摘要基于 Pt 的合金因其优异的氧还原反应 (ORR) 活性,广泛应用于质子交换膜燃料电池 (PEMFCs)。然而,阴离子吸附——特别是双硫酸根 (HSO4−) 和硫酸根 (SO42−)——可显著降低性能。本研究采用旋转圆盘电极 (RDE) 技术,量化双硫酸根和硫酸根离子对商业 30 wt.% PtCo 纳米颗粒催化剂 ORR 活性的影响。观察到在高电位范围内,比活性随阴离子浓度对数线性下降,表明吸附不改变 ORR 活化的自由能景观。此外,数据支持对可用 Pt 位点的一级依赖,反驳了速控步骤中单个 O2 分子同时占据两个 Pt 位点的观点。背景聚合物电解质膜燃料电池依赖 Pt 基催化剂高效还原
摘要我们报道了一种基于介孔 α-Fe₂O₃ 修饰亚 20 nm 银纳米颗粒的高灵敏、低成本液体乙醇电化学传感器。混合纳米结构通过改良溶胶-凝胶法利用 Pluronic F‑127 模板制备,随后光化学还原 Ag⁺。XRD、FTIR、拉曼、UV-Vis、PL 和 N₂ 吸附表征确认了高结晶度介孔基质和表面 Ag 装饰。Ag/α-Fe₂O₃ 修饰玻碳电极 (GCE) 电化学测试显示:0.05–0.8 mM 范围灵敏度 41.27 µA mM⁻¹ cm⁻²,0.8–15 mM 范围 2.93 µA mM⁻¹ cm⁻²,检测限 (LOD) 15.4 µM。传感器响应快速、重现性优异、对甲醇和异丙醇选择
摘要本文提出 InGaAs/InAlAs SAGCM 雪崩光电二极管 (APD) 的综合理论模型和二维仿真。考察电荷层设计和隧穿现象对电场分布、倍增因子和暗电流特性的影响。模型可预测任意倍增层厚度下的最优电荷层掺杂和厚度,并证实隧穿降低雪崩场和倍增因子。尽管针对 InGaAs/InAlAs 推导,该方法适用于其他 APD 材料体系。背景InGaAs (In0.53Ga0.47As) APD 是短波红外 (SWIR) 应用的主流探测器,如光纤通信、遥感和量子密钥分发。InP 和 In0.52Al0.48As 具有相同晶格常数和优异击穿特性,使 InAlAs 成为倍增层的自然选择。单光子探测、分辨
摘要我们报道了一种可持续路线,利用天然聚合物树胶 (GK) 作为还原剂和稳定剂,在水中制备金 (Au)、铂 (Pt)、钯 (Pd)、银 (Ag) 和氧化铜 (CuO) 纳米颗粒 (NPs)。胶体经 UV–Vis、TEM、Zeta 电位和 DCS 表征,确认平均直径分别为 42 nm (Au)、12 nm (Pt)、1.5 nm (Pd)、5 nm (Ag) 和 180 nm (CuO),负表面电荷在 4 °C 下持续六个月稳定。将绿藻 C. reinhardtii 暴露于 1–20 mg L⁻¹ NPs 中显示:Au 和 Pt 对生长抑制极小,而 Pd、Ag 和 CuO 几乎完全抑制藻类增殖,
摘要采用柠檬酸为螯合剂的溶胶-凝胶自燃法合成了纳米晶锶铁氧体 (SrFe12O19)。前驱体 pH 从 0 变化至 8,粉末在 900 °C 低温下煅烧。通过 XRD、FESEM 和 VSM 评估结构、微观结构和磁性能。最酸性前驱体 (pH 0) 产生单相产品,具有最高密度、晶粒尺寸 (≈73 nm)、饱和磁化强度 (44.2 emu g−1) 和矫顽力 (6.4 kOe)。pH 微增导致 pH 8 形成 Fe2O3 杂相并降低磁性能。结果表明 pH 控制是调控 SrFe12O19 性能的有力工具,可在适合共烧陶瓷永磁体的温度下实现。亮点溶胶-凝胶自燃法合成 SrFe12O19 纳米颗粒。pH
