一、分子反应过程和它们与激光辐射的相互作用（论文文献综述）
彭晓昱,周欢[1]（2021）在《太赫兹波生物效应》文中研究说明太赫兹波能被生物组织中的水强烈吸收,能与生物组织中生物大分子和这些分子间的弱相互作用产生共振,因而太赫兹波在生物医学中有许多潜在的应用.尽管单个太赫兹光子能量很低,对生物组织没有电离损伤作用,但是随着强度增大,太赫兹波会对生物细胞和组织产生一系列生物效应.由于太赫兹波参数和受辐照生物材料等辐照条件不同,将导致不同的生物学效应,包括以热效应为主和以非热效应为主导致的生物学效应.本文讨论了这两种效应的物理机理,介绍了适合用于生物效应研究的现今主要的强太赫兹辐射源种类,综述了典型的太赫兹波的生物效应具体表现和已有的研究进展,展望了太赫兹波生物效应的潜在应用以及面临的挑战.
高锐[2]（2021）在《卫星状组装体探针的制备及手性硫化铜纳米颗粒的抗病毒效应》文中研究指明本论文以具有上转换发光信号和圆二色信号的无机纳米材料的合成为基础,通过对这些纳米材料进行表面功能化修饰,构建了两种新型的光学活性无机纳米组装体探针。应用了纳米组装体探针的多模态的光谱联用技术对细胞内的mRNA和三种金属离子进行定量分析。此外,本论文还合成了圆偏振光依赖的、位点特异性剪切烟草花叶病毒衣壳蛋白的手性硫化铜纳米颗粒。研究了不同构型的手性硫化铜纳米颗粒对靶标蛋白的亲和作用以及在自然光、左旋圆偏振光和右旋圆偏振光下对靶标蛋白的剪切作用。解释了其亲和作用和剪切作用的分子机制。实现了植株水平上对病毒感染的预防和治疗。首先,我们设计了两段巯基化的DNA,并分别修饰在铂层包裹的金纳米棒（AuNRs@Pt）和上转换纳米粒子（UCNPs）的表面,利用一段可以特异性识别靶标mRNA的DNA序列作为连接剂,将AuNRs@Pt和UCNPs组装成卫星状组装体。在组装体中,由于AuNRs@Pt在500到950 nm区间强的吸收导致了UCNPs的发光被有效地淬灭,而当有靶标mRNA存在时,由于靶标mRNA与连接剂DNA序列之间更强的结合能力,导致UCNPs由于从AuNRs@Pt上脱落而恢复其固有的发光。随着mRNA的浓度升高,上转换纳米颗粒的发光增强。我们通过使用纳米组装体探针,在活细胞内实现了对TK1mRNA的特异性检测,检测范围为1.17～65.21 fmol/10μg RNA,检测限为0.67 fmol/10μg RNA。重要的是,我们开发的纳米探针具有广泛的通用性。其次,我们开发了一种可以特异性在细胞内激活的、同时原位检测3种金属离子的手性组装体探针。手性组装体是由AuNRs@Pt二聚体和UCNPs组装形成的。在这个组装体中,首先二聚体的连接DNA分别是锌离子的DNA酶和其保护DNA序列,底物DNA结合在酶活性中心以外的序列上。铜离子和镁离子DNA酶整合在一条DNA上,偶联在AuNRs@Pt二聚体表面。铜离子的底物DNA连接在UCNPs表面,并通过碱基互补配对结合在整合的DNA酶的3’端,标记了四甲基罗丹明的镁离子的底物DNA结合在整合DNA酶的5’端。相应的两个酶活性中心的保护序列结合在酶的活性中心部位。由于AuNRs@Pt二聚体强的淬灭效应,手性组装体中的发光信号都是被淬灭的。而手性组装体高效的光热转化能力,使得手性组装体在980 nm的圆偏振光下产生显着的热效应导致保护序列的脱落。通过精准调节光功率,光照时间和底物序列的长度使得底物序列不会脱落。当保护序列脱落后,对应的金属离子会结合到酶活性中心上,使得DNA酶具有催化剪切对应的底物DNA,使得染料分子的荧光和UCNPs的发光恢复。手性组装体探针在细胞内外对圆偏振光的不同响应性,使得我们可以特异性在细胞内激活探针,避免胞外靶标物的干扰。因此,在活细胞内实现了对三种金属离子同时定量检测,建立了活细胞内三种金属离子检测的标准曲线,其检测限对于锌离子,镁离子和铜离子分别为1.1 nM/107个细胞,1.02 nM/107个细胞和0.45 nM/107个细胞。第三,合成了手性硫化铜纳米颗粒。发现了手性纳米粒子的圆偏振光诱导的位点特异性的蛋白剪切现象。通过负染的透射电镜,变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,圆二色光谱,荧光光谱,液质联用色谱以及蛋白序列分析,我们发现了特异性的剪切反应的本质是水解反应。剪切位点位于第101位的天冬酰胺(Asp101)和第102位的脯氨酸(Pro102)之间。剪切反应的识别蛋白质序列是XAN（Q）PT（S）T（S）A,其中,X是20种氨基酸中除了天冬酰胺的任意一个氨基酸,第三位的天冬酰胺可以被谷氨酰胺替代,第五和第六位的苏氨酸可以被丝氨酸替代。根据序列在蛋白质数据库中搜索到其他三种蛋白,并且在预测的位点实现剪切。第四,通过等温滴定量热仪测试发现右旋青霉胺功能化的硫化铜纳米粒子（D-NPs）对烟草花叶病毒衣壳蛋白（TMV CP）的亲和力是左旋青霉胺功能化的纳米粒子（L-NPs）对TMV CP的20倍,比外消旋的青霉胺配体以及其他小分子配体稳定的硫化铜纳米颗粒对TMV CP的亲和力高了超过5000倍。分子动力学模拟揭示了D-NPs与TMV CP高的亲和力产生的根源在于其会与孔内更多的多肽链发生相互作用,形成更多的超分子相互作用力,因而会更稳定地存在于孔内。而其他配体稳定的材料由于非常弱的亲和力导致无法进入孔。与L-NPs相比,D-NPs会和剪切位点形成更紧密的疏水结合口袋。疏水结合口袋的形成会导致Asn101残基的肽键与Pro102环产生一个的152°的二面角。二面角构象极大地影响了CH2单元上H原子的1s轨道稳定π轨道的能力,因此,D-NPs能够削弱Asn101和Pro102键之间的肽键。光照会导致电子由手性NPs转移至包含剪切位点在内的孔内环境。与L-NPs相比,D-NPs电子转移形成的负电势面总体上更大,并与切割位点重叠,使得Pro102中N原子上的电子群在与D-NPs形成复合物时,受到光照辐射,会急剧增加,使其容易受到H2O分子的攻击,因此,使得肽键被水解。最终将手性纳米粒子成功用于烟草中病毒高效杀灭,同时还具有良好的生物相容性,为不明朗植物抗病毒领域提供了一种有效的抗病毒手段。
常永正[3]（2021）在《位阻功能化芴基光电材料的设计、傅克合成及其器件应用》文中指出光电材料是整个光电产业的基础和先导,有机光电材料作为有机光电器件中最为核心的组分之一,其分子结构与器件性能的关系,是有机电子学的核心基础科学问题;研究材料分子结构与性能的关系,从而获得分子设计策略,开发出性能优异的光电材料,是该领域的重要课题。分子设计的一个重要策略是引入空间位阻,通过空间位阻来改变分子的空间构象和分子堆叠方式,改变分子内或分子间的相互作用,从而有效地调控材料的电子能级结构、聚集态行为,进而影响光电器件的功能与性能,因此空间位阻策略在有机光电领域占有重要地位。二芳基芴功能化的位阻型光电材料,广泛应用于各类有机光电功能器件,建立二芳基芴构筑单元的快捷、高效、绿色合成方法尤为重要,芴醇基傅克反应具有无贵/重金属催化、反应条件温和以及官能团兼容性好等绿色合成优势,本课题拟基于引入位阻策略,结合芴醇基傅克反应,设计并合成新型光电功能材料,探究其在光电器件中的应用。第一章重点介绍了有机电致发光（OLED）的基本原理、发展历程和主要进展,热活化延迟荧光（TADF）材料的三线态激子通过吸收环境热能,经过反向系间窜越（RISC）和电子翻转过程,能够实现延迟荧光的发射,理论上可以实现100%的激子利用率,并且不需要贵金属,被誉为第三代有机电致发光材料。在设计高效TADF分子时,需要选择具有合适位阻效应的电子给体单元和电子受体单元,匹配相应的桥连单元,优化前线分子轨道的重叠积分,以实现较小ΔEST的同时又具有较高的荧光量子产率。综述了二芳基芴类半导体材料在有机光电器件中的应用和芴醇基傅克反应方法学。第二章采用自下而向上的有机合成方法,通过三氟化硼乙醚催化的芴醇基傅克反应和Suzuki交叉偶联反应交替进行,高产率地构筑了一系列具有“H”型自相似的可溶性共价树枝状纳米分子G0.5–G2.5,证明傅克反应是实现位阻功能化的有效手段,同时也为设计合成树枝状纳米分子提供了新的思路和方法。