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用于重金属修复的金属和金属氧化物纳米材料：选择性、再生性和可扩展性水处理的新方法
1 英国伦敦东伦敦大学卫生、体育与生物科学学院联合与公共卫生系，2 英国伦敦约克圣约翰大学公共卫生系，3 英国吉林汉姆梅德韦 NHS 基金会信托研究与创新系，4 卡塔尔多哈哈马德·本·哈利法大学科学与工程学院可持续发展部，5 美国弗吉尼亚州布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学化学系，6 美国图森亚利桑那大学化学与生物化学系，7 尼日利亚伊巴丹伊巴丹大学科学学院化学系，8 美国图森亚利桑那大学系统与工业工程系，9 美国斯塔克维尔密西西比州立大学兽医学院比较生物医学科学系
新型复合材料：超级电容器电极中氧化石墨烯，导电聚合物和金属氧化物的协同作用
4化学系，Sri Guru Teg Bahadur Khalsa学院，Anandpur Sahib-140118，印度旁遮普邦。 摘要：超级电容器（SC）的高效电极材料的发展引起了人们的重大关注，由于其高孔隙率，成本效益，合成性易于合成和可调电导率，导致聚合物（CPS）作为有希望的候选者出现。 但是，CP通常在循环稳定性和能量密度方面面临局限性。 最近的研究集中在CP与金属氧化物（MOS）和碳基材料的协同整合，形成复合电极，具有增强的电导率，机械耐用性和改善的电化学性能。 本评论突出了将CP与MOS和石墨烯衍生物相结合以解决这些局限性的新方法，从而导致了较高的能量存储能力。 通过概述该领域的最新进展，我们旨在阐明这些协同相互作用及其对电极性能的影响的机制。 本文强调了下一代超级电容器设计中创新的潜力，为更高效，更耐用的储能解决方案铺平了道路。4化学系，Sri Guru Teg Bahadur Khalsa学院，Anandpur Sahib-140118，印度旁遮普邦。摘要：超级电容器（SC）的高效电极材料的发展引起了人们的重大关注，由于其高孔隙率，成本效益，合成性易于合成和可调电导率，导致聚合物（CPS）作为有希望的候选者出现。但是，CP通常在循环稳定性和能量密度方面面临局限性。最近的研究集中在CP与金属氧化物（MOS）和碳基材料的协同整合，形成复合电极，具有增强的电导率，机械耐用性和改善的电化学性能。本评论突出了将CP与MOS和石墨烯衍生物相结合以解决这些局限性的新方法，从而导致了较高的能量存储能力。通过概述该领域的最新进展，我们旨在阐明这些协同相互作用及其对电极性能的影响的机制。本文强调了下一代超级电容器设计中创新的潜力，为更高效，更耐用的储能解决方案铺平了道路。
顶栅2D晶体管的单晶金属氧化物介电
二维（2D）结构由具有高载体迁移率的原子薄材料组成的二维（2D）结构已被研究为未来晶体管1-4的候选。然而，由于合适的高质量介电的不可用，尽管具有优越的物理和电气特性，但2D现场效应晶体管（FET）仍无法获得全部理论潜力和优势。在这里，我们证明了原子上薄的单晶Al 2 O 3（C-al 2 O 3）作为2D FET中的高质量顶栅介电。通过使用插入式氧化技术，在室温下，在单晶Al表面形成了稳定，化学计量和原子较薄的C-Al 2 O 3层，厚度为1.25 nm。由于有利的晶体结构和明确定义的接口，栅极泄漏电流，界面状态密度和C-AL 2 O 3的介电强度3符合国际路线图3,5,7的国际路线图3,5,7。通过由源，排水，电介质材料和门组成的一步转移过程，我们实现了顶部的MOS 2 FET，其特征是以61 mV的陡峭亚阈值摇摆为61 mV-1-1-1，高/OFF电流比为10 8，并且非常小的滞后率为10 mV。这种技术和材料证明了产生适合整合到完全可扩展的晚期2D FET的高质量单晶氧化物的可能性，包括负电容晶体管和自旋晶体管。
对催化中过渡金属氧化物的综述
过渡金属氧化物（TMO）由于其性质和应用范围而引起了显着关注。具有高度电负氧原子的过渡金属离子的部分填充的d轨道产生了独特的电子结构，由于其磁性，光学和结构特性，导致多种应用。这些特性对化学反应具有直接影响，该化学反应能够为催化中的特定应用定制材料，例如电催化和光催化。虽然TMO的潜力有希望，但它们的发展功能性能带来了许多挑战。在这些挑战中，确定适当的合成过程和采用最佳特征技术至关重要。在这篇全面的综述中，将概述高度功能性TMO的综合和表征以及陶瓷的概述以及对催化应用的强调涵盖。中孔材料在增强其在各种应用中的功能方面起着关键作用，并将被涵盖。Ab-Initio建模方面。
