Unified model of hyperthermia via hysteresis heating in systems of interacting magnetic nanoparticles
我们提出了一个一般性的研究频率和磁场依赖性的特定的热功率在磁场驱动的磁滞循环在磁性纳米粒子与生物医学中的热疗应用。采用具有自然时间尺度的动力学Monte-Carlo方法使我们能够超越小驱动场振幅和可忽略的粒子间相互作用的假设，这是基于线性响应理论的标准方法适用性的基础。该方法捕获的超顺磁性和完全滞后制度和它们之间的过渡。我们的研究结果揭示了意想不到的偶极相互作用引起的比热功率的增强或抑制，依赖于粒子的固有统计特性，这不能用标准理论来解释。虽然实际的加热功率是很难预测的，因为相互作用的影响，最佳加热是在超顺磁性和完全滞后制度之间的过渡区。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport at a nanoparticle-water interface: A molecular dynamics and continuum modeling study
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了银纳米颗粒与周围水之间的热传递。在纳米颗粒和周围的水之间的界面处的热导率（Kapitza电导）已经使用四种不同的方法计算：在纳米颗粒中有/没有温度梯度（内部热阻）的瞬态，稳态非平衡和最后平衡模拟。稳态非平衡和平衡的结果是一致的，但不同的瞬态方法的结果。MD模拟结果还表明，在热银纳米颗粒的淬火过程中，热耗散到溶剂中的长度尺度为~ 2nm，时间尺度小于5 ps。通过引入连续介质类固体模型并考虑水中的热传导机制，观察到纳米颗粒周围水壳层的温度分布的结果与MD结果吻合得很好。还发现纳米颗粒周围的局部水的热导率比本体水的热导率大约50%。这些结果对于理解纳米流体系统中的热传递机制以及癌症光热疗法具有重要意义，其中在水性环境中对热传递的准确局部描述是至关重要的。
2019-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced heat transfer with core-shell metal dielectric nanoparticles
从辐照的金属纳米颗粒的热传递是相关的广泛的应用，从水脱盐到光声。这种过程的功效依赖于这些纳米颗粒吸收脉冲照明光并将能量快速转移到环境中的能力。在这里，我们表明，与具有相同大小的均匀金纳米粒子相比，金-二氧化硅核-壳纳米粒子能够更快地将热量传递到液态水。我们得出这一结论，考虑分析和数值计算。金属电子与石英声子之间的直接界面耦合是强化传热的关键因素。我们讨论了如何获得快速加热的水在附近的颗粒，并表明，最佳条件涉及纳米粒子与薄二氧化硅壳照射超快激光脉冲。我们的研究结果应作为指导的核壳纳米粒子的热等离子体激元应用的优化。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-field heat transfer between gold nanoparticle arrays
采用偶极耦合法计算了金纳米粒子层间的辐射换热。金纳米粒子被建模为有效的电和磁偶极子通过电磁波动相互作用。高阶多极子的影响被实现在电极化率的表达式计算在短距离的相互作用。我们的研究结果表明，近场辐射减少的纳米粒子的半径增加。此外，磁偶极子对热交换的贡献对于较大的颗粒变得更加重要。当一个层相对于另一个层平行显示时，由于各个纳米结构的影响，近场热传递呈现出类似于湍流的特征。还讨论了关于纳米颗粒尺寸的影响的进一步细节。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooling Dynamics of a Gold Nanoparticle in a Host Medium Under Ultrafast Laser Pulse Excitation: A Ballistic-Diffusive Approach
我们提出了一个数值模型，允许确定在亚皮秒脉冲激发下的金纳米粒子的电子和晶格温度动态，以及周围介质。为此，我们使用了电子-声子耦合方程的粒子与源项与激光脉冲，和弹道扩散方程的热传导在主机介质。我们的研究结果表明，从颗粒到基体的传热速率显着小于傅立叶定律的预测。因此，粒子的温度上升是大得多，其冷却动力学是慢得多，比使用傅立叶定律，这是由于在纳米粒子附近的非局部和非平衡热传导获得。这些结果预计将是非常重要的解释泵探测实验上进行的单纳米粒子或纳米复合材料介质。
2008-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Self-heating effects of the surface oxidized FeCo nanoparticles colloid under alternating magnetic field
