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膨張可能な微小球は、ガスが封入された小さな熱可塑性球であり、熱可塑性ポリマーのシェルと封入された液体アルカンガスで構成されています。微小球が加熱されると、シェルが軟化して内部の気圧が劇的に上昇し、微小球が元の体積の 60 倍まで劇的に膨張し、軽量の充填剤と発泡剤の 2 つの機能が得られます。発泡性微小球は軽量フィラーとして、非常に低密度の製品の重量を大幅に軽減できるため、その密度測定は非常に重要です。   図 1 膨張可能な微小球    EASY-G 1330シリーズ真密度試験機の原理 EASY-G 1330 シリーズ真密度試験機はアルキメデスの原理に基づいており、プローブとして小分子径ガスを使用し、理想ガス状態方程式 PV=nRT を使用して、特定の温度および圧力条件下で材料から放出されるガスの体積を計算します。材料の真の密度を決定するために。分子径の小さいガスは窒素やヘリウムと同様に使用できます。ヘリウムは分子径が最も小さく、試料と吸着反応しにくい安定した不活性ガスであるため、置換ガスとしては一般にヘリウムが推奨されます。    EASY-G 1330シリーズ真密度試験機のメリット EASY-G 1330 シリーズ真密度試験機はプローブとしてガスを使用するため、試験サンプルに損傷を与えることなく、サンプルを直接リサイクルできます。また、試験工程においてガスがサンプルと反応せず、機器の腐食を引き起こすことがないため、使用工程の安全率が高い。さらに、ガスは拡散しやすく、透過性が良く、安定性が良いという特徴があり、材料の内部細孔に素早く浸透し、試験結果がより正確になります。   実験手順   ①暖機運転：シリンダの主弁と減圧テーブルを開き、30分以上前に電源スイッチを入れます。ガス減圧テーブルの出力圧力：0.4±0.02MPa。   ②装置の校正：実験を開始する前に、標準鋼球を使用して装置を校正し、装置のすべてのパイプラインでテストされた鋼球の体積が標準値以内であることを確認してから実験を開始します。   ③サンプルチューブの体積の決定：空のサンプルチューブを装置のキャビティに取り付けて締め、ソフトウェアをセットアップし、サンプルチューブの体積を決定し、実験終了時に対応するサンプルチューブの体積を記録します。   ④サンプル秤量：試験誤差を減らすために、できるだけ多くのサンプルを秤量する必要があります。各試験では、サンプルをサンプルチューブ容積の約3/4まで秤量し、空のチュー

近年、世界的な原油価格の高騰により、太陽光発電（PV）に代表される再生可能エネルギー産業が注目を集めています。太陽光発電の中核コンポーネントとして、太陽電池の開発見通しと市場価値が注目されています。世界の電池市場では、太陽電池が約 27% を占めています[1]。 走査型電子顕微鏡は、太陽電池の製造プロセスと関連研究の強化に大きな役割を果たしています。     PV セルは、太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換する光電子半導体の薄いシートです。現在商業的に量産されている太陽電池は主にシリコン電池であり、単結晶シリコン電池、多結晶シリコン電池、アモルファスシリコン電池に分けられる。     太陽電池効率向上のための表面テクスチャリング方法   実際の太陽電池の製造プロセスでは、エネルギー変換効率をさらに向上させるために、通常、セルの表面に特殊なテクスチャ構造が作成され、このようなセルは「無反射」セルと呼ばれます。具体的には、これらの太陽電池の表面のテクスチャ構造は、シリコンウェーハの表面での照射光の反射回数を増やすことで光の吸収を向上させます。これにより、表面の反射率が低下するだけでなく、内部に光トラップが生成されます。これにより、太陽電池の変換効率が大幅に向上します。これは、既存のシリコン太陽電池の効率を向上させ、コストを削減するために重要です[2]。     平面とピラミッド構造面の比較 ピラミッド構造のシリコンウェーハは、平面に比べて入射光の反射光が直接空気中に反射するよりもウェーハ表面で再度作用する確率が高く、散乱光の数が増加します。