摘要杨木复杂的细胞结构为纳米颗粒合成提供了低成本、可再生的支架。本研究在杨木中成功还原氯化铜(II),制得粒径均一、面心立方、高稳定性的铜纳米颗粒。X 射线衍射和场发射扫描电镜确认晶体结构及沿细胞管腔的玉米芯状组装。观测到 565 nm 附近光吸收峰及对大肠杆菌的显著抗菌活性,凸显该杂化材料的多功能性。背景金属纳米颗粒因卓越的理化性质备受关注。银、金因表面等离子共振和稳定性珍贵,但成本高限制大规模应用。铜储量丰富、价格低廉,具催化、光学、抗菌、导电等性能,是可行替代品。实现这些优势需精确控制铜的尺寸、纯度、形貌。溶液还原法因通用性强脱颖而出,但常生成球形颗粒。获得特定形貌通常需复杂有机/无机模
摘要单相 CoMoO₄ 经简易水热法制备后在 400 °C 煅烧。系统考察了反应时间 1、4、8、12、24 h 样品的形貌、结构及电化学特性。所有样品均呈由纳米片组装的微球形貌。1 A g⁻¹ 下比电容分别为 151、182、243、384、186 F g⁻¹。12 h 样品(CMO-12)展现优异倍率性能,电流密度从 1 增至 8 A g⁻¹ 时仍保留 45% 初始电容。所有样品在 8 A g⁻¹ 循环 1000 次后电容保持率超 95%,确证长循环稳定性。结果表明 CoMoO₄ 微球是高性能超级电容器的有前途电极材料。背景可再生能源转换与存储对缓解化石燃料枯竭至关重要。超级电容器凭借高功
摘要理解单分子结电子输运是分子电子器件发展的关键问题。本工作利用扫描隧道显微镜断裂结(STM-BJ)法,探究碘端基烷烃单分子结的电子输运。结果显示,电导随分子长度增加呈指数下降,衰减常数 β_N = 0.5 per –CH₂(或 4 nm⁻¹)。重要的是,这些分子结的隧穿衰减远低于巯基、胺基、羧基作锚定基团的烷烃分子,甚至可与共轭寡苯基分子媲美。低隧穿衰减归因于碘端基烷烃分子与 Au 之间较小的势垒高度,密度泛函理论(DFT)计算支持这一结论。工作为通过锚定基团有效调控隧穿衰减提供了指导,可辅助分子导线制造。背景理解单分子结电子输运对分子电子器件开发至关重要[1–16]。非共振隧穿模型常用于描
摘要本研究展示了一种近乎无效率下降的 270 nm AlGaN 深紫外 LED。关键创新在于特制的超晶格 p 型电子阻挡层(p-EBL),它提供高空穴浓度,增强空穴向多量子阱(MQWs)注入。增加的空穴密度促进辐射复合并抑制电子泄漏,使外量子效率(EQE)较常规设计提高一倍。背景200–280 nm 深紫外(DUV)光对水净化系统等应用至关重要。AlGaN 基 DUV LED 因低驱动电压和兼容现有净化架构而具吸引力。然而,在 280 nm 以下波长实现高 EQE 仍具挑战。Al 丰富量子阱中的线位错密度(TDD)通常达 10⁹ cm⁻²,严重限制内量子效率(IQE)。即使 TDD 降至 10
摘要活性氧(ROS)在细胞信号传导中至关重要,但过量产生会导致氧化损伤。因此,精确的活细胞 ROS 定量对基础生物学和临床诊断均必不可少。传统荧光探针结合辣根过氧化物酶(HRP)受限于 HRP 差的膜透性。本文提出一种微乳液模板溶胶-凝胶法制备的辣根过氧化物酶封装空心二氧化硅纳米球(HRP@HSNs)。这些纳米反应器保持强酶活性,易于跨越细胞膜,且生物相容性优异。将 HRP@HSNs 与二氢罗丹明 123(DHR123)探针耦合,实现了在活化的 RAW 264.7 巨噬细胞中对细胞内过氧化氢(H₂O₂)的定性与半定量检测。该平台易于通过靶向配体功能化,可实现细胞器或细胞型特异性的 ROS 成像
