Solvent and salt effect on Lithium ion solvation and contact ion pair formation in organic carbonates: a quantum chemical perspective
采用量子化学计算方法研究了锂离子在碳酸亚乙酯/碳酸亚丙酯和碳酸亚丙酯/碳酸二甲酯混合电解质中的溶剂化行为。还研究了抗衡阴离子的存在对Li+在纯碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的溶剂化的影响。计算结果表明，在混合溶剂中不同的优选结构之间的过渡的自由能变化很小。这意味着不同的本地安排之间的过渡可以发生在混合物中。碳酸二甲酯的加入导致溶剂化团簇的偶极矩显著增加，表明碳酸二甲酯用作共溶剂时发生了重要的分子级修饰。在Li+的溶剂化壳层中阴离子的存在改变了在稀溶液中包含四个碳酸酯分子的分子间结构，仅允许两个碳酸酯分子与Li+配位。然而，Li+与阴离子电子供体原子的双齿络合在原子间尺度上保持局部四面体结构。由于接触离子对的形成和由此产生的潜在机制上的影响的Li+的溶剂化壳的中和提供了一个合理的解释在高盐浓度的电解质溶液的离子电导率下降。
2018-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning for Polymer Chemical Resistance to Organic Solvents
针对聚合物耐有机溶剂性能预测的长期挑战，提出采用数据驱动方法分析大量聚合物-溶剂组合数据集，明确结晶度、密度和溶剂极性为关键影响因素，为定制化耐化学性聚合物的筛选设计奠定基础。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Effects of Exfoliation, Organic Solvents and Anodic Activation on Catalytic Hydrogen Evolution Reaction of Tungsten Disulfide
过渡金属二硫属化物电催化剂的合理设计可以有效地催化析氢反应，从而产生可再生能源载体。为此，我们的工作作出了三个主要贡献。首先，我们已经证明，剥离通过离子液体辅助研磨结合梯度离心是一种有效的方法剥离散装WS 2纳米片的厚度为几个原子层和横向尺寸的范围为100 nm至2 nm。这些用分散的纳米点装饰的WS 2纳米片表现出高度增强的HER催化性能，起始电位为-130 mV vs. RHE，在10 mA cm-2下的过电位为337 mV，在0.5 M H2SO 4中的塔菲尔斜率为80 mV dec-1。第二，我们发现储存在高沸点有机溶剂如二甲基甲酰胺（DMF）中的WS 2的电催化性能有很强的老化效应。重要的是，HER能力可以通过用丙酮去除阻碍电子输运的有机（DMF）残留物来恢复。第三，我们确定WS 2纳米片/纳米点的HER性能可以显著增强，通过在正电压下活化电极表面非常短的时间（60 s），在10 mA cm-2下降低动力学过电位超过80 mV。发现性能增强主要来自形成的质子插层的无定形三氧化钨（a-WO 3）提供额外的活性位点并有利地改变WS 2催化剂的直接化学环境的能力，使其更有利于局部质子递送和/或运输到WS 2的活性边缘位点。我们的研究结果提供了新的见解，有机溶剂和电化学活化的影响，二维WS 2的HER催化性能。
2017-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Polysiloxane surfactants for the dispersion of carbon nanotubes in non-polar organic solvents
我们开发了两种新的两亲性分子，它们在非极性有机溶剂中作为碳纳米管的有效表面活性剂。石墨烯纳米管表面的活性共轭基团是基于芘和卟啉的。我们表明，相对较短的（C18）碳尾不足以提供稳定。由于我们的最终目标是将纳米管分散和稳定在硅氧烷基质（聚合物和交联弹性体）中，因此两种表面活性剂分子都具有长硅氧烷尾部以促进溶解性和空间稳定性。我们发现，芘-硅氧烷表面活性剂是非常有效的分散多壁纳米管，而卟啉-硅氧烷是使单壁纳米管可溶，无论是在石油醚和硅氧烷基质。
2009-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ultrathin graphene-based membrane with precise molecular sieving and ultrafast solvent permeation
氧化石墨烯（GO）膜由于其独特的分子筛性质和快速的渗透速率而继续吸引强烈的兴趣。然而，膜的使用主要限于水溶液，因为GO膜似乎对有机溶剂是不可渗透的，这是一种尚未完全理解的现象。在这里，我们报告了通过GO层压材料有效和快速地过滤有机溶液，所述GO层压材料包含由具有约10-20微米的大尺寸的薄片制成的光滑二维（2D）毛细管。在不牺牲其筛分特性的情况下，这种膜可以制成非常薄，低至约10 nm，这意味着不仅水而且有机溶剂的快速渗透。我们将有机溶剂的渗透和筛分性能的CHTGO层压体的随机分布的针孔的存在下，相互连接的短石墨烯通道的宽度为1纳米。随着膜厚度的增加，有机溶剂的渗透速率呈指数衰减，但水继续快速渗透，与以前的报告一致。通过显示>99.9%的溶解在甲醇中的具有小分子量的各种有机染料的截留率，证明了我们的叠层用于有机溶剂纳滤的应用潜力。我们的工作大大扩展了GO膜在纯化、过滤和相关技术中的应用。
2017-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Can Organic Ions Dissolve Fullerenes?
