电感耦合等离子体原子发射光谱法测定银纳米粒子的研究

纳米粒子又称团簇、超微粒、超小微粒、量子点等,一般是指尺寸在1 nm到100 nm之间的微粒,是处在微观和宏观物体交界的过渡区域的一种典型的介观系统[1].银纳米粒子具有特异的性质,已引起人们的极大兴趣,亦是感光科学和化学的主要研究课题之一.银纳米粒子在拉曼光谱研究、生物传感器、免疫分析等方面都有重要用途[2].银纳米粒子的制备方法有柠檬酸钠还原法、辐射还原法、电化学合成法、物理气相还原法、光化学法等[3,4].     

球形银纳米颗粒及氧化硅/银纳米壳层的消光性能模拟

采用离散偶极近似理论,对球形银纳米颗粒和氧化硅/银纳米壳层在紫外-可见-近红外波段的消光性能进行模拟计算研究.研究结果表明:随着粒径的增加球形银纳米颗粒的偶极消光峰逐渐红移,四极消光峰开始出现且逐步红移,散射作用增强而吸收作用减弱.粒径和核壳比对氧化硅/银纳米壳层的消光性能均有很大影响,随着核壳比增大,主要消光峰发生规律性红移:当核壳比相同时,较大粒径的纳米壳层其消光峰位于较长波长处.当银壳层厚度超银的电子平均自由程时,纳米壳层的消光特征与同粒径银纳米颗粒的完全一致.     

纳米粒子介电泳的分子动力学模拟

为研究微流体环境下纳米粒子的介电泳现象并分析其介电泳特性,采用非平衡态分子动力学方法对纳米胶体粒子及其周围溶剂粒子进行建模.介电泳模拟之前,通过对系统能量和温度的趋衡过程进行模拟,使纳米胶体所处的微流体系统达到稳定状态,并得出系统能量以及温度变化过程的趋衡图.对纳米胶体模型施加非均匀电场,使胶体电偶极化.变化非均匀电场强度,研究胶体模型失效的一般规律.发现随着非均匀电场强度的增加,小离子有不断脱离大离子表面的趋势,胶体模型失效的临界电场强度参数为Eo=15s/(eó).此外,对不同极性的纳米胶体的介电泳现象进行模拟,发现在正介电泳情况下,胶体的电偶极距不断增大,且电偶极距大的胶体有较大的介电泳速度和位移.     

多间隙串行纳米电极系统内粒子的介电行为

为了探究金属纳米粒子在多导电元件微电路修复上的应用,分析纳米粒子介电串行组装过程中的运动趋势,基于一种多间隙纳米电极系统,研究处于非均匀电场内的纳米粒子的介电串行组装行为。首先,进行了导电岛微电极系统的粒子介电组装实验,发现组装获得的熔融态纳米粒子线能够增强电路的导电能力。然后,针对双间隙与多间隙串行纳米电极系统进行了介电串行组装对比实验,发现随着系统内导电元件数量的增加,纳米间隙均存在体组装现象,实现了多间隙串行纳米电极系统内的导电元件连接。最后,通过电场分布及介电组装过程中纳米粒子所受介电泳力、交流电热流以及二者合力的仿真分析发现：在频率为150 kHz的条件下,相比纳米间隙外部,间隙内部的介电泳力及交流电热流流速平均值更高;而且,在多间隙串行纳米电极系统任意间隙内均会出现纳米流体泵现象,且不受间隙数量的影响。纳米流体泵现象表明,处于非均匀电场内的金属纳米粒子在介电串行组装过程中具有体组装与面组装的趋势,此类组装趋势能够直接影响纳米粒子线的生成质量。     

交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响

为了获得导电岛纳米间隙电极系统中纳米颗粒介电组装成的纳米粒子链的形貌规律,在所制备出的导电岛纳米间隙电极系统中进行了纳米颗粒介电组装实验。基于纳米颗粒介电操控理论,建立了导电岛纳米间隙电极组装体系的纳米颗粒介电组装模型,并通过数值仿真方法,对该介电组装模型中的电场分布和介电组装过程中纳米颗粒所受的介电泳力、交流电热流以及两者合作用的电动力学行为进行了分析,探究了交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响。实验发现:在导电岛纳米间隙电极系统中纳米颗粒的介电泳组装具有两种模式——纳米间隙之间的体组装与电极和导电岛表面上的面组装,并且组装模式的强弱程度受频率的影响,进而造成组装形成的纳米粒子链的分布和形态的不同。仿真结果表明:当频率增大到350kHz时,纳米缝两侧电热流向发生反向;在频率为150kHz且缝宽为500nm时,会在整条纳米缝任意位置(端点处外)出现电热流旋涡,并且电热流旋涡会随着驱动频率的增加而减弱;随纳米缝宽度减小,电热流对纳米粒子介电组装的影响减弱。     

静电纺载纳米银粒子纳米复合纤维的制备及其结构与性能

利用静电电纺丝法制备了Ag/PAN复合的纳米纤维,通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EXD)分别分析载纳米银粒子的形貌和成分,研究了载纳米银粒子纳米纤维的银粒子释放率及抗菌性能.结果表明,利用静电电纺丝法制备的载纳米银粒子的纳米纤维具有较好的形貌,呈现出缓慢持久的纳米银粒子释放率,具有良好的生物抗菌性能.     