摘要本研究展示了一种完全绿色的合成路线,利用从药用植物桔梗根(Platycodon grandiflorum)提取的富集桔梗皂苷 D(PD)组分,一锅法制备球形金纳米颗粒(AuNPs,平均直径 14.94 ± 2.14 nm)和银纳米颗粒(AgNPs,平均直径 18.40 ± 3.20 nm),全程无毒化学品。UV–vis 光谱显示特征表面等离子共振(SPR)峰分别位于 536 nm(AuNPs)和 427 nm(AgNPs)。高分辨透射电镜(HR-TEM)、原子力显微镜(AFM)和 X 射线衍射(XRD)确认了面心立方晶结构和以球形为主的形貌。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析表明 –OH
摘要sp² 杂化的二维材料——石墨烯和六方氮化硼——因其卓越的热导率而备受关注。本文报告了在 –194 °C 至 +200 °C 的宽温域内,对石墨烯(≈1580 cm⁻¹)和 h-BN(≈1362 cm⁻¹)面内 E₂g 光学声子峰的微拉曼测量。数据表明,h-BN 薄片的温度诱导频移和线宽增宽显著大于石墨烯。此外,c 轴热效应对 h-BN 声子频率的影响更为明显,而两种材料的增宽效应相当。这些发现加深了我们对层状 sp² 体系中声子介导热传输的理解,为下一代热管理器件的设计提供了指导。背景石墨烯和 h-BN 具有相似的层状六方晶格,层间由弱范德华力结合,层内则通过强 sp² 杂化键合。这种结
摘要 目的 探讨CO₂点阵激光是否能增加封装5-氟尿嘧啶(5-FU)乙醇体的皮肤渗透,并评估该组合在兔耳增生性疤痕模型中的治疗功效。 方法 HPLC定量5-FU渗透与保留,共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)可视化Rho标记乙醇体荧光分布。激光照射后0、6、12、24小时、3天和7天检测。体内功效用游标卡尺测量疤痕厚度,HE染色切片计算疤痕隆起指数(SEI)评估。 结果 CO₂激光显著增加5-FU渗透:1小时后激光组4.15±2.22 μg·mL⁻¹·cm⁻² vs 无激光组0.73±0.33 μg·mL⁻¹·cm⁻²(p<0.05)。24小时累积渗透量107.61±13.27 vs 20.7
摘要 4-硝基酚(4-NP)是优先污染物,即使痕量也对人类和野生动物构成显著致癌和遗传毒性风险。本文报道一种新型分子印迹核壳纳米杂化物,作为比率荧光传感器实现高灵敏高选择性4-NP检测。传感器利用光致发光碳点(CDs)与4-NP间荧光共振能量转移(FRET),而二氧化硅包覆CdSe量子点(CdSe@SiO₂)提供稳定参比信号。双发射纳米杂化物通过Si-O键共价连接有机硅烷功能化CDs至CdSe@SiO₂,随后溶胶-凝胶聚合步骤在探针周围锚定分子印迹聚合物(MIP)层。透射电镜和光谱分析确认核壳结构成功组装及光学性质。传感器在0.051-13.7 μg/mL线性响应,检测限0.026 μg/mL
摘要 通过整合磷酸银(Ag₃PO₄)、坡缕石(ATP)和TiO₂构建高效三元光催化剂。所得异质结促进光生电子空分离,显著提升光催化性能。SEM、XRD、UV-vis漫反射表征确认叶片状颗粒形貌及三组分共存。对比二元复合物,ATP/TiO₂/Ag₃PO₄在模拟太阳光照射下实现优异罗丹明B(RhB)降解,同时增强Ag₃PO₄稳定性并降低其用量。该工作为设计低成本、高耐久性Ag基光催化剂提供实用蓝图。 背景 有机污染物持续威胁环境健康,光催化降解作为环境友好修复策略备受关注。自1972年Fujishima发现TiO₂光解水以来,TiO₂因化学稳定、无毒、低成本被广泛研究。但其宽带隙(3.2 eV)
