摘要 柔性压力传感器(FPS)在机器人、可穿戴设备、电子皮肤、生物医学诊断中关键。传统高性能FPS常依赖复杂微加工或微模塑步骤。本文介绍一种简单可规模化电容式FPS,采用银纳米线(AgNW)包覆纸作电极衬底,聚二甲基硅氧烷(PDMS)作介质。所得传感器灵敏度1.05 kPa⁻¹,动态范围1 Pa至2 kPa——指标匹配或超越最先进器件。实际测试展示对弯曲、手指点击、声诱导振动可靠检测,凸显其在电子皮肤和可穿戴技术应用前景。 引言 柔性与曲面无缝集成使FPS处于可穿戴电子、机器人皮肤、生物医学监测前沿(参考文献1-9)。虽场效应晶体管、压电、压阻机制存在,电容式FPS因架构简单、动态范围宽、长
摘要 氮化铝(AlN)折射率关键影响AlGaN基深紫外(DUV)光电器件性能,包括LED外量子效率(EQE)。高密度螺旋位错(TDDs)是AlN常见缺陷,但其对折射率定量影响鲜为人知。本研究通过退火后处理系统调控TDDs从4.24×10⁸至3.48×10⁹ cm⁻²,用光谱椭偏仪(SE)测量对应折射率。随TDD增加,280 nm处折射率从2.2508降至2.2102,证实位错降低AlN光学密度。螺旋与刃位错纳米应变场理论建模展示局域弹性变形如何扰动光弹性响应,导致折射率空间变化和光散射增强。这些发现为优化基于AlN衬底的DUV LED、激光二极管和DBR结构提供关键设计参数。 引言 AlN及
摘要 原位电学与掠入射X射线衍射(GIXD)相结合是研究薄有机薄膜微观结构与电荷传输关联的有力工具。此实验途径提供的信息有助于优化薄膜作为有机电子器件有源层的性能。本工作利用此技术组合研究真空沉积的常见有机半导体二己基-四噻吩(DH4T)薄膜相变。加热时检测到从初始高结晶相向中间相转变,冷却至室温仅观察到部分逆向转变。原位电导率测量揭示两者对电荷传输的影响。部分归因于初始结晶相分子在垂直π-π堆积方向平面内倾斜,而中间相分子沿π-π堆积方向倾斜。重要的是,除DH4T体相特有的两相外,还观察到第三种界面基底稳定的单分子层型相。此界面结构存在对电荷迁移率有重要意义,尤其有利于有机场效应晶体管(OF
摘要 85%。该平台展示精准触发药物释放和增强化疗-光热疗效。 引言 55℃消融温度实现肿瘤坏死同时保护正常组织。聚多巴胺(PDA)是贻贝启发聚合物,在NIR强吸收,光热转换效率40%,生物相容可降解。但单模PTT难在不损伤周围组织前提下使肿瘤核心达温。化疗联合高温成强强联手:热增强药物摄取和细胞毒性,化疗清除存活加热细胞。为实现此协同,我们设计智能核壳系统:PDA核供光热转换,二硫键交联PMAA壳作药物储库,在肿瘤还原环境(谷胱甘肽浓度2-10 mM vs 血浆20-40 µM)和弱酸性pH降解。 材料与方法 材料 所有试剂分析纯。多巴胺盐酸盐、甲基丙烯酰氯、谷胱甘肽、甲基丙烯酸(MAA
摘要 高效光操控对需要宽带或光谱选择性响应度增益的光电探测器至关重要。本研究表明,优化制备的氧化锌(ZnO)微腔阵列(MCAs)沉积在硅PIN器件上可显著提升光响应度。实验测量和理论模拟均证实,通过耳语廊模(WGM)共振实现光限域,随后经泄漏模耦合入有源层,是观测到的灵敏度增强机制。通过调节腔光程长度,选择性放大目标波长吸收,在800-980 nm光通信波段实现高达25%响应度增强。确立泄漏模WGM MCAs作为增强宽带及窄谱光电探测的通用低成本策略,可延伸至其他光电器件。 引言 光电探测器(PDs)支撑光通信、传感、成像等商业应用,高响应度至关重要。有源区高效光吸收驱动光载流子生成,使先进
