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纳米操纵仪

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纳米操纵仪相关的论坛

  • 纳米操纵仪详细规格说明

    [url=http://www.f-lab.cn/micromanipulators/liftout-shuttle.html][b]Kleindiek纳米操纵仪[/b][/url]是为外部电子显微学制备样品而设计的超精密[b]样品拾取装卸[/b]系统,它在纳米尺度灵活[b]微操纵样品[/b]。[b]Kleindiek纳米操纵仪安装[/b]安装有一根微夹钳,一个四轴辅台,在表面有一个允许快速接近的小型CCD摄像头。Kleindiek纳米操纵仪是由安装在一个超小型平台上的一个四轴辅台构成。在辅台上安装了一个微夹钳,促进提取。操作该辅台将预切样品放置在微夹钳下。在这之后,微夹钳夹住样品并轻轻地固定住样品,固定要足够牢固,只要使辅台向旁边下落,就可以将样品从大量材料提取出。一旦分离,在TEM网格上,将样品与SEM兼容胶水接触,并且用离子束固化。[img=纳米操纵仪]http://www.f-lab.cn/Upload/SY-LOS-L_.jpg[/img][url=http://www.f-lab.cn/micromanipulators/liftout-shuttle.html][b]Kleindiek纳米操纵仪[/b][/url]规格:[list][*]取样室兼容平台上的辅台[*]最大样品尺寸:30mm[*]行程:X和Y =10mm[*]行程:Z轴为3mm[*]行程:R =360°(无限)[*]速度:可达1mm/秒[*]分辨率:0.5nm[*]笛卡尔运动[*]没有反弹或翻转[*]是大多数SEM和FIB工具的简单取样室装置[*]几乎不受震动影响[*]微夹钳[*]运输和组装微型物体的高分辨率夹持器[*]抓握区域:(5至10 µ m)[*]分辨率:20nm[*]夹持力:5至5000μN(变量)[*]最大跨度范围:20〜 40 µ m[*]SemCam[*]样品表层的小相机[*]允许快速接近[*]包括显示器和LED照明[/list]

  • 【原创大赛】【微观看世界】纳米操纵

    【原创大赛】【微观看世界】纳米操纵

    1.实验讲叙:纳米操纵是搬运纳米零件、组装纳米器件、最终实现纳米制造的基础工艺技术。纳米尺度空间所涉及的物理层次,是即非宏观又非微观的相对独立的中间领域,被人称之为介观研究领域。它是在纳米空间尺度内操纵原子和分子,对材料进行加工,制造有特定功能的产品或对某物质进行研究。掌握其原子、分子的运动规律和特性的崭新高技术科学。同时也是现代科学和现代技术结合的产物。本文讲叙以某种纳米粉末颗粒为试验材料,基于SPM的Nanoman(纳米操纵)技术上对纳米颗粒进行神奇搬迁拼图的全过程。2.实验仪器:采用bruker(布鲁克)公司的扫描探针显微镜(型号:Nanoman VS)3.实验材料:未知的纳米颗粒平均宽度170nm,高度44nm4.实验原理:通过探针对纳米颗粒拨动达到使粉末颗粒搬迁,如图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311202204_478477_2224533_3.jpg

  • 纳米科学的介绍

    [font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是[/font]80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,1990年在美国巴尔的摩召开的第一届国际纳米科学技术会议,并正式创办的《纳米技术》杂志,标志着纳米科学的诞生。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是指研究在[/font]0.1nm~100nm尺寸范围内物质具有的物理、化学性质和功能的科学,它包括纳米生物学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等新兴学科。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]而纳米科技是指一种用单个原子,分子制造物质的科学技术,它以纳米科学为基础,进行制造新材料、新器件,研究新工艺的方法。在这里纳米不仅是一个空间尺度概念,而且表示了一种新的思考方式,即生产过程越来越精细。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]人类通过在原子、分子和超分子水平上控制了纳米结构来发现纳米材料的奇异特性,以及学会有效地利用这些特性,使得人类能够按照自己的意志,在纳米尺度上直接操纵单个原子、分子的排布制造出具有特定功能的产品,最终能够仿照自然界生态中非常复杂的过程,这也是纳米科技的最终目的,换句话说,我们是为了更好地理解这个世界而研究纳米物质的。[/size][/font]

  • 【分享】什么是纳米科技?

    纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。纳米科技的研究内容 创造和制备优异性能的纳米材料 设计、制备各种纳米器件和装置 探测和分析纳米区域的性质和现象 什么是纳米?  纳米是尺寸或大小的度量单位:千米(103 )→米→厘米→毫米→微米→纳米( 10-9) 4倍原子大小,万分之一头发粗细 纳米科技研究什么问题?  生物科学技术、信息科学技术、纳米科学技术是下一世纪内科学技术发展的主流。生物科学技术中对基因的认识,产生了转基因生物技术,可以治疗顽症,也可以创造出自然界不存在的生物;信息科学技术使人们可以坐在家中便知天下大事,因特网几乎可以改变人们的生活方式。  纳米科学是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。 还原论:把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上。原子论和量子力学取得了巨大的成功。有机合成;分子生物学;转基因食品、克隆羊;原子光谱和激光;固体电子论和IC;几何光学到光纤通讯。 宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就:计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式  科学技术有认识上的盲区或人类知识大厦上的裂缝。裂缝的一边是以原子、分子为主体的微观世界,另一岸是人类活动的宏观世界。两个世界之间不是直接而简单的联结,存在一个过渡区--纳米世界。例:分子合成 ≤1.5nm, →活体 微电子技术在0.2μm,显微外科只能连接大、小、微血管≤ PM10和PM1.5的微粒几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质,如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去,像真是一些长不大的孩子。  在10nm尺度内,由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们---纳米科学技术的主要问题。 原子和分子的微观世界和宏观世界的过渡区内的新现象和新规律 探测纳米长度内物理、化学生物信息的新原理和新方法 新概念和新理论:强关联、强场、快过程、少粒子的量子体系 应用 新科学还是老理论的翻版?历史悠久的新科学技术西汉铜镜和黑漆鼓徽墨漆器催化剂材料感光材料和彩色胶片含有高岭土颗粒的轮胎WHY?不清楚近十年,计算机和材料设计;探测技术STM、AFM、SNOM;IC和生命科学的推动;制备技术发展;理论的发展高强度和高韧性、可自修复、有智能、可再生→新一代纳米材料 为什么小尺寸会有如此重要的影响? 表面效应 小尺寸效应 量子限域效应 研究目标和可能的应用 材料和制备:更轻、更强和可设计;长寿命和低维修费;以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料;生物材料和仿生材料;材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复; 微电子和计算机技术:2010年实现线条为100nm的芯片,纳米技术的目标为:纳米结构的微处理器,效率提高一百万倍;10倍带宽的高频网络系统;兆兆比特的存储器(提高1000倍);集成纳米传感器系统; 医学与健康快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术;用药的新方法和药物“导弹”技术;耐用的人体友好的人工组织和器官;复明和复聪器件;疾病早期诊断的纳米传感器系统 航天和航空低能耗、抗辐照、高性能计算机;微型航天器用纳米测试、控制和电子设备;抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料 环境和能源发展绿色能源和环境处理技术,减少污染和恢复被破坏的环境;孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体;MCM-41有序纳孔材料(孔径10-100nm)用来祛除污物;纳米颗粒修饰的高分子材料 生物技术和农业在纳米尺度上,按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。,生物仿生化学药品和生物可降解材料,动植物的基因改善和治疗,测定DNA的基因芯片等

