摘要 面对全球能源危机加剧，可再生能源日益关键。太阳能丰富廉价，仍是最有前景候选。尽管高性能光伏 (PV) 器件数十年进步，但组件高成本限制大规模部署。过去十年，对低成本太阳能电池需求加速全谱系 PV 研究。本文综述近期低成本高效钙钛矿太阳能电池 (PSC) 突破，总结关键发展和最新成果。 引言 当今约 85% 全球能源消费来自化石燃料，导致环境退化和健康风险。预计 2050 年全球能源需求将翻倍 [1]。可再生能源——风能、水能、太阳能——成迫切优先项。2014 年可再生能源装机新增 128 GW，风能 37%、太阳能 ~33%、水能超 25% [图 1a]。太阳能低成本环保特性推动 PV

摘要 采用色散修正密度泛函理论 (DFT-D2)，研究掺杂 Cr、Mn、Fe、Co 过渡金属的高岭石纳米粘土。考察掺杂剂如何改变晶体几何和电子结构，评估铁磁 (FM)、反铁磁 (AFM)、非磁性 (NM) 构型。计算晶胞体积、晶格常数、键长、电荷分布、自旋磁矩显示：Cr³⁺ 和 Fe³⁺ 倾向 AFM 态，Mn³⁺ 稳定 AFM 和 FM 态，Co³⁺ 偏好 NM 态。金属取代扩大晶格并在带隙引入局域态，为高岭石在催化和储能中功能化开辟新途径。 背景 高岭石作为广泛分布的纳米粘土矿物，具有层状结构和丰富表面羟基，赋予独特物理性质，吸引材料化学、环境科学、矿物物理研究者 [1-11]。其通用性

摘要 核壳结构结合核壳材料优势，提供增强导电性和扩大表面积——下一代储能关键属性。本文报道直接生长在镍泡沫 (NF) 上的层级 NiCo₂S₄@NiMoO₄ 核壳异质结构纳米管阵列。新架构在 5 mA cm⁻² 达到 2006 F g⁻¹ 比电容，超越原始 NiCo₂S₄ 纳米管 (~1264 F g⁻¹)。以 NiCo₂S₄@NiMoO₄/NF 为正极、活性炭 (AC) 为负极组装不对称超级电容器 (ASC)，2 mA cm⁻² 下实现 78% 电容保持率 (2000 次循环)、21.4 Wh kg⁻¹ 能量密度和 58 W kg⁻¹ 功率密度。结果凸显 NiCo₂S₄@NiMoO₄/NF

摘要 本研究采用分子动力学模拟阐明表面相互作用如何影响纳米通道内油运移。发现通道宽度、油极性、材料组成、表面粗糙度均显著影响油分子质心 (COM) 位移和扩散。6 nm 通道中 COM 位移比 2 nm 通道大 30 余倍，通道中心扩散系数近乎近壁面值的两倍。极性油组分与二氧化硅基底静电相互作用更强，迁移率远低于非极性十八烷。金基底施加极高相互作用能，几乎固定油分子，而方解石允许中等位移。纳米级空腔改变局部运移：浅空腔略微增强位移(有效拓宽通道)，深空腔因吸附增加而阻碍流动。这些发现阐明限域几何中油迁移机制，为高效页岩油采收提供策略依据。 背景 全球能源需求上升、常规资源枯竭，非常规页岩油因

摘要 靶向癌症干细胞 (CSCs) 是当代肿瘤学核心。利用埃利希癌 (EC) 模型，我们鉴定 CD44⁺/CD24⁻ 细胞为主要 CSC 亚群，其成瘤性比 CD44⁻ 细胞高 10 倍。由 GdYVO₄:Eu³⁺ 正钒酸盐纳米颗粒和胆固醇组成的杂化纳米复合物显著抑制肿瘤生长。体内治疗使 CD44^high 细胞比例较对照组降低 74.7%，增加 CD117⁺ 基质细胞，生存期延长 3.5 倍。 背景 恶性肿瘤生长仍是医学最紧迫挑战。近期进展依赖于 CSC 发现，其抵抗常规疗法并驱动复发。CD44、CD24、CD117 是包括乳腺癌 (BC) 和可移植埃利希癌 (EC) 在内多种癌症的关键表型

