量子点由于其优异的光学和电学特性, 在新型光电器件领域是一种极具前景的明星材料。本文通过将核壳CdSe/CdS量子点封装到聚二甲基硅氧烷-聚脲(PDMS-PUa)聚合物基质中制备CdSe/CdS@PDMS-PUa复合材料, 发现了其光致发光强度和荧光量子产率的水致增强现象, 经荧光衰减曲线和漫反射光谱分析, 解释了该现象是来自于水中的H3O+和OH-对量子点表面缺陷的有效钝化, 使得量子点的晶胞更趋于理想化。进一步通过实验发现, 当复合材料从水中取出干燥后, 由于量子点表面缺陷态又重新暴露, 光致发光强度和荧光量子产率又恢复到初始值。受所发现的荧光可逆现象的启发, 本文基于CdSe/CdS@PDMS-PUa复合材料提出了一种具有荧光响应的液体高度传感器, 通过荧光亮度的变化可以判断容器内液体的高度值。这些发现不仅揭示了CdSe/CdS量子点水致荧光可逆特性, 同时拓宽了量子点聚合物复合材料在光电领域的应用, 具有重要的科学意义和应用前景。

铵(NH+4)的光谱检测有着重要的意义, 随着微流控领域的发展, 以快速性、 便携性以及多组分检测为目标的微流控光谱分析成效卓著。 但是分析中存在的指示剂浪费问题一直没有得到解决。 锌卟啉作为一种天然的自发光分子, 能够实现NH+4的可逆性检测, 解决这一问题, 但却存在选择性低的缺点。 针对这些问题, 实验设计了一种耦合微流控芯片, 由反应芯片、 气体扩散芯片和检测芯片组成。 其中反应芯片用于将NH+4转化为NH3, 由聚二甲基硅氧烷制成; 气体扩散芯片使NH3扩散进入待测溶液, 由上下两片玻璃芯片及夹在中间的一层PDMS材质的气体透过膜制成; 而检测芯片则通过多层结构将指示剂固定在其中。 指示剂是通过将锌卟啉永久染色在离子交换树脂上制作而成的, 在遇到NH3分子时会产生由绿到紫的变化, 而当周围变成纯水环境时, 又能够实现从紫到绿的逆向变化。 以此耦合芯片为分析平台, 搭建了一套小型化的光谱检测系统, 以便携式光谱仪为分析器件, 通过测量450 nm处的透射光谱强度变化, 实现了NH+4的定量检测, 同时研究了影响检测结果的三个参数: 气体透过膜厚度, 流速和指示剂用量。 首先通过光谱强度随时间的变化, 我们证明了指示过程的可逆性, 因而解决了指示剂浪费的问题, 时间响应也说明了指示过程的快速性; 接着通过与对照实验的对比, 说明检测过程具有很高的选择性, 能够排除干扰物的影响, 光谱变化仅仅是因为NH3的存在; 通过改变气体扩散芯片中气体透过膜的厚度, 得到了膜厚和光谱强度变化之间的关系, 膜的厚度增加使得检测效果变差, 但当膜厚小于10 μm时效果基本不变, 考虑到机械强度, 选择了10 μm作为膜的最佳厚度; 随即研究了耦合芯片中流速对于光谱强度变化的影响, 发现流速的增加会使得光谱强度变化减小, 但流速小于5 μL·min-1时效果基本不变; 最后又研究了指示剂用量对于光谱强度变化的影响, 证明指示剂过多和过少都会影响检测效果, 以5 mg为最佳。 这套以耦合芯片为平台的光谱分析系统具有体积小, 经济性高, 响应迅速的特点, 能够实现NH+4高选择性、 可逆性的定量测量。

Recently gold nanoparticles (GNPs) have been actively studied as photothermal converters, drug carriers, and imaging agents in a wide range of applications in cancer diagnosis and therapy. The prolonged peroral administration of GNPs in a range of sizes was performed to investigate the morphological changes and their reversibility in the internal organs of laboratory animals. In this study, GNPs with average diameters of 2 nm, 15 nm and 50 nm were administered during 30 days, and the reversibility of morphological changes was investigated 14 days after administration. After the prolonged administration of GNPs, the severity of morphological changes in the liver, kidney, spleen and lymph nodes depended on the nanoparticle size. Specifically, 50 nm nanoparticles caused the most pronounced dystrophic and necrobiotic effects, whereas the smallest 2nm nanoparticles caused proliferative changes. Most importantly, the development of pathological processes was reversible, as evidenced by the gradual restoration of the organ structure at 14 days after the end of GNPs administration.

红外探测器在某些特殊环境的应用对探测器的可靠性提出了新的要求。为研究湿热环境对PbS探测器性能的影响，叙述了PbS薄膜的化学水浴制备方法及PbS薄膜形貌、性能测试及干-湿环境交替试验的过程，阐述了PbS探测器芯片经干-湿热环境试验后暗阻、噪声和D*探测率的变化情况。充分湿热后，PbS的暗阻增大，而充分干燥后，暗阻值又回落。暗阻值随干-湿环境交替变化而变化并具有一定的可逆性。PbS探测器芯片暗阻的这种变化，是因PbS颗粒在湿热环境下吸附H2O等因素产生的电阻ΔR与PbS颗粒的电阻R0构成一个等效的串联电阻，ΔR随着PbS芯片在湿热环境时间的长短或者在干燥环境而变化，形成一种类似于可调节状态的可变电阻。干-湿环境对PbS探测器噪声影响的变化趋势与其对暗阻值影响的变化趋势一致，而对D*探测率影响的变化趋势与之相反。

以聚3-己基噻吩(P3HT)为有机层、价格低廉的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为绝缘层制备了底栅顶接触型结构的有机薄膜晶体管(OTFT)。采用一种新型喷雾工艺来制备器件的有机薄膜层, 通过测量有机薄膜晶体管的电学特性, 可得出应用喷雾制备的器件有较好的性能。在100 mW/cm2标准模拟太阳光照下, 测量基于P3HT的有机薄膜晶体管器源漏电流随时间的变化特性, 结果表明基于P3HT的有机光敏薄膜晶体管, 不仅具有明显的响应特性, 而且具有很好的恢复特性。同时, 对比黑暗和光照1, 2, 4 min下的OTFT特性转移曲线, 得到器件的阈值电压随时间的变化曲线。