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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
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硫掺杂对溶液旋涂法制备的CdSe薄膜结构、形貌及光学性能的影响
摘要： 采用简单的溶液旋涂法在玻璃基底上制备了三元化合物半导体CdSexS1-x（x=1、0.8、0.6、0.4、0.2和0）薄膜。以醋酸镉、亚硒酸氢钠和硫脲作为Cd2+、Se2?和S2?离子的源材料，三乙醇胺作为封端剂。25%浓氨水溶液既作为络合试剂，也用于将最终溶液pH调节至约11。所有样品的沉积条件（转速2000 rpm持续30秒，基底在120°C空气中干燥2分钟）保持一致。沉积后的玻璃基底薄膜在350°C下退火30分钟。X射线衍射图谱显示所有样品均为六方结构的结晶态多晶材料。多数制备薄膜沿(002)晶面呈现高度择优取向，且(002)晶面峰位随组分"x"变化发生偏移。CdSexS1-x薄膜的平均晶粒尺寸介于62.6纳米至93.4纳米之间。扫描电镜图像显示均匀沉积形貌，球形晶粒均匀分布于整个玻璃基底。CdSe0.8S0.2和CdSe0.6S0.4样品呈现特殊形貌特征——球形纳米颗粒与互联纳米纤维组合形成分级花状微结构。能谱分析证实薄膜元素Cd、Se和S的原子比化学计量比与反应溶液体积比基本一致。傅里叶变换红外光谱证实材料中形成了Cd(Se,S)键合。CdSexS1-x薄膜的光学带隙为直接带隙，范围1.82电子伏特至2.32电子伏特。随着硫元素掺入量增加，薄膜带隙相应增大。该材料因其宽域且精细可调的能带间隙特性，可作为太阳能光伏电池的吸收层材料。
关键词： 纳米纤维、旋涂法、吸收层、硫化镉、硒化镉、分级花状微结构、三元化合物半导体
更新于2025-11-21 11:18:25
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纳米复合聚合物纳米纤维光脱色水的起伏变化
摘要： 鉴于水污染呈指数级加剧导致水资源短缺，我们迫切需要能以极低能耗快速净化水的实用纳米技术系统。本文介绍了一种基于二氧化钛纳米颗粒（NPs）和聚醚砜纳米纤维（NFs）的纳米复合材料体系，该材料可吸附并光解有机水污染物（如染料分子）。我们从净化效率及纳米填料光催化活性可能影响的结构性两方面评估了该体系的优缺点：虽然该材料具有超亲水性，能通过吸附/光解作用去除水中95%的亚甲基蓝（MB），但紫外照射会导致其热机械性能下降——不过仍保持在纯NFs的性能水平。从动力学角度分析，其去除行为符合一级和二级动力学模型，且该纳米复合NFs的去除行为更符合二级动力学模型。总体而言，这些反馈表明该纳米复合材料能有效用于水处理，且其结构性能与纯材料同样可靠。
关键词： 纳米纤维、光降解、染料去除、水处理、光催化
更新于2025-11-14 17:03:37
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嵌段共聚物刷层模板法制备纳米纤维上金纳米颗粒用于表面增强拉曼散射光生理学
摘要： 在玻璃纳米纤维上吸附的纳米级薄块状共聚物（BCP）刷层薄膜，成功解决了在高曲率表面沉积密集且均匀分散纳米颗粒的长期难题，从而推动了神经递质检测用纳米传感器的改进研发。我们采用聚苯乙烯-嵌段-聚4-乙烯基吡啶（PS-b-P4VP）BCP与直径52纳米的等离子体金纳米颗粒（AuNPs），在直径低至200纳米的拉制纤维上制备该纳米传感器。该方法仅需溶液加工和等离子体清洗步骤，工艺简便。与未使用模板时相同AuNPs在同类纤维上的随机聚集相比，AuNPs在纳米纤维上的模板化组装使4-巯基苯甲酸的表面增强拉曼散射（SERS）性能提升超过一个数量级。我们推测纳米纤维形成的波长尺度透镜效应增强了SERS性能，其强度甚至能在中等激光功率下熔融玻璃纳米纤维。实验证明该纳米传感器能以比聚集态AuNPs高一个数量级的灵敏度，检测活体小鼠多巴胺能神经元共释放的多巴胺和谷氨酸等神经递质。这种BCP模板化纳米纤维兼具制备简易性与卓越性能优势，展现出其在高曲率表面高效图案化纳米颗粒的潜力，以及作为细胞生理学分子纳米传感器的应用前景。
