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oe1(光电查) - 科学论文

21 条数据
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  • 用于单分子检测与操控的等离激元纳米孔：迈向测序应用

    摘要： 基于固态纳米孔的传感器是下一代测序技术中极具前景的平台，具有无标记单分子灵敏度、快速检测和低成本制造等优势。近年来，由于多样的制备方法及在广泛传感领域的应用，固态纳米孔备受关注。本综述重点介绍一类新兴的固态纳米孔——等离子体纳米孔。通过利用等离子体纳米孔调控纳米孔传感器周围的电磁场，可实现增强的光谱分析、局部温度控制、分子/离子的热泳效应以及目标物的捕获。本微型综述全面阐述了当前单分子检测与生物分子测序领域最前沿的等离子体纳米孔技术，并探讨了基于等离子体纳米孔技术的最新进展与未来展望。

    关键词： 固态、单分子、测序、纳米孔、等离子体学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过微波辅助化学刻蚀实现石墨烯中纳米孔的可扩展可控制备以改善电化学性能

    摘要： 石墨烯基平面上的纳米孔可为提升电化学性能提供丰富的质量传输通道和化学活性位点。然而当前采用热化学刻蚀工艺制备这些纳米孔时，由于传统整体加热策略难以促进刻蚀反应，普遍存在工艺效率不足、规?；潭鹊图翱煽匦圆畹任侍狻Ｎ饩龈媚烟?，本研究开发了利用微波辐照促进和控制石墨烯化学刻蚀的新工艺。该工艺中微波能选择性加热液相中的石墨烯，从而加速石墨烯-刻蚀剂界面处的反应进行。与传统方法相比，采用该策略可将处理时间从小时级显著缩短至分钟级，同时实现对石墨烯基平面上纳米孔数量与面积占比的精准调控。密度泛函理论（DFT）和分子动力学（MD）模拟表明：纳米孔的形成源于预处理空位周围边缘位原子上发生的循环性刻蚀剂氧化过程。所得多孔氧化石墨烯片层因比表面积提升、离子扩散加快及异相电荷转移增强，展现出优异的电容性能与电催化活性。

    关键词： 纳米孔、微波辅助化学蚀刻、电化学性能、石墨烯、可扩展制备

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 双层WS?中原子级薄纳米阱图案的空间可控制备及机理研究——基于原位高温电子显微镜技术

    摘要： 我们利用扫描透射电子显微镜（STEM）中的原位加热样品台结合聚焦电子束，在双层WS?中实现了原子级薄纳米阱的可控制备。通过系统研究双层区域中单层WS?的定向移除机制（定位精度达2纳米且不击穿另一层形成孔洞），发现800°C高温条件效果最佳——该温度既能激活原子热迁移，又可消除表面碳污染的干扰。实验证实：通过剂量调控参数可实现纳米阱宽度调节，并达到5纳米精度的空间分布图案化控制。双层体系中剩余底层WS?的范德华相互作用使纳米阱边缘过量钨原子保持化学计量稳定并促进结构扩展，这与单层薄膜中等效区域的移除机制存在本质差异。本研究为二维过渡金属硫化物（TMDs）纳米阱的纳米工程化提供了新思路，这类结构有望作为选择性陷阱实现分子/离子二维反应的局域化控制，从而推动二维材料膜的更广泛应用。

    关键词： 双层过渡金属二硫化物、纳米阱、原位扫描透射电子显微镜、纳米孔、二维材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种新型纳米孔形状控制制备方法及其在量子电子学中的应用

    摘要： 高强度（107–108 A m?2）电子束可用于制备纳米级孔洞。该方法能实时观察纳米孔钻孔过程并精确控制孔径，但不适用于调节纳米孔侧壁形貌。本研究展示了利用低强度电子束在氮化硅（Sinx）薄膜上制备纳米孔的技术，该技术可精准调控纳米孔尺寸并塑造其三维（3D）纳米结构。通过电子断层扫描评估纳米孔三维结构，并采用加权反投影法利用一系列斜向图像重建纳米孔三维图像。在不同电子束条件下观察纳米孔侧壁形貌，并据此阐明其形成机制。采用该技术制备的纳米孔可作为模板开发纳米级电子器件，基于此通过简单蒸发工艺即可制备量子点器件。测量结果表明，该器件能清晰分辨量子点器件特征行为的明确电子态。

    关键词： 电子束、纳米孔、三维纳米结构、量子电子学、氮化硅薄膜

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 生物辅助定制合成等离子体银纳米环及其在石墨烯阵列上的位点选择性沉积

    摘要： 贵金属与生物支架的自发相互作用，使得具有独特特性的纳米材料能够以简单且经济高效的方式合成。本研究在环状蛋白质（即过氧化物还原酶PRX）上合成了具有等离激元特性的银纳米环，并用于组装功能性纳米结构的大规模阵列。该PRX在湿法还原条件下驱动金属银的成核生长，最终形成外径和内径分别低至28纳米和3纳米的纳米环。通过将这些杂化纳米结构选择性沉积在由石墨烯构成的固态二维膜上，制备出等离激元纳米孔。特别值得注意的是，石墨烯与PRX之间的相互作用能实现在二维材料膜上简易制备有序排列的等离激元纳米环阵列。该制备工艺可通过在纳米环中央钻孔完成最终加工。结合荧光光谱测量与数值模拟，证实了金属纳米环腔体中诱导产生的等离激元效应。所制备的纳米孔是首批集成于二维材料膜上的杂化等离激元纳米孔结构范例之一。这种纳米孔直径与原子级厚度的基底特性，使该概念验证方案在基于纳米孔的技术应用（如新一代测序和单分子检测）中展现出特殊价值。

