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皮秒激光诱导胶体金球加热与碎裂的原位结构动力学研究
摘要： 通过时间分辨X射线散射记录了皮秒激光脉冲对54纳米胶体金纳米颗粒的碎裂过程，实现了80皮秒分辨率的结构动力学观测。通过量化晶格温度和能量耗散，证实最大施加能量密度1800焦耳/平方米会使颗粒加热至接近沸腾状态。早在30纳秒内就检测到尺寸显著减小的2-3纳米颗粒，这暗示存在由热相爆炸或库仑不稳定性引发的超快过程。在微秒时间尺度上观察到生长停滞现象，最终形成产率较高的3-4纳米颗粒。在此过程中，NaCl/NaOH溶液中的碎裂似乎通过静电稳定作用抑制了颗粒生长，但未改变初始产物尺寸。研究确认该激光诱导碎裂过程为单步瞬时反应。
关键词： 库仑不稳定性、碎裂、热相爆炸、时间分辨X射线散射、皮秒激光脉冲、金纳米粒子
更新于2025-09-23 15:21:01
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纳秒激光脉冲照射下金纳米颗粒中分子分解的动力学研究——以5-溴尿嘧啶为例
摘要： 激光照射的金纳米颗粒（AuNPs）能有效吸光并加热周围介质，从而在从等离子体催化到癌症光热治疗等领域具有广泛应用。因此，需要深入理解其热学、光学及电子诱导的反应路径。本研究以亲电性DNA碱基类似物5-溴尿嘧啶（BrU）为模型化合物，在不同条件下研究其在强纳秒激光脉冲照射的AuNPs附近的分解过程。通过紫外-可见（UV-Vis）光谱追踪了AuNPs的等离子体响应以及BrU浓度和光产物的变化规律，并分析其与辐照时间的关系。我们建立了动力学模型来确定BrU两条平行分解路径的反应速率，并评估了这些路径对激光能量密度及AuNPs吸附作用的依赖性。此外，分别采用原子力显微镜和有限时域差分计算测定了分解后AuNPs的尺寸及其电场增强效应。研究发现直接光反应影响较小，而AuNPs受热效应显著。但由于辐照后AuNPs尺寸减小，观察到激光能量密度与AuNPs等离子体响应之间存在权衡关系。因此多次激光脉冲照射下，AuNPs的分解可能限制可达到的温度上限。这些发现对于高效设计催化型等离子体系统具有重要参考价值。
关键词： 金纳米粒子、等离子体催化、5-溴尿嘧啶、激光照射、光热疗法
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种利用聚集检测和非特异性相互作用的高通量等离子体舌头：枫糖浆味觉特征的分类
摘要： 一种简单的比色测试可在数分钟内检测出枫糖浆的不良风味特征，这些特征肉眼即可识别。由于风味特征源于复杂分子混合物，该测试利用非特异性相互作用来分析不良风味枫糖浆中所含不同有机分子引起的金纳米颗粒（AuNPs）聚集和颜色变化。当13纳米柠檬酸盐包裹的AuNPs与稀释10倍的纯枫糖浆以1:1比例反应时，测试效果最佳。在此条件下，正常风味的枫糖浆不会发生反应且溶液保持红色，而不良风味的枫糖浆会使AuNPs聚集并使溶液变为蓝色。随后测试了不同类别的分子以评估测试中通常存在的枫糖浆化合物类型，结果表明含硫和胺基的氨基酸及芳香胺会导致AuNPs聚集。通过对2018年魁北克收获季的1818份枫糖浆样本进行验证，该测试对不良风味枫糖浆的阳性识别率达98%（对照标准味觉测试）。初步现场测试在枫糖作坊中进行，验证了该测试在生产现场的适用性。
关键词： 比色测试、金纳米粒子、枫糖浆、异味、非特异性相互作用
更新于2025-09-23 15:21:01
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金纳米粒子的局域表面等离子体共振效应提高染料敏化太阳能电池的效率
