摘要 我们利用光致发光(PL)、拉曼光谱和X射线衍射(XRD)考察大气湿度对自组装CH₃NH₃PbI₃(MAPbI₃)微线(MW)的长期影响。11周内,MW显示PL峰21 nm红移(从759 nm至~780 nm)且整体强度增加,尽管部分分解为PbI₂和单水合相。拉曼带位移并出现新峰,指示缺陷形成和晶格畸变。XRD证实晶格膨胀与收缩符合水掺入。这些结果将湿气诱导的浅陷阱态和结构无序与MAPbI₃ MW光学响应关联,为稳定钙钛矿基光电器件提供洞见。 背景 混合卤化物钙钛矿,特别是MAPbI₃,因其低成本、溶液加工制备和卓越光电性能引起强烈研究兴趣[1–3]。薄膜主导光伏研究,但微线、纳米线、微
摘要 我们报道通过层层自组装路线制备Ti₀.₉₁O₂纳米片/CdS量子点杂化球。光致发光(PL)测量显示显著谱位偏移和显著延长的PL寿命3.75 ns,而单独Ti₀.₉₁O₂为0.43 ns,CdS为0.35 ns。增强源于新型II型间接光学跃迁(IOT),在空间上将Ti₀.₉₁O₂中的电子与CdS中的空穴分离,延长载流子复合时间。这些发现为需要高效电荷分离的光伏和光电器件建立了稳健平台。 背景 结合两种材料导带和价带边缘的半导体复合材料在光伏和发光器件中提供卓越性能[1–4]。II型异质结构中电子和空穴分居不同层,因能延长载流子寿命和抑制复合而特别受关注[5–11]。TiO₂是研究充分的光
摘要 合成了碳酰胺磷酸酯新代表——二苯基-N-(三氯乙酰基)酰胺磷酸酯(HL),含磷酰基附近两个苯氧基取代基,经元素分析、红外和核磁共振光谱鉴定,并作为细胞毒性剂单独及与C₆₀富勒烯联用测试。 分子模拟显示,C₆₀富勒烯与HL可与DNA相互作用形成刚性复合物,由HL苯基与C₆₀及DNA G核苷酸的堆积作用、HL的CCl₃基团与C₆₀的离子-π键及与DNA G核苷酸的静电键稳定。 MTT实验显示HL对人白血病CCRF-CM细胞有细胞毒性,72 h处理IC₅₀为10 μM。联合16 μM C₆₀富勒烯与HL作用时,IC₅₀降至5 μM HL且提前至48 h,且HL在2.5 μM低浓度下单独无细胞毒
摘要 直接甲醇燃料电池(DMFC)面临高甲醇跨膜渗透和昂贵Nafion®膜的问题。我们采用简便溶液浇铸法,制备了掺入0.02–0.20 wt%磺化氧化石烯(SGO)的海藻酸钠(SA)基聚合物电解质膜。SGO的–SO₃H基团与SA基质间的静电吸引增强了力学完整性,优化了吸水率,并抑制了甲醇传输。含0.20 wt% SGO的SA/SGO膜在25°C下质子电导率达13.2×10⁻³ S cm⁻¹,甲醇渗透率为1.535×10⁻⁷ cm² s⁻¹,远低于Nafion的25.1×10⁻⁷ cm² s⁻¹。力学测试证实SGO添加提高了拉伸强度和断裂伸长率。 背景 DMFC通过甲醇氧化将化学能转化为电能,
摘要 我们演示了一个4×4柔性传感器阵列,包含16个由50 μm厚聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜制备的微电容单元。光学成像和压电响应力显微镜(PFM)确认了清晰的PVDF/电极界面和稳健的压电畴。该阵列实现超高信噪比,输出电压与施加压力呈线性关系,灵敏度达12 mV kPa⁻¹。瞬态响应恢复时间小于2.5 μs,凸显其快速机电性能。理论仿真显示,178 kPa以下相邻单元间信号串扰可忽略,验证了设计的可扩展性。 背景 聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种化学稳定的压电聚合物,以其热释电、压电和铁电特性著称[1, 2]。其优异的机械韧性——杨氏模量2500 MPa、抗拉强度近50 MPa——使基于
