摘要 本文采用第一性原理密度泛函理论系统设计评估石墨烯功函数(WF),用于电子器件应用。通过探究原始、羟基官能化、缺陷和掺杂石墨烯结构,揭示WF强烈依赖于纳米带宽度、表面官能化、缺陷位置和掺杂类型。原始锯齿石墨烯WF高于扶手椅型,增加带宽一致降低WF。羟基提高WF,效应随基团数量增加和聚集而增强。缺陷一般降低WF,中心空位影响最显著。B、Al(p型)取代掺杂显著升高WF,N、P(n型)大幅降低,Si掺杂影响温和稳定。同时计算生成能评估掺杂可行性:B、N易掺入,Al困难。这些洞见为器件工程中精准调控石墨烯电子性质提供坚实理论基础。 研究背景 石墨烯卓越的电学、力学、化学性质推动其应用于传感器、
摘要 本文报道一种简单、环保的合成路线制备球形金纳米颗粒修饰的笠壳来源碳酸钙纳米复合粒子(Au-CSCaCO₃NPs),并考察其理化性质和生物相容性。金纳米颗粒经柠檬酸还原制备,与从笠壳(Anadara granosa70%,而对成纤维细胞毒性较低,表现出选择性生物相容性。结果提示Au-CSCaCO₃NPs作为靶向给药和成像平台的潜力。 研究背景 单分散纳米粒子对药物递送、成像、生物传感等先进生物医学应用至关重要。金纳米颗粒(AuNPs)提供可调光学性质,生物源碳酸钙(特别是笠壳文石多形体)具优异生物相容性和高比表面积。常规CaCO₃合成常得非生物源方解石/球霰石混合物,不适合临床。本法结合
摘要 利用纳米递送载体包裹农药活性成分可提高利用率,通过控释和保护延长功效。但多数控释制剂粒径大、分布宽,限制性能发挥。本研究构建粒径可精准控制的阿维菌素(Av)纳米递送体系,考察释放动力学、光稳定性和生物活性。通过调节粒径可微调Av释放曲线,生物活性随粒径减小而增强。结果表明Av纳米递送体系显著改善可控释放、紫外防护和防治效果,从而减少农药残留和施用频次。 研究背景 农药对病虫害防治至关重要,但常规制剂分散性差、降解快、损失率高达70–90%(生物降解、光解、挥发、径流、淋溶),威胁食品安全和环境质量,亟需先进递送策略。 纳米技术为提升农药性能提供新途径。纳米制剂增加比表面积,改善叶面空间
摘要 过渡金属氧化物(TMO)因低成本、化学稳健性成为有吸引力的电催化剂,但本征活性常难以满足高要求应用。引入空心多孔结构可通过增加比表面积、提供有序扩散通道、缩短电子传输距离来提升电催化性能。本研究通过配位蚀刻沉淀(CEP)策略后煅烧制备立方空心多孔NiO(NiO HPA)。作为葡萄糖传感器,NiO HPA电极实现1323 µA mM⁻¹ cm⁻²的卓越灵敏度和0.32 µM的极低检测限。这些优异指标源于材料的大比表面积、清晰空腔结构和快速电子传输。结果表明NiO HPA是非酶葡萄糖监测的可行平台,空心多孔设计为高性能电催化剂提供通用纳米工程路径。 研究背景 临床生化、药物分析、食品安全、
摘要 本研究采用环戊二烯基铟(InCp)和过氧化氢(H₂O₂)作为前驱体,通过原子层沉积(ALD)制备氧化铟(In₂O₃)纳米薄膜。沉积温度为160–200 °C,生长速率稳定在1.4–1.5 Å/循环。随温度升高,表面粗糙度逐渐增加,反映结晶度提高。沉积温度从150 °C升至200 °C时,光学带隙(Eg)从3.42 eV增至3.75 eV。铟氧原子比趋向In₂O₃化学计量比,碳杂质减少;200 °C时In:O比为1:1.36,未检测到碳。采用ALD Al₂O₃栅介质制备的In₂O₃薄膜晶体管(TFT)在空气中300 °C退火后,场效应迁移率达7.8 cm²/V·s,亚阈值摆幅0.32 V/
