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中藥指紋學

為了解決uv400測試的問題，作者孫國祥 這樣論述：

《中藥指紋學》全書共14章，主要內容涉及中藥指紋學（第1章）、中藥指紋測試學（第2章）、中藥指紋資訊學（第3、4章）、中藥指紋質控學（第5～8章）、中藥指紋藥劑學（第9、10章）、中藥指紋藥動學（第11章）、中藥指紋藥代學（第12章）、中藥指紋譜效學（第13章）、中藥生物指紋學（第14章）。中藥指紋學是以現代分析技術、中藥學、中藥化學、中藥藥理學、化學計量學和電腦科學等學科為依託，用系統性和整體性的方法研究中藥（植物藥）的物質基礎、作用機制、藥物動力學規律與相關製劑技術的嶄新學科。 《中藥指紋學》可作為中藥學、中藥分析、藥物分析、生物藥物分析等藥學、中藥學相關專業的研究生及以上教材，也可供從

事藥物分析、藥物雜質分析、藥物一致性評價等相關工作的人員參考使用。 孫國祥 瀋陽藥科大學，教授、副院長，1987年于蘭州大學化學系畢業到瀋陽藥科大學一直從事分析化學教學和藥物分析科研工作。2003年6月于瀋陽藥科大學獲藥物分析學博士學位。現任瀋陽藥科大學藥物分析學教授，博士生導師。核心技術-系統指紋定量法（SQFM）獲【中國百篇影響國內學術論文】，SQFM結合標準製劑控制模式能有效控制中藥品質。有10篇論文入選【中國精品期刊學術論文F5000】。2002至2006主持承擔國家藥典委員會中藥注射劑指紋圖譜專案:射干抗病毒注射液指紋圖譜研究(8味藥複方)和清熱解毒注射液指紋圖

譜研究(12味藥複方)。在2006-2008年主持承擔國家自然科學基金“以網路為基礎的科學活動環境研究”重大研究計畫課題過程中,與全課題組共同建立了具有自主智慧財產權的《中藥指紋圖譜線上專家系統》網格化人工智慧平臺(包括HPLC,GC,HPCE,TLC,DNA,X-射線衍射、光譜指紋圖譜和中藥GAP等線上子系統)。自2007年主辦【中南藥學】中藥指紋圖譜專欄11年,發表專欄學術論文130餘篇。 從事：1.中藥指紋學及其資訊學研究；2.中藥定量指紋評價理論和規範方法研究；3.中藥一致性評價理論和評價方法研究；4.毛細管電泳優化方法及在藥物分析中應用研究；5.基於品質平衡、能量平衡和藥效平衡，用

中藥標準製劑控制模式和定量指紋評價中藥品質一致性研究；6.中藥毒性藥味替換機理和可行性研究及中藥重金屬分析研究。   第1章  中藥指紋學1 1.1中藥指紋學概述1 1.2中藥指紋學與中藥現代化1 1.3中藥指紋學的發展歷程2 1.4中藥指紋學體系3 1.4.1中藥指紋測試學4 1.4.2中藥指紋質控學5 1.4.3中藥指紋藥劑學6 1.4.4中藥指紋藥動學6 1.4.5中藥指紋譜效學8 1.4.6中藥生物指紋學9 1.5中藥指紋圖譜資料庫的發展9 1.5.1第一階段  單機資料庫研究9 1.5.2第二階段  網路智慧化中藥指紋圖譜資料庫研究10 1.5.3第三階段  中藥

定量雲計算標準指紋規範資料庫研究10 參考文獻11 第2章  中藥指紋測試學13 2.1HPLC指紋圖譜13 2.1.1HPLC指紋圖譜基本特徵13 2.1.2HPLC指紋圖譜構建14 2.1.3HPLC指紋圖譜資料處理15 2.1.4HPLC指紋圖譜方法開發與應用15 2.1.5HPLC指紋圖譜面臨的問題16 2.2GC指紋圖譜16 2.2.1GC指紋圖譜基本理論16 2.2.2GC指紋圖譜應用17 2.2.3GC指紋圖譜應用前景18 2.3TLC指紋圖譜18 2.3.1TCL指紋圖譜的基本特徵18 2.3.2中藥指紋圖譜對薄層色譜法的要求19 2.3.3中藥TLC指紋圖譜研究與應用19

