摘要针对 MoS₂ 作为锂离子电池(LIBs)负极材料时存在的体积膨胀问题,本研究开发了一种简便高效的水热法结合退火工艺,制备了层级多孔 MoS₂/碳纳米球。场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)图像显示,纳米球由超薄 MoS₂/C 纳米片自组装而成,表面包覆碳层,层间距扩大至 0.98 nm。作为 LIBs 负极,该材料在 0.1 A g⁻¹ 电流密度下首次放电容量达 1307.77 mAh g⁻¹;在 2 A g⁻¹ 高倍率下仍保持 612 mAh g⁻¹ 可逆容量;1 A g⁻¹ 循环 500 次后容量保持 439 mAh g⁻¹。优异的电化学性能归因于:层级多孔结构提供快速离
摘要 近年来,柔性传感器研究不断深入,用于人体温度监测的可穿戴柔性器件性能显著提升。人体体温变化反映健康信息,异常体温往往预示病变。尽管核心体温相对稳定,但体表温度易受环境干扰,给监测设备带来挑战。为实现对人体各部位温度的实时灵敏检测,研究者开发了多种高灵敏图案化柔性温度传感器,完善电子皮肤功能并拓展实际应用。本文综述高灵敏图案化柔性温度传感器监测体温变化的研究现状:首先总结常用柔性基底与敏感材料;其次介绍图案化制造方法与工艺;再全面讨论测温范围、灵敏度、响应时间、温度分辨率等关键性能;最后展示基于精细图案化的柔性温度传感器应用,并展望未来挑战。 引言 人体生命活动基于代谢,相对恒定的体温是
摘要 探针型纳米加工(TBN)已被证明是制造微观结构的有效可行技术。分子动力学(MD)模拟广泛应用于TBN研究,可揭示实验难以完全观测的微观机制。本文综述了MD模拟在TBN领域的最新科学进展。首先介绍了各类材料的模型构建方法;接着讨论了加工机制分析,包括切削力分析、材料去除分析及亚表面缺陷分析;最后指出了当前MD模拟在TBN中的不足与未来展望,旨在为后续研究提供参考。 引言 微纳制造技术广泛应用于环境、能源、生物、医学、国防等领域,对国家发展和社会进步起着日益重要的作用。为实现高精度微纳加工,基于原子力显微镜(AFM)探针的机械加工方法即TBN,具有设备简单、操作便捷、纳米级加工精度且环境要
摘要 本文提出并研究一种无掺杂鳍式 SiGe 通道 TFET (DF-TFET)。通过引入鳍式 SiGe 通道和栅/源极重叠,形成高效无掺杂线隧穿结。结合高 κ 材料栅介质堆叠,改善关态漏电、界面特性和可靠性。无掺杂通道与鳍式结构消除了陡峭 p-n 结制备难题和不对称栅重叠工艺难点,器件结构具备良好制造适用性且大幅缩小占地面积。深入研究物理机制及参数影响。仿真结果:导通电流 (ION) 58.8 μA/μm,开关比超 12 量级,无明显双极效应,最小亚阈值摆幅 (SSmin) 2.8 mV/dec,平均亚阈值摆幅 (SSavg) 18.2 mV/dec。得益于改善的电容特性,截止频率 (fT)
摘要 纳米尺度上已检测到热涨落和振动诱导的快速扩散现象。本文通过分子动力学(MD)模拟和理论模型,研究行波表面波作用下粒子在石墨烯层上的运动。证实粒子在特定前提条件下将以波速持续运动,即“速度锁定效应”。通过将粒子与波动表面的范德华(vdW)势表示为曲率函数,基于相对波坐标系中的势能“水坑”阐明机制。提出两个前提条件:粒子初始位置位于势能水坑内,且初始动能不足以使其跳出水坑。参数分析显示:波长减小、振幅增大、vdW 势增强均扩大速度锁定区域。该工作为基于势能水坑理论的层状材料上粒子相干运动提供了新视角,可解释纳米尺度快速扩散现象。 引言 近年在微纳尺度检测到一系列表面波/声子诱导的快速输运和