    关键词： 等离子体学、选择性沉积、纳米孔、混合纳米材料、银纳米环

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于纳米孔的偏振可控等离子体聚焦

    摘要： 基于相位补偿提出了两种等离子体透镜。第二种等离子体透镜的可控焦点聚焦可被用作依赖性聚焦。第一种等离子体透镜具有两个或四个焦点，而第二种透镜具有两个焦点。每种等离子体透镜都由四组纳米孔阵列组成，其中两组阵列的设计原理使得所提出的等离子体透镜展现出不同的偏振特性，从而影响到达焦斑的表面等离激元极化子。不同的设计可用于光学开关和逻辑判断。理论分析、数值计算和实验测量验证了我们提出的等离子体透镜的聚焦性能，其中面对面的纳米孔阵列的旋转角度分别补偿了相位差，且这些阵列呈平面对称。通过调节间距，基于偏振可控的等离子体聚焦...

    关键词： 纳米孔、等离子体聚焦、表面等离极化激元、偏振

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过STED显微镜观测的内质网动态纳米级形态

    摘要： 内质网（ER）由相互连接的膜片和管状结构组成。超分辨率显微镜近期发现，传统光学显微镜误判为膜片的致密快速移动的ER管状结构，这凸显了在活细胞中以高时空分辨率重新审视经典ER结构认知的重要性。本研究采用活细胞受激发射损耗（STED）显微镜，以50纳米分辨率解析ER架构。我们首次在活细胞中测定出ER管状结构和膜片的纳米级尺寸，证实ER膜片包含与均匀区域共存的高度动态、亚衍射尺度的孔洞（称为纳米孔）。网状蛋白家族成员定位于膜片内孔洞的弯曲边缘并参与其形成。腔内系链蛋白Climp63和微管细胞骨架调控这些结构的纳米级动态与组织方式。因此，通过首次对ER膜结构与动态进行纳米级定量分析，我们的研究揭示活细胞中的ER不仅包含均匀膜片和管状结构，更呈现包含动态纳米孔与聚集管束的连续膜结构谱系。

    关键词： STED显微镜、Climp63蛋白、纳米孔、内质网、网状蛋白、微管细胞骨架

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第40届医学与生物工程学会国际年会(EMBC) - 美国夏威夷檀香山(2018年7月18日-2018年7月21日)] 2018年第40届IEEE医学与生物工程学会国际年会(EMBC) - 基于固态纳米孔器件的传染病新型诊断系统

    摘要： 基于纳米孔的诊断系统是一种有望逐个计数样本中病毒的强大工具。然而，尽管经过大量研发投入，通过纳米孔设备识别病毒亚型仍存在困难。因此我们提出一种新型诊断系统，将特异性病毒识别流程与纳米孔检测流程相结合。该识别流程包含三个步骤：1）使用特异性探针捕获目标病毒；2）释放已捕获的目标物；3）通过纳米孔检测释放的目标物。我们采用生物素修饰荧光颗粒（作为病毒模型）和生物素修饰烷基硫醇（作为探针模型）进行概念验证实验。实验证实生物素修饰探针能将生物素修饰颗粒捕获在电极上，随后这些颗粒通过电化学方式从电极释放，最终成功被纳米孔设备检测到。此外，通过使用人流感病毒（H1N1，A/PR/8/34）和糖链（6'-唾液酸乳糖）修饰探针也验证了该概念的可行性。这表明通过更换探针（配体），我们的方案可适用于多种传染病检测。

    关键词： 诊断系统、纳米孔、电阻脉冲传感、病毒识别、电化学释放

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 利用DNA适体与纳米孔进行特异性生物传感

    摘要： 利用高特异性和高准确性对目标分子进行多重生物传感，在生物学研究和医学诊断中都具有基础性重要意义。本文通过引入基于特定DNA适配体的两步检测法，扩展了近期纳米孔-DNA载体方法的工作范围。信号转换步骤使得目标分子能在生理条件下结合，随后再进行纳米孔测量。利用蛋白质编码的DNA载体，实现了对分子量跨越数个数量级的三种目标分子的同步检测。这种单分子方法可集成到纳米孔传感设备中，用于未来的应用研究和即时检测。

    关键词： DNA载体、多重传感、纳米孔、生理条件、适配体

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 厘米级纳米多孔二维膜与离子传输：少层基质中的多孔MoS?单层膜

    摘要： 二维纳米多孔膜作为能量生成的催化剂以及液体和气体净化的膜材料备受关注，但控制其孔隙率并实现大规模生产具有挑战性。我们展示了厘米级二硫化钼（MoS?）膜的生长与制备，其可调控多孔区域最高达膜面积的~10%，平均纳米孔直径最大可达~30纳米（通过蚀刻时间调控）。我们还测量了经不同蚀刻处理的纳米多孔膜中每微米2 0.1至16微西门子的离子电导率。为确保膜的机械强度与大尺寸，双层及少层区域在单层区域周围形成强支撑基质（通过像差校正扫描透射电子显微镜观察到）。蚀刻过程中，纳米孔主要形成于薄的单层区域，而较厚的多层区域基本保持完整。原子级分辨率成像显示：暴露于蚀刻剂后，V?Mo空位数量增加且纳米孔沿单层晶界形成，表明蚀刻起始于本征缺陷位点。本研究为可扩展生产纳米多孔原子级薄层膜提供了途径。

    关键词： 过渡金属二硫化物、二硫化钼、纳米多孔原子级薄层膜、缺陷、PAN蚀刻剂、纳米孔

    更新于2025-09-04 15:30:14