氧18的简介及用途制备   氧元素的稳定同位素，符号岾O，缩写为18O。1929年，W.F.Giorgio和H.L.Johnston利用分子光谱学发现天然氧由氧16、氧17和氧18同位素组成。现代测量表明，空气中氧同位素的确切成分是氧16：氧17：氧18=2667:1:5.5。   1937年，H.C.Yuri和J.R.Hoffman通过水蒸馏获得富氧水（重氧水）。在现代，分离氧气18的主要方法仍然是水蒸馏法，通过水蒸馏法可以获得99.8%的H218O。一氧化碳或一氧化氮的低温蒸馏也可以从氧气18中分离出来。   由于发现了重氧同位素，原子量的化学标度（O=16.000000）与物理标度（16O=16.00000）不兼容。这是因为化学标尺选择的氧气是天然氧气，氧气17和氧气18的存在使化学标尺大于物理标尺，化学标尺是物理标尺的1000275倍。化学和物理是相互联系的，不同的尺度必然会导致混淆。在这两种尺度一起使用一段时间后，对一致尺度的需求变得越来越明显。直到196年，化学和物理联合选择12C=12作为原子量标准，这两种尺度是一致的。   由于氧没有长寿命的放射性同位素，氧18是一种重要的痕量原子，广泛用于研究与生命活动有关的化学反应机制、催化机制和反应过程。首先，药物研究中的氧气是大多数药物结构中的基本元素。在代谢研究中，氧18通常用于代替普通氧进行同位素追踪，它可以灵敏、准确、快速地了解药物在体内的活动规律和代谢途径。这种可追溯性研究对于新药的开发至关重要，对于控制药物在人体内的使用也非常重要。   二是在能量代谢研究中的应用：由氧18和氢组成的分子，化学式为H218O，称为氧18水。为了确定自由人的能量代谢，最快和最准确的方法是使用双标记水技术，即氢和氧双同位素示踪法。在给人类或动物喂入一定剂量的H-2（氘）和O-18双标记水后，可以通过采样和测量人体释放的同位素速率来测量代谢状态。双标签水技术用于运动医学、儿童营养、食品营养、减肥、宇航员饮食等领域。分布广泛，具有广阔的发展前景。   第三，20世纪90年代开发的PET（正电子发射断层成像）技术为重氧水的应用提供了前所未有的可能性。与CT、核磁共振和其他用于从形态学角度诊断疾病的成像技术相比，PET可以在分子水平上提供关于疾病的功能、代谢或受体结合的信息，被称为“体内生化成像”。由于疾病的生化变化往往比形态学变化更早，因此在诊断疾病，特别是肿瘤、冠心病和脑疾病时，它可以更早、更灵敏、更准确。90%以上的PET显像剂是氟-18，而氟-18是通过以氧共振18为靶点的加速器中的质子轰击形成的。因此，它已成为氧b18作为正电子发射靶的最重要用途。   氧18的制备   同位素质量数的差异对其基本性质的影响很小，因此各种天然化合物的氧同位素组成大致相等。空气、淡水和海水中的Oxygen-18含量分别为0.204% 、0.198%和 0.200%。各种矿物质中Oxygen-18的含量变化不超过0.008%。因此，应使用空气或天然水作为生产原料。   为了在生产量中富含Oxygen-18的材料，可以应用液氧、氧化氮、水或化学同位素交换的精馏。基于每种方法的经济考虑和技术可行性，水的精馏被选为基础方法。此外，以富含这种同位素的水的形式储存、运输和使用 Oxygen-18 是最方便的。   精馏法被广泛研究并广泛用于化学工业中物质的提纯和不同沸点物质的分离。   天然水可以看作是常压下沸点为100摄氏度的低沸点H216O和沸点为100.15摄氏度的高沸点H216O的混合物。H216O和H218O的分离发生在蒸馏塔中。每个塔由一个立方体蒸发器、实际塔填充喷嘴、冷凝器和上部储液器组成。   在立方体中发生来自柱的水的连续蒸发。上升到柱子的蒸汽与在喷嘴上以薄膜形式流动的水相互作用发生传质。在这种情况下，蒸汽被耗尽，而流动的水富含高沸点组分 H218O。在塔的顶部，蒸汽进入冷凝器，由水循环系统的水冷却。在冷凝器中发生耗尽的Oxygen-18水蒸气的连续冷凝。重力冷凝水进入上部水库并与那里的水混合。然后这些水被送入柱子的电源。水的消耗量对应于蒸汽的质量流量。   因此，在柱子的操作过程中，Oxygen-18 从上部储层转移到立方体：立方体中的水富含 Oxygen-18，而上部储层中的水则缺乏这种同位素。

有了氦气，石油和天然气以外的商业发展正在向我们招手   JK Obatala——公共讲师、业余天文学家和卫报撰稿人 33 年——长期以来一直试图将注意力集中在“氦”这一被忽视的资源上。例如，2015年5月，他在《卫报》上发表了一系列题为“氦气难题”的专栏。两年后，时任联邦石油资源大学 (FUPRE) 副校长的 Akii Ibhadode 教授邀请Obatala就此主题发表演讲。在这篇文章中引用了他的演讲之后，Ibhadode 迅速任命了一个“研究小组”，并让这位 Helium Activist 成为了一名成员。作为小组成员和顾问，Obatala 举行了简报会并提交了书面咨询，其中包含他现在与读者分享的问题和见解。   沙特阿拉伯在2017年对世界领先的氦气生产国卡塔尔的封锁导致这种具有高度战略意义的商品在全球范围内短缺。该行业陷入了“氦气短缺4.0”，“就像氦气短缺 1.0、2.0 和 3.0 一样，”Nicolás Rivero 在《石英》杂志上写道，“这场危机是由高度集中的氦气生产行业中的几次意外供应中断造成的。”   根据 Rivero 的说法，全球只有 14 家工厂储存全球氦气。但在过去几个月里，他说，“灾难袭击了这些工厂中最大的一家，中断了供应……”。