摘要作为重要光导杂化材料,钙钛矿/氧化锌因光伏应用潜力受关注,但钙钛矿与氧化锌纳米晶易相分离,难实现分子级分散。本工作报道原位反应法制备分子级分散的钙钛矿双酰亚胺/氧化锌纳米棒杂化材料中的H聚集体。表面光伏与电场诱导表面光伏谱显示,纳米棒杂化材料光伏强度较纯钙钛矿双酰亚胺增强100倍。增强源于两方面:(1) 钙钛矿/氧化锌界面电场驱动光生电子从钙钛矿转移至氧化锌纳米棒;(2) 杂化材料中钙钛矿双酰亚胺形成H聚集体,利于光生电荷分离与传输。引入有序自组装巯基功能化钙钛矿-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺(T-PTCDI)/氧化锌纳米棒复合材料,显著提升入射光子-电子转换效率。本工作为提升光致电荷
摘要低成本制备高质量III-V族纳米线用于光电子/电子应用是长期追求。化学气相沉积(CVD)法可控合成III-V纳米线仍具挑战且缺乏理论指导。本工作在真空CVD系统中大面积、高密度生长InP与GaP纳米线。揭示高生长温度可避免氧化物形成、提高InP纳米线结晶纯度。引入微量镓(Ga)导致形成GaP纳米线而非预期的三元InGaP纳米线。采用相图计算(CALPHAD)热力学方法解释这一新颖生长现象。固相结晶过程的成分与驱动力计算表明:催化剂中仅1 at.% Ga即可将纳米线生长从InP切换为GaP,因GaP成核驱动力远大于InP。热力学研究与III-V纳米线生长实验相结合,为指导纳米线生长提供绝佳范
摘要氧化物/金属/氧化物(OMO)多层膜可替代透明导电氧化物(TCO)作薄膜太阳能电池前电极。多层结构不仅减薄电极厚度,还可利用干涉效应实现电池着色。但方阻与寄生吸收均高度依赖金属层,需进一步降低以提升电池效率。本研究在OMO电极引入AgOX润湿层,改善Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳能电池性能。证明AgOX润湿层能有效提升多层电极透射率与导电性。在银膜厚度仅6 nm条件下,短路电流密度从28.8提升至33.9 mA/cm2(增18%)。结果表明OMO电极可有效替代铝掺锌氧化物(AZO)等传统TCO用于薄膜太阳能电池。引言OMO电极可替代氧化铟锡(ITO)或AZO等TCO,广泛用于
摘要 分子内激子解离对有机太阳能电池高效移动电荷载流子产生至关重要。尽管备受关注,π桥对给体-π-受体(D-π-A)交替共轭聚合物激子解离动力学的影响仍不清晰。本研究结合飞秒时间分辨瞬态吸收(TA)光谱与稳态光谱,追踪秦课题组合成的三种D-π-A交替共轭聚合物(HSD-A、HSD-B、HSD-C)超快分子内激子弛豫动力学。发现引入噻吩单元作为π桥导致稳态吸收光谱红移。重要的是,揭示了π桥接的HSD-B和HSD-C中存在由桥特异性电荷转移(CT′)态介导的新分子内激子解离路径,其TA指纹峰位于1200 nm。该CT′态使HSD-B和HSD-C电子捕获率高于HSD-A。取决于CT′态比例与非双生复
摘要锂离子在隔膜与锂金属负极间的均匀迁移对实现高质量锂沉积至关重要,这对锂金属电池(特别是锂硫电池)运行意义重大。商用聚丙烯/聚乙烯隔膜因湿法/干法工艺形成大量无序孔隙,导致锂离子剥离/沉积不均、锂枝晶生长。本研究在隔膜表面引入层状蒙脱石构建原子级层间离子通道(层间距~1.4 nm),引导锂离子通量实现稳定锂沉积。该通道对电解液有强吸附力并储备锂离子,促进锂离子快速传输、实现负极均匀沉积。组装改性隔膜后,Li||Cu电池200圈库仑效率达98.2%,Li||Li对称电池在1 mA cm−2/1 mAh cm−2下稳定剥离/沉积超800小时。锂硫电池循环190圈后比容量较商用隔膜提升140%。引