到目前为止，已经有超过150种溶剂被用来溶解轻质富勒烯，并取得了相当大的成功。基于C60富勒烯和室温离子液体（RTIL）的不寻常的电子性质，我们在此提出利用它们的相互极化性来显著促进C60的溶解性。我们报告的分析支持密度泛函理论与可靠的混合功能和大规模分子动力学模拟专门调整的经验潜力。分析表明，所提出的机制的可行性，并提供了新的见解，获得真正的富勒烯解决方案。我们的初步研究结果为富勒烯的工程特定溶剂开辟了广阔的道路，可能还有其他一些纳米级碳质结构。
2013-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Lithium Ion Solvation and Diffusion in Bulk Organic Electrolytes from First Principles and Classical Reactive Molecular Dynamics
锂离子电池的性能受到电解质的离子电导率的强烈影响，这取决于锂离子在电池中迁移的速度，并与它们的溶剂化结构有关。溶剂的选择可以极大地影响Li离子的溶剂化和扩散率。本文采用第一性原理分子动力学研究了锂离子在碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）以及EC/EMC混合溶剂中的溶剂化和扩散行为。我们发现，锂离子被溶剂的羰基或醚氧原子溶剂化，有时由PF $_6^-$阴离子。Li $^+$优选四面体配位的第一溶剂化壳层，而不管涉及哪种物质，具体优选的溶剂化结构取决于有机溶剂。此外，我们计算了锂在每种电解质中的扩散系数，发现线性碳酸酯EMC中的扩散系数略大于环状碳酸酯EC。扩散系数的大小与Li $^+$溶剂化的强度相关。PF $_6^-$阴离子的相应分析表明，与弱结合，定义不清的第一溶剂化壳层相关的扩散性更大。这些结果可用于帮助设计新的电解质，以改善锂离子电池的性能。
2015-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Organic solvent boosts charge storage and charging dynamics of conductive MOF supercapacitors
该研究结合恒电势分子模拟、近理想 c-MOF 合成与多尺度建模，揭示有机溶剂通过疏离子效应和构建双通道离子输运路径，使 MOF-IL 超级电容器容量提升逾100%、充电速度提高约6倍。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Polymer-stabilized graphene dispersions at high concentrations in organic solvents for nanocomposite production
我们展示了一种简单而有效的技术，用于通过使用稳定聚合物（聚乙烯吡咯烷酮，PVP）在广泛的有机溶剂中以高浓度分散原始（未官能化）石墨烯。这些聚合物稳定的石墨烯分散体显示出高度稳定并且即使在冷冻干燥后也易于再分散。与先前的研究相比，该技术产生显著更高的石墨烯浓度。还证明了通过添加原始石墨烯在流体的热导率方面的优异增强。然后将这些分散良好的原始石墨烯片用作聚合物纳米复合材料的强导电纳米填料。通过本体聚合法将分散的石墨烯负载到N-乙烯基吡咯烷酮上，制备了PVP/石墨烯纳米复合材料。
2011-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Towards stable metal inorganic-organic complex glasses
针对金属无机-有机配合物前驱体熔化前易分解、难玻璃化的问题，提出丙酮缓慢除溶剂结合淬火的氢键网络策略，制备稳定功能玻璃并揭示氢键作用。
2025-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Theory of enhanced second-harmonic generation by the quadrupole-dipole hybrid exciton
我们报告计算的大幅增强的二次谐波产生（SHG）在氧化亚铜晶体共振杂交与适当的有机材料（DCM 2：CA：PS“固态溶剂”）。四极-偶极混合物的无机部分的四极起源提供反转对称性破缺，并且有机部分有助于混合物的振子强度。我们发现，增强的SHG，相比散装氧化亚铜晶体，是成比例的四极跃迁的DCM 2的偶极矩和有效的偶极矩的比率在氧化亚铜。它还与混合激子和体激子的线宽成反比。可以通过调节有机共混物（溶剂的DCM 2和CA部分的相互浓度）和泵送条件（在光泵送的情况下改变入射角或在电泵送的情况下填充混合物的下分支的最小值）来调节增强。
2008-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Is thermal annealing a viable alternative for crystallization in triethylsilylethynyl anthradithiophene organic transistors?
