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石墨炔:一种用于合成水污染物有效吸附剂的新型炭材料

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新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 173-200页

作者： Gaurav Sharma Yaksha Verma Amit Kumar Pooja Dhiman WANG Tong-tong Florian JStadler 深圳大学材料科学与工程学院深圳市高分子科学与技术重点实验室广东省功能材料界面工程研究中心南山区生物高分子与安全性评价重点实验室广东深圳518055 International Research Centre of Nanotechnology for Himalayan Sustainability(IRCNHS) Shoolini UniversityHimachal Pradesh 173229India 西安建筑科技大学跨学科与创新研究院陕西西安710055

石墨炔(GDY)是一种新生的二维材料,其在去除水溶液中污染物的研究方面引起了广泛关注。GDY是sp和sp2杂化碳原子的框架,其在二维对称网络中存在苯环和二乙基键,因此具有优异的共轭性、独特的可调谐电子性能、以及优异的化学和热稳定性。... 详细信息

石墨炔(GDY)是一种新生的二维材料,其在去除水溶液中污染物的研究方面引起了广泛关注。GDY是sp和sp2杂化碳原子的框架,其在二维对称网络中存在苯环和二乙基键,因此具有优异的共轭性、独特的可调谐电子性能、以及优异的化学和热稳定性。GDY的分子中有C≡C键,且具有均匀分布的三角形孔,可提供更多的反应位点和多种反应路径。因而,GDY具有吸附性,其作为吸附剂时在去除污染水中的油、有机污染物、染料和金属方面表现优异。在已发表的文献中,GDY被用作吸附剂的报道十分有限。本文综述了GDY的合成方法、GDY作为吸附剂的应用以及GDY基吸附剂的表征,并展望了GDY在污染物修复中的应用前景。

关键词：石墨炔合成吸附污染物合理机制

一种能温和产氢且具有高活性保持能力的Al-Bi-Zn基复合粉体

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1427-1440页

作者：王翠萍余方拯黄岩王明帅邓睿郭毅慧张锦彬杨水源刘兴军厦门大学材料学院福建省表界面工程与高性能材料重点实验室厦门361005 厦门大学厦门市高性能金属材料重点实验室厦门361005 哈尔滨工业大学材料基因与大数据研究院深圳518055 深圳铝基水解制氢材料研发工程研究中心深圳518055

通过相图计算和气体雾化的方法,设计并制备Al-10Bi-7Zn和Al-10Bi-7Zn-1.5X (X:Cu, Fe, Ni)(质量分数,%)复合粉体。研究Cu、Fe和Ni对Al-Bi-Zn基复合粉体水解制氢性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)以及能量色散谱(EDS... 详细信息

通过相图计算和气体雾化的方法,设计并制备Al-10Bi-7Zn和Al-10Bi-7Zn-1.5X (X:Cu, Fe, Ni)(质量分数,%)复合粉体。研究Cu、Fe和Ni对Al-Bi-Zn基复合粉体水解制氢性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)以及能量色散谱(EDS)分析对粉体的组成和形貌进行表征。水解制氢性能测试结果表明,添加Cu、Fe或Ni可以改变Al-10Bi-7Zn三元合金复合粉体的制氢速率,并且提高其抗氧化性能。在四元复合粉体体系中,Al-10Bi-7Zn-1.5Ni表现出最佳的制氢性能,在60℃下与蒸馏水反应时,500 min内的产氢率为75.3%(954.1 m L/g),在储存7 d后(30℃,相对湿度60%),1500 min内保持57.9%(733.7 m L/g)的产氢率。此外,机理研究表明,在Al-Bi-Zn基复合粉体中添加Cu、Fe或Ni可以稳定Al基体,抑制复合粉体在空气中的开裂,保持粉体的高活性。

关键词：铝合金气雾化水解反应制氢抗氧化

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有机-有机界面效应的原位及非原位研究

物理化学学报 2024年第1期40卷 30-31页

作者：冀连连王现鹏张莹莹申学礼薛娣王璐王滋王文冲黄丽珍迟力峰苏州大学功能纳米与软物质研究院(FUNSOM) 江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室江苏苏州215123 姑苏材料实验室江苏苏州215123 明斯特大学物理研究所和纳米中心德国明斯特48149 澳门科技大学材料科学与工程学院澳苏先进功能材料联合研究中心中国澳门999078

有机-有机异质结构已被广泛应用于各种有机电子器件,包括有机发光二极管(OLEDs)、有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池等。全面理解有机-有机异质结构的界面效应,对于器件的设计和性能优化具有重要意义。然而由于有机半导体具有多... 详细信息