树枝状分子G0.5–G2.5表现出约3.3 e V–3.7 e V的带隙,并发出蓝色的荧光。采用浸没法自组装的均匀层状G2.5纳米薄膜,通过C-AFM测量表现出典型的半导体性能。重要的是,发现G2.5对掺杂物敏感,用4-CPD重氮盐对G2.5纳米薄膜进行后修饰,其电学性能可调高达2个数量级。证明了π-共轭打断的树枝状分子框架构建及相应的薄膜后修饰策略,拓宽了有机电子材料的选择和应用。并且利用黄氏傅克反应,设计并合成了四种不同共轭长度的螺环功能化的寡聚芴。四种螺环化合物表现出高的发光量子产率和高的辐射跃迁速率,表明位阻功能化的芴基螺环能够有效地抑制聚集诱导的激子猝灭。第三章以咔唑基团作为电子给体单元,芳香酰亚胺基团作为电子受体单元,借助傅克反应,在咔唑基团上引入大的立体刚性的空间位阻基团9-苯基芴,设计合成了D-A型TADF分子4-DPFCz AIPh,很好的实现给受体单元的分离,从而减小分子的HOMO和LUMO能级轨道的重叠积分,ΔEST降低至0.10 e V,实现了小ΔEST和高的PLQY,TADF器件的外量子效率EQE达到了19.6%,电流效率CE为57.1 cd/A,功率效率PE为51.8 lm/W,证明了9-苯基芴作为大的空间位阻构筑TADF分子的设计思路的可行性。并系统研究了位阻基团对材料的成膜性、热稳定性,光物理性质,电化学稳定性以及电致发光性能的影响。第四章激基复合物型TADF材料,更容易实现较小的ΔEST,因此备受科研工作者的关注。利用傅克一锅法制备了螺芴氧杂蒽（SFX）,再借助Suzuki反应,在SFX活性位点上引入具有强吸电子的三嗪基团,构筑了两种基于SFX位阻基团的电子受体材料TRZSFX和DTRZSFX,与具有较高三线态能级（T1=2.84 e V）的电子给体材料TCTA掺杂共混,产生强的电荷转移态,形成了激基复合物发射（TCTA:TRZSFX和TCTA:DTRZSFX）。电子给体和电子受体分子间强的电荷转移拉近了三线态和单线态能级间的能隙,激基复合物薄膜分子的单线态-三线态分能级差(ΔEST)分别减小到0.03 e V、0.06 e V,较小的ΔEST也使得激基复合物体系中的三线态激子更容易发生RISC过程,从而实现高效率的激基复合物型TADF发光,在300 K时,TCTA:TRZSFX和TCTA:DTRZSFX的PLQY分别为81%和41%。在基于TCTA:TRZSFX的有机发光二极管上实现了高效率的激基复合物型TADF,最大外量子效率EQE达到了22.5%,电流效率CE为79.6 cd/A,功率效率PE为78.1 lm/W。OLED器件的良好性能得益于强电子接受能力三嗪基团引入了具有刚性骨架结构的SFX作为位阻基团,为进一步开发新型电子受体材料实现高效率的分子间D-A型热活化延迟荧光材料提供了新途径。
冯飙[4]（2021）在《面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究》文中进行了进一步梳理相变储热技术可以缓解热能供需矛盾、提高热能转化效率、推动太阳能和工业余热的综合梯级利用,对践行节能减排、力争完成我国“碳达峰”和“碳中和”的战略目标具有重要的现实意义。高性能相变材料的筛选与研发是相变储热技术发展的关键。近年来有机多元醇相变材料由于其较高的相变焓值,在约370–520 K的中温区间备受瞩目。与其他常见有机类相变材料（如石蜡和烷烃）相比,多元醇相变材料的特点之一是在其分子结构中含有多个极性较大的羟基。文献中已有一些研究对多元醇相变材料的宏观热物性（相变焓值和导热系数等）进行了表征,但对其热物性在微观层面的构效关系的理解还相对匮乏。例如,现有的实验测试与表征难以阐释晶体结构转变、羟基分布以及纳米添加物所引起的多元醇材料相变焓值的变化规律。虽然有研究者指出了羟基所形成的氢键对一元醇导热系数的影响,但是氢键对多元醇相变材料导热性能的贡献尚缺乏针对性的量化分析。此外,当封装在储热罐中时,多元醇相变材料与薄型金属外壳之间的接触热阻也会影响实际工程应用中相变储热系统的储/释热速率,有必要针对多元醇相变材料与金属界面间的接触热阻进行实验测试与微观界面导热机理研究。有鉴于此,本文采用分子动力学模拟方法对具有较高相变焓值的赤藓糖醇为代表的多元醇相变材料的关键热物性及其与金属界面间的热传导特性进行了微观层面的研究。首先对OPLS-AA、CHARMM、GAFF和GROMOS等四种可能适用于多羟基结构的分子力场进行了测试,通过对比实测的赤藓糖醇固液两态的密度和比热容等关键热物性验证了GROMOS是最合适多元醇相变材料的力场模型。在此基础上,采用界面/NPT方法复现了赤藓糖醇的微尺度熔化过程,并发现在固液相变过程中赤藓糖醇分子会由线性直链结构转变成非线性结构。这种结构变化引起的氢键键能的变化占赤藓糖醇总熔化焓值的45.5%,证明了大量氢键的存在是多元醇材料相变焓值较高的根本原因。因为赤藓糖醇的实测过冷度可高达100 K左右,在分子动力学模拟中也难以实现其结晶凝固过程,故本文以典型的一元醇相变材料正十六醇为替代研究对象分析了纳米添加物的引入对醇类材料相变焓值的影响机理。通过模拟发现在凝固过程中石墨烯纳米片附近的正十六醇分子会发生团聚现象,从而保持非线性的分子结构。这些受限的正十六醇分子对凝固焓值的贡献减弱,因此纳米复合相变材料整体的凝固焓值会低于有效介质理论的预测值。同样的,这些受限的正十六醇分子在熔化过程中吸收的相变潜热也相应较少,最终导致纳米复合相变材料的熔化焓值也相应降低。为改善纳米复合相变材料的相变焓值,本文进一步构建了羟基修饰石墨烯纳米片的简化氧化石墨烯模型,利用氧化石墨烯表面的羟基与正十六醇的羟基结合形成氢键,成功抵消了一部分相变焓值损失。通过实验制备并测试了氧化石墨烯-正十六醇纳米复合相变材料的相变焓值,验证了模拟的结果,为高焓值多元醇纳米复合相变材料的开发提供了可行的思路。为了研究氢键和晶体结构对多元醇相变材料导热性能的微观影响机理,本文分别以赤藓糖醇和典型的固固相变多元醇季戊四醇为对象,系统地研究了它们相变前后导热性能的差异。通过分析相变过程中晶体结构变化引起的氢键变化和导热系数变化之间的内在关联,揭示了氢键对多元醇相变材料分子间导热的贡献。在固态下,氢键数目越多、氢键键能越大则醇类相变材料的导热系数越高。为了充分利用氢键对醇类相变材料导热系数的贡献,本文提出并建立了一个基于正一元醇相变材料的“理想晶体”模型。通过模拟发现,在“理想晶体”结构中沿正一元醇分子链长度方向的导热是弹道式的,温度梯度很小;主要的导热温差集中在“理想晶体”分子层的界面处,而界面处羟基形成的氢键可以提高界面传热系数。该“理想晶体”结构可以将正一元醇相变材料的导热系数提高近1倍,为提升多元醇相变材料的本征导热系数提供了理论借鉴。最后,为了测试多元醇相变材料与金属界面间的接触热阻,本文提出了一种基于稳态热流法的改进型薄型材料接触热阻测试原理,设计并成功开发了相应的测试仪器。利用该自研仪器对赤藓糖醇与不同金属界面间的接触热阻进行了系统性测试,阐明了表面粗糙度和接触压力对多元醇相变材料与金属界面间接触热阻的影响规律。实验结果也验证了表面粗糙度越小、接触压力越大则接触热阻越小这一规律。此外,还通过模拟揭示了多元醇相变材料与不同金属界面处声子振动态密度耦合度的差异,从而辨别出了不同金属界面热传导能力的优劣,为实际储热系统中封装材料的选取和系统热设计提供了参考。综上所述,本文针对典型多元醇相变材料的若干关键热力学和输运性质开展了分子动力学模拟与实验研究,所得的结果有助于指导基于多元醇的高相变焓值、高导热复合相变材料的研究与开发,为中温区相变储热技术的进步和推广提供基础支撑。
王野,张嵩,张冰[5]（2021）在《飞秒瞬态吸收光谱技术及应用》文中研究指明超快激光技术的出现极大地促进了人们对众多研究领域中超短时间尺度（例如飞秒）的微观过程的深入理解。详细介绍了基于飞秒时间分辨的瞬态吸收光谱技术与原理,并结合本课题组的工作,展示了该方法在凝聚相分子体系中量子态演化过程及其相互作用研究中的应用,特别是对激发态电子能量弛豫、波包演化过程、能量转移过程、质子/电荷转移以及分子激发态结构动力学等微观机制的研究,表明该方法可以广泛应用到物理、化学、材料、生物、环境等交叉研究领域。最后,对该技术的发展前景以及未来研究方向进行了展望。
