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精確稱重微克級物質不再是難事

2016-04-19 05:15

在生物醫學領域,配制高性能液體色譜溶液時,某些標準品質量在毫克甚至微克量級,而用于稱重的微量天平需要微克質量標準對其準確性提供保障。記者近日從中國計量科學研究院獲悉,該院成功研制出微克質量標準2套、微克質量測量系統1套,填補了我國微克質量標準測量能力上的空白,構建了微克質量溯源體系。

    對于國際貿易而言,質量計量舉足輕重;而新材料、微納加工、生物醫學等領域探索微觀世界的需求更是向質量和力值計量的精度與極限發起了挑戰。為了復現和傳遞微克質量,建立可以溯源到國際單位制的測量能力,中國計量院和天津大學聯合開展了微克質量及微納力值計量標準研究。課題組歷時4年,自主研制出500微克、200微克、100微克、50微克的質量計量標準和自動測量系統。

    課題負責人、中國計量院胡剛副研究員介紹,團隊建立的微克質量計量標準之一在50微克質量點的測量不確定度優于0.094μgk=2)。這相當于復現一滴水(0.05g)質量的千分之一時,不確定度不超過這滴水質量的五十萬分之一。

    除了復現和傳遞微克質量,課題組在微納力值的準確溯源也去的了重大突破。“在微電子領域,微機電系統(MEMS)器件與封裝材料的本構關系、熱脹系數、楊氏模量等機械力學與物理特性等,也迫切需要微納力值的準確溯源。”胡剛說。

    在國家科技支撐計劃“微納技術計量標準和標準物質研究”項目的支持下,課題組研制出力值范圍(10-810-4N的微納力值標準裝置,填補了我國微納力值標準測量能力空白。“采用這套標準裝置,力值分辨力可達1nN,在(110)μN范圍力值相對標準不確定度不超過0.4%。”胡剛告訴記者。

    “既靈敏,又準確。”,胡剛解釋說,“要同時達到這樣的靈敏度和準確度,對測量方法提出了很高的要求,必須分析并降低測量機構變形、環境等因素對測量結果造成的影響。”他表示,課題組通過采用自主設計的柔性鉸鏈機構和差分式測量系統方案,既保證了系統的高靈敏度,又提高了測量準確度。(來源:中國計量網)

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