  • 纳米生物:创新在起跑线

    ——国家863计划纳米生物技术主题专家张阳德教授访谈录编者按:岁末年初,我国纳米生物领域出现了几件大事:2007年12月31日,中国医药生物技术协会纳米生物技术分会在深圳宣告成立。工程院院士何继善、科学院院士姚开泰等全国近百名专家参加。2008年2月,中国纳米生物技术分会在北京举行第一届委员大会,卫生部纳米生物技术重点实验室主任、卫生部肝胆肠外科研究中心主任、中南大学生物医学工程研究院院长张阳德教授,选举为首届主任委员。大会选举了中国工程院陈志南院士、中国科学院曾益新、魏于全、姚开泰院士、江雷教授5位专家为副主任委员。郭应禄院士等35名业内专家为常务委员。这个汇集我国纳米生物领域的医学、化学、微电子、精密机械加工的专家组成的强大团队,将整合科技界、产业界纳米生物技术的资源,开展国家“863计划”纳米生物技术研究的攻关和实施。为此,我们邀请张阳德教授阐述了我国开发纳米生物技术尤其是在医学应用的战略和关键问题。先发制人,后发制于人记者:科学的交叉与融合,产生了一些新兴的领域。其中纳米生物技术与医用材料,就属于这样的领域。作为国家863计划纳米生物技术的主题专家,你如何看待当今纳米生物技术的发展现状?张阳德:即使你比刘翔跑得还要快,你也得与对手站在同一条起跑线上。我们在现代科技与产业的一些方面,落后于西方发达国家,这并不是我们跑得不够快,而是因为没能站在同一个起点。纳米生物技术是纳米科技与当代生物医学多学科结合的产物,是当代生物技术的前沿和热点。尤其在医药卫生领域有着广泛的应用和巨大的产业化前景。当今国际,由纳米药物载体,纳米生物传感器,纳米生物临床检测诊疗手段引发的新技术革命方兴未艾。据预测,到2010年,纳米生物技术对美国GDP的贡献将达到万亿美元,在日本的市场规模也将达到30万亿日元。在中国这样的人口大国,市场前景更加不可限量。纳米生物技术在医学临床应用,将成为我国重要的战略高技术领域,直接影响着国民经济和社会发展,关系到国家安全和人民健康。记者:目前这一领域中各国的竞争趋势如何?张阳德:先发制人,后发制于人。抢占战略制高点,向来是发达国家发展战略高技术的一个原则。从2000年开始的美国国家纳米技术行动计划,将纳米生物医疗列为突破重点。美国国家卫生研究院(NIH)2001年专门组织了“纳米科技与生物医学”的研讨会,提出了“纳米科技将导致新的生物学和生物工程”的结论。美国NIH在2002年度科研项目计划中,超过50%%的经费是针对生物反恐怖的,其中多数项目的完成希望借助纳米科学技术。美国国家癌症研究所(NIC)的计划是希望借助纳米科学技术,主要包括纳米颗粒材料技术以及纳米传感器技术,形成一些新的、针对恶性肿瘤的早期诊断与治疗技术。欧盟2002年正式推出了第6框架计划(2002~2006年),旨在将科学发展的成果转化为产业界的实际竞争优势。纳米生物技术的研究重点包括先进的药物传递方式、具有生物实体的纳米电子学、生物实体的界面、生物实体的电子探测、生物分子或复合物的处理操纵和探测。

  • 【资料】纳米新技术(共3讲)

    [B][center]什么是纳米技术 [/center][/B] 纳米是长度单位,原称"毫微米",就是10-9(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。  从具体的物质说来,人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。  纳米技术包含下列四个主要方面:   第一方面是纳米材料,包括制备和表征。在纳米尺度下,物质中电子的放性(量子力学学性质)和原子的相互作用将受到尺度大小的影响,如能得到纳米尺度的结构,就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高,但不舱裂:无机的超微粒子灰分在加入橡胶后,将粘在聚合物分子的端点上,所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。   第二方面是纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。   第三方面是纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定 DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。   第四方面是纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。"更小"是指响应速度要快。"更冷"是指单个器件的功耗要小。但是"更小"并非没有限度。  纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的  在1998年的四月,总统科学技术顾问,Neal Lane 博士评论到,如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响,我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技。"大挑战"机构,资助进行跨学科研究和教育的队伍,包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括:   把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中,这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。  由自小到大的方法制造材料和产品,即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。  生产出比钢强度大10倍,而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便,更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。  通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的奔腾Ⅲ 处理器已经显得十分慢了。   运用基因和药物传送纳米级的MRI对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官   去除在水和空气中最细微的污染物,得到更清洁的环境和可以饮用的水。  提高太阳能电池能量效率两倍。

