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综述
王宗源  胡滨  吴旭东  
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摘要
近年来,多孔石墨烯纳米材料以其独特的物理和化学性质以及在生物、材料、能源、信息等领域的巨大潜在应用,受到了全世界的广泛关注。然而,多孔石墨烯的合成通常采用高温处理或多步骤的化学合成方法,工艺复杂,且难以形成图案化结构。2014年,美国学者提出了激光诱导石墨烯技术,用以实现低成本的图案化多孔石墨烯结构。激光诱导石墨烯技术是一种在普通大气环境中使用激光器在碳前体材料上进行直接激光写入制备三维多孔石墨烯材料的技术。该技术将三维石墨烯的制备和图案化进行了结合,并且不需要传统的湿化学步骤,降低了生产成本。该技术自问世以来就激起了人们的研究兴趣,人们对激光诱导石墨烯的形成机制以及其在能源、传感、环境等领域的应用进行了探究。本文整理了激光诱导石墨烯的各种合成方案,包括激光诱导石墨烯的质量控制、表面特性以及电导率等性质的控制,以及将不同的碳前体转化为激光诱导石墨烯的方法。基于激光诱导石墨烯的特性,本文重点介绍了激光诱导石墨烯近年来在超级电容、传感器、自清洁过滤器、摩擦电纳米发电机以及太赫兹调制器件上的应用。最后,本文对基于激光诱导石墨烯的吸波材料以及超表面的发展前景进行了展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 100003
激光制造
任辉  张宏强  王文淦  贾强  [ ... ]彭鹏  邹贵生  
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摘要
电子产业的快速发展使电子封装面临新的问题和挑战,功率密度的不断提高和应用领域的不断拓展要求电子器件具有更高的服役温度。纳米金属颗粒焊膏凭借其优越的电热性能和“低温连接、高温服役”的特点已成为电子封装连接材料的重要发展方向。从纳米金属颗粒焊膏的烧结机理、组成成分、技术工艺发展过程等方面阐述了近年来焊膏烧结技术的发展情况,讨论了现有国内外研究的优势和不足,并结合烧结后接头的可靠性测试方案和结果,指出了现有研究在高温高功率下应用的失效机理及未来纳米金属颗粒焊膏烧结技术的发展方向,这对纳米金属颗粒焊膏在电子器件封装领域的大规模应用及第三代半导体产业在国内的快速发展具有重要意义。
中国激光
2021, 48(8): 0802011
激光制造
万辉  赵强  于圣韬  栾世奕  [ ... ]桂成群  周圣军  
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摘要
一维纳米材料在微/纳机电系统、柔性透明导电器件、传感器等领域具有广泛的应用。将一维纳米材料装配至指定位置并以特定姿态与纳观或宏观材料形成连接是纳米结构实现功能化、器件化的关键。当前已有多种对一维纳米材料进行位姿调控的方法,根据这些调控方法的原理,将其分为探针法、自组装和光镊法三类,重点介绍了这三种一维纳米材料位姿调控方法的原理与特点。结合一维纳米材料的位姿调控方法与激光连接过程,详细阐述了激光连接一维纳米材料领域的新进展。
中国激光
2021, 48(8): 0802003
激光制造
龙婧  焦玢璋  范旭浩  刘耘呈  [ ... ]邓磊敏  曲良体  熊伟  
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摘要
一维纳米材料具有众多优异的特性,是构建微纳米功能性器件的基石。实现一维纳米材料在二维和三维空间的高精度和高定向组装是充分发挥其应用潜力的关键,同时也是制造难点。在众多纳米材料组装技术中,飞秒激光直写诱导组装技术具有独特优势,可实现一维纳米材料在任意三维结构中的可设计、高定向及高精度的组装。首先简要介绍了一维纳米材料组装研究的背景,并总结了非激光直写组装技术的研究现状和存在的挑战,然后较详细介绍了飞秒激光直写技术在一维纳米材料组装研究中的进展,重点回顾了金属(包括Au和Ag纳米线)、半导体(包括CNTs和ZnO)一维纳米材料的飞秒激光直写组装及微纳光电子功能器件的制造。并讨论了诱导一维纳米材料定向排布的光学力和非光学力(包括剪切力、体积收缩应力和空间限制)的作用机理,理论计算和实验研究结果验证了飞秒激光诱导的非光学力作用是导致一维纳米材料定向排布的主要原因。最后探讨了目前飞秒激光组装技术面临的一些问题和未来在高精度纳米材料组装和三维功能器件集成方面的发展趋势。
中国激光
2021, 48(2): 0202017
材料
商世广  高浪  任卫  张文倩  王睿  
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摘要
以硝酸锌水溶液作为电沉积液,采用电化学沉积法制备了氧化锌(ZnO)纳米墙,研究了沉积电压对其表面形貌、晶体结构、拉曼光谱、光致发光谱、透过率以及紫外探测性能的影响。实验结果表明,该方法制备的ZnO纳米墙的均匀性较好,具有纤锌矿结构,沿(002)晶面择优生长,有较明显的E2(high)模峰,在394 nm处有较强烈的紫外激发峰。紫外探测实验表明:在紫外光照射下,ZnO纳米墙的光电流迅速达到饱和,当沉积电压为1.6 V时,ZnO纳米墙的光电流值最大,对应的响应时间和恢复时间分别为1.36 s和2.23 s;当测试偏压为5 V时,光暗电流比为38.96,光电响应度为0.611 A/W。
光学学报
2021, 41(7): 0716001
REVIEW
程晓昆  张越  吕海军  刘歆颖  [ ... ]侯森林  陈爱兵  