吴声豪[6]（2021）在《石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用》文中进行了进一步梳理光热转换是一种清洁的太阳能利用技术,其中,光热蒸发是广泛涉及且非常重要的热物理过程。太阳辐射具有能流密度低和间歇性的特征,使基于体相加热的小型光热蒸发系统存在温度响应慢、能量效率低的问题。光热局域化界面蒸发（photothermal interfacial evaporation by heat localization）将能量集中在液体与空气的界面,使局部区域发生快速升温和汽化,可显着提升光热蒸发的温度响应和能量效率,在小型分布式海水淡化、蒸汽灭菌、污水净化等场景展现出应用潜力。光热局域化界面蒸发涉及光能与热能的转换、固相与液相的热传递、分子和离子的输运等,深入理解以上能质传输过程的机理是指导开发光热材料、优化光热蒸发性能和设计热局域化系统的关键。与此同时,光热材料的微小化,如纳米薄片,可能会导致其光学、热学规律偏离已有的体材料特征,产生特殊的现象,如尺寸效应和边缘效应,但现有理论还无法充分解释这些现象,因此需要开展更多的研究工作,以推进纳米光热转换和热局域化界面蒸发理论体系的发展和完善。本论文聚焦于“光热局域化界面蒸发”过程所涉及的光热学问题,以石墨烯基光热材料为主要研究对象,运用密度泛函理论和分子动力学模拟,结合实验检测和微观表征,深入研究了石墨烯光热材料的取向特征、结构尺寸、表面浸润性对光吸收、光热转换、热局域化效应、固-液界面传热以及界面吸附与流动等热质传输过程的作用机制,并着重分析以上过程在微纳尺度下的特殊规律和现象,以及结构的微小化对以上过程的影响。全文共11章,其中第3、4、5章研究了光热蒸发过程中与能量传递相关的热物理现象,如光的吸收、光热转换和界面传热;第6、7章则直接进行光热蒸发测试,讨论以上能量传输特性对光热蒸发性能的影响;第8、9章进一步研究光热蒸发系统中的界面吸附和流动现象,重点谈论在纳米尺度下的特殊现象和增强效应;第10章则基于前面章节对光热局域化效应的理解,提出一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,并探讨石墨化机理。1)第3章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对其光学性质的影响。通过密度泛函理论,计算了多种石墨烯结构的光学性质,发现石墨烯具有光学各向异性,对平行其六角形晶面传播的太阳辐射的吸收能力,远强于对垂直晶面传播辐射的吸收能力,这是因为石墨烯对太阳辐射（200～2600 nm）的吸收主要取决于π-π*电子跃迁,当辐射传播方向与晶面垂直时,同一原子层内的π-π*电子跃迁被禁止,导致π-π*电子跃迁发生的概率较低;对于平行辐射而言,同一原子层内的π-π*电子跃迁被允许,使石墨烯对辐射的吸收能力显着提高;对于同是平行晶面传播的辐射,如传播方向与石墨烯的扶手型边缘正交或与锯齿型边缘正交,石墨烯的吸收性质也表现出一定的差异。另外,当结构尺寸沿辐射传播方向延长,石墨烯对太阳辐射的有效吸收率呈非线性增长,而增长率呈下降趋势。基于理论计算结果,设计并制备了晶面取向与辐射传播方向平行的垂直取向石墨烯,构筑了纳米尺寸的“光陷阱”,将对太阳辐射的有效吸收率提高到了98.5%。2)第4章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对光热转换特性的影响,并协同热局域化设计,加快了光热转换的温度响应。研究发现石墨烯在光照下的温度响应特性与其光吸收性质紧密关联,对入射光的有效吸收率越高,其表面的升温速度越快,稳态温度也越高,其中垂直取向石墨烯表现出比水平石墨烯膜更高的光吸收能力和更快的温度响应。另外,利用共价键将垂直取向石墨烯与具有低导热系数的石墨烯气凝胶,连接成兼具吸光和隔热功能的一体化石墨烯结构,在获得高光吸收率的同时,有效控制了热能的分配与传递,将能量集中在直接受光区域,提升了局部区域的升温速度和稳态温度,即发生了“光热局域化效应”,在标准太阳辐射强度(1 k W m-2)下,最快升温速度为54.5℃ s-1,进入稳态后,上下区域的温度差可达31.2℃。3)第5章研究了石墨烯的晶面取向特征和表面浸润性对固-液界面传热特性的影响。通过分子动力学模拟,计算了“面接触”和“边缘接触”两种石墨烯-水界面的传热性质,发现“边缘接触”界面具有更低的界面热阻,其中,热流在平行石墨烯晶面方向具有更快的传递速度,以及边缘碳原子与水分子的相互作用力较强,是“边缘强化传热”的主要原因。此外,固体与液体的润湿程度也是决定固-液界面传热系数的关键,通过引入含氧官能团,改善石墨烯的表面浸润性,可以提高液体对固体的润湿程度,增加固液有效接触面积,并加强液体分子与固体表层原子的相互作用,进而减小固-液界面热阻,加快热流在界面的传递。4)第6章研究了一体化石墨烯结构的光热局域化界面蒸发特性,并重点讨论光吸收、光热转换和固液界面传热对光热蒸发性能的影响。通过局部氧化,在一体化石墨烯结构的外表面构筑表面水流通道,获得了集吸光、隔热、输运、蒸发功能为一体的复合石墨烯结构,在光热蒸发测试中,表现出较快的蒸汽温度响应(在10 k W m-2的辐照条件下,仅耗时34 s使蒸汽温度升高到100℃),和较高的能量效率（89.4%）,其中,超高的吸光能力、良好的隔热能力、充足的水流供给以及高效的固-液界面传热是实现快速温度响应和高能量效率的关键。另外,调节石墨烯的表面浸润性,控制水流输运速率,可有效调控蒸汽温度响应与能量效率,但随润湿程度的提升,两者的变化规律不同,蒸汽的温升速度和稳态温度单调下降,而能量效率则先升高后降低。5)第7章研究了石墨烯光热蒸发过程中的传质现象,重点关注水分子和离子的输运、水蒸汽的扩散以及离子的析出和再溶解规律。针对含氧官能团在光照下不稳定的问题,在垂直取向石墨烯的生长过程中进行原位氮掺杂,获得了长期稳定的表面水流通道,在长达240 h的光热海水淡化测试中表现出稳定的输水能力,在1 k W m-2的太阳辐照下,实现了1.27±0.03 kg m-2 h-1的高蒸发速率和88.6±2.1%的高能量效率。另外,水蒸汽自然扩散的路径与光的入射路径重合,会导致光散射和能量损失,通过抽气扇控制气流路径,引导水蒸汽的扩散,可以克服水蒸汽引起的光散射问题。而长时间的光热蒸发会导致蒸发区域的离子浓度上升,出现析盐现象,使吸光和传热性质恶化,但盐离子时刻发生的自扩散行为,会驱使离子通过表面水流通道自高浓度区域向低浓度区域扩散,最终完全溶解,而离子的自扩散速度与表面水流通道尺寸和水膜厚度有关。6)第8章研究了石墨烯光热蒸发过程中的界面流动问题,并着重讨论固体表面浸润性对基于毛细作用的液体吸附和输运规律的影响。成分复杂的水源,如油水混合液,会导致水的光热蒸发速率下降。在石墨烯表面修饰双功能基团（包括-CFx和-COONa）,使其具备排斥油分子和吸附水分子的能力。双疏性的-CFx同时排斥油分子和水分子,但水分子的尺寸较小,能在-CFx的间隙中自由穿梭,且极性的-COONa对水分子的吸引作用较强,使水分子能够穿越-CFx层进而接触并润湿石墨烯表面;而尺寸较大的油分子被-CFx层完全阻隔。在-CFx与-COONa基团的协同作用下,石墨烯表面张力的色散分量减小,而极性分量增大,使其表现出吸引极性水分子,排斥非极性油分子的性质,能够只输运油水混合液中的水分子,实现了选择性光热蒸发,并在以含油海水为水源的海水淡化应用中,获得了超过1.251 kg m-2 h-1的光热蒸发速率和超过85.46%的能量效率。7)第9章进一步探究了液体在石墨烯微纳结构中的界面流动特性,分析了微纳通道尺寸对毛细吸附和虹吸输运过程的影响,以及光加热作用对液体性质和流动的作用机制。研究发现,在微米级多孔结构（石墨纤维）上构筑纳米级孔道（石墨烯纳米片）,可以显着加快对液态油的毛细吸附过程,将毛细吸附系数提升了20.7%。