我们介绍了新的基于奎诺林的共价三嗪框架(quin-ctf)的设计和合成,该框架将两个光活性片段结合在其结构(三嗪和喹啉部分)之内。通过将这种CTF材料与氟二氧化钛(F-TIO 2)杂交,我们准备并表征了具有增强性能的光催化剂,从而利用了两个成分之间的协同作用,以使水中的污染物光降解在水中。该F-Tio₂@CTF杂交系统被评估用于甲基蓝色染料的光催化降解和药物化合物,例如环丙沙星作为模型水污染物。含有少量CTF(0.5、1和2 wt。%)的杂种材料达到了显着的光降解效率,其表现明显优于其单个对应物。使用F-TIO 2催化的此类过程中涉及的反应性氧化剂(ROS)与使用原始Quin-CTF或其混合材料时所涉及的反应性氧化物种不同。此外,杂种材料表现出可重复使用性,可在多个周期内保留高光催化活性。因此,这项工作强调了一种有希望的策略,即通过将少量基于CTF的系统(例如二氧化钛)纳入少量基于CTF的系统来设计具有成本效益且环保的光催化系统,从而提供了可持续且有效的解决方案,以缓解水污染。
摘要:本研究提出了一种新的方法,用于通过将二碳二碳混合凝胶装入硫的二含二碳离子电池电极来开发高性能锂离子电池电极。所得的混合材料结合了高电荷存储容量,电导率和核心壳形态,从而能够开发下一代电池电极。我们使用模板辅助的溶胶 - 凝胶途径获得了均匀的碳球,并用硫化氢仔细处理了装载二氧化钛的碳球凝凝胶。碳壳保持其微孔空心球体形态,可以在保护二氧化钛晶体的同时有效地硫沉积。通过调节碳球的硫浸没并改变二氧化钛的负载,我们通过成功地循环封装在球体中的硫,同时从泰坦尼亚颗粒的锂化中受益,从而实现了出色的锂储存性能。没有添加导电组件,在150个周期后提供的优化材料在250 mA g -1的特定电流下提供了825 mAh g -1的特异性容量,库仑效率为98%。关键字:硫载,杂交碳球凝架,碳封装,锂离子电池,阳极材料,电极设计
自主实验已成为加速材料发现速度的有效方法。尽管自主合成仪器在分子和聚合物科学、混合材料溶液处理和纳米颗粒领域已变得流行,但用于物理气相沉积的自主工具的例子却很少,但对半导体行业却很重要。在这里,我们报告了一种自主工作流程的设计和实施,用于溅射沉积具有受控成分的薄膜,利用由 Python、光发射光谱 (OES) 和贝叶斯优化算法定制控制的高度自动化溅射反应器。我们将通过 X 射线荧光测量的薄膜成分建模为在 N 2 和 Ar 气氛中从元素 Zn 和 Ti 靶共溅射期间监测的等离子体发射线的线性函数。由 OES 提供信息的贝叶斯控制算法通过最小化所需和测量的光发射信号之间的绝对误差来导航溅射功率空间以制造具有用户定义成分的薄膜。我们通过自主制造 Zn x Ti 1 − x N y 薄膜验证了我们的方法,这些薄膜与目标阳离子成分的偏差相对为 ± 3.5%,即使对于 15 纳米的薄膜也是如此,这表明所提出的方法可以可靠地合成具有特定成分的薄膜,并且人为干扰最小。此外,所提出的方法可以扩展到更困难的合成实验,其中等离子体强度线与压力呈非线性关系,或者元素粘附系数与基板温度密切相关。
随着光刻技术在缩小微电子设备方面的能力不断提高,对改进的光刻胶材料的需求也日益迫切,尤其是对于极紫外 (EUV) 光刻胶。在这项工作中,我们研究了一种称为“alucone”的 Al 基混合薄膜光刻胶的分子层沉积 (MLD),这扩展了我们之前对 Hf 基混合薄膜“hafnicone”作为 EUV 光刻胶进行测试的研究。Alucone 在 100 ºC 下使用金属前体三甲基铝和有机前体乙二醇生长。与 hafnicone 一样,alucone 表现为负性光刻胶,可以分辨 50 纳米线宽,但初步数据表明 alucone 的线条图案比 hafnicone 的线条图案更清晰。使用 3 M HCl 作为显影剂时,铪酮的灵敏度为 400 μC/cm 2,而 alucone 的灵敏度则不太好(使用 0.125 M HCl 时为 4800 μC/cm 2)。我们对 alucone 的研究为 MLD 薄膜的结构特征提供了新的见解,从而可以实现所需的 EUV 响应行为。这一见解可能会加速用于电子束和 EUV 光刻的气相沉积无机光刻胶的开发。关键词:光刻胶、薄膜、极紫外 (EUV) 光刻、分子层沉积 (MLD)、原子层沉积 (ALD)、有机-无机混合材料
