受限在两层石墨烯纳米片间的Pd-Au-Pt三金属纳米粒子相变的分子动力学模拟研究

本文通过分子动力学(MD)模拟研究了受限在两层石墨烯纳米片(graphene nanosheet,GNS)间的Pd-Au-Pt三金属纳米粒子在升温和降温过程的结构和相变特征.原子位置和密度分布被用于分析不同组分的Pd-Au-Pt三金属纳米粒子的结构和相变特征.结果表明,受限的Pd-Au-Pt纳米粒子有特殊的原子分布,Pt原子趋向于分布在靠近石墨烯纳米片的附近,Au原子则趋向于分布在远离石墨烯纳米片的中心层区域,而Pd原子最为独特,以随机的方式分布在整个受限的纳米粒子中.我们也注意到,受限的Pd-Au-Pt三金属纳米粒子的结晶从受限的三金属纳米粒子与GNS的界面开始,熔化起始于内层.本文也揭示了受限Pd-Au-Pt纳米粒子相变的结构特征.     

受限在单壁碳纳米管中的Pd-Au-Pt三元金属纳米粒子相变机理的研究

利用分子动力学模拟(MD)方法对受限于扶手椅型单壁碳纳米管中的(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)三元金属纳米粒子在加热和冷却过程的相变机理进行了研究.总能量、结构和径向密度分布用于分析(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)纳米粒子在加热和冷却过程中的结构特征.结果表明,受限在碳纳米管中的(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)具有多层圆筒状结构,不同于游离的纳米粒子的结构.受限的(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)三元金属纳米粒子的密度分布揭示了熔化起始于内层,结晶起始于金属与碳管的界面.本文揭示了受限Pd-Au-Pt纳米粒子熔化转变的结构特征.     

基于植酸胶束制备纳米金及其SERS特性研究

在溶液中用替换法合成稳定的拉曼信号较强的金纳米粒子,即首先以植酸为稳定剂和控型剂,用柠檬酸三钠还原硝酸银合成银纳米粒子,再利用银纳米粒子还原氯金酸,在水溶液中制备金纳米粒子.采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、透射电子显微镜(TEM)、能量散射光谱(EDX)对金纳米粒子的光学性质及形貌结构进行了表征,实验表明合成的金纳米粒子结构均一、分散性好.以罗丹明6G为探针分子,研究了金纳米粒子作为基底的表面增强拉曼光谱(SERS)效应,结果表明:这种金纳米粒子具有SERS信号强、检测限低、稳定性强等优点.     

胶体金量子点浮置栅MOS结构的制备及其C-V特性

通过单相相转移法合成了胶体金纳米粒子,利用异种电荷之间的静电相互吸引作用,采用自组装技术制备了二维有序纳米金阵列.在此基础上,制备了在氧化层中内嵌纳米金颗粒的金属-氧化层-半导体(MOS)结构,并研究了其C-V特性.扫描电镜显示金粒子的直径在6~7 nm左右,C-V测量结果显示胶体金量子点浮置栅MOS结构存在3 V左右的平带电压偏移.通过这种方法制备的胶体金量子点浮置栅MOS结构可以在非挥发性存储器研究方面展现巨大的应用前景.     

咪唑类离子液体在金纳米粒子表面结构性质的模拟研究

采用分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF₄])离子液体在不同尺寸的金纳米粒子表面的结构性质.计算结果在分子水平上揭示了咪唑类离子液体在Au纳米粒子表面的结构特征与纳米粒子尺寸密切相关.通过分析,发现阳离子中的烷基侧链在小尺寸Au₁₃纳米粒子表面聚集的最多,然而阳离子中的咪唑环则在大尺寸Au₃₀₉纳米粒子表面聚集的最多.同时,取向分布也表明阳离子中的咪唑环倾向于分布在大尺寸Au₃₀₉纳米粒子周围而不是小尺寸Au₁₃纳米粒子.进一步的能量分析表明,阳离子中的烷基侧链与小尺寸的Au₁₃纳米粒子相互作用能要强于阳离子中的咪唑环,而Au₃₀₉纳米粒子则与咪唑环的相互作用能最强.此外,无论是对于小尺寸的Au₁₃纳米粒子还是大尺寸的Au₃₀₉纳米粒子,阴离子的相互作用能都是最小的.这预示着阴离子对于Au纳米粒子表面结构性质是典型的间接作用.     

基于FDTD的金纳米粒子消光特性仿真研究

探究金纳米粒子局域表面等离子体共振(LSPR,Localized surface plasmon reso-nance)现象的规律,为以后依附于LSPR生物传感器的研制提供理论参考数据.基于时域有限差分法(FDTD)对金纳米粒子进行消光特性仿真分析.此项目对于系统研究纳米量级结构和引起光学性子变化的局部环境因素,以及预测的结构变化等起到了十分重要的作用,通过实验,若纳米结构的光学性质可调试,则可以在后续应用于许多领域.     