一方面,特征结构的微小化以及石墨烯纳米片的超薄边缘,能显着增加固体的表面粗糙度,起到强化表面浸润性的作用。另一方面,纳米结构的引入增加了固体与液体的可接触面积,使浸润前后的表面能差扩大,提高了固体对液体的吸附能力。同时,在碳纤维表面生长石墨烯纳米片,可以加快基于虹吸效应的界面流动过程,将液态油的虹吸输运速率提高了20.1%。尽管孔道尺寸的缩小会增加固-液界面的流动阻力,但在原微米级结构上增加纳米级孔道,可以使液流通道增多,提高单位时间的流量。此外,基于光热局域化效应的光加热作用,可以显着提高固体通道及通道内液体的温度,降低液体的动力粘度,减小流动阻力,进而加快界面吸附和流动过程。8)第10章基于光热局域化效应,开发了一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,讨论了环氧树脂材料的光致石墨化原理以及曝光时间、辐射强度、曝光次数对石墨化程度的影响。利用高能光束对环氧树脂板进行短时间（0.1～2 s）曝光,因光热转换速度（1 fs～1 ps）远快于热在体材料中的扩散速度（100 ps～10 ns）,在曝光的瞬间产生光热局域化效应,使曝光区域获得超高温度（>1000℃）,驱使芳香环向碳六元环转变,即石墨化。其中,延长曝光时间和提高辐射强度均有助于提高石墨化程度,但曝光时间的延长会导致热扩散严重,损伤非曝光区域;而辐射强度的提高意味着增加聚光设备的复杂性;采用合适的辐射强度和多次短曝光,也可以获得较高的石墨化程度,制备出少层石墨烯材料。
郭雪慧[7]（2021）在《基于尼罗红衍生物的双光子生物荧光探针的理论研究 ——荧光性能、双光子吸收和水溶性的分子调控》文中研究表明次氯酸（HOCl）在自然防御系统中起着至关重要的作用。但该物种的异常水平可能会导致细胞损伤、人类衰老等各种疾病。开发针对生物科学领域的无损细胞组织检测HOCl的新荧光探针具有重要意义。当前基于尼罗红衍生物的双光子激发荧光（TPEF）探针具有水溶性差、效率低的缺点,本工作的目的是通过量子化学方法对已有TPEF探针进行设计和研究来解决这些问题。我们的研究揭示了螺环和N,N-双环化连接烷胺基对尼罗红衍生物荧光量子产率和溶解度的不同影响,提出了合理调整激发波长至近红外区（NIR）及增强TP响应强度的结构修饰策略。在尼罗红的9位引入双环化连接烷胺基的基础上,再在2,3位引入一个融合连接苯基取代基的分子（Nil-OH-6）,其双光子吸收截面(δTmax)值可高达243GM,量子产率为0.49。此外,用不同的杂螺环或N,N-二烷基融合胺基修饰尼罗红衍生物的分子末端,可以保持尼罗红衍生物作为双光子探针的较高荧光效率的同时,提高探针的溶解度。该研究提出的兼顾探针分子荧光效率的情况下提高溶解度的设计策略,为后续合成可实用尼罗红衍生物TPEF探针提供了可靠的理论依据和新途径。
程基超[8]（2021）在《高压下二元纳米粒子超晶格的超快动力学研究》文中研究表明纳米材料发展到现在,类型已相当丰富,例如:量子点、纳米粒子、纳米纤维、纳米管和纳米薄膜等等,其在能源、催化剂和传感等方面具有广泛的应用。其中,由于量子点（quantum dots,简写为QDs）具有带隙可调,多激子效应,兼容性强等优点,其光伏转换特性引起科研人员的关注。纳米材料中,光伏转换始于光诱导载流子,后继的光电转换效率取决于电荷分离之前的一系列的动力学过程。人们在量子点固体中发现了有利于电荷分离的载流子长程传输效应,这主要是由于量子点固体中的粒子间距远远小于溶液中的粒子间距而造成的。相比较于化学手段,高压技术是一种非介入性调节粒子间距的物理手段。在压力作用下,量子点固体中的粒子间距减小并且QDs的体积被压缩,缩短了原子间的距离并且增强了原子间的相互作用,从而导量子点的形变势能发生变化,进而改变材料的电子性质。QDs的电子离域性随着压力的增加而得到增强。基于QDs构建的二元纳米超晶格（Binary Nanoparticle Superlattices,BNSLs）是量子点固体材料的一种,此类材料有利于长程的电荷传输,从而提高光电转换效率。在本论文的工作中,对BNSLs的实验方法和条件进行了摸索,并对高压下CdSe/ZnS-QDs的粒子间距效应以及高压下由金纳米簇（Au-nanoclusters,Au-NCs）和CdSe/ZnS-QDs制备BNSLs的电子转移过程开展了研究,取得了如下结果:1.探讨BNSLs的实验方法和条件。通过溶剂蒸发的方法,Au-NCs和CdSe/ZnS-QDs通过自组装的方式制备了的BNSLs;并对溶剂的蒸发速率,纳米材料的尺寸因素对所形成BNSLs结构的影响进行了探讨。2.对高压下的CdSe/ZnS-QDs中以粒子间距效应主导的光学性质开展了研究。在高压吸收光谱和荧光光谱中发现,由于CdSe/ZnS-QDs的量子限域效应,CdSe/ZnS-QDs的吸收峰和荧光峰随着压力的增加而发生蓝移。在高压荧光寿命的测量中,发现CdSe/ZnS-QDs的表面缺陷态影响着不同压力下的荧光寿命衰减曲线。通过对比独立压缩和密堆积压缩的CdSe/ZnS-QDs,发现随着压力的增加,CdSe/ZnS-QDs的粒子间距的缩小,进而促进了通过粒子间表面态发生的激发态载流子弛豫。3.对BNSLs在高压下的超快电子转移进行了研究。在稳态高压吸收光谱和高压荧光光谱中,BNSLs的吸收峰和荧光峰随着压力的增加而出现蓝移,对比CdSe/ZnS-QDs的研究结果,得出BNSLs的光学性质由CdSe/ZnS-QDs主导的结论。通过高压泵浦探测技术测试的结果发现,CdSe/ZnS-QDs的缺陷态影响着BNSLs之间的电子转移过程;随着压力的增加,BNSLs的电子转移过程加快。压力达到4.5 GPa时,由于被电子填充的缺陷态呈现出饱和的现象,因此电子转移时间呈现出随压力变化相反的情况。随着压力的进一步增加,CdSe/ZnS-QDs的缺陷态进一步增多,BNSLs的电子转移过程进一步加快。综上所述,可以通过高压技术调节QDs以BNSLs体系中的粒子间距,进而影响QDs的电子离域性以及BNSLs中的电子转移过程。这些研究结果有助于理解:基于纳米材料的应力变化或极端条件下的载流子动力学;从机理角度理解超近距离下的载流子传输过程。
田野,周楚亮,付学文,纪少政,冷雨欣,李儒新[9]（2021）在《基于光场的超快相干电子源产生及调控研究进展（特邀）》文中提出光与物质之间的相互作用是自然界中最基本的物质相互作用之一,这种动力学的完全可视化需要时间上的阿秒分辨率和空间上的原子级分辨率。超短相干电子源是实现这一目标的重要方法。本文介绍了利用各种光场如射频、太赫兹、可见光来产生、相空间调控甚至表征这种超短相干的高品质电子源的重要进展,并主要总结了其在四维超快电子显微镜方面的技术突破,为"阿秒显微镜"的建立开辟了道路,使对电子运动成像成为可能,最后对超快电子研究的发展进行了展望。
王悦政[10]（2021）在《太赫兹波检测含水生物样品的特征吸收光谱》文中提出太赫兹（THz）波的光子能量（0.4-41 meV）与大量有机物,生物大分子的旋转能级和振动能级处于同一数量级,可以较无损的获取这些样品的特征吸光谱,进行定性或定量检测。然而,活性生物样品内部含有大量水分,水对太赫兹波吸收强烈,掩盖了生物样品的特征吸收光谱。针对该问题,本论文设计,优化并搭建了“静态”与“瞬态”两套太赫兹时域光谱系统（THz-TDS）,分别实现了超低浓度生物大分子溶液与活细胞的特征光谱检测。静态THz-TDS采用LT-GaAs光电导天线作为太赫兹辐射源,ZnTe晶体作为太赫兹探测器,辅以太赫兹平行平板金属波导与太赫兹金属表面等离子体波导,增强局域的太赫兹电场强度,实现太赫兹波透射检测含水样品。利用静态THz-TDS,检测了 α-乳糖、4-氨基苯甲酸、L-精氨酸、L-谷氨酸、和纤维二糖等生物大分子溶液,浓度分别为1.754×10-9 mol/L、1.46×10-10 mol/L、2.0115×10-9 mol/L、4.898×10-9 mol/L、和 0.877×10-9 mol/L。所获特征吸收光谱均存在与其固体样品相似的特征吸收峰。瞬态THz-TDS使用LiNbO3晶体作为强太赫兹辐射源,ZnTe晶体与CCD结合作为太赫兹探测器。其中,通过波前倾斜技术,在LiNbO3晶体中实现了非共线相位匹配,获得了平均功率为500μW的强太赫兹辐射电场,实现了太赫兹波透射检测活细胞;使用CCD正交平衡探测技术,测量单个完整太赫兹脉冲的时间仅为155 ps。利用瞬态THz-TDS,检测了浓度分别为 5.78×103（per/mm2）、1.16×104（per/mm2）、和 1.74×104（per/mm2）的HeLa活细胞,其特征吸收峰的幅值与细胞浓度呈线性增加关系。
