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基于四链DNA构建纳米结构的研究进展

科学通报 2019年第10期64卷 1037-1052页

作者：曹艳伟裴仁军中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米生物医学研究部苏州215123

除DNA双螺旋结构外,DNA分子还可以形成三链和四链等其他二级结构.近些年来人们更加关注四链DNA的研究,包括G-四链体和I-motif结构.一方面由于富G和富C序列存在于基因的重要区域并发挥重要作用;另一方面由于四链结构组装的特殊性和结构柔... 详细信息

除DNA双螺旋结构外,DNA分子还可以形成三链和四链等其他二级结构.近些年来人们更加关注四链DNA的研究,包括G-四链体和I-motif结构.一方面由于富G和富C序列存在于基因的重要区域并发挥重要作用;另一方面由于四链结构组装的特殊性和结构柔性,其也常用于构建DNA纳米结构.此前基于双链DNA已经构建出许多纳米结构和材料,并发展出模块组装和DNA折纸等成熟的DNA纳米结构组装方法.本文将重点介绍近些年来富G和富C长链形成的四链DNA纳米结构和以四链结构为基本组装单元构建DNA纳米结构的相关研究进展,并简要介绍四链DNA纳米结构的功能性应用及展望其未来发展方向.

关键词： G-四链体 I-motif 分子组装 DNA纳米结构结构应用

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碳纳米管纤维的连续制备及高性能化

物理化学学报 2022年第9期38卷 74-98页

作者：吴昆杰张永毅勇振中李清文中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进材料部江苏苏州215123 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院纳米材料部南昌330200 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026

碳纳米管纤维是一种碳纳米管的宏观聚集体,是由碳纳米管及管束组装而成的连续纱线,具有高强、高韧、高导电等特性,在结构功能一体化复合材料、纤维状能源器件、人工肌肉以及轻质导电线缆等领域具有非常广泛的应用前景。经过近二十年的发... 详细信息

碳纳米管纤维是一种碳纳米管的宏观聚集体,是由碳纳米管及管束组装而成的连续纱线,具有高强、高韧、高导电等特性,在结构功能一体化复合材料、纤维状能源器件、人工肌肉以及轻质导电线缆等领域具有非常广泛的应用前景。经过近二十年的发展,碳纳米管纤维材料在连续制备技术、高性能化以及应用探索等方面相继取得了突破性的研究进展。本文总结了碳纳米管纤维材料的发展历程,对比介绍了碳纳米管纤维的不同连续制备与组装技术,重点讨论了碳纳米管纤维结构与性能之间的关联规律,并对目前碳纳米管纤维的高性能化方法进行了综述。在此基础上,对碳纳米管纤维材料的发展思路以及未来的应用方向进行了展望。

关键词：碳纳米管纤维连续制备力学性能增强电学性能增强

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烯碳材料在人工肌肉领域的应用进展

物理化学学报 2022年第9期38卷 7-22页

作者：温烨烨任明邸江涛张锦北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心北京大学纳米化学研究中心中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院北京石墨烯研究院中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

随着仿生机器人、智能控制及人工智能等领域的发展，传统的机械驱动方式已无法满足相关领域对致动系统提出的柔性、高效及多源刺激响应性等要求，因此需发展新型的人工肌肉材料。以碳纳米管和石墨烯为代表的烯碳材料具有轻质、高强、高... 详细信息

随着仿生机器人、智能控制及人工智能等领域的发展，传统的机械驱动方式已无法满足相关领域对致动系统提出的柔性、高效及多源刺激响应性等要求，因此需发展新型的人工肌肉材料。以碳纳米管和石墨烯为代表的烯碳材料具有轻质、高强、高电导率和柔性等特征，在人工肌肉领域展现出了巨大的应用潜力。以烯碳材料为基元构筑宏观组装体材料，或以烯碳材料为添加相制备纳米复合材料，可在微观和宏观架起桥梁，实现烯碳材料在人工肌肉领域的应用。本文基于上述两种应用形式，综述了烯碳材料在人工肌肉领域的应用进展。首先从一维纤维和二维薄膜的烯碳人工肌肉宏观表现形态出发，介绍了既作为结构材料，又提供了响应、驱动功能的烯碳材料在人工肌肉中的应用。接着从机电性能、可编程的响应形变以及传感功能三个方向，介绍了烯碳材料作为增强赋能相在人工肌肉材料中的功能性应用。最后阐述了基于烯碳材料人工肌肉的机遇与挑战。