例如，直到今年，尤其是美国一直期望俄罗斯缓解供应紧缩。但正如 NBC 电视台的卡罗琳·霍普金斯 (Caroline Hopkins) 最近所说，其位于西伯利亚的庞大的阿穆尔工厂发生火灾，加上乌克兰战争，已经“打乱了时间表”。 由于对全球气候变化的担忧（2015 年巴黎协定、2021 年格拉斯哥公约和埃及刚刚结束的 COP27 证明了这一点），以及蓬勃发展的替代能源行业，进一步提高了氦气的商业地位。但实际上，氦气是什么？首先，它是仅次于氢的第二丰富、第二古老和第二轻的元素。在化学上，氦气 是元素周期表中的第一种惰性气体。它无毒、无味、无色、惰性。氦的两种同位素自然存在：氦 3 (He-3) 和氦4。所有的He-3和大约7%的氦气都是原始残留物，在地球形成期间被困在地球内部深处。地壳元素的放射性衰变占93%。   氦气一颗冉冉升起的商业和战略之星，源于某些独特的性质，赋予它许多科学、技术和工业应用。最重要的是，在所有元素中，氦的沸点最低。事实上，氦气不会变成固体，除非在特殊条件下。这使得它几乎不可或缺，用于低温（低温）用途，例如冷却红外望远镜、核反应堆和强力磁铁。此外，作为所有原子中最小的，氦的迁移几乎是不可阻挡的。它在地壳中自由移动（垂直和水平）——很容易通过花岗岩和其他岩石扩散。 氦气市场 氦气市场分为“气态”和“液态”两个阶段。一般来说，气是最大的，约占 70% 的份额。但它是支离破碎的，分成无数小领域，例如“净化”、“呼吸混合物”、“焊接”等。相比之下，液氦在医疗行业中的使用——主要用于冷却磁共振成像 (MRI) 扫描仪中的磁体，但也用于治疗——占总销售额的 32%：使医疗保健成为市场中最大的单一组成部分.   Verified Market Research 估计，2020 年全球氦气市场价值为210.4亿美元，预计到 2028 年将达到 308 亿美元。它将以 4.90% 的复合年增长率 (CAGR) 扩大。分析师进一步指出，自 2009 年以来需求一直在稳步增长，导致价格螺旋式上升。但氦气价格独立变动：因此，作为对动摇的天然气和液化天然气 (LNG) 回报的“名副其实的对冲”。   每年对氦气的需求量为 32,000 吨（62 亿立方英尺）——主要集中在西欧、前苏联 (FSU) 各州和美国。其他消费地区包括中国、拉丁美洲、中东/非洲和亚洲太平洋国家。市场分析师列举了一系列最终用途行业作为全球氦气需求的驱动因素。主要消费国购买力的增强预计将影响派对气球行业和氦气医疗保健服务。 不断扩大的电子行业将氦气用于从智能手机和笔记本电脑到 LED（发光二极管）屏幕和半导体制造的所有领域。甚至 COVID-19 的需求也有所增加——因为疫苗是在液氦中冷却的！分析师预计，未来七年，氦气在国防和能源研究、核电厂、太空、互联网、运输和金属加工中的使用将以4.6% 的复合年增长率推动气相需求，而液态氦气含量为3.6%。 氦气的来源：“工业”和“天然” 商业氦气的主要来源是： (1) 甲烷和天然气液体 (NGL) 的初级加工；(2) 液化天然气（LNG）生产；(3) 地质构造，含有至少0.3%的氦气浓度。 工业油藏 与流行的看法相反，“天然气”并不是“碳氢化合物”的同义词。从天然储层中提取的气体还含有非碳氢化合物，例如氢气、氩气、硫化氢、氮气、二氧化碳和氦气。整个地壳每年以大约 3000公吨的速度产生氦气。但推动这一过程的是铀和钍的核衰变——而不是浮游生物（如碳氢化合物）的细菌衰变。   这些核反应发生在花岗岩源岩的颗粒中，之后氦扩散到沉积储层孔隙中的水中。当分子氮 (N2) 流过岩石时，氦气 会分馏并随之移动。在天然气厂，脱氮装置 (NRU) 将N2分离出来NRU 分馏理所当然地与氦气回收相结合，在一个六步过程中产生世界上大部分的商业原料： 天然气加工/预处理（去除硫化氢、二氧化碳、水和重金属），天然气制冷（去除较重的碳氢化合物，如果有的话），液化（生产液化天然气）和脱氮（去除氮）从天然气中回收氦。   将碳氢化合物和非碳氢化合物分馏成它们的组成气体，具有浓缩氦气的效果——通常，浓度达到 50% 或更高。这些富含氦气的废气首先在阿尔及利亚开采，是重要的工业储层。 天然水库   一项基于文献和现有数据的初步评估是，尼日利亚大陆的东半部，从尼日尔三角洲向北延伸至乍得盆地，应该探索含有高氦气的构造圈闭。在地质学上，这片广阔的地带与贝努埃海槽的尼日利亚部分大致相连——宽 50 至 150 公里，长 1,000 公里，由裂谷、断层、高原、死火山和延伸到其边界之外的盆地组成. 2016 年，液氦勘探、开发和生产商 Helium One 的首席执行官 Thomas Abraham-James 提出了在坦桑尼亚 Rukwa 盆地建造大型氦气储层的可能性。“Rukwa 项目”将成为第一个通过有计划和系统的搜索而不是勘探偶然性发现的氦气库。因此，它是氦气供应链中新兴的独立生产项目的原型。   Helium One 勘探者的一个基本原则是，他们的技术适用于任何与坦桑尼亚地质条件相似的地方——在某种程度上，贝努埃海槽也是如此。尼日利亚和坦桑尼亚大陆之间的相似之处包括它们的结构、基底和盆地岩性，以及热和构造历史。但与坦桑尼亚极为活跃的裂谷系统相比，尼日利亚的地壳地质处于静止状态。   坦桑尼亚的裂谷系统是著名的东非大裂谷的一部分——裂谷、裂缝和火山网络沿着构造断层南北走向。（“断层”是地球众多地壳板块边界处的向上、向下或横向滑动）。两个关键因素是坦桑尼亚花岗岩克拉通的年龄，以及火山热与储层的接近程度。