摘要本文展示聚乙二醇(PEG)包覆钴铁氧体纳米粒与纳米球毒性比较研究。纳米粒采用水热法制备,纳米球采用溶剂热法制备。纳米材料表面成功经PEG修饰。为研究制备样品形态,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、热重分析(TGA)和电镜技术。结构分析确认形成多晶钴铁氧体纳米粒(直径20-25 nm)和纳米球(直径80-100 nm)。采用昆明SPF小鼠(雌性,6-8周龄)研究钴铁氧体纳米粒和纳米球在小鼠不同器官诱导毒性。通过生物分布研究、生化指标、组织病理学评估、炎症因子、氧化抗氧化水平、细胞毒性测试评估毒性。结果显示钴铁氧体纳米球毒性大于纳米粒,姜黄素被证明是PEG包覆
摘要头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)是最致命癌症之一,90%源于鳞状细胞。NAD(P)H:醌氧化还原酶1(NQO1)在鳞状细胞癌中过表达,在增殖和化疗耐药中起重要作用。本研究主要目的:研究β-拉帕酮(临床制剂ARQ761)在HNSCC中的抑制作用;研究5-FU与β-拉帕酮联用提高HNSCC治疗疗效的协同效应。制备负载5-FU/β-拉帕酮的脂质双层组装介孔二氧化硅纳米粒,研究其理化和生物学性质。β-拉帕酮在Cal33细胞中呈浓度依赖性抑制NQO1酶活性,20-50 μg/ml剂量显著抑制。5-FU+β-拉帕酮联用导致细胞活力更低;显著地,负载5-FU/β-拉帕酮的介孔二氧化硅纳米粒(FNQ-MSN
摘要圆二色性(CD)源于光与手性分子或缺乏三维(3D)或二维(2D)空间镜像对称性的纳米结构相互作用。天然材料中光学手性效应极弱,但在合成手性结构中可通过纳米尺度打破空间对称性来设计并显著增强。因此,制备低成本、省时且具有巨大CD的复合材料对先进光学技术至关重要。本文理论与实验研究了大面积金属纳米新月阵列结构的巨大CD效应。实测CD光谱最大值超0.5,且在保持大峰值强度的同时可有效广泛调谐CD光谱,归因于圆偏振光对晶格面模式(LSMs)的选择性激发。外在手性结构分析显示其在手性分子传感和偏振成像方面的潜在应用。引言物体若其结构不同于镜像对映体则为手性[1]。手性是生物化学物质、人工超材料等众多
摘要本研究设计了一种包覆藻蓝蛋白(PC)并负载姜黄素(CUR)的生物素-壳聚糖寡糖-二巯基二丙酸-姜黄素(BCSC)纳米粒(CUR-BCSC@PCs),旨在提高CUR的生物相容性。通过1H-NMR确认了BCSC的结构。CUR-BCSC@PCs的平均流体动力学直径为160.3 ± 9.0 nm,生物模拟蛋白冠赋予了纳米粒优异的稳定性,并有潜力避免血液循环中的蛋白质吸附。体外释放实验证实,具有氧化还原响应外壳的CUR-BCSC@PCs对高浓度谷胱甘肽敏感。此外,CUR-BCSC@PCs通过增强CUR的细胞内摄取,有效增加了对A549细胞增殖的抑制活性。这些结果表明,CUR-BCSC@PCs作为高效
摘要如何高效、选择性地将化疗药物递送至肿瘤细胞以提升疗效仍是难题。本研究构建了基于适配体修饰介孔二氧化硅纳米颗粒的高效细胞靶向药物递送系统(Sgc8-MSN/Dox),利用适配体Sgc8的肿瘤靶向能力将多柔比星(Dox)定向递送至白血病细胞,从而提高治疗效果并降低毒性。实验表明,Sgc8-MSN/Dox表现出持续的Dox释放行为,能靶向并高效杀伤CCRF-CEM人急性T淋巴细胞白血病细胞,显示出作为癌症治疗的潜力。引言急性淋巴细胞白血病(ALL)是严重危害人类健康的异质性恶性肿瘤。美国每年确诊约6000例ALL,多见于儿童和青少年。ALL是儿童最常见癌症,也是20岁前癌症死亡的最常见原因。化疗
