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各向异性纳米尺度结构二氧化硅的压缩行为建模
摘要: 最近,在生物模板法制备的各向异性、层级结构二氧化硅块体的压缩测试中观察到显著的大塑性变形?;诟貌牧夏擅壮叨鹊慕峁固卣?,研究者建立了一个动态模型:平行排列的二氧化硅支柱在纵向受压并发生剪切。由此产生的界面剪切力导致循环加载过程中(载荷逐步递增)出现连续的塑性变形,这与力学测试的观测结果相符。作者报道了通过模型曲线与实测数据拟合获得的物理参数值,这些参数与先前结构观测的关联性,以及它们在定制这种新型材料复杂力学行为方面的应用价值。
关键词: 模拟、变形、动态、断裂、纳米尺度、二氧化硅、脆性
更新于2025-09-23 15:22:29
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分子与细胞生物学中的原子力显微镜 || 利用原子力显微镜评估细胞膜形态及细胞生物力学特性的病理或药物依赖性变化
摘要: 识别疾病状态或药物治疗过程中细胞膜(CM)形态或细胞生物力学特性(CBPs)发生的纳米级变化,有助于更好地理解药物对疾病发病机制和恢复过程的影响。CM蛋白与CBPs在调控众多生理及病理过程中起着关键作用,因此直接评估CM与CBPs不仅有助于更深入认识细胞结构,更能增进对细胞病理生理学的理解。原子力显微镜(AFM)是可在纳米尺度评估CM结构与CBPs的技术。本章第一部分阐述AFM原理并评估其在CM形态与CBPs检测中的价值;第二部分综述通过AFM揭示的疾病相关或药物诱导的CM形态及CBPs变化案例。
关键词: 纳米尺度、原子力显微镜、细胞膜
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过离散逐层大环-阳离子沉积实现等离子体系统中的纳米级控制
摘要: 在这项工作中,我们证明了可以利用Fe3?与葫芦[7]脲(CB[7])之间的配位相互作用,在金属纳米体系中构建具有明确纳米级间距的层状结构。我们首先通过石英晶体微天平(QCM)和接触角测量,对CB[7]与FeCl?·6H?O配位层的逐层沉积进行表征。随后,我们将这种层状结构应用于精确控制"镜面-纳米粒子"(NPoM)结构中金纳米粒子的间距,从而调控其光学特性,这一过程通过等离子体共振光谱归一化得以验证。
关键词: 纳米尺度,铁离子(Fe3?),等离子体,配位作用,葫芦[7]脲
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用光学镊子实现纳米级虚拟势场
摘要: 我们将光学镊子与反馈系统相结合,对胶体粒子施加任意势场。该反馈阱通过检测粒子位置,根据设定的"虚拟势场"计算作用力,并移动阱中心以产生所需力场。我们构建了虚拟谐振势与双势阱来操控粒子,其中谐振势的强度可设定为弱于或强于基础光学阱。利用这一特性,我们实现了三维各向同性阱的构建。最终证明能够创建具有固定阱间距、可调势垒高度的虚拟双势阱。这些操作均在11纳米的尺度上实现——这是采用时分复用、双光束或空间光调制器等标准光学镊子技术难以甚至无法完成的成就。
关键词: 光学镊子、胶体颗粒、虚拟势场、纳米尺度、反馈陷阱
更新于2025-09-23 15:21:01
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智能纳米容器 || 用于研究纳米容器的高级光谱技术:原子力显微镜-红外光谱联用技术(AFM-IR)
摘要: 多年来,纳米结构合成技术的进步催生了大量纳米容器。构建纳米容器的材料涵盖多种化合物,包括小分子、聚合物、胶束、树枝状大分子、介孔二氧化硅纳米颗粒、层状双氢氧化物、埃洛石纳米管和金属有机框架(MOFs)。基于这些材料的纳米容器具有内部隔间,可用于储存或封装抗癌药物、缓蚀剂和水处理吸附剂等客体物质。凭借这种特殊结构,纳米容器在药物递送系统、防腐和环境保护等应用领域备受关注。例如,当纳米容器用作药物递送装置时,采用傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱等光谱技术表征药物/装置特性具有显著优势。
关键词: 原子力显微镜红外光谱(AFM-IR)、纳米尺度、光谱学、化学成像、纳米容器
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于近红外区域工作的纳米银条D形光纤化学传感器的理论评估