关键词： 嵌段共聚物刷、神经科学、表面增强拉曼光谱光生理学、纳米纤维、神经递质
更新于2025-09-23 15:23:52
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碳的同素异形体：金属络合物化学、性质与应用 || 经典碳纳米结构
摘要： 众所周知，碳基纳米技术的时代始于1985年富勒烯C60的发现。碳纳米管的重新发现以及石墨烯的意外问世，为碳纳米结构的进一步发展提供了强大动力。如今，这些纳米碳材料以及纳米金刚石或纳米纤维，已可被视为"常规"的碳纳米结构。
关键词： 纳米纤维、纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯、碳纳米结构、富勒烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过先进技术制备的非典型聚苯胺纳米结构的表征
摘要： 在过去几十年中，导电聚合物一直是大量研究的主题，因此，导电聚合物的合成及其物理性质的研究具有极其重要的意义。其中一种导电聚合物是聚苯胺。本研究旨在通过四种不同的制备方法——溶胶-凝胶法、快速混合法、声化学法和超临界二氧化碳（SC-CO?）辅助聚合法来制备聚苯胺（PANI）纳米结构材料。采用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）测定所制备PANI样品的形貌，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）表征其分子结构，并利用四探针法在室温下评估合成样品的电导率，同时采用布鲁诺-埃米特-泰勒（BET）法测定样品的比表面积。所制备PANI的表征结果证实，由于采用非典型技术合成，其形貌、化学组成、结晶度、电导率和比表面积均发生了显著变化。
关键词： 超临界二氧化碳辅助聚合、纳米粒子、声化学、聚苯胺纳米结构、纳米纤维、聚苯胺表征、纳米棒、溶胶-凝胶法、快速混合聚合
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于水介质中Hg2?离子检测的比色和开启式荧光化学传感器
摘要： 设计并合成了一种基于罗丹明6G、含N-甲基咪唑核的新型荧光/比色双?；Т衅鳎糜谘≡裥约觳釮g2?离子。紫外-可见光谱和荧光光谱研究表明，该受体对Hg2?具有高选择性和灵敏度，且不受其他竞争性金属离子的显著干扰。向受体中加入Hg2?会使其从无色迅速变为粉红色，并研究了该受体在不同阳离子中对Hg2?的荧光开启响应。Job's图证实了受体与Hg2?的化学计量比为1:1。加入Hg2?离子后产生的颜色变化和荧光开启响应归因于螺内酰胺开环机制。通过1H NMR和质谱研究确认了受体与Hg2?可能的结合模式。实际应用方面，其电纺纳米纤维测试条成功应用于水介质中Hg2?离子的识别。
关键词： 传感、汞离子、纳米纤维、荧光
更新于2025-09-23 15:23:52
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压电纳米颗粒改性电纺PVDF纳米纤维膜的纳米力学、力学响应与表征
摘要： 纳米纤维膜在净水和压电纳米发电机应用中的无限可能性，凸显了理解其纳米力学响应的重要性。本研究采用静电纺丝法制备了掺杂0.01、0.05和0.1 wt%氧化锌纳米颗粒的聚偏氟乙烯（PVDF）电纺纳米纤维薄膜。通过场发射扫描电子显微镜、热重分析、水接触角测试、单轴拉伸试验和纳米压痕技术对PVDF纳米复合纤维薄膜进行了表征。研究了微量压电纳米颗粒对纳米复合纤维薄膜形貌、水接触角、动态水接触角、压电性能、热稳定性及机械稳定性的影响。采用纳米压痕技术在纳米纤维毡不同位置测试PVDF/ZnO纳米纤维薄膜的纳米级力学性能，以考察膜的弹塑性行为。最终获得的ZnO纳米颗粒改性纳米纤维膜呈现纳米级纤维结构，具有显著亲水性及优异的热学、力学与压电性能。当聚合物掺杂0.1 wt% ZnO纳米颗粒时，纳米纤维薄膜的熔融温度提升2%（170-173°C）、拉伸强度提高20%（2.418 MPa）、弹性模量增加18%（2.418 GPa）、硬度增大60%（235 MPa），压电系数达到13.42 pC/N，显示出显著增强的热学、力学及纳米力学响应。这些纳米尺度特性的认知对开发传感器与执行器、生物医学、能量收集及水过滤装置具有重要价值。
