والزراعة والبيئة ويتذكر الدكتور سو تطوير منصات الخدمات التقنية المشتركة للمعهد. تأسست في عام 2002، مختبر الأحياء الجزيئية هو مرفق رئيسي ضمن مركز التكنولوجيا العامة التابع لـ IAE. على مدار العقدين الماضيين، اقتنى المختبر أكثر من 100 مجموعة من الأجهزة واسعة النطاق متعددة الأغراض، تُقدر قيمتها بأكثر من 7 ملايين دولار أمريكي. يدعم المختبر احتياجات البحث الداخلي، كما يخدم الجمهور من خلال تقديم خدمات الاختبار، بما في ذلك تحليل النظائر والعناصر المتتبعة، وتحديد التركيب البيولوجي، وتحليل العناصر النزرة البيئية، وخدمات البيولوجيا الجزيئية. تألق بأسعار معقولة: أجهزة SEM من CIQTEK تقدم نتائج تفوق التوقعات في الأبحاث البيولوجية، يُعدّ المجهر الإلكتروني الماسح ضروريًا. أوضح الدكتور سو: "يتعامل مختبر المجهر الإلكتروني لدينا مع مجموعة واسعة من العينات البيولوجية، بما في ذلك أنسجة النباتات والحيوانات، والخلايا الميكروبية، وجراثيم الفطريات، والفيروسات، بالإضافة إلى عينات مواد مثل الجسيمات المعدنية، واللدائن الدقيقة، والفحم الحيوي". ال مجهر المسح الإلكتروني المعدني قادر على إنتاج هياكل سطحية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لعينات الحالة الصلبة. وباستخدام كاشف انتقال المسح، يمكنه أيضًا الكشف عن الهياكل الداخلية للعينات الرقيقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجهاز المدمج مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة عالية الأداء (EDS) يتيح إجراء تحليل عنصري نوعي وشبه كمي على أسطح العينات. بحلول عام 2023، لن تتمكن مجاهر المسح الإلكتروني الماسح السابقة (مجهر المسح الإلكتروني البيئي ومجهر المسح الإلكتروني المكتبي) من تلبية الطلب المتزايد على دقة أعلى في التصوير. أصبح من الضروري استخدام FE-SEM جديد. "بعد التقييم الشامل والمراجعة من قبل الخبراء، سلسلة CIQTEK SEM5000 "وتذكر الدكتور سو قائلاً: "لقد تم اختياره من خلال عملية مناقصة عامة تنافسية". مواصفاته الفنية مطابقة للمعايير العالمية، وضمانه الممتد مطمئن، وخدمة ما بعد البيع سريعة الاستجابة. بعد عامين من الاستخدام، نحن راضون جدًا عن قيمته الممتازة. الفحص المجهري CIQTEK SEM في IAE، CAS التميز الذي تم اختباره ميدانيًا: تبرز أجهزة SEM من CIQTEK لي شيو، أحد المشغلين الرئيسيين لجهاز SEM5000 في المعهد، معجب بشك...

تجذب بطاريات أيونات الصوديوم (SIBs) الاهتمام كبديل اقتصادي لبطاريات أيونات الليثيوم، بفضل وفرة الصوديوم في قشرة الأرض (2.6% مقابل 0.0065% لليثيوم). على الرغم من ذلك، لا تزال بطاريات أيونات الصوديوم (SIBs) أقل كثافة في الطاقة، مما يُبرز الحاجة إلى مواد أقطاب كهربائية عالية السعة. يُعد الكربون الصلب مرشحًا قويًا لأنودات بطاريات أيونات الصوديوم (SIBs) نظرًا لانخفاض إمكانية تخزين الصوديوم فيه وسعته العالية. ومع ذلك، تؤثر عوامل مثل توزيع النطاقات الدقيقة للجرافيت، والمسام المغلقة، وتركيز العيوب بشكل كبير