为了研究FeCo磁性纳米粒子的自热效应，采用共沉淀法结合还原反应合成了表面氧化的FeCo纳米粒子，并对其进行了热处理。合成的FeCo纳米颗粒的平均直径约为39 nm，氧化壳厚度约为4-5 nm。在300 K时，样品的饱和磁化强度和矫顽力分别为172 emu/g和268 Oe。在76、102和127 Oe的交变磁场下测量FeCo磁性胶体的热升高，可选择频率为190、250和355 kHz。在127 Oe和355 kHz下，加热温度从初始温度24 oC上升到45 oC，比吸收率达到35.7 W/g。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Nanoparticles for Power Absorption: optimizing size, shape and magnetic properties
我们提出了一个裸的和二氧化硅包覆的Fe3O4纳米粒子的尺寸在5和110 nm之间的磁性的研究。它们作为加热剂的效率通过作为颗粒尺寸和形状的函数的比功率吸收（SPA）测量来评估。结果表明，SPA与颗粒尺寸的强烈依赖性，最大值约为30 nm，如单畴颗粒中的Neel弛豫机制所预期的那样。发现SiO2壳层厚度在SPA机理中起着重要作用，阻碍了热流出，从而降低了加热效率。它的结论是，良好的加热效率和表面功能的生物医学目的之间的妥协，可以通过使SiO2功能涂层尽可能薄。
2009-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen and light sensitive field-effect transistors based on ZnO nanoparticles attached to individual double-wall carbon nanotubes
半导体纳米粒子在碳纳米管上的附着是纳米技术中最具挑战性的课题之一。成功的高覆盖率连接和对电荷转移机制和光电流产生的控制开辟了新的应用领域，如高效太阳能电池和纤维增强聚合物。在这项工作中，我们研究了单个双壁碳纳米管高度覆盖均匀的ZnO纳米粒子的电荷转移。选择合成胶体程序以避免在纳米颗粒-纳米管界面处的长链配体。将所得复合材料用作场效应晶体管器件中的导电沟道，并分析了在各种条件下的光电响应。通过对电荷转移特性的研究，我们可以阐明非共价键连接的半导体纳米粒子到碳纳米管的电荷转移机理。的作用，正电荷保留在纳米粒子的门控效应进行了讨论。
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Heat release in clusterization of nanoparticles
我们表明，纳米晶体的熔化温度的尺寸依赖性的效果可以用来管理异常的纳米晶体的热力学性质在预熔范围。例如，如果纳米晶体的温度接近熔点，则它们的机械接触应导致温度的变化和一些热的释放。我们讨论了从低温介质中提取热能的“热泵”结构的基本可能性。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of a transverse static magnetic field on the magnetic hyperthermia properties and high-frequency hysteresis loops of ferromagnetic FeCo nanoparticles
研究了横向静磁场对大损耗铁磁FeCo纳米粒子系统磁热疗性能的影响。同时测量的高频磁滞回线和温升提供了一个有趣的洞察损失和加热机制。仅40 mT的静态磁场就足以抵消纳米颗粒的加热性能，这一结果是使用磁滞回线的数值模拟重现的。这些结果使人们对将来在磁共振成像装置内进行磁热疗的可能性产生了怀疑。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Heat transfer between nanoparticles: Thermal conductance for near-field interactions
我们分析了两个纳米粒子之间的热传递，分开的距离躺在近场域中的能量交换是由于库仑相互作用。通过假设粒子具有电荷分布来计算热导，该电荷分布的特征在于在两个不同温度下与热浴平衡的波动多极矩。这个量来自多极矩波动的波动耗散定理（FDT）。我们比较的行为的电导作为粒子之间的距离的函数与通过分子动力学模拟得到的结果。提出的形式主义，使我们能够提供一个全面的解释显着增长的电导时，减少纳米粒子之间的距离。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooperative nanoparticle self-assembly and photothermal heating in a flexible plasmonic metamaterial
