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聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜在应力作用下的光学与分子转变及其在有机电子应用中的潜力
在现代电子与光学技术的快速发展中,柔性材料的应用范围不断扩大,尤其是在有机太阳能电池(OSCs)、有机发光二极管(OLEDs)以及柔性传感器等设备中。这些设备要求材料在机械变形条件下仍能保持良好的光学性能和结构稳定性,以确保其在实际应用中的可靠性和长期性能。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为一种广泛使用的柔性基材,因其出色的光学透明性、机械强度和加工性能而备受关注。然而,尽管PET在许多领域已得到广泛应用,其在常温条件下冷拉伸引发的光学和分子结构变化尚未得到充分研究。这种理解对于设计具有高机械耐久性和光学性能的PET基器件至关重要,尤其是在那些需要在非退火环境下承受机械应力的应用中。本文研究了
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-08-09
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综述:钠离子电池用硬碳材料:从基础研究到实际应用
摘要 钠离子电池(SIBs)由于其独特的性能特点和原材料的可获取性,已成为大规模储能领域的一项有前景的技术。在各种阳极材料中,硬碳(HC)因其高钠存储容量、结构稳定性和内在安全性而脱颖而出。然而,硬碳的结构复杂性和异质性给理解其结构模型和钠存储机制带来了持续的挑战,这阻碍了基于硬碳的阳极的合理设计和性能优化。本综述系统地总结了硬碳在钠离子电池领域的最新进展,首先深入探讨了代表性的结构模型及其结构-性能关系。综述批判性地分析了钠存储机制,并将这些见解与多种改性策略相结合,包括前驱体设计、结构调整和表面/界面优化。特别强调了提高初始库
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-09
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高性能多层单色仪的开发
多层光栅(Multilayer Monochromators, MLM)是现代X射线光学系统中不可或缺的组件,尤其在需要高光子通量但对能量分辨率要求相对宽松的应用中,例如X射线断层扫描和高通量小角度X射线散射(SAXS)等。这些多层结构通过周期性堆叠不同材料层,利用布拉格反射原理实现对X射线的高效选择。相较于传统的双晶体单色器(DCM),多层光栅(DMM)具有更宽的能量带宽和更高的光子通量,但其制造和应用过程中仍面临诸多挑战,如厚度均匀性控制、光栅表面质量优化以及对高次谐波的抑制等。本文详细探讨了DMM的设计、优化与制造过程,并通过实验验证了其在实际应用中的性能。多层光栅的性能高度依赖于材料选
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-08-09
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重新审视熵在一维π共轭半导体中电荷分离中的作用
摘要 在有机供体/受体异质结和氧化还原掺杂的有机半导体中,自由载流子的产生机制尚未得到充分理解,因为人们原本认为电子-空穴结合紧密,但这与实际观察到的高自由载流子产率相矛盾。过去15年来,该领域的主要研究理论认为,熵可以在二维和三维的π共轭半导体中稳定自由电荷,但在一维系统中则不行。本文通过一个极度简化的模型重新探讨了熵对一维π共轭半导体中电荷产生的影响。在这个模型中,仅从焓的角度来看,自由电荷的产生本应是不可能的。研究人员利用非接触式溶液相微波测量技术,研究了在低介电常数溶剂中化学掺杂的单壁碳纳米管中载流子密度依赖的导电性和介电
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-09
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通过形态控制和自组装单层结构增强近红外有机光电探测器的暗电流抑制能力
摘要 本研究通过结合形态控制和界面工程的综合策略,解决了近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)中高暗电流密度和低响应度的问题。含有固体添加剂的厚活性层有效降低了暗电流密度,同时保持了高效的电荷传输。随后,使用[2-(9HCarbazol-9-yl)ethyl]phosphonic acid(2PACz)对分子界面进行修饰,进一步抑制了暗电流并提高了光电响应度。结合陷阱态的漂移-扩散模型显示,2PACz在界面处形成了一层偶极层,将注入势垒降低了约0.3 eV,并消除了器件内部的陷阱。这些策略共同将暗电流密度从10−5 A cm−2
