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关键词： MgN_(4)掺杂石墨烯   CO氧化   密度泛函理论  

摘要： 鉴于镁卟啉所呈现的催化活性,采用密度泛函理论考察了MgN_(4)结构掺杂石墨烯的CO氧化催化活性.研究发现MgN_(4)掺杂石墨烯具有良好的结构稳定性,O_(2)优先吸附在金属活性位点且不易解离.其CO氧化以Eley-Rideal(ER)机理实现,决速步能垒仅为0.67 eV,与FeC_(3)、AlN_(4)掺杂石墨烯具有相当的催化活性.MgN_(4)掺杂石墨烯有望是一种具有潜在CO氧化催化活性的催化剂.

关键词： 定向外电场   超原子   密度泛函理论   NLO   W_(6)C_(6)团簇  

摘要： 本文采用密度泛函(DFT)方法研究了定向外电场(OEEF)对W_(6)C_(6)团簇几何结构、电子性质以及非线性光学响应(NLO)的影响.计算结果表明W_(6)C_(6)的结构在一定OEEF强度下可以保持稳定.OEEF可以增大W_(6)C_(6)团簇的电子亲和能(EA值),且在特定强度下,OEEF可以将W_(6)C_(6)团簇转变为超卤素.通过对EA值的非线性拟合可以实现对W_(6)C_(6)团簇的连续调制.进一步对不同外电场下W_(6)C_(6)团簇的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)能级进行分析,发现OEEF降低了W_(6)C_(6)团簇LUMO能级是其EA值增大的主因.此外,OEEF可以显著增大W_(6)C_(6)团簇的平均极化率和第一超极化率,尤其是第一超极化率,改变其非线性光学性质.

关键词： M_(2)N_(6)-Gra   NO_(2)吸附   密度泛函理论  

摘要： NO_(2)是空气污染物的主要成分之一,设计和开发高效的气敏传感器对NO_(2)进行检测具有重要意义.本工作利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法对不同过渡金属原子形成的金属二聚体和氮共掺杂石墨烯(Gra)M_(2)N_(6)-Gra(M=Cr-Cu)的NO_(2)吸附特性进行了研究.结果表明,NO_(2)分子与M_(2)N_(6)-Gra之间均存在明显的化学吸附作用.其中,Ni_(2)N_(6)-Gra和Cu_(2)N_(6)-Gra体系具备较为适中的恢复时间(分别约为5秒和14分钟),这意味着这两个体系是开发新型NO_(2)气敏材料的潜在候选者.其它体系(M_(2)N_(6)-Gra,M=Cr-Co)强的吸附作用导致恢复时间过长,从而使得它们不适合作为NO_(2)气敏材料.这一研究不仅有望为设计和开发性能优异的新型NO_(2)气敏材料提供有益理论指导,还将有益于人们深入认识M_(2)N_(6)-Gra材料的NO_(2)电催化合成NO或NH 3性能.

关键词： 氧化石墨烯   羟基磷灰石   电化学沉积   复合涂层   成骨   种植体  

摘要： 背景:钛及钛涂层材料在口腔种植领域广泛运用,但仍存在着种植体周围炎、种植体脱落及松动等现象,因此对纯钛的表面改性成为了口腔医学研究的热点问题。目的:探究钛表面羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层的物理性能及促成骨性能。方法:在电压为10,30,50 V条件下,采用电化学沉积法在钛表面分别制备羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层,表征涂层的微观形貌、亲水性能,筛选最佳电压条件下制备的复合涂层,用于动物实验。取54只SD大鼠,在双侧后肢股骨头制备直径2 mm、深度7 mm的缺损,随机分3组干预,每组18只:空白组不植入钛材料,纯钛组植入纯钛材料,涂层组植入负载羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层钛材料,植入后第4,8,12周取材,通过X射线片、Micro-CT扫描、病理切片染色观察成骨效果。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,当电压为10 V时,涂层中出现了大量的裂纹和块状物;当电压升至30 V时,涂层仍然存在一些小的块状物,但整体上表现出较为平坦的均匀性;当电压为50 V时,涂层的分布更加均匀,裂纹和斑点也减少。在50 V电压下制备的复合涂层亲水性能最佳。综合以上,动物实验选择在50 V电压下制备的复合涂层材料。(2)X射线片显示种植体植入位置相对固定,未产生严重的术后炎症反应。Micro-CT扫描结果显示,涂层组种植体表面新骨形成速度与成骨量均优于纯钛组(P <0.001)。病理切片苏木精-伊红染色、Masson染色进一步证实了Micro-CT扫描结果。病理切片免疫组化染色显示,纯钛组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于空白组(P <0.001),涂层组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于纯钛组(P <0.001)。(3)结果显示,羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层材料具有良好的物理性能与促成骨性能。

