首页期刊导航|中国科学：材料科学（英文）
期刊信息/Journal information
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）/EISCI
正式出版
收录年代

    用于X射线成像的联萘酚二酰亚胺闪烁体

    陈静茹刘光胜陈福海陈勇...
    2583-2589页
    查看更多>>摘要：稠环二酰亚胺是一类具有突出光学性能和光电应用潜力的有机染料.本文聚焦本课题组新近开发的1,1'-双(2-萘酚-4,5-二酰亚胺)(BiND-OH)及其苯基/甲基衍生物BiND-OPh和BiND-OMe,详细研究其晶体堆积与X射线发光性能之间的构效关系,并对其X射线成像进行研究.单晶X射线衍射结果表明,BiND-OH通过分子间氢键形成两个互锁的紧密结构,导致其辐射发光性能差.相反,BiND-OPh和BiND-OMe的辐射发光强度则提高了约73倍和537倍,这主要是因为两者对分子间氢键的破坏以及以π-π作用诱导的J聚集堆积.其中,BiND-OMe具有最优异的X射线发光性能还与其较大的π-π平面距离、更长的滑移距离以及较小的π平面重叠区域等因素有关;将其用于X射线成像,检测限低至70.68 nGy s-1,衰减时间短至4.37 ns,可实现11.0 lp mm-1的空间分辨率.这一发现为了解分子结构和聚集状态对有机闪烁特性的内在影响提供了宝贵的见解.

    organic scintillatorsmolecular structurescrystal packingfluorescenceX-ray imaging

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    通过烷基官能化的框架材料调控SP@Tb-MOFs的动态荧光材料性能并探究其在时间分辨信息加密中的应用

    朱姜昆卫尤豪高阳旸倪骅程...
    2590-2599页
    查看更多>>摘要：动态荧光材料在数据存储和防伪技术领域受到广泛关注.在此,我们提出了一种得到动态荧光材料的新方法,即在烷基链修饰的镧系金属有机框架(Ln-MOFs)中引入螺吡喃(SP)分子.烷基化配体既可用作桥接配体,也可用作结构导向剂,以调节镧系金属有机框架的形态.通过控制烷基链的长度,可以调整Tb-MOFs的形态,从而进一步调节复合体系的光致变色行为.当烷基链较短时,复合体系只能发出黄色或者绿色的光.只有SP@Tb-MOF-10C能在545 nm波长处发出Tb3+的绿色发射,在650 nm波长处发出SP的红色发射.在365 nm紫外光的持续照射下,SP分子发生了光异构化过程,变成了开环形式,从而导致Tb-MOF与其光异构体(MC)之间发生了显著的荧光共振能量转移(FRET).在白光照射下,这些复合材料的动态荧光行为可完全恢复到初始状态.此外,本文通过将该复合体系掺杂聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备了复合薄膜,并探究了其在防伪标签和时间分辨动态加密方面的应用.

    spiropyranlanthanide metal-organic frameworksdynamic fluorescencetime-dependent information encryption

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    油墨粘度对卷对卷印刷有机光活性层的油墨转移速率和薄膜缺陷的影响机理

    刘媛琪王振国潘雅琴刘天宇...
    2600-2610页
    查看更多>>摘要：卷对卷(R2R)凹版印刷具有高的边缘分辨率、可图案化、高加工速度等优势,是制备大面积柔性有机太阳能电池(FOSCs)的一种可行技术.有机光活性层的薄膜质量是决定有机太阳能电池器件性能的关键.对于凹版印刷过程而言,墨水的转移是影响印刷薄膜厚度和质量的关键.本文深入研究了有机光活性层的墨水粘度对墨水转移率和薄膜缺陷的影响.我们开发了紫外可见光谱法,量化凹版印刷过程中墨水的转移率.通过对墨水的流变行为分析、流体动力学模拟和实验验证,深入研究了油墨粘度与油墨转移率、膜厚和膜均匀性之间的关系.结果表明,油墨粘度约为25 mPa·s是R2R凹版印刷有机光活性层薄膜的适合粘度.通过对油墨配方的优化,我们制备了全R2R印刷FOSCs,其中1 cm2电池的效率超过12％.

    roll-to-roll printingflexible organic solar cellsvisc-osityink transfer ratefilm quality

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    平衡三阳离子钙钛矿中带隙和电荷传输以实现高效的室内光伏

