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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 通过定制PVDF基薄膜聚合物纳米复合材料中分层结构TiO2-BaTiO3-TiO2纳米填料的界面显著提高能量密度

    摘要： 具有高击穿场强和高介电常数的介电聚合物纳米复合材料因其潜在的介电与储能系统应用，在现代电气电子工业中备受关注。纳米材料的界面在提升聚合物纳米复合材料介电性能方面起着关键作用。本研究开发了聚多巴胺（dopa）功能化的TiO?-BaTiO?-TiO?（TiO?-BT-TiO?@dopa）核@双壳层纳米颗粒作为高能量密度电容器的新型纳米填料。这种分层设计的纳米填料既能调控聚合物基体周围的界面，其核心与外层TiO?壳因高导电性可作为电容极板，中间BT层因高介电常数充当介电介质，从而形成独立电容单元。电学表征显示，相较于PVDF、TiO?/PVDF、TiO?@dopa/PVDF和TiO?-BT@dopa/PVDF等聚合物纳米复合材料，TiO?-BT-TiO?@dopa/PVDF具有最高的相对介电常数（ε?）、击穿强度（E_b）及能量密度。在1kHz下其ε?达12.6，在3128kV/cm场强下能量密度为4.4J/cm3，显著优于商品化双向拉伸聚丙烯（BOPP）——后者在更高场强6400kV/cm下仅具2.2的ε?和1.2J/cm3的能量密度。这些成果为设计具有界面调控的核@多壳层纳米填料的高性能聚合物纳米复合电容器新架构开辟了新途径。

    关键词： 电容器、聚合物纳米复合材料、核壳纳米材料、电介质、钛酸钡纳米颗粒

    更新于2025-11-14 15:19:41

  • PFOT:PC61BM复合材料中自旋辅助电荷传输的光诱导电子顺磁共振研究

    摘要： 通过直接光诱导电子顺磁共振（LEPR）光谱研究了由窄带聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(联噻吩)]（PFOT，F8T2）共聚物与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM）球体形成的复合材料在体异质结中，受红外-可见-紫外光子激发产生的极化子自旋和甲川富勒烯自由基阴离子的磁共振、弛豫及动力学参数。研究表明，由于共聚物基体的无序性会形成自旋陷阱，部分极化子被其捕获。此类陷阱的数量、空间分布及能级深度取决于复合材料的结构与形貌。电荷载流子的主要参数由自旋系综的交换相互作用及光子能量共同决定。共聚物基体内自旋陷阱的形成及不同自旋包间的交换作用，导致该复合材料磁共振与电子参数对激发光子数量及能量呈现极端敏感性。实验证实共聚物基体内局域极化子占主导的光生过程，当复合材料受能量接近1.8和2.7 eV的光子照射时，该过程显著加速。两种电荷载流子的复合过程可用二级双分子反应描述。研究发现，在2.6和2.1 eV光子能量附近，由于这些电荷载流子的交换相互作用，极化子与甲川富勒烯自由基阴离子对有效顺磁磁化率的贡献显著增强。极化子迁移率在整个光子能量范围内呈单调变化，而甲川富勒烯球体的转动自旋动力学在2.0和2.7 eV光子能量附近显著加快。

    关键词： 聚合物纳米复合材料、自旋复合、输运性质、自旋相互作用、极化子、光诱导电子顺磁共振

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于PLA/TiO2的聚合物复合材料的制备与表征及其在抗菌包装中的应用

    摘要： 制备了以聚乳酸（PLA）为基体、填充二氧化钛（TiO?）纳米颗粒的聚合物复合材料。本研究旨在探究TiO?对大肠杆菌（DH5α）菌株的抗菌作用，以获取其在食品及农产食品工业中的潜在应用信息。通过两步法制备PLA/TiO?体系：先溶剂浇铸后热压成型。研究针对粒径（21 nm和<100 nm）与颗粒含量（0%、1%、5%、10%和20%，质量百分比）进行表征分析。X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）的结构表征显示，TiO?纳米颗粒的存在未引起聚合物结构的显著变化。热性能表征表明，差示扫描量热法（DSC）测得的热转变不受粒径或含量影响，而热重分析（TGA）显示降解温度随颗粒含量略有升高。研究了复合材料表面对DH5α大肠杆菌的细菌生长及生物膜形成情况。结果表明TiO?纳米颗粒能减少胞外聚合物（EPS）含量并抑制细菌生长。当PLA中引入1% TiO?纳米颗粒时，Kirby-Bauer法估算的抑菌距离翻倍，但更高含量的TiO?纳米颗粒未呈现显著差异。

