摘要 利用双波混合动态全息技术研究了光折变混合液晶(LC)单元的非线性光学响应。LC 单元包含由微米级光子晶体构成的非均匀硅衬底。薄 LC 层夹在硅衬底和覆盖透明(ITO)电极的平坦玻璃衬底之间。通过两束激光的双波混合并在单元上同时施加直流电场,在 LC 体积中诱导了动态衍射光栅。发展了拉曼-纳特自衍射理论模型。该模型允许基于双波混合实验数据计算薄样品的非线性光学特性,并考虑吸收和/或散射光损耗。混合 LC 单元展现出强非线性光学效应,有望用于电光微系统(如 SLM)及多通道系统等众多应用。 背景 光处理系统的主要优势在于利用光子学的高时域和空域带宽。在这些系统中,调制光的器件是基本组件。空
摘要 本文报道了对紧邻 InGaAs 应变释放底层量子阱的多层堆叠 InAs 量子点非典型温度依赖光致发光特性的实验与理论研究。该 InAs/InGaAs/GaAs 量子点异质结构采用固态分子束外延(SS-MBE)生长,并通过光致发光(PL)、光谱椭偏测量(SE)和皮秒时间分辨光致发光进行表征。样品的 PL 谱中观察到独特的双发射峰。通过激发功率依赖和温度依赖 PL 测量,这些发射峰被归因于两种不同尺寸群体 InAs 量子点的基态跃迁。利用 PL 技术在 10–300 K 温度范围内进行了发光测量。低温 PL 显示出低能侧的异常发射,归因于深能级复合。PL 峰能量呈现异常行为,这是局域载流子与
摘要 贵金属纳米颗粒——以其等离子体和电催化优势著称——与静电纺丝聚合物纳米纤维——以卓越力学和热学属性闻名——的协同作用,催生了具有前所未有功能的混合体系。本综述综述将贵金属NPs整合进静电纺丝纤维的近期策略,并展示此类复合材料如何在化学传感器中解锁卓越灵敏度、耐久性、柔韧性和选择性。该领域持续进步有望在多个科学领域产生广泛影响。 综述 背景 纳米科学快速演进释放出大量实际应用,从空气过滤、伤口敷料到药物递送、检测、能源生产、食品包装[1–10]。因纳米材料理化性质常与块体截然不同,开发出多种合成策略,包括模板合成[16]、自组装[17]、静电纺丝[18,19]。其中静电纺丝作为制备一维(1
摘要 我们利用纳秒脉冲激光(ns激光)在真空或氧气氛中制备黑硅(BS)。值得注意的是,室温光致发光(PL)测量显示退火后BS表面呈现强烈可见光发射。普尔塞尔腔结构中出现近600 nm显著激光峰。详细PL分析表明氧掺杂硅纳米晶电子态是可见光发射主要来源,在~400、560、700 nm处呈现明显峰值。这些发现提示了一条通往硅基白光器件的可行路径。 背景 体硅因1.12 eV间接带隙表现出差劲发光效率。然而,将高效硅发光器集成芯片仍是下一代光电子学首要任务。近年研究报道低维硅纳米结构(特别是脉冲激光加工产生的黑硅BS)室温可见光发射[1–6]。飞秒和纳秒脉冲激光显著改变硅光学性质,BS可见光发射引
摘要 我们研究了IV–VIB族金属硼化物、碳化物及碳化硅高纯纳米粉末(主相91.8–97.6%,平均粒径32–78 nm)在标准镍电解液中的腐蚀行为。量化电解液pH、温度、暴露时长对耐蚀性的影响。结果显示,同族硼化物与碳化物纳米粉末耐蚀性相当,在碱性介质中呈现本质无限诱导期。碳化硅纳米粉末则在所有测试酸性条件下保持高耐蚀性。 背景 复合电化学镀层(CEP)性能取决于增强粉末耐腐蚀稳定性。硬化相(如硼化物)在电解液中非预期溶解会损害镀层完整性、限制材料选择。既往研究常忽略粉末溶解,导致含氧化锆硼化物铬酸镀液中分散强化说法过于乐观。因此,系统评估纳米结构硼化物、碳化物在镍电解液中耐蚀性至关重要,特
