微流控多层纸芯片研究乳腺癌组织的微环境酸化

将多层纸芯片技术用于肿瘤微环境酸化研究。将种植有乳腺癌细胞的8层硝酸纤维素薄膜叠放并封装于芯片中,用以模拟3D乳腺癌组织。灌流培养多层纸芯片乳腺癌组织数天后拆分多层纸芯片,以检测各层薄膜上细胞生存、增殖和胞内乳酸含量,解析不同深度下肿瘤细胞微环境酸化程度。实验表明,细胞酸化程度受灌流速度影响,高灌流速度可以增加纸层上细胞密度,酸性代谢产物排出增加。缺氧也是导致微环境酸化的重要因素。随着氧气扩散距离的增加,酸化程度加重,并且肿瘤细胞生存率和增殖率相应降低。     

三维大孔/介孔碳-碳化钛复合材料用于无枝晶锂金属负极

金属锂具有超高的理论容量(3860 mAh·g^-1)和低氧化还原电位(-3.04 V vs.标准氢电极),是极具吸引力的下一代高能量密度电池的负极材料。然而,循环过程中的体积膨胀、锂枝晶生长和“死锂”等问题严重的限制了其实际应用。合理设计三维骨架调控金属锂的成核行为是抑制锂枝晶生长的有效策略。本文中,我们发展了一种“软硬双模板”的方法合成了兼具大孔和介孔的三维碳-碳化钛(Three-dimensional macro-/mesoporous C-TiC,表示为3DMM-C-TiC)复合材料。多级孔道为金属锂的沉积提供了足够的空间,缓冲充放电中巨大的体积变化。此外,TiC的引入显著增强多孔骨架的导电性,改善锂金属的成核行为,促进金属锂的均匀成核和沉积,抑制锂枝晶生长。3DMM-C-TiC||Li电池测试表明,在循环300圈以后,库伦效率仍保持在98%以上。此外,所得材料与LiFePO₄ (LFP)组成的全电池也表现出优异的倍率和循环性能。本工作为无枝晶锂金属负极的设计提供了新的思路。     

二氧化碳催化加氢及其研究进展*

综述了二氧化碳热催化加氢的现状和研究进展,为进一步开展二氧化碳催化加氢的研究提供参考     

普适的基于能量的分块局域激发态聚类算法

在普适的基于能量的分块(GEBF)方法的框架下, 大体系的局域激发(LE)能可通过一系列活性子体系激发能的线性组合近似得到, 从而有效降低了计算的时间标度. 然而, 在体系的局域激发具有多个激发态的情形下, 如何有效识别所有活性子体系的激发特征并将其组合是一个挑战. 提出了一种基于局域激发态聚类的算法. 该方案基于空穴-电子分析和基于密度的聚类(DBSCAN)机器学习算法, 可以自动地聚合不同子体系中最相似的激发态并组合得到相应的局域激发态能量或激发能. 结合该算法改进的LE-GEBF方法在荧光分子衍生物、 荧光染料-水团簇及绿色荧光蛋白模型体系的计算中均获得了令人满意的结果. 该算法有望大大提升LE-GEBF方法在计算局域激发时的稳定性和准确性, 并可以有效处理吸收光谱具有多重峰的大体系.     

石墨烯能带中的重叠矩阵效应:Tight-Binding方法在模拟中的研究

采用紧束缚方法计算了石墨烯的价带(π)和导带(π*),考虑了非正交基矢下重叠矩阵效应,重叠积分参量s越小,导带越靠近费米面,而价带越远离费米面.在重叠积分参量s≤0.1时,基本保持了原子在实际空间中重叠所引起的能带的改变,太大(s=0.4)则会导致物理上失效.计算了石墨烯的能态密度,在费米面ε=0处(对应Dirac点)的能态密度为零,并且在Dirac点附近呈线性变化.     

