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生物传感器接口的石墨烯纳米纤维
近年来，新型二维（2D）材料的开发在推进生物传感器设备的医疗保健应用程序中起着关键作用，这是由于其独特的特性。1这些材料具有显着的属性，例如高表面与体积比，特殊的电导率和生物相容性。此外，它们的超薄性质允许与生物分子的有效相互作用，从而增强了检测各种生物标记物的灵敏度。2D材料的固有特性促进了高度敏感和选择性的生物传感器的发展，从而可以准确，快速检测与健康状况相关的生物标志物，从而对医疗保健诊断和监测产生了重大贡献。在为医疗保健应用提出的一系列技术中，电化学感知成为最有希望的，这主要是由于其成本效果，易于操作，高灵敏度，高灵敏度以及与服务点（POC）设备的兼容性。2这项技术已熟练地集成到可穿戴，便携式和可植入系统中。3，例如，基于单壁碳纳米管屏幕打印电极的电化学设备已成功用于单步监测SARS-COV-2 SPIKE蛋白。4
带有...
摘要：石墨烯纳米纤维（GNR）由于具有高度可定制的物理化学特性和纳米电子学的潜在效用而引起了浓厚的兴趣。除了控制宽度和边缘结构之外，在GNR中包含手性的还带来了另一个维度来微调其光电特性，但是由于缺乏可行的合成策略，相关研究仍然难以捉摸。在这里，我们演示了具有可调手性载体（N，M）的新型Cave-Edged手性GNR（CCGNR）。值得注意的是，（n，2）-CCGNR的带隙和有效质量与n的增加值呈明显正相关，如理论所示。在这个GNR家族中，成功合成了两个代表成员，即（4,2）-CCGNR和（6,2）-CCGNR。两个CCGNR均表现出由沿其外围的掺入[4]螺旋序引起的尤其弯曲的几何形状，也证明了两种相应模型化合物的单晶结构（1和2）也证明了这一点。通过IR，Raman，Raman，Solit-State NMR，UV-VIS和THZ光谱镜以及理论计算的组合，全面研究了（4,2） - 和（6,2） - CCNR的化学身份和光电特性。符合理论期望，获得的（6,2）-CCGNR具有1.37 eV的低光带隙，以及〜8 cm 2 v -1 s -1的电荷载流子迁移率，而（4,2）-CCGNR表现出1.26 EV的较窄频率为1.26 EV，其移动性为〜14 cm 2 v -1 s -1 s -1 s -1 s -1。这项工作为通过操纵手性载体而精确地设计了GNR的带盖和载体移动性的新途径。
用于量子电子学的石墨烯纳米带
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所，信息功能材料国家重点实验室，上海，中国 2 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心，北京，中国 3 中国科学院超导电子学卓越中心 (CENSE)，上海，中国 4 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室和量子信息与量子物理协同创新中心，安徽，合肥，中国 5 中国矿业大学材料科学与物理学院，江苏，徐州，中国 6 上海科技大学物质科学与技术学院，上海，中国 7 橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心，田纳西州，美国 8 南京大学电子科学与工程学院、先进微结构协同创新中心，固体微结构国家实验室，江苏，南京，中国 # 这些作者的贡献相同。 * 通讯作者：hmwang@mail.sim.ac.cn, xmxie@mail.sim.ac.cn, apli@ornl.gov, xrwang@nju.edu.cn
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摘要：石墨烯纳米纤维（GNR）由于具有高度可定制的物理化学特性和纳米电子学的潜在效用而引起了浓厚的兴趣。除了控制宽度和边缘结构之外，在GNR中包含手性的还带来了另一个维度来微调其光电特性，但是由于缺乏可行的合成策略，相关研究仍然难以捉摸。在这里，我们演示了具有可调手性载体（N，M）的新型Cave-Edged手性GNR（CCGNR）。值得注意的是，（n，2）-CCGNR的带隙和有效质量与n的增加值呈明显正相关，如理论所示。在这个GNR家族中，成功合成了两个代表成员，即（4,2）-CCGNR和（6,2）-CCGNR。两个CCGNR均表现出由沿其外围的掺入[4]螺旋序引起的尤其弯曲的几何形状，也证明了两种相应模型化合物的单晶结构（1和2）也证明了这一点。通过IR，Raman，Raman，Solit-State NMR，UV-VIS和THZ光谱镜以及理论计算的组合，全面研究了（4,2） - 和（6,2） - CCNR的化学身份和光电特性。符合理论期望，获得的（6,2）-CCGNR具有1.37 eV的低光带隙，以及〜8 cm 2 v -1 s -1的电荷载流子迁移率，而（4,2）-CCGNR表现出1.26 EV的较窄频率为1.26 EV，其移动性为〜14 cm 2 v -1 s -1 s -1 s -1 s -1。这项工作为通过操纵手性载体而精确地设计了GNR的带盖和载体移动性的新途径。
用于下一代能源设备的磷烯纳米带
预计到 2050 年，全球能源需求将翻一番，全球变暖的影响不断升级，迫切需要减少排放。虽然阳光是我们最宝贵的可再生资源，但产生的能源也必须得到有效的储存和利用。为此，诸如 Power-to-X 之类的概念可以利用间歇性可再生能源并将其转化为其他能源载体（“X”），以供直接使用、化学合成和储存。这些未来技术之间的一个普遍共同点是需要新的、高性能和可持续生产的材料。在正在开发的下一代材料中，纳米级材料尤其受到关注。例如，片状二维 (2D) 材料可以拥有一系列带隙、高激子寿命、高理论电荷存储容量和大表面积。1 此外，这些特性可以与其他材料的特性相结合，用于混合功能膜、薄膜、设备和复合材料，用于一系列技术。
解决方案合成的扩展石墨烯纳米纤维...
