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oe1(光电查) - 科学论文

170 条数据
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  • 基于石墨烯的隐写适体传感系统，用于信息计算、加密与隐藏、荧光传感及鱼类病原体的体内成像

    摘要： 受生命体基于复杂分子相互作用的信息处理与通讯机制启发，研究人员已开发出多种人工（生物）化学系统用于分子信息处理、化学/生物传感及成像应用。然而，鲜少有研究能全面综合利用分子级系统（如DNA体系）的信息计算、编码与分子识别能力实现多功能应用。本研究构建了一种基于石墨烯的隐写适体传感系统，该系统利用DNA适体（以嗜水气单胞菌和迟缓爱德华氏菌结合适体为模型）的特异性分子识别与信息编码能力，以及氧化石墨烯（GO）的选择性吸附与荧光淬灭特性，实现了多重功能应用。尽管石墨烯-DNA体系已广泛应用于生物传感器与诊断领域，我们提出的石墨烯适体传感系统不仅能对鱼类病原体（嗜水气单胞菌和迟缓爱德华氏菌）进行荧光检测与活体成像，还可作为分子级逻辑计算系统——通过输入特定物质（分子或材料组合）产生物质层面或荧光（能量层面）变化的双重输出。更具创新性的是，该系统还能作为双重加密隐写系统：以病原体结合DNA适体为信息载体，GO为掩护层，采用双密钥机制（目标病原体作为公钥，DNA信息编码/解码密钥作为私钥）传递不同秘密信息。本研究不仅提供了快速检测鱼类病原体并进行活体成像的新型纳米生物传感方法，更开创了（生物）分子隐写技术的原型，这一分子信息技术的重要延伸方向，有望推动多功能分子级器件或机器的发展。

    关键词： 适配体传感、隐写术、氧化石墨烯、DNA适配体、加密、鱼类病原体、体内成像、信息隐藏

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 《AIP会议论文集[作者 当代可再生能源与替代能源发展趋势——印度古瓦哈提（2018年12月4-6日）]》——还原氧化石墨烯激光诱导微观结构变化研究

    摘要： 石墨烯是一种极具前景的二维材料，在太阳能电池和储能应用领域表现突出。氧化石墨烯（GO）等石墨烯基材料被提议用作锂离子电池负极材料、透明导电薄膜、聚合物基太阳能电池电极等多种用途。本文研究了还原氧化石墨烯（r-GO）薄膜在激光诱导下的微观结构变化。采用改进Hummers法制备GO——这种大规模生产工艺简便且成本低廉。样品经400°C热退火获得r-GO。为探究激光辐照对r-GO微观结构的影响，在2、4、6和8分钟不同辐照时长后记录拉曼光谱，并采用95与159 KW/cm2两种激光强度进行对照实验。观测发现：辐照后拉曼光谱中D峰与G峰均出现峰值蓝移及强度比变化，各案例均产生约5 cm-1的总拉曼蓝移，这源于碳碳键间压应力的增强。基于拉曼数据计算的残余应力、晶粒尺寸和缺陷密度参数均随功率密度增加及辐照时间延长呈渐进式改变。由此可得结论：r-GO薄膜仅在受辐照区域发生微观结构变化，未影响薄膜其余部分。

    关键词： 石墨烯、拉曼光谱、还原氧化石墨烯、激光诱导变化、氧化石墨烯

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 糖和葡萄糖在功能化石墨烯点上的光催化重整制氢

    摘要： 将生物质光催化重整制氢与光合作用相结合，构成了一个可持续的碳循环体系，可生产清洁的太阳能燃料。本研究报道了采用环境友好的石墨烯基光催化剂高效重整糖和葡萄糖的方法。我们通过依次用硫和氨对石墨源氧化石墨烯进行退火处理、将退火产物剥离成量子点、并在氨水溶液中高压灭菌，制备出硫氮共掺杂氧化石墨烯量子点（SNGODs）催化剂。共掺杂在石墨烯基面引入季氮以修复空位缺陷，而高压灭菌过程通过引入外围酰胺和氨基基团，在氮非键态与石墨π轨道之间形成共轭。这些功能化步骤扩大了电子共振域，缩小了带隙并诱导电荷离域与分离。实验表明，负载铂助催化剂的SNGODs在可见光照射下能有效催化糖和葡萄糖水溶液持续产氢超过80小时。在420纳米单色光照射下，糖和葡萄糖重整表观量子产率分别达到11%和7.4%。这项开创性研究证明了碳基光催化剂用于生物质重整的优越性，并提供了提升催化活性的结构调控策略。