我们从理论上研究了由芳纶纳米纤维和金纳米颗粒组成的柔性等离子体超材料的平衡行为和光热效应。纤维基体被认为是一个外部的领域，重新配置的纳米粒子组装。我们发现，加热过程调谐粒子-粒子和纤维-粒子的相互作用，这改变了吸附的纳米粒子在纤维表面或聚集在孔隙空间。因此，可以通过激光照射来控制纳米颗粒的自组装。金纳米颗粒强烈吸收辐射，并有效地将吸收的能量消散为热量。通过求解与有效介质近似相关联的传热方程，我们计算了空间温升。值得注意的是，我们的理论结果与先前的实验定量一致。这表明我们可以忽略粒子团簇引起的等离子体耦合效应。讨论了激光光斑大小和强度对光热加热的影响。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Magnetically Multiplexed Heating of Single Domain Nanoparticles
通过交变磁场（AMF）选择性滞后加热多个并置的单畴磁性纳米颗粒（SDMNP）组可以为生物医学应用提供有用的工具。磁热复用的可能性尚未实现，部分原因是普遍使用线性响应理论来模拟AMF中的SDMNP加热。预测成功的动态滞后（DH），一个更普遍的模型，由SDMNP散热，实验观察到详细的量热测量在不同的AMF振幅和频率。DH模型表明，在确定高散热的最佳材料选择策略时，特定的驾驶条件发挥了未被充分认识的作用。出于这种观察，磁热复用理论预测和经验证明，第一次选择SDMNP的性能，建议在不同的AMF驱动条件下的最佳滞后散热。这种形式的多路复用可以有效地为微创生物信号传导应用创建多个通道。
2014-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
Photo-to-heat conversion of broadband metamaterial absorbers based on TiN nanoparticles under laser and solar illumination
本文从理论上研究了TiN纳米粒子在聚二甲基硅氧烷（PDMS）中的随机混合超柔性材料的光热加热。由于TiN纳米颗粒的等离子体性质，入射光在宽带范围（300-3000 nm）内被完全吸收，从而在这些超材料内产生热量。在不同强度的808 nm近红外激光照射下，我们预测的温升作为时间的函数与最近的实验数据吻合得很好。对于给定的激光强度，温度升高随着TiN纳米颗粒的浓度而非单调地变化，因为随着添加等离子体纳米结构而增强的热导率和吸收的能量导致对加热过程的相反影响。当该模型扩展到太阳能加热，光热行为定性相似，但温度升高小于13 $K$。本文的研究结果对今后宽带理想吸收体光热转换的实验研究具有指导意义。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Resonance energy transfer from a fluorescent dye molecule to plasmon and electron-hole excitations of a metal nanoparticle
我们研究了染料分子到金属纳米粒子的电子激发能转移速率的距离依赖性。使用球形的jeltron模型，我们评估的速率对应于l = 1，2和3模式的纳米粒子的激发。我们的计算同时考虑了电子-空穴对和纳米粒子的等离子体激元激发。在大距离下，该速率遵循传统的R^-6依赖性，而在较短距离下，则观察到与此行为的微小偏差。在杰尔夫模型的框架内，不可能将实验观察到的速率对d^-4的依赖性归因于等离子体激元或电子-氢对激发的能量转移。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Molecular dynamics simulation of silicon nanoparticle crystallization during laser-induced forward transfer printing
University of Arkansas（阿肯色大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示了LIFT印刷中硅纳米颗粒结晶过程，发现纳米限制可诱导单晶结构形成，为单晶器件制造提供理论支持。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Edge-Grafted Molecular Junctions between Graphene Nanoplatelets: Applied Chemistry to Enhance Heat Transfer in Nanomaterials
石墨烯纳米片（GNP）的边缘功能化利用重氮化学进行，旨在合成边缘装饰的纳米颗粒，其用作制备用于增强传热的工程纳米结构材料的构建块。事实上，苯酚官能化和二苯胺桥接的GNP（分别为GnP-OH和E-GNP）都组装在纳米纸中，分别利用非共价和共价分子连接的形成。分子动力学允许估计两种不同类型的分子结的热导率，表明共价结与非共价结的电导率之间的因子为6。此外，观察到化学官能化将纳米片的自组织驱动到纳米纸中，导致GnP-OH和E-GNP的热导率提高20%，而在E-GNP的情况下，交叉平面热导率提高了150%。因此，将化学功能化应用于纳米颗粒网络中的接触电阻工程被验证为提高纳米颗粒网络的热交换效率的迷人途径，在低温热交换和回收应用中具有巨大的潜在影响