  • 纳米技术及应用

    信息产业科技、生物科技和纳米技术是现在世界上前沿科学领域的三大主要方向。 纳米是一个长度计量单位,它是一米的十亿分之一。纳米材料就是在纳米量级范围内调控物质结构研制而成的新材料。纳米技术就是 指在纳米尺度范围内,通过操纵原子、分子、原子团和分子团,使 其重新排列组合成新物质的技术。其最终目标是直接以原子、分子的变化,使物质在纳米尺度上表现出新颖的物理、化学和生物学特性,制造出具有特定功能的产品。因为纳米材料的粒度非常微小,一般的显微镜是不能观察到的,所以纳米技术是在扫描隧道显微镜发明之后,才出现以0.1至100纳米尺度为研究对象的前沿科学。这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式,实现生产方式的飞跃, 是新工业革命的核心。纳米技术也是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础,将对人类产生深远的影响,甚至改变人们的思维方式和生活方式。有人曾经预言说,七十年代搞微米技术的国 家,现在已成为发达国家;现在从事纳米技术研究的国家,将是二 十一世纪的先进国家。 纳米材料粒度非常微小,具有良好的表面效应,一克纳米材料的表 面积达到几百平方米,因此用纳米材料制成的产品,其强度、柔韧 度、延展性都十分优越,就象一种有成千上万对脚的毛毛虫,当它 吸附在光滑的玻璃面上时,由于接触面积大,12级台风也吹不掉 它。因此,在化纤中加入少量的金属纳米颗粒,就可摆脱磨擦引起的静电现象;在食品中采用纳米技术,可提高肠胃的吸收功能;在 涂料中运用纳米技术,可使外墙涂料的耐洗刷性从一千多次提高到一万多次,老化时间延长两倍多;许多化妆品因为加入纳米微粒, 而具备防紫外线功能;利用纳米技术可生产出色彩鲜艳、抗折性极 高的彩色轮胎;利用纳米粉末,可使废水变清。另外,纳米在医药 保健、计算机、化学和航天等领域都会引起新的、技术性革命。 作为纳米技术重要方面的碳纳米管,是1991年被人类发现的。它是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管,管的直径一般为几个纳米到几十纳米,管壁厚度仅几个纳米,象铁丝网卷成的空心圆柱状的“笼形 管”。5万个“笼形管”排列起来,才有人的一根头发丝那么宽,长度和直径比非常高的纤维小。作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员,碳纳米管的韧性很高,导电性极强,场发射性能优良,兼具 金属性和半导体性。其强度比钢高100倍,比重只有钢的1/6,称之 为未来的超级纤维,成为国际研究的热点。碳纳米管的用途十分诱 人。它可制成极好的微细探针和导线、加强材料及储氢材料。它使壁挂电视成为可能,并在将来可替代硅芯片。纳米芯片体积更小、 容量更大、重量更轻,将在纳米电子学中扮演极重要角色,并引发计算机行业的革命。不久前我国研制出的碳纳米管显示器样本,不但体积小,重量轻,而且显示质量好,从-45℃~80℃皆能正常工 作,而耗电只有现在的显示器的1%。 另外,作为纳米技术的应用之一,在我国西安已研制出的“纳米服 装”,不仅能阻隔95%以上的紫外线,还能阻隔同量的电磁波,且无毒、无刺激,不受洗涤、着色、磨损的影响,能有效地保护人体皮 肤不受辐射的影响。还有小鸭集团研制出的纳米洗衣机,就是利用 纳米抗菌材料研制出的自我清洁的洗衣机。它能够有效地抑制细菌 滋生,无论使用多长时间,都能够保持“净水洗涤”的状态。 目前,纳米技术在电线电缆中的应用已在开始。有人曾设想,能否运用纳米技术来提高绝缘材料的性能,从而提高电缆的绝缘、耐热 和抗老化等性能,减少电缆的外径,减轻电缆的重量。另外能否利 用碳纳米管的韧性高、导电性强的特点,制成超细电磁线,使微型 电机的体积象米粒那样大,甚至更小。 现在“纳米热”已遍及全球,从大西洋到太平洋,从日本到欧洲,各国都把它作为重要的未来发展战略。美国总统克林顿曾经发表过 一篇关于前沿科学技术的前瞻性的讲话,提出了美国今后要大力发 展纳米技术。美国已于2000年10月1日启动“国家纳米计划”,投资1997年的1.16亿美元增加到4.97亿美元。目前全球纳米技术的年 产值已达到500亿美元,预计到2010年,市场容量将达到14400亿美 元。我国已建立了10多条纳米材料和技术的生产线,以此为基础的企业已达100多家。预计在今后二、三十年内,它将远远超过计算机工业,并成为未来信息时代的核心。纳米技术导致的微形化趋势从根本上改变人类的处境,从而引起二十一世纪的又一次产业革命。

  • 纳米颗粒追踪表征的工作原理

    [b]纳米颗粒追踪表征的工作原理:分析原理:[/b]纳米颗粒追踪分析技术, 利用光散射原理,不同粒径颗粒的散射光成像在CCD上的亮度和光斑大小不一样,依此来确定粒径尺寸 合适浓度的样品均质分散在液体中可以得出粒径尺寸分布和颗粒浓度信息, 准确度非常高。