    关键词： 糖重整、制氢、氧化石墨烯、葡萄糖重整、光催化重整

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 一步光化学合成过渡金属-石墨烯杂化材料用于电催化

    摘要： 对于水分解等可再生能源的广泛应用而言，开发出大规模、低成本且安全环保的电催化剂仍是一项重大挑战。本研究报道了一种通过光还原一步法合成过渡金属纳米颗粒-石墨烯复合材料的α-氨基烷基自由基应用方案。当暴露于UVA紫外光时，有机光催化剂2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(吗啉基)丙酮(I-907)会发生Norrish I型光解反应，生成具有强还原性的α-氨基烷基自由基。我们首次证实该自由基能还原氧化石墨烯(GO)，并成功制备出石墨烯负载四氧化三钴纳米颗粒(Co3O4NP-rGO)。这些α-氨基烷基自由基同时还原GO和Co2+盐，后者在带负电的GO片层上成核并生长形成纳米颗粒。所得Co3O4NP-rGO对析氧反应(OER)表现出优异的催化活性与稳定性。本研究开创了一种可制备地壳丰量过渡金属电催化剂的新环保合成工艺。

    关键词： 光化学合成、还原氧化石墨烯、氧化石墨烯、α-氨基烷基自由基、水氧化、金属纳米粒子

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 电解质对PEDOT-氧化石墨烯复合材料形成及性能的影响

    摘要： 本研究通过循环伏安法和电化学阻抗谱，对比分析了在不同电解液（离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、常规有机电解液乙腈及水系电解液）中合成的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)与氧化石墨烯(GO)复合材料的电化学及光谱电化学特性。采用Kretschmann构型池的原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱电化学技术，研究了动态电势聚合过程中的复合材料成膜机制及p型掺杂阶段的电子特性与载流子形成过程。原位ATR-FTIR分析表明：该复合薄膜的载流子形成掺杂带在更低电位即开始生长，且离子液体体系中制备表征的复合材料仅呈现单一类型载流子的电子吸收特征。通过原位紫外-可见光谱电化学测定了掺杂过程中的光学性质——水系制备的复合薄膜吸收峰波长略向长波方向移动，其外观颜色从PEDOT典型的浅蓝色转变为灰褐色。

    关键词： 光谱电化学、PEDOT、复合材料、氧化石墨烯、电解质

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 氧化石墨烯在辅助黑磷剥离及促进可见光与近红外光催化产氢中的双重功能：电子穿梭作用

    摘要： 寻找在可见光和近红外（NIR）区域具有宽带吸收的合适光催化剂，被认为是太阳能利用中最具挑战性的问题之一。黑磷（BP）被证明是太阳能转换中有效的可见光和近红外激活材料。然而，传统液相剥离产率较低，且原始BP的刚性结构和难溶性阻碍了其高产率复合。本文构建了一种新型稳定的无贵金属三元光催化剂——二硫化钼（MoS2）-BP/氧化石墨烯（GO），用于水分解制氢，展现了GO在合成和光催化过程中的双重功能。在可见-近红外光照射下，MoS2-BP/GO的析氢速率提升至3.47 μmol h-1。飞秒瞬态吸收光谱证实了激发态BP向GO及MoS2的快速电子注入效率。本研究为纳米材料设计提供了新思路，并提供了一种无贵金属的制备方案。

    关键词： 可见光与近红外光，析氢反应，氧化石墨烯，黑磷，无贵金属

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 一种用于ATP灵敏循环放大检测的无标记荧光DNA机器

    摘要： 本研究开发了一种目标循环放大、背景信号抑制、无标记荧光、无酶脱氧核糖核酸（DNA）机器，用于检测人尿液中的三磷酸腺苷（ATP）。研究发现，ATP和DNA燃料链（FS）可触发DNA机器运行，导致ATP循环倍增并释放单链（SS）DNA。单链DNA与互补链（CS）结合后在氧化石墨烯（GO）表面形成双链DNA（dsDNA），这些双链随后从GO表面脱离并与PicoGreen染料相互作用，实现荧光强度放大。结果表明，该DNA机器的检测范围为100至600 nM（R2=0.99108），检测限（LOD）为127.9 pM。研究成功构建了DNA机器电路及AND-NOT-AND-OR逻辑门，并将该策略用于人尿液中ATP的检测。凭借目标循环放大和GO抑制背景信号的优势（无需荧光标记和酶），该策略对不同蛋白质和小分子的灵敏检测具有重要潜力。

