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  • 摘要:

    阳极形成的二氧化钛纳米管阵列(TNTAs)构成了一个正在研究的光电子平台,用于光电催化电池的光阳极、太阳能电池和光探测器的电子传输层(ETL)以及化学和微波传感器的活性层。在这些一维多晶有序结构中,为了使载流子得到最佳的输运,需要引入一种优先结构,使组成纳米管壁的颗粒沿输运方向排列。通过x射线衍射分析表明,选择合适的阳极电解液含水量和阳极处理后的锌离子处理,可以在非原生基板上形成亚微米长透明tnta时引入优先织构。研究发现,退火前在TiO2纳米管中加入1.5%的锌原子,可以始终得到沿[001]方向最强的优先取向。[001]定向的TNTAs对365纳米光子在偏置2v下的响应率为523 a W−1,这是使用二氧化钛纳米管进行紫外光检测的最高性能值之一。此外,在使用TNTAs作为ETL的卤化物钙钛矿太阳能电池中,未经过Zn2+处理的有纹理的纳米管表现出明显的增强性能。

    ——文章发布于2019年3月13日

    来源机构: 纳米技术 | 点击量:44
  • 摘要:

    尽管当今最著名的基于自旋的量子位技术在能力和复杂性方面正在成熟,但人们对探索可提供优势的替代材料平台越来越感兴趣,比如增强量子位控制、更长的相干时间和更好的可扩展性。异质结构材料生长的最新进展为量子比特应用半导体中的空穴自旋开辟了新的可能性。未掺杂、应变的Ge/SiGe量子阱由于其低无序性、较大的自旋轨道耦合强度和无谷态等特点,成为空穴自旋量子比特的候选宿主。在这里,我们使用一个简单的单层门控器件结构来演示单个量子点以及两个相邻量子点之间的耦合。这些未掺杂结构的空穴有效质量m* ~ 0.08 m 0显著低于Si/SiGe中的电子,这表明在工业兼容的半导体平台中,量子点中的隧道耦合增强和良好的量子比特-量子比特相互作用是可能的。

    ——文章发布于2019年3月14日

    来源机构: 纳米技术 | 点击量:43
  • 摘要:

    以低成本农业废弃物莲子荚为前驱体,氢氧化钾(KOH)为活化剂,制备了一种先进的分级多孔纳米板三维碳材料(HPNSC)。所制备的HPNSC材料具有分层多孔纳米板结构,具有三维碳纳米板网状结构,能够在充放电过程中快速高效地转移Li+/Na+/H+。组装的HPNSC//HPNSC对称超级电容器在1mol l - 1 Na2SO4电解液中具有41.3 W h kg - 1的能量密度,功率密度为180 W kg - 1。即使功率密度增加到9000 W h kg - 1,能量密度仍然可以保持在16.3 W h kg - 1。当作为锂离子电池的可逆电极时,这种HPNSC材料可以在0.1 a g−1时达到1246 mA h g−1的高比容。此外,带HPNSC电极的钠离子电池在循环3350次后仍保持了161.8 mA h g−1的良好循环性能。电化学性能表明,本文开发的HPNSC是一种非常有前途的储能电极材料,可以为其他领域设计和开发高孔储能材料提供新的思路。

    ——文章发布于2019年3月13日

    来源机构: 纳米技术 | 点击量:64
  • 摘要:

    植入物易受细菌感染,导致植入物松动和设备失效。减轻这些感染对种植体的稳定性和病人的健康都很重要。抗菌种植体涂层的开发可以减少菌落的存在,降低依赖细菌的种植体失败的风险。在此,我们表明,电纺聚己内酯(PCL)纤维掺杂银纳米粒子(NPs)从硝酸银前体有潜力降低肺炎链球菌的患病率,同时支持成骨细胞附着和增殖。采用PCL电纺纤维的空气等离子体还原法制备了掺银NPs纤维。采用扫描电镜和透射电镜对纤维进行了表征,定性评价了纤维的NP分布,定量分析了纤维直径。对肺炎链球菌进行抑菌试验,24小时后观察到抑菌效果。体外实验使用的是Saos-2细胞,表明负表面电荷有可能增加哺乳动物细胞的活力,即使存在含有NPs的纤维。总之,本研究描述了一种制备生物可吸收种植体涂层的新方法,该方法能够减少种植体表面周围的细菌感染,同时保持与宿主的生物相容性。