摘要 本研究确立了固定Ge含量下GeSiSn薄膜二维向三维(2D-3D)临界转变厚度对Sn组分的依赖关系。150 °C生长、Sn含量高达16%揭示:随Sn增加转变厚度收缩,确认应变驱动岛屿形成起始。呈现Sn在Si(100)和Ge(100)上沉积时表面超结构演变相图,可通过RHEED精确监测Sn覆盖度并防止Sn偏析。通过精心调控生长温度,制备了包含拟态生长GeSiSn层和纳米岛阵列的多层堆叠,纳米岛密度高达1.8×10¹² cm⁻²。值得注意的是,Si在GeSiSn上过度生长时出现双域(10×1)超结构,退火后转变为(2×1)结构。这些周期结构光致发光跨越0.6-0.85 eV(1.45-2
摘要 聚电解质微囊作为药物、成像剂和纳米材料载体备受关注。本文报道一种稳健制造路线,将水溶性CdSe/ZnS量子点(QDs)经三官能团聚乙二醇(PEG)配体稳定后掺入聚电解质壳层。所得QD编码微囊经动态光散射、电泳迁移率、扫描电镜、荧光/共聚焦显微镜全面表征。量化了尺寸分布、表面电荷、形貌、光学性质、荧光寿命动力学,确定了兼顾亮度与结构完整性的最佳QD负载量。最后证明小鼠巨噬细胞高效摄取微囊,确认其适用于活细胞成像和诊疗一体化应用。 背景 治疗药物靶向递送与成像是转化医学核心。层层自组装(LbL)法制备的聚电解质微囊可封装药物、金属纳米颗粒或荧光探针,实现可控释放和货物实时追踪。用半导体QD
摘要 报道一种低成本无贵金属光催化剂:7 nm Cd₀.₅Zn₀.₅S量子点(QDs)均匀锚定在15-30 nm Ni₂P多孔纳米片上。高比表面积Ni₂P骨架促进高效电荷分离,提供丰富析氢反应(HER)活性位点。1.5 wt% Ni₂P时性能最优,制氢速率43.3 μM·h⁻¹·mg⁻¹,太阳能-氢能效率(STH)1.5%。系统光学、光致发光、电化学性质研究及密度泛函理论揭示:Ni₂P增强电子转移、抑制复合、供给催化位点,过量Ni₂P遮光降低吸收。该策略为高效无贵金属光催化剂提供可规模化路径。 背景 光催化制氢成为可持续能源有前景途径,CdxZn1-xS材料因窄带隙和可见光活性受关注。传统共
摘要 我们设计了一种多功能胶束系统,可同时靶向肿瘤细胞CD44受体及细胞内线粒体。载体TPP-oHA-S-S-Cur由(5-羧基戊基)三苯基膦溴化物(TPP)、低聚透明质酸(oHA)、氧化还原可裂解二硫键连接体和姜黄素(Cur)自组装。TPP赋予线粒体富集,oHA介导CD44受体内吞,二硫键提供谷胱甘肽(GSH)响应释放。¹H-NMR表征确认各组分合成成功。水相自组装形成平均直径122.4±23.4 nm、zeta电位-26.55±4.99 mV的胶束。体外研究显示显著氧化还原敏感性和双靶向能力,该平台有望改善姜黄素溶解度、降低全身毒性、增强抗癌疗效。 背景 传统化疗药物常受溶解性差、清除快
摘要 将铂镍(PtNi)合金共催化剂与g-C₃N₄/氧化石墨烯(GO)杂化体结合,经有机染料Eosin Y敏化,在可见光照射下实现高达5.89 mmol·g⁻¹·h⁻¹的前所未有的析氢速率。PtNi合金通过简单化学还原和声化学方法合成,在保持催化活性的同时减少Pt用量。对比研究显示PtNi体系活性为纯Pt的1.54倍、纯Ni的1178倍,凸显促进电子转移和增加活性位点的协同作用。光致发光猝灭和瞬态光电流测量证实合金增强载流子分离,从而高效驱动析氢反应(HER)。 背景 太阳能驱动制氢为化石燃料提供清洁替代。要使该技术实用,可见光响应光催化剂和高效低成本共催化剂必不可少。贵金属Pt虽高效,但稀