2018-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Effects of a non-causal electromagnetic response on the linear momentum transfer from a swift electron to a metallic nanoparticle
扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子束可以用作在纳米颗粒上诱导运动的工具。采用经典电动力学方法，据报道，从STEM束电子到金属球形纳米颗粒的线性动量转移可以是排斥或吸引快速电子轨迹。这是在定性与实验观察。快速电子与纳米粒子之间的相互作用时间通常为阿秒量级。因此，纳米颗粒在短时间内的电磁响应是至关重要的。然而，据报道，在以前的研究中采用的介电函数提出了一个非因果的前回声在阿秒的时间尺度，这可能会导致不正确的非物理的结果。因此，这些线性动量传递结果的有效性应该重新审视。在这项理论工作中，我们研究了非因果效应的线性动量转移从一个快速电子到金属纳米粒子，无论是铝或金。使用一种有效的数值方法，我们发现，非因果关系，以及不足的数值收敛，可能会导致不正确的排斥线性动量转移的结果。与以前的理论研究报道相反，我们的结果表明，从一个快速电子到球形铝和金纳米粒子，半径为1 nm的线性动量转移，总是有吸引力的。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic behavior of TiB2 nanoparticles reinforced 2024Al composites rolling sheet
板材力学性能的面内各向异性（IPA）限制了板材的工业应用，增加了板材加工的难度。因此，这是在制造高性能铝合金板期间需要严格控制的重要因素之一。研究了TiB 2/2024 Al复合轧制板材在不同热处理制度下的各向异性行为。T4热处理试样的屈服强度各向同性较好，织构分量较传统铝合金明显减弱。研究了T4试样的显微组织演变。亚微米TiB_2颗粒增强了轧制过程中再结晶的驱动力，促进了静态再结晶，导致织构随机化。T3热处理后试样的屈服强度出现各向异性。这种各向异性的产生可能是由于不同加载方向下滑移系激活程度的差异。
2020-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Learning from Nature to Improve the Heat Generation of Iron-Oxide Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia Applications
磁性纳米粒子的性能与其结构、平均粒径和磁各向异性密切相关。此外，合奏提供了一种独特的方式工程磁响应通过修改粒子之间的偶极相互作用的强度。在这里，我们报告的实验和理论分析磁热疗，一个快速发展的技术在医学研究和肿瘤学。在实验中，我们证明了类似细菌磁小体的单域立方氧化铁颗粒与类似大小的球形颗粒相比具有优越的磁加热效率。原子水平的蒙特卡罗模拟证实了与球形颗粒相比，立方颗粒具有更大的各向异性，从而证明了表面各向异性在提高加热功率中的有益作用。此外，我们建立了一个定量的联系之间的粒子组装，相互作用和加热性能。这一知识为改进热疗开辟了新的前景，这是传统癌症治疗的替代方案。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant-spin nonlinear response theory of magnetic nanoparticle hyperthermia: a field dependence study
理解高场振幅电磁热损失现象是非常重要的，特别是在生物医学领域，因为热输送治疗计划可能依赖于仅在低场振幅下有效的分析模型。在这里，我们开发了一个非线性响应模型有效的单域纳米粒子的更大的颗粒尺寸和更高的场振幅相比，线性响应理论。得到了非线性磁化强度表达式和广义热损失功率方程，并与假设巨自旋假设的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的精确解进行了比较.该模型是有效的热疗治疗窗口内，并预测最佳颗粒尺寸和不同的热损失场振幅指数的移位。实验热疗数据与不同的铁氧体基纳米粒子，以及三次谐波磁化数据支持的非线性模型，这也有影响的磁性粒子成像和磁测温。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Double Hysteresis in CoFe$_2$O$_4$/MnFe$_2$O$_4$ Core/Shell Nanoparticles and Its Contribution to AC Heat Induction
本研究通过合成不同壳层数的CoFe2O4/MnFe2O4核/壳纳米颗粒，首次观察到双磁滞回线，并揭示其由核壳磁各向异性差异及内部偏置耦合引起，从而增强交流热感应（SLP），为磁热疗提供优化设计策略。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Toward a Better Understanding of the Photothermal Heating of High-Entropy-Alloy Nanoparticles