2.4HPCE指紋圖譜21 2.4.1HPCE的分離模式21 2.4.2HPCE的特點28 2.4.3分離條件的選擇29 2.5IR指紋圖譜32 2.5.1IR指紋圖譜原理32 2.5.2NIR指紋圖譜特點32 2.5.3IR指紋圖譜研究與應用33 2.6X射線指紋圖譜35 2.6.1X射線指紋圖譜基本原理35 2.6.2X射線衍射法的特點35 2.6.3應用實例36 2.7UV指紋圖譜37 2.7.1UV指紋圖譜基本原理37 2.7.2紫外指紋定量法（QUFM）概述38 2.7.3UVFP建立方法38 2.7.4應用實例39 2.8NMR指紋圖譜45 2.8.1NMR指紋圖譜基本原理45 2

.8.21H-NMR指紋圖譜法鑒定植物類中藥45 2.8.31H-NMR指紋圖譜特點46 2.8.4應用實例46 參考文獻48 第3章  中藥指紋資訊學51 3.1中藥指紋整體定性定量相似度理論51 3.1.1定性相似度理論51 3.1.2定量相似度理論52 3.1.3定性相似度與定量相似度比較54 3.2中藥全定性全定量質控體系56 3.2.1全定性相似度理論56 3.2.2全定量相似度及全定性全定量質控體系56 3.2.3評價體系應用原則58 3.2.4定性相似度和定量相似度關係58 3.2.5數值約比定理59 3.2.6全定性全定量質控體系全面控制銀杏葉提取物質量60 3.3系統指紋定

量法63 3.3.1系統指紋定量法的基本理論63 3.3.2系統指紋定量法評價牛黃解毒片品質64 3.3.3中藥多級系統指紋定量法（M-SQFM）67 3.3.4中藥品質金字塔和警示門69 3.4比率指紋定量法69 3.4.1比率指紋全定性全定量質控體系69 3.4.2比率全定性相似度理論70 3.4.3比率全定量相似度及全定性全定量比率法70 3.4.4系統比率指紋定量法（QRFM）72 3.4.5比率指紋圖譜定量法評價柏子養心丸品質74 3.4.6其他應用78 3.5線性指紋定量法78 3.5.1線性指紋定量法理論78 3.5.2線性指紋定量法分類79 3.5.3分解相似度80 3.5.4

線性指紋定量法評價苦參總堿品質80 3.5.5中藥比率指紋約比定理85 3.6中藥指紋超資訊數位化質控判據85 3.6.1中藥標準指紋圖譜特徵技術參數86 3.6.2中藥指紋定性相似度和定量相似度86 3.6.3中藥指紋相對統一化特徵判據87 3.6.4中藥指紋超資訊數位化參數88 3.7中藥指紋圖譜不確定度與可靠度理論90 3.7.1中藥標準指紋圖譜可靠度理論90 3.7.2單批中藥指紋圖譜可靠度理論91 參考文獻92 第4章  中藥指紋線上專家系統和評價軟體94 4.1中藥指紋定量相似度評價系統94 4.1.1軟體背景介紹94 4.1.2軟體功能介紹94 4.2中藥GC指紋圖譜線上專家系

統98 4.2.1中藥GC指紋圖譜線上專家系統結構98 4.2.2中藥GC指紋圖譜線上專家系統應用99 4.3中藥HPLC指紋圖譜線上專家系統102 4.3.1中藥HPLC指紋圖譜線上專家系統結構102 4.3.2中藥HPLC指紋圖譜線上專家系統應用103 4.4中藥HPCE指紋圖譜線上專家系統106 4.4.1中藥HPCE指紋圖譜線上專家系統106 4.4.2中藥HPCE指紋圖譜線上專家系統組成107 4.4.3樣品預處理方法和毛細管電泳操作條件推薦109 4.4.4線上專家系統指導三七CEFP建立研究112 4.5中藥IR指紋圖譜線上專家系統113 4.5.1TCM-IRFP-ESG設計與