摘要 抗生素耐药性仍是全球关键健康挑战,由细菌适应驱动:药物修饰、靶点改变、渗透性降低、外排泵主动外排。外排泵不仅排出抗生素,还调节驱动生物膜形成的群体感应分子,这是慢性感染关键因素。金属纳米颗粒作为有前景的外排泵抑制剂崭露头角;通过阻断这些转运蛋白,可恢复常规抗生素效力并减少生物膜形成。本综述考察金属纳米颗粒与抗生素协同作用近期证据,聚焦外排泵抑制与生物膜破坏。 综述 生物膜相关慢性感染因生物膜屏蔽细菌免受宿主免疫和抗生素攻击而难以根除[1]。生物膜基质是将急性感染转化为持久、难治状况的主要屏障[2]。据美国国立卫生研究院和疾控中心,65–80%传染病由生物膜形成细菌引起,尤以革兰氏阴性菌铜
摘要 本文报道一种高灵敏非酶法尿酸(UA)测定方法,利用可见光照射电沉积金纳米颗粒(AuNPs)修饰的玻碳电极(GCE)。扫描电镜(SEM)确认AuNPs为良好分散球形颗粒,平均直径26.1 nm。循环伏安(CV)和差分脉冲伏安(DPV)研究揭示可见光通过AuNPs表面等离子体共振(SPR)效应显著增强响应电流幅值和稳定性。DPV显示峰电流与UA浓度在2.8–57.5 µM范围线性相关,Ipa (µA)=0.0121 cUA (µM)+0.3122 (R²=0.9987)。结果证明可见光增强Au/GCE作为可靠尿酸电化学传感器的潜力。 背景 尿酸是嘌呤代谢终产物,其血液和尿液浓度作为痛风、肾病
摘要 取代掺杂将定制原子杂质引入宿主材料,可潜在提升其性能。然而,天然纳米粘土矿物经金属掺杂后的结构与电子演化知之甚少。本文报道利用饱和AlCl₃溶液对哈洛伊石纳米管(HNT)进行简便镧(La)掺杂方案。综合表征——包括XRD、TEM、FTIR、XPS、BET及DFT计算——确证La取代氧化铝层中Al,扩大层间间距并创造表面可及羟基。当11 wt% CdS纳米颗粒(~5 nm)锚定于La掺杂HNT(La-HNT)上,复合材料在模拟阳光下实现47.5 µmol h⁻¹氢析出速率,显著超越未掺杂CdS/HNT(26.0 µmol h⁻¹)。这些结果展示了稳健的金属离子掺杂策略,并为铝硅酸盐粘土取代
摘要 三维石墨烯网络(3DGN)提供连续高质量骨架可增强TiO₂光催化剂。然而,3DGN有限缺陷密度阻碍其与TiO₂纳米颗粒紧密接触——这对高效电子传输至关重要——并限制污染物分子吸附。相反,氧化石墨烯还原片(RGO)拥有丰富表面官能团,可作为活性吸附位点并促进电荷传输。通过将RGO和3DGN共掺入TiO₂,我们实现了协同复合材料,显著增强化学吸附并产生更高产率活性氧化物种。优化RGO负载比例显著提升整体光催化性能,苯酚降解研究证实了这一点。 背景 石墨烯卓越导电性和巨大BET比表面积使其成为TiO₂光催化剂理想改性剂[1]。但常规RGO纳米片缺陷密度高且形貌不连续,限制理论性能发挥。三维石墨
摘要 碳包覆二氧化硅纳米颗粒锚定在多壁碳纳米管上(SiO₂@C/MWNT复合材料)通过简便溶胶-凝胶法合成,随后热处理。扫描和透射电镜(SEM、TEM)研究证实碳包覆SiO₂纳米颗粒致密锚定在柔性MWNT导电网络上,促进快速电子和锂离子传输,改善复合材料结构稳定性。制备的三元复合材料负极展现优于无MWNT对应物(SiO₂@C)的循环性能和倍率性能。SiO₂@C/MWNT复合材料在100 mA g⁻¹电流密度下第二放电循环表现出744 mAh g⁻¹高可逆放电容量,即使在1000 mA g⁻¹下仍保持475 mAh g⁻¹容量,显示优异倍率性能。这种增强的电化学性能与其独特的核壳和网络结构及组分
摘要 本研究通过简便溶剂热法合成Sb/坡缕石(PAL)复合材料,首次应用于对硝基苯酚催化加氢。结果显示,2–5 nm Sb纳米颗粒良好分散于PAL纤维上,同时也有<200 nm的部分团聚Sb颗粒负载。9.7% Sb质量含量的Sb/PAL复合材料表现出优异催化性能,5 min内将对硝基苯酚转化率提升至88.3%,归因于Sb与PAL纳米颗粒的协同效应,促进对硝基苯酚吸附与催化加氢。 背景 锑作为功能材料备受关注[1,2]。近期研究显示锑膜电极具有氢析出有利负过电位特性[3]。利用烷基胺与Sb纳米颗粒相互作用制备磁性纳米颗粒负载锑催化剂,应用于废水处理[4]。然而,Sb颗粒因高表面能易团聚,严重阻碍
