摘要 通过分子动力学模拟研究了流体介质对单晶铜纳米切削过程中材料去除和亚表面缺陷演变的影响。本文通过分析纳米切削过程中工件的原子迁移和位错演变，研究了水介质下切屑去除机制和加工表面形成机制。利用中心对称参数（CSP）和共同邻域分析（CNA）方法分析了温度分布和亚表面缺陷晶体结构转变。结果表明：工件材料由切削刃的挤压剪切作用去除；水介质的润滑作用可降低切削力和切屑高度；流体介质的冷却作用导致工件亚表面形成典型的类晶界缺陷；使用流体介质时工件温度在纳米切削过程中显著降低。 背景 金刚石切削被公认为生成纳米结构表面的有效技术，可实现亚微米尺寸精度和纳米级表面光洁度。纳米尺度材料去除机制和加工表面形

摘要 我们利用原子力显微镜（AFM）和微区光谱学，在环境实验室条件下监测了单个单晶银三角纳米颗粒超过24小时的腐蚀过程。这些颗粒沉积在基底上具有明确的晶向，表现出快速的降解起始。值得注意的是，腐蚀从颗粒尖端起始，形成的突起在数小时内生长至约20 nm，有效抑制了局域表面等离子体共振（LSPR）。这些发现验证了一个包含夹在面心立方（fcc）晶面之间的缺陷丰富六方密堆积（hcp）层的晶体学模型，为设计更耐腐蚀的银纳米颗粒提供了指导。该技术广泛适用于探究其他材料的纳米级腐蚀动力学。 引言 金属纳米颗粒通过局域表面等离子体共振（LSPR）表现出强烈的光-物质相互作用，在传感、光学标记、彩色打印和催化

摘要 利用外源发光体在短波红外光谱区（SWIR，约1000-1700 nm）发光进行光学生物成像是一个快速发展的领域，近期已报道多种SWIR光致发光纳米探针。高光谱成像（HSI）结合解混算法，是一种极具前景的工具，可根据光致发光（PL）光谱特征实现SWIR发光纳米制剂的高效多重成像。本文报道的SWIR HSI技术旨在实现两类纳米探针的多重检测：掺杂有机染料的聚合物纳米颗粒（PNPs）和稀土掺杂氟化物纳米颗粒（RENPs）。两类探针均在相同光谱范围（约900-1200 nm）展现PL，传统光学滤波器难以实现光谱分离，限制了其在生物组织中的多重成像应用。通过应用SWIR HSI，我们利用两者PL光

摘要 本工作报道利用碳纳米颗粒（CNP）-氧化铝（Al₂O₃）复合颗粒实现微观结构可控的相互连接碳层状Al₂O₃陶瓷制备。研究中Al₂O₃微粒通过平均直径150 nm纳米Al₂O₃颗粒造粒获得。随后利用静电组装法以造粒Al₂O₃和CNP制备CNP-Al₂O₃复合材料。研究了固定CNP用量下，初级颗粒尺寸和覆盖率对CNP在造粒Al₂O₃表面装饰的影响。显著地，在Al₂O₃界面处获得了类似晶界的相互连接碳颗粒层。还研究了不同颗粒尺寸和CNP覆盖率下样品力学性能，展示了通过复合陶瓷材料微观结构设计控制力学性能的可能性。 引言 众所周知氧化铝（Al₂O₃）具有高硬度、优异耐磨性和高化学稳定性等良好性

摘要 等离子体诱导透明（PIT）是模拟电磁诱导透明（EIT）的高效途径，可消除介质对传播电磁波的不透明效应。我们提出一种孔径侧耦合不对称蝴蝶结结构，在光通信波段实现片上等离子体诱导透明。PIT源于失谐蝴蝶结三角谐振器间的强耦合。每个谐振器作为紧凑尺寸的法布里-珀罗腔。透明峰波长因与谐振器高度呈强线性关系而易于控制。吸收谷与透明峰比值可超10 dB。此外，因透明峰波长偏移对传感材料折射率具优异线性，器件具有卓越传感性能和抗结构偏差免疫力。 背景 电磁诱导透明（EIT）效应源于三能级原子系统中两条路径的量子破坏性干涉[1,2]，在慢光传播[3,4]、非线性光学[5]、光存储[6]等显示巨大应用潜

