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石墨烯量子点氧化调控非共价生物聚合物吸附
摘要： 石墨烯量子点（GQDs）是碳的同素异形体，其平面表面易于功能化，且纳米级尺寸赋予了光致发光特性。这些综合性能使GQDs成为纳米生物技术应用（包括光学生物传感和递送）的优势平台。为此，非共价功能化为可逆修饰并保留原始GQD基底提供了途径，但明确的范式尚未实现。本文展示了非共价聚合物吸附至GQD表面的可行性，重点研究单链DNA（ssDNA）。我们通过合成并表征四种氧化水平差异约60倍的GQD基底，研究GQD氧化程度如何影响聚合物吸附倾向，进而探究非共价聚合物与这些基底的结合。低氧化度GQDs的ssDNA吸附使其本征荧光猝灭31.5%，并使原本不溶的无氧化GQDs实现水相分散。原子力显微镜通过诱导ssDNA解吸、分子动力学模拟共同证实了ssDNA-GQD复合体的形成。研究发现：ssDNA对无氧化GQDs强吸附，对低氧化GQDs弱吸附，而对高氧化GQDs完全不吸附。最后，我们揭示了该吸附平台的普适性，并评估了通过改变聚合物序列与类型调控GQD体系的可行性。
关键词： 分子动力学模拟、石墨烯量子点、氧化水平、单链DNA、吸附、非共价功能化、荧光猝灭
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用单壁碳纳米管捕获太阳光谱低能部分实现可逆电荷转移
摘要： 此处展示了一种新型近红外染料通过电荷转移相互作用非共价自组装到单壁碳纳米管（SWCNTs）表面的能力。稳态光谱、拉曼光谱和瞬态吸收光谱共同证实了该近红外染料与SWCNTs结合时具有给电子特性——分别表现为染料激发态的荧光猝灭、SWCNTs的n型掺杂以及可逆电荷转移。光谱电化学测量结果支持了该染料与SWCNTs相互作用后形成单电子氧化态染料的事实。当这种近红外染料固定于SWCNTs表面时，其超快电子过程始于激发态的形成，随后通过完全电荷分离态的中间态衰减至基态。多波长全局分析显示：电荷分离的特征时间常数为1.5皮秒，电荷复合为25皮秒。尤为关键的是，电荷转移过程源自近红外染料的热激发态向SWCNTs的转移。
关键词： 掺杂、电荷转移相互作用、非共价功能化、近红外染料、碳纳米管
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于3-苯基香豆素衍生物和单壁碳纳米管的三维共价与非共价杂化材料作为气体传感层
摘要： 本研究探讨了单壁碳纳米管（SWCNT）经不同类型3-苯基香豆素衍生物功能化后，对氨气（10-50 ppm）的化学电阻传感器响应特性。通过叠氮-炔烃1,3-偶极环加成反应（Huisgen反应），使单炔取代的3-苯基香豆素与叠氮基修饰的单壁碳纳米管发生共价功能化，并借助红外光谱和X射线光电子能谱证实共价修饰效果。为构建三维杂化材料，采用二炔基功能化的3-苯基香豆素分子作为纳米管间连接体；另通过非共价功能化方法，将7-丙炔氧基-3-(对丙炔氧基苯基)香豆素吸附于SWCNT表面制得第三种杂化材料。结果表明：三维杂化材料与共价功能化杂化材料的氨气传感响应值分别是非共价功能化SWCNT的2倍和4倍，且该响应值与香豆素分子对SWCNT的功能化程度呈良好相关性。
关键词： 非共价功能化、三维碳纳米结构、共价功能化、碳纳米材料、氨传感器、香豆素
更新于2025-09-11 14:15:04