聚酰亚胺/纳米金复合材料的制备及其性能研究

以2,2'-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、4,4'-联苯醚二酐(ODPA)和二氨基二苯醚(ODA)三者合成的共聚聚酰亚胺作为稳定剂,氯金酸为纳米金的前驱体,通过直接还原法制备综合性能优异的复合纳米材料.然后对复合材料结构、热性能、机械性能、光学性能进行表征.金纳米粒子在共聚聚酰亚胺基体中分散均匀.在金纳米粒子的负载量达到0.45%之前,复合膜的热稳定性和机械强度均随着纳米金负载量的增加升高,这是因为无机纳米粒子的引入提高复合薄膜的结晶度造成的.当纳米金的负载量超过0.45%时,由于金纳米粒子的团聚是的复合薄膜的热稳定性和机械性能下降.复合膜在可见光区的紫外透过率达到80%左右.     

利用LB技术获得金纳米粒子二维结构

首先制备镉离子的LB单层膜，将硫化氢气体通人LB膜，并与之反应生成硫化镉纳米微粒，再与氯金酸发生氧化还原反应，形成金纳米粒子二维结构．AFM表征显示，所生成的金纳米粒子是单层结构，粒径为10nm左右，XPS结果表明，硫化镉与氯金酸反应生成单质金的二维纳米结构．     

月桂酸修饰微/纳米二氧化钛及摩擦学性能研究

利用月桂酸对金红石型微/纳米Ti O2进行了有机表面改性.粒子采用了红外光谱(IR)、热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)等对表面改性前后的微/纳米Ti O2结构进行了表征.红外光谱、热分析表明月桂酸是以化学键合的方式结合在微/纳米Ti O2表面形成了包覆层.在四球摩擦磨损试验机上考察了产品作为添加剂在石蜡基础油中的抗磨减磨性能.试验结果表明,修饰后的微/纳米粒子具有优良的抗磨、减摩能力,同时分析了减摩机理.     

并行MD优化算法与纳米晶体力学模拟

为发展可适用于纳米晶体力学模拟的高效率并行算法,构建了从晶体生成、计算到显示的分子动力学(MD)模拟系统.MD算法基于经典的对势和多体势上的Verlet算法,并行格式基于Linked-Cell-List方案,并针对特定的研究模型进行了各计算层次的优化.构建了交互式显示和控制子系统,可提供显示原子图像和属性的高质量图形输出.利用此模拟系统对纳米晶体进行了拉伸大变形和压痕模拟,结果表明: 在高速加载率下,堆垛层错(偏位错)的迸发、传播及其在晶界处的终止是纳米晶体变形的主要机制.     

聚磺酸甜菜碱功能化金纳米粒子的抗蛋白吸附

针对金纳米粒子(GNPs)在体内吸附蛋白质从而引起生物相容性的问题,通过两性离子聚合物表面修饰来提高金纳米粒子的抗蛋白吸附性能。通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)制备了聚磺酸甜菜碱(PSBMA),并利用巯基与金之间的强耦合作用获得了PSBMA修饰的金纳米粒子PSBMA-@-GNPs。利用UVvis光谱、动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)证实了PSBMA-@-GNPs的核-壳纳米结构。以牛血清白蛋白(BSA)为蛋白模型,对比了GNPs、PEG-@-GNPs和PSBMA-@-GNPs对BSA的吸附性能。研究结果表明:由于表面PSBMA特殊的聚合物长链和两性离子结构,大大降低了GNPs的蛋白吸附。     

壳聚糖修饰的金纳米复合粒子的制备与表征

用半胱氨酸做稳定剂,壳聚糖做修饰剂,通过NaBH4还原HAuCl4制备了稳定的金/壳聚糖复合纳米粒子(Au/CS),并研究了反应物配比对金纳米粒子性能的影响.通过紫外-可见、红外、X射线衍射及透射电镜对其结构进行了表征.结果表明,当反应物选择合适的配比时可以合成性能良好的金纳米粒子.     

化学还原法制备金纳米棒及其光学性质研究

在十六烷基三甲基溴化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵形成的双分子层胶体溶液中，利用种子生长的方法，控制硝酸银添加物制备纵横比不同金纳米棒．在表面活性剂作用下，金种沿着[100]方向生长，其它方向受限生长，形成各向异性的纳米结构．根据实验结果，利用时域有限差分方法模拟金纳米棒的生长，选择折射率为1．33，探索金纳米棒光学吸收谱，较好符合了实验结果．     

含有金纳米粒子的复合纳米纤维的制备和表征

以氯金酸(HAu Cl4)为原料,柠檬酸钠(C6H5Na3O7·4H2O)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,乙醇为溶剂制备出含有金纳米粒子的溶胶溶液;采用高压静电纺丝技术制备了含有金纳米粒子的聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维。通过紫外光谱研究了不同含量的金纳米粒子对纤维吸光度的影响;通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜考察了含有金纳米粒子的聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维的形貌。研究表明,随着金纳米粒子在纺丝溶液含量的增大,金纳米颗粒的特征吸收峰越来越明显,且有红移趋势;随着金纳米颗粒的增多,纤维逐渐变细,浓度过高时则不能生成纤维。     

纳米尺度下表界面水行为的多尺度分子动力学模拟

表面界面处水的结构和性质是物理、生物、材料、化学、地质和纳米科学等领域里重要的研究课题.在当今对表界面水的科学研究当中,基于经典力场和第一性原理计算的分子动力学(MD)模拟起到了至关重要的作用.笔者与合作者多年来从事表界面水的多尺度MD模拟研究,取得了一系列进展.本评述文章介绍了我们近5年来在该领域所做的一系列贡献.主要包括以下几个方面:(1)纳米水滴的接触角与衬底晶格结构的关系;(2)界面诱导的二维冰结构;(3)纳米孔道里的一维冰与铁电性;(4)纳米孔的水输运;(5)水合离子动力学与离子选择通道的微观机制.     

