分子天线突破绝缘壁垒,新型LED将改变医学成像和光通信行业

剑桥大学Cavendish实验室的科学家们完成了一项此前被认为在正常条件下不可能实现的技术壮举:他们找到了一种方法来驱动通常无法导电的绝缘纳米粒子,使其发出明亮的近红外光。这一突破依赖于微小的"分子天线",将电能导入掺镧纳米粒子,开启了新一代超纯近红外LED的大门。掺镧纳米粒子(LnNPs)以产生异常稳定和高度纯净的光而闻名,尤其在第二近红外区域(NIR-II)发射的光可以深入生物组织,对医学成像和传感技术极具吸引力。然而,这些纳米粒子有一个致命缺点——它们是电绝缘体,无法用于LED等电子设备。研究团队找到了一条巧妙的"后门"。他们将一种名为9-蒽羧酸(9-ACA)的有机染料附着到LnNPs表面。在新设计的LED内部,电荷被引导到9-ACA分子而非纳米粒子本身。这些分子充当分子天线,吸收能量并进入激发"三重态"。令人惊叹的是,三重态能量以超过98%的效率转移到纳米粒子内部的镧系离子,使绝缘纳米粒子发出明亮、高度纯净的光。产生的器......阅读全文

中美科研人员开发夜视“眼药水”

   哺乳动物一般只能看到波长为400纳米至700纳米的可见光。现在人们可以利用红外夜视镜在晚上看到物体发出的红外光,但夜视镜有笨重和需电池等缺点,还通常不能在白天使用。  美国马萨诸塞大学教授韩纲与中国科学技术大学教授薛天等人日前在美国《细胞》杂志上发表论文说,他们开发出一种含有特殊纳米颗粒的“眼

近红外光驱动的分子凿岩锤:治疗癌症的突破

以下是对您提供的文本的中文翻译:使用于医学成像的荧光合成染料类别,嵌入在癌细胞的膜中并快速振动,诱发坏死。由于整个分子的振动持续时间不到一皮秒,这些振动的氨基青黄素可以在低光水平或浓度下干扰事物的运作。通过这种“分子凿岩锤”技术,来自莱斯大学、德克萨斯大学MD安德森癌症中心和德克萨斯A&M大学的研究

分析近红外光谱仪中近红外光谱原理

  近红外光谱仪主要是依靠近红外光谱原理来进来一系列的测量,而近红外光谱又是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,记录的主要是含氢基团X-H(X=C、N、O)振动的倍频和合频吸收。不同团(如甲基、亚甲基,苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别,NI

分析近红外光谱仪中近红外光谱原理

近红外光谱仪主要是依靠近红外光谱原理来进来一系列的测量,而近红外光谱又是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,记录的主要是含氢基团X-H(X=C、N、O)振动的倍频和合频吸收。不同团(如甲基、亚甲基,苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别,NIR

多功能纳米LED既发光又感光

  人不用手触碰屏幕就能完全用手势隔空操作手机?还能利用环境光照自动充电?这些“黑科技”或许在不久的将来都能实现,关键得益于一种既能发光又能吸收外部光源的新型发光二极管(LED)阵列。  来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校和位于马萨诸塞州马尔伯勒的陶氏电子材料公司的研究人员,近日在美国《科学》杂

等离子体纳米天线超表面加速光束

  最近的研究表明,经过专门设计的光束具有在真空中沿弯曲路径传播的能力。目前用于产生加速光束的方法使用的是相位调制器和透镜,这种设备的长度为几十厘米或更长。这严重限制了其在各种材料下的适用性。本文使用由等离子体纳米天线组成的超表面来加速玻璃内部的光束。这种超表面能够生成高度弯曲的曲率半径为几百微米的

新型纳米天线能捕获超过90%的光能量

  目前的太阳能电池板利用太阳能效率很低,只能利用所获得光源的约20%。据美国物理学家组织网5月17日(北京时间)报道,美国密苏里大学工程人员开发出一种柔软的太阳能薄片,能捕获超过90%的光能量,并计划在5年内制造出可用于消费领域的样机。相关设计与制造过程在《太阳能工程》杂志上有详细介

中美开发出夜视“眼药水”

