学术背景 镍氧化物（NiO）作为一种p型半导体，因其优异的光学性能、化学稳定性以及在光电子学、光催化和生物传感器等领域的广泛应用而备受关注。NiO的高透明度、可调节的电导率和宽禁带特性使其成为太阳能电池、光电探测器和能量存储系统的理想材料。然而，NiO的抗菌性能及其在生物医学领域的应用潜力仍需要进一步研究。尽管已有研究表明NiO能够通过产生活性氧（ROS）抑制细菌生长，但其抗菌效率受到晶体尺寸、缺陷密度和表面结构等因素的影响。 近年来，掺杂技术被广泛应用于优化NiO的性能。BaO（氧化钡）作为一种掺杂剂，被认为可以改善NiO的光学性能，但其对NiO抗菌性能的影响尚未得到充分研究。因此，本研究旨在通过共沉淀法合成纯NiO和BaO掺杂的NiO（Ba-NiO）纳米颗粒，系统研究BaO掺杂对NiO结...

随着全球对可持续发展和环境保护的日益重视，生物质作为一种天然且丰富的碳源，逐渐成为研究热点。生物质包括植物叶片、草类、稻壳、咖啡渣、农业废弃物、食品生产废料和城市垃圾等，具有可再生、可降解和经济可行的特点。然而，如何将这些生物质资源转化为高效材料，尤其是用于传感技术的高性能材料，仍然是一个重要的研究方向。近年来，生物质衍生的石墨烯纳米材料和金属有机框架（MOFs）因其稳定性、可再生性和经济性，逐渐成为传感应用中的重要材料。石墨烯和MOFs具有高表面积、优异的光学和电学特性、生物相容性和稳定性，使其在传感技术中表现出巨大的潜力。然而，传统的合成方法往往需要使用有毒化学物质和能源密集型工艺，对环境造成负面影响。因此，开发绿色、可持续的合成方法，特别是利用生物质资源制备石墨烯和MOFs，成为当前研...

纳米铁氧体ZnFeCrO4的合成及其抗菌与磁性能研究 学术背景 纳米铁氧体（nanoferrite）因其独特的物理和化学性质，在多个工业领域中具有广泛的应用前景。尤其是尖晶石型铁氧体（spinel ferrite），其结构可调性使其在磁性材料、催化剂、传感器和生物医学领域备受关注。锌铬铁氧体（ZnFeCrO4）作为一种复合氧化物，结合了锌、铁和铬的特性，具有优异的电导率、热稳定性和磁性，被认为在能源存储、催化和电子设备中具有潜在应用价值。然而，关于其纳米级合成、结构特性、磁性能以及抗菌活性的系统研究仍较为有限。因此，本研究旨在通过简单的自燃法（auto-combustion method）合成ZnFeCrO4纳米材料，并系统研究其在不同退火温度下的结构、磁性和抗菌性能，以探索其在生物医学和磁...

学术背景 随着纳米技术的快速发展，纳米材料在环境修复、生物医学和能源转换等领域的应用潜力日益受到关注。其中，二氧化铈（CeO₂）纳米颗粒因其独特的氧化还原性能、高稳定性和良好的生物相容性，成为研究的热点。然而，传统的化学合成方法往往使用有毒试剂，产生有害副产物，对环境造成负面影响。因此，开发一种环保、可持续的纳米颗粒合成方法成为当前研究的重点。 绿色合成（Green Synthesis）利用植物提取物作为还原剂和封端剂，不仅减少了对有害化学品的依赖，还提高了纳米颗粒的生物相容性。本研究旨在通过绿色合成方法制备CeO₂纳米颗粒，并通过掺杂镉（Cd）和包覆银（Ag）来增强其光催化、催化还原和生物医学性能，探索其在环境修复和生物医学领域的应用潜力。 论文来源 本论文由Pranali S. Para...

学术背景 锗（Germanium, Ge）作为第四族元素之一，在基础科学和技术应用中具有重要意义。其亚稳态多晶型体（metastable polymorphs）因其独特的纳米结构和优异的电子、光学特性而备受关注。然而，锗在高压条件下的相变机制及其亚稳态多晶型体的形成过程仍不明确，尤其是通过动力学路径控制其纳米结构的合成方法尚未得到深入研究。本研究旨在通过快速减压实验，揭示高压β-Sn相锗在减压过程中形成不同纳米结构亚稳态多晶型体的机制，并探讨其相变动力学路径。 论文来源 本论文由Mei Li、Xuqiang Liu、Sheng Jiang等学者共同完成，作者来自中国北京高压科学与技术先进研究中心（Center for High Pressure Science and Technology ...