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摘要
抗肿瘤药物靶向传递系统是提高传统化疗药物疗效, 并降低其毒副作用的重要手段。以多孔碳纳米材料为药物载体, 根据肿瘤组织微环境特点, 构建抗肿瘤药物靶向传递系统是实现靶向治疗方案的有效方式。本文围绕基于多孔碳纳米材料的抗肿瘤药物靶向传递系统的构建及应用进行综述, 描述了多孔碳纳米材料适宜载药的设计、合成及功能化修饰; 通过理论与实例相结合的方式, 介绍了提高多孔碳纳米材料载药量和实现联合给药的有效策略; 从内源和外源性敏感刺激的角度, 重点分析了多孔碳纳米材料基于肿瘤微环境构建的靶向传递系统的机制和应用; 阐述了多孔碳纳米材料作为抗肿瘤药物载体面临的生物相容性和生物降解性的问题, 并分析了可能的解决途径; 展望了多孔碳纳米材料在构建肿瘤药物靶向传递系统应用中的前景及发展方向, 为研发靶向、可控的抗肿瘤药物传递系统提供了理论依据和例证支持。
无机材料学报
2021, 36(1): 9
综述
李治  千维娜  魏思敏  闫浩  [ ... ]靳如意  郭惠  
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摘要
癌症治疗一直是现代医学界最大的难题之一。因为放疗和化疗会带来一定的副作用,因此,通过静脉注射光热剂使其在肿瘤组织中积累,进而在近红外光照射下产生足够的热量来消融实体肿瘤的光热治疗法引起了研究人员的广泛关注。该方法由于具有照射光易聚焦和调整的特性而使得局部治疗过程能够以非侵入、直接和精准的方式进行。这篇综述首先归纳了近年来基于光热转换纳米材料的光热剂在消融实体肿瘤研究方面的主要进展,然后总结了提高光热治疗效果的不同策略,最后讨论了基于光热转换纳米材料的肿瘤光热治疗在临床应用方面面临的局限性和挑战。
激光与光电子学进展
2020, 57(17): 170005
创刊40 周年特别专栏———青稞论道
刘庄  冯良珠  
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摘要
近二十年来,光功能纳米材料因其具有优越的光热转化与光敏化能力而被广泛研究用于肿瘤光学治疗,并展现出了良好的临床转化潜力。本文结合作者自身的科研经历,展望了基于光功能纳米材料的肿瘤光学治疗在其未来的临床转化过程中所面临的挑战与机遇,倡导相关科学家直面制约肿瘤光学治疗临床转化的若干问题,共同推进肿瘤光学治疗在临床中的应用,早日造福广大肿瘤患者。
发光学报
2020, 41(11): 1339
材料合成及性能
李佳保  张婷婷  杨启鸣  杨 雯  [ ... ]李学铭  杨培志  
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摘要
作为碳纳米材料家族的一员, 碳量子点(CQDs)以其独特的光电特性、环境友好、制备成本低等优点成为近年来的研究热点, 并在太阳电池、光电催化、传感器等光伏与光电领域展现出广阔的应用潜力。本文以壳聚糖为原料, 采用水热法在酸性、中性、碱性(pH=3,7,10)环境下制备了荧光碳量子点, 并对其光致发光性质和结构进行了表征。TEM测试表明, 随着pH值从3增大到10, 其粒径由2.80 nm减小到1.83 nm。将获得的碳量子点作为光敏化剂, 组装成敏化太阳电池(SSCs), 结果表明pH=3时制备出的CQDs组装的太阳电池具有最高的光电转换效率(PCE)。为了进一步提升SSCs的性能, 将CQDs与N719染料复合, 制备了共敏化太阳电池(co-SSCs)。由于CQDs的上转换特性和良好的载流子传输性能,CQDs/N719基co-SSCs的PCE较CQDs及N719染料单独敏化太阳电池显著提高, 最高PCE达9.13%。这些研究结果为制备碳量子点及组装高效敏化太阳电池提供了新思路。
发光学报
2020, 41(10): 1255
熊艳  徐俊  邱素艳  魏益华  张金艳  
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摘要
苯乙醇胺A属于β-受体激动剂类药物, 被不法分子应用到动物的饲料中, 可使动物体内的营养成分由脂肪向肌肉转移, 显著提高胴体瘦肉率, 但是人食用后, 可引起头痛, 心律失常, 甚至威胁生命。 目前主要的检测方法是液相色谱串联质谱法, 但有关它与CdTe纳米材料的相互作用少见报道。 研究直接提出应用荧光光谱法实现对兽药残留苯乙醇胺A的检测。 首先利用巯基丙酸作为稳定剂, 采用微波辐射加热10 min即可合成CdTe纳米材料。 该CdTe纳米材料具有良好的荧光性能, 以365 nm为激发波长时, 在650 nm处有明显的荧光发射峰, 荧光强度达3 000, 量子产率约52.341%, 半峰宽为45 nm。 其次将苯乙醇胺A加入到CdTe纳米材料的体系里, 发现随着苯乙醇胺A浓度的增大, 该体系的荧光强度得到增强。 随后对二者之间的影响因素如体系的缓冲溶液、 反应时间、 反应体系的pH、 试剂加入顺序、 共存离子、 温度等进行考察。 建立了一种检测猪尿中的苯乙醇胺A的荧光增敏方法, 并对反应机理进行了初步探讨。 当苯乙醇胺A溶液的浓度为8~120 μg·L-1时, 与CdTe纳米材料体系的荧光增强强度具有一定的线性关系。 其线性回归方程F/F0=0.001 9C+1.032 1, 线性相关系数为0.996, 检出限为3.5 μg·L-1。 同时, 将该方法与传统的液相色谱-串联质谱联用法相比较, 研究结果表明, 采用荧光增敏方法对猪尿中的苯乙醇胺A进行检测分析是快速和可行的。
光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1402
00 11