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近年、水素エネルギーおよび炭素回収・利用関連産業、特に水素貯蔵および二酸化炭素回収・変換・利用関連産業が広く注目され、発展している 。H 2、CO 2、その他のガス貯蔵および分離材料の研究は、関連産業の発展を促進するための鍵です。   最近、山東大学のCheng Xingxing教授のグループは、Tetragonum officinale（TO）から三次元網目構造を持つバイオマスセルロースカーボンエアロゲルを合成し、KOH活性化によってカーボンエアロゲルのエネルギー貯蔵性能をさらに強化しました。TOセルロースカーボンエアロゲルの特徴は次のとおりです。軽量 (3.65 mg/cm 3 )、超疎水性、および大きな比表面積 (1840 cm 2 /g) を備えています。TO カーボンエアロゲルは、優れた微細孔容積と豊富な官能基により、さまざまな用途で多機能吸着材料として使用できます。 この物質は、室温で０．６重量％の水素貯蔵容量、１６ｍｍｏｌ／ｇのＣＯ２吸着容量、１２３．３１ｍｇ／ｇのｏ−キシレン、および１２４．５７ｍｇ／ｇのｏ−ジクロロベンゼン吸着容量を有する。低コストで環境に優しく、多機能な TO セルロースカーボンエアロゲルは、水素貯蔵、炭素隔離、ダイオキシン除去などのさまざまな用途に有望です。この研究は、エネルギー貯蔵および環境保護産業で広く使用できる、再生可能なバイオマス資源からの高性能機能性炭素材料の持続可能な設計と製造のための新しく効果的なアプローチを提供します。研究のタイトルは「吸着用途向けのチファ・オリエンタリス由来の多機能カーボンエアロゲル：水素貯蔵、CO 2 捕捉、およびVOC除去」。Removal」がジャーナル Energy に掲載されました。     この研究では、CIQTEK EASY-V 製品ラインが使用されました。       TOセルロースカーボンエアロゲルの製造手順の概略図。     さらに、ガス分離材料の研究の方向において、常州大学の任秀秀教授のグループは、H 2 に特有の二次元（ 2D）二硫化モリブデン（MoS 2 ）をドーピングすることにより、H 2分離用の複合膜を調製することに成功しました。ゾルゲル法を使用して、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン (BTESE) から誘導された微多孔性有機シリカ ネットワークにグラフト化しました。研究結果は、「効率的なH 2分離 のための有機シリカ膜に埋め込まれた層状MoS 2ナノシート」というタイトルで『Industrial & Engineering Chemistry Research』誌に掲載された 。それらの反対のゼータ電位により、加水分解重合反応によって生成されたBTESEゾルと、 MoS 2ナノシートはラメラ境界欠陥のない連続表面を形成しており、MoS 2含有 量の増加に伴い 、BTESE 膜の H 2透過率は 1.85 ~ 2.89 × 10 -7  mol・m -2  s - の範囲で全体的に増加傾向を示しました。1  Pa -1 (552 ～ 864 GPU) であり、BTESE 膜の元の H 2透過率 (491 GPU) よりも高かった 。さらに、 最適化された MoS 2 /BTESE 膜の H 2 /N 2選択性は、 100 °C は 129 で、元の BTESE 膜の 17 よりもはるかに高かった。これらは、BTESE と MoS 2ナノシートの相乗効果によるものである。吸着等温線試験、 拡散係数、エネルギー計算を通じて、非多孔質 MoS 2 は BTESE ネットワークの密度を高め、N 2の通過を防ぎますが、MoS 2の帯電端での良好な吸着によりH 2 の吸着が促進され、それに応じて透過性と選択性の両方が強化され、その結果、材料の優れたH 2 分離能力。 一方、このアプローチは、水素分離のための新しいメカニズムも提供します。     ガス分離のためのMoS 2 /BTESE ネットワークの概略原理。[3]     CIQTEK 高圧ガス吸着特性評価技術     山東大学: ガス貯蔵の応用   セルロースカーボンエアロゲル（CA）の水素貯蔵能力を次の（a）図に示します。CA の水素貯蔵容量は KOH による活性化後に大幅に増加したことがわかります。