  • 纳米材料综述

    1,概述一纳米等于十亿分之一米,相当于人的头发丝直径的八万分之一。纳米材料被誉为“21一世纪最具有前途的材料”,与信息技术和生物技术并成为21世纪社会经济发展的三大支柱之一和战略制高点。材料的结构决定材料的性质,纳米材料的特殊结构决定它具有一些特异性质,从而纳米材料具有常规材料没有的性质,从而使纳米材料得到更广泛的应用。纳米材料在化工,工程材料,信息,生物医学,军事等领域都得到了充分的应用。现在纳米技术尚在初期阶段,但于社会效益与经济效益都产生的巨大的影响,在未来纳米材料必定大显身手。纳米科技是研究结构尺度在1(0.1)~100nm范围内材料体系的运动规律,相互作用及实际应用的科学技术。其基本内涵是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作原子,分子创造新的物质。纳米技术在材料学,生物学,电子学,化学,物理学,测量学,力学的若干领域得到应用。纳米技术是许多基础理论,专业工程理论与当代高新技术的结晶。以物理学,化学的微观理论为基础,以现代高精密检测仪器和先进的分析技术为手段。美国IBM首席科学家曾经说到:“正像微电子技术产生了信息革命一样,纳米技术将成为下一代信息的核心。”我国著名科学家钱学森也指出:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科学技术发展的重点,会是一次技术革命,从而引发21世纪的一次新的产业革命。”纳米技术具有极大的战略意义,世界上许多国家都将其纳入重点发展项目。本文将从纳米材料的现状,发展趋势及应用三方面加以主要叙述。2,定义 纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级(1~100nm)的极细颗粒组成的固体材料。广义上讲,纳米材料指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。发展历史纳米材料的概念可以追溯到1959年,诺贝尔奖获得者理查德·费曼(Richard Phillips Feynman)_在一次名为“There is plenty of room at the bottom”演讲中提到的。他构想人类可以使用宏观上的机器制造比其体积小的机器,进而制造更小的机器,这样一步步缩小生产装置,逐步达到分子尺度,到最后人类可以按照自己的意愿来排列原子,制造产品。尽管当时的科学界抱以普遍的怀疑态度,但不久之后,他的理念得以证实, 1980年H·Gleiter教授在一次穿越澳大利亚的沙漠旅行时引发的构想,他不同于当时的常规想法,即具有完整空间点阵结构的实体即晶体视为主体,而将空间点阵中的空位,置换原子,间隙原子,相界,位错和晶界视为晶体材料中的缺陷。他将“缺陷”视为主体,制造出一种晶界占有极大体积比的材料。1984年,他领导的研究组用惰性气体凝聚法制备了具有具有清洁表面的黑色纳米金属粉末粒子,并以它为结构单元制成了纳米块体材料。 1987年美国国家实验室的西格尔(Siegel)等人使用气相冷凝法制备纳米陶瓷材料TiO2,并观察到纳米材料在室温和低温下具有良好的韧性。1990年7月,在美国巴尔的摩召开国际第一届纳米科技学术会议,正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世,表明了纳米材料科学已经成为一个比较独立的学科。1994年在美国波士顿召开的MRS秋季会议上正式提出了纳米材料工程。是纳米材料的新领域,是纳米材料研究的基础上通过纳米合成,纳米添加发展新型的纳米材料,并通过纳米添加对传统材料进行改性,扩大纳米材料的应用范围,开始形成了基础研究与应用研究并行的局面。纳米材料发展有三个阶段:第一阶段(1990年之前)主要是在实验室探索,用各种手段制造各种材料纳米颗粒粉体,合成块体,研究表征方法,探索纳米材料的性能。第二阶段(1990~1994年)。人们

  • 超精细显微操纵仪

    [url=http://www.f-lab.cn/micromanipulators/mo-972.html][b]超精细显微操纵仪MO-972[/b][/url]是集高精度液压,步进电机电动控制和精密机械制造特色与一体的高精度[b]微操纵仪[/b]器,能够在30mm的距离内无振动地完成插入电极工作[b],[/b]是全球领先的高精度[b]显微操纵仪[/b]器。[b][img=超精细显微操纵仪]http://www.f-lab.cn/Upload/MO-972-L_.jpg[/img][url=http://www.f-lab.cn/micromanipulators/mo-972.html]超精细显微操纵仪[/url]特点[/b]油压精细,机械,显微操作器 瓦特/步进电机,开放型,W/ XYZ轴10mm驱动单元,(Z轴)50mm,(X轴)13mm,(Y轴)18mm。开放式平台可以安装允许许多驱动单元,或安装一个网格。在30mm工作距离内,使用远程控制可以实现准确,无振动的电极插入.导管可拆卸。平台和室可以拆卸和单独移动。油压显微操作器(带步进电机)用于慢性实验。使用5相步进电机操作更精确的精细Z轴电机驱动。产品包括数字控制系统+电机模块+驱动单元位置记忆功能和收回及退回功能。三种驱动模式:自由,设置和步骤.?三种驱动精度可供选择:粗,细,超细。深度,垂直,水平坐标都会显示。一种位置测量系统在实验时或实验后会计算移动距离,带来方便。另外,可以输入各驱动模式数值改变驱动量。一个控制箱可以经由内部卡总线插槽系统控制多达三个驱动单元。最小驱动精确度:粗调:0.5μm;精细:0.05微米;超细:0.005微米。 USB通信接口。

