锌-二氧化锰锌离子电池:一个研究型综合性化学实验的设计与实践 被引量：1

1

作者 吴兴隆 吕红艳 +4 位作者 杜苗 王嗣泽 王晓彤 张凯洋 李炜晨 《大学化学》 CAS 2023年第9期234-241,共8页

面向国家“双碳战略”需求,结合科技前沿和高校学生科研实践,设计了以低成本和高安全性为主要优势的锌-二氧化锰(Zn-MnO_(2))二次电池,并形成了一个标准化的物理化学综合实验。本实验首先通过水热法制备了α-MnO_(2),采用X射线衍射和扫... 面向国家“双碳战略”需求,结合科技前沿和高校学生科研实践,设计了以低成本和高安全性为主要优势的锌-二氧化锰(Zn-MnO_(2))二次电池,并形成了一个标准化的物理化学综合实验。本实验首先通过水热法制备了α-MnO_(2),采用X射线衍射和扫描电子显微镜对制得α-MnO_(2)的结构与形貌进行了表征,随后使用电池测试仪对锌片负极与α-MnO_(2)正极组装成的Zn-MnO_(2)锌离子电池进行了循环伏安、倍率和循环稳定性等电化学性能测试。该实验将科研热点转化为综合教学实验,从实验室走进日常生活,集化学材料合成、表征与电池电化学性能测试于一体,实验的不同模块可满足多种教学需求。此外,探究式学习与综合性操作相结合有助于提高学生的实验兴趣及化学实验操作水平;在教学过程中融入思政元素,渗透绿色理念,引导学生形成安全无污染的化学实验意识和可持续发展思想。 展开更多

关键词 锌离子电池 综合化学实验 锌 二氧化锰 电化学性能

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基于YAG∶Ce^(3+)荧光材料的中子管靶点表征方法

2

作者 李刚 臧帅普 +1 位作者 乔双 张昕彤 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期45-49,共5页

为实现伴随粒子中子管研究中的小靶点表征,设计了一种基于YAG∶Ce材料的模块化荧光靶体,给出了一种靶点实时监视与测量的方法。利用该方法实现了伴随粒子中子管最小4 mm直径靶点的实验工作。研究中在可更换的荧光靶面上经过激光雕刻阵... 为实现伴随粒子中子管研究中的小靶点表征,设计了一种基于YAG∶Ce材料的模块化荧光靶体,给出了一种靶点实时监视与测量的方法。利用该方法实现了伴随粒子中子管最小4 mm直径靶点的实验工作。研究中在可更换的荧光靶面上经过激光雕刻阵列化后,能够分辨毫米级甚至亚毫米级的靶点大小。经过长时间高能离子束轰击后的YAG∶Ce材料靶面能够持续发光,未见性能下降,证明YAG∶Ce材料具有良好的耐辐照性能。 展开更多

关键词 伴随粒子中子管 小靶点 YAG∶Ce荧光粉 荧光靶 耐辐照

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水系锌离子电池用钒基正极材料的研究进展 被引量：23

3

作者 衡永丽 谷振一 +1 位作者 郭晋芝 吴兴隆 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第3期11-26,共16页

水系锌离子电池(aqueous zinc-ion batteries,AZIBs)具有高安全性、低生产成本、锌资源丰富和环境友好等优点,被认为是未来大规模储能系统中极具发展前景的储能装置。目前,AZIBs的研究关键之一在于开发具有稳定结构和高容量的锌离子可... 水系锌离子电池(aqueous zinc-ion batteries,AZIBs)具有高安全性、低生产成本、锌资源丰富和环境友好等优点,被认为是未来大规模储能系统中极具发展前景的储能装置。目前,AZIBs的研究关键之一在于开发具有稳定结构和高容量的锌离子可脱嵌正极材料。钒基化合物用作AZIBs正极时,表现出可逆容量高和结构丰富可变等特点,受到了广泛的关注和研究。然而,钒基化合物的储锌机理较复杂,不同材料通常表现出各异的电化学性能和储能机理。在本综述中,我们全面地阐述了钒基化合物的储能机制,并探讨了钒基材料在水系锌离子电池中的应用和发展近况,以及它们的性能优化策略。在此基础上,也进一步地展望了水系锌离子电池及其钒基正极材料的发展方向。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 正极材料 钒基化合物 电解液 储能机制

