摘要 细菌微区室(BMC)是蛋白质基细胞器,将代谢酶封装于半透性壳内,使无膜结合细胞器的细菌能执行关键生化反应。壳由同源蛋白——六聚体 BMC-H、五聚体 BMC-P、三聚体 BMC-T——组装成高有序二十面体晶格。将 BMC 改造为纳米生物反应器的近期努力凸显了理解壳组装调控因素的必要性。本研究利用高速原子力显微镜(HS-AFM)量化不同 pH 和离子强度下 BMC-H 自组装动力学。发现 400 mM 盐浓度促进形成大面积单层片层,中性 pH(≈7)最大化六聚体增减速率。并捕捉到从六聚体片层向纤维状阵列的转变,揭示这些蛋白的内在柔性。研究为稳定 BMC 壳组装的环境条件提供详细图谱,指导合
摘要 本文报道了一种高性能、低温(90 °C)等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺,利用二氧化碳(CO₂)作氧化剂、双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)作硅源沉积二氧化硅(SiO₂)。该工艺实现自限制生长,生长速率约 1.15 Å/循环,薄膜密度约 2.1 g/cm³,折射率(632 nm)约 1.46,残余拉应力仅约 30 MPa。化学分析显示杂质含量极低:氢 ~2.4 at%,氮 ~0.17 at%,碳低于 TOF-ERDA 检测限。结果确立了 CO₂ 作为低温 PEALD 非反应性氧化剂的可行性,适用于湿敏和氧敏衬底。 背景 150 °C,限制热敏材料应用。PEALD 可将温度降至
摘要 本文采用微波辅助水热法合成了 Sm₂O₃/ZnO/SmFeO₃ 微球,用作甲醇气体传感器。研究了不同水热时间(12 h、18 h、24 h、30 h)对微观结构的影响,BET 和 XPS 结果显示比表面积和吸附氧物种与微观结构一致,显著影响传感性能。在 24 h 水热条件下,传感器对甲醇气体表现出优异性能:在 195 °C 下对 5 ppm 甲醇响应值达 119.8,具有极佳的重复性和长期稳定性(30 天测试,相对湿度 55–75% RH)。即使在 1 ppm 低浓度下,响应值仍超 20。因此,Sm₂O₃ 掺杂的 ZnO/SmFeO₃ 微球是极具前景的甲醇气体传感材料。 引言 275
摘要髓外多发性骨髓瘤(EMM)仍是治疗难题,高剂量化疗提供的微弱生存获益常被严重全身毒性抵消。本研究将阿霉素(DOX)封装于聚乙二醇修饰碲化镉量子点(PEG-CdTe QDs),构建纳米载体增强细胞内药物积累并实现pH响应释放DOX。体外实验显示PEG-CdTe-DOX对PRMI8226骨髓瘤细胞凋亡显著高于游离DOX,并调控关键凋亡相关蛋白表达。结果表明PEG-CdTe-DOX为EMM患者提供高选择性和强效治疗策略。引言多发性骨髓瘤(MM)是第二常见血液系统恶性肿瘤,特征为浆细胞在骨髓克隆增殖。尽管化疗和靶向药物进展延长总生存,但髓外疾病(EMM)患者预后极差,复发后中位生存不足六个月。当前
摘要3 km s⁻¹。结果表明Al/Ni超晶列可作为高效微等离子体发生器,以更低能量输入实现改进的引爆药性能。微等离子体发生器制备工艺引言反应多层膜(RMFs)在交替纳米层中储存化学能,受外部刺激触发时发生爆炸性反应。其反应速度和峰值温度强烈依赖成分和层几何结构。Al/Ni RMFs因高反应热(~330 cal g⁻¹)、优良制造性和低成本备受青睐。大量研究确立减小双层厚度可增加燃料/氧化剂界面面积、缩短扩散距离,从而加速反应并提高峰值温度。但当双层厚度降至~20 nm以下,过度互扩散会降低性能。当双层间距进入亚纳米级,获得高能Al/Ni超晶格。此结构提供超短反应物间距和大互扩散区,导致不同于