建立113 4.5.2TCM-IRFP-ESG知識庫構建113 4.5.3TCM-IRFP-ESG推薦系統構建113 4.5.4TCM-IRFP-ESG優化系統115 4.5.5TCM-IRFP-ESG評價系統構建116 4.5.6用IRFP-ESG指導射干IRFP建立116 4.6中藥X射線衍射指紋圖譜線上專家系統117 4.6.1TCM-XFP-ESG基本結構117 4.6.2TCM-XFP-ESG查詢系統和知識庫構建118 4.6.3TCM-XFP-ESG推薦系統118 4.6.4TCM-XFP-ESG優化系統118 4.6.5TCM-XFP-ESG評價系統119 4.6.6TCM-XF

P-ESG的研究應用119 4.7中藥GAP線上專家系統121 4.7.1TCM-GAP-ESG構建122 4.7.2TCM-GAP-ESG推薦系統122 4.7.3TCM-GAP-ESG優化系統123 4.7.4TCM-GAP-ESG評價系統125 4.7.5結論125 參考文獻125 第5章  中藥標準製劑控制模式建立與應用127 5.1中藥標準製劑概念、來源、條件和復原校正128 5.1.1中藥標準製劑128 5.1.2中藥標準製劑的來源128 5.1.3中藥標準製劑基礎條件129 5.1.4中藥標準製劑的復原和0誤差校正129 5.1.5中藥標準製劑的特點130 5.1.6參比製劑1

31 5.1.7中藥標準製劑和參比製劑區別131 5.2中藥標準製劑控制模式132 5.2.1中藥標準製劑控制模式的建立132 5.2.2中藥標準製劑控制模式的實現方式132 5.2.3中藥標準製劑控制模式的標準操作規程137 5.3中藥標準製劑控制模式對中藥一致性評價的重要意義137 5.3.1中藥指紋圖譜基本控制模式137 5.3.2中藥標準製劑模式強調固化指紋成分含量比例139 5.3.3中藥標準製劑控制模式對中藥一致性評價的重要意義139 5.4系統指紋定量法是中藥品質一致性評價體系的核心控制方法140 5.4.1系統指紋定量法的兩類實現方式140 5.4.2基於標準製劑控制模式的系統

指紋定量法特徵141 5.5中藥標準製劑控制模式的應用142 5.5.1雙標定量指紋法建立六味地黃丸對照指紋圖譜動態技術標準研究142 5.5.2應用紫外光譜定量指紋圖譜尋找標準製劑研究151 參考文獻157 第6章  多元多維中藥指紋圖譜建立與評價159 6.1中藥多維指紋圖譜160 6.1.1多波長HPLC指紋圖譜160 6.1.2HPLC多維指紋圖譜174 6.1.3GC多維指紋圖譜176 6.2中藥多元指紋圖譜技術177 6.2.1HPLC-GC聯用指紋圖譜177 6.2.2HPLC-CE聯用指紋圖譜178 6.2.3HPLC-TLC聯用指紋圖譜178 6.2.4高效液相色譜-紫外光

譜（HPLC-UV）聯用指紋圖譜178 6.2.5薄層色譜-光譜聯用指紋圖譜178 6.2.6中藥IR-UV聯用指紋圖譜179 6.2.7紫外和紅外光譜指紋譜與燃燒熱譜聯合定量評價中藥品質184 6.3多元多維指紋圖譜的廣泛應用186 6.3.1化學全成分指紋圖譜186 6.3.2不同部位化學指紋圖譜186 6.3.3組分中藥指紋圖譜186 6.3.4多肽譜和蛋白譜186 參考文獻187 第7章  中藥統一化指紋與相對特徵指紋圖譜190 7.1中藥統一化指紋和相對統一化特徵判據190 7.1.1中藥統一化色譜指紋圖譜191 7.1.2中藥統一化指紋的定量轉化規則191 7.1.3統一化指紋數

