添加材料并通过细化组成晶粒来提高强度(图1中Ⅰ)。理想的最终目标材料是纳米多晶体,其中纳米级金刚石或立方氮化硼晶粒直接紧密地结合在一起,而不包含任何粘合剂材料(图1中Ⅱ)。最终材料可以形成与单晶金刚石相似的高精度切削刃。此外,这种材料的不可解理性使切削刃的强度超过了单晶的强度。由于这些优异的特性,该材料在精密和微加工应用中很有前途。然而,这种创新的纳米晶材料不能仅仅通过扩展传统技术来创造。相反,开发创新的新工艺(产品创新)至关重要。我们开始研究和开发纳米多晶金刚石和纳米多晶立方氮化硼,旨在创造适用于更高速、更高效和更高精度切削应用的终极切削刀具材料。我们经过多年的努力,通过建立超高压新技术和直接转化烧结工艺,成功研制出这些新型超硬材料。本文详细介绍了这些新型超硬材料的开发、特性和应用。
目的:基于纳米材料的药物递送系统,允许有效地将小分子化学果靶向肿瘤的靶向递送,从而彻底改变了癌症治疗。最近,作为具有出色物理化学特性的新型纳米材料,氮化硼纳米球(BNS)已成为有前途的药物递送候选人。但是,分散性差和靶向肿瘤的缺乏严重限制了进一步的应用。在这项研究中,为靶向抗癌药物递送而设计了癌细胞 - 膜仿生BN。方法:从HeLa细胞(HM)提取的细胞膜用于通过物理挤出来封装BN。阿霉素(DOX)作为模型药物加载到HM-BNS上。结果:细胞膜涂料具有出色的分散性和细胞相容性。药物释放曲线表明,DOX@HM-BNS对酸性pH值有反应,从而导致DOX迅速释放。由于癌细胞膜的同源靶向,揭示了HeLa细胞的DOX@HM-BN的细胞摄取。cck8和活/死测定表明,由于自选择性的细胞摄取,dox@hm-bns对HeLa细胞具有更强的细胞毒性。最后,使用HELA肿瘤模型进行的抗肿瘤研究表明,DOX@HM-BNS具有比游离DOX或DOX@BNS更有效的肿瘤抑制作用。结论:这些发现表明,新开发的HM-BN有望成为有效的肿瘤选择性药物用于肿瘤治疗的载体。关键词:氮化硼纳米球,癌细胞膜,靶向药物递送,化学疗法,仿生
高性能碳化钨切削刀具由坚韧的钴基体制成,将坚硬的碳化钨颗粒粘合在一起;性能较低的刀具可以使用青铜等其他金属作为基体。 一些坦克装甲可能由金属基复合材料制成,可能是用氮化硼增强的钢,氮化硼是一种很好的钢增强材料,因为它非常坚硬,不会溶解在熔融的钢中。 一些汽车盘式制动器使用 MMC。早期的 Lotus Elise 车型使用铝 MMC 转子,但它们的热性能不太理想,Lotus 后来又改用铸铁。现代高性能跑车(例如保时捷制造的跑车)使用碳纤维转子,碳化硅基体具有高比热和导热性。3M 开发了一种预制铝基插入件,用于加强铸铝盘式制动钳,[7] 与铸铁相比,重量减轻了一半,同时保持了相似的刚度。3M 还将氧化铝预制件用于 AMC 推杆。[8] 福特提供金属基复合材料 (MMC) 传动轴升级。MMC 传动轴由碳化硼强化的铝基制成,可通过减小惯性来提高传动轴的临界转速。MMC 传动轴已成为赛车手的常见改装,可使最高速度远远超过标准铝制传动轴的安全运行速度。
量子技术(包括通信、计算和传感)在很大程度上依赖于量子系统的特性(包括自旋和光子)来编码、处理和传输信息。纳米材料中的原子缺陷(例如金刚石纳米晶体和六方氮化硼 (hBN))代表了这些技术的有前途的平台。这些由晶格不规则性形成的缺陷中心在紧凑性、可扩展性和可集成性方面具有无与伦比的优势,使其成为先进量子设备的首选。然而,退相干和外部扰动带来的挑战限制了系统性能,仍然是重大障碍。
摘要 在本研究中,我们使用机器学习 (ML) 技术探索了碳掺杂六方氮化硼 (h-BN) 薄片的电子特性。六方氮化硼是一种被广泛研究的二维材料,具有出色的机械、热学和电子特性,使其适用于纳米电子学和光电子学应用。通过用碳原子掺杂 h-BN 晶格,我们旨在研究掺杂如何影响其电子结构,特别关注基态能量和 HOMO-LUMO 间隙。我们生成了一个包含 2076 个 h-BN 薄片的数据集,这些薄片被氢饱和并掺杂了随机变化浓度的碳原子。选择了三种典型的掺杂场景——一个、十个和二十个碳原子——进行深入分析。使用密度泛函理论 (DFT) 计算,我们确定了这些配置的基态能量和 HOMO-LUMO 间隙。使用 Behler-Parrinello 原子对称函数从优化结构生成描述符,这些描述符捕获了 ML 模型的关键特征。我们采用了随机森林和梯度提升模型来预测能量和 HOMO-LUMO 间隙,实现了较高的预测准确率,R 平方值分别为 0.84 和 0.87。这项研究证明了 ML 技术在预测掺杂 2D 材料特性方面的潜力,为传统方法提供了一种更快、更经济的替代方案,对纳米电子、储能和传感器领域的材料设计具有广泛的意义。