摘要本研究证实了利用聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(PEG-b-PLA)形成的聚合物囊(PSomes)对新生猪胰岛样细胞团(NPCCs)进行纳米包裹的方法。我们建立了一种高效的纳米包裹流程,将NPCCs的损伤和损失降至最低。通过在聚合物囊N端引入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS),诱导其与NPCCs周围细胞外基质(ECM)上的氨基结合;采用含牛血清白蛋白(BSA)的F-10培养基作为反应缓冲液,进一步减少包裹过程中的细胞损伤与损失;最后利用双功能聚合物囊(NHS-/NH2-PSomes)之间的交联反应,实现高效包裹。结果显示,pH 7.3、含0.25% BSA的F-10培养基较碱性HBSS缓冲液(pH
摘要 细菌感染尤其是多重耐药菌感染严重威胁人类生命。光动力疗法(PDT)可高效杀菌,纳米纤维基PDT能有效减少对正常组织损伤。但传统方法将光敏剂涂覆于纤维表面易脱落至伤口引起副作用,且传统制备纳米纤维在创面粘附性差,因PDT短程效应严重降低疗效。本研究利用自制便携式电纺装置,通过原位电纺法制备核壳结构姜黄素复合纳米纤维。所得复合纳米纤维在不同生物表面表现出优于传统制法的粘附性。808 nm激光照射下,复合纳米纤维高效产生单线态氧(¹O₂)且姜黄素不脱落。接触耐药菌后,展现双重抗菌行为,高效杀灭耐药菌。这种具优异粘附性的双重抗菌纳米纤维膜有望作为抗菌敷料用于伤口感染治疗。 背景 细菌感染若不及
摘要 当AZO导电层电阻率满足微通道板(MCP)电阻要求时,允许的Zn含量区间极窄(70–73%),难以控制。针对AZO导电层在MCP上的特性,设计算法调节导电材料ZnO与高阻材料Al₂O₃比例。提出MCP工作电阻概念(即微通道中电子雪崩时的电阻),并通过MCP电阻测试系统首次测量了AZO-ALD-MCP(Al₂O₃/ZnO原子层沉积微通道板)的工作电阻。与传统MCP相比,发现AZO-ALD-MCP工作态与非工作态电阻差异巨大,且随电压升高工作电阻显著降低。据此提出一套导电层分析方法,并基于工作电阻条件调节ALD-MCP导电层中导电材料与高阻材料比例,成功制备高增益AZO-ALD-MCP。该设
摘要 采用化学沉淀法将不同浓度(0.01、0.03、0.05 wt比)石墨烯氧化物(GO)纳米片掺入氧化镁(MgO)纳米结构,研究GO掺杂浓度对固定量MgO催化和抗菌行为的影响。XRD显示MgO立方相,SAED确认晶体性质。FTIR证实官能团存在及指纹区Mg-O峰(443 cm⁻¹)。UV-Vis吸收红移显示带隙从5.0 eV降至4.8 eV。光致发光(PL)光谱考察电子-空穴复合行为。拉曼谱D带(1338 cm⁻¹)和G带(1598 cm⁻¹)证实GO掺杂。TEM显示立方和六方形貌,HR-TEM测层间平均d-spacing 0.23 nm。EDS证实Mg、O元素组成及掺杂剂存在。高GO浓度(
摘要 本研究采用植物分子(没食子酸)通过动力学控制模式合成金纳米板。纳米板生长主要归因于封端剂在特定晶面上的选择性吸附。系统表征发现,邻位羰基化合物中两氧原子距离与金(111)晶面晶格间距精确匹配,有利于形成孪生种子并进一步生长板状金纳米颗粒。玻璜碳电极修饰金纳米板后,对铅离子表现出显著改进的电化学传感活性,优于裸电极或球形金纳米颗粒修饰电极。该修饰电极有望用于重金属废水中铅离子浓度检测。 引言 得益于局域表面等离子体共振(LSPR)特性,金纳米颗粒(GNPs)在传感、拉曼光谱、生物成像、催化、生物医学等领域有广泛应用。GNPs等离子体性质取决于形状、尺寸、组成和介电环境,各向异性GNPs因
摘要 通过实验与理论分析了不同CdO亚层厚度下短周期CdO/MgO超晶格(SL)带隙行为。室温下200–700 nm透射光谱测量光学性质。固定MgO层厚4单层(ML),CdO厚度从1至12 ML变化,{CdO/MgO} SL直接带隙可在2.6–6 eV范围内调控。实验得出的直接和间接带隙值高于从头计算结果,但遵循相同趋势。X射线测量确认SL具有岩盐结构,在c-和r-取向蓝宝石衬底上分别获得(111)和(100)取向结构。实验晶格参数随CdO层厚增加而增大,与理论计算一致。这种新型SL结构可用于可见光、紫外及深紫外光电子器件,因带隙可通过调节超晶格亚层厚度在宽范围内精确控制。 引言 宽带隙半导
