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乙醇可沉淀的二氧化硅钝化钙钛矿纳米晶体掺入聚苯乙烯微球中,用于长期储存和重复使用
摘要: 钙钛矿纳米晶体(PNCs)因其优异的光物理特性成为新兴发光材料。然而,其表面化学对有机极性溶剂、氧气和湿气的高度敏感性严重阻碍了实际应用发展。本研究通过原位水解(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷表面配体,制备出二氧化硅钝化PNCs(SP-PNCs)。所得SP-PNCs量子产率高达80%,且能被乙醇、丙酮等极性溶剂沉淀而不破坏表面化学结构或损失量子产率,相比传统溶剂蒸发技术,为PNCs的分离、纯化和相转移提供了更环保高效的方法。进一步开发溶胀-收缩包封工艺,将制得的SP-PNCs嵌入聚苯乙烯微球(PMs),显著提升了其长期储存的耐湿稳定性。此外,通过溶剂完全溶解PMs可回收再利用单分散的SP-PNCs,用于全溶液加工器件制备。该研究为钙钛矿纳米晶体的绿色合成、规模化生产及长期储存开辟了新途径,推动其走向实际应用。
关键词: 稳定性、钙钛矿纳米晶体、表面工程、封装、极性环境
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用纳秒脉冲激光对钛合金进行表面工程处理以实现摩擦学应用
摘要: 在许多应用中,为克服钛合金耐磨性差的缺陷需要进行表面工程处理。采用光纤激光器以不同工作模式对Ti6Al4V表面进行重熔处理并再次抛光,最终获得光滑、有光泽且无裂纹的表面。通过摩擦学实验、纳米压痕测试和(透射)电子显微镜对该激光处理表面进行表征,并与等离子氮化和热氧化处理的样品进行对比。所有表面处理方法都在不同程度上改善了Ti6Al4V的摩擦学性能。纳米压痕测量显示力学性能与摩擦学行为之间不存在严格相关性。研究推测:除力学性能外,间隙原子对钛电子的键合作用在粘着磨损的发生与否中起着重要作用。
关键词: 钛合金、表面工程、粘着磨损、Ti6Al4V
更新于2025-09-23 15:21:01
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综述:高性能全无机钙钛矿太阳能电池的晶体生长
摘要: 近年来,卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能成为最有前景的太阳能电池材料之一。其中,金属卤化物全无机钙钛矿(CsPbX3;X代表卤素)展现出优异的热稳定性和光稳定性。特别是基于CsPbX3活性层的钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)的功率转换效率(PCE)随着CsPbX3晶体质量的提升,已从2.7%稳步增长至19.03%。本综述总结了迄今为止用于控制全无机钙钛矿薄膜生长的方法,包括前驱体溶液沉积、基底改性、组分掺杂和表面工程。此外,我们讨论了钙钛矿晶体特性对缺陷和钙钛矿薄膜形貌的影响——这两者都与器件性能密切相关。最后,我们提出了结论与展望,并为开发具有高PCE和强稳定性的全无机pero-SCs提供了实用指南。
关键词: 光稳定性、卤化物钙钛矿、前驱体溶液沉积、全无机钙钛矿、表面工程、基底改性、热稳定性、功率转换效率、CsPbX3、组分掺杂、太阳能电池、晶体生长
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过纳秒激光纹理化进行表面功能化以控制流体动力空化动力学
