納米科學與技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
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日前，來自UCF的研究員楊洋提出了一種新型的混合納米材料，可以通過太陽能，從海水中產生氫氣，比目前的材料更便宜、更有效。這一突破有望成為清潔燃料的新來源，減少對化石燃料的需求，促進經濟的發展。
楊洋是佛羅里達中央大學納米科學技術中心和材料科學與工程學系聯合任命的助理教授，他已經研究了近10年的太陽能氫分裂。它是用一種光催化劑來完成的，這是一種利用光的能量刺激化學反應的材料。當他開始研究的時候，楊教授專注于利用太陽能從純凈水中提取氫，用海水所需的光催化劑不夠耐用，無法處理其生物量和腐蝕性鹽。正如《能源與環境科學》雜志所報道一樣，楊教授和他的研究團隊開發出了一種新的催化劑，不僅能夠獲得比其他材料更廣泛的光譜，而且能夠經受住在海水中發現惡劣環境。
楊教授表示：“我們已經打開了一個新的窗口來分解真正的水，不僅僅是實驗室里的純凈水。在海水中也很有效。”楊洋開發了一種由混合材料組成的光催化劑，微小的納米技術被化學蝕刻在二氧化鈦薄膜的表面上，這是最常見的光催化劑。這些納米孔的凹痕表面涂上了二硫化鉬的納米薄片，這是一種具有單一原子厚度的二維材料。典型的催化劑只能將有限的光轉化為能量，有了新材料，楊教授的團隊能夠顯著提高可以收獲的光，通過控制納米薄片中硫的密度，可以產生從紫外光波到近紅外光波長的能量，使其效率達到目前光催化劑的兩倍。
楊教授表示:“我們可以從光中吸收比傳統材料多得多的太陽能。在許多情況下，從太陽能中生產化學燃料比太陽能電池板發電更好。電力必須使用或儲存在電池中，這將降低其性能，而氫氣則很容易儲存和運輸。制造催化劑相對簡單和便宜。楊教授的團隊正在繼續進行研究，專注于擴大制造的最佳方式，并進一步提高其性能，這樣就有可能從廢水中分離出氫。
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展開 手性石墨烯量子點的抗菌活性和抗菌機制
雖然目前發現了大量的抗菌碳納米材料，但是在將其轉化到實際應用的過程中仍面臨諸多問題：大規模制備方法的匱乏，材料在細菌中的定位不明確（可能會對抗菌機制的研究造成阻礙），大多數材料的選擇性抗菌活性不好。該課題組的前期研究發現，氮摻雜石墨烯量子點具有優異的雙光子熒光性能（Nano Lett. 2013, 13, 2436），動物水平的毒理學研究表明該材料具有良好的生物相容性（Toxicol. Res. 2015, 4, 270）。借助雙光子熒光等技術，能更準確地獲得碳納米材料的細菌定位信息，有助于抗菌機制的分析。此外，將氮摻雜石墨烯量子點和傳統的光敏劑結合可實現雙光子光動力學反應（Chem. Commun. 2018, 54, 715），產生活性氧可用于抗菌。雖然抗菌碳納米材料的發展面臨種種問題與挑戰，通過借鑒碳納米材料在其它領域尤其是材料合成和生物醫學領域積累的科研成果，碳納米材料在抗菌應用方面存在著廣闊的發展前景與實際應用價值。
展開 碳納米管由于其獨特的結構、電學、化學和物理性質，在納米科學和納米技術領域受到越來越多的關注。碳納米管具有很大的長徑比、高模量、高強度、導電性、傳熱性和光學性能。此外，將碳納米管切割成短的碳納米管或石墨烯納米帶，在納米科學和納米技術中引起了越來越多的關注。雖然碳納米管有很多優點，但也有局限性。對于許多特殊應用，碳納米管的特定長度是必不可少的。因此，有必要對碳納米管進行精確切割。但是，每種切割方法都有其優缺點，因此有必要深入了解切割方法所涉及的物理和化學過程。
近日，來自上海工程技術大學王大中教授的團隊對碳納米管切割的相關文獻進行了梳理和總結，總結了切割方法和加工質量的最重要進展。特別注意最常見和最重要的物理切割、化學切割和物理/化學切割方法。重點介紹了單壁碳納米管和多壁碳納米管切割所涉及的物理化學過程。這些可以使該領域的研究人員對碳納米管的切割方法、應用領域和切割質量評估有更深入的了解。最后，對基于碳納米管的切割方法目前面臨的技術挑戰和未來的研究機遇進行了展望。相關論文以題為“Cuttingmethods and perspectives of carbon nanotubes”發表在Journalof Physical Chemistry C。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01756
圖1. 碳納米管切割方法的分類，以及應用領域和質量評價。
圖2. 超薄切片機制備短碳納米管。
圖3. 電子束切割碳納米管。
圖4. 碳納米管的濕式切割法。
圖5.
