摘要 我们报道了一种生物相容性乙醇体囊泡(A/A-ES),通过超声法无毒试剂共载 5-氨基乙酰丙酸(ALA)和金纳米颗粒(AuNPs)。A/A-ES 在 600–650 nm 显示显著等离子体吸收带,可利用 632 nm 激光同时激发光动力(PDT)和光热(PTT)治疗。体外经皮研究证实 A/A-ES 高效将 ALA 和 AuNPs 递送至增生性疤痕(HS)组织,2 h 后 ALA 保留率达 48%。增生性疤痕成纤维细胞(HSF)细胞实验显示,A/A-ES 显著升高活性氧(ROS)产生和发热,导致凋亡和坏死增强,优于单独 PDT 或 PTT。这些结果表明 A/A-ES 作为协同 PDT/PTT
摘要 我们研究了在背面引入黑硅(b-Si)层的晶体硅(c-Si)太阳能电池。化学刻蚀制备纳米结构 b-Si,其位于器件背面时,相较于无 b-Si 层的等效电池,功率转换效率相对提升了 27.7%。改善归因于背面形成的梯度带隙,将自由电子从高比表面积的 b-Si 驱离,从而抑制表面复合。本研究表明,背面 b-Si 层可用于将 c-Si 太阳能电池的光谱响应延伸至亚带隙近红外区域。 背景 掺杂金属或非金属离子的高纹理硅表现出宽带吸收率,称为黑硅(b-Si)效应。此类 Si 吸引了宽带光伏应用的关注。现有工作通常将 b-Si 层置于电池正面,但这阻止了亚带隙近红外(NIR)光子产生可用载流子,因为
摘要 30 h,定位为航空发动机热端部件温度测量的可靠传感器。 背景 精确温度数据对于验证航空发动机热力学模型、监测运行工况和故障诊断至关重要。与常规线式热电偶、红外相机或热喷涂温度计相比,TFTCs 具有响应快、对气流干扰小、对被测表面温度分布影响可忽略等优势。 高温 TFTCs 曾采用 Pt-PtRh 和 In₂O₃-ITO 体系构建。然而这些薄膜结构在航空发动机典型的 800–1000 °C 温区常面临稳定性和重复性问题。Rh 氧化导致 Pt-PtRh 器件漂移;氧空位动力学致使 In₂O₃ 基 TFTCs 输出漂移或失效。高温退火、氮掺杂或纳米复合等策略虽改善 ITO 性能,但热电输
摘要 采用密度泛函理论(DFT)结合 CALYPSO 晶体结构预测方案,我们系统研究了中性 AgₙV 团簇(n=1–12)的基态几何结构、电子光谱和磁矩。几何优化显示:单个 V 原子优先占据低能 AgₙV 团簇中配位数最高的位点。在 Agₙ₊₁ (n≥5) 中以 V 替代 Ag 显著改变宿主团簇结构。模拟红外、拉曼和光电子能谱为未来实验鉴定最稳定异构体提供指纹。结合能、解离能和 HOMO-LUMO 能隙分析表明:V 掺杂普遍稳定团簇(除 Ag₂V 外),二十面体 Ag₁₂V 具有最高解离能。磁矩计算指示总磁矩几乎完全源自 V 原子,从 AgV 的 5 μB 逐渐降至 Ag₁₂V 的 1 μB;
摘要 半导体量子点(QDs)支撑从 LED 到光伏电池的广泛光电器件。电化学调控提供了精确探测其电学和光学行为的手段。本研究考察施加负电化学势如何调制核壳 CdSe/ZnS QD 薄膜的光致发光(PL)谱。观察到:核心发射红移,表面发射蓝移。这些光谱变化源于:(i) 阳离子在 QD 表面非均匀吸附导致激子波函数静电扩展;(ii) 注入电子占据较低表面陷阱态,迫使光激发载流子跃迁至较高表面态产生蓝移。关键是,光谱位移和伴随的 PL 猝灭在重置电位后完全可逆。 背景 胶体半导体 QDs 因其尺寸可调的光学性质(量子限域效应使带隙可通过纳米级尺寸控制工程化)备受关注。然而其高比表面积引入表面陷阱态