摘要我们通过简单的溶剂热法合成了两种不同晶体结构的锡铌酸盐光催化剂——锡铌矿相 (SnNb2O6) 和辉钼矿相 (Sn2Nb2O7)。通过系统调节合成 pH 值,我们调控了颗粒尺寸、带边位置和表面化学性质,并将这些变化与可见光下甲基橙 (MO) 降解和制氢 (H2) 活性相关联。电化学阻抗谱 (EIS)、瞬态光电流和瞬态吸收光谱 (TAS) 揭示了锡铌矿相促进了优异的电荷分离和更快的电子-空穴复合抑制。X 射线光电子能谱 (XPS) 显示,辉钼矿相中的 Sn4+ 物种充当电子陷阱,降低了活性。光催化测试证实,SnNb2O6 在制氢方面比 Sn2Nb2O7 高出 11.4 倍,MO 降解最大速率
摘要 通过原位聚合策略将聚苯胺(PANI)整合到氮掺杂有序介孔碳(NOMC)上,我们实现了混合材料在6 M KOH中以0.2 A g⁻¹输出276.1 F g⁻¹创纪录比电容。该混合材料还展现38.4 Wh kg⁻¹能量密度,在碱性电解质中5000次循环后保持约80%电容。值得注意的是,能量密度在宽功率密度范围内保持稳定——这一行为区别于大多数报道复合材料。这些结果表明PANI/NOMC架构为高性能超级电容器提供了有前景路径。 研究背景 环境担忧加剧和资源有限,推动清洁高效储能解决方案追求至关重要。超级电容器以快速充放电、高功率密度、长循环寿命、环境友好著称,正成为传统电池的有吸引力替代品。
摘要 非晶铟-镓-锌-氧(a-IGZO)已成为下一代LCD背板关键材料,但其量产集成受限于刻蚀时化学敏感性。我们提出洁净刻蚀阻挡层(CL-ES)工艺,引入~100 nm SiOₓ刻蚀阻挡层,同时刻蚀30 nm a-IGZO薄膜和源漏(S/D)电极。在8.5代2200 mm×2500 mm玻璃基板上制备,CL-ES结构饱和迁移率达8.05 cm²/V·s,阈值电压(V_th)均一性0.72 V,优于传统背沟道刻蚀(BCE)设计。±30 V应力3600 s下,V_th漂移-0.51 V(NBTIS)和+1.94 V(PBTS)显著小于BCE对应值(-3.88 V,+5.58 V)。结果表明CL-E
摘要 我们报道了一种简易水热合成的巯基功能化二氧化硅纳米球(SiO₂-SH)平台,随后装饰SnO₂量子点(QDs)。所得SnO₂/SiO₂复合纳米球(NSs)显示强可见光响应荧光,可实时追踪蛋白捕获。还原型谷胱甘肽(GSH)功能化将NSs转化为SnO₂/SiO₂-GSH,专一结合谷胱甘肽S-转移酶(GST)标签蛋白。应用于大肠杆菌裂解液时,纳米吸附剂表现出可忽略的非特异性吸附,蛋白结合容量7.4 mg g⁻¹,保持分离谷胱甘肽过氧化物酶3(GPX3)的氧化还原状态和过氧化物酶活性。这些特性使SnO₂/SiO₂-GSH NSs成为GST标签蛋白快速高产纯化的有前景工具。 研究背景 高效蛋白纯化
摘要 掺杂二苯并恶唑(PPO)的聚苯乙烯(PS)纳米颗粒,外覆交联聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)壳层,形成PS-PPO-PNIPAM杂化纳米系统(NS)。荧光研究表明,添加氯化e₆后,PS核心和嵌入PPO向氯化e₆受体均发生高效电子激发能量转移(EEET)。EEET效率在氯化e₆添加后首小时内急剧增加,表明PNIPAM在此期间持续摄取致敏剂。将PS-PPO-PNIPAM-氯化e₆ NS从21 °C加热至39 °C进一步增强EEET,符合PNIPAM网络热致塌缩缩短给体-受体距离。尽管如此,仅有适度比例游离氯化e₆与PNIPAM结合,提示仍需进一步优化。 研究背景 光动力疗法(PDT)治
