摘要:使用吸附的单链DNA(ssDNA)的单壁碳纳米管(SWCNT)作为传感器进行研究,以研究生物系统,其潜在应用从临床诊断到农业生物技术。唯一的ssDNA序列使SWCNT有选择地响应靶向分析物,例如识别神经调节剂多巴胺等(GT)N -SWCNT。尚不清楚SWCNT表面上的ssDNA构象如何有助于功能,因为观察结果仅限于脱水条件下的计算模型或实验,这与应用纳米传感器的水性生物环境有很大不同。我们通过X射线散射干涉测量法(XSI)来展示一种直接测量SSDNA几何形状的模式,该模式利用了AuNP标签产生的干扰模式,该模式由AuNP标记在SWCNT表面上与SSDNA结合在一起。我们使用XSI来量化两个(GT)N ssDNA低聚物长度(n = 6,15)的不同表面吸附的形态(n = 6,15),它们在多巴胺感应的背景下用于SWCNT,并测量SSDNA构象变化作为离子强度和多巴胺相互作用的功能。我们表明,与更长的(GT)15低聚物相比,较短的低聚物(GT)6沿SWCNT轴(SSDNA间距离为8.6±0.3 nm)采用更周期性的有序环结构(SSDNA间距离为8.6±0.3 nm)(最有可能的5'-5'-5'至14.3±1.1 nm)。在分子识别期间,XSI揭示了多巴胺在SWCNT表面同时引起吸附ssDNA的轴向伸长和径向收缩。■简介我们使用XSI探测聚合物功能化SWCNT的溶液 - 相形态的方法可以应用于感应机制的见解,并为基于纳米粒子的传感器提供了未来的设计策略。
摘要:光电半导体设备中的创新是由对如何移动电荷和/或激子(电子 - 孔对)的基本理解驱动的,例如用于做有用工作的指定方向,例如制造燃料或电力。二维(2D)过渡金属二甲化物(TMDCS)和一维半导体的单壁碳纳米管(S-SWCNT)的多样性和可调性和光学性能使它们跨越了跨越HersoIftf的基本量子研究。在这里,我们演示了混合维度2D/1D/2D MOS 2/swcnt/WSE 2杂型词,该杂质可实现超快速光诱导的激发激素离解,然后进行电荷扩散和缓慢的重组。重要的是,相对于MOS 2/SWCNT异质数,异位层的载体产量是两倍,并且还展示了分离电荷克服层间激子结合能的能力,可以从一个TMDC/SWCNT界面扩散到另一个2D/1D界面,从而在COULOMBINDING INDENDINCLING INDEND INDENCE中分散。有趣的是,杂体似乎还可以有效地从SWCNT到WSE 2,这在相同准备的WSE 2 /SWCNT Heterobilayer中未观察到,这表明增加纳米级三层的复杂性可能会改变动态途径。我们的工作提出了“混合维度” TMDC/SWCNT的杂体,这是纳米级异位方面的载体动力学机械研究的有趣模型系统,以及用于高级光电系统中的潜在应用。关键字:过渡金属二分法,电荷转移,异质界,碳纳米管,激子O
单壁碳纳米管 (SWCNT) 具有可调的光电特性和高载流子迁移率,是下一代能量收集技术(包括热电发电机)的理想材料。控制这些独特的 1D 纳米材料中的费米能级通常由 SWCNT 与电子或空穴接受物质之间的电荷转移相互作用实现。掺杂 SWCNT 网络的传统方法通常涉及将分子氧化还原掺杂剂物质扩散到固态薄膜中,但溶液相掺杂可能为载流子传输、可扩展性和稳定性提供新途径和/或好处。在这里,我们开发了使用 p 型电荷转移掺杂剂 F 4 TCNQ 对聚合物包裹的高浓缩半导体 SWCNT 进行溶液相掺杂的方法。这使得掺杂的 SWCNT 墨水可以铸成薄膜,而无需额外的沉积后掺杂处理。我们证明在 SWCNT 分散过程的不同阶段引入掺杂剂会影响最终的热电性能,并观察到掺杂剂改变了聚合物对半导体和金属 SWCNT 的选择性。与致密的半导体聚合物薄膜相比,溶液相掺杂通常会导致形态破坏和 TE 性能比固态掺杂更差,而溶液掺杂的 s-SWCNT 薄膜的性能与固态掺杂的薄膜相似。有趣的是,我们的结果还表明,溶液相 F 4 TCNQ 掺杂会导致固态薄膜中完全电离和二聚化的 F 4 TCNQ 阴离子,而在沉积后掺杂 F 4 TCNQ 的薄膜中则不会观察到这种情况。我们的研究结果为将溶液相掺杂应用于可能需要高通量沉积技术的广泛高性能基于 SWCNT 的热电材料和设备提供了一个框架。
