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  • 利用不同形状的二氧化钛纳米晶体薄膜对挥发性有机化合物进行光激活检测

    本研究探讨了基于不同形状的二氧化钛纳米晶体(TNCs)的光致化学电阻传感器的性能,旨在开发一种高灵敏度、高选择性且无需高温激活的新型气体传感器。传统的金属氧化物(MOX)气体传感器依赖于高温来激活表面的氧物种,从而实现对挥发性有机化合物(VOCs)的检测。然而,这种高温操作不仅能耗高,而且限制了其在复杂芯片电路中的集成应用。相比之下,光致传感器通过紫外光(UV)照射来激活表面反应,不仅降低了工作温度,还提供了更高的灵敏度和可调的光源依赖特性,为提高传感器的选择性提供了可能。在本研究中,我们利用滴铸法将不同形状的二氧化钛纳米晶体(包括纳米棒、纳米片、纳米双锥体和商业P25纳米晶体)制备成薄层薄膜

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24

  • CH3NH3PbBr3钙钛矿纳米晶薄膜的温度依赖性线性及二次电吸收光谱

    在研究中,科学家们通过电吸收(EA)光谱技术,探讨了甲基铵铅三溴化物(MAPbBr₃)纳米晶薄膜在不同温度条件下的电场对激子吸收特性的影响。实验主要针对两种不同的样品结构:一种是MAPbBr₃纳米晶薄膜夹在FTO/PMMA之间(样品A),另一种是夹在TiO₂/PMMA之间(样品B)。实验覆盖了从290 K到60 K的温度范围,同时在电场强度为0.3 MV/cm的情况下测量了吸收和电吸收光谱。研究结果表明,样品A和样品B的吸收光谱以及EA₂ω光谱在所有温度下基本一致,这说明EA₂ω信号反映了MAPbBr₃纳米晶的本征性质,而非外部界面的干扰。在分析EA₂ω光谱时,研究人员提取了电偶极矩(Δμ)和

    来源:ACS Applied Optical Materials

    时间:2025-11-24

  • 通过同时进行紫外辐照和退火处理对倒置量子点发光二极管进行表面修饰和缺陷钝化,从而提升其性能

    ZnO电子传输层(ETL)中的表面缺陷对实现高效、长寿命的量子点发光二极管(QLEDs)构成了重大挑战。本文提出了一种简单策略,通过表面改性和缺陷钝化来同时提升基于磷化铟的倒置QLEDs的性能和使用寿命。在ZnO薄膜退火过程中同时照射365纳米的紫外线,可以引发光催化的酒精氧化反应,生成质子,这些质子随后吸附在表面,减少氧空位并促进羟基的形成。X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱显示,氧空位减少的同时羟基含量增加,这与接触角和原子力显微镜测量结果所观察到的亲水性和界面均匀性的提升密切相关。结果表明,QLEDs的外部量子效率提高了约26%,使用寿命延长了约415%,光致发光量子产率也得到了提升。

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-11-24

  • 铟基等离子体薄膜作为Kretschmann结构SPR传感的基底,以及用于氧化物增强型UV-SERS的FDTD分析

    对不常见等离子体材料的基础研究拓展了它们在纳米等离子体学中的潜在应用。在这项研究中,研究人员对一种具有等离子体特性的金属——铟的纳米薄膜进行了表征,探讨了其表面等离子体极化子(SPP)的特性以及在表面等离子体共振(SPR)传感和表面增强拉曼光谱(SERS)中的性能。将铟薄膜直接沉积在玻璃载玻片上时,由于颗粒之间的间隙干扰了SPP的传播,导致没有产生SPR响应。添加2纳米厚的Cr底层后,颗粒尺寸减小,并在Kretschmann配置下出现了共振凹陷。首次使用2/40纳米厚的Cr/In薄膜实现了SPR传感,并与标准的2/50纳米厚的Cr/Au薄膜进行了比较,结果显示其灵敏度约为金薄膜的77%。通过类