三乙基甲硅烷基乙炔基蒽并噻吩（TESADT）具有相当大的前景，有机晶体管的应用，由于高的电迁移率获得的沉积后结晶使用溶剂蒸气退火。我们已经研究了热退火作为TESADT薄膜沉积后结晶的替代途径。热退火最初似乎有希望，产生mm尺寸的晶畴，但获得差的电性能，这归因于在退火过程中裂纹形成和潜在的结构转变的组合。我们还发现，照明有一个显着的积极影响结晶，可能是由于在退火过程中的分子迁移率的光诱导增强。这表明进一步研究溶剂暴露，热，基板表面特性，特别是光暴露如何影响TESADT的有序动力学是必要的。
2014-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Understanding the effect of drying time in process-structure-performance relationships for PM6-Y6 organic solar cells
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (HIERN), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心赫尔霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
研究通过气体淬火技术探讨PM6-Y6有机太阳能电池中干燥时间对纳米形态和性能的影响，发现提高干燥速率可改善电荷生成和开路电压，从而提升整体性能。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Using atomic layer deposition to hinder solvent decomposition in lithium ion batteries: first principles modeling and experimental studies
钝化锂离子电池电极表面以防止电解质分解对于电池操作至关重要。最近关于阳极和阴极的共形原子层沉积（ALD）涂层的工作已经显示出显著的技术前景。ALD还提供了良好表征的模型平台，用于理解由电子隧穿通过钝化层引发的电解质分解。第一性原理计算揭示了两种制度的电子转移到吸附的碳酸亚乙酯分子（EC，商业电解质的主要成分）取决于电极是否是氧化铝涂层。在裸露的锂金属电极表面上，EC接受电子并在皮秒内分解。相比之下，在超高真空设置的约束密度泛函理论计算表明，与氧化物涂层，电子隧穿吸附EC属于非绝热制度。在这里，在谐波近似下计算的分子重组能在减慢电子转移中起着关键作用。从头算分子动力学模拟进行的液体EC-电极界面是一致的，认为反应和电子转移发生在界面上。微重力测量表明，ALD涂层降低电解质分解，并证实了理论预测。
2012-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Growth of macroscopic-area single crystal polyacene thin films on arbitrary substrates
有机电子材料在许多低成本、大面积的电子器件如平板显示器和廉价的太阳能电池板中具有潜在的应用。蒽、并四苯、并五苯系列中的小分子是用作这种器件中的活性层的有机半导体薄膜的模型分子。这激发了对聚并苯薄膜生长和结构的大量研究。尽管这些研究中的大多数依赖于气相沉积膜，但是对于器件的工业生产而言，期望将具有改善的性质的膜基于溶剂沉积到非结晶基底上。薄膜中有序性的改善将对它们的电子性质产生很大影响，因为晶界和其他缺陷对载流子迁移率和寿命是有害的。因此，在任意衬底上制备大面积单晶薄膜是该领域长期存在的挑战。在这里，我们展示了一种基于溶剂的方法来沉积有机半导体薄膜，这是非常普遍的。利用该技术可以在各种衬底上制备出单晶畴尺寸超过1 × 1cm ~ 2的蒽薄膜。6，13-双（三异丙基甲硅烷基乙炔基）并五苯的膜也被证明具有大于2 X 2 mm 2的晶粒尺寸。相比之下，通过常规方法如气相沉积或旋涂生产的膜是具有微米级晶粒尺寸的多晶。这些小分子在优化的溶剂沉积工艺中朝向结晶顺序的一般倾向表明，具有改进性质的薄膜具有很大的潜力。通过这些方法制备的薄膜也将有助于探索有机薄膜器件的性能极限。
2011-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Dye-Encapsulated Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF-71) for Fluorochromic Sensing of Pressure, Temperature, and Volatile Solvents
