大昌华嘉:谈纳米材料检测技术及难点

纳米材料因其独特的显微结构和组织形貌,使材料的物理、化学和机械性能发生了巨大变化,在新材料、能源、生物医药、电子信息等各领域发挥着举足轻重的作用。表征与检测是科学鉴别纳米材料、认识其多样化结构、评价其特殊性能的根本途径,也是纳米材料产业健康持续发展不可或缺的技术手段。

为促进纳米材料的研究与应用,仪器信息网特别策划了“纳米材料表征及检测技术”专题,并邀请大昌华嘉科学仪器部销售经理严秀英就相关问题进行了讨论。

大昌华嘉科学仪器部销售经理严秀英

仪器信息网:请谈谈纳米材料常用的检测技术有哪些?主要面临哪些难点?未来会有哪些发展趋势?

大昌华嘉:纳米材料的表征是对纳米材料的性质和特征进行的客观表达,主要包括尺寸、形貌、结构和成分等方面的表征。目前,动态光散射技术常用于测量纳米材料的粒度,电子显微技术常用于纳米材料的形貌表征,X射线(或电子)衍射技术常用于纳米材料的结构分析。此外,还有一些其他的测试技术和方法用于纳米材料的表征,如能谱或光谱技术用于分析材料的成分等。

当前,纳米材料的检测主要面临以下难点:

(1)样品前处理:纳米材料颗粒小,易于团聚,故样品在测量前需要进行分散。通常,需要将纳米材料分散在溶液中,并添加表面活性剂或超声辅助以分散均匀。

(2)如何准确计数:目前有部分厂商利用动态光散射技术来测量样品的浓度,但准确性有待考证。另外,电子显微技术也只能表征有限的视野范围内的颗粒,测量结果缺乏整体统计性。

(3)纳米材料稳定性评价:我们通常采用Zeta电位测定法对纳米材料体系做稳定性评价。Zeta电位测定法包括电泳光散射法、流动电位法及超声电声法,电泳光散射法最为常见,但此方法针对高浓度或高电导率的样品体系,测试结果重复性较差。

基于计算机和科学技术的发展,未来纳米材料的表征技术会向着集成化、智能化等方向发展,比如纳米材料的尺寸、形状以及稳定性评价有望在一台仪器上实现;也会涌现新的表征手段。

仪器信息网:请介绍贵司在纳米材料表征方面有哪些产品或解决方案,并谈谈其应用。相比于同类产品,贵司产品在技术上有哪些优势?请举例说明。

大昌华嘉:围绕上述痛点,大昌华嘉在纳米材料表征方面主要提供以下解决方案:

(1)流动颗粒成像分析仪FlowCam Nano——主要用于纳米材料的形貌表征,这款仪器采用动态图像法对大于100nm以上的纳米颗粒进行大小、形貌以及计数测量。目前此款产品相机分辨率高,图像非常清晰,可以帮助用户根据颗粒的形貌进行颗粒分类和溯源。目前在中国市场上,该仪器已成功交付上海硅酸盐研究所和西安交通大学。

流动颗粒成像分析仪FlowCam Nano

(2)德国Particle Metrix纳米颗粒跟踪分析仪ZetaView——主要用于外泌体、病毒、纳米气泡、脂质体等领域。此款仪器主要通过纳米颗粒跟踪技术对10nm-2um之间的纳米颗粒进行大小、浓度、电位测量以及荧光测量,此仪器在技术上可以多达11个位点测量保证浓度测量的准确性,还具有电位测量用于稳定性评价,尤其是对于外泌体应用领域,此款仪器还提供单激光、双激光以及四激光的选择。目前ZetaView无论在外泌体行业或纳米气泡行业都具有相当多的用户,如北京大学医学部、复旦大学、上海交通大学等。

纳米颗粒跟踪分析仪ZetaView

(3)德国Colloid Metrix Zeta电位分析仪Stabino II——主要应用于胶体体系稳定性评价。此款仪器区别于传统的电泳法的Zeta电位分析仪,无需稀释,无需颗粒的光学参数,直接测量5秒内即可得到样品的流动电位、Zeta电位、电导率、以及PH值和温度等;还可在5分钟内完成等电点(IEP)测定,帮助研发人员找到产品稳定的PH值区间。研发人员也可以滴加不同的分散剂,寻找合适的分散剂以助于配方的稳定性。该仪器主要应用于食品饮料行业中配方稳定性开发,生物制药行业中铝佐剂IEP测量,以及高电导率海水电位测量和电池浆料稳定性评价。

电位分析仪Stabino II

(4)美国Microtrac MRB纳米粒度及Zeta电位分析仪NANOTRAC WAVE II——此款仪器采用传统动态光散射技术和电泳法进行纳米粒度和Zeta电位测量,一次加样且无需转移样品即可测量纳米颗粒的粒度和Zeta电位;采用180°检测背散射光,可实现高浓度样品检测。该仪器应用领域非常广泛,几乎涉及所有行业。

纳米粒度及Zeta电位分析仪NANOTRAC WAVE II

仪器信息网:请问贵司代理的多个品牌之间是如何协同合作,为用户提供纳米材料表征解决方案的?

大昌华嘉:公司一直代理众多欧美先进仪器,致力于帮助合作品牌拓展市场,产品范围包括:颗粒、物理、化学、生化、通用实验室的各类分析仪器以及流程仪表设备。上述产品组成公司的三条核心产品线:以颗粒表征为核心的材料表征产品线,以X射线类仪器、元素分析仪、XRF等为主要产品类型的化学分析产品线,以旋光仪、折光仪为核心的物性测试产品线。每一条产品线背后都有专业的产品经理和应用专家支持,该团队可根据客户的具体需求,为其推荐相应的纳米材料表征仪器及解决方案。

仪器信息网:2021年贵司在哪些纳米材料细分领域迎来增长?2022年将会重点布局哪些细分领域?

大昌华嘉:2020年,中国药典新变化与疫情催化的生物制药热潮给大昌华嘉带来新的机遇;2021年,大昌华嘉在生物制药行业延续了快速增长的态势,取得喜人成绩;2022年,公司将重点发力生物制药和能源行业,以取得持续增长。我们也期待众多合作伙伴能推出更多新品,让中国的客户有更多的选择。

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