银纳米粒子的消光光谱与粒子形状的关系

先利用离散偶极子近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)的方法,分别计算置于空气中的球形、不同长径比的椭球形和棒形银纳米粒子的消光光谱.计算结果表明:球形纳米粒子仅存在单个等离子体共振尖峰;而椭球状和棒状粒子则存在横向和纵向两个等离子体共振峰;并且横向峰的变化不甚明显,而纵向峰会随粒子长径比的增大而线性地红移.再结合Gans的解析理论,分析等离子体共振的机理,并研究纵向等离子体共振峰随着粒子长径比的增大而红移的现象.     

银的介电函数及其对纳米球附近原子的自发辐射动力学影响

金属介电函数对表面等离激元共振特性具有重要的影响。利用数值方法,系统比较了银的Drude模型介电函数、Drude-Lorentz模型介电函数以及实验值,并研究不同介电函数模型下银纳米球对附近原子自发辐射动力学调控特性。首先研究通常采用的Drude和Drude-Lorentz模型,并给出模型介电函数值与实验值的差异,结果表明, Drude模型仅在低频时与实验值符合较好,而含有4个洛伦兹项的Drude-Lorentz模型与实验值符合较好;其次,以银纳米球为例,研究以上介电函数的差异对附近二能级原子自发辐射增强谱及能级移动的影响;再次,研究Drude-Lorentz模型下自发辐射动力学的格林函数预解算子方法和解薛定谔方程方法,结果表明格林函数预解算子方法能快速准确求解自发辐射动力学;最后,基于格林函数预解算子方法,展示了介电函数采用Drude-Lorentz模型和实验值时的自发辐射动力学特性。     

基于介电泳的生物粒子分离芯片

在阐述介电泳基础理论研究成果基础上,研究了传统介电泳力、电动旋转介电泳力和行波介电泳的计算模型力,分析了克劳修斯-莫索提因子对正负介电泳的影响,给出了介电泳力的统一计算模型.研究了基于介电泳技术的多种类型的生物粒子分离芯片的研究现状,并从与芯片实验室的集成性、分离的准确性、分离对象多样性和分离对象的尺寸等综合指标,分析了基于微流体和介电泳混合作用、行波介电泳以及介电笼等方法构造的生物粒子分离芯片各自存在的问题,在此基础上提出综合应用行波介电泳和介电笼分离技术,建立面向200 nm～2 μm的微纳米生物粒子分离芯片,从而为建立满足分子芯片实验室需求的分离芯片研制提供了一个可行的方案.     

银纳米结构的固相合成及其光学、电化学性能

本文以硝酸银和抗坏血酸为原料,通过简单的室温固相路线快速合成了银纳米结构.TEM观察显示,表面活性剂对银纳米结构的形貌存在重要的影响:无任何表面活性剂存在时,只能获得团聚的银纳米粒子;十二烷基硫酸钠用作表面活性剂时,获得由银纳米粒子组装的纳米棒;而十六烷基三甲基溴化铵作表面活性剂时,可获得一些银纳米线.同时,不同的银纳米结构其光学、电化学性能也不相同:在UV-Vis光谱中,团聚的银纳米粒子的吸收峰位置分别在270nm和465nm;银纳米棒的吸收峰分别位置分别在284nm和442nm,且前者弱, 后者强;银纳米线则只在274nm处有一强的吸收峰.而在电化学响应中,团聚的银纳米粒子、纳米线和纳米棒的氧化、还原峰分别出现在0.396V和0.307V、0.087V和-0.045V、0.422V 和0.324V.     

银纳米粒子与血清白蛋白相互作用的滞后效应

用圆二色光谱,紫外-可见光谱研究银纳米粒子与血清白蛋白的相互作用及其相关效应.拟合计算圆二色光谱数据发现,与银纳米粒子作用后的血清白蛋白中α-螺旋含量减少,而α-折叠、转角和无规卷曲等结构含量增加,其构象在作用后变得更为松散和伸展.通过时间扫描吸收光谱跟踪研究发现,在血清白蛋白与银纳米粒子相互作用的过程中,银纳米粒子的包覆与聚集、血清白蛋白的构象变化具有双重滞后效应.     

