-
石墨烯/WTe2异质结构中狄拉克锥与费米弧的共存
我们研究了一种由石墨烯和II型Weyl半金属(Td-WTe2)构成的范德瓦尔斯异质结构的电子性质,这种异质结构同时具备Dirac半金属和Weyl半金属的特性。通过结合角分辨光电子能谱(ARPES)、扫描隧道显微镜及光谱(STM/STS)以及密度泛函理论(DFT)计算,我们直接观察到了层间相互作用如何改变这两种材料在异质结构中的电子结构。此外,STM实验表明石墨烯与Weyl半金属之间的局部扭转角度会影响异质结构中莫尔条纹的出现,这进一步暗示了层间相互作用具有依赖于扭转角度的调制特性。最后,我们还观察到了与碲原子局部环境相关的XPS 4d能级分裂现象。我们的
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
高熵合金纳米颗粒的封端剂优化提升了其电催化水分解性能
通过采用封端剂辅助的方法,成功合成了超小且高度分散的金钯钌铑铂(AuPdRuRhPt)高熵合金(HEA)纳米颗粒,克服了颗粒聚集的问题,并实现了对组成金属之间原子级混合与配位环境的控制。利用聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为封端剂,我们获得了粒径小于10纳米的均匀纳米颗粒,其催化稳定性和活性位点的可及性得到了显著提升。通过高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、同步辐射宽角X射线散射(WAXS)、配对分布函数(PDF)分析以及X射线光电子能谱(XPS)对纳米颗粒进行结构表征后发现,封端剂影响了HEA纳米颗粒的尺寸和原子排列,而这些因素对于优
来源:Nanoscale Horizons
时间:2025-11-07
-
利用MXenes和碳纳米角的工程复合材料,在锂/钠离子电池的能量存储方面实现协同增效
MXenes的合成工艺及其重新堆叠一直是研究中的重大挑战,这推动了人们寻找一种简便且可持续的解决方案,以将其应用于储能设备中。针对这些关键问题,本研究提出了一种无需氢氟酸的MXene(Sf-MXene)合成方法,并探讨了不同比例的碳纳米角(CNHs)对锂/钠离子电池界面性能和电化学性能的影响。通过BET、XRD、拉曼光谱(Raman)、XPS和FE-SEM等分析手段研究了这些材料的化学和物理性质。为了评估电化学性能,对CR 2025锂/钠半电池进行了阻抗测试和循环伏安法实验。此外,还通过松弛时间(DRT)分布分析来阐明复杂的界面现象。结果表明,在Sf-M
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
通过MOF衍生的多孔PdO/TiO2纳米复合材料催化的C–H键活化实现高效的甲烷到乙烷的转化
在常温条件下,将甲烷(CH₄)光催化转化为高价值的多碳(C₂⁺)产物为能源结构和环境保护提供了一种极具前景的方法。然而,甲烷的高C–H键解离能以及甲基自由基(˙CH₃)中间体的过度氧化严重限制了甲烷向C₂⁺产物的转化。在此,我们展示了一种金属-有机框架(MOF)晶体工程策略,用于合成一种基于MOF的PdO/TiO₂纳米复合材料,以实现甲烷的非氧化偶联反应(NOCM),并在甲烷转化为乙烷(C₂H₆)的过程中表现出高选择性和活性。机理研究表明,空间分离的C–H键断裂活性位点和C–C偶联活性位点共同促进了甲烷高效转化为乙烷。具体而言,晶格中的氧原子捕获光生空穴
来源:Nanoscale Horizons
时间:2025-11-07
-
阴离子驱动的超分子凝胶:能够用肉眼检测苦味酸,促进凝胶纳米复合材料的原位形成,并实现固态阴离子交换
三足受体GUA-IND是以胍肼(guanidinium hydrazide)为核心合成的,其三个臂分别含有三个吲哚(indole)基团。当存在SO42−/HSO4−阴离子时,这种席夫碱(Schiff base)受体能够选择性地形成有机水凝胶(GI-G),从而展现了极少见的由阴离子诱导的超分子凝胶化现象。研究发现,这种超分子凝胶(GI-G)对苦味酸(picric acid, PA)具有响应性,在多种硝基芳香化合物中均能实现对苦味酸的肉眼检测,无需任何仪器辅助。通过将贵金属盐(如Cu2+和Ag+)在凝胶基质内原位(in situ)还原为纳米颗粒,可以制备出凝