摘要 纳米流体——亚 100 nm 颗粒悬浮液——在过去三十年成为研究前沿。虽然综述覆盖多种纳米流体系统，但聚焦分析 TiO₂ 纳米流体——以其优异分散性、化学稳定性、无毒性著称——可为传热和能源相关应用提供可行见解。本文第一部分综合 TiO₂ 纳米流体制备、稳定性及核心物理性质的最新进展，为后续热导率讨论奠基。 综述 背景 纳米流体的发展 常规液体冷却剂导热率远低于固体金属。将固体纳米颗粒引入基础流体可提升传热性能，但毫米级颗粒分散性差、易团聚沉淀，降低效率并增加泵送能耗。突破来自 Choi 1995 年提出的纳米流体概念——<100 nm 颗粒的稀释悬浮液，有望在保持单相行为的同时增强热

摘要 阿尔茨海默病 (AD) 治疗常因血脑屏障 (BBB) 难以在大脑达到治疗浓度。我们设计了一种胆固醇修饰的普鲁兰 (CHP) 纳米颗粒，负载乙酰胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐 (DZP)，并用聚山梨酯 80 (PS) 修饰表面以实现主动 BBB 跨细胞转运。通过动态光散射 (DLS) 和等温滴定量热法 (ITC)，确定 1:5 (w/w) DZP:CHP 比例为最佳，药物包封率 86.5%，负载量 13.4%。体外释放研究显示 72 小时持续释放 DZP。小鼠体内荧光成像证实 PS 包被纳米颗粒在脑组织优先积累，外周器官沉积可忽略。Aβ25-35 诱导神经毒性的 PC12 和 SH-SY5Y 细胞

摘要 靶向给药至大脑仍是巨大挑战，主要因血脑屏障 (BBB) 的阻隔。BBB 是精密调控物质进入中枢神经系统的毛细血管网络，深入理解其生理学对治疗成功至关重要。近期证据表明，斑马鱼 (Danio rerio) 凭借与哺乳动物在遗传、解剖和功能上的高度保守性，成为研究 BBB 通透性的多功能模型。斑马鱼优势包括低维护成本、高繁殖力、透明胚胎可实时成像药物分布。纳米颗粒平台作为穿越 BBB 递送神经特异性药物的有力工具崭露头角，但其生物相容性和毒性须严格评估。斑马鱼模型独特地适于在实时、高通量设置中筛选这些纳米载体，加速针对脑部疾病的新型神经特异性疗法发现。 引言 药物递送涉及将治疗化合物精准输

摘要 全球粮食安全面临农药残留、重金属污染和有毒元素颗粒的威胁，这些污染物损害土壤、水体和作物质量，引发神经毒性、致癌性和代谢紊乱等健康风险，每年估计导致 22 万人死亡。传统监测方法 (GC、HPLC、MS) 虽准确，但成本高、耗时长、需专业技术人员。纳米技术推动了廉价、快速、灵敏的生物传感器和纳米传感器发展，能以高特异性、最小健康影响检测金属离子、农药、微生物等分析物。本文综述农业生态系统中生物与纳米传感器技术现状，探讨影响其从实验室原型向商业产品转化的因素，并展望将这些工具整合进精准农业的未来方向。 引言 人口快速增长、气候波动和资源利用加剧威胁可持续农业。过度依赖农用化学品和先进机械

摘要 二硫化钼 (MoS₂) 具有适中的氢吸附自由能，使其成为替代贵金属作为析氢反应 (HER) 催化剂的优秀候选材料。MoS₂ 的厚度会影响其能带结构和界面工程，这是调节 HER 性能的关键途径。本工作利用原子层沉积 (ALD) 技术在玻璃碳 (GC) 基底上直接生长不同厚度的 MoS₂ 薜膜，通过调节 ALD 循环次数精确控制薜膜厚度。制备的 MoS₂/GC 无需粘结剂即可直接作为 HER 催化剂。实验结果表明，200 次 ALD 循环（厚度 14.9 nm）的 MoS₂ 表现出最佳的 HER 性能。过厚的 MoS₂ 薜膜会导致致密纳米片聚集，减少活性位点，同时增加电阻，降低电子传输速率。