    ——文章发布于2019年3月14日

    来源机构: 纳米技术 | 点击量:63
  • 摘要:

    用有机分子对石墨烯进行功能化有利于实现高性能石墨烯传感器,因为功能化可以提供比原始石墨烯性能更高的功能。虽然基于有机-石墨烯杂化的各种类型的传感器已经开发出来,但功能化过程的厚度控制/可靠性较差或需要后处理,传感器应用依赖于传统的刚性基板,如SiO2/Si。本文展示了一种用于敏感紫外检测和化学传感的柔性透明金属卟啉(MPP)-石墨烯混合材料。MPP具有很强的光吸收、氧化还原化学和催化活性,只需一步蒸发就能沉积到石墨烯上。光学和电子表征证实,在保持石墨烯优异电子性能的同时,MPP成功地功能化了石墨烯。mpp功能化大大提高了石墨烯的光敏和化学传感性能,使其对紫外光(365纳米)和甲苯的灵敏度提高了200%以上。同时,mpp -石墨烯传感器在弯曲条件下的电阻变化不大,在可见光范围内的透光率显著。基于mpp -石墨烯混合材料的优异性能,包括高灵敏度、灵活性、透明性,以及mpp功能化的易用性和成本效益,它将是一个有前景的柔性和透明传感器应用的候选人。

    ——文章发布于2019年3月14日

    来源机构: 纳米技术 | 点击量:46
  • 摘要:

    生物刺激反应性DNA水凝胶因其独特的从凝胶到溶胶的相变而引起了医学工程领域的广泛关注。本文构建了一类新型的生物刺激响应型DNA水凝胶,该水凝胶具有动态编程的DNA系统,该系统依赖于一个通过级联脚趾头介导的DNA置换反应的DNA回路系统,允许催化裂解交联点和主链,以响应适当的DNA输入。与另一种DNA水凝胶相比,动态编程的DNA水凝胶显示出明显的从凝胶到溶胶的急剧相变,由于催化裂解交联点和主链的同步,该水凝胶显示出非催化裂解的交联点。此外,通过改变交联密度,DNA水凝胶响应DNA输入的溶胶-凝胶相变很容易调节。此外,通过结构开关适配体,封装聚乙二醇化金纳米颗粒的DNA水凝胶可作为无酶信号放大器用于比色检测腺苷5 '‐三磷酸腺苷(ATP);与其他基于DNA水凝胶的ATP检测系统相比,该检测系统简单且灵敏度更高(检测限:5.6×10 - 6 m at 30 min)。

    ——文章发布于2019年3月12日

    来源机构: Wiley数据库Small杂志 | 点击量:197
  • 摘要:

    高容量和长期循环稳定性的结合是锂离子电池阳极材料实际应用的重要因素。本文采用喷雾干燥法制备了具有三维互连导电网络结构(3DICN‐NCS)的NixMnyCozO纳米线(x + y + z = 1)/碳纳米管(CNT)复合微球。三维互联导电网络结构有利于电解质渗透到微球中,为快速Li+离子/电子在微球中的转移提供良好的连接性,从而大大降低了电极中的浓度极化。此外,网络中纳米线之间的空隙在循环过程中容纳了与Li+插层相关的微球体积膨胀,提高了电极的循环稳定性。碳纳米管均匀分布于微球中,作为导电骨架,大大提高了微球的导电性。正如所料,制备的3DICN‐NCS具有良好的电化学性能,在2000个循环后的1ag - 1处具有1277毫安时的高容量,在1000个循环后的5ag - 1处具有790毫安时的高容量。本文提出了一种建立阳极材料三维互连导电网络结构的通用方法

