液體玻璃
關注創建者：金fanfan銀fanfan 創建時間：2019-01-02
液體玻璃的實例教程
日前北京大學物理學院、量子材料科學中心徐莉梅教授課題組及其合作者關于深過冷液體中反常輸運現象及原子層面微觀機理的文章，以“Stretched and compressed exponentials in the relaxation dynamics of a metallic glass-forming melt”為題，在線發表于國際學術期刊Nature Communications。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07759-w
液體玻璃化轉變過程中的動力學行為一直是物理、化學、生物和材料科學等諸多領域的熱點研究問題之一，這不僅歸結于玻璃材料在工程應用方面的潛在價值，還在于玻璃轉變過程涉及很窄溫度區間其動力學多達數十量級的極速變緩這一挑戰性的基礎科學難題。正如2003年諾貝爾物理學獎得主Sir Anthony Leggett在一次演講中所提到的那樣：“Glass: The Cinderella Problem of Condensed-matter Physics。”玻璃形成液體具有諸多簡單液體所不具備的動力學特征，如動力學非e指數弛豫行為這一玻璃液體的典型特征之一。
目前為止，無序非晶體系的研究還沒有很好的理論框架和范式來理解和描述玻璃形成液體和玻璃態物質中的諸多異常行為，特別是在過冷液體淬火過程中，隨著溫度的降低，系統的時空關聯函數會從拉伸e指數衰減（stretched exponential decay）行為逐步轉變為壓縮e指數衰減（compressed exponentials）。玻璃態中后一種形式的衰減常常被認為與體系內部的內應力釋放有關，但其微觀機制確有待于進一步考察。
展開 【引言】
固體-液體界面在許多化學、物理和生物過程中扮演著至關重要的角色，但由于缺少可同時對固體和液體組分適用的高分辨表征手段，至今仍然阻礙著科研人員對這一界面進行全面深入的研究。例如在鋰金屬的枝狀沉積和固體-電解質界面膜（SEI）的形成是影響鋰金屬電池性能和安全的決定性因素，然而直接觀測這些界面卻存在很大的難度，致使圍繞界面行為展開的研究一直是人們爭論的熱點。
【成果簡介】
近日，康奈爾大學的Lena F. Kourkoutis（通訊作者）課題組采用冷凍電鏡技術觀察到了鋰金屬電池中界面膜和枝晶的納米級結構并以此全面深入地理解了發生在該界面的化學過程。該研究通過快速冷凍液體成分（玻璃化液體電解質），獲得了自然狀態下鋰金屬電池中的界面膜結構，之后再利用冷凍掃描透射電鏡技術（cryo-STEM）可對這些界面進行結構和化學圖譜（mapping）表征。實驗表征結果發現，在鋰金屬電池負極共存著兩種不同類型的枝狀物，其中一種擁有外延的SEI層，而另一種枝狀物則由鋰的氫化物組成，這一不同枝狀物的共存現象可能為電池容量減少的機理解釋提供有力的證據支持。該文也闡明了冷凍電鏡技術在探測功能器件界面過程的研究中具有潛在的應用價值。2018年8月15日，相關成果以題為“Cryo-STEM mapping of solid–liquid interfaces and dendrites in lithium-metal batteries”的文章在線發表在Nature上。
展開 準直激光束聚焦到一個玻璃毛細管柱上，其中物質在一個電勢的作用下流動。當粒子通過受照射的區域，它們發出具有特征光譜的熒光。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
圖1. 毛細管電泳系統中采集光學器件FRED模型
FRED可以通過其散射庫一個專門的功能實現熒光現象。通過在概率統計方面演繹發射曲線，可以創建腳本化散射模型來重新指定光線波長。在本例中，將會使用一個廣泛使用的有機染料-羅丹明6G。使用FRED數字化工具采樣發射光譜，并將結果放置在腳本化散射模型中。
為了節省仿真時間，只有到達探測器的散射光線才應該被追跡。FRED中的重要采樣特性就提供這個功能。要設置它，用戶需要選擇模型中的熒光實體，并點擊散射標簽。指定好熒光的腳本化散射屬性到該元件后，將“Scatter Direction Region(s) of interest” 設置為 “Toward an Entity”，此時探測器表面作為選中目標。
完成仿真的圖示如圖所示。紫色代表照明路徑，橙色代表熒光路徑。
圖2. 具有照明和熒光路徑的毛細管電泳仿真
展開 準直激光束聚焦到一個玻璃毛細管柱上，其中物質在一個電勢的作用下流動。當粒子通過受照射的區域，它們發出具有特征光譜的熒光。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
圖1. 毛細管電泳系統中采集光學器件FRED模型
