仿生纳米硅结构减反射及陷光性能模拟研究EI北大核心CSCD

仿造蝉翼凸起状结构,建立了硅纳米锥模型,在此基础上研究其减反射及陷光性能与其底部直径、高度的关系,确定直径150nm、高度500nm为其最优结构参数,该参数的纳米锥结构在300~1200nm波段平均反射率为1%.将优化的纳米锥结构与平板结构以及相同参数的纳米柱结构进行了比较,从反射曲线、电场强度分布、能量吸收密度分布、电子生成速度分布多个角度证实了纳米锥结构优异的减反射及陷光性能,为硅基光伏器件减反射陷光微结构设计提供了参考.     

聚吡咯及其纳米复合材料在光热治疗领域的应用

光热治疗是近年来兴起的一种治疗方法,具有靶向性强、适应性广的特点。在光热治疗中,通过光热剂对光的吸收将光能转化为热能,从而实现治疗作用,因而光热剂的光热转化性能直接决定了光热治疗的效果。光热剂的种类丰富,涵盖由无机到有机等组成和性能各异的多种材料。其中,聚吡咯具备良好的生物相容性、优异的光稳定性以及光热转化性能,在光热治疗领域受到广泛关注,是一种拥有巨大应用潜力的光热剂,然而其在光热治疗领域的发展趋势及前景却鲜有报道。本文综述了聚吡咯及其纳米复合材料的制备方法,详述了聚吡咯及其纳米复合材料在光热治疗领域中的应用情况,包括聚吡咯基纳米材料的自身性能和实际光热治疗的效果,指出以聚吡咯为基体或修饰材料来制备具有CT、磁共振、光声显影及光热治疗性能的聚吡咯基复合材料已成为发展趋势。在此基础上,本文还总结了聚吡咯基纳米复合材料在制备和应用中存在的问题,并分析了其在发展过程中遇到的挑战以及在生物医学应用中的前景。     

纳米载体负载声敏剂的研究进展和挑战

声动力治疗是将低频超声与声敏剂相结合的非侵入性肿瘤治疗方法,由于其副作用小、治疗深度深等优点,受到科学家们的重视。有机声敏剂作为初代声敏剂已经被研究多年,但是其水溶性差、无法在肿瘤部位大量聚集等缺陷阻碍了其声动力应用。快速发展的纳米技术为许多问题的解决提供了新的思路,尤其利用纳米载体负载声敏剂,可以解决有机声敏剂水溶性差、容易被提前释放等问题,实现药物靶向作用,为声动力治疗与其他疗法结合提供平台,进一步发挥声动力治疗疗效。因此,该文总结了纳米载体负载有机声敏剂用于声动力治疗的相关研究,着重介绍纳米载体在声动力治疗中的研究进展及相关机理,指出现存问题,最终希望可以总结出用于声动力治疗的纳米载体的共性,为今后研究提供帮助。     

壳聚糖复合纳米凝胶的聚合诱导自组装制备及生物应用

以生物大分子壳聚糖为主要组成基元,在壳聚糖的羟基碳上引发单体自由基共聚合。在聚合过程中疏水的合成高分子接枝链与亲水的壳聚糖分子自组装诱导形成纳米尺度的聚集体,通过引入具有肿瘤还原环境响应性的交联剂,得到了肿瘤环境响应的壳聚糖-合成高分子共聚物纳米凝胶。采用透射电镜、红外光谱等手段对纳米凝胶的粒径、结构、形貌和性能进行表征,探讨了聚合诱导自组装高效制备壳聚糖纳米凝胶的机理,证实了所得纳米凝胶粒径的可控性。进一步采用近红外荧光分子和磁共振显影(MRI)分子标记的方法制备了荧光/MRI多功能复合纳米凝胶,对凝胶显影性能进行了探讨,证实了其优异的细胞标记能力和良好的生物相容性。     

3NaBH4/ErF3复合储氢材料的制备及吸放氢特性

采用高能球磨法制备了3NaBH4/ErF3复合储氢材料, 并研究了其相结构和储氢性能. X射线衍射(XRD)显示, NaBH4和ErF3在球磨过程中未发生反应; 同步热分析(TG-DSC)测试结果表明, 3NaBH4/ErF3体系在420℃开始放氢, 比相同测试条件下纯NaBH4的放氢温度降低了约100℃, 放氢量为3.06%(质量分数). 压力-成分-温度(Pressure-Composition-Temperature, PCT)性能测试结果显示, 3NaBH4/ErF3复合储氢材料在较低的温度(355~413℃)及平台氢压(<1 MPa)下即拥有良好的可逆吸放氢性能, 最高可逆吸氢量可达到2.78%(质量分数), 吸氢后体系重新生成了NaBH4相. 计算得吸氢焓变仅为-36.8 kJ/mol H2; 而放氢焓变为-180.8 kJ/mol H2. NaBH4在ErF3的作用下提高了热动力学性能, 并实现了可逆吸放氢.     

空心微米镍球的表面改性及微波吸附性能研究

采用特殊的化学镀方法对已制备的空心微米镍球进行表面组装, 成功地在该镍球表面包覆了一层蜂窝状包覆钴层. 通过FESEM, TEM, XRD衍射表征了该包覆镍球, 观察到均匀包覆钴层的网眼构造和密集孔隙结构. 用BET气体吸附法、同轴线法对该镍球比表面积和微波性能进行了研究. 研究表明, 蜂窝状包覆钴层提高了粒子的比表面积, 同时表面镀钴提高了镍球的复介电常数值, 从而能增加粒子对电磁波的电介质损耗, 提高粒子在微波频率范围内对电磁波的反射吸收.     