首次提出理论方法研究高熵合金纳米颗粒的光热特性，发现FeCoNi纳米颗粒与纯铁行为高度相似，可用纯铁作为模型简化复杂高熵合金的理论建模。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Angular momentum transfer from swift electrons to non-spherical nanoparticles within the dipolar approximation
本研究基于经典电动力学和偶极近似，探讨了快电子向非球形金属纳米颗粒（球体和Platonic Solids）的角动量转移，发现不同几何形状对等离激元共振和角动量转移有显著影响，为电子镊子技术提供了应用前景。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
A review of heat transport in solvated gold nanoparticles: Molecular dynamics modeling and experimental perspectives
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Rhode Island（罗德岛大学）
本文综述了溶质金纳米颗粒中热量传输的最新研究，通过分子动力学模拟和实验技术探讨热传导机制及优化热等离子应用。
2025-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of plasmon-enhanced Foerster energy transfer in optically-excited semiconductor and metal nanoparticles
我们描述了在金属子系统（金属纳米晶体）的存在下，半导体纳米粒子之间的Foerster转移的过程。在金属纳米晶体的存在下，Foerster过程可以变得更快，更长。Foerster转移的增强是由于等离子体辅助放大纳米级组件内的电场的效果而发生的。同时，金属纳米晶体导致在Foerster转移过程中的能量损失增加。在等离子体共振的激励下，我们推导出了能量转移率、光致发光强度和能量耗散率的方便方程。由于金属的强耗散，等离子体增强的Foerster转移的实验观察需要特殊的条件。作为可能的实验方法，我们考虑连续波和时间分辨的光致发光研究，并描述了观察等离子体增强转移的条件。特别是，我们表明，光致发光光谱应仔细分析，因为等离子体增强的福斯特效应可以出现在一起与强激子能量耗散。我们的研究结果可以应用到各种实验纳米系统。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accurate Transfer of Individual Nanoparticles onto Single Photonic Nanostructures
将金属纳米颗粒（NPs）受控地集成到光子纳米结构上使得能够实现用于极端光限制和增强的光-物质相互作用的复杂装置。这可以通过将镜上纳米粒子（NPoM）纳米腔与微米级金属天线和/或光子集成波导的光操纵能力相结合来实现。然而，金属纳米颗粒通常通过滴铸沉积，这妨碍了它们的准确定位。在这里，我们提出了一种方法，用于精确转移和定位到不同的光子纳米结构的个别纳米粒子。该方法是基于软光刻印刷，采用弹性体印章辅助转移到一个单一的纳米结构的个别纳米粒子。它还可以在单个步骤中以高通量和准确性并行压印许多单个NP。拉曼光谱证实了增强的光-物质相互作用，在所得的NPoM为基础的设备。我们的方法混合了自上而下和自下而上的纳米纤维技术，并显示了构建复杂的光子纳米器件的潜力，其应用范围从增强的传感和光谱到信号处理。
2022-08-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Harmonic-Induced Plasmonic Resonant Energy Transfer between Metal and Semiconductor Nanoparticles
本研究提出谐波诱导等离激元共振能量转移（HIPRET）机制，通过氧化铝层调控CuS与Au纳米颗粒间距，实现超快可调谐上转换，为高效非线性纳米器件提供新策略。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-Situ Single Particle Reconstruction Reveals 3D Evolution of PtNi Nanocatalysts During Heating
本文提出一种基于单颗粒重构的原位三维成像方法，无需倾斜样品台即可控制电子剂量，用于揭示PtNi纳米颗粒在加热过程中的结构重组、元素再分布及有序化转变，并关联其氧还原催化活性的变化。
