摘要高度分支的金属纳米结构因其巨大的表面积、多级分支、尖角和边缘，拥有丰富的催化活性位点和表面增强拉曼散射（SERS）热点，在催化和SERS等应用中展现潜力。本研究通过简单可控的电化学沉积策略制备了明确形貌的树枝状银（Ag）纳米结构。通过调节电沉积时间和电解液中AgNO₃浓度控制Ag纳米结构形貌。与传统磁控溅射Ag纳米颗粒膜相比，树枝状Ag纳米结构因平行和垂直堆叠的多层Ag树枝纳米间隙中存在大量热点，表现出更大的SERS增强效应。此外，树枝状Ag纳米结构对NaBH₄还原4-硝基酚（4-NP）的催化活性比Ag纳米颗粒膜高3.2倍。结果表明树枝状Ag纳米结构是一种独特的双功能纳米结构，兼具高效催化

摘要本研究证实，一种新型均匀磁场显著提升了低分子量线性PEI（分子量20 kDa）修饰超顺磁性氧化铁纳米颗粒（PEI-SPIO-NPs）对MG-63成骨细胞的磁转染效率。PEI-SPIO-NPs展现最佳粒径、Zeta电位、质粒DNA（pDNA）结合能力和DNA保护能力，是合适的非病毒基因载体。在均匀磁场下，PEI-SPIO-NP/pDNA复合物快速均匀覆盖细胞表面，避免了常规非均匀磁场导致的正电荷载体聚集引起的局部转染热点和膜破坏。这种均匀分布增加了磁性基因载体的有效覆盖面积，提高转染效率。均匀磁场还提供可控环境以微调PEI-SPIO-NP:pDNA比例并筛选最佳载体配方。该方法为骨肉瘤组织靶

摘要TiO₂因低成本、环境友好及优异电化学潜力备受关注，但高内部离子电阻和差电导率限制其在超级电容器电极应用。本研究利用原子层沉积（ALD）在三维聚氨酯海绵模板上制备厚度可控的TiO₂纳米膜（NMs）。煅烧后得到混合锐钛矿/金红石相的超薄柔性NMs，增强离子传输。电化学测试显示，100循环NM在1 A g⁻¹下比电容高达2332 F g⁻¹，对应能量密度81 Wh kg⁻¹。两电极串联可点亮红色LED约1分钟，展示实用潜力。研究凸显ALD生长TiO₂ NMs用于下一代高性能赝电容器的前景。引言超级电容器因高功率密度、快速充放电和长循环寿命受重视。赝电容器依赖快速法拉第反应，可比纯静电器件实现更

摘要尽管聚丙烯腈（PAN）基碳纤维技术已发展半个多世纪，皮-芯异质性的精确化学成因仍不清。利用光诱导力显微镜（PiFM）——一种纳米级化学成像技术，我们绘制了稳定化PAN纤维横截面上官能团分布。研究发现，皮-芯结构源于外层氧驱动脱氢、内核环化，以及界面处致密晶体中间层形成的复杂相互作用。后续氧化逐渐侵蚀该屏障，使单丝趋于化学均匀。引言PAN基碳纤维（CF）凭借卓越的抗拉强度、杨氏模量和热稳定性，广泛用于航空航天和高性能复合材料。商业CF强度约7 GPa，而基于理想石墨的理论强度高达180 GPa。这种差异主要归因于皮-芯异质性导致应力分布不均和过早失效。理解该结构缺陷成因对提升CF性能至关重要

摘要表面增强拉曼散射（SERS）凭借无与伦比的灵敏度、速度和分子指纹识别能力，在医学、环境监测和食品安全领域应用广泛。本文提出一种简单、可规模化的制备大面积SERS基底方法，构建空间堆叠的等离子体热点。基底由磁控溅射、退火和氢氟酸气相蚀刻连续制备的两层多孔金膜组成。双层膜展现卓越的拉曼增强效应，对罗丹明6G（R6G）检测限低达10⁻¹³ M。高密度三维热点结合简单、低成本制备工艺，使其成为大规模、低成本SERS传感器的有力候选。研究背景SERS是一种强大的分析工具，能以高灵敏度探测分子振动指纹，在生物传感、诊断、环境评估和食品分析中极具价值。其原理依赖金属纳米结构的局域表面等离子体共振（LSP

