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  • 基于“H”型腔的低阈值、多波长的等离激元纳米激光

    评论人:西北工业大学 李晨阳

    文章内容概述:

    低阈值和多波长一直以来都是等离激元激光器关注的两个关键问题,也是实现高密度和多功能的光子应用(如片上光学通信,数据存储和生物化学检测等)的首要前提。目前,金属-绝缘层-半导体(MIS)复合型等离激元共振腔是一类常用的多波长激光器构型,它借助增益材料边界处的全内反射或Fabry-Perot共振提供光学反馈。然而,亚波长尺寸的界面会带来强的散射损耗,从而导致低的反馈效率。等离激元晶格是另一类多波长激光器的结构,它通过不同能带的带边态提供光学反馈,进而实现多模输出的多波长激射。但由于模式间的竞争,该类激光器往往会有较大的噪声和不稳定性。基于此,亟需发展高效、灵活的腔反馈机制,以实现低阈值单模输出的多波长等离激元激光。

    创新点:

    研究团队将InGaAs/GaAs多量子盘纳米线与等离激元Fabry-Perot腔集成,设计出“H” 型等离激元激光器。该设计借助等离激元Fabry-Perot腔的高效反馈,增强了激子与等离激元间的能量转移效率,从而降低了激射的阈值。特别地,凭借Fabry-Perot腔共振波长灵活可调的优势,该工作实现了近红外波段单模、多波长的激射。相关结果有望为超紧凑光子集成器件和高通量生物化学传感等应用开辟新的前景。 

    先丰的产品和服务的评价:

    银纳米线溶液(产品编号XFJ25),它不同于其他公司合成的银纳米线,具有更加规整的五边形横截面形貌,因此能够提供大的发射率,并具有更小的等离激元损耗。使其非常适合用于等离激元光子学的科学实验和研究,可以显著提高实验的效率和成功性。

    XFNANO公司的服务和技术支持也特别出色,他们不仅提供了及时的技术支持和解决方案,还非常注重客户的需求和反馈。他们的产品和服务非常专业可靠,让我感到非常满意。

    作者介绍:

    李晨阳,博士在读于西北工业大学,师从肖发俊教授。研究生期间参与了国家自然科学基金项目,深入探究表面等离激元增强光谱学,为纳米尺度下光电子器件的研发提供基础理论的指导。目前,以第一作者身份发表2SCI 高水平学术论文,期刊均为Laser & Photonics Reviews

    使用先丰产品发表的文章:

    C. Li, X. Zhang, R. Yi, Z. Li, F. Zhang, K. Liu, X. Gan, L. Fu, F. Xiao, J. Zhao, H. H. Tan, C. Jagadish, Low-Threshold Multiwavelength Plasmonic Nanolasing in an “H”-Shape Cavity. Laser Photonics Rev. 2023, 17, 2300187.

    多功能代谢纳米干预器重新编程树突状细胞增强癌症联合免疫治疗效果

    评论人:同济大学 杨捷

    文章内容概述:

    树突状细胞(DCs)对于组织抗肿瘤免疫反应的协调至关重要。然而,在肿瘤部位,DCs的免疫抑制胆固醇代谢导致DCs功能失调和抗原呈递受限。本研究中,我们将DCs的代谢纳米干预器(Man-OVARSVNPs)装载于一种基于氧化石墨烯(GO)和盐酸二甲双胍(MET)之间的凝胶反应的多功能水凝胶系统(Gel@NPs)中。纳米颗粒包装的舒伏他汀(RSV)干扰了DCs的胆固醇代谢,减少了抗原降解,从而增强了抗原呈递。由于NPs上的甘露糖修饰具有靶向DCs的能力,以及水凝胶的持久释放特性,该系统实现了对DCs的精确和长期免疫代谢干预。此外,DCs代谢重编程可以显著恢复通过DCs介导的免疫治疗的疗效,并与MET引起的免疫检查点抑制相结合,显著提高治疗效果。总体而言,重新编程DCs的胆固醇代谢可能是改善功能失调DCs并引发强大的抗肿瘤免疫的潜在策略。

