摘要石墨烯在铜箔生长时,底层晶界裂纹被忠实复制,导致转移膜出现明显皱纹。我们提出二次转移技术,将这些尖锐“峰”转化为平滑“谷”,实现石墨烯表面近无损重塑。光学显微镜、拉曼光谱、电学测量证实二次转移后形貌与光电性能保持。演示制备采用PEDOT:PSS/SLG/NOA63堆栈的柔性有机发光器件(FOLEDs),达最大亮度~35 000 cd/m²、峰值电流效率16.19 cd/A。该方法可规模化,适合卷对卷大面积高质量石墨烯电极生产。背景石墨烯,sp²杂化碳六方晶格单层,具卓越导电性、高光学透明度、机械柔性,是柔性光电中氧化铟锡(ITO)替代候选。近作显示CVD在铜箔上可生长大面积石墨烯,方阻低至
摘要氧化锆(ZrO₂)纳米颗粒因高机械强度和低报告毒性,日益用于生物传感器、癌症治疗、植入体和牙科。但随着应用扩大,人体暴露风险增加,明确毒理学谱至关重要。本研究以已知弱毒性的二氧化钛(TiO₂)纳米颗粒为基准,考察TiO₂和ZrO₂ NPs在成骨细胞样3T3-E1细胞中细胞毒性,聚焦活性氧(ROS)生成、凋亡、形态改变和成骨分化。两种NPs均浓度依赖性诱导ROS,高浓度导致凋亡和形态改变。高剂量亦损害成骨分化,ZrO₂ NPs毒性较TiO₂ NPs更显著。研究提示生物医学应用中考虑ZrO₂纳米颗粒需谨慎管理剂量。引言工程纳米颗粒(NPs)渗透电子到医疗多领域。氧化锆(ZrO₂)NPs凭借机械
摘要我们证明蒸发动力学是银纳米颗粒膜形成锯齿状空心裂纹的决定性因素。通过调控干燥微环境——特别是蒸汽通量空间分布和溶剂蒸发速率——可操控表面流动,抑制驱动裂纹成核的压应力。结果表明,更均匀蒸发分布产生更光滑无缺陷表面,为优化溶液法金属薄膜制备高性能电子光学应用提供实用框架。引言银、金、铜前驱体墨水因可<200 °C加工,适合柔性电子,但开裂仍是降低导电性和粘附性的主要障碍。先前工作多聚焦激光或脉冲光等外部刺激,而由不均匀蒸发产生的咖啡环效应内在作用被低估。液滴边缘溶剂快速流失产生向外马兰戈尼流,驱动纳米颗粒向边缘聚集,积累压应力导致锯齿状空心裂纹。本研究通过墨水配方增强咖啡环效应,实现纳米颗粒
摘要我们研究掺入p-AlGaN/n-AlGaN/p-AlGaN(PNP-AlGaN)电流展宽层的AlGaN基深紫外发光二极管(DUV LEDs)。PNP-AlGaN结构引入价带势垒,重塑横向电流流动,从而改善正向电压、外量子效率(EQE)、光功率和壁插效率(WPE),优于无此结构的常规DUV LEDs。引言自2003年首次演示以来,AlGaN基DUV LEDs已成为水消毒、空气净化等紫外应用关键器件。然而发射波长低于300 nm时,EQE通常<10%,主因内量子效率(IQE)受限于载流子注入和位错介导复合。许多DUV器件采用蓝宝石衬底倒装结构增强取光,但需n、p电极同侧,导致横向电流密度不均、
摘要红磷(RP)理论比容量达2596 mAh g⁻¹且储量丰富,是锂离子电池(LIBs)极具吸引力的负极材料。然而,通过溶液化学实现RP纳米材料的可规模化、低成本制备仍具挑战。本文提出一种简单的室温路线,利用胺存在下PCl₃与HSiCl₃反应,高产率制备100-200 nm非晶红磷纳米颗粒(RP NPs)。作为负极,RP NP电极在100 mA g⁻¹下100圈后仍达1380 mAh g⁻¹,单圈库仑效率逼近100%。该方法为生产高性能LIB用RP纳米材料提供了实用、可规模化途径。引言化石能源有限且环境有害,推动全球转向兼具高能量密度与长循环寿命的可充电锂离子电池(LIBs)。但常规石墨负极受
