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oe1(光电查) - 科学论文

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  • Cs3LnF6@玻璃纳米复合材料卓越的激光驱动上转换光热效应在防伪领域的应用

    摘要： 目前，先进的防伪安全策略引发了广泛关注，旨在确保正品难以被复制。本研究通过原位玻璃晶化策略，成功制备了掺杂立方相Cs3LnF6（Ln = Y、Yb、Lu、Sc）纳米晶的玻璃材料。Eu3+、Er3+、Ho3+和Tm3+等发光中心可掺入沉淀的Cs3YF6、Cs3YbF6和Cs3LuF6晶格中，但由于镧系激活剂与Sc3+基质离子间存在较大的离子半径失配，这些离子会保留在玻璃基质而非Cs3ScF6晶体中。研究表明，所有Yb/Er: Cs3LnF6@玻璃样品的上转换量子产率均高于知名的立方/六方相Yb/Er: α/β-NaYF4@玻璃样品。其中Yb/Er: Cs3LuF6@玻璃展现出最高约0.30%的量子产率，优于Yb/Er: β-NaYF4@玻璃（约0.19%）。值得注意的是，Er: Cs3YbF6@玻璃表现出显著的980 nm激光诱导光热效应，随着入射激光功率增加，其上转换发射颜色会从红色显著转变为绿色。作为实际应用的概念验证原型，采用丝网印刷技术构建了一系列基于Er: Cs3YbF6@玻璃上转换墨水的发光图案，这些图案具有明显的激光功率敏感发射颜色变化，适用于高级别防伪。本研究通过开发高效激光诱导上转换光热材料，开创了一种新型防伪策略。

    关键词： 防伪、纳米复合材料、上转换、镧系离子、光热效应、发光玻璃

    更新于2025-10-22 19:38:57

  • 与缺氧无关的光热动力学癌症纳米药物

    摘要： 缺氧的肿瘤微环境会显著降低依赖氧气的抗癌疗法疗效，因为肿瘤缺氧会阻碍毒性活性氧物种的生成。本研究报道了一种热力学抗癌治疗模式，通过热不稳定引发剂产生的与氧气无关的自由基来诱导癌细胞死亡。我们设计了一种自由基纳米发生器：通过在二维Nb2C MXene纳米片表面直接生长介孔二氧化硅层实现多功能化——其中介孔作为引发剂的储存库，MXene核则作为近红外二区（NIR-II）生物窗口的光热触发器。当用1064 nm NIR-II激光照射时，Nb2C MXene的光热转换效应促使包封的引发剂（AIPH）快速释放并迅速分解产生自由基，在常氧和缺氧微环境中均能促进癌细胞凋亡。系统的体内外评估证明，这种基于光子纳米平台的热力学癌症疗法具有协同治疗效果，通过NIR-II激光照射可完全根除肿瘤且无复发。本研究开创了通过近红外二区生物窗口光子触发实现不依赖氧气的肿瘤热力学治疗新途径。

    关键词： 纳米医学、热力学疗法、光热效应、肿瘤缺氧、自由基

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有光热诱导自修复、可重构形状记忆及可回收能力的生物基弹性体

    摘要： 光热诱导自修复与形状记忆材料因技术应用的快速增长和环境需求而备受关注?；费跆烊幌鸾海‥NR）作为一种具有优异力学性能、耐候性和气密性的生物基弹性体，赋予其可回收、光热诱导自修复及形状记忆特性具有重要意义。本研究报道了一种通过酯化反应将ENR与十二烷二酸（DA）交联的简便方法，并在交联过程中同步引入少量苯胺三聚体（ACAT，一种低聚苯胺）。最终制得具有可回收、自修复及多重响应特性的共价交联ENR-DA-ACAT玻璃态网络材料，该材料还具备多种功能。高温下的酯交换反应使该ENR基玻璃态网络材料具备再加工与自修复能力，即便经历三次连续断裂/模压循环仍能保持力学性能。此外，通过引入ACAT，该玻璃态网络材料还对近红外（NIR）光和pH产生响应，且发现ACAT可作为催化剂加速酯交换反应。研究进一步证实，ENR-DA-ACAT玻璃态网络材料可用于构建可重构形状记忆聚合物——重构过程中形状固定率与形状恢复率均超过95%，并通过NIR辐照实现多级形状记忆性能，这为ENR在驱动器领域的广泛应用提供了潜在可能。

