cmp研磨液廠家使用低場核磁技術研究CMP拋光液的原位分散性

CMP 全稱為 Chemical Mechanical Polishing，即化學機械拋光。該技術是半導體晶圓制造的比備流程之一，對高精度、高性能晶圓制造至關重要。拋光液的主要成分包括研磨顆粒、PH值調節劑、氧化劑、分散劑等。從成分中我們就大概知道了拋光液是一種對分散要求很高的納米材料懸浮液，所以研磨過程中對顆粒的尺寸變化以及顆粒在懸浮液中的分散性都有著極其嚴苛的要求。

低場核磁弛豫技術用于懸浮液中顆粒尺寸變化和顆粒分散性檢測

低場核磁弛豫技術以水分子（溶劑）為探針，可以實時檢測懸浮液體系中水分子的狀態變化。

低場核磁弛豫技術可以區分出納米顆粒與溶劑的固液界面間那一層薄薄的表面溶劑分子，當顆粒尺寸或顆粒分散性發生變化時，顆粒表面的溶劑分子也會發生相應的變化。低場核磁弛豫技術可以靈敏的檢測到這這種變化狀態和變化過程，從而可以快速地評價例如拋光液以及相關懸浮液樣品的分散性和懸浮液中顆粒尺寸的變化過程。

低場核磁弛豫技術與傳統氮氣吸附法有哪些差異？

在低場核磁弛豫技術還未應用于拋光液領域之前，蕞常用的方法是用氮氣吸附法來表征顆粒的比表面積。但是在實際的研發與生產過程中，研究人員發現就算氮氣吸附法表征的研磨顆粒的比表面積非常穩定，拋光過程中還是會發生拋光液性能不穩定的情況。而這種情況很可能是研磨顆粒在溶劑體系中發生了團聚，進而發生了尺寸上的變化而導致蕞終研磨性能的問題。低場核磁弛豫技術可直接用于研磨液原液的分散性檢測，可以快速評價懸浮液體系的分散性而被廣泛應用于CMP拋光液的研發與生產控制中。

低場核磁弛豫技術還能用于哪些領域？

低場核磁弛豫技術除了用于半導體CMP拋光液，還可以用于國家正大力扶持的新能源電池漿料，光伏產業的導電銀漿，石墨烯漿料，電子漿料等新材料領域。這些方向都非常適合采用低場核磁弛豫技術來研究其原液的分散性、穩定性。

低場核磁弛豫分析儀：

低場核磁共振技術研究國產cmp研磨液

什么是cmp研磨液？

CMP 全稱為 Chemical Mechanical Polishing，即化學機械拋光。該技術是半導體晶圓制造的比備流程之一，對高精度、高性能晶圓制造至關重要。拋光液的主要成分包括研磨顆粒、PH值調節劑、氧化劑、分散劑等。從成分中我們就大概知道了拋光液是一種對分散要求很高的納米材料懸浮液，所以研磨過程中對顆粒的尺寸變化以及顆粒在懸浮液中的分散性都有著極其嚴苛的要求。

低場核磁共振技術研究國產cmp研磨液

低場核磁弛豫技術以水分子（溶劑）為探針，可以實時檢測懸浮液體系中水分子的狀態變化。

低場核磁弛豫技術可以區分出納米顆粒與溶劑的固液界面間那一層薄薄的表面溶劑分子，當顆粒尺寸或顆粒分散性發生變化時，顆粒表面的溶劑分子也會發生相應的變化。低場核磁弛豫技術可以靈敏的檢測到這這種變化狀態和變化過程，從而可以快速地評價例如拋光液以及相關懸浮液樣品的分散性和懸浮液中顆粒尺寸的變化過程。

低場核磁弛豫技術與傳統氮氣吸附法有哪些差異？

在低場核磁弛豫技術還未應用于拋光液領域之前，蕞常用的方法是用氮氣吸附法來表征顆粒的比表面積。但是在實際的研發與生產過程中，研究人員發現就算氮氣吸附法表征的研磨顆粒的比表面積非常穩定，拋光過程中還是會發生拋光液性能不穩定的情況。而這種情況很可能是研磨顆粒在溶劑體系中發生了團聚，進而發生了尺寸上的變化而導致蕞終研磨性能的問題。低場核磁弛豫技術可直接用于研磨液原液的分散性檢測，可以快速評價懸浮液體系的分散性而被廣泛應用于CMP拋光液的研發與生產控制中。