    创新点:

    氧化石墨烯(GO,购买自先丰纳米,编号XF224-1)和二甲双胍(MET)之间的凝胶化反应,将DCs的代谢纳米干预剂(Man-OVA(RSV) NPs)装载到多功能水凝胶系统(Gel@NPs)中。这种基于代谢调控的凝胶递送系统可以增强DCs的抗原呈递,唤醒有效的抗肿瘤免疫作用,为肿瘤治疗提供了新的策略。

    对先丰的产品和服务的评价:

    改性石墨烯纳米片有着出色的安全性和稳定性,它不同于传统的石墨烯材料,具有更高的化学反应活性和更优秀的机械性能。这款材料非常适合用于科学实验和研究,可以显著提高实验的效率和准确性。

    XFNANO公司的服务和技术支持也特别出色,他们不仅提供了及时的技术支持和解决方案,还非常注重客户的需求和反馈。他们的产品和服务非常专业可靠,让我感到非常满意。

    作者介绍:

    杨捷,博士毕业于上海交通大学,师从沈琦教授,目前在同济大学施剑林院士课题组进行博士后训练。研究生期间参与了国家自然科学基金项目,深入探究代谢调控与肿瘤发生发展的作用机制,为抗肿瘤治疗提供了新思路和新策略。以第一作者身份发表3SCI研究性学术论文,以共同一作身份发表1SCI学术论文,2篇被评为高被引论文,累计影响因子大于56分。

    使用先丰产品发表的文章:

    Yang, J. , Pan, X. , & Zhang, J. . (2022). Reprogramming dysfunctional dendritic cells by a versatile metabolism mano-intervenor for enhancing cancer combinatorial immunotherapy. Nano Today.

    MoS2纳米片对赤子爱胜蚓的纳米特异性影响

    评论人:上海交通大学 孙凯伦

    文章内容概述:

    二维二硫化钼纳米材料(MoS2纳米片)作为一种典型的过渡金属二卤化物,由于具有良好的电学、物理化学、生物、力学等性能,在储能、电化学、生物医学和环境保护等领域得到了广泛的应用。MoS2纳米片具有高度有序的晶格结构,这使得有望通过“缺陷工程”(如调控合成条件、电脉冲、探针显微镜蚀刻等)重新调控其性能并拓展应用潜力。除了人工方法之外,表面缺陷还可能在环境老化过程中(如光、氧化和生物降解)创建并不断扩展。表面缺陷的产生会进一步改变MoS2纳米片的环境行为,包括化学(离子物种释放)和胶体(分散和聚集)稳定性以及迁移能力。因此,表面缺陷在MoS2纳米片对土壤典型生物的影响中所发挥的作用值得关注。在本研究中,我们通过紫外线连续辐照实现了表面缺陷的随机创建。利用传统检测终点、靶向能量代谢组学和转录组学的整合分析,我们发现与传统的Mo离子相比,MoS2纳米片对赤子爱胜蚓具有纳米特异性影响,而工程或环境诱导的表面缺陷可能会增加MoS2纳米片的生物能量干扰潜力。

    创新点:

    本研究聚焦先进功能材料MoS2纳米片表面缺陷创建这一典型改性途径,通过发展一种微创提取土壤岗哨动物赤子爱胜蚓体腔免疫细胞的快捷方法,深入揭示了表面缺陷介导的MoS2纳米片生物能量干扰机制。

    对先丰的产品和服务的评价:

    先丰纳米在我进行材料准备阶段,实验开展以及文章返修的过程中,对我帮助都非常大。我购买的是小片径薄层MoS2纳米片XF137。首先,先丰纳米的材料质量非常过硬,在材料表征的过程中,一些重要的参数与网站提供的信息吻合良好。在实验的过程中以及文章撰写和返修过程中,我曾多次与先丰纳米的技术人员讨论细节问题。先丰纳米的技术人员给我的印象是专业、耐心、热情,在材料的制备、表征的细节问题上提供了非常详细的帮助和指导,这对文章的最终发表奠定了坚实的基础。最后我们的文章成功在纳米领域顶级期刊ACS Nano上发表,这离不开先丰纳米的支持和帮助。