摘要420 nm）下罗丹明B（RhB）光催化降解测试表明，3 wt% Cu₂₋ₓSe负载量使活性较纯BiVO₄提升15.8倍。添加少量H₂O₂可在50分钟内完全降解RhB，展示了该复合材料在环境修复中的应用潜力。引言工业增长加剧环境污染，亟需可持续修复技术。利用太阳能光催化分解有机污染物是一种绿色解决方案。基铋半导体，特别是带隙2.4 eV的单斜BiVO₄，能高效吸收可见光并展现良好光催化性能。然而，快速电子-空穴复合限制了实际应用。构建异质结以对齐两种半导体的能带边缘，促进电荷分离，是缓解该问题的有效策略。Cu₂₋ₓSe是一种带隙1.4 eV的p型半导体，适合可见光吸收。与BiVO₄复合时，

摘要未分化甲状腺癌（ATC）是一种罕见但极其致命的恶性肿瘤，因生长迅速且对常规疗法耐药，中位生存期不足六个月。我们构建了以牛血清白蛋白（BSA）和抗VEGFR2抗体修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs），并利用碘-131（131I）进行放射性标记。体外和体内实验显示，该纳米颗粒具有增强的肿瘤靶向性、延长的肿瘤滞留时间，并在FRO来源的ATC异种移植模型中表现出优异的治疗效果。与游离131I或非靶向MSNs相比，抗VEGFR2修饰的纳米颗粒实现了更高的肿瘤放射性积聚（24小时时32.2 ± 2.8% ID/g），并显著延长了中位生存期（41天 vs 25天）。这些发现支持靶向放射性标记MSNs作

摘要尽管低浓度甲醛监测近年取得进展，大多数气体传感器平台仍难以实现可靠的ppb级灵敏度。本研究利用金属辅助化学刻蚀（MACE）合成取向硅纳米线（SiNWs），获得高比表面积结构。SiNWs均匀包覆石墨烯氧化物（GO），随后在H₂/Ar气氛800°C还原制得还原石墨烯氧化物（RGO）。所得RGO@SiNWs（RGO@n-SiNWs）对甲醛响应显著增强，归因于比表面积增加、RGO致敏效应及SiNWs与RGO形成p-n结。具体而言，传感器300°C下对10 ppm甲醛响应值达6.4，约为原始SiNWs（~2.5）2.6倍。且RGO@n-SiNWs在0.1 ppm（室内空气相关最高浓度）下响应达2.4

摘要本研究报道一种三维复合电极，将石墨相氮化碳（g-C₃N₄）纳米线骨架与导电聚合物PEDOT:PSS耦合，制造柔性固态超级电容器。利用纳米线网络高比表面积，复合材料超越纯PEDOT:PSS，实现202 F g⁻¹比电容。器件经5000次充放电循环保持初始电容83.5%，展现优异循环稳定性同时保持机械柔性。背景可穿戴储能，特别是柔性超级电容器，因高功率密度和稳健循环性能受广泛关注[1-4]。当前电极材料三大类：碳基高比表面积材料（活性炭、石墨烯、碳纤维）、过渡金属氧化物（MOs）、导电聚合物（CPs）[5-8]。碳电极通过电化学双电层电容（EDLC）存储电荷，MOs和CPs通过法拉第赝电容[9

摘要硅纳米线（SiNWs）因光学限域效应在能源应用中展现巨大潜力，可制备高效薄晶硅（c-Si）太阳能电池。10 μm长SiNW阵列能吸收1200 nm以下足够太阳光，因此在Si晶片上制备10 μm长SiNW以消除Si晶片影响。另一方面，SiNW表面钝化是减少表面复合、实现SiNW应用于c-Si太阳能电池的关键问题。本研究利用原子层沉积（ALD）制备氧化铝（Al₂O₃）钝化悬空键。然而，Al₂O₃完全覆盖SiNWs导致载流子无法移至外电路。因此实施化学机械抛光（CMP）均匀去除SiNW顶部氧化层。成功利用非晶硅（a-Si）制备效率1.6%异质结太阳能电池。讨论了SiNW和c-Si太阳能电池内量子