摘要全球环境与能源问题驱动日常生活对绿色高效储能设备需求持续增长。锂离子电池（LIBs）作为重要储能器件备受关注。石墨作LIBs负极但理论容量低，亟需开发高容量负极材料。本文综述近年新型氧化铁及其复合材料作为LIBs负极的应用策略与研究进展。列举气相沉积、共沉淀、电化学法等多种典型合成方法制备各类氧化铁基纳米结构。重点阐述原位X射线衍射和⁵⁷Fe Mössbauer波谱表征。进而讨论总结氧化铁基纳米结构及其复合材料的电化学应用。图文摘要引言全球能源环境问题倒逼高效绿色能源需求：太阳能、燃料电池、锂离子电池（LIBs）、热电模块等。研发高性能低成本储能系统是解决之道。广泛应用的储能器件中，LIB

摘要利用细胞作为载体封装化疗药物已成肿瘤学有前景策略。通过降低全身毒性、改善肿瘤靶向、增强药物渗透，细胞递送系统展现显著临床潜力。近期进展表明，红细胞、白细胞、血小板、免疫细胞甚至肿瘤细胞封装药物均优于游离化疗药。多功能平台现可同步递送化疗药、光敏剂、光热剂，对耐药和转移性癌症提供协同治疗。但多数研究仍处临床前；药物负载细胞长期保存、安全输注方案、免疫相容性等关键挑战须解决方能临床转化。引言癌症仍是全球最棘手疾病。常规化疗虽有效，但受全身毒性和耐药性困扰。近年来研究者转向细胞和纳米颗粒（NP）封装策略缓解这些弊端。化疗药静脉注射常致严重副作用、肿瘤渗透有限、水溶性差。细胞药物负载——特别是渗透

摘要纳米载体可调节药物亲水性，影响细胞摄取并减少脱靶效应。金属-有机框架（MOFs）作为金属离子与有机配体自组装的晶体多孔纳米材料，具备可生物降解、孔径可调、表面化学多变等优势。其刚性结构在生理应力下保护包封药物，配体修饰可实现对过表达肿瘤生物标志物的选择性结合。针对肿瘤特异性信号（如高H₂O₂、缺氧、谷胱甘肽）设计的响应型MOFs，确保循环中极少泄漏、恶性部位可控释放。本综述综述肿瘤治疗用刺激响应型MOFs，聚焦设计策略与治疗成效。引言肿瘤仍是全球主要致病致死原因，常规化疗和手术常受严重副作用和复发限制。近十年纳米载体崛起为肿瘤成像、诊疗一体化和靶向治疗强力平台。MOFs因高结晶度、大比表面

摘要本研究探究184.9纳米紫外（UV）照射对高压4H-SiC PiN二极管静态性能的影响。正向导通特性照射后基本不变，反向阻断电压显著提升。TCAD模拟归因于表面负电荷增加驱动耗尽区扩展。深能级瞬态谱（DLTS）证实UV诱导深能级缺陷主导而非单纯负电荷捕获，从而提高阻断电压。结果凸显UV照射作为调控SiC功率器件特性的有力工具。引言碳化硅（SiC）凭借宽禁带、极高临界电场、高电子饱和漂移速度和优异热导率，迅速成为下一代高压、高温电子器件首选材料。SiC器件有望在1kV以上电压、100A以上电流、200°C以上工作温度应用中取代硅器件。虽然单极性SiC器件进展显著，双极结构——特别是4H-Si

摘要活性氧（ROS）具双重本质：细胞信号必需却在高浓度致死。纳米医学通过主动升高肿瘤ROS，选择性触发氧化应激导致癌细胞死亡。本综述考察将ROS毒性转化为治疗工具的最新纳米技术，重点阐述光动力、化学动力和放射增强策略。引言ROS——包括单线态氧（¹O₂）、超氧阴离子（O₂⁻·）、羟基自由基（·OH）和过氧化氢（H₂O₂）——主要源自线粒体电子传递链。低水平ROS维持正常生理，过量ROS损伤DNA、蛋白和脂质，加速肿瘤发生发展。反之，高ROS可压倒抗氧化防御，诱导恶性细胞凋亡或坏死。理解ROS生成与清除平衡对设计精准调控肿瘤微环境（TME）氧化应激的纳米系统至关重要。近期ROS基纳米诊疗进展为利