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紫外激光辐照对非晶IZO薄膜电学性质影响 被引量：3

4

作者 夏鹏 马剑钢 +2 位作者 张昕彤 薛金玲 林东 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2016年第17期1979-1982,共4页

为了降低溶胶凝胶法制备透明导电薄膜的热退火温度,将溶胶-凝胶法与深紫外激光处理相结合,在石英玻璃衬底上制备了非晶铟锌氧(InZnO、IZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射、紫外-可见光吸收光谱、霍尔效应测试以及红外光谱等测试手段,分析... 为了降低溶胶凝胶法制备透明导电薄膜的热退火温度,将溶胶-凝胶法与深紫外激光处理相结合,在石英玻璃衬底上制备了非晶铟锌氧(InZnO、IZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射、紫外-可见光吸收光谱、霍尔效应测试以及红外光谱等测试手段,分析了激光辐照前后,薄膜的微观结构、光电性质以及材料中有机物共价键的变化情况。结果表明:248nm深紫外激光辐照并未改变薄膜的非晶结构,但薄膜的电学性能得到明显的提升,这归因于高能光子能有效去除因低温退火而残留在薄膜中的有机成分,并降低薄膜表面吸附氧的浓度,从而提高薄膜中载流子浓度和迁移率;最后,在250℃的退火温度下得到了光电性能良好的非晶IZO透明导电薄膜(电阻率为2.01×10^(-2)Ω·cm,在550nm处透过率为92.7%)。 展开更多

关键词 透明导电薄膜 溶胶凝胶法 非晶铟锌氧 深紫外激光辐照

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Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)@C用作水系锌离子电池正极材料的研究 被引量：7

5

作者 衡永丽 谷振一 +1 位作者 郭晋芝 吴兴隆 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期938-944,共7页

水系锌离子电池(AZIBs)是未来大型储能领域中具有吸引力的选择之一。但合适的用于锌离子存储的正极材料少之又少。本工作以NASICON结构的正极材料Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)作为储锌正极材料,在高浓度的电解液中可以实现高效的Zn^(2+... 水系锌离子电池(AZIBs)是未来大型储能领域中具有吸引力的选择之一。但合适的用于锌离子存储的正极材料少之又少。本工作以NASICON结构的正极材料Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)作为储锌正极材料,在高浓度的电解液中可以实现高效的Zn^(2+)存储并展现出超长的循环性能。本研究采用简单的溶胶凝胶法制备出均匀碳包覆的NVP,并借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电等表征测试手段,分析NVP材料的结构、形貌和用作AZIBs正极时表现出的电化学性能。同时,本工作研究了不同浓度的电解液对电化学性能的影响。结果表明,电解液浓度提升后NVP材料可以展现出更高的容量存储、卓越的倍率性能和超长的循环寿命。在2000 mA/g的超高电流密度下循环1000圈之后,容量保持率仍为77.8%,并且在循环过程中材料的每圈库仑效率接近100%。此外,通过循环伏安法(CV)和恒电流间歇滴定法(GITT)进一步探索了NVP电极的动力学过程并得出,NVP材料出色的电化学性能的表现归因于其稳定和开放的NASICON框架和优异的动力学行为。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 正极材料 磷酸钒钠 高浓度电解液 长循环寿命

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以废旧锰酸锂正极为原料制备Li0.25Na0.6MnO2钠离子电池正极材料的研究 被引量：2

6

作者 聂雪娇 郭晋芝 +5 位作者 王美怡 谷振一 赵欣欣 杨旭 梁皓杰 吴兴隆 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第5期1402-1409,共8页

随着锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在众多储能领域更大规模的广泛应用,废旧LIBs正在大量地产生,若不进行任何处理而随意丢弃,必将给人类赖以生存的生活环境造成极大的危害,而且也是一种资源浪费。本课题组对废旧LIBs中的锰酸... 随着锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在众多储能领域更大规模的广泛应用,废旧LIBs正在大量地产生,若不进行任何处理而随意丢弃,必将给人类赖以生存的生活环境造成极大的危害,而且也是一种资源浪费。本课题组对废旧LIBs中的锰酸锂正极进行回收和收集,并以此为主要原料,通过球磨和高温烧结相结合的过程,成功合成了钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)正极材料Li0.25Na0.6MnO2(LNMO),并对其的电化学性能、动力学特性和离子脱嵌导致的相变过程进行了研究。结果显示,LNMO表现出较高的比容量(131.5 mA·h/g)以及优异的倍率性能(容量保持率97.9%),该电极的表观离子扩散系数为10^-12 cm^2/s数量级,表现出快的离子脱嵌能力和动力学过程,是它表现出优异倍率性能的主要原因之一。对废旧锰酸锂材料回收并应用于下一代低成本SIBs中,具有同时实现“废旧LIBs有效回收”和“解决SIBs原料来源”的重要意义。 展开更多

