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采用低温光化学处理轻松去除不同维度纳米材料中的有机表面活性剂
摘要: 深紫外(DUV)处理是一种高效去除纳米材料中高能垒聚合物或脂肪族有机配体的方法。无论形貌和材料如何,该处理技术均可用于纳米颗粒、纳米线乃至纳米片。低压汞灯或射频放电准分子灯产生的高能光子辐射,能增强以脂肪族烷基链配体(油胺;OAm)和聚合物配体(聚乙烯吡咯烷酮;PVP)为表面活性剂的各类纳米材料基体(如银纳米颗粒、Bi2Se3纳米片和银纳米线)的导电性。特别值得注意的是,经PVP包覆的银纳米颗粒(AgNPs)在50-60°C条件下进行90分钟DUV处理后,其方阻低至0.54 Ω □?1,而相同温度下热处理的PVP包覆AgNPs方阻高达7.5 kΩ □?1。这种针对不同维度纳米材料的简易光化学处理,将成为溶液法制备纳米材料在柔性器件与可穿戴设备中的高效烧结方法。
关键词: 纳米材料、有机配体去除、光化学处理、电导率、深紫外光
更新于2025-09-22 17:51:24
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体带隙硒化铅纳米晶体的胶体合成
摘要: 硒化铅量子点(QDs)是低带隙IV-VI族半导体纳米材料,已应用于多种领域研究。通过胶体法制备可形成从小球形到大立方形纳米晶体,目前报道的尺寸上限约为17纳米。本文描述了一种两步法制备20-40纳米尺寸范围立方PbSe纳米晶体的方法:首先采用快速注射法生成约10纳米PbSe量子点,随后用额外铅和硒前驱体进行包覆处理。我们研究了两种铅试剂的应用效果——油酸铅仅能获得最大20纳米的立方体,而反应活性更高的己酸十六烷基铅则生成了具有体相带隙的更大尺寸纳米材料,但该样品同时存在团聚现象。采用X射线粉末衍射表征大尺寸应变纳米材料时需格外谨慎,因谢乐公式在此不适用,而更严谨的威廉姆森-霍尔法分析结果与电子显微镜观测一致。
关键词: 硒化铅、纳米材料、导电性、半导体、量子点
更新于2025-09-22 18:21:13
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半导体IVB族二硫化物单层Janus结构中高压电性与稳健电子迁移率的协同涌现
摘要: 压电能量采集新兴纳米机电能。原始的半导体1T-MX?(M = Zr和Hf;X = S、Se和Te)单层膜本质上是中心对称的,因此不具有压电性。这种反演对称性在其Janus单层膜(非中心对称)结构中被打破,从而使其表现出高度压电性。这为纳米级压电性带来了新维度——与电子特性的1H-MoS?单层膜不同,该压电性主要源于离子特性。密度泛函理论计算显示,这些Janus单层膜的压电系数(d?? = 4.68–14.58 pm V?1)远高于单层1H-MoS?(d?? = 2.99 pm V?1)。沿扶手椅方向施加9%单轴拉伸应变时,HfSSe Janus单层膜的d??值提升至123.04 pm V?1,达到先进钙钛矿材料的压电系数水平。压电系数中离子成分的主要贡献源于这些单层膜原子间键的离子特性占主导地位,这是由解耦的能带边缘(即硫族元素p轨道与金属d轨道之间无杂化)导致的。相反,具有耦合能带边缘的1H-MX?(M = Mo和W;X = S、Se和Te)单层膜主要通过共价键结合,使得压电性以电子贡献为主。能带边缘特性导致基于1T相Hf和Zr的二硫化物单层膜及其Janus结构中的电子变形势低于1H-MX?(M = Mo和W;X = S、Se和Te)单层膜,这使得前者的电子迁移率显著高于后者。采用Lang等人公式[Phys. Rev. B, 2016, 94, 235306]计算的载流子迁移率与实验测量的电子迁移率高度吻合。我们的预测结果强调:亟需合成这些1T-MX?半导体Janus结构以实现高压电性与优异电子迁移率的协同效应。
关键词: 纳米材料、压电、纳米机电能量、收集、新兴
更新于2025-09-22 19:39:54
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用于癌症外泌体多重鉴别的近红外余辉半导体纳米聚复合物
摘要: 作为从源细胞继承遗传和蛋白质信息的纳米级胞外载体,外泌体的检测对癌症早期诊断具有重要前景。然而,具有高特异性和低介质背景的光学传感器在外泌体检测中仍具挑战性。本研究首次开发出无需实时光照激发的发光纳米传感器,可实现癌症外泌体的多重区分。该余辉发光纳米传感器由近红外(NIR)半导体聚电解质(ASPN)与淬灭剂标记的适体静电复合而成。由于ASPN与淬灭剂间高效的电子转移,纳米复合物(ASPNC)的余辉信号初始被淬灭;而当存在适体靶向的外泌体时,ASPN/淬灭剂间距增大从而激活余辉信号。由于余辉检测在光照停止后进行,样品背景信号大幅降低,使其在细胞培养液中的检测限比荧光检测低近两个数量级。更重要的是,只需改变适体序列即可轻松定制ASPNC来检测不同外泌体蛋白。这种结构多功能性使ASPNC能对多个外泌体样本进行正交分析,有望精确定位外泌体的细胞来源以实现癌症诊断。
关键词: 光学成像、半导体聚合物、纳米材料、生物传感器、外泌体
更新于2025-09-23 02:50:56
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用于水和湿度发光检测的纳米材料