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24

  • 纳米气泡悬浮液在冻融循环下的热响应:实验与分子动力学模拟研究

    纳米气泡的热响应和溶质稳定性对其在食品保存和环境修复中的应用至关重要;本文通过实验和分子动力学模拟相结合的方法研究了这些特性。在两个冻融循环过程中,我们考察了纳米气泡的尺寸分布、数密度和ζ电位的特性。纳米气泡悬浮液是通过超声空化产生的,随后使用传统冷冻机或液氮进行冷冻处理。为了明确热和溶质因素对纳米气泡的影响,我们准备了乙醇-水混合物(乙醇体积分数分别为1%、3%、5%和10%)以及盐浓度为3.5%的盐水。纯水和盐水在两个循环后数密度和ζ电位均有所下降,而乙醇悬浮液中的纳米气泡则保持相对稳定。此外,与纯水和盐水中的缓慢冷却相比,快速冷却显著减缓了两个循环期间气泡浓度的下降。在电解质溶液的冷冻和

    来源:ACS Applied Materials & Interfaces

    时间:2025-11-24

  • 超薄氮化铁-氧化铁异质结构纳米片作为锂硫电池的两亲性隔膜改性层

    锂多硫化物(LiPSs)的迁移和缓慢反应动力学,以及无法控制的锂枝晶现象,是阻碍锂硫(Li–S)电池进一步发展的主要难题。本文制备了两亲性的FexN–Fe2O3异质结构,用于对Li–S电池的隔膜进行两亲性改性。这种改性从硫正极和锂负极两个方面同时缓解了上述问题。一方面,该异质结构催化剂保持了氧化铁优异的LiPS吸附性能,同时具备了氮化铁良好的电子导电性。由于异质界面对电荷传输的积极促进作用,它有效地完成了硫物种的“吸附-迁移-转化”过程,不仅减缓了LiPSs的溶解,还提升了电极反应动力学。另一方面,亲锂的氮化铁和均匀的二维多孔结构促进了锂离子流动的均匀性,显著降低了锂沉积表面的枝晶形成程度。结

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-11-24

  • 一种基于SrO2纳米粉/氧化石墨烯/环氧树脂复合材料表面质子化的自供电且具有化学响应性的摩擦电纳米发电机,用于pH值传感

    摩擦电纳米发电机(TENGs)在自主系统中的实际应用常常受到其在化学恶劣环境中耐久性不足的阻碍。为了解决这一限制,我们提出了一种耐用的TENG,该发电机采用了二氧化锶纳米粉/氧化石墨烯/环氧树脂(SrO2 NPOs/GO/ER)复合材料,其中二氧化锶纳米粉被作为一种创新的高介电常数填料用于摩擦电应用。通过将二氧化锶纳米粉的高介电常数与氧化石墨烯纳米粉的界面极化效应协同结合,我们优化的复合材料在100牛顿的力作用下实现了约136伏特和2.3微安/平方厘米的输出,性能超过了众多先进的TENGs。值得注意的是,我们将一种常见的退化机制——表面质子化——转化为了一种功能性传感方法。该设备利用可逆的质子

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24

  • 半导体Bi2Te3与半金属Sb组成的柔性热电发电机,可实现高功率密度,适用于可穿戴式能量收集应用

    可穿戴热电发电机(TEGs)在利用人体热量进行能量收集方面具有很大潜力,但需要使用柔性强、性能优异的材料。我们展示了一种采用n型Bi2Te3和半金属p型Sb材料的柔性薄膜TEG,这些材料完全通过射频磁控溅射技术在室温下沉积在聚合物基底上。该设备在25 K的温差下可产生约49 mV的开路电压和约0.54 μW的功率(功率密度约为73 μW/(cm2·K)),经过反复弯曲和10周的老化测试后,其性能仍保持在90%以上。在人体皮肤上的测试显示,该设备能从人体热量中获取约37 mV的电能,证明了这种技术在实现持续可穿戴能量收集方面的可靠性。