关键词：烯碳材料人工肌肉应用结构功能

图形化衬底对高In组分InGaN材料分子束外延(MBE)生长的影响

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材料导报 2016年第16期30卷 31-34,54页

作者：李宝吉吴渊渊陆书龙张继军上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件及先进材料研究部苏州215123

研究了不同衬底上MBE技术生长的InGaN的光学和结构特征。结果表明,在相同生长条件下,用图形化衬底生长的InGaN材料比用普通衬底生长的材料有较低的表面粗糙度和背景载流子浓度及较强的发光强度。通过透射电子显微镜(TEM)观察,发现普通... 详细信息

研究了不同衬底上MBE技术生长的InGaN的光学和结构特征。结果表明,在相同生长条件下,用图形化衬底生长的InGaN材料比用普通衬底生长的材料有较低的表面粗糙度和背景载流子浓度及较强的发光强度。通过透射电子显微镜(TEM)观察,发现普通衬底生长的InGaN内部原子错排现象严重,而采用图形化衬底生长的InGaN原子排列清晰规则。这主要是因为图形化衬底材料外延初期为横向生长模式,这种生长模式可有效地抑制穿透位错在GaN材料体系中的纵向延伸,降低GaN缓冲层中的位错密度,进而抑制外延InGaN材料中穿透位错和V型缺陷的产生。

关键词： InGaN 图形化衬底分子束外延晶体质量

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气凝胶微球的制备及应用

物理化学学报 2017年第11期33卷 2141-2152页

作者：王叙春李金泽李广勇王锦张学同郭强上海大学材料科学与工程学院中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

气凝胶由于其优异的理化性能和广阔的应用前景,近年来的发展十分迅速。然而传统的气凝胶多为块体材料,一定程度上忽略了特殊应用场景下对尺寸和形状的特定需求。将气凝胶材料制备成微球,一方面能够拓宽气凝胶材料的应用领域,另一方面也... 详细信息

气凝胶由于其优异的理化性能和广阔的应用前景,近年来的发展十分迅速。然而传统的气凝胶多为块体材料,一定程度上忽略了特殊应用场景下对尺寸和形状的特定需求。将气凝胶材料制备成微球,一方面能够拓宽气凝胶材料的应用领域,另一方面也丰富了多孔微球材料的内涵。本文从几类主要的气凝胶体系(氧化硅气凝胶、纤维素气凝胶、间苯二酚-甲醛(RF)/碳气凝胶和石墨烯气凝胶)出发,综述了这些气凝胶微球的制备方法及其应用实例,并对气凝胶微球的研究现状及发展趋势做了简要评述。

关键词：气凝胶微球氧化硅纤维素石墨烯

面向高效单结GaInP太阳电池的介质复合纳米结构的仿真研究

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光电子．激光 2019年第5期30卷 474-480页

作者：王岩岩王刘丽王洁周炜曜张瑞英苏州大学文正学院江苏苏州215104 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进材料部江苏苏州215123

以实现宽谱减反介质复合纳米结构表面的高效单结GaInP太阳电池为目标,利用严格耦合波分析理论,仿真研究了该电池表面的介质复合纳米结构对太阳电池宽谱减反、归一化吸收、最大化理想效率的影响。该介质复合纳米结构从上往下依次为SiO2... 详细信息

以实现宽谱减反介质复合纳米结构表面的高效单结GaInP太阳电池为目标,利用严格耦合波分析理论,仿真研究了该电池表面的介质复合纳米结构对太阳电池宽谱减反、归一化吸收、最大化理想效率的影响。该介质复合纳米结构从上往下依次为SiO2纳米锥、SiO2介质层和SiNx介质层,通过对SiO2纳米锥占空比、深宽比以及对SiO2和SiNx介质层厚度等参数的系列仿真最终优化出适用于单结GaInP电池的表面结构。结果表明:当SiO2纳米锥底部直径D=550 nm、高度H=650nm、SiNx介质层厚度为60 nm时电池具有最高的最大化理想转换效率为28.58%。上述结果为后期实验以及该类电池实现规模化生产奠定了基础。

关键词：介质复合纳米结构宽谱减反 RCWA GaInP电池

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预热及退火调控诱导聚醚酮酮I型结晶的研究

化工新型材料 2022年

作者：焦梦晓李博澜张凤李言博金赫华张骁骅东华大学纺织学院纺织科技创新中心纺织面料技术教育部重点实验室中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进材料研究部

聚醚酮酮 (PEKK) 具有I、II两种晶型结构，其中晶型I为稳态晶体，晶胞尺寸大，而晶型II尺寸较小，热稳定性较差，对力学的贡献有限。因此，需要调控热压成型工艺促进晶型I的生成，并抑制晶型II。通过模压成型法研究预热及退火处理对诱导...