    作者介绍:

    孙凯伦,上海交通大学土壤与地下水污染修复技术团队博士研究生,师从仇浩教授。主要研究方向为土壤生态健康评估与调控。目前以第一作者在ACS Nano, Sci. Total Environ., Chemosphere, Ecotox. Environ. Safe. SCI 期刊上发表论文数篇,ESI高被引论文一篇,单篇引用最高110次。参与国家自然科学基金联合基金项目、优秀青年科学基金项目、面上项目等。

    使用先丰产品发表的文章:

    Kailun Sun et al. Surface Defects Regulate the in Vivo Bioenergetic Response of Earthworm Eisenia fetida Coelomocytes to Molybdenum Disulfide Nanosheets. ACS Nano2023, 17, 26392652. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10623

    通过超快激光图案和动态调节材料组装的三维纳米制造

    评论人:香港中文大学 韩飞

    文章内容概述

    自组装是材料的基本单元 (分子、纳米颗粒等) 在特定驱动力引导和位点选择性限域下装配成有序结构的过程,在纳米化学中已具备丰富的调控机理。但因化学合成缺少按需设计组装产物形状的手段,组装任意三维纳米结构仍是顶级难题。我们利用水凝胶内的氢键作为诱导组装的驱动力,并通过激光在胶内的曝光确定图案形状;在曝光区域,高峰值能量的激光通过光电离效应部分破坏胶骨架,形成新的孔径可控的水凝胶网格结构,可通过空间位阻这一动力学效应选择性捕获尺寸匹配的纳米颗粒,将其组装为预定的图案。由于所有可分散于水中的材料都具有成氢键的能力,并且尺寸是所有纳米颗粒都具备的内在性质,该方法开创了微纳加工中最好的材料普适性,可加工金属、陶瓷、上转换材料、二维材料、半导体、钻石、生物材料,甚至墨水等20余种不同材料,并且可保持材料原有的性质 (导电性、光致发光、介电性质等)。由于水凝胶可收缩的特性,结合对纳米颗粒的表面化学修饰,该方法可轻易突破衍射极限,以20-30 nm的精度制造复杂3D结构。

    创新点

    我们的研究首次将纳米化学中的动力学调控手段用于3D微纳加工领域,同时攻克了材料多样性和加工精度的难题,为复杂纳米器件的设计提供了全新的可能性。

    对先丰的产品和服务的评价

    先丰纳米对我们的实验起到了很大的帮助。前前后后尝试了共有三十余种不同种类的纳米材料(金纳米颗粒、银纳米颗粒、硫量子点、二氧化钛纳米颗粒)。相比其他供应商,只有先丰纳米的客服足够专业,提供了完整的配体种类、分散性、TEM图片等信息,这对我们针对性进行机理设计和加工条件改进非常关键,并且我们尝试过的材料在实验中都具有很好的重复性。最后我们的文章成功在Science发表,感谢先丰纳米的支持。

    作者介绍

    韩飞,香港中文大学博士后。主要研究方向为纳米合成化学和基于纳米化学调控机理的新型3D微纳加工技术。于高中获新加坡政府全额奖学金留学南洋理工大学,并在7年内完成本科至博士学位的攻读。以第一作者身份在Science, Nat. Commun., JACS等顶级期刊发表论文数篇,并获已授权的中国发明专利1项,及申请公示中的美国发明专利2项。获2020国家优秀自费留学生奖学金、美国材料学会科学艺术竞赛二等奖(MRS, Science-as-Art competition)、新加坡政府本科生全额奖学金等奖项。参与香港政府重点科研项目4项。

    使用先丰产品发表的文章:Fei Han et al. Three-dimensional nanofabrication via ultrafastlaser patterning and kinetically regulatedmaterial assembly .science,378, 1325–1331 (2022).

