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用于全聚合物太阳能电池的小带隙硼二吡咯甲烯基共轭聚合物：甲基单元的影响
摘要： 以萘二酰亚胺（NDI）为基的共轭聚合物已被广泛用作全聚合物太阳能电池（all-PSCs）的非富勒烯电子受体，但其近红外（NIR）区域较低的吸收系数严重限制了电池的光捕获能力，从而降低了光伏性能。本研究开发了两种以缺电子单元硼二吡咯亚甲基（BODIPY）为基础的窄带隙给体-受体共轭聚合物作为电子给体，与NDI聚合物受体复合，显著提升了NIR区域的光响应能力。更重要的是，我们发现BODIPY片段上的甲基取代对这些聚合物中的电荷传输具有重要影响。当甲基单元连接在BODIPY的α位时，聚合物PMBBDT相比未甲基取代的PBBDT表现出更高的能级、更优异的结晶性以及显著提升的空穴迁移率。因此，基于PMBBDT的全PSCs功率转换效率（PCEs）可从PBBDT的0.32%提升至5.8%，且光响应范围覆盖300至900纳米。结果表明，甲基取代的BODIPY基共轭聚合物是解决NDI聚合物NIR吸收问题的有效方案，有望像基于近红外稠环电子受体的有机太阳能电池那样，进一步提升全PSCs的PCEs。
关键词： 硼二吡咯甲烯，甲基取代，共轭聚合物，近红外吸收，全聚合物太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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聚合物-矿物复合材料在激光碎石实验中模拟人体肾结石
摘要： 尽管激光碎石术在体内粉碎肾结石方面得到广泛应用，但目前仍缺乏能准确模拟人体结石在碎石过程中行为表现的坚固人工结石模型。随着新型激光技术不断应用于碎石领域，对精确结石模型的需求显得尤为重要。本研究提出一种制备复合材料的方法，该材料能在激光碎石过程中复现人体肾结石的特性。通过近红外光谱分析这些材料的行为特征，有助于阐明激光碎石术作用于肾结石材料的机制。
关键词： 复合材料、人造肾结石、近红外吸收、生物矿化、激光烧蚀
更新于2025-09-11 14:15:04
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有机染料分子畸变控制的红移
摘要： 我们通过量子化学方法展示了如何利用芳香染料分子的结构畸变来理性调控其光电性质。采用定量Kohn-Sham分子轨道方法结合含时密度泛函理论(TD-DFT)，系统研究了多种结构和电子调控参数对苯型模型染料HOMO-LUMO能隙的影响，包括：(i)芳香核的面外弯曲；(ii)桥连基团相对于核的弯曲；(iii)桥连基团本身的性质；(iv)π-π堆积作用。研究发现，在苯环体系中，多个结构畸变与桥连长度及桥连数量的耦合效应是导致HOMO-LUMO能隙减小，进而使最低单重激发态（约560 nm）吸收波长红移的主要原因。基于这些物理认知及振荡强度的理性调控方法，我们概念验证性地设计了在785 nm处具有强近红外(NIR)吸收的环芳烃染料18。该设计有望推动一类新型畸变调控型近红外吸收有机染料分子的开发。
关键词： 环芳烃，近红外吸收，结构畸变，HOMO-LUMO能隙，含时密度泛函理论
更新于2025-09-11 14:15:04
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硝基芴衍生物研究新进展：构建可见光至近远红外区吸收染料的多功能电子受体
摘要： 已对可见光区吸收的推拉型染料进行了广泛研究，文献中已报道多种合成结构。相反，近红外和远红外区吸收的染料较为稀缺，这一特性源于以下因素：纯化难度大、合成过程中存在副反应、起始原料获取困难以及反应产率低。多年来，研究者尝试通过延长π共轭间隔基、增强通过共轭或脂肪族间隔基连接的给体与受体的供电子/吸电子能力等策略，来红移成熟可见光染料的吸收光谱。但该策略效果有限，红移程度通常不高。一种有前景的替代方案是：筛选本身已在近红外区具有吸收带的分子作为电子受体基团，并利用其吸收特性设计近/远红外吸收染料。聚硝基芴即属此类——其本身就在近红外区呈现吸收贡献。本综述系统介绍了基于聚硝基芴开发的不同染料，并详细阐述了这些染料的应用领域。
关键词： 克诺文纳格尔反应、近红外吸收、芴、聚硝基芴、推拉型发色团、硝基芴
更新于2025-09-09 09:28:46
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一种水溶性、近红外吸收的季四苯并二酰亚胺发色团，用于光声成像和高效光热癌症治疗