一种面向嵌入式处理器的昏睡子块唤醒方法

针对嵌入式处理器中日益明显的指令Cache漏功耗,本文提出了一种基于标准SRAM单元的子块划分和预测唤醒的昏睡指令Cache的漏功耗优化方法。该方法不需要对昏睡SRAM单元进行定制设计,而是利用标准SRAM单元已有的结构,通过将指令Cache划分成不同的子块,根据指令的运行情况,实时地关闭和唤醒Cache子块,以降低指令Cache的静态功耗;并在此基础上,针对昏睡指令Cache技术带来的唤醒延迟,设计了一种简单的分支和跳转的目标地址预测器,在消除唤醒延迟带来的性能损失基础上,提高了处理器的性能。通过实验对比,该方法可以减小36%的指令Cache静态功耗,同时处理器性能平均有13%的提高。     

纳米金刚石掺混纳米氧化锌的场发射特性

利用水热法制备了菊花状的氧化锌纳米棒,并进行表征,将纳米氧化锌掺入纳米金刚石中配制成电泳液,超声分散后电泳沉积到钛衬底上,再经热处理后进行场发射特性的测试.结果表明:未掺混的金刚石阴极样品的开启电场为7.3V/μm,在20V/μm的电场下,场发射电流密度为81μA/cm2;掺混后阴极样品的场发射开启电场降低到4.7~6.0V/μm,在20V/μm电场下,场发射电流密度提高到140~158μA/cm2.原因是纳米ZnO掺入后,增强了涂层的电子输运能力、增加了有效发射体数目,提高了场增强因子β,而金刚石保证了热处理后涂层与衬底的良好键合,形成了欧姆接触,降低了场发射电流的热效应.场发射电流的稳定性随掺混ZnO量的增加而下降,要兼顾场发射电流密度及其稳定性,适量掺入ZnO可有效提高纳米金刚石的场发射性能.     

Different charging behaviors between electrons and holes in Si nanocrystals embedded in SiN_x matrix by the influence of near-interface oxide traps

Si-rich silicon nitride films are prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition method,followed by thermal annealing to form the Si nanocrystals(Si-NCs)embedded in Si Nx floating gate MOS structures.The capacitance–voltage(C–V),current–voltage(I–V),and admittance–voltage(G–V)measurements are used to investigate the charging characteristics.It is found that the maximum flat band voltage shift(△VFB)due to full charged holes(～6.2 V)is much larger than that due to full charged electrons(～1 V).The charging displacement current peaks of electrons and holes can be also observed by the I–V measurements,respectively.From the G–V measurements we find that the hole injection is influenced by the oxide hole traps which are located near the Si O2/Si-substrate interface.Combining the results of C–V and G–V measurements,we find that the hole charging of the Si-NCs occurs via a two-step tunneling mechanism.The evolution of G–V peak originated from oxide traps exhibits the process of hole injection into these defects and transferring to the Si-NCs.     

Synthesis,Structure and Elastic Properties of a New Hybrid Perovskite Material: [C6H14N2]KBr3

A new hybrid organic-inorganic perovskite(HOIP)material,[C6H14N2]KBr3,has been synthesized via hydrothermal method and fully characterized.[C6H14N2]KBr3 has a three-dimensional perovskite structure and crystalizes in a trigonal P3121 space group.The elastic properties of[C6H14N2]KBr3 were fully calculated via the density functional theory calculations,which reveal the elastic moduli(11.54~14.07 GPa),shear moduli(4.56~5.68 GPa),Poisson’s ratios(0.18~0.32),bulk modulus(8.51 GPa)and acoustic velocity(2.57~2.74 kms^-1).Additional nanoindentation experiments in the form of single-crystals confirmed the validity of our theoretical approach.[C6H14N2]KBr3 exhibits higher stiffness and thermal stability than the well-known photovoltaic CH3NH3PbI3,which makes it worthwhile for exploring optoelectronic properties.     

CdTe/Mn3 O4/SiO2荧光/磁共振双模成像纳米球的制备与表征

成功地制备了CdTe/Mn_3O_4/SiO_2核壳结构的荧光/磁共振成像双功能纳米球,并用透射电镜(TEM)、能谱分析(EDXA)、磁共振成像(MRI)、红外、荧光光谱等对其结构、磁共振成像和发光性能进行了表征。TEM照片显示所合成的纳米球具有明显的球形核壳结构。EDXA分析显示所制备的CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球表面只检测到Si和O元素,证明CdTe量子点和Mn_3O_4纳米立方体被成功地包被于二氧化硅纳米球之内。荧光发射光谱显示相对于CdTe量子点,CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球荧光发射光谱虽然发生了一定的蓝移,但是仍具有良好的荧光性能。MRI分析可知CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球的弛豫参数(r_1)为3.88 s~(-1)(mg·L~(-1))~(-1),说明所合成的CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球可用于T_1-加权磁共振成像。细胞毒性实验表明,当CdTe/Mn_3O_4/SiO_2溶液浓度达到300μg·mL~(-1)时,细胞活力仍可达到90%以上,表明此浓度对细胞的毒性作用较弱。