摘要 通过典型的刻蚀和剥层工艺制备了多层(ML)和少层(FL)Ti₃C₂Tₓ纳米片。多项表征证实,ML-Ti₃C₂Tₓ和FL-Ti₃C₂Tₓ的主要末端基团分别为氧相关基团和羟基。这种主导末端基团的差异导致两者物理化学性能不同,进而赋予其不同的潜在应用。特别是在与银纳米颗粒耦合前,ML-Ti₃C₂Tₓ表现出更强的近场增强效应;而Ag/FL-Ti₃C₂Tₓ杂化结构因羟基提供的电子注入,能限制更强的近场。 引言 Ti₃C₂Tₓ是一种具有石墨烯样结构的二维层状过渡金属碳化物,因其巨大的比表面积等独特性能,在催化、能源、医学等领域具有广泛应用前景。其物理化学性能由末端基团(Tₓ,通常为–F、–O和/或
摘要 联合化疗是临床肿瘤治疗的标准策略。研究证实四环素(Tet)与顺铂(CDDP)联用呈现显著协同抗癌活性,但不可避免的副作用限制了其治疗浓度。鉴于两药理化性质和药代动力学差异,本研究采用改进双乳液法将两药共载于纳米载体中。纳米颗粒(NPs)由聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)与羟基端聚己内酯(HO-PCL)混合制备,使亲水性CDDP和疏水性Tet同时定位于NPs内部,实现低干扰、高稳定性共递送。荧光显微镜图像揭示NPs可同时递送亲水和疏水药物进入细胞。体外不同肿瘤细胞系及肿瘤组织实验显示肿瘤抑制率和细胞凋亡率显著提高。体内实验观察到NPs组抗肿瘤疗效优越且副作用减轻。18FDG-PET/C
摘要 电纺聚合物纳米纤维在血管组织工程领域备受关注。然而,传统纳米纤维材料存在内皮化缓慢和血栓形成等缺陷,难以有效促进血管组织修复与再生。本研究利用电纺技术制备了掺入不同量软骨素硫酸酯(CS)的仿生明胶(Gt)/聚己内酯(PCL)复合纳米纤维,系统考察其抗血栓性和内皮细胞亲和力。不同浓度的CS显著影响PG纳米纤维的形态和直径。CS/Gt/PCL纳米纤维具有适宜的孔隙率(~80%)和PBS溶液吸收率(高达650%)。CS的引入大幅增强了Gt/PCL纳米纤维的抗凝性能,延长凝血时间,并促进细胞响应。特别是10%CS/Gt/PCL纳米纤维表现出优异的细胞附着、伸长和增殖能力。因此,含适量CS的Gt/
摘要 研究已广泛探讨微小 RNA(miRNAs)在脑缺血/再灌注损伤(CI/RI)中的作用,但 miR-326-5p 在 CI/RI 中的具体机制仍不清晰。本研究旨在揭示 miR-326-5p/信号转导与转录激活因子-3(STAT3)轴在 CI/RI 中的机制。建立两种模型:原代大鼠皮质神经元氧-葡萄糖剥夺(OGD)模拟体外 CI/RI,Sprague-Dawley 大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模拟体内 CI/RI。在 OGD 处理神经元和 MCAO 大鼠中进行功能丧失和获得实验。检测 OGD 神经元活力、凋亡、氧化应激、线粒体膜电位,及 MCAO 大鼠脑组织病理改变、凋亡、线粒体膜电位。检
摘要 多孔硅(Si)是低热导率材料,在热电器件中潜力巨大。但多孔 Si 电导率低导致输出性能差,阻碍热电性能发展。多孔 Si 与金属间非线性接触产生的大接触电阻是降低电导率的原因之一。本文利用金属辅助化学刻蚀(MACE)在 Si 衬底上形成 p 型和 n 型多孔 Si。为降低接触电阻,分别用 p 型和 n 型旋涂掺杂源(SOD)将杂质掺入 p 型和 n 型多孔 Si 表面。与未掺杂多孔 Si 样品的 Si 衬底相比,可获得欧姆接触,掺杂 p 型和 n 型多孔 Si 电导率分别提升至 1160 和 1390 S/m。与 Si 衬底相比,掺杂 p 型和 n 型多孔 Si 层比接触电阻分别降至 1.