关键词 废旧锂离子电池 锰酸锂正极 回收与再利用 钠离子电池 Li0.25Na0.6MnO2

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钠离子电池用铁基正极材料的研究进展 被引量：5

7

作者 张洪霞 李少芳 +2 位作者 赵博 侯宪坤 吴兴隆 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1205-1222,共18页

气候变化和化石燃料枯竭等问题将促进新型绿色能源的开发和利用。因此,高效率、低成本、安全的储能系统,得到了越来越多的关注和研究。在各类储能系统中,二次电池是存储电能、为电子设备供电的最理想选择。目前,锂离子电池(LIBs)的应用... 气候变化和化石燃料枯竭等问题将促进新型绿色能源的开发和利用。因此,高效率、低成本、安全的储能系统,得到了越来越多的关注和研究。在各类储能系统中,二次电池是存储电能、为电子设备供电的最理想选择。目前,锂离子电池(LIBs)的应用最广泛。然而,地球上锂资源的短缺和分布不均造成的成本较高,急需研究和开发其他高性能的新型二次电池。钠元素具有地壳中储量丰富、均匀且与锂具有相似化学性质等优势,使得钠离子电池(SIBs)成为了取代LIBs最有前景的备选二次电池之一。然而,钠离子的体积较大、离子传导动力学更缓慢、导电性更差等问题,限制了SIBs高性能的实现,这是目前研究的难点和重点。此外,铁具有储量丰富、环境友好的特点,其在SIBs中的应用引起了电池领域科研工作者的广泛关注。因此,寻找良好的铁基正极材料成为SIBs高性能电极材料开发的一个重要研究方向。本综述对近年来SIBs铁基正极材料方面的研究进展进行了总结,并按照聚阴离子型化合物、过渡金属氧化物、普鲁士蓝及类似物和氟化物分类,进行了系统的阐述和分析。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 铁基化合物 聚阴离子材料 普鲁士蓝 氟化物

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NASICON结构正极材料用于钠离子电池的研究进展 被引量：3

8

作者 谷振一 郭晋芝 +5 位作者 杨洋 赵欣欣 杨旭 聂雪娇 何晓燕 吴兴隆 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1535-1550,共16页

随着二次电池技术的迅速发展,锂离子电池(LIBs)已经成为了当今社会一种重要的储能装置。然而,地壳中锂资源有限、含锂化合物价格昂贵,因此科研工作者正在积极寻找LIBs的替代品。钠离子电池(SIBs)具有与LIBs相似的工作原理,且钠元素在地... 随着二次电池技术的迅速发展,锂离子电池(LIBs)已经成为了当今社会一种重要的储能装置。然而,地壳中锂资源有限、含锂化合物价格昂贵,因此科研工作者正在积极寻找LIBs的替代品。钠离子电池(SIBs)具有与LIBs相似的工作原理,且钠元素在地球上储量更丰富更均匀、价格更低廉,使得SIBs成为了最有希望替代LIBs的新型二次电池体系之一。不过,钠离子半径较大、充放电过程中电极材料的不可逆性更明显等缺点,明显地增加了开发高性能SIBs的难度。因此,寻找具有优异性能的电极材料,成为了当前SIBs研究的难点和重点。钠超离子导体(NASICON)结构材料是一类具有超快钠离子传导能力的化合物,在脱/嵌钠过程中具有离子传导率高、结构稳定等优点,表现出明显的应用潜力。本文将在介绍NASICON材料晶体结构的基础上,重点从过渡金属种类与个数,以及阴离子调控的角度,总结其研究进展,并分析了该类材料面临的主要问题和挑战。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 NASICON结构 磷酸盐