聚醚酮酮 (PEKK) 具有I、II两种晶型结构，其中晶型I为稳态晶体，晶胞尺寸大，而晶型II尺寸较小，热稳定性较差，对力学的贡献有限。因此，需要调控热压成型工艺促进晶型I的生成，并抑制晶型II。通过模压成型法研究预热及退火处理对诱导I型结晶的影响，结果表明，在熔融温度下充分预热处理后再压制成型，分子链有较高的运动能力，满足晶型I生长的慢成核条件，从而充分诱导I型结晶，并抑制II型结晶。380 ℃预热处理后，PEKK板材的力学性能得到显著提升，拉伸强度和杨氏模量分别达到104MPa和2.61GPa。此外，还发现在中高温区域进行退火处理也会促进晶型II的生长，导致材料的力学性能下降；而增加降温速率，则会提高材料的刚性，初始模量提升至2.80 GPa。

关键词：

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冷凝传热仿生界面材料研究进展

中国材料进展 2018年第12期37卷 1002-1009,1047页

作者：邢丹丹吴菲菲王睿朱杰高雪峰中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所江苏苏州215123 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院安徽合肥230026

电子器件的微型化、集成化、大功率化发展,对小尺度空间高热流密度散热技术提出了迫切需求,如何设计开发高效冷凝传热界面材料引起了国内外广泛关注。相比于膜状冷凝,滴状冷凝是一种更为高效的能量输运方式。然而,普通光滑疏水表面的离... 详细信息

电子器件的微型化、集成化、大功率化发展,对小尺度空间高热流密度散热技术提出了迫切需求,如何设计开发高效冷凝传热界面材料引起了国内外广泛关注。相比于膜状冷凝,滴状冷凝是一种更为高效的能量输运方式。然而,普通光滑疏水表面的离散冷凝液滴往往靠重力驱离,其自身热阻仍相对较高,更新频率也相对缓慢。因此,通过金属材料表面的合理设计来减少冷凝液滴的驱离尺寸并同时增加成核密度以实现传热效率的大幅度提升,已成为当前研究热点。受生物灵感启发,可用于冷凝传热强化的仿蝉翼超疏水界面、仿沙漠甲虫亲疏水复合界面以及仿猪笼草超润滑界面研究体系已取得突破性进展。简要回顾了该领域的最新进展及各自存在的问题,相关总结将有助于进一步设计开发有应用前景的高效冷凝传热界面材料及相变热控器件。

关键词：仿生超疏水表面亲疏水复合表面超润滑表面冷凝传热

基于原位电热和酸化的碳纳米管薄膜纯化工艺研究

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炭素技术 2019年第3期38卷 37-42页

作者：徐小魁张远曲抒旋于妍妍刘千立徐宏涛吕卫帮上海复合材料科技有限公司上海201112 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进材料研究部江苏苏州215123 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进纳米复合材料创新中心江苏苏州215123

利用原位电热和酸化的综合处理方法对浮动催化化学气相沉积法制备的碳纳米管薄膜进行纯化处理,对碳纳米管薄膜进行了电导率、微观形貌、热重、电热和拉曼等分析,研究了原位电热纯化时间对薄膜电学性能和纯化效果的影响。结果表明,随着... 详细信息

利用原位电热和酸化的综合处理方法对浮动催化化学气相沉积法制备的碳纳米管薄膜进行纯化处理,对碳纳米管薄膜进行了电导率、微观形貌、热重、电热和拉曼等分析,研究了原位电热纯化时间对薄膜电学性能和纯化效果的影响。结果表明,随着原位电热时间的延长,薄膜电学性能逐渐得到提升;经过原位电热处理10 min和盐酸酸化处理后,薄膜方块电阻降低了61.8%,电导率提升了160.7%。微观形貌分析和热重分析结果显示,碳纳米管薄膜内的无定形碳和金属催化剂颗粒杂质有效减少,薄膜得到了有效纯化。拉曼分析结果显示,经过原位电热和酸化综合处理,碳纳米管薄膜内产生了少量的缺陷。

关键词：碳纳米管薄膜电热酸化纯化电学性能