快速大规模合成手性荧光硫量子点用于细胞内温度监测 学术背景 荧光纳米材料在能源采集、照明显示、通信与信息技术、生物学和医学等领域具有广泛的应用潜力。其中，硫量子点（Sulfur Quantum Dots, SQDs）作为一种新型的无金属量子点，因其环境友好性、优异的生物相容性和可调控的表面化学特性，近年来受到了越来越多的关注。然而，硫量子点的大规模制备及其在消费市场中的应用仍然面临挑战，尤其是其制备过程通常耗时较长，且难以在短时间内获得高质量的产物。因此，开发一种快速、大规模合成硫量子点的方法，并探索其在生物医学中的应用，成为了当前研究的热点。 本文的研究旨在解决硫量子点制备过程中耗时较长的问题，并提出一种通用的快速大规模合成策略。通过利用硫化物物种的空3d轨道与含氮或含氧基团的孤对π电子结...

纳米拓扑结构对细胞代谢活动的影响：多模态成像揭示新发现 学术背景 在生物医学领域，细胞与材料表面的相互作用是研究细胞行为、组织工程和再生医学的关键。纳米级表面拓扑结构（nanotopography）已被证明能够显著影响细胞的形态、粘附、增殖和分化。然而，纳米拓扑结构如何通过机械和几何微环境调节细胞代谢活动，仍然是一个尚未完全理解的问题。细胞代谢是细胞功能的核心，涉及能量产生、生物分子合成和氧化还原平衡等多个方面。理解纳米拓扑结构对细胞代谢的影响，不仅有助于揭示细胞与材料相互作用的机制，还为设计新型细胞培养平台和优化细胞治疗策略提供了新的思路。 本研究旨在通过多模态光学成像技术，揭示纳米拓扑结构对细胞代谢活动的调控机制。具体来说，研究团队利用纳米柱阵列（nanopillar arrays）作为...

纳米技术如何革新体育运动：更好的保护与更强的支持 学术背景 随着现代体育活动的不断发展，运动员的表现、训练方式以及运动装备的需求也在不断升级。传统的运动装备和训练方法已经难以满足现代体育竞技的高要求。纳米技术作为一种前沿科技，因其在材料科学中的独特优势，逐渐被应用于体育领域。纳米材料具有纳米尺度的尺寸，赋予了它们独特的物理和化学性质，这些性质在提升运动装备的性能、保护运动员健康以及优化训练反馈方面具有巨大潜力。 本文旨在探讨纳米技术在体育运动中的广泛应用，包括可穿戴设备、个人热管理设备、功能性运动面料、运动装备以及运动医学等领域。通过分析纳米材料的原理、当前挑战以及未来机遇，本文为研究人员提供了如何利用纳米技术推动体育发展的新视角。 论文来源 本文由Mu-Yang Li和Huan Peng共...

基于CD26靶向和HSP90抑制的磁性纳米平台用于衰老细胞的凋亡和铁死亡介导的清除 学术背景 随着人口老龄化的加剧，衰老细胞（senescent cells）的积累被认为是衰老和年龄相关疾病的重要标志。衰老细胞不仅与组织功能衰退有关，还被认为是抗癌治疗的副作用之一，可能导致药物耐药性和治疗失败。因此，选择性诱导衰老细胞死亡的药物（senolytics）成为抗衰老和抗癌研究的热点。然而，第一代senolytics存在局限性，如脱靶效应和系统毒性。为了解决这些问题，研究人员开始设计靶向性更强的senolytics，尤其是基于纳米技术的senolytics（nanosenolytics）。本文旨在开发一种基于磁性纳米颗粒（magnetic nanoparticles, MNPs）的多功能纳米平台，...

二维晶体管中高κ氧化镓的集成研究 学术背景 随着半导体技术的不断进步，二维材料（如二硫化钼，MoS₂）因其独特的电学性能和原子级厚度，被认为是下一代晶体管通道材料的潜在候选者。然而，二维晶体管的性能在很大程度上依赖于栅极介电层的质量。传统的沉积技术（如化学气相沉积CVD和原子层沉积ALD）在二维材料表面沉积超薄金属氧化物时，往往难以形成均匀的介电层，导致界面质量差，进而影响晶体管的性能。因此，开发一种能够在二维材料表面形成高质量、超薄介电层的方法，成为了当前研究的热点。 研究来源 这项研究由来自多个机构的科研团队共同完成，主要作者包括Kongyang Yi、Wen Qin、Yamin Huang等，研究团队来自新加坡南洋理工大学、南京航空航天大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、美国德...