2023-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anisotropic magnetic nanoparticles for biomedicine: bridging frequency separated AC-field controlled domains of actuation
磁性纳米粒子构成潜在的纳米医学工具的基础上，获得不同的安全远程刺激触发的反应的可能性。然而，如果不同的性能没有被准确地区分（和控制），则这种丰富性可能是有害的。这方面的一个例子是在AC场的影响下磁性纳米颗粒的重新取向，其可以用于低频（数十Hz）下的磁机械致动（MMA）;或大频率（MHz范围）下的热释放。虽然很明显，布朗旋转是MMA的原因，但它在高频区的加热作用尚不清楚。在这项工作中，我们的目标是阐明这个问题，这需要很好地理解磁流体热疗（MFH）或热触发药物释放的应用。使用布朗动力学（BD）的模拟技术，我们已经从理论上研究了布朗逆转的贡献，在盘状颗粒（以提高与环境的粘性相互作用）在很宽的频率范围。我们的研究结果预测基本上可以忽略不计的磁滞损耗在高和低的频率域，具有完全不同的含义：高效的MMA，但可以忽略不计的MFH性能。重要的是，互补的微磁模拟表明，大的磁矩假设的BD模拟支持的六边形磁盘，高达100 Oe的顺序的磁场振幅。更大的领域将导致Néel反转，值得注意的是，预测显着的加热性能。通过改变AC场的振幅在MMA和MFH响应之间切换的可能性，连同它们不同的最佳条件（用于MMF的大的磁矩;用于MFH的大的加热），指向这样的六边形纳米盘作为具有双重机械和加热功能的有前途的纳米药物。
2017-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous tunnel magnetoresistance and spin transfer torque in magnetic tunnel junctions with embedded nanoparticles
在量子弹道模型的范围内计算了纳米颗粒嵌入磁性隧道结中的隧道磁阻效应。进行了模拟的电子隧穿通过绝缘层内的方法的双势垒子系统并联连接到单势垒一个嵌入的磁性和磁性纳米粒子。该模型适用于面内磁化和垂直磁化的MTJ。我们还计算了自旋转移矩（STT）与磁性纳米粒子的MTJ中施加的电压的平面内分量，并确定其值可以远远大于在单势垒系统（SBS）相同的隧穿厚度。报道的模拟再现实验数据的TMR抑制和峰值状TMR异常在低电压文献中提供。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selectivity in Ligand Functionalization of Photocatalytic Metal Oxide Nanoparticles for Phase Transfer and Self-assembly Applications
在室温条件下，研究了胺封端（油胺）和硫醇封端（1-十二烷基乙基）烷基链配体对TiO 2、ZnO、WO 3和CuO光催化金属氧化物纳米粒子的功能化作用。在配体对这些不同氧化物的纳米颗粒的结合特异性中观察到高选择性。据观察，油胺稳定地结合到只有TiO 2和WO 3，而1-十二烷硫醇稳定地结合到ZnO和CuO。同样，使用油胺可以实现TiO 2和WO 3纳米颗粒的极性到非极性溶剂相转移，但使用1-十二烷基硫醇则不行，而对于ZnO和CuO则相反。通过ATR-FTIR光谱法探测配体官能化纳米颗粒的表面化学，这使得能够阐明在活性位点处的配体的占据。纳米粒子表面配体的光稳定性取决于材料的光催化自清洁性能。虽然TiO 2和WO 3在UV和可见光下在24小时内降解配体，但ZnO和CuO上的配体不受影响。从应用的角度来看，收集的见解也是高度相关的。例如，由于配体官能化的纳米颗粒本质上是疏水的，因此它们可以在空气-水界面处自组装，以获得具有经证实的光催化以及防雾特性的纳米颗粒膜。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantitative Microscale Thermometry in Droplets Loaded with Gold Nanoparticles
金纳米颗粒（AuNP）越来越多地用于其热等离子体性质，即它们在等离子体共振时将光转化为热的能力。然而，测量由AuNPs组件在微尺度上产生的温度梯度仍然具有挑战性，特别是当它们随机分布在三维空间时。在这里，我们介绍了一种无标记的测温方法，结合光学波前显微镜和数值模拟，推断由一个三维模型系统组成的乳液微滴加载金纳米粒子耗散的加热功率。这种方法提供了在照射时在液滴的核心中达到的温度的访问，而不需要外部校准。这些定量结果通过观察作为原位热探针添加在液滴中的温敏聚合物的相变来定性地验证。这种通用的测温方法是有前途的非侵入性温度测量在各种三维微系统涉及金纳米粒子作为胶体热源，如几个光响应药物输送系统。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Electrodynamics of swift-electron momentum transfer to a large spherical nanoparticle