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-08-09
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调控多层镧系纳米粒子中的能量传递,以增强近红外-II波段的发光强度并调节其发光寿命
摘要 基于镧系元素的多层纳米颗粒因其能够在近红外区域(NIR-II,1,000–1,700 nm)发光而受到广泛关注,这些纳米颗粒在多种前沿光学应用中展现出巨大潜力。然而,同时精确控制其发光强度和寿命仍然是一个挑战。本研究提出了一种概念性模型,通过调节核-壳-壳纳米结构中的界面能量传递(IET),来实现对Er3+的发光转换过程及其寿命的时空控制。通过纳米尺度上调控Er和Yb晶格之间的相互作用,可以增强发光转换效率。此外,增加Yb3+中间层的厚度能够有效调节Nd-Yb-Er能量传递路径,从而将发光强度降低8.2倍,并将发光寿命延长1
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-08-09
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非晶态Cu2Te纳米片中的无序Cu位点促进了电催化乙炔半氢化反应
摘要 电催化乙炔半氢化提供了一种可持续且能源效率高的替代方案,但仍然受到竞争性副反应的挑战,包括氢气的生成、过度氢化以及碳-碳耦合反应。本文报道了通过可控空气煅烧将二维范德华晶体Cu2Te纳米片(c-Cu2Te NSs)转化为掺氧的非晶态类似物(a-Cu2Te NSs)的方法。所得到的a-Cu2Te NSs具有无序的铜原子配位结构,在550 mA cm−2的高电流密度下实现了91.7%的乙烯法拉第效率,并且具有优异的稳定性,其性能超过了c-Cu2Te NSs以及现有的最先进催化剂。机理研究表明,结构非晶化导致层间铜原子重新分布,并
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-09
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具有极强抗热冲击能力的自强化二维莫尔超晶格膜
摘要 在各种应用中,二维材料(2DM)膜需要具备优异的机械强度和韧性,以承受极端的应变和温度变化,并抵抗裂纹扩展。然而,强度与韧性之间的权衡在满足这些要求时带来了重大挑战。本研究介绍了一种自增韧的二维莫尔超晶格膜,该膜由垂直堆叠的六方氮化硼(hBN)和石墨烯(Gr)组成,表现出较高的机械强度。其内在韧性源于hBN在裂纹偏转和分叉过程中释放的高能量。值得注意的是,这种坚韧的膜能够在1800 K的温度下承受200次热冲击,热冲击速率为10^4 K/s,在此过程中成功合成了高熵合金纳米颗粒(HEA-NPs)。这些发现为设计和制造坚韧的二
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-09
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综述:非水铝电池中过渡金属硫化物和硒化物负极材料的储能机制综述
非水铝离子电池(RABs)作为一种可持续的能源存储技术,正逐渐成为未来电池研究的重要方向。与锂离子电池(LIBs)相比,铝元素具有更高的理论比容量和体积容量,这使其在高能量密度和高可持续性方面具有潜在优势。然而,尽管铝离子电池的理论性能优越,其实际应用仍面临诸多挑战,尤其是电化学机制的不明确、电极材料的性能瓶颈以及电解液的限制。本文将系统分析RABs中过渡金属硫化物和硒化物(TMSs和TMSe)作为正极材料的研究进展,并探讨其电化学机制及结构性能之间的关系,为推动铝离子电池的进一步发展提供理论支持和实践指导。### 铝离子电池的背景与优势随着全球对净零碳排放目标的追求,能源存储技术的多样化和可
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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通过光学传感器分析商用层状氧化物/硬碳钠离子电池中电极与电解质的相互作用
随着全球对气候变化和有限化石燃料资源的关注不断加深,对可再生能源的需求也在快速增长。太阳能和风能等可再生能源正逐渐成为重要的能源解决方案,但由于这些能源的间歇性特点,它们在电力网络应用中面临一定的挑战。为了解决这一问题,必须将这些技术与高效的电池储能系统相结合,如锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(NIBs)。尽管LIBs目前在固定储能市场占据主导地位,但NIBs因其钠元素的丰富性以及成本效益,正迅速成为一种有竞争力的替代方案。然而,NIBs的能量密度仍需进一步提升,这促使研究人员深入探索其化学和物理特性,以实现性能优化。本研究聚焦于钠离子电池的初始充电过程,特别是基于层状氧化物的正极材料(如