二元过渡金属氧化物作为先进储能材料
由于人们对便携式能源设备的兴趣日益浓厚，储能变得比以往任何时候都更加重要。二元过渡金属氧化物 (BTMO) 因其出色的结构稳定性、改进的电子电导率和更大的可逆容量而作为潜在的新型储能材料受到了广泛关注。[1] 近年来，人们进行了大量研究来调查和开发柔性储能系统，主要目的是将柔性电子产品应用于柔性显示器、便携式电子产品、电子传感器、电源备份、移动电话、笔记本电脑等设备。现有的可充电储能市场主要由具有高灵活性、高能量密度和高功率密度的电化学储能系统的设计和生产主导。[2] 由于其快速的充放电速率、高功率密度和出色的循环性，超级电容器 (SC) 是各种应用中最有前途且发展最快的存储设备。[3]为了部分替代化石燃料，过去 10 年来，人们付出了巨大努力来利用可再生能源，如热能、太阳能、风能和潮汐能。这些交替可再生能源的广泛使用必须借助强大的储能系统来实现。[4][5][6] 超级电容器因其快速的充电和放电速度、可逆性、安全性、延长的循环寿命、高功率密度和环保性而引起了广泛关注。[7] 超级电容器优于其他储能技术，包括长寿命、快速充电和放电、高功率密度、快速充电存储和高能量密度。这些特性使超级电容器成为燃料电池、传统可充电电池和电容器的补充。[8] 超级电容器类别包括由各种储能技术产生的电双层电容器 (EDLC) 和伪电容器。EDLC 通过电极/电解质界面处的静电吸附/解吸来存储电荷。由于碳纳米管 (CNT)、石墨烯、碳气凝胶和活性炭具有较大的比表面积和优异的导电性，因此经常用于 EDLC。[9]研究人员希望创造具有高功率输出、长寿命和快速充电时间的设备，他们对开发可持续的电化学能量转换和存储解决方案很感兴趣，以满足日常生活中日益增长的电力需求。[10]由于其增强氧化还原化学的能力，BTMO 引起了人们对超级电容器进步的极大兴趣。[3]由于二元金属氧化物具有很高的理论比电容，它们作为超级电容器电极材料受到了广泛关注，例如 ZnFe2O4/rGO 复合材料，[11] NiCo 2 O 4 ，[12] CoV 2 O 6 ，[13] BiVO 4 /PANI 复合材料[14] 和 NiCo 2 S 4 。[15]。与单一过渡金属氧化物相比，BTMO 通常具有更高的比表面积、不同的氧化还原电位和优异的电导率，这些特性有利于实现良好的电化学性能。[16,17,18]。由于其优异的导电性和大的表面积，最近的研究集中在使用二元金属氧化物材料或二元金属氧化物纳米复合材料作为超级电容器应用的电极材料，如图 1 所示。制造二元金属氧化物的方法有很多，包括水热法、溶剂热法、微波辅助法、超声波处理和绿色技术。在这些选项中，大多数用于电容器的 BTMO 或 BTMO 纳米复合材料都是通过化学氧化和热反应过程沉淀制成的。这里我们介绍了用于电化学超级电容器电极的 BTMOs 和 BTMOs 纳米复合材料研究的最新进展。
基于金属氧化物半导体传感器的电子鼻在医学诊断中的应用
由于恶性疾病往往导致高死亡率，目前迫切需要开发创新的医疗诊断技术，因为现有方法存在局限性，包括非侵入性、无法实时监测以及相关的设备成本高昂。具体来说，呼吸分析在过去二十年中受到了极大的关注。呼出气中的挥发性有机化合物（VOC）可以反映人体的代谢和生理过程。因此，电子鼻（E-nose）由气体传感器阵列、信号采集、预处理单元和模仿人类嗅觉的模式识别算法组成，可以通过准确分析呼出气指纹来诊断疾病，显示出其无创、实时监测、快速诊断和低成本等不可替代的特点。通过结合金属氧化物半导体（MOS）气体传感器的优点（响应速度快、价格实惠、灵敏度高），MOS电子鼻的优势进一步增强。本文主要介绍用于检测挥发性有机化合物的金属氧化物半导体气体传感器。综述了二元和三元金属氧化物传感材料的传感原理和改性方法。本文还综述了用于检测癌症和呼吸系统疾病的金属氧化物半导体电子鼻。
关于聚苯胺（PANI）金属氧化物纳米复合材料的合成和表征的综述