摘要： 精准光诊疗（包括光声成像与光热治疗）需要稳定的光热剂。开发兼具高稳定性与高光热转换效率（PTCE）的光热剂仍是生物医学应用中的重大挑战。本研究报道了一种基于水溶性四并苯二酰亚胺（QDI）的新型光热剂，该材料可在水溶液中自组装形成纳米颗粒（QDI-NPs）。通过在QDI核中引入聚乙二醇（PEG），显著提升了QDI-NPs的生理稳定性和生物相容性。这些具有高度光稳定性的QDI-NPs展现出显著优势：近红外区强吸收特性及高达64.7±4%的光热转换效率——该数值超过石墨烯或商用吲哚菁绿（ICG）等多种有机光热剂。其约10纳米的小尺寸既可实现肿瘤深部持续滞留，又具备适宜的体内清除能力。QDI-NPs能实现高分辨率光声成像，并有效进行808纳米激光触发的体内肿瘤光热治疗。本研究为精准光诊疗开辟了新途径。
关键词： 四喹啉二酰亚胺、光声成像、近红外吸收、药代动力学、光热转换效率
更新于2025-09-09 09:28:46
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一种水溶性、近红外吸收的季四苯并二酰亚胺发色团，用于光声成像和高效光热癌症治疗
摘要： 精准光诊疗技术（包括光声成像与光热治疗）需要稳定的光热剂?？⒓婢吒呶榷ㄐ院透吖馊茸恍剩≒TCE）的光热剂仍是生物医学应用中的重大挑战。本研究报道了一种基于水溶性四并苯二酰亚胺（QDI）的新型光热剂，该材料可在水溶液中自组装形成纳米颗粒（QDI-NPs）。通过在QDI核中引入聚乙二醇（PEG），显著提升了QDI-NPs的生理稳定性和生物相容性。这些具有强光稳定性的QDI-NPs展现出显著优势：在近红外区（NIR）有强烈吸收且光热转换效率高达64.7±4%——这一数值超过石墨烯或商用吲哚菁绿（ICG）等多种有机光热剂。其约10纳米的小尺寸既能实现肿瘤深部持续滞留，又可被机体适当清除。QDI-NPs不仅能进行高分辨率光声成像，还能实现体内808纳米激光触发的有效光热治疗。本研究为精准光诊疗开辟了新途径。
关键词： 四喹啉二酰亚胺、光声成像、近红外吸收、药代动力学、光热转换效率
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有高效光热转换行为的超薄钨青铜纳米线
摘要： 在这项工作中，我们描述了一种简单的一步溶剂热法来合成超薄四元钨青铜纳米线（QTBNWs）。此外，通过简单地改变起始碳酸碱和钨酸盐的类型，可以制备一系列碱金属掺杂的QTBNWs。所合成的QTBNWs表现出强烈的近红外（NIR）射线吸收、高可见光透射率和优异的光热转换行为，这些性能优于钨青铜纳米棒和三元TBNWs。其优异的光热性能应归因于显著的局域表面等离子体共振（SPR）。
关键词： 溶剂热法、光热转换、近红外吸收、超薄钨青铜纳米线、表面等离子体共振
更新于2025-09-09 09:28:46
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强近红外吸收卟啉：一项DFT研究
摘要： 采用M06泛函结合6-31G(d)+LanL2DZ基组，系统研究了四种具有扩展π共轭体系的潜在稠合卟啉的电子性质与光谱特性。通过苯环在卟啉β-间-β位点的对称四重稠合，获得了四种四稠合卟啉。研究表明，具有扩展π电子的环稠合会导致显著红移并缩小带隙。因此这类体系可用于将吸收范围延伸至近红外区（NIR），从而更有效利用太阳光谱中光子丰富的波段。这些稠合卟啉已成为极具前景的近红外吸收材料，在分子太阳能转化系统中具有重要应用价值。
关键词： 卟啉、密度泛函理论、含时密度泛函理论、近红外吸收
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过β-β连接的中位氨基卟啉二聚体氧化选择性形成螺旋四吡咯并卟啉
摘要： 用PbO?氧化b-b直接键连和硫桥联的meso-氨基NiII-卟啉二聚体，得到了螺旋状四吡咯（胆绿素类似物）并环NiII-卟啉。这些开环反应与先前报道的含一个氨基的b-b键连NiII-卟啉二聚体氧化生成氮杂庚因并环卟啉二聚体的过程有显著差异。由于高度的π共轭网络和刚性结构，这些四吡咯并环NiII-卟啉显示出强烈的近红外吸收带（达1200-1400 nm）和可逆的氧化还原过程。这些四吡咯并环NiII-卟啉被分离为稳定的对映异构体，在其CD光谱中表现出明显的科顿效应，De值达到102数量级。
关键词： 近红外吸收、氨基自由基、螺旋结构、p-扩展卟啉、圆二色性
更新于2025-09-04 15:30:14