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
综述:关于石墨烯在提高碱金属离子电池中合金型阳极电化学性能方面的作用的简明综述
合金型阳极材料,包括Si、Ge、Sn、Sb、P和Bi,通常具有较高的理论比容量,适用于电化学储碱金属离子。然而,在与碱金属离子发生电化学合金化/脱合金化反应过程中,这些材料会经历显著的体积膨胀/收缩,从而导致循环稳定性差和充放电速率低。因此,人们提出了多种策略来抑制合金型阳极材料的体积变化和粉化现象,例如将其与碳基材料结合使用。石墨烯及其衍生物凭借其理想的二维晶体结构以及独特的化学/物理性质,常被用作功能组分以提升合金型阳极材料的电化学性能。本文综述了近年来利用石墨烯及其衍生物改性的合金型阳极材料的研究进展,重点介绍了Sn/石墨烯、Sb/石墨烯、Ge/石
来源:Nanoscale Horizons
时间:2025-11-07
-
非结构化肽的超分子组装形成刚性束状聚合物
这项研究探讨了一种利用非结构化设计的15个残基肽序列通过硫醇-马来酰亚胺点击化学反应进行N端共价连接的方法,从而形成具有2纳米宽度和超过5微米长度的螺旋状、杆状聚合物。这种自组装过程是超分子聚合的一种新形式,与传统结构化的螺旋结构在形成共聚物时的逐步增长聚合机制有所不同。通过这种方法,科学家们发现即使较短的肽序列也可以在特定条件下形成稳定的杆状结构,这为合成具有动态特性的生物材料提供了新的思路。在自然界中,α-螺旋形成肽能够通过寡聚体螺旋结构提供结构稳定性和动态功能,这些特性不仅存在于天然蛋白质中,也广泛应用于合成生物材料,如响应性水凝胶、分子开关和折纸纳米结构。螺旋结构肽通常具有一个重复的疏
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
一种镀有溴化铜的磁性牡蛎壳生物载体,可作为在甘油中异相合成咪唑[1,2-a]吡啶的可持续催化剂
作为一种来源于可再生资源的生物矿化材料,牡蛎壳(OSs)主要由碳酸钙(>95 wt%)组成,同时含有有机成分和微量元素。这些材料通常被随意丢弃,成为废弃物。然而,牡蛎壳因其独特的结构和特性,展现出作为合成功能性纳米材料模板或前驱体的潜力。特别是在酸性水解处理后,其结构中的蛋白质基质可以分解为含有羧基(–COOH)和氨基(–NH₂)等活性位点的酸固化牡蛎壳粉末(AOS),这使得其成为固定催化金属物种的理想载体。本研究以酸处理的牡蛎壳为基底,结合铜溴化物(CuBr)与磁性氧化铁纳米颗粒(MNP),成功制备出一种具有高效催化性能的磁性异质催化剂。通过多种分析手段,如傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、
来源:Nanoscale Advances
时间:2025-11-07
-
关于RCNs(罗丹明共价网络)诱导的导电性增强机制的深入理解:这一机制应用于可持续的CWPU/PEDOT:PSS纳米复合材料中,从而实现柔性且生物相容性的电子器件
我们报告了一种可持续且完全源自生物的纳米复合材料系统,该系统由基于蓖麻油的阴离子水性聚氨酯(CWPU)、再生纤维素纳米颗粒(RCNs)和PEDOT:PSS组成,专为柔性电子应用设计。与通过添加金属掺杂剂或无机添加剂来提高导电性不同,本研究通过在完全有机的基质中进行结构调控,实现了导电性的显著提升。从机制上讲,RCNs作为功能相调节剂,通过与PEDOT:PSS中的PSS组分发生氢键作用来选择性地相互作用。这种相互作用促进了部分相分离,形成了富含PEDOT的区域,并增强了链的排列和电荷传输路径。所提出的机制解释了在薄膜形成过程中从均匀分散状态向结构重组的导电
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
一种基于PDMS@Fe3O4纳米复合材料的太阳能界面蒸发器,采用皮秒激光制备
太阳能界面蒸发作为一种高效、经济且环保的海水淡化方法,为解决淡水资源短缺问题提供了有效途径。然而,传统蒸发器所使用的材料通常具有较高的表面反射率,导致产水性能不佳,无法满足实际应用需求。本研究制备了不同聚二甲基硅氧烷(PDMS)与三氧化二铁(Fe3O4)质量分数比的纳米复合材料,并利用皮秒激光技术对其表面进行了特殊处理。实验结果表明,经过激光处理的PDMS@Fe3O4(LT-PDMS@Fe3O4)材料的表面在宽光谱范围内的反射率可降至1%以下。当PDMS与Fe3O4的质量分数比为1.5:1时,该材料的蒸发效率最高。此外,在这种纳米复合材料表面制造出蒸汽逸
