Hydrogen dissociation catalyzed by carbon coated nickel nanoparticles: experiment and theory
基于实验测量和第一性原理计算的结合，我们报道了一种新型的碳基催化材料，并描述了在多层石墨烯包裹的镍纳米颗粒存在下，在室温下显著加速镁的氢化。与石墨和镍纳米颗粒的混合物相比，镁氢化速率的增加证明了所探索的纳米复合材料的固有催化性能。模拟结果表明，金属衬底的掺杂和Stone-Wales缺陷的存在使多层石墨烯从化学惰性模式转变为化学活性模式。讨论了纳米粒子的尺寸和温度对纳米粒子的影响。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High-resolution two-dimensional electronic spectroscopy reveals homogeneous line profiles in isolated nanoparticles
气相中的掺杂团簇为研究系统-浴相互作用提供了纳米限制的模型系统。为了深入了解发色团和它们的环境之间的相互作用机制，必须解除系综不均匀性，并且必须访问均匀的线轮廓。然而，这样的测量是非常具有挑战性的，在低粒子密度和低信号水平的团簇束实验。在这里，我们用酞菁分子掺杂低温稀有气体簇，并应用行动检测二维电子光谱，以深入了解固体和超流簇物种的局部分子簇环境。高分辨率的均匀线宽分析提供了一个基准的结合配置的理论建模，并显示了一个有前途的路线，高分辨率的分子二维光谱。
2022-06-13 physics.chem-ph
Non-toxic fabrication of fluorescent carbon nanoparticles from medicinal plants/sources with their antioxidant assay
本文采用微波法从六种药用植物中无毒制备红色荧光碳纳米颗粒，并验证其优异的DPPH自由基清除抗氧化活性，为植物与生物医学应用开辟新途径。
2024-01-19 physics.bio-ph physics.chem-ph
Controlled beams of shockfrozen, isolated, biological and artificial nanoparticles
X射线自由电子激光（XFEL）保证了单分子和纳米颗粒的衍射成像具有原子空间分辨率。这依赖于对相同颗粒的数百万个衍射图案进行平均，理想情况下，这些颗粒应该在气相中被隔离并保持其天然结构。在这里，我们证明了聚苯乙烯纳米球和苹果蠹蛾颗粒体病毒可以转移到气相中，分离，并非常快速地休克冷冻，即在氦缓冲气体室中在微秒内冷却到4 K，比最先进的方法快得多。使用具有光片照明的粒子定位显微镜表征从细胞出现的纳米粒子束，其允许粒子束的完全重建，聚焦到$<100\:μ\text{m}$，以及用于确定粒子通量和数密度。实验结果定量再现和合理化，通过粒子轨迹模拟。我们提出了一个优化的设置与冷却速率为几纳米粒子的纳秒时间尺度。产生的冲击冷冻分离纳米粒子束在样品输送方面提供了突破，例如用于衍射成像和显微镜或低温纳米科学。
2020-04-03 physics.atm-clus physics.bio-ph physics.chem-ph
Molecular dynamics study of the stability of a carbon nanotube atop a catalytic nanoparticle
利用分子动力学模拟研究了单壁碳纳米管在催化剂镍纳米颗粒上的稳定性。作为一个案例研究，我们考虑的$(12,0)$纳米管由720个碳原子和二十面体镍$_{309}$集群。一组显式的恒温模拟进行，以覆盖广泛的温度范围从400至1200 K，在此成功的生长的碳纳米管已经实现了实验通过化学气相沉积。系统的稳定性取决于所涉及的原子间相互作用的参数进行了分析。它表明，不同的情况下的纳米管动力学的纳米粒子顶部是可能的，这取决于参数的Ni-C电位。当相互作用较弱时，纳米管是稳定的，并且类似于其高度对称的结构，而相互作用能的增加导致纳米管在模拟的初始阶段突然塌陷。为了验证模拟中所用的Ni-C相互作用参数，对碳-镍化合物的势能面进行了DFT计算。计算的Ni-C键的解离能与MD方法模拟的稳定且不变形的纳米管的情况下的值良好地一致。
2014-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
Graphene-Supported Silver-Iron Carbon Nitride Derived from Thermal Decomposition of Silver Hexacyanoferrate as Effective Electrocatalyst for the Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media
通过热解（在惰性气氛下）六氰高铁酸银（II）获得银-铁碳氮化物，沉淀在石墨烯纳米片上，并与银纳米颗粒和铁碳氮化物（分别制备）相比，在碱性介质中作为氧还原反应的电催化剂进行检查。以类似的方式在石墨烯纳米片上）。在0.1 M氢氧化钾电解液中，使用循环伏安法和旋转环盘电极伏安法等电化学诊断技术对催化材料进行了研究。在应用石墨烯纳米片负载的混合银-铁碳氮化物催化剂时，氧的还原在更正的电势下进行，并且相对于单独检查的银纳米颗粒和铁碳氮化物（负载在石墨烯纳米片上），过氧化氢的量（在比0.3V更正的电势下氧还原期间产生的）更低。银对H_2O_2在碱性介质中的还原/分解有很高的活性，这是银对H_2O_2还原/分解的促进作用。此外，已经观察到，由于金属络合物对CN壳的强固定，基于碳氮化物的系统显示出相当大的稳定性。