关键词： 五边形石墨烯双层   电子结构和磁性调控   第一性原理计算  

摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,我们研究了五边形石墨烯双层结构表面氢氟化对其电子结构及磁性的调控.计算结果表明,氢氟化的五边形石墨烯双层可以在价带顶和导带底出现自旋极化态,从而诱导出磁性且有效降低带隙.基于这一特性,我们进一步发现通过调控氢氟化覆盖度能够有效调节体系带隙及磁矩,并且随着覆盖度增加实现了五边形石墨烯双层从半导体-金属-半导体的转变.

关键词： 双电层   石墨烯   褶皱   恒电势模拟方法  

摘要： 石墨烯因其出色的比表面积和单层结构而被广泛认为是一种理想的电极材料.然而，实验制备的石墨烯常因官能团、缺陷和位错的引入而出现褶皱和变形.针对这一问题，本文构建了一系列具有不同幅度褶皱（a=0～6.6?）的石墨烯片，并运用分子动力学模拟来研究这些褶皱石墨烯表面的双电层结构.本研究旨在探讨不同褶皱高度和充电状态下双电层的变化规律，及其与超级电容器储能性能之间的关系.研究发现，褶皱石墨烯模型内部的离子浓度随电压的增加呈现多峰层状分布，而表面离子浓度与施加的电压正相关.此外，石墨烯的褶皱结构能够减少离子和水对电极电压响应的敏感性.在不同电压条件下，褶皱型石墨烯结构的面积比电容（CA）始终高于其平面对应区域，突出了其在提升双电层储能性能上的优势.本研究揭示了石墨烯褶皱结构在调节离子分布、降低电压敏感性，以及增强电化学储能性能方面的特有作用机制.

关键词： 文献计量学   巨噬细胞极化   组织修复   VOSviewer   Citespace  

摘要： 背景:巨噬细胞在组织修复和再生过程的各个阶段展现出促炎、抗炎、促纤维化、促伤口愈合等多重活性,巨噬细胞的异质性及其平衡极化对器官修复具有决定性作用。目的:通过可视化分析方法探究巨噬细胞极化在组织修复领域的研究热点和发展趋势,以及该领域全球科研与临床工作者的研究水平。方法:利用文献计量分析方法,采用Citespace文献可视化分析软件和VOSviewer工具,在Web of Science Core Collection的科学引文索引扩展(SCI-Expanded)和社会科学引文索引扩展(SSCI-Expanded)数据库中检索2013-2023年间的相关文献,通过动态图谱形式呈现分析结果,揭示研究的主要趋势和焦点。结果与结论:在2013-2023年,有关巨噬细胞极化在组织修复领域的发文量迅速增加,尤其从2017年增加显著;中国研究者的发文量居于第一位(642篇),美国研究者较早关注到该领域;Elisseeff Hennifer H教授对该领域研究有非常高的贡献;上海交通大学是发文量最多的机构;近年来“透明质酸”“调控”等关键词出现频率较高。巨噬细胞极化在组织修复领域的研究主要集中在其多功能性的调节机制、与其他细胞类型的相互作用以及在特定病理条件下的表现,研究热点涵盖了巨噬细胞在创面、心血管疾病、慢性炎症、肿瘤微环境及再生医学中的作用。通过深入理解巨噬细胞的多功能性和极化机制可以开发新的治疗策略,促进组织修复和再生,提高患者治疗效果。