  中美两国研究人员开发出一种含有特殊纳米颗粒的“眼药水”,可让实验鼠暂时看到近红外光,从而具备夜视能力。  美国马萨诸塞大学教授韩纲与中国科学技术大学教授薛天等人2月28日在美国《细胞》杂志上发表论文说,他们开发出一种含有特殊纳米颗粒的“眼药水”,这种纳米颗粒能与眼睛中的感光细胞结合,成为一种无需

近零介电常数材料打造的光学天线,赋能下一代红外光源

  天线通过从空中捕获无线电波,并将电磁辐射能量转换为电信号,为现代通讯提供信息。当然,它们也可以将电信号转换为无线电波。如果没有天线,无法想象当今世界将会变成什么样子。现在,美国圣母大学(University of Notre Dame)电气工程系副教授Anthony J. Hoffman等光学工

利用光远程触发可为材料局部加热

  据物理学家组织网近日报道,美国莱斯大学研究人员开发出一种通过光远程触发电浆金纳米棒激活嗜热酶,引起材料局部高温发热的化学过程,无需大量加热材料,在工业流程中将具有巨大节能潜力。该研究结果刊登在美国化学学会《ACS纳米》杂志上。   研究人员介绍说,现在,材料受独特的微生物嗜热酶的驱动

近红外的应用范围

现代近红外光谱(NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱

近红外漫透射原理

设计了番茄专用环形光源,自行搭建了番茄可见一近红外漫透射检测系统,并对番茄可溶性固形物(SSC)含量及总糖(TS)进行了快速无损检测研究 。结果表明:基于自行搭建的可见一近红外漫透射系统采集的光谱经 SG平滑预处理的SSC预测模型结果最好,R和R分别为0.9956和0.9760。经SG平滑后一阶导数

化学所新型近红外pi分子材料设计及应用获进展

  新型有机pi-分子材料的设计及其在有机场效应晶体管和有机太阳能电池中的应用是有机电子学的重要研究内容。近红外pi-分子材料具有宽吸收光谱和低能量带隙的特点,在光电器件中具有独特的性能。在中国科学院战略性B类先导科技专项支持下,中科院化学研究所有机固体院重点实验室研究员李韦伟课题组研究人员发展了一

近红外二区小分子光学探针设计研究中获进展

  近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)小分子光学探针因其生物兼容性好、组织穿透能力强、成像对比度高而备受关注。目前,近红外二区小分子光学探针分为两类:多甲川类衍生物,其Stokes位移小且稳定性欠佳;苯并双噻二唑衍生物,其荧光亮度较低。因此,发展新型近红外二区小分子荧光染料,特别是

实现量子点—分子杂化体系的近红外热延迟发光

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰与副研究员杜骏团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展。团队采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子,实现了该类杂化体系在近红外波段的热延迟发光。相关成果发表在《德国应用化学》上,并被选为VIP(Very Important

量子点—分子杂化体系的近红外热延迟发光获实现

  近日,中科院大连化物所光电材料动力学研究组 (1121组) 吴凯丰研究员与杜骏副研究员团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展,采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子,实现了该类杂化体系在近红外波段的热延迟发光。  研究团队前期对量子点—有机分子的三线态能量转移(TET

实现量子点—分子杂化体系的近红外热延迟发光

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/1/492548.shtm 近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰与副研究员杜骏团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展。团队采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子,实现了

苏州纳米所硫化银近红外量子点细胞成像研究进展

  自1998年Alivisatos和聂书明等首次提出将量子点(Quantum dots, QDs)作为荧光标签应用到生物医学研究中,量子点作为一种重要的生物标记与成像纳米光学探针,在分子检测、细胞标记和活体成像中发挥着越来越重要的作用。然而,由于可见荧光量子点对活体组织的穿透能力较

基于近红外稀土纳米晶/量子点双激发解码实现精准探温

  近红外荧光比率型温度传感具有较大的组织穿透深度、较低的背景荧光干扰及无创探测等优点,因而在生物医学领域具有广阔应用前景。为了避免荧光探测信号相互串扰,传统的近红外荧光比率型温度探测模式采用两个无交叠的荧光发射强度之比作为温敏参数。然而,光在生物组织中的衰减系数具有波长依赖性,因而两个无交叠的荧光

英国剑桥大学研究人员开发出迄今最小的纳米像素

  英国剑桥大学研究人员开发出迄今最小的像素,其尺度以纳米计算,只有目前智能手机像素的百万分之一大小,有望用于制造超大幅面的柔性显示屏,相关研究发表于5月10日《科学进展》杂志上。  这种像素的中心只有几个纳米大小的金粒子,它的外面包裹着聚苯胺分子涂层。如果外界施加的电流发生变化,这种像素就会改变颜