摘要 薄聚合物薄膜的弛豫行为对温度和薄膜厚度高度敏感,传统块体测量手段无法在纳米尺度解析这些动态过程。本研究利用原子力显微镜(AFM)力-距离曲线,原位测量硅基衬底上普通薄聚苯乙烯(PS)薄膜的粘附力(Fad),并随温度和厚度变化。通过观察粘随温度降低的突变,精确确定了玻璃化转变温度(Tg)。结果显示,Tg随薄膜厚度减小而单调下降,揭示了普通薄聚合物薄膜弛豫动力学的厚度依赖性。 研究背景 纳米科学推动了纳米级厚度聚合物薄膜的广泛应用。受限制效应影响,薄膜的物理性质与块体显著不同。多项研究报道Tg随厚度减小而降低,导致薄膜在远低于块体Tg的温度下发生弛豫,这限制了薄聚合物在微纳器件中作为介质层
摘要 我们展示了制备甲基铵碘化铅(MAPbI₃)钙钛矿颗粒三种可扩展路线的比较研究:(1)反溶剂沉淀,(2)干混球磨,(3)喷雾热解。喷雾热解将前驱体溶液雾化进入热壁反应器,产出无杂质、结晶度高、粒径分布窄的粉末,制备中孔太阳能电池时可形成均匀钙钛矿薄膜(PCE=2.05%)。结果表明喷雾热解是生成适合大面积器件制造的高质量钙钛矿浆料最有效方法。 背景 有机金属卤化物钙钛矿——特别是掺杂甲基铵(MA)、甲酰胺(FA)或铯(Cs)——处于光伏研究前沿,也探索用于晶体管、LED、辐射传感器。虽大多工作聚焦薄膜沉积,纳米晶钙钛矿颗粒提供量子限域效应和新器件架构。文献以全无机Cs基纳米晶为主;MA基
摘要 90%罗丹明B降解,且连续五循环保持活性,凸显其稳定性和废水处理实际应用潜力。 背景 天然水体化学污染物污染促使可持续修复策略研究。光催化降解利用太阳能提供诱人方案,但传统光催化剂如TiO₂和ZnO仅吸收紫外光(仅占太阳能谱~4%)。可见光约占太阳辐照度50%,需开发适宜带隙(1.0–1.5 eV)和高吸收系数的半导体。 铜基四元硫族化物——包括Cu₂ZnSnS₄和Cu₂ZnSnSe₄——因无毒、地壳丰度高、优异光电性能成为有前景候选。虽CZTSe纳米晶和薄膜研究众多,纳米板形貌报道稀少。常规合成路线如热注入或一锅法热法依赖昂贵、有毒或不稳定硒源。此处引入简单SeO₂-乙醇前驱体,易溶
摘要 电阻式随机存取存储器(RRAM)是一项新兴非易失性技术,需要精确模型以设计高效器件和标准化实现。本综述综合了RRAM提出的物理和现象学模型,详述其原理、优势和局限。涵盖基础忆阻器理论、关键实验突破、建模方法演进——从线性离子漂移到复杂电热和随机框架。通过对比Chua、HP、Yakopcic、TEAM/VTEAM、Stanford/ASU等著名模型,突出窗口函数、边界条件、温度效应作用。还讨论验证技术和对适合SPICE和Verilog-A仿真的良好定姿、收敛模型的新兴需求。旨在提供统一参考,指导研究者开发准确、可扩展RRAM模型以服务未来应用。 背景 自Leon O. Chua 1971
摘要 可靠、高质量钙钛矿层是高效平面太阳能电池关键。我们提出序贯气相加工策略:先物理真空蒸沉PbCl₂层,再受控MAI蒸汽扩散步骤。所得钙钛矿薄膜致密、无针孔,晶粒均匀~320 nm。采用TiO₂和spiro-OMeTAD作电荷传输层,制备n-i-p平面异质结器件,峰值功率转换效率达11.5%,器件间差异极小——证明该气相生长法重现性好。 背景 混合钙钛矿因强光吸收、可调带隙、高载流子迁移率、长扩散长度、低缺陷密度,成为下一代光伏前沿吸光材料。兼容中孔和平面器件架构。但在平面衬底上制备无针孔、均匀结晶钙钛矿层仍具挑战。传统湿法如反溶剂滴加、序贯浸渍、双源真空蒸发常难以在大面积实现均匀性和重现