    DOI:10.1126/science.abm8420.

    基于氧化还原石墨烯(rGO)压力传感器和摩擦纳米发电机的自供电测控系统

    评论人:重庆大学 夏圣垣

    文章内容概述

    通过简单、低成本的工艺制备了一种激光诱导石墨烯(LIG)电极的还原氧化石墨烯(rGO)布基压力传感器。其中LIG的多孔微结构可以提高布基压力传感器的灵敏度。该压力传感器的性能高、成本低,并具有环保性,可以检测微弱的动态身体信号和微小的静力差异。此外,结合该团队先前研究成果,构建了由布基压力传感器和LIG电极摩擦纳米发电机(TENG)组成的自供电测控系统,由此说明rGO布基传感器在自供电可穿戴设备、智能皮肤和人机交互方面具有一定的应用潜力。

    创新点

    本项工作提出的LIG电极的rGO布基压力传感器制备工艺简单且成本低。LIG电极不仅有助于提高压力传感器的灵敏度(从20.6 kPa-1到30.3 kPa-1),而且还提高了TENG的转移电荷密度(从160 μC/m2到270 μC/m2)。鉴于这些优势,构建了由基于rGO的压力传感器和TENG组成的高性能自供电测控系统,其在自供电可穿戴设备、智能皮肤和人机交互领域展现出了巨大的应用潜力。

    产品使用感受

    我们团队使用的是先丰纳米出品的氧化石墨烯分散液(XF224),我们买了很多次同款产品,制备出器件性能保持稳定。并且经过长期使用后,产品的稳定性也很好,保质期也长。客服在使用前期能热心的解答各类问题,对产品的选择起到了很大的帮助,节省了很多的时间,值得推荐。

    课题组研究方向

    重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,导师李剑、黄正勇

    研究方向为面向输变电装备智能化和安全稳定运行,输变电设备绝缘在线监测的新型传感器及电气设备状态评估、微纳能源收集技术、高性能天然酯绝缘油、高导热材料、超疏水涂层等方向的基础理论与关键技术研究,

    使用先丰产品发表的文章Laser-induced graphene (LIG)-based pressure sensor and triboelectric nanogenerator towards high-performance self-powered measurement-control combined system,Nano Energy,2022

    MOF材料构建生物电极用于可拉伸酶生物燃料电池

    评论人:江南大学 李鑫

    文章内容概述:

    近几十年来,静电纺丝纳米纤维膜在过滤/分离、组织工程、药物传递和柔性电子等各种应用中逐渐发挥重要作用。静电纺聚氨酯(PU)纳米纤维膜由于其大的比表面积、优异的拉伸性能、机械性能和柔韧性,经常被选择用于柔性和可拉伸电子的应用中。然而,PU固有的疏水特性往往限制了其进一步的研究进展,而纤维素作为一种具有良好的液体输送和吸水能力的高亲水聚合物,可以有效地突破这一瓶颈。该项工作采用静电纺PU/再生纤维素(RC)纳米纤维作为基材,将ZIF-8晶体沿纤维取向生长,并且在生长的同时分别将LAC和GOx封装在ZIF-8晶体中,通过表面吸附CNTs赋予材料导电性。随后,通过将PU/RC/ZIF-8@LAC/CNTs生物阴极和PU/RC/ZIF-8@GOx/CNTs生物阳极连接到合成的葡萄糖-聚丙烯酰胺(G-PAM)水凝胶电解质的两侧构建可拉伸EBFC。

    创新点:

    *ZIF-8在PU/RC共混纳米纤维上的原位生长过程中,将酶封装到ZIF-8中。

    *采用生物电极和水凝胶技术构建了一种具有“三明治”结构的可拉伸EBFC。

    *所设计的可伸缩EBFC在多种机械变形状态下表现出稳定的能量输出性能。

    产品使用感受:

    从先丰纳米购买的碳纳米管分散液(货号100320)作为柔性电极的导电物质,得到电阻较小的静电纺醋酸纤维素基柔性电极。先丰纳米公司服务周到,应答及时,产品性能优异,快速准确的了解到客户的需求并提供一流的服务,为该实验的顺利进行提供了保障。这次合作也不是我和先丰纳米的第一次合作,在之前的工作中也多次使用到先丰纳米的产品,相信之后的科研工作中会有更多愉快满意的合作。

    课题组研究方向:

    学校:江南大学

    导师:魏取福教授

    课题组主要开展功能纺织材料研究,包括超细纤维材料、生物基纤维材料、纤维基能源材料、智能可穿戴功能纺织材料的研究与产业化研究。

    使用先丰产品发表的文章Flexible bioelectrode via in-situ growth of MOF/enzyme on electrospun nanofbers for stretchable enzymatic biofuel cell ,ChemicalEngineeringJournal440(2022)135719

    一种可批量制备的石墨烯基可穿戴纺织品

    评论人:清华大学任天令课题组

    文章内容概述

    近年来,可穿戴电子设备和系统的兴起,革命性地推动了健康监测的发展。其中,可穿戴纺织设备因其在传感和信号转换的实用性、方便性而备受关注。应变或压力传感器与纺织品结合,可探测到人体生理或运动信号,用于健康监测。然而,传统的纺织器件通常功能单一、传感器与执行器分离、用户仅能通过电脑或手机等外部设备获得反馈。此外,传感器件与可穿戴纺织物品不足够兼容,难以满足工业批量制备的工艺需求。因此,在此项目中提出的创新点是实现一个与工业工艺兼容和多功能集成的柔性纺织器件和系统,不仅能够感知机械或生理电信号,还能与执行结合,直接向用户提供反馈。

    基于此,我们团队基于激光直写和热转印技术设计了一种可批量制备的石墨烯基可穿戴纺织品。它具有监测人体运动、检测生理信号以及发射警报声音等功能,可用作健康状况的反馈执行器。这种基于石墨烯的可穿戴器件可以在热转印工艺中紧贴于纺织品表面,并且具有低成本、省时且与工业工艺兼容的特点。此外,该纺织品器件在应变和压力测试下均表现出了非常高的线性度,这对于可靠和准确的数据分析至关重要。

    创新点
    决定系数分别超过99.3%和98.2%。器件在高达1000kPa的压力下仍保持稳定的性能。在4.2 Pa压力下,拥有低至85毫秒的响应时间。因此,在健康实时呵护、运动监测等领域都展现出了广阔的应用前景,有望应用到健康监测、运动监测等领域。

    产品使用感受
    在这项实验中,我们使用的是在先丰纳米材料科技有限公司购买的氧化石墨烯分散液,我们知道,在制备器件的实验过程中,试剂的质量是影响器件性能、实验成败的一个重要因素。先丰纳米的这款氧化石墨烯溶液色泽正,质量高,溶液较为均匀,有十分丰富的浓度梯度可供选择。我们通过滴涂氧化石墨烯溶液、干燥、激光直写的方式制备了柔性的激光还原石墨烯器件,且将之与织物进行了很好地结合,制备出了可以监测人体健康信号的智能衣物。其在此十分南京先丰纳米材料科技有限公司提供的高质量氧化石墨烯溶液,以及感谢他们热情周到的服务

    课题组方向
    清华大学集成电路学院任教授团队学生,目前研究方向是基于二维材料的柔性传感器研究,
    使用先丰产品发表的文章
    “Graphene-Based Multifunctional Textile for Sensing and Actuating”发表在《ACS NANO》上。

     