CA-KOH1 と CA-KOH2 の水素貯蔵容量は類似しており、どちらも室温および 80 bar の水素圧力で 0.61 wt% でした。 。次の (b) 図は、水素吸着のラングミュア線形フィットを示しています。R 2が 80% を超えていることがわかります。これは、 ラングミュア等温線の適用可能性を検証し、水素分子が水素の沸点を超えることを示しています。吸着剤はCA上に単層で物理的に吸着されており、吸着剤の比表面積は水素吸着の性能に影響を与える重要なパラメータの1つです。さらに、この材料は 80 Bar で線形増加傾向を示しており、表面被覆率がまだ飽和に達していないことを示しています。     (a) 室温における活性化 CA の水素等温線。(b) 水素貯蔵 - ラングミュアの直線近似曲線。[2]     CA 材料が 25 °C、30 Bar で二酸化炭素を吸着する能力を以下に示します。圧力の増加に伴って、KOH 活性化されていない CA 材料の吸着容量は 2.2 mmol/g まで増加し、その後は変化しませんでした。KOH 活性化 CA-KOH2 サンプルの吸着能力は、0.5 bar の低圧で 2.14 mmol/g でしたが、高圧では 16 mmol/g まで増加する可能性があり、KOH 活性化バイオマスが効果的な吸着能力であることを示唆しています。高品質なCO2吸着剤の開発手法。CA-KOH2 を除くすべてのサンプルで吸着プラトーが観察され、サンプル表面での飽和吸着が示されました。同様に、次の (b) 図からわかるように、ラングミュア等温線の線形適合は 95% 以上であり、ラングミュア等温線の適用可能性が十分に検証され、吸着剤上の CO2 分子の単層吸着特性が実証されました。全体として、これらの材料の CO2 吸着速度は、報告されている他の非バイオマス材料 (メソポーラス窒化炭素など) よりもはるかに高く、この研究は CO2 回収における廃棄バイオマスの実用性を実証しました。     (a) 室温での活性化 CA のCO 2等温曲線。(b)CO 2 捕捉-ラングミュア線形フィッティング曲線。[2]       常州大学: ガス分離応用   有機シリコン分離膜、...

何世紀にもわたって、人類は磁気とそれに関連する現象を休むことなく研究してきました。電磁気学と量子力学の初期の頃、磁石が鉄に引き寄せられることや、鳥、魚、昆虫が何千マイルも離れた目的地間を移動する能力を人間が想像することは困難でした。これは同じ驚くべき興味深い現象です。磁気の原点。これらの磁気特性は、電子と同様に普及している素粒子の移動する電荷とスピンに由来します。    二次元磁性材料は非常に興味深い研究のホットスポットとなっており、スピントロニクスデバイスの開発に新たな方向性を切り開き、新しい光電子デバイスやスピントロニクスデバイスに重要な用途をもたらします。最近では、『Physics Letters 2021』第 12 号でも 2 次元磁性材料の特集を開始し、理論と実験における 2 次元磁性材料の進歩をさまざまな視点から解説しています。    わずか数原子の厚さの二次元磁性材料は、非常に小さなシリコンエレクトロニクスの基板として使用できます。この驚くべき材料は、ファンデルワールス力、つまり分子間力によって積み重ねられた極薄層のペアでできており、層内の原子は化学結合によって結合されています。原子の厚さしかありませんが、磁気、電気、力学、光学の点で物理的および化学的特性を保持しています。     二次元磁性材料 画像は https://phys.org/news/2018-10-flexy- flat-function-magnets.html から参照   興味深いたとえを使用すると、2 次元磁性材料内の各電子は、N 極と S 極を備えた小さなコンパスのようなもので、これらの「コンパスの針」の方向が磁化の強さを決定します。これらの極小の「コンパスの針」が自発的に整列すると、磁気シーケンスが物質の基本相を構成し、発電機やモーター、磁気抵抗メモリ、光バリアなどの多くの機能デバイスの作製が可能になります。この驚くべき特性により、二次元磁性材料も注目されています。集積回路の製造プロセスは現在改善されつつありますが、デバイスが縮小しているため、すでに量子効果によって制限されています。マイクロエレクトロニクス産業は信頼性の低さや消費電力の高さなどのボトルネックに直面しており、50年近く続いてきたムーアの法則も困難に直面している（ムーアの法則：集積回路上に収容できるトランジスタの数は約2倍になる） 18 か月ごと)。