摘要 本研究设计了一种基于N-乙烯酰胺主链的双刺激响应共聚物,融合热响应与光响应。引入甲氧基乙基取代基增强亲水性,接枝偶氮苯单元赋予光敏性。所得聚物N-(甲氧基乙基)-N-乙烯甲酰胺经自由基聚合与N-乙烯甲酰胺共聚。随后在主链邻近N位连接偶氮苯,获得聚(N-乙烯甲酰胺)衍生物,其纳米级聚集行为由N位疏水相互作用驱动,可通过热和光精准调控。 背景 高分子科学中,整合多刺激响应——如热-氧化还原、热-盐、热-pH——对高级应用至关重要[1–3]。低临界溶解温度(LCST)行为研究深入,结合光响应基团(特别是偶氮苯衍生物)可得能精准环境控制的聚合物[17–22]。此类聚合物在水溶液中的可控聚集是靶向
摘要 本文利用油胺和油酸作为双配体,通过水热还原二价铜离子大规模合成了超长铜纳米线(CuNWs)。CuNWs质地坚硬且呈线性,这与石墨烯纳米片(GNPs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)截然不同。重点研究了三种纳米材料填充硅橡胶复合材料的热学性能及模型。仅1.0 vol.% CuNWs负载量即实现高达215%的导热增强,远超GNPs和MWCNTs。这得益于长度超100 μm的超长CuNWs促进形成高效导热网络,从而大幅提升导热系数。 背景 铜是仅次于铁、铝的第三大商用金属,因其储量丰富及优异的强度、延展性、导电导热性备受关注[1–3]。近年来,纳米结构因其优异理化性质及在电子器件中的潜在应用日益
摘要 本文首次报道采用水热辅助烧结路线合成多孔中空LiNb₃O₈负极材料,并阐明了其相演变与结构形成机制。独特的多孔中空形貌源于锂挥发导致的局部液相形成。作为负极,该材料在0.1 C下首次放电容量达285.1 mAh g⁻¹,为LiNb₃O₈报道最高值。50圈后可逆容量保持77.6 mAh g⁻¹,约为常规制备样品的2.5倍。卓越性能归因于多孔中空结构提供的高密度活性位点和短Li⁺扩散路径。 背景 中空多孔纳米结构在催化、储能、环境修复、药物递送和传感等领域备受关注[1–4]。在锂离子电池(LIBs)中,开放框架电极提供丰富活性位点和连续Li⁺嵌入通道,提升倍率性能和循环稳定性[5–6]。然而
摘要 结构相变与位错动力学的耦合增加了对铈纳米尺度变形机制理解的复杂性。本研究采用分子动力学(MD)方法揭示铈在金刚石超精密切削过程中的变形机制。构建了包含经验推导的Ce–Ce和Ce–C势函数的MD模型,并评估了两种面心立方(fcc)铈相的弹性响应。模拟结果表明,位错滑移主导塑性变形,而径向分布函数分析显示加工表面和切屑中仅发生微弱的γ→δ相变。参数研究确定了获得高质量加工表面的最佳切削条件。 背景 铈(Ce,Z=58)是一种因其独特的力学、物理和化学性质而备受重视的稀土金属。表面形貌关键影响铈零件的性能、耐腐蚀性和储氢行为[1–3]。金刚石超精密切削可制备超光滑表面并最小化亚表面损伤[6,7
摘要本文设计并利用有限差分时域(FDTD)仿真优化了一种紧凑超材料吸收器(MA),基于六方阵列钛氮化物(TiN)纳米圆盘和单层二硫化钼(MoS₂)。TiN/SiO₂/Al堆叠结构中,0.625 nm MoS₂层置于TiN圆盘下方,在可见光谱(400-850 nm)实现平均吸收率98.1%。峰值吸收接近100%,正常入射下偏振不敏感,使其成为光伏和集光应用的有力候选。研究背景90%吸收,但短波长性能仍受限。单层MoS₂为直接带隙半导体,在蓝光-UV区强吸收、载流子迁移率优异,是宽带增强的理想添加剂。结合TiN纳米圆盘与MoS₂单层,旨在填补短波长吸收空白同时保持长波长高性能。方法吸收器结构:0.
