仪器信息别采访了北京化工大学研究员程斌老师，针对高分子材料的表征方法、表面分析的定义、表面分析技术当前的应用现状，以及表面分析技术未来的发展前景等话题进行了深入的探讨。
“第十七届中国科学仪器发展年会（ACCSI2024）”于2024年4月17-19日在苏州狮山国际会议中心盛大召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会，经过多年的发展，已被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯”论坛。ACCSI2024 以“融合创新，质领未来”为主题，吸引了来自“政、产、学、研、用、资、媒”等各方的高端人士共计1500余人参会，共同探讨科学仪器行业的前沿趋势与发展机遇。
北京化工大学研究员程斌老师。访谈中，针对高分子材料的表征方法、表面分析的定义、表面分析技术当前的应用现状，以及表面分析技术未来的发展前景等话题进行了深入的探讨。
仪器信息网：您的研究方向包括高分子材料合成、表征、改性等，高分子材料的主要表征手段有哪些?这些手段目前应用情况如何?
程斌老师：我是从事高分子材料的合成、表征，以及高分子材料改性的。高分子材料的表征方法一般分为两类：一类是结构表征，一种是性能表征。
那么结构表征有三个层级：一级结构、二级结构、结构。一级结构就是要知道高分子材料是由哪些元素组成的，对应的方法一般就是大家熟知的红外光谱、核磁共振等。二级结构是高分子材料有别于其他材料的，因为高分子材料层级的尺寸比较大，一般用相对分子质量的大小来表征分子尺寸的大小，常用的表征方法就是色谱——体积排除色谱（SEC），国内称为GPC，也就是凝胶渗透色谱。分子尺寸大小是很重要的一个结构，它决定了高分子材料的性质。举个例子，如聚乙烯是最常见的一种高分子材料，像日常生活中看到的盆、盒子等物品，很容易就把它摔碎了，这些分子量大概就是几万到十几万。但是如果上了百万以后，就会形成一种高分子材料——超高分子量聚乙烯，这种材料的性能远超过聚乙烯，其坚韧度极高，几乎无法被剪切或刺穿，可以做防刺手套等。
除了结构表征以外，就是性能表征。首先必须进行结构表征，因为它决定了性能。性能表征常见的是力学性能，也就是机械性能。常用的就是机械性能分析仪或者叫万能试验机，这个就能把大部分的机械性能表达出来，比如拉伸性能、压缩性能等。还有一个冲击性能机，可以把冲击性能、韧性表达出来。除了这些以外，还有热性能、光性能以及磁性能，因为高分子材料是功能性材料，所以强调各种功能性的表达要更多。
仪器信息网：您在材料表面与界面分析方面开展了很多工作，请谈谈材料表面与界面分析的定义?表面分析方法对于材料科学的重要意义?
程斌老师：一般把气体和液体、气体和固体的界面称为表面，表面是一个过渡区，在宏观上来看好像是一个界面，但微观上来讲，就是个过渡区。另一个定义是表面大概就是10个纳米尺度，这个是在科学界和业界普遍接受的，包括在一些国际组织里面也认为10个纳米以下的称为表面。
之所以要进行表面分析，是因为表面的性质是由表面组成决定的，表面性质又和别的本体性质是完全不一样的，所以要进行表面分析。近年来，新材料领域的迅猛发展促进表面分析技术的进步。这些新材料不仅强调高性能、功能化和智能化，更在微观尺度上展现出前所未有的复杂性。随着材料尺度逐渐缩小至纳米、原子甚至分子级别，表面问题变得愈发突出。这些表面现象不仅影响着材料的整体性能，还直接关系到其在实际应用中的表现。
仪器信息网：表面界面分析方法主要包含哪些表征技术?这些技术目前的应用现状如何?中国应用水平、仪器技术水平如何?
程斌老师：表面分析和材料分析也是一样的，也是两部分，一部分是结构分析，一部分是性质和性能分析。
第二个就是性能分析，性能相对来说简单一些，表面有一个基本性能——表面能。分析方法主要是仪器分析方法，要借助于仪器。
程斌老师：表面分析技术原来不是特别热门的，完全得益于新材料的发展才热门起来，新材料对它的要求，促进了表面分析的发展。
第二个就是原位。原位有几个层面，一个层面就是材料在制备或者应用后，不再有其他因素的干扰，直接去分析。第二个层面要在同一个位置上，只能针对材料表面的一个极小区域或维度进行分析，并且很难找到另外同样的一个位置，这样对解读材料的结果就有很大的困难。第三个层面是在实际操作过程中来收集信息，现在成功引入并应用了operando技术，相应的测试仪器也在发展，如真空互联，可以不在外界干扰的情况下直接测试。第二种就是有些公司做了一些技术性的改造，可以在同一个位置上测试。operando技术某些方面还不太成熟，也在逐步的迭代。随着材料的要求越来越高，它逐步迭代，技术越来越成熟，这绝对是一个发展趋势。
程斌老师：仪器信息网肯定是一直很关注的，也很熟悉，以前在专家层面有过合作。从仪器信息网建立开始，是搭载了互联网的一个新技术，把仪器的信息综合起来，便于大家了解设备，对国家仪器科技体系的搭建做了一定的贡献。
从一个用户角度来讲，提几点希望，第一点希望是改善一下模式，从B2B向B2C的模式发展，要发掘每一个客户的需求。例如，针对目前市场上普遍存在的培训需求，仪器在咱们国家已经是很普及，包括很多高档的设备（价格较贵，需要专家来操作和解读的设备）在中国也是非常普及了，那么仪器信息网可以为用户提供更加全面、专业的培训服务。第二点就是建立一个高效的交流平台，虽然有一些协会组织举办的会议提供了交流机会，但渠道仍然有限。仪器信息网可以利用其庞大的客户群优势，开辟一个新的交流渠道。
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