摘要氢化石墨烯(HG)/六方氮化硼(h-BN)异质双层是高性能场效应晶体管的理想结构。本文基于第一性原理计算,考虑HG与h-BN堆叠方式、氢覆盖度和氢化模式的影响,研究HG/h-BN异质双层载流子迁移率。相同氢化模式下,电子迁移率随氢覆盖度增加单调下降。相同氢覆盖度下,不同氢化模式导致迁移率显著变化。25%和6.25% HG中,25%模式I的μₑ(ΓK)为8985.85 cm²/(V·s),6.25%模式I的μₑ(ΓK)为23,470.98 cm²/(V·s),远高于其他模式。同时,h-BN衬底对空穴迁移率影响显著,但对电子迁移率影响有限。堆叠模式I和II的空穴迁移率接近HG单层,但远低于堆叠
摘要本文报道一种轻量化隔膜,以二维复合材料修饰:还原氧化石墨烯(RGO)锚定氧化铈(CeO₂)纳米颗粒。导电RGO网络促进快速电子传输,CeO₂表面化学吸附高阶多硫化物(Li₂Sₙ,4≤n≤8),有效抑制穿梭效应。配备该复合涂层隔膜的Li/S电池在0.1 C下首次放电容量达1136 mAh g⁻¹,100圈后保持75.7%,在容量和库仑效率上均超越常规隔膜。背景可充电锂硫(Li/S)电池理论容量1672 mAh g⁻¹、能量密度高达2600 Wh kg⁻¹,吸引电网储能和电动汽车应用。但实际部署受阻于两大问题:(i) 元素硫(S₈)及其放电产物(Li₂S₂/Li₂S)固有绝缘性限制活性物质利用
摘要成功合成磁性Fe-B、Fe-Ni-B、Co-B纳米颗粒并分散于水制备水基铁流体。Fe-B、Fe-Ni-B、Co-B颗粒为均匀非晶纳米颗粒,平均粒径15 nm,形貌规则。三者均表现超顺磁性。Fe-B和Fe-Ni-B非晶纳米颗粒饱和磁化强分别为75 emu/g和51 emu/g,约为Co-B颗粒的2.8倍和1.9倍。非晶铁流体粘度对外磁场响应强烈,屈服应力随磁场增大而增加。首次开展非晶铁流体高温热疗研究。实验表明:输出电流300 A时,Fe-B铁流体和Fe-Ni-B铁流体加热温度分别在750 s和960 s内升至42°C,Fe-B铁流体最高可达61.6°C。非晶铁流体加热效率显示Fe-B和Fe
摘要本文报道一种简便路线,利用氨基端超支化聚合物(NHBP)还原石墨烯氧化物(GO)制备亲水性还原石墨烯氧化物(NrGO)。NrGO表现出优异的水分散性、强近红外(NIR)吸收、高效光热转化和化学稳定性。将化疗药阿霉素(DOX)负载于NrGO得双响应药物载体,在酸性肿瘤样条件或NIR激光照射下加速释放DOX。体外研究证实NrGO生物相容性好,DOX@NrGO对肿瘤细胞抑制优于游离DOX,展现有效化疗-光热协同效应。结果表明DOX@NrGO作为联合癌症治疗及其他生物医学应用的有前景平台。引言近红外(NIR)光热治疗(PTT)作为微创癌症治疗策略备受关注,因NIR光(700-1100 nm)组织穿
摘要磁共振成像(MRI)是早期肿瘤诊断不可或缺的手段,但其固有的特异性不足限制了临床影响。通过利用血管生成作为分子成像靶点,对比剂可经受体特异性载体递送至新生血管。我们设计了一种双靶向顺磁性脂质体,表面展示两种血管生成配体:αvβ3整合素结合的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)基序和神经调节素-1结合的七肽ATWLPPR(A7R)。这些直径<100 nm的脂质体高效包裹钆螯合物Gd-DTPA。其T1弛豫率与游离Gd-DTPA相当,细胞摄取研究显示较非靶向脂质体增加50%,较单靶向构建体增加20%,竞争性肽阻断可消除此效应。在A549异种移植小鼠中,双配体脂质体注射2 h后信号增强比(SER)为
