来源:X-MOL通过控制晶格错配实现的界面应变工程,对异构纳米材料的基础研究和技术应用具有重要意义。然而,定义其作用仍具挑战性,因为应变的类型、强度和空间分布在纳米尺度上难以调控。本研究中,我们建立了一个可控模型系统,通过调节镧系元素和壳沉积速率,调控镧系摻杂核心-壳-壳纳米晶格的界面应变。我们表明晶格错配决定了镧系系在异界面上的迁移,从而决定晶体生长和光学特性。在六方相 NaErF4@NaYF4@NaLnF4 纳米晶格中,当晶格错配超过 5.1%时,鑭系离子会沿1000晶体方向从核心迁移至壳层,移动距离可达 13 纳米。机制研究表明,较大的界面应变不仅通过触发壳体前体优先沉积到特定晶体表面来促进各向异性壳层生长,还促进了核壳界面镧系系空位的形成。这些发现表明界面应变是异构纳米晶体中离子扩散和结构演化的关键调控因子,为构建具有空间约束活性离子的异质结构提供了设计原则,应用于生物成像、纳米催化和量子信息。
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来源:X-MOL在众多晶体多孔材料中,氢键有机框架(HOFs)因其结构可调性、孔隙度和多样的功能位点,已成为有前景的发光感测平台。通过将镧系(Ln 3+ )离子锚定于 HOFs 中,产生的 3+ Ln 锚定 HOFs(Ln@HOFs)协同结合了 Ln 3+ 离子卓越的光物理特性(如锐利发射、长寿命和大斯托克斯位移)与 HOFs 的灵活设计,实现了高度灵敏和选择性的传感。本综述系统总结了该构建策略的最新进展,以及其在环境污染物、生物标志物、抗生素、食品添加剂、挥发性有机化合物、温度等传感器中的开创性应用。尽管取得了相当大的进展,Ln@HOFs 在优化稳定性、增强干扰抗性和实现可扩展合成方面仍面临挑战。未来研究应追求多功能集成和可持续材料设计,这对于将 Ln@HOFs 确立为环境监测、医疗诊断和工业安全领域的变革性技术至关重要。
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来源:X-MOL对高纯度镧系元素需求的增长要求采用更具选择性的分离策略。现有方法主要遵循锁钥式或诱导拟合原则:前者使用固定的结合腔进行基于尺寸的识别,后者则依赖自适应且以能量为优先的架构。尽管已实现反向、V 形和 S 形选择性等显著趋势,但阳离子特异性选择性仍属罕见。在这里,我们展示了原子层面的非对称配体设计可以非常有效。将硫引入苯茕-二亚胺支架,产生了轻镧系元素中意外具有 Nd 选择性的不对称配体。光谱滴定证实了这一行为:尽管整体结合亲和力降低,硫的掺入仍使 Nd 的选择性比 La 和 Eu 提升了两个等级。这验证了非对称配体设计作为 f 元素辨别的有前景路径。
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来源:X-MOL鑭系离子的持续发光因其优异特性如光热稳定性、可调发射波长和长余辉时间,为信息存储、光学传感和仿生计算提供了独特机会。然而,这些材料在近红外(NIR)激发和多模调控方面存在不足,适用于神经形态应用。本研究中,我们开发了一种复合策略,通过耦合 SrAl 2 O 4 :Eu 2+,Dy 3+与 NaYF 4 :Yb 3+,Tm 3+,实现近红外触发和热调控的长持久发光(LPL)。近红外触发突触通过 NaYF 4 :Yb 3+ ,Tm 3+的上转换发射与 SrAl 2 O 4 :Eu 2+,Dy 3+激发态之间的辐射再吸收实现,980 纳米光激发时,匹配脉冲促进率(PPF)高达 211%。同时,LPL 通过热激活动力学调制,释放缺陷捕获电子。此外,基于利用光学与热刺激协同的人工突触实现了信息加密、手写数字识别和操作手势控制,识别准确率高达 91.12%。此外,开发了一种视觉-触觉双峰突触,模拟拿热杯时的生理反应。这些发现促进了基于 LPL 的多模突触在神经形态光子学、智能感知和人机交互中的潜在应用。
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