FRED可以通過其散射庫一個專門的功能實現熒光現象。通過在概率統計方面演繹發射曲線，可以創建腳本化散射模型來重新指定光線波長。在本例中，將會使用一個廣泛使用的有機染料-羅丹明6G。使用FRED數字化工具采樣發射光譜，并將結果放置在腳本化散射模型中。
為了節省仿真時間，只有到達探測器的散射光線才應該被追跡。FRED中的重要采樣特性就提供這個功能。要設置它，用戶需要選擇模型中的熒光實體，并點擊散射標簽。指定好熒光的腳本化散射屬性到該元件后，將“Scatter Direction Region(s) of interest” 設置為 “Toward an Entity”，此時探測器表面作為選中目標。
完成仿真的圖示如圖所示。紫色代表照明路徑，橙色代表熒光路徑。
圖2. 具有照明和熒光路徑的毛細管電泳仿真
展開 準直激光束聚焦到一個玻璃毛細管柱上，其中物質在一個電勢的作用下流動。當粒子通過受照射的區域，它們發出具有特征光譜的熒光。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
圖1. 毛細管電泳系統中采集光學器件FRED模型
FRED可以通過其散射庫一個專門的功能實現熒光現象。通過在概率統計方面演繹發射曲線，可以創建腳本化散射模型來重新指定光線波長。在本例中，將會使用一個廣泛使用的有機染料-羅丹明6G。使用FRED數字化工具采樣發射光譜，并將結果放置在腳本化散射模型中。
為了節省仿真時間，只有到達探測器的散射光線才應該被追跡。FRED中的重要采樣特性就提供這個功能。要設置它，用戶需要選擇模型中的熒光實體，并點擊散射標簽。指定好熒光的腳本化散射屬性到該元件后，將“Scatter Direction Region(s) of interest” 設置為 “Toward an Entity”，此時探測器表面作為選中目標。
完成仿真的圖示如圖所示。紫色代表照明路徑，橙色代表熒光路徑。
圖2. 具有照明和熒光路徑的毛細管電泳仿真
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在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。
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圖1. 毛細管電泳系統中采集光學器件FRED模型
FRED可以通過其散射庫一個專門的功能實現熒光現象。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
圖1.毛細管電泳系統中采集光學器件FRED模型
FRED可以通過其散射庫一個專門的功能實現熒光現象。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
圖1. 毛細管電泳系統中采集光學器件FRED模型
FRED可以通過其散射庫一個專門的功能實現熒光現象。
目前，在不同的測溫范圍和不同的使用場合已經用于測溫的物質和由它們制成的溫度計有下列幾種類型：
(1)利用液體或固體熱脹冷縮的特性，以液體的體積變化或固體的變形來測量溫度，如玻璃管液體溫度計和雙金屬溫度計等。
(2)利用液體或氣體在定容下熱脹冷縮后的壓力變化或某種液體的飽和蒸汽壓力隨溫度變化的特性來測量溫度。如充液、充氣和充蒸汽的壓力表式溫度計。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
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但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。
廣泛應用于工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。
常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等，廣泛應用于工業、農業、商業等部門。
2、非接觸式
它的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。
最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法、輻射法和比色法。
在圖1中，代表一個紫外激光束的準直光線集通過物鏡聚焦到一個充滿液體的玻璃毛細管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細管中，右上角的反射鏡擴大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號。垂直于照明路徑的導向光學器件采集熒光來進行分析。
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