    关键词： 循环扩增、ATP检测、DNA机器、无标记荧光、氧化石墨烯、逻辑门

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 激光诱导合成的有机-无机杂化复合层及其光催化性能

    摘要： 开发了一种基于激光的方法，用于合成并同步沉积由纳米实体、氧化石墨烯（GO）薄片、过渡金属氧化物纳米颗粒、尿素和石墨相氮化碳（g-C3N4）组成的多组分混合薄膜，应用于环境领域。通过甲基橙有机染料探针分子的降解测试了这些薄膜的光催化性能。进一步证明，所合成的混合化合物适用于光降解氯霉素——一种广泛使用的广谱抗生素，对革兰氏阳性菌和阴性菌均有活性。但氯霉素释放到水介质中会构成严重的环境危害，尤其因其会导致抗生素耐药菌的形成。研究结果表明，有机尿素分子可作为贵金属助催化剂的替代品，促进催化复合体系中光生载流子的分离与转移。激光辐射诱导GO薄片还原并形成类石墨烯材料。在同一合成过程中，通过尿素的激光热解无需额外热处理即可生成g-C3N4。这些薄膜展现出高光催化活性，是废水有机污染物光降解的极具前景的材料。

    关键词： 过渡金属氧化物纳米颗粒、尿素、光催化性能、有机-无机杂化复合层、氧化石墨烯、石墨相氮化碳、甲基橙、激光合成、氯霉素

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 基于氧化石墨烯组装的等离子体MoO2纳米球用于有机污染物的超灵敏SERS检测

    摘要： 通过以钼（Mo）和三氧化钼（MoO?）为前驱体，采用简单的水热辅助合成法制备了氧化钼与氧化石墨烯（MoO?/GO）纳米复合材料。多孔中空结构的MoO?纳米球组装于GO纳米片上。得益于MoO?的等离子体效应以及MoO?与GO的协同作用，该杂化纳米材料对有机污染物展现出显著增强的表面增强拉曼散射（SERS）活性。对罗丹明6G（R6G）的检测限达1.0×10?? M，最大增强因子（EF）高达1.05×10?，是半导体基SERS材料中的最佳性能。实际应用中，MoO?/GO SERS基底用于检测河水中亚甲基蓝（MB），可获得1.0×10?? M的检测限。以芘为探针分子时，实现定量检测且检测限为1.0×10?? M，证实其具备多分子检测的良好可行性。此外，该纳米复合材料还表现出高稳定性、可重复性及耐酸碱特性。

    关键词： 有机污染物、等离激元效应、表面增强拉曼散射、氧化石墨烯、检测、二氧化钼

    更新于2025-11-14 15:27:09

  • 氧化石墨烯/氧化锌纳米棒/氧化石墨烯三明治结构：光致发光的起源与机制

    摘要： 本文报道了通过水热法在Si(100)衬底上制备的氧化石墨烯/氧化锌纳米棒/氧化石墨烯(GO/ZnO纳米棒/GO)纳米复合材料结构与光学特性。X射线衍射(XRD)测试证实样品为六方纤锌矿结构，晶粒尺寸约50-60纳米。扫描电镜(SEM)显示ZnO纳米棒夹在GO层间形成三明治状纳米复合结构。傅里叶变换红外光谱(FTIR)中不同振动频率揭示了ZnO纳米棒与GO的相互作用。紫外-可见光谱(UV-Vis)显示最强吸收峰位于370纳米处，计算得出GO/ZnO纳米棒/GO的光学带隙能(Eg)为3.15电子伏特。光致发光(PL)测试表明ZnO纳米棒因氧空位杂质存在呈现559纳米强可见光发射。当纳米棒被GO层覆盖后，复合材料的PL强度因电荷转移过程出现淬灭和偏移。这些结果有望提升光电器件的性能表现。

    关键词： 氧化锌纳米棒、水热法、激发效应、氧化石墨烯

    更新于2025-11-14 15:25:21