有机-有机异质结构已被广泛应用于各种有机电子器件,包括有机发光二极管(OLEDs)、有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池等。全面理解有机-有机异质结构的界面效应,对于器件的设计和性能优化具有重要意义。然而由于有机半导体具有多样的化学特性以及分子间较弱的范德华力,界面电荷传输特性与有机-有机电子结构、环境气氛等密切相关。在此,我们报道了随着顶层半导体并五苯(pentacene)的沉积,并五苯/酞菁氧钒(VOPc)异质结构的原位实时电学性能监测。结果显示,异质结构晶体管的p型迁移率从0.4 cm2∙V−1∙s^(−1)下降至0.2 cm2∙V−1∙s^(−1),而n型迁移率从0.01 cm2∙V−1∙s^(−1)迅速增加至约0.9 cm2∙V−1∙s^(−1)。这种n型输运行为的增强归因于pentacene向VOPc的界面电子转移效应以及由此导致的VOPc层中陷阱态的填充。此外,非原位实验对比表明,当晶体管制备过程暴露于大气时会明显抑制这种界面电荷转移效应,导致沉积pentacene后n型输运几乎没有得到改善。薄膜形态、开尔文探针力显微镜(KPFM)和X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,界面处存在从pentacene到VOPc的电子转移。进一步的密度泛函理论(DFT)计算表明,由于pentacene/VOPc之间较强的相互作用,pentacene往VOPc的电荷转移量约为0.15 e。此外,O_(2)/H2O的存在会抑制这种界面电荷转移效应,这与我们的实验结果一致。本研究通过原位电学表征对有机-有机界面之间的电荷转移效应给出了深入解释,有利于进一步的器件性能优化及界面效应分析。

关键词：有机-有机异质结构原位表征电荷转移效应有机场效应晶体管 O_(2)/H2O掺杂

软骨细胞中SIRT1基因敲减后作用状态不明确信号通路及对相关疾病或功能的影响

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中国组织工程研究 2024年第20期28卷 3123-3129页

作者：叶海明曾晖杨琪张耕翁鉴于斐北京大学深圳医院骨关节科广东省深圳市518036 骨科生物材料国家地方联合工程研究中心广东省深圳市518036 深圳市骨科疾病与生物材料研究重点实验室广东省深圳市518036 北京大学深圳医院超声影像科广东省深圳市518036

背景:沉默信息调节因子1以去乙酰化的方式调控软骨细胞中相关蛋白的功能,参与软骨细胞增殖分化,促进软骨缺损修复。目的:利用高通量技术筛选软骨细胞中沉默信息调节因子1基因敲减后作用状态不明确的信号通路以及产生变化的疾病或功能。... 详细信息

背景:沉默信息调节因子1以去乙酰化的方式调控软骨细胞中相关蛋白的功能,参与软骨细胞增殖分化,促进软骨缺损修复。目的:利用高通量技术筛选软骨细胞中沉默信息调节因子1基因敲减后作用状态不明确的信号通路以及产生变化的疾病或功能。方法:取处于对数生长期的小鼠ATDC5软骨细胞,分2组转染:对照组转染沉默信息调节因子1基因敲减阴性对照慢病毒,实验组转染沉默信息调节因子1基因敲减慢病毒。转染72 h后,利用小鼠基因表达谱芯片GeneChip®Mouse Genome 4302.0 Array检测mRNA的基因层面变化情况,应用生物信息学技术筛选激活或抑制不明确的信号通路以及这些信号通路相关因子,并分析疾病或功能模块的富集情况。结果与结论:①沉默信息调节因子1基因敲减后,小鼠ATDC5软骨细胞中激活或抑制状态不明确的信号通路有245条;②根据-log(P-value)排序选择排前20的激活或抑制状态不明确信号通路中的因子情况进行报道,包括IGFBP4、TGFBR1、CTGF、COL4A5、LHX2、IL1RL1、KLF6等;③根据-log(P-value)进行排序,细胞生长和增殖、生物体存活和细胞死亡与存活等14个疾病和功能密切相关模块明显变化;根据差异基因数量排序,生物体损伤和异常、癌症和细胞死亡与存活3个疾病和功能密切相关模块明显变化;根据-log(P-value)与差异基因数量综合排序,固有免疫应答这一疾病和功能模块被显著激活。