摘要 现代医学不断寻求高疗效与成本效益兼具的疗法,推动研究朝向靶向病变组织同时保护健康细胞的新型递送平台。金属纳米颗粒——特别是超顺磁性核壳结构——提供独特解决方案:磁核实现外部导向,功能壳层可载药或成像剂。本文综述单金属、功能化及Fe₃O₄基核壳纳米颗粒最新进展,详述合成策略、生物医学应用及临床转化前的挑战。 引言 金属纳米材料已成为下一代医学基石。虽长期安全性仍在完善[1],其多功能性在体内成像[2-4]、癌症靶向治疗[5-10]、神经退行性疾病[11-13]、HIV/AIDS[14-16]、眼科[17-19]及呼吸系统疾病[20-21]等应用中显现。图1展示此广度。然而,合成可重复性、
摘要 皮质醇是典型应激激素,由下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴分泌,是心理和生理应激的关键生物标志物。皮质醇长期过表达可导致库欣综合征和阿狄森病等严重疾病,凸显快速即时检测(POC)的必要性。本文报道一种基于二硫化锡(SnS₂)纳米片多层膜、皮质醇特异性抗体(C-M_ab)和牛血清白蛋白(BSA)固定在玻碳电极(GCE)上的非侵入式电化学唾液皮质醇检测法。BSA/C-M_ab/SnS₂/GCE传感器经电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)表征。差分脉冲伏安法(DPV)显示对100 pM至100 µM皮质醇浓度呈线性响应,检测限(LOD)100 pM,灵敏度0.0103 mA M⁻¹ cm⁻
摘要 发光材料因其独特的光学特性而备受全球关注。二氧化硅对光透明,是发光材料的理想基质。发光二氧化硅纳米颗粒(LSNs)因其增强的化学和热稳定性而具有广泛的应用前景。不同尺寸的二氧化硅球可通过多种方法合成以满足特定需求。多种发光染料在不同应用中展现潜力,但受淬火剂等因素影响,其性能往往不尽如人意。本文综述了LSNs的发展历程,包括分类、合成及应用。重点探讨二氧化硅如何改善发光染料性能及其在体系中的作用,并阐述其在生物、显示及传感器领域的应用。 引言 发光材料因其特殊的光学性质而被广泛应用[1]。然而,其应用受多种限制,如低疏水性和生物相容性,或因高毒性、差生物相容性、低吸收率等劣势[2,3,
摘要我们提出一种AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT),实现803 V击穿电压(BV)和适度23%动态导通电阻(R_ON,D)增加(相较常规器件)。关键创新是栅极与漏极间厚Si₃N₄钝化层内氟离子注入。不同于薄AlGaN势垒层氟注入,此配置将离子峰值和空位分布置于远离二维电子气(2DEG)处,从而同时抑制直流和脉冲动态退化。此外,植入氟延伸耗尽区并提高栅漏沟道平均电场(E-field),支撑BV增强。背景基于GaN的AlGaN/GaN HEMT凭借高临界击穿场和卓越电子迁移率,成为高功率、高频、低损耗应用前沿技术。但报道最高击穿电压仍远低于理论极限,亟需在不增大器件尺寸前提下推高BV
摘要利用第一性原理密度泛函理论(DFT),我们研究各种空位缺陷和双轴拉伸应变如何改变单层钨硒化物(WSe₂)结构、电子和磁性性质。移除两个钨原子(V_W2)或一个钨原子及其六个邻近硒原子(V_WSe6)分别诱导2 μB和6 μB磁矩,其中V_W2构型呈半金属特性。相反,单原子空位(V_Se、V_W)和双硒空位(V_Se-Se)保持非磁性半导体特性但引入杂质态缩窄带隙。高达7%双轴拉伸应变进一步调控带隙和磁矩,使非磁性V_W缺陷转化为高达4 μB磁性态。研究凸显缺陷工程与应变作为实现WSe₂磁性半导体的有力路径。引言10%应变,实现带隙和磁性调控。本文用最先进DFT计算系统探讨空位缺陷与双轴拉伸
