摘要三维纳米结构广泛用于提升光伏器件光子吸收,但制备常面临高成本和复杂性。本文提出一种简单的模板法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上制备新型纳米锥簇微观结构。所得表面实现卓越抗反射,全可见光谱反射率保持3.5%以下,并达到151°水接触角,确认超疏水性和自清洁能力。这些光学与润湿双重优势使纳米锥簇成为下一代太阳能电池极具前景的低成本、高性能添加层。引言太阳能光伏是可再生能源转型核心,但效率常受限于次优光吸收和表面污染。抗反射(AR)涂层通过操控器件表面折射率梯度减少反射损失。微纳结构AR层——如纳米孔、纳米线、纳米颗粒、纳米锥——已被广泛探索。同时超疏水性对维持器件性能至关重要,因灰尘积累可使
摘要整合素β1协调分化、迁移和组织修复等关键过程。利用原子力显微镜(AFM),我们量化了人脂肪源干细胞(hADSCs)早期软骨分化过程中整合素β1配体与CD29受体的相互作用。AFM成像显示细胞从细长梭形向多边形转变,长宽比降低,表面粗糙度增加。在0、6、12天收集的1200多条力-距离曲线揭示断裂力上升(61.8±22.2 pN → 67.2±22.0 pN)和结合概率增加(19.6% → 33.4%)。这些数据表明AFM可追踪整合素β1-CD29结合、细胞超微结构和形态作为软骨分化进程的可靠标志。背景骨关节炎(OA)侵蚀关节软骨,这种无血管组织自我修复能力有限。干细胞组织工程有望恢复软骨功
摘要我们研究了量子阱(QW)厚度如何影响AlGaN深紫外LED在宽温度范围内的电致发光(EL)性能。室温(RT)下,3.5 nm QW器件的外量子效率(EQE)比2 nm器件高6.8倍,5 K时高8.2倍。相反,3.5 nm器件在RT下比5 nm器件高4.8倍,但在5 K时仅高1.6倍。这些趋势源于低温下非辐射复合减少和有源区体积增大。模拟显示2 nm阱因量子限域提供最浅电子溢出势垒,而5 nm阱受量子限域斯塔克效应(QCSE)影响最大。因此,3.5 nm器件在各温度下实现最高峰值EQE。随温度下降,所有LED达到峰值EQE所需电流减小,归因于电子溢出增加和空穴浓度降低。研究阐明了AlGaN深
摘要90%)峰的半峰全宽(FWHM)约5 nm。周围RI从1.33增至1.36时峰快速红移,折射率灵敏度达660 nm/RIU,优值(FOM)达132。此类阵列可通过微球掩膜制备,适用于液体RI监测及气液相区分。亮点具有延伸尖锐尖端的均匀金属-绝缘体-金属(MIM)三角结构产生显著增强的局域电磁场和极窄吸收带。MIM三角密集阵列保证高吸收效率。吸收峰超窄FWHM支撑结构卓越的折射率传感性能。背景金属纳米颗粒和纳米结构阵列中的局域表面等离子体谐振(LSPR)能高效限域光场,特别是在尺寸小或具有锐利边缘的特征中,产生极端局域场增强,引发广泛研究兴趣。各类图案化单层金属膜和金属/介质/金属(MIM)
摘要420 nm)下,ZnTCP/TiOF₂质量比2%(T-2p)可在2小时内实现99%罗丹明B(RhB)降解,速率较裸TiO₂-HNBs提升3.6倍。性能增强源于•OH、•O₂⁻和¹O₂的协同产生,其中¹O₂源于仿生卟啉的独特贡献。得益于ZnTCP与TiO₂-HNBs间强化学键合,复合材料表现出优异的可循环性。循环伏安法证实ZnTCP中心在光催化过程中保持不变,凸显卟啉环在电子传递中的作用。背景工业染料广泛应用于纺织、皮革、造纸制造,但其持久性和毒性威胁水生生态系统和人类健康。传统去除技术——吸附、絮凝、离子交换、膜过滤——仅转移污染物而不降解。生物法速度慢且对污染物浓度敏感,限制规模化应用