摘要光敏剂(PSs)因疏水性臭名昭著,限制其在光动力治疗(PDT)临床应用。为克服此问题,我们通过四铂卟啉复合物(PtPor)与带负电碳量子点(CQDs)静电结合,构建新型诊疗一体化纳米剂CQDs@PtPor。全面表征(XRD、TEM、XPS、FTIR)确认CQDs与PtPor成功组装成单一纳米结构。光谱分析揭示CQDs到PtPor的高效共振能量转移,显著增强单线态氧(¹O₂)产生。HeLa细胞体外实验显示,CQDs@PtPor光毒性优于游离PtPor,且暗毒性可忽略,凸显其作为安全有效癌症治疗平台的潜力。背景PDT已成为治疗皮肤病、黄斑变性和多种癌症的非侵入性策略。疗法依赖光激活PSs照射产
摘要我们研究三量子点(TQD)系统耦合两金属电极的自旋依赖电子与热电输运,静态磁场使层间隧穿呈自旋依赖性。串联连接时,即使层间耦合自旋极化极弱,弱耦合量子点也能产生完全自旋极化的电导和热功率。相反,环形构型产生显著Fano反共振,在电导和热功率中形成尖峰。自旋依赖耦合下,自旋向上和向下热功率在能级谱两侧向相反方向移动,可实现100%自旋极化或纯自旋热功率。这些效应在低温下持久,对能级失谐、量子点-电极杂化和平衡温度稳健,凸显其在自旋热电应用潜力。引言自旋电子学与自旋热电学过去二十年迅速发展,分别聚焦电学与热学操控电子自旋。自旋塞贝克效应(SSE)——温度梯度驱动纯自旋电流生成——为纳米器件利用
摘要本文报道掺杂共价功能化氧化石墨烯(FGO)和原位氧化石墨烯(GO)的本征微孔聚合物(PIM-1)混合基质膜(MMMs)。采用浸渍涂布法制备膜,量化单气体渗透性能。通过FTIR、UV-Vis、拉曼、SEM、TGA表征FGO,确认胺、肟、铁砜、磷氯基团成功接枝。系统变化FGO填充量(9-84 wt%)揭示对膜形貌和气体传输的不同影响,凸显官能团化学对填料-聚合物相互作用、填料刚性及相对膜面取向的作用。引言石墨烯二维晶格和卓越阻隔性能使其成为膜分离添加剂的有力候选。即使微量(99.9%盐截留,掺入PBI显著提升有机溶剂纳滤性能。热重排聚合物中还原氧化石墨烯使CO₂渗透通量提升482倍,同时保持C
摘要糖-蛋白相互作用支撑受精、信号转导、宿主-病原体通讯等基本生物过程。糖基识别的复杂性要求先进分析工具。本文首次报道合成新型糖蛋白功能化荧光金纳米簇(G0-OVA-AuNCs),结合生物触角N-糖基(G0)作靶向配体、卵白蛋白作载体蛋白、自发光金核心。证明G0-OVA-AuNCs可作为植物凝集素的选择性传感器,并作为小鼠树突状细胞成像的高效探针。引言金纳米簇(AuNCs)由10-100个金原子组成,呈尺寸依赖性荧光,适合生物传感和成像。区别于传统有机染料或量子点,AuNCs具大斯托克斯位移、红光至近红外发射、优异光化学稳定性,可在组织透明窗口应用。蛋白模板AuNCs始于2009年牛血清白蛋白
摘要本文展示一种新型红外隐身结构,由SiO₂/TiO₂薄膜制成高度可拉伸的三角皱纹结构。三角皱纹结构首先通过MEMS技术在Si衬底表面制备,再转移至柔性基底;随后通过电子束蒸发在柔性基底表面沉积贵金属(Ag或Au)或多层氧化物(SiO₂/TiO₂)形成红外反射膜。得益于曲面的低反射效应,该结构红外反射率可调至5%。与平面相比,反射-漫射比提升约一个数量级。结构可通过拉伸改变三角皱纹反射率以适应环境。最后制备了Au修饰的阵列结构,在室温下通过拉伸三角皱纹实现隐身与显现的可逆切换。该结构具备高反射-漫射比、稳定重复性、低成本、易制备等特点,为军事安保与监视领域的红外伪装提供新机遇。背景红外隐身技术