摘要 二维(2D)材料的近期进展使得通过原子种类组合、孔功能化等手段获得多样表面化学性质成为可能。本研究聚焦于亲水性等化学特性如何影响六方 2D 膜中的水输运速率。通过调节膜-水相互作用强度改变亲水性,利用亚纳米孔道考察单文件水通量(兼具优异盐离子阻隔)。疏水孔道表现出脱湿行为,在阈值相互作用强度以下水通量为零或极低;超过阈值后,水通量随相互作用强度增加而单调下降。势均力(PMF)分析和扩散系数计算揭示:孔口邻近区是高亲水孔道降低水通量的主导因素。此外,2D 膜相对于 3D 膜的优势取决于相互作用强度。研究发现为设计高水通量 2D 膜提供了重要指导。 引言 单文件水输运已在亚纳米孔道(合成膜
摘要 探索具有可控形貌和多元组分的多金属酸盐基纳米材料(PNMs)极具挑战。本工作将 3d-4f 金属引入等多金属酸盐和 Anderson 型多金属酸盐,分别制备了 CeCdW₁₂ 纳米花和 EuCrMo₆ 微米薄片。通过系统对比实验揭示稀有形貌形成的影响因素。光致发光测试显示:EuCrMo₆ 在 396 nm 激发下呈现五个显著的 f-f 跃迁发射峰(674, 685, 690, 707, 734 nm),对应 Eu³⁺ ⁵D₀ → ⁷FJ (J=0-4) 跃迁,主峰红移至 707 nm。振动样品磁强计(VSM)结果表明:EuCrMo₆ 中 Cr³⁺ 在 -17.54 K 以下表现反铁磁相互
摘要 具有特定结构的一维(1D)纳米材料因在催化、传感和能量转换等领域的应用而备受关注。然而,开发一种简便可行的 1D 纳米结构制备方法仍具挑战。本工作提出“阴离子调控形貌”策略:通过调节不同生长晶面的表面能,阴离子可定向控制 ZnO 纳米材料的各向异性生长。采用水热法处理乙酸锌与尿素混合液,经 400 °C 煅烧可获得 ZnO 一维项链状纳米结构(NNS)。若将乙酸根替换为硝酸根、硫酸根、氯离子,分别得到 ZnO 纳米花、纳米片和六方纳米板。密度泛函理论(DFT)计算揭示了阴离子调控各向异性晶体生长的机制:乙酸根使 (101) 晶面表面能低于 (001) 晶面,促进沿 (101) 面的轴向生
摘要 木基产业是马来西亚经济增长的主要驱动力之一。森林作为各类木质纤维素材料的来源,蕴藏着巨大潜力,可开发生产可持续、可降解的纳米材料,这些材料具备优异特性,既可用于木基产业自身,也可跨领域应用。木基产品领域亦可利用现成纳米材料提升现有产品性能或开发高附加值新产品。本文综述纳米技术在木基产品工业中的最新进展。 引言 纳米技术指对1-100 nm尺度物质的操控,是融合科学与技术的多学科领域,旨在开发具有特殊功能、物理化学性质的新材料。纳米尺度材料展现出宏观尺度不具备的独特性质,因此可在多学科探索创新应用。 纳米技术不仅是技术赋能者,更可驱动国家经济增长。马来西亚林产工业2019年出口额约225
摘要 调控二维(2D)钙钛矿薄膜的结晶过程是提升2D钙钛矿太阳能电池(PVSC)功率转换效率(PCE)的关键策略。本文引入去离子水(H₂O)作为添加剂加入钙钛矿前驱体溶液,制备高质量的2D钙钛矿薄膜。经3% H₂O处理的薄膜表现出良好的表面形貌、更大的晶粒尺寸、增强的结晶度、优选取向以及低缺陷密度。由此制备的2D PVSC器件PCE显著提升(12.15% 对比无水添加剂的2.29%)。此外,含3% H₂O的未封装器件在环境大气中的货架稳定性也得到显著改善。该工作为制备高质量2D钙钛矿薄膜、实现高效稳定的2D PVSC提供了一种简便方法。 引言 近年来,二维层状钙钛矿因其相较于三维对应物(如C