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室温全息光谱烧孔:实现路径与研究展望

9

作者 付申成 刘益春 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1123-1130,共8页

光谱烧孔型全息存储因高密度、抗干扰、低能耗的特点而具备了海量“冷数据”存储潜力。本文结合作者的科研经历,首先简要回顾了光谱烧孔的发展历程和存在瓶颈;随后基于等离激元光谱烧孔的基本原理,阐述了过渡金属氧化物/贵金属功能基元... 光谱烧孔型全息存储因高密度、抗干扰、低能耗的特点而具备了海量“冷数据”存储潜力。本文结合作者的科研经历,首先简要回顾了光谱烧孔的发展历程和存在瓶颈;随后基于等离激元光谱烧孔的基本原理,阐述了过渡金属氧化物/贵金属功能基元室温全息光谱烧孔的新思想;继而展示了作者在大面积全息盘片研制和小型化全息存储器开发方面的最新成果;最后对未来利用功能基元空间序构实现高密度频域全息光谱烧孔进行了展望。作者所在团队的系列工作开辟了高密度光存储的新方向,同时为发展过渡金属氧化物基高集成光电器件提供了有益的思路。 展开更多

关键词 光谱烧孔 过渡金属氧化物 等离激元 全息存储

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PVDF-CNT自漂浮多孔微珠的制备及在高效太阳能驱动界面水蒸发中的应用 被引量：7

10

作者 梁平平 刘帅 +4 位作者 李红艺 丁亚丹 温晓琨 刘俊平 洪霞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2689-2693,共5页

采用操作便捷的相转化法制备了可用于太阳能驱动界面水蒸发的聚偏氟乙烯-碳纳米管(PVDF-CNT)自漂浮多孔微珠.PVDF-CNT微珠独特的组成和多孔微球结构有助于实现太阳光的高效捕获、充分的水运输和快速的蒸汽逸出,且CNTs含量越高,PVDF-CNT... 采用操作便捷的相转化法制备了可用于太阳能驱动界面水蒸发的聚偏氟乙烯-碳纳米管(PVDF-CNT)自漂浮多孔微珠.PVDF-CNT微珠独特的组成和多孔微球结构有助于实现太阳光的高效捕获、充分的水运输和快速的蒸汽逸出,且CNTs含量越高,PVDF-CNT微珠性能越佳.PVDF-CNT微珠最多可吸收约94.5%的太阳光,2 min内使水面温度从20.8℃升高至43.1℃.在1 kW/m^(2)的太阳光模拟器照射下,水蒸发速率高达1.501kg/(m^(2)·h),太阳能转换效率高达94.2%. 展开更多

关键词 碳纳米管 聚合物 相转化法 光热性质 水蒸发

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氧化物基忆阻型神经突触器件 被引量：8

11

作者 刘益春 林亚 +1 位作者 王中强 徐海阳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期113-131,共19页

忆阻器具有高密度、低功耗和阻值能够连续可调的特性,被认为是模拟神经突触最具潜力的候选者.而金属氧化物,因其氧离子可迁移,组分易于调控,与传统 CMOS 兼容等优点,是发展高性能忆阻器件的理想材料.本文首先介绍了氧化物基忆阻器件阻... 忆阻器具有高密度、低功耗和阻值能够连续可调的特性,被认为是模拟神经突触最具潜力的候选者.而金属氧化物,因其氧离子可迁移,组分易于调控,与传统 CMOS 兼容等优点,是发展高性能忆阻器件的理想材料.本文首先介绍了氧化物基忆阻器件阻变行为及其运行机制,包括数字型和模拟型忆阻器.主要综述了基于模拟型忆阻器实现的突触器件认知功能模拟,包括非线性传输特性、时域突触可塑性、经验式学习和联合式学习等.然后进一步介绍了忆阻型突触器件在模式识别、声音定位、柔性可穿戴和光电神经突触方面的潜在应用.最后总结展望氧化物基忆阻神经突触在相关领域的可能发展方向. 展开更多

关键词 氧化物 忆阻器 忆阻机理 突触仿生

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石墨烯薄膜的光化学还原制备与表征 被引量：3

12

作者 李冰 高峰 +3 位作者 杨光敏 田苗苗 曲雪松 张昕彤 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2612-2615,共4页