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
具有垂直通道的聚吡咯-纤维素气凝胶的协同工程:用于耐盐太阳能蒸发和多污染物水净化
界面太阳能蒸汽生成(ISSG)提供了一种可持续且低碳的途径,用于缓解全球淡水短缺问题。然而,传统蒸发器的广泛应用受到高成本、低效率、盐结晶以及重金属污染等问题的限制。为了克服这些挑战,我们开发了一种复合气凝胶,命名为CNF/PVA/PEI@polypyrrole(CPP)。这种材料的制备过程首先是使用纤维素纳米纤维(CNF)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯亚胺(PEI)构建气凝胶基底,随后进行聚吡咯的“原位”聚合。所得到的CPP气凝胶具有丰富的亲水基团、垂直排列的通道以及层次化的多孔结构,使其具备优异的压缩性能、93.0%的高光吸收率以及高效的光热转换能力。
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
在多孔石墨烯上原位生长导电双金属儿茶酚类金属有机框架(MOFs),以实现高性能的甲醛气体传感
高性能的化学电阻式气体传感器能够快速检测和识别甲醛(一种可能致癌的挥发性有机化合物,VOC),在许多应用中都至关重要,尤其是在监测室内空气质量方面。传统的甲醛传感器材料存在显著的问题,包括响应时间长、稳定性差以及选择性有限。为了解决这些问题,本研究提出了一种新型的化学电阻式传感器,该传感器结合了双金属导电儿茶酚酸盐(Ni-CuCAT)金属有机框架(MOFs)与激光刻蚀的石墨烯(LSG)多孔结构。实验结果表明,这种传感器在甲醛检测方面表现出色:响应时间极快(1-2秒),检测限低(0.5 ppm),且在室温(20°C)下仍具有出色的稳定性。此外,使用LSG作
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
综述:用于增强实体瘤免疫治疗的pH敏感粘土纳米材料的最新进展
肿瘤微环境是一道难以逾越的障碍,其物理化学特性对免疫系统具有破坏性,这限制了免疫疗法(尤其是CAR-T疗法)在实体瘤治疗中的临床效果。为了提高免疫疗法的疗效,人们提出了多种策略并进行研究。然而,异常且具有敌对性的肿瘤微环境(如低pH值、缺氧、高活性氧/活性氮水平以及营养物质离子缺乏)始终是一个关键且普遍存在的问题,必须加以解决才能提升CAR-T疗法和免疫检查点阻断技术在实体瘤治疗中的效果。幸运的是,最新研究表明,某些黏土纳米材料能够改善肿瘤微环境中的异常pH值和氧气水平,并吸引更多的抗肿瘤免疫细胞进入肿瘤组织,从而打破免疫抑制屏障并抑制肿瘤在体内的生长。
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
添加了聚合物纳米颗粒的纤维素纳米纸——纳米颗粒表面官能化的作用是什么?
本研究探讨了具有可调表面功能的聚合物纳米颗粒与氧化纤维素纳米纤丝(TO-CNFs)在湿态和干态下的相互作用机制。通过聚合诱导自组装(PISA)技术合成的纳米颗粒具备刚性核心与不同类型的壳层功能,包括阴离子、聚乙二醇(PEG)类和羟基丰富的功能。这些壳层功能在氢键形成能力、水结合能力和玻璃化转变温度(Tg)等方面存在显著差异。研究发现,在湿态下,羟基功能的纳米颗粒表现出更强且不可逆的吸附能力,这表明壳层功能对纳米颗粒与TO-CNFs之间的吸附行为具有重要影响。而在干态下,壳层功能对材料的宏观机械性能影响较小,机械性能主要取决于纳米颗粒的添加量。这一发现揭示了在水相中发生的添加剂相互作用并不直接转
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
关于使用硅器件实现的量子隐形传态协议的可行性
近年来,随着实验技术的不断进步,高保真度的通用逻辑门和基本可编程性在硅基自旋量子比特(qubit)领域得到了显著验证。这使得硅基量子点系统成为构建可扩展量子计算平台的重要候选之一。硅基量子点系统的优势不仅在于其极长的相干时间,还在于其与现代工业制造技术的高度兼容性,这为实现芯片级的量子处理器提供了坚实的基础。然而,即便在这些优势的支撑下,如何在多个量子比特系统中实现更复杂的量子信息协议,仍然是构建实际可编程量子电路的关键挑战。为了应对这一挑战,研究者们越来越多地依赖系统性的计算机辅助模拟,以提供可行的指导方针,并揭示在实验中难以直接获取的控制参数。在本研究中,我们对基于电定义量子点结构的硅系统