    有原子活性位点的分子自组装石墨炔及其细胞释放一氧化氮信号分子的快速实时检测

    评论人:苏州科技大学 郝喜娟

    文章内容概述:
    一氧化氮作为一种信号分子,参与了多种生理和病理过程,但由于其量少、半衰期短、易转化为其他物质,在细胞中的实时检测仍面临挑战。本文报道了一种合理的设计,将高π共轭的小电容石墨炔gaphdiyne (GDY)与铁的络合物hemin (HEM)组装成GDY/HEM分子组装材料,以实现细胞释放一氧化氮的超快和实时检测。GDY的炔基C原子可以与HEM发生杂化,加强了π-π相互作用,促进了铁位点的原子级别分散,同时避免了HEM形成无催化活性的二聚体。这些特性使GDY/HEM成为极好的一氧化氮传感材料,具有0.95 s的超快响应时间,7 nM的低检测限和151.38 μΜ的宽线性范围。GDY/HEM实现了对肿瘤细胞和正常细胞释放一氧化氮的实时检测,显示了其对细胞分析的能力。

    创新点:
    石墨炔首次用于活细胞一氧化氮的检测;通过自组装策略制备了GDY/HEM分子组装材;GDY促进了HEM中铁位点的原子级别分散,同时避免HEM形成无催化失活的二聚体;对一氧化氮具有优异的检测性能,实现了0.95 s的超快响应时间和7 nM的低检出限;可以对活细胞释放的一氧化氮分子进行实时检测。

    产品使用感受:

    本论文的样品是使用先丰纳米出品的石墨炔(XFY01)来制备的。先丰纳米是市面上最早推出实验药品石墨炔的公司之一,我们课题组多次购买,质量值得信赖。后期也推出了石墨炔合成的单体,解决不同实验需求,很棒。中间虽有过问题,但都妥善解决。公司销售服务也很好,发货很快,值得推荐。

    课题组方向:
    导师:郭春显 教授
    研究方向:超灵敏电化学传感、全印刷分析芯片、可视化检测技术、细胞水平高时空分辨检测
    使用先丰产品发表的文章
    Molecularly Assembled Graphdiyne with Atomic Sites for Ultrafast and Real-Time Detection of Nitric Oxide in Cell Assays, Biosensors and Bioelectronics, doi:10.1016/j.bios.2021.113630.

    二茂铁衍生物首次作为n型掺杂剂还原碳纳米管

    评论人:深圳大学聂秀秀

    产品使用感受:

    首先,对于我们长期购买并一直使用的超高纯大比表面积的单壁碳纳米管这一产品的质量是非常认可的,先丰纳米的超高纯大比表面积单壁碳纳米管是我们课题组长期使用的一款产品,型号为XFS22。该型号单壁碳纳米管分散性能良好,导电性能优异,我们使用常用的溶剂N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等作为溶剂抽滤得到的薄膜表面非常光滑平整,都能获得高的电导率,在几万或者十几万西门子每米的范围内。先丰纳米的服务也是非常满意的,客服会耐心及时的回答问题,也能弹性的协调发货付款方式。

    文章内容概述:

    近年来,由于单壁碳纳米管高导电性,柔韧性高,而且通过添加氧化还原试剂,它们可以很容易地转变成p型或n型材料,因此基于单壁碳纳米管的热电材料受到很大的关注。在众多碳纳米管基复合材料中,n型碳纳米管/有机复合材料鲜为报导。二茂铁衍生物作为还原剂已得到广泛应用,但是在热电材料这一领域却很少受到关注。因此本文将二茂铁(Fc)、二茂铁炔(EtFc)、N,N-二甲基二茂铁甲胺(FcMA)与SWCNTs简单混合,分散在不同的溶剂中,研究它们作为SWCNTs的n型掺杂剂。结果表明,二茂铁衍生物的结构对复合材料的热电性能有较大影响,而且还发现了二茂铁衍生物和溶剂N-甲基吡咯烷酮对于提高复合材料的热电性能方面具有协同作用。其中,SWCNT/FcMA的热电性能最好,最高功率因子可达567.54 ± 27.18  μWm?1 K?2,是目前报道的n型SWCNT/有机复合材料中的最高值。

    创新点:

    1.二茂铁衍生物首次作为n型掺杂剂还原碳纳米管。

    2.二茂铁衍生物和溶剂N-甲基吡咯烷酮对于提高复合材料的热电性能方面具有协同作用。

    课题组方向:

    有机热电材料,主要分为有机小分子与碳纳米管复合材料和以D-A结构为主体的有机聚合物热电材料。

    利用新一代扫描隧道显微并结合原子力显微技术,从事单分子,单元子,低维材料的物理化学性质研究

    评论人:新加坡国立大学陈橙

    产品使用感受: 

    我们课题组从开始以来都致力于二维材料尤其是黑磷的研究,所以对黑磷的需求量巨大也对各个品牌的二维材料有所了解。从2016年开始对黑磷的电化学剥离进行深入研究,该课题也发表于chemistry materials。为了确保实验的可重复性,我们的电化学剥离实验分别用了来自HQ, smart element 和XF nano的bulk black phosphorus. 从实验结果和黑磷的质量来对比,XF nano的块状黑磷与HQ 和smart element 的质量几乎没有区别,结晶度很高,而且剥离出来的少层二维黑磷片的质量也很高。但是XF nano具有相对来说价格便宜,发货快,服务好的优点。我们在新加坡买HQ, smart element的黑磷至少两个月才能到货,手续复杂。但是XF nano给我提供了便捷的购买方式,让我的实验也加快了进度,而且还便宜。所以在后来,我们实验室几乎都是买的XF nano的二维材料,包括graphene, CNT, BN等。我后来的课题也是用黑磷,合成单原子催化剂,所以一如既往的都是用XF nano的材料,当然使用感受也是一如既往的靠谱,质量一如既往的好,而且相对便宜,这个课题也是成功的在AM上发表。所以我也感谢XF,合作互赢。

    文章内容概述:

    作为均相和非均相催化的桥梁,单原子催化剂因其独特的催化性能和最大的原子利用率成为异相催化的研究热点。目前绝大多数的单原子催化剂都是基于载体上电负性较大的杂原子(氮,氧等)来锚定金属原子,因此该类单原子催化剂往往呈现出高价态。该工作利用材料本征缺陷为锚定位点,以黑磷为基底通过ALD方法合成了钯单原子催化剂(Pd1/BP),得益于黑磷载体对钯的独特 “配位”效应和磷元素较低的电负性,该Pd1/BP中钯呈现出零价金属特性,并基于此特性研究了Pd1/BP在炔烃选择性加氢中的应用。该文章展现了首次实现以黑磷二维片为基底,用ALD的方法合成零价金属单原子Pd1/BP催化剂,并在选择性的加氢反应中有99%的活性和选择性。

    创新点:

    黑磷通常与其他材料复合,运用于电化学催化。该文章实现了黑磷载体的单原子催化剂的成功合成,并将其运用于的有机催化反应中。而且通过调控黑磷载体的环境和性质来达到调控单原子催化剂价态和性能的目的。这为基底金属相互作用的研究提供了很好的文献参考,也为通过设计单原子结构性能并有针对性的合成提供指导方向。另一方面,在均相催化中,膦配体在稳定和活化中心金属原子,微调反应转化选择性方面起着关键作用,该工作利用黑磷“配位”效应制备的Pd1/BP单原子用于炔烃选择性加氢体现了该类单原子催化剂在替代传统基于膦配体均相催化上的潜在应用价值。

    课题组方向:

    课题组主要利用新一代扫描隧道显微并结合原子力显微技术,从事单分子,单元子,低维材料的物理化学性质研究。在此基础上,同时发展了扫描探针显微技术直接用于研究单分子,二维材料相关器件,并实现了精确调控单分子的电荷和自旋及其二维材料能带和激子效应。课题组也致力于研究发展基于二维材料载体,原子级精确的单元子和单团簇新型催化剂。在Nat. Mater. , Nat. Nanotech.,Nat. Electron., Nat. Commun. Sci., Adv. 等学术刊物上发表多篇研究论文。