そして構造の表面で反射され、より多くの光子が吸収されるようになり、より多くの電子正孔ペアが生成されます。    ピラミッド構造に当たる光のさまざまな入射角の光路   表面テクスチャリングに一般的に使用される方法には、化学エッチング、反応性イオン エッチング、フォトリソグラフィー、機械的溝入れなどがあります。中でも化学エッチング法は、低コスト、生産性が高く、方法が簡単であるため、産業界で広く用いられている[3] 。単結晶シリコン太陽電池の場合、結晶シリコンの異なる結晶層上でアルカリ溶液によって生成される異方性エッチングは、通常、結晶シリコンの異なる結晶層上でのアルカリ溶液の異方性の結果である「ピラミッド」形成と同様の構造を形成するために使用されます。ピラミ�

薬剤粉末はほとんどの薬剤製剤の主体であり、その有効性は薬剤の種類だけでなく、粒子サイズ、形状、表面特性、および薬剤を構成する粉末の特性にも大きく依存します。他の種類のパラメータ。薬物粉末の比表面積と細孔サイズの構造は、粒子サイズ、吸湿性、溶解性、溶解、圧縮などの粉末粒子の特性に関連しており、薬物の精製、加工、混合、生産、および包装能力に重要な役割を果たします。医薬品。   さらに、薬物の有効性、溶解速度、生物学的利用能および有効性も、材料の比表面積に依存します。一般的に言えば、一定の範囲内で医薬品粉末の比表面積が大きいほど、溶解および溶解速度がそれに応じて加速され、薬物含有量の均一な分布が保証されます。しかし、比表面積が大きすぎると、より多くの水分が吸着されることになり、薬効の保存や安定性が損なわれます。したがって、医薬品粉末の比表面積を正確、迅速かつ効果的に検査することは、医薬品研究において常に不可欠かつ重要な部分となっています。   医薬品粉末における CIQTEK アプリケーションのケーススタディ   私たちは、さまざまな薬物粉末材料の実際の特性評価事例を組み合わせて、さまざまな薬物表面の物理的特性を特徴づけるためのこの技術の方法と適用可能性を明確に示し、次に薬物の有効期限、溶解速度、有効性に関するいくつかの基本的な分析を行います。製薬業界の高品質な発展に貢献します。    V-Sorb X800 シリーズの比表面積および細孔径分析装置は、高スループット、高速かつ経済的な機器であり、入荷および出荷される最終製品の比表面積の迅速な検査、細孔径分布分析、品質管理、プロセスパラメータの調整を実現できます。 、薬の性能の予測など。   自動 BET 表面積およびポロシメトリー分析装置 CIQTEK EASY-V シリーズ     CIQTEK SEM   1、モンモリロナイト分散液の走査型電子顕微鏡と比表面積・細孔径分析装置   モンモリロナイトはベントナイトの精製と加工によって得られます。ベントナイトは、優れた吸着能力、陽イオン交換能力、吸水膨張能力を備えた特殊な結晶構造により、薬理学において独特の利点を持っています。例: API、医薬品合成、医薬品賦形剤など。   モンモリロナイトは層状構造をしており、比表面積が大きいため、有害物質に対して強力な吸着効果を発揮します。消化管粘液タンパク質と静電気的に結合し、消化管粘膜の保護および修復の役割を�

金属材料とは、光沢、延性、易伝導性、熱伝導などの特性を備えた材料です。一般に鉄金属と非鉄金属の2種類に分けられます。鉄金属には、鉄、クロム、マンガンなどが含まれます。これまでのところ、工業用原材料の構成では依然として鉄と鋼が主流です。多くの鉄鋼会社や研究機関は、SEM の独自の利点を利用して、生産中に遭遇する問題を解決し、新製品の研究開発を支援しています。対応するアクセサリを備えた走査型電子顕微鏡は、鉄鋼および冶金業界が研究を実施し、生産プロセスの問題を特定するための有利なツールとなっています。SEM の解像度と自動化の向上に伴い、材料の分析と特性評価における SEM の応用はますます普及しています。   故障解析は、近年、学者や企業を研究するために軍事企業によって普及されている新しい分野です。金属部品の破損は、軽微な場合にはワークの性能低下につながり、重大な場合には人命事故につながる可能性があります。