摘要: 当局部压力降至汽化阈值以下时,液体流动与固体边界的相互作用会导致空化现象形成。空化动力学不仅取决于基础几何形态,还受表面粗糙度、化学特性及润湿性的影响。从应用角度看,通过表面功能化控制流体中的空化现象对避免水动力空化的不良效应(侵蚀、噪声和振动)至关重要,但该技术也可用于强化各类物理化学过程。本研究采用纳秒级(10-28纳秒)光纤激光器(波长1060纳米)对10毫米不锈钢圆柱表面进行激光纹理处理,以此展示如何通过表面改性调控水动力空化行为。由此制备出具有不同形貌和润湿性的表面,并在空化隧道中以不同空化数(1.0-2.6)进行测试。通过高速摄像(20,000帧/秒)和高频压力传感器同步监测功能化圆柱表面后方的空化特征。结果表明:不同微结构表面的空化特性存在显著差异——相较于高抛光参考圆柱,某些表面能延缓初生空化并减小空化范围;同时证实提高表面润湿性(即亲水性)可延迟初生空化。
关键词: 表面工程、激光纹理化、水力空化、流体动力学、疏水/亲水表面
更新于2025-09-23 15:19:57
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乙醇可沉淀的二氧化硅钝化钙钛矿纳米晶体掺入聚苯乙烯微球中,用于长期储存和重复使用
摘要: 钙钛矿纳米晶体(PNCs)因其优异的光物理特性成为新兴发光材料。然而,其对有机极性溶剂、氧气和湿气的敏感表面化学性质严重阻碍了实际应用发展。本研究通过原位水解(3-氨丙基)三乙氧基硅烷表面配体,制备出二氧化硅钝化的PNCs(SP-PNCs)。所得SP-PNCs量子产率高达80%,且能被乙醇、丙酮等极性溶剂沉淀而不破坏表面化学结构或损失量子产率,相比传统溶剂蒸发技术,为PNCs的分离、纯化和相转移提供了更环保高效的方法。进一步开发溶胀-收缩包封工艺,将制得的SP-PNCs嵌入聚苯乙烯微球(PMs),显著提升了其长期储存的耐湿稳定性。此外,通过溶剂完全溶解PMs可回收单分散的SP-PNCs,用于全溶液加工器件制备。该研究为钙钛矿纳米晶体的绿色合成、规模化生产及长期储存开辟了新途径,推动其走向实际应用。
关键词: 表面工程、极地环境、钙钛矿纳米晶体、封装、稳定性
更新于2025-09-22 13:56:05
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表面等离子体银修饰的单晶TiO2?x(B)纳米棒/富缺陷g-C3N4纳米片三元超结构三维异质结作为增强型可见光驱动光催化剂
摘要: 通过水热-煅烧、光沉积工艺及原位固相化学还原步骤制备了Ag-TiO2-x(B)/g-C3N4三元异质结光催化剂。所得光催化剂由二维g-C3N4片层与一维TiO2(B)单晶纳米棒构成异质结结构。得益于等离子体银和表面工程调控,该三元异质结光催化剂的带隙降至~2.23 eV。在可见光照射下,其对Cr6+还原(95%)和NH4+降解(93%)表现出最佳光催化性能。该三元异质结光催化剂对NH4+和Cr6+的表观反应速率常数(k)分别是原始TiO2(B)的25倍和12倍。此外,Ag-TiO2-x(B)/g-C3N4还具有优异的产氢效率(高达410 mmol h-1 g-1)。这种增强效应可归因于一维单晶TiO2(B)纳米棒与二维g-C3N4片层形成的独特异质结结构、等离子体银纳米颗粒的表面等离子体共振效应以及表面工程调控。通过分析XPS价带谱和Mott-Schottky曲线,还提出了可能的光催化机理。
关键词: 表面工程、g-C3N4片层、可见光驱动光催化、单晶TiO2(B)纳米棒、异质结
更新于2025-09-23 21:29:35
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基于超快激光的导电薄膜表面工程