    ——文章发布于2019年3月12日

    来源机构: Wiley数据库Small杂志 | 点击量:197
  • 摘要:

    各向异性纳米金由于其功能和形状相关的性质,具有潜在的应用前景。重塑贵金属纳米粒子是一个有趣的领域,具有光学、表面增强拉曼光谱、催化应用和潜在的光热治疗应用。本工作包括对金纳米双锥体(Au NBPs)和纳米球的结构研究,以及在高真空条件下,通过原位加热和原位加热的方式,研究了以十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫醇为盖层的金纳米锥体的演化过程。此外,我们还研究了加入铂对金纳米粒子的整形,通过几何相分析研究了表面改性和单个粒子产生的应变。

    ——文章发布于2019年3月5日

    来源机构: 纳米技术 | 点击量:119
  • 摘要:

    苏塞克斯大学新兴光子学实验室(EPic Lab)的科学家们利用尖端激光束技术,在原子钟的一个关键部件上取得了突破,这一设备可以减少我们未来对卫星测绘的依赖。它们的开发极大地提高了柳叶刀(传统时钟负责计数)80%的效率——这是世界各地的科学家一直在竞相实现的目标。

    目前,英国的卫星地图依赖于美国和欧盟,而我们许多人的手机和汽车上都有卫星地图。这使我们不仅容易受到国际政治突发事件的影响,而且容易受到卫星信号的影响。

    博士Alessia Pasquazi史诗实验室数学和物理科学学院的苏塞克斯大学的突破解释道:“便携式原子钟,救护车,例如,将能够访问他们的映射,同时在一个隧道,和通勤能够计划他们的路线虽然在地下或在农村没有手机信号。便携式原子钟将以一种极其精确的地理测绘形式工作,使你可以在不需要卫星信号的情况下访问你的位置和计划路线。

    “我们的突破将时钟中负责计数的部分的效率提高了80%。这使我们更接近于看到便携式原子钟取代卫星地图,比如GPS,这可能在20年内实现。这项技术将改变人们的日常生活,并有可能应用于无人驾驶汽车、无人机和航空航天行业。令人兴奋的是,在苏塞克斯郡发生了这样的发展。”

    光学原子钟处于时间测量设备的顶峰,每100亿年损失不到一秒钟。但有趣的是,它们是巨大的设备,重达数百公斤。为了有一个最佳的实用功能,可以利用您的一般人,他们的大小需要大大减少,同时保持精度和速度的大型时钟。

    在光学原子钟中,参考(传统原子钟中的钟摆)是由一个被限制在一个腔内的单个原子的量子特性直接推导出来的:它是一束每秒振荡数百万亿次的光束的电磁场。在这个速度下工作所需要的时钟计数元件是一个光学频率梳——一个高度专业化的激光发射,同时,许多精确的颜色,均匀地间隔在频率上。

    微梳通过利用名为光学微谐振器的微小设备,降低了频率梳的尺寸。在过去的十年里,这些设备已经引起了全世界科学界的广泛关注,它们有望以一种紧凑的形式实现频率梳的全部潜力。然而,它们是精密的设备,操作复杂,通常不能满足实际原子钟的要求。

    EPic实验室的这一突破,在今天(3月11日星期一)发表在《自然光子学》杂志上的一篇论文中得到了详细的描述。

    Pasquazi博士继续说:“孤子是一种特殊的波,它对扰动特别强。例如,海啸是水的孤子。它们可以泰然自若地走到令人难以置信的距离;2011年日本地震后,其中一些甚至到达了加利福尼亚海岸。

    “在包化龙博士进行的实验中,我们使用的不是水,而是被限制在芯片上一个小洞里的光脉冲。我们独特的方法是将芯片插入基于光纤的激光器中,这与我们在家中传输互联网的方法相同。