على الكفاءة الكولومبية الأولية (ICE) والاستقرار. تواجه استراتيجيات التعديل قيودًا. يمكن أن يؤدي التطعيم بالذرات غير المتجانسة إلى زيادة السعة ولكنه يقلل من كفاءة ICE. تساعد تقنية الترسيب الكيميائي البخاري التقليدي على تكوين مسام مغلقة، ولكنها تعاني من بطء تحلل الميثان، ودورات طويلة، وتراكم العيوب. فريق البروفيسور يان يو في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين (USTC) استخدمت مجهر المسح الإلكتروني (SEM) من CIQTEK لدراسة مورفولوجيا مختلف مواد الكربون الصلب. طوّر الفريق طريقة ترسيب بخاري كيميائي بمساعدة محفز (CVD) لتعزيز تحلل الميثان (CH₄) وتنظيم البنية الدقيقة للكربون الصلب. وقد خفّضت محفزات المعادن الانتقالية، مثل الحديد (Fe) والكوبالت (Co) والنيكل (Ni)، حاجز الطاقة لتحلل الميثان (CH₄) بفعالية، مما حسّن الكفاءة وقلّص زمن الترسيب. ومع ذلك، يميل الكوبالت والنيكل إلى التسبب في تَحَوُّل مفرط للكربون المترسب إلى جرافيت، مُشكِّلين هياكل مستطيلة شبيهة بالجرافيت في كلا الاتجاهين الجانبي والسمكي، مما أعاق تخزين ونقل أيونات الصوديوم. في المقابل، سهَّل الحديد إعادة ترتيب الكربون بشكل مناسب، مما أدى إلى بنية مجهرية مُحسَّنة ذات عيوب أقل ومجالات جرافيت متطورة. أدى هذا التحسين إلى تقليل تخزين الصوديوم غير القابل للعكس، وعزز الكفاءة الكولومبية الأولية (ICE)، وزاد من توافر مواقع تخزين الصوديوم القابلة للعكس. نتيجةً لذلك، حققت عينة الكربون الصلب المُحسّنة (HC-2) سعة عكسية مذهلة بلغت 457 مللي أمبير/ساعة، ونسبة تجميد عالية بلغت 90.6%. علاوةً على ذلك، أكّد حيود الأشعة السينية الموضعي (XRD) وطيف رامان الموضعي وجود آلية تخزين صوديوم تعتمد على الامتزاز، والتداخل، وملء المسام. نُشرت الدراسة في المواد الوظيفية المتقدمة تحت عنوان: هندسة الترسيب الكيميائي للبخار بمساعدة المحفز للكربون الصلب ذي المسام المغلقة الوفيرة لبطاريات أيونات الصوديوم عالية الأداء. كما هو موضح في الشكل 1أ، تم تصنيع الكربون الصلب بطريقة الترسيب الكيميائي للبخار بمساعدة المحفز (CVD) باستخدام الكربون المسامي التجاري كمادة أولية والميثان (CH₄) كغاز تغذية. يوضح الشكل 1د طاقات امتصاص CH₄ ومركباته الوسيطة المنزوعة الهيدروجين على محفزات معدنية (Fe، Co، Ni) وأسطح كربونية مسامية، مما يشير إلى أن استخدام محفزات معدنية يقلل من حاجز الطاقة لتحلل CH₄، حيث يُعد Fe الأكثر فعالية في تعزيز تحلل CH₄ ومركباته الوسيطة. تكشف صور المجهر الإلكتروني النافذ (HRTEM) عالية الدقة في ظل ظروف محفز مختلفة (الأشكال 1e-h) أن: بدون محفز، يظهر الكربون الصلب بنية غير منظمة للغاية مليئة بالعيوب. مع وجود Fe كمحفز، يتميز الكربون الصلب الناتج ببلورات دقيقة قصيرة المدى تشبه الجرافيت ومسام مغلقة مدمجة بين مجالات الجرافيت. يعمل الكوبالت على تعزيز توسع مجالات الجرافيت ويزيد من عدد طبقات الجرافيت. يؤدي النيكل إلى تكوين بنية جرافيتية وحتى تكوين أنابيب نان...