低場核磁弛豫技術還能用于哪些領域？

低場核磁弛豫技術除了用于半導體CMP拋光液，還可以用于國家正大力扶持的新能源電池漿料，光伏產業的導電銀漿，石墨烯漿料，電子漿料等新材料領域。這些方向都非常適合采用低場核磁弛豫技術來研究其原液的分散性、穩定性。

低場核磁技術研究硅膠老化

由于硅膠制品的使用越來越頻繁，硅膠產品在多數人的印象中是性能優異且各方面使用體驗都很好，許多老客戶也慢慢感覺到硅膠制品老化的現象，硅膠制品為什么會出現老化現象。

硅膠產品為什么會出現老化？

硅橡膠樹脂的粘合性比許多橡膠都要高，但硅膠同其它橡膠一樣，也會發生老化現象，由于內部分子鏈斷裂，使硅膠的性能發生了很大的變化。對于橡塑制品來說，硅膠產品危害蕞大的就是紫外線，紫外線會直接導致橡膠分子鏈的斷裂，這是因為硅膠制品可吸收光能使橡膠內產生自由分子。

硅膠產品老化的原因主要有以下三點：

1. 經常有高溫或高溫環境。高溫度會加速硅膠材料的氧化環境，從而導致老化。

2. 化學因素。歸根結底，硅膠材料是一種化學物質，有些化學因素會加速其老化。

3. 臭氧。硅材料很怕臭氧，會使硅膠制品的性能迅速下降，老化得很快。

硅膠老化的試驗方法：

硅膠老化是硅膠性能受損的主要原因之一。由于產品的配方和使用條件各異，老化歷程快慢不一，所以，需要通過檢測技術對硅膠樣品進行測試，以評定硅膠老化的程度及其對性能的影響。低場核磁技術可用于硅膠老化檢測。

低場核磁技術研究硅膠老化基本原理：

低場核磁共振技術是通過測定恒定磁場強度下樣品中1H的弛豫時間,從而獲得分子結構動態信息的方法。其基本原理是通過施加射頻脈沖給予處于恒定磁場中的樣品,使氫質子發生共振,質子所吸收的射頻波能量以非輻射的方式釋放后返回到基態,此過程被稱為弛豫過程。弛豫又可分為橫向弛豫和縱向弛豫,樣品內部氫質子所處物理化學環境及存在狀態決定了弛豫時間的長短。從物理機制上,核磁弛豫過程是自旋氫原子核與環境之間通過相互作用進行能量交換的過程。核磁共振是自旋不為零的原子在靜磁場中被磁化后,與特定射頻場產生共振吸收現象,吸收射頻脈沖能量后自旋核與周圍物質相互作用,釋放能量,并恢復初始狀態過程。

硅膠老化是交聯體系發生變化的綜合過程,核磁共振的弛豫機制對這種變化具有高敏感性,其主要表現為橫向弛豫時間T2隨反應時間延長的規律性變化。因此通過研究老化過程中硅膠樣品的弛豫時間變化規律及其與老化性能的關系,就可以間接評估硅膠老化的特性。

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低場核磁技術研究納米銀顆粒團聚

顆粒團聚可分為三種狀態：

凝聚體：指以面相接的原級粒子，其表面積比其單個粒子組成之和小得多，這種狀態再分散十分困難。

附聚體：指以點、角相接的原級粒子團族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結構。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯成結構松散似棉絮的團狀物。在這種結構中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團聚與分散

顆粒表面濕潤性對粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎。固體顆粒被液體潤濕的過程主要基于顆粒表面的潤濕性。固體表面的濕潤性由其化學組成和微觀結構決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場核磁技術研究納米銀顆粒團聚的基本原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態密切相關，自由狀態的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態、分散性穩定性、親和性以及潤濕性等問題。

低場核磁技術研究鋰電顆粒團聚

顆粒團聚可分為三種狀態：

凝聚體：指以面相接的原級粒子，其表面積比其單個粒子組成之和小得多，這種狀態再分散十分困難。

附聚體：指以點、角相接的原級粒子團族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結構。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯成結構松散似棉絮的團狀物。在這種結構中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團聚與分散

