你可能很难将小小的纳米发电机和质谱仪关联起来,把先进的技术手段引入本市大气污染防治工作中去

近日,山西晋城市政府召开“大气污染形势分析暨防控推进会议”,并与先河环保签署“晋城市生态环境战略合作协议”。  协议中的合作内容主要包括:空气质量达标规划和目标的确定,制定晋城市空气质量达标规划的实施方案,生态环境改善合作,以及减排方案及治理建议等,为下一步双方在生态环境治理领域的合作明确了重点和方向。合作中,先河环保将成立专家团队,建立覆盖该市范围的大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统,为空气质量改善打下良好基础。  会议上,晋城市副市长首先对晋城的人文、地理、气象、产业结构以及GDP情况进行概述,并重点介绍了本市的大气污染情况。并表示,晋城市政府在环境改善特别是大气环境污染治理方面做了大量工作,也取得了一定的成效,但是空气质量改善仍需进一步提升,需要通过先进的技术手段,对环境状况进行科学的监测、分析和研判,形成系统的环境污染解决方案,最终实现对生态环境的科学化、精细化、精准化管控,提升政府的决策水平和应对能力。  先河环保陈荣强总裁在致辞中首先对晋城市选择先河作为战略合作伙伴表示感谢,同时表示,今年初环保部提出了2+26个大气污染传输通道城市,晋城被纳入其中,这就把大气污染防治工作提高到前所未有的高度,同时也面临巨大的压力。对于防治工作陈总提出五项建议:首先,大气污染防治工作需要一个长期过程,不是一朝一夕就能彻底改变;其次,大气污染防治需要多个部门齐抓共管,仅靠环保一个部门无法达到应有效果;第三,要通过考核机制把压力传导到位,尤其要重视县级区域;第四、要利用新的技术手段提供有效的数据支撑,开展污染治理。对新乡的创新治霾模式进行了重点介绍新乡市多部门定期进行大气污染防治研判会,在会上形成各种交办和督办事项,用于指导大气污染防治工作,并通过网格化精准监控及管理咨询,对整体环境状况进行科学的监测、分析和研判,实现对大气污染防治的精细化、精准化管控,取得良好效果。陈荣强总裁还表示,在市委、市政府和领导的支持下,先河将全力以赴为晋城的天蓝水青地绿做出应有的贡献。  接下来,北京师范大学刘新罡副教授对晋城市大气环境污染的成因做了解析,并结合市区的地理位置、天气因素等,介绍了雾霾的发生发展机制等;先河正态总经理吉元勋针对大气污染防治管理咨询进行深入交流。  最后,晋城市副市长表示,希望通过此次签约与先河开展深度合作,把先进的技术手段引入本市大气污染防治工作中去,为空气质量改善做出实实在在的努力。