摘要:过渡金属二硫化物 (TMD) 的环境降解是一系列应用中的一个关键绊脚石。我们展示了一种简单的一锅非共价芘涂层工艺,可保护 TMD 免受光诱导氧化和环境老化。芘以非共价方式固定在剥离的 MoS 2 和 WS 2 的基面上。通过电子吸收和荧光发射光谱评估 TMD / 芘的光学特性。高分辨率扫描透射电子显微镜结合电子能量损失光谱证实了广泛的芘表面覆盖,密度泛函理论计算表明 TMD 表面上有约 2-3 层的强结合稳定平行堆叠芘覆盖。在环境条件下以 0.9 mW / 4 µ m 2 照射时,对剥离的 TMD 进行拉曼光谱分析,结果显示由于 Mo 和 W 的氧化状态而产生新的强拉曼谱带。但值得注意的是,在相同的暴露条件下,TMD / 芘保持不受影响。目前的发现表明,在 MoS 2 和 WS 2 上物理吸附的芘可充当环境屏障,防止 TMD 中由水分、空气和激光照射催化的氧化表面反应。拉曼光谱证实,在环境条件下储存两年的混合材料在结构上保持不变,证实了芘不仅可以阻止氧化,还可以抑制老化,具有有益作用。
摘要:由于循环时的形态进化和SEI修饰,使用Si作为锂离子电池的阳极材料仍然具有挑战性。目前的工作旨在开发一个由碳涂层的Si纳米颗粒(SI@C NPS)组成的复合材料,该复合物紧密嵌入了三维(3D)石墨烯水凝胶(GHG)结构中,以稳定LIB电极内的SI。而不是简单地混合两个组件,而是合成过程的新颖性在于原位热液过程,该过程显示出成功产生氧化石墨烯还原,3D石墨烯组装的产生以及SI@C NPS在GHG Matrix中的均匀分布。在不包含其他导电添加剂的电极上的半细胞中的电化学特性揭示了保护性C壳对于达到高特定能力的重要性(最高2200 mAh.g-1),以及良好的稳定性(200个循环,平均CEFF> 99%)。这些性能远高于用非C涂层Si NP制成的电极或通过混合两个组件制备的电极。这些观察结果突出了C壳对SI NP的协同作用,以及单步的原位制备,使SI@C-GHG混合复合材料具有具有物理化学,结构和形态学特性的SI@C-GHG混合材料的产量,从而促进了样品电导率和Li-ion扩散途径。
因此,量子特性对于各种各样的主题都很有趣,例如量子化学计算,特别是在天体化学[4]、量子计算机[5]、量子存储器[6]、加密[7, 8]、量子发光装置[9],甚至全球规模的量子通信[10]。在例子中,混合材料在不同尺度上产生了不同的影响,量子特性的产生从亚原子尺度到宏观尺度及更远。因此,应该强调在更短尺度上发展的重要性,包括用于量子存储器的硅中单个高自旋核的相干电控制[11]和可能影响量子信息处理[12]、宏观物体的检测和分辨[13]的量子态干涉。这些量子应用使用了不同的理论模型,例如量子粒子、光子和量子态,此外还有多学科领域,这些领域推动了量子光学、纳米光学、微电路和更高宏观尺度的光学设计和工程的发展。在这里,石墨烯和碳的同素异形体可以根据凝聚电子物质 [14] 与自由电子轨道 [15] 以及可用的伪电磁特性等特性以不同的方式参与。因此,由小原子厚度形成的石墨烯表现出稳定的化学结构和具有半金属特性的薄膜。它们微小的重叠价带和导带表现出强烈的双极电场效应,例如当电压门控增加时,每平方厘米中电子和空穴的浓度很高,并且在室温下具有迁移率 [16]。这些特性基于特定的电子 sp2 轨道,这些轨道可以在约 0.335 nm 的自由间隔长度内相互作用,产生伪
