研究目的
研究第4族金属氮化物纳米晶体（TiN、ZrN、HfN）与金纳米棒在近红外光照射下的光热转换效率，以评估其在光热治疗中的潜在应用。
研究成果
第4组TMN纳米晶体（尤其是HfN）在近红外光照射下比金纳米棒表现出更高的光热转换效率，使其成为光热疗法的有前途候选材料。效率趋势受材料散射截面的影响。未来研究应聚焦于建立这些纳米晶体的表面化学特性以开展体内研究。
研究不足
该研究聚焦于特定条件（850纳米光照）下第四族金属氮化物纳米晶体的光热特性。TMN纳米晶体周围氧化壳的精确厚度难以估算，这可能影响研究结果。该研究未探索体内应用或在生理条件下的长期稳定性。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过固态复分解反应合成了第4族金属氮化物纳米晶体，并将其在850纳米光照下的光热转换效率与市售金纳米棒进行对比。采用有限元法计算研究以理解效率变化趋势。
2：样品选择与数据来源：
制备了平均直径约15纳米的过渡金属氮化物纳米晶体（TiN、ZrN、HfN）。柠檬酸盐稳定的金纳米棒购自Nanocomposix公司。
3：实验设备与材料清单：
材料包括二氧化钛、二氧化锆、二氧化铪、氮化镁、盐酸及柠檬酸盐稳定金纳米棒。设备包含Rigaku Ultima IV X射线衍射仪、Agilent CARY 5000光谱仪、Zetasizer Nano系列Nano-ZS粒度仪、日立-9500电子显微镜及连续850纳米Solis LED光源。
4：实验流程与操作步骤：
合成金属氮化物纳米颗粒并进行表征，在连续照射下测量其光热特性，监测温度变化并通过计算模拟光学性质。
5：数据分析方法：
采用Roper等人建立的模型计算光热转换效率，使用Comsol Multiphysics软件计算模拟纳米晶体的光谱特性。
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获取完整内容-
Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer
Ultima IV
Rigaku
Characterization of TMN NCs
-
Agilent CARY 5000 spectrometer
CARY 5000
Agilent
Absorption spectra collection
-
Zetasizer Nano Series Nano-ZS
Nano-ZS
Malvern Panalytical
Dynamic light scattering measurements
-
Hitachi-9500 electron microscope
9500
Hitachi
TEM imaging
-
TiO2
18 nm
U.S. Research Nanomaterials Inc.
Starting material for TiN synthesis
-
ZrO2
20 nm
U.S. Research Nanomaterials Inc.
Starting material for ZrN synthesis
-
HfO2
61-80 nm
U.S. Research Nanomaterials Inc.
Starting material for HfN synthesis
-
Mg3N2
-325 mesh
U.S. Research Nanomaterials Inc.
Reactant in the synthesis of TMN NCs
-
Au nanorods
Nanocomposix
Benchmark material for photothermal transduction efficiency comparison
-
Solis LED source
ThorLabs
Light source for photothermal measurements
-
Silicon photodiode
ThorLabs
Calibration of illumination power density
-
K-type thermocouple device
EL-USB-TC-LCD
MicroDAQ
Temperature monitoring
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