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应变单壁碳纳米管的I-V特性与电导率
摘要： 我们提出了一种研究应变单壁碳纳米管（SWCNTs）I-V特性和电导率的新方法。这些电子输运特性已在零温条件下，针对锯齿型、扶手椅型和手性SWCNTs在一维张力和扭转应变影响下进行了理论研究。采用紧束缚近似下的能谱解析表达式，通过Landauer-Büttiker形式体系计算了诱导电流和电导率。研究表明：未应变碳纳米管在初始电压值下的电导率会呈现离散值——半导体型SWCNTs为0，导体型SWCNTs为4(e2/h)。I-V特性中扭结的出现源于SWCNTs的离散电子能谱，其位置和数量会随应变过程改变。扶手椅型(5,5)CNT在扭转应变作用下电导率降至零，因此该导体型SWCNTs会在临界应变值转变为半导体型；而施加一维张力时其电导率完全不变。锯齿型(10,0)CNT表现出不同行为：一维张力和扭转应变分别导致其电导率快速下降和轻微降低。研究发现手性(10,9)CNT的电导率受所考察应变影响不显著。更有趣的是，我们采用紧束缚近似研究了手性(10,9)CNT在一维张力和扭转应变下的能带结构。
关键词： I-V特性、机械应变、紧束缚近似、单壁碳纳米管、电导率
更新于2025-09-10 09:29:36
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用于开发成像蒽环类抗生素的红外纳米传感器的化学计量学方法
摘要： 在生物环境中生成、识别和验证用于成像分子靶点的光学探针仍是一项挑战。利用单壁碳纳米管固有近红外荧光特性的合成分子识别方法，为组织中长期生化成像提供了有前景的途径。然而，要生成能选择性成像分子靶点的纳米传感器，需要采用启发式方法。在此，我们提出一个化学计量学平台，可快速筛选候选单壁碳纳米管纳米传感器库对生化分析物的响应，量化其对维生素、神经递质和化疗药物等小分子的荧光反应。我们进一步证明该方法可用于识别能选择性调节候选纳米管固有近红外荧光的生化分析物。通过化学计量分析，不仅能鉴定出纳米传感器-分析物"有效组合"，还能确定最适合转化为生物成像的纳米传感器荧光信号模式（如波长偏移）。运用此方法，我们鉴定并表征了一种针对化疗药物蒽环类阿霉素的纳米传感器——该传感器能产生高达17纳米的荧光红移，检测限达8微摩尔，与治疗给药时常见的阿霉素峰值循环浓度相当。我们证明了该纳米传感器对常与阿霉素联用的化疗药物达卡巴嗪具有选择性。最后，通过将纳米传感器植入小鼠后肢并测量其对外源阿霉素给药的响应，我们证实了该纳米传感器在肌肉组织成像中的组织相容性。这些结果推动了化学计量学方法在纳米传感器研发中的应用，可用于长期监测药物在组织中的分布及实时追踪药物蓄积过程。
关键词： 荧光响应、单壁碳纳米管、红外纳米传感器、生物成像、阿霉素、化学计量学方法、蒽环类抗生素
更新于2025-09-09 09:28:46