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oe1(光电查) - 科学论文

218 条数据
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  • 利用光学镊子操控和沉积复杂功能性嵌段共聚物纳米结构

    摘要： 嵌段共聚物自组装技术已能制备多种溶液相纳米结构，其应用涵盖光电子学、生物医学至催化领域。然而要将此类材料集成至器件中，仍需实现精确定位与沉积的方法。本文阐述如何利用光学镊子捕获、操控并图案化单个圆柱形胶束及更大尺度的杂化胶束材料。通过结合全内反射荧光成像与光学捕获技术，我们可精确控制溶液中单个嵌段共聚物圆柱形胶束的三维运动，从而构建可定制阵列。研究同时证明动态全息组装技术能制备复杂杂化嵌段共聚物结构的有序可定制阵列。通过开发自动识别、捕获并同步沉积多个组装体的程序，我们将原本缓慢的制备过程显著提速，实现在分钟级（而非小时级）内完成含数百个组装体的杂化结构阵列制备。

    关键词： 光学捕获、定向组装、嵌段共聚物、自组装、纳米纤维

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 红色荧光两亲性嵌段共聚物的自组装纳米结构——兼具成像探针与药物载体功能

    摘要： 我们报道了一种由可生物降解且生物相容的两亲性A-B-A嵌段共聚物形成的红色荧光药物递送系统。每种聚合物均含有共价键合在聚内酯疏水嵌段(B)中间的红色荧光染料，两端通过作为亲水嵌段的聚[(寡聚乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯](POEGMA)连接。该嵌段共聚物分别采用半结晶的聚己内酯(PCL)和无定形的聚δ-癸内酯(PDL)两种聚内酯作为疏水链段。通过透射电子显微镜，我们表征了这些两亲性嵌段共聚物在水/四氢呋喃或水/二甲基甲酰胺混合体系中自组装形成的纳米结构。所有这些聚合物在水中均保持高度荧光性，尽管仍观察到一定程度的聚集诱导荧光猝灭现象。在本文展示的三种聚合物中，含无定形PDL链段的聚合物(RPO-3)展现出最高的载药量和酸性介质中最强的释药能力。负载阿霉素（作为抗癌药物模型）的RPO-3胶束显示出持续细胞内释放特性，并对HeLa细胞具有细胞毒性。

    关键词： 自组装、药物递送、聚合物、荧光、生物成像

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • 从胶体CdSe量子点到通过自下而上自组装形成的微尺度光学各向异性超晶体

    摘要： 新型纳米结构材料制备技术的发展是现代材料科学的关键任务之一。实现这一目标的有效途径之一是通过胶体纳米粒子的自下而上组装，形成既保留单个纳米粒子特性、又因相互作用产生新特性的有序超结构。然而，纳米粒子自组装过程受多种参数影响，这使得对该过程的精确控制成为复杂难题。本研究分析了量子点（QD）自组装为有序超结构的过程及其形貌与光学性质的演变。量子点自组装通过均相与非均相两个独特阶段进行，最终形成具有层状形貌的超晶体。对超结构生长过程中光学性质的分析表明：其吸收带与光致发光（PL）带发生蓝移，而PL寿命几乎与初始量子点溶液保持相同。这些超晶体因其层状形貌还展现出独特的四重对称性强双折射光学特性。此类超晶体可用于制备具有高消光系数和特定偏振特性的微尺度光路，为新型光电器件提供关键材料。

    关键词： 光学各向异性、纳米结构材料、双折射、自组装、量子点、超晶格

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • 一种基于结合诱导卷曲螺旋分子组装变化的荧光超分子生物传感器用于细菌检测