    “在这种组合中运行的孤子具有充分利用微腔产生多种颜色的能力,同时也提供了脉冲激光器控制的鲁棒性和通用性。下一步是将这种基于芯片的技术转化为纤维技术——这是我们在苏塞克斯大学(University of Sussex)特别擅长实现的目标。”

    来自苏塞克斯大学史诗实验室的马可·佩契安蒂教授补充道:“我们正朝着将我们的设备与由马赛厄斯·凯勒教授在苏塞克斯大学的研究小组开发的超紧凑原子参考(或称钟摆)集成在一起的方向迈进。我们计划共同开发一种便携式原子钟,它将彻底改变我们未来计算时间的方式。

    “我们的发展代表了一个重要的一步生产实际的原子钟和我们非常兴奋,我们的计划,包括与英国航空工业合作,这将在五年内实现,通过便携式原子钟,可以住在你的手机,在无人驾驶汽车和无人机在20年。”

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:60
  • 摘要:

    科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)最新研究发现,到本世纪末,随着海洋酸化为生命创造了一个更浅的地平线,南大洋的海洋微生物可能会发现自己陷入致命的困境。

    建模研究,发表在《自然气候变化预测,在目前的二氧化碳排放速度,一些带壳的生物可以生存的深度将会收缩从平均1000米今天只有83米的2100年,大幅减少可行的栖息地。

    在局部地区,这种急剧下降可能在短短一年的时间内突然发生,它可能对海洋食物网造成重大影响,并导致整个海洋生态系统的级联变化,包括破坏至关重要的全球渔业。

    酸化发生在海洋吸收由燃烧化石燃料产生的大气二氧化碳(CO2)的时候。这种吸收改变了水的化学性质,降低了pH值,减少了可用碳酸盐的数量,而珊瑚和翼足类等微生物正是利用碳酸盐来建造它们的碳酸钙外壳。

    “随着酸化的进行,这些钙化的生物体将很难建造和维持它们的外壳,”该研究的通讯作者、CU Boulder大学大气和海洋科学系(ATOC)和北极和高山研究所(INSTAAR)的教授Nicole Lovenduski说。“在未来,一袋腐蚀性的水将位于地表以下,这将给主要生活在地表的生物群落带来困难。”

    “这项研究表明,我们目前的二氧化碳排放量不仅影响着南大洋的化学成分,还影响着它的食物网结构,”美国国家科学基金会海洋科学部门的项目主任西蒙妮·梅茨(Simone Metz)说。该部门资助了这项研究。

    南大洋特别容易酸化,因为较冷的海水增加了二氧化碳的溶解度,以及持续的上涌使富含碳的水接近海面。

    这项研究由当时的科罗拉多大学博尔德分校本科生研究助理加布里埃尔·内格雷特-加西亚(Gabriela Negrete-Garcia)领导,利用社区地球系统模型(Community Earth System Model, CESM)的数据,预测了几种二氧化碳排放假设情景下的海洋酸化,特别关注碳酸钙饱和度的变化。该小组还检查了从以前到南大洋的船只探险中收集的水样。

    我们怀疑,以前的研究忽视了浅层的出现,因为它们将来自多个不同模型的数据平均起来,而不是着眼于单个模型的实现,”内格雷特-加西亚(Negrete-Garcia)说。内格雷特-加西亚曾供职于INSTAAR,现在是斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的研究生。

    而个人模拟模型的不同阈值的时间变化,与其他一些预测它早在2006年,直到2038年——研究表明,改变可能是不可避免的在南大洋的大部分地区,不管未来的减排努力。

    Lovenduski说:“如果明天排放得到控制,这个突然变浅的地平线仍然会出现,即使可能会被推迟。”“这种不可避免性,加上生物体缺乏适应的时间,是最令人担忧的。”

    该研究的其他合著者还包括CU Boulder的Kristen Krumhardt、阿拉斯加费尔班克斯大学的Claudine Hauri和挪威北欧研究中心的Siv Lauvset。美国国家科学基金会为这项研究提供了资金。

    ——文章发布于2019年3月11日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:54