أجرى فريق البروفيسور لاي يويكون من جامعة فوتشو بحثًا مبتكرًا لتلبية الطلب المُلِحّ على الهلاميات المائية اللاصقة القوية في مجالات مثل أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء، والروبوتات اللينة، وهندسة الأنسجة، وضمادات الجروح. تواجه المواد اللاصقة البينية حاليًا تحديين تقنيين رئيسيين: أولًا، صعوبة تحقيق انتقال سريع وعكسيّ بين الحالة اللاصقة وغير اللاصقة؛ وثانيًا، ضعف أداء الالتصاق في البيئات متعددة السوائل. أجرى الفريق مؤخرًا دراسات متعمقة باستخدام مجهر مسح إلكتروني CIQTEK . تم تصنيع هيدروجيل PANC/T من الأكريلاميد (AAm)، وN-أيزوبروبيل أكريلاميد (NIPAM)، ومحلول ميسيلار مكون من كبريتات دوديسيل الصوديوم/ميثيل أوكتاديسيل ميثاكريلات/كلوريد الصوديوم (SDS/OMA/NaCl)، وحمض الفوسفوتنغستيك (PTA). أتاحت التفاعلات الديناميكية بين سلاسل PNIPAM وSDS الالتصاق والفصل عند الحاجة. نتج عن النقع الإضافي في محلول Fe³⁺ هيدروجيل PANC/T-Fe، الذي يحقق التصاقًا قويًا في مختلف البيئات الرطبة. أدى ذلك إلى تطوير هيدروجيل لاصق ذكي ذو واجهة تفاعلية سريعة الاستجابة، وقادر على التحكم في الالتصاق والفصل في ظروف رطوبة مختلفة. وقد تم نشر البحث في المواد الوظيفية المتقدمة تحت عنوان "هلاميات مائية لاصقة يمكن التحكم فيها بوساطة درجة الحرارة مع خصائص التصاق رطبة ملحوظة بناءً على التفاعلات الديناميكية بين السلاسل". تخليق وخصائص هيكلية هيدروجيل لاصق قابل للتحكم يُصنع هيدروجيل PANC/T-Fe عن طريق بلمرة مشتركة لـ AAm محب للماء، وNIPAM محب للماء، وOMA كاره للماء. يعمل PTA كعامل ربط متشابك، مُشكلاً روابط هيدروجينية مع مجموعات الأمينو على سلاسل البوليمر لتكوين شبكة مستقرة. اكتشف الفريق أن التفاعلات بين NIPAM وSDS ضرورية لالتصاق الهيدروجيل الحساس للحرارة. في درجات الحرارة المنخفضة، يتبلور SDS ويلتصق بسلاسل PNIPAM، مما يمنع المجموعات الوظيفية اللاصقة من التفاعل مع الركائز ويقلل الالتصاق. مع ارتفاع درجة الحرارة، تذوب بلورات SDS، مما يُحسن التلامس بين المجموعات اللاصقة والركائز ويزيد الالتصاق بشكل ملحوظ. يُعزز PTA الالتصاق في درجات الحرارة العالية من خلال التفاعل الفيزيائي مع مجموعات الأمينو البوليمرية؛ يضعف هذا التفاعل عند التسخين، مما يُليّن الهيدروجيل ويُولّد المزيد من مواقع الالتصاق. يُمكّن التنظيم الديناميكي بين سلاسل البوليمر من التصاق عكسي عند الطلب. الشكل 1. تركيب الهيدروجيل وآلية الالتصاق الرطب القابل للعكس. آلية تنظيم درجة الحرارة لأداء الالتصاق من خلال تجارب مقارنة، أكد الفريق أن التأثير التآزري لمحلول NIPAM والمحلول الميسيلي هو مفتاح الالتصاق الحساس للحرارة للهلام المائي. تشير نتائج قياس السعرات الحرارية التفاضلية (DSC) إلى أن استجابة درجة الحرارة لا ترتبط بدرجة حرارة المحلول الحرجة المنخفضة (LCST) لمحلول NIPAM، بل تتأثر بتفاعلات NIPAM-SDS، التي تُغير درجة حرارة تبلور SDS. كشف اختبار FT-IR في الموقع أن زيادة درجة الحرارة تُضعف الروابط الهيدروجينية بين السلاسل، مما يُطلق المزيد من المجموعات اللاصقة ويُعزز الالتصاق. كما أكد التحليل الريولوجي التغيرات المرتبطة بدرجة الحرارة في التفاعلات الجزيئية، مما يُؤدي إلى تحول الهيدروجيل من الحالة الصلبة إلى الحالة المرنة. الشكل 2. دراسة آلية الالتصاق الحساس لدرجة الحرارة. التصاق عند الطلب وأداء التصاق قوي في الرطوبة يتميز هيدروجيل PANC/T-Fe بالالتصاق عند الطلب دون الحاجة إلى طاقة خارجية، ويمكن تحقيقه بمجرد وضع الثلج عليه. في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية)،...