位化評價理論191 7.2相對特徵指紋圖譜研究196 7.2.1相對特徵指紋圖譜196 7.2.2相對特徵指紋的定量轉化規則196 7.2.3相對特徵指紋統一變換規則197 7.2.4統一化指紋與相對特徵指紋關係197 7.2.5相對特徵指紋的定量方法197 7.3統一化指紋與相對特徵指紋特徵判據的應用198 7.3.1石斛夜光丸統一化HPLC指紋和相對統一化特徵判據199 7.3.2牛黃解毒丸統一化和相對特徵HPLC指紋圖譜202 7.3.3特徵指紋定量法和多標定量指紋法評價血府逐瘀丸品質214 參考文獻222 第8章  中藥指紋質控學223 8.1指紋定量法測定指紋歸屬度和藥效物質收率2

23 8.1.1指紋定量法原理223 8.1.2指紋定量法測定複方藥效物質工藝收率225 8.1.3應用實例225 8.2中藥數位化指紋圖譜質控230 8.2.1射干230 8.2.2連翹234 8.2.3金銀花239 8.2.4大青葉247 8.2.5梔子251 8.2.6甜瓜蒂259 8.2.7斑蝥264 8.2.8茵陳269 8.2.9刺五加275 8.2.10黃芩278 8.2.11知母281 8.2.12柴胡287 8.2.13三七291 8.2.14苦參295 8.2.15中國林蛙卵油305 8.3中藥製劑數位化指紋圖譜315 8.3.1複方丹參滴丸315 8.3.2射干抗病毒注射

液324 8.3.3複方甘草片327 8.3.4柏子養心丸332 參考文獻346 第9章  中藥溶出指紋學347 9.1中藥溶出度測定概況347 9.1.1溶出度測定原理348 9.1.2中藥製劑溶出度影響因素348 9.1.3中藥製劑溶出度測定方法349 9.1.4溶出在中藥製劑中應用349 9.2中藥全成分體外溶出度測定方法350 9.2.1紫外全指紋溶出度測定原理351 9.2.2實驗方法選擇351 9.2.3檢測方法選擇352 9.2.4資料分析處理353 9.3應用實例354 9.3.1材料與方法354 9.3.2結果與討論355 參考文獻358 第10章  中藥組方智能預測36

1 10.1中藥組方指紋研究思路361 10.1.1中藥組方指紋圖譜研究意義361 10.1.2中藥組方指紋圖譜研究目標362 10.1.3組方指紋圖譜研究方法365 10.2中藥組方指紋圖譜智慧預測複方品質370 10.2.1牛黃解毒丸指紋圖譜和組方定量譜371 10.2.2組方譜代替複方和智慧預測新模式375 參考文獻380 第11章  中藥指紋藥動學383 11.1中藥藥動學概述383 11.1.1中藥藥動學發展歷程383 11.1.2中藥指紋藥動學發展歷程383 11.1.3中藥藥動學研究方法384 11.1.4藥動學常用模型擬合軟體385 11.1.5單一指標成分藥動學385 11

.2中藥指紋藥動學研究386 11.2.1多指標成分藥動學386 11.2.2血液指紋藥動學388 11.2.3中藥多成分整合藥代動力學398 11.2.4中藥藥動學總量統計矩法400 11.2.5中藥多成分體系譜動學403 11.2.6多組分多維向量歸一的“總量”藥動學403 11.3中藥指紋藥動學的應用404 11.3.1指導中藥複方配伍研究404 11.3.2評價中草藥安全性405 11.3.3藥效物質基礎研究405 參考文獻406 第12章  中藥指紋代謝組學409 12.1中藥代謝組學概述409 12.1.1代謝組學簡介409 12.1.2中藥代謝組學研究思路410 12.2中藥指