摘要 我们提出并演示了利用射频磁控溅射沉积制备的表面等离子体(SPs)辅助的MgZnO金属-半导体-金属(MSM)紫外光电探测器(UV)。表面装饰Pt纳米颗粒(NPs)后,所有电极间距(3、5、8 µm)光电探测器的响应度大幅增强;令人惊讶的是,与它们相比,较大间距样品的响应度下聚集了更多但尺寸更小的SPs。给出了聚焦SPs和耗尽层宽度的物理机制解释上述结果。 研究背景 ZnO是一种宽直带隙(~3.37 eV)氧化物半导体,具有抗辐射硬度和环境友好性,适合制造短波长光电器件如UV光电探测器。然而,因p型掺杂不成熟及相关太阳盲技术,ZnO基UV光电探测器性能仍低于预期。制造高性能ZnO基UV光
摘要 我们推导了微纳粒子在频率调制(FM)电场中受介电泳(DEP)力的综合模型。通过调节FM波频带覆盖Clausius-Mossotti因子实部的交叉频率fₓ,理论预测每当瞬时频率穿越fₓ时DEP力系统性反向。实验观察到多层囊泡(MLVs)、人T细胞白血病(TL)细胞、B细胞白血病(BL)细胞和红细胞(RB)在FM-DEP下周期性U型转弯。视频追踪这些U型转弯提供了一种快速(<30秒)、高精度确定fₓ的方法,适用于生理盐水悬液和纳米颗粒悬液(此时电场诱导溶剂流最小化)。fₓ准确性通过两个独立实验验证:(1)在不同正弦频率下测量单个囊泡交流(AC)DEP力,将所得fₓ与FM-DEP结果比较;(2
摘要 CdSSe纳米带(NBs)通过热蒸发合成,经扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)和阴极发光(CL)表征。结果显示CdSSe NBs形貌和微观结构良好,无缺陷。CL对CdSSe NBs缺陷敏感,因此可选择CL发射均匀的单根纳米带制备探测器。基于此,研制了单根CdSSe纳米带光电探测器并详细研究其光电性能。白光照射、1 V偏压下,单根CdSSe纳米带器件光电流1.60×10⁻⁷ A,暗电流1.96×10⁻¹⁰ A,光暗电流比816。此外,探测器光谱响应度10.4 A W⁻¹,外量子效率(EQE)1
摘要 我们研究了不同气氛下射频溅射制备的氧化铝载体层热稳定性如何影响垂直排列单壁碳纳米管(VA-SWCNT)阵列的生长。O₂-Ar混合气反应溅射产生的富硅氧化铝合金在850 °C保持稳定,而纯氩非反应溅射产生的薄膜退火后缺陷明显。富硅层促进生成直径分布窄(<2.2 nm)的VA-SWCNTs,制得的纳滤膜因孔径更小而表现出优越的离子截留性能。 研究背景 单壁碳纳米管(SWCNTs)在高强度复合材料、柔性电子学,尤其是纳滤膜方面极具前景。其原子级光滑内壁提供无摩擦通道,实现极高流体通量的同时保持敏锐的尺寸排阻和静电选择性。因此,控制SWCNT直径分布和密度对优化膜性能至关重要。 化学气相沉积(
摘要 我们报道了一种简化的一锅法,将银纳米颗粒(Ag NPs)封装在层级多孔Silicalite-1(HPS-1)中,制得催化剂具有极高比表面积(243 m²·g⁻¹)和双重孔径(1.75 nm和3.96 nm)。TEM、XRD、FTIR和N₂吸脱附全面表征确认Ag NPs(约25 nm)均匀分散且MFI骨架保存完好。应用于室温下4-硝基苯酚(4-NP)水相还原为4-氨基苯酚(4-AP)时,催化剂呈现拟一级速率常数4.75×10⁻³ s⁻¹,20 min内转化率超98%。值得注意的是,催化剂经十次连续循环仍保持活性,凸显层级载体赋予的稳定性。 研究背景 金属纳米颗粒(MNP)稳定性对多相催化