二、分子反应过程和它们与激光辐射的相互作用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、分子反应过程和它们与激光辐射的相互作用（论文提纲范文）
（1）太赫兹波生物效应（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 太赫兹波生物效应的物理机理 |
| 2.1 太赫兹波产生的热效应 |
| 2.1.1 生物介质中的水对太赫兹波的强烈吸收 |
| 2.1.2 生物大分子受太赫兹波激发产生共振吸收 |
| 2.2 太赫兹波产生的非热效应 |
| 3 用于研究太赫兹波生物效应的太赫兹辐射源种类 |
| 3.1 高平均功率太赫兹辐射源 |
| 3.2 高能量长脉冲太赫兹辐射源 |
| 3.3 强场太赫兹辐射源 |
| 4 太赫兹波生物效应的具体表现 |
| 4.1 太赫兹波对生物体行为和生理状态的影响 |
| 4.1.1 太赫兹波对动物行为的影响 |
| 4.1.2 太赫兹波对动物生理活动的影响 |
| 4.2 太赫兹波对生物组织的生物效应 |
| 4.2.1 太赫兹波导致组织升温和炎症反应 |
| 4.2.2 太赫兹波肿瘤消融 |
| 4.3 太赫兹波对细胞的生物效应 |
| 4.3.1 太赫兹波导致细胞形态变化 |
| 4.3.2 太赫兹波影响细胞膜的通透性 |
| 4.3.3 太赫兹波影响细胞周期和活性 |
| 4.3.4 太赫兹波导致细胞凋亡和坏死 |
| 4.4 太赫兹波对生物大分子层面的生物效应 |
| 4.4.1 太赫兹波对生物大分子的结构稳定性和功能的影响 |
| 4.4.2 太赫兹波对基因表达的影响 |
| 4.4.3 强太赫兹波对生物大分子的损伤作用 |
| 5 太赫兹波生物效应的潜在应用 |
| 5.1 用于制定行业安全防护标准 |
| 5.2 用于某些疾病的治疗 |
| 6 总结和展望 |
（2）卫星状组装体探针的制备及手性硫化铜纳米颗粒的抗病毒效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学活性纳米材料 |
| 1.2 光学活性纳米材料的种类 |
| 1.2.1 金纳米棒 |
| 1.2.2 上转换发光纳米材料 |
| 1.2.3 纳米组装体 |
| 1.2.4 硫化铜纳米材料 |
| 1.3 光学活性纳米材料的制备 |
| 1.3.1 手性纳米材料的制备 |
| 1.3.2 纳米组装体的制备 |
| 1.4 光学活性纳米材料的生物应用 |
| 1.4.1 细胞成像与检测 |
| 1.4.2 手性纳米传感器 |
| 1.4.3 手性纳米材料治疗重大疾病 |
| 1.5 光学活性纳米材料的抗病毒潜力 |
| 1.6 本论文选题和设计思路 |
| 1.7 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 AuNRs@Pt和UCNPs卫星状组装体用于细胞内mRNA的超敏检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与设备 |
| 2.2.1 材料与试剂 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 AuNRs的合成 |
| 2.3.2 AuNRs@Pt的合成 |
| 2.3.3 UCNPs的合成 |
| 2.3.4 AuNRs@Pt-UCNPs卫星状组装体的合成 |
| 2.3.5 卫星状组装体缓冲体系中对TK1 mRNA的响应性和特异性 |
| 2.3.6 组装体进细胞时间的优化 |
| 2.3.7 组装体的细胞毒性 |
| 2.3.8 探针2用于的细胞内TK1 mRNA检测的标准曲线的建立 |
| 2.3.9 探针2定量其他细胞内TK1 mRNA的含量 |
| 2.3.10 纳米组装体探针定量其他种类的RNA的含量 |
| 2.3.11 数据统计与分析 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 组装基元的表征 |
| 2.4.2 AuNRs@Pt-UCNPs卫星状组装体的表征 |
| 2.4.3 组装体的设计原理及其在缓冲体系中的响应性和特异性评估 |
| 2.4.4 探针2的优化 |
| 2.4.5 活细胞内TK1 mRNA的定量检测 |
| 2.4.6 组装体细胞内检测通用性评估 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 圆偏振光激活的手性组装体探针用于活细胞中多种金属离子的成像和分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与设备 |
| 3.2.1 材料与试剂 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 AuNRs的合成 |
| 3.3.2 AuNRs@Pt的合成 |
| 3.3.3 AuNRs@Pt二聚体的合成 |
| 3.3.4 UCNPs的合成 |
| 3.3.5 AuNRs@Pt二聚体和UCNPs形成卫星状组装体的合成 |
| 3.3.6 手性组装体同时检测缓冲体系中三种金属离子 |
| 3.3.7 缓冲体系中三重金属离子检测的特异性评价 |
| 3.3.8 细胞培养 |
| 3.3.9 细胞毒性实验和细胞孵育时间和浓度的优化 |
| 3.3.10 细胞激光共聚焦成像和荧光分析 |
| 3.3.11 活细胞中的三种离子定量检测及其通用性 |
| 3.3.12 数据统计与分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 手性组装体构建和检测原理 |
| 3.4.2 手性组装体的表征 |
| 3.4.3 缓冲体系中用于三种离子检测的性能评估 |
| 3.4.4 CPL激活的探针1细胞应用条件的优化 |
| 3.4.5 CPL激活的手性组装体在细胞中检测三种金属离子。 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 手性硫化铜纳米粒子的合成及其位点特异性剪切烟草花叶病毒 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与设备 |
| 4.2.1 材料与试剂 |
| 4.2.2 仪器与设备 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 手性硫化铜 NPs和非手性硫化铜NPs的合成 |
| 4.3.2 其他配体稳定的硫化铜NPs的合成以及病毒的提取和纯化 |
| 4.3.3 模拟阳光辐射下手性NPs剪切TMV |
| 4.3.4 CPL诱导下的手性NPs剪切TMV及CPRs |
| 4.3.5 TMV及CPRs在LP下与rac-NPs之间的相互作用 |
| 4.3.6 CPRs和其他配体稳定的硫化铜NPs之间的相互作用 |
| 4.3.7 SDS-PAGE实验和WB实验 |
| 4.3.8 CD光谱和荧光光谱的测试 |
| 4.3.9 XRD和(XPS)以及FT-IR光谱测试 |
| 4.3.10 蛋白负染电镜成像 |
| 4.3.11 LC-MS测试 |
| 4.3.12 蛋白质序列分析 |
| 4.3.13 数据统计与分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 手性NPs的合成和表征 |