أسالمجهر الإلكتروني المعلب (SEM)هو مجهر قوي يستخدم شعاعًا إلكترونيًا عالي الطاقة لمسح سطح العينة، والتقاط الإشارات المنبعثة أو المنتشرة بواسطة الإلكترونات لتوليد صور عالية الدقة للعينة يمكن للمسح الإلكتروني تكبير الصور بآلاف إلى عشرات الآلاف من المرات، مما يكشف عن عالم مجهري غير محسوس بالعين المجردة. تحتسيكتيكالمجهر الإلكتروني الماسح، يمكننا ملاحظة البنية النسيجية الدقيقة لـخلايا جلد السحلية، أيّيسمح بإجراء فحص بصري للخصائص البنيوية للصفائح البلورية في الجلد، مثل حجمها وطولها وترتيبها. لا توفر هذه الصور وليمة بصرية فحسب، بل تقدم أيضًا أدلة مهمة للعلماء لتفسير خصائص المواد، وآليات المرض، ووظائف الأنسجة البيولوجية.الأرقام1. يوالبنية التحتية لجلد السحلية/30 كيلو فولت/الجذعيةفي مجال علم الإلكترونات، يُساعد المجهر الإلكتروني الماسح المهندسين على فحص وصلات اللحام والموصلات الدقيقة على لوحات الدوائر الإلكترونية بدقة لضمان دقة وموثوقية التكنولوجيا. وفي علم المواد، يُمكن استخدام المجهر الإلكتروني الماسح لتحليل أسطح كسور السبائك المعدنية، مما يُحسّن التصميم الصناعي وتكنولوجيا المعالجة. وفي التطبيقات البيولوجية، يُمكن للمجهر الإلكتروني الماسح عرض بنية سطح البكتيريا، بل وحتى مراقبة التفاعلات بين الفيروسات والخلايا المضيفة. الأرقام2. SEM3200/رقاقة عادية 2/10 كيلو فولت/هـتدالمجهر الإلكتروني الماسح ليس مجرد آلة، بل هو بمثابة محقق دقيق يساعدنا على كشف الأسرار المجهرية في الطبيعة والأجسام التي صنعها الإنسان، مما يوفر دعمًا قويًا للبحث العلمي والابتكار التكنولوجي. من خلاله، يمكن للعلماء فهم طبيعة المواد، وبنية الأنسجة البيولوجية، وجوهر مختلف الظواهر المعقدة بشكل أفضل، مما يدفع حدود معرفتنا إلى آفاق جديدة. المفاهيم الخاطئة الشائعة حول SEM: 1. هل صور المجهر الإلكتروني الماسح بالألوان الحقيقية؟ يُنتج المجهر الإلكتروني الماسح صورًا بالأبيض والأسود لأنها ناتجة عن تفاعل الإلكترونات مع العينة، وليس عن موجات الضوء. عادةً ما تُعالَج صور المجهر الإلكتروني الماسح الملونة لاحقًا باستخدام تقنيات التلوين الرقمي لتمييز الهياكل المختلفة أو تحسين التأثيرات البصرية. 2. هل التكبير العالي أفضل دائمًا؟ مع أن المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) يوفر تكبيرًا عاليًا للغاية، إلا أن جميع الأبحاث لا تتطلب أقصى تكبير. فالتكبير المفرط الذي يتجاوز نطاق خصائص العينة لا يزيد من وقت المسح فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى زيادة المعلومات غير ذات الصلة. 3. هل يستطيع المجهر الإلكتروني الماسح رؤية الذرات؟ على الرغم من أن المجهر الإلكتروني الماسح يوفر دقة عالية، إلا أنه غالبًا لا يصل إلى مستوى رصد الذرات الفردية. لرصد البُنى على المستوى الذري، عادةً ما يلزم استخدام المجاهر الإلكترونية النافذة (TEM) أو مجاهر المسح النفقي (STM). 4. هل المجهر الإلكتروني الماسح مناسب فقط للعينات الصلبة والخالية من الحياة؟ في حين صُمم المجهر الإلكتروني الماسح في البداية للمواد الصلبة، فإن التقنيات الحديثة تسمح بمراقبة العينات البيولوجية أيضًا. من خلال عينات محددة بالإضافة إلى العلاجات مثل التجميد، والتجفيف، أو الطلاء بمواد موصلة، يمكن أيضًا استخدام المجهر الإلكتروني الماسح لمراقبة الأنسجة والخلايا البيولوجية. 5. هل يمكن لصور المجهر الإلكتروني الماسح أن تمثل الظروف الفعلية للعينة بشكل كامل؟ صور المجهر الإلكتروني الماسح هي إسقاطات ثنائية الأبعاد مأخوذة من زوايا ومعايير محددة، وقد لا تكشف تمامًا عن البنية ثلاثية الأبعاد والظروف الحقيقية...