  • 北京纳米跃升工程在宏观尺度超润滑领域取得突破

    塑料问答:近日,在北京市科委支持下,清华大学化工系魏飞教授团队与清华大学微纳米力学与多学科交叉创新研究中心、北京大学信息学院合作,在超润滑领域取得重大突破,在世界上首次检测到了大气环境下厘米以上长度碳纳米管管层间的超润滑现象。所实现的超润滑尺度比以前报道结果的最高值高出3个数量级,同时所得到的摩擦剪切强度比以前报道结果的最低值降低了4个数量级。相关成果发表在国际纳米领域权威学术期刊《自然—纳米技术》上。  摩擦现象一直是人类面临的最具挑战性的问题之一。全世界约1/3至1/2的一次性能源由摩擦过程消耗;工业发达国家因摩擦磨损造成的损失高达GDP的5%-7%。在微观尺度,由于材料比表面积增大,使得摩擦现象更加显著,界面摩擦成为制约器件性能和寿命的关键因素。解决摩擦磨损问题的根本途径是实现固体界面之间的极低摩擦甚至零摩擦,即超润滑。过去二十年中所发现的超润滑现象主要是在纳米尺度和高真空条件下实现的,实现宏观尺度上的超润滑不仅要求固体表面具有超高的模量,而且要求在宏观尺度上原子级平整,无缺陷与位错,如此苛刻的条件使得人们普遍认为大尺度下几乎不可能实现超润滑。  碳纳米管从结构上看是由石墨烯卷曲而成,理论研究表明,当碳纳米管存在哪怕只有一个原子级别的缺陷时,其管壁间摩擦力就会急剧增大。经过近十年的努力,魏飞教授团队在制备长达数厘米且无缺陷的碳纳米管的制备方面取得了一系列突破,发展了单根碳纳米管的纳米颗粒标记技术,这些工作为宏观尺度超润滑工作奠定基础。在上述基础上,魏飞团队首先在光学显微镜下通过用微弱气流吹动碳纳米管的方法观察到了碳纳米管管壁之间快速相对运动的奇妙现象,进而利用扫描电镜下的微纳米操纵平台进行双壁碳纳米管内层的可控抽出,并测量了管壁间的超低摩擦力。研究发现,双壁碳纳米管的管壁之间存在着超低的摩擦力,并且这种摩擦力与碳纳米管的长度没有关系,即无论多长的碳纳米管,其内层都可以被轻易地抽出来。  这项工作被《自然—纳米技术》杂志审稿人评价为里程碑式原创性工作,对于研究和控制摩擦力做出了重大的、创造性的贡献,为下一代全碳电子器件构筑、超润滑机械开发以及超高速微纳米机械、电子器件制备提供了基础。转自塑料问答

  • 细胞单分子操纵磁镊系统特点及应用

    [url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/magnetic-tweezers.html][b]细胞单分子操纵磁镊系统[/b][/url],magnetic tweezers是继激光光镊技术仪器后又一种细胞操纵和细胞力学测量仪器.它采用倒置显微镜和电动平移旋转定位台和PicoTwist磁力细胞操纵捕获技术,组成强大的单分子操纵磁镊仪器。细胞单分子操纵磁镊系统是通过梯度分布的磁场对处于其中的可磁化微粒施力,通过显微镜观察并分析微粒运动过程,这套磁镊可同时对40个细胞分子视频采集和跟踪测量。[b]细胞单分子操纵磁镊系统特点[/b]操作稳定—图像漂移很低分辨率高,测力能力强—适合超薄样品可以同时对40个细胞单分子成像和跟踪测量磁铁来控制 DNA拉伸和超螺旋结构[b]细胞单分子操纵磁镊系统应用[/b]细胞单分子,生物单分子,细胞力学,生物力学等,在单分子水平上对生物分子行为(包括构象变化、相互作用、相互识别等)的实时﹑动态检测以及在此基础上的操纵﹑调控等;对单个生物大分子施以力或力矩,并测量它们的物理性质(如DNA弹性、蛋白质的力学变性等);对单个生物大分子施以力或力矩,测量它们的力学生化反应(如分子马达);研究机械力的作用如何影响细胞的生长、分裂、运动、粘附以及信号的传输,基因的表达;在生物大分子上施加力以使之发生构像上的变化,研究生物单分子形成新的结构,以及力学以及动力学之间的相互联系等。研究各种药物可能导致的DNA、蛋白质凝聚、变性过程;给出分子实时行为与性质的分布,有效避免对集群测量苛刻的同步(synchronization)要求,如DNA的解链(unzipping)、蛋白质的折叠(folding)等。[b][img=细胞单分子操纵磁镊系统]http://www.f-lab.cn/Upload/magnetic-tweezers.jpg[/img][/b]细胞单分子操纵磁镊系统:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/magnetic-tweezers.html[/url]