紋代謝組學研究方法410 12.2.1檢測平臺411 12.2.2資料處理平臺412 12.3中藥指紋代謝組學的應用414 12.3.1中藥品質評價414 12.3.2中藥藥效物質基礎與作用機制研究418 12.3.3中藥毒性和安全性研究423 參考文獻430 第13章  中藥指紋譜效學433 13.1中藥指紋譜效學概述433 13.1.1指紋圖譜建立與評價434 13.1.2藥效學評價434 13.1.3譜效學模型的建立435 13.1.4中藥指紋譜效學研究意義436 13.2中藥指紋譜效學研究方法436 13.2.1中藥指紋抗氧化譜效關係436 13.2.2中藥指紋抗炎抗菌譜效關係442

13.2.3中藥指紋抗腫瘤譜效關係444 13.2.4中藥其他譜效關係445 13.3中藥指紋譜效學應用449 13.3.1藥效物質基礎研究449 13.3.2中藥毒性物質研究451 13.3.3組分配伍研究451 13.3.4炮製機制研究452 13.3.5工藝優化研究452 參考文獻453 第14章  中藥生物指紋學458 14.1中藥生物指紋學概述458 14.2中藥DNA指紋譜與結構基因組學459 14.2.1研究方法459 14.2.2應用463 14.3中藥生物活性指紋譜467 14.3.1中藥生物活性指紋譜概述467 14.3.2研究方法468 14.3.3應用470 參考文

獻471 我于1998年攻讀瀋陽藥科大學藥物分析學博士學位時開始關注中藥領域科研，期間從選擇複方甘草片作為毛細管電泳研究用樣品開始，逐漸把科研全部轉移到中藥品質控制方面。2002年3月我有幸承擔國家藥典委員會“中藥注射劑指紋圖譜項目：射干抗病毒注射液和清熱解毒注射液指紋圖譜研究”，從此我的科研方向就定位於中藥指紋圖譜研究，成為我國第一批參與中藥指紋圖譜國家攻關的科技工作者。2006年獲得國家自然科學基金重大研究計畫支持“中藥指紋圖譜線上專家系統研究90612002”，這更堅定了我走中藥指紋學研究之路的決心。 2007年應邀在《中南藥學》第1期舉辦“中藥指紋圖譜專欄”（在這

一專欄持續12年發表140餘篇學術論文，給我提供了一個極好的科研平臺並與《中南藥學》雜誌共同成長），開篇提出“中藥指紋圖譜學體系構建（TCM Fingerprintothology Construction）”，2008年應《色譜》邀請發表“中藥指紋圖譜學體系在中藥創制中的作用”。因讀者對“中藥指紋圖譜學”概念提出質疑，此後接受意見把“圖譜”二字刪除，於是誕生“中藥指紋學”。中國是最早利用指紋簽名的國家，但指紋學並未誕生於中國，其核心技術均在國外。以史為鑒，在國際上我們最早提出中藥指紋學（TCM Fingerprintothology）並開展廣泛深入研究（按英文構詞法構造了fingerprin

tothology）。在2007年之後，我們一直想把“中藥指紋學”成書出版，但12年裡一直沒能實現，回想原因還是科研管理效率不高。當中國把中醫藥作為國家戰略的時刻，當中藥品質一致性評價的號角即將奏響之際，我們適時推出《中藥指紋學》一書供中藥相關科研或教學參考。本書也可作為高年級本科生教材和研究生專業教材。 回想這一思想體系產生原因就是在2000～2012年間瀋陽藥科大學提供了寬鬆的學術環境，沒有過分指標化追求SCI英文論文。這給了我自由學術發展的空間和時間，不急躁追求成果、能夠安心地思考問題。中藥定量指紋核心技術和中藥標準製劑控制模式都是這段時間深入思索而得。可以預見我國中藥一致性評價會歷史