关键词： 溴乙烯   红外光谱   外电场   解离势能面   降解  

摘要： 溴乙烯具有极高的毒性,它不仅会污染环境,还会损害人类的身心健康.因此,研究它的分子结构及其解离方式,不仅具有重要的科学意义,而且也具有极高的社会意义.本文采用密度泛函理论(DFT),以B3LYP/6-31G++(d,p)基组,深入探索溴乙烯分子在0 V·nm^(-1)~80 V·nm^(-1)外电场的影响下,其分子结构和解离特性.通过计算,随着外电场的增强:分子总能量和碳碳双键(C=C)的键长减小,碳溴键(C-Br)的键长和偶极矩增大.能隙E_(G)先增大后减小,分子结构稳定性降低.红外光谱主要产生了6个特征吸收峰,且普遍存在红移现象.分子解离特性表现为:当外部电场强度升高时,势垒会显著减弱,直至达到154.26 V·nm^(-1)时,势垒就会完全消除,溴乙烯分子的解离能相应减弱,这表明,当外部电场强度升高时,溴乙烯分子会发生逐步的分解.因此,这一结论可以为进一步探讨溴乙烯分子和其相关的化合物的解离研究提供依据.

关键词： 反应分子动力学   聚酰亚胺   热老化  

摘要： 通过反应分子动力学方法模拟聚酰亚胺的热老化过程,以模拟仿真等离子体改性后的聚酰亚胺材料在热裂解后的性能变化情况.通过研究老化过程中气体产生的情况,研究发现随着温度升高,分子链之间的相互作用力减弱,导致材料的致密性下降,弹性模量降低,材料抵抗外应力的能力减弱.同时,由于温度升高使得聚酰亚胺材料相对介电常数上升,材料绝缘性能下降,击穿强度也被削弱.

关键词： 氧化石墨烯   羟基磷灰石   复合涂层   巨噬细胞   钛合金   电沉积化  

摘要： 背景:纯钛种植体植入机体后存在骨融合失败或者种植体周围感染等问题,因此对钛种植体表面进行改良已成研究的热门话题。巨噬细胞是机体应对外界刺激的一道免疫防线,任何生物材料植入体内后的相关免疫反应均与巨噬细胞相关。目的:采用电化学沉积法在纯钛片表面制备氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,分析涂层的表面特征及对RAW264.7巨噬细胞生长、极化的影响。方法:采用电化学沉积法在纯钛片表面分别制备单纯氧化石墨烯涂层、氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,表征涂层的物理性能。将纯钛片(空白组)、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(对照组)、沉积氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层的钛片(实验组)分别与RAW264.7巨噬细胞共培养,采用CCK-8法、DAPI染色检测细胞增殖,扫描电镜观察细胞在钛片表面的黏附,流式细胞仪检测细胞极化表型。结果与结论:(1)扫描电镜下可见纯钛片有定向划痕与少量点状凹陷;沉积单纯氧化石墨烯涂层后,钛片表面可见较多裂纹沟壑和大小不均匀的颗粒状物,以及氧化石墨烯特征的褶皱样结构;沉积复合涂层后,钛片表面较光滑,可见团状颗粒,颗粒大小较为均匀。沉积复合涂层钛片的水接触接角小于纯钛片、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(P <0.05)。(2)CCK-8检测与DAPI染色显示,相较于空白组、对照组,实验组细胞增殖更快。扫描电镜下可见RAW264.7细胞均黏附于3组钛片表面,随着培养时间的延长细胞形态发生改变,由圆形向梭形转变,至培养7 d时,空白组细胞伸出的伪足短而少,对照组细胞伸出长而多的伪足,实验组细胞伸出短而多的伪足,并且实验组细胞整体饱满度最优。流式细胞仪检测显示,实验组细胞更高比例向抗炎方向M2型极化。(3)结果表明,氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层具有良好的理化性能及生物学性能。