发光金属有机框架（MOFs）为创建非侵入式传感器和可调谐光电子器件提供了多功能平台。然而，荧光致变色材料是荧光弹性的，对不同的物理和化学刺激表现出高灵敏度是稀缺的。我们报道了一种简单的主客体纳米限制策略，以构建具有多种传感能力的荧光混合材料。我们设计并制造了一种新的Guest@MOF材料：包括沸石MOF（ZIF-71）作为用于封装罗丹明B（RhB染料）客体分子的纳米多孔主体，从而产生具有机械致变色、热致变色和溶剂化致变色传感响应的RhB@ZIF-71系统。荧光变色传感特性源于ZIF-71对RhB单体施加的纳米限制效应，产生具有可调光物理和光化学特性的H-或J-型聚集体。对于机械致色性，外部压力导致以线性方式的发射红移，通过剪切变形将RhB客体从H型转换为J型聚集体。对于热致变色，我们证明了线性缩放作为温度的函数，由于对嵌在ZIF-71孔中的J型聚集体施加的空间限制。利用RhB@ZIF-71的溶剂化显色性，我们鉴定了三组不同的挥发性有机化合物。多模态传感响应为光子压力传感器、非侵入式温度计和超灵敏化学传感器等智能应用铺平了道路。
2021-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Kinetically controlling surface atom arrangements in thermally robust, amorphous high-entropy alloy nanoparticles by solvent selection
本研究以坎托合金为模型，通过溶剂选择在纳秒脉冲激光合成中控制碳掺杂，实现非晶高熵纳米颗粒表面原子排列的动力学调控，并提出了相关形成机制。
2025-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Exploring organic semiconductors in solution: The effects of solvation, alkylization, and doping
溶液中有机半导体电子结构的第一性原理模拟提出了许多挑战，这些挑战并不容易同时解决。在这项工作中，我们调查的影响和相互作用的溶剂化，烷基化，和掺杂的结构，电子和光学性质的sexithiophene，一个代表性的有机半导体分子。为此，我们采用（依赖于时间的）密度泛函理论结合极化连续模型。我们发现，相邻单体单元之间的扭转起着关键作用，因为它强烈地影响分子的电子结构，包括能隙，电离势，和带宽。烷基化促进分子轨道的离域直到第一个甲基单元，而不管链长如何，导致能级的整体移位。电子结构的变化反映在光学吸收中，光学吸收还受到动态溶质-溶剂相互作用的影响。考虑到所有这些影响，溶剂减少光学间隙的量取决于其极性，并伴随着增加第一激发的振子强度。与掺杂剂分子的相互作用促进平坦化。在这种情况下，溶剂化和烷基化增强了基态和激发态的电荷转移。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Interplay of Crystallization and Amorphous Spinodal Decomposition during Thermal Annealing of Organic Photoactive Layers
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy, Forschungszentrum Jülich（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所，于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究通过相场建模揭示热退火过程中晶体生长与非晶分相的相互作用，为有机光电材料的形态控制提供理论依据。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Imidazolium Ionic Liquid Mediates Black Phosphorus Exfoliation while Preventing Phosphorene Decomposition
即将到来的应用在电子学和光电子学使磷烯的一个积极的研究努力的主题。磷烯的溶剂辅助剥离有望在未来的应用中以工业数量提供负担得起的交付。我们证明，使用平衡，转向和伞形取样分子动力学，1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[EMM][BF 4]离子液体是一个很好的溶剂磷烯剥离。疏水和亲水部分的存在，以及相当大的剪切粘度，允许[EMIM][BF 4]同时促进磷烯片的分离，并保护它们不与水分和氧气直接接触。剥离热力学是适度不利的，表明外部刺激是必要的。出乎意料的是，[EMIM][BF 4]不通过与咪唑环的p-电子堆叠来配位磷烯。相反，溶剂化通过疏水侧链进行，而极性咪唑环形成静电稳定的保护层。模拟结果表明，进一步的努力，在溶剂工程的磷烯剥离应集中在使用弱配位离子和接枝基团，促进更强的分散相互作用，并延长非极性链。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Li+ solvation in pure, binary and ternary mixtures of organic carbonate electrolytes