展開 首先，目前構成超表面的混合樹脂僅嘗試了TiO2納米顆粒，是否可利用更高折射率的納米顆粒（例如Si和Ge）仍有待研究。此外，PVA模具由于被水溶解，無法被重復使用，如何提高模具的重復使用率同時又保持超表面加工質量，需要開拓新的思路。
主要作者
Junsuk Rho，博士，浦項科技大學 (POSTECH) 機械工程系和化學工程系講座教授，POSCO-POSTECH-RIST平面光學和超光子學融合研究中心的主任，研究方向為納米科學與工程。他曾在美國勞倫斯伯克利國家實驗室材料科學部擔任博士后研究員，并在阿貢國立大學納米科學與技術部擔任 Ugo Fano 研究員。
本文出處
發表于：PhotoniX
論文鏈接：
https://photonix.springeropen.com/articles/10.1186/s43074-023-00096-2
文獻檢索：
PhotoniX 4, 22 (2023). https://doi.org/10.1186/s43074-023-00096-2
[1] N. Yu, P.
展開 近日，國際頂級學術期刊Nature以“Engineering of robust topological quantum phases in graphene nanoribbons”為題報道了上海交通大學物理與天文學院王世勇特別研究員與瑞士材料聯邦科學與技術實驗室Roman課題組、德國馬普所Klaus Mullen課題組、美國倫斯勒理工大學Vincent Muller課題組以及德國德累斯頓工業大學馮新亮課題組合作的最新成果。他們繼2016年獲得原子級精確的鋸齒型石墨烯納米帶后（Nature 531，489，2016），再次取得突破，首次合成具有拓撲性質的石墨烯納米帶。瑞士聯邦實驗室Oliver Groning，上海交通大學王世勇，德國馬普所Yao Xuelin為文章的共同第一作者。該工作同時被Nature news and views 亮點報道(Nature 560, 175-176, 2018; Nature 560, 209-213, 2018)。
a 在石墨烯納米帶中實現SSH模型；b 表面化學合成方法得到結果原子級精確的石墨烯納米帶；c 石墨烯納米帶的結構及電學性質
石墨烯納米帶作為準一維的石墨烯納米結構，由于量子限域效應和邊界效應，其電子結構與其寬度和邊緣結構密切相關。理論研究表明，具有扶手椅形邊緣結構的石墨烯納米帶呈現半導體性，其帶隙隨納米帶寬度的減小而增加；而具有鋸齒形邊緣結構的石墨烯納米帶表現出自旋極化特性。尤為奇特的是，特定非規則邊緣的石墨烯納米帶具有新穎的拓撲特性。2017年，伯克利大學Steven Louie組預測邊緣結構交替的石墨烯納米帶結構具有拓撲保護的界面態，進而可以用來調控一維的拓撲量子態，實現Su-Schrieffer-Heeger模型（圖a）。
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1.1
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一、鹽霧與抗UV測試的標準體系及方法
二、鹽霧與UV輻射的協同作用機理
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會議官網：www.icaicts.com
征稿主題
2024第二屆電子通信與計算機科學技術國際會議(ICECCST 2024)
會議簡介
2024第二屆電子通信與計算機科學技術國際會議（ICECCST 2024）是一次重要的學術盛會，將在中國廈門舉行。會議的主要目的是為全球的電子通信和計算機科學技術領域的專家、學者、研究人員和從業人員提供一個交流和學習的平臺。
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三、科學技術進步獎（共114項）
二等獎（共87項）
57．項目名稱：應用于智慧零售領域的電子紙顯示模組關鍵技術研究及產業化
主要完成人：肖緒名
他曾在美國勞倫斯伯克利國家實驗室材料科學部擔任博士后研究員，并在阿貢國立大學納米科學與技術部擔任 Ugo Fano 研究員。