摘要纳米生物传感器是一种便捷、实用且灵敏的分析工具,能够检测化学和生物制剂,并通过固定在信号转换器表面的生物识别元件与生物活性分子之间的物理化学检测,将结果转化为有意义的数据。凭借快速、准确、可靠的操作特性,纳米生物传感器广泛应用于临床与非临床诊断、床旁检测、医用纺织工业、环境监测、食品安全等关键领域。因此,生物传感界面的设计直接决定了纳米生物传感器的性能。纳米材料独特的理化性质为生物传感器的新型改进型传感器件铺平了道路。对具有更强感应与选择能力、更短响应时间、更低检测限及更低成本的设备日益增长的需求,推动了纳米生物材料作为生物传感器支架的创新研究。在所有纳米材料中,基于金属氧化物纳米结构、石
摘要 本文采用分子动力学模拟研究结合热辅助与振动辅助的混合加工过程中切削机制。应用改进的切削模型,考察单个振动周期内的材料去除行为和亚表面损伤形成。结果表明:混合加工过程中,主导材料去除机制可在单个振动周期内从挤出转变为剪切。随切削温度升高,裂纹生成与扩展被有效抑制,但当主导去除机制转为剪切时出现表面隆起。单振动周期内亚表面损伤形成机制随应力分布而异。工件中空位生成随温度升高变得明显,这是混合加工过程中的重要现象。 引言 单晶硅是重要半导体材料,因优异光学力学性能广泛应用于红外光学、微电子、光电子系统。但因其高硬脆性,机械加工易产生微观脆性断裂和亚表面损伤。微铣削中可产生加工诱导内部刃口崩裂
摘要 纳米羟基磷灰石(nano-HA)在再生医学领域备受关注。内皮细胞(EC)-间充质干细胞(MSC)相互作用对骨重建至关重要,但nano-HA在此过程中的作用机制尚不明确。本研究利用EC介导的间接共培养模型,探究HA纳米颗粒(HANPs)对MSC的细胞毒性及成骨诱导效应,并揭示潜在机制。结果显示:在亚细胞毒性剂量下,HANPs增加MSC活力、成骨基因表达、矿化结节形成及碱性磷酸酶(ALP)产生。这些现象依赖于EC分泌的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α),触发ERK1/2信号级联。此外,建立双阶段细胞谱系数学模型定量分析HIF-1α对MSC成骨分化的影响,证实HIF-1α在1500 pg/mL
摘要 脓毒症是机体对严重微生物感染的极端反应,引发致命且危及生命的问题。脓毒症发生时,免疫系统释放化学物质进入血液对抗感染,导致炎症并引发医疗急症。本研究从煤矿飞灰中提取纵向沸石和氧化铁纳米复合物,用于改善电容生物传感器表面特性以识别脓毒症发作。抗白细胞介素-3(抗 IL-3)抗体通过胺连接子固定在沸石-氧化铁复合电容电极表面,与脓毒症生物标志物 IL-3 相互作用。通过场发射扫描电镜(FESEM)、场发射透射电镜(FETEM)和能谱(EDX)表征纳米复合物的形貌和化学成分。约 30 nm 的纵向沸石-氧化铁纳米复合物使 IL-3 检测限达 3 pg/mL(线性范围,回归系数 R2=0.967
纳米材料