    摘要： 任何传感器都需要的基本要素包括受体、信号转换器和检测器。我们在此报道了一种细菌生物传感器的构建方法，该传感器将所有必需的生物传感元件集成于一个超分子组装体中。这种超分子生物传感器基于双层八螺旋卷曲肽组装体，其外表面含有四价生物受体，核心部位嵌有环境敏感型荧光团。信号转换利用了自组装系统的非共价可逆特性——细菌的多价结合会引发超分子状态的构象变化，进而转化为差异化的荧光发射。实验表明，这种荧光超分子生物传感器（fSBs）能选择性检测大肠杆菌而排除其他细菌。由于fSBs具有耐热变性特性，在高温（50℃）下仍能保持细菌检测能力?；谙煊π猿肿幼樽疤宓纳锎衅骺山徊娇⒂糜诩觳飧髦执笮捅馄缴锒韵蠛蜕锎蠓肿印?

    关键词： 大肠杆菌，超分子，生物传感器，细菌，自组装，肽基探针

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • 非共轭聚酰胺-酰亚胺自组装形成具有意外红色荧光的热响应性纳米囊泡用于生物成像

    摘要： 非共轭红光荧光聚合物因其在生物相容性和穿透深度方面优于传统荧光材料而日益受到研究关注。然而，由于非共轭荧光团稀缺且缺乏红移荧光相关机制，此类聚合物的实际应用仍面临挑战。本研究首次发现氢键与π-π堆积作用的协同效应可使非共轭聚酰胺酰亚胺产生显著红移（>100纳米），实现从蓝绿光到红光的发射转变。通过原位聚乙二醇化制备的两亲性聚乙二醇修饰聚酰胺酰亚胺可在水中自组装成纳米囊泡，该结构既隔离了氨基琥珀酰亚胺荧光团与溶剂的接触，又抑制了其与水分子间氢键的形成，从而有效保持了材料在水相中的荧光性能。此外，其与水分子间强氢键作用和疏水相互作用赋予该材料可逆的温敏特性及浓度依赖行为。凭借优异的生物稳定性和光稳定性，聚乙二醇修饰聚酰胺酰亚胺展现出良好的细胞成像应用前景。

    关键词： 聚酰胺-酰亚胺，红移荧光，自组装，生物成像，纳米囊泡

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 金纳米粒子简易界面自组装作为表面增强拉曼散射基底用于监测对硝基苯酚的还原

    摘要： 提出了一种简便的界面自组装方法，在无需任何特定分子交联剂的情况下制备金单层薄膜。该薄膜作为表面增强拉曼散射基底，对1×10?? M罗丹明6G水溶液表现出高增强因子和良好重现性。基于此基底，成功实现了对硝基苯酚还原为对氨基苯酚的原位实时监测。

    关键词： 界面、表面增强拉曼散射、自组装、纳米粒子

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 在铕(III)离子存在下自组装的多面体低聚倍半硅氧烷基纳米结构的可调谐发光：可逆的反式-顺式异构化

    摘要： 成功合成了具有可切换、可逆"蓝-红-绿"发射特性的杂化纳米结构。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）作为定向纳米笼，可有效络合基于三联吡啶的有机配体，从而促进铕（III）阳离子的配位。通过紫外-可见光谱和荧光光谱对复合物进行表征，并利用1H核磁共振技术确认其化学计量比。八官能化纳米笼在镧系阳离子存在下能形成新型自组装三维结构，在固态时尤其展现出高强度的红色发射特性。通过连接无机核心与有机部分的烯基双键的顺反异构化作用，可调控发射性能。对于O-POSS纳米笼，该异构化过程在铕（III）阳离子存在时仍可监测，并伴随明显的颜色变化：金属阳离子释放导致颜色从蓝色（反式-O-POSS）转变为红色（Eu@反式-O-POSS），最终呈现绿色（顺式-O-POSS）。这种特性结合干粉的易分散性及少量溶剂即可成膜的优势，使该发光固体材料在材料科学领域具有重要应用前景。