高效电力驱动项目启动:德累斯顿弗劳恩霍夫 IFAM 研究所开发混合金属板 德累斯顿弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所 (IFAM) 正在与合作伙伴合作开展一个新项目,开发用于电力驱动的混合电气板。在西门子的协调下,“InnoBlech”项目正在基于增材丝网印刷技术开发用于电力驱动的创新电气板。其他合作伙伴包括达姆施塔特工业大学、Ford-Werke GmbH 和 EKRA Automatisierungs GmbH 公司。“InnoBlech”的核心开发目标是为磁阻或 PMSM/IPM 电机的转子提供机械和磁性改进的金属板封装。该项目基于资源高效的 3D 丝网印刷工艺,旨在有针对性地全面改善金属板封装的机械和磁性。丝网印刷工艺不仅可以使电工薄板更薄、更高效,而且可以将不同的材料或合金并排或叠放在一起。这样,电工薄板就可以采用新的设计,并制造出具有局部适应的磁性能的薄板。该技术方法是在丝网印刷工艺中通过共烧结将不同的软磁材料相互结合或将软磁和非磁性铁基合金结合在一起。为此,将进一步开发已以丝网印刷为基础开发的铁基混合材料,以用于优化的电驱动混合转子叠片,特别是磁阻和永磁同步 (PMSM、IPM) 电机。具体来说,将解决以下具体开发目标:
2024 2024 年材料研究学会春季会议。基于光合细菌的生物混合材料用于能源和传感。西雅图(美国)——受邀演讲。2023 圣保罗大学(巴西)。半人工光合作用的生物混合界面:从仿生聚合物到纳米材料。圣保罗化学研究所(巴西)——受邀研讨会。2022 智利圣地亚哥大学(智利)。用于半人工光合作用的细菌/电极界面。智利圣地亚哥化学和生物学学院(智利)——全体会议讲座。2022 克雷塔罗自治大学(墨西哥)。从基于光合细菌的光电极到生物传感器。在线——受邀研讨会。 2022 CIMTEC 2022 第九届新材料论坛。细菌光合作用的电化学领域。佩鲁贾(意大利)——受邀演讲。2022 意大利纳米技术研究所国家研究委员会。生物混合电化学系统中的细菌-电极相互作用。线上——受邀研讨会。2021 第 240 届电化学学会会议。针对水质监测生物电化学系统的可持续性。虚拟会议——受邀演讲。2021 第 19 届欧洲光生物学学会大会。用于环境监测的生物混合系统中的光合实体。虚拟会议——受邀演讲。2021 北卡罗来纳州立大学(美国)。半人工光合作用:了解生物混合系统中的细胞外电子转移。线上——受邀研讨会。 2020 加利福尼亚大学欧文分校(美国)。半人工光合作用:从理解到人工调节生物体内的光激发电子收集。在线 - 受邀研讨会。
混合纳米流体 (HNF) 和三重混合纳米流体 (THNF) 具有广泛的工业、工程和医学应用,因为它们可以提高传热速率。由于 THNF 的这些应用,在本问题中,分析了磁流体动力学 (MHD) 场中水基流体和铜、氧化铝和氧化钛纳米颗粒在指数拉伸表面上的 3D 流体动力学流动。在本研究中,提出了一种根据 THNF 的激发潜能使用 THNF 增强传热的新数学模型。该比较模型适用于在磁场存在下新模型的指数流。使用连续性、动量和能量方程推导出偏微分方程 (PDE)。使用 MATLAB 软件中的 𝑏𝑣𝑝−4𝑐 算法获得数值结果。主要结果表明,与混合材料相比,三元混合纳米材料的努塞尔特数(衡量热量传递速率的数值)更高。三元混合纳米流体的努塞尔特数值比混合纳米流体高 38.4%。三元混合纳米流体的努塞尔特数最高值为 1.5090,出现在帕朗特尔数 8.2 处。三元混合纳米流体的传热速率也优于混合纳米流体和传统纳米流体。A 和 β 的增加也会导致温度下降。此外,提高 Ha 和 β 的值会导致表面摩擦系数增加。此外,由于 𝛽、A、Pr 和 Bi 的增加,努塞尔特数 (Nu) 也会增加。比较图表可知,THNF(𝐶𝑢−𝐴𝑙 2 𝑂 3 −𝑇𝑖𝑂 2 /𝐻 2 𝑂)中的温度和 Nu 的增长率高于 NHF(𝐶𝑢−𝐴𝑙 2 𝑂 3 /𝐻 2 𝑂)中的温度和 Nu 的增长率。