学术背景 全球变暖问题日益严峻，二氧化碳（CO₂）作为最主要的温室气体之一，其捕获和存储技术的研究成为科学界的热点。金属有机框架（Metal Organic Frameworks, MOFs）因其极高的孔隙率和表面积，被认为是捕获和存储CO₂的理想材料。然而，CO₂的吸附过程是放热的，可能导致材料温度升高，进而影响其吸附效率。因此，理解CO₂负载对MOFs热导率的影响，对于优化其在实际应用中的性能至关重要。此前的研究主要集中在无气体负载的MOFs热导率，而对气体负载后MOFs的热传导机制缺乏系统研究。本文通过分子动力学模拟和晶格动力学计算，深入探讨了CO₂负载对MOF-5热导率的影响，揭示了温度与气体扩散性在热传导中的关键作用。 论文来源 本文由Sandip Thakur和Ashutosh ...

金属纳米团簇（metal nanoclusters）是介于分子和金属之间的纳米尺度材料，具有独特的物理化学性质，尤其是在原子结构与物理性质之间的关系研究中扮演着重要角色。近年来，研究者们对有机配体保护的金属纳米团簇产生了浓厚兴趣，因其精确的原子结构、迷人的几何特征以及潜在的应用前景。特别是具有富勒烯拓扑结构的多壳层金属纳米团簇，因其高度对称性和稳定性，成为研究的热点。然而，非碳元素构成的富勒烯结构往往因稳定性问题难以合成，这使得相关研究进展缓慢。 本文的研究旨在解决这一难题，通过合成一种新型的银铜纳米团簇 Ag135Cu60，探索其结构与光学特性，并揭示其在纳米科学与材料科学中的潜在应用价值。该团簇具有类似巴克明斯特富勒烯（Buckminsterfullerene）的拓扑结构，为研究金属纳米...

碳氮化物（Carbon Nitride, CN）作为一种二维n型半导体材料，因其优异的光催化活性和稳定性，在光驱动能量转换和环境应用中展现出巨大潜力。然而，尽管CN在光催化领域表现出色，其在光电子器件中的应用却受到限制，尤其是在硅（Si）基光电子器件中。主要原因在于缺乏能够大规模制备高质量、均匀且可加工的CN薄膜的合成方法。现有的合成方法，如纳米片分散涂层、液-固界面合成、高温退火等，虽然在一定程度上实现了CN薄膜的制备，但在晶圆级均匀性、表面粗糙度以及与硅的界面结合强度等方面仍存在不足。这些问题导致CN与硅的异质界面存在大量缺陷，阻碍了载流子的传输，进而限制了器件性能的提升。 为了解决这些问题，研究人员提出了一种新型的合成方法，通过两步化学气相沉积（CVD）和氢气氛退火工艺，成功在硅上制备...

Borromean环（Borromean link）是一种由三个相互独立但相互交织的环组成的拓扑结构，其特点是断开任何一个环都会导致其他两个环完全分离。这种结构不仅具有美学价值，还在分子拓扑学和超分子化学中具有重要的研究意义。传统的Borromean环通常由三个相同的宏观环组成，而基于三聚金属笼（trimeric metallocages）的Borromean环则较为罕见。近年来，随着超分子化学和配位化学的发展，研究人员开始探索如何通过自下而上的合成策略构建更为复杂的分子拓扑结构，尤其是基于金属笼的Borromean环。 然而，现有的研究大多集中在二聚金属笼的相互锁合结构上，三聚金属笼的Borromean环的合成仍然面临巨大挑战。这一领域的突破不仅能够丰富Borromean环的种类，还能为设...

环己酮肟（cyclohexanone oxime）是尼龙-6生产的关键中间体，全球尼龙-6的年产量预计在2024年将达到890万吨，因此对环己酮肟的需求也在不断增加。传统的环己酮肟合成方法主要包括羟胺（NH2OH）与环己酮的反应，然而这种方法存在诸多问题，例如羟胺的爆炸性、腐蚀性酸的使用以及低价值的副产物硫酸铵的生成。此外，另一种工业方法是通过过氧化氢（H2O2）进行环己酮的氨氧化反应，但这一过程也面临着H2O2的高成本和低稳定性问题。因此，开发一种可持续且高效的环己酮肟合成方法具有重要意义。 近年来，电化学合成环己酮肟的策略逐渐受到关注。该方法利用氮氧化物（NOx）与环己酮反应，避免了传统方法中的诸多问题。然而，这一过程仍然面临着两相反应中的质量传输阻力大、羟胺竞争性氢化等问题，导致法拉第...