精确称重微克级物质不再是难事
时间:[2016-11-02]

 在生物医学领域,配制高性能液体色谱溶液时,某些标准品质量在毫克甚至微克量级,而用于称重的微量天平需要微克质量标准对其准确性提供保障。记者近日从中国计量科学研究院获悉,该院成功研制出微克质量标准2套、微克质量测量系统1套,填补了我国微克质量标准测量能力上的空白,构建了微克质量溯源体系。

    对于国际贸易而言,质量计量举足轻重;而新材料、微纳加工、生物医学等领域探索微观世界的需求更是向质量和力值计量的精度与极限发起了挑战。为了复现和传递微克质量,建立可以溯源到国际单位制的测量能力,中国计量院和天津大学联合开展了微克质量及微纳力值计量标准研究。课题组历时4年,自主研制出500微克、200微克、100微克、50微克的质量计量标准和自动测量系统。

    课题负责人、中国计量院胡刚副研究员介绍,团队建立的微克质量计量标准之一在50微克质量点的测量不确定度优于0.094μgk=2)。这相当于复现一滴水(0.05g)质量的千分之一时,不确定度不超过这滴水质量的五十万分之一。

    除了复现和传递微克质量,课题组在微纳力值的准确溯源也去的了重大突破。“在微电子领域,微机电系统(MEMS)器件与封装材料的本构关系、热胀系数、杨氏模量等机械力学与物理特性等,也迫切需要微纳力值的准确溯源。”胡刚说。

    在国家科技支撑计划“微纳技术计量标准和标准物质研究”项目的支持下,课题组研制出力值范围(10-810-4N的微纳力值标准装置,填补了我国微纳力值标准测量能力空白。“采用这套标准装置,力值分辨力可达1nN,在(110)μN范围力值相对标准不确定度不超过0.4%。”胡刚告诉记者。

    “既灵敏,又准确。”,胡刚解释说,“要同时达到这样的灵敏度和准确度,对测量方法提出了很高的要求,必须分析并降低测量机构变形、环境等因素对测量结果造成的影响。”他表示,课题组通过采用自主设计的柔性铰链机构和差分式测量系统方案,既保证了系统的高灵敏度,又提高了测量准确度。(来源:中国计量网)