摘要 原卟啉IX(PpIX)是5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)给药后内源性产生的光敏剂,是多种恶性肿瘤光诊断(PD)和光动力治疗(PDT)基石。然而,5-ALA两性离子性质限制其跨生物屏障渗透,制约全身临床应用。本文描述一种新型角鲨烯基化5-ALA(5-ALA-SQ),可自组装成平均直径70 nm、低分散指数(0.12)、+36 mV zeta电位、高达26%药物负载的纳米组装体(NAs)。在人前列腺癌(PC3)和胶质母细胞瘤(U87MG)细胞系中,5-ALA-SQ NAs产生的PpIX荧光在可比浓度下匹配或超过商业己酯(5-ALA-Hex),且在早期时间点(≤4 h)表现更优。结果表明5-AL
摘要 磨料流抛光在超精密加工中至关重要,纳米级颗粒悬浮于流体中以原子尺度去除材料。本研究采用三维分子动力学(MD)模拟,量化SiC磨料冲击角对单晶铜切削的影响。使用LAMMPS,在保持摩擦系数恒定条件下模拟0°至45°切削角。结果显示切削角与切削力直接相关,导致位错活动增加和表面损伤加剧。反之,小冲击角减少内部缺陷并改善表面质量。未观察到切削角与摩擦系数的明显依赖关系。 背景 超精密加工支撑现代微电子、微机械和光学元件制造,要求纳米级尺寸精度和极致表面光洁度。在精加工技术中,磨料流抛光(AFP)以其消除亚表面损伤同时保持几何公差的能力脱颖而出。AFP涉及超细磨料颗粒分散于流体中冲击工件表面,
摘要 零价钯(Pd(0))以将分子氧转化为高活性原子氧而闻名,从而催化含氧反应。将微量Pd(0)纳米簇(≈2.8 nm,0.3 wt%)嵌入聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)(PVP,μW≈10,000 g/mol)中,我们展示了显著增强的焚烧动力学。等温热重分析(TGA)显示,经短暂诱导期后,燃烧途径从二级动力学转变为零级动力学,活化能相较纯PVP从~300降至~260 kJ/mol。这些发现凸显了Pd纳米簇在聚合物废物处理和高温应用中的超催化潜力。 背景 纳米尺度贵金属表现出“超催化效应”,源于表面积/体积比增加和电子结构改变增强表面位点路易斯酸性。随着颗粒尺寸缩小,基面、棱面、角位点分布显
摘要 采用三种不同路线合成镧锶锰氧化物(La₁₋ₓSrₓMnO₃,LSMO)纳米颗粒:溶胶-凝胶法、二乙二醇(DEG)溶液沉淀法、反向微乳液法(两种表面活性剂)。使用有机溶剂和试剂显著降低结晶温度至600–800 °C,使单相晶体产物单步形成。形貌和磁性深受合成条件影响。交变磁场下加热效率与饱和磁化强度紧密相关,溶胶-凝胶法制备颗粒最高。三种方法均制得弱团聚、超顺磁纳米颗粒;但溶胶-凝胶样品展现最有前景的磁热性能(比损耗功率≈38 W/g)。 背景 磁性材料纳米化后,晶体结构、表面化学和磁响应可显著偏离块体行为,为传感器、记录介质和医疗技术开辟新机遇。最具前景的生物医学应用之一是磁热疗:纳米
摘要 通过简单的蒸发诱导自组装(EISA)路线制备蠕虫状介孔二氧化锡(SnO₂)。评估其对多种靶气体的气体感应能力。煅烧温度为关键因素:400 °C煅烧样品对乙醇蒸气表现出卓越选择性,兼具最佳工作温度、快速响应和恢复。介孔SnO₂的高比表面积和互联孔网络提供丰富活性位点并促进反应物分子扩散,增强氧物种吸附与靶气体相互作用。提出合理合成路径和感应机制,凸显其在实用气体传感器应用中的前景。 背景 在半导体金属氧化物中,二氧化锡(SnO₂)——宽带隙(3.6 eV)金红石型半导体——因应用范围广(锂离子电池负极、光催化、气体传感器)受广泛关注。其高电子迁移率、化学稳定性和非化学计量灵活性使其成为检