自催化还原制备微米和纳米级空心镍球的研究

提出了一种新型的制备超细空心金属镍粉的方法.通过FESEM,TEM和XRD衍射对该制备方法进行了研究,并考察了有关工艺参数对产物粒径和粒度分布的影响.研究认为,通过在胶核表面发生自催化还原反应,形成金属镍壳,同时胶核发生自分解,最后可得到空心金属镍球.控制反应物浓度和NaOH的配比可得到粒径均匀的镍球;通过调整这两个参数可得到粒度在微米或纳米尺度的空心镍球.     

偶氮苯基型离子液体溶液对空气中湿度的变色响应（英文）

室温离子液体对空气湿度发生比色响应,在现有的文献中鲜有报道。本论文主要报道偶氮苯酚型离子液体溶液可自发地发生明显的颜色变化,这主要是由于偶氮苯酚阴离子与水分子形成氢键的缘故。该工作通过借助核磁共振技术、紫外-可见吸收光谱、实验结果及理论计算对其中的机理进行了深入的分析。具体地说,由紫外-可见吸收光谱可知,随着时间的推移,离子液体溶液在455 nm左右的吸收峰强度逐渐降低,同时在343 nm左右的吸收峰强度逐渐增强,并伴有由橙红色向浅黄色的颜色转变。这一自响应的现象也可以从核磁共振光谱中观测到。当溶液放置时间足够长时,偶氮苯酚阴离子的氢谱出峰全部向低场发生位移,且在高场处没有新峰产生。所以,很容易将刺激源锁定在空气中的气体比如弱酸性的二氧化碳以及湿度上。由此,我们向溶液中通入二氧化碳气体,溶液可从橙红色变为浅橙红色,但却不能进一步变为浅黄色,从而排除了二氧化碳的可能性。反之,我们却发现,向溶液(乙腈作溶剂)中逐渐加入少量的水,在474nm的吸收峰强度逐渐减弱,且在347 nm处的吸收峰强度逐渐增强,并伴随由橙红色向浅黄色的颜色变化,这与氯仿、四氯化碳溶液自发过程中产生的颜色变化几乎一致。并且,将两只装有离子液体溶液的比色皿分别放置在相对湿度为28%和100%的条件下,发现在较低的相对湿度下,溶液需要比在高湿度下长得多的时间实现整个的颜色转变,这表明湿度是引起溶液发生自发颜色变化最可能的刺激源。由高斯09软件计算(在B3LYP/6-31++G(p,d)水平)可知,偶氮苯酚阴离子的氧原子和水分子的氢原子之间的距离为0.174nm,相应的键角为171.12°;同时,偶氮苯酚阴离子中的氧原子与水发生作用后,氧原子的ADCH电荷由原来的-0.52变为-0.62。进一步地,由约化密度梯度分析可知,在-0.04 a.u.左右出现尖头可归属于O···H―O氢键。所有以上数据表明,空气中湿度是通过以与离子液体的阴离子形成氢键的方式,诱使离子液体溶液对其发生响应并伴随着肉眼可见的颜色变化。据我们所知,这是首次发现离子液体溶液可以对空气中湿度发生变色响应。我们希望这个工作可以加深对一些貌似反常现象背后科学道理的理解。     

基于微流控技术平台的Pt基三元电催化剂高通量合成和筛选（英文）

高性能铂基电催化剂的高效合成和筛选对于加速其在各个领域的进一步发展和应用具有重要意义。微流控高通量技术在铂基电催化剂的合成参数优化应用方面具有巨大的潜力。然而,缺少性能评估的微流控高通量合成无法最大限度地发挥其优势。在这项工作中,我们构建了将材料的高通量合成与高通量筛选相结合的多功能平台。该平台的微流控芯片可以生成三种不同前驱体金属离子的20级浓度梯度。微反应器阵列具有100个微通道,用于材料合成和电化学表征。利用该平台我们合成了5组铂基三元电催化剂(共计100种不同的组分),并进行了电化学表征,直接确定了Pt基三元电催化剂对析氧反应的最佳组成。这表明我们所构建微流控高通量平台具有高效性和灵活性,可大大缩短了新材料开发和材料性能优化的周期。     

TaN/TiN和NbN/TiN纳米结构多层膜超硬效应及超硬机理研究

采用射频磁控溅射方法制备单层TaN,NbN和TiN薄膜和不同调制周期的TaN/TiN和NbN/TiN纳米多层膜.薄膜采用X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜和显微硬度仪进行表征.结果表明TaN/TiN和NbN/TiN纳米多层膜在一定的调制周期范围内均呈共格界面,相应地均出现了超硬效应,且最大硬度值接近.分析了TaN/TiN与NbN/TiN纳米多层膜的超硬机理,TaN/TiN的晶格错配度与NbN/TiN的接近,但TaN/TiN的弹性模量差与NbN/TiN的有一定的差别,表明由于晶格错配使共格外延生长在界面处 关键词： TaN/TiN纳米多层膜 NbN/TiN纳米多层膜 外延生长 超硬效应