摘要85%转染效率,低细胞毒性(293T细胞IC₅₀=3.7 µg/mL),强基因沉默。皮下C26异种移植模型中,肿瘤内注射DMP/siBcl-xl和DMP/siMcl-1分别抑制肿瘤体积65%和55%,无脏器毒性。结果确立DMP胶束作为结肠癌基因治疗安全有效siRNA递送平台。引言结直肠癌仍是全球癌症死亡主要原因,亟需创新治疗策略。基因治疗,特别是siRNA介导癌基因敲低,可选择性触发肿瘤细胞凋亡。但临床转化依赖兼具高转染效率、低免疫原性、生物相容性的非病毒载体。两亲聚合物mPEG-PCL提供可降解性和隐形特性,阳离子脂质DOTAP提供强核酸结合。前期工作证实DMP胶束安全递送质粒DNA;本
摘要精准控制石墨烯基混合超表面表面阻抗对下一代太赫兹(THz)光电子学至关重要。本工作推导方形贴片超表面闭式解析阻抗表达式,结合石墨烯本征片阻抗建立混合阻抗整体模型。全波仿真验证解析预测在宽频段准确性。研究贴片尺寸和石墨烯化学势对复合阻抗影响,为利用工程表面阻抗的吸收体等THz器件提供设计准则。引言人工阻抗超表面因其独特操控电磁波能力近年受广泛关注,应用于全息、高分辨率成像、地毯隐身、宽带吸收等。然而常规超表面固有色散特性限制其窄带工作。石墨烯凭借电压可调电导率提供动态平台,克服此限制,实现THz和光谱段等离子体和超表面特性实时控制。因此,混合超表面-石墨烯结构成为可调、紧凑THz器件有力候选
摘要快速、无需培养的细菌检测对及时疫情控制至关重要。正电荷磁性纳米颗粒(NP⁺)利用细菌细胞天然负表面电荷,在1小时内高效捕获低至10和100 CFU/mL浓度的大肠杆菌。菌落形成单位(CFU)计数确定捕获效率超90%。透射电镜(TEM)和光学成像证实NP⁺与细菌表面稳健结合,而负电荷颗粒(NP⁻)显示可忽略亲和力。结果表明静电吸引可提供无配体依赖、广谱细菌捕获平台。背景传染病仍是全球卫生首要任务,水源细菌污染构成重大风险。大肠杆菌作为常见革兰氏阴性病原体,常在受污染水和食品中以低水平出现,检测困难。传统培养法耗时、可能漏检可培养非存活(VBNC)细胞、延误关键干预。快速磁分离技术提供快速、可
摘要硅拥有4200 mAh/g惊人理论容量,成为下一代锂离子电池(LIBs)负极首选候选。我们提出简便、高产率、可规模化离子热路线,在100°C常压下用酸性离子液体反应商业硅化镁(Mg₂Si)转化为纳米多孔硅(pSi)。所得pSi高结晶,BET比表面积450 m²/g,含均匀1.27 nm微孔。氮掺杂碳层包覆(pSi@NC)组装成LIB负极后,复合材料展现72.9%初始库仑效率,1 A/g下100循环后仍保持1000 mAh/g。关键在于合成无需高温炉或加压容器,利于大规模生产。引言全球对化石燃料依赖推动可持续高能量密度储能器件需求。锂离子电池仍是最有前景技术,但硅负极商业化面临两大挑战:(1
摘要纸基印刷电子要求导电墨水兼具优异导电性和低烧结温度以防基底变形。本研究通过滴定Ag⁺前驱体浓度合成平均直径48-176 nm银纳米颗粒(Ag NPs)。考察Ag NPs墨水中粒径、烧结温度、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面覆盖率和薄膜形貌对电阻率影响。随粒径增大电阻率急剧下降,主要因PVP包覆减少。我们提出半经验模型关联电阻率与粒子半径,实现墨水配方预测性设计。140°C 10 min达最低电阻率4.6 µΩ·cm——仅为体银值(1.58 µΩ·cm)2.9倍。机械测试显示美术涂布纸印刷墨水保持优于相纸的柔韧性,归因于表面形貌和墨水吸收差异。这些发现为开发适合柔性纸基电子器件的低温高导电墨水指