摘要FeF₃·0.33H₂O通过多电子转换化学提供高理论容量（712 mAh g⁻¹），但其固有低电子电导率限制实际应用。通过引入碳纳米管（CNTs）和石墨烯双重导电网络，我们经液相法合成、烧结和浆料涂布制备FeF₃·0.33H₂O/CNT+G纳米复合材料。在1.8-4.5 V窗口（vs Li⁺/Li）电化学测试显示：0.1 C下放电容量234.2 mAh g⁻¹，0.2 C循环50次后保持193.1 mAh g⁻¹，5 C下仍达140.4 mAh g⁻¹。协同CNT-石墨烯框架显著降低电荷转移电阻并增强Li⁺扩散，实现优于原始及单一添加剂复合材料的倍率性能和循环稳定性。引言可充电锂离子电池（

摘要高性能细胞培养衬底依赖支持细胞功能和通讯的最佳表面。近期研究表明纳米结构涂层可增强细胞粘附，但传统溶液基方法常引入污染物。基质辅助脉冲激光蒸发（MAPLE）提供清洁、非破坏性路线将生物聚合物沉积到各种衬底。本研究通过单锅法合成NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺上转换纳米颗粒（UCNPs）及其免疫球蛋白G（IgG）功能化对应物。UCNPs平均直径50±8 nm，TEM图像确认其表面存在IgG。利用532 nm Nd:YAG激光（10 Hz），通过MAPLE将带/不带IgG的UCNPs沉积玻璃底培养皿。随后播种人脐静脉内皮细胞（HUVECs）并与明胶包被玻璃对照比较。细胞活力测显示无细胞毒性，形

摘要人工突触是神经形态电路的基石，提供超越冯·诺依曼瓶颈的路径。利用低温原子层沉积（ALD）工艺，我们制备了基于Hf₀.₅Zr₀.₅O₂（HZO）的柔性电学突触。该器件表现出由Ag离子导电丝逐渐形成和断裂控制的双极电阻开关。在突触前脉冲序列下，忆阻器复现关键生物行为——短时可塑性（STP）、长时增强/抑制（LTP/LTD）、配对脉冲易化/抑制（PPF/PPD）和遗忘动力学——从而在单一柔性平台上整合记忆与学习，有望用于下一代神经形态硬件。背景传统冯·诺依曼架构在处理器与存储器间数据传输上挣扎，限制了数据密集型任务性能[1]。神经形态计算模拟皮层回路，在统一系统中提供内在学习与记忆[2,3]。此

摘要向Yb/Er共掺杂β-NaYF₄纳米材料中添加Mn²⁺可抑制绿光（545 nm）带并增强红光（650 nm）上转换（UC）输出，实现单红光带发射用于生物成像和药物递送。本文重新研究了一种通过简单一锅法水热合成的单个Mn²⁺掺杂β-NaYF₄:Yb/Er微晶。在980 nm连续波激发下，微棒颜色随Mn²⁺浓度从0%升至30%（摩尔比）由绿变红。在高泵浦功率下，出现新560 nm带（²H₉/₂→⁴I₁₃/₂）并超越常规绿光（545 nm）线。因此我们定义两种红绿比（R/G）：传统650/545 nm和新650/560 nm。两比值均随Mn²⁺掺杂在低激发下变化，但在强光照下发散。Mn²⁺与Er

摘要通过脱水-再水化技术，采用煅烧-水热路线合成了具有层级结构的高岭石纳米球。利用多种技术表征和分析了样品微观结构。结果显示，水热处理后，层状准六方高岭石颗粒转化为层级结构纳米球。层级结构展现出157.1 m²/g的大比表面积和窄介孔尺寸分布。系统研究了高岭石纳米球通过从水中去除亚甲基蓝（MB）的吸附性能。结果表明，纳米球能快速吸附MB，具有更高的吸附容量（184.9 mg/g），吸附数据符合Langmuir等温模型和拟二级动力学模型。此外，吸附剂可用甲醇-HCl溶液洗涤再生，循环4次后去除效率仍保持95%以上。引言染料是广泛应用于纺织、皮革、造纸、塑料等行业的合成芳香化合物[1]。随着工业发

