Author Affiliations
Abstract
1 The Higher Educational Key Laboratory for Biomedical Engineering of Fujian Province, Research Center of Biomedical Engineering of Xiamen, Department of Biomaterials, College of Materials, Xiamen University, Xiamen 361005, People’s Republic of China
2 Department of Electronic Science, Fujian Provincial Key Laboratory of Plasma and Magnetic Resonance Research, School of Electronic Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, People’s Republic of China
3 John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA
4 Department of Otorhinolaryngology, Union Hospital of Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430022, People’s Republic of China
5 NO.1 Middle School Affiliated to Central China Normal University, Wuhan, 430223, People’s Republic of China
Reactive oxygen species (ROS) plays important roles in living organisms. While ROS is a double-edged sword, which can eliminate drug-resistant bacteria, but excessive levels can cause oxidative damage to cells. A core–shell nanozyme, CeO2@ZIF-8/Au, has been crafted, spontaneously activating both ROS generating and scavenging functions, achieving the multi-faceted functions of eliminating bacteria, reducing inflammation, and promoting wound healing. The Au Nanoparticles (NPs) on the shell exhibit high-efficiency peroxidase-like activity, producing ROS to kill bacteria. Meanwhile, the encapsulation of CeO2 core within ZIF-8 provides a seal for temporarily limiting the superoxide dismutase and catalase-like activities of CeO2 nanoparticles. Subsequently, as the ZIF-8 structure decomposes in the acidic microenvironment, the CeO2 core is gradually released, exerting its ROS scavenging activity to eliminate excess ROS produced by the Au NPs. These two functions automatically and continuously regulate the balance of ROS levels, ultimately achieving the function of killing bacteria, reducing inflammation, and promoting wound healing. Such innovative ROS spontaneous regulators hold immense potential for revolutionizing the field of antibacterial agents and therapies.
Nano-Micro Letters
2024, 16(1): 156
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
研制了一款输入输出均为50 μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响,纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中,使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能,泵浦耦合效率大于98.5%,无主动制冷情况下温升小于10 ℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形,并通过光束质量因子反馈对准熔接,实现了高光束质量保持的合束器的研制,光束质量退化比仅为3.4%。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件,应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中,实现了4.1 kW近单模输出,拉曼抑制比为40.5 dB。