摘要:单壁碳纳米管 (SWCNT) 的光物理因其在光收集和光电子学中的潜在应用而受到深入研究。SWCNT 的激发态形成强结合的电子-空穴对,激子,其中只有单重态激子参与应用相关的光学跃迁。长寿命的自旋三重态阻碍了应用,但它们成为量子信息存储的候选者。因此,非常需要了解三重态激子的能量结构,特别是 SWCNT 手性依赖的方式。我们使用专用光谱仪报告了对几种 SWCNT 手性的三重态复合发光(即磷光)的观察结果。这得出了单重态-三重态间隙与 SWCNT 直径的关系,并遵循基于量子约束效应的预测。在高微波功率(高达 10 W)辐射下的饱和度可以确定三重态的自旋弛豫时间。我们的研究敏感地区分了最低光学活性状态是从同一纳米管上的激发态填充的,还是通过来自相邻纳米管的福斯特激子能量转移填充的。关键词:碳纳米管、光学检测磁共振、弛豫时间、量子约束、分子标尺、福斯特激子转移 U
摘要:单壁碳纳米管(SWCNT)和底物之间的界面热电导很少被表征和理解,这是由于在探测跨这样的NM范围接触的能量传输方面的重大挑战。在这里,我们报告了<6 nm厚的SWCNT束和Si底物之间的界面热电导。用于测量能量传输状态分辨的拉曼,其中拉曼频谱在连续波(CW)下变化,并测量20 ns脉冲激光加热,用于在稳定和短暂的热传导下通过界面热导电持续的稳定和短暂热传导的热响应。由于样品的激光吸收和温度升高不需要知识,因此测量可以实现极端的能力和置信度。在SWCNT束的三个位置中,测量界面热电阻为(2.98±0.22)×10 3,(3.01±0.23)×10 3,以及(1.67±0.27)×10 3 K M W - 1,对应于范围内的热电导率(3.3-3-6.0-×10)。我们的分析表明,SWCNT束和SI基板之间的接触松散,这主要归因于样品的明显不均匀性,这是通过原子力显微镜和拉曼光谱法解决的。对于假定的接触宽度约为1 nm,界面热电阻的阶将为10-6 W m-2 k-1,与报告的机械去角质石墨烯和二维(2D)材料一致。
1997 年,Dillon 等人首次完成了一项里程碑式的工作,利用 SWCNT 凝聚高密度氢气,并证实了 H2 在 SWCNT 上的物理吸附。11 此后,人们通过大量的实验和理论研究对碳纳米管基材料的储氢进行了研究。12–17 由于人们在这方面做出了大量的科学努力,近年来基于管状多孔材料的室温储氢不断提高。然而,这些储氢能力的提高是通过增加氢与储氢体系之间的结合能来实现的,18,19 这最终会导致氢的解吸更加困难。此外,高压或低温的工作环境也会导致 SWCNT 储氢材料中 H2 的解吸困难
摘要:单壁碳纳米管(SWCNT)是1D纳米材料,显示近红外(NIR,> 800 nm)中的荧光。过去,在损害NIR发射时,探索了共价化学以使SWCNT功能化。然而,碳晶格中的某些SP 3缺陷(量子缺陷)已经出现,可以保留NIR荧光,甚至引入了新的红移发射峰。在这里,我们报告了使用轻驱动重氮化学物质引入的量子缺陷,这些缺陷是肽和蛋白质的锚点。我们表明,马来酰亚胺锚允许含有半胱氨酸的蛋白(例如GFP结合纳米机)结合。此外,FMOC保护的苯丙氨酸缺陷是可见的荧光团结合以创建多色SWCNT和直接在纳米管上的原位肽合成的起点。因此,这些量子缺陷是一个多功能平台,可量身定制纳米ubeqs光合物理特性及其表面化学。