顆粒表面濕潤性對粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎。固體顆粒被液體潤濕的過程主要基于顆粒表面的潤濕性。固體表面的濕潤性由其化學組成和微觀結構決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場核磁技術研究鋰電顆粒團聚的基本原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態密切相關，自由狀態的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態、分散性穩定性、親和性以及潤濕性等問題。

低場核磁技術研究濕顆粒團聚

顆粒的團聚根據其作用機理可分為三種狀態：

凝聚體：指以面相接的原級粒子，其表面積比其單個粒子組成之和小得多，這種狀態再分散十分困難。

附聚體：指以點、角相接的原級粒子團族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結構。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯成結構松散似棉絮的團狀物。在這種結構中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團聚與分散

顆粒表面濕潤性對粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎。固體顆粒被液體潤濕的過程主要基于顆粒表面的潤濕性。固體表面的濕潤性由其化學組成和微觀結構決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場核磁技術研究濕顆粒團聚的基本原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態密切相關，自由狀態的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態、分散性穩定性、親和性以及潤濕性等問題。

低場核磁技術研究顆粒的團聚狀態

顆粒的團聚根據其作用機理可分為三種狀態：

凝聚體：指以面相接的原級粒子，其表面積比其單個粒子組成之和小得多，這種狀態再分散十分困難。

附聚體：指以點、角相接的原級粒子團族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結構。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯成結構松散似棉絮的團狀物。在這種結構中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團聚與分散

顆粒表面濕潤性對粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎。固體顆粒被液體潤濕的過程主要基于顆粒表面的潤濕性。固體表面的濕潤性由其化學組成和微觀結構決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場核磁技術研究顆粒的團聚狀態原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態密切相關，自由狀態的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態、分散性穩定性、親和性以及潤濕性等問題。

低場核磁技術研究超臨界co2提高采收率

什么叫超臨界二氧化碳？

超臨界二氧化碳其實就是二氧化碳界于氣體和液體之間的狀態。可以分三點來理解：

1、隨著溫度和壓力的變化，任何一種物質都存在三種狀態氣、液、固。液、氣共存狀態的點叫臨界點。

2、超臨界流體是指溫度和壓力均高于其臨界點的流體。

3、超臨界二氧化碳就是CO2的超臨界狀態。

二氧化碳的超臨界態，在一定的溫度和壓力下呈現。并且具有怊強的溶解能力，可以根據溫度和壓力調節溶解能力；

低場核磁技術研究超臨界co2提高采收率基本原理：

CO2作為注氣驅油最常用的氣體之一,由于超臨界CO2提高采收率方面優異的表現,以及可以同時完成碳的捕集和封存,受到廣泛的關注和探究。核磁共振測試(NMR)直觀的探究油相在孔隙中的分布和流動狀態。配合多場耦合配件，實現壓力、溫度對二氧化碳的相態有明顯的控制作用。當壞境處于臨界溫度及臨界壓力時，CO2會以超臨界態的形式存在，他既有氣態性質，又有液態性質，能夠快速溶解孔隙的有機物，而核磁無法檢測到不含H的超臨界CO2氣體，有效評價儲層采收率的提高效果，定量研究油氣開采過程。

低場核磁實驗裝置架構圖

實驗研究表明，氮氣驅蕞終采收率為35.12%，CO2驅最終采收率約為38.40%，在實驗條件（32 MPa、75 ℃）下，CO2為超臨界狀態，具有較強的傳質擴散能力，且實驗壓力高于原油與CO2的最小混相壓力（25.0 MPa），在CO2驅過程中驅替前緣易形成混相；而N2在同等條件下較難與原油混相，同時CO2與原油之間的相互作用強于N2，因此CO2驅采收率高于N2。

低場核磁儀器

低場核磁技術研究漿料小顆粒團聚

漿料小顆粒團聚可分為三種狀態：

凝聚體：指以面相接的原級粒子，其表面積比其單個粒子組成之和小得多，這種狀態再分散十分困難。

附聚體：指以點、角相接的原級粒子團族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結構。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯成結構松散似棉絮的團狀物。在這種結構中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團聚與分散

顆粒表面濕潤性對粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎。固體顆粒被液體潤濕的過程主要基于顆粒表面的潤濕性。固體表面的濕潤性由其化學組成和微觀結構決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場核磁技術研究漿料小顆粒團聚的基本原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態密切相關，自由狀態的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態、分散性穩定性、親和性以及潤濕性等問題。