铀和钍已经有亿万年的时间发射 α 粒子（氦气 原子核）——伴随着火山热，为克拉通外的迁移提供动力。   离开源岩后，氦气开始二次迁移到气阱，在氮气、甲烷或二氧化碳为主的地下水中。Rukwa 的研究人员报告说，富含氮气和高氦气的气体从温暖的泉水中冒出。启发性的是，Helium One 探矿者在该地区发现了几个与断层相关的温泉。村民们通过蒸发高盐度的液体，利用泉水进行采盐。温泉中的咸水可能意味着盐顶气体陷阱。最后，地质学家还在 Rukwa 断层中发现了走滑运动的证据。“走滑”是指位于同一平面上的两个相邻的地壳板块（或板块）正在横向移动。这密封了垂直壁上的空腔，将气体困在里面。 尽管尼日利亚的地质情况并没有完全复制坦桑尼亚，但差异更多的是程度问题，而不是种类问题。尼日利亚的边界是政治的，而不是地质的。它的陆地是横跨非洲的整个大陆构造体系的一部分。众所周知，西非和中非裂谷系统 (WCARS) 在地质学上从尼日利亚延伸到苏丹 7,000 多公里，横跨喀麦隆、尼日尔、乍得和中非共和国。 东非和西非子系统都与大陆分裂和海洋形成有关：但时间不同。WCARS 较旧，已经耗散了大部分地震能量，因此不那么活跃。相比之下，索马里和非洲之角在过去 2500 万年左右的时间里一直与非洲大陆稳步分离——随着东非裂谷的扩大，引发了地震活动。红海（一个泛滥的盆地），是一个新海洋的早期阶段。   但是西非和中非裂谷系统要古老得多。它在 145 到 6600 万年前（白垩纪期间）进化，当时由南美洲、非洲、南极洲和澳大利亚组成的超级大陆“冈瓦纳大陆”正在分裂。非洲和南美洲裂开，大西洋充满了盆地。破裂沿着模糊的“Y”形三联结的两条线发生，这成为大西洋。“Y”的第三条腿未能形成海洋。   从结构上讲，这条失败的手臂（或“aulacogen”）就是我们所知的贝努埃槽。作为一个古老的裂谷，该槽一定曾经展示过坦桑尼亚裂谷地区的所有物理和地球化学特性：包括氦气的产生。

ARENCIBIA 与 SK MATERIALS AIRPLUS 建立合资企业，以解决氦气和稀有气体的成本和短缺问题   SK materials airplus 首席执行官 Jong-jin Oh 和 Arencibia 首席执行官Brent T. Frissora在首尔SK materials 总部携手, 韩国宣布成立一家合资企业，专注于为硅、半导体、航空航天、金属和其他关键供应链中的亚洲最大制造商建设和运营散装气体回收系统。   该合资企业将成为亚洲第一家专注于大宗气体回收系统的设计、工程、建造和运营的企业，尤其是那些专注于回收昂贵工艺气体的企业，例如氦气、氖气和其他用于工业生产的稀有气体。Arencibia 将负责回收过程和设计，而 SK materials airplus 将监督运营和商业职能，包括销售和营销。   由于地缘政治风险，以及大宗气体供应的剧烈价格波动和可用性限制，亚洲最大的制造商正面临供应链的严重不稳定。这种供应链的不稳定在整个生产运营和商业业务中产生连锁反应。 通过为亚洲最大的制造商现场回收工艺气体，该合资企业将提供前所未有的成本降低，以及供应链的安全性和可靠性，更不用说制造过程中能源和碳足迹的大幅减少。这将使亚洲最大的制造商能够提高竞争力、确保供应链安全并减少对环境的影响——简而言之，使其制造业务面向未来。   “鉴于稀有气体不稳定的供应和价格波动，升级回收是稳定增长的最佳解决方案，”SK materials airplus 首席执行官Oh先生说。“通过与 Arencibia 的密切合作，我们将引领韩国和亚洲的升级回收业务，塑造净零趋势。”   “Arencibia 是唯一一家专门为世界上最大的制造商设计、建造和运营定制工业气体回收系统的公司，”Arencibia 首席执行官 Frissora 先生说。“制造业，特别是硅、半导体、航空航天和金属行业，在工业气体可用性和成本以及减少环境影响方面面临着前所未有的挑战。我们很荣幸也很荣幸能与 SK 合作，帮助亚洲领先的制造商减少他们的排放量。成本和碳足迹。通过将我们独特的技术与 SK 巨大的规模、经验和愿景相结合，这家新公司将加速亚洲向低碳经济的转型。”   关于SK材airplus   SK materials airplus 是韩国领先的空气气体制造商和供应商。该公司最初是日本最大的工业气体供应商太阳日酸与SKC于2007年合资成立。2018年SK材料收购该公司100%股权，2021年并入SK株式会社。   关于阿伦西比亚   Arencibia 成立于 1986 年，是领先的气体回收解决方案，为金属、航空航天、汽车和半导体等行业的全球最大制造商提供服务。Arencibia 先进的监测、分析和恢复服务 (MARS) 保证我们的客户将回收和再利用 90% 以上的工业气体，从而产生变革性的财务和环境效益。Arencibia 的MARS平台还使客户能够监控他们的制造过程，并在潜在问题影响最终产品之前就识别和预防这些问题