获得纳米级光发射器的响应均匀性对于它们在传感和成像剂以及发光二极管 (LED)、激光器等中的光子源中的应用至关重要。在低维纳米发射器(包括胶体和外延量子点 1、2、2D 过渡金属二硫属化物 3 – 6、六方氮化硼 7 和单壁碳纳米管 (SWCNT) 8 – 12 )作为量子计量和量子信息处理 13 的单光子源的新兴角色的背景下,需要对允许的发射能量变化进行更严格的限制,最终目标是实现光子不可区分性。在这些用于量子发射的多样化材料平台中,SWCNT 提供了多种优势,这些优势源于能够通过化学操控控制光发射特性。由于 SWCNT 发射能量对特定纳米管结构(用手性指数 (n,m) 表示,图1)14 具有很强的依赖性,因此其发射能量具有广泛的可调性。对非共价结合包裹剂(如表面活性剂、聚合物和 DNA)表面结构的化学控制为高产率、高纯度分离特定 SWCNT 结构提供了高效途径,从而对发射特性具有显著的选择性 15 。这种表面化学还提供了一种控制周围环境以优化光致发光的途径。最近通过低水平共价功能化引入光致发光缺陷态扩展了 SWCNT 发射行为,为发射特性提供了额外的合成可调性并赋予了量子发射功能,同时也充当了光谱多样性的来源。
癌症治疗的最重要和常见方法是化学疗法,手术和放疗。但是这些提到的方法具有重要的副作用,例如无法忍受的毒性,对癌细胞的药物访问有限,异质药物和生长癌细胞的生物抗性,从而降低了成功率。因此,迫切需要使用药物输送系统和靶向治疗来改善治疗过程。单壁碳纳米管的使用是一种靶向癌症治疗。该项目的目的是研究抗癌药物作为单壁碳纳米管的抗癌药物的相互作用潜力的不同变量。通过M06/6-311+G*级别中的基本叠加误差(BSSE)评估并通过基集叠加误差(BSSE)进行评估和校正。评估的结果表明,通过增加溶剂的介电常数,粘结能减少。因此,稳定性增加。然后,在M06/6-311+G*水平上,SWCNT与Capecitabine药物相互作用的评估结果表明这种吸收是自发的。根据AIM分析的结果,N1 -C87相互作用键具有部分共价性质。过渡电子可以从供体原子(Capecitabine中的唯一氮对)迁移到受体原子的σ^* - 轨道(SWCNT碳原子的σ^*轨道),如NBO分析所观察到的,并报告。蒙特卡洛模拟结果表明,由于抗癌药与SWCNT之间的相互作用,水溶剂中的溶剂化自由能变得更加阴性。所产生的相互作用复合物的总能量比SWCNT的总能量更为负,这表明两种方法彼此相对应。
摘要:单壁碳纳米管(SWCNTS)的捆绑显着破坏了它们的出色热和电性能。意识到稳定,均匀和表面活性剂 - 在溶剂和复合材料中的swcnt散发体长期以来一直被视为一个关键挑战。在这里,我们报告了含胺的芳香族和环己烷分子,这些分子是环氧固化的常见链扩展器(CES),可用于有效分散CNT。我们实现了CE溶剂中SWCNT的单管级分散,这是通过强性手性吸收和光致发光发射所证明的。SWCNT-CE分散体在环境条件下保持稳定数月。The excellent dispersibility and stability are attributed to the formation of an n-type charge-transfer complex through the NH − π interaction between the amine group of CEs and the delocalized π bond of SWCNTs, which is con fi rmed by the negative Seebeck coe ffi cient of the CE-functionalized SWCNT fi lms, the red shift of the G band in the Raman spectra, and the NH X射线光电子光谱中的−π峰。CES的高配置显着改善了宏观CNT组件的电气和热传输。通过HNO 3的功能修改后,在80.8%的光透射率下,CE分散的SWCNT薄膜的板电阻达到161Ω平方-1。CES交联CNT和环氧分子,在CNT/环氧纳米复合材料中形成了声子传输的途径。基于CE的NH-π相互作用为SWCNT在方便而可扩展的过程中的有效和稳定分散提供了新的范式。与原始环氧树脂相比,CE -CNT-环氧复合材料的热导率增强了1850%,这是CNT/Epoxy纳米复合材料迄今据报道的最高增强。关键字:碳纳米管,分散,电荷转移,热界面材料,透明电极,功能化■简介