将来的に二次元磁性材料が磁気センサー、ランダムメモリ、その他の新しいスピントロニクスデバイスの分野で使用できれば、集積回路の性能のボトルネックを打破できる可能性があります。    磁性ファンデルワールス結晶が特別な磁気電気効果を持っていることはすでに知られているため、定量的な磁気研究は二次元磁性材料の研究において不可欠なステップです。しかし、そのような磁石のナノスケールでの磁気応答に関する定量的な実験研究はまだ非常に不足しています。いくつかの既存の研究では、ミクロンスケールでの結晶磁性の検出の実現が報告されていますが、これらの技術はまだ磁化に関する定量的な情報を提供していないだけでなく、極薄サンプルの妨げとなる磁気信号と干渉する傾向が非常に高いです。したがって、ナノスケールで材料の磁気特性を調べるためには、検出技術の更新が非常に緊急の課題となります。    この課題に対処するために、CIQTEK は新しい 量子精密測定である量子ダイヤモンド原子間力顕微鏡 (QDAFM)、ダイヤモンド NV センターおよび AFM 走査イメージング技術に基づく走査型 NV 顕微鏡を提供します。ダイヤモンドの窒素空孔 (NV) 中心欠陥のスピンを量子操作して読み出すことにより、磁気特性の定量的非破壊イメージングを実現できます。ナノメートルスケールでの高い空間分解能と個々のスピンの超高検出感度を備えているため、ファンデルワールス磁石の重要な磁気特性を定量的に検出し、その磁化、局所欠陥、磁気の高空間分解能磁気イメージングを実行することができます。ドメイン。非侵襲的であり、広い温度領域をカバーし、広い磁場測定範囲をカバーするという独自の利点があります。生物学や医学の研究分野だけでなく、量子科学、化学、材料科学にも幅広い用途があります。   二次元ヨウ化クロムの磁化図 画像はProbing Magnetism in 2D Materials at the nanoscale withsingle-spin microscopy（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav6926）より引用    以下では、  ナノ磁気共鳴イメージング、超伝導磁気共鳴イメージング、細胞のその場イメージング、およびトポロジカル磁気構造の特性評価におけるQDAFM の具体的なアプリケーションを紹介します。     CIQTEK 量子ダイヤモンド原子間力顕微鏡 (常温バージョンと極低温バージョン)   01 ナノ磁気共鳴イメージング 磁性材料の場合、その静的スピン分布を決定することは物性物理学の重要な問題であり、新しい磁気デバイスの研究の鍵となります。QDAFM は、非侵襲性、広い温度領域のカバー、広い磁場測定範囲などの独自の利点を備えた高空間分解能の磁気イメージングを可能にする新しい方法を提供します。   ブロック型磁壁イメージング 画像はTetienne、JPet al.から参照 極薄強磁性体の磁壁の性質は、走査ナノ磁気測定によって明らかになりました。ネイチャーコミュニケーションズ6, 6733(2015)   02 超電導磁気共鳴イメージング 超伝導体とその渦のミクロスケールの研究は、超伝導のメカニズムを理解するための重要な情報を提供します。低温で動作する QDAFM を使用すると、超伝導体の磁気渦の定量的イメージング研究を実行でき、多数の低温凝縮物質系の磁気測定に拡張できます。   単一磁気渦のスプリアス場の定量的イメージング 画像は Thiel, L. et al. 極低温量子磁力計を使用した定量的ナノスケール渦イメージングから参照されました。ネイチャー ナノテクノロジー 11,677-681 (2016)。   03 細胞 in situ イメージング  細胞内のその場でのナノスケール分子イメージングの達成は、生物学研究にとって重要なツールです。数あるイメージング技術の中でも、試料体内のスピン分布の画像を非破壊で迅速に取得できる磁気共鳴イメージングは​​、いくつかの科学分野で広く使用されています。 特に臨床医学においては、生体への侵襲性がほとんどないため、病気のメカニズムの研究、診断、治療に重要な役割を果たしています。しかし、従来の磁気共鳴イメージング技術は、ミクロンを超える空間分解能の限界を持つセンサーとして磁気誘導...