    唐颖张祖宏刘海瑞马哈茂德·侯赛因·阿尔达马西...
    2611-2617页
    查看更多>>摘要：带隙可调的钙钛矿材料在室内光伏(IPVs)领域具有广阔的应用前景.然而,与室内光相匹配的宽带隙钙钛矿通常导电性较差,缺陷密度较高,往往不利于电荷提取和传输,限制了其光伏特性.在这里,我们通过调节Br/I比,探究了不同带隙三阳离子钙钛矿的IPVs特性.研究表明,宽带隙钙钛矿能充分利用室内光,在低照度下能获得较高的开路电压,但高Br/I比的钙钛矿具有较高的缺陷密度,不利于获得高短路电流密度和填充因子.通过进一步研究不同带隙钙钛矿的结晶动力学、缺陷密度和电荷传输特性,我们发现主流观念中高效IPVs着重考虑室内光伏材料的带隙是不全面的,我们证明了通过适当降低宽带隙晶体中的Br含量可以获得室内光伏特性更优异的器件.也就是说,室内光伏晶体材料的制备需要兼顾带隙和电荷传输特性.在此工作中,平衡带隙和电荷传输的器件(Br 0.23,1.62 eV)在1035 lux的LED灯照射下取得了40.71％的最佳效率.我们的研究为高效室内光伏的设计提供了新思路.

    perovskite solar cellbandgapcharge transporttrapsindoor photovoltaic

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    Tetradentate Pt(Ⅱ)complex as a singlet exciton sensitizing host for highly efficient green fluorescent organic light-emitting diodes

    Unhyeok JoSeung Chan KimChan Hee RyuKang Mun Lee...
    2618-2627页
    查看更多>>摘要：Efficient green fluorescent organic light-emit-ting diodes were designed with a phosphorescent metal com-plex as a singlet exciton sensitizing host(SESH)for achieving high efficiency and low efficiency roll-off through exciton and polaron management.Tetradentate Pt(Ⅱ)complex(Pt-Trz)possessing a tetradentate ligand with a bulky blocking group not only suppresses the severe formation of excimer or dimer itself but also transfers radiative excitons to fluorescent do-pant effectively.The SESH assisted fluorescence(SESHF)de-vice with Pt-Trz as the host exhibits the maximum external quantum efficiency of 13.3％and a lower efficiency roll-off compared with exciplex host device which is a general ap-proach for harvesting triplet excitons.Numerical exciton dy-namics modeling unravels that the SESHF device effectively utilizes triplet excitons in the host by intersystem crossing and resonance energy transfer from the triplet state of the host to the singlet state of the terminal emitter.Bimolecular quenching rates of the SESHF device are reduced by 11 times for triplet-triplet annihilation and 1.8 times for triplet-polaron annihilation compared with the exciplex device,which demonstrates that Pt-Trz could be a platform to be used as an efficient host for fluorophores.
      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    双功能添加剂策略制备高效钙钛矿太阳电池

    吴炯桦杭陈旺王仁杰郑巧...
    2628-2636页
    查看更多>>摘要：目前针对提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)效率的研究发展迅速,效率已经达到26％.然而,在制备高效率PSCs时经常会使用过量PbI2,过量的PbI2会导致电池的稳定性缺陷.为了解决这一问题,我们引入了阴阳离子共同作用的双功能添加剂苯乙胺三氟乙酸盐(PEATFA),来钝化钙钛矿薄膜中的缺陷和过量的PbI2,以协同钝化钙钕矿太阳能电池.PEA+阳离子促进二维钙钛矿生成,而TFA-阴离子钝化未配位的Pb2+离子和碘空位,从而提高了钙钛矿晶体质量.此外,PEATFA的引入优化了钙钛矿与空穴传输层之间的能级匹配,从而提高了其电荷传输和抽取能力.最终,我们成功实现了PSCs 24.05％的光电转换效率,同时PSCs表现出最小的滞后现象和良好的稳定性.

    perovskite solar cellspassivation defectsdouble-functional additivephenethylamine trifluoroacetate

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    二维金属偶氮盐框架用于高效二氧化碳光还原

    谷建霞王龄欣韩旭贺敬婷...
    2637-2644页
    查看更多>>摘要：由可见光驱动的将CO2转化为高附加值燃料是一种清洁可再生的技术,有助于控制全球变暖和应对能源短缺.近年来,二维的金属偶氮盐框架(2D MAFs)因其特定的电子传输路径、高度暴露的表面活性位点及可调节的吸光能力,在CO2光还原研究中备受关注.然而,对其在该领域的研究仍处于初级阶段.本文设计了一种新型二维MAFs(compound 1),通过四-(4-四唑基苯基)乙烯(H4TTPE)与钴的自组装实现了对CO2的光还原.作为对比,通过类似的合成过程构建了具有三维结构的compound 2.非均相光催化实验结果显示,2D compound 1的光还原性能明显优于3D compound 2,在相同条件下,其CO产率高达11.56 mmol g-1 h-1,是compound 2(1.94 mmol g-1 h-1)的6倍.这一性能优势源于compound 1独特的二维结构,其不仅具有有利于CO2还原的能级,还能在整个CO2光还原过程中促进电子-空穴高效分离.本工作为设计适用于高效CO2光还原的2D MAFs光催化剂指引了方向.