日本-阿联酋探月任务成功发射 阿拉伯联合酋长国 (UAE) 的第一辆月球车今天从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空站成功起飞。作为阿联酋-日本登月任务的一部分，阿联酋漫游车于当地时间 02:38 搭乘 SpaceX 猎鹰 9 号火箭发射升空。如果成功，该探测器将使阿联酋成为继中国、俄罗斯和美国之后第四个在月球上运行航天器的国家。   阿联酋-日本任务包括一个由日本公司 ispace 建造的名为 Hakuto -R（意为“白兔”）的着陆器。在降落在月球近侧的阿特拉斯陨石坑之前，飞船将需要将近四个月的时间才能到达月球。然后它会轻轻地释放 10 公斤重的四轮 Rashid（意思是“正确引导”）漫游车去探索月球表面。 这辆由穆罕默德·本·拉希德航天中心建造的漫游车包含一个高分辨率相机和一个热成像相机，它们都将研究月球风化层的成分。他们还将拍摄月球表面尘埃运动、对月球岩石进行基本检查以及研究表面等离子体状况。   漫游车的一个有趣方面是它将测试可用于制造月球轮的各种不同材料。这些材料以胶条的形式贴在拉希德的轮子上，以确定哪些材料能最好地防止月尘和其他恶劣条件。其中一种材料是由英国剑桥大学和比利时布鲁塞尔自由大学设计的石墨烯基复合材料。   “行星科学的摇篮”   阿联酋-日本任务只是目前正在进行或计划中的一系列月球访问中的一个。8 月，韩国发射了名为 Danuri（意为“享受月球”）的轨道飞行器。11 月，美国宇航局发射了 Artemis 火箭，运载猎户座太空舱，最终将宇航员送回月球。与此同时，印度、俄罗斯和日本计划在 2023 年第一季度发射无人登陆器。   行星探索的推动者将月球视为前往火星甚至更远地方的载人任务的天然起飞地点。希望科学研究能够表明月球殖民地是否可以自给自足，月球资源是否可以为这些任务提供燃料。另一种可能性在地球上具有潜在的吸引力。行星地质学家认为，月球土壤含有大量的氦3，这是一种有望用于核聚变的同位素。   “月球是行星科学的摇篮，”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星地质学家David Blewett说。“我们可以研究月球上由于其活跃的表面而在地球上被抹去的东西。”最新的任务还表明，商业公司开始启动自己的任务，而不是充当政府承包商。“公司，包括许多不在航空航天领域的公司，开始表现出他们的兴趣，”他补充道。

氦气面临广泛挑战后出现乐观迹象   一年的供应限制、运输压力和价格上涨再加上战争和事故、医疗保健挑战和飙升的半导体需求——为应对“氦气短缺 4.0”的运营商创造了一场完美风暴。然而，在阿布扎比 MENA 工业气体 2022 会议开幕当天，“全球氦气和 MENA 在供应链中的作用”会议发出的明确信息是，无论是通过新产品，还是通过新产品，新的或返回的能力和市场发展。   市场经历了前所未有的压力，这主要是由于俄罗斯天然气工业股份公司/阿穆尔的天然气爆炸，但如果明年它再次出现，预计它将对供应做出重大贡献并帮助缓和价格，同时还有其他新的强大管道项目。代表们听说不到 2.9bcf 的新供应预计将在2026年投产。   一个主要警告是持续存在的地缘政治风险，这将继续带来不确定性。到2026年，俄罗斯在氦气中的份额预计将从2%左右增加到26%，北美 (53-37%) 和卡塔尔 (31-27%) 预计在未来四年仍将占据主导地位年。   Gulf Helium Services总经理Mazin Babiker表示：“由于全球物流的复杂性和全球氦气短缺，对冷却的需求增加了。”容器温度应低于 80 (-193C) 才有资格在源头进行填充，而将LHe从冷容器转移到热容器的过程最多需要两周时间。 氦气对于医疗保健行业和超导性至关重要。MRI 市场在 2021 年价值48亿美元，预计在2022年至2030年间将以7.1%的速度增长，MRI机器的销售额预计到2028年将增至85亿美元。此外新癌症病例估计将从2020年的1930万增加到2040年的2890 万。   满足半导体和光纤需求同样是一个问题，因为这个快速增长的行业在过去五年中占氦气总消耗量的比例从7%增加到18%，航空和航天工业也是如此——它们需要氦气作为增压剂用于地面和飞行流体系统、用于冷却各种材料的低温剂、精密焊接应用和泄漏检测。    Kornbluth Helium Consulting 的创始人兼总裁 Phil Kornbluth表示俄罗斯天然气工业股份公司-阿穆尔天然气加工项目将是未来四年影响氦气市场的最大单一因素，并且在初始价格重新开放之前，它将是一种成本非常低的产品（低于 200 千立方英尺），因为定价是在基于通货膨胀的指数化的氦气短缺 3.0。导致 4.0 短缺的其他主要因素包括BLM的粗氦浓缩装置停运、卡塔尔的计划维护、阿尔及利亚的天然气部分从液化天然气生产转移到海底管道输送到欧洲、澳大利亚达尔文工厂的原料气耗尽以及避风港发生火灾堪萨斯州天然气加工厂。在卡塔尔和埃克森美孚的成本冲击的推动下，合同价格将继续大幅上涨，现货价格可能会继续走高。 但他表示，约 2-4% 的适度需求增长将受到新水厂建设的推动，电子设备将超过 MRI 成为主要应用。    反思市场内部的不同动态，他说：“如果 BLM 能够保持稳定运营，Helium 4.0 短缺最糟糕的时期应该已经过去，2023年可能是向充足供应过渡的一年，但这取决于时间和规模Amur 的生产——重启和产能提升可能会被推迟。 “当阿穆尔供应进入市场时，价格应该会放缓，到2024年供应应该会充足，但鉴于乌克兰和俄罗斯制裁的不确定性，这并不确定。”