| 4.4.2 光诱导的手性NPs剪切TMV及 CPRs |
| 4.4.3 手性NPs剪切CPRs位点的确定 |
| 4.4.4 手性NPs剪切CPRs的特异性评估 |
| 4.4.5 手性NPs剪切CPRs的通用性评估 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 手性NPs剪切CPRs的机制发现与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与设备 |
| 5.2.1 材料与试剂 |
| 5.2.2 仪器与设备 |
| 5.3 实验方法 |
| 5.3.1 几种NPs与几种蛋白质之间的微量热测试 |
| 5.3.2 ROS检测和电子自旋共振的测量 |
| 5.3.3 实验植物分类和培养条件以及原生质体的提取 |
| 5.3.4 原生质体活性评估和NPs生物相容性评估 |
| 5.3.5 光诱导的手性NPs剪切原生质体中的病毒颗粒 |
| 5.3.6 RT-PCR和WB分析 |
| 5.3.7 本氏烟草和枯三生烟草中的光诱导的剪切病毒 |
| 5.3.8 手性NPs结构和TMV结构的分子建模 |
| 5.3.9 NPs及其与CPRs、肽段的复合物的计算建模。 |
| 5.3.10 真空分子动力学和水溶液分子动力学模拟以及模拟细节 |
| 5.3.11 量子力学(QM)计算 |
| 5.3.12 数据统计与分析 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 热力学分析 |
| 5.4.2 分子动力学模拟 |
| 5.4.3 由于电子转移引起的光致剪切 |
| 5.4.4 TMV光剪切的体内测试 |
| 主要结论 |
| 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| 论文 |
| 专利 |
| 获得荣誉 |
（3）位阻功能化芴基光电材料的设计、傅克合成及其器件应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 有机电致发光的基本原理 |
| 1.1.2 有机电致发光的研究历史与进展 |
| 1.1.3 热活化延迟荧光材料 |
| 1.1.4 TADF分子的设计理论 |
| 1.1.5 分子内D-A型TADF材料 |
| 1.1.6 分子间D-A型TADF材料 |
| 1.1.7 空间位阻效应对热活化延迟荧光性能的影响 |
| 1.2 二芳基芴类半导体材料在有机光电器件中的应用进展 |
| 1.2.1 在有机电致发光中的应用 |
| 1.2.2 在其他有机光电器件中的应用 |
| 1.3 芴醇基傅克反应方法学的研究 |
| 1.3.1 苯基芴醇单元傅克反应基本规律 |
| 1.3.2 苯基芴醇单元的可逆特征 |
| 1.3.3 底物模式衍生出的傅克后修饰及傅克聚合物 |
| 1.3.4 芴醇基傅克反应的兼容性优势 |
| 1.4 本论文的研究思路 |
| 第二章 位阻功能化芴基树枝分子的设计与傅克合成 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 原料、试剂 |
| 2.1.2 综合表征测试 |
| 2.1.3 合成路线设计 |
| 2.1.4 材料合成与结构表征 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 树枝状分子的理论模拟 |
| 2.2.2 树枝状分子的光谱表征 |
| 2.2.3 树枝状分子的电化学表征 |
| 2.2.4 树枝状分子的C-AFM测试 |
| 2.2.5 傅克位阻功能化芴基螺环的应用拓展 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 位阻功能化芴基TADF材料及其光电性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 原料与试剂 |
| 3.1.2 综合表征测试(实验仪器型号和条件) |
| 3.1.3 合成路线设计 |
| 3.1.4 材料合成与结构表征 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 光物理性质测试 |
| 3.2.2 电化学性质 |
| 3.2.3 理论计算 |
| 3.2.4 热稳定性质测试 |
| 3.2.5 TADF-OLED器件性能测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 位阻功能化螺芴基TADF受体材料及其光电性能 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 原料与试剂 |
| 4.1.2 综合表征测试(实验仪器型号和条件) |
| 4.1.3 合成路线设计 |
| 4.1.4 材料合成与结构表征 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 分子单晶结构分析 |
| 4.2.2 光物理性质测试 |
| 4.2.3 电化学性质 |
| 4.2.4 热稳定性质测试 |
| 4.2.5 TADF-OLED器件性能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 部分化合物的NMR图谱 |
| 附录2 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 附录3 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 附录4 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（4）面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.1.1可再生能源与储热技术 |
| 1.1.2 中温区多元醇相变材料 |
| 1.2 多元醇相变材料的热物性研究现状 |
| 1.2.1 多元醇相变材料的储热特性 |
| 1.2.2 多元醇相变材料的导热特性 |
| 1.3 国内外研究现状总结 |
| 1.3.1 羟基和纳米添加物对多元醇相变材料相变焓值的影响 |
| 1.3.2 羟基和晶体结构对多元醇相变材料微观热传导的影响 |
| 1.3.3 多元醇相变材料和金属界面间的热传导特性 |
| 1.4 课题的研究内容和技术路线 |
| 1.5 课题来源 |
| 2 分子动力学模拟方法和实验表征手段 |
| 2.1 分子动力学模拟方法 |
| 2.1.1 基本原理与概念 |
| 2.1.2 分子建模和计算方法 |
| 2.1.3 各热物性参数计算方法 |
| 2.2 热物性的实验表征手段 |
| 2.2.1 相变材料试样的制备 |
| 2.2.2 热物性分析测试仪器 |
| 2.2.3 改进型稳态热流法接触热阻测试仪器 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 羟基和纳米添加物对醇类材料相变焓值的微观影响机理研究 |
| 3.1 羟基对赤藓糖醇熔化焓的影响规律研究 |
| 3.1.1 力场参数和验证 |
| 3.1.2 赤藓糖醇固液两相模型 |
| 3.1.3 羟基对赤藓糖醇熔化焓值的贡献 |
| 3.2 纳米添加物对正十六醇材料相变焓值的影响规律研究 |
| 3.2.1 纳米复合相变材料模型 |
| 3.2.2 纳米复合相变材料的制备 |
| 3.2.3 纳米添加物对正十六醇相变焓值的抑制 |
| 3.3 氧化石墨烯对正十六醇材料相变焓值的影响规律研究 |
| 3.3.1 基于氧化石墨烯的纳米复合相变材料模型 |
| 3.3.2 基于氧化石墨烯的纳米复合相变材料的制备 |