摘要Cu(In,Ga)S₂(CIGS)因其有利的带隙匹配、高吸收系数和成分灵活性,成为下一代薄膜光伏的有力竞争者。尽管对其稳定黄铁矿相研究广泛,但控制亚稳六方纤锌矿(WZ)和立方闪锌矿(ZB)多形体形成的实用方法仍稀缺。本研究展示了一种直接的溶剀热路线,仅通过调节溶剂混合物即可获得相选择性的CIGS纳米颗粒(NPs)。纯乙二胺(en)反应体系可获得带隙1.6 eV、载流子迁移率4.85 cm² V⁻¹ s⁻¹的WZ-CIGS NPs;改用en/水混合溶剂则选择性生成ZB-CIGS NPs。详细的结构、光学和电学表征证实,溶剂组分决定了Cu-S成核环境,从而导向最终晶体结构。这种低成本、无添加剂
摘要本文报道了通过脉冲激光沉积(PLD)制备的纯净、无添加剂非晶氧化钒(a-VOx)薄膜,其可同时作为锂离子电池(LIB)和钠离子电池(SIB)的高容量正极材料。在受控氧分压(pO₂ = 0, 6, 13, 30 Pa)下,在不锈钢基底上生长了厚度约650 nm的薄膜,其O/V比范围为0.76至2.25。在中等氧分压(6-13 Pa)下制备的薄膜呈现主要V⁵⁺氧化态,展现出优异的电化学性能,在0.1 C下分别实现300 mAh g⁻¹(Li)和164 mAh g⁻¹(Na)的可逆容量。经过100次循环后,两种体系均保持约90%的初始容量,库仑效率接近100%。这些结果表明,a-VOx中V⁵⁺的
摘要 90%,375°C LDPE转化率100%。结果表明ST诱导介孔释放ZSM-5对大分子反应物催化潜能。 背景 沸石兼具高表面酸性、大比表面积、水热稳定性、分子筛效应。但内在微孔限制大分子扩散,损害催化效率。介孔类比虽解决扩散,但非晶骨架损害酸性和稳定性。将二级、可控介孔系统引入晶体沸石——层级沸石——兼得两全:高比表面积、丰富酸位点、短扩散路径、稳健结构。 传统蚀刻法(脱铝、脱硅)产生晶间孔但常降低结晶度和酸性。模板策略,特别是能与沸石骨架形成共价键的软模板,提供更安全介孔化路线。但许多软模板复杂、不稳定、合成中易脱落,限制工业放大。 本工作设计化学稳定、可共价连接软模板,生成晶内介孔不
摘要 我们开发一种基于淀粉纸的一次性、可生物降解摩擦纳米发电机(TENG),实现人体汗液直接传感。利用廉价、商业化组件,淀粉纸TENG(S-TENG)通过简单组装几分钟即可制备。其电输出对吸收水分高度响应,可实时检测汗液。淀粉基底4分钟内完全溶于水,凸显绿色特性,适合新一代可穿戴电子。 引言 可拉伸、紧凑、可生物降解的柔性电子正迅速成为一次性生物传感器、智能包装、可穿戴设备骨干。其生物相容性和环境友好性受广泛关注,推动可安全降解基底研究。可穿戴传统电源依赖不可降解电池,阻碍真正可持续系统。摩擦纳米发电机(TENG)通过接触起电和静电感应将环境机械运动转化为电能,提供自供电替代。许多TENG用难
摘要 尖端增强拉曼光谱(TERS)提供纳米光学分辨率和单分子灵敏度,但性能取决于金属化探针质量。我们提出简单、可重复湿法化学方案,将商业硅AFM探针包覆金,实现尖端直径20-150 nm精准调控。50-60 nm尖端尺寸探针达最高TERS增强,拉曼放大因子达10⁶-10⁷。与真空蒸发或其他化学法比,该法具优越稳定性、重现性、强一致增强效应。 引言 原子力显微镜(AFM)是纳米成像主力,兼具高侧向分辨率和多环境简易操作。当金属层(Ag或Au)包覆AFM尖端,表面等离子共振和避雷针效应放大入射光场,实现同时拓扑和光学映射——即基于AFM的TERS。TERS革新单分子、生物系统、低维材料研究。然而探