基于粒子吞噬打印的软电子器件研究 学术背景 随着可穿戴设备、健康监测、医疗设备和人机交互等领域的快速发展，软电子器件（soft electronics）因其能够与生物系统无缝集成而备受关注。传统的刚性电子器件与生物组织之间存在机械性能不匹配的问题，这限制了其在生物医学领域的应用。为了解决这一问题，研究人员提出了多种策略，例如通过微结构设计（如蛇形图案和剪纸结构）赋予刚性器件宏观可拉伸性。然而，这些方法通常以牺牲电子性能为代价来换取可拉伸性。 近年来，基于聚合物电子材料的本征可拉伸器件因其高组件密度和优异的机械延展性而成为研究热点。然而，现有的材料通常需要在电子性能和可拉伸性之间进行权衡。为了克服这一挑战，研究人员尝试将功能性粒子与软聚合物结合，以创建具有类组织特性的高性能电子器件。然而，现有...

三维晶体管研究：以二维半导体材料为核心的未来CMOS技术发展 近年来，随着硅基互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS）技术接近其物理极限，下一代微电子技术的持续缩放和性能优化面临诸多挑战。如何在亚纳米尺度上维持电流开关比(on–off current ratio)、提高集成密度以及提升能效，成为学术界和工业界亟待解决的问题。本文针对这一背景，提出探索二维（2D）过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDs）作为后硅CMOS时代的关键导电通道材料，并通过设计新的三维（3D）晶体管架构，展示了其在延续摩尔定律（Moore’s Law）方面的巨大潜能。 研究背景与意义 CMO...

基于多光晶体管-单忆阻器阵列的可重构传感器内处理：一种融合机器学习与类脑神经网络的新型视觉计算平台 学术背景及问题提出 人工视觉系统作为智能边缘计算的重要组成部分，长期以来受到传统基于CMOS（互补金属氧化物半导体）技术与冯·诺依曼架构的限制。这类系统的图像处理效率受制于独立的图像传感器、存储模块以及处理器之间的物理分离。这种分离导致大量数据冗余和信号处理延迟，增加了电路复杂性和功耗问题，限制了实时处理能力。在自然环境中，传统视觉系统需要完成从信号捕获到图像处理的一系列繁杂过程，但其效率有限。 近年来，传感器内计算（in-sensor computing）这一融合感知与计算的新型架构，由于其具备内存计算（in-memory computing）和神经形态特性，逐渐受到关注。在此领域，光学神经...

基于光电偏振特征向量的片上全斯托克斯偏振计研究 学术背景 光的偏振态在光学通信、生物医学诊断、遥感、宇宙学等多个领域中具有重要的应用价值。斯托克斯矢量（Stokes vector）是描述光偏振态的四个参数，能够完整地反映光的强度和偏振状态。传统的偏振计通常依赖于离散的光学元件，如棱镜、透镜、滤波器和波片等，这些元件体积庞大，限制了偏振计的小型化和广泛应用。近年来，随着纳米光子学和超表面（metasurface）技术的发展，研究人员开始探索基于超表面的紧凑型偏振计。然而，现有的超表面偏振计在红外波段的应用中面临诸多挑战，如像素对齐问题、光学串扰以及红外吸收等。 为了解决这些问题，本文提出了一种基于光电偏振特征向量（optoelectronic polarization eigenvector,...

无缝石墨烯自旋阀的构建：基于范德华磁体Cr₂Ge₂Te₆的邻近效应 研究背景与意义 石墨烯作为一种二维材料，因其优异的电子传输性能和长自旋扩散长度，在自旋电子学中具有重要的潜在应用价值。然而，石墨烯自身的自旋-轨道耦合（Spin-Orbit Coupling, SOC）和磁交换耦合（Magnetic Exchange Coupling, MEC）较弱，这限制了其在自旋信息生成和操控中的功能。而通过邻近效应（Proximity Effects），即利用与相邻材料的短程相互作用，可以在石墨烯中引入额外的物理性质，从而提升其自旋器件的性能。尽管此前研究已分别在石墨烯中实现了SOC和MEC的独立调控，但二者共存的案例尚未被明确验证。此外，完全依赖邻近效应构建一体化自旋电子器件仍是一个技术挑战。 近期...