图1：AU上的GNR（111）。 a，CGNR的OmeCGNR和C的FGNR，B的化学结构。 d，AU上FGNR的大型NC AFM地形（111）。 （f 1 = 174。 59 kHz，A 1 = 3 nm，∆ f 1 = - 20 Hz）。 e，Au上OmeCGNR的大型NC AFM地形（111）。 （f 2 = 1。 037 MHz，A 2 = 1。 2 nm，∆ f 2 = - 15 Hz）。 f，CGNR的NC-AFM地形图像。 （f 1 = 160。 01 kHz，A 1 = 5 nm，∆ f 1 = - 7 Hz）。 g，FGNR，H，OmeCGNRS和I，CGNR的长度分布。 J，基于图1和图2中FGNR的人字重建的吸附模型。 1d和2a。 着色对应于表面的相对高度。 k，沿着人字重建的HCP结构域吸附的模型。图1：AU上的GNR（111）。a，CGNR的OmeCGNR和C的FGNR，B的化学结构。d，AU上FGNR的大型NC AFM地形（111）。（f 1 = 174。59 kHz，A 1 = 3 nm，∆ f 1 = - 20 Hz）。e，Au上OmeCGNR的大型NC AFM地形（111）。（f 2 = 1。037 MHz，A 2 = 1。2 nm，∆ f 2 = - 15 Hz）。f，CGNR的NC-AFM地形图像。（f 1 = 160。01 kHz，A 1 = 5 nm，∆ f 1 = - 7 Hz）。g，FGNR，H，OmeCGNRS和I，CGNR的长度分布。J，基于图1和图2中FGNR的人字重建的吸附模型。1d和2a。着色对应于表面的相对高度。k，沿着人字重建的HCP结构域吸附的模型。
卟啉纳米纤维中的阳离子偏极化
在有机p-缀合的寡聚物中，未配对电子的远距离离域化是实现分子晶体管中高电荷载体迁移率的重要要求。我们已经研究了一系列B，Meso，B-边缘粘合剂的卟啉低聚物的自由基阳离子，由CW-EPR，1 h和14 N Endor，Hyscore和Vis-Nir-Mir Simals支持，由CW-EPR，1 h和14 n N Endor，Hyscore和Vis-Nir-Mir样品组合，由CW-EPR，1 h和14 n N NOM组成。结果表明，在十多个卟啉单元中，自由基阳离子的连贯离域化，这对应于有效的连贯长度> 8.5 nm。我们发现自由基自旋密度的分布非常不均匀，并且随着定位长度的增加（在50 K时高达Tm≈4µs），相位记忆时间增加。这项研究为设计分子电子和旋转材料的设计开辟了新的途径。
边缘扩展的曲折石墨烯Nanoribbons的地下合成
石墨烯纳米纤维（GNR）由于通过边缘结构和色带宽度的变化来精确调整电子性能的潜力，因此在纳米电子学上引起了显着关注。然而，GNR与高度渴望的锯齿形边缘（ZGNR）的合成，对旋转和量子信息技术至关重要，仍然具有挑战性。在这项研究中，提出了用于合成一类称为边缘延伸ZGNRS的新型GNR类的设计主题。此基序可以定期沿曲折边缘的边缘扩展进行控制。与融合到功能区轴交替侧面的双斜烯单元的特定GNR实例（3- Zigzag行宽的ZGNR）的合成。 所得的边缘延伸的3-ZGNR使用扫描探针技术以其化学结构和电子性能进行了全面的特征，并取决于密度功能理论计算。 此处展示的设计主题为综合各种边缘扩展的ZGNR范围开辟了新的可能性，扩大了GNR的结构景观，并促进了其结构依赖性电子特性的探索。与融合到功能区轴交替侧面的双斜烯单元的特定GNR实例（3- Zigzag行宽的ZGNR）的合成。所得的边缘延伸的3-ZGNR使用扫描探针技术以其化学结构和电子性能进行了全面的特征，并取决于密度功能理论计算。此处展示的设计主题为综合各种边缘扩展的ZGNR范围开辟了新的可能性，扩大了GNR的结构景观，并促进了其结构依赖性电子特性的探索。
![[3]三角形石墨烯纳米纤维的区域选择性的地表合成](/simg/d\d67ab0e3d6964172fdd4e61b60fa481988f8f587.webp)
[3]三角形石墨烯纳米纤维的区域选择性的地表合成
摘要：将低能状态的集成到自下而上的石墨烯纳米纤维（GNRS）中是一种强大的策略，用于实现具有量身定制的纳米电子带量身定制的电子带结构的材料。低能零模型（ZMS）可以通过在石墨烯的两个sublattices之间产生不平衡来引入纳米仪（NGS）。这一现象是由[n]三角形（n∈）的家族举例说明的。在这里，我们证明了[3]三角形 - gnrs的合成，这是一种由五元环连接的[3]三角形链的grigular一维链（1D）链。在相邻[3]三角形上的ZM之间的杂交导致狭窄的带隙，E e g，exp〜0.7 eV的出现，以及使用扫描隧道谱图对实验验证的拓扑结束状态。紧密结合和第一原理密度功能理论计算局部密度近似值证实了我们的实验观察结果。我们的合成设计利用了单体构建块的选择性在表面上的从头到尾耦合，从而实现了[3]三角形 - gnrs的区域选择性合成。详细的从头算理论提供了对地面自由基聚合机制的见解，揭示了Au-C键形成/断裂在推动选择性中的关键作用。■简介