摘要 可拉伸智能电子学正快速推进人体运动能量收集和自供电生物力学监测领域。本文报道一种新型全橡胶基线状摩擦纳米发电机（TENG），将银包覆玻璃微球与硅橡胶结合形成可拉伸导电线（SCT），以硅橡胶包覆SCT（SSCT）为互补摩擦对偶。所得可拉伸全橡胶线状TENG（SATT）在100%应变下输出开路电压3.82 V、短路电流65.8 nA，可可靠区分不同手指运动状态。将SCT和SSCT单元编织成自供电智能纺织品（SPST），器件以两种模式工作：拉伸-释放模式产生8.1 V和0.42 μA，接触-分离模式与棉接触时产生150 V和2.45 μA。SPST可为商用电子供电并从关节运动收集生物力学能量，

摘要 本工作展示了一种磁性石墨烯场效应晶体管（MGFET）生物传感器，通过将化学气相沉积（CVD）石墨烯薄膜转移至玻璃基底形成导电通道和传感层。石墨烯表面用1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PBASE）功能化，作为分子锚固定探针适配体。磁标记互补单链DNA（cDNA）通过与适配体杂交捕获，相互作用转化为可测量的阻抗变化。在周期性调制磁场下，MGFET阻抗呈现振荡，其振幅与cDNA浓度成正比。利用此原理，传感器以1 pM检测限检测单链DNA。观测行为可用模型解释：磁力弯曲DNA-磁珠复合物，从而调制石墨烯通道双电层电容。施加周期性磁场可重复采样阻抗，通过多周期积分增强信噪比（SNR）。研究展示了高灵敏DN

摘要 氧还原反应（ORR）支撑燃料电池和金属-空气电池运行。尽管铂基催化剂活性高，但其成本高、耐久性有限和甲醇敏感性阻碍商业化。我们报道了一种简单、可扩展的合成方法制备氮掺杂多孔碳网络（NC-T），结合高比表面积、丰富氮含量和优异ORR性能，无需贵金属。石墨相碳氮化物（g-C₃N₄）同时作为结构模板和氮源，多巴胺（DA）提供碳骨架。经120-160°C水热包覆和900°C单步热解，所得NC-120材料展现954 m²/g比表面积和5.71%氮含量。0.1 M KOH中电化学测试显示起始电位0.224 V（vs. RHE），极限电流密度媲美商业Pt/C，且具优越甲醇耐受性和循环稳定性。本工作为下

摘要 1 μm的单个丝纳米纤维（SNs）。浇铸这些SNs制得光学透明膜（≥75%透光率），力学强健（杨氏模量≈4.5 GPa）且亲水性增强。通过调节pH，带负电的SNs聚集并可再分散，允许浓缩至~20 wt%——较初始分散液提高100倍——便于存储、运输和下游工程应用。 引言 自然界分级材料通过结合聚合物化学与结构组织实现卓越性能。在合成材料中模仿此策略，要求工艺在保留天然纳米结构的同时具成本效益和可扩展性。分离纤维素或几丁质纳米纤维的传统方法——如TEMPO介导氧化——依赖昂贵或有毒试剂，通常产生低浓度分散液，限制实际应用。昆虫和蜘蛛产生的丝也具有多尺度纤维结构，提供卓越力学和生化性能。然

摘要 聚四氟乙烯（PTFE）是一种迷人的驻极体材料，广泛用于能量收集和传感。因纳米尺度下表面电荷密度更高，将其尺寸缩减至纳米级可望提升性能。本研究展示了纳米纤维PTFE用于高性能自供电穿戴传感器。纳米纤维PTFE通过电纺制备：将PTFE颗粒悬浮于稀聚乙烯氧化物（PEO）水溶液中电纺，再经350°C热处理去除PEO。所得PTFE纳米纤维膜展现良好透气性（压降与口罩相当）、优异力学性能（拉伸强度3.8 MPa）和稳定表面电位（-270 V）。将PTFE纳米纤维膜简单夹在两片导电碳布间，构建了透气、柔性、高性能纳米发电机（NG），峰值功率达56.25 μW。值得注意的是，该NG器件可直接作为穿戴式自