环氧乙烷致癌的可能性有多大   环氧乙烷是一种有机化合物，化学式为C2H4O，是一种人造可燃气体。当它浓度非常高时会发出一些甜味。环氧乙烷易溶于水，燃烧烟草时也会产生少量的环氧乙烷，在自然界中可以发现极少量的环氧乙烷。   环氧乙烷主要用于制造乙二醇（一种用于制造防冻剂和聚酯的化学品）。也可用于医院和消毒设施，对医疗设备和用品进行消毒；它还用于食品消毒，以及在某些储存的农产品（例如香料和草药）控制虫害。   环氧乙烷如何影响健康   工人短期接触空气中高浓度的环氧乙烷（通常是普通人的数万倍）会刺激肺部。短期和长期暴露于高浓度环氧乙烷的工人会出现头痛、记忆力减退、麻木、恶心和呕吐等症状。   有研究发现，孕妇在工作场所接触高浓度的环氧乙烷会导致一些女性流产。另一项研究发现没有这种效果。需要更多的研究来了解怀孕期间接触的风险。   一些动物长时间（数月至数年）吸入环境中浓度非常高的环氧乙烷（比一般室外空气高10，000倍），会刺激鼻子、嘴和肺；并有神经系统和发育的影响，以及雄性生殖问题。一些吸入环氧乙烷数月的动物也出现了肾脏疾病和贫血（红细胞数量减少）。   环氧乙烷致癌的可能性有多大 接触最高的工人，平均接触时间超过10年，患某些类型的癌症的风险更高，例如某些血液癌和乳腺癌，在动物研究中也发现了类似的癌症。美国卫生与公众服务部（DHHS）已确定环氧乙烷是一种已知的人类致癌物。美国环境保护署得出结论是，吸入环氧乙烷对人类有致癌作用。   如何降低接触环氧乙烷的风险   工人在使用或制造环氧乙烷时应佩戴防护眼镜、衣服、手套，并在需要时佩戴呼吸防护设备。

印美半导体合作及其可能的结果   美国希望扩大与印度和中国台湾等地区在制造半导体方面的合作伙伴关系。它已承诺协助印度建设该部门。由于其激励计划，印度预计将带来约 250 亿美元的总投资，该计划旨在促进当地的半导体制造。目标是使印度成为全球供应链的主要参与者。   印度政界、工业界和科学界如何看待这种合作？   印度国民议会认为，美国和印度行业代表之间签署的谅解备忘录看起来是朝着正确方向迈出的一步，但未能提供任何实质性内容。 印度合作的批评者表示，在过去的7到8年里，印度似乎在全球市场上迷失了方向。它只是试图在不了解西方和印度之间复杂性差异的情况下模仿西方。印度一直无法向如此复杂的资本密集型行业投入所需的资金。2019年，印度的半导体进口额为210亿美元，并且每年以15%的速度增长。印度国大党全国发言人 Pawan Khera表示“这个政府可能有很大的野心，但它没有能力实现它们。”   从表面上看，这笔交易似乎更像是一场地缘政治游戏，而不是贸易协议。反对派认为，美国只是想削弱中国在半导体制造领域的主导地位，并正在引诱印度在这场博弈中扮演区域代理人的角色。印度不明智地同意了一项除了保证之外别无他物的协议。印度成为全球半导体供应商的正确途径是加强本国产业。   虽然美国一直专注于发展自己的产业，但印度在与大国打交道时不能失去重点。印度的政治反对派指出，该国必须专注于建立自己的独立产业，而不是成为非实质性谅解备忘录和片面交易的初级合作伙伴。他们认为，如果印度允许这笔交易继续进行，将导致其本国半导体行业的重大崩溃，这将对该国的 MSME 部门产生重大影响。然而，印度工业界对美印协议持乐观态度。印度电子和半导体协会（IESA）副会长Sunil G. Acharya表示，包括英特尔、德州仪器、美光等在内的大多数美国半导体巨头已经在印度开展业务。这些专业的印度单位涉及半导体设计和验证以及其他支持服务。此外，还有几家成熟的国内无晶圆厂厂商为跨行业的全球公司提供设计服务。   印度学术界在这方面有一些有趣的观点。Abhinav Kumar Sharma 博士（IIT，孟买）是孟买 NMIMS 大学的教授（运营和数据科学），他认为在预测这种合作的范围和未来之前还有很多工作要做。Sharma 说：“印度目前在半导体制造业中处于起步阶段。印度政府致力于通过生产相关激励 (PLI) 计划为制造业提供动力。此外，由于中国供应链紧张，依赖半导体的行业最近受到冲击。俄乌战争导致惰性气体严重短缺，而惰性气体对制造半导体芯片至关重要。 由于战争没有任何停止的迹象，合作及其预期产出可能会受到不利影响。尽管美国公司向印度展示了很大的希望，但它在书面上签署的内容和向印度保证的内容似乎仍然存在差异。那么，可以预见的结果和未来前景如何？美国会兑现承诺吗？印度的半导体梦真的会像媒体报道的那样一飞冲天吗？   Acharya对此次合作非常乐观，并表示当受到 CHIPS 法案激励的美国半导体公司寻求在美国扩大或建立半导体制造时，他们很可能会考虑扩大在印度的设计、研发和支持服务足迹. 这将有助于行业的整体创新。诚然，许多全球巨头正在采取“中国加一”政策，以减少对中国制造的依赖。因此，印度正成为该政策的主要受益者之一，尤其是在半导体和相关行业。印度半导体行业已获得塔塔集团和阿达尼等国内企业集团数百万美元的投资承诺。此外，近年来，印度的世界一流学术机构加大了对先进半导体技术领域的研究力度。其成果是 SHAKTI，一种由 IIT Madras 开发的开源处理器。   印度半导体产业在2021年价值272亿美元，预计到2026年将增长到640亿美元，复合年增长率为19%。但到目前为止，这些芯片都不是在印度端到端制造的。半导体芯片制造带来的巨大可能性值得深思。那么，印度跻身世界领先芯片制造商之列只是时间问题吗？印度政府到底在做什么来进一步推动这种合作？它将能够充分利用这个机会，还是美国会像政治反对派暗示的那样在这方面发号施令？   芯片制造需要大量原材料。这些材料的供应经常中断，印度必须集中精力使供应更加高效和顺畅。随着Covid-19在中国的爆发阻碍了他们的半导体产业，这是印度成为全球参与者的机会，为此它必须在财务和物质方面为其本土产业提供所需的帮助。政府最近推出的 PLI/DLI 和半导体制造激励措施。