摘要 理解铁核壳纳米结构氧化物壳层组成对预测其化学稳定性和磁性能至关重要。本文通过NaBH₄在水相中还原FeCl₃合成Fe纳米冠链(NCs),随后在水中老化至360分钟。X射线衍射确认体心立方Fe核,透射电镜显示氧化物壳层随老化时间增厚(2.5-10 nm)。拉曼光谱鉴定出赤铁矿(α-Fe₂O₃)和磁铁矿(Fe₃O₄)相;莫斯鲍尔谱证实短时老化为混合Fe₃O₄/α-Fe₂O₃壳层,长时老化转为纯赤铁矿。振动样品磁强计显示新制NCs饱和磁化强度高(Ms≈1400 emu/g),随壳层增长下降。结果提示薄氧化层Fe NCs有望作为r₂ MRI造影剂,厚壳层增强化学稳定性利于生物医用。 引言 一维
摘要 理解6H-SiC原子尺度变形和材料去除机制,对于获得超光滑、无损伤的原子级台阶表面至关重要。因纳米加工区直接观测超出当前实验能力,采用大规模分子动力学模拟捕捉位错滑移、相变和材料分离等关键现象。系统探讨晶向各向异性对滑移变形和纳米加工性的影响,推进6H-SiC精密加工基础认知。 引言 碳化硅(SiC)是第三代半导体技术基石,因其宽带隙、高击穿场、优异抗辐射、高载流子饱和速度、卓越热导率、低介电常数和稳健化学稳定性,在高温、高频、高功率、抗辐射和短波长光电应用中不可或缺,如肖特基整流器、可控气体放电管和MOSFET。 SiC多型中3C、4H、6H最广泛应用。传统加工(磨削、研磨、抛光)仍
摘要 电压对电纺过程中纳米纤维形貌和射流数量有关键影响,但鲜有文献深入解释机制。本研究首先通过数值模拟研究纺丝电极周围电场分布。结果显示:相对低电压下电场集中于凸出液滴尖端;高电压下凸出液滴消失,电场转移至针尖边缘。实验结果与模拟吻合:低电压(PVDF-HFP和PVA纳米纤维低于20 kV)仅形成单射流;高电压下形成多射流(PVDF-HFP双射流,PVA四射流)。多射流导致(1)各射流实际电场减弱致纤维直径增大,(2)射流数量/位置/高度变化引起纺丝过程不稳定,导致纤维直径分布宽。研究成果将惠及传统单针电纺及其他电纺方法的纳米纤维制备与应用。 引言 纳米纤维因高比表面积、可控纤维直径和膜厚、
摘要 可穿戴电子设备需要紧凑、自主的电源以利用环境动能。本文提出一种由芯壳纤维构建的二维编织摩擦纳米发电机(2DW-WTNG),将人体运动转化为电能。器件峰值电压6.35 V,峰值电流575 nA,在50 MΩ负载下功率密度达2.33 mW/m²。值得注意的是,仅0.4 mm位移即可产生电荷,连续运行12小时性能无损耗。 引言 便携、可穿戴和植入式设备普及,但传统电池在容量、寿命和环境影响方面不足。利用日常人体活动固有的机械能提供可持续替代方案。摩擦纳米发电机(TENG)将接触诱导的电荷分离和静电感应转化为可用电能。尽管存在众多TENG设计,但许多依赖脆弱基底损害耐用性。我们的2DW-WTN
摘要 ZnO纳米线因宽带隙(3.37 eV)和高激子束缚能(60 meV)在光电技术中关键。但其大表面体积比易受表面陷阱和吸附物影响,成为非辐射复合通道。本研究考察不同射频功率(0-400 W)氩(Ar)等离子体处理对ZnO纳米线光学性质的影响。低中等等离子体能量(≤200 W)通过清洁表面污染物和增加中性供体束缚激子(D⁰X)密度,使室温光致发光(PL)增强60倍。超过阈值则造成不可逆损伤。改善的光学性能使光泵浦下实现室温随机激射,稳定性显著提升。研究为提升ZnO基光电器件性能提供简便、低成本途径。 引言 氧化锌(ZnO)因其固有宽带隙和强激子效应,仍是发光、光电探测和压电应用的基石半导体
