《石墨烯表面化学沉积的钯纳米颗粒,用于氢传感器》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2019-03-07
  • 研究了钯纳米粒子修饰的石墨烯在氢传感器中的应用。纳米粒子的密度对传感器的性能至关重要。我们开发了一种新的化学方法在石墨烯上沉积高密度、小尺寸和均匀分布的Pd纳米颗粒。通过这种方法,Pd前体连接到石墨烯通过π-π债券不引入额外的碳六角晶格缺陷。我们的方法简单、廉价,并且与互补金属氧化物半导体(CMOS)技术兼容。该方法用于在3英寸硅片上制作氢传感器。该传感器在室温下具有良好的性能。特别是在光照下,传感器的恢复时间更短。对其传感机理进行了阐述和讨论。该沉积方法有利于石墨烯传感器的大规模制造,并可与CMOS电路集成用于实际应用。

    ——文章发布于2019年3月06日

相关报告
  • 《自愈纳米颗粒的广泛应用》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-11-25
    • AZO于2020年11月24日发布关于纳米颗粒的内容,文章指出自愈材料的有用性在两年前被发现,这种材料至今仍引起科学界的兴趣,研究人员使用纳米技术来增强自愈材料的有效性。 纳米颗粒可以分散在整个材料(如聚合物),穿透裂缝,并帮助启动自我修复过程。本文讨论了自愈纳米颗粒的广泛应用。 自愈纳米粒子的一般性质和机理 在聚合物中加入纳米材料和纳米结构可以提供丰富的官能团、大的表面积和独特的特性(导热性、导电性和生物性)来帮助愈合过程。 纳米技术也有助于理解潜在的微和纳米级聚合物链的相互作用。这些信息有助于研究人员设计出具有多种应用的更先进的自愈聚合物。例如,科学家已经开发了一种利用环氧树脂、聚氨酯、橡胶和聚甲基丙烯酸甲酯的自愈合碳纳米管纳米复合材料。 自愈过程的有效性取决于纳米颗粒的类型、大小和形状。自愈合聚合物/碳纳米管的效率取决于其他因素: 矩阵的修改 纳米管的功能 处理方案 矩阵-纳米粒子相互作用或兼容性 2006年,马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校材料研究科学与工程中心的托马斯·罗素博士指出,这些材料可以修复任何形成的裂缝,且几乎不受外部侵入。 纳米膜还可以促进自愈特性。一些常用的纳米膜是纳米二氧化硅、石墨烯、碳纳米管(CNTs)、陶瓷氧化物和纳米纤维素。 研究人员报道,纤维素纳米晶须的加入使聚乙烯醇的抗拉强度提高了60倍。类似地,具有高导热性的石墨烯和碳纳米管等导电纳米管被用作纳米级加热器。因此,纳米颗粒被用来增强聚合物基质内的自愈机制。 自愈合纳米颗粒的应用 聚合物电损伤的自我修复 电网需要耐用、稳定和强介电聚合物来适当地绝缘导线。 高的局部电场导致电树,导致介电材料的结构破坏和导电退化,以及大规模的设备故障。 科学家们已经证明,在热塑性聚合物中加入超顺磁性纳米粒子(小于体积百分比的0.1%)可以帮助修复被电树刺伤的部位。这一措施也将确保绝缘性能的恢复。 在振荡磁场的影响下,纳米粒子移动到电树上并产生更高的局部温度。这将导致修复聚合物中的电树通道。这种方法也增加了电子和能源应用的电力电缆的耐久性。 乳腺癌术后复发的预防 水凝胶在1960年首次被报道。水凝胶是由交联的亲水聚合物组成的三维网络,它在水中膨胀。由于分离的聚合物链的物理和化学交联,它可以在不破坏结构的情况下保持大量的水。 水凝胶是一种非常重要的材料,特别是在肿瘤治疗和再生医学方面。这是因为它具有调节组织微环境的仿生能力。 利用席夫碱基连接,科学家们开发了一种基于石墨烯纳米颗粒的新型自愈合水凝胶。该石墨烯纳米颗粒基自愈水凝胶由硫酸软骨素、多醛和支化聚乙烯亚胺共轭石墨烯组成。 石墨烯纳米颗粒自愈水凝胶具有100%的自愈性,力学性能得到改善。一项小鼠乳腺癌术后复发的体外研究显示了基于石墨烯纳米颗粒的自愈合水凝胶的潜力。 自愈的电池 锂离子可充电电池通常使用碳基负极。这些电池容易形成枝晶,枝晶是在一个电极上发育并向另一个方向生长的小型金属结构。它们可能会引起短路甚至火灾。 尽管硅电极每单位体积能提供更高的能量,但由于充电周期的膨胀和收缩,它经常会崩溃。 伊利诺伊大学的研究人员开发了一种自愈电极,利用嵌入微胶囊的导电物质。电极的膨胀导致微胶囊破裂,使裂纹填充材料分散。 自我修复DNA纳米结构 科学家最近设计了具有自愈特性的DNA纳米结构。这些纳米结构可用于药物传递和诊断。然而,在应用DNA纳米结构之前,首先要做的是开发一种对抗核酸酶攻击的策略,即找到保护或修复受损DNA分子的方法。 纳米结构通常在24小时内在体温下的血清中被破坏。研究人员已经创造了各种策略,如dna -纳米管来稳定血清中的纳米结构。在含有纳米管的血清中加入这些更小的DNA贴片可以修复受损的结构。 自愈合石墨烯基复合生物传感器 可穿戴电子传感器是一种功能强大的设备,有助于疾病的早期诊断,并有助于持续监测个人的健康状况。然而,这些可穿戴传感设备在与人体接触时,不可避免地会受到划伤和机械割伤,从而导致其故障。 在一项概念验证中,研究人员揭示了一种具有自愈特性的柔性纳米关节传感器的发展。他们报道了一种带有功能化金纳米颗粒薄膜的自我修复聚合物的修正提高了基底和传感薄膜的愈合效率。
  • 《纳米颗粒功能化氧化石墨烯显著提升反式平面钙钛矿电池效率》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-08-06
    • 短短几年内,有机—无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经从3.8% 跃升至目前的23.3%,与商业化的晶硅太阳能电池相当。其中反式平面钙钛矿电池器件因制备工艺简单、可低温成膜、无明显迟滞效应等优点受到越来越多的关注。已有报道碳基纳米材料如碳纳米管、氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)等用作为反式钙钛矿电池的空穴传输层,组装而成的电池器件展现出高的光电转换效率及持久稳定性。然而GO用作空穴传输层,其功函(-5.1 eV)与钙钛矿的价带(如MAPbI3为-5.4 eV)匹配不佳,进而限制电池效率。利用纳米颗粒改性制备功能化GO,是调整GO功函的一条简单有效的途径。 成果简介 近日,台湾国立交通大学刁维光教授(通讯作者)等人使用Au和MoOx纳米颗粒分别沉积在GO薄膜表面调整GO功函,以此制备ITO/GO or GO-AuNP or GO-MoOx/MAPbI3/PCBM/BCP/Ag结构的反式钙钛矿电池,进而显著提升器件开路电压。研究发现使用GO-AuNP作为空穴传输层时,载流子在Au纳米颗粒中复合,导致器件性能没有提高。相比之下,GO-MoOx作为空穴传输层,由于空穴离域抑制载流子复合,显著提高器件性能,光电转换效率最高可达16.7%。相关成果以题为“Functionalization of Graphene Oxide Films with Au and MoOx Nanoparticles as Efficient p-Contact Electrodes for Inverted Planar Perovskite Solar Cells”发表在Adv. Funct. Mater.上。