采用光化学还原方法制备了图案化的石墨烯薄膜.研究了光还原氧化石墨烯薄膜(PRGO)的热稳定性和发光性质.热重分析(TGA)结果表明,光化学还原主要引起氧化石墨烯(GO)氧化基团的减少,而对GO内水含量影响较小;发光(PL)测试结果表明,不同激... 采用光化学还原方法制备了图案化的石墨烯薄膜.研究了光还原氧化石墨烯薄膜(PRGO)的热稳定性和发光性质.热重分析(TGA)结果表明,光化学还原主要引起氧化石墨烯(GO)氧化基团的减少,而对GO内水含量影响较小;发光(PL)测试结果表明,不同激发条件下,PRGO的发光与GO相比表现出了不同的变化规律:在波长514 nm的光激发下,PRGO的发光强度比GO明显降低,同时伴随着发光峰峰位红移;而在波长830 nm的光激发下,PRGO的发光强度比GO略有增强,并且发光峰峰位无明显变化,此结果表明不同尺寸的碳团簇局域态(sp2C团簇)的光还原反应活性不同,这与GO特殊的能带结构密切相关. 展开更多

关键词 光化学还原 氧化石墨烯 发光性质

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MoS2及其金属复合表面增强拉曼散射基底的发展及应用 被引量：2

13

作者 李金华 张思楠 +3 位作者 翟英娇 马剑刚 房文汇 张昱 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期127-138,共12页

表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)作为一种超灵敏的无标签分析技术,在分子检测领域得到了广泛的研究及发展,而增强机理的探究及灵敏度、均匀性、稳定性等性能的提升一直是研究人员面临的重要挑战.本文通过梳... 表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)作为一种超灵敏的无标签分析技术,在分子检测领域得到了广泛的研究及发展,而增强机理的探究及灵敏度、均匀性、稳定性等性能的提升一直是研究人员面临的重要挑战.本文通过梳理SERS机理的国内外研究进展,综述了单一金属基底、二硫化钼(MoS2)基底及金属/MoS2复合基底的机理及研究现状和存在的问题等;总结介绍了二硫化钼基底及金属/二硫化钼复合基底制备方法的优缺点;概述了二硫化钼及其金属复合基底在食品检测、生物医学、环境污染监测等方面的应用研究进展;最后提出了SERS技术目前存在的不足并对其发展前景进行了展望. 展开更多

关键词 表面增强拉曼散射 金属/MoS2纳米复合结构 应用 综述

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ZnO量子点的制备及其在白光LED中的应用 被引量：2

14

作者 朱菲菲 杨柳 +4 位作者 刘凯 刘为振 张涔 徐海阳 马剑钢 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1420-1428,共9页

利用湿化学方法制备合成Zn O量子点,通过改变合成条件(反应时间、反应物浓度、反应温度)对量子点的尺寸及发光性能进行调控。利用透射电子显微镜、吸收光谱、荧光光谱等表征手段,探讨了合成条件对Zn O量子点光学性质的影响,并优化出适... 利用湿化学方法制备合成Zn O量子点,通过改变合成条件(反应时间、反应物浓度、反应温度)对量子点的尺寸及发光性能进行调控。利用透射电子显微镜、吸收光谱、荧光光谱等表征手段,探讨了合成条件对Zn O量子点光学性质的影响,并优化出适用于构建白光LED器件的最佳合成条件。研究结果表明,在反应温度为20℃、反应时间为3 h、前驱体Zn(OAc)_2和Li OH反应浓度比为2∶1时获得的Zn O量子点较为稳定,并在紫外光激发下发出明亮的黄绿色光。在此基础上,以该Zn O量子点为有源层、p-Ga N∶Mg基片为空穴注入层、非晶Al_2O_3薄膜为电子阻挡层构造了p-i-n型异质结LED,在正向注入电流为5 m A时,获得了来自于器件的白光发射,其色坐标为(0.28,0.30),色温为9 424 K。 展开更多

关键词 ZnO量子点 黄绿光发射 湿化学法 ZnO量子点/Al2O3/p-Ga N异质结构 白光LED

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利用蜡烛灰制备超疏水疏油抗菌涂层 被引量：5

15

作者 谢超 洪国辉 +2 位作者 杨伟强 王继库 赵丽娜 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期379-384,共6页

利用蜡烛灰制备了超疏水疏油涂层,并证明其具有优异的抗菌性能.蜡烛灰的多孔网状的纳米结构放大了低表面能全氟辛基硅烷(TMEDA)的润湿性,达到了超疏水疏油的目的.