1物理部，政府理工学院，Sorab-577426，印度卡纳塔克邦2物理学2，斯里尼瓦萨大学，斯里尼瓦萨大学，穆克卡，穆克卡，芒格洛尔，卡纳塔克州，印度，印度，印度卡纳塔克州，作者的作者。 Ferdinand Runge于1834年首次发现。PANI金属氧化物复合材料可以在酸性培养基中使用化学和电化学氧化聚合合成。苯胺化学聚合使用最广泛使用的启动器或氧化剂。合成的PANI复合材料对XRD进行了XRD，以了解结构修饰。紫外可见的研究表明，光学特性和介电研究显示了掺杂剂的电导率变化。关键字：导电聚合物，纳米复合材料，XRD 1。介绍数十年来，科学和研究的世界被导电聚合物的非凡电气和电子特性所吸引。这些奇迹材料，也称为本质上导电聚合物（ICP），无视塑料等传统绝缘子设定的期望。与它们的绝缘型物体不同，ICP具有出色的传导能力，其行为类似于金属或半导体[1]。这增强了各种领域的潜在应用。导电聚合物的电导率是一个频谱，涵盖了从半导体到金属的范围。这取决于特定的聚合物及其掺杂水平。进行聚合物的处理可能性与其性质一样多样化。兴奋剂是涉及将电子供体或受体引入聚合物链中的过程，它是微调这些材料的电气，光学甚至机械性能的魔术旋钮。从膜和纤维到管，这些多功能材料可以使用化学合成，电化学聚合和旋转涂层等技术制成各种形式[2-3]。这为它们集成到广泛的应用中，尤其是在灵活电子产品领域中打开了大门。在大量的ICP，聚乙炔（PA），多吡咯（PPY），聚噻吩（PTH）和聚苯胺（PANI）中，这些名称经常宽容研究论文并对未来持巨大希望。他们可以彻底改变诸如储能，太阳能电池，微电器设备，传感器甚至光电小工具等区域。聚苯胺（PANI）自1980年代以来，半硬杆聚合物以其出色的电导率和令人印象深刻的机械性能吸引了研究人员[4-5]。当用酸或其他药物掺杂时，其导电性能可用于电子应用。取决于所选的掺杂剂和氧化状态，可以调整其电导率甚至颜色，使其准备适应各种需求。与其同伴ICP相比，Pani拥有额外的魅力 - 其弹性。它对温度和光等环境因素表现出令人钦佩的抵抗力，使其成为现实世界应用的实用选择[6-7]。
通过Sol-Gel方法及其生物医学应用的合成金属氧化物纳米颗粒
在这项研究中，在存在稳定剂聚乙烯醇（PVA）的情况下，通过SOL凝胶方法合成CuO NP，Cu-MNNC和Cu-Co NCS。这些纳米颗粒的特征是通过傅立叶变换红外光谱（FTIR），扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）技术来表征。通过FTIR分析验证了PVA整合与纳米颗粒的键合的化学结构和存在。SEM研究表明，CuO NP，Cu-Mn NCS和Cu-Co NC的平均粒径分别为64.5、87.5和69.0 nm。此外，XRD分析还支持其纳米尺寸。分别针对2、2-二苯基-1-苯基羟基（DPPH）评估了抗氧化剂和酶抑制活性，分别为78.9、67.8和60.8 g/mL的IC 50值。抗氧化活性表明它们抑制了氧化代谢产物的作用。IC 50值是一种定量措施，揭示了在体外阻断生物学过程所需的某些抑制性化学物质的存在。生物学成分可能是一种酶，微生物或细胞受体。发现CuO NP，Cu-MN NCS和Cu-Co NC的酶抑制活性分别为18.5、23.7和34.5 UM。这些特征性能表明这些纳米复合材料具有生物医学应用。此外，它们可以有效地用于治疗目的。
对MOF吸收在羟基化和非羟基化金属氧化物表面上吸收的第一原理研究及其对MOS2原子层沉积的影响
对二维过渡金属二核苷的显着兴趣已通过可伸缩的蒸气相，例如化学蒸气沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）进行了许多实验研究。ALD通常允许较低的沉积温度，化学前体的成核需要与表面官能团的反应。用于研究ALD建模的一种常见的第一原理方法是计算提出的反应途径的活化能。在这项工作中，我们使用密度功能理论（DFT）计算了部分电荷密度，状态（LDO）的局部密度（LDOS），不良电荷分析，吸附能和电荷密度差，以研究MOF 6在包括Al 2 O 3，HFO 2，HFO 2和MGO在内的三个氧化物表面上MOF 6的成核。我们的发现表明，羟基（OH）有助于降低MOF 6的前半循环期间的反应屏障，并促进氧化物底物上前体的化学吸收。这一发现得到了高离子MF X（M =金属，X = 1，2，3）在氧化物表面的键的支持。通过比较有和没有羟基的表面，我们强调了表面化学的重要性。
互补金属氧化物半导体 (CMOS) 7
Sandia 的 CMOS7 技术是一种战略性抗辐射、3.3 伏、350 纳米、绝缘体上硅 (SOI) CMOS 工艺，适用于定制、高可靠性数字、模拟和混合信号 ASIC。CMOS7 是一种具有 5 个金属层的 24 掩模级工艺。模拟和混合信号应用的选项包括金属-绝缘体-金属 (MIM) 电容器和 N+ 多晶硅电阻器。Sandia 使用 350 纳米几何结构来优化模拟电路的性能，从而实现比小几何器件更好的器件匹配、更高的电源电压、更低的泄漏和更宽的信号动态范围。经过适当设计和制造，较大的器件在温度波动、冲击和辐射的扩展操作环境中可以更坚固耐用。