摘要本研究开发叶酸(FA)偶联聚(D,L-乳酸-共-乙酸)(PLGA)-脂质复合材料(FA-PL)作为纳米载体,实现难溶抗癌药紫杉醇(PTX)的靶向递送,形成FA-PLP纳米颗粒。进一步利用放射性示踪剂¹³¹I标记FA-PLP纳米颗粒(FA-PLP-¹³¹I),评估细胞摄取、体内血液循环和生物分布。FA-PLP-¹³¹I呈球形、稳定性好、粒径分布窄(165.6-181.2 nm)、平均Zeta电位-22.1 mV。共聚焦激光扫描显微镜显示靶向分子FA促进PLP-¹³¹I被黑色素瘤B16F10细胞摄取,γ计数器测定¹³¹I活性的细胞内摄率进一步确认。无药物FA-PL-¹³¹I低细胞毒性、生物相容
摘要基于甲酸铵锡碘(FASnI₃)和铯锡碘(CsSnI₃)的无铅钙钛矿太阳能电池为传统含铅器件提供可持续替代。本工作结合溶剂工程与反溶剂滴加技术,制备高质量钙钛矿薄膜。FASnI₃前驱体引入10 mol% SnCl₂抑制Sn⁴⁺形成,CsSnI₃溶液采用10 mol% SnF₂抑制Sn²⁺氧化。选择甲苯或氯苯作反溶剂,实现薄膜全表面覆盖,并评估环境条件下氧化稳定性。研究为可放大、环境友好的锡基钙钛矿光伏铺平道路。研究背景有机-无机卤化物钙钛矿光伏领域飞速发展,功率转换效率(PCE)从2012年9%提升至近年22%以上。高效器件多依赖含铅组分(MAPbI₃、FAPbI₃)。但铅固有毒性限制商业化
摘要 我们研究了分子量(MW)分别为 3 000 与 13 300 的聚(3-己基噻吩)(P3HT)薄膜的结构与光致发光(PL)性质。高分子量 P3HT 仅形成单一层状堆积(I 型),而低分子量 P3HT 可按加工条件结晶为 I 型或替代的 II 型。通过优化制备条件——特别是滴铸法——我们制得 II 型污染极少的薄膜。其 PL 光谱与 I 型显著不同,证实光谱位移源于 II 型更大的链间距(≈ 4.4 Å),削弱了链间耦合。 研究背景 聚(3-烷基噻吩)(P3AT)是典型的 π 共轭聚合物,能在加工条件调控下形成多种晶体结构。高分子量 P3AT 通常形成层状 π-堆积相(I 型),主
摘要本文研究了硫酸根离子对TiCl₄水解合成纳米分散TiO₂的影响。数据表明,硫酸根与八面体配位钛羟基单体形成的螯合和桥联双齿配位配合物共同决定了锐钛矿相的成核过程。研究背景超细TiO₂因广泛应用备受青睐:环境光催化(有害有机物降解、废水处理、NOₓ/SOₓ治理)、传感器技术、太阳能电池等新兴领域。其催化性能、光敏性、吸附能力取决于相组成、粒径和表面状态。减小粒径显著提升催化活性,光催化行为对TiO₂多型(锐钛矿、板钛矿、金红石)高度敏感。选择能精确控制理化属性的合成路线至关重要。溶胶-凝胶法灵活性无与伦比,可通过前驱体类型、水解条件、温度、pH调控纳米颗粒成核生长。传统用钛醇盐前驱体,但廉价
纳米材料