納米材料

美開發(fā)出一種新型納米藥物遞送系統(tǒng)

據(jù)報(bào)道，美國布里格姆女子醫(yī)院（BWH）和達(dá)納法伯癌癥研究所（DFCI）合作，開發(fā)出了一種納米藥物遞送系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠精確瞄準(zhǔn)和攻擊骨骼中的癌細(xì)胞，還能通過增加骨強(qiáng)度和骨量的方法抑制骨癌的發(fā)展。相關(guān)論文發(fā)表在近日出版的美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。

論文主要作者布里格姆女子醫(yī)院阿卡納·斯瓦米博士說，骨骼的微環(huán)境極為適宜癌細(xì)胞的生長，乳腺癌、前列腺癌以及血癌等癌癥發(fā)生轉(zhuǎn)移后，極易向骨骼轉(zhuǎn)移。他們設(shè)計(jì)的這種藥物遞送系統(tǒng)能選擇性地靶向骨骼微環(huán)境，并釋放治療藥物，能夠有效重塑骨骼微環(huán)境，防止疾病進(jìn)一步發(fā)展。

論文另一位共同作者、達(dá)納法伯癌癥研究所米夏埃拉·里根博士說，目前骨腫瘤的治療方法在選擇上極為有限。新開發(fā)出的這種工程靶向療法副作用極小，能夠操縱腫瘤細(xì)胞和其周圍的微環(huán)境，有效地抑制癌細(xì)胞在骨骼中的蔓延。

報(bào)道稱，新研究中所使用的納米顆粒由一種經(jīng)過臨床驗(yàn)證的可生物降解的聚合物與阿倫磷酸鈉構(gòu)成。阿倫磷酸鈉是新研發(fā)出的一種二磷酸鹽藥物，主要用于骨質(zhì)疏松的治療。這種藥物能夠與鈣結(jié)合，在骨骼中高濃度積累。納米顆粒表面的阿倫磷酸鈉能夠在其與鈣結(jié)合時(shí)定位骨骼組織，將納米顆粒中的藥物靶向癌細(xì)胞并促進(jìn)骨骼組織的恢復(fù)和生長。此外，阿倫磷酸鈉本身也具有一定的抗癌功效，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)療效。

研究人員稱，癌細(xì)胞向骨骼轉(zhuǎn)移是很常見的一種現(xiàn)象，大約有60%～80%的癌癥患者會(huì)出現(xiàn)這樣的問題。這項(xiàng)研究證明，新療法能夠改變骨骼的微環(huán)境，抑制癌細(xì)胞在骨骼中的發(fā)展。如能對患有乳腺癌、前列腺癌或肺癌等癌癥的高危人群用這種療法進(jìn)行事先處理，將有望防止癌癥向骨骼的轉(zhuǎn)移，為相關(guān)疾病的治療創(chuàng)造條件。（科技日報(bào)）

加拿大科學(xué)家開發(fā)出新一代碳納米管陰極電池

據(jù)報(bào)道，加拿大阿爾伯塔大學(xué)的一個(gè)研究小組日前用碳納米管材料開發(fā)出一種新型電池。與目前市場上普通的鋰離子電池相比，新型電池充電速度更快，容量更大，使用壽命更長。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《科學(xué)報(bào)告》雜志上。

負(fù)責(zé)此項(xiàng)研究的加拿大阿爾伯塔大學(xué)材料工程學(xué)博士崔欣偉（音譯）說：“我們曾經(jīng)嘗試過多種不同的材料，但最終還是確定使用碳納米管。新開發(fā)出的這種電化學(xué)技術(shù)，能夠最大程度發(fā)揮碳納米管材料的優(yōu)勢，讓電池獲得更高的能量密度和功率密度。”

該研究小組使用了一種被成為誘導(dǎo)氟化工藝的新型儲(chǔ)能技術(shù)。該技術(shù)以碳納米管為陰極，用它來制造誘導(dǎo)氟化物電池。使用這種材料的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉且安全高效，用其制成的新型電池在能量輸出能力上比目前市場上的鋰離子電池高出5～8倍。