摘要 本文报道了一种新颖、可放大的路线,通过在石墨烯片上原位生成 SiO₂ 纳米颗粒随后经镁热还原,合成硅/石墨烯(Si/G)复合负极。所得 MR-Si/G 材料将纳米级 Si 颗粒均匀分散于导电石墨烯基质中,缓解了硅 400% 的体积膨胀并增强电子导电性。2032 钮扣电池电化学测试显示,50 mA g⁻¹ 下 60 圈后可逆容量达 950 mAh g⁻¹,展现出优异的循环稳定性和高能量密度,为下一代锂离子电池提供前景。 背景 硅理论容量(~4200 mAh g⁻¹)比商用石墨高一个数量级,但巨大体积变化和快速容量衰减限制实际应用。近期策略——纳米结构化硅、嵌入碳基质、引入石墨烯——虽改善
摘要 我们提出了一种简单、廉价的路线制备多功能纳米结构,展现卓越的抗反射和超疏水性能。利用金属盐-聚合物纳米复合薄膜的相分离,去除聚合物后形成纳米岛,作为硬掩膜干法刻蚀底层衬底。与传统剥离技术不同,该工艺仅需旋涂和热退火,大幅降低制造成本。硝酸铝九水合物(ANN)和硝酸铬九水合物(CNN)均适用,可制备长径比达 1:30、横向尺寸 <50 nm 的硅柱。调节反应离子刻蚀参数可得锥形硅结构,可见光反射率低至 2%。氟化硅烷修饰后水接触角达 165.7°,确认超疏水性。 背景 表面纳米结构因能调控体材料性能——增强润湿、热/电导率、自洁、防冰、抗反射、气体阻隔——而需求日增。此类“智能”涂层典型
摘要 我们设计了一种多功能 BHN-Fe₃O₄@SiO₂ 纳米结构,能在结合 Fe³⁺ 时选择性猝灭荧光。该探针可磁性回收,并能用 EDTA 完全逆向再生,实现重复使用。对 Fe³⁺ 线性响应范围 0–20 µM,检测限 1.25×10⁻⁸ M。重要的是,该纳米结构可在活 HeLa 细胞中成像 Fe³⁺,凸显其生物相容性和生物成像应用潜力。 背景 铁(Fe³⁺)参与大脑功能、基因转录、免疫防御和生殖等细胞过程。Fe³⁺ 水平失衡与代谢紊乱和神经退行性疾病相关。传统检测技术包括原子吸收和色谱法,但荧光传感以其简便、灵敏、低检测限脱颖而出。 典型有机荧光团常受毒性、可循环性差和重复利用难的困扰。
摘要 超弹性石墨烯气凝胶虽具极高压缩性,但电容不足以满足实际应用。通过在超弹性石墨烯骨架上电化学沉积聚苯胺(PANI),我们实现了兼具 90% 可恢复应变和 713 F g⁻¹ 比电容(三电极体系)的双功能材料。该石墨烯/PANI 气凝胶作为全固态超级电容器电极,可达 424 F g⁻¹ 质量电容和 65.5 F cm⁻³ 体积电容,即便在 90% 压缩下仍保持原容量的 96%。多个单元串联可提升工作电压,展示了该平台用于柔性高性能储能的潜力。 背景 便携和可穿戴电子设备需要能承受大变形(尤其是压缩)的储能方案。超级电容器(SC)以高功率密度、快速充放电和长循环寿命适配此类应用。但现有 SC
摘要 本研究探讨了掇钇掺杂的 γ-Fe₂O₃ 纳米颗粒作为双功能植物添加剂:既作为补充铁源,又作为清除活性氧(ROS)的纳米酶。通过灌溉施用于土壤种植的油菜,纳米颗粒在 5 天干旱胁迫后将叶片过氧化氢从 151 μM g⁻¹ 降至 83 μM g⁻¹,将丙二醛(MDA)从 36 mM g⁻¹ 降至 26 mM g⁻¹。与全营养对照相比,叶片伸长增加 33%,叶绿素含量(SPAD)从 47 升至 52,显示出优于螯合铁施肥的农艺性能。 背景 全球粮食安全依赖于在减少环境足迹的同时提高作物产量的创新。纳米技术提供了从作物保护、精准施肥到生物传感和包装的多种工具,能够改变生产链。氧化铁纳米颗粒(I