摘要： 由金纳米颗粒产生的强局域表面等离子体共振（LSPR）场可增强染料敏化太阳能电池（DSSCs）中染料的光子吸收，从而提高其功率转换效率（PCE）。本文报道了将油胺包覆金纳米颗粒（AuOA NPs）掺入DSSCs的N-719染料层中。通过改变金纳米颗粒相对于染料溶液中染料重量的重量百分比来制备电池。含有1.44 wt.%、1.92 wt.%和2.4 wt.% AuOA NPs的染料溶液在紫外-可见光范围内显示出吸收光谱的增强，这可能是局域SPR激发的结果。这些DSSCs的J-V特性显示出光电流及其PCE的增强，对于不含AuOA的染料溶液和添加2.4 wt.% AuOA的染料溶液制备的电池，其PCE分别从4.18%提高到5.14%。这种改进是由于金纳米颗粒通过LSPR现象产生的等离子体波增强了光吸收，从而产生了更多的载流子。
关键词： 金纳米粒子、阻抗谱、局域表面等离子体共振、J-V特性、染料敏化太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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添加剂调控合成单分散单晶金纳米颗粒：形貌与表面等离子体共振的相互作用
摘要： 我们介绍了一种三步种子介导合成法，用于制备由十六烷基吡啶氯化物（CPC）稳定的单晶金纳米粒子（Au NPs），其尺寸可调且立方体与八面体晶面的比例可控。系统研究了溴化钾（KBr）和抗坏血酸（AA）对形貌及生长动力学的影响。采用简化的Finke-Watzky自催化两步机理分析动力学数据，从而估算"准基元"反应的速率常数。所提出的金离子还原及Au NPs生长的表面介导机制，可解释溴离子浓度渐增导致金纳米粒子形貌从立方体向八面体转变的现象。研究还考察了不同晶面单粒子及其组装体的等离激元特性。
关键词： 金纳米粒子，芬克-瓦茨基机制，等离子体特性，种子介导合成法，表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:21:01
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表面等离子体共振效应增强的CsPbBr?反蛋白石结构用于高性能无机钙钛矿太阳能电池
摘要： 尽管全无机CsPbBr3因其优异的耐热和耐湿性能被视为无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）的理想候选材料，但其仍存在电荷转移过程不利和光捕获能力有限的问题。本研究合理设计了耦合金纳米颗粒（NPs）的CsPbBr3反蛋白石（IO）薄膜，基于Au-CsPbBr3 IO的PSCs实现了高达8.08%的稳定光电转换效率。通过选择性调控IO孔径，可使CsPbBr3 IO的慢光子区域与金NPs的局域表面等离子体共振（SPR）区域重叠，从而提升无机CsPbBr3 PSCs的性能。这种协同效应有助于提高光利用效率和优化电荷转移过程，从而增强光吸收能力并抑制光生电子-空穴对的复合速率。金的引入不仅触发了SPR效应，还通过肖特基势垒促进了载流子的有效分离/注入。此外研究表明，SPR与IO光子效应的共同作用有助于降低激子结合能，提高激子解离效率，从而显著增加自由载流子密度。该工作为高性能无机PSCs的等离激元金属/半导体复合光吸收材料提供了合理策略。
关键词： 反蛋白石结构、无机钙钛矿、金纳米粒子、表面等离子体共振、慢光效应
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过X射线辐射分解在共聚物纳米模具中可控合成金纳米颗粒
摘要： 通过X射线和中子小角散射研究表明，利用X射线辐射分解将AuCl4-离子捕获在三维有机模具中，再经金属还原法可获得尺寸与形貌可控的金纳米颗粒。该模具为酸性水溶液中聚苯乙烯-b-聚（二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯）（PS-b-PDMAEMA）嵌段共聚物的球形冻结胶束——其PS球形核被良好溶剂中的PDMAEMA链冠层包裹。胶束行为受[AuCl4-]/[DMAEMA]比例RAuCl4-/DMAEMA调控：低金浓度时，AuCl4-离子在带正电的DMAEMA基团上凝聚而不改变PDMAEMA链状态；中等浓度时，离子引发冠层链渐进收缩及胶束脱水；高浓度时，冠层形成充满金离子的完全干燥相并导致胶束聚集。强X射线束辐射溶液会根据RAuCl4-/DMAEMA比例和辐照时间产生不同类型金纳米颗粒：当RAuCl4-/DMAEMA=0.033时，辐照首先在胶束冠层生成金团簇，继而融合形成与胶束尺寸相近的纳米颗粒；而当RAuCl4-/DMAEMA=0.33时，胶束不作为模板仅充当成核区，大尺寸纳米颗粒在胶束外部生长。