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-11-24

  • 通过添加碳基材料的微波退火工艺实现节能型钙钛矿太阳能电池的生产

    随着钙钛矿太阳能电池(PSC)的研发逐渐接近生产阶段,制造过程中所需的能量在经济和环境方面都显得至关重要。传统上,钙钛矿吸收层需要通过热传导(热板退火)来促进溶剂蒸发并形成致密的晶体结构。相比之下,微波退火作为一种基于辐射加热的方法,不仅速度更快、能耗更低,还具有很好的可扩展性。由于碳基材料具有吸收微波和作为钝化剂的特性,在本研究中,石墨烯量子点(GQDs)与微波退火工艺相结合,成功制备出了高质量、低缺陷的钙钛矿薄膜,且其能耗比不使用GQDs的微波退火工艺降低了40%。这种低成本、基于碳的太阳能器件在1000勒克斯的光照条件下具有32.9%的优异光电转换效率(PCE),被证明可以用作物联网(I

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-11-24

  • 通过高熵策略揭示(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-x(BiNaBaSrZn)0.2TiO3复合体系中的可调机电性能

    具有钙钛矿结构的Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)因其内在的弛豫特性而被视为未来机电设备的重要无铅候选材料。通过构建和调控BNT中的弛豫边界,有望提升其机电性能,例如压电系数(d33)和平面机电耦合系数(kp)。然而,机电性能与构建弛豫边界过程中产生的综合效应之间的关联仍需进一步研究。高熵策略无疑是探索弛豫与机电性能之间结构-性能物理关系的另一个途径,因为这一策略涉及多种维度效应,如强烈的无序性、显著的晶格畸变以及缓慢的扩散过程。本研究将(BiNaBaSrZn)0.2TiO3中的高熵成分定量引入传统的铁电BNT基体中,以有效调控其微观结构、形貌和机电性能。加入高熵成分显著增加了材料的无序程

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-11-24

  • 通过化学溶液沉积法制备的二维掺钇Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜

    超低功耗逻辑器件是电子产业的未来发展方向,它们能够在极低的输入功率下实现最高的能效。当前电子领域面临的最大挑战之一是如何解决短沟效应和高工作电压问题,而通过在传统的二维场效应晶体管栅极结构中集成铁电负电容器可以解决这些问题。Y:Hf0.5Zr0.5O2(Y-HZO)作为一种具有优异性能的非中心对称相邻相晶体铁电材料,与互补金属氧化物半导体技术高度兼容,被认为是实现铁电负电容的最佳候选材料。本研究首次成功采用溶胶-凝胶法在大型硅衬底上制备出了高质量的Y-HZO。研究人员利用堆叠的Y-HZO铁电材料制备了铁电场效应晶体管(FeFET),并将其集成到二硫化钼通道中,从而实现了快速的开关响应和低功耗。

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-11-24

  • 在SiO–石墨碳–石蜡复合材料中,由渗透阈值驱动的双重耗散通道:界面极化与导电网络的同步优化以实现可定制的微波吸收

    在本研究中,我们发现了一种由渗透阈值驱动的双重耗散机制,该机制存在于SiO–石墨碳–石蜡复合材料中。其中,渗透阈值起到了“极化效率峰值”的作用,从而协同优化了微波吸收性能。通过调节填料含量(40–70 wt%),系统地研究了结构演变(孤立态→准连接态→聚集态)与吸收性能之间的关系。结构表征证实了这种材料具有核壳结构的SiO–石墨碳体系,其中Si–O和Si–C界面键增强了界面极化效应。电磁分析表明,在60 wt%的填料含量下,渗透阈值实现了界面极化与导电损耗之间的平衡:这种准连接的导电网络在8.32 GHz频率下达到了最佳的反射损耗(-25.63 dB),并在1.9 mm的厚度下实现了5.45