性地選擇這些方法，尤其系統指紋定量法（SQFM，獲中國百篇最具影響國內學術論文），都是當初未曾預料到的。很榮幸能夠帶領中國第一個主組分為中藥組分製劑——複方甘草片（289品種之一）開展品質一致性評價工作。 本書得以出版感謝國家自然科學基金委面上專案“鐵霜替朱砂消除朱砂安神丸毒性的量-效-毒關係原理研究（81573586）”的資助，感謝瀋陽藥科大學所提供的優秀平臺和各位同仁及本溪市經濟技術開發區的支持，並感謝課題組研究生（其中第一章、第三章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第九章、第十章分別由儲甜甜、蘭麗麗、高倩楠、李瓊、邢秀、李瓊、閆慧、章越和邢秀整理；第二章、第十一章、第十二章、第

十三章、第十四章分別由閆慧、王欣、戴婷婷、章越、王翌超整理和編寫）與河北化工醫藥職業技術學院侯志飛副教授對此付出的艱辛勞動，同時感謝化學工業出版社給予的支持、信任和鼓勵。謝謝你們的大力支持得以促成本書正式出版。 由於時間和精力所限，書中不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。 孫國祥 瀋陽藥科大學 2019年1月31日  

uv400測試進入發燒排行的影片

以 2,7-雙(咔唑-9-基)-9,9-芴和雙噻吩衍生 物電沉積共聚物及其在電致變色元件的應用

為了解決uv400測試的問題，作者姚力愷 這樣論述：

本篇研究分為兩個部分，第一部分使用2,7-雙(咔唑-9-基)-9,9-二甲苯基芴(2,7-bis(carbazol-9-yl)-9,9-ditolylfluorene，BCDF)為主體，以電化學聚合法聚合成P(BCDF)高分子薄膜，BCDF再分別與四種雙噻吩衍生物(2,2'-bithiophene (BTP)、3,3'-dibromo-2,2'-bithiophene (DBBT)、2-(2-thienyl)furan (TF)及cyclopentadithiophene ketone (CPDTK))以進料莫耳比例為1/1於ITO玻璃基板上進行電化學聚合，分別得到P(BCDF-co-BTP

)、P(BCDF-co-DBBT)、P(BCDF-co-TF)以及P(BCDF-co-CPDTK) 四種高分子薄膜，使用電化學分析儀搭配紫外光-可見光光譜儀對高分子薄膜進行光電性質分析，分析內容包含穿透度變化、著色效率以及響應時間，從實驗結果得知，P(BCDF-co-BTP)於波長1000 nm處穿透度變化達到54.3%，著色效率為185.8 cm2 C-1，顏色變化從還原態的黃綠色轉變為氧化態的灰藍色。將上述製備的五種高分子薄膜分別作為陽極材料，以poly(3,4-(2,2-dimethylpropylenedioxy)thiophene) (PProDOT-Me2)作為陰極材料，並使用膠態

高分子電解質(PC-PMMA-LiClO4-ACN)作為陽極與陰極間的離子傳輸層，組裝成五種電致變色元件並對其進行光電性質測試，測試內容包含穿透度變化、著色效率、響應時間、光學記憶以及穩定度，經由測試結果得知P(BCDF-co-BTP)/PProDOT-Me2元件的性質最為優異，此元件於波長580 nm處時穿透度變化達到40.0%，著色效率為494.8 cm2 C-1，在光學記憶及穩定度上均有良好的表現。第二部分使用2,7-雙(咔唑-9-基)-9,9-二辛基芴(2,7-bis(carbazol-9-yl)-9,9-dioctylfluorene，BCOF)為主體，以電化學聚合法聚合成P(BCO

F)高分子薄膜，BCOF再分別與兩種雙噻吩衍生物(2,2'-bithiophene (BTP)及cyclopentadithiophene ketone (CPDTK))以不同進料莫耳比例為1/1及1/2在ITO玻璃基板上進行電化學聚合，分別得到P(BCOF-co-BTP)、P(BCOF-co-2BTP)、P(BCOF-co-CPDTK)及P(BCOF-co-2CPDTK) 四種高分子薄膜，並使用電化學分析儀搭配紫外光-可見光光譜儀對高分子薄膜進行光電性質分析，分析內容包含穿透度變化、著色效率以及響應時間，從實驗結果得知P(BCOF-co-BTP)於波長1000 nm處穿透度變化達到58.4%