摘要 我们研究了周期性势场作用下硅烯的自旋与谷依赖的能带结构及输运性质,其中自旋与谷简并均被解除。结果表明,狄拉克点、迷你能带、能隙、各向异性速度及电导均强烈依赖于自旋与谷指数。随着电势增大,额外的狄拉克点出现,不同自旋与谷的电子对应的临界电势值各异。有趣的是,在电场与交换场的作用下,群速度被大幅抑制,这与无能隙石墨烯形成鲜明对比。针对特定谷附近的特定自旋,可实现优异的准直效应。自旋与谷依赖的能带结构可用于调控输运,在狄拉克点处观测到完美透射。因此,可通过结构参数有效切换显著的自旋与谷极化。重要的是,周期性势场的无序性能大幅增强自旋与谷极化。 背景 自石墨烯被发现以来,具有六方晶格结构的二维
摘要本研究将还原氧化石墨烯(rGO)和碳纳米管(CNT)作为导电填料掺入CL-20复合材料以提升热导率。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)显示,当rGO和CNT按1 wt%复合时形成均匀三维导热网络。差示扫描量热法(DSC)、静电测试、特征落高测试、热扩散率和爆轰速度实验表明,协同填料不仅增强传热,还显著降低撞击感度,同时保持炸药能量性能。 研究背景CL-20(2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异武兹烷)相比RDX和HMX等传统炸药具有更高密度和能量密度。但其高感度源于差的热导率,在快速温度波动下易形成热点,危及武器系统可靠性。解决这一局限对安全、高性
摘要我们通过静电纺丝原位聚合苯胺(PANI)功能化热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维复合材料,制备出可耐受165%应变、具备快速响应和长期稳定性的柔性应变传感器。该复合材料在宽温度范围内保持稳定导电性,并能贴合非平面表面,为高性能可穿戴传感和导电基底提供了低成本、可扩展的制备路径。 研究背景纳米纤维膜因其大比表面积、高孔隙率、弹性和优异力学性能,在组织支架、防护服、药物递送系统和电子器件等领域备受青睐。在制备技术中,静电纺丝以其简便、低成本和生产无纺织物的多功能性脱颖而出。然而,赋予此类膜电导率通常需引入导电聚合物或碳基半导体。聚苯胺(PANI)导电性高但因极性主链弹性有限。热塑性聚氨酯(TPU)
摘要制备了不同长度的硅纳米线(NW)场效应晶体管(FET)传感器。通过噪声谱和电流-电压(I-V)表征研究了Si NW FET传感器的输运性质。静态I-V依赖关系显示制备的硅FET质量高、无漏电流。在不同光照条件下以及不同pH值水溶液中的传感器构型下,研究了NW FET结构的输运和噪声性质。进一步研究了沟道长度对光电导率、噪声和pH灵敏度的影响。沟道电流幅度近似与电流通道长度成反比,pH灵敏度随沟道长度增加而增大,逼近能斯特极限值59.5 mV/pH。证明了在特定溶液pH或外部光激发下,主导的1/f噪声可被产生-复合平台筛选。产生-复合噪声分量的特征频率随照明功率增加而降低。此外,测得的1/f
摘要开发了一种便捷、低成本、高灵敏度的荧光适配体传感器,基于氧化石墨烯-适配体复合物(GO-apt)检测白血病。氧化石墨烯(GO)通过π-π堆积吸附羧基荧光素标记的Sgc8适配体(FAM-apt),并通过荧光共振能量转移(FRET)猝灭荧光。无Sgc8靶细胞CCRF-CEM时,荧光几乎完全被猝灭。反之,加入CCRF-CEM细胞后,被猝灭的荧光可迅速显著恢复。因此,基于荧光信号变化,可在1×10²至1×10⁷ cells/mL宽范围内检测CCRF-CEM细胞数,检测限(LOD)为10 cells/mL。该基于氧化石墨烯的荧光适配体传感器策略在癌症检测中极具前景。 研究背景白血病是侵袭性常见恶性血