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本研究通过建立因果电动力学框架，解析了快速电子对大球形纳米颗粒动量转移的机制，揭示了因果性对动量转移结果的影响。
2026-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Mechanism of hydrogen adsorption on gold nanoparticles and charge transfer probed by anisotropic surface plasmon resonance
通过在纳米颗粒中使用局部表面等离子体共振（LSPR），研究了氢在尺寸为10 nm量级的金纳米颗粒（NPs）上的吸附。通过在玻璃基板上倾斜角沉积获得的Au纳米颗粒形成的样品，由于依赖于光的偏振的两种不同的等离子体共振而显示出强烈的光学二向色性。这确保了使用透射各向异性光谱，一种灵敏的衍生光学技术，其允许在H吸附时测量小至0.02 nm的LSPR位移，这是常规等离子体方法无法获得的。测得的信号与纳米颗粒的面积成比例，这表明H原子在其小平面上扩散。从Au到H的负电荷转移被清楚地证明
2018-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Inverted Temperature Gradients in Gold-Palladium Antenna-Reactor Nanoparticles
本研究针对金-钯天线-反应器纳米颗粒，结合瞬态吸收测量与三温模型，揭示钯卫星体可形成反向温度梯度并将光热集中于催化位点。
2025-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Spectral density of angular momentum transfer from a swift electron to a large spherical nanoparticle
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
提出一种高效多极收敛方法，计算快速电子向大球形纳米颗粒传递角动量的谱密度，揭示干涉主导及电/磁贡献差异，并发现金比铝传递更多角动量。
2026-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Study of High Temperature Thermal Behavior of Alkyl and Perfluoroalkylsilane Molecules Self-Assembled on Titanium Oxide Nanoparticles
采用扫描电子显微镜（SEM）、动态光散射（DLS）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等先进的显微和光谱技术，研究了1H，1H，2 H，2 H-全氟辛基三氯硅烷（FOTS）和辛基三氯硅烷（OTS）分子自组装在钛白（TiO 2）纳米粒子上的高温热行为。将FOTS SAM和OTS SAM包覆的TiO 2纳米颗粒加热到从室温（RT）到550 ℃的不同温度范围。利用SEM和DLS技术对不同峰值温度下热处理的FOTS SAM和OTS SAM包覆的TiO 2纳米粒子的微观结构和粒径分布进行了表征。利用FTIR光谱研究了FOTS SAM和OTS SAM包覆TiO 2的热稳定性和降解性能。我们发现FOTS SAM在TiO 2上在450 ℃下非常稳定，而OTS在TiO 2上在250 ℃下稳定。对称和不对称的CF 2和CH 2的峰频率、峰强度和半高宽（FWHM）证实了我们的观察。在这项研究中，我们成功地协同FOTS/OTS SAM和TiO 2纳米颗粒的表面和温度敏感特性，以便将它们用于高要求的表面和温度敏感纳米技术应用
2014-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
Synthesis and self-assembly of lipid (DMPC)-conjugated gold nanoparticles
生物共轭纳米材料在开发新型超分子结构、分子机器和生物传感器件等方面具有广阔的应用前景。在这项研究中，脂质共轭金纳米粒子的合成，并允许形成自组装单层结构。通过相转移方法制备纳米颗粒，该方法涉及在水溶液中通过柠檬酸钠还原四氯金酸钾（III），并同时将还原的物种转移到含有DMPC（1，2-二肉豆蔻酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱）的有机介质中。采用紫外可见光谱和动态光散射（DLS）粒度分析对金纳米粒子进行了表征。此外，使用透射电子显微镜（TEM）检查所得纳米颗粒。LB技术用于在室温下将DMPC封端的纳米颗粒组装到水亚相上。压缩等温线的测量证实了脂质封端的金纳米颗粒的组装。这种利用脂质分子相互作用合成有序结构的方法将有助于开发新型超材料和纳米电路。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