摘要 从解析和理论上研究了高数值孔径（NA）物镜聚焦的圆偏振异常涡旋光束（CPAVB）特性。结果表明拓扑荷显著影响光束轮廓，通过调制NA和拓扑荷可获得平顶（FT）光束。有趣的是，紧聚焦后纵向分量中发生自旋-轨道角动量转换。进一步详细分析了紧聚焦CPAVB作用于纳米颗粒的光学力。预期可利用此类光束在焦点附近捕获两类纳米颗粒。 引言 具有螺旋相位因子exp(imθ)的涡旋光束过去二十年备受关注，其中m为拓扑荷（任意整数），θ为垂直光轴横截面上的方位角[1,2]。涡旋光束因其“甜甜圈”强度分布和轨道角动量（OAM）广泛应用于光学镊[3-7]、自由空间光通信[8]、量子信息[9]等。近年圆偏振涡旋光

摘要 我们证明了单分子结的接触几何构型可通过羧酸配体上甲氧基侧基的位置来调控。利用Cu电极上的电化学跳跃接触扫描隧道显微镜断裂结（ECSTM-BJ），2-甲氧基-1,3-苯二甲酸（2-M-1,3-BDC）表现出~10⁻³·⁶⁵ G₀的电导，而5-甲氧基-1,3-苯二甲酸（5-M-1,3-BDC）显示~10⁻³·²⁰ G₀，与1,3-苯二甲酸（1,3-BDC）相同。1,3-苯二甲醛（1,3-BDCA）通过单个氧原子与Cu接触，电导与2-M-1,3-BDC相同，证实2位甲氧基迫使羧酸盐通过单氧结合。这些发现确立了决定接触构型的直接策略，这对未来分子电子器件至关重要。 背景 理解单分子结中的电子输

摘要 采用金属/铁电体/绝缘体/半导体（MFIS）栅极堆叠的HfO₂基铁电场效应晶体管（FeFET）是高密度、高速非易失性存储器的有力候选。尽管其保持性能满足工业需求，但存储窗口（MW）和耐久性仍未达大规模部署的严苛要求。本研究利用快电压脉冲测量，考察晶态ZrO₂种子层对Hf₀.₅Zr₀.₅O₂（HZO）FeFET的MW、保持和耐久性的影响。引入ZrO₂种子层的HZO FeFET展现出1.4 V的初始MW、0.9 V的10年外推MW，且耐久性显著改善（超过10⁴次开关循环），优于无种子层器件。研究证实，直接晶态高k/Si栅极堆叠可进一步提升HfO₂基FeFET的性能与可靠性。 背景 HfO₂

摘要 准二维（2D）钙钛矿因其大激子束缚能和卓越的光致发光效率，正成为高性能发光材料的研究热点。然而，实际制备中这些材料往往包含多相混合，过量的低维相会导致室温下激子-声子猝灭严重，从而大幅降低器件性能。我们提出了一种简单、可扩展的策略，通过精确调控前驱体中溴化铯（CsBr）与溴化苯丙胺（PPABr）的摩尔比，有效抑制低维相的生长。优化后的准二维钙钛矿薄膜制备的发光二极管实现了2921 cd m⁻²的峰值亮度和1.38 cd A⁻¹的电流效率，显著超越基于纯CsPbBr₃的器件。这项工作为准二维钙钛矿的相控制提供了稳健路径，推动了高效钙钛矿LED（PeLED）的制造。 引言 钙钛矿材料因其可

摘要 90%，指示良好生物相容性。研究证明了一种多功能一锅法制备拓扑调控、含银胶束的方法，潜用于广谱抗菌应用。 引言 传统抗菌剂面临多重耐药病原体快速出现的挑战，世界卫生组织列为三大威胁之一。银纳米颗粒（AgNPs）因广谱活性、低哺乳动物毒性、诱导耐药性倾向低长期备重视。抗菌机制涉及膜破坏、细胞内蛋白变性、干扰DNA复制。然而AgNPs高表面能驱动团聚，削弱功效稳定性。聚合物基质封装——特别是胶束——通过空间位阻和控释提供实用方案。常见稳定策略依赖外部还原剂（如NaBH₄、抗坏血酸）引入毒性副产物、复杂纯化。相反，胺丰富聚合物可同时配位Ag⁺并原位还原，免除外部还原剂。然而聚合物拓扑对AgN