印度为美国公司提供了扩大在印度产能并降低供应链风险的机会。它还允许美国公司利用印度的熟练劳动力来建设能力并投资于促进半导体及相关行业的研发。   从历史上看，印度的电子制造业因缺乏足够的基础设施、国内供应链和物流、高昂的融资成本以及企业对研发的关注有限而受到影响。通过生产相关激励计划( PLI) 和国家电子制造业政策，政府正在鼓励该行业开发核心部件并在全球范围内展开竞争。PLI计划旨在鼓励本地制造业并使印度自力更生。印度政府正试图将印度定位为亚洲最具吸引力的电子和半导体目的地之一。”   印度的生产挂钩激励计划( PLI)似乎走在了正确的道路上，该计划将在印度生产的商品的增量销售（超过基准年）的激励范围内延长 4% 至 6%，为期五年基准年。设计相关激励 (DLI) 计划为半导体和芯片设计的开发和部署的各个阶段提供为期 5 年的货币激励和设计基础设施支持。   Khera认为，如果印度打好自己的牌，前途一片光明。“我们绝不能在压力下屈服并同意弊大于利的交易。如果美国和印度是平等的参与者，那么美国和印度之间的合作是有意义的，但在这笔交易中并非如此。印度必须选择独立的道路，建设自己的工业，使其强大和防弹，然后我们才能坐在谈判桌上达成一项协议，使印度的利益与美国一起得到进一步发展，而不是印度仅仅是地缘政治供应链战争的饲料”   半导体是任何行业任何类型的增长规划的基本原材料。如果一个行业今天想要发展，他们需要芯片作为他们的基本必需品。没有它，什么都无法运行。没有半导体，全球任何重大政府计划都不会运行。从这个角度来看，尽管英特尔和美光等大公司的股票在上个季度可能有所下跌，但业界认为，从长远来看，消费电子产品的需求将保持健康。Acharya 预见到半导体行业将有一个非常强劲的增长点。现在，随着瞬息万变的地缘政治局势，中国是电子产品的巨大消费国，尽管中国被视为生产国。高端芯片的禁运何时继续，需要拭目以待，还要看需求情况如何。   印美合作不能被视为限制于任何特定领域。印度有望成为半导体芯片产业创新的温床，这将有助于推进许多不同领域的技术，包括建筑、物流等。Sharma表示，目前物流成本占 GDP 的比重约为16%印度，由于该油田的扩张，预计将大幅下降。在确保更顺畅的供应链方面，美国可以成为印度的重要合作伙伴。从他们目前的物流成本与GDP的比值接近 7.5% 可以看出这一点。任何经济体都随着高效的供应链和随之而来的工业发展而繁荣。   气氛看起来很积极，印度希望将来在全球范围内建立合适的供应链。半导体不仅仅是一种雄心壮志，更是一种必需品，政府似乎准备应对各种挑战。印度已经明确表示——它想要本土半导体，并停止依赖其他国家的芯片。   有报道称，如果乌俄战争继续下去，氖气和钯等原材料可能会严重短缺。印度打算如何应对？   Acharya 对这个问题提出了一些有见地的想法。“氖气和钯气来自乌克兰，是钢铁生产的副产品。钯也主要来自俄罗斯。这些材料主要用于半导体制造，我们不制造半导体，SCL 除外。因此，从印度的角度来看，没有直接受到这种短缺的影响，因为不使用这些化学品来生产半导体。”   那么，随着战争的进行，这将如何影响全球供应链？   大多数氖气一般用于高端先进节点。印度声称他们在战争开始时就评估了这一点，这将极大地影响美国和韩国等制造半导体的国家。如果战争继续下去，从长远来看可能会对制造业产生影响，而不仅仅是氖气和钯金。世界上60%以上的原材料都要经过中国。这些材料是化学品、矿物和气体，接下来需要的是半导体制造设备。在全球范围内，只有两个主要的设备生产国——美国和日本。   印度声称拥有一个核心利益集团，由已经关注这一领域的各种领导人组成，首先要看看他们是否可以制定一项政策来结束对中国采购的依赖。据消息人士透露，印度政府已与该国主要钢厂进行了会谈，并正在努力想出解决原材料短缺的办法，虽然目前还没有立即出现短缺，但应对计划正在进行中即将推出。   业界似乎对合作的实施方式非常满意。反对派提出了一些中肯的意见，但印度正在想方设法应对任何一种物质短缺——如果它出现的话！此外，印度希望建立自己的原材料，并坚持其“中国加一”战略。该行动已经开始，并且正在进行巨额投资以变得依赖芯片。如果美国信守诺言，印度可能会成为半导体领域的重要参与者。

对通过三氯硅烷 (SiHCl3) 纯化硅的超高纯度无水 HCl 气体的需求不断增长，这可能会推动全球超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场的增长在通信和数据处理应用领域增加半导体材料的使用，以提供有利可图的增长机会。   2021 年，全球超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场规模为7 亿美元。超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场的销售预测估计，从2022年到2031年，预测期内的复合年增长率为 5.3%。超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体在各种工业和电子产品中的使用用途，包括电子微电路和电镀中窗口的特定蚀刻，正在增长。预计这一因素将促进全球超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场的增长。还使用超高纯度无水氯化氢 (HCL) 气体生产化学品。   晶圆和集成电路 (IC) 是两种类型的电子元件，它们的销量因电器和智能手机的普及而得到推动。