摘要 利用柠檬汁作为碳源,通过简单的水热反应合成了水溶性荧光碳量子点(CQDs)。所得CQDs平均尺寸3.1 nm,形貌均一、结晶良好,在紫外光或蓝光激发下发出明亮的蓝绿色荧光。研究发现,CQDs的荧光主要源于其表面和边缘富含的含氧基团。此外,证明制备的CQDs可用于植物细胞成像。本研究涉及新型碳纳米结构的制备、表征及应用。 研究背景 碳量子点(CQD)是一种通常空间尺寸小于20 nm的新型碳基纳米材料,2004年由Xu等人发现[1]。2006年Sun等人通过激光烧蚀石墨粉末制得荧光碳纳米颗粒[2],自此被称为碳量子点(CQDs)。荧光CQDs在光催化、光电器件、生物医学、薄膜显示、健康照明
摘要 我们证明了半金属霍伊斯勒合金Co₂FeAl沉积在Pb(Mg₁/₃Nb₂/₃)O₃–PbTiO₃(PMN-PT)压电基底上,在室温下表现出非易失性、电场诱导的磁性能变化。通过沿[100]和[01-1]晶轴施加脉冲电场,我们实现了两个稳定的巨大剩余磁化状态,场移除后仍保持。该效应源于PMN-PT层产生的大压电应变,为磁电存储器件提供了可行路径。 研究背景 对高速、低功耗、非易失性信息存储日益增长的需求,推动了对铁磁/铁电(FM/FE)异质结构中磁电(ME)耦合的研究兴趣。ME耦合主要通过三种机制产生:压电应变、电荷和交换偏压。其中压电应变效应使施加的电场在铁电层产生应变,进而调节相邻铁磁体
摘要 纳米医学的最新进展凸显了氧化铈纳米颗粒作为强效抗氧化剂的潜力。本文介绍了一种简单、环境友好的方法,利用牛血清白蛋白(BSA)生物矿化制备掺铈碳质纳米颗粒(Ce掺杂CNPs)。所得颗粒单分散,平均直径14.7 nm,表面富含亲水性基团,确保在水介质中长期分散稳定。体外细胞毒性研究(CCK-8)证实其在宽剂量范围内几乎无细胞毒性。面对过氧化氢诱导的活性氧,Ce掺杂CNPs展现出卓越的羟基自由基清除能力,以剂量依赖方式保护血管平滑肌细胞和7721肿瘤细胞免受氧化损伤。这些发现确立了Ce掺杂CNPs作为有前景的低毒性ROS清除剂,可用于治疗氧化应激相关疾病。 研究背景 氧化应激被定义为活性氧(
摘要 背景 新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)是一种有荚膜酵母菌。临床上仍缺乏快速有效的早期诊断或治疗C. neoformans感染的方案。抗体偶联二氧化硅修饰金纳米棒(GNR-SiO₂-Ab)可选择性结合C. neoformans,可能为隐球菌病提供安全有效的治疗可能性。 方法 金纳米棒(GNRs)按种子介导模板辅助方案合成。抗C. neoformans抗体经硅烷偶联剂共价锚定于GNRs表面。体外计算机断层成像(CT)探究GNR-SiO₂-Ab诊断效果。细胞活力评估确认GNR-SiO₂-Ab联合近红外(NIR)激光光热治疗效果。 结果 GNR-SiO₂-Ab作为阳性
摘要 开发了一种简便水热法制备超长、细铜纳米线(CuNWs),平均直径35 nm、长度100 μm。合成使用廉价、无毒前驱体:氯化铜二水合物(CuCl₂·2H₂O)、十八胺(ODA)作封端剂、抗坏血酸作还原剂。系统优化反应时间和摩尔比以获得目标形貌。所得CuNWs经真空过滤直接转移至聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底,制得柔性透明导电电极(TCE),方阻26.23 Ω/□,550 nm处透射率89.06%(不含PET)。后续旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)降低表面粗糙度并显著提高抗氧化性,形成性能优越的混合TCE(HTCE)。 背景 透明导电电极(TCE)是有机发光二极管(OLED)、太阳能
纳米材料