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oe1(光电查) - 科学论文

26 条数据
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  • 利用光学镊子操控和沉积复杂功能性嵌段共聚物纳米结构

    摘要： 嵌段共聚物自组装技术已能制备多种溶液相纳米结构，其应用涵盖光电子学、生物医学至催化领域。然而要将此类材料集成至器件中，仍需实现精确定位与沉积的方法。本文阐述如何利用光学镊子捕获、操控并图案化单个圆柱形胶束及更大尺度的杂化胶束材料。通过结合全内反射荧光成像与光学捕获技术，我们可精确控制溶液中单个嵌段共聚物圆柱形胶束的三维运动，从而构建可定制阵列。研究同时证明动态全息组装技术能制备复杂杂化嵌段共聚物结构的有序可定制阵列。通过开发自动识别、捕获并同步沉积多个组装体的程序，我们将原本缓慢的制备过程显著提速，实现在分钟级（而非小时级）内完成含数百个组装体的杂化结构阵列制备。

    关键词： 光学捕获、定向组装、嵌段共聚物、自组装、纳米纤维

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 通过嵌段共聚物对晶界进行钝化以提升平面钙钛矿太阳能电池的性能与稳定性

    摘要： 有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）虽展现出优异的光伏性能，但其有机组分的固有吸湿性和挥发性导致器件对湿气和热稳定性较差。本研究报道采用嵌段共聚物F127作为钝化试剂并结合溶剂退火工艺，可有效提升相应有机-无机PSCs的性能与稳定性。研究发现，F127聚合物的亲水性聚环氧乙烷尾端能与连续钙钛矿晶粒结合并钝化晶界缺陷，而疏水性聚苯醚端基则能抑制湿气和热引发的钙钛矿分解。通过优化F127添加剂，我们在刚性基底和柔性基底上分别实现了21.01%和18.71%的冠军功率转换效率平面PSCs。该F127钝化策略为制备高效稳定钙钛矿太阳能电池提供了有效途径。

    关键词： 柔性太阳能电池、嵌段共聚物、钙钛矿太阳能电池、界面钝化、稳定性

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 基于线性超高分子量嵌段共聚物的仿生结构色

    摘要： 超高分子量（UHMW）嵌段共聚物（BCPs）是制备光子材料的理想候选材料。本研究通过活性阴离子聚合法合成了结构明确、总摩尔质量高达4432 kg mol-1的两亲性UHMW BCPs，并展示了其自组装能力。这些具有可见光至近红外波长范围（300-1143 nm）流体力学直径的BCP胶束被用于胶体晶体构建。通过调控BCP组成可观察到绚丽的结构色?？樘遄刺耈HMW BCPs的微相分离呈现出均匀畴区，并展现蓝至绿的结构色转变。最后我们展示了如何利用BCP结构控制来制备可逆切换的溶致变色光学传感器。

    关键词： 形态学、嵌段共聚物、结构色、自组装、阴离子聚合、胶束光子晶体、光子材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 使用低含量MAM制备低密度PMMA/MAM纳米多孔聚合物：生产与表征

    摘要： 为充分发挥这类材料作为高效隔热材料的潜力，需要制备低密度纳米多孔聚合物。然而其生产仍是一项具有挑战性的任务。一种有前景的方法是采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）与嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁基丙烯酸酯-聚甲基丙烯酸甲酯（MAM）的纳米结构聚合物共混物——该共混物虽能促进成核但存在明显缺陷：会阻碍实现较低相对密度。本研究探索了克服这一限制并基于此类共混物制备低密度纳米多孔材料的新策略。 首先分析了极低含量MAM共聚物的影响。研究发现使用低含量共聚物虽可避免纳米结构化，但由于具有高CO?亲和力的共聚物分子分散在基体中仍能增强成核效果，因此采用极低比例共聚物即可获得纳米多孔聚合物。其次研究了发泡温度的影响。结果表明：对于未形成明显纳米结构化的体系，气泡能更自由生长从而实现更低相对密度。研究中使用了MAM共聚物含量从10 wt%至低至0.1 wt%的PMMA共混物。本研究提出的制备策略首次成功获得了基于PMMA/MAM共混物的低密度（相对密度0.23）纳米多孔聚合物。