帮动物炼就“火眼金睛”

马玉乾指导硕士生实验  自然界存在众多光线,能被人类眼睛感受到的可见光只占其中很小一部分,比如人类就看不到红外光。但最近的一项研究或许能让人类具有红外光感知能力。  近日,中国科学技术大学生命科学与医学部薛天研究组与美国马萨诸塞州州立大学医学院韩纲研究组合作,结合视觉神经生物医学与创新纳米技术,首次

新研究提示人类未来有望拥有超级视觉能力

马玉乾指导硕士生实验  自然界存在众多光线,能被人类眼睛感受到的可见光只占其中很小一部分,比如人类就看不到红外光。但最近的一项研究或许能让人类具有红外光感知能力。  近日,中国科学技术大学生命科学与医学部薛天研究组与美国马萨诸塞州州立大学医学院韩纲研究组合作,结合视觉神经生物医学与创新纳米技术,首次

纳米天线首次实现可见光波段内通讯

  美国波士顿大学科学家首次开发出能在可见光波段内操作的纳米无线光学通讯系统,更短波长的可见光将大大缩小计算机芯片的尺寸。新系统的核心技术是一种纳米天线,能让光子成群移动并高精控制光子与表面等离子体间的相互转换。相关论文发表在《自然—科学报告》上。  据IEEE《光谱学》杂志网站报道,此前沿单一通道

基于纳米粒子等离子体共振耦合的细胞中分子组...(三)

我们用高光谱成像来量化与EGFR行为有关的纳米粒子散射变化(图 3, a-i)。高光谱成像要求使用PARISS系统 (Lightform公司)。散射的巅峰在530-550 nm之内的图像采集于4 ?C 条件下(图 3d):在这种条件下,EGFR明显位于细胞质的膜上。在25 ?C时随着EGFR

基于纳米粒子等离子体共振耦合的细胞中分子组...(二)

利用异型双功能连接器把单克隆抗体结合到黄金纳米粒子表面,参考35。简单地说, 抗EGFR的单克隆抗体(克隆29.1.1σ)要用一个100 kDa的MWCO离心式过滤器来从腹水中剔除,并在40 mM浓度为1 mg/mL的HEPES溶液(pH 7.5)中悬浮处理。添加高碘酸钠(NaIO4)到

基于纳米粒子等离子体共振耦合的细胞中分子组...(一)

Dynamic Imaging of Molecular Assemblies in Live Cells Based on Nanoparticle Plasmon Resonance Coupling基于纳米粒子等离子体共振耦合的细胞中分子组装的动态影像Jesse Aaron, Kort Tra

基于纳米粒子等离子体共振耦合的细胞中分子组...(四)

由于CCD的使用,红带在600-700 nm波长范围内收集信号。每种情况等离子共振耦合的增加都导致红带强度整体的增加。用像素原理对图1活细胞图像进行一个像素的分析,并与一个数据z-测试显示的三种分布相比较。图5  代表EGFR调控阶段分布的活细胞伪颜色图像对图1显示的延时图像色彩统计分析决定了要为E

红外,近红外波长范围分别是什么

  近红外光(Near Infrared,NIR)是介于可见光(ⅥS)和中红外光(MIR)之间的电磁波,按ASTM(美国试验和材料检测协会)定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,习惯上又将近红外区划分为近红外短波(780~1100nm)和近红外长波(1100~2526nm)两个区域。  

纳米粒子揭开微小世界“面纱”

  澳大利亚国立大学(ANU)的物理学家使用纳米粒子开发新的光源,将使人们有能力揭开比人的头发还要细小数千倍的极微小物体世界的“面纱”。发表在最新一期《科学进展》杂志上的这一发现,可能会对医学科学产生重大影响。这种技术成本低、效率高,有助于创造新一代显微镜,观察小到十亿分之一米的物体。  使用纳米颗

纳米粒子“纠缠”突破量子极限

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518278.shtm在1日发表于《自然·物理》杂志的一项新研究中,来自英国、瑞士和奥地利的国际研究团队建立了一种新的平台,来解决经典物理和量子物理之间的边界问题。这一成果代表着在理解基础物理学方面的重大飞