在生物醫學領域,配製高性能液體色(sè)譜溶液時,某些標準(zhǔn)品質量在毫克甚至微克量級,而用於稱重的微量(liàng)天平需要微克質量標準對其準確性提(tí)供保障。記者近日從(cóng)中國(guó)計量科學研究院獲悉,該院成功(gōng)研製出微克質量標準2套、微克質量測量(liàng)係統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係。
對於國際貿易而(ér)言(yán),質量計量舉足輕重;而新材料、微納加工、生物醫(yī)學等領域探索微觀(guān)世(shì)界的需求更是向(xiàng)質量和力(lì)值計量的精度與極(jí)限發起了挑戰。為了(le)複現和傳遞微克質量,建立可以(yǐ)溯源到國際單位製的測量能力,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(liàng)標準研究。課題組曆時4年(nián),自主研製出500微克、200微(wēi)克(kè)、100微克、50微克的質量計量標準和自動測(cè)量係統。
課題負責人、中國計量院胡剛副研究員介紹,團隊建(jiàn)立的微克質(zhì)量計量標準之一在50微克質量點的測量不確定度優於0.094μg(k=2)。這相當(dāng)於(yú)複現一滴水(0.05g)質量的千分之一時,不(bú)確定度不超過這(zhè)滴水(shuǐ)質量的五(wǔ)十萬(wàn)分(fèn)之一。
除了複現和傳遞微(wēi)克質量,課題組在微(wēi)納(nà)力值的準確溯(sù)源(yuán)也去(qù)的了重大(dà)突破。“在微電子領域,微(wēi)機電(diàn)係統(MEMS)器件與封裝材(cái)料的本構關係、熱脹係數、楊(yáng)氏模量等機(jī)械力學(xué)與物理(lǐ)特性(xìng)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(jì)術計量標準和標準物質研(yán)究”項目的支持下,課題組研製出力(lì)值範圍(10-8?10-4)N的微(wēi)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(tào)標準裝置(zhì),力值分辨力可達1nN,在(1?10)μN範圍力值相對標準不確定(dìng)度不超(chāo)過0.4%。”胡剛告訴記者。
“既靈敏,又準確。”,胡剛解釋(shì)說,“要同時達到這樣的靈敏度和準確度,對測(cè)量方法提出了很高的要求,必須分析並降低測量機構變形(xíng)、環境等因素對測量(liàng)結果造成的影響(xiǎng)。”他表示,課題組通過(guò)采用自主設計的柔性鉸鏈(liàn)機構和差分(fèn)式測量係統方案,既保證了係統的高靈敏度,又提(tí)高了測量準(zhǔn)確度。
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