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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用于高性能袋式伪电容器的磁对齐低迂曲度电极,可实现商业级的大规模量产
摘要 工业生产和应用对储能能力提出了更高的要求。然而,当活性电极材料的质量负载增加时,随之而来的高形变和低导电性可能会导致活性材料利用率的下降。为了确保电极具备“高性能”和“商业级质量负载”的特性,本研究采用磁场辅助化学还原方法合成了富含氧空位(OV)的Ni-Co@Ni-Co化合物链,并实现了低扭曲度。当质量负载达到10 mg cm−2时,该电极表现出前所未有的超高电容值,达到1339 F g−1(148.8 mAh g−1)。组装而成的对称超级电容器总质量负载为20 mg cm−2时,其能量密度可达到28.51 Wh kg−1。
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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硼间隙掺杂有序Pt3Co纳米粒子中的电子协同效应增强了质子化过程:在锌-空气电池中实现高效氧气还原的应用
摘要 有序的金属间化合物Pt3Co是用于氧电催化的非常有前景的合金材料,但由于铂(Pt)的催化活性较低且成本较高,这些材料在实际应用中尚未得到广泛使用。在本研究中,通过在碳纳米碗(B-Pt3Co/CNBs)上负载掺杂硼原子的Pt3Co纳米颗粒来提高氧还原反应(ORR)的性能。引入硼原子导致d带中心相对于Pt3Co发生负位移,随后的还原过程使得B-Pt3Co纳米颗粒均匀地负载在碳纳米碗上。实验结果表明,B-Pt3Co/CNBs在氧还原反应中表现出最佳的催化性能:起始电位为1.095 V(相对于标准氢电极RHE),半波电位为0.985
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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从离子动力学角度理解固态钠金属电池用陶瓷电解质的Na+导电性及其失效演变过程
摘要 陶瓷电解质(CEs)具有较高的离子导电性和出色的稳定性,有助于提升固态钠金属电池(SSMBs)的性能和安全性。然而,多晶材料中不可避免存在的缺陷和紊乱现象给理解CEs内的离子传输机制和失效机制带来了挑战。要解决这些问题,需要分离复杂的离子动态过程。本文通过添加NaF制备了不同缺陷浓度和晶体化学性质的Na3Zr2Si2PO12(NZSP)陶瓷电解质,并对其在与金属钠电极进行电化学循环过程中的失效演变进行了定性和半定量分析。动态表征揭示了晶界处非晶界层中的原子相互作用与材料松弛行为之间的关联。此外,提出了两种描述CEs失效演变的
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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通过硝酸锂和氟苯原位生成硝酸(HNO3)以提升锂离子电池的性能
摘要 提高含有锂金属阳极和富镍阴极的电解液的稳定性至关重要,这是抑制副反应并延长高压锂电池寿命的关键。在本研究中,采用了一种协同方法,即结合使用氟苯稀释剂和硝酸锂,在原位生成微量硝酸,并使锂离子形成弱溶剂化结构,从而有效促进了富含无机物的固体电解质界面(SEI)和阴极电解质界面(CEI)的形成。氟化氢(HF)的生成和过渡金属的溶解得到了成功抑制。LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)阴极的稳定性以及阳极上的锂沉积/剥离效率得到了显著提升。结果表明,在4.6 V电压下,Li||NCM811电池经过360次循环后仍保持
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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构建一种局部化的OH缓冲基团,以增强Ru簇上的碱性氢氧化物反应
摘要 开发具有高活性和稳定性的基于钌(Ru)的催化剂,用于碱性氢氧化反应(HOR),以替代昂贵的铂(Pt),对于阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)和镍氢电池(Ni-H batteries)的实际应用至关重要。然而,作为HOR反应物之一的羟基(OH)会在钌表面过度吸附,从而导致其氧化失活。本文提出了一种新策略,通过在钌表面锚定局部的OH缓冲基团来克服这些限制,从而促进碱性HOR反应。密度泛函理论计算、原位X射线吸收光谱和原位衰减全反射红外光谱表明,钌表面的OH缓冲基团能够有效地将OH物种从表面去除,暴露出活性 ruthenium(