    关键词： 自修复、可重构形状记忆、光热效应、可回收、酯交换反应、ENR

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 单细胞光热神经调控用于神经网络功能映射

    摘要： 光热神经调控是神经科学研究中正在发展的新兴技术之一，因其能以亚毫米级精度实现深部脑区神经活动的微创控制。然而，无需基因改造的单细胞调控仍具挑战性，阻碍了其广泛应用。本研究提出一种纳米等离激元方法，可高时间分辨率地抑制单神经元活动。我们将低强度近红外光聚焦于集成金纳米棒微电极阵列平台的单细胞尺寸区域，在目标神经元下方产生光热效应以实现光热刺激。研究发现，该刺激以抑制方式调控目标神经元的自发活动。这种单神经元抑制具有快速、高度可靠且无热损伤的特点，还能诱导网络放电模式改变，有望应用于体内环路调控和功能连接组研究。

    关键词： 光热效应、局部表面等离子体共振、神经调控、金纳米棒、神经元

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 多巴胺涂层实现液态金属纳米液滴的光诱导形变

    摘要： 形态可变的纳米系统近年来备受关注，其应用已拓展至自主机器人到药物递送等多个领域。然而，由于策略和材料选择有限，此类纳米系统的制备仍处于早期阶段。本研究报道了一种简便方法：通过将块状液态金属（LM）在水相盐酸多巴胺溶液中超声处理来制备液态金属纳米液滴，并将其应用于纳米尺度的光诱导形变。该方法中多巴胺作为表面活性剂，在超声过程中稳定液态金属纳米液滴分散体系并实现液滴尺寸缩减。此外，通过在悬浮液中添加2-氨基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇，引发多巴胺分子自聚反应，形成聚多巴胺（PDA）包覆的液态金属纳米液滴?；诰鄱喟桶返母吖馊茸惶匦?，经近红外激光照射后，PDA包覆的液态金属纳米液滴可从球形转变为椭球形。该研究为功能性液态金属纳米液滴的制备及其作为形变纳米系统的应用开辟了简单可靠的途径。

    关键词： 光诱导形状变形、聚多巴胺、液态金属纳米液滴、光热效应

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 光学腔中相干声子发射的光学调制

    摘要： 光力（OM）结构非常适合研究光子-声子相互作用，同时也有望成为声子电路和量子计算的潜在构建?？?。在以声子为信息载体和处理媒介的声子电路中，由于光力结构具有优异的耦合效率，可作为光子与电子的接口。作为声子电路所需的组件之一，这类结构可用于创建相干声子源和探测器，但更复杂的功能仍具挑战性。本文提出并验证了一种通过外部激光诱导的光热效应来调制光力晶体相干声子发射的方法，从而有效实现了在常压常温条件下工作的声子开关，其工作速度仅受限于光力结构机械运动的建立时间。我们还展示了另外两种调制方案：保持机械模式激活但采用不同光学力谐波的谐波调制，以及向混沌态和从混沌态的调制。此外，由于所用光热效应的局部特性，在结构间无机械耦合的情况下，该方法有望实现对芯片上任意单个腔体发射的选择性调制而不影响周围环境，这是迈向自由可控光力声子发射器网络的重要一步。

    关键词： 声子开关、相干声子发射、光热效应、光力结构、声子电路

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 石墨烯/金纳米界面表面等离子体共振引发的光热效应：一项多尺度建模研究

