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一种新型近红外光响应的4D打印纳米结构，具有动态且远程可控的变形能力
摘要： 四维（4D）打印是一种新兴且高度创新的增材制造工艺，能够制造出预先设计、可随时间自我组装并发生形变的结构。然而，4D打印面临的关键挑战之一在于：现有系统既难以全面满足形变的基本要求，又缺乏能时空精准控制形变过程的智能动态能力。本研究开发了一种简易4D打印平台，通过将纳米材料融入传统刺激响应性聚合物，使4D打印物体实现动态远程调控的定点定时形变。我们采用近红外光（NIR）响应型纳米复合材料构建了概念验证4D打印脑模型，以此评估可控4D形变能力及光热刺激调控神经干细胞行为的可行性。这种新型4D打印策略不仅能创建可在人体友好型刺激（NIR）下时空控制自身形变或行为模式的动态三维生物结构，还为构建复杂自变形物体提供了具有广泛应用前景的潜在方法。
关键词： 大脑、4D打印、动态远程可控、神经干细胞、近红外光响应、石墨烯
更新于2025-11-21 11:08:12
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在碳纤维布上构建具有可见-近红外光响应的n-TiO?/p-Ag?O结作为滤膜状光催化剂
摘要： 开发具有广谱活性的高效可重复使用光催化剂已引起关注。本研究在碳纤维（CF）布上构建了n-TiO2/p-Ag2O结作为高效可循环光催化剂。以CF布为基底，通过水热法制备TiO2纳米棒（长度1-2微米），再采用化学浴沉积法原位生长Ag2O纳米颗粒（10-20纳米）。该柔性CF/TiO2/Ag2O布（面积4×4平方厘米）展现出宽波段强光吸收（200-1000纳米）。在可见光（λ>400纳米）照射下，100分钟内可高效降解99.2%罗丹明B（RhB）、99.4%酸性橙7（AO7）、87.6%双酚A（BPA）和89.5%六价铬（Cr6+），性能优于CF/Ag2O布（83.5% RhB、60.0% AO7、31.2% BPA和41.8% Cr6+）。特别地，在近红外光（980纳米激光）照射下，100分钟内对AO7和Cr6+的去除率分别达70.9%和60.0%，显著高于CF/Ag2O布（19.8% AO7和18.9% Cr6+）。此外，直径10厘米的CF/TiO2/Ag2O布作为过滤膜，在第六次过滤/降解阶段仍能有效去除94.4%流动态RhB溶液（流速约1升/小时）。因此，该CF/TiO2/Ag2O布可作为响应可见-近红外光的滤膜型光催化剂，高效用于废水净化。
关键词： n型TiO2/p型Ag2O结，过滤膜，光催化剂，可见-近红外光响应，碳纤维布
更新于2025-09-23 15:21:01
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InAs/GaAs亚单层量子点近红外光电探测器的载流子输运与复合动力学
摘要： 我们在此展示了一项关于横向耦合InAs亚单层量子点光电探测器（SML QD-PD）中隧道诱导光生载流子逃逸过程的相对研究，该研究针对0.4 ML至0.8 ML的覆盖度分数展开。通过模拟与实验，我们基于带间载流子复合与量子点间隧穿寿命的相互竞争关系，定量描述了近红外区域（835 nm–890 nm）随SML覆盖度变化而进行光谱调谐的温度依赖性带间光响应。随着SML覆盖度增加，复合寿命逐渐延长而量子点间隧穿寿命持续缩短，这导致了更快的光响应速度和更高的响应度。在高覆盖度分数下，发现隧道诱导的光生载流子快速通过SML量子点横向阵列传输，能够实现更快的时间响应（100 μs）并保持高达1.3 KHz频率的可靠复现性。本研究报道了一种通过外部调控SML覆盖度来同步调节响应度、时间响应速度和探测率的强大策略。该时间响应比传统SK量子点光电探测器快九倍。随着覆盖度增加，注入电荷载流子捕获抑制暗电流的效应可维持至更高温度，从而在约250 K时实现高达8 × 1011 cm Hz1/2 W?1的高可持续光探测率，提供近室温光电探测能力。
