摘要 聚乙烯氧化物(PEO)基固态聚合物电解质(SPEs)对下一代可充电锂离子电池发展具有重要意义。然而,锂离子与PEO链强配位导致离子电导率通常低于预期。本研究将亚微米蒙脱石作为路易斯碱中心引入PEO框架,使锂离子摆脱PEO链束缚。引入蒙脱石(MMT)后,SPEs离子电导率在70 °C达4.7 mS·cm−1,与液态电解质相当。搭配LiFePO4材料,电池展现150.3 mAh·g−1高放电容量和优异倍率性能:0.16 C下容量111.8 mAh·g−1,0.8 C下仍维持58.2 mAh·g−1。研究表明,定制引入路易斯碱材料是实现高性能PEO基固态电解质的有前景方案。 引言 60 °C
摘要 通过引入厚度仅几纳米的超薄金纳米颗粒(AuNPs)层,实现了倾斜BiCuSeO薄膜光诱导横向热电(LITT)效应的显著增强。在脉冲光和连续光照射两种情况下,包覆4 nm厚AuNPs层的BiCuSeO薄膜LITT电压灵敏度均提升约两倍。这归因于AuNPs层对入射光的高效利用提高了LITT效应的光热转换效率。较厚AuNPs层会因电学连通效应抑制电压灵敏度提升。本工作为基于LITT效应的热型光学探测器性能优化提供了有效策略。 引言 光诱导横向热电(LITT)效应是一种特殊热电现象,材料中电通量和热通量相互垂直。该效应源于塞贝克系数各向异性,仅在倾斜结构中可检测[1,2]。如图1a所示,当c轴
摘要 本文提出一种高稳定性电压调节器(VR),集成了瞬态增强和过流保护(OCP)。考虑到低压器件的性能和面积优势,拟议VR的大部分控制部分由受调输出电压供电,形成自供电技术(SPT)并提升电源纹波抑制比(PSR)。此外,通过动态负载技术(DLT)增强稳定性和瞬态响应。还采用嵌入式过流反馈回路保护VR免受过载损坏。拟议VR在标准350 nm BCD工艺中实现,结果显示可在5.5-30 V输入电压、0-30 mA负载范围、0.1-3.3 μF输出电容下稳定工作。实现了2.98 μV/V线性调整率和0.233 mV/mA负载调整率,限流40 mA。在0.1 μF输出电容下,PSR在10 MHz以内优
摘要 通过胶体构建块组装制备均匀阵列薄膜,对于集成单个和集体功能具有实际应用价值。本文提出了一种磁性组装路线,将单分散贵金属微球组装成均匀阵列薄膜,用于表面增强拉曼散射(SERS)应用,实现了单个贵金属微球的信号灵敏度与其组装均匀阵列薄膜的可重复性的集成。为此,通过自制的超声辅助反应体系成功合成了单分散多功能Fe3O4@SiO2@TiO2@Ag(FOSTA)胶体微球作为构建块。在SERS检测中,这些多功能微球首先能从溶液中结合分析物(R6G),然后在外部磁场下组装成均匀薄膜,表现出高SERS检测灵敏度和良好的可重复性。此外,由于FOSTA胶体微球中的TiO2中间层,构建块可通过光催化降解吸附的
摘要 机械切削的终极目标是将最小切屑厚度降至单原子层。本研究通过分子动力学(MD)系列分析,探究单晶铜切削基单原子层去除机制。研究发现:当切削深度降至原子尺度,使用圆刃刀具可将最小切屑厚度降至单原子层。切削基单原子层去除的材料去除行为呈现四大特征:剪切应力驱动位错运动形成切屑、加工表面弹性变形、原子尺寸效应、刃刃半径效应。基于此理解,提出新切削模型研究单原子层去除过程中的材料去除行为,显著区别于纳米切削和传统切削模型。成果为原子及近原子尺度制造技术(ACSM,即制造III)的研发提供理论支撑。 引言 机械切削作为重要减材制造方法,广泛用于生产高表面质量零件。大量理论与实验研究阐释纳米尺度材料