摘要 研究表明,环境空气中简单热退火可在双极性WSe₂场效应晶体管(FET)中引入氧基p型掺杂。该过程在沟道形成薄WO₃层,使转移曲线向正栅极偏压移动,空穴迁移率从0.13提升至1.3 cm²V⁻¹s⁻¹,电子迁移率从5.5降至0.69 cm²V⁻¹s⁻¹。更关键的是,光开关上升和衰减时间分别下降600倍和170倍以上,消除了长效光导现象。X射线光电子能谱、拉曼和光致发光谱证实WO₃形成,并识别出界面诱导的非辐射复合位点加速载流子复合。这些发现为调控二维WSe₂器件电学和光电性能提供了可扩展路径。 背景 二维(2D)材料,特别是过渡金属二硫属化物(TMDs)如WSe₂,因其固有带隙、高迁移率
摘要 三阴性乳腺癌(TNBC)对常规疗法高度耐药。研究构建了两亲性葡聚糖-洛伐他汀共轭物(PLV)并负载多柔比星(DXR)制备PLV/DXR纳米颗粒(NPs)。在三种葡聚糖:LV摩尔比中,1:2比例取代度最高(7.87%),粒径最小(≈180 nm)。PLV/DXR NPs表现出持续pH敏感释放(pH 5.4下72小时释放97.9% DXR vs pH 7.4下76.2%),包封率21%。体外实验中,PLV/DXR NPs显著抑制TNBC细胞系MDA-MB-231增殖(IC₅₀ 0.60 µM),而对非TNBC细胞MDA-MB-453抑制较弱(IC₅₀ 11.05 µM)。FITC标记NPs显
摘要 双界面磁隧道结(MTJ)已发展用于增强纳米技术节点的热稳定性势垒。由于采用重金属/铁磁体结构,Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)在该器件中不可避免。既往研究表明DMI对常规单界面自旋转移扭矩(STT)MTJ有害。本文证明在双界面STT-MTJ中,DMI的有害效应可被Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用几乎完全抑制。基于理论模型和微磁模拟详细分析了机制。研究强调了在双界面STT-MTJ复合自由层中适当控制DMI的重要性。 引言 磁随机存取存储器(MRAM)因其低功耗、高密度、快速存取、近乎无限寿命和良好CMOS兼容性,成
摘要 研究构建了层连衍生的两亲性胶束(HLDM)封装疏水性光敏剂原卟啉IX(Pp IX),用于乳腺癌光动力疗法(PDT)。所得胶束直径约149 nm,表现出双重pH/氧化还原响应释放,提高了水溶性和生物相容性。体外实验显示,MCF-7细胞高效摄取,光照诱导活性氧(ROS)生成,并通过核损伤诱导凋亡。在裸鼠异种移植模型中,Pp IX负载HLDM胶束配合630 nm光照显著抑制肿瘤生长,且无全身毒性。结果表明层连基纳米平台能显著增强Pp IX递送及PDT疗效。 引言 光动力疗法(PDT)利用光敏剂、光和分子氧产生ROS选择性杀灭肿瘤细胞,已成为乳腺、肝、肺、黑色素瘤和皮肤癌等多种恶性肿瘤的微创治
摘要 90%的少层MoS₂产率。该方法超越了传统液相剥离技术(通常丢弃大部分未剥离沉淀),为MoS₂在储能、催化、传感和光子学领域的全面应用提供了实用路径。 引言 二维过渡金属二硫属化物(TMDs)因其原子级薄片表现出从半导体到超导的多样电子行为而备受关注。MoS₂作为典型TMD,由六方Mo层夹在S层之间组成。其强平面内共价键和弱平面外范德华力使其易于剥离为单个纳米片,从而解锁了比表面积增加、直接带隙和表面反应性增强等新物理化学性质。 然而,实现这些优势需要可扩展、高质量的少层MoS₂生产。现有技术(化学气相沉积、微机械剥离、离子嵌入、水热合成)存在成本高、产率低或缺陷形成等缺陷。液相剥离最