    关键词： 铕、发光、倍半硅氧烷、异构化、自组装

    更新于2025-11-14 15:32:45

  • 氮掺杂碳纳米管上天然光系统的定向纳米级自组装用于太阳能收集

    摘要： 天然光合系统（PSs）因其高效的能量转移量子效率而备受关注，被视为生物太阳能采集器。然而，与固体电极杂化的PSs由于界面特性不佳和PSs随机取向，导致光捕获效率较低，这些因素均会阻碍电荷的高效提取与转移。本研究报道了通过静电相互作用实现天然PSs与氮掺杂碳纳米管（NCNTs）的无连接剂定向自组装。NCNTs上质子化的氮掺杂位点促进了带负电的PSs基质侧自发固定，无需绝缘聚合物连接剂即可形成有利于电子转移的理想取向。所得PS/NCNT杂化材料的光电流密度达1.25±0.08 μA cm?2，显著高于分别用聚乙烯亚胺（0.60±0.01 μA cm?2）和十二烷基硫酸钠（0.14±0.01 μA cm?2）稳定的PS/CNT杂化材料。该研究强调了无连接剂组装PSs形成定向杂化结构对构建高效光捕获电极的重要性。

    关键词： 光捕获、静电相互作用、光系统、氮掺杂碳纳米管、自组装

    更新于2025-11-14 15:29:11

  • 通过模板法实现自组装有序三相Au-BaTiO?-ZnO垂直排列纳米复合材料

    摘要： 复杂多相纳米复合材料的设计为开发下一代集成光子与电子器件提供了巨大机遇。本研究展示了一种独特的三相纳米结构——结合铁电材料BaTiO3、宽带隙半导体ZnO和等离子体金属Au以实现多功能特性。通过创新的两步模板生长法，成功制备出具有独特"纳米人"形态的高度有序Au-BaTiO3-ZnO纳米复合材料（即自组装的ZnO纳米柱和Au纳米柱嵌于BaTiO3基体中），这与随机分布Au纳米颗粒和ZnO纳米柱的传统三相无序结构截然不同。这种有序的三相"纳米人"结构展现出独特功能：相比其他无序结构，其高度各向异性的纳米结构能在可见光及近红外波段产生显著的双曲色散效应。该自组装有序三相纳米复合材料是通过气-液-固(VLS)生长机制与两相外延生长机制协同实现的。这项研究为多相结构的设计、生长及应用开辟了新途径，并为精准调控纳米尺度电子-光-物质相互作用提供了复杂纳米复合体系有序化的新方法。

    关键词： 垂直排列的纳米复合材料、等离子体学、外延薄膜、超材料、三相纳米复合材料、自组装

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 一种简便的薄膜-纳米八面体组装方法制备可见光频率下的等离子体超材料吸收器

    摘要： 研究人员通过简便的薄膜-胶体纳米粒子（NP）组装方法，成功制备出在可见光区域具有宽带近完美吸收特性的等离激元超材料吸收器（MAs）。该工艺采用八面体金纳米粒子作为MAs的表面超原子，分别以纳米级厚度的二氧化硅和铝膜作为介电间隔层与反射层。值得注意的是，金纳米八面体被随机组装于铝-二氧化硅薄膜表面，且未对其空间排布进行精确控制。光学表征显示，所制备的MAs在整个可见光谱范围内对宽入射角（0°-60°）均呈现宽带高吸收特性（平均吸收率超过85%），尤其在540纳米和727纳米附近观测到两个偏振无关的近完美吸收峰（吸收率高于99%）。通过调节介电间隔层厚度及金纳米八面体表面覆盖率等几何参数，可有效调控MAs的吸收特性。电磁模拟进一步证实，增强的米氏共振效应与强等离激元耦合效应是实现该设计的关键因素。本研究为太阳能电池、光热伏电池及生化传感器等应用领域中可扩展可见光吸收器的设计提供了高效替代方案。

    关键词： 超材料吸收器、宽带近完美吸收、非周期纳米结构、光学阻抗匹配、自组装

    更新于2025-10-22 19:40:53