金属材料介电特性对其纳米粒子消光光谱的影响

本文采用离散偶极子近似理论，研究金、银两种金属的球形和棒状纳米粒子的消光光谱．计算结果表明：金、银两种材料的纳米粒子，其消光光谱的强度和峰住存在一定的差异．该研究将为纳米粒子在光电器件、化学传感元件等领域中的应用提供有益的理论参考     

表面增强拉曼光谱研究尼古丁与金属纳米粒子的相互作用

以金、银纳米及Au@Ag、Au-Ag合金复合纳米粒子为基底,研究尼古丁分子的表面增强拉曼光谱,讨论分子在4种纳米粒子表面的作用方式及可能的吸附取向.结果表明,分子在金纳米和Au-Ag合金纳米粒子表面的吸附取向相同——垂直吸附,不同的是与金纳米粒子形成了稳定的N-Au键;由于银纳米粒子和Au@Ag核壳纳米粒子表面均富含大...     

纳米添加物-聚合物界面效应增强PVDF基三聚物纳米复合材料的介电响应（英文）

在纳米复合材料中,随着纳米颗粒尺寸的减小,纳米颗粒与聚合物基体间的界面起着越来越大的作用.为此以P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物作为聚合物基体,以低介电系数的SiO₂和高介电系数的BaTiO₃纳米颗粒为填料研究了界面的增强效应.对于这两种纳米颗粒,当体积分数低于1%时,其介电系数和极化响应均出现异常的增加.这些增加与纳米颗粒本身的介电性能及三聚物的结晶度变化无关.聚合物中的结晶相由非极性结构向极性结构有轻微的转变,因此提高了界面区域的介电响应.对此提出一种界面模型,解释了界面区域的非均匀介电响应是引起该介电现象的主要原因.在某一纳米颗粒含量下,界面区域的重叠可带来纳米复合材料最大的介电响应.     

聚合物基复合介电材料的研究进展

具有高介电常数、低介电损耗的柔性聚合物基复合材料在电子电气行业和能源等领域有重要的应用前景。本文结合国内外近年来在这一领域的研究成果,对聚合物基高性能复合介电材料的研究进展进行了介绍。根据填料类型的不同,重点讨论了有机填料、介电陶瓷填料和导电填料对聚合物基复合材料介电性能的影响。从填料粒子的结构尺寸、几何形貌,以及填料粒子与聚合物基体之间的界面相互作用出发,探讨了影响复合材料介电性能的因素。在此基础上提出今后的研究要更加关注纳米填料的纳米效应和多组分填料之间的协同作用。     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.     

表面增强Raman光谱研究血清白蛋白与Ag纳米粒子的界面作用

生物大分子与银纳米粒子之间的界面作用令人倍感兴趣.表面增强拉曼散射(Surfac enhanced Raman Scattering,SERS)技术[1],为解界面问题提供了有力的研究手段.本文以银纳米粒子作为SERS的活化基体[2],采用表面增强Raman光谱研究血清白蛋白与Ag纳米粒子的界面作用.     

含Ag-乙二醇纳米流体的制备及其导热性能研究

本文在室温下采用直接还原法制备了含PVP表面修饰、高负载量的纳米银-乙二醇纳米流体。实验详细比较了各种反应条件对Ag纳米粒子结构、大小、形貌以及乙二醇纳米流体的稳定性、负载量的影响。结果表明：由于PVP对银粒子有良好的表面修饰作用和纳米粒子自身的布朗运动,使得银粒子能够稳定地分散于乙二醇流体中。当PVP含量为12.5 g.L-1时,Ag粒子最大负载量可以达到20.96 g.L-1。同时采用仿制的纳米流体导热系数测试装置测定了上述不同负载量流体的导热系数,结果表明纳米流体比纯乙二醇的导热系数明显提高,当银粒子的体积分数为0.06%时,纳米流体的导热系数提高了36%。     

Ag-Cu双金属纳米粒子的制备及其电催化性质

在β-环糊精(β-CD)溶液中,用柠檬酸三钠还原AgNO3制备了银纳米粒子,以银纳米粒子为品种,用水合肼还原CuSO4制备Ag-Cu双金属纳米粒子,并用紫外-可见光谱(Uv-vis)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线粉末衍射(XRD)等表征所制备的Ag-Cu双金属纳米粒子.用循环伏安法对Ag-Cu双金属纳米粒子修饰的玻碳电极的电化学性能进行测试,实验结果表明Ag-Cu双金属纳米粒子对H2O2的电化学氧化基本没有催化作用.