，著色效率為167.1 cm2 C-1，顏色變化從還原態的卡其色變為氧化態的灰藍色。隨後將上述製備的五種高分子薄膜分別+作為陽極材料，以poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)作為陰極材料，並使用膠態高分子電解質(PC-PMMA-LiClO4-ACN)作為陽極與陰極間的離子傳輸層，組裝成五種電致變色元件並對其進行光電性質測試，測試內容包含穿透度變化、著色效率、響應時間、光學記憶以及穩定度，測試結果得知P(BCOF-co-2BTP)/PEDOT元件的性質最為優異，此元件於波長640 nm處時穿透度變化達到39.7%，著色效率為449.2 cm2 C-1，在

光學記憶及穩定度上均有良好的表現。

現代感測器手冊原理、設計及應用（原書第5版）

為了解決uv400測試的問題，作者（美）雅各布·弗雷登 這樣論述：

《現代感測器手冊：原理、設計及應用（原書第5版）》一書系統全面地提供了關於近20種感測器的理論(物理原理)、設計和實際應用的知識體系。主要涵蓋了資料獲取、傳遞函數、感測器特性、感知的物理原理、感測器的光學元件及介面電路等基本原理, 以及人體探測器、位置與位移和水準感測器、速度和加速度感測器、力和力變感測器、壓力感測器、流量感測器、聲感測器、濕度感測器、光探測器、電離輻射探測器、溫度感測器、化學和生物感測器及感測器材料與技術等領域的技術與應用。結構層次分明, 內容翔實豐富, 希望能為廣大讀者的學習和研究帶來幫助。 本書可供感測器領域的研發設計人員、應用工程師、技術人員, 以

及對現代儀器感興趣的研究人員使用, 也可供高等院校相關專業本科生及研究生參考。

用於高性能超級電容器和無負極鋰金屬電池的碳基和聚合物基複合電解質

為了解決uv400測試的問題，作者Haylay Ghidey Redda 這樣論述：

尋找具有高容量、循環壽命、效率和能量密度等特性的新型材料，是超級電容器和鋰金屬電池等綠色儲能裝置的首要任務。然而，安全挑戰、比容量和自體放電低、循環壽命差等因素限制了其應用。為了克服這些挑戰，我們設計的系統結合垂直排列的碳奈米管 (Vertical-Aligned Carbon Nanotubes, VACNT)、塗佈在於VACNT 的氧化鈦、活性材料的活性炭、凝膠聚合物電解質的隔膜以及用於綠色儲能裝置的電解質。透過此研究，因其易於擴大規模、低成本、提升安全性的特性，將允許新的超級電容器和電池設計，進入電動汽車、電子產品、通信設備等眾多潛在市場。於首項研究中，作為雙電層電容器 (Electr

ic Double-Layer Capacitor, EDLC) 的電極，碳奈米管 (VACNTs) 透過熱化學氣相沉積 (Thermal Chemical Vapor Deposition, CVD) 技術，在 750 ℃ 下成功地垂直排列生長於不銹鋼板 (SUS) 基板上。此過程使用Al (20 nm) 為緩衝層、Fe (5 nm) 為催化劑層，以利VACNTs/SUS生長。為提高 EDLC 容量，我們在氬氣、氣氛中以 TiO2 為靶材，使用射頻磁控濺射技術 (Radio-Frequency Magnetron Sputtering, RFMS) 將 TiO2 奈米顆粒的金紅石相沉積到 V

ACNT 上，過程無需加熱基板。接續進行表徵研究，透過掃描電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscopy, SEM)、能量色散光譜 (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)、穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscopy, TEM)、拉曼光譜 (Raman Spectroscopy) 和 X 光繞射儀 (X-Ray Diffraction, XRD) 對所製備的 VACNTs/SUS 和 TiO2/VACNTs/SUS 進行研究。根據實驗結果，奈米碳管呈現隨機取向並且大致垂直於SUS襯底的表面。由拉

