增益金纳米球壳光学特性研究

通过有限元方法研究了增益系数以及核壳比对纳米核壳结构表面等离激元共振特性的影响，对球心为增益介质、球壳为金的纳米核壳结构进行了数值模拟。计算结果表明：随着增益系数增大到临界值，散射截面增大近2×10^5倍，吸收截面变为负值，消光截面近似为0，电场强度增强近185倍，谐振带宽从60nm缩小到1nm。同时，随着核壳比的增大，吸收及消光共振峰均发生红移现象。相关结果为增益介质在金属纳米结构中的应用提供了理论参考和技术支持。

飞秒激光诱导金纳米球壳形貌变化

采用800nm的飞秒（10^15s，fs，下同）激光对湿化学法制备的金纳米球壳水溶胶进行辐照，研究辐照后金纳米球壳的形貌变化。结果表明，原来直径为20～50nm的准球壳形纳米金粒子辐照后变为管状结构，其直径约为10nm，长度为100～200nm。辐照后其吸收光谱在约800nm处的吸收峰消失，在约450nm处出现了新的吸收峰。这种飞秒激光辐照下形貌变化的原因为：在飞秒激光辐照下产生了静电场，在电场力的作用下，相互靠近的金纳米球壳彼此链接，并沿着电场方向伸展，形成了管状结构。

Au-Ag合金纳米球壳的折射率传感特性分析与优化

基于Au纳米颗粒的稳定性、无毒性、生物相容性和Ag纳米颗粒优异的消光特性,Au-Ag合金纳米颗粒在生物传感中存在着潜在的应用价值。为了能找到传感性能更好的合金纳米颗粒,本文利用双层球Mie散射理论和介电函数尺寸修正模型定量研究了Au-Ag合金纳米球壳的尺寸参数对折射率灵敏度、半峰宽和品质因子的影响,获得了最佳品质因子和对应的优化尺寸。同时,本文研究了Au摩尔分数对最佳品质因子和优化尺寸的影响。结果发现,当Au摩尔分数x为0.5时,Au-Ag@SiO_(2)(Au-Ag@Vacuum)合金纳米球壳的最大品质因子为2.09(2.20),对应的内核半径和外壳厚度分别为22.3 nm(23.6 nm)和8.7 nm(6.9 nm)。当Au摩尔分数小于0.25时,Au-Ag合金纳米球壳的品质因子优于Au纳米球壳。随着Au摩尔分数的减小,品质因子增大,甚至是Au纳米球壳的2~3倍。此研究为Au-Ag合金纳米球壳在生物传感领域中的有效应用提供了理论指导。

非对称金属纳米球壳的制备及光学性质研究

通过胶体球混合溶液界面自组装结合液面转移的方法制备单层聚苯乙烯(PS)胶体球阵列,以此为模板,采用离子束溅射沉积金膜,形成Au@PS的球壳结构,PS与二氯甲烷在不同的反应时间下,形成开口大小不同的非对称结构金属纳米球壳,其表面等离共振透射峰的位置随着开口大小的增加产生微弱的红移现象,透射强度随着开口大小变大而不断增强,该结构在生物传感、非线性光学及表面增强拉曼散射方面有潜在的应用.

超声喷雾热解法制备Co_9S_8纳米球壳

以CoCl2.6H2O和硫脲CS(NH2)2为前驱物,利用超声喷雾热解法在300℃玻璃衬底上制备了Co9S8的纳米球壳.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行了物相和形貌分析,结果表明:产物为直径约500 nm,形状相似但不规则的Co9S8球壳.同时,对其生长机理进行了初步研究.

Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球添加对聚丙烯介电和空间电荷特性的影响

为研究核壳结构Al_(2)O_(3)@SiO_(2)球形纳米颗粒对聚丙烯(Polypropylene, PP)复合电介质性能的影响,本工作利用表面沉淀法合成了Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球,并制备了聚丙烯基Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球复合电介质,研究了添加不同含量Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球的聚丙烯纳米复合电介质的理化性能、介电谱和空间电荷特性。结果表明:添加Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球降低了聚丙烯复合电介质的储存模量,增强了其韧性;Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球添加量对聚丙烯复合电介质介电性能和空间电荷特性影响较明显,添加含量较低时,核壳结构Al_(2)O_(3)@SiO_(2)纳米球增强了其与基体的相容性及界面区域的相互作用,受界面区及其对体内电荷密度和载流子迁移率的影响,聚丙烯复合电介质的相对介电常数和介质损耗因数均有所降低,且抑制了异极性空间电荷积聚,因此Al_(2)O_(3)@SiO_(2)/PP复合电介质的介电性能和空间电荷特性得到提高。

金纳米球壳结构局域表面等离子体共振调谐特性

理论研究了金纳米球壳结构局域表面等离子体共振(LSPR)的调谐特性。结果表明,对于固定内径的球壳结构,利用杂化效应使得球壳结构可通过改变其厚度实现LSPR峰位的调控,并可保持较窄的谱宽;而对于不同内径的球壳,在LSPR调控过程中,随壳层厚度与球壳内半径比值的减小,吸收光谱在消光光谱中所占比例增大。不仅如此,利用杂化效应进行偶极峰位调控时所能获得的峰位调控范围与球壳内径有关,内径越大,所能获得的偶极峰位调控范围越大。

纳米Au球壳材料的制备及其近红外光热转换性质

报道了一种采用湿化学法,以Ag纳米球为模板合成纳米Au球壳水溶胶的新方法,并对这种材料的光热转换性质进行了研究。TEM分析表明,Au纳米颗粒呈球壳结构,粒径约为20nm,粒径分布比较均匀,无明显硬团聚体存在。随着氯金酸加入量的增加,Au球壳的吸收峰位置从可见区(～400nm)逐渐红移至近红外区(～800nm)。测量了不同浓度的Au球壳水溶胶经近红外激光照射后的温度变化。结果表明,经1.9W/mm2的808nm近红外光照射10min,温度最高升高了5.5℃。由于800～1200nm是人体组织的透射窗口,肿瘤细胞在42℃左右即可被杀死,这种纳米Au球壳材料有望在利用光热转换的红外热疗中得到应用,并有可能利用光动力实现药物释放。

金纳米球壳光学吸收的Mie理论分析

基于Mie散射理论研究了金壳厚度变化、内核尺寸变化及内核介质变化下金纳米球壳的吸收光谱.研究发现,随着金壳厚度的增加,颗粒光学吸收增加到最大值后逐渐降低;随着内核尺寸逐渐增加,金壳颗粒的光学吸收最大值逐渐减小.此外,还发现随着内核介电常数的增大,颗粒的光学吸收逐渐减弱,当内核为空心时,吸收最强.利用等离激元杂化理论及自由电子和振荡电子变化的竞争机制对上述现象进行了理论分析.

Au-Ag合金纳米球壳光吸收和后向散射特性的优化

为了找到光吸收和后向散射特性更好的纳米球壳,利用双层同心球的Mie散射理论和介电函数的尺寸修正模型定量分析了Au-Ag合金纳米球壳的内核半径、外壳厚度、合金成分和周围介质对光吸收和后向散射特性的影响。结果表明,当Au的摩尔分数为50%,步距为0.01 nm,内核分别为SiO_(2)和真空情况时,Au-Ag合金纳米球壳的体积吸收系数最大值分别为93.660μm^(-1)和99.316μm^(-1)时,内核半径分别为27.89 nm和28.02 nm,外壳厚度分别为3.95 nm和3.35 nm;后向散射系数的最大值分别为5.280μm^(-1)和5.550μm^(-1)时,内核半径分别为56.08 nm和56.37 nm,外壳厚度分别为10.47 nm和8.89 nm。此外,当Au的摩尔分数小于9%时,Au-Ag合金纳米球壳的光吸收特性优于Au纳米球壳;当Au的摩尔分数小于11%时,Au-Ag合金纳米球壳的后向散射特性优于Au纳米球壳。