摘要染料敏化太阳能电池(DSSCs)是一类有前景的薄膜光伏技术,兼具制造成本低、工艺简单、毒性小等优势。尽管早期展现潜力,当前DSSC效率(≈12%)仍落后于第一、二代硅及CIGS技术(≈20-30%)。关键挑战包括材料稀缺、生产成本高、长期稳定性有限。本文综述DSSC架构演变、工作原理、材料创新及商业化实用考量。引言利用有机染料收集太阳能的概念可追溯至1960年代。UC Berkeley早期在叶绿素敏化ZnO上的工作展示了光电子注入半导体。1990年代初Grätzel和ORegan优化中孔TiO₂电极(粗糙因子≈1000),制得首个实用DSSC,效率7-10%。现代DSSC采用Ru(II)多
摘要本文报道了Bi₁₋ₓBaₓCuSeO薄膜(0 ≤ x ≤ 10%)的c轴外延生长,考察Ba掺杂对结构、价态及热电性能的影响。X射线光电子能谱显示Ba掺杂致Bi³⁺部分还原为低价态,Cu保持Cu⁺,Se保持Se²⁻。增加Ba含量提高空穴浓度,降低电阻率和塞贝克系数。7.5% Ba掺杂薄膜在673 K达到峰值功率因子1.24 mW m⁻¹ K⁻²——较块体对应物高1.5倍,表明得益于薄膜低热导率,有望实现高ZT值。研究背景应对全球能源危机和环境挑战需要清洁可再生方案。热电(TE)材料将废热转化为电能并实现固态制冷。优值ZT = (S²/ρκ)T,取决于塞贝克系数(S)、电阻率(ρ)、热导率(κ
摘要硅纳米晶(SiNCs)表现出复杂的发光动力学,源于尺寸依赖的辐射与非辐射速率、非均匀展宽和粒子间相互作用。这些因素产生非指数衰减曲线,通常用拉伸指数(SE)函数建模。本文首先推导了“exp[−(t/τ)^β]”形式的种群衰减函数,并比较了发光衰减或种群衰减遵循该函数时获得的寿命分布。当β远小于1时,两种方法得出的平均寿命差异显著。我们将两种SE模型、对数正态分布和双分子衰减应用于两组热生长、平均尺寸不同的SiNC集合的发光数据。平均寿命强烈依赖实验配置和拟合模型,且常规模型均无法充分捕捉集合衰减动力学。随后采用频率分辨光谱(FRS)直接提取寿命分布,揭示其半宽约0.5个数量级,分布类似高频
摘要利用原子力显微镜(AFM)制备并表征了电纺聚氨酯(PU)纳米纤维的力学行为。对单根纤维进行三点弯曲测试,发现在室温下直径约150 nm纤维的杨氏模量约为25 GPa。随着直径减小,模量上升,归因于表面张力效应。升高温度导致模量线性下降,而纤维形态保持完整。背景一维(1D)纳米材料因其独特性能和多样化应用备受关注。虽然存在多种制备路径,但电纺因其低成本、可扩展性和通过静电喷射变细产生亚微米纤维的能力而脱颖而出。聚氨酯由尿烷键连接的软硬段组成;软链提供柔韧性,硬链赋予强度。其可调硬度使PU成为各行业热门选择。电纺PU纤维在高性能空气滤料、防护纺织品、伤口敷料和传感器方面显示前景。然而,其力学性
摘要0.9,在2.87 THz峰值达53%。吸收模式下(μc = 0.7 eV),1.59–4.54 THz吸收率超80%,在3.06 THz峰值达96.4%。研究了其物理机制、切换原理和参数鲁棒性,凸显了MFD在THz成像、传感、光电探测和调制中的应用潜力。引言太赫兹技术高度依赖能操控电磁波的器件。吸收器耗散多余能量,偏振转换器重塑波前用于成像、光谱和通信。超表面——亚波长图案结构——的最新进展产生了基于金或石墨烯谐振器的近完美吸收器。然而,许多设计窄带且功能受限。石墨烯凭借可调表面电导率,支持可通过偏压调制的表面等离子体极化子(SPPs),实现宽带吸收。同样,基于金的L形和十字结构图案在宽