关键词： 光电导增益、量子点光电探测器、量子点间隧穿、亚单层覆盖、近红外光响应、复合动力学、时间光响应
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过物理气相沉积法简易合成单硫化锡纳米片及其近红外光响应
摘要： 二维层状材料（TDLMs），如硫化锡（SnS2），因其电子、光电子、能量转换与存储领域的广阔应用前景而备受关注。单硫化锡（SnS）作为TDLMs家族中的本征p型半导体，其深入研究需要高效合成技术的突破。本研究报道了通过物理气相沉积（PVD）法制备的SnS纳米片，采用拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对其形貌进行了表征。这些SnS纳米片呈正方形，表面光滑，平均横向尺寸为7微米，厚度为12纳米，且未检测到杂质存在?；诟肧nS纳米片制备的光电探测器显示：所生长的SnS对850纳米激光具有优异的光响应性能，其高响应度达1604 A/W，外量子效率为2.34×10?%，探测率达3.42×1011琼斯，均优于现有SnS基光电探测器报道值。此外，其上升和下降时间分别为7.6毫秒和29.9毫秒。本研究不仅提供了获得高纯度超薄SnS的策略，更证实了SnS在近红外光电探测器应用中的巨大潜力。
关键词： 近红外光响应、一硫化锡、纳米片、物理气相沉积
更新于2025-09-11 14:15:04
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近红外光触发的Bi2S3空心微球精确光热控释抗菌剂用于水灭菌
摘要： 水中微生物污染因其对公共安全的重大威胁而引发全球关注。本研究采用硬模板辅助多元醇法，以ZnS复合微球为牺牲模板，大规模合成了具有良好生物相容性和光热转换性能的海胆状Bi2S3中空微球。通过将热敏性生物相容性材料十四醇（TD）与抗菌剂芳樟醇负载于海胆状Bi2S3中空微球腔体，制备出TD/芳樟醇@Bi2S3复合材料。在近红外光照射下，该复合材料中的Bi2S3能将吸收的NIR能量转化为热能，使温度达到TD熔点并同步释放芳樟醇，从而实现对TD/芳樟醇@Bi2S3复合材料中抗菌剂的精准控释。体外实验表明，该体系对革兰氏阴性大肠杆菌（E. coli）和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌（S. aureus）均具有快速高效的杀灭效果。相较于单一抗菌剂处理或光热疗法（PTT），TD/芳樟醇@Bi2S3复合材料展现出更优异的抗菌性能，这归因于近红外光驱动的光热杀菌与抗菌剂释放的协同效应。该复合材料为治理微生物污染水环境提供了极具前景的抗菌平台，在实际应用中具有重要战略意义，但仍面临重大挑战。
关键词： 水杀菌、Bi2S3中空微球、抗菌、近红外光响应、精准可控递送
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过合理设计体异质结电子传输层增强倒置钙钛矿太阳能电池的近红外光响应
摘要： 如何将钙钛矿太阳能电池（PVSCs）的光电响应范围拓展至近红外（NIR）/红外光区，从而更高效地利用太阳辐射，已成为该领域极具吸引力的研究课题。本研究系统优化了倒置结构PVSC中典型的富勒烯电子传输层（ETL），以增强器件的近红外光电响应。通过向富勒烯ETL中引入低带隙非富勒烯受体（NFA），旨在拦截穿透器件的近红外光。然而，尽管该混合NFA能与富勒烯形成II型电荷转移，却因近红外光激发态解离效率低下而无法提升器件性能。研究发现，添加p型聚合物可有效解决该问题。三元体异质结（BHJ）ETL通过优化能级级联排列和提升空穴迁移率，显著增强了器件的近红外响应特性。进一步调控该BHJ ETL的形貌后，最终器件在800 nm波长处实现了40%的外量子效率，光电响应范围延伸至950 nm近红外区，贡献了约9%的总光电流。本研究揭示了一种提升倒置PVSC近红外响应的高效简易方法。
关键词： 体异质结、电子传输层、倒置钙钛矿太阳能电池、非富勒烯受体、近红外光响应
更新于2025-09-11 14:15:04