プロジェクトを安全に運営するためには、故障解析による故障原因の特定と効果的な改善策の提案が不可欠です。したがって、走査型電子顕微鏡の利点を最大限に活用することは、金属材料産業の発展に大きく貢献するものと考えられます。     01 金属部品の引張破壊の電子顕微鏡観察        破壊は常に金属組織の最も弱い部分で発生し、破壊の全過程に関する多くの貴重な情報が記録されるため、破壊の研究では破壊の観察と研究が常に重視されてきました。破壊の形態学的解析は、破壊の原因、破壊の性質、破壊のモードなど、材料の破壊につながるいくつかの基本的な問題を研究するために使用されます。材料の破壊メカニズムを詳しく研究したい場合は、通常、破壊表面の微小領域の組成を分析する必要があり、破壊解析は現在、金属部品の破損解析のための重要なツールとなっています。     図 1 CIQTEK 走査型電子顕微鏡 SEM3100 の引張破壊形態   破壊の性質により脆性破壊と塑性破壊に大別されます。脆性破壊の破面は通常、引張応力に対して垂直であり、巨視的に見ると、脆性破壊は光沢のある結晶質の明るい表面で構成されます。塑性骨折は通常、巨視的に見ると骨折上に細かいディンプルを備えた繊維状です。   破壊解析の実験的基礎は、破壊面の巨視的な形態学的および微細構造的特徴を直接観察および解析することです。多くの場合、肉眼観察により破壊の性質、発生位置、亀裂の進展経路を知ることができますが、破壊原因や破壊機構を解析するために破壊源付近を詳細に調査するには、顕微鏡観察が必要です。破壊は凹凸があり粗い表面であるため、破壊の観察に使用される顕微鏡には、最大の被写界深度、可能な限り広い倍率範囲、および高解像度が必要です。これらのニーズを組み合わせて、SEM は破壊解析の分野で広く使用されています。図 1 3 つの引張破壊サンプル。低倍率の肉眼観察と高倍率の微細構造観察による。サンプル A の破壊は、典型的な脆性破壊特性の川のパターン (図 A) です。サンプル B 巨視的には繊維形態は見られず (図 B)、微細構造には強靭な巣は現れず、脆性破壊のため。サンプル C の巨視的破壊は光沢のあるファセットで構成されているため、上記の引張破壊は脆性破壊です。   02 鋼介在物の電子顕微鏡観察   鋼の性能は主に鋼の化学組成と組織に依存します。鋼中の介在物は主に酸化物、硫化物、窒化物などの非金属化合物の形で存在し、鋼の不均一な組織を引き起こし、その形状、化学組成、物理的要因などは鋼を作るだけでなく、冷間および熱間加工のパフォーマンスは低下しますが、材料の機械的特性にも影響します。非金属介在物の組成、個数、形状、分布は鋼の強度、塑性、靱性、耐疲労性、耐食性などに大きな影響を与えるため、鋼材の金属組織検査において非金属介在物は欠かせない項目となっています。鋼中の介在物の挙動を研究し、対応する技術を使用して鋼中の介在物のさらなる形成を防ぎ、鋼中にすでに存在する介在物を低減することにより、高純度の鋼を製造し、鋼の性能を向上させることが非常に重要です。     図2 介在物の形態     図 3 TiN-Al2O3 複合介在物のエネルギー面スペクトル分析   図2、図3に示す介在物の場合、SEMを用いて介在物を観察し、純鉄に含まれる介在物のエネルギースペクトル分析と併せて、純鉄に含まれる介在物の種類を確認することができます。酸化物、窒化物、複合介在物です。   たとえば、上記の場合の介在物の長さを測定すると、Al2O3 介在物の平均サイズは約 3 μm、TiN と AlN は 5 μm 以内、複合介在物のサイズは 8 μm を超えないことがわかります。 μm; これらの微細な介在物は、電気技術的に純粋な鉄内の磁区を固定する役割を果たし、最終的な磁気特性に影響を与えます。   酸化物介在物 Al2O3 の原因は、製鋼時の脱酸生成物や連続鋳造プロセスの二次酸化物である可能性があり、鋼材中の形状は大部分が球形であり、不規則な形状の一部はごく一部です。介在物を観察する際には、介在物の形態や組成を観察するだけでなく、介在物の大きさや分布にも注目し、介在物レベルを総合的に評価する必要があります。