    关键词： 抗菌包装、聚乳酸（PLA）、聚合物纳米复合材料、二氧化钛纳米颗粒

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 拉曼光谱 || 通过拉曼光谱研究的石墨烯纳米复合材料

    摘要： 本章旨在对拉曼光谱研究的石墨烯纳米复合材料进行总体介绍。因此，本章首先简要描述碳同素异形体的主要拉曼谱带。随后章节将简明对比单壁碳纳米管（SWCNTs）、多壁碳纳米管（MWCNTs）、富勒烯与石墨烯的特性。重点研究碳同素异形体拉曼光谱中的特征信号——显著的D峰和G峰。具体而言，本章将概述石墨烯及不同类型氧化石墨烯的拉曼光谱。最后部分专门讨论石墨烯纳米复合材料。

    关键词： 碳纳米管、石墨烯拉曼谱带、氧化石墨烯、聚合物纳米复合材料、碳的同素异形体

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂Y2O3:Yb3+/Er3+/Tm3+纳米晶的PMMA纳米复合材料的上转换发光性能

    摘要： 通过海藻酸辅助凝胶化热分解法合成了三掺杂Yb3?、Er3?、Tm3?离子的Y?O?纳米晶体，经800°C退火24小时处理。采用超声浴中自由基聚合方法将纳米粉体嵌入PMMA基体。X射线衍射和透射电镜测试表明，PMMA基体中纳米晶体的晶粒尺寸显著减小且分布均匀。使用975nm二极管激光器测量了退火纳米粉体及PMMA复合材料在400-850nm波长范围内的上转换发光特性。研究发现纳米粉体与PMMA纳米复合材料中红、绿、蓝上转换发光的相对强度对Er3?浓度和激发功率密度的依赖关系存在差异。PMMA纳米复合材料上转换发光的CIE-1931色坐标在不同激发功率密度下表现出优异的色彩稳定性，这使其在光子学领域具有潜在应用价值。

    关键词： 颜色可调发射、上转换发光、聚合物纳米复合材料、颜色稳定性、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 通过表面活性剂辅助电渗流实现高κ值二氧化锡/聚合物纳米复合材料中精细降低的介电损耗与电导率

    摘要： 过去几十年间，人们发现界面极化和电子渗流机制对含导电纳米颗粒的聚合物基纳米复合材料的介电与导电性能具有显著影响。虽然复合材料的高介电常数已取得重大突破，但实现高介电常数、低介电损耗与低导电性的精妙平衡仍面临巨大挑战。本研究未采用昂贵的无机导电纳米填料表面有机改性方法，而是引入少量聚乙烯吡咯烷酮表面活性剂制备含二氧化锡纳米颗粒的三元聚合物基纳米复合薄膜，并将其介电与导电性能与不含该表面活性剂的二元复合材料进行对比。实验证实该表面活性剂通过改善界面相容性和抑制界面气孔，对复合材料高介电常数与低损耗/低导电性的综合优异电学性能产生积极影响。当填充量为10体积%、偏置电压1V、频率1kHz时，三元纳米复合材料的介电常数约175，损耗约0.35，电导率约1.8×10?? S/cm。该研究为通过简便引入第三组分表面活性剂实现高性能复合电介质材料的大规模制备开辟了新途径。

    关键词： 表面活性剂、二氧化锡、介电性能、聚合物纳米复合材料、电渗流

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高发光氧化石墨烯量子点的量子产率优化及其在阻变存储器件中的应用