  • [研究进展] 龙亿涛小组借助纳米光谱实现生物分子实时追踪

    华东理工大学研究人员利用自主搭建的多通道光谱仪器,观测到单个纳米粒子的光学信号,并通过将单粒子光谱技术与多种调控手段相结合,成功在线监测到单个金、银、铜纳米粒子的生长过程,同时将其应用于生物分子的实时追踪。相关成果已被德国《应用化学》杂志以“热门文章”接收,将在2012年首期杂志以内封面形式发表。文章的通讯作者是华东理工大学教授龙亿涛,第一作者为博士研究生秦利霞,以色列耶路撒冷希伯来大学参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金重大研究计划的资助。金、银、铜等贵金属纳米粒子具有等离子共振散射性质,这种散射光谱比现有的荧光光谱强度高且更稳定,已被广泛应用于生物传感、分子识别等领域。目前,单纳米颗粒水平的散射光谱仍处于新兴阶段,其在活细胞代谢的实时监测应用及物理学探究成为研究热点。此前,该课题组利用这一光谱仪器平台已成功捕获活细胞内NADH的分布图像并应用到抗癌药物的筛选。他们与中科院上海应用物理所合作,在DNA检测中也取得了创新性的成果。目前,该课题组在纳米光谱方面正开展更多的工作,以期实现单分子水平的生物分子检测追踪,获得更多生命活动的微观信息。《科学时报》 (2011-12-22 A2 综合)http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09510.gif

  • 癌症检测新技术知多少——神奇的纳米追踪技术

    http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0710/U5385P2DT20120710181155.jpg癌症早期检测  生物工程师正在开发微小的纳米颗粒,用来检测早期癌症。  一些微小的颗粒可能会解决医学上的一个重大问题。这些所谓的纳米颗粒,直径只有几纳米(一纳米为十亿分之一米),500个这样大小的颗粒排列在一起,才有一根头发丝那么宽。科学家正在对它们进行改造,希望能完成多种任务:将药物输送到人体的特定部位;获取更清晰的器官影像……现在,它们又多了一种用途,科学家想用这些微小颗粒来探测癌细胞,不论它们藏在哪里。  目前,只有当肿瘤大到在扫描图上看得见时,常用的成像工具才能检测到它们。而纳米颗粒,则可以在一个由1 000万个正常细胞组成的样本中发现单个癌细胞。例如,实验性的纳米医学乳腺癌检测,能够发现比乳房X射线所能发现的小100倍的肿瘤。在包裹上肿瘤细胞特有的蛋白质或遗传物质后,纳米颗粒还可以帮助医生区分肿瘤是在恶性生长,还是进行性炎症,或是良性病灶。  美国华盛顿大学圣路易斯分校的生物医学工程教授格里高利•兰萨(Gregory Lanza)和同事正在研制一种纳米颗粒,能够追踪并标记新形成的、专为肿瘤供血的血管,而这类血管的产生,是结肠癌、乳腺癌和其他癌症发生过程中的关键步骤。在非肿瘤的组织中,通常不会有这样的血管。理论上,通过这项技术,医生还可以知晓癌症生长的速度,应该采取怎样的治疗措施。  美国斯坦福大学的诊断放射学教授桑吉夫•萨姆•甘姆希尔(Sanjiv Sam Gambhir)和同事正在研究大肠癌,希望能发现常规结肠镜检查发现不了的轻微恶性病变。研究小组用金和硅制成纳米颗粒,然后添加上一些分子,用来引导纳米颗粒,让它们附着在特定癌细胞上。当附着到结肠或直肠中的肿瘤上时,用一种特殊的内窥镜照射,纳米颗粒就会散射其所发出的光,显示癌细胞的存在。