关键词：高通量测序沉默信息调节因子1 软骨缺损信号通路疾病或功能

维生素C添加剂改善纯红锡基钙钛矿电致发光性能

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发光学报 2024年第4期45卷 525-533页

作者：石俊俊白雯昊王若楠宣曈曈解荣军厦门大学材料学院福建省表界面工程与高性能材料重点实验室福建厦门361005 厦门大学深圳研究院广东深圳518000 固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

铅基钙钛矿发光二极管(PeLED)具有发光可调、高亮度、高效率、宽色域、低成本、可溶液加工等优点,有望应用于固态照明、超高清显示和光通讯等领域。然而,铅基钙钛矿的毒性较大,对人体和环境均有危害,不符合可持续发展理念。纯红二维苯... 详细信息

铅基钙钛矿发光二极管(PeLED)具有发光可调、高亮度、高效率、宽色域、低成本、可溶液加工等优点,有望应用于固态照明、超高清显示和光通讯等领域。然而,铅基钙钛矿的毒性较大,对人体和环境均有危害,不符合可持续发展理念。纯红二维苯乙基碘化锡(PEA_(2)SnI_(4))钙钛矿具有超高色纯度、超宽色域(接近Rec.2020标准)、环境友好等优势,有望成为下一代显示用红色发光材料。但是,与铅基钙钛矿相比,锡基钙钛矿薄膜的生长速度较快,导致其薄膜的质量较差,并且Sn^(2+)离子容易氧化成Sn^(4+),产生非辐射复合。基于PEA_(2)SnI_(4)制备的纯红光PeLED的发光性能较差,远落后于铅基PeLED器件。本文发现了一种维生素C多功能添加剂,可降低锡基钙钛矿结晶,从而改善薄膜质量。同时,维生素C的还原性可有效抑制Sn^(2+)氧化成Sn^(4+)。因此,维生素C的添加显著降低了锡基钙钛矿薄膜的陷阱密度并抑制了非辐射复合率。添加剂的协同作用显著提升了纯红光PeLED的发光性能,其最大亮度由67.6 cd/m^(2)提高至513.6 cd/m^(2),最大外量子效率由0.2%提高至0.68%。该研究工作表明了基于PEA_(2)SnI_(4)的纯红光PeLED在显示领域的潜在应用价值,也为设计与制备高效锡基钙钛矿发光材料与器件提供了思路。

关键词：纯红光钙钛矿电致发光发光二极管

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清除活性氧用丝素水凝胶

功能高分子学报 2024年第2期37卷 102-112页

作者：聂渡邵俊俊颜子健陈济添林乃波厦门大学材料学院生物材料系生物医学工程福建省高校重点实验室厦门市生物医学工程技术研究中心福建省特种先进材料重点实验室福建厦门361005 厦门大学深圳研究院广东深圳518000

在甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)修饰的丝素(SF)溶液中添加聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)和聚多巴胺纳米颗粒(PDA),通过紫外光(UV)引发聚合制备得到导电水凝胶PEDOT:PSS/PDA/SF。采用扫描电子显微镜(SEM)和对比实验研... 详细信息

在甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)修饰的丝素(SF)溶液中添加聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)和聚多巴胺纳米颗粒(PDA),通过紫外光(UV)引发聚合制备得到导电水凝胶PEDOT:PSS/PDA/SF。采用扫描电子显微镜(SEM)和对比实验研究了水凝胶的结构、特征物理量(流变性能、吸水和膨胀性能、力学性能)以及活性氧的清除能力。结果表明:水凝胶具有均匀的三维网络结构、良好的拉伸和压缩性能,且其杨氏模量与人体软组织的杨氏模量接近。该水凝胶材料具有一定的导电性,有利于伤口愈合,同时,其活性氧(ROS)清除能力良好。

关键词：抗氧化活性氧丝素聚多巴胺水凝胶

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磷掺杂镍基硫化物超薄纳米片构筑多级微孔双功能催化剂促进高效水电解产氢

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无机化学学报 2024年第6期40卷 1151-1161页

作者：孙强强赵鹏程吴若雨曹宝月商洛学院化学工程与现代材料学院陕西省尾矿资源综合利用重点实验室陕西省矿产资源清洁高效转化与新材料工程研究中心商洛市石墨烯技术与应用研究中心商洛726000

利用一步水热合成法在三维多孔泡沫镍(nickel foam,简称NF)表面构筑了由超薄纳米片交织互联形成的多级微孔结构复合材料。当初始混合料液中硫、磷物质的量之比为1∶1时,在120℃下水热反应24 h获得了以Ni3S2为主晶相、少量NiPS3为次晶相... 详细信息