摘要 钙钛矿太阳能电池(PSCs)凭借高功率转换效率和低加工成本在光伏领域极具潜力。传统制备常用 PbI₂/二甲基甲酰胺(DMF)溶液并添加有毒添加剂,如 N-甲基吡咯烷酮(NMP)和六甲基磷酰胺(HMPA)。本工作引入环保非质子极性溶剂 1,3-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)制备钙钛矿薄膜。在前驱体溶液中加入 10 vol% DMI,可获得表面平滑的高质量钙钛矿薄膜。将退火温度从 100 °C 提高至 130 °C,钙钛矿平均晶粒尺寸从 ~216 nm 增至 375 nm,器件效率从 10.72% 提升至 14.54%。 背景 有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池因其功率转换效率(PCE)快速
摘要 本研究报道了一种简便的溶剂热路线,合成了尺寸和形貌可调的 Er³⁺/Yb³⁺ 共掺杂 BaYF₅ 纳米晶。通过系统考察氟源、pH 值、溶剂、表面活性剂、Yb³⁺ 浓度、温度和反应时间,确定了显著增强上转换(UC)发光的最佳条件。NaBF₄ 被证明是最优氟源,其绿光(520–540 nm)和红光(654 nm)发射强度较 NH₄F 或 NaF 提升数倍。添加 5% 聚醚酰亚胺(PEI)作为表面活性剂进一步放大 UC 输出,而柠檬酸(CIT)则增加颗粒尺寸并降低亮度。 背景 上转换纳米荧光粉(UCNPs)凭借将低能光子转换为可见光的独特能力,在固态激光、生物成像、防伪和量子传感等领域至关重
摘要 锗-铋合金因其可调带隙和高载流子迁移率,成为极具潜力的红外半导体材料。本研究报道了通过低温分子束外延(MBE)生长的 n 型 GeBi 薄膜,Bi 组分范围 2%–22.2%。X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)的全面结构表征证实了 Bi 的成功掺入,并揭示了随 Bi 含量增加,晶体取向从 (014) 向 (012) 演变的过程。光学测量显示,Bi 掺杂降低了反射率,增强了近红外(NIR)波段的透射率,并将截止波长延伸至 2.3 µm,覆盖了 C 波段和 L 波段。太赫兹(THz)光谱表明,适度的 Bi 掺入降低了 THz 透射率,实现了可调的 THz 响应
摘要 石墨烯凭借其高比表面积、优异的导电性和机械强度,成为构建混合超级电容器电极的理想骨架材料。本研究采用化学气相沉积(CVD)生长石墨烯,并利用脉冲反应磁控溅射技术沉积氧化钨(WO₃)和氧化铈(CeOₓ),构建了层状纳米复合电极。电化学测试表明,增加石墨烯层数可显著提升面积电容,三层石墨烯/WO₃堆叠结构的面积电容高达 4.55 mF cm⁻²。性能提升归因于石墨烯下方原位形成的氧化亚铜界面层的协同贡献。所有电极在 850 次充放电循环后仍保持 70%–90% 的初始电容,展现出优异的循环稳定性。 背景 电化学电容器作为高功率、长寿命的储能器件,正迅速应用于便携电子、电动汽车及电网储能等领
摘要 本文提出利用超级电容器端子电压测量估算积累能量的新结果。为此,开展基于超级电容器充放电电路分阶阶模型的参数估计研究。模型参数估计用于评估超级电容器积累能量。所得结果与通过测量端子电压和电流实验确定的能量对比。所有测试针对各种输入信号形状和参数重复。估算与实验结果高度一致,充分验证所提方法适用性,从而确证分阶微积分在超级电容器储能建模中的适用性。 研究背景 超级电容器是许多装置和系统核心部件:备用电源、电力回收系统、汽车应用、混合动力车等。无化学反应积累电荷使其充放电循环次数比典型电池高数百倍。高充放电率使其在交通、可再生能源等能量回收系统中高效。所有这些应用中,关键参数是超级电容器积累