摘要 14 环境 10 秒内,BMIP 从无色非发光状态转变为亮黄色荧光 (λ_em ≈ 525 nm),而对广泛竞争离子和所有其他 pH 值 (2 ≤ pH ≤ 13.9) 惰性。该传感器凭借高选择性、低检测限、优异抗干扰和定量线性 (R² = 0.996),基于去质子化-聚集诱导增强发光 (AIE) 机制,经吸收、荧光和 ¹H-NMR 研究确认。BMIP 确立了工业和环境领域实时水相极端碱度检测新标杆。 引言 14) 下操作。准确实时监测这些过程中的氢氧根水平对安全、过程控制和环境合规至关重要。传统 pH 试纸在此范围失效,均匀变深蓝;玻璃电极 pH 计因液接电位和离子交换限制读数不
摘要 本文提出一种紧凑、无标记生物传感器,通过沉积在分布式布拉格反射镜 (DBR) 顶层的二维 (2D) 亚波长孔阵光栅耦合布洛赫表面波 (BSW)。通过在光栅表面 (DG-BSW) 或 DBR-溶液界面 (GC-BSW) 激发 BSW,分别实现 1190°/RIU 和 2255°/RIU 的角度灵敏度。数值建模证实多层膜堆叠材料损耗对共振质量影响极小,可在宽折射率范围内实现稳健、高品质因数 (FOM) 传感。 背景 支持表面模式共振的光子器件——如表面等离激元极化子 (SPP)、导模共振、布洛赫表面波 (BSW)——处于无标记、实时生物传感前沿,用于医学诊断和环境监测。表面等离激元共振 (
摘要 银纳米颗粒 (AgNP) 涂层表面被视为传统抗生素的有前景替代品。然而其高表面活性在生物医学应用中引发安全担忧。本文报道将石墨烯氧化物 (GO) 整合进 AgNP 涂层,显著降低对人成纤维细胞、内皮细胞和鸡胚尿囊膜的细胞毒性,同时增强对沙门氏菌的抗菌活性。Ag–GO 复合材料展现出更强的细菌抑制和显著降低的炎症因子释放,表明其作为医疗应用更安全的纳米平台。 引言 掺入纳米材料(特别是银纳米颗粒)的抗菌表面正成为传统抗生素和化学消毒剂的有效替代品。然而赋予抗菌效力的特性也导致潜在细胞毒性和免疫原性,限制临床转化。降低毒性的关键策略是将纳米颗粒牢固固定于基底,限制其释放同时保留抗菌功能。超
摘要 本研究结合超声法与脂质体水合技术,开发了载戴泽啡长循环脂质体 (DLCL) 制剂。正交设计确定最优参数:大豆磷脂酰胆碱 (SPC) 与胆固醇摩尔比 55:40,药脂质量比 1:10,5% DSPE-mPEG2000,50 °C 水合,24 分钟超声。此条件下 DLCL 封装率达 85.3 ± 3.6%,药物负载量 8.2 ± 1.4%。释放研究显示,DLCL 在 pH 1.2 时累积释放时间延长 4 倍,pH 6.9 时延长 2 倍 (相对游离戴泽啡)。大鼠单次口服 30 mg kg⁻¹ DLCL 后,平均驻留时间 (MRT) 和半衰期 (t½) 分别延长 1.6 倍和 1.8 倍,AU
摘要 研究了垂直电场下单层 InSe 的电子结构。发现单层 InSe 随电场强度连续增加发生间接-直接-间接带隙跃变。同时全局带隙逐渐抑制至零,表明发生半导体-金属转变。通过分析能带轨道贡献和带边演化揭示了内在机制。这些发现不仅有助于深入理解层状 III-VI 族半导体电子特性,也为设计光电器件提供有益指导。 引言 自单层石墨烯实验实现以来,原子级二维 (2D) 材料备受关注。理论预测或实验发现了各种单层 2D 材料:硅烯、锗烯、黑磷、过渡金属二硫属化物 (TMDs)、六方氮化硼等。尽管这些材料具有相似蜂窝晶格结构,但电子结构和导电性质截然不同,涵盖金属、半导体、绝缘体。据其电子特性,这些单