    关键词： 纳米结构化、气体溶解发泡、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物、嵌段共聚物、纳米多孔聚合物、纳米多孔泡沫

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 嵌段共聚物层状薄膜的激光尖峰退火分子模拟

    摘要： 我们采用分子动力学模拟方法，研究了不同加热周期长度、薄膜厚度及基底-聚合物亲和力条件下，粗?；阕碅-b-B二嵌段共聚物在薄膜软限制环境中的相行为。该模型描述了具有自由表面（空气-聚合物界面）和固体基底的薄膜形貌影响。通过验证发现：当在中性基底上形成垂直层状相时，模拟结果与激光尖峰退火实验中观察到的退火条件对有序-无序转变温度的影响变化一致，从而首次验证了模拟的可靠性。此外，针对特定嵌段选择性基底的模拟揭示了其他相态的形成，包括混合垂直-水平层状相以及具有水平但不完整层状结构的亚稳态岛状相。通过合理选择化学组分和退火条件，可以调控该岛状相的纳米级粗糙特征及其表面润湿性。

    关键词： 薄膜、纳米级粗糙度、有序-无序转变、相行为、激光尖峰退火、分子动力学模拟、嵌段共聚物

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 有序介孔TiO?吉布斯体：孔道结构与铌掺杂对紫外和可见光照射下光催化产氢的影响

    摘要： 通过聚（异戊二烯）-嵌段-聚（苯乙烯）-嵌段-聚（环氧乙烷）三嵌段共聚物的协同自组装，成功合成了具有高度有序交替螺旋二十四面体结构及精准可控15纳米介孔尺寸的纯二氧化钛与铌掺杂二氧化钛光催化剂。结合电子显微镜、X射线散射、光致发光、X射线光电子能谱、拉曼光谱及密度泛函理论模拟等多重表征发现：少量铌掺杂会导致孤立Nb??取代Ti??并引入带隙间态，而高浓度铌则倾向于形成团簇，在TiO?导带底产生浅能级陷阱态。这种螺旋二十四面体光催化剂凭借开放的三维网络结构展现出卓越的紫外/可见光产氢活性——大尺寸介孔既保障了高效孔道扩散又增强了光子捕获能力，其产氢速率突破1000微摩尔/小时（每10毫克催化剂）的空前记录，性能超基准P25-TiO?五倍以上。紫外光下铌掺杂因引入电荷复合中心导致活性降低，而可见光区活性提升三倍则归因于带隙间态带来的更高效光吸收。这种独特孔道结构还可能赋予光催化迄今未被发现的光学优势（涉及手性及超材料特性），将激发新型光-物质相互作用的前沿研究。

    关键词： 光催化、嵌段共聚物、二氧化钛、自组装

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光触发Janus纳米粒子的可逆自包裹

    摘要： 通过乳液溶剂蒸发法，利用含偶氮苯液晶（LC）介晶的嵌段共聚物制备出雪人状Janus纳米粒子（NPs）。该Janus NPs中含偶氮苯的聚甲基丙烯酸酯（PMAAz）头部处于具有有序条纹的近晶相液晶态，在紫外光照射下因反式/顺式异构转变而变为无定形态并发生膨胀，从而包裹住另一头部。这种自包裹的纳米粒子可通过可见光照射恢复原始形状及液晶态。该策略有望实现通过光远程触发对不同负载物的可编程装载与释放。

