摘要我们研究前驱液中碘化铅(PbI₂)与甲胺碘(MAI)摩尔比变化——结合固定低水平甲胺氯(MACl)——如何影响CH₃NH₃PbI₃₋ₓClₓ薄膜结晶度、形貌和电学性质。将MAI:PbI₂比从1:1增至1:2大幅提升结晶度,晶粒形态从针状转为圆至棱面状。超1:2后结晶度变化平缓,但晶粒尺寸持续缩小。复阻抗和电流-电压(I-V)测量显示:载流子迁移率随MAI含量增加而降低,电导率在1:2比率峰值,揭示改善结晶度与减小晶粒尺寸间的权衡。这些发现为定制钙钛矿微观结构服务高效低成本太阳能电池提供路径。 背景混合有机-无机卤化物钙钛矿(APbX₃,A=CH₃NH₃⁺,X=I⁻、Br⁻、Cl⁻)作为领军
摘要0.997),Langmuir等温线描述平衡行为。材料经乙醇pH 4解吸再生五个循环后保留70%初始容量,凸显工业废水处理潜力。 背景纺织、造纸、印刷等行业染料废水因持久性、毒性和鲜艳色泽构成重大环境威胁。常规处理——光催化、混凝、电化学氧化、膜过滤、生物降解——常因高成本、有限效率或二次污染受限。吸附法以简便、成本效益高、高去除效率脱颖而出。活性炭和天然粘土广泛应用,但磁性回收受限。磁性纳米颗粒(MNPs),特别是Fe₃O₄,兼具高比表面积、超顺磁性和低成本,但未修饰颗粒易团聚,降低吸附物可及性。表面功能化因此关键。聚儿茶酚,Fe(III)催化儿茶酚聚合形成的聚合物,提供丰富酚羟基强结合
摘要本研究探讨含钆正钒酸盐GdVO₄:Eu³⁺纳米颗粒(VNPs)及其与亚甲蓝(MB)复合物水溶液中活性氧(ROS)生成。采用共轭二烯形成、香豆素检测羟基自由基、ADPA监测单线态氧,对比UV-Vis和X射线照射下ROS产生。UV-Vis光照下,VNPs-MB复合物产生高水平羟基自由基和单线态氧,归因于VNPs到MB高效非辐射能量转移。相反,X射线照射下VNPs清除羟基自由基,这是该材料类别的新观察。研究提示VNPs-MB复合物可作为X射线激活光动力疗法有效剂。 背景放射治疗(RT)治疗约半数癌症患者,主要依赖水辐射分解产生ROS介导的间接DNA损伤。高原子序数纳米颗粒(Au、Ag、Hf、Gd
摘要协同组合化疗关键在于协调递送作用机制不同的药物。我们提出一种可重现、非PEG化纳米脂质体平台,将厄洛替尼(ERL)封装于脂质双分子层,多柔比星(DOX)封装于水相核心。脂质(DSPC、胆固醇、POPG)经薄膜水化法组装,探针超声制备亚200 nm囊泡。DOX利用硫酸铵(AS)或pH梯度负载;AS梯度法DOX封装效率(EE)超90%,pH梯度法仅约17%。ERL EE达30%。透射电镜显示结晶DOX-硫酸盐核心和双层中有序度较低的ERL晶体。囊泡4-37 °C尺寸稳定,ERL快速释放(<8 h)而DOX缓慢释放,实现时差协同谱。确立了适合转化研究的稳健双药纳米脂质体平台。 背景三阴性乳腺癌等
摘要我们报道BaTiO₃/Nb:SrTiO₃外延异质结中不对称电阻开关。SET转换(高至低电阻)在+8 V下约10 ns完成,而RESET转换(低至高电阻)在-8 V下需约10⁵ ns。差异源于BaTiO₃/Nb:SrTiO₃界面截然不同的屏蔽机制:SET时电子快速补偿正束缚电荷,RESET时氧空位迁移缓慢屏蔽负束缚电荷。这种快SET/慢RESET行为为受益于快速写入和耐久擦除操作的器件提供机遇。背景铁电电阻开关——仅由极化反转驱动——因固有速度和可逆性引起浓厚兴趣。已在多种铁电/半导体异质结中演示,如BaTiO₃/Nb:SrTiO₃和MoS₂/BaTiO₃/SrRuO₃,铁电场效应调制势垒高