摘要 本文利用分子动力学模拟研究石墨烯薄片在金基底上滑动的摩擦行为。深入考察了薄片尺寸、形状、与基底相对旋转角度及基底晶面取向对摩擦过程的影响。结果表明:同等载荷下,较大石墨烯薄片单原子平均摩擦力更小,表现出明显的尺寸效应;薄片形状对滑动摩擦起决定性作用,正方形薄片单原子平均摩擦力远大于三角形和圆形薄片,三角形薄片最小;石墨烯相对金基底的取向对摩擦至关重要,沿扶手椅方向滑动的摩擦力远大于旋转薄片;单晶金基底表现出显著摩擦各向异性,归因于势能波纹的各向异性。这些认识不仅揭示石墨烯在金基底滑动的深层机制,还可指导纳米石墨烯器件设计制造。 背景 石墨烯是纳米电子学极具前景的新材料。实际石墨烯电子器
摘要 微生物菌株分类传统上基于分子方法,很少研究细菌菌株的形态学特征。本研究通过AFM力学映射揭示了细菌表面的大分子结构,其分辨率不仅取决于纳米级探针尺寸,还取决于样品的力学性质。该技术以简单的样品制备和灵活的工作环境,实现了对微生物菌株膜结构的纳米级研究,克服了电子显微镜和标记依赖的生化分析方法的诸多限制。细胞表面特征性大分子被认为是表层蛋白(S-layer蛋白),且具有大肠杆菌基因型特异性,其平均分子尺寸直径在38-66 nm之间,形状为肾形或圆形。结论:细胞表面大分子结构具有与大肠杆菌基因型相关的独特特征,提示可利用AFM力学映射快速识别基因组对细胞形态的影响。 利用AFM力学映射量
摘要 碳基电极的宏观与微观结构是超级电容器性能的决定性因素。本文报告了通过2400 °C高温热解细菌纤维素制备的层级大孔石墨化纳米网(HM-GNWs)。所得网络由高长径比石墨化纳米纤维纠缠形成三维纳米网。这种独特形貌带来卓越的储能性能:在5 V/s下面积电容达8.9 mF/cm²,在100 V/s下仍保持3.8 mF/cm²,且经过超过1,000,000次循环后电容保持率约97%。 背景 多维碳基纳米材料(MCNs)因其巨大的比表面积、高导电性和优异的热/力学稳定性,成为储能领域极具吸引力的材料。其廉价、丰富的前驱体使其适合规模化超级电容器电极制备。超级电容器在功率输出方面表现优异,因其储能
摘要 本文展示了基于应变补偿结合双声子共振设计的量子级联激光器(QCL)。通过标准埋藏一级光栅和埋藏异质结构(BH)工艺制备了发射波长约4.76 μm的分布式反馈(DFB)激光器。通过在前刻面优化抗反射(AR)涂层,在所有注入电流和温度条件下实现了无模式跳跃的稳定单模发射。AR涂层由Al₂O₃和Ge组成的双层介质构成。对于2 mm长的激光腔,AR涂层DFB-QCL在20 °C下的最大输出功率超过170 mW,连续波(CW)模式下墙插效率(WPE)高达4.7%。 背景 中红外量子级联激光器(QCL)是气体传感、自由空间通信和高分辨率光谱等众多商业应用中最具前景的光源之一。这些实际应用要求QCL
摘要 展示数值优化四分之一波片,利用混合硅-石墨烯超表面在近红外实现线性到圆偏振转换,峰值转换度达96%。在硅十字天线与二氧化硅衬底间插入单层石墨烯,设计陷阱磁模式共振产生高Q因子和相对全介质对应器件宽化透射窗口。双折射可通过硅几何参数和石墨烯费米能级调控,经外部栅偏压动态切换散射光手性。结构超薄、无损耗、兼容CMOS,适合集成光子传感器。 研究背景 全介质超表面因低损耗高效率光学操控成为首选平台,优于受辐射和欧姆损耗困扰等离子体对应物[1,2]。硅、钛酸、氮化硅支持磁共振,吸收极小,实现高Q因子与宽带性能结合[7-9]。石墨烯基法诺共振近期进展进一步降低损耗,利用其可调电导率和高载流子迁移
纳米材料