摘要伤口愈合是由生长因子、细胞迁移和细胞外基质重塑共同调控的多面向过程。尽管生物活性敷料取得进展,但因递送挑战,极少进入临床实践。我们利用双喷头静电纺丝平台,制备由壳聚糖(CS)、聚乙烯氧化物(PEO)和纤维蛋白原(Fb)组成的纳米纤维支架。所得CS-PEO/Fb复合材料呈现纳米级纤维、均匀聚合物分布和良好力学完整性。血小板源性生长因子(PDGF)的掺入未损失生物活性,释放研究显示双相特征:首小时释放21.6% PDGF,随后48小时持续释放。体外成纤维细胞迁移实验证实,支架释放的PDGF效力等同于单次50 ng mL⁻¹剂量,而Fb成分单独也适度促进迁移。复合材料的水蒸气透过率(≈807 g
摘要本研究提出一种简单、低成本的方法,将氧化铈(CeO₂)纳米颗粒(NPs)装饰在阳极氧化TiO₂纳米管(NT)阵列上。利用TiO₂ NTs作为纳米容器,将稀Ce(NO₃)₃溶液引入管内,经450°C退火热分解前驱体生成结晶立方CeO₂ NPs。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱和能量色散X射线光谱(EDS)确认形成有序CeO₂/TiO₂异质结。所得复合材料展现增强的光催化活性,在环境修复和能源应用中极具前景。 研究背景二氧化钛,尤其是其锐钛矿型,因其宽禁带(~3.2 eV)、化学稳定性和无毒性,仍是基准光催化剂。然而,光生电子-空穴对快速复合限制其实际效率。用较窄禁带半导体如
摘要本研究报道了一种用于直接甲醇燃料电池(DMFCs)铂-钌(PtRu)阳极催化剂的新型TiO₂-碳纳米纤维(TiO₂-CNF)载体。TiO₂-CNF通过溶胶-凝胶/静电纺丝路线制备,经高温碳化。与常规碳黑(C)、碳纳米纤维(CNF)和TiO₂纳米颗粒载体上的PtRu催化剂对比电化学测试显示,TiO₂-CNF载体实现345.64 mA mg⁻¹ PtRu的峰值电流密度(约为PtRu/C的5.5倍),功率密度几乎是商业PtRu/C催化剂的两倍。卓越性能归因于高比表面积、均匀PtRu分散及TiO₂与纳米纤维基质的协同相互作用。 研究背景直接甲醇燃料电池(DMFCs)因其高能量密度、轻量化和常温运行
摘要我们报道了一种具有倒金字塔微结构的单晶硅(sc-Si)太阳能电池,在标准156.75×156.75 mm²硅片上实现20.19%的创纪录转换效率。该结构通过两步工艺制备:(1)采用超低银离子浓度的金属辅助化学刻蚀(MACE),(2)优化碱性各向异性纹理化。通过精细调控MACE和纹理化参数,将金字塔尺寸控制在1 µm宽度,实现9.2%的法向反射率。与常规直立金字塔硅片相比,倒金字塔设计使效率提升0.19%,短路电流密度(J_sc)额外增加0.22 mA cm⁻²,超越先前报道结构。该方法为高效单晶硅光伏提供可扩展路径。 研究背景单晶硅(sc-Si)凭借卓越的光电转换效率和可靠性,仍是商业光伏
摘要摘要基于光电化学(PEC)电池的自供电紫外光电探测器(UVPDs)因其低成本、制备简便和快速响应特性成为研究热点。本工作引入SnO₂-TiO₂纳米棍阵列,由SnO₂纳米管核心修饰TiO₂纳米分支组成,通过软化学法合成。作为水基PEC电池的光阳极,该探测器性能超越裸SnO₂阵列器件。SnO₂-TiO₂核壳结构固有的加速电子-空穴分离、扩大表面积和抑制电荷复合协同作用,使器件在365 nm处实现0.145 A W⁻¹响应率,上升时间0.037 s,下降时间0.015 s,并具备优异光谱选择性。这种环境友好、自供电的光电探测器是高灵敏度、高速紫外传感应用的有力候选。 研究背景紫外光电探测器广泛应