摘要室温下研究变质InAs/InₓGa₁₋ₓAs量子点(QD)纳米结构光电性质,采用光电导率(PC)和光致发光光谱、电学测量及理论建模。生长了四种InₓGa₁₋ₓAs包层铟含量x不同的样品:x=0.15、0.24、0.28、0.31。InAs/In₀.₁₅Ga₀.₈₅As QD结构在电信波段1.3 μm表现出光敏性。随x增加,所有样品均观察到红移,x=0.31结构在第三电信窗口1.55 μm附近敏感。同时,QD光电流随x增加仅轻微下降,保持与In₀.₁₅Ga₀.₇₅As结构和GaAs基QD纳米结构相当的良好光响应。PC降低与光致发光强度下降相关。通过理论模拟量子能量体系和QD载流子定域,深入理
摘要为探究纤维素醋酸酯(CA)与热塑性聚氨酯(TPU)如何结合产生螺旋纳米纤维,我们系统变换静电纺丝参数并分析驱动纤维形貌的界面相互作用。实验表明:CA在DMAc/丙酮(1:2)中14 wt%溶液,搭配TPU在DMAc/丙酮(3:1)中18 wt%溶液(称为TPU2),经共轴静电纺丝可稳定产出清晰螺旋纤维。通过差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征混合体系,我们证明观察到的形貌源于溶液电导率增强(LiCl添加)、有利界面张力、以及CA与TPU间氢键介导的相容性。本研究阐明了聚合物结构与本征性质在CA/TPU螺旋纳米纤维形成中的机制作用,拓展了先进螺旋纤维应用的材料工具箱。
摘要我们提出一种由氧化石墨烯还原(RGO)和SiO₂制备的新型球形载体,作为齐格勒-纳塔催化剂的耐用支架。该载体呈多孔三明治结构,保留石墨烯本征性质同时提供大量表面积锚定催化剂。乙烯聚合时,分布于外表面和内部孔隙的活性位点驱动有序链生长,确保石墨烯在聚乙烯基质中均匀分散。与常规方法相比,球形石墨烯/SiO₂载体显著提升纳米复合材料性能并保持石墨烯本征特性。 背景石墨烯,碳原子以蜂窝晶格排列的单层,因其卓越力学强度、刚度、柔韧性及相对碳纳米管的成本优势,成为先进复合材料领军材料。掺入聚合物基质时,石墨烯不仅赋予优异力学和阻隔性能,还赋予电、热导电等功能属性。石墨烯增强复合材料已在聚苯胺、聚苯乙烯
摘要肝素酶(HPA)在转移性恶性肿瘤中广泛表达,已成为免疫治疗和分子成像有前景的肿瘤相关抗原(TAA)。我们构建了偶联抗HPA单克隆抗体的磁性金纳米探针(HPA&GoldMag),通过磁共振成像(MRI)实现HPA阳性肿瘤特异性可视化。体外研究证实探针选择性结合HPA表达癌细胞系,产生显著T2信号降低。体内实验中,静脉注射HPA&GoldMag至MKN45肿瘤负荷裸鼠,与基线扫描相比,肿瘤、肝、肾、肺组织信号显著衰减。研究证明探针具备优异理化性质、免疫特异性,可作为早期无创检测转移性肿瘤的平台。 背景转移扩散仍是癌症死亡主因,现有成像模式——超声、CT、常规MRI——仅能检测疾病晚期的宏观病灶
摘要我们采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,研究一维InSe纳米带电子能带结构和电流-电压(I-V)特性。研究涵盖裸露和氢钝化的锯齿(Z)、Klein(K)和扶手椅(A)边缘纳米带。边缘态主导电子行为:Z和K带在宽窄极限均呈金属性,氢化诱导Z带随宽度增加发生半导体-金属转变。裸露Z和K带因费米面附近波函数空间错位显著负差分电阻(NDR)和自旋极化。相反,A型带保持半导体性,带隙随宽度适度变化并可通过氢化调控(HAAH带隙比单层宽,AA带隙较窄)。 背景原子级薄二维(2D)材料因其降维赋予的独特电子性质和器件潜力,革新了纳米电子学[1-4]。源自这些层或原子构建的一维(1D)纳米带进一步增强
