氮硫共掺杂荧光碳点的光热效应研究

碳点具有合成简单、光学性能良好、生物相容性优异以及制备成本低廉等优点。本工作以柠檬酸为碳源,硫脲为氮源和硫源,用溶剂热法合成了氮硫共掺杂碳点。制备的碳点具有蓝色荧光,且展现出高的光热转换能力,其光热转换效率达40.86%,可同时作为光敏剂和光热剂使用。

1319nm连续激光辐照皮肤组织的光热效应实验研究

实验测定了离体人皮肤组织在1319nm连续Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,研究了激光辐照功率密度和作用时间对皮肤组织温升分布的影响.结果表明,皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照功率密度以及作用时间密切相关;激光输出功率密度15.80W/cm2时安全辐照时间阈值为120s,功率密度48.92W/cm2时安全辐照时间阈值为6s.

激光作用下生物组织光热效应的研究状况

激光生物医学理论和临床实践的基础是激光与生物组织相互作用研究。本文从生物传热方程出发 ,探讨激光作用下组织光热效应的空间分布及时间行为 ,光热传播临床应用的特点 ,温度的实时测量。理论模型和实验手段的结合 ,可以对激光外科临床应用中的热损伤作出预测 ,也有助于新型医疗手段的验证。

光热效应的相干检测理论

提出一种高灵敏度的光谱检测方法即光热效应的相干检测方法 ,给出了系统的理论分析 ,导出了由泵浦光引起的折射率分布和探测光的位相变化 ,进而导出了由泵浦光引起的探测光的干涉条纹的变化量表达式 ,并与光热偏转技术、热透镜技术作了比较 理论分析结果表明 :光热效应的相干检测方法比光热偏转技术。

基于TiO2@Fe3O4纳米材料的盐酸阿霉素磁性热敏脂质体制备及其理化特性、磁效应和光热效应考察

目的:制备一种包载盐酸阿霉素(DOX)的磁性热敏脂质体(MTSL),考察其理化性质、磁效应和光热效应,为肿瘤的化疗及光热/光动力治疗提供基础。方法:以DOX为模型药物,以纳米二氧化钛-纳米四氧化三铁复合材料(TiO2@Fe3O4)作为光敏剂和磁性材料,采用薄膜分散法制备DOX-TiO2@Fe3O4-MTSL。观察该脂质体的形态和分散性、粒径及Zeta电位,采用超滤-离心法结合高效液相色谱法考察其包封率;采用磁强针考察其顺磁性。与DOX溶液比较,采用透析法考察该脂质体的体外释放行为,并比较在不同温度(37、43℃)下的释放曲线。采用808nm近红外激光照射,考察该脂质体的光热转换效应以及对人乳腺癌MCF-7细胞中活性氧(ROS)产生的影响。结果:制备的DOX-TiO2@Fe3O4-MTSL为棕黑色,水分散性好;电镜下呈类圆球形,大小较均匀;平均粒径为250.6nm,多分散性指数为0.107,Zeta电位为(-7.76±3.41)mV;包封率为(92.3±3.2)%;在外加磁场下可定向移动,具有明显的顺磁性。与DOX溶液比较,该脂质体释药速度较慢,具有明显的缓释特性;与37℃条件比较,该脂质体在43℃条件下的释药速度明显加快。随激光(808nm)照射时间的增加,该脂质体的温度持续升高,具有明显的光热转换效应,并可使MCF-7细胞中ROS的产生明显增加。结论:成功制备了DOX-TiO2@Fe3O4-MTSL,其外观形态均匀、理化性质良好;具有明显的顺磁性、缓释作用和光热转换性能,能在808nm近红外激光照射下增加MCF-7细胞中ROS的含量。

基于光热效应的建筑自然通风外窗保温性仿真

传统的建筑保温性研究通常只考虑围护结构热量散失的影响,导致其计算结果与实际温度存在较大误差。因此基于光热效应对建筑自然通风外窗保温性进行仿真研究。推导光热效应影响下建筑外窗的导热过程,计算其光热效应系数,分析自然通风条件下温度变化趋势,利用建筑热能传递参数分析外窗保温性能,实现光热效应下建筑自然通风外窗保温性的仿真研究。设计对比实验,应用仿真软件建立建筑物模型,考虑外窗紧闭与自然通风两种温度条件,分别利用设计方法和对比方法进行建筑保温性仿真,并与预设结果对比,根据实验对比结果可知,考虑光热效应的建筑保温性研究较传统的保温性研究更贴近预设值。

石墨烯纳米复合材料光热效应研究进展

石墨烯具有良好的导热性和结构稳定性等优点,在光热转化材料的研究中显示出极大的优势,将其与光吸收系数高的纳米材料结合,从而增强材料的光热转化效率。本研究阐述了几种新型的光热转化材料的研究进展,分析了各种材料在实际应用方面的优缺点,讨论了光热转化材料的应用以及开发前景。