摘要 颗粒碰撞由阈值速度区分低速粘附与高速反弹两种机制:反弹速度vb。该参数对纳米颗粒尤为重要,应用于如天体物理学中的碰撞尘埃聚集描述。基于宏观Johnson-Kendall-Roberts(JKR)理论的解析估计预测vb对颗粒半径、弹性刚度、表面粘附的依赖关系。本文通过允许测试纳米颗粒碰撞中这些依赖关系的模型势原子模拟。结果不仅显示JKR理论在材料参数依赖性上定性吻合,还指出显著量化偏差,在低粘附下最为显著:弹性刚度不影响反弹速度值。 研究背景 颗粒力学最基本过程或许是两颗粒碰撞。大颗粒速度下,碰撞后颗粒分离,结果可用经典非弹性碰撞力学表征。小颗粒速度下,颗粒粘附。粘附与反弹碰撞的界限可称
摘要 铜纳米颗粒(CuNPs)因高比表面积、高屈服强度、延展性、硬度、柔韧性、刚性等卓越性质备受关注。CuNPs在催化、抗菌、抗氧化、抗真菌、细胞毒性和抗癌等多领域展现活性。物理化学合成方法众多(激光烧蚀、微波辅助、溶胶-凝胶、共沉淀、脉冲放电、真空气相沉积、高能辐射、光刻、机械研磨、光化学还原、电化学、静电喷雾、水热反应、微乳液、化学还原等)。植物合成纳米颗粒作为替代方案,因低细胞毒性、经济前景、环保、生物相容性增强、高抗氧化和抗菌活性而受重视。综述阐述CuNPs制备中表征技术的主要作用、局限和灵敏度。概述CuNPs合成技术、合成程序、影响性质的反应参数、植物植物化学成分筛选分析。给出槲皮素
摘要 95%,展示优异循环稳定性。 研究背景 超级电容器凭借高功率密度和长循环寿命成为关键储能器件,适用于电动汽车、便携电子、电动工具。电极材料决定器件偏向功率或能量:高导电材料利功率,高比表面积材料利能量。电极性能取决于组成、厚度、比表面积、孔径分布、表面官能团。碳材料因成本效益、形貌多样性、化学/热稳定性主导领域。碳纳米纤维(CNF)独特管状形貌兼具低电阻率和高孔隙率;活性炭(AC)提供卓越孔隙度、丰富来源和循环稳定性。 电极制备通常掺入5–10 wt% PVDF、PTFE、PVDC等粘结剂维持结构完整性。但粘结剂可能堵塞孔隙、增加电阻率、降低电容。电解质选择也影响性能:水系电解质提供稳
摘要 钙钛矿太阳能电池(PSC)凭借快速效率提升和高性能成为领先光伏技术。致密TiO₂中间层对从钙钛矿吸收层传输电子、同时阻隔与氟掺锡氧化物(FTO)界面的复合至关重要。本工作采用三种不同钛前驱体:钛双异丙氧基双(乙酰丙酮酸酯)(c-TTDB)、钛异丙氧基(c-TTIP)、四丁基钛酸酯(c-TBOT)制备致密TiO₂膜。与广泛使用的c-TTDB和c-TTIP相比,基于c-TBOT层的器件展现显著更高的开路电压、短路电流密度、填充因子和更低滞后。这些增益源于c-TBOT膜优异的形貌、高导电性、优良光学透明度、快速电荷提取和增强的复合阻力。最终c-TBOT基PSC实现峰值功率转换效率(PCE)17
摘要 神经再生需要能刺激神经元增殖和轴突延伸的生物材料。本文提出新型神经促进平台:金纳米颗粒(AuNPs)功能化6-巯基嘌呤(6MP)和神经穿透肽(RDP)。SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞暴露于6MP-AuNPs-RDP偶联物后,代谢活性和神经突长度显著增加。重要的是,经冷冻保存恢复的细胞保留这些生长优势,表明对纳米材料有良好耐受性。研究支持开发6MP-AuNPs-RDP作为安全有效的神经促进纳米材料。 研究背景 有效促进神经元增殖和神经突生长是阿尔茨海默病、帕金森病、卒中等神经退行性疾病再生策略的基石(文献1–4)。生物材料表面化学可调控细胞形态、增殖、分化,为神经促进剂提供有希望途径(5
纳米材料