摘要水-油-岩体系中油润湿性对岩石表面吸附离子及化学剂诱导的表面电荷演化极其敏感。通过大规模分子动力学模拟,我们揭示了表面电荷对理想水-十烷-二氧化硅系统中油接触角的影响。结果表明油纳米液滴接触角高度依赖表面电荷。当表面电荷密度超过临界值0.992 e/nm²时,接触角达78.8°,呈现明显亲水状态。接触角变化可从油分子数密度分布得到确证。随表面电荷密度增加,油分子吸附减弱,纳米液滴与二氧化硅表面接触面积减小。此外,数密度分布、RDF分布和分子取向表明油分子在二氧化硅表面以平行取向层层吸附。然而,在较高表面电荷密度下,油分子靠近二氧化硅表面的层状结构逐渐变得模糊。 背景随着原油开采难度增加,提
摘要本文报道了α-硫化镍(α-NiS)纳米球薄膜的合成,该薄膜在环境条件下可保持功能稳定性超五年。薄膜通过电沉积镍纳米片层到氧化铟锡(ITO)玻璃上,随后在真空密封安瓿中于300–500 °C硫化制备。综合表征——包括XRD、SEM、EDS、HR-TEM、CV、EIS、UV-Vis-NIR和PL——确认了α相和纳米球形貌,特别是400 °C、4小时条件下最优。在0.1 M NaOH和Krebs缓冲液中电化学测试显示,葡萄糖线性响应范围分别为1–35 μM和0–40 μM,灵敏度达8.4 μA μM⁻¹ cm⁻²。薄膜经室温存放五年半后电化学性能无损,展示了其作为耐用非酶葡萄糖传感器的适用性。
摘要硅是现代电子学的基石,但其高表面反射率和1.07 eV带隙限制了光子吸收,尤其是在1.1 μm以外的波段。黑硅——通过工程化制造纳米尖刺结构的硅——实现了从紫外到红外的宽带吸收,使其成为光电二极管、光探测器、太阳能电池等器件的理想材料。本文综述了黑硅的光学和电子优势,总结了关键应用,并讨论了规模化生产和材料质量方面的剩余挑战。 背景传统硅的反射率超过40%,严重限制了光电器件的效率。较大的带隙限制了其对1.1 μm以上波长的敏感度。黑硅最早于1995年通过反应离子刻蚀(RIE)制备,后经飞秒激光处理改进,呈现出微纳尖刺表面结构,能有效捕获光线并大幅降低反射率。激光照射过程中掺入硫、硒、碲等
摘要细菌对抗菌疗法的耐药性日益成为临床难题,外用和全身疗法均面临此问题。外用方面,铜离子可作为高效廉价抗菌剂,通过多途径作用限制细菌耐药机会。然而铜的化学性质不利于在生物相容 pH 下易于释放铜离子的制剂配制。本文开发了纳米级氢氧化铜己二酸酒石酸盐(CHAT),作为一种廉价、安全、易合成的材料,能在感染创口环境中释放抗菌铜离子。首先合成 CHAT,显示分散水合颗粒尺寸 2–5 nm,平均 ζ 电位 –40 mV。稀释至细菌培养基后,CHAT 对 Escherichia coli 和 Staphylococcus aureus 抗菌功效与氯化铜相似,剂量依赖性活性主要在 12.5–50 mg/L
摘要本研究合成并评估天然纳米材料——纤维素纳米晶体(CNC)和纳米纤维素(NFC)——及合成碳基纳米颗粒——碳纳米纤维(CNF)和碳纳米管(CNT)。通过系统变化结构、形貌和比表面积,比较其电化学、生物医学和热性能。天然纳米材料在 12.5 µg mL⁻¹(NFC)和 3.125 µg mL⁻¹(CNC)浓度下表现出可忽略的细胞毒性。相反,合成纳米材料比表面积 15.3–21.1 m² g⁻¹、热稳定性 480–600 °C,因更高比表面积和更低电流流动电阻显著增强电极输出。背景天然纳米材料,特别是纳米纤维素(CNC 和 NFC 形式),源自氢键结合的纤维素链形成微纤丝。将微纤丝缩小至纳米尺度