低場核磁技術研究膠體溶脹過程

親水膠體的溶脹過程是高聚物吸收液體而體積增大過程的現象。膠體化合物的分子結構中含有許多親水基團，能與水分子發生作用。質點水化后似分子狀態分散于水中，形成親水膠體溶液。如動物膠汁、酶的水溶液及其他含蛋白質的生化制劑、天然的多糖類、粘液質及樹膠等等遇水后所形成的膠體溶液均屬此類。親水膠體絕大多數為高分子化合物，所以親水膠體溶液也稱高分子水溶液。隨著非極性基因數目的增多，膠體的親水性能降低，而對半極性溶媒及非極性溶媒的親和力增加，膠體質點分散在這些溶媒中時，形成的溶液稱為親液膠體溶液或高分子非水溶液。

溶脹是否發生，決定于高聚物和液體的性質。線型高聚物先溶脹而后溶解，體型高聚物只溶脹而不溶解。例如明膠能在水中溶脹，但在有機溶劑中卻不溶脹；橡膠能在苯中溶脹，但在水中卻不溶脹。有些高聚物在溶脹后會形成溶膠。例如明膠在水中和橡膠在苯中，加熱時會形成溶膠。

溶膠又稱膠體溶液。由分散質的微粒(線性大小一般在10的負5–7次方厘米間)分散在介質中所形成的分散物系。根據與液體分散介質的關系，可分為親液溶膠和憎液溶膠兩類。與未分散的物質相比，分散相的粒子非常小，總面積非常大，這是溶膠具有的特性。

溶脹過程和膠溶過程實際上就是膠體粒子的再分散過程。膠體粒子本身具有一定的穩定性，比如電荷排斥，水化層的存在等。當這些條件消失的時候，膠體粒子就會團聚，所以加熱、加電解質、加相反電荷的膠體等無非是去掉電荷，去掉水化層（或者溶劑層），使膠體團聚在一起。

膠體團聚后，有可能進一步脫水發生化學反應，生成化學鍵，這樣就不會再溶解，再分散了；但是也有可能重新結合水或者溶劑,這時候凝聚了的膠體粒子就體積增大（由于顆粒之間增加了溶劑），即——溶脹，甚至完全分散，溶劑化，即——膠溶。

低場核磁技術研究膠體溶脹過程：

低場核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網絡的水傳輸和微觀結構方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場核磁共振（LF-NMR）主要用于通過測量弛豫時間來闡明反映結構異質性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無創、無損的測定水組分分布的方法。該方法可快速評價顆粒原液的團聚與分散狀態，可用于膠體溶脹過程研究。

低場核磁技術研究水凝膠的保水性

什么是水凝膠？

水凝膠（Hydrogel）是由親水性聚合物鏈通過化學或物理交聯而形成的三維網絡。它可以充分吸水而不溶于水，自身顯著溶脹的同時仍保持其原有的三維結構。水凝膠含有大量的水（可達90%），質地柔軟，性狀可變，物理性質與生物組織類似，具有優異的生物相容性，可負載不同材料，包容性及強，同時其力學性質可調，是一類優秀的生物材料。

水凝膠的分類

水凝膠有多種分類方式。根據材料來源可分為天然水凝膠（如透明質酸、膠原蛋白、海藻酸鈉等）和人工合成水凝膠（如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等）。人體的許多組織（如肌肉、角膜、血管等）都可以歸為天然水凝膠，這也就使得水凝膠在生物醫學、人體組織方面有巨大的應用潛力。

水凝膠的應用

水凝膠生物相容性、生物可降解性、高吸水、保水的特性使其廣泛適用于環境工程、柔性傳感、電化學等許多領域，尤其是生物醫學領域，包括組織工程、藥物輸送系統、傷口敷料、生物傳感器、隱形眼鏡、人工細胞等，有著廣泛的應用。

水凝膠作為新型功能材料，具有高吸水保水性、生物相容性好、柔韌等特點，通過不同材料的選擇以及改性、復合等手段賦予其特定性能如自愈合性、環境響應特性等。因此，關于水凝膠的研究數不勝數。同時水凝膠及其衍生物在各個領域應用越來越廣泛，其研究價值絕不僅限于此，這也是其大火的原因。

