- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
[斯普林格材料科学系列] 仿生学 第279卷（面向绿色科学与技术的仿生分级结构表面）|| 结构色
摘要： 在自然界中，动植物通过色素、生物发光或结构色产生颜色（Booth 1990）。生物色素，或简称色素，是由生物体产生的物质，其颜色源于对特定光波长的选择性吸收和反射。这些包括植物和花卉色素，如植物用于光合作用的绿色色素叶绿素。许多生物结构含有色素，如皮肤、眼睛、皮毛和毛发中的黑色素。生物发光是生物体产生并发射可见光的现象，广泛存在于海洋生物以及某些真菌、细菌和陆地无脊椎动物（如萤火虫）中。结构色是通过纳米结构表面选择性反射光线而产生的颜色，这些表面的特征尺度与入射可见光波长相当（Fox 1976；Kinoshita 2008；Kinoshita等 2008；Sun等 2013；Yu等 2013）。与会随时间降解并褪色的色素不同，结构色可以长期保持，甚至在生物体死亡后依然存在。
关键词： 虹彩、纳米结构表面、生物发光、色素、结构色
更新于2025-09-23 15:21:21
-
利用MVAD方法优化钙钛矿薄膜的结晶与纳米结构表面：实现电致发光与紫外光电探测双功能光电子器件
摘要： 金属卤化物钙钛矿MAPbBr3因其可调带隙、高吸收系数、高色纯度及长载流子扩散长度等优异光学特性，在光伏与电致发光（EL）技术领域——包括太阳能电池、光电探测器、发光二极管及新兴双功能光电器件——作出了重要贡献。要实现高性能双功能光电器件，必须平衡EL过程中有效辐射复合与光电探测过程中快速激子解离之间的权衡关系。本研究通过多步气相辅助沉积（MVAD）法优化MAPbBr3薄膜的结晶度与纳米结构表面，继而建立光学模拟模型以增强其光场分布与电荷转移特性?；诟牧嫉腗APbBr3活性层，最终开发出兼具EL与紫外光电探测双功能的高性能器件，其亮度提升6.27倍且探测率提高3个数量级。据我们所知，该工作不仅报道了高性能双功能钙钛矿光电器件成果，更为相关研究者阐明了MAPbBr3薄膜水平取向表面的光场再分布过程。
关键词： 纳米结构表面，钙钛矿薄膜，多步气相辅助沉积，结晶，双功能光电子学
更新于2025-09-23 06:33:07
-
通过溅射装饰工艺设计TiO2-Ag2O复合纳米棒的纳米级表面形貌及其低浓度NO2气体传感行为
摘要： 通过两步法合成了具有不同Ag2O构型的TiO2-Ag2O复合纳米棒：首先采用水热法制备核部TiO2纳米棒，随后通过溅射沉积法沉积Ag2O晶体。通过控制Ag2O的溅射时长，制备出两种TiO2-Ag2O复合纳米棒——离散Ag2O颗粒修饰的TiO2复合纳米棒与层状Ag2O包覆的TiO2核壳纳米棒。结构分析表明该复合纳米棒具有高结晶度。精确调控Ag2O溅射时长可实现Ag2O颗粒在TiO2纳米棒表面的分散修饰；而延长溅射时间会导致大尺寸Ag2O颗粒团聚，进而在TiO2纳米棒表面形成Ag2O团簇的层状覆盖。将这些具有不同Ag2O覆盖形貌的复合纳米棒作为化学电阻型传感器用于痕量NO2气体检测，并与原始TiO2纳米棒的气敏性能进行对比，同时探讨了其增强传感性能的内在机制。
关键词： 复合纳米棒、溅射、纳米结构表面、表面修饰
更新于2025-09-12 10:27:22
-
表面多功能ZnO海胆结构的简易制备
摘要： 功能性氧化锌纳米结构表面在众多应用领域具有重要价值。本研究报道了在近室温条件下简单制备出形似海胆的氧化锌表面结构——从海胆中心向外辐射出密集排列、长度达微米级的锥形纳米针。这些氧化锌海胆结构成功地在多种不同基底（包括硅(Si)、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、铜(Cu)薄片以及种植有氧化锌纳米晶种的硅片）上以高表面密度和覆盖度形成。通过时间分辨扫描电镜观测到硅基底上氧化锌纳米结构的生长动力学过程：早期生长阶段出现"幼年"海胆结构，随后海胆纳米针的长度和密度持续增加，而尖锐的纳米针形态在整个生长过程中得以保持。同时观察到与海胆结构共生的ε-Zn(OH)2正交晶系晶体。同步辐射X射线衍射测量证实了不同生长时间纳米结构的晶体结构。 在种植晶种的硅基底上，我们发现了两阶段生长机制：先垂直排列的氧化锌纳米针阵列进行初级生长，随后在海胆状结构在纳米针阵列上方进行次级生长。实验证明了硅基底上这种具有高表面密度的尖锐纳米针海胆结构具备抗菌、减反射和润湿功能特性：首先，在大肠杆菌(E. coli)培养液中孵育24小时后，该表面能抑制细菌定殖（与对照基底——裸硅和溅射20纳米氧化锌薄膜的硅片相比）；其次，该超亲水表面（水接触角约0°）经简单硅烷化处理后可转变为超疏水表面（表观水接触角θ=159°±1.4°，接触角滞后Δθ<7°），高速摄像机捕捉到10微升水滴的弹跳现象（接触时间仅15.3毫秒）；第三，种植晶种硅基底上密集的尖锐氧化锌纳米针和海胆结构在波长范围λ=200-800纳米内呈现反射率R<1%的特性。这种通过室温简单工艺制备、可在多种基底实施的独特形貌氧化锌海胆结构，有望进一步开发多功能表面和产品配方。
关键词： 超亲水、超疏水、减反射表面、氧化锌海胆状结构、大肠杆菌、纳米结构表面
更新于2025-09-04 15:30:14