摘要微观结构稳定性是纳米晶材料在众多领域实际应用中的关键问题。本研究基于X射线衍射线谱分析和透射电子显微镜观察,探讨了具有初始强纤维织构的预退火电沉积纳米晶镍随轧制应变的微观结构演变。通过比较金属/辊接触界面(剪切应变主导)与金属/金属接触界面(接近平面应变压缩)的微观结构稳定性,结合统计微观结构信息及最终轧制道次后变形晶粒的实验观察,得出结论:包覆轧制过程中,金属/金属接触界面的微观结构比金属/辊接触界面更稳定。引言晶粒尺寸小于100 nm的纳米晶材料通常表现出优异的力学性能,特别是高强度和高硬度,可在多种技术应用中发挥作用。然而,近年大量研究表明,微观结构稳定性是纳米晶材料实际应用时不可避
摘要 得益于石墨烯巨大的三阶非线性磁化率和石墨烯等离激元(GPs)显著增强的场强,石墨烯在提升等离激元三次谐波生成(THG)转换效率方面展现出巨大潜力。然而,目前仍缺乏一种能同时高效激发基频(FF)GPs并引导产生的三次谐波频率(THF)GPs的有效构型。本文提出了一种在石墨烯片下方引入硅衍射光栅的结构,用于生成并传输THF GPs。通过垂直入射平面波照射,利用导模谐振高效激发FF GPs,随后在巨大的FF GPs场强作用下转化为THF GPs,实现了极大的转换效率。数值模拟表明,在28.62 μm波长、0.19 MW/cm²的入射功率密度下,可实现高达3.68×10⁻⁷的THG转换效率。此外
摘要 纳米颗粒(NP)科学正在改变跨学科研究并催生新技术平台,特别是纳米医学领域,NP 作为诊断与治疗工具。尽管获益巨大,但对短/长期人体影响的担忧持续存在。本综述综合 NP 细胞摄取途径、胞内转运、理化性质(尺寸、形状、电荷、表面化学)对摄取机制与生物结局影响的关键研究。 引言 纳米颗粒凭借独特性质与广泛适用性成为前沿研究核心。据 2020 年全球 NP 市场展望,2015–2020 年 NP 市场复合年增长率达 16%,影响力持续扩大。生物医学领域 NP 用于药物/基因递送、病原检测、蛋白成像、组织工程、肿瘤成像、热疗、MRI 造影增强等。 NP 微小尺寸使其经内吞穿越细胞与组织屏
摘要 化学气相沉积(CVD)生长石墨烯常因晶界导致高缺陷密度,限制其卓越电子性能与器件集成。本研究揭示铜(Cu)基底形貌与石墨烯畴密度的明确关联。通过热退火与电解抛光结合,制得高温稳定的超平 Cu 表面。预退火后电解抛光优于单一处理,因加热释放残余位错与点缺陷。在此工程化基底上生长的石墨烯畴密度显著降低、层均匀性改善,优于仅退火或仅电解抛光样品。 研究背景 石墨烯作为 sp² 杂化碳原子构成的蜂窝晶格单层,凭借非凡力学、热学、电子性能引发学术界与工业界浓厚兴趣。各类生长技术中,金属催化剂 CVD——尤其是 Cu——仍是制备大面积高质量薄膜最可放大路径。然而 CVD 石墨烯通常为多晶,晶
摘要 我们演示了一款连续波外腔量子级联激光器(EC-QCL),阈值电流极低(250 mA),以 100 Hz 扫描波长,覆盖完整 290 nm 范围(2105–2240 cm⁻¹)。400 mA 下输出功率高达 20.8 mW,锯齿电流调制下全调谐范围内光谱分辨率优于 0.2 cm⁻¹。该低功耗、快速扫描 EC-QCL 有望服务于痕量气体检测至高分辨光谱等广泛应用。 研究背景 中红外(MIR)指纹区包含大多数分子基振动-转动跃迁,MIR 激光吸收光谱支撑医学呼气分析、大气污染监测、工业排放监控等关键应用。近年 MIR 激光技术进步显著提升了光谱仪速度、灵敏度与精度。 吸收光谱需窄线宽、