崔欣偉說：“決定使用碳納米管材料來制造電池陰極是一個(gè)很快的過程，但實(shí)驗(yàn)過程卻充滿了艱辛，為此我們堅(jiān)持了3年才得到了想要的結(jié)果?！睂?shí)驗(yàn)顯示崔欣偉小組所開發(fā)的這種電池，在性能上優(yōu)于目前同時(shí)正在研發(fā)的另外兩種電池：鋰硫電池和鋰空氣電池。與它們相比，碳納米管陰極電池技術(shù)更便于小型化，可以用來生產(chǎn)手機(jī)或可穿戴設(shè)備的電池。此外，在充電速度和使用壽命上也更勝一籌。

據(jù)介紹，目前該技術(shù)已經(jīng)開始了商業(yè)化進(jìn)程，預(yù)計(jì)2014年底推出第一個(gè)原型，根據(jù)使用場景的不同此后還將陸續(xù)開發(fā)出3種版本的電池。它們分別是：具有高功率和較長使用周期的耐用型，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成充電的快充型和具備超大容量與超長使用時(shí)間的大容量型。

崔欣偉說：“雖然距離真正的商用還有很長的一段路要走，但我們已經(jīng)步入了正確的軌道。這是一項(xiàng)令人興奮的工作，我希望它能被更多的人知曉。新技術(shù)或許還有一些不足，但我們相信未來它將成為一個(gè)極具競爭力的解決方案?！保ㄖ袊侣劸W(wǎng)）

山西煤化所石墨烯柔性散熱體領(lǐng)域取得2項(xiàng)重大進(jìn)展

中科院山西煤化所在石墨烯柔性散熱體領(lǐng)域今年已取得2項(xiàng)重大進(jìn)展。日前，該所系統(tǒng)研究了氧化石墨烯薄膜在炭化過程中的導(dǎo)熱性能演變機(jī)制，并獲得高性能熱還原氧化石墨烯薄膜。此前他們還與清華大學(xué)和中科院金屬研究所相關(guān)團(tuán)隊(duì)成功研制出高導(dǎo)熱石墨烯/碳纖維柔性復(fù)合薄膜。

將納米石墨烯宏觀組裝形成薄膜材料，同時(shí)保持其納米效應(yīng)是石墨烯規(guī)?；瘧?yīng)用的重要途徑。山西煤化所與相關(guān)單位通過自組裝技術(shù)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)/功能一體化的碳/碳復(fù)合薄膜。這種全碳薄膜具有類似于鋼筋混凝土的多級結(jié)構(gòu)，其厚度在10～200μm之間可控，室溫面向熱導(dǎo)率高達(dá)977W/m·K，拉伸強(qiáng)度超過15MPa。這項(xiàng)研究解決了石墨烯導(dǎo)熱應(yīng)用的難題，是石墨烯領(lǐng)域的一項(xiàng)突破。

以氧化石墨烯為前驅(qū)體很容易獲得薄膜材料，但這種材料需通過熱處理才能恢復(fù)其導(dǎo)熱/導(dǎo)電性能。山西煤化所的研究結(jié)果表明，1000℃是薄膜性能轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵點(diǎn)，薄膜的性能在該點(diǎn)發(fā)生質(zhì)變。這一發(fā)現(xiàn)不僅解決了石墨烯熱化學(xué)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)科學(xué)問題，也為石墨烯導(dǎo)熱薄膜的規(guī)?；苽涮峁┝艘罁?jù)。

石墨烯基薄膜可作為柔性面向散熱體材料，滿足LED照明、計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星電路、激光武器、手持終端設(shè)備等高功率、高集成度系統(tǒng)的散熱需求。這些研究成果為結(jié)構(gòu)/功能一體化的碳/碳復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)全新視角。（中國化工報(bào)）

中科大有望通過納米新材料找到治癌新途徑

據(jù)報(bào)道，中國科技大學(xué)教授曾杰課題小組把金和銅結(jié)合，發(fā)明了一種光熱轉(zhuǎn)換效率高、催化性能好的五角星形新型納米材料——金銅合金納米材料。這種被稱為“納米之星”的新型材料可有效治療小鼠乳腺癌，從而有望開辟癌癥治療的新途徑。相關(guān)成果日前在《自然·通訊》在線發(fā)表。

據(jù)介紹，這種金銅合金納米晶體在近紅外區(qū)有很強(qiáng)的光吸收和光熱轉(zhuǎn)化能力。利用這一特性，他們往患有乳腺癌的小鼠體內(nèi)注射30μg金銅合金納米材料，并在腫瘤處用近紅外激光照射10min，納米晶體可吸收近紅外光并轉(zhuǎn)化成熱，產(chǎn)生局部高溫，從而殺死癌細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，每天照射10min、連續(xù)照射4天之后，小鼠體內(nèi)的腫瘤消失了。