反強磁性体とは何ですか?   図 1: 反強磁性体の磁気モーメントの配置   鉄の一般的な特性は、強磁性、強誘電性、および強弾性です。2 つ以上の鉄の性質を同時に持つ材料は、マルチフェロイック材料と呼ばれます。マルチフェロイックは通常、強い鉄結合特性を持っています。つまり、材料の 1 つの鉄の特性が、印加電場を使用して材料の強誘電特性を調整するなど、別の鉄の特性を調整し、材料の強磁性特性に影響を与える可能性があります。このようなマルチフェロイック材料は、次世代の電子スピンデバイスとして期待されています。中でも、反強磁性体は印加磁場に対して優れた耐性を示すため、広く研究されています。   反強磁性は、磁気モーメントが逆平行に千鳥状に配置され、巨視的な正味の磁気モーメントを示さない材料の磁気特性です。この磁気的に秩序立った状態は反強磁性と呼ばれます。反強磁性体の内部では、隣接する価電子のスピンが逆方向を向く傾向があり、磁場は発生しません。反強磁性材料は比較的まれで、酸化第一鉄、マンガン鉄合金、ニッケル合金、希土類合金、希土類ホウ化物など、そのほとんどは低温でのみ存在します。ただし、室温で反強磁性材料も存在します。現在研究が盛んに行われているBiFeO3。   反強磁性体の応用展望 反強磁性に関する知識は主に中性子散乱技術の発展によるもので、物質内のスピンの配置を「見る」ことができ、反強磁性の存在を確認できるようになりました。おそらく、ノーベル物理学賞が研究者らに反強磁性体に注目するきっかけを与え、反強磁性の価値が徐々に探求されるようになったのでしょう。   反強磁性材料はイオン化や磁場の干渉の影響を受けにくく、一般的な強磁性材料よりも数桁高い固有振動数と状態遷移周波数を持っています。半導体における反強磁性秩序は、強磁性秩序よりも容易に観察されます。これらの利点により、反強磁性材料はスピントロニクスにとって魅力的な材料となります。   新世代の磁気ランダム アクセス メモリは、強磁性体への情報の書き込みおよび読み取りに電気的方法を使用します。これにより、強磁性体の耐性が低下する可能性があり、安定したデータ保存には役立たないほか、強磁性体の浮遊磁界は高度に集積化されたメモリの重大な障害となる可能性があります。思い出。対照的に、反強磁性体は正味磁化がゼロであり、浮遊磁場を生成せず、外部磁場の影響を受けません。したがって、反強磁性体ベースのメモリは強磁性メモリの問題を完全に解決し、非常に魅力的な潜在的なメモリ材料になります。     図 2: 磁気ランダム アクセス メモリ (インターネットからの画像)   反強磁性ドメインの観察 反強磁性ドメインの研究は観察技術と切り離せません。磁区を観察する一般的な手段は磁気力顕微鏡 (MFM) です。MFM では、磁気針の先端を使用して、原子間力顕微鏡技術を使用してサンプル表面上の磁場力を記録します。X 線顕微鏡。X 線の吸収率がサンプルの磁場を反映するという原理に基づいています。もう 1 つは、光磁気カー効果を利用して磁化分布を測定する光磁気カー顕微鏡法 (Moke) です。各イメージング法の技術は完璧に開発されていますが、反強磁性体の磁性が弱いためにシングルスピン検出には感度が不十分であり、反強磁性体の磁区構造を観察することは困難です。   近年、ダイヤモンドの特殊な欠陥構造である窒素空孔（NV）中心が多くの研究者の注目を集めています。NV センター走査型プローブ顕微鏡は、ダイヤモンドの NV センターを AFM プローブの先端に統合し、AFM 走査技術を組み合わせてサンプル表面の磁区結果を取得します。これには、高感度 (1 T/ Hz1/2)、空間分解能 (10 nm)、および非侵襲性。解像度 (10 nm) と非侵襲性。   ビスマスフェライト BiFeO3 (BFO) は、弱い強磁性を伴う強誘電性と反強磁性を持つマルチフェロイック材料の一種に属しており、マルチフェロイック材料の研究において現在ホットスポットの 1 つです。高分解能中性子回折研究により、BFO が 64 nm の周期を持つ空間磁気構造を持っていることが明らかになりました。2017 年に、I. Gross らは Dr.らは、NV中心走査型プローブ顕微鏡を利用して、室温でBFO膜の反強磁性配列を観察し、その実験結果では、図3に示すように、周期約70nmのスピン振り子磁気構造が観察されました。   