摘要设计高性能电磁波调制器对推动光通信技术发展至关重要。本研究探讨了如何利用石墨烯带间跃迁与超材料磁偶极共振的相互作用,高效调制近红外区电磁波的振幅。由于磁偶极共振产生的增强电磁场大幅增加了石墨烯中的光吸收,超材料的反射光谱在带间跃迁波长范围以下显著降低。当施加外部电压改变石墨烯的费米能级,使带间跃迁接近磁偶极共振时,反射光谱的最大调制深度可在磁偶极共振波长附近达到约40%。背景利用机械力、温度变化、电压和激光束等外部刺激动态控制电磁波光谱特性,因其在全息显示、高性能传感和光通信等领域的广泛应用而备受关注。近年来,基于石墨烯电可调表面电导率的电磁波透射、反射或吸收光谱主动调控研究取得了长足进展
摘要太阳能是易于无污染采集的环境能源之一。太阳能电池回收能量需要先进技术加速能量吸收向电子流转换以产生更多电力。太阳能电池结构研究旨在提高吸收效率,但大多仅能高效吸收窄角度容忍和偏振敏感。因此迫切需要宽带吸收且极低偏振敏感的吸收器以实现高效太阳能收集。本文提出一种具有双负(DNG)特性的分裂六边形贴片阵列(SHPA)形状超材料吸收器,为太阳能谱收集提供低偏振敏感的宽吸收带。SHPA新形状由六个纳米臂和单个垂直分裂组成,具箭头对称性。该臂将电磁(EM)共振引导至获得绝对负介电常数和磁导率,确保DNG特性。基于光子转换量子法分析DNG超材料特性以实现最大光子吸收。所提结构对称特性使吸收器表现出偏振
摘要负载在TiO₂(P25)上的Au-Pd双金属纳米颗粒在无溶剂苯甲醇氧化中表现卓越性能。然而TiO₂晶型对催化活性影响鲜有探索。我们成功合成金红石、板钛矿、锐钛矿三种TiO₂,并通过沉积-沉淀法负载Au-Pd(1:1摩尔比)纳米颗粒。实验揭示Au-Pd/金红石催化剂给出最高苯甲醇转化率,但苯甲醛选择性最低、甲苯产率最高。ICP-AES、XRD、XPS、TEM表征将此优越性能归因于更窄Au-Pd尺寸分布和更高表面Oα和Pd²⁺浓度。循环研究显示Au-Pd/金红石失活较锐钛矿和板钛矿严重,可能因醛类中间体表面覆盖。发现凸显TiO₂晶体结构在塑造Au-Pd催化剂无溶剂醇氧化行为中的关键作用。引言金
摘要我们通过双乳液技术构建了负载临床批准MRI造影剂Omniscan(Omn)的明胶酶响应纳米颗粒(NPs)。所得Omn-NPs尺寸均一(~120 nm),封装效率高(~45%),至少稳定六天。体外实验中,IV型胶原酶触发NPs快速解体释放Omn。人口腔鳞状细胞癌(OSCC)异种移植模型中,Omn-NPs在30 min产生肿瘤背景比(TBR)2.23±0.10,超越游离Omn(5 min时1.48±0.01)并将造影持久性延长至180 min。结果表明Omn-NPs提供更优特异性和延长循环,凸显其作为下一代肿瘤靶向MRI造影剂的潜力。引言口腔鳞状细胞癌(OSCC)是口腔颌面区最常见恶性肿瘤。早
摘要本研究对4H-SiC分离吸收电荷与倍增(SACM)雪崩紫外光电二极管(UV APD)进行系统参数分析。仿真揭示击穿电压对倍增层厚度和电荷控制层掺杂浓度高度敏感。n型欧姆接触层、吸收层和电荷控制层厚度显著影响光穿透、载流子生成及响应度。降低吸收-电荷控制界面势垒高度增强载流子进入倍增区传输,提升响应度。此外优化台阶斜角降低边缘电场,抑制暗电流。这些发现为设计高效4H-SiC SACM APD提供明确指导。引言碳化硅(SiC)和氮化铝镓(AlGaN)是突出的宽带隙半导体,具有高临界电场、优异辐射耐受性和优良热导率——这些是紫外(UV)探测的关键属性。AlGaN光电探测器可调节截止波长365–2