采用经典分子动力学（MD）模拟和量子化学密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了锂离子在碳酸酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）及其二元（EC-DMC，摩尔比1：1）和三元（EC-DMC-PC，摩尔比1：1：3）混合溶剂中的溶剂化行为.两种方法所得结果表明，与四个溶剂分子的配合物周围Li+，表现出强的局部四面体秩序，是最有利的。然而，分子动力学模拟揭示了存在显着的结构异质性，延伸到长度尺度，这是超过五倍的大小的第一配位壳半径。由于这些显着的结构波动，在体相液相中，在DFT计算中使用较大尺寸的集群已被建议。相反的DFT计算结果的小孤立的集群，MD模拟预测的优先选择Li+与DMC分子在其第一溶剂化壳层，而不是与高极性EC和PC的，在二元和三元混合物。这种行为归因于Li+的第一溶剂化壳层中溶剂分子的局部四面体堆积，这导致单个分子偶极矢量的抵消，并且这种效应在存在相同类型分子的情况下似乎更重要。由于这些抵消效应，当DMC的局部摩尔分数高时，Li+的第一溶剂化壳层中的总偶极子增加。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
MOFSimplify: Machine Learning Models with Extracted Stability Data of Three Thousand Metal-Organic Frameworks
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
我们报告了一个工作流程和输出的自然语言处理（NLP）为基础的程序来挖掘现存的金属有机框架（MOF）的文献描述结构特征的MOF及其溶剂去除和热稳定性。我们从文本挖掘中获得了2，000多个溶剂去除稳定性指标，从热重分析数据中获得了3，000个热分解温度。我们通过与手工标记的子集进行比较来评估我们的NLP方法的有效性和我们提取的数据的准确性。使用基于图形和孔隙几何结构的表示在此数据上训练的机器学习（ML，即人工神经网络）模型能够预测具有量化不确定性的新MOF的稳定性。我们的Web界面MOFestival为用户提供了对我们精选数据的访问权限，并使他们能够利用这些数据对新的MOFs进行预测。MOF还鼓励社区对现有数据和ML模型预测的反馈，以基于社区的主动学习改进MOF稳定性模型。
2021-09-16 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.chem-ph
Magnetically Tunable Chirality in 2D Liquid Crystalline WS2 Nanocomposites
在一系列有机溶剂中首次观察到二硫化钨液晶纳米复合材料在液相剥离薄片分散体中的存在。该纳米复合材料表现出显着的双折射和可重构的光学手性分别在线性和圆二色性测量中观察到。在外加磁场为+/-1.5T的条件下，可以实现手性的开/关，而通过适当选择主体溶剂，可以实现波长范围从大到窄的切换。结合WS 2的光致发光能力，这开辟了一条通往各种应用的道路，例如在光伏器件的大面积上沉积高度均匀的薄膜，如图所示。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci
A study on the growth mechanism and the process parameters controlling aluminum oxide thin films deposition by pulsed pressure MOCVD
采用脉冲压力金属有机化学气相沉积（PP-MOCVD）方法，在不同的沉积条件下，在硅衬底上制备了氧化铝薄膜。目前的研究调查的沉积膜的生长机制和薄膜形态的控制，通过改变PP-MOCVD的工艺参数-选择溶剂，浓度和存在的屏蔽。使用仲丁醇铝（ASB）作为铝源，同时使用己烷和甲苯作为溶剂。薄膜在475 ℃下以不同的前体浓度沉积。据观察，溶剂的选择对表面形态没有影响，但它影响沉积速率。无论生长条件如何，提高的沉积速率、相对接近的蒸发焓（ΔH）值和膜的均匀性表明己烷是比甲苯更好的ASB溶剂。本文提出了一种薄膜生长的气相沉积和气相冷凝混合模型，其中五种不同的机理导致了固体薄膜的形成。这些包括在低到达速率下的气相沉积、在高到达速率下的气相沉积、Leidenfrost气溶胶形成、异质颗粒形成和液滴撞击。需要控制的重要参数是前体通量到达速率，其可以通过改变前体浓度、使用具有低ΔH的溶剂以及在衬底上存在屏蔽来控制，这影响膜的表面形态和生长速率。