たとえば、故障解析のために介在物がワークピースの亀裂につながる場合、通常、亀裂の発生源には介在物の大きな粒子が見つかるため、故障の原因を特定するには介在物のサイズ、組成、量、形状を研究することが重要です。ワークの。   03 走査型電子顕微鏡による鋼材中の有害析出相の検出方法        析出相とは、飽和固溶体の温度が低下すると析出する相、または固溶化処理後に得られた過飽和固溶体を熟成させることにより析出する相であり、第二相粒子が析出する固相変態過程である。過飽和固溶体から沈殿および脱溶媒和され、核形成される。析出相は鋼において非常に重要な役割を果たしており、その強度、靭性、可塑性、疲労特性、その他多くの重要な物理的および化学的特性に重要な影響を与えます。鋼の析出相を適切に制御することで鋼の特性を強化できますが、熱処理の温度と時間の制御が適切でないと、脆性破壊、容易な腐食などの金属特性の急激な低下を引き起こします。   図4 CIQTEK走査型電子顕微鏡によるSEM3100純鉄析出相の後方散乱図   一定の加速電圧では、基本的に試料の原子番号が大きくなるほど反射電子の発生量が増加するため、反射電子を画像信号として利用して、原子番号ライナー画像や試料上の化学成分分布を表示することができます。試料の表面を一定の範囲で観察できます。Pb の原子番号は 82 で、後方散乱モードでは Pb の反射電子収量が高いため、画像では Pb が明るく白く見えます。   PbやFeは固溶体を生成せず、製錬工程で...

米粒ほどの大きさのラップトップのハードドライブを想像できますか? 磁場中の神秘的な準粒子構造であるスキルミオンは、この「米粒」のより多くの記憶領域とより高速なデータ転送速度を備えて、この一見考えられないアイデアを現実にする可能性があります。では、この奇妙な粒子構造を観察するにはどうすればよいでしょうか? CIQTEK Quantum Diamond Atomicダイヤモンドの窒素空孔 (NV) 中心と AFM スキャン画像に基づいた力顕微鏡 (QDAFM) が答えを教えてくれます。     スキルミオンとは   大規模集積回路の急速な発展により、チップがナノメートルスケールに加工され、量子効果が徐々に明らかになり、「ムーアの法則」は物理的な限界に直面しました。同時に、チップ上に集積された電子部品がこれほど高密度に集積されると、熱放散の問題が大きな課題となっています。人々はボトルネックを打破し、集積回路の持続可能な開発を促進するための新しい技術を緊急に必要としています。   スピントロニクスデバイスは、電子のスピン特性を利用することで情報の保存、転送、処理の効率を高めることができ、これは上記のジレンマを打破する重要な方法です。近年、磁性構造のトポロジカル特性とその関連応用は、次世代スピントロニクスデバイスの情報担体として期待されており、この分野で現在注目されている研究の一つとなっている。   スキルミオン（以下、磁気スキルミオンと呼ぶ）は準粒子の性質を持ったトポロジカルに保護されたスピン構造であり、特殊な磁壁としてその構造は渦を伴う磁化分布となっている。磁壁と同様に、スキルミオンにも磁気モーメント反転が存在しますが、磁壁とは異なり、スキルミオンは渦構造であり、その磁気モーメント反転は中心から外側に向かうもので、一般的なものはブロッホ型です。スキルミオンとニール型スキルミオン。   図 1: スキルミオンの構造の模式図。(a) ニール型スキルミオン (b) ブロッホ型スキルミオン   スキルミオンは、操作の容易さ、安定性の容易さ、小型、駆動速度の速さなどの優れた特性を備えた天然の情報媒体です。したがって、スキルミオンをベースにした電子デバイスは、不揮発性、大容量、高速性、低消費電力といった将来のデバイスの性能要件を満たすことが期待されています。   スキルミオンの用途とは   スカーミオン競馬場の記憶 Racetrack メモリは、磁性ナノワイヤをトラックとして、磁壁をキャリアとして使用し、電流によって磁壁の動きを駆動します。2013 年に研究者らは、より有望な代替品であるスキルミオン競馬場メモリを提案しました。