摘要 利用一步水热法合成金红石型SnₓTi₁₋ₓO₂(x=0, 0.33, 0.5, 0.67, 1)固溶体,原料为四丁基钛酸酯和五水合氯化锡(IV)。随后通过浸渍氯化钌(III)制备系列Ru/SnₓTi₁₋ₓO₂催化剂,考察CO和C₃H₈氧化性能及稳定性。采用XRD、N₂吸脱附、FT-IR、TEM、XPS、H₂-TPR、O₂-TPD等技术表征。研究了Sn/Ti摩尔比和水热条件对Ru/SnₓTi₁₋ₓO₂低温催化氧化性能和稳定性的影响。结果表明Ru/Sn₀.₆₇Ti₀.₃₃O₂催化剂在低温下表现出优异活性和稳定性。CO转化率在180°C达50%,240°C达90%。C₃H₈转化率320°C达5
摘要 LiCoO₂ 在高电压下循环的稳定性问题是发展高能量密度、长循环寿命锂离子电池的关键瓶颈。尽管在 LiCoO₂ 单颗粒表面涂覆金属氧化物或氟化物可改善循环性能,但典型涂层材料导电性差,往往牺牲倍率性能。本文将一种最成功的固态电解质——非晶 Li₀.₃₃La₀.₅₆TiO₃(α-LLTO)通过磁控溅射直接沉积在制备好的 LiCoO₂ 电极表面。该方法不仅保留了电极固有的导电网络,还增强了 Li⁺ 在体相及阴极/电解质界面的传输。循环后电极表面化学分析表明,α-LLTO 沉积可解决大部分稳定性问题。优化沉积时间后,α-LLTO 修饰的 LiCoO₂ 电极在 0.2 C、2.75-4.5 V(
摘要 二维过渡金属二硫族化合物(TMDCs)因其独特的性质,在纳米电子学和纳米光电子学领域备受关注。其中,钨化硒(WSe₂)凭借双极载流子传输能力和适中的带隙,成为未来光电探测器的有力候选材料。本文报道了一种利用衬底界面栅极形成的平面内 WSe₂ 同质结。该器件架构中,绝缘的 h-BN 片层仅使部分 WSe₂ 与衬底直接接触,从而构建了 WSe₂/衬底与 WSe₂/h-BN/衬底两种结构的平面同质结。有趣的是,该器件可在不同偏压下同时以光伏模式和光导模式工作。实验结果显示,其响应率达 1.07 A/W,探测率超过 10¹² Jones,响应时间仅为 106 μs。与化学掺杂或需额外偏压的静电栅
摘要 锂离子电池(LIB)作为能源供给与储存系统,广泛应用于电子、电动汽车、电网储能。但提升LIB能量密度需求日益迫切,开发高能量密度新电极材料意义重大。尽管发现许多新材料,问题犹存:① 粘结剂与活性材料(金属氧化物、Si、Li、S等)界面相互作用弱、界面问题;② 活性材料大体积变化;③ 离子/电子电导率低;④ 充放电过程活性材料自聚集。无粘结剂电极作为解决上述问题的有力候选方案崭露头角。首先,将活性材料直接固定于导电基底可解决粘结剂/活性材料界面问题;其次,无粘结剂电极多孔结构可容纳活性材料大体积膨胀;再次,导电基底与活性材料紧密接触增强离子/电子电导率。因此无粘结剂电极普遍展现优异电化学性
摘要 恶性黑色素瘤是高侵袭性皮肤癌,致死率占皮肤癌死亡80%,转移性黑色素瘤患者中位总生存仅6-9个月。单一纳米载体同步递送双药的联合治疗被证明是抗癌的优雅高效策略。本研究基于FDA批准治疗黑色素瘤的达卡巴嗪(DBZ)与极具前景的抗癌药物全反式维甲酸(ATRA),构建脂质纳米制剂(RD-LNF)作为新治疗策略。成功将两药封装于脂质纳米制剂中并实现随时间控释。证明DBZ与ATRA同步递送可浓度依赖性有效抑制细胞增殖。组合纳米颗粒显著降低B16F10黑色素瘤细胞克隆形成能力。流式细胞术显示RD-LNF诱导更高比例凋亡细胞,显著抑制细胞周期进程与迁移。结果提示RD-LNF治疗恶性黑色素瘤具高疗效潜力