| 3.3.3 氧化石墨烯内羟基对纳米复合相变材料相变焓的贡献 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 氢键对多元醇相变材料导热性能的微观影响机理及优化研究 |
| 4.1 赤藓糖醇的导热性能研究 |
| 4.1.1 赤藓糖醇微观导热模拟细节 |
| 4.1.2 导热系数测试细节 |
| 4.1.3 固液相变前后赤藓糖醇导热系数的变化规律 |
| 4.2 季戊四醇的导热性能研究 |
| 4.2.1 季戊四醇微观导热模拟细节 |
| 4.2.2 导热系数测试细节 |
| 4.2.3 固固相变前后季戊四醇导热系数的变化规律 |
| 4.3 正一元醇材料导热性能强化的分子设计研究 |
| 4.3.1 正一元醇“理想晶体”模型设计与构建 |
| 4.3.2 导热系数测试细节 |
| 4.3.3 正一元醇“理想晶体”的导热性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多元醇相变材料与金属界面间的热传导特性研究 |
| 5.1 赤藓糖醇与金属界面接触热阻的实验测试研究 |
| 5.1.1 改进型稳态热流法测试仪器测试准确性验证 |
| 5.1.2 表面粗糙度对赤藓糖醇与薄型金属界面间接触热阻的影响规律 |
| 5.1.3 接触压力对赤藓糖醇与薄型金属界面间接触热阻的影响规律 |
| 5.2 界面接触比率对赤藓糖醇与金属界面热传导影响的微观模拟研究 |
| 5.2.1 赤藓糖醇与金属微观界面导热模拟细节 |
| 5.2.2 界面接触比率对赤藓糖醇与金属界面热传导的影响机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（5）飞秒瞬态吸收光谱技术及应用（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 实验方法与装置 |
| 1.1 飞秒泵浦-探探测技术 |
| 1.2 飞秒瞬态态吸收光谱 |
| 1.3 飞秒瞬态态吸收光谱信号提取和分析 |
| 2 光谱应用 |
| 2.1 光敏药物物产品中的电荷转移过程 |
| 2.2 分子间氢氢键和色散相互作用 |
| 2.3 有机发光光材料的发光 |
| 2.4 其它应用 |
| 3 结论和展望 |
（6）石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 术语符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能光热蒸发及分布式应用 |
| 1.2 光热局域化界面蒸发研究进展 |
| 1.3 固-液界面传热及影响因素 |
| 1.4 石墨烯的性质及结构特征 |
| 1.5 研究内容及课题来源 |
| 第2章 研究方法与实验设备 |
| 2.1 材料制备步骤 |
| 2.2 数值模拟计算 |
| 2.3 材料表征技术 |
| 2.4 光热局域化实验测试 |
| 第3章 石墨烯的结构取向对其光学性质的影响机制 |
| 3.1 石墨化结构的光学各向异性及原理 |
| 3.2 石墨烯取向特征与光学性质的关联 |
| 3.3 石墨烯光陷阱结构的构筑与优化 |
| 第4章 石墨烯微纳结构的光热转换与热局域化效应 |
| 4.1 垂直取向石墨烯的光热转换 |
| 4.2 热局域化结构的构筑与表征 |
| 4.3 光热局域化的能量集中效应 |
| 第5章 石墨烯微纳结构的固液界面传热与强化机理 |
| 5.1 取向特征与固-液界面传热的关联 |
| 5.2 纳米取向结构强化固-液界面传热 |
| 5.3 表面润湿性对固-液界面传热的影响 |
| 第6章 光热局域化界面蒸发的快速响应与能效调控 |
| 6.1 表面水流通道的构筑与实验说明 |
| 6.2 光热局域化界面蒸发过程机理 |
| 6.3 表面润湿特性与能流密度的匹配 |
| 6.4 石墨烯材料的放大制备与蒸汽灭菌 |
| 第7章 光热界面蒸发的传质过程优化及海水淡化应用 |
| 7.1 氮掺杂石墨烯的形貌结构与性质 |
| 7.2 表面水流通道的验证与效用分析 |
| 7.3 基于光热局域化效应的海水淡化 |
| 7.4 引导蒸汽扩散降低光路能量耗散 |
| 7.5 积盐自清洗及离子输运机理分析 |
| 第8章 石墨烯的选择性光热界面蒸发及污水净化应用 |
| 8.1 海水的油类污染削弱光热蒸发性能 |
| 8.2 双功能基团修饰制备亲水疏油石墨烯 |
| 8.3 亲水疏油石墨烯的选择性输运与机理 |
| 8.4 基于光热局域化效应的含油污水净化 |
| 第9章 微纳结构与光热效应协同增强界面流动及应用 |
| 9.1 石墨烯微纳结构的毛细吸附与强化机理 |
| 9.2 石墨烯微纳结构的虹吸输运与强化机理 |
| 9.3 光热局域化加速流体吸附与界面流动 |
| 第10章 基于高分子光致石墨化效应的石墨烯制备方法 |
| 10.1 有机高分子的光致石墨化过程 |
| 10.2 曝光时间对树脂石墨化的影响 |
| 10.3 辐射强度对树脂石墨化的影响 |
| 10.4 重复超短曝光制备少层石墨烯 |
| 第11章 全文总结及展望 |
| 11.1 研究总结 |
| 11.2 研究创新点 |
| 11.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 参考文献 |
（7）基于尼罗红衍生物的双光子生物荧光探针的理论研究 ——荧光性能、双光子吸收和水溶性的分子调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 荧光探针 |
| 1.2 双光子荧光探针 |
| 1.2.1 双光子吸收(two-photon absorption,TPA)的定义 |
| 1.2.2 双光子吸收机制 |
| 1.2.3 双光子吸收发展和应用 |
| 1.2.4 双光子荧光探针的优点 |
| 1.3 几种常见的有机荧光团 |
| 1.3.1 BODIPY类荧光团 |
| 1.3.2 香豆素类荧光团 |
| 1.3.3 荧光素类和罗丹明类荧光团 |
| 1.3.4 尼罗红荧光团 |
| 1.3.5 其他荧光团 |
| 1.4 本文的研究内容及意义 |
| 第二章 理论基础和计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT) |
| 2.1.1 Hohenberg—Kohn定理 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.3 交换相关能泛函 |
| 2.2 光物理过程基本原理与假设 |
| 2.2.1 光物理过程 |
| 2.2.2 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.2.3 Frank-Condon原理 |
| 2.2.4 费米(Fermi)黄金规则 |
| 2.3 非线性光学理论 |
| 2.3.1 非线性光学中极化系数张量元 |
| 2.3.2 单光子吸收理论 |
| 2.3.3 双光子吸收原理 |
| 2.3.4 双光子吸收截面值计算 |
| 2.4 激发态辐射跃迁速率与非辐射跃迁速率 |
| 2.4.1 辐射跃迁速率 |
| 2.4.2 非辐射跃迁速率 |
| 2.5 溶剂模型 |
| 2.5.1 离散介质模型 |
| 2.5.2 连续介质模型 |
| 第三章 基于尼罗红衍生物的双光子生物荧光探针的理论研究——荧光性能、双光子吸收和水溶性的分子调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 分子结构设计与优化 |
| 3.3.2 电子结构 |
| 3.3.3 单光子吸收(OPA)和荧光特性 |
| 3.3.4 荧光量子产率、辐射跃迁速率和内转换速率 |
| 3.3.5 双光子吸收(TPA)特性 |
| 3.3.6 溶解自由能 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）高压下二元纳米粒子超晶格的超快动力学研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子点 |