泵浦/信号合束器 高功率光纤激光 光束质量
1 兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070
2 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃 兰州 730070
近年来,电磁诱导透明(EIT)效应得到了广泛的研究,特别是对其群延迟的动态可调谐在光通信领域有良好的应用前景。提出了一种一维光子晶体纳米梁腔辅助微环谐振腔的动态可调谐电磁诱导透明系统。在该系统中引入了石墨烯,通过改变石墨烯的费米能级实现了对类电磁诱导透明的开关调控和群延迟的动态调谐。此外,在改变纳米梁腔与微环谐振腔的耦合距离和微环谐振腔的半径时,实现了对EIT窗口“关—开—关”的调控。采用三能级原子系统解释了类EIT效应的物理机制,采用三维时域有限差分法对该结构进行仿真,并分析了该结构的传感特性和延迟特性,仿真结果表明,灵敏度为614.4 nm/RIU、品质因数为370.8、群延迟为7.1 ps、群指数高达895。该系统为光开关、传感器和慢光器件的研发提供了一种可行方案。
电磁诱导透明效应 纳米梁腔 微环谐振器 石墨烯 集成光学 光学学报
2023, 43(22): 2223003
1 太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024
2 兴县经开区铝镁新材料研发有限公司,吕梁 033603
3 天津大学化工学院,天津 300350
高表面积介孔SiO2纳米球(KCC-1)具有纤维状以及独特的孔道结构,这使其拥有较高的比表面积和更多的暴露活性位点,KCC-1能够在表面有效地分散和稳定活性组分,作为载体负载活性组分时表现出优异的性能。本研究以含有大量N原子的三聚氰胺为碳前驱体,通过两步热解法制备得到氮掺杂的多孔碳材料,同时利用KCC-1具有纤维状这一特殊结构,将活性组分分散并限域在其表面,探索KCC-1含量对多孔碳材料结构与电化学性能的影响。研究表明,随着KCC-1含量的增加,材料的比电容整体呈先升高后降低的趋势。当加入KCC-1的质量分数为6%时,材料的比电容最高,为35.88 F·g-1(1 A·g-1电流密度下),与未加入KCC-1的原材料相比提升了约588.7%,且经过换算后同等质量下活性组分的比电容最高能达到190.53 F·g-1。因此,本研究证明了KCC-1的限域效应能够有效提高活性组分的电化学性能及利用率,为将其应用在超级电容器中提供了一定的参考。
纤维状结构 两步热解法 多孔碳材料 限域 电化学性能 KCC-1 KCC-1 fibrous structure two-step pyrolysis porous carbon material confine electrochemical performance
1 西安建筑科技大学材料科学与工程学院,无机非金属材料国家级实验教学示范中心,西安 710055
2 濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司,河南 濮阳 457100
活性是轻烧氧化镁的主要应用特性,它与轻烧氧化镁的微观结构密切相关。将新疆某粗晶菱镁矿粉在700~1 100 ℃煅烧制得轻烧氧化镁,对不同温度轻烧氧化镁的晶胞参数、晶粒尺寸、结晶度、比表面积、孔径分布、比孔容、平均孔径、活性和显微结构等进行表征,利用TG结合非等温反应动力学理论研究轻烧氧化镁的微粒结构,分析该微粒结构随温度变化的机理及其对轻烧氧化镁活性的影响。结果表明:从700 ℃至1 100 ℃,轻烧氧化镁晶胞参数a0缩小并趋于稳定,晶粒尺寸逐渐增大,比表面积逐渐减小,但其活性变化并不遵从这一规律,在800 ℃时活性最高;粗晶菱镁矿粉的热分解受相界面上的化学反应所控制,分解产物-轻烧氧化镁“假象”微粒由氧化镁微晶和贯通的气孔网络结构组成;随煅烧温度升高,氧化镁微晶的烧结影响轻烧氧化镁“假象”微粒结构,进而影响其活性;800 ℃轻烧试样晶粒尺寸较小,结晶度较低,比孔容较大,且由于晶格调整使其平均孔径最大,大的孔径有利于溶液进入微粒内部,促进反应进行,因此其活性最高。
粗晶菱镁矿 轻烧氧化镁 活性 macrocrystalline magnesite light-burned magnesia activity
1 济南大学材料科学与工程学院, 济南 250022
2 山东正珩新材料科技有限责任公司, 济南 250014
水泥基吸波材料可以有效缓解电磁波辐射对人们日常生活的影响。传统吸波剂所制备的水泥基吸波材料因其有效带宽窄、吸波效率低和体积厚重等缺点, 限制了其在工程中的应用。与之相比, 纳米吸波剂具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和界面效应等特点, 因此纳米吸波剂改性水泥基材料为电磁辐射防护提供了一个新途径。根据纳米吸波剂种类的不同, 从碳纳米管水泥基吸波材料、石墨烯水泥基吸波材料和磁性纳米颗粒水泥基吸波材料3个方面总结了国内外相关研究成果, 并对未来该领域的发展进行了展望。
水泥基材料 吸波材料 纳米吸波剂 吸波性能 cement-based material wave absorbing material nano absorber wave absorbing capacity
1 兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070
2 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃 兰州 730070
为了能够得到洛伦兹线型、Fano线型、类电磁诱导透明和类电磁诱导吸收这4类线型,提出了一种基于Fabry-Perot(FP)腔的微槽型微环谐振器。该结构在FP腔外侧引入了两个空气孔来提高品质因数。通过改变结构参数和选取不同的波长范围,实现了以上4类线型。采用的模拟仿真方法为时域有限差分法,结合传输矩阵法,对所提结构进行了模拟仿真和参数优化数值模型的建立。仿真结果表明,所提结构的品质因数达到了90112,消光比约为15 dB。
光学器件 微环谐振器 多线型 微槽型微环 高品质因数