磁壁の駆動電流密度と比較すると、スキルミオンは 5 ～ 6 桁小さいため、エネルギー消費と発熱が少なくなります。スキルミオンを圧縮することにより、隣接するスキルミオン間の距離とスキルミオンの直径を同程度の大きさにすることができ、記憶密度を高めることができます。   図 2: スカーミオンベースの競馬場メモリ   スキルミオントランジスタ スキルミオンはトランジスタの方向にも使用でき、半導体開発に新しいアイデアをもたらします。図 3 に示すように、MTJ (磁気トンネル接合) を使用してデバイスの一端でスキルミオンが生成され、続いてスピン分極電流がスキルミオンをもう一方の端に向かって駆動します。トランジスタのスイッチング状態を実現するために、デバイスの中央にゲートが設置されます。ゲートに電圧を印加すると電場が発生し、材料の垂直磁気異方性が変化し、スキルミオンのオン/オフを制御できます。電圧が印加されていない場合、スキルミオンはゲートを通過してデバイスの他端に達することができ、この状態はオン状態として定義されます。外部電場が印加されるとスキルミオンはゲートを通過せず、この状態がオフ状態と定義されます。   図 3: スキルミオン トランジスタ   スキルミオンベースの型破りなコンピューティング ニューロモーフィックコンピューティングユニットは、従来のコンピューティングユニットと比較して、ニューラルネットワークの観点から低消費電力と大規模なコンピューティングという利点を持っています。ニューロモーフィック コンピューティング ユニットを製造するには、ナノメートル サイズ、不揮発性、低消費電力の要件を満たす必要があります。スキルミオンはそのようなデバイスに新たな可能性をもたらします。スキルミオンは制御された可動性を備えているため、生体神経を適切にシミュレートすることができ、同時に不純物の固定効果をより効率的に取り除くことができ、より堅牢になります。   図4:  (a) スキルミオンベースのニューラルコンピューティングデバイス (b) スキルミオンベースの確率的コンピューティングデバイス   スキルミオンはランダムなコンピューティング デバイスでも使用できます。主流のコンピューティング技術は従来のバイナリ形式で値をエンコードしますが、ランダム コンピューティングはランダムなビット ストリームを継続的に処理できます。従来の半導体回路は、擬似乱数発生器とシフトレジスタを組み合わせて信号を生成するため、ハードウェアのコストが高く、エネルギー効率が低いという欠点がありました。研究者らは最近、熱によるスキルミオンの生成を理論的にも実験的にも発見し、スキルミオンベースのランダム コンピューティング デバイスの基礎を提供しました。   スキルミオン研究の応用における CIQTEK 量子ダイヤモンド原子間力顕微鏡   スキルミオンの研究は適切な観察技術がなければ実施できません。実空間でスキルミオンを観察するには次の技術が一般的に使用されます。 ローレンツ透過型電子顕微鏡 (LTEM)。その原理は、電子ビームを使用してサンプルを透過し、電子にかかるローレンツ力を記録することです。磁気力顕微鏡法 (MFM) は、磁気チップ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 線顕微鏡の原理は、X 線の吸収率がサンプルの磁場を反映することです。もう一つは、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。これらの観察ツールにはそれぞれ、LTEM の厳しいサ​​ンプル サイズ要件、モークの空間分解能の低さ、スキルミオンのイメージングに影響を与える可能性がある MFM チップの磁気特性などの制限があります。   近年、ダイヤモンドの特殊な欠陥構造である窒素空孔（NV）中心の存在が研究者の注目を集めています。NV軸の磁場成分の強度は、NV中心の電子スピンの量子状態をマイクロ波やレーザーで操作して読み取ることで得られます。   NV センター走査型プローブ顕微鏡 (SPM) は、ダイヤモンドの NV センターを AFM プローブチップに統合し、AFM スキャン技...