摘要本文提出一种经数值优化的角度不敏感吸收器，显著提升了单层石墨烯在整个可见光谱（450–800 nm）范围内的宽带光吸收。通过将单层石墨烯与多槽银超表面结合，中间夹一层5 nm厚的PMMA间隔层，该器件实现了71.1%的平均吸收率。通过调节槽深可调谐峰值波长，而槽的数量和深度控制整体带宽。重要的是，该结构在结构参数变化时仍能保持高吸收（60°入射时约61%）。背景石墨烯卓越的电子、力学和可调谐光学性能使其成为光电探测器和太阳能电池等光电器件的有力候选材料[1-3]。然而，在可见光和近红外区域，石墨烯在垂直入射下的本征吸收仅为2.3%[9]，限制了电子-空穴对和光电流的产生。为增强吸收，已探索

摘要利用化学气相沉积（CVD）在不同的氧化物缓冲层上合成了垂直对齐碳纳米管（VACNTs）。VACNTs的生长主要由三个因素决定：催化剂纳米颗粒的奥斯瓦尔德熟化、铁的亚表面扩散，以及其成核和初始生长的活化能。缓冲层的表面粗糙度在很大程度上影响退火后催化剂纳米颗粒的直径和密度，进而影响纳米颗粒的寿命和制备出的VACNTs的厚度。此外，沉积温度也影响VACNTs的生长；当沉积温度超过600°C时，由于严重的奥斯瓦尔德熟化，催化剂纳米颗粒的寿命显著缩短。而且，除了催化剂纳米颗粒的数量外，VACNTs的密度还很大程度上取决于其成核和初始生长的活化能。背景垂直对齐碳纳米管（VACNTs）展现出许多优异性

摘要本研究利用带正电荷的聚二烯二甲基氯化铵 (PDDA) 分子，通过多功能电荷驱动自组装策略，成功实现海胆状 NiCo₂O₄ 水热合成。物理表征显示 ~2.5 μm 尺寸海胆状微球由大量典型直径 ~100 nm 纳米针自组装形成。电化学性能研究证实海胆状 NiCo₂O₄ 在 100 mA g⁻¹ 电流密度下 100 循环后可逆容量达 663 mAh g⁻¹。倍率性能显示在 100、200、500、1000、2000、3000 mA g⁻¹ 下平均容量分别为 1085、1048、926、642、261、86 mAh g⁻¹。优异电化学性能归因于 PDDA 分子定制的独特微/纳米结构。该策略在开发

摘要本研究利用逆向和非平衡分子动力学模拟，探究两种新提议二维碳同素异形体——八边形-五边形石墨烯线性 (OPG-L) 和八边形-五边形石墨烯锯齿 (OPG-Z) 的热输运。热导率 (TC) 随样品尺寸稳步增长；外推至无限长度得 OPG-L 310–332 W m⁻¹ K⁻¹、OPG-Z 247–228 W m⁻¹ K⁻¹。与石墨烯 (≈3000–5000 W m⁻¹ K⁻¹) 相比，较低 TC 源于声子群速度和平均自由程降低。温度和拉伸应变系统性抑制 TC，为热管理应用提供可调性。引言金刚石、碳纳米管、石墨烯等碳同素异形体以卓越热导率著称，单壁碳纳米管和石墨烯达数千 W m⁻¹ K⁻¹。近年理

摘要我们证明采用聚焦氩离子注入边缘终端的 Au/Ni/β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管，实现反向击穿电压和 Baliga 优值（FOM）显著提升。将注入剂量从 5×10¹⁴ cm⁻² 变化至 1×10¹⁶ cm⁻²（50 keV），击穿电压从 209 V 增至 252 V 和 451 V（最大实测 550 V）。相应 FOM 从 25.7 提升至 30.2 和 61.6 MW cm⁻²，分别增强 17.5% 和 140%。二维器件仿真证实氩离子产生的高电阻非晶层将阳极角电场峰值平滑至注入区下方，减轻电场拥挤。温度依赖正向偏压测量进一步展示宽温域稳定性能。背景超宽禁带半导体如 β-Ga₂O₃、A