关键词 涂层 超疏水 疏油 抗菌性能 蜡烛灰

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ZnO NPs对水培小麦(Triticum aestivum L)种子不同发育阶段的影响 被引量：3

16

作者 陈泽林 徐长山 +3 位作者 张兰兰 乔金 张海娇 邵海玲 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期156-163,共8页

氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,已有研究表明其对生物体具有显著的毒性效应。为了研究ZnO NPs的毒性与种子发育阶段的关系,选择小麦(Triticum aestivum L)作为受试植物,将处于不同发育阶段的小麦种子置入ZnO... 氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,已有研究表明其对生物体具有显著的毒性效应。为了研究ZnO NPs的毒性与种子发育阶段的关系,选择小麦(Triticum aestivum L)作为受试植物,将处于不同发育阶段的小麦种子置入ZnO NPs悬浮液中进行培养,研究了ZnO NPs对水培小麦种子不同发育阶段的影响。结果表明,虽然ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦都可以产生毒性,但是毒性的大小随小麦发育阶段的不同而表现出明显的差异(P<0.05)。在60 mg·L-1暴露浓度下,用ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦种子进行处理,小麦根长的抑制率分别为37.8%、80.2%和95.7%;就萌动阶段和发芽阶段而言,ZnO NPs的毒性与其浓度有关,浓度越大毒性越大,即具有显著的浓度效应。上述研究结果对于全面准确地评价ZnO NPs毒性具有重要的意义。 展开更多

关键词 氧化锌 纳米粒子 小麦 毒性 吸胀阶段 萌动阶段 发芽阶段

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面向感存算一体化的光电忆阻器件研究进展 被引量：2

17

作者 单旋宇 王中强 +3 位作者 谢君 郑嘉慧 徐海阳 刘益春 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期415-434,共20页

脑启发神经形态计算系统有望从根本上突破传统冯·诺依曼计算机系统架构瓶颈,极大程度地提升数据处理速度和能效.新型神经形态器件是构建高能效神经形态计算的重要硬件基础.光电忆阻器作为新兴的纳米智能器件,因具备整合光学感知、... 脑启发神经形态计算系统有望从根本上突破传统冯·诺依曼计算机系统架构瓶颈,极大程度地提升数据处理速度和能效.新型神经形态器件是构建高能效神经形态计算的重要硬件基础.光电忆阻器作为新兴的纳米智能器件,因具备整合光学感知、信息存储和逻辑计算等功能特性,被认为是发展类脑视觉系统的重要备选.本文将综述面向感存算功能一体化的光电忆阻器研究进展,包括光电忆阻材料与机制、光电忆阻器件与特性、感存算一体化功能及应用等.具体将根据机制分类介绍光子-离子耦合型和光子-电子耦合型光电忆阻材料,根据光电忆阻特性调节方式介绍光电调制型和全光调制型光电忆阻器件,根据感存算一体化功能介绍其在认知功能模拟、光电逻辑运算、神经形态视觉功能、动态探测与识别等方面的应用.最后总结光电忆阻器的主要优势以及所面临的挑战,并展望光电忆阻器的未来发展. 展开更多

关键词 感存算一体化 光电忆阻器 神经形态计算

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离子选择性微电极用于原位测量离子扩散系数 被引量：2

18

作者 何惠敏 徐长山 +3 位作者 郑博文 郭佳昕 刘晓男 程亮 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1439-1446,共8页

扩散系数是描述物质扩散过程的重要参数,而用膜池法、放射性或荧光示踪法、分子动力学模拟等现有方法无法原位进行生物体系中离子扩散系数的实时测量。本文利用离子选择性微电极响应迅速、高选择性、高灵敏度、高空间分辨率、对样品无... 扩散系数是描述物质扩散过程的重要参数,而用膜池法、放射性或荧光示踪法、分子动力学模拟等现有方法无法原位进行生物体系中离子扩散系数的实时测量。本文利用离子选择性微电极响应迅速、高选择性、高灵敏度、高空间分辨率、对样品无污染等优势,通过分析单个植物细胞原生质体在培养液中破裂时所形成的离子浓度脉冲信号,建立了相应的点源扩散模型,推导出了描述离子浓度随时间变化的理论公式,并通过该公式对实验测得的脉冲信号进行拟合,得到了离子的扩散系数,从而建立了一种用离子选择性微电极原位测定离子扩散系数的新方法,并将其应用于芦荟细胞原生质体破裂时离子扩散系数的测定,得到了Ca2+、Na+和K+的扩散系数分别为(6.51±0.12)×10^-6、(2.93±0.15)×10^-5和(3.03±0.35)×10^-5cm^2/s。对比发现,拟合得到的Ca2+、Na+和K+扩散系数均略高于已报道的数值(纯水中),这一现象的产生可能是因为原生质体是在低渗液中吸水膨胀,细胞膜内压力升高产生内外压力差,该压力差会加速细胞破裂时离子的扩散。这一方法对生物体系无干扰,较好地解决了生物体系中离子扩散系数原位实时测量的难题。 展开更多