スピントラップ電子常磁性共鳴 (EPR) 法は、スピントラップ技術と EPR 技術を組み合わせて短寿命フリーラジカルを検出する方法です。     スピントラッピング技術を使用する理由 フリーラジカル は、熱や光などの外部条件下で化合物分子の共有結合によって形成される不対電子を持つ原子または基です。それらは自然界に広く存在します。生物学、化学、医学などの学際的な分野の発展に伴い、科学者たちは多くの病気がフリーラジカルに関連していることを発見しました。しかし、その活性および反応性の性質により、反応で生成されるフリーラジカルは室温では不安定であることが多く、従来の EPR 分光法を使用して直接検出することは困難です。    短寿命のフリーラジカルは、時間分解EPR技術または低温急速凍結技術によって研究できますが、生体系のほとんどのフリーラジカルは濃度が低いため、上記の技術の実装は制限されます。 一方、スピントラッピング技術では、間接的な方法により室温で短寿命のフリーラジカルを検出できます。     スピントラップ技術の基礎   スピントラップ実験では、スピントラップ (フリーラジカルをトラップできる不飽和の反磁性物質) がシステムに追加されます。スピン トラップを追加した後、不安定なラジカルとトラップは、より安定した、または寿命の長いスピン付加物を形成します。スピン付加物の EPR スペクトルを検出し、そのデータを処理および分析することで、ラジカルの種類を反転し、不安定なフリーラジカルを間接的に検出できます。     図1 スピンキャプチャ法の原理（例としてDMPO）     スピントラップの選択   最も広く使用されているスピン トラップは主にニトロンまたはニトロソ化合物で、代表的なスピン トラップは MNP (2-メチル-2-ニトロソプロパン ダイマー)、PBN (N-tert-ブチル α-フェニル ニトロン)、DMPO (5,5-ジメチル-ニトロン) です。 1-ピロリン-N-オキシド)、その構造を図 2 に示します。そして、優れたスピン トラップは 3 つの条件を満たす必要があります。   1. 不安定なフリーラジカルを含むスピントラップによって形成されるスピン付加物は、本質的に安定であり、長寿命である必要があります。 2. スピントラップおよびさまざまな不安定ラジカルによって形成されるスピン付加物の EPR スペクトルは、容易に区別および識別可能である必要があります。 3. スピントラップは各種フリー

電子常磁性共鳴 (EPR または ESR) 技術は、サンプル中の不対電子を直接検出するために利用できる唯一の方法です。その中でも、定量的 EPR (ESR) 法は、サンプル内の不対電子スピンの数を提供できます。これは、反応速度論の研究に不可欠であり、反応機構や商業的応用を説明します。したがって、電子常磁性共鳴技術によってサンプルの不対電子スピン数を取得することは、注目の研究テーマとなっています。  相対定量的 EPR (ESR) と絶対定量的 EPR (ESR) という 2 つの主な定量的電子常磁性共鳴法が利用可能です。     相対定量的 EPR (ESR) 法   相対定量的 EPR 法は、未知のサンプルの EPR 吸収スペクトルの積分面積と標準サンプルの EPR 吸収スペクトルの積分面積を比較することによって実現されます。したがって、相対定量的 EPR 法では、スピン数が既知の標準サンプルを導入する必要があります。 EPR 吸収スペクトルの積分領域のサイズは、サンプル内の不対電子スピンの数だけでなく、実験パラメーターの設定、サンプルの誘電率、サンプルのサイズと形状にも関係します。 、および共振空洞内のサンプルの位置。したがって、相対定量的 EPR 法でより正確な定量結果を得るには、標準サンプルと未知のサンプルが性質が類似し、形状とサイズが類似し、共振空洞内の同じ位置にある必要があります。   定量的 EPR 誤差の原因     絶対定量的 EPR (ESR) 法   絶対定量的 EPR 法とは、標準サンプルを使用せずに、サンプル内の不対電子スピンの数を EPR 検査によって直接取得できることを意味します。 