摘要 氢氧化镍(Ni(OH)₂)作为有前景的非贵金属葡萄糖传感催化剂,其实用性受限于电子传输迟滞与质量扩散受限。本文引入协同蚀刻沉淀(CEP)法制备匀质立方中空多孔 Ni(OH)₂ 架构(Ni(OH)₂-HPA),具备内部空腔与超细纳米颗粒组装的多孔壳层。材料展现极高比表面积(54.7 m² g⁻¹)、有序扩散通道与稳健结构稳定性。作为碱性介质葡萄糖传感器,Ni(OH)₂-HPA 灵敏度达 1843 µA mM⁻¹ cm⁻²,检测限 0.23 µM,响应时间 1.4 s。研究凸显中空多孔设计构建高性能无酶葡萄糖传感器的有效策略。 研究背景 精准葡萄糖监测对临床诊断、食品安全、环境评估至
摘要 Ti₃C₂Tₓ MXene 晶格稳定性及高压下声子动力学是全面理解其力学与热行为的关键。本研究采用原位静水压 X 射线衍射(XRD)与拉曼光谱,探测 Ti₃C₂Tₓ MXene 在 26.7 GPa 以内的晶格变形与声子响应。XRD 显示晶体结构在该压力范围内保持不变。峰位偏移推导出 a 轴弹性常数为 378 GPa。拉曼光谱显示面外 A₁g 声子模(≈210、504、711 cm⁻¹)随压力连续蓝移,格吕奈森参数分别为 1.08、1.16、0.29。研究拓展了 Ti₃C₂Tₓ MXene 基础性质数据库,助力应用驱动开发。 研究背景 继石墨烯与过渡金属二硫属化物(TMD)深入探
摘要 过渡金属氧化物负极受限于剧烈体积膨胀与循环稳定性差。本文报道一步水热法合成核壳石榴状 Fe₂O₃/C 纳米复合材料,属该架构首创。作为负极,材料在 100 mA g⁻¹ 下 100 周后可逆容量达 705 mAh g⁻¹,2000 mA g⁻¹ 超高倍率仍保持 480 mAh g⁻¹。卓越性能源于石榴状形貌:保证优异电接触、缓冲巨大体积变化、促进快速 Li⁺ 传输。 研究背景 锂离子电池(LIB)凭借高能量密度、长循环寿命、低自放电主导便携电子与电动汽车。但石墨负极理论容量(372 mAh g⁻¹)难满足未来需求。Fe₂O₃ 等过渡金属氧化物(TMO)理论容量 1007 mAh
摘要 纳米颗粒递送化疗药物可降低全身剂量、减轻毒性。本研究构建胆固醇取代普鲁兰聚合物(CHP)载药蒽醌,通过系统调节疏水取代度制备不同尺寸纳米颗粒(NP)。三种 CHP——CHP-1(6.82% 胆固醇,86.4 nm)、CHP-2(5.78%,162.3 nm)、CHP-3(2.74%,222.3 nm)——经 ¹H NMR 与动态光散射表征。PBS(pH 7.4)中 48 小时累积释放率分别为 38.7%、42.4%、58.9%。酸性介质(pH 4.0)加速释放,最大粒子 48 小时释放达 75.5%。体外实验中,CHP-3 NP 展现最强细胞毒性(IC₅₀=0.25 µM,24 h),
摘要随着新一代电子设备快速扩展,便携高效能源成为阻碍市场发展的关键因素。摩擦纳米发电机(TENGs)凭借其卓越特性成为潜在候选者。本文深入分析接触模式TENGs的功率和转换效率,考虑整个能量转换过程。首先,引入压缩力推导更通用的运动轮廓,超越传统分析,更好理解接触‑分离过程工作原理。然后深入分析各参数对性能的影响。特别是,在最优压缩力下可获得TENGs的最大效率。这对实现更高效TENGs切实可行且有用。此外,本研究有望建立量化TENGs效率的标准,为TENGs技术进一步产业化和多功能化奠定基础。 背景人工智能和云网络随着新一代电子技术在智能家居、健康监测、娱乐和环境监测中的快速发展,逐步改善现