摘要铜(Cu)和氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NPs)广泛用作化妆品、食品添加剂和医药中的抗菌剂,但其对人类和生态系统的潜在毒性仍是关键关切。本研究考察了生物合成CuNPs(Bio-CuNPs)和ZnONPs(Bio-ZnONPs)在雄性威斯塔大鼠中的体内命运和安全性,给药途径为腹腔注射(i/p)或静脉注射(i/v)。剂量范围:Bio-CuNPs 6.1–19.82 µg kg⁻¹,Bio-ZnONPs 11.14–30.3 µg kg⁻¹,反映抗菌研究中的使用浓度。28天观察期内监测死亡率、体重、行为、血液学、血清生化(肌酐、ALT、AST、ALP)、器官重量及肝、肾、脾、脑组织病理。两组均无死
摘要硅藻壳是天然存在的二氧化硅壳体,具有高度有序的孔隙晶格,可作为低成本、高性能的分子捕获与检测平台。本文展示了一种可扩展的光沉积法,在硅藻壳表面均匀包覆20 nm金纳米颗粒,构建层级纳米器件(D24),集宏观可操作性、微米级分子收集和纳米级表面增强拉曼光谱(SERS)于一体。D24器件可捕获低至10⁻¹⁶ M的牛血清白蛋白(BSA)和50 ppm的矿物油,展现出生物医学诊断、安全监测和环境监控的应用潜力。 研究背景10 µm的微米级二氧化硅圆柱体——具有卓越的比强度(~1700 kN m⁻¹)和源于规则孔隙晶格(孔径200±40 nm)的天然光子特性。这些属性使硅藻成为纳米技术的理想候选,但
摘要金纳米颗粒(AuNPs)在工业领域应用日益广泛,引发对其环境持久性和生物效应的担忧。本文报道了粒径10–18 nm的单分散球形AuNPs的合成,并通过AAS、ICP-MS、DLS和TEM表征。系统考察了颗粒尺寸和浓度(1、10、100 mg L⁻¹)对拟南芥主根和侧根生长的影响。球形形貌及无团聚特性使DLS和TEM粒径分布高度一致。所有尺寸AuNPs在高浓度下均降低侧根长度和数量,而最小颗粒(10 nm)抑制主根伸长但促进根毛发育。研究揭示了AuNPs的尺寸依赖性植物毒性,强调了对贵金属纳米废弃物进行谨慎环境管理的必要性。 研究背景现代化学生产大量纳米结构材料——包括纳米颗粒、纳米棒、纳米
摘要本研究合成了一种新型生物杂化复合材料——钛酸钛包覆二氧化硅(ST20)经海藻酸钠进一步改性(ST20-ALG),作为重金属离子的先进吸附剂。系统考察了该材料对Cu(II)、Zn(II)、Cd(II)和Pb(II)在不同浓度、pH、温度和接触时间下的吸附性能。平衡数据分别拟合Langmuir和Freundlich等温模型;动力学数据采用准一级、准二级、颗粒内扩散和Elovich模型分析。ST20-ALG表现出显著更高的吸附容量:Cu²⁺ 22.44 mg g⁻¹,Zn²⁺ 19.95 mg g⁻¹,Cd²⁺ 18.85 mg g⁻¹,Pb²⁺ 32.49 mg g⁻¹。通过N₂吸附-解吸、A
摘要我们利用UV光刻和DC溅射制备一系列不同厚度组合条纹图案的多层FeCoBSi薄膜。高频测试中出现宽共振带,45 nm厚样品半高全宽(FWHM)达4 GHz。展宽源于不同宽度条纹产生的多个共振峰,各自产生独特形状各向异性场。因条纹被5 μm间隙磁隔离,共振峰保持独立,可通过调节条纹几何和薄膜厚度精确调控微波响应。研究展示磁性薄膜宽带微波性质工程化可靠方法,适用先进EMI屏蔽方案。 背景电磁干扰(EMI)对高频通信系统构成日益挑战。为应对,磁性薄膜宽带可调谐共振对有效EMI屏蔽至关重要。目标频率高阻尼因子进一步增强吸收性能。面内单轴各向异性常由沉积诱导或退火后产生,在GHz频率产生软磁行为。但
纳米材料