摘要 本文报道一种通过简单塑料封装方法构建的新型柔性全电池锂离子电池(LIB)。碳纳米纤维(CNFs)经电纺技术及后续碳化制备。CNFs具三维互联纤维纳米结构,半电池测试100圈后稳定可逆容量达412 mAh/g。全电池用CNF负极和商业LiCoO₂正极组装,展现良好柔韧性和点亮LED能力。构建的全电池总厚度约500 µm,由CNFs/Cu膜、隔膜、LiCoO₂/Al膜、电解液、两层聚氯乙烯(PVC)膜组成。详细分析了电纺CNFs和LiCoO₂电极的结构、形貌、电化学性能。 背景 近年来,柔性储能器件因便携、可折叠、占空间小、形状多样化受关注。随柔性电子快速发展,对先进可弯曲LIBs迫切需求。
摘要 通过原位沉淀和光还原路线合成一系列全固态Z型光催化剂,包含BiOBr₀.₃I₀.₇、Ag和AgI。可见光照射下,BiOBr₀.₃I₀.₇/Ag/AgI复合材料在降解甲基橙(MO)方面显著优于单独BiOBr₀.₃I₀.₇或AgI。最佳催化剂含15 wt% Ag,20 min内达89% MO去除率。卓越活性源于Z型路径高效载流子分离,Ag纳米颗粒介导电子转移。·O₂⁻和h⁺为主要活性物种,·OH贡献较小。 背景 光催化提供可持续路线将太阳能转化为化学燃料及常温矿化有机污染物。BiOBr₁₋ₓIₓ固溶体因层状晶体结构可调带隙而备受关注;但其正导带限制氧化还原能力。Z型体系中两半导体通过电子媒介
摘要 我们研究后热退火如何改善InP/ZnS核壳量子点(QD)薄膜光学性能。180°C退火5 min后发光强度增强。温度依赖光致发光(TDPL)和功率依赖PL测量揭示低能肩峰对应局域态发射,高能峰源于自由载流子复合。180°C退火样品局域态发射半峰全宽(FWHM)在250 K前近似恒定,随后随温度升高变窄;未处理薄膜随温度FWHM显著降低。观察表明热退火改变局域态分布,增强自由载流子发射,改善器件相关光学性质。发现对量子点电致发光和下转换发光器件开发具有指导意义。 引言 胶体量子点(QDs)在显示、光谱、传感、LED、激光、光电化学、生物标记中至关重要。基于InP的QDs提供无镉替代,禁带与C
摘要 细胞-细胞外基质界面的力学和电学线索日益被认为是致癌信号驱动因素。本研究证明,分散在DMEM+FBS中的纳米级氟化镧(LaF₃)和氟化镨(PrF₃)颗粒刺激三个人类癌系(A549、SW837、MCF-7)增殖。粒径分析(DLS、AFM、TEM)显示主要亚10 nm群体。细胞活力测定结合AKT和ERK磷酸化Western blot,确认经典生长通路激活。理论偶极相互作用模型显示,为达到所需皮牛顿力范围,仅<10 nm纳米颗粒能对整合素和EGFR配体结合位点施加足够静电牵引。发现揭示稀土氟化物影响肿瘤生物学的独特机械转导途径。 背景 肿瘤发生源于基因突变与细胞外基质(ECM)生物力学线索复杂
摘要 我们系统研究跨越两个数量级电导率的Sb₂Se₂Te纳米片光电流产生。光电流随光功率和暗电流线性缩放,响应率随片电导率成比例增加。真空中响应率与光照强度无关,而环境空气中低功率密度下急剧下降。空气/真空响应率比遵循负反幂律依赖,归因于吸附表面分子统计阻挡。时间分辨测量揭示厚度依赖衰减常数,降低环境压力下时间常数更长。数据确立电导率作为优化光电流的关键内在参数,并为拓扑绝缘体光探测器分子阻挡效应提供解释框架。 引言 提升光电流响应是光探测器研究核心目标。因体块半导体光学穿透深度通常仅几纳米,表面态主导光响应。大表面体积比材料——纳米线、石墨烯、过渡金属二硫属化物、拓扑绝缘体——因此受热烈研究
纳米材料