摘要 本文系统研究多层Bi₂O₂Se纳米薄膜的近红外(NIR)光电性能。器件展现优异NIR光响应:高光响应率(~101 A/W)、快速响应时间(~30 ms)、高外量子效率(~20,300%)、高探测率(1.9×10¹⁰ Jones)。结果表明多层Bi₂O₂Se纳米薄膜器件在超快、高灵敏NIR光电器件应用中极具潜力。 研究背景 红外光探测器在军事、商业、公共、学术领域应用广泛。近十年,二维(2D)材料(石墨烯、过渡金属硫族化合物TMDs、黑磷等)凭借超薄厚度、高机械柔性、可调带隙、超快光电特性、易构建范德瓦尔斯异质结构,成为下一代红外光探测器竞争性材料。 新发现的层状铋氧硒(Bi₂O₂Se)
摘要 亚表面缺陷显著影响纳米结构的精度与性能。本文通过分子动力学(MD)模拟纳米压痕,研究加工诱导的亚表面缺陷对材料位错演化及力学性能的影响。工件模型由纳米切削生成以符合真实加工状态。讨论了亚表面缺陷形成机制、缺陷与位错演化的相互作用机制,并计算了单晶铜的硬度与杨氏模量。结果表明:切削后亚表面稳存原子团簇、堆垛错四面体、楼梯棒位错等稳定缺陷结构;二次纳米压痕可修复内部缺陷,但加剧二次加工区亚表面损伤;引入亚表面缺陷后纳米压痕硬度升高,产生加工硬化效应;亚表面缺陷削弱材料抵抗弹性变形能力,位错与缺陷的相互演化起关键作用。 背景 纳米量级超精密加工可获得亚微米尺寸精度和纳米表面质量的纳米器件。加
摘要 铁是生物体必需元素,缺铁是全球最普遍的营养障碍。开发高效安全的铁补充策略是治疗营养缺乏的关键挑战。前期体内研究证实自制氧化锌基纳米颗粒具有良好生物安全性、可降解性,口服后快速分布至多数器官组织;Caco-2细胞(胃肠道上皮模型)体外实验显示低毒性。本研究探讨掺杂Fe(III)的可降解ZnO纳米颗粒作为缺铁补充新策略。小鼠胃灌服ZnO:Fe NPs 24小时后取材,原子吸收光谱(AAS)和组织学染色(普鲁士蓝法)显示铁快速分布于铁稳态相关组织(肝、脾、心、骨骼肌、小肠)。肝细胞内及脾脏血管周围可见铁沉积,提示Fe掺杂NPs可从血液转运入组织。初步结果提示可降解ZnO:Fe NPs可作为体内
摘要 高浓度臭氧严重危害人类呼吸、心血管及生殖系统,催化分解是关键治理策略。然而开发高效臭氧分解催化剂仍具挑战。本研究利用金属辅助化学刻蚀(MACE)制备p型和n型硅纳米线(Si NWs),首次将其应用于室温催化分解臭氧。p型Si NWs对20 ppm臭氧/空气的分解效率达90%以上且稳定性优异,远超同晶向、相似直径及比表面积的n型Si NWs(~50%)。性能差异主要归因于p型Si NWs拥有更多离域空穴,能加速臭氧分解中间体(吸附氧物种)的脱附。 研究亮点 采用快速、简便、低成本的MACE法制备高质量Si NWs。 首次将Si NWs应用于臭氧催化分解。 p型Si NWs性能优于n型,
摘要 本研究提出一种高密度氢(HDH)处理技术,旨在减少界面陷阱、提升钝化发射极后接触(PERC)器件的转换效率。该技术在约70 atm压力、200°C的相对低温下压缩氢气,无需改变器件原有制造工艺即可有效降低界面陷阱密度。傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了Si–H键合增强,二次离子质谱(SIMS)验证了SiN/Si界面陷阱的减少。通过电导-电压特性测量提取界面陷阱密度(Dit),并利用模拟AM1.5光谱(1 kW/m²)分析短路电流密度(Jsc)、串联电阻(Rs)和填充因子(F.F.),确认电池效率提升。外量子效率(EQE)测试进一步证实了不同波长下转换效率的增强。最后,本文提出物理模型解