    关键词： 乳液溶剂蒸发法、偶氮苯、液晶、嵌段共聚物、Janus纳米粒子、可编程负载与释放、紫外光照射、可见光照射

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 卤键增强嵌段共聚物中纳米结构的有序排列与高效光取向

    摘要： 通过超分子自组织在聚合物薄膜中制备并操控宏观有序的纳米结构，在科学技术层面都极具吸引力。本研究将卤键（XB）引入嵌段共聚物，通过卤键驱动的超分子自组装促进其微相分离过程。据我们所知，这是利用新兴超分子相互作用——卤键来精妙调控聚合物纳米结构的极少数范例之一。由聚环氧乙烷和含偶氮吡啶的聚甲基丙烯酸酯组成的非介晶嵌段共聚物，通过1,2-二碘-3,4,5,6-四氟苯与偶氮吡啶基团以1:1最佳摩尔比形成的卤键相互作用，转化为超分子液晶聚合物。作为对比，虽然也制备了氢键液晶聚合物，但未获得类似的有序性增强效果，这表明卤键的高方向性及其产生的超分子介晶有序性在增强聚合物薄膜纳米结构有序性中起关键作用。此外，通过操控线性偏振光照射该含卤键的液晶嵌段共聚物，还实现了与超分子介晶取向方向一致的纳米结构高效光致排列和光致重取向，这对开发新一代先进复合液晶（LC）材料具有重要前景。

    关键词： 卤键、超分子自组装、光致取向、嵌段共聚物、纳米结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 有机/无机杂化光氧化还原催化剂介导的光控RAFT聚合：催化效率的提升

    摘要： 有机/无机杂化光氧化还原催化剂介导的光控RAFT聚合：催化效率的提升。金属卟啉（MTPPs）在光能转化引发光诱导电子转移-可逆加成-断裂链转移（PET-RAFT）聚合中起重要作用，其中四苯基锌卟啉（ZnTPP）备受关注。然而卟啉在二甲基亚砜（DMSO）等某些有机溶剂中的自聚集效应会导致MTPPs激发态猝灭，并以浓度依赖性方式降低其光催化能力。本研究通过将多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）与ZnTPP连接，制备了ZnTPP-POSS有机/无机复合物。在绿色光（λmax=515 nm，3 mW cm?2）催化的PET-RAFT聚合中，该光催化剂的聚集得到有效抑制。与ZnTPP相比，使用ZnTPP-POSS作为光催化剂时，不同单体的反应均得到良好控制且反应速率加快。通过链增长反应成功制备了结构明确的嵌段共聚物，证实了该聚合方法具有高度保真性。

    关键词： 光控可逆加成-断裂链转移聚合，PET-RAFT聚合，有机/无机杂化光氧化还原催化剂，嵌段共聚物，ZnTPP–POSS

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 铜纳米粒子阵列介导的III-V/Si集成：在串联太阳能电池中的应用

    摘要： III-V族材料与晶体硅（c-Si）的集成是设计高性能光电器件（包括太阳能电池）的一条有前景的途径。我们此前利用独特的半导体键合技术（称为"智能堆叠"）报道了高效III-V/Si叠层电池。传统智能堆叠电池中，钯纳米粒子（NP）阵列常被用作III-V与c-Si之间的键合介质；但从经济角度考虑，使用其他低成本金属更为理想。因此，本研究聚焦铜的可能性。我们采用聚苯乙烯-嵌段-聚2-乙烯基吡啶（PS-b-P2VP）基嵌段共聚物制备铜纳米粒子阵列：通过预载Cu2?离子的自组装PS-b-P2VP胶束起始，获得了理想的铜纳米粒子阵列。当将GaAs子电池堆叠在去除自然氧化层的c-Si子电池上形成的铜纳米粒子阵列上时，确认了良好的键合特性（低电阻界面）。采用InGaP/GaAs顶部子电池和c-Si底部子电池构成的三结结构，已实现高达25.9%的转换效率。通过热循环和湿热测试验证了铜纳米粒子阵列介导的智能堆叠电池的长期可靠性。因此，我们成功证实不仅钯，铜也能用于实现高效智能堆叠电池。

    关键词： III-V族化合物、铜、嵌段共聚物、太阳能电池、串联结构、纳米粒子、硅、自组装

    更新于2025-09-23 15:19:57