因此，无水氯化氢 (HCL) 气体的使用量可能会增加。为了生产超高纯度无水氯化氢 (HCL) 气体，公司可能会利用新兴技术解决方案。预计未来几年，越来越多地使用最新技术将成为超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场的增长前沿。   在全球开展业务的大中型公司很少有可能主导全球超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场。大多数企业正在对彻底的研发项目进行大量投资，这有望扩大超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体市场的范围。   自发明以来，太阳能电池已发展成为一种非常有效的技术。与此相适应，半导体技术也取得了长足的进步。半导体用于整个价值链，从太阳能电池板开始。太阳能/替代能源价值链预计将观察到对半导体的需求增加，这可能会提振全球超高纯度无水氯化氢 (HCL) 气体市场的发展前景。   在终端用途方面，2021 年电子产品类别占据全球市场约 76.3% 的份额。对于超高纯度无水氯化氢 (HCl) 气体，电子是增长速度最快的细分市场。电子部门使用超高纯度无水 HCl 气体作为氯气载体。由于对用于蚀刻半导体晶体的超高纯度无水HCl 气体的需求不断增加，预计全球市场将扩大。   2021年，工业品类占全球市场份额为23.6%。具有超高纯度水平的无水 HCl 气体被用作制造饮用水和消费品的原料。   增长动力   在过去的几年中，PCB 领域经历了显着的增长。在电路制造中，使用了PCB。它们可以具有单层或多层绝缘材料。消费电子产品广泛使用PCB。全球市场可能受到消费电子产品需求增加和发展中国家可支配收入增加的推动。按价值计算，亚太地区在 2021 年占全球超高纯无水氯化氢 (HCL) 气体市场的相当大一部分。该地区预计将占市场份额的 50.3%。在预测的几年中，预计区域市场将从亚太地区半导体和电子行业的扩张中受益匪浅。

到 2028 年，氦气市场估值将达到 65.9 亿美元价格波动和短缺仍是主要挑战   2021 年全球氦气市场价值 46.7 亿美元，预计到 2028 年将达到 65.9 亿美元，预测期内（2022-2028 年）的复合年增长率超过 5%。   氦是地球上最稀有的元素之一。对氦气的需求促使氦气生产公司探索新的氦气来源，包括从气田中提取氦气。氦气生产公司也在寻找一种生产氦气的新方法：使用核聚变。如果这种方法能够得到完善，它可能会彻底改变这个行业并创造更多的就业机会。   氦气历来被研究人员和科学家用作一种安全的惰性气体，不会与全球氦气市场上的其他元素发生反应。然而，在焊接、金属切割和加工以及印刷等工业应用中，对氦气的需求不断增长。今天氦气的主要用途是制造气球。气球充满空气和氦气，当气球膨胀时，来自氦气的压力将空气保持在内部。这个过程被用来制作各种各样的产品，包括生日气球、抽奖奖品和装饰日装饰品。   是什么推动了对氦气市场的需求？   由于需要更有效的产品制造方法的新技术，对氦气的需求有所增加。例如，3D 打印使用的材料很难通过铸造或锻造等传统方法生产。为了使用热塑性聚氨酯 (TPU) 材料进行打印，制造商需要一种像氮气这样的能量密集型材料，而使用标准的气球充气技术这是不可行的。通过将氦气与 TPU 结合使用，全球氦气市场的制造商能够在不牺牲重量或织物强度的情况下打印出高质量的产品。   对氦气的需求迅速增长，因为其独特的特性使其成为各个行业的重要参与者。氦气用于隔离惰性气体，例如氩气和氖气，使它们更容易用于技术和制药。此外，氦气还有许多医疗应用，包括帮助呼吸困难的患者更轻松地呼吸的吸入方法。由于这些原因以及更多原因，世界越来越依赖氦气，产量将继续增加。因此，随着时间的推移，这种宝贵资源的供应可能会受到限制。由于氦气成本的增加，为确保充足供应而进行的竞争只会加剧这种情况。   价格波动和短缺仍然是氦气市场的主要挑战   随着对氦气的新应用的开发，全球氦气市场目前的需求正在增加。到2028年，这种增加的需求将继续支撑价格和增长。到那时，市场估计将达到 65.9 亿美元。这一需求背后的主要驱动力之一是不断增长的医疗和工业部门，它们都对使用氦气作为燃料感兴趣，因为它的能量含量高且对环境的影响可以忽略不计。到 2028 年，这些群体将继续成为市场的主要驱动力。   然而，预计在不久的将来会出现一些挑战，包括价格波动和与氦气生产相关的短缺问题。感知到的稀缺性导致一些公司探索氦气的替代来源，例如压裂气，但这可能会产生意想不到的后果，进一步推高成本。虽然这些挑战将在未来几年影响该行业，但它们不应对整体增长产生重大负面影响。   氦气市场面临多项挑战，因为天然气价格持续波动，预计未来几年会出现短缺。长达十年的价格暴跌导致库存耗尽，生产商仍在努力寻找氦气的均衡价格，以在不增加供应的情况下覆盖生产成本。2021 年，氦气现货平均价格为 64,900 美元/吨，低于 2016 年 66,200 美元/吨的高位。价格的历史波动使得长期规划变得困难，并削弱了新项目的商业案例。技术进步使生产商能够使用更少的气体生产更多的氦气，从而加剧了这一问题。尽管存在这些挑战，一些公司仍对氦的未来持乐观态度。   能源领域氦气市场的潜在机会   氦气是一种相对较新的资源，随着世界向可持续能源过渡，其使用量也在增加。氦气有许多潜在用途，包括作为卫星、安全气囊和工业燃气轮机的推进剂。人们对将氦气用于 MRI 机器和手术工具等医疗应用也越来越感兴趣。氦气行业发展迅速，企业有很多参与的机会。电信和技术行业是氦气市场的另外两个广泛接受的市场。虽然它现在不像石油或铜那么受欢迎，但随着我们越来越接近人工智能和机器学习成为主流，预计未来几年需求将激增。这意味着亚马逊和谷歌等公司将严重依赖Helium 3来为其产品和服务提供动力。目前医用氦气市场的使用量为每年8.5亿美元。GIA 预测到2025年这个市场将达到17亿美元。氦气的生产需要大量的天然气和石油，这导致了人们对其环境影响的担忧。目前正在进行一些研究，以寻找不会有这些缺点的替代能源，但目前看来，氦气生产将继续依赖化石燃料。  

