Applied Nanoscience

Cu2ZnSnS4 (CZTS) is considered to be one of the most promising light absorbing materials for low-cost and high-efficiency thin-film solar cells. It is composed of earth abundant, non-toxic elements. In the present study, wurtzite CZTS nanocone has been synthesized by a green chemistry route. The nanocones have been characterized for its optical, structural and microstructural properties using UV–Vis spectrophotometer, X-ray diffraction, Raman spectroscopy and high-resolution transmission electron microscopy. Optical absorption result shows a band gap of 1.42 eV. XRD and Raman results show wurtzite structure and TEM studies reveal the nanocone structure of the grown material. Growing vertically aligned nanocone structure having smaller diameter shall help in enhancing the light absorption in broader range which shall enhance the efficiency of solar cell. This study is a step in this direction.

In this research, the g-C3N4/TiO2 nanocomposite was prepared by a simple hydrothermal method and was used as photocatalyst for dye degradation. Prior to that, the g-C3N4/TiO2 was characterized by different analytical techniques such as FTIR, XRD, SEM, and nitrogen gas adsorption. Main functional groups of g-C3N4/TiO2 composite are shown in the FTIR spectrum. The XRD pattern reveals that the presence of anatase and rutile phases of TiO2 as well as layer stacking of conjugated aromatic and in-planar repeating triazine unit of g-C3N4. The SEM analysis shows the presence of 2D-layered structured of g-C3N4 and agglomerated spherical TiO2 particles (0D). The 2D/0D g-C3N4/TiO2 nanocomposite shows higher photocatalytic activity than pure g-C3N4 and TiO2, whereby 100% of MB was degraded under visible light after 2 h. This is attributed to their high surface area which is 273.32 mg−1 and generation of more effective reactive oxygen species of $$\bullet$$ OH and $$\bullet$$ O2 to degrade MB.

Here we present Positron Annihilation Doppler Broadening Spectroscopy (PADBS) as a powerful method to analyse the origin and development of defect processes in porous silicon structures as a result of alloying with lithium for the use in battery anode applications. Several prepared anodes were lithiated (discharged against Li+/Li) and de-lithiated (charged) with different capacities followed by a distinct treatment procedure and an analysis using the Delft Variable Energy Positron Beam. The results presented here show that we can distinguish two different processes attributed to (1) structural changes in silicon as a result of the alloying process, and (2) the formation of defects that initiate degradation of the material. The limit at which the porous material can be used for at least the first two cycles without the occurrence of damage can thus be accurately determined by using the PADBS technique.

Currently, sustainable energy production is the most needful and challenging factor due to the increase of major energy consumption such as fossil fuels, gas fuels, coal, and petroleum. Hydrolysis technology is one of the promising factors to generate clean energy production. Especially, electrochemical water splitting involves two half reactions, i.e., hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). OER is a four electron process and it possessed a slow kinetics and high overpotential. The aim of this study is to overcome the difficulties of energy consumption, and enhances its kinetic activity and also reduces its overpotential by doping agent. In this study, pristine and 5, 10% Ag-doped CdS nanostructures were synthesized via co-precipitation method. Interestingly, 10% Ag-doped CdS nanostructure exhibits 868.7 F/g specific capacitance at 10 mV/s scan rate. Its OER activity, ion diffusion process, and stability were investigated under the linear sweep voltammetry (LSV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and chronoamperometry (CA) studies. Ag plays a vital role to overcome the difficulties and it is noteworthy for water splitting applications.

Trong nghiên cứu này, quá trình tổng hợp hạt nano bạc hình cầu trong dung dịch nước được thực hiện thông qua phương pháp khử kích thích bằng ánh sáng. Chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc với laser của keo bạc đến phản ứng quang học và nồng độ hạt nano trong dung dịch được nghiên cứu. Ảnh hưởng của việc tiếp xúc kéo dài (lên đến 6 ngày) của keo bạc với đèn LED có bước sóng bức xạ 525 và 633 nm đến các tham số hình học, không gian và quang học của chúng đã được tiến hành. Kết quả cho thấy rằng việc chiếu xạ kéo dài keo bạc dẫn đến những thay đổi về hình thái hạt nano, điều này được xác nhận bởi sự thay đổi màu keo và sự xuất hiện của các đỉnh hấp thụ plasmon bổ sung trên thang phổ. Sự hình thành hạt nano bạc và nanoprism trong dung dịch nước được xác nhận bằng quang phổ kế và kính hiển vi điện tử truyền qua. Mô hình hóa quang phổ hấp thụ của hạt nano bạc tam giác bằng phương pháp xấp xỉ dipole rời rạc, được thực hiện trong phần mềm DDSCAT, đã được tiến hành. Bức xạ điện từ trong vùng quang học là một công cụ đầy hứa hẹn có thể được sử dụng hiệu quả cho cả tổng hợp và sửa đổi các tham số quang học và không gian của hạt nano bạc.