摘要我们通过简单水热法制备了碳量子点(CQD)修饰BiFeO₃纳米颗粒。TEM和XPS确认CQD均匀附着于BiFeO₃表面。以酸性橙7(AO7)和六价铬(Cr(VI))为探针污染物,评估可见光和近红外(NIR)照射下的光芬顿降解和光催化还原。CQD/BiFeO₃复合材料在AO7去除率上比纯BiFeO₃高出两倍以上,Cr(VI)还原提升高达80%,且保持优异循环性。光电流和EIS研究揭示电荷分离增强,自由基捕获实验鉴定超氧阴离子、空穴和羟基自由基为关键活性物种。系统讨论了CQD上转换、电子转移和光芬顿协同的机制见解。背景含重金属和有机染料的工业废水造成严重环境和健康风险。电镀和制革工艺释放的六价
摘要本研究展示开尔文探针力显微镜(KPFM)如何通过表面光伏(SPV)映射准确提取硅纳米线(SiNW)径向结(RJ)器件的开路电压(VOC)。完全制造的RJ SiNW太阳能电池初步实验显示SPV值与常规VOC测量差异小于5%。后续对单根无ITO的RJ SiNW测量揭示探针遮影严重偏差SPV读数。通过优化探针几何和照明方向,获得随光功率对数缩放且与器件VOC保持线性关系的SPV曲线。结果证实非接触、纳米级SPV探测可行于单器件光伏性能评估。引言半导体纳米结构,特别是径向结纳米线阵列,有望在光捕获和载流子收集上显著增益,潜在超越平面架构。硅纳米线RJ在薄膜平台上已实现接近9.6%效率。然而,评估单
摘要垂直[100]取向InP纳米线提供常规[111]生长无法获得的独特侧面组合和横截面几何。通过系统调节生长参数和原位生长后退火,我们设计出一系列面组合——包括正方形、矩形、长六边形、长八边形和完美八边形——同时保持高垂直产率。在这些工程化面上生长的两个典型径向异质结构展示了该平台在下一代光电器件中的潜力。引言纳米线巨大的表面积增强了侧面对形貌、结构、电学、热学和光学行为的影响。常规[111] InP纳米线均匀{0-11}面产生可预测的径向异质结构,而非均匀面可制造纳米腔、新几何量子阱和孪生超晶格纳米管等复杂架构。面特定的表面复合速度和纳米级粗糙度进一步调控载流子动力学和声子传输。横截面形状由
摘要我们在由交错带状和条状结构组成的图案化石墨烯超表面中演示了可调谐等离子诱导透明度(PIT)效应。有限差分时域(FDTD)仿真和耦合模理论(CMT)揭示:两个独立栅极电压可选择性抑制左或右透射谷,实现双模开关调制器。该结构同时实现50%吸收和0.7 ps群延迟,凸显其在THz吸收器和慢光器件中的应用前景。详细耦合研究阐明了几何结构的作用,为多功能调制器提供了通用平台。引言表面等离子体极化子(SPPs)实现亚波长限域和强近场增强,是集成光子学不可或缺的工具。金属基SPPs受本征损耗限制,而单层石墨烯在中红外和THz波段提供低损耗、可调谐等离子体模式。石墨烯载流子浓度可通过静电栅极调制,无需结构
摘要10⁵个权重,网络达到完美100%识别率,证明该器件在实际神经形态应用中的前景。背景传统冯·诺依曼架构将计算与存储分离,造成带宽瓶颈和高功耗。人脑仅用≈20 W运行,依靠~10¹¹神经元和~10¹⁵突触的高度互联网络。突触可塑性——突触权重的动态调节——是学习和记忆的核心机制。二维(2D)材料如石墨烯、过渡金属二硫属化物(TMDCs)、黑磷等成为人工突触的有前景通道介质。虽然对称晶格TMDCs(MoS₂、WSe₂)主导文献,但铼 disulfide(ReS₂)具有扭曲1T结构,直带隙延伸至十层以上,简化制造并实现稳健电荷陷阱。先前突触演示多聚焦短时程可塑性,鲜有报告捕捉长时程增强/抑制并将