図 3: I. Gross らによって観察された BFO 周期磁気構造 NVセンター走査型プローブ顕微鏡を使用 (画像出典: I.Gross et al. シングルスピン磁力計による非共線的反強磁性秩序の実空間イメージング、Nature、2017、549:252)   図 4: F. Aurore らによる NV 中心走査型プローブ顕微鏡を使用した反強磁性構造とスキルミオンの観察 (画像出典: F. Aurore et al. シングルスピン緩和測定による非共線的反強磁性テクスチャーのイメージング、Nature communication、2012、12:767)   さらに、2021年にはF. Auroreら。図 4 に示すように、同様に NV 中心走査型プローブ顕微鏡を使用して、合成反強磁性体の磁壁やスキルミオンなどの磁気構造を観察しました。この実験の結果は、NV 中心走査型プローブ顕微鏡技術を他の反強磁性体にも拡張できることを示唆しています。 、磁気局所スピン波を研究する新たな機会を提供します。     図 5: CuMnAs 反強磁性ドメインの NV 中心走査型プローブ顕微鏡による研究 (画像出典: MS Wörnle et al. 反強磁性ドメインの電流誘起断片化 arXiv:2019, 1912.05287)   MS Wörnle は、NV 中心走査型プローブ顕微鏡を使用して、CuMnAs 反強磁性ドメインの構造構成に対する電流パルスの影響を研究し、大きな抵抗変化が書き込み電流パルスによって誘発される磁区のナノスケールの断片化に関連していることを示しました。磁区構造の電流誘起変化は、交差形状の CuMnAs マイクロデバイスの電流密度分布を画像化することによって、不均一であることがさらに実証されました。     図 6: 反強磁性 Cr2O3 の NV 中心走査型プローブ顕微鏡 (画像出典: WS Huxter et al. シングルスピン量子磁力計による走査グラジオメトリー、arXiv:2202.09130v1)   さらに、Cr2O3 は、室温で反強磁性である、初期に報告されたマルチフェロイック材料です。2022 年に、WS Huxter ら。NV中心走査型プローブ顕微鏡の勾配走査技術を使用して、Cr2O3表面の原子ステップ上のマイクロテスラのオーダーの静磁場分布の測定画像。 &nb...

2022年1月、CIQTEK-QOILTECHが提供するCatLiD-I 675ニアビットフォローオン測定システムは、オルドス山脈の宜山斜面と金西屈曲褶曲帯の間の移行地点に位置する臨興中ガス田で坑井の稼働に成功した。関係者がよく認識している盆地。 この坑井の対象層の継ぎ目上下の岩質は主に泥岩と炭素質泥岩である。炭層は深いところに埋まっており、周囲の井戸では入手可能な参考データが少ない。炭層セクションは、壁の崩壊や坑井の漏洩、ダウンホールのスタック掘削、埋設掘削、その他の複雑な事故が発生しやすいです。また、着陸前進による井戸の傾き調整が大きい。 CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 ニアビットは 2208 m から拾われ、再テスト曲線は上部計器と一致し、正確な着地点を与えるための指針となるデータを提供しました。     着陸時、炭層の前進により軌道は炭層の底部まで下がり、ニアビットのガンマ曲線は炭層の上部から底部までの完全な曲線パターンを測定します。後で炭層内のボーリング孔の軌跡の位置を判断するための基礎となります。 掘削時のニアビットのガンマカーブ変化が高分解能で一目瞭然で、炭層内外および炭層内の位置を正確に判断します。炭層内の脈石の値を正確に変化させることで、軌道の位置を効果的に決定でき、掘削遭遇率とボーリング孔軌道の滑らかさが向上します。     この井戸のサービスセクションは 2,208 ～ 3,208 メートルで、累積映像は 1,000 メートル、掘削遭遇率は 91.7% です。累積ダウンホール時間は 168 時間、純粋な掘削時間は 53.5 時間、平均機械掘削速度は 18.69m/h で、掘削サイクルを大幅に短縮して、完了深度まで掘削する旅です。 CIQTEK-QOILTECH の現場作業員と関連チームが協力して掘削サイクルを短縮し、掘削遭遇率を高め、リスクを軽減し、最終的に全員から高い評価を得ることができました。CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 ニアビット測定システムは完璧な完成品です。