    来源:ACS Applied Electronic Materials

    时间:2025-11-24

  • 经过去角质处理的WSe2纳米片增强聚苯胺(PANI)矩阵,用于高性能超级电容器和锌离子电池器件

    对可持续能源解决方案的迫切需求极大地推动了创新性、耐用且环保的储能系统研究。因此,开发能够同时实现高功率密度和高能量密度的纳米结构仍然是推动未来储能设备发展的重大挑战。为了解决这一问题,我们报道了一种由剥离的WSe2纳米片增强的聚苯胺复合材料构成的混合框架,这种材料兼具高性能超级电容器和锌离子电池(ZIBs)正极材料的双重功能。基于WSe2的聚苯胺复合材料在对称纽扣型超级电容器中,以2 mV s–1的扫描速率时具有463.65 F g–1的比电容;而在可充电ZIBs的正极材料中,其在0.75 A g–1的电流下的比电容为164.58 mAh g–1。所制备的器件表现出优异的稳定性:超级电容器在

    来源:ACS Applied Energy Materials

    时间:2025-11-24

  • 用于高性能倒置钙钛矿太阳能电池的多位点螯合配位作用

    界面缺陷,尤其是非辐射复合中心,严重阻碍了电荷传输,降低了钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能。小分子掺杂是一种可行的方法,可用于调控薄膜的形成、晶体生长以及缺陷的钝化。本研究介绍了一种螯合剂——N,N-乙二胺二琥珀酸(EDDS),它具有多位点配位能力,能够同时钝化钙钛矿界面上的未配位的Pb2+和I–缺陷。密度泛函理论(DFT)计算证实了稳定的Pb–O和I–O配位键的形成,而实验分析也证明了非辐射复合现象的抑制,这体现在载流子寿命的延长上。因此,掺入EDDS的钙钛矿太阳能电池实现了24.57%的优异光电转换效率。此外,这些器件表现出出色的工作稳定性,在连续单日光照下3000小时后仍能保持初始效率

    来源:ACS Applied Materials & Interfaces

    时间:2025-11-24

  • 综述:类氧化酶纳米酶的最新进展:机制、预测模型及应用

    纳米酶是一种具有内在酶样催化特性的纳米材料,代表着一个快速发展的跨学科领域。自从首次发现类似过氧化物酶的纳米酶以来,越来越多的纳米材料展现出了多样的酶样活性。近年来,类似氧化酶(OXD)的纳米酶在癌症治疗、生物传感、环境监测、抗菌活性、食品安全、工业催化和能量储存等方面展现出了巨大的潜力。本文系统总结了类似氧化酶的纳米酶的最新研究进展,涵盖了金属、金属氧化物、碳材料、金属-有机框架以及单原子/双原子催化剂等类型。在介绍了这类纳米酶的特性、优势和应用之后,本文探讨了其催化机制,特别是针对3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)、葡萄糖(Glu)、抗坏血酸(AA)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH

    来源:ACS Applied Materials & Interfaces

    时间:2025-11-24

  • 通过调控相结构,在BiScO3–PbTiO3压电陶瓷中实现了超低的介电损耗以及优异的热稳定性

    BiScO3–PbTiO3(BS-PT)陶瓷兼具高压电性能和高居里温度,但由于高介电损耗(tan δ ≈ 4%)和低机械品质因数(Qm ≈ 28)而在功率应用方面受到限制。在此,我们引入了弛豫铁电体Bi(Mn2/3Nb1/3)O3(BMN),构建了一个富钛(T-rich)的形态各向异性相界(MPB),从而在不显著降低压电性能的情况下同时降低了tan δ并提高了Qm。优化后的0.02BMN-BS-0.635PT组合物具有以下性能:tan δ = 0.57%,d33 = 365 pC/N,Qm = 124,kp = 0.53,kt = 0.54,以及Tc = 435 °C。Mn在B位点的替代产生了