摘要: 由于水或湿度的检测在化学工业及其他领域具有重要意义,其快速灵敏的检测方法引起了广泛关注。纳米技术为构建各种用于检测水或相对湿度(RH)的发光纳米传感器提供了潜在工具。本综述介绍了不同发光纳米材料(即发光铜纳米簇、碳量子点、金属-有机框架、共价有机框架及其他纳米材料)在检测水和RH方面的最新进展,并讨论了相关挑战与机遇。
关键词: 发光检测、纳米材料、湿度、纳米传感器、水
更新于2025-09-23 03:24:36
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单个金属纳米棒上手性光学近场的主动控制
摘要: 手性光学场(以圆偏振光为典型)在纳米尺度上的局域化能增强手性与物质间的相互作用,这可能带来新颖的潜在应用。该特性使得开发超灵敏的手性分子表征方法成为可能,并通过全光学手段实现纳米尺度磁控,从而连接自旋电子学纳米光学器件。构建实用化应用离不开具有可切换手性或可控手征性的局域手性光源。当前主流的局域手性光生成方法中,光的手性由纳米材料的手性控制,这在需要改变光手性时并不方便。我们在此通过结合非手性金纳米棒与非手性线偏振光场,实验实现了高手性局域光学场的生成与主动调控。通过调整入射线偏振光相对于纳米棒轴线的方位角倾斜,可分别产生左旋或右旋圆偏振局域光学场。我们的工作有望开创手性光学场的分析应用及新型自旋电子学纳米光学器件的先河。
关键词: 近场光学、手性等离子体学、扫描近场光学显微镜、纳米材料、偏振测量法
更新于2025-09-23 12:43:51
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石墨烯材料作为对抗气态氨的高级传感策略的卓越平台
摘要: 氨气(NH3)是一种无色、有毒、具有腐蚀性和反应活性的气体,带有特征性刺鼻气味。迄今为止,对氨气浓度的定量分析主要采用传统技术(如离子色谱法)。鉴于此类应用存在的复杂性,研究者致力于开发灵敏度更高、选择性更强的氨气检测方法。在这方面,基于石墨烯的传感器因其独特的电学特性(如低电信号噪声和高载流子迁移率)以及大表面积而受到广泛关注。本文旨在评估基于石墨烯的气体传感器在有效检测氨气方面的潜在应用价值。我们通过批判性分析各类实验并理解其实际意义,力求深入把握这一具有挑战性的研究领域的最新进展。本综述通过对比基于石墨烯的氨气传感器与其他纳米材料的性能表现,以促进对该领域更全面的认识。同时,我们还总结了石墨烯技术在氨气传感领域未来发展的前景。
关键词: 石墨烯、氨气传感、纳米材料、电化学传感、气体传感器
更新于2025-09-23 16:56:35
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关键评论——用于生物成像的发射波长超过1000 nm的近红外荧光团研究新进展
摘要: 过去五年间,在合成发射波长超过1000纳米的近红外(NIR)荧光团以实现无创深层组织成像方面取得了重大进展。继硫化银(Ag2S)和硫化铅(PbS)量子点(QDs)之后,单壁碳纳米管(SWCNTs)等纳米材料作为第一代近红外荧光探针被应用,展现了1000-1400纳米波长范围(第二近红外窗口)近红外荧光成像的卓越性能。近年来,从生物医学应用角度出发,已成功合成了发射波长超过1000纳米的有机染料基近红外荧光团。本简评重点介绍第二近红外窗口内用于活体深层生物成像的纳米材料及有机染料基近红外荧光团的最新研究进展。
关键词: 生物成像、有机染料、第二近红外窗口、纳米材料、近红外荧光团
更新于2025-09-23 19:11:43
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基于凹版印刷银纳米线与石墨烯的柔性导电基底用溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料
摘要: 本研究中,通过将烷氧基硅烷功能化的两亲性聚合物前驱体引入SiO?-TiO?杂化网络制得的有机-无机(O-I)纳米杂化材料,成功用作缓冲层,在环境条件下制备出适用于溶液法加工银纳米线(AgNWs)和石墨烯的柔性、透明且稳定的导电基底。所得O-I纳米杂化溶胶(标记为AGPTi)使旋涂于AGPTi包覆玻璃上的银纳米线透光率达到99.4%,经3M胶带测试后仍保持高附着力且银纳米线无明显变化。此外,AGPTi作为高效功能缓冲层,能吸收导电材料(AgNWs与石墨烯)与刚性基底间的施加压力,显著降低方阻。基于AGPTi的柔性基底上凹版印刷的银纳米线和石墨烯分别具有490±15微米和470±12微米的均匀线宽,并均具备1000次弯曲耐久性。
关键词: 凹版印刷、柔性电子、纳米材料、导电基板
更新于2025-09-23 21:21:44
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利用ZnSe-CdSe/SiO2核壳纳米材料实现铜离子的高效电化学检测与提取
摘要: 如今,纳米结构材料因其独特性能和在广泛领域的应用效果而备受关注。本文报道了一种用于污染物监测和环境修复的ZnSe-CdSe/SiO2核壳纳米材料的简便合成方法。我们探究了该材料对水中铜离子的电化学检测与吸附去除效能。实验结果表明:ZnSe-CdSe/SiO2纳米材料对Cu(II)的电化学检测和吸附过程均与溶液pH密切相关,最佳pH值为5?;诖?,采用该材料修饰电极构建的安培传感器检出限达50微克/升。同时,作为吸附剂的ZnSe-CdSe/SiO2核壳纳米材料展现出126.25毫克/克的超高吸附容量。因此,该材料可作为环境修复的优质候选材料。
关键词: 核壳结构,吸附,铜,ZnSe-CdSe/SiO?,电化学传感器,纳米材料,萃取
更新于2025-09-24 01:27:36