摘要 磁热疗法利用磁性纳米颗粒(MNPs)在高频交变磁场中通过弛豫机制产生局部热量治疗癌症肿瘤。本研究探究模板辅助脉冲电沉积结合差异化学刻蚀制备的圆柱形NiFe MNPs加热效率。圆柱几何结构可形成三重涡态,使热生成效率提升四倍。通过时域热量测定比吸收率(SAR),并与微磁学模拟及振动样品磁强计(VSM)测量理论值对比。高长径比MNPs磁化反转表现出更高剩余磁化强度和低场磁导率,导致更大磁滞损耗,反映在更高实验和理论SAR值。SAR随磁场强度依赖性显示:低场SAR小,高场饱和,与MNPs矫顽力相关,是铁磁性MNPs特征。优化圆柱NiFe MNPs对制备高热性能、生物相容性磁热疗法药物至关重要。
摘要 碳点(CDs)作为新兴纳米材料在生物医学领域备受关注,但其抑制蛇毒诱导急性肾损伤(AKI)的生物活性鲜有报道。本研究首创绿色一步法热解工艺,以黄柏(Phellodendri Chinensis Cortex,PCC)为单一前驱体制备黄柏炭碳点(PCCC-CDs),并首次探讨其对五步蛇毒液诱导AKI的保护作用。建立腹腔注射五步蛇毒液AKI小鼠模型,在6个时间点(1、3、12 h,1、2、5天)考察PCCC-CDs对肾功能障碍、炎症反应、组织损伤及血小板减少的改善效果。结果显示,PCCC-CDs显著抑制肾功能指标(SCR、BUN、UTP、MALB)升高,降低趋化因子MCP-1、促炎因子IL-
摘要 基于阴离子(氧)氧化还原反应的氧化锂基材料因高容量和稳定循环性能,是锂离子电池极具前景的正极材料。本研究表征了Li₂RuO₃活化的氧化锂基正极性能。Ru基氧化物预期作为优良催化剂,可稳定阴离子氧化还原反应,其高电子电导率亦可弥补氧化锂导电性差的缺陷。氧化锂/Li₂RuO₃纳米复合材料在限制容量500 mAh g⁻¹下展现稳定循环性能,虽低于理论容量(897 mAh g⁻¹),但优于其他氧化锂基正极。XPS分析显示,循环过程中Ru 3d峰几乎不变,而过氧化物型(O₂)ⁿ⁻物种可逆形成与解离,确认复合材料容量主要源于阴离子(氧)氧化还原反应。 引言 随便携电子设备和电动汽车普及,能量存储系
摘要 脓毒症诱导的免疫抑制是治疗失败的主要原因之一。髓系源性抑制细胞(MDSC)在脓毒症中扩增,具有强免疫抑制功能。费鲁米托(FMT)是FDA批准的铁补充剂,在肿瘤中显示免疫调节作用,但其是否通过改变MDSC功能减轻晚期脓毒症免疫抑制尚不清楚。本研究首次证实FMT通过抑制MDSC扩增、下调Arg-1、S100A8、S100A9、p47phox表达及ROS产生,促进MDSC向巨噬细胞分化,减少肺部白细胞浸润和肝脏坏死,降低脾脏G-MDSC和M-MDSC比例,逆转其对T细胞的抑制功能,显著改善LPS诱导的晚期脓毒症小鼠免疫抑制。机制上,FMT通过降低Arg-1和ROS抑制MDSC免疫抑制功能,为晚
摘要 本文采用第一性原理计算结合非平衡格林函数形式,研究了垂直入射光照下氮掺杂单层二硫化钼的光伏伏效应。通过结合能带结构与联合态密度的详细分析,揭示了光响应的行为机制,并确定了光电流消失的零点由不同物理机制导致:线性光伏效应(LPGE)的零点源于禁戒跃迁,而圆光伏效应(CPGE)的零点则源于拉什巴和德雷斯豪斯自旋轨道耦合导致价带与导带自旋劈裂强度相同。此外,氮掺杂单层MoS₂表现出强烈的圆光伏伏效应,其幅度比线性偏振光诱导的效应大两个数量级。 引言 探索新型材料及其奇异性质是现代物理学的核心主题。单层MoS₂因可机械剥离且具有直接带隙(约1.90 eV)、强光吸收和高载流子迁移率,在晶体管和