摘要源于凝聚态量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应(QSHE)的研究,拓扑概念近期扩展至光子学、声子学等领域,产生免疫散射的非传统边缘态。本文在中红外频段提出石墨烯等离子体晶体(GPC)中的等离子体 QSHE 类比。通过变形蜂窝晶格 GPC 发生带隙反演,进而产生拓扑带隙和边缘态伪自旋特征。重叠不同拓扑的带隙,数值模拟了伪自旋依赖的单向边缘态传播。设计的 GPC 可用于拓扑等离子体学,并可能触发高密度纳米光子集成电路中伪自旋复用技术的探索。背景光子拓扑绝缘体[1–4]——内部禁止光传输但允许边缘传播的非平凡拓扑相光学材料——自量子霍尔效应(QHE)发现后被深入研究。拓扑物理关键表现是对结构缺陷或局部
摘要本文报道一种简便一步水热法,利用 SbCl₃ 和硫脲(TAA)合成硫掺杂三氧化二锑(S-Sb₂O₃)纳米晶。通过调节前驱体溶液 pH,可精确调控硫含量,S²⁻ 占据 Sb₂O₃ 晶格间隙位点。掺杂收窄带隙,将光吸收延伸至可见光区,实现对甲基橙(MO)和 4-苯基偶氮苯酚的可见光高效光催化降解。提出涉及光生空穴和超氧自由基的合理机制。背景半导体光催化氧化利用太阳能分解有机污染物且不产生二次废物,为环境修复提供可持续路径[1–6]。二氧化钛(TiO₂)仍是基准材料,但其宽带隙(3.2 eV)限制太阳光谱利用效率[7,8]。因此,开发可见光响应光催化剂成为优先任务。可见光响应材料可通过(i)合成
摘要低毒核壳 ZnSe:Eu/ZnS 量子点(QDs)通过水相两步法制备:成核掺杂和外延壳层生长。透射电镜(TEM)和 X 射线衍射(XRD)表征了不同壳层厚度 ZnSe/ZnS:Eu QDs 的结构形貌特征。随着壳层厚度增加,Eu 离子特征光致发光(PL)强度增强,而 ZnSe QDs 的带边发光和缺陷相关发光强度减弱。PL 强度变化揭示了 ZnSe 与 Eu 间高效的能量转移过程。通过稳态和时间分辨 PL 光谱,系统分析了不同壳层厚度下 Eu 离子 PL 强度(I₆₁₃)与 ZnSe QDs 带边发光强度(I_B)及缺陷发光强度(I_D)的比率。实验结果与动力学能量转移理论分析一致,揭示能
摘要具有杀菌纳米颗粒的表面改性材料为对抗多重耐药病原体提供了有前景的策略。本文报道一种用银纳米颗粒(Ag-NPs)装饰的氧化石墨烯(GO)纳米复合材料,其抗菌和抗真菌活性优于单一组分。采用超声涂覆法,在聚氨酯箔上分别固定 GO、Ag-NPs 或 GO-Ag 混合物。通过细胞形态、PrestoBlue 活性、乳酸脱氢酶(LDH)泄漏和活性氧(ROS)产生,评估对 Escherichia coli、Staphylococcus aureus、Staphylococcus epidermidis 和 Candida albicans88% 抑制,显著优于单独的 GO 或 Ag-NPs。背景抗生素虽历
摘要原子模拟可阐明钽(Ta)力学响应的微观机制。本研究采用分子动力学(MD)考察温度和压力对 拉伸载荷下 Ta 单晶弹性性质的影响。首先比较两种嵌入原子法(EAM)势函数——Zhou-EAM 和 Ravelo-EAM——在宽压力范围内重现 Ta 弹性常数的能力。Ravelo-EAM 表现更优,准确捕捉高达 140 GPa 的弹性模量。基于该势函数的 MD 模拟揭示:在 1 K 下,体心立方(BCC)→面心立方(FCC)相变先于断裂发生,与模型尺寸和应变率无关。1–1500 K 范围内, 弹性模量 E₁₀₀ 随温度线性下降,屈服应力呈二次温度依赖。压力依赖模拟(0–140 GPa)显示 E₁₀
纳米材料