2018-05-09 physics.chem-ph
Pair and Many-body Interactions Between Ligated Au Nanoparticles
我们报告的分子动力学模拟的性质的假原子模型的十二烷硫醇连接的5 nm直径的金纳米粒子（AuNP）在真空中作为一个功能的配体覆盖和粒子分离的聚集状态：孤立的AuNP，孤立的AuNP对和AuNP的正方形组装。我们的计算表明，对于所有的覆盖率值的配体密度沿半径从一个孤立的金纳米粒子的核心发出振荡沿链的第四个伪原子，然后平稳衰减到零。我们研究的配体信封的覆盖范围的函数，并证明，由纳米粒子之间的相互作用所产生的信封的变形是覆盖依赖性的，因此，形状，深度和位置的最小的潜在的平均力显示系统的覆盖范围的依赖性。我们提出了一个准确的分析描述的计算潜力的平均力与配体覆盖率的线性比例的参数。我们定义和计算一个有效的对潜在的平均力的一个正方形配置的粒子，我们的定义包含，隐含地，三个和四个粒子的贡献偏离可加性。我们发现，在这种配置中的平均力的有效对势有不同的最小值和不同的阱深度比孤立对势的平均力。以前的工作已经发现，三粒子的贡献偏离加和性是单调排斥，而我们发现，合并的三个和四个粒子的贡献有一个吸引力的好，这意味着三个和四个粒子的贡献是相当的大小，但相反的符号，从而表明，甚至更高阶的校正项可能在许多纳米粒子的组装行为中发挥重要作用。
2018-10-05 physics.chem-ph
The 217.5 nm band, infrared absorption and infrared emission features in hydrogenated amorphous carbon nanoparticles
我们报道了氢化非晶碳纳米颗粒的制备，其光谱特性包括在217.5 nm处的吸收带，具有星际217.5 nm特征的轮廓和特征。这些粒子的振动光谱也包含了在弥漫的星际介质中尘埃的吸收和发射中通常观察到的特征。这些材料在缓慢沉积条件下通过使入射碳原子的通量最小化和通过降低表面迁移率来产生。初始化学导致碳链的形成，连同有限范围的小芳环分子，并最终导致具有sp2/sp3比= 0.4的碳纳米颗粒。颗粒组成的光谱分析表明，萘和萘衍生物是该材料的重要组成部分。我们建议，碳纳米颗粒具有类似的组合物是负责星际217.5 nm波段的外观，并概述了这些颗粒如何可以形成在原位扩散云条件下的硅酸盐颗粒的表面上的碳沉积。在这些条件下形成的碳纳米粒子的光谱数据准确地再现了来自许多银河系来源的红外发射光谱。我们提供了第一个详细的适合A型和B型排放源的观测光谱完全基于测量光谱的碳质材料，可以在实验室中生产。
2012-10-11 astro-ph.GA cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nanoparticle-enhanced Multifunctional Nanocarbons as Metal-ion Battery and Capacitor Anodes and Supercapacitor Electrodes -- Review
随着可再生能源成为满足全球需求的关键能源，电化学储能装置成为高效储能和可靠供电不可或缺的能源。电极材料是决定器件储能容量和功率输出的关键因素。碳基材料正在成为电极的可行候选材料，但其低能量密度阻碍了先进储能材料的发展。碳结构的纳米颗粒修饰是提高碳基电极电荷存储性能的最有前途和最容易实现的策略之一。通过金属、金属氧化物、氮化物、碳化物、磷化物、硫属化物和碳纳米颗粒组分的修饰导致原始和掺杂碳结构的结构和电子性质、孔细化、电荷储存和电荷转移动力学的显著增强，从而使它们的性能有望用于下一代能量储存装置。本文综述了纳米颗粒修饰的纳米碳在电池、超级电容器和金属离子电容器中的应用。对纳米颗粒修饰的纳米碳电极的元素组成、结构、相关的物理化学性质和性能关系进行了批判性分析，以告知下一代先进储能材料、设备和系统的未来发展。
2022-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Self-Driven Atomic Dispersion in Graphitic Layers
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Nanjing Forestry University（南京林业大学）
研究金属纳米颗粒在碳中转化为孤立原子的过程，以Pt催化烃氧化为模型，结合多种技术追踪结构和化学演变，揭示自驱动分散机制及相关行为，为单原子催化剂合成提供通用途径。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Self-Assembly of Soot Nanoparticles on the Surface of Resistively Heated Carbon Microtubes in Near-Hexagonal Arrays of Micropyramids