摘要 本工作提出并利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长AlGaN双通道异质结构,制备并研究高性能AlGaN双通道高电子迁移率晶体管(HEMTs)。双通道特性有效改善AlGaN通道异质结构输运性能:一方面,垂直方向双势阱与增强载流子限域提升总二维电子气(2DEG)密度;另一方面,各通道平均2DEG密度降低,载流子-载流子散射抑制提升迁移率。结果AlGaN双通道HEMTs最大漏电流密度(I_max)达473 mA/mm(V_GS=0 V)。同时展示优异击穿性能。结果不仅显示AlGaN双通道HEMTs在微波功率电子器件中的巨大应用潜力,也为III族氮化物电子器件研究开辟新思路。 引言 III
摘要 纳米颗粒独特的理化特性使其在生物医学等多领域备受关注。但其潜在毒理学效应令人担忧,因纳米颗粒易诱导过量活性氧(ROS)产生。强氧化性的过量ROS可损伤生物大分子与细胞器结构,导致蛋白氧化羰基化、脂质过氧化、DNA/RNA断裂、膜结构破坏,进而引发坏死、凋亡甚至诱变。本综述总结纳米颗粒在细胞水平诱导ROS生成的机制与责任因素,解析ROS介导生物毒性的机理,梳理纳米颗粒毒性文献,并提出优化纳米颗粒用于生物医学应用的策略。 引言 纳米颗粒(NPs)是尺寸<100 nm的新型合成颗粒。其形状、尺寸赋予独特理化性质与功能。NPs广泛用于纺织、化妆品、水净化、食品包装等消费品[1,2],也用于光催
摘要 肝癌是全球最常见恶性肿瘤之一。RAF激酶抑制剂对肝细胞癌(HCC)疗效显著,抑制BRAF/MEK/ERK通路成为新治疗策略。但肿瘤靶向递送系统仍是临床应用的主要障碍。半乳糖(GAL)可靶向肝癌细胞高表达的天冬氨酸糖蛋白受体(ASGPR)。本研究设计新型多功能纳米材料GAL-GNR-siBRAF,包含三部分:GAL作为肝癌靶向配体,金纳米棒(GNR)提供近红外光热转化能力,siRNA特异性沉默BRAF(siBRAF)。该纳米载体显示高siRNA负载量并抑制血清中siRNA降解。与裸GNR相比,GAL-GNR-siBRAF生物毒性更低、基因沉默效率更高。处理显著下调BRAF表达,抑制肝癌细胞
摘要 双金属纳米材料融合了两种不同金属的特性,在纳米科学与纳米技术领域开启了创新应用。本研究介绍了树枝状Au/Ag双金属纳米结构的制备,并探究其在表面增强拉曼散射(SERS)及催化领域的应用。该纳米结构通过电化学沉积与置换反应相结合的方法制备而成。Au纳米颗粒壳层在Ag树枝表面的形成显著提升了树枝状纳米结构的稳定性,进而带来显著的SERS增强效应。此外,与初始树枝状Ag纳米结构相比,该双金属纳米结构对4-硝基酚(4-NP)的降解效率极高。实验结果表明,树枝状Au/Ag双金属纳米结构在开发优异SERS底物和高效催化剂方面具有巨大潜力。 引言 两种或多种金属材料的协同效应可制备出具备多功能的一体
摘要 量子点(QDs)作为新兴光转换材料,在提升白光发光二极管(WLED)色质方面具有优势。然而,采用窄发射单色QDs的WLED通常在橙光区显色性不佳。本文通过混合CdSe/ZnS基橙色QDs(O-QDs)和红色QDs(R-QDs)开发复合橙红QDs(composite-QDs),以补偿WLED橙红光。研究了composite-QDs中自吸收和荧光共振能量转移(FRET)过程对WLED光谱可控性和荧光猝灭的影响。同时考虑浓度和给体/受体比例分析FRET效率,筛选适合橙红光区色补偿的composite-QDs。结果表明,优化后的composite-QDs相比单色QDs有效提升WLED显色指数。
纳米材料