納米粉體在實(shí)際的使用過程中常常會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，這不僅會(huì)對(duì)粉體后續(xù)的合成、加工、輸送、儲(chǔ)存等過程帶來極大的不便，還會(huì)影響材料最終制品的性能及可靠性，因此及時(shí)的對(duì)粉體顆粒的分散狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)是十分必要的。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)作為當(dāng)前新興的粉體分散性表征技術(shù)，相較傳統(tǒng)的表征方法具有無破壞性、分析速度快、準(zhǔn)確性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于新能源、半導(dǎo)體、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

為了更好的了解低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在納米粉體領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展?fàn)顩r，中國(guó)粉體工業(yè)萬里行團(tuán)隊(duì)特別拜訪了我國(guó)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的領(lǐng)先者——蘇州紐邁分析儀器股份有限公司（下稱“紐邁分析”），實(shí)地探訪它們的實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)車間，切身感受它們?cè)诖殴舱耦I(lǐng)域的“硬實(shí)力”。

優(yōu)勢(shì)：綠色、無損、快速

紐邁分析自2009年創(chuàng)立以來，一直致力于低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品應(yīng)用，憑借強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力、完善的制造體系和成熟的運(yùn)營(yíng)模式，其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于材料、能源巖土、食品農(nóng)業(yè)、生命科學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)等領(lǐng)域。紐邁分析的劉經(jīng)理介紹，核磁共振技術(shù)根據(jù)應(yīng)用范圍和對(duì)核磁共振信號(hào)分析角度的不同，可分為核磁共振波譜技術(shù)、核磁共振成像技術(shù)和核磁共振弛豫分析技術(shù)三個(gè)分支。納米粉體領(lǐng)域目前主要使用的是核磁共振弛豫分析技術(shù)，它主要是通過檢測(cè)物體內(nèi)部不同物質(zhì)的弛豫特性，來反映出物體內(nèi)物質(zhì)所處環(huán)境的變化以及物體內(nèi)不同物質(zhì)含量比例的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)組分的鑒別和定量分析。相較傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)具有無損、綠色、快速的特點(diǎn)，它可以在不破壞樣品自身結(jié)構(gòu)的情況下，在較短的時(shí)間內(nèi)深入到樣品內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性好、精確度高，可實(shí)現(xiàn)縱向的實(shí)驗(yàn)比對(duì)。同時(shí)，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)沒有電離輻射，對(duì)樣品和操作人員來說都是非常安全的，加上其對(duì)檢測(cè)對(duì)象的要求僅為含有磁矩不為0的原子核，因此近年來在粉體領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛。

應(yīng)用案例（部分）

1、CMP拋光液分散性

CMP拋光為滿足高精度、高性能晶圓的制造要求，需要磨料均勻的懸浮分散在拋光液中，以確保在CMP作業(yè)時(shí)，磨料可以均勻的分布在待拋件表面，從而實(shí)現(xiàn)全局平坦化。低場(chǎng)核磁弛豫技術(shù)以水分子（溶劑）為探針，可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)懸浮液體系中水分子的狀態(tài)變化。在顆粒尺寸或顆粒分散性發(fā)生變化時(shí)，能夠靈敏的檢測(cè)到這種變化狀態(tài)和變化過程，從而快速地對(duì)拋光液以及相關(guān)懸浮液樣品的分散性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通過能夠量化的濕式比表面積值，去實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)拋光液的分散性

2、導(dǎo)熱粉分散性表征

導(dǎo)熱粉體材料主要用于熱界面材料、膠粘劑、?硅膠、塑料和橡膠領(lǐng)域。其核心作用是提升材料的導(dǎo)熱性能。這些粉體通過填充到樹脂基體中，能夠形成有效的熱傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，提升材料的導(dǎo)熱性，最常用的導(dǎo)粉粉材料是陶瓷材料。導(dǎo)熱粉的分散性對(duì)于提升材料的導(dǎo)熱性能至關(guān)重要，如果導(dǎo)熱粉分散性較差，發(fā)生團(tuán)聚，會(huì)使得其填充到聚合物基體中時(shí)分散不均，從而導(dǎo)致體系黏度的增大和力學(xué)性能變差，也會(huì)降低降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)。這種粉體的儲(chǔ)藏過程中會(huì)加很少量的硅油。

H質(zhì)子的弛豫峰越窄，說明硅油越均勻的分散在導(dǎo)熱粉之間生產(chǎn)的孔隙中，導(dǎo)熱粉的分散性越好

3、納米顆粒表面改性接枝率

納米二氧化硅具有分散性好、比表面積大、親水性、力學(xué)補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性及防粘結(jié)性等特性，可廣泛應(yīng)用于電子封裝材料、高分子復(fù)合材料、塑料、涂料、橡膠、陶瓷、膠黏劑、油墨等領(lǐng)域。由于二氧化硅納米顆粒表面存在大量的不同狀態(tài)的羥基不飽和殘鍵，親水疏油，易于團(tuán)聚，需要對(duì)其進(jìn)行功能化改性，以提高性能及應(yīng)用范圍。使用低場(chǎng)核磁技術(shù)來測(cè)定表面接枝率，可不受接枝基團(tuán)末端官能團(tuán)類型、表面化學(xué)性質(zhì)、納米粒子或組成的限制，為相關(guān)科學(xué)研究提供表征納米顆粒上基團(tuán)接枝密度的關(guān)鍵和標(biāo)準(zhǔn)指南。通過MSE系列序列實(shí)現(xiàn)死時(shí)間內(nèi)的1H核磁信號(hào)采集，最大程度的采集到接枝在顆粒表面的基團(tuán)中H原子核的信號(hào)，利用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。

納米顆粒表面積接枝基團(tuán)

除了上述材料的應(yīng)用外，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在粉體領(lǐng)域還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒比表面積、顆粒與聚合物相容性、材料孔徑大小及分布的測(cè)定以及顆粒潤(rùn)濕性、材料吸附顆粒性能的評(píng)價(jià)。由于不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于儀器設(shè)備的要求會(huì)有所差異，紐邁分析還專門成立了客戶體驗(yàn)中心，針對(duì)客戶特定的應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)專屬體驗(yàn)方案，以確保客戶獲得最佳整體解決方案。

小結(jié)

不論是分散性、穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，還是納米顆粒表面接枝率的測(cè)定，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)正憑借其無損、綠色、快速的優(yōu)勢(shì)，在粉體領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力。而以蘇州紐邁分析儀器股份有限公司為代表的技術(shù)引領(lǐng)者，正通過持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新，推動(dòng)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在粉體領(lǐng)域的深度應(yīng)用，為我國(guó)粉體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

中國(guó)粉體工業(yè)萬里行