关键词 离子 扩散系数 微电极 原位 原生质体

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化学气相沉积法制备β-Ga_2O_3纳米结构及其缺陷发光性质研究 被引量：2

19

作者 薛金玲 马剑钢 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1273-1279,共7页

利用化学气相沉积法(CVD),在不同压强下分别得到β-Ga2O3纳米线(NWs)和纳米带(NBs)。研究结果表明,获得的NWs与NBs均为单斜结构的β-Ga2O3,且NWs结晶质量优于NBs。在阴极射线发光(CL)光谱中,发现NWs与NBs在近紫外和蓝光波段有较强的发... 利用化学气相沉积法(CVD),在不同压强下分别得到β-Ga2O3纳米线(NWs)和纳米带(NBs)。研究结果表明,获得的NWs与NBs均为单斜结构的β-Ga2O3,且NWs结晶质量优于NBs。在阴极射线发光(CL)光谱中,发现NWs与NBs在近紫外和蓝光波段有较强的发光。对比NWs与NBs的CL光谱,推断β-Ga2O3在374 nm和459 nm的近紫外和蓝色发光峰分别来自于Ⅰ型和Ⅱ型氧空位(VO(I)和VO(Ⅱ))的缺陷复合。 展开更多

关键词 化学气相沉积 β-Ga2O3 阴极射线发光 氧空位

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纳米氧化锌对细叶蜈蚣草(Egeria najas)光合作用的影响 被引量：7

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作者 乔金 徐长山 +3 位作者 张海娇 邵海玲 郑博文 何惠敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1495-1502,共8页

采用细叶蜈蚣草(Egeria najas)作为受试植物,分别用不同浓度的ZnO NPs处理细叶蜈蚣草六天,通过OJIP荧光动力学曲线和脉冲瞬态荧光动力学曲线评估暴露在不同浓度的ZnO NPs悬浮液中的细叶蜈蚣草的光合性能。当细叶蜈蚣草暴露在ZnO NPs悬... 采用细叶蜈蚣草(Egeria najas)作为受试植物,分别用不同浓度的ZnO NPs处理细叶蜈蚣草六天,通过OJIP荧光动力学曲线和脉冲瞬态荧光动力学曲线评估暴露在不同浓度的ZnO NPs悬浮液中的细叶蜈蚣草的光合性能。当细叶蜈蚣草暴露在ZnO NPs悬浮液中,光系统Ⅱ关闭的净速率(M_O)、J点的相对可变荧光强度(V_J)和单位反应中心用于热能耗散的能量(DI_0/RC)有明显的下降趋势(p<0.05),最大光化学量子效率(Φ_(P0))、捕获的激子中用来推动电子传递的效率(Ψ_0)、电子传递的量子产额(Φ_(E0))、实际光化学量子效率■有上升的趋势(p<0.05)。表明ZnO NPs增强了光系统Ⅱ反应中心之间的连通性、促进了光系统Ⅱ受体侧的电子传递和光能的利用,即ZnO NPs在某些方面促进了细叶蜈蚣草的光合作用。用相应浓度的Zn^(2+)溶液来处理细叶蜈蚣草,当细叶蜈蚣草暴露在Zn^(2+)溶液中,光系统Ⅱ关闭的净速率、J点的相对可变荧光强度和单位反应中心用于热能耗散的能量有明显的上升趋势(p<0.05),最大光化学量子效率、捕获的激子中用来推动电子传递的效率、电子传递的量子产额、实际光化学量子效率有下降的趋势(p<0.05),单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获的光能(TR_0/RC)和非调节性能量耗散量子产量■有明显的上升趋势(p<0.05),即Zn^(2+)降低了光系统Ⅱ反应中心之间的连通性、抑制了光系统Ⅱ受体侧的电子传递和光能的利用并使反应中心失活,即Zn^(2+)抑制了细叶蜈蚣草的光合作用。在ZnO NPs处理细叶蜈蚣草的实验中并没有发现光合作用受抑制情况,表明ZnO NPs的促进作用强于其释放的游离Zn^(2+)的抑制作用。 展开更多

关键词 ZNO纳米粒子 细叶蜈蚣草 叶绿素a荧光 光系统Ⅱ

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