基于金纳米粒子/石墨烯修饰电极的电化学DNA阻抗传感器的制备

报道了一种基于金纳米粒子/石墨烯修饰玻碳电极的电化学DNA阻抗传感器.首先在玻碳电极表面修饰一层石墨烯,然后通过电化学方法在石墨烯表面沉积一层金纳米粒子,探针DNA(含巯基)通过金硫键连接在金纳米粒子表面.电化学阻抗技术用于DNA传感器的组装表征及其特殊序列DNA的检测.在最佳的实验条件下,传感器响应信号与互补靶DNA浓度的对数在1.0×10-12-1.0×10-7M呈良好线性关系,其线性回归方程:ΔRct(Ω)=1526.6+109.9lgC,相关系数R为0.9970,检出限为3.5×10-13M(S/N=3).此外,该传感器具有良好的选择性,它能识别单碱基错配序列的靶DNA.     

Au@P4VP纳米复合粒子的制备与性能

本文首先采用RAFT聚合法合成了端基为双硫酯的聚-4-乙烯基吡啶(P4VP),进一步使用NaBH4还原得到端基为巯基的P4VP,最后通过原位还原法在HAuCl4水溶液中合成了Au@P4VP纳米复合粒子(Au@P4VP NPs).通过UV-vis、FT-IR、XRD、SEM、DLS及TEM等手段表征其结构,证明成功合成了金纳米复合粒子.研究表明:金纳米复合粒子的粒径和形貌与P4VP的浓度及溶液的pH值有关.当P4VP和HAuCl4的物质的量之比为2时,得到的金纳米粒子的形貌和粒径最好;在P4VP的物质的量很小时,得到了三角形和不规则形状的金纳米粒子.当金纳米复合粒子溶液的pH3.2时,得到的纳米粒子具有很好的分散性且粒径较小;若溶液的pH3.2,得到的纳米粒子粒径较大,且发生一定程度的团聚.     

岩石剪切面纳米粒子层的近期研究进展

20世纪90年代,在各类岩石剪切面中相继发现纳米级和微米级超微粒子结构,近期结合力学、物理学成因研究又有新的进展.在超微观上,通过国内外的实例实测,从岩石剪切面纳米粒子层赋存展布的普遍性,结构特征的层次性,成因机制的非线性和功能效应的多样性四个方面,进行简要阐述,萃取更多信息.进而初步揭示了剪切摩擦黏性发育与纳米粒子形成间的共生关系,和剪切运动中岩石的分离、分凝和分层作用首先由纳米粒子层的滑移启动开始的.并分析了岩石塑性流变实质上是超微粒子(纳米-微米级磨粒)的运动,以及岩石剪切面纳米粒子层一些特殊的物理和化学地质作用等.诚然,纳米粒子层蕴涵的信息是丰富的,该项研究还处于起步开拓阶段,仅试图为构造地质学和相关学科领域提出新的理念和新的探讨平台.     

金纳米粒子的制备及其在碳钢电极表面自组装研究

在没有使用任何添加剂和保护剂的情况下,采用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备出了链状金纳米粒子,并用紫外可见吸收光谱(UV-vis)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征。通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、丙烯基硫脲(ATU)、硫脲(TU)等不同交联剂将金纳米粒子组装在20号碳钢电极上,并利用极化曲线和电化学阻抗谱等方法,研究了金纳米粒子自组装膜在NaCl溶液中对20号碳钢的缓蚀作用,讨论了不同交联剂、不同金纳米粒子组装时间对缓蚀性能的影响。试验结果表明,使用不同交联剂制备的金纳米粒子自组装膜对20号碳钢都有缓蚀作用,其中尤以丙烯基硫脲作交联剂、金纳米粒子组装12h抗腐蚀效果最佳,缓蚀率可达99.15%。     

一步法合成高产率枝状金纳米粒子

以三聚氰胺为包覆剂,抗坏血酸为还原剂还原氯金酸水溶液,得到高产率的枝状金纳米粒子,产物形貌均一.通过透射电子显微镜(TEM)分析发现,三聚氰胺用量的增加导致产物倾向于生成球形粒子.紫外可见吸收光谱(UV-VIS)分析发现,枝状金纳米粒子在500~850nm之间有着很宽的吸收峰带,原因可能是所得的金纳米粒子的形貌不是完全...