    摘要： 表面等离子体共振（SPR）生物传感器在生物识别和生物分子相互作用领域具有巨大潜力，尤其适用于疾病诊断与药物筛选的实时检测。尽管人们已投入大量精力改进传感性能，但由等离子体共振引发的光热效应会产生显著影响。然而受实验方法限制，关于具有光热效应的SPR传感器理论机制及具体影响的研究较少。本研究采用多尺度模拟方法，通过第一性原理计算和分子动力学模拟，探究石墨烯/金（Au）纳米界面的光热效应，并量化该效应对高可靠性SPR传感器的贡献，从而阐明其对传感性能的影响。结果表明：通过温度调控可改变金膜与石墨烯薄膜的介电常数，使石墨烯/Au SPR传感器的灵敏度和检测精度在0K至600K范围内实现调控。通过控制材料厚度、界面结合及晶格应变，最终获得对升温具有更高灵敏度、检测精度和可靠性的优化型石墨烯/Au SPR传感器。这种能同时揭示界面现象作用机理的多尺度模拟方法，可为分析化学和生物医学领域SPR传感器的性能优化及商业化应用提供重要指导。

    关键词： 石墨烯/金纳米界面、光热效应、表面等离子体共振、多尺度模拟方法、灵敏度与检测精度

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 光照射对二氧化钒金属-绝缘体转变的影响

    摘要： 我们报道了VO2薄膜器件在光辐照下出现大幅转变温度（TC）降低的现象。当405纳米波长光照强度（PIntensity）增加时，VO2器件的TC以每平方厘米(3.2±0.3)×10?2瓦的速率下降，在PIntensity达到8.4×102瓦/平方厘米时最低降至40.0±0.5°C。当PIntensity低于3.6×102瓦/平方厘米时，TC变化主要源于光热效应；而当PIntensity超过6.4×102瓦/平方厘米时，光热效应与光生载流子密度效应共同导致TC变化。

    关键词： 金属-绝缘体转变、二氧化钒、光热效应、光生载流子密度、光照

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 聚焦激光束光阱驱动的对流动力学

    摘要： 溶液中胶体颗粒的光学捕获动力学对于理解激光诱导的分子与纳米材料组装至关重要，这有助于纳米制造、生物工程和微流控技术的发展。本文研究了周围流体运动在光学捕获中的重要性，即揭示了聚焦激光束产生的光捕获所驱动的对流流体动力学。通过采用荧光颗粒粒子图像测速技术的实验方法，以及基于数值分析的理论推导，共同评估了光捕获过程中的流体流动。理论模型由考虑光热效应引发温度升高的Boussinesq近似纳维-斯托克斯方程构成。此外，通过建立简单的单向均质多相流模型，将光力诱导的颗粒运动对流体流动的影响也纳入分析。实验与理论结果表明：光捕获中的流体流动不仅源于温度升高导致的热对流，还来自光力引发的集体颗粒运动。因此，光力能够诱发大规模流体对流，从而促进目标颗粒向焦点区域的聚集。

    关键词： 热对流、流体动力学、胶体颗粒、光热效应、布西内斯克近似、光学捕获、多相流模型、纳维-斯托克斯方程、粒子图像测速法

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用金纳米棒光热效应的药物递送系统

    摘要： 金纳米棒在近红外区域具有吸收带。金纳米棒将吸收的光能转化为热能。因此，可构建由近红外光照射产热控制的给药系统。首先，我们用双链DNA修饰金纳米棒——即通过金纳米棒产生的热量诱导单链DNA释放。我们还构建了由光热效应引发的逆Diels-Alder反应介导的PEG链可控释放系统。接着，我们设计了经光热效应增强的透皮蛋白质递送系统：先将作为近红外光响应加热装置的金纳米棒涂覆于皮肤表面，随后涂抹卵清蛋白水溶液并用近红外激光照射皮肤。照射使皮肤温度升高，从而高效促进卵清蛋白向皮肤内转运。这些由近红外光照射触发的可控释放系统及增强型透皮蛋白递送系统，将进一步拓展为功能性药物递送系统的开发。

    关键词： 光热效应、金纳米棒、经皮蛋白递送、药物递送系统、近红外光

    更新于2025-09-23 15:21:01