摘要 金纳米颗粒（AuNPs）因独特光学性质、高密度、易表面修饰在生物医学研究中日益应用。本文呈现非病毒基因递送平台，结合AuNPs与三种壳聚糖衍生聚合物：天然壳聚糖（CO）、N-酰基壳聚糖（Acyl-CO）、壳聚糖低聚糖（COS）。探索两条合成路线：常规硼氢化钠化学还原和绿色一锅法合成（COS同时还原和稳定AuNPs）。纳米复合材料经UV-Vis、ζ电位、FTIR、透射电子显微镜（TEM）全面表征。琼脂糖凝胶电泳确认质粒DNA（pDNA）稳健复合，HEK-293细胞转染效率经β-半乳糖苷酶活性和EGFP荧光评估。CO-AuNPs、Acyl-CO-AuNPs、COS-AuNPs转染率分别为27

摘要 q_NMCs-8/3。NMC-5/3达HCPT饱和载药1013.51 mg g⁻¹、溶出率93.75%。发现证明了可规模化平台用于难溶抗肿瘤药物载载与可调释放。 引言 介孔材料——含二氧化硅、沸石、碳——因高比表面积、稳健孔结构、化学稳定性成为生物医学不可或缺工具。介孔碳以优越比表面积、孔容、热稳定性脱颖而出，成为疏水抗肿瘤药物（喜树碱、阿霉素、紫杉醇）诱人载体。 传统碳前驱体如酚醛树脂、蔗糖引发环境担忧或涉及昂贵多步合成。且这些来源碳常疏水性差，限制注射或全身给药应用。后合成氮掺杂或酸氧化虽增亲水性，但典型破坏孔结构或增加复杂性。 壳聚糖——天然丰富、生物相容多糖，富含-OH和-N

摘要 我们成功制备由原子层沉积HfO₂层和射频溅射TiOₓ层组成的阻变随机存取存储器（RRAM）器件。通过精细调控TiOₓ沉积时氧分压，实现前所未有的低功耗操作：置位转换1.52 µW（1 µA@1.52 V），复位1.12 µW（1 µA@1.12 V）。详细分析揭示TiOₓ层中适度氧空位浓度抑制成型/置位时的软击穿，限制电流并大幅降低功耗。 引言 阻变随机存取存储器（RRAM）凭借简单双端结构、非易失性、快速切换、高开关比，成为后CMOS缩放领先候选。1晶体管1电阻（1T1R）配置现为大规模阵列标准，缓解漏电流。然而，传统氧化物RRAM高切换电流阻碍缩放，特别是CMOS驱动电流在27 n

摘要 我们分别掺入商用铜纳米颗粒（Cu-NPs）、化学还原铜/亚氧化铜纳米颗粒（Cu|Cu₂O-NPs）和硫酸铜（CuSO₄），合成聚(己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)（PBAT）纳米复合材料和复合材料。Cu|Cu₂O-NPs经简单还原路线制备，经XRD和TEM表征，由Cu/Cu₂O混合物组成，球形Cu颗粒平均40 nm，Cu₂O颗粒约150 nm。PBAT基体经熔融共混掺入1、3、5 wt%各添加剂。采用FTIR、拉伸测试、DSC、TGA和琼脂扩散法评估结构、热力学和抗菌性能。结果显示添加剂不改变PBAT化学结构，仅适度增加结晶度。力学热学性能基本不变，高掺入量下拉伸强度和热稳定性略增。所有配方

摘要 我们提出一种三层太赫兹（THz）调制器，集成p型硅（p-Si）衬底、薄TiO₂中间层和单层石墨烯。Si/TiO₂界面建立内建电场，驱动光生电子从Si进入TiO₂，随后注入石墨烯。电子转移提升石墨烯费米能级，增加其电导率，从而衰减透射THz辐射。器件在0.3-1.7 THz宽频带实现调制，808 nm激光激发下最大调制深度达88%。结果展示石墨烯/TiO₂/p-Si异质结构在下一代太赫兹成像和通信系统中的应用前景。 引言 太赫兹（THz）成像和通信快速发展，依赖高效调制器控制波传输和反射。基于Si或Ge的传统半导体调制器在调制深度上往往不足，推动探索超材料和VO₂等相变介质。超材料器件虽