基于光热效应的沙门氏菌试纸条检测方法研究

建立一种基于氧化石墨烯-金复合物的光热效应沙门氏菌渗滤试纸条的检测方法。制备了石墨烯-金纳米复合物,并将其与抗体偶联,在传统渗滤试纸条方法的基础上,优化了渗滤试纸条的各项试验条件以及激光照射时长。采用目测法及光热效应温差法检测沙门氏菌的最低检测限分别为2.4×10~4 CFU/m L及2.4×10~3 CFU/m L。绘制了石墨烯-金纳米复合物光热效应渗滤试纸条方法检测沙门氏菌的标准曲线,并得到线性回归方程:y=0.754x-2.09,R^2=0.971。

石墨烯/有机共轭体系的光热效应与应用

本文对近几年来石墨烯/有机共轭体系在光热效应领域取得的重要研究进展进行了总结评述。虽然有机光热试剂具有优异的光热转换效率和良好的生物相容性,但是,有机光热试剂的光稳定性差,限制了其实际应用。现有研究结果表明,石墨烯可显著地增强有机共轭体系的光稳定性,大幅提高其光热转换效率。此外,石墨烯/有机共轭体系还可集多种功能于一体,例如:光声成像指导下的光热治疗、pH响应的荧光成像和光热治疗、光热和光动力联合治疗等,这对有机共轭体系在光热治疗领域的应用具有重要意义。本文总结的研究结果及所作的分析,希望对新型有机共轭体系的光热效应及后续研究起到一定的参考和促进作用。

1064 nm激光光热效应对CCD探测器干扰实验研究

为了研究激光的光热效应对CCD探测器的干扰效应,利用1064 nm激光开展了对CCD探测器的干扰实验。实验采集数字图像的处理分析可明显观察到1064 nm激光对于CCD探测器的串扰现象。进行了激光照射CCD探测器随时间变化产生热噪声差对比实验,观察到了激光光热效应对于CCD探测器的干扰效果。实验表明CCD探测器表面温度随1064nm激光辐照功率的升高而逐渐升高的现象,由于光热效应带来的图像热噪声明显影响到了CCD探测器的成像效果。由于硅基CCD探测器对1064 nm波长的低光电响应率,研究光热效应对CCD探测器干扰效应尤为重要。

玻璃表面pH值的光热效应及灭菌陶瓷的光催化机理

本文通过实验发现玻璃表面PH值随光照强度和温度的增加而增加。并由此推断了灭菌陶瓷的光催化机理。

基于光热效应的显微光谱技术在单粒子检测中应用和发展

高灵敏度的单粒子检测技术是纳米粒子在生物医学、化学、光电子等领域应用的前提条件。常见的单粒子检测技术主要包括基于粒子的荧光、拉曼、散射和吸收等信号而发展起来的光学显微成像及光谱技术。其中,拉曼光谱和荧光光谱技术主要适用于一些具有拉曼活性的分子/粒子或可发光的荧光分子或粒子,然而即使对于荧光效率高的有机染料分子和半导体纳米粒子,固有的光漂白和blinking现象也对单粒子探测形成了挑战。散射光谱测量是应用于单粒子检测的另外一种方法,从理论上讲,由于瑞利散射随着尺寸的减小而呈六次方减弱的趋势,在细胞或生物组织内,小尺寸粒子的散射信号很难从背景散射噪声中分离出来。众所周知,介质吸收激发光后会引起介质内的折射率变化,进而在光加热区附近出现折射率的梯度分布,称为光热效应(photothermal effect)。基于粒子光热效应的光学显微成像和光谱测量技术具有信号灵敏度高、无背景散射、原位和免标记等优点,在单粒子检测领域展现了良好的应用潜力。综述了近年来基于光热效应的显微光谱技术在单粒子检测中应用和研究发展,首先介绍了光热效应的测量原理;接着分别讨论了光热透镜测量技术、微分干涉相差测量技术和光热外差测量技术的实验装置,比较了各种测量技术的信噪比、灵敏度、分辨率等特点,并且介绍这些测量技术在单粒子检测中的应用研究进展;接着,论述了近年来研究人员在提高光热显微测量的信噪比、改善动态测量性能以及在红外波段拓展等方面的最新研究成果;最后,简单总结了光热测量技术在单粒子检测领域所面临的挑战。

光声、光热效应对早期乳腺癌的检测和治疗

提出了一种利用组织的光声、光热效应对早期乳腺癌检测和治疗的方法。采用蒙特卡罗仿真,模拟了近红外光到达人体乳腺组织时的能量沉积分布,仿真了由此产生的压力信号;再在肿瘤组织中加入了纳米金粒子,使近红外光在人体乳腺中产生的能量沉积聚集到肿瘤附近,从而在特定部位产生较高的温度。结果表明,光声信号的探测能有效的定位组织中肿瘤的位置,确定肿瘤大小、形状等特性,且在加入半径50 nm的纳米金粒子后,对靶组织的加热效率得到了提升,可提高特定组织光照后的温度,且对周边组织影响较小,基本可达到对早期乳腺癌的检测和治疗效果。