摘要背景本研究探讨玻璃上聚合物纳米柱阵列如何影响U2OS骨肉瘤细胞的肌动蛋白细胞骨架和局灶粘附（FA）组织。分析揭示三种不同细胞状态——完全基底接触、边缘粘附、悬浮于柱顶——由柱密度和几何决定。密集阵列诱导边缘FAs和环状肌动蛋白皮层，模拟细胞在柔性基底上的响应。结果400图像。密集柱（间距1000纳米，高度1000纳米）致细胞漂浮阵列顶部，FAs集中周边；稀疏阵列（间距2000纳米，高度1000纳米）允许完全基底粘附。定量指标显示24小时FA数量、面积和周边定位显著差异，48小时消失。结论高通量纳米制造、先进显微成像和严格图像分析提供稳健平台解析细胞-纳米结构相互作用。研究表明调控纳米柱几何

摘要布鲁氏菌病仍是全球最常见细菌性人兽共患病。传统诊断——培养、血清学和PCR——存在周转时间长、灵敏度有限或交叉反应等短板。本文提出一种金纳米颗粒局域表面等离子共振（LSPR）纳米生物传感器克服上述不足。将来自布鲁氏菌（Brucella melitensis和Brucella abortus）的平滑脂多糖（LPS）共价固定在10纳米金纳米颗粒上。患者抗布鲁氏菌抗体结合引起LSPR峰可测红移，实现感染与非感染血清的定量区分。40份临床样本（20培养阳性、20培养阴性）双盲研究中，传感器达85%灵敏度、100%特异度、100%阳性预测值和86%阴性预测值——媲美或超越标准血清学检测。检测仅需30

摘要本文报道基于纳米压印光刻和重外延工艺制备的大面积、高质量12重对称GaN光子准晶纳米柱阵列实现多色发光。光泵浦InₓGa₁₋ₓN/GaN多量子阱（MQWs）产生高效蓝光（460纳米）和绿光（520纳米）。有限元模拟证实MQW发射与光子晶体带边共振强耦合。背景宽禁带GaN材料支撑从LED、激光二极管到生物传感器和光遗传工具的广泛光电器件。实现无荧光粉白光LED仍是关键挑战，可通过多芯片、单片集成或颜色转换架构达成。GaN纳米柱LED因低缺陷密度、降低内部电场和优异光提取效率，成为实现这一目标的有力路径。提升III-氮化物LED光提取效率的策略众多：表面纹理、蓝宝石微透镜、斜面台面设计、纳米锥

摘要钛合金因强度高、生物相容性好而成骨科植入金标准。但其惰性表面损害骨整合，导致植入物松动。本研究利用微弧氧化（MAO）在钛表面制备铜掺杂二氧化钛（Cu-TiO₂）微孔涂层。表面表征确认三维孔网络均匀分布Cu、Ca、P、Ti、O，XRD/XPS显示TiO₂（金红石和锐钛矿）及CuO相。体外实验中，MC3T3-E1细胞在Cu-TiO₂上表现出优于未涂层Ti和TCP涂层Ti的粘附、增殖和成骨标志物表达。体内兔股骨髁植入显示，Cu-TiO₂植入体4周和8周骨体积分数（BV/TV）增加、骨-植入物接触更紧密。结果表明Cu-TiO₂ MAO涂层显著提升钛生物活性，促进新骨形成，为临床骨科植入提供有前景策

摘要量子点（QD）-染料复合物是下一代光伏的有力候选，但界面电子环境常限制电荷转移效率。本研究采用密度泛函理论（DFT）探究宽谱吸收染料D131的共吸附如何影响N719功能化Cd₃₃Se₃₃ QDs的结合几何、能级排布和电荷转移耦合。计算显示：异氰酸酯锚基有利电子转移，羧酸锚基促进电子-空穴平衡分离。D131的存在稳定染料边界轨道，减少中间隙态，增加电子注入驱动力并抑制反向转移。这些发现阐明了染料锚基模式如何主导界面动力学，为高效QD基器件设计提供规则。引言染料敏化光催化和太阳能电池因利用丰富太阳能且不依赖化石燃料而备受关注。过渡金属配合物如Ru(bpy)₃Cl₂提供长寿命金属-配体电荷转移（