ASU在全球短缺的情况下回收支持氦气的研究   为了充分利用其供应，亚利桑那州立大学为其磁共振研究中心配备了一个可持续系统，该系统可回收用于研究的氦气。在那里，科学家们正在努力了解癌症、疼痛感知和可降解塑料等课题。   近一个世纪以来，美国一直是世界上最大的氦供应商。虽然美国氦气行业历史上由联邦政府管理，但现在正转变为私营行业。由于过渡和联邦氦储备关闭，美国的氦产量下降。现在，这种关键天然气越来越多地来自卡塔尔、俄罗斯和阿尔及利亚等其他国家，但由于这些地区的不稳定，价格和供应并不稳定。   氦是一种不可再生的资源，它是在地球深处作为放射性物质（如铀）衰变而产生的。氦逐渐向上冒出气泡，虽然大部分氦逃离了地球表面，但有一小部分氦被困在地下致密的岩石圆顶之下，人们可以在那里提取氦。地球上有限的氦不断减少，部分原因是氦气极难被吸收。它的结构很小，我们需要特殊的容器来装它。一旦氦逃逸到空气中，它就会穿过地球大气层，进入外层空间，永远离开地球。   尽管氦与娱乐息息相关，但它也有严肃的一面。它的体积很小，非常适合测试火箭和天然气管道的泄漏。它不易燃，因此对于必须在充满气体的无菌室中制造微芯片的制造厂来说，这是一个安全的选择。并且它可以在接近绝对零度（大约零下460华氏度）的液体形式存在，这是可能的最低温度。它保持超冷的能力使得氦对于磁共振成像机至关重要。这些以进行详细的医学扫描而闻名的MRI机器依赖于超导磁体。这些特殊的电磁体必须保持极冷才能正常工作，如果它们升高到一定温度以上就会损坏。   ASU核磁共振研究中心依靠核磁共振成像和核磁共振波谱（就像原子的核磁共振成像）来完成工作，使氦成为关键资源。为了充分利用其供应，安装了一套专门为其设备和需求设计的氦气回收系统。   在超导磁体内部，液态氦冷却剂逐渐沸腾成气体，通过特殊密封的铜管网络捕获并输送，使实验室看起来像是酒厂。这些气体收集在巨大的袋子里，每个袋子可以装16000升。一旦装满，袋子中的气体被压缩并储存在中压罐中。从罐中，氦气被送到净化器中，净化器在转化为液体之前去除任何水蒸气、氧气或氮气，从而将纯液氦留在实验室，以备再次使用。   ASU的16000升氦气收集袋中的每一个都装有足够的气体，可以装满约1135个气球。“我们的长期目标是回收和再循环至少85%的氦气，”该中心的员工科学家和经理Brian Cherry表示。“每五周，我就要给我的一个磁铁充一次气，如果一两天内我没有得到氦气，400万美元的设备就没了。所以，在我们节约资金和回收利用的同时，我们也在保护投资，不必依赖波动的市场。”其他大学也安装了自己的回收系统，但Cherry指出，ASU的大型储罐系统与其他大学有所不同。该中心希望展示使用回收系统的优势，并鼓励诊所、实验室和其他设施采用类似系统，更好地保护世界的氦气供应。   “自2022年6月以来，我们已经捕获了大约2500升液氦”核心研究设施运营总监Samrat Amin表示。以目前液氦的平均价格，回收系统已经为该中心节省了约5.5万美元。Amin补充道：“氦回收系统的成本节约占我们运营预算的很大一部分。该系统不仅符合ASU的可持续发展目标，还确保了我们提供关键仪器的长期能力，为ASU的研究人员提供服务。”ASU恢复系统将在后台工作，以支持大约150名使用核心设施的研究人员，以及教学实验室、外部企业和合作者。   分子科学学院研究糖结合蛋白的副教授徐旺说：“我做任何事情都使用核磁共振波谱，所以氦回收系统对我来说绝对至关重要。”这些蛋白质参与了许多生物过程。王研究了糖结合蛋白如何影响莱姆病的症状以及白细胞的活化。最近，他的研究小组一直在研究一种由80%以上的脑肿瘤细胞产生的糖结合蛋白，这种蛋白会影响肿瘤更快地生长。   Wade Van Horn副教授研究细胞膜中的蛋白质。这些蛋白质携带信息进出细胞，对药物等过程非常重要，这些过程与细胞有效结合。他正在探索一种新的非成瘾性止痛药如何与细胞受体相互作用。目标是创造方法来预测哪些药物变异最有效，而不依赖于早期昂贵的临床试验。还有其他方法和机器可以用来研究不使用超导磁体的分子结构，也就是氦。问题是它们需要分子停留在固定的位置和环境中。   范霍恩说：“核磁共振的不同之处在于，我们的研究处于解决方案中。”。“我们可以看到这些蛋白质在生物环境中是如何摆动的。”这种运动的自由意味着科学家可以更真实地了解细胞和蛋白质的行为。   由于核磁共振机起着至关重要的作用，研究人员无法回避对氦的需求。这就是为什么，当国家卫生研究院宣布为核磁共振设备的氦回收系统提供资金时，王和范霍恩主动提出申请。现在，他们能够继续使用氦，并且使用得很好。“我认为，在不久的将来，我们可能无法获得足够的氦气，即使我们愿意支付不断上涨的价格，”王说。“这个氦气回收系统对整个设施的可持续性至关重要。”