激光-生物组织光热效应模型综述

为了更深入地研究激光与生物组织的相互作用机理,一方面需要建立完善的数学和计算机模型来描述组织内的光热过程;另一方面需要建立能够准确表征生物组织光学和热物学性质的实体模型进行实验。因此,首先对实体模型的常用材料做出了总结,同时对人体几个主要部位的实体及有限元模型的最新研究进展做出了归纳,而后对该领域研究中最常用的几种计算机辅助软件进行了横向对比分析并对其在不同问题中的前沿运用进行了总结,最后指出了该领域当前研究现状中的几点不足并对未来的发展方向做出了一定的展望。

基于光热效应的主动抗冰涂层的制备及其性能研究

以热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为黏结剂,疏水SiO_(2)和光热粒子炭黑(CB)混合制备光热超疏水涂层,其水接触角可达156°。由于涂层微纳结构的存在,使水滴在SiO_(2)-TPU/CB表面上的结冰时间延长至2倍。并且,由于光热粒子炭黑的加入,在近红外光(808 nm)的照射下只需60 s就可使其表面温度升高至123.5℃,从而达到快速除冰效果,有望应用于防冰领域。

表面等离激元光热效应研究进展

表面等离激元微纳结构能够将光场束缚在亚波长尺度,实现突破光学衍射极限的光操控,并显著增强光与物质的相互作用.在基于表面等离激元机理的光电器件研究中,微纳结构的自身光吸收通常被认为是损耗,而通过光热效应,光吸收则可有效利用并转换成热能,其中的物理过程研究和应用是当前等离激元学领域的热点方向.本文回顾了近年来表面等离激元微纳结构光热效应的相关工作,聚焦于表面等离激元热效应的物理过程、热产生和热传导调控方式的研究进展.在此基础上,介绍了表面等离激元微纳结构在微纳加工、宽谱光热转换等方面的应用.

光热效应用于光纤光镊焦点位置的研究

光镊是利用光穿过处于系统焦点的物体时产生的动量变化对其施加力的作用,因此确定光镊系统焦点位置是极其重要的.但目前缺少有效确定光镊焦点的方法.本文提出利用测量皮安培量级电流的膜片钳技术,基于光在溶液中产生的光热效应来确定光纤端面出射光斑的焦点.基于水的吸收光谱,选用波长为980nm、845nm和功率为100mW的激光作为光源.由于光热效应引起溶液电导的改变,影响流过玻璃微电极的电流,再用标准温度引起电流变化对膜片器放大器记录的电流标定,将电流值转换成温度值,获得微电极尖端点的温升值.用三维微操纵器控制玻璃微电极的空间位置,获得温度空间分布,从而确定该光斑焦点位置.

光热效应增强的Au/RGO/Na_(2)Ti_(3)O_(7)光催化加氢性能

将典型的光热等离激元石墨烯和纳米金简便地负载在钛酸钠(Na_(2)Ti_(3)O_(7))载体上,构建出具有较窄禁带宽度和较高光催化活性的Au/RGO/Na_(2)Ti_(3)O_(7)光热辅助光催化体系.研究发现,石墨烯片层与金纳米颗粒在光照下,通过局域表面等离激元共振效应诱导产生大量的热电子,以活化反应物并降低反应活化能,其引发的光热效应还可精准提升光催化体系中反应位点附近的温度,从而大幅提升光催化反应速率.通过构建特殊微支结构,进一步增强了Au/RGO/Na_(2)Ti_(3)O_(7)催化剂对光的捕获,并限域锚定高表面能催化剂以增强体系的稳定性.在光热、光催化的高效协同增强下,Au/RGO/Na_(2)Ti_(3)O_(7)催化剂体系对对硝基苯酚和肉桂醛的加氢反应均表现出增强的光催化活性.光热辅助下的Au/RGO/Na_(2)Ti_(3)O_(7)光催化剂在对硝基苯酚反应中的转换频率(TOF)值高达54.4 min^(-1),反应活化能显著降低至15.78 kJ/mol,且其在长效测试中表现出良好的稳定性(4次循环催化后,转化率的保持率近90%)

氮氧化物羽烟在电离层局部的光热效应

在航天器羽烟一次性抛出和呈球状近似情况下，模拟了电离层E层NO羽烟与周围大气压力平衡时的最大亮度及其随时间的变化．在110km抛出的5molNO羽烟可使它获得瞬时夜间中等偏强极光那样的亮度，在140km抛出的同样数量的NO羽烟亮度却急剧地减弱．还模拟了白天夜间温度为1000K的NO2羽烟在190km和250km两个高度、50mol和500mol两种抛出总量所造成的局部大气温度短时间内的下降．在F层下部，夜间较大抛出量所造成的冷却效应是显著的．

塑料大棚光热效应及增温模型的建立(上)

本文对大棚温、湿度变化规律及光热效应进行分析研究的结果表明：塑料大棚既明显地改善了棚内小气候环境，同时也显著地提高了土温，改善了作物根层温度条件。通过对大棚光热效应的分析计算，建立了大棚增温计算模型，提出充分利用大棚光热效应的措施。