关键词： 薄膜、纳米机械响应、纳米纤维、聚偏氟乙烯、压电纳米颗粒、静电纺丝
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于提升聚偏氟乙烯基压电纳米发电机性能的纳米纤维型疏水有机材料电极的合成与表征
摘要： 采用十二烷基硫酸钠（SDS）作为阴离子表面活性剂掺杂剂，通过氧化聚合合成了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)（PEDOT）衍生物。所得聚合物材料具有纳米纤维型一维（1D）结构，分别被鉴定为聚(2-丁基-2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二噁英:十二烷基硫酸盐（PEDOT-C4:DS）和聚(2-己基-2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二噁英:十二烷基硫酸盐（PEDOT-C6:DS）。PEDOT-C4:DS和PEDOT-C6:DS中掺杂的DS阴离子比例分别为0.16和0.23。PEDOT-C4:DS和PEDOT-C6:DS薄膜的水接触角分别为76.6°和87.7°，表现出与PVDF上水类似的疏水特性。由于优异的表面匹配性，这促进了完全均匀的成膜。PEDOT-C4:DS和PEDOT-C6:DS的剥离力强于PEDOT:PSS-CNT复合材料。GIWAX分析显示，PEDOT-C4:DS形成了高度有序的edge-on结构，而PEDOT-C6:DS形成了主要由edge-on结构和少量face-on结构组成的双峰取向。PEDOT-C4:DS的电导率（σPEDOT-C4:DS=50.0 S cm-1）是PEDOT:PSS（σPEDOT:PSS=1.2 S cm-1）的41.7倍。使用这些材料作为电极的压电纳米发电机（PNGs，电极/PVDF/电极）的输出信号（最大电压/电流）为：PNG-1（PEDOT:PSS-CNT复合材料）1.25 V/128.5 nA，PNG-2（PEDOT-C4:DS）1.54 V/166.0 nA，PNG-3（PEDOT-C6:DS）1.49 V/159.0 nA。其中，PNG-2和PNG-3在9 MΩ下显示出最大压电输出功率分别为63.0 nW和59.9 nW，而PNG-1在10 MΩ下为41.0 nW。其输出功率提高了高达53.7%。压电活性材料与电极材料之间的优异表面匹配性导致了高输出功率。
关键词： 4-乙撑二氧噻吩衍生物、聚(3,纳米纤维网络、压电纳米发电机、纳米纤维、疏水性
更新于2025-09-23 15:23:52
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非侵入性可生物降解纳米颗粒-纳米纤维单剂量眼部植入物：<i>体外</i>、<i>离体</i>及<i>体内</i>评估
摘要： 目的：本研究首次开发了一种具有黏膜黏附性的可生物降解聚合物多层纳米颗粒-纳米纤维（NPs-in-NFs）基质，作为创新的单剂量非侵入性眼部植入物，有望替代传统眼部给药制剂。材料与方法：制备载有阿奇霉素的聚乳酸-羟基乙酸共聚物/普朗尼克纳米颗粒后，将其整合至静电纺丝聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维中，并测试其对眼部细菌感染的治疗效果。结果：释放和渗透研究表明，该植入物能够实现药物10天控释。结论：将纳米颗粒整合至纳米纤维中带来了多重优势，包括延长眼部滞留时间和结膜组织接触时间、精准给药、维持恒定速率的药物缓释、减少给药频率、提高生物利用度以及降低视觉和全身副作用发生率。
关键词： 纳米纤维、电纺、细菌感染、单剂量、眼部、阿奇霉素
更新于2025-09-23 15:23:52