摘要通过旋涂辅助逐离子层吸附反应(SILAR)协议将CuInS₂量子点(QDs)整合入介孔TiO₂薄膜,制备固态QD敏化光阳极。所得QD敏化太阳能电池(QDSSCs)光伏输出强烈依赖SILAR循环数,后者决定TiO₂上QD覆盖度和表面缺陷密度。后续高温退火进一步减少电荷复合、加速电子传输。400°C退火实现创纪录3.13%功率转换效率(PCE),开路电压0.68 V、短路光电流密度11.33 mA/cm²、填充因子0.41,归因于抑制复合和增强电子注入。背景量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)结合多激子生成与可调带隙,成为下一代光伏强有力候选。选择最佳带隙敏化剂对高效率至关重要。CuInS₂(
摘要95%活性,展现优异耐水性和长期稳定性。卓越性能源于高度分散PdO纳米颗粒、大比表面积(~102 m²/g)、强PdO-CeO₂相互作用和丰富表面活性氧物种。背景减少CO和CH₄排放对环境保护和气候变化缓解至关重要。贵金属氧化物(特别是PdO)虽催化效率高,但成本和稀缺性要求载体增强设计。CeO₂因其储氧能力和热稳定性是理想载体。传统湿化学路线常受表面活性剂污染和低产率困扰,阻碍规模化生产。我们提出脱铝-煅烧法,消除有机试剂,保持清洁、高分散PdO相,获得可重现、可规模化催化剂。方法材料高纯Al、Ce、Pd(≥99.90 wt%)开箱即用。分析纯NaOH配制20 wt%溶液。合成Al-Ce
摘要融合抗癌药物与无机纳米晶体的多功能纳米结构正成为肿瘤诊断和治疗的强大平台。本研究通过油包水微乳液和逐层(LBL)组装制备磁性氧化铁(Fe₃O₄)纳米簇(NCs)。Fe₃O₄ NCs先由油酸包覆的Fe₃O₄纳米颗粒(NPs)自组装而成。依次吸附烯丙胺盐酸盐聚合物(PAH)、聚(苯乙烯磺酸钠)(PSS)和阿霉素盐酸盐(DOX)得到Fe₃O₄ NC/PAH/PSS/DOX杂化纳米结构。这些载体展现pH响应DOX释放、增强对A549肺癌细胞细胞毒性和优异T₂加权MRI造影(r₂=651 mM⁻¹ s⁻¹)。荧光DOX发射(λ_ex=490 nm)便于细胞成像。我们建立了稳健的Fe₃O₄基诊疗一体化
摘要我们通过将非富勒烯受体3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2,3′-d′]-s-茚并[1,2-b:5,6-b′]二噻吩(ITIC)引入基于聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT):[6,6]-苯基C71-丁酸甲酯(PC₇₁BM)常规体系的本体异质结(BHJ)中,实现了宽带可见光有机光电探测器(OPDs)。所得OPDs在380-760 nm全可见光区表现出超过10¹² Jones的特定探测率,在710 nm处最高探测率达2.67×10¹² Jones。利用UV-Vis吸收光谱、稳态光致发光、原子力显微
摘要本研究考察后金属退火(PMA)和后沉积退火(PDA)对采用ZrO₂栅介质的Ge p型MOSFET(pMOSFET)电学性能的影响。跳过PDA的器件随PMA温度从350°C升至500°C,导通电流(I_ON)、亚阈值摆幅(SS)和电容等效厚度(CET)逐步改善。高温PMA诱导ZrO₂结晶化,提高介电常数并降低界面态密度(D_it),从而降低CET并提高有效空穴迁移率(μ_eff)。相反,在400°C接受PDA步骤的器件虽获得更小CET和更陡峭SS,但其μ_eff低于无PDA器件。背景锗(Ge)因其显著超越硅的空穴迁移率,日益被视为下一代CMOS的高迁移率p沟道材料[1-3]。为充分发挥这一优
纳米材料