摘要 研究证实,微弱外部磁场 (100–1000 Oe) 可显著增强微光流体芯片 (MOFC) 反应器中 TiO₂ 纳米颗粒对甲基橙 (MO) 的光催化降解。矩形流体通道且 TiO₂ 仅沉积在下玻璃基底上,导致磁场在特定方向上选择性增强光催化反应。利用乙醇作为捕获剂,区分了光生热空穴 (hVB⁺) 和热电子 (eCB⁻) 两条光催化反应路径。溶解氧 (DO) 和羟基离子 (OH⁻) 在磁场增强光催化反应中的作用均获证实。实验结果显示,利用低成本永久磁铁提供的微弱磁场增强光催化反应,在绿色化学领域具有巨大应用潜力。 引言 改善光催化反应性能的方法很多,如材料改性、新型光催化反应器引入等。材料改
摘要 具有高比功率密度的柔性薄膜太阳能电池在新兴便携/可穿戴电子设备、太阳能飞行器等领域极具应用价值。传统柔性金属或塑料基底面临过重或与沉积薄膜热/力学失配的问题。本工作提出基于石墨烯纸的新型柔性太阳能电池基底,兼具轻量化、高温耐受和高机械柔韧性。在该石墨烯纸上构建的非晶硅 (a-Si:H) 薄膜太阳能电池,其比功率密度比聚酰亚胺 (PI) 塑料基底高 4.5 倍。此外,a-Si:H 电池展现出显著柔韧性:弯曲半径小至 14 mm、循环 100 次以上,转换效率几乎无衰减。该独特柔性基底可推广至 CuInGaSe、CdTe 等需高温工艺的薄膜器件。 引言 机械柔性且轻量的薄膜太阳能电池可贴附
摘要 本研究系统探讨了光子吸收、内建电场、载流子传输路径及动力学过程如何影响 Sb₂S₃ 基光伏器件性能。采用 n-i-p 平面结构(TiO₂/Sb₂S₃/P3HT),考察了光子-电子转换过程——包括光照深度、内建场强度、漂移速度、动能、光生载流子浓度、表面势变化、传输时间和界面复合寿命——以确定决定器件光电流的关键因素。暗 J-V 曲线、开尔文探针力显微镜、强度调制光电流/光伏动力学揭示:当 Sb₂S₃ 层厚度小于空穴扩散长度时,内建电场主导光电流;超过该阈值后,无法将空穴传递给 P3HT 的 Sb₂S₃ 区域成为主要瓶颈,同时也降低 V_oc。较厚 Sb₂S₃ 层的过量吸收反而因空穴收集不
摘要 设计纳米结构正极材料对于克服 Li₂FeSiO₄ 的固有局限性至关重要。本研究提出了一种新型的 CNT@Li₂FeSiO₄@C 异质结构,该结构结合了导电碳纳米管核心、19 nm 厚的 Li₂FeSiO₄ 壳层和 2 nm 厚的非晶碳涂层。这种架构加速了锂离子扩散,增强了电子电导率,并缓冲了循环过程中的体积变化。因此,该材料表现出优异的可逆容量和卓越的循环稳定性,超越了传统的 Li₂FeSiO₄ 正极材料。 引言 锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命和低自放电率,主导了便携式电子设备和电动汽车市场。开发具有更高能量密度、更快倍率性能和更长循环寿命的下一代锂离子电池,关键在于先进正极材料
摘要 探索丰富且无贵金属的催化剂用于水电解,是可再生氢气生产的关键。本文通过一种利用 KOH 活化碳复合材料的新方法,合成了具有高 BET 比表面积(1380 m² g⁻¹)的氮掺杂多孔碳纳米片耦合 Mo₂C 纳米颗粒(Mo₂C/NPC)高活性电催化剂。KOH 在蚀刻 MoS₂ 产生 Mo 前驱体的同时,腐蚀碳形成多孔结构并产生 H₂、CO 等还原气体。所得 Mo₂C/NPC 混合材料在酸性溶液中展现卓越析氢反应(HER)活性:10 mA cm⁻² 电流密度下过电位 166 mV,起始过电位 93 mV,塔夫尔斜率 68 mV dec⁻¹,并具备卓越长期循环稳定性。该策略可为制备其他金属碳化物
纳米材料