利用一步水热合成法在三维多孔泡沫镍(nickel foam,简称NF)表面构筑了由超薄纳米片交织互联形成的多级微孔结构复合材料。当初始混合料液中硫、磷物质的量之比为1∶1时,在120℃下水热反应24 h获得了以Ni3S2为主晶相、少量NiPS3为次晶相的镍基复合电催化剂(NiSP/NF)。得益于其超薄纳米片交织形成的独特二级微孔结构,其电化学活性面积较空白NF增加了近14倍,也为其在水电解析氢反应中的应用提供了充足的活性位点和界面通道。同时,受益于晶态Ni3S2和NiPS3所造成的晶格缺陷和强电子作用,材料的本征催化活性也得以显著提升。多方协同作用使得NiSP/NF在全水分解中均表现出优异的催化性能,在1 mol·L-1 KOH溶液中获得10 mA·cm^(-2)的电流密度,需要的析氢和析氧过电位仅为67和212 mV。在全水分解电解槽中,其获得100 mA·cm^(-2)的电流密度所需的槽电压仅为1.878 V,甚至在500 mA·cm^(-2)的高电流密度下需要的分解槽压也仅为2.558 V,优于商业贵金属催化剂,电解水产氢效率显著提高。NiSP/NF在全水分解中还呈现了极优异的长效稳定性及耐用性,在电流密度为500 mA·cm^(-2)时经过120 h的恒电流催化后,其增加的分解槽压不足0.03 V。

关键词：磷掺杂析氢反应析氧反应协同催化

红外飞秒光纤激光焊接石英玻璃与304不锈钢

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中国激光 2024年

作者：袁锦辉霍靖宇张博元王磊郑重李嘉铭郭亮罗爱平张庆茂深圳市中基自动化股份有限公司 3. 深圳市青锐科技有限公司广东省工业超短脉冲激光技术企业重点实验室广州市特种光纤光子器件与应用重点实验室华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室信息光电子科技学院华南师范大学

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键，其中研究热膨胀系数相差大的玻璃与金属的超短脉冲激光焊接技术，对提升精密微型器件制造的水平和应用有着重大工程价值。本研究利用有限元模型分析石英玻璃与304不锈... 详细信息

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键，其中研究热膨胀系数相差大的玻璃与金属的超短脉冲激光焊接技术，对提升精密微型器件制造的水平和应用有着重大工程价值。本研究利用有限元模型分析石英玻璃与304不锈钢飞秒激光焊接过程的温度场，验证所用激光焊接工艺参数的焊接可行性。为优化飞秒脉冲激光焊接工艺参数，研究了飞秒激光焊接单脉冲能量对焊接质量的影响规律。结果表明，激光单脉冲能量对热效应有显著影响。热应力因热效应的增强而增大，超过石英玻璃的损伤阈值会导致微裂纹，焊接强度降低。最佳工艺参数是激光单脉冲能量5.6μJ，重复频率500 k Hz，扫描速度60 mm/s。此时的剪切强度最大，达到15.5 MPa。对两种材料的焊接机理进行了研究。结果表明激光焊接石英玻璃与304不锈钢是冶金结合。Fe、Cr在界面与SiO2发生了氧化还原反应，可能形成了Fe2O3、Cr2O3。

关键词：飞秒激光焊接异种材料焊缝形貌焊接强度焊接机理

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黑磷中基于热驱动金属扩散诱导的相变

物理学进展 2024年第1期44卷 1-8页

作者：曹天俊单俊杰王刚林君浩梁世军缪峰南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南方科技大学物理系深圳市新型量子功能材料与器件重点实验室深圳518055

二维(2D)材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质,同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质,对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中,我们在黑磷(BP)中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可... 详细信息

二维(2D)材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质,同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质,对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中,我们在黑磷(BP)中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可控相变。通过对BP-In界面的热退火处理,我们观察到了从BP纯相到BP/InP混合相,再到InP纯相的阶段式相变现象。利用透射电子显微与拉曼光谱等表征技术,我们对诱导相变产生的机制进行了深入剖析,揭示了BP-In中热驱动的金属扩散行为是诱导相变发生的主要原因。通过对热驱动中影响能量供给的两个自由度(温度与时间)的精准调控,得到了阶段式相变过程中两个关键的阈值温度(相变启动与实现纯相转变)分别为300与350℃。本研究为2D材料体系中相变工程相关的研究提供了新的思路,也为拓展BP在电子学与光电子学器件中的应用提供了更多的可能性。

关键词： BP 金属扩散相变透射电子显微拉曼光谱