摘要固体氧化物燃料电池(SOFC)长期运行会驱动阳极显著的各向异性变化。利用电子纳米层析成像,我们检查了商用SOFC堆芯在3800 h连续运行前后的微观结构。三维数字重建分析显示,镍(Ni)相和孔隙相均呈现显著各向异性演化,而钇稳定氧化锆(YSZ)相保持各向同性。这些微观尺度变化改变了电子和气体传输路径,凸显了在准确SOFC模型中引入各向异性参数的必要性。研究为老化SOFC的真实模拟提供了关键数据。背景固体氧化物燃料电池将氢气化学能直接转化为电能。电池为平板结构,致密离子导电电解质夹在多孔阳极和阴极之间。燃料在阳极侧引入,空气供至阴极。气体不混合,而是在催化剂表面反应产生电子经外电路流动。因阴
摘要多氯联苯(PCBs)是持久性内分泌干扰污染物,致癌并生殖毒性。本研究合成了3A-氨基-3A-脱氧-(2AS,3AS)-β-环糊精水合物(β-CD)与二硫化锡(SnS2)复合材料,并将其修饰于丝网印刷碳电极(SPCE)上用于PCBs检测。SnS2纳米片通过水热法制备,依次用微量移液管沉积于SPCE表面,再包覆β-CD。所得β-CD/SnS2/SPCE表现出高导电性和通过主客体包裹的PCBs选择性结合,可通过循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)进行电化学监测。传感器线性检测范围0.625–80 µM,检测限(LOD)5 µM,室温储存7天保留88%初始响应。引言PCBs因历史上用作电绝
摘要钼磷化物(MoP)是一种有前景的非贵金属析氢反应(HER)催化剂。然而,其在碱性介质中有限的稳定性和导电性阻碍了实际应用。我们报道了一种简单的两步合成法,利用尿素作为碳和氮的双重前驱体,引入了氮、碳共掺杂的MoP(MoP-NC)纳米颗粒。该材料在1 M KOH(pH 14)中仅需131 mV过电位即可达到10 mA cm−2的电流密度,并在1000次循环伏安循环后保持性能。背景全球能源需求增长和化石燃料枯竭加速了对可持续替代品的搜索。通过水分解产生的氢气作为一种清洁能源载体脱颖而出。传统的光解和电解效率低下,除非搭配具有低HER过电位的先进电催化剂。铂等贵金属虽能达到该基准,但成本高昂且稀
摘要 自1994年发现巨磁阻(CMR)效应以来,钙钛矿锰酸盐展现出丰富的结构、电子与磁学性质,备受关注。与母体钙钛矿锰氧化物相比,化学式为LnxA1-xMnO3的稀土掺杂钙钛矿锰氧化物(Ln为La、Pr、Nd等稀土元素,A为Ca、Sr、Ba等二价碱土金属)因稀土掺杂改变锰价态,导致输运性质显著多样化。这种材料不仅技术价值高,其异常磁学与输运机制的基础研究也极具吸引力。随着电子器件向集成化、微型化发展,基于该材料的微电子器件特征尺寸已进入纳米尺度。纳米尺度下的有限尺寸效应将诱发更多新颖性质。近二十年来,实验与理论取得巨大进展。本文综述稀土掺杂钙钛矿锰氧化物纳米结构的制备、结构表征、物理性质及功能
摘要 基于密度泛函理论第一性原理计算,研究了III至VI族掺杂剂在二维GeP₃单层中取代掺杂的电子性质和稳定性。导电性受掺杂位点和掺杂剂价电子数双重显著调控。具体而言,Ge位点取代呈现金属-半导体振荡随价电子数变化,而P位点取代振荡完全反转。此外研究共掺杂,发现可产生逻辑“与”现象:共掺杂GeP₃导电性可通过单掺杂结果按简单逻辑关系推导。最后计算掺杂形成能,发现电子-空穴和空穴-空穴共掺杂体系因库仑吸引能量更优。研究不仅全面理解二维掺杂现象,更提出调控二维二元半导体电子性质的新路径。 引言 自石墨烯发现以来,二维晶体家族(过渡金属二硫属化物、硅烯、锗烯、磷烯、碲烯等)因独特电、光、磁性质备受
纳米材料