摘要 可降解多孔支架是骨组织工程核心。本研究采用冻干法制备纳米羟基磷灰石/胶原(nHAC)与聚(乳酸-共-乙酸)(PLGA)掺杂不同含量石墨烯氧化物(GO)的复合支架。复合支架呈连续三维孔网络。GO轻微增强亲水性,显著提高杨氏模量,1.5 wt% GO支架达10.20±1.28 GPa,无GO支架仅7.53±1.25 GPa。体外实验中,MC3T3-E1成骨细胞在1.5 wt% GO支架上表现出显著更高的粘附和增殖(CCK-8实验和SEM成像证实)。研究表明nHAC/PLGA/GO支架兼具优异细胞相容性和力学性能,是骨再生应用的有前景候选材料。 背景 模拟骨细胞外基质的三维多孔支架对骨修复成
摘要 我们报道了一种非酶葡萄糖传感器,基于氟掺杂氧化锡(FTO)玻璃上水热生长的介孔、良好排列的氧化镍(NiO)纳米花瓣(NPs)。结构分析(XRD、SEM、TEM、AFM、EDX、XPS)确认了致密、垂直取向的NP形貌,平均厚度25–30 nm。BET比表面积115 m²/g,孔径3.7 nm,表明优异的电化学可及性。传感器在0.5 V下对50 μM至1.2 mM葡萄糖呈线性响应,灵敏度3.9 μA μM⁻¹ cm⁻²,检测限1 μM,响应时间<1 s。对抗坏血酸、尿酸和多巴胺干扰可忽略,是可靠的非酶葡萄糖探针。 背景 糖尿病管理依赖准确、实时的葡萄糖监测。传统酶传感器依赖葡萄糖氧化酶(G
摘要 尽管索拉非尼作为一种酪氨酸蛋白激酶小分子抑制剂,在癌症化疗中是全球通用的选择,但其水溶性低(80 μM)SLNs孵育癌细胞后,相差显微镜图像显示所有情况下癌细胞完全死亡。这些结果突显了核苷-脂质基SLNs作为药物递送系统的潜力。 背景 索拉非尼商品名Nexavar™,是一种疏水性激酶抑制剂,获批用于晚期肾细胞癌(RCC)、肝细胞癌(HCC)和晚期甲状腺癌等多种人类癌症治疗。索拉非尼靶向多种蛋白激酶,包括跨膜受体和细胞内酪氨酸/丝氨酸-苏氨酸激酶,也能诱导凋亡。其作用机制为通过多靶点抑制肿瘤生长,直接作用于肿瘤和/或通过抑制VEGFR和PDGFR信号通路抑制肿瘤血管生成。其抑制恶性细胞生
摘要 在单晶Nd掺杂SrTiO₃(STO)上分别沉积肖特基接触Pt电极和欧姆接触In电极,制备了Pt/Nd:STO/In器件。该器件表现出多电平电阻开关(RS)存储特性和依赖于存储状态的光伏(PV)效应,可通过施加脉冲宽度或幅度进行控制。RS和PV效应均与Pt/Nd:STO界面势垒在高度和宽度上的偏压诱导调制有关。结果确立了RS/PV效应与施加电场触发的Nd:STO界面调制之间的紧密联系,并提供了一种利用开路电压非破坏性感测多非易失性存储状态的新途径。 背景 SrTiO₃(STO)是一种大带隙(3.2 eV)绝缘体,因其在宽温度范围内的简单立方结构,被视为模型钙钛矿材料。通过掺杂供体或受体型
摘要 锑硫化物(Sb₂S₃)长期以来被应用于光电器件。然而,由于合成困难,关于Sb₂S₃量子点(QDs)的信息鲜有报道。为填补这一空白,本研究采用热注入法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)混合物作为阴阳离子表面活性剂,脂肪醇酰胺(DEA)为稳定剂,乙二胺四乙酸(EDTA)为分散剂,成功制备了水溶性Sb₂S₃量子点。通过紫外-可见-近红外分光光度计和光致发光(PL)光谱技术表征了其吸收和发射等光电性质。结果发现880 nm处存在强烈的PL发射峰,表明Sb₂S₃量子点在近红外发光二极管和近红外激光器应用中具有良好前景。通过自组装生长制备了Sb₂S₃量子点薄膜,并分别在氩
纳米材料