摘要本文提出了一种新型超宽带完美超材料吸收器(PMA),集成了多层介质堆叠、金属双裂环谐振器(MDSRR)和策略性放置的集总电阻。该设计在4.52–25.42 GHz频段(带宽20.9 GHz,分数带宽139.6%)实现了超过80%的吸收率,同时保持对偏振不敏感和角度稳健。全波仿真(ANSYS HFSS)和微波消声室测量验证了理论预测,展示了一种实用的超薄(≤4 mm)吸收器,适用于雷达散射截面减小和电磁干扰屏蔽。背景超材料能够实现天然介质难以或无法达到的定制电磁响应。过去十年间,完美吸收器——能同时抑制反射和透射的薄膜结构——因其在隐身技术到宽带屏蔽等广泛应用而备受关注。早期的PMA(如La
摘要 我们研究了掺入含厚 GaAs 间隔层埋藏量子点(BQDs)的复合纳米结构中 InGaAs 表面量子点(SQDs)的光学响应。通过调节生长衬底温度,系统变化 SQDs 面密度。505 °C 生长的 SQDs 光致发光(PL)测量揭示独特弛豫路径和非典型热淬灭行为。SQDs 与 BQDs 的 PL 强度比随激发强度和温度显著变化,凸显表面形貌对 SQDs 载流子动力学的强烈影响。 引言 自 1992 年以来,自组装 In(Ga)As/GaAs 量子点(QDs)因其独特电学光学性质引起广泛关注,支撑激光器、探测器、调制器、光伏、存储器件等广泛应用。典型构型中,In(Ga)As QDs 在
摘要 石墨相碳氮化物(g-C₃N₄)已成为光催化应用的领军材料——包括 CO₂ 还原、水分解、有机污染物去除——以及场发射技术。本文小综述考察 g-C₃N₄ 复合材料和薄膜的晶体结构、合成路线、纳米结构化最新进展。详述关键结构基元,讨论可放大制备策略,突出材料多功能光催化性能及未来研究方向。 引言 太阳能是最丰富可再生资源,足以满足世界千年能源需求。但其间歇性给高效采集、储存、利用带来挑战。将太阳光子直接转化为化学能的技术——最著名的是光催化,1839 年 Becquerel 馡现,1972 年 Fujishima 和 Honda 推进——为可持续能源和环境修复提供有希望路径。特别是工业
摘要 SnS₂ 等金属硫属化物因体积粉化和导电性差遭受严重容量衰减。我们报道一种可放大的喷雾干燥-硫化路线,制备均匀装饰约 6 nm SnS₂ 量子点(QDs)的三维蜂窝状还原氧化石墨烯(rGO)骨架。互联多孔网络限制体积变化、提供充足电解液储库并大幅增强电子路径。所得三维 SnS₂ QDs/rGO 电极在锂离子电池(LIBs)中 0.1 A g⁻¹ 下 200 循环后容量 862 mAh g⁻¹,在钠离子电池(SIBs)中 0.5 A g⁻¹ 下 200 循环后容量 233 mAh g⁻¹。该设计为下一代高容量负极提供可行策略。 背景 锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)对便
摘要 糖尿病患者血浆中蛋白质糖基化产生晚期糖基化终产物(AGEs)驱动疾病进展。我们用果糖体外糖基化血红蛋白 A0(HbA0),再用所得糖基化蛋白作为模板合成金纳米颗粒(GNPs)。GNPs 的表面等离子体共振(SPR)与糖基化程度强相关。凝胶过滤分馏揭示两类产物:高分子量蛋白交联片段和低分子量非蛋白质 AGEs。仅后者诱导 GNP 形成,验证了该检测方案。因 AGEs 是糖尿病及其并发症的可靠生物标志物,该基于 GNP 的比色传感器提供快速、廉价的诊断工具,具潜在临床影响。 背景 II 型糖尿病(T2DM)以慢性高血糖为特征,触发美拉德反应——蛋白质与糖的非酶糖基化。初始席夫碱迅速转化
纳米材料