曾杰說，包括人類在內(nèi)的絕大多數(shù)哺乳動(dòng)物的正常體溫都在37～42℃之間，如果持續(xù)一段時(shí)間高溫，癌細(xì)胞就會(huì)被“燒死”。從理論上講，用這種辦法治療人類腫瘤是可行的。而且這種療法無需手術(shù)、不損傷組織、副作用小，是更為理想的療法。（人民網(wǎng)）

上海交通大學(xué)我國二氧化鈦納米傳感器研究獲進(jìn)展

據(jù)報(bào)道，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授周保學(xué)團(tuán)隊(duì)在化學(xué)需氧量（COD）監(jiān)測以及難降解有毒有害有機(jī)污染物處理和太陽光分解水產(chǎn)氫等方面取得突破，相關(guān)成果作為綜述文章已在線發(fā)表于《化學(xué)評論》。

納米二氧化鈦在環(huán)境傳感器、環(huán)境凈化以及太陽光利用等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景，成為近年來環(huán)境功能材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的納米二氧化鈦材料由于電荷復(fù)合嚴(yán)重、量子效率低、禁帶寬度大，制約了納米二氧化鈦的廣泛應(yīng)用。

該團(tuán)隊(duì)基于二氧化鈦納米管陣列材料的設(shè)計(jì)、制備和結(jié)構(gòu)與性能的研究，有效地解決了粉體納米二氧化鈦材料光生電荷復(fù)合嚴(yán)重、量子效率低的問題，發(fā)明出一種新型的二氧化鈦納米管陣列COD傳感器，并由此建立了一種快速、準(zhǔn)確、綠色化的光電催化COD監(jiān)測新方法，為COD的快速準(zhǔn)確測定以及COD的無線傳感監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。

目前該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)了COD光電催化監(jiān)測的系列樣機(jī)，應(yīng)用于各類環(huán)境監(jiān)測中。同時(shí)，還基于所制備的二氧化鈦納米管陣列材料和相關(guān)復(fù)合材料，建立了一類新型的光催化廢水燃料電池體系。（中國科學(xué)報(bào)）

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)精確測量納米級物體溫度新方法

據(jù)報(bào)道，英國?？巳卮髮W(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究小組開發(fā)出一種方法，可在納米級物體的表面溫度與周圍環(huán)境有所不同時(shí)，通過分析它們在空氣中緊張的運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，來準(zhǔn)確測量其溫度。該研究成果發(fā)表在最新一期的《自然·納米技術(shù)》上。

日常生活中通常是用溫度計(jì)接觸物體來測量其溫度，然而，測量比人發(fā)絲的寬度要小1 000倍的納米級物體的溫度，卻是一個(gè)非常棘手的任務(wù)。研究人員捕獲在激光束中的玻璃納米球，令其懸浮在空氣中后加熱至融化，借此觀察這些納米級物體的升溫。這種技術(shù)甚至可以辨別穿過微小球體表面的不同溫度。

倫敦大學(xué)學(xué)院詹姆斯·米倫博士說：“在納米尺度，與空氣碰撞的分子有很大的不同。通過測量納米粒子和周圍空氣之間能量如何轉(zhuǎn)移，我們學(xué)到了很多?！?/p>

對于許多納米技術(shù)設(shè)備，精確了解其溫度尤為必要，因?yàn)樗鼈兊倪\(yùn)作在很大程度上依賴于溫度。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)也有助于目前正努力把大的物體引入量子疊加態(tài)的研究。未來其可進(jìn)一步影響大氣中氣溶膠的研究，并為控制環(huán)境平衡過程的研究打開了一扇門。（科技日報(bào)）

我國實(shí)行單壁碳納米管結(jié)構(gòu)/手性可控生長

據(jù)報(bào)道，在北京市科委納米專項(xiàng)支持下，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院李彥教授課題組在單壁碳納米管手性可控生長研究上取得重要突破，為碳納米管的應(yīng)用，尤其是碳基電子學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