来源:Nanoscale
时间:2025-11-07
-
基于第一性原理的冰-纤维素界面研究:迈向仿生防冻材料的设计
利用从头算建模方法研究纤维素与冰的结合过程发现,在冰的表面会形成新的C–O键,其中一些氧原子由于缺乏氢键而暴露在表面。进一步分析表明,纤维素分子以一种在冰表面形成四面体结构的方式结合,这一点通过几何测量得到了证实。这一假设在纤维素的一级和二级棱柱形结构中都得到了验证。因此我们可以得出结论:对于纤维素分子而言,其与冰的结合依赖于保持其四面体结构。我们的研究结果表明,四面体结构的概念广泛适用于从水到冰结合蛋白的各种配位现象,这为新型的冰结合/防冻蛋白/材料的设计提供了重要依据。
来源:Molecular Systems Design & Engineering
时间:2025-11-07
-
基于二苯并[b,d]呋喃结构的咔唑衍生物的异构化策略:作为钙钛矿太阳能电池中载流子传输材料的理论设计与实验研究
孔传输材料(HTMs)的结构设计是提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)效率和稳定性的关键方法。在本研究中,设计了一系列基于异构二苯并[b,d]呋喃的咔唑衍生物(CX11–CX14),为PSCs应用中HTMs的开发提供了设计策略。侧链的异构性对分子共轭有显著影响,在能级、平面性、偶极矩和空穴迁移率方面表现出不同的异构体依赖性效应。此外,理论计算和实验结果表明,具有优异空穴迁移率和更强钙钛矿表面吸附能力的CX11分子可以作为PSCs应用的潜在HTM。根据优化后的PSC器件结果,基于CX11的PSC的功率转换效率(PCE)超过了23%,高于其他分子的器件。计算预测
来源:Molecular Systems Design & Engineering
时间:2025-11-07
-
综述:基于人工智能的抗癌肽发现
癌症已经成为全球健康领域的一大威胁,其高发病率和高死亡率给全球公共卫生体系带来了沉重的负担。尽管现代医学在癌症诊断和治疗方面取得了显著进展,例如靶向治疗和免疫治疗的应用,但目前的治疗策略仍然面临诸多挑战。传统化疗虽然在抗肿瘤方面具有一定的效果,但其缺乏细胞特异性,导致不仅对癌细胞造成伤害,还可能对正常组织产生严重的副作用,如骨髓抑制、胃肠道毒性以及免疫功能紊乱,从而对患者健康造成显著影响。此外,癌症细胞在治疗过程中可能通过基因突变、药物外排泵激活或治疗靶点消失或突变等机制产生对药物的耐受性,导致治疗效果下降甚至治疗失败。这种双重困境——耐药性和毒性——严重限制了现有癌症药物的有效性。因此,开发
来源:iMetaOmics
时间:2025-11-07
-
综述:HIV和结核病患者中当前物质使用及危险饮酒的普遍情况及其对结核病治疗结果的影响:一项系统评价
摘要 目的 本研究旨在调查HIV和结核病(TB)患者中当前物质使用及危险饮酒行为的普遍情况,以及这些行为对结核病治疗结果的影响。 方法 本研究遵循《系统评价和荟萃分析优先报告项目》(PRISMA)指南进行系统评价。我们检索了MEDLINE、EMBASE、Scopus、Ps
来源:HIV Medicine
时间:2025-11-07
-
赞比亚HIV感染女性患者中宫颈上皮内瘤变的进展与消退
在非洲南部,宫颈癌的发病率是全球最高的,这一现象与该地区普遍存在的艾滋病病毒(HIV)感染密切相关。对于生活在艾滋病病毒携带者(WLWH)中女性来说,宫颈癌的预防和治疗面临更大的挑战。研究显示,这些女性比未感染HIV的女性更容易获得高危人乳头瘤病毒(HR-HPV)感染,并且感染持续时间更长。这种更高的感染风险以及更慢的免疫系统恢复速度,使得WLWH群体中宫颈疾病的发展速度和严重程度远高于普通人群。因此,针对这一特殊人群的宫颈癌筛查和治疗策略显得尤为重要。在赞比亚,宫颈癌的发病率在全球范围内位居第二,且该国的HIV感染率也相当高。尽管在高收入国家,宫颈癌筛查项目已经显著降低了宫颈癌的负担,但在资
来源:HIV Medicine
时间:2025-11-07