关键词： 金纳米粒子、共聚物模板、X射线辐射分解、小角散射、合成
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于癌症治疗的纳米结构 || 放疗中的剂量增强效应：在癌症治疗中向肿瘤添加金纳米粒子
摘要： 从基本粒子相互作用到蒙特卡罗模拟，揭示了放疗中添加金纳米颗粒增强辐射剂量的原理。我们对蒙特卡罗模拟、细胞系及临床前模型等不同放射生物学研究的综述证实：添加金纳米颗粒确实能通过剂量增强效应提高癌细胞杀灭效果。此外，这种剂量增强效果取决于金纳米颗粒的尺寸、形状和浓度，以及辐射束的类型与能量。研究结论表明，在肿瘤部位添加金纳米颗?？赏碧嵘帕浦邪星姆浼亮坑攵员榷?。
关键词： 放射治疗、癌症治疗、蒙特卡罗模拟、金纳米粒子、剂量增强
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种基于葡萄糖氧化酶/金纳米颗粒/氧化石墨烯功能化锥形光纤结构的高灵敏度、高选择性葡萄糖检测传感器探针
摘要： 本研究提出了一种基于锥形光纤结构、利用氧化石墨烯（GO）和金纳米粒子（AuNPs）的葡萄糖传感器。锥区腰部直径为25微米，长度为6毫米。该锥区的设计旨在使消逝波作用于包层边界并与外部介质相互作用。此外，锥区包层分别覆盖GO和AuNPs以增强传感器生物相容性并激发局域表面等离子体共振（LSPR）现象。合成的GO和AuNPs分别在230纳米和519纳米峰值吸收波长处表现出良好吸光特性。采用紫外-可见分光光度计和透射电镜对合成纳米材料进行表征，使用扫描电镜及能谱仪对纳米材料包覆光纤探头进行表征。通过固定仅能在葡萄糖溶液存在时发生氧化反应的葡萄糖氧化酶，提升了传感器探头的特异性。结果表明，该传感器模型对检测人体内葡萄糖浓度具有高度敏感性，在0 mM-11 mM线性范围内灵敏度达1.06 nm/mM，自相关准确度为0.9386。
关键词： 局域表面等离子体共振、葡萄糖氧化酶、锥形光纤、金纳米粒子、葡萄糖、氧化石墨烯
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种基于碳量子点与金纳米颗粒间荧光共振能量转移、具有高灵敏度和高选择性的米托毒素新型纳米生物传感器
摘要： 米托毒素（MTX）是一种毒性极强的海洋毒素，其半数致死量（LD50）临界值较低，通常因食用受污染的甲壳类海产品导致中毒。该毒素会严重威胁神经系统，并通过增加心血管系统钙离子流损害心脏功能。因此，建立快速、经济的MTX定量检测方法至关重要。由于碳点具有制备简便、快速且成本低廉的优势，基于碳点的各类生物化合物传感结构应用技术已得到发展。本研究合成了碳量子点（CQDs）与金纳米粒子（AuNPs），用于高灵敏度、高选择性检测MTX。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱仪（EDS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对CQDs与AuNPs结构进行表征。该传感方法基于能量供体（CQDs）与能量受体（AuNPs）间的荧光共振能量转移（FRET）原理，在最佳条件（激发波长430 nm/发射波长523 nm）下，获得线性范围1-600 pmol/L及检测限0.3 pmol/L。该纳米传感器的显著优势在于极快的淬灭过程。通过固定MTX浓度为50 pmol/L并改变其他物质浓度，研究了其他毒素及离子对MTX检测的干扰效应，结果表明该方法在其他类似物共存时仍对MTX保持优异的选择性。
关键词： 金纳米粒子、荧光共振能量转移、岩沙?？舅?、碳量子点
更新于2025-09-23 15:21:01