Au/Au_2S复合纳米球壳微粒的发光特性

观测了金纳米球壳微粒 (纳米级Au2 S介质外包裹一层纳米级厚的金壳 )的荧光光谱 ,与块状Au2 S的荧光峰相比 ,金纳米球壳的荧光峰蓝移到蓝绿区域。蓝移的主要原因是核壳纳米复合结构中的表面态和量子尺寸效应。

金纳米球壳表面等离激元共振波长调谐特性研究

理论研究了金纳米球壳的几何结构参数,及物理参量对局域表面等离激元共振波长调谐特性的影响.结果表明,随着壳层厚度的增大,球壳消光共振峰先蓝移后红移,高阶峰转向时对应的壳层厚度比低阶峰大,且该厚度与球壳内径的比值随内径尺寸的增大而减小,随内核材料或外界环境介电常数的增大而增大,散射共振峰也有类似的移动规律.利用电子杂化效应和相位延迟效应对该现象进行了理论解释.

Au-Au_2S复合纳米球壳微粒的空腔谐振及参量讨论

Au Au2 S复合纳米球壳微粒 (金纳米球壳 ) ,是一种新型复合结构的纳米微粒 ,其结构为纳米级的Au2 S介质球外包裹了一层几个纳米厚的黄金球壳。这种复合纳米球壳微粒可以被抽象为球型谐振腔。报道了它的空腔谐振吸收的实验结果 ,并且运用经典理论结合介观结构特性 ,讨论了有关Au Au2 S复合纳米球壳微粒空腔谐振吸收的一些重要参量 ,其中包括谐振吸收波长、品质因数、谐振能量等。另外 ,还讨论了金球壳的厚度对这些重要参量的影响。

金纳米球壳对的局域表面等离激元共振特性分析

应用有限元方法,研究金纳米球壳对的几何结构参数及物理参量对其表面等离激元共振的散射及消光光谱的影响,并根据等离激元杂化理论进行了理论分析.结果表明,随着金壳厚度的增加,金纳米球壳对的散射及消光共振峰先发生蓝移而后红移,而随着金纳米球壳间隙的减小,或者随着金纳米球壳的内核尺寸或内核介质折射率的增大,散射及消光共振峰均发生红移;随着金壳厚度或内核尺寸减小,或者随着内核介质折射率增大,金纳米球壳对的散射与消光共振强度减弱,而随着金壳间隙的减小,金纳米球壳对的散射共振强度先增强后减弱,而消光共振强度逐渐增强,数值模拟与理论分析一致.

Au纳米球壳的光热特性分析与优化

为了寻找单个Au纳米球壳在连续激光激发下的最大表面温度变化及对应的颗粒最优尺寸,利用Mie理论、介电函数尺寸修正模型和热方程定量研究了波长、内核半径和外壳厚度对单个Au纳米球壳光热特性的影响。首先,通过改变Au纳米球壳的内核半径及外壳厚度调节共振峰的大小和位置,并得到所需的颗粒表面温度变化情况。然后,针对颗粒光热特性的应用,给出近红外波段内四个典型波长(800,808,820,1064 nm)下单位入射光强度的最大颗粒表面温度变化量γ_(max)及对应的颗粒最优尺寸。最后,给出了上述波长下单位入射光强度的颗粒表面温度变化量大于0.9γ_(max)的颗粒尺寸分布。该研究对光热治疗、等离子体辅助光催化以及颗粒制备等方面的研究具有重要意义。