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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适用于自组装分子均匀锚定的镀膜策略:以实现可扩展的钙钛矿太阳能模块制造
摘要 自组装分子(SAMs)在提高钙钛矿太阳能电池性能方面发挥了关键作用。然而,SAMs的自发聚集会导致沉积不均匀,尤其是在通过刮刀涂层法制备大面积钙钛矿太阳能模块(PSMs)时。本文提出了一种利用3-氨基-1-丙磺酸(3NS)的共吸附策略,该策略兼容刮刀涂层工艺,能够在10 × 10 cm²的基底上实现SAMs的均匀锚定。3NS作为SAMs的共吸附剂,利用多种分子间相互作用(如静电作用、氢键和阳离子-π相互作用)有效抑制SAMs的聚集,使其能够在NiOₓ基底上实现高密度锚定。同时,3NS-SAMs共吸附层系统优化了界面能级对齐并
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-09
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评估干旱农业地区的水质:以印度马哈拉施特拉邦贾亚克瓦迪大坝流域为例的综合性研究
摘要 位于印度马哈拉施特拉邦的Jayakwadi大坝是该半干旱农业地区灌溉和饮用水的重要水源,但由于甘蔗种植过度,该地区正面临水质问题。本研究使用加权算术水质指数(WA-WQI)以及pH值、电导率(EC)、总溶解固体(TDSs)和总碱度等关键参数,对104个采样点的水质进行了季节性评估。空间分布分析采用了地理信息系统(GIS)技术。研究结果表明,大量水样(尤其是远离灌溉渠道的水样)的水质超出了饮用水和灌溉的允许标准。高TDS和EC水平表明存在盐分问题,而pH值则提示需要事先对水进行净化处理。在雨季前的时期,水质尤为差。研究建议采取
来源:CLEAN – Soil, Air, Water
时间:2025-08-09
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利用热解生物炭对石油污染土壤进行生物修复:总石油烃(TPH)的去除、多功能性及微生物生态系统的恢复
摘要 本研究评估了由废弃蘑菇基质(SMS)、小麦秸秆(WS)和牛粪(CD)在300°C和500°C热解温度下制成的六种生物炭对石油污染土壤的修复效果。随着热解温度从300°C升高到500°C,生物炭的产率从56.10%–64.81%下降到30.63%–41.98%,而生物炭的pH值和有效磷含量分别从6.49–8.94和175.6–347.4 mg/kg增加到9.84–10.19和350.4–3660.8 mg/kg。生物炭的施用显著增强了总石油烃(TPH)的降解效果,其中在300°C下热解的牛粪生物炭(CDA)表现最佳(TPH降解
来源:CLEAN – Soil, Air, Water
时间:2025-08-09
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在增材制造的聚醚醚酮(PEEK)复合材料中,连续纤维与短纤维的协同增强作用
在当今的先进制造领域,3D打印技术正逐步成为一种高效、灵活的材料加工手段。特别是在高性能材料如聚醚醚酮(PEEK)的打印中,提升其机械性能已成为研究的热点。传统上,PEEK基复合材料在打印过程中面临一些挑战,例如强度不足、层间结合力弱、以及纤维在打印过程中的分布不均等问题。为了解决这些问题,本研究提出了一种协同增强策略,将连续碳纤维与短切碳纤维结合使用,以期在保持材料整体性能的同时,进一步提升其力学表现。研究中设计了一种新型的协同纤维增强结构,其中连续碳纤维被作为核心,而短切碳纤维则被包裹在外部,形成一个壳层。这种结构使得最终的协同碳纤维增强热塑性(S-CFRTP)丝材中包含了5.11%的短切
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-09
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通过原位化学交联提高木质复合材料的机械性能和尺寸稳定性
摘要 木材是一种常用的结构材料,由于其轻质、高强度、良好的热力学性能以及易于加工等优点,在建筑领域得到广泛应用。然而,木材固有的尺寸不稳定性(受潮引起的收缩和膨胀)、有限的机械强度以及易受微生物降解的影响,限制了其更广泛的应用。为了开发一种高强度的功能化木质复合材料,本研究采用原位化学交联技术对木材进行了改性。所得木质复合材料的纵向抗拉强度为377 MPa,弯曲强度为428 MPa,比强度为382 MPa·cm³·g⁻¹,与传统建筑材料相当。通过原位化学交联方法,将聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(p-MDI)引入木材中,显著提高了其机
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-09