2016-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Capacitance of Nanoporous Carbon-Based Supercapacitors is a Trade-Off Between the Concentration and the Separability of the Ions
纳米多孔碳基超级电容器通过在电极表面吸附来自电解质的离子来存储电力。在有机液体电解质中显示出最大离子浓度的室温离子液体原则上应产生更大的电容。在这里，我们通过使用电化学测量表明，当从纯离子液体切换到使用相同离子种类的常规有机电解质时，电容不会受到显著影响。通过进行额外的分子动力学模拟，我们解释这个结果作为一个增加的困难，分离相反电荷的离子时，他们更集中，即在没有溶剂，屏幕库仑相互作用。充电机制始终随离子浓度而变化，从稀释的有机电解质中的反离子吸附切换到纯离子液体中的离子交换。与电容相似，孔内扩散系数在很大程度上取决于组成，纯离子液体中的动力学明显减慢。
2017-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Simulations of High Temperature Decomposition of Metal-Organic Frameworks to form Amorphous Catalysts
School of Physics, Chemistry and Earth Sciences, Adelaide University（阿德莱德大学物理、化学与地球科学学院）
本研究利用机器学习相互原子势模拟高温下金属有机框架分解形成非晶催化剂的过程，揭示了催化剂结构演变与性能的关系，为催化材料设计提供指导。
2026-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Evaluating Metal-Organic Precursors for Focused Ion Beam Induced Deposition through Solid-Layer Decomposition Analysis
Marian Smoluchowski Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science, Jagiellonian University（雅盖隆大学物理、天文学与应用计算机科学学院马里安·斯莫卢霍夫斯基物理研究所）；Faculty of Chemistry, Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦尼古拉·哥白尼大学化学学院）
研究提出利用固体层辐照结合SEM BSE/EDX和机器学习快速分析金属有机前驱体分解，为FIBID/FEBID技术高效筛选评估新前驱体提供低成本方法。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Solvent-Free High-Temperature Capillary Stamping of Stimuli-Responsive Polymers: Wettability Management by Orthogonal Substrate Functionalization
本研究提出刺激响应性聚合物的无溶剂高温毛细管压印技术，采用复合压模制备可切换润湿性的微点阵列，通过正交基底修饰可调控性能切换范围，规避了溶液沉积的诸多问题。
2024-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anodic Decomposition of Surface Films on High Voltage Spinel Surfaces -- Density Function Theory and Experimental Study