在石墨化中空丝的表面上形成由烟灰纳米颗粒组成的几微米高和宽的微金字塔的几乎规则的六边形阵列，所述石墨化中空丝在含有痕量氧（~300 p. p.m.）的Ar气氛中被连续加热至~1800 $^\circ$ C-2400 $^\circ$ C。在较高的温度（T>2300 $^\circ$ C，大约）下，烟灰颗粒主要由多壳碳纳米洋葱表示。金字塔的高度和宽度强烈地依赖于电阻加热的温度，从T=1800 $^\circ$ C时的5- 10 mkm减小到2300-2400 $^\circ$ C时的1 mkm。准六边形阵列的微金字塔被组织在微管表面上的凸起的“火山口”中，其随着热处理的时间而生长。金字塔总是垂直指向陨石坑的表面，除了陨石坑之间的边界，那里的法线方向没有很好的定义。金字塔很软，很容易被触摸破坏，但可以通过在无氧气氛中加热来硬化。只在微管的外表面上观察到金字塔，而不在其内表面上观察到金字塔。这表明，热泳力所产生的强烈的温度梯度附近的管的外表面可能是微金字塔的形成的原因。烟炱纳米颗粒由于电子发射而产生的静电荷也可能与这种现象有关。微金字塔可以作为场发射点源，如使用安装在扫描电子显微镜中的微纳米探测站所证明的。
2023-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Controlling Silver Nanoparticle Size and Morphology with Photostimulated Synthesis
光诱导合成和控制胶体银纳米粒子的大小和形状的研究相比，小纳米粒子的光刺激聚集成大的分形类型的结构。通过改变稳定剂的量和类型以及光照射的类型，研究了光驱动纳米工程的可行性，所述光驱动纳米工程能够操纵孤立的纳米颗粒的尺寸和形状。
2005-11-17 physics.chem-ph physics.optics
Carbon encapsulation of levitated Au nanoparticles
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Laboratory for Physical Sciences（物理科学实验室）；Joint Quantum Institute, University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校联合量子研究所）
研究高真空中激光脉冲加热悬浮金纳米颗粒时形成的蒸发屏障，发现其源于表面石墨烯层的生长，并受气体环境调控。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Charge-state distribution of aerosolized nanoparticles
在单粒子成像实验中，单个纳米粒子的光束暴露于来自自由电子激光的强烈x射线脉冲，以记录单个孤立分子的衍射图案。用于结构确定的重构依赖于来自许多相同颗粒的信号。因此，为了实现样品均匀性，包括避免电荷多分散性，需要良好定义的样品递送条件。我们已经观察到220纳米聚苯乙烯颗粒的气溶胶束中的充电所产生的气体动力学虚拟喷嘴聚焦技术，而不是故意充电的纳米粒子。在这里，我们提出了一种偏转方法用于检测和表征雾化纳米粒子束的电荷状态。我们使用光学光片定位显微镜和定量粒子轨迹模拟观察到的电荷状态分布的分析是一致的，与以前的描述摩擦带电纳米粒子的倾斜充电概率。
2021-08-10 physics.atm-clus physics.chem-ph
Water Solvation of Charged and Neutral Gold Nanoparticles
金纳米粒子是独特的电催化剂，用于氧还原、二氧化碳还原和醇氧化。电催化过程受到与溶剂的相互作用的影响，但对纳米粒子溶剂化的直接研究很少。在这里，我们选择金纳米粒子作为10 nm大小的溶质，我们可以控制其电荷。我们进行中红外和太赫兹光谱，以比较溶液中的水与载有中性和阳性金纳米粒子的胶束的行为。我们发现的迹象表明，水化水周围的载金胶束的特点是较弱的氢键比散装水。观察到正纳米粒子电荷导致OH伸缩的较大蓝移，猝灭集体平移模式的强度，并通过振动水分子增加吸收。水在一个积极的金纳米粒子的界面上可以经历一个更硬的势能面，这反过来可能揭示局部热力学性质。
2021-05-06 cond-mat.other physics.chem-ph physics.optics
Growth Modes and Chiral Selectivity of Single-Walled Carbon Nanotubes
化学气相沉积合成单壁碳纳米管实验，使用Fe催化剂，并交替甲烷和一氧化碳作为碳原料，导致不同直径的管之间的结的可逆形成。结合管/催化剂界面的原子模型，这表明管和其种子颗粒的直径的比率，表示生长模式，取决于催化剂内的碳分数。在一氧化碳的情况下，纳米颗粒强烈地富含碳，并且倾向于在垂直生长模式下使管去湿。交叉检查我们的结果与现有的报告，从过去十年的文献强烈表明，这些后者的条件应该有利于近扶手椅手性选择性经验观察。
2018-02-12 physics.app-ph physics.chem-ph
Temperature-dependent photoionization thresholds of alkali-metal nanoparticles reveal thermal expansion and the melting transition
University of Southern California（南加州大学）
通过高精度测量揭示碱金属纳米颗粒温度依赖性光电离阈值，发现其工作函数随温度变化并揭示熔化转变。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