Igor Aharonovich 是一位屡获殊荣的科学家,致力于研究能够生成、编码和分发量子信息的量子源的前沿研究。作为 UTS 数学和物理科学学院的教授,Igor 研究固体中的光学活性缺陷,旨在识别新一代超亮固态量子发射器。他对该领域的贡献包括发现金刚石和六方氮化硼中的新色心,以及开发利用这些材料设计纳米光子器件的新方法。他是 ARC 变革性超光学材料 (TMOS) 卓越中心的首席研究员,并领导一项国际合作,研究纳米材料六方氮化硼 (hBN) 中晶体缺陷或缺陷的化学结构。 2013 年,他在 UTS 成立了纳米光子学研究小组,2015 年晋升为副教授,2018 年晋升为正教授。他的研究小组探索宽带隙材料中的新量子发射器,旨在在单个芯片上制造量子纳米光子器件,用于下一代量子计算、密码学和生物传感。2016 年,Igor 和他的团队发现了第一个基于 hBN 缺陷的 2D 材料中的量子发射器,它们在室温下工作。他合著了 200 多篇同行评审的出版物,其中包括一篇被引用次数最多的关于金刚石光子学的评论。他还为固体纳米光子学撰写了路线图
Sheldon; Akinwande,Deji;贝里,维卡斯; Nayak,Ganesh Chandra;在高电荷迁移率离子电解质的非对称超级电容器的氮化硼纳米框架中,诱导的导电水平 - 复合材料B:工程学,212,108728,2021。Sheldon; Akinwande,Deji;贝里,维卡斯; Nayak,Ganesh Chandra;在高电荷迁移率离子电解质的非对称超级电容器的氮化硼纳米框架中,诱导的导电水平 - 复合材料B:工程学,212,108728,2021。Q119。 Alamgir,医学博士; Mallick,Ashis; Nayak,GC; Phema和Phema纳米复合材料靶向牙科材料的机械和热行为,应用纳米科学,11、4、1257-1265,2021,Q2 20。 de,Shrabani; Maity,Chandan Kumar; Sahoo,Sumanta; Nayak,Ganesh Chandra; polyindoleQ119。Alamgir,医学博士; Mallick,Ashis; Nayak,GC; Phema和Phema纳米复合材料靶向牙科材料的机械和热行为,应用纳米科学,11、4、1257-1265,2021,Q2 20。Alamgir,医学博士; Mallick,Ashis; Nayak,GC; Phema和Phema纳米复合材料靶向牙科材料的机械和热行为,应用纳米科学,11、4、1257-1265,2021,Q2 20。de,Shrabani; Maity,Chandan Kumar; Sahoo,Sumanta; Nayak,Ganesh Chandra; polyindole
1。开发微波吸收材料,用于伪装和最小化RF Hazard,S。Das博士,2016,2。高性能超级电容器的基于纳米层的混合电极材料的合成和表征,R。Oraon博士,2017年3。在聚合物混合物中氧化石墨烯/氧化石墨烯的合成和分散剂,以增强热力学特性,S。K. Tiwari博士,2017年4。用于超级电容器应用的基于石墨烯的混合纳米复合材料的开发和修改,A。Adhikari博士,2018年5。非对称超级电容器的基于氮化硼的杂种电极,Chandan Maity博士,2022年。6。MXENE及其纳米复合材料的综合和修饰,用于混合超级电容器,S。De博士,2023年。
•钻石,碳纳米管,氮,Mxenes,石墨烯等的合成和掺杂。•碳材料的物理和化学修饰•电力电子,光电和传感器的钻石设备•基于碳和氮化硼的量子技术•基于钻石的能量收集(催化,…)和储存(超级盖,…)•缺陷工程和色彩中心•碳纳米型和颗粒•碳材料的理论和计算建模•基于碳的异质结构,具有新颖的氧化物,碳化物,碳化物和氮化物材料•碳材料的低温物理•碳材料•碳材料和/或在高磁场下使用新型碳材料•使用新型碳材料的碳材料•传感器等新型设备概念,等等。•基于碳纳米材料的复合材料•(BIO)医疗应用,药物输送和纳米碳安全