基于有机溶剂的液体电解质在阴极材料界面处的氧化分解已被确定为高压锂离子电池中容量快速衰减的主要原因。部分或完全由电解质分解产物组成的“阴极电解质中间相”（CEI）膜的演变最近也被证明与高电位下的电池循环行为相关。利用密度泛函理论（DFT）计算，混合PBE 0功能，和尖晶石氧化物的（001）表面作为模型，我们研究这两个相互关联的过程。与先前的计算一致，预测碳酸亚乙酯（EC）溶剂分子在适度的操作电压下容易在Li（x）Mn（2）O（4）（001）表面上氧化，形成吸附的有机碎片。然而，预测这种CEI碎片进一步氧化分解以释放CO2气体需要更高的电压，这与Li（x）Ni（0.5）Mn（1.5）O（4）（LNMO）在较小的x值下一致。我们认为，多步反应，包括第一次形成的CEI膜，然后进一步氧化的CEI在更高的电位，是最相关的容量衰减。与溶解或氧化的原生Li 2CO 3膜，这是在电解质与氧化物表面接触之前被删除，相关的机制也进行了探讨。
2020-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Optical properties of silicon nanoparticles in the presence of water: A first principles theoretical analysis
我们研究了水（一种极性溶剂）对具有氧钝化的原型硅团簇的光吸收的影响。我们通过评估三个因素的贡献来处理这个复杂的问题：化学反应性;热平衡和介电屏蔽。我们发现，硅烷酮（Si = O）官能团是不化学稳定的水的存在下，并排除这作为一个来源的显着的红移在水环境中的吸收。利用第一性原理分子动力学模拟研究了300 K下含氧硅团簇与水分子的溶剂化反应。我们发现一个系统的0.7 eV的红移在这个集群的吸收带隙，我们归因于热应变的分子结构。令人惊讶的是，我们没有发现可观察到的溶剂的屏蔽影响，与极性溶剂中类似大小的有机分子观察到的一致的蓝移相反。预测的红移预计将显着较小的较大的硅量子点实验产生的，保证其真空光学性能，即使在水环境中保存。
2004-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Covalent Organic Functionalization of Graphene Nanosheets and Reduced Graphene Oxide via 1,3-Dipolar Cycloaddition of Azomethine Ylide
通过偶氮甲亚胺叶立德在液相中的1，3-偶极环加成反应成功地实现了石墨烯的有机功能化。1-甲基-2-吡咯烷酮和N，N-二甲基甲酰胺作为分散剂溶剂之间的比较，以及超声和均质作为分散技术之间的比较，证明N，N-二甲基甲酰胺和均质是最有效的选择。石墨烯纳米片和还原的氧化石墨烯的官能化使用不同的技术确认。其中，能量色散X-射线光谱允许映射的吡咯烷环的甲亚胺叶立德的表面上的功能化的石墨烯，而显微拉曼光谱检测所产生的功能化，这是描述与从头计算分子动力学模拟获得的功率谱一致的新功能。此外，功能化石墨烯的X射线光电子能谱允许定量元素分析和表面覆盖率的估计，显示还原氧化石墨烯的更高程度的功能化。这种反应性更强的行为源于由于氧缺陷的存在而在其表面上局部化的部分电荷，如静电特征的模拟所示。使用1，3-偶极环加成的石墨烯的官能化被示出是朝向在纳米级的基于石墨烯的复杂结构和器件的受控合成的重要步骤。
2021-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of surfactant, particle size and dispersion medium on surface plasmon resonance of silver nanoparticles
粒径，表面活性剂和分散介质对银纳米粒子（NPs）的表面等离子体共振（SPR）功能的明确影响，在热分解法合成的，在宽范围的紫外（UV）辐射，关键的许多潜在的应用，如光催化剂，紫外传感器和检测器，已被证明在这里。它涉及吸附物覆盖度、颗粒间距离或团聚、表面电荷密度和溶剂折射率（μ）。本文采用动态光散射（DLS）方法，通过zeta电位和流体动力学直径（HD）对不同μ溶剂中NP的凝聚和表面电荷密度进行了系统研究。在31.5 nm NP中在316 nm处发现的主要SPR特征在15.1 nm NP中移位到320 nm。空气中320 nm处的峰在极性溶剂甲醇、去离子水和乙醇中分别移至259、261和277 nm，在非极性溶剂正己烷、苯和甲苯中分别移至255、275和282 nm。一般而言，溶剂的粒径减小和μ增大会显示红移。奇怪的是，在这些溶剂中的峰数高达7个，这是由于电荷转移机制和改变粒子间的相互作用的纳米粒子转向从一个单一的SPR峰在空气中已被首次观察到。用费米能级（E_F）和最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）的重新调整模型对它们进行了解释。此外，Drude模型的SPR在这些纳米粒子中的位置的移动是只适用于非极性溶剂，而不是在极性溶剂。这些新的特征将是各种应用的潜在候选者。
2019-08-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