摘要 高强度聚焦超声(HIFU)是代表性无创癌症治疗方法,但治疗效果低、损伤周围正常组织风险阻碍其临床进一步发展应用。声动力学治疗(SDT)利用超声处理期间声敏剂产生活性氧分子杀伤肿瘤细胞。SDT可像微泡一样增强HIFU疗效。本研究采用改进机械振荡法制备纳米级N₂O微泡(N₂O-mbs)。这些微泡表现良好生物相容性和肿瘤细胞结合能力。通过检测活性氧生成,在细胞外和细胞内均检测到N₂O-mbs的声敏性。评价了这些声动力学微泡对肿瘤细胞毒性效应及对HIFU治疗的协同效应。超声照射下N₂O-mbs产生活性氧显著诱导细胞凋亡。N₂O-mbs联合HIFU在体外增加肿瘤细胞坏死和凋亡,在体外牛肝靶区增加凝
摘要 通过原位溶胶-凝胶法结合pH调节,利用低浓度硫酸(H₂SO₄)制备了具有增强热稳定性和疏水性的天然橡胶(NR)/六方中孔二氧化硅(HMS)纳米复合材料(NRHMS)。考察了预合成混合物中加入0.5 M H₂SO₄量(2.5-10 g)对NRHMS理化性质的影响。少量加入H₂SO₄溶液制得的NRHMS纳米复合材料具有改进的蚓孔状中孔结构排列和更厚的二氧化硅壁,延缓了NR相的热分解(热重分析推断为NR自氧化)。水吸附-解吸测量显示NRHMS复合材料疏水性增加,归因于酸催化使游离硅醇基桥接为硅氧烷键,X射线光电子能谱(XPS)分析支持该结论。扫描透射电镜-能谱(STEM-EDS)元素映射显示N
摘要 背景 关于微小RNA-410(miR-410)在股骨头坏死(ONFH)中的功能知之甚少,本研究旨在探讨miR-410靶向Wnt-11调节成骨和破骨机制以预防ONFH。 方法 收集15例ONFH样本和15例正常样本。观察临床样本中股骨头病理变化、成骨细胞和破骨细胞情况。建立大鼠ONFH模型,分别注射agomir-miR-410、Wnt-11-siRNA或oe-Wnt-11。通过RT-qPCR和Western blot检测miR-410、Wnt-11、成骨相关因子碱性磷酸酶(ALP)、骨γ-羧基谷氨酸蛋白(BGLAP)、Collα1表达,破骨相关因子酸性磷酸酶5(ACP5)、组织蛋白酶K(C
摘要 控制光的偏振态在现代光学系统中起着关键作用。然而,传统的偏振操控器件往往带宽窄、体积大,难以满足光学系统微型化和集成化的需求。本文提出了一种超薄四分之一波片,采用周期性银膜2×2矩形孔阵列,厚度小于λ/50。数值模拟表明,该波片能在1550 nm中心波长高效将圆偏振光转换为线偏振光,带宽达525 nm;同时也能在1550 nm高效实现线偏振到圆偏振的转换,椭圆率接近1。利用金属膜上的微孔阵列增强透射,该结构将透射率提升至0.44。这种宽带四分之一波片可应用于通信系统和近红外波段系统,并可在纳米尺度与其他光学器件集成,实现偏振操控、检测和传感。 引言 在偏振器、波片、透镜等多种光学应用中
摘要研究了悬浮高介电常数纳米粒的水凝胶中Maxwell-Wagner-Sillars(MWS)动力学及电磁射频(RF)驱动体积相变。利用聚(乙烯醇)(PVA)将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)水凝胶与10% KF掺杂钛酸钡(Ba0.9K0.1TiO2.9F0.1,KBT)纳米粒结合形成纳米粒-水凝胶复合材料。KBT纳米粒具有高度各向异性介电性质。PVA添加保持了强体积相变,极化和弛豫特性类似标准体相PNIPAm;但KBT纳米粒添加因电荷屏蔽分子内相互作用导致体积相变减弱和MWS极化减少。添加纳米粒和改进合成工艺增强了体相PNIPAm介电常数,RF电导率提高达7倍,比热降低,同时仍保持不
纳米材料