استفاد فريق البروفيسور يانيو في USTC ال سيكتيك ستعليبهـإلكترونممجهر SEM3200 لدراسة مورفولوجيا ما بعد الدورة. طوّر الفريق كربونًا غير متبلور ذي عيوب قابلة للتحكم، كمادة مرشحة لطبقة واجهة اصطناعية توازن بين قابلية البوتاسيوم والنشاط التحفيزي. حضّر فريق البحث سلسلة من مواد الكربون بدرجات متفاوتة من العيوب (يُشار إليها بـ SC-X، حيث يمثل X درجة حرارة الكربنة) عن طريق تنظيم درجة حرارة الكربنة. وجدت الدراسة أن مادة SC-800 ذات العيوب المفرطة تُسبب تحللًا كبيرًا للإلكتروليت، مما ينتج عنه طبقة SEI غير متساوية وتقصير دورة الحياة. أما مادة SC-2300، ذات أقل العيوب، فقد أظهرت تقاربًا غير كافٍ للبوتاسيوم، وحفزت نموًا شجريًا للبوتاسيوم بسهولة. أما مادة SC-1600، ذات طبقة كربون مرتبة موضعيًا، فقد أظهرت بنية عيوب مُحسّنة، محققةً أفضل توازن بين محبة البوتاسيوم والنشاط التحفيزي. ويمكنها تنظيم تحلل الإلكتروليت وتكوين طبقة SEI كثيفة وموحدة. أظهرت النتائج التجريبية أن SC-1600@K أظهر استقرارًا طويل الأمد للدورة لمدة تصل إلى 2000 ساعة تحت كثافة تيار تبلغ 0.5 مللي أمبير سم-2 وسعة 0.5 مللي أمبير سم-2. حتى تحت كثافة تيار أعلى (1 مللي أمبير سم-2) والسعة (1 مللي أمبير سم-2حافظت على أداء كهروكيميائي ممتاز مع دورات مستقرة تجاوزت 1300 ساعة. في اختبار الخلية الكاملة، عند إقرانها بقطب موجب PTCDA، حافظت على 78% من قدرتها على الاحتفاظ بالسعة بعد 1500 دورة عند كثافة تيار 1 أمبير/غرام، مما يدل على ثبات ممتاز للدورة. هذا البحث بعنوانتم نشره فيالمواد المتقدمة.الشكل 1:تُعرض نتائج تحليل البنية الدقيقة لعينات الكربون (SC-800، SC-1600، وSC-2300) المُحضرة عند درجات حرارة كربنة مختلفة. باستخدام تقنيات مثل حيود الأشعة السينية (XRD)، وطيف رامان، وطيف الأشعة السينية الضوئية الإلكترونية (XPS)، وتشتت الأشعة السينية واسع الزاوية (WAXS)، تم تحليل البنية البلورية، ومستوى العيوب، ونسبة التطعيم بالأكسجين والنيتروجين في هذه العينات. أظهرت النتائج أنه مع ارتفاع درجة حرارة الكربنة، انخفضت العيوب في مواد الكربون تدريجيًا، وأصبح الهيكل البلوري أكثر انتظامًا. الشكل 2:تم تحليل توزيع كثافة التيار خلال نمو معدن البوتاسيوم على أقطاب كهربائية سالبة مركبة مختلفة باستخدام محاكاة العناصر المحدودة. أظهرت نتائج المحاكاة أن القطب الكهربائي المركب SC-1600@K أظهر توزيعًا منتظمًا للتيار أثناء ترسب البوتاسيوم، مما ساعد على تثبيط نمو الشجيرات بفعالية. بالإضافة إلى ذلك، تم قياس معامل يونغ لطبقة SEI باستخدام مجهر القوة الذرية (AFM)، وأظهرت النتائج أن طبقة SEI على القطب الكهربائي SC-1600@K تتمتع بمعامل مرونة أعلى، مما يدل على صلابتها العالية وقدرتها على تثبيط تكوين الشجيرات. الشكل 3:يُعرض الأداء الكهروكيميائي لأقطاب كهربائية مركبة مختلفة (SC-800@K، وSC-1600@K، وSC-2300@K) في خلايا متماثلة. أظهر قطب SC-1600@K استقرارًا ممتازًا للدورة وانخفاضًا في الجهد الزائد عند كثافات وسعات تيار مختلفة. علاوة على ذلك، أكدت مطيافية المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) واختبار ساند الزمني مزايا قطب SC-1600@K في تثبيط نمو الخلايا الشجيرية والحفاظ على استقرار طبقة SEI. الشكل 4:تم تحليل بنية وتركيب طبقة SEI على أقطاب سالبة مركبة مختلفة باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ المبرد (Cryo-TEM) ومطياف كتلة الأيونات الثانوية لزمن الطيران (ToF-SIMS). أظهرت النتائج أن قطب SC-1600@K يتميز بطبقة SEI موحدة ورقيقة وغنية بالمواد غير العضوية، مما يُسهّل حركية نقل أيونات ا...