纳米硫化锌球壳的高压相变研究

采用同步辐射能量色散X射线衍射(EDEX)技术和金刚石对顶砧高压装置,对纳米硫化锌球壳进行了原位高压X射线衍射实验。最高压力达33.3 GPa。常压下纳米硫化锌球壳为纤锌矿结构和闪锌矿结构共存的混相结构。压力达到11.2 GPa时,纳米硫化锌空心球中的纤锌矿结构全部转变为闪锌矿结构。压力达到16.0 GPa时,发生了由闪锌矿结构向岩盐矿结构的相变,在17.5 GPa和21.0 GPa时分别出现未知峰,33.3 GPa时基本完全转变为岩盐矿结构。两个相变均为可逆相变。

二吡啶甲基胺配合物修饰的肿瘤靶向性硅核壳纳米球(英文)

运用油包水微乳液方法制备了二吡啶甲基胺(dpa)及其锰(Ⅱ)和铁(Ⅲ)配合物修饰的Gd-DTPA配合物硅核壳纳米球,其中二吡啶甲基胺锰(Ⅱ)和铁(Ⅲ)配合物修饰的纳米球粒径分别为60和5nm。体外MRI成像研究表明3种纳米球能显著提高肿瘤细胞的磁共振成像效果,具备良好的肿瘤靶向性。生物活性数据显示三价铁配合物修饰的纳米球具备成像和抑制细胞生长的双重功能,而锰配合物修饰的纳米球不能抑制肿瘤细胞的生长,可作为低毒性的肿瘤成像剂。实验结果显示肿瘤靶向性配合物修饰的纳米球可发展成为新型多功能肿瘤靶向性纳米药物。

FeNi/SiO_2核-壳纳米球的制备及磁学性质

利用共沉淀结合氢气还原法制备球形核-壳结构的γ-FeNi/SiO2纳米复合材料.用X射线衍射(XRD)确定样品的相组成,用透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,用振动样品磁强计(VSM)测定样品的磁性能.结果表明:pH值是影响核-壳纳米结构形貌的重要因素;pH值为9左右且还原温度为700℃,制备出的纳米粒子具有近似的球形核-壳结构:纳米颗粒是以γ-FeNi合金为核心,其平均粒径大约为80 nm,外面包覆非晶SiO2壳层的核-壳结构;随着SiO2质量分数增加,样品的饱和磁化强度明显下降.随着还原温度升高,纳米粒子的尺寸大小略有增加,其饱和磁化强度明显增大,但矫顽力下降,这主要归结于铁镍与铁镍氧化物界面存在交换耦合相互作用.

应用壳核纳米微球固定乙醇脱氢酶联用HPLC对抑制剂筛选

对新型聚甲基丙烯酸甲酯/壳聚糖纳米微球进行制备、纯化和表征,采用该纳米微球对乙醇脱氢酶进行固定化。让多组分天然产物直接作用于固定化乙醇脱氢酶,通过高效液相色谱(HPLC)检测固定化酶吸附组分,研究多组分天然产物混合物对乙醇脱氢酶具有抑制活性的有效成分。结果表明:由HPLC检测到的被固定化乙醇脱氢酶从多组分化合物中直接吸附的组分对乙醇脱氢酶均有较强的抑制作用,说明该方法从多组分直接筛选抑制剂是可行的,同时,本文所检测到的7种天然化合物对乙醇脱氢酶的抑制活性还没有报道。

水热法合成SiO_2@Ag核壳纳米微球

通过控制单一变量(反应时间、水醇比例、还原剂种类、氨水用量、还原剂用量),利用高温水热法,直接在SiO_2微球表面沉积Ag纳米粒子,制备SiO_2@Ag纳米核壳微球。通过SEM、XRD和FT-IR对SiO_2@Ag核壳纳米微球的形貌与结构等进行表征,研究各反应条件对载银量的影响规律,以此来确定SiO_2@Ag的最佳实验条件。结果表明,在最佳反应条件下,用水热法可使Ag纳米粒子致密均匀地包覆在SiO_2微球表面,并且SiO_2微球表面包覆的是Ag纳米粒子,而不是Ag_2O。