摘要本研究考察牙氟症影响下釉质的梯度纳米力学行为,并建立基于证据的修复材料选择标准。对正常釉质、轻度氟斑釉质和重度氟斑釉质的外层、中层、内层分别进行纳米压痕(2000 μN载荷,30 s保持)和纳米划痕(1000 μN载荷)测试。将轻度氟斑釉质外层与四种修复材料比较:二硅酸锂玻璃陶瓷(IPS e.max CAD)、聚合物渗渗陶瓷网络(PICN)、复合树脂块(Lava™ ultimate)和传统复合树脂(Fltek™ Z350XT)。结果显示不同梯度趋势:轻度氟斑釉质从外层到中层纳米硬度和弹性模量增加,然后向内层下降;重度氟斑釉质硬度和模量向内层单调增加,蠕变位移相应减少。纳米摩擦学指标呈类似趋
摘要 三种水提植物提取物——Artemisia capillaris(茵陈蒿)、Portulaca oleracea(马齿苋)和Prunella vulgaris(夏枯草)被用于生物制备金纳米颗粒(AuNPs)。量化了它们的抗氧化特性,包括自由基清除能力、总酚含量和还原力,并与AuNPs合成效率相关联。Prunella vulgaris表现出最强的抗氧化活性,作为最有效的还原剂,生成的AuNPs(PV‑AuNPs)表面等离子体共振(SPR)峰位于530 nm,形貌多样。高分辨X射线衍射确认面心立方晶格,电感耦合等离子体发射光谱(ICP‑OES)估算反应产率99.3%。动态光散射显示流体动力学直
摘要本研究表明,通过局域调节构成石墨烯寡聚体的纳米盘化学势,可大幅重塑其电磁特性。不同位置化学势的变化对消光谱和场分布产生截然不同的影响,实现电磁热点的灵活定位。该工程化纳米结构为基于石墨烯的等离激元器件在纳米传感、光捕获和光电探测中的应用开辟了新途径。引言亚波长超材料(MMs)因其操控电磁(EM)行为的能力而受到广泛关注,可产生负折射率、非常规光透射和电磁诱导透明等现象。利用金属-介质界面表面等离激元(SPs)的等离激元超材料能实现强场限域,在传感、光谱和非线性光学中至关重要。然而,传统贵金属等离激元结构存在高欧姆损耗和制造后可调性有限的问题。石墨烯作为二维碳晶格,在太赫兹至中红外频段支持表
摘要交联藻酸盐纳米颗粒是药物封装和递送的理想平台。本文报道了一种简单的逆向胶束方案,将水溶性多柔比星(DOX)负载进钙交联藻酸盐基质中,制得NALG-DOX颗粒,其流体动力学直径约83 nm,zeta电位+7.2 mV。TEM证实纳米藻酸盐(NALG)颗粒呈球形且单分散。DOX释放受控,生理pH下4 h保留约70%,24 h释放约90%。荧光成像证实NALG-DOX中的DOX被4T1小鼠乳腺癌细胞摄取。细胞毒性实验(LIVE/DEAD和Alamar Blue)显示NALG-DOX的IC50为0.45 µg/mL,游离DOX为0.093 µg/mL,而空白NALG载体无毒性。结果证明逆向胶束法制
摘要我们合成富勒烯(C₆₀)共价键合聚乙烯亚胺(PEI)修饰还原氧化石墨烯(rGO)杂化体,并掺入环氧(EP)基体。详细结构分析确认C₆₀均匀锚定于PEI-rGO上。所得C₆₀-PEI-rGO/EP纳米复合材料展现卓越阻燃性能:着火时间(t_ign)从纯EP 68 s延长至1.0 wt% C₆₀-PEI-rGO 89 s,提升31%。峰值热释放速率(PHRR)和总热释放(THR)分别下降40.0%和15.6%。杂化体有效性源于三大协同机制:C₆₀自由基清除、层状rGO阻隔屏障、PEI增强交联密度。因此杂化体同时提升热稳定性和机械强度,为具有卓越多功能性的阻燃热固性树脂提供前景路径。背景聚合物材
纳米材料