1 河北工程大学数理科学与工程学院,河北 邯郸 056038
2 河北省计算光学成像与光电检测技术创新中心,河北 邯郸 056038
3 河北省计算光学成像与智能感测国际联合研究中心,河北 邯郸 056038
表面增强拉曼散射(SERS)是一种非接触式、无损伤、高灵敏的光谱分析技术,具备分子指纹识别能力,在材料学、化学、物理学、地质学和生命科学等学科有着广泛的应用。相较于传统的刚性基底,柔性SERS基底能够对非平面表面的分析物进行原位检测和现场实时检测。然而,设计和制备高灵敏、高重现性的柔性SERS基底仍存在一些挑战。因此,综述了柔性SERS基底的最新研究进展,探讨了5种不同类型柔性SERS基底的制备、性能和应用以及未来发展趋势,对SERS基底的研究具有一定指导意义。
光谱学 表面增强拉曼散射 柔性薄膜 纳米材料 快速检测 激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0900010
1 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310027
2 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来,这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展,重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种代表类型,并对这些不同类型的光致发光的光物理过程进行了简要的分析。在此基础上,本文介绍了近年来等离激元材料光致发光在传感、生物成像等领域的前沿应用。最后,本文简要总结了等离激元材料光致发光的研究进展和所面临的问题,并对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。
等离激元 光致发光 跃迁 纳米材料 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
提高上转换发光效率是促进上转换发光材料实际应用的关键。在NaErF4@NaYF4体系中,惰性NaYF4壳层可以抑制高组分Er3+掺杂下的发光浓度猝灭,其上转换发光主要来源于Er3+⁃Er3+的能量传递上转换。本文利用共沉淀法制备了Er3+和Yb3+分区掺杂的NaErF4@NaYbF4@NaYF4核壳结构的纳米颗粒,通过包覆惰性壳层研究Er3+⁃Yb3+⁃Er3+之间的能量传递和反向能量传递过程。由于808 nm波长只能激发Er3+而不能激发Yb3+,因此在808 nm波长激发下,Er3+在惰性壳层的保护作用下将激发态能量传递给Yb3+,随后通过反向能量传递回Er3+,使得Er3+的上转换发光增强。实验结果发现,当中间层Yb3+掺杂浓度为100%时,绿色和红色上转换发光最大增强倍数为24.9和9.79。
稀土纳米材料 上转换发光 反向能量传递 β-NaErF4 rare earth nanoparticles upconversion luminescence back energy transfer β-NaErF4
1 1.合肥工业大学 工业与装备技术研究院, 合肥 230009
2 2.合肥工业大学 资源与环境工程学院, 合肥 230009
3 3.合肥工业大学 材料科学与工程学院, 合肥 230009
4 4.上海交通大学医学院附属仁济医院 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
新冠疫情暴发对全球公共卫生构成了巨大威胁, 病毒的快速、准确诊断对新冠疫情防控具有至关重要的作用。近年来, 以纳米材料为基础的电化学传感技术在快速、高灵敏度/高特异性分子诊断方面显示出巨大的潜力。本文简要介绍了新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的结构特征及常规检测方法, 总结了电化学生物检测相关传感特点和机制。在此基础上, 详细评述了金纳米材料、氧化物纳米材料、碳基纳米材料等为基础的电化学传感器用于快速、准确检测新冠病毒的研究进展。最后, 展望了基于电化学传感技术在未来生物分子诊断中的应用。
SARS-CoV-2 电化学生物传感器 纳米材料 快速诊断 综述 SARS-CoV-2 electrochemical biosensor nanomaterial rapid detection review
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 3.上海交通大学 医学院附属仁济医院, 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
4 4.上海市疾病预防控制中心, 上海 200336
新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。因此, 迫切需要快速、高灵敏的检测手段来甄别此病毒, 以便及早识别感染者。本文简要介绍了SARS-CoV-2的一般特征, 并针对核酸、抗体、抗原及病原体作为检测靶标的不同检测手段及最新进展进行分类概述; 对一些光学、电学、磁学以及可视化的新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测技术上的应用进行了分析。鉴于纳米技术的应用在提高检测灵敏度、特异性以及准确率上具有优势, 本文详细介绍了新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测中的研究进展, 包括表面增强拉曼基生物传感器、电化学生物传感器、磁纳米生物传感器以及比色生物传感器等, 并探讨了纳米材料在新型生物传感器构建中的作用和挑战, 为纳米材料研究人员开发各种类型的冠状病毒传感技术提供思路。
SARS-CoV-2 检测方法 核酸 抗体 抗原 纳米材料 生物传感器 综述 SARS-CoV-2 detection method nucleic acid antibody antigen nanomaterial biosensor review
强激光与粒子束
2023, 35(5): 055005
1 南京水利科学研究院, 南京 210029
2 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210029
3 青岛理工大学土木工程学院, 青岛 266033
在钢筋混凝土结构服役过程中, 由环境侵蚀因素导致的耐久性问题是制约结构长效服役的重要原因, 其中, 氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土耐久性劣化的主要因素之一。在混凝土内掺加防腐添加剂, 可从促进钢筋表面成膜和改善混凝土自身性能(孔隙结构、水化过程、Friedel’s盐生成)等方面提升阻锈能力, 近年来逐渐成为研究热点。本文将防腐添加剂分为传统阻锈剂、绿色植物提取物阻锈剂、纳米材料以及矿物掺合料等四类, 从材料开发、作用机制、阻锈影响因素等方面对防腐添加剂的研究进行了综述。最后, 探讨了防腐添加剂研究中存在的问题, 并对未来的研究提出了建议, 以期为防腐添加剂能够更好地防治混凝土中的钢筋锈蚀问题提供参考。
钢筋混凝土 防腐添加剂 钢筋锈蚀 阻锈剂 纳米材料 矿物掺合料 氯离子侵蚀 reinforced concrete anti-corrosion additive corrosion of steel bar corrosion inhibitor nano material mineral admixture chloride erosion