曼光譜結果顯示VACNTs表面上的 TiO2 晶體結構為金紅石狀 (rutile) 。於室溫下使用三電極配置系統在 0.1 M KOH 水性電解質溶液中通過循環伏安法 (Cyclic Voltammetry, CV) 和恆電流充放電，評估具有 VACNT 和 TiO2/VACANT 複合電極的 EDLC 的電化學性能。電極材料的電化學測量證實，在 0.01 V/s 的掃描速率下，與純 VANCTs/SUS (606) 相比，TiO2/VACNTs/SUS 表現出更高的比電容 (1289 F/g) 。用金紅石狀 TiO2 包覆 VACNT 使其更穩定，並有利於 VACNT 複合材料的side w

ells。VACNT/SUS上呈金紅石狀的TiO2 RFMS沉積擁有巨大表面積，很適合應用於 EDLC。在次項研究，我們聚焦在開發用於柔性固態超級電容器 (Flexible Solid-State Supercapacitor, FSSC) 的新型凝膠聚合物電解質。透過製備活性炭 (Activated Carbon, AC) 電極的柔性 GPE (Gel Polymer Electrolytes) 薄膜，由此提升 FSSC 的電化學穩定性。GPE薄膜含有1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfony)imide, poly (vin

ylidene fluoride-cohexafluoropropylene) (EMIM TFSI) with Li1.5Al0.33Sc0.17Ge1.5(PO4)3 (LASGP)作為FSSC的陶瓷填料應用。並使用掃描式電子顯微鏡 (SEM)、X 光繞射、傅立葉轉換紅外光譜 (Fourier-Transform Infrared, FTIR)、熱重力分析 (ThermoGravimetric Analysis, TGA) 和電化學測試，針對製備的 GPE 薄膜的表面形貌、微觀結構、熱穩定性和電化學性能進行表徵研究。由SEM 證實，隨著將 IL (Ionic Liquid) 添加到主體聚合

物溶液中，成功生成具光滑和均勻孔隙表面的均勻相。XRD圖譜表明PVDF-HFP共混物具有半結晶結構，其無定形性質隨著EMIM TFSI和LASGP陶瓷填料的增加而提升。因此GPE 薄膜因其高離子電導率 (7.8 X 10-2 S/cm)、高達 346 ℃ 的優異熱穩定性和高達 8.5 V 的電化學穩定性而被用作電解質和隔膜 ( -3.7 V 至 4.7 V) 在室溫下。令人感到興趣的是，採用 LASGP 陶瓷填料的 FSSC 電池具有較高的比電容(131.19 F/g)，其對應的比能量密度在 1 mA 時達到 (30.78 W h/ kg) 。這些結果表明，帶有交流電極的 GPE 薄膜可以成為

先進奈米技術系統和 FSSC 應用的候選材料。最終，是應用所製備的新型凝膠聚合物電解質用於無陽極鋰金屬電池 (Anode-Free Lithium Metal Battery, AFLMB)。此種新方法使用凝膠聚合物電解質獲得 AFLMB 所需電化學性能，該電解質夾在陽極和陰極表面上，是使用刮刀技術製造14 ~ 20 µm 超薄薄膜。凝膠聚合物電解質由1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethyl sulfonyl)imide 作為離子液體 (IL), poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene

) (PVDF-HFP)作為主體聚合物組成，在無 Li1.5Al0.33Sc0.17Ge1.5(PO4)3 (LASGP) 作為陶瓷填料的情況下，採用離子-液體-聚合物凝膠法 (ionic-liquid-polymer gelation) 製備。在 25℃ 和 50℃ 的 Li+/Li 相比，具有 LASGP 陶瓷填料的 GPE 可提供高達5.22×〖10〗^(-3) S cm-1的離子電導率，電化學穩定性高達 5.31 V。改良的 AFLMB於 0.2 mA/cm2 和50℃ 進行 65 次循環後，仍擁有優異的 98.28 % 平均庫侖效率和 42.82 % 的可逆容量保持率。因此，使用這種

陶瓷填料與基於離子液體的聚合物電解質相結合，可以進一步證明凝膠狀電解質在無陽極金屬鋰電池中的實際應用。