    来源:ACS Applied Materials & Interfaces

    时间:2025-11-24

  • 多功能BSA稳定的MnO2–Bi2S3-MTX纳米颗粒用于癌症治疗

    针对乳腺癌的协同放射化疗常常受到诸多关键挑战的阻碍,包括肿瘤缺氧和固有的放射抵抗性,这些因素限制了治疗效果。要克服这些障碍,需要先进的纳米平台,这类平台能够调节肿瘤微环境并精确地同时输送治疗药物。在这里,我们通过设计并开发一种由牛血清白蛋白(BSA)稳定的MnO2-Bi2S3-甲氨蝶呤(MTX)纳米平台来应对这些挑战。该纳米平台通过生物矿化方法合成,具有67纳米的流体动力学直径和-20.9毫伏的ζ电位,从而确保了出色的胶体稳定性。实验研究表明,该纳米平台能够实现pH响应性的MTX释放,并增强了放射敏感性,这归因于Bi2S3的高Z电位特性以及MnO2的缺氧缓解和氧气生成功能。为了更深入地了解其作

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24

  • 利用未取代咪唑掺杂的沸石咪唑酸盐框架-8纳米结构中的低压诱导结构变形,实现碘气的气体永久捕获

    将客体分子永久性地限制在多孔纳米材料内部至关重要,尤其是对于有毒气体(如放射性碘(I2)而言。本研究旨在开发并评估一种能够实现不可逆I2捕获的高级纳米多孔框架。为此,我们系统地研究了原型沸石咪唑框架-8(ZIF-8)以及未掺杂咪唑(Im)的ZIF-8的I2捕获和不可逆捕获能力。后者是通过一种合理优化的方法合成的,该方法称为延迟连接剂添加(DLA)-溶剂辅助连接剂交换(SALE)集成技术(DSIA),该技术能够在低温下实现一锅法合成,并消除了传统后合成改性的复杂性。利用这种方法,我们实现了高达58摩尔%的咪唑负载量,这是低温连接剂交换策略中的最高值。值得注意的是,咪唑的掺入并未破坏ZIF-8的钠

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24

  • 三掺杂稀土纳米发射体用于芯片级聚合物光波导放大器的双光子3D打印

    含有增益介质的聚合物可以实现芯片级光学放大器和激光器的3D打印。在这项研究中,设计、合成并表征了一种可3D打印的树脂,该树脂中含有均匀分散的核壳结构铒-镱-铈共掺杂稀土纳米颗粒(RENPs)。这些核壳结构RENP(NaYF4:Er3+,Yb3+,Ce3+@NaYF4)是通过高温热分解方法制备的。通过在RENP表面选择性聚合甲基丙烯酸酯,实现了高浓度RENP在3D打印树脂中的均匀分散,从而防止了纳米颗粒的聚集。研究发现,掺杂Ce3+离子有助于促进Er3+离子的激发态与Ce3+离子之间的非辐射能量转移,显著抑制了上转换过程,使得使用980 nm泵浦光时下转换(1.53 μm)与上转换(0.536

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24

  • 苄基氯甲酸酯功能化的荧光二氧化硅纳米颗粒用于检测去甲肾上腺素

    去甲肾上腺素(NE)在人体生理中起着关键作用,其水平异常与阿尔茨海默病和抑郁症等疾病有关。在血清中准确检测NE对于临床诊断和生物医学研究至关重要。然而,现有方法在处理复杂生物样本时存在特异性和灵敏度方面的挑战。为了解决这一问题,我们开发了一种基于二氧化硅纳米颗粒(Si NPs)的荧光纳米传感器。通过一步水热法制备了Si NPs,并用苄基氯甲酸对其表面进行修饰,从而得到了基于二氧化硅的荧光纳米传感器(CBZ-Si NPs)。这种设计在纳米颗粒表面建立了独特的化学微环境,使其能够高度特异性地结合NE。该传感器表现出优异的灵敏度和选择性,其荧光强度与NE浓度在0.05–1.00 μM范围内呈线性关系

    来源:ACS Applied Nano Materials

    时间:2025-11-24


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