    摘要： 采用简便的酸处理化学方法，在不同pH值的水介质中切割氧化石墨烯(GO)片层以提取氧化石墨烯量子点(GOQDs)。在pH11条件下合成的GOQDs表现出强烈的蓝色发光和激发依赖的光致发光(PL)光谱。通过拉曼光谱和傅里叶变换红外(FTIR)分析分别证实了GOQDs中存在缺陷相关态和含氧官能团。高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)分析表明GOQDs尺寸分布在~2.0至8.0 nm范围内，层间距为0.245 nm。原子力显微镜(AFM)测量证实GOQDs形貌高度在~6.0-9.0 nm范围内。将不同pH值合成的GOQDs分散于聚乙烯醇(PVA)基质中并旋涂制备聚合物纳米复合材料(PNCs)器件。电学研究表明这些器件呈现一次写入多次读取(WORM)特性，且阈值电压(VSET)随GOQDs pH值升高而增大。pH1条件下合成的GOQDs器件获得了极低的VSET ~ -0.9 V和ION/IOFF ~104。为验证稳定性，对PNCs器件进行了长达104秒的保持测试。通过构建合适的能带图讨论了复合器件中的载流子传输机制。

    关键词： 聚合物纳米复合材料、氧化石墨烯量子点、蓝光发射、一次写入多次读取、量子产率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过使用酸化衍生物的多壁碳纳米管（MWCNT）作为分散剂，开发增强的多壁碳纳米管（MWCNT）导电聚合物纳米复合材料

    摘要： 原始多壁碳纳米管（MWCNTs）在聚合物基体中的团聚现象，极大限制了MWCNTs基聚合物纳米复合材料的有效导电增强性能。本文通过硝酸酸化MWCNTs的辅助作用，实现了原始MWCNTs的良好分散。所制备的混合MWCNTs被用于制备混合MWCNTs巴基纸及混合MWCNTs/聚乙烯醇缩丁醛（PVB）纳米复合材料。该混合MWCNTs分散体系在3个月内保持良好的分散稳定性?；旌螹WCNTs巴基纸的制备表明，其本征电导率达25.1±0.2 S/cm，高于原始MWCNTs的23.3±0.2 S/cm?；旌螹WCNTs/PVB纳米复合材料的SEM图像显示，混合MWCNTs在PVB基体中呈均匀分布。该纳米复合材料的导电性能显著提升，其渗流阈值低至0.44±0.05 wt.%，临界指数高达3.57。

    关键词： 多壁碳纳米管（MWCNTs）、导电增强材料、多壁碳纳米管、分散剂、聚合物纳米复合材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于自组装层状结构的机械坚固且宽频带黑体复合薄膜

    摘要： 受机械强度高且具有多功能光操控特性的珍珠母启发，采用简便自组装技术制备了具有类珍珠母微结构并掺杂碳纳米管的大尺寸黑色薄膜。该层层结构同时实现了增强的黑度和韧性，获得了太阳能吸收率高达96.9%的坚固薄膜。我们的设计策略和制备工艺将有助于便捷获取各类先进黑体涂层。

    关键词： 真空辅助自组装、层状结构、机械性能、黑体、聚合物纳米复合材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 功能性聚合物纳米复合材料中光子结构全息微加工的特性

    摘要： 光敏聚合物纳米复合材料可用于衍射光学元件的全息记录，这源于其内部会形成周期性折射率调制和/或表面几何形貌变化[1-4]。与普通有机光敏材料相比，含有机/无机纳米颗粒的聚合物纳米复合材料具有更多可调参数，能提升所记录元件（包括光子结构）的质量与功能性——例如制备不同厚度的功能层、增强塑性、稳定性、发光特性，以及拓展其在不同环境（尤其是生物医学领域）的应用潜力。该类材料的全息记录过程既包含简单聚合反应，也涉及体相扩散及不同纳米颗粒的重新分布[1-4]。但目前关于基体材料、引发剂组分及其光学参数（这些因素会影响散射光强度、特定波长光吸收能力）与最佳记录条件之间关联性的研究仍不充分。我们开发了数种高透明、低散射的聚合物纳米复合材料，适用于表面浮雕结构与体相光子结构（如光栅和二维光子晶体）的记录[5]。最新研究表明，多光束干涉全息记录法可在纳米复合层表面及体相构建一维、二维乃至三维结构[6]。初步实验显示这些纳米复合材料具有生物相容性。本文总结了聚氨酯-丙烯酸酯纳米复合材料（含二氧化硅纳米颗粒）初始组分、光学参数、全息记录过程与最终空间调制结构衍射效率之间相互关系的研究成果。

    关键词： 衍射元件、聚合物纳米复合材料、光子结构、全息记录

    更新于2025-09-22 18:07:01