你可能很难将小小的纳米发电机和质谱仪关联起来,但聪明的科学家们怎么能放过任何一个解决问题的机会?我们先来一小波关于质谱仪的科普:  质谱仪主要进行成分和结构分析,可以准确测定物质的分子量以及根据碎片特征进行化合物的结构分析。  分析时首先要将分子离子化,然后利用离子在电场或磁场中运动的性质,把离子按质荷比大小排列成谱,这就是质谱。然后利用不同离子的质荷比的不同,就能将不同分子分开啦。  那么问题来了,如何将分子离子化呢?简单的说,可以通过失去或者捕获电荷的方式生产力子,例如:电子发射、质子化或去质子化的方式。  但是这个步骤并不容易,首先效率很低,非常低,如果利用传统的高压电源,99%的能量是被浪费掉的,那都是钱啊!!!更重要的是,目前所有的离子化方法都无法对离子数量进行精确地控制,也就是说,精度不高。这就尴尬了!  摩擦纳米发电机有一个很重要的特性,它可以实现固定电荷量的高压输出。也就是说,如果能将它与质谱仪结合,不仅仅能够准确控制离子数量提高精度,设备的耗能也会大大降低,仪器可以小型化,进而应用于航天和军事等领域。  说起来容易,但解决这个问题,需要国际化的顶尖团队。在佐治亚理工学院、中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和
FacundoFernández
教授共同指导下,李安寅博士和訾云龙博士组成的合作团队,用摩擦纳米发电机(TENG)驱动离子源,实现了离子源在电荷数量、正负极性、信号长短等诸多方面的精确控制,这项工作发表在
Nature Nanotechonlogy
上,思路之巧妙,控制之精确,请看下文!  首先,他们利用摩擦纳米发电机(TENG)将电喷雾离子化和等离子体放电离子化。由TENG提供的固定电荷量可以实现对离子化过程前所未有的精确控制,可以进行纳库精度(nanoColoumb)的可控离子产生。  另外样品消耗也大大减小,通过纳米发电机的驱动,离子脉冲的持续时间、频率、带电性都可以得到有效控制,这样就能将样品消耗降到最小。  与传统高电压技术相比,由于纳米发电机产生的电荷很少,避免了质谱分析中DC高电压下常见的电晕放电现象,首次实现了超高电压(5-9千伏)纳电喷雾(nanoESI)。  这篇
Nature Nanotechonlogy
对工作进行了非常详细的介绍,以下是简单的图文导读:    图1.
离子喷雾枪图片  摩擦纳米发电机所产生的离子源用于分析极其微量的化学和生物样品,其精度可以达到几百个分子。    图2.
通过
TENG实现离子化示意图。  a)实现接触-分离式摩擦发电机(CS)的力学图示。  b)
独立滑动式摩擦发电机(SF)的力学图式。  黄色:Cu电极层  蓝色:FEP层(
?uorinatedethylene
propylene)  红色箭头:摩擦发电机电极的移动方向  脉冲:电子向离子源移动方向(e?,I)  尖针:纳米电雾发射枪  垂直方块:用于接受电子束的钢板,电流值可以用皮安电流表测得(图中的“A”)  c).纳米电子发射枪的暗场图像可以看到摩擦发电机发射的羽毛状电子束,长度单位:1毫米  d).在等效电路中,TENG用电容器(C1)和其他原件来表示(左虚线框)。nanoESI发射枪等效于电容器(C2),可以按设定值发射出电荷,用右虚线框表示。发出的电荷(产生的离子)穿过发射枪和质谱仪(或皮安电流表A)之间的间隙。  另外,CS-TENG电极(a)接在一侧,可以在接触位置重设静电状态,图d中用开关CS表示。    图3.
TENG对纳米电子喷雾的离子化实现精确控制  a)代表TENGs控制离子束过程VOC
-QSC线代表TENGs提供一定电荷后的电压-电荷关系。当纳电喷雾接上时,只有当电压达到特定电压Vonset,电荷才会传递到这个离子源(Cion
source)  接着,大量电荷以电喷雾的离子化形式释放,直到TENG电压降到设定值以下,用绿线Qpulse表示  b)时间-电荷图描述了单CS-TENG驱动的纳米喷雾发射器的离子化脉冲。四条线是使用了不同电阻的结果(
0 GΩ(黑), 0.5GΩ (蓝),1 GΩ(红) 和 1.25
GΩ(绿)),用于调控电荷。绿线对应一种设定条件,约50%电荷并能变成电子喷雾。  c)长时或短时的总离子时间记录图
。使用 SF-TENG得到按需产生的高频脉冲: >5 s (黑), 600 ms (蓝), 300 ms
(红) and 60 ms (绿)。  d)
一次实验中交变极性喷雾脉冲(红+绿)的总离子时间记录。in one experiment and
另一实验中校正的单极脉冲(黑)。  纳米发电机可以帮助质谱仪提高在低浓度下的电喷雾离子源的灵敏度,并将样品的利用率最大化,而且,该纳米发电机已经成功检测各种有机小分子和生物大分子,并达到了可以检测到几百个分子的灵敏度。此外,纳米发电机驱动的交流离子喷雾还可以用于在绝缘表面进行沉积离子材料。  其实,该研究的意义并非如此,这项突破对摩擦纳米发电机(TENG)也同样具有开创性意义,这是第一次将纳米发电机用于设备仪器中,为以后类似的研究提供了思路。TENG取代了质谱设备上原有的离子喷雾电源,为小型质谱设备实现便携化并在极端条件下(例如军事或航天上)应用提供了可能,为了开展空间实验提供了极大地便利。

3月7日,2017胡润全球富豪榜发布,2257位亿万富豪上榜,其中609个中国富豪。王健林家族、马云家族以及被誉为2017胡润全球富豪榜最大黑马的王卫成了大家热议的对象。  在长长的榜单上,仪器信息网小编发现了我国仪器领域大家熟悉的企业家——北京雪迪龙科技股份有限公司敖小强。敖小强以10亿美元的身家位列2017胡润全球富豪榜2114名。  作为雪迪龙控股股东、实际控制人,现年53岁的敖小强持有该公司股份38,026万股,占公司总股本的62.870%。  近两年国家环保政策力度加大,环境监测市场需求旺盛,使得环境监测行业龙头企业雪迪龙近几年的表现也不凡。2012年至2015年,雪迪龙营业收入和归属于上市股东的净利润均保持了30%以上的增长。  受公司规模扩大和产品线增多的影响,雪迪龙2016年营业收入和利润有所下降,但似乎并未对敖小强的“身价”造成多大影响。关于雪迪龙:  北京雪迪龙科技股份有限公司创立于2001年9月,坐落于北京市昌平区国际信息产业基地;注册资金6亿元,是专业从事环境监测、工业过程分析、智慧环保及相关服务业务的国家级高新技术企业。主要业务围绕环境监测、环境信息化及工业过程分析领域的“产品+系统应用+服务”展开,产品始终定位于中高端市场,广泛应用于环保、电力、垃圾焚烧、水泥、钢铁、空分、石化、化工、农牧业及科研等领域,并远销欧美、东南亚、中东、非洲等国家和地区。