    metal-azolate frameworkstwo-dimensional struc-tureCO2 photoreduction

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    钼活化ZnIn2S4光催化剂促进光催化析氢耦合苯甲醇氧化

    俞杨帆尤晓萌张阳彭玉...
    2645-2652页
    查看更多>>摘要：光催化水裂解制氢为解决能源危机提供了一条可行的途径.然而,四电子的水氧化反应迟缓严重制约了水的分解效率.本文中,掺杂Mo的ZnIn2S4(Mo-ZIS)光催化剂通过与动力学上有利的苯甲醇(BA)的氧化反应协同整合,显著促进了析氢反应,高价和不饱和Mo不仅促进光生载流子的分离,还促进BA的活化,从而加速BA的氧化.此外,Mo掺杂调节了ZIS的能带结构,增强了光催化剂的氧化能力,而不会引起BA的过度氧化.结果表明,Mo-ZIS光催化剂在不需要贵金属助催化剂的情况下,具有较高的析氢速率(16,353 μmolg-1h-1)和苯甲醛产率(13,942 μmolg-1h-1),显著优于ZIS光催化剂.引人注意的是,通过调节BA与溶剂之间的氢键网络强度来调节中间体在Mo-ZIS表面的解吸过程,Mo-ZIS的BAD产率为23,068 μmol g-1h-1,相比于乙腈溶液中的反应速率提高了65％.本研究提出了一种有价值的将光催化制氢与选择性有机产物转化相结合的策略,为开发新型光催化剂,实现高效太阳能转化提供了新的见解.

    ZnIn2S4Mo speciesbifunctional photocatalysishydrogen bonding network

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    可编织、可穿戴的宽带聚合物超声换能器

    邹君逸郭星奕吴家琦徐冬梅...
    2653-2660页
    查看更多>>摘要：新兴的物联网技术推动了可穿戴健康监测设备的快速发展.目前,医学超声技术在严重慢性疾病的长时间监测方面具有广阔的应用前景.然而,商用超声探头一般都是刚性的,需要手持,难以满足医疗可穿戴设备对柔性化、小型化和舒适性的要求.本文提出了一种可编织、可穿戴的聚合物超声换能器,该换能器由匹配层、背衬层和压电层组成.聚合物压电材料的带宽(93％)是压电陶瓷的7倍,并且可以承受超过10,000次的弯曲和扭曲变形.该传感器能监测颈动脉血液流速,心脏血液流速和心脏血管的血管厚度,并具有与商用探头相当的信噪比.它的宽带特性(3.68-10.08 MHz)使其能通过调整频率来监测不同的组织.可编织超声换能器可以制成纤维形式,并编织成透气织物,在不牺牲穿戴舒适性的情况下进行实时血管监测.

    ultrasonic transducerflexibletextilehealth mon-itoring

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    具有稳定阈值开关特性的全印刷IGZO忆阻器阵列用于人工伤害感受器

    彭文鸿刘常飞许晨辉覃琮尧...
    2661-2670页
    查看更多>>摘要：人工感知系统的大规模制备与图案化对实现仿生系统至关重要.传统工艺的图案化受限于掩膜版,难以大规模制备.喷墨打印技术的无掩膜图案化制备能力十分适配目前大规模制备的需求.然而,在器件的制造上,打印技术往往局限于制造简单的器件或在复杂器件中制备图案化的有源层.在此,我们实现全喷墨打印IGZO忆阻器阵列用于模拟伤害感受器.通过在全金属氧化物的ITO/IGZO/ITO忆阻器中加入一层Ag,实现了稳定的阈值切换特性,大的电流开关比(105),104次循环扫描的出色开关耐久性和良好的空间均匀性.我们分析了器件基于Ag导电丝的传导方式和LIF特性,如积累爆发、自泄露等,证明了忆阻器作为人工神经元的潜力.最后,我们利用该器件稳定的阈值切换特性,成功实现了人工伤害感受器,包括阈值、松弛、无适应和敏化.我们的工作证明了喷墨打印技术在实现仿生系统中拥有着巨大的应用潜力.

    fully printedIGZO memristorcrossbar arrayarti-ficial nociceptor

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据