一台卧式光照摇床，真能做材料光降解实验吗？

2025/12/19 10:39 I 阅读：16

很多人可能觉得，光照摇床不就是养藻、养细胞用的吗？跟材料研究能扯上什么关系？其实还真不是这样。我们实验室最近用一台卧式光照摇床做了一些光敏材料的光降解实验，结果还挺有意思的，今天就和大家聊聊这个事。

实验背景：为什么要在摇床里研究光降解？

我们实验室主要研究光降解塑料。传统方法就是把样品放在太阳下或紫外灯箱里静态照射，但这存在明显不足：光照不均，且无法模拟真实环境中风吹、雨淋或水流带来的动态应力。

于是我们想到：能否让样品在光照下同时保持运动？这样既能实现均匀照射，又能模拟动态环境。正好实验室有一台原本用于微生物培养的卧式光照摇床，我们便尝试将它用于材料光降解实验

实验设计：我们是怎么做的

我们选了一种常见的光降解塑料——添加了光敏剂的聚乙烯薄膜作为实验对象。

样品准备：把塑料薄膜切成同样大小的小片（约2×2cm），装在100ml的透明玻璃锥形瓶里。每个瓶子里放10片，加入50ml去离子水模拟湿润环境。

实验设备：用的就是那台卧式光照摇床，型号是Tank 620。我们看重它的几个特点：

1、   顶部LED光照，照度可以调节（我们设在了8000LX，模拟夏季正午阳光）

2、   温度可以控制在30℃（模拟常温环境）

3、   振荡速度设在了120rpm，让样品在水里不停地翻滚

实验设置：我们设了四个实验组：

1、   光照+振荡（模拟户外动态环境）

2、   光照无振荡（模拟静态暴晒）

3、   黑暗+振荡（排除机械降解影响）

4、   黑暗无振荡（空白对照）

实验总共跑了30天，每5天取样一次，检测薄膜的重量损失、拉伸强度变化和表面形貌。

实验结果：摇床里的光降解更快

说实话，实验结果比我们预期的还要明显。

重量变化：

1、   光照+振荡组：30天后重量减少了18.7%

2、   光照无振荡组：只减少了9.3%

3、   黑暗组：变化都在1%以内

这个差距说明，在摇动的状态下，材料的光降解速度几乎是静态的两倍。我们分析原因：振荡让样品不断翻滚，每一面都能均匀接受光照，而且水的流动也带走了表面的降解产物，让新鲜表面不断暴露出来。

性能下降：

拉伸强度的下降趋势更明显。光照+振荡组的薄膜，30天后强度只剩下原来的35%，而静态光照组还有62%。这说明动态条件下的光老化更全面、更彻底。

表面形貌：

电镜照片看得最清楚。振荡组的薄膜表面布满了裂纹和孔洞，就像干涸的土地一样；而静态组只是表面粗糙，裂纹很少。

为什么这种实验需要专门的设备？

做完这个实验，我们才真正体会到，为什么材料光降解研究需要专业的设备支持。

第一是均匀性问题。普通的灯箱，中间亮周边暗，样品放的位置不同，受光强度就不一样。但卧式光照摇床的顶部光照设计，让整个摇板上的光照都很均匀，我们的对照组数据偏差很小。

第二是稳定性问题。30天的连续运行，机器不能出任何故障。我们的这台摇床24小时不间断运行了一个月，温度波动一直控制在±0.5℃以内，转速也很稳定。中间我们还故意开门取样几次，它的开门监测功能很灵敏，马上停止振荡，避免样品溅出。

第三是灵活性。我们后来还尝试了不同波长的光，比如用紫外光加速老化，用蓝光研究特定波长的降解效应。摇床支持更换不同光谱的LED灯条，这一点很方便。

一些实验细节和注意事项

如果想自己尝试这类实验，有几个小经验分享：

1、   样品容器要选对：我们试过塑料瓶和玻璃瓶，最后发现玻璃锥形瓶最好，透光率高，而且不会释放干扰物质。

2、   振荡速度要合适：太快了样品碰撞太剧烈，太慢了混合不均匀。我们通过预实验发现120-150rpm最适合我们的样品。

3、   别忘了温度控制：光照会产生热量，我们的摇床自带制冷功能，能把温度控制在设定值，这点很重要。

4、   定期检查样品：长期实验要注意补水，防止水分蒸发影响浓度。

一点感想

作为用户，我们最怕的就是设备买回来只能做一两样实验。但这台光照摇床给了我们惊喜——从最初的微生物培养，到现在的材料研究，甚至我们还计划用它来做光催化废水处理的小试实验。一台设备能覆盖多个课题，对于经费有限的实验室来说，性价比真的很高。

我们实验室的这台设备已经稳定运行了两年多，除了常规的保养，没出过什么大问题。上海赫田的售后响应也很快，有一次我们咨询一个技术问题，当天就给了回复。听说他们的设备还被亚热带森林培育国家重点实验室、深圳市第一人民医院、哈尔滨延寿香其酱业有限公司等机构选用，品质应该是经过市场检验的。

最后想说

上海赫田科学仪器有限公司生产的卧式光照摇床。进行光降解、光催化或任何需要结合光照与振荡的实验，它稳定的性能和灵活的设置，为实验提供了可靠保障。

如果您有类似的实验需求，或想进一步了解如何将光照摇床应用于您的具体研究，我们建议您直接联系上海赫田的技术支持团队。他们更了解设备的各项功能和潜在应用场景，能为您提供专业、具体的方案建议。毕竟，一台合适的设备，往往能让实验事半功倍。

希望我们的经验能给您带来一些启发。