摘要: 现代电子技术推动了对柔性基底上导电薄膜材料进行直接激光表面工程加工的需求,要求加工方法具备快速、高效和可靠的特点。脉冲激光源的最新进展仅能逐步提升加工速度,因其受限于现有扫描系统的性能。我们的目标是将高脉冲重复频率的大功率按需脉冲光纤激光源与超快谐振扫描仪相结合,以实现高通量的表面工程加工。激光器固有的按需脉冲能力(超越简单的脉冲拾取方案)是补偿谐振扫描仪正弦运动的关键因素。我们利用全激光功率下的高时间分辨率实现空间可控的表面纹理加工,在扫描速度高达60米/秒、激光光斑尺寸为10微米的情况下,整个扫描范围内保持至少3微米的定位精度。我们将该装置应用于触摸屏、位置传感器或电磁屏蔽的柔性基底上ITO及金属薄膜的加工,成功实现了导电层表面改性与图案化,同时保持底层表面完好。通过采用简化的激光烧蚀模型与实验数据进行对比,深化了对烧蚀过程的理解,并对最终获得的表面形貌进行了观测与分析。
关键词: 超快激光加工、谐振扫描、本征脉冲按需产生、表面工程
更新于2025-09-12 10:27:22
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迈向宽带成像:表面工程化PbS量子点/钙钛矿复合集成超灵敏光电探测器
摘要: 采用硫氰酸根阴离子(SCN-)钝化的硫化铅胶体量子点(CQDs)与钙钛矿(CH3NH3PbI3)复合构建紫外-可见-近红外宽波段光电探测器。通过原位硫氰酸根配体交换,材料同时获得高电导率和适宜的能级匹配。PbS-SCN/CH3NH3PbI3复合探测器对365-1550 nm宽波段敏感,在365 nm波长下响应度达255 AW?1、940 nm处为1.58 AW?1,365 nm和940 nm处的比探测率分别高达4.9×1013 Jones和3.0×1011 Jones,响应时间≤42 ms。进一步制备并集成了10×10探测器阵列,构成高性能宽波段图像传感器。该方法为开发易于集成的高灵敏度宽波段光电探测器/成像器提供了新途径。
关键词: 硫化铅胶体量子点,表面工程,钙钛矿,宽带成像,光电探测器
更新于2025-09-12 10:27:22
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纳米线量子点表面工程实现高温单光子发射
摘要: 在高温下产生单光子仍是一项重大挑战,特别是对于广泛用于光通信的III-As和III-P材料。在此,我们报道了一种基于GaAsP纳米线中"无表面"GaAs量子点的高温单光子发射器。通过采用自催化气-液-固生长法和简单的表面工程,我们能显著增强量子点的光学信号,在750纳米波长处获得高度偏振的光致发光。这种"无表面"纳米线量子点在160K温度下仍呈现光子反聚束效应,在220K高温下仍能分辨出清晰的激子谱线。
关键词: 表面工程、光子反聚束、量子点、单光子源、纳米线
更新于2025-09-12 10:27:22
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接触角、润湿性与粘附性的研究进展 || 聚合物材料激光表面工程增强间充质干细胞粘附与生长
摘要: 由于聚合物价格相对低廉且易于加工,其在生物医学领域的多种应用中正得到越来越广泛的使用。例如,聚醚醚酮因其优异的耐磨性、低吸湿性和高耐化学性,常被用作医疗和生物医学行业的生物材料。然而,聚醚醚酮的表面特性并不利于实现高效的增强生物功能,导致其润湿性和粘附特性相对较差。为此,许多研究者正致力于采用表面工程技术来改善聚醚醚酮的表面性能,增强其仿生特性并提升生物粘附性能。本章将探讨间充质干细胞(MSCs)的重要性、聚醚醚酮的生物应用,以及激光表面工程技术在调控间充质干细胞响应方面的应用。研究表明,采用CO2激光进行表面工程处理能显著促进人源间充质细胞的生长速率,这为医疗和生物医学行业采用该技术提供了机遇。此外,本章还讨论了将聚醚醚酮及其他聚合物材料作为生物复合材料用于未来研究的可能性,以进一步提升材料性能。
关键词: 表面改性、表面工程、聚醚醚酮、间充质干细胞、聚合物生物材料、生物工程、激光处理
更新于2025-09-11 14:15:04