水凝膠的保水性

水凝膠因其優異的柔性、親水性和生物相容性等特點在組織工程、傷口敷料、藥物輸送、柔性電子、智能器件、能源等領域應用廣泛。然而，由于水凝膠中含有大量水分，水分不可避免地蒸發，而導致水凝膠在空氣中逐漸脫水，造成水凝膠柔性、彈性等功能逐漸喪失，這已嚴重限制了水凝膠的實際應用。因此，提高水凝膠的保水性對改善水凝膠的穩定性、延長水凝膠的使用壽命、擴展水凝膠的實際應用具有重要意義。

低場核磁技術研究水凝膠的保水性

低場核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網絡的水傳輸和微觀結構方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場核磁共振（LF-NMR）主要用于通過測量弛豫時間來闡明反映結構異質性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無創、無損的測定水組分分布的方法。

對于水凝膠，不同環境中的水，如凝膠內水或外水，可能表現出不同的弛豫性質。T2組分對應的幅度可以定量并計算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網絡網孔尺寸之間的比例關系，可以描繪溶脹過程中由于濃度效應引起的水凝膠網絡網孔尺寸變化。因此，低場核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過程中水的動態傳輸和微觀結構變化的有力工具。此外，低場核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測量水凝膠的T2分布。低場核磁技術是研究水凝膠的保水性非常適用的一種技術。

紐邁PQ001系列核磁共振分析儀

低場核磁技術研究水凝膠的保水性能

什么是水凝膠？

水凝膠（Hydrogel）是由親水性聚合物鏈通過化學或物理交聯而形成的三維網絡。它可以充分吸水而不溶于水，自身顯著溶脹的同時仍保持其原有的三維結構。水凝膠含有大量的水（可達90%），質地柔軟，性狀可變，物理性質與生物組織類似，具有優異的生物相容性，可負載不同材料，包容性非常強，同時其力學性質可調，是一類優秀的生物材料。

水凝膠的分類

水凝膠有多種分類方式。根據材料來源可分為天然水凝膠（如透明質酸、膠原蛋白、海藻酸鈉等）和人工合成水凝膠（如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等）。人體的許多組織（如肌肉、角膜、血管等）都可以歸為天然水凝膠，這也就使得水凝膠在生物醫學、人體組織方面有巨大的應用潛力。

水凝膠的應用

水凝膠生物相容性、生物可降解性、高吸水、保水的特性使其廣泛適用于環境工程、柔性傳感、電化學等許多領域，尤其是生物醫學領域，包括組織工程、藥物輸送系統、傷口敷料、生物傳感器、隱形眼鏡、人工細胞等，有著廣泛的應用。

水凝膠作為新型功能材料，具有高吸水保水性、生物相容性好、柔韌等特點，通過不同材料的選擇以及改性、復合等手段賦予其特定性能如自愈合性、環境響應特性等。因此，關于水凝膠的研究數不勝數。同時水凝膠及其衍生物在各個領域應用越來越廣泛，其研究價值絕不僅限于此，這也是其大火的原因。

水凝膠的保水性能

水凝膠因其優異的柔性、親水性和生物相容性等特點在組織工程、傷口敷料、藥物輸送、柔性電子、智能器件、能源等領域應用廣泛。然而，由于水凝膠中含有大量水分，水分不可避免地蒸發，而導致水凝膠在空氣中逐漸脫水，造成水凝膠柔性、彈性等功能逐漸喪失，這已嚴重限制了水凝膠的實際應用。因此，提高水凝膠的保水性能對改善水凝膠的穩定性、延長水凝膠的使用壽命、擴展水凝膠的實際應用具有重要意義。

低場核磁技術研究水凝膠的保水性能

低場核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網絡的水傳輸和微觀結構方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場核磁共振（LF-NMR）主要用于通過測量弛豫時間來闡明反映結構異質性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無創、無損的測定水組分分布的方法。

對于水凝膠，不同環境中的水，如凝膠內水或外水，可能表現出不同的弛豫性質。T2組分對應的幅度可以定量并計算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網絡網孔尺寸之間的比例關系，可以描繪溶脹過程中由于濃度效應引起的水凝膠網絡網孔尺寸變化。因此，低場核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過程中水的動態傳輸和微觀結構變化的有力工具。此外，低場核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測量水凝膠的T2分布。低場核磁技術是研究水凝膠的保水性能非常適用的一種技術。

紐邁PQ001系列核磁共振分析儀