摘要: 在本研究中,我们提出了一种基于表面等离子体共振的D形光纤化学传感器,该传感器通过在单模光纤抛光表面沉积纳米级银条带制成。通过优化所设计传感器的各项参数以实现最大波长灵敏度?;贑OMSOL Multiphysics有限元法对传感特性进行了研究。在折射率(RI)范围为1.34至1.42的宽范围内获得了2100 nm/RIU的平均波长灵敏度;当折射率范围缩小至1.38至1.42时,在3.08×10?5 RIU分辨率下实现了3240 nm/RIU的最大波长灵敏度和192 RIU?1的最大振幅灵敏度。结果表明,所设计的传感器在高折射率范围内表现优异,因此可用于化学和生物传感领域。
关键词: 纳米尺度、表面等离子体共振、折射率、D形结构、倏逝波
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳米尺度Cu2-xSe的尺寸效应增强热电性能
摘要: 作为一种极具前景的热电材料,硒化铜因其低成本、地壳储量丰富、环境友好及低热导率等特性引起了研究者的关注。本研究通过简便的一锅溶剂热法制备出粒径可控(从纳米级到介观级)的硒化亚铜(Cu2-xSe)粉末。经放电等离子烧结处理后,纳米级Cu2-xSe块体展现出优异的热电性能:热导率显著降低,塞贝克系数增强,同时电导率得到有效抑制。在873K温度下,纳米级Cu2-xSe的优值系数(ZT)高达~1.51,约为介观级Cu2-xSe的2.67倍。该研究证实尺寸效应可有效提升热电性能。
关键词: 尺寸效应、溶剂热法、热电性能、硒化铜、纳米尺度
更新于2025-09-23 06:59:33
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金属有机框架包覆光纤中的纳米尺度光-物质相互作用
摘要: 利用客体挥发性有机化合物蒸气与多孔金属-有机框架(蒸气-MOF相互作用)之间的主客体相互作用所引起的折射率(RI)变化,在光子蒸气传感器中具有广阔前景。因此,研究纳米多孔金属-有机框架(MOFs)中的光-物质相互作用,对于基于MOF的光子器件至关重要。本研究通过光纤器件展示了在MOFs中操控光以探究蒸气-MOF相互作用的方法,系统研究了蒸气-MOF相互作用及光-蒸气相互作用(利用MOFs中的光来感知蒸气-MOF相互作用导致的RI变化)。采用长周期光纤光栅(LPFG)激发包层模,在ZIF-8敏感涂层中实现消逝场传感。结合量子化学计算与光学模拟的实验结果表明:在蒸气-MOF相互作用过程中,ZIF-8内蒸气脱附的微观能量、RI变化与消逝场增强三者存在关联。由于RI变化异常显著,ZIF-8中包层模的消逝场得到极大增强,从而有效感知蒸气-MOF相互作用。作为概念验证,ZIF-8涂层的LPFG传感器在9.8-540 ppm线性范围内对乙醇蒸气的检测展现出1.33 pm ppm?1的高灵敏度。该研究为基于MOF的光波导/光纤传感器设计与制备提供了重要指导。
关键词: 纳米尺度、金属-有机框架、光-物质相互作用、蒸汽传感、光纤
更新于2025-09-19 17:13:59
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由石墨烯等离子体激元激发的多极太赫兹吸收光谱学
摘要: 太赫兹吸收光谱作为通过分子转动谱指纹识别分子种类的重要工具,在物理、化学和生物系统中发挥着关键作用。由于分子具有亚纳米级尺寸,辐射-物质耦合通常由偶极相互作用主导。本研究证明,通过太赫兹等离激元对多极跃迁的显著增强效应,可以观测到局域化石墨烯结构附近分子的多极转动光谱。特别地,针对同核双原子分子进行专项计算表明:具有核心纳米孔的微米级石墨烯环能同时实现强近场增强效应与固有的显著场局域化特性,可使H+2分子偶极禁阻太赫兹吸收截面增强8个数量级。这些发现揭示了纳米结构石墨烯作为多极太赫兹吸收光谱纳米级研究平台的巨大潜力——该平台不仅性能稳定,还能通过电学方式进行调控。
关键词: 石墨烯等离子体激元、多极跃迁、纳米尺度、太赫兹吸收光谱学
更新于2025-09-19 17:13:59
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量子点能量收集器的实验实现
摘要: 我们通过实验展示了一种利用共振隧穿量子点物理原理的自主纳米级能量收集器。在GaAs=AlGaAs高电子迁移率晶体管上,栅极定义的量子点被分别置于热电子库的两侧。通过调节量子点的离散能级,使其一侧与低能电子对齐,另一侧与热库的高能电子对齐。这些量子点因此充当能量过滤器,将腔体热量转化为电能。在我们的能量收集器实验中(采用He3=He4稀释制冷机测量,基底温度约75毫开尔文),当每个量子点两侧温差约为67毫开尔文时,可产生0.13飞瓦的热功率。
关键词: 共振隧穿、量子点、热电、能量收集器、纳米尺度
更新于2025-09-11 14:15:04