據(jù)預(yù)測，基于硅基CMOS集成電路的微電子技術(shù)在未來十年左右將趨近于發(fā)展的極限，發(fā)展后摩爾時(shí)代的納電子技術(shù)已迫在眉睫。2009年，國際半導(dǎo)體路線圖委員會(huì)推薦基于碳納米管和石墨烯的碳基電子學(xué)技術(shù)作為未來10～15年可能顯現(xiàn)商業(yè)價(jià)值的新一代電子技術(shù)。材料是碳基電子學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，然而迄今科學(xué)家仍無法實(shí)現(xiàn)碳納米管的結(jié)構(gòu)可控生長，這已經(jīng)成為制約碳基電子學(xué)發(fā)展的瓶頸問題。

單壁碳納米管可看作是由石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，根據(jù)卷曲方式（通常稱為“手性”）的不同，可以是金屬性導(dǎo)體或帶隙不同的半導(dǎo)體。這是碳納米管的一個(gè)獨(dú)特而優(yōu)異的性質(zhì)，但同時(shí)也是碳納米管制備上的巨大挑戰(zhàn)。用一般方法合成的樣品均為不同結(jié)構(gòu)的碳納米管組成的混合物，而單一手性單壁碳納米管的選擇性生長成為一個(gè)難題。

李彥教授課題組經(jīng)過12年的潛心研究，逐步深化了對碳納米管的生長機(jī)制和催化劑作用的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上提出了一種實(shí)現(xiàn)單壁碳納米管結(jié)構(gòu)/手性可控生長的方案。該課題組發(fā)展了一類鎢基合金催化劑，其高熔點(diǎn)的特性確保了單壁碳納米管在高溫環(huán)境下的生長過程中保持晶態(tài)結(jié)構(gòu)，其獨(dú)特的原子排布方式可用來調(diào)控生長的碳納米管的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)/手性可控生長，利用這種方法生長出了含量高于92%的的碳納米管。相關(guān)研究成果發(fā)表的《自然》雜志。（北京市科委）

中國科學(xué)院開辟金屬過濾材料應(yīng)用新方向

隨著各種工業(yè)的快速發(fā)展，石油開采、石油化工、交通運(yùn)輸、機(jī)械加工、紡織、皮革、醫(yī)藥、食品制造等行業(yè)每天都產(chǎn)出或排放大量的含油污水。以采油行業(yè)為例，全球平均每天生產(chǎn)8 000萬桶原油的同時(shí)，就會(huì)附帶產(chǎn)出2.5～10億桶的含油污水。含油污水的化學(xué)耗氧量（COD）高、含油量大、對環(huán)境污染嚴(yán)重，必須予以處理進(jìn)行回用或排放。然而對于含油乳液，由于油滴粒徑小，傳統(tǒng)的過濾法、重力沉降法很難去除；而旋流法、蒸發(fā)精餾法、膜分離方法等都有高耗能、特殊應(yīng)用條件以及膜污染的制約。

據(jù)報(bào)道，近日，中國科學(xué)院過程工程研究所楊傳芳研究員的納米工程污染物控制技術(shù)課題組以層層自組裝的方法，將SiO2納米粒子在不銹鋼絲網(wǎng)和燒結(jié)纖維氈表面，構(gòu)筑成階層粗糙的表面納微結(jié)構(gòu)，并以氣相沉積的方法賦予材料表面特殊的浸潤性能，來增強(qiáng)材料對油水混合物的高效分離和水包油乳液中微小油滴的聚并捕獲。其中處理過的纖維氈對油水乳液的聚并分離效率可以達(dá)到99.4%，并且可多次重復(fù)使用和清洗，為傳統(tǒng)金屬過濾材料的應(yīng)用開辟了一個(gè)新的方向。（中國科學(xué)院工程研究所）

石墨烯發(fā)展暨“中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”成立一周年座談會(huì)在京召開

2014年7月14日，石墨烯發(fā)展暨“中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”成立一周年座談會(huì)在北京召開?？萍疾壳案辈块L馬頌德、科技日報(bào)前社長張景安、中國技術(shù)創(chuàng)業(yè)協(xié)會(huì)副理事長兼秘書長裴夏生、科技部火炬中心副處長王德花、國家發(fā)改委高技術(shù)司戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)二處孫克、北京市技術(shù)交易中心主任黃平、中國產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會(huì)副理事長兼秘書長王建華、中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長吳玲、北京新材料發(fā)展中心副主任龔維冪、青島國家高新區(qū)管委會(huì)科技局副局長張志強(qiáng)、無錫惠山國家高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心招商部部長吳振興等參加了此次會(huì)議。