絶対定量的 EPR 実験では、サンプル内の不対電子スピンの数を直接取得するために、テストするサンプルの EPR スペクトル (通常は 1 次微分スペクトル) の二次積分面積の値、実験パラメータ、サンプル量、共鳴空洞分布関数、および補正係数が必要です。サンプルの不対電子スピンの絶対数は、最初に EPR テストを通じてサンプルの EPR スペクトルを取得し、次に EPR の一次微分スペクトルを処理して二次積分面積値を取得し、次に、実験パラメータ、サンプル量、共鳴空洞分布関数および補正係数。   CIQTEK 電子常磁性共鳴分光法   CIQTEK EPR (ESR) 分光法の不対電子スピンの絶対定量化を使用すると、参照サンプルや標準サンプルを使用せずに、サンプル内の不対電子のスピン数を直接取得できます。共鳴空洞分布関数と補正係数は、機器の出荷前に設定されます。分光分析が完了したら、ユーザ

量子特性に基づいた電子スピン センサーは高感度を備えており、電場、磁場、分子またはタンパク質の動力学、核またはその他の粒子などのさまざまな物理化学的特性を調べるために広く使用できます。これらの独自の利点と潜在的な応用シナリオにより、スピンベースのセンサーが現在注目の研究方向となっています。Sc 3 C 2 @C 80 は炭素ケージで保護された非常に安定した電子スピンを有しており、多孔質材料内のガス吸着検出に適しています。Py-COF は、ホルミル基とアミノ基を持つ自己縮合構成要素を使用して調製された、独特の吸着特性を備えた最近出現した多孔質有機骨格材料です。理論上の細孔サイズ 1.38 nm で調製されています。したがって、金属フラーレン Sc 3 C 2 @C 80 ユニット (サイズ約 0.8 nm) は、Py-COF のナノ細孔の 1 つに入ることができます。   金属フラーレンをベースにしたナノスピンセンサーは、多孔質有機骨格内のガス吸着を検出するために、中国科学院化学研究所の研究者Taishan Wangによって開発された。常磁性金属フラーレン Sc 3 C 2 @C 80は、ピレンベースの共有結合性有機構造体 (Py-COF) のナノ細孔に埋め込まれました。Sc 3 C 2 @C 80 スピンプローブ で埋め込まれた Py-COF 内に吸着されたN 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6 および C 3 H 8を EPR 技術 (CIQTEK EPR200-Plus) を使用して記録しました。 )。埋め込まれた Sc 3 C 2 @C 80の EPR シグナルは、 Py-COF のガス吸着特性と規則的に相関していることが示されました。研究結果は、「多孔質有機構造体内のガス吸着のその場プローブのための埋め込みナノスピンセンサー」というタイトルでNature Communicationsに掲載された。     Sc 3 C 2 @C 8の分子スピンを使用した Py-COF のガス吸着特性の調査     研究では、著者らは常磁性特性を持つ金属フラーレン Sc 3 C 2 @C 80  (サイズ約 0.8 nm) を、ガス吸着を検出するためにピレンベース COF (Py-COF) の 1 つのナノ細孔に埋め込まれたスピンプローブとして使用しました。 Py-COF内。次に、埋め込まれた Sc 3 C 2 @C 80 EPR 信号を記録することにより、N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6 および C 3 H 8 ガスに対する Py-COF の吸着特性を調査しました 。Sc 3 C 2 @C 80の EPR シグナルは、 Py-COF のガス吸着特性に規則的に従うことが示されています。また、従来の吸着等温線測定とは異なり、この埋め込み型ナノスピンセンサーは、その場でのリアルタイムモニタリングによってガスの吸着と脱着を検出できます。