Cảm biến sinh học dựa trên cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như dược phẩm, y tế, an toàn thực phẩm và đồ uống để đo lường các thông số sinh học và hóa học. Những cảm biến này hoạt động bằng cách phát hiện sự thay đổi trong chỉ số khúc xạ của môi trường mẫu. Trong bài báo này, một thiết kế cảm biến sinh học dựa trên cộng hưởng plasmon bề mặt được giới thiệu với mục đích giám sát nồng độ hemoglobin trong máu người. Thiết kế của chúng tôi được dựa trên cấu trúc Kretschmann bao gồm một lăng kính SF10, các lớp kim loại, graphene và kim loại dichalcogenide. Nguồn quang học được xem xét ở đây là laser He–Ne với bước sóng 632,8 nm. Ảnh hưởng của việc thêm các lớp graphene và kim loại dichalcogenide vào cấu trúc của các cảm biến này đã được nghiên cứu. Cuộc điều tra của chúng tôi về cấu trúc này cho thấy, tùy thuộc vào cấu trúc cụ thể của kim loại dichalcogenide, việc thêm lớp này làm tăng độ nhạy của cảm biến. Sử dụng cấu trúc tối ưu hóa này, mục tiêu chính của chúng tôi là thiết bị giám sát sức khỏe máu có thể đạt được. Chúng tôi sử dụng cấu trúc này để xác định các hệ số phản xạ tương ứng với khoảng nồng độ hemoglobin khỏe mạnh trong máu người dựa trên chỉ số khúc xạ của máu người. Cảm biến này được tối ưu hóa đầu tiên cho độ nhạy sử dụng nước làm mẫu, sau đó cảm biến tối ưu hóa này được sử dụng để điều tra khoảng máu người trong trạng thái sắt máu khỏe mạnh cho cả nam và nữ trong độ tuổi từ 20 đến 80. Kết quả cho thấy các hệ số phản xạ của cấu trúc tối ưu hóa cho khoảng nồng độ hemoglobin khỏe mạnh cho một người đàn ông trưởng thành dao động từ 0,6805(a.u) đến 0,7067(a.u) và cho một phụ nữ trưởng thành dao động từ 0,6547(a.u) đến 0,6583(a.u).

Antibiotic resistance is one of the most important public health concerns worldwide. Essential oils especially as micro- and nanoemulsion formulations are emerging as potential agents to target resistant pathogens and as drug delivery vehicles. Cinnamon and clove oils were formulated into nanoemulsions using Brij 35 or Tween 20. Based on the physicochemical characteristics and stability, CiB-3, ClB-3, CiT20-5 and ClT20-5 were identified as optimised emulsions and their anti-Staphylococcal properties were determined. Hydrodynamic diameter of the oil droplets was < 15 nm. The emulsions have only 5% of oil, and there was an 83–166-fold improvement in static MIC over the bulk oil. Inocula ranging from 105 to 107 CFU mL−1 of both MSSA and VISA strains did not significantly affect the activity of all four nanoemulsions. Tween 20 containing nanoemulsions had higher anti-biofilm activity (66–76%) and the activity was comparable between MSSA and VISA. ClT20-5 decreased the viable counts of both strains below detectable limits by 24 h. There was a statistically significant difference in leakage of 260-nm-absorbing cellular components between MSSA and VISA at 30 min (CiB-3: P = 4.67e−013, ClB-3: P = 2.49e−010, CiT20-5: P = 0.00028, ClT20-5: P = 0.00056) and at 60 min (CiB-3: P = 1.37e−014, ClB-3: P = 4.14e−014, CiT20-5: P = 5.30e−012, ClT20-5: P = 2.82e−009). The SEM images of the treated and untreated cells show significant damage and alteration in the morphology of the emulsion treated cells. This study demonstrates the significant anti-Staphylococcal activity of cinnamon and clove oil against MSSA and VISA strains.