| 1.2 基于量子点构建的超晶格 |
| 1.3 时间分辨光谱 |
| 1.4 高压物理实验技术 |
| 1.5 选题目的及意义 |
| 1.6 本论文的研究内容 |
| 第二章 常压及高压实验技术 |
| 2.1 常压实验技术 |
| 2.1.1 透射电子显微镜 |
| 2.1.2 紫外-可见吸收光谱 |
| 2.1.3 荧光光谱 |
| 2.2 金刚石对顶砧装置 |
| 2.2.1 金刚石对顶砧(DAC)装置简介 |
| 2.2.2 DAC装置的类型 |
| 2.2.3 DAC装置的组装以及实验过程 |
| 2.2.4 垫片 |
| 2.2.5 传压介质 |
| 2.2.6 压力的标定 |
| 2.3 原位高压实验技术 |
| 2.3.1 原位高压吸收系统 |
| 2.3.2 原位高压荧光系统 |
| 2.3.3 原位高压TCSPC |
| 2.3.4 原位高压泵浦探测系统 |
| 第三章 制备BNSLs实验条件的探索 |
| 3.1 研究背景及意义 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Au-NCs制备 |
| 3.3.2 Au-NCs与 CdSe/ZnS(1)-QDs制备BNSLs |
| 3.3.3 Au-NCs与 CdSe/ZnS(1)-QDs制备BNSLs的 PMMA转移 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压下CdSe/ZnS-QDs激发态动力学的粒子间距效应 |
| 4.1 研究背景及意义 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 高压下CdSe/ZnS(1)-QDs的光学特性 |
| 4.3.1 常压下CdSe/ZnS(1)-QDs的性质 |
| 4.3.2 高压稳态吸收和荧光光谱 |
| 4.3.3 高压瞬态荧光寿命 |
| 4.3.4 高压超快动力学 |
| 4.4 高压下CdSe/ZnS(2)-QDs的光学特性 |
| 4.4.1 常压下CdSe/ZnS(2)-QDs的性质 |
| 4.4.2 高压稳态吸收和荧光光谱 |
| 4.4.3 高压瞬态荧光寿命 |
| 4.4.4 高压超快动力学 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高压下BNSLs中的电子转移过程 |
| 5.1 研究背景及意义 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 常压下BNSLs的性质 |
| 5.3.2 高压稳态吸收和荧光光谱 |
| 5.3.3 高压瞬态荧光寿命 |
| 5.3.4 高压超快动力学 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于光场的超快相干电子源产生及调控研究进展（特邀）（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 超短电子束的产生及应用 |
| 1.1 平面光阴极光电发射电子源 |
| 1.1.1 高电荷密度电子脉冲源 |
| 1.1.2 高重频少电子脉冲源 |
| 1.2 基于激光等离子体超短电子源 |
| 1.2.1 激光-低密度等离子体超短电子脉冲 |
| 1.2.2 激光-稠密等离子体超短电子脉冲 |
| 1.3 纳米尖端光电发射源 |
| 1.4 冷原子电子源 |
| 2 超短电子束的调控 |
| 2.1 射频场纵向调制 |
| 2.2 太赫兹场纵向调制 |
| 2.3 近红外激光场纵向调制 |
| 2.4 利用光场表征超短电子脉冲 |
| 3 在四维超快电子显微镜方面的应用 |
| 3.1 超快电子衍射 |
| 3.2 四维超快透射电子显微镜 |
| 3.3 在超快扫描电子显微镜方面的应用 |
| 3.4 在超快阴极荧光方面的应用 |
| 4 结论与展望 |
（10）太赫兹波检测含水生物样品的特征吸收光谱（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 太赫兹波的基本特性 |
| 1.3 太赫兹波检测含水样品国内外研究动态 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 2 太赫兹波导的结构研究与设计 |
| 2.1 太赫兹平行平板金属波导 |
| 2.1.1 内表面弯曲的平行平板金属波导 |
| 2.2 太赫兹金属表面等离子体波导 |
| 2.2.1 设计赝表面等离激元芯片 |
| 2.2.2 赝表面等离激元的耦合与聚焦 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)的优化与设计 |
| 3.1 强太赫兹波的产生方式 |
| 3.1.1 影响光电导天线辐射太赫兹波强度的因素 |
| 3.1.2 影响光整流效应产生太赫兹波强度的因素 |
| 3.1.3 非线性晶体的选择与LiNbO_3晶体的性质 |
| 3.1.4 波前倾斜技术实现非共线相位匹配 |
| 3.2 稳定与高效的太赫兹波探测方式 |
| 3.2.1 基于光电导天线的平衡探测 |
| 3.2.2 基于电光晶体采样的平衡探测 |
| 3.2.3 基于CCD实现太赫兹脉冲单次测量 |
| 3.3 以LT-GaAs光电导天线为触发源的静态THz-TDS的搭建 |
| 3.4 以LiNbO_3晶体为触发源的瞬态THz-TDS的搭建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超低浓度生物大分子溶液与活细胞的太赫兹光谱检测 |
| 4.1 超低浓度生物大分子溶液的制备与特征光谱检测 |
| 4.1.1 α-乳糖溶液的太赫兹光谱检测 |
| 4.1.2 4-氨基苯甲酸溶液的太赫兹光谱检测 |
| 4.1.3 L-精氨酸溶液的太赫兹光谱检测 |
| 4.1.4 L-谷氨酸溶液的太赫兹光谱检测 |
| 4.1.5 纤维二糖溶液的太赫兹光谱检测 |
| 4.2 HeLa活细胞的制备与特征光谱检测 |
| 4.2.1 HeLa活细胞爬片的制备 |
| 4.2.2 HeLa活细胞的太赫兹光谱检测与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
四、分子反应过程和它们与激光辐射的相互作用（论文参考文献）
- [1]太赫兹波生物效应[J]. 彭晓昱,周欢. 物理学报, 2021
- [2]卫星状组装体探针的制备及手性硫化铜纳米颗粒的抗病毒效应[D]. 高锐. 江南大学, 2021
- [3]位阻功能化芴基光电材料的设计、傅克合成及其器件应用[D]. 常永正. 南京邮电大学, 2021
- [4]面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究[D]. 冯飙. 浙江大学, 2021
- [5]飞秒瞬态吸收光谱技术及应用[J]. 王野,张嵩,张冰. 量子电子学报, 2021(05)
- [6]石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用[D]. 吴声豪. 浙江大学, 2021
- [7]基于尼罗红衍生物的双光子生物荧光探针的理论研究 ——荧光性能、双光子吸收和水溶性的分子调控[D]. 郭雪慧. 吉林大学, 2021(01)
- [8]高压下二元纳米粒子超晶格的超快动力学研究[D]. 程基超. 吉林大学, 2021(01)
- [9]基于光场的超快相干电子源产生及调控研究进展（特邀）[J]. 田野,周楚亮,付学文,纪少政,冷雨欣,李儒新. 光子学报, 2021(08)
- [10]太赫兹波检测含水生物样品的特征吸收光谱[D]. 王悦政. 西安理工大学, 2021(01)