  • 【转帖】纳米材料研究的现状、特点和发展趋势

    一、纳米材料研究的现状  自70年代纳米颗粒材料问世以来,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,至今已有20多年的历史,但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二阶段(1994年前)人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三阶段(从1994年到现在)纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新的热点。国际上,把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系,基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性,那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系,更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。著名诺贝尔奖金获得者,美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…,那将创造什么样的奇迹”。就像目前用STM操纵原子一样,人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言,创造新奇迹的起点。美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文,指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。可见,纳米结构的组装体系很可能成为纳米材料研究的前沿主导方向。  二、纳米材料研究的特点  1、纳米材料研究的内涵不断扩大第一阶段主要集中在纳米颗粒(纳米晶、纳米相、纳米非晶等)以及由它们组成的薄膜与块体,到第三阶段纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶),例如气凝胶孔隙率高于90%,孔径大小为纳米级,这就导致孔隙间的材料实际上是纳米尺度的微粒或丝,这种纳米结构为嵌镶、组装纳米微粒提供一个三维空间。纳米管的出现,丰富了纳米材料研究的内涵,为合成组装纳米材料提供了新的机遇。  2.纳米材料的概念不断拓宽1994年以前,纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜,现在纳米结构的材料的含意还包括纳米组装体系,该体系除了包含纳米微粒实体的组元,还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体,因此,纳米结构材料内涵变得丰富多彩。   3.纳米材料的应用成为人们关注的热点 经过第一阶段和第二阶段研究,人们已经发现纳米材料所具备的不同于常规材料的新特性,对传统工业和常规产品会产生重要的影响。日本、美国和西欧都相继把实验室的成果转化为规模生产,据不完全统计,国际上已有20多个纳米材料公司经营粉体生产线,其中陶瓷纳米粉体对常规陶瓷和高技术陶瓷的改性、纳米功能涂层的制备技术和涂层工艺、纳米添加功能油漆涂料的研究、纳米添加塑料改性以及纳米材料在环保、能源、医药等领域的应用,磨料、釉料以及纸张和纤维填料的纳米化研究也相继展开。纳米材料及其相关的产品从1994年开始已陆续进入市场,所创造的经济效益以20%速度增长。  三、纳米材料的发展趋势  1.加强控制工程的研究  在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究,这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用,它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分,是有利的作用,还是不利的作用更难以判断,这不但给某一现象的解释带来困难,同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响,如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响,这都是控制工程研究亟待解决的问题。国际上近一两年来,纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面:一是纳米颗粒的表面改性,通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度;二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态(连续分布还是孤立分布)来控制量子尺寸效应和渗流效应;三是通过设计纳米丝、管等的阵列体系(包括有序阵列和无序阵列)来获得所需要的特性。   2.近年来引人注目的几具新动向   (1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头。日本Nippon 钢铁公司闪电化学阳极腐蚀方法获得6H多孔碳化硅,发现了蓝绿光发光强度比6H碳化硅晶体高100倍:多孔硅在制备过程中经紫外辐照或氧化也发蓝绿光;含有Dy和Al的SiO2气凝胶在390nm波长光激发下发射极强的蓝绿光,比多孔Si的最强红光还高出1倍多,250nm波长光激发出极强的蓝光。  (2)巨电导的发现。美国霍普金斯大学的科学家在SiO2一Au的颗粒膜上观察到极强的高电导现象,当金颗粒的体积百分比达到某临界值时,电导增加了14个数量级;纳米氧化镁铟薄膜经氢离子注入后,电导增加8个数量级;  (3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力。1992年,纳米颗粒膜巨磁电阻发现以来,一直引起人们的关注,美国布朗大学的科学家最近在4K的温度下,几个特斯拉的磁场,R/R上升到50%,目前这一领域研究追求的目标是提高工作温度,降低磁场。如果在室温和零点几特斯拉磁场下,颗粒膜巨磁阻能达到10%,那么就将接近适用的使用目标。目前国际上科学家们正在这一领域努力。  (4)纳米组装体系设计和制造有新进展。美国加利福尼亚大学化学工程系成功地把纳米AU 颗粒组装到DM的分子上形成纳米晶分子组装体系;美国利用自组装技术将几百支单壁纳米碳管组成晶体索"Ropes",这种索具有金属特性,室温下电阻率小于10-4W/cm;将纳米三碘化铅组装到尼龙(nylon-11)上,在X射线照射下具有强的光电导性能,利用这种性能为发展数字射线照相奠定了基础。

  • 【分享】纳米精度测量原子记忆

    IBM研究人员现在知道,一个原子能够“记忆”其状态多长时间。作者:凯瑟琳•波尔扎克原子内发生的变化,其出现速度通常太快,以至于难以捕捉。现在,IBM 阿尔马登(Almaden)研究中心的研究人员们已经开发出一项技术,能够以前所未有的分辨率观察原子动作。 http://www.mittrchinese.com/newsUploadImg/1285812741812.gif记忆机器:IBM研究人员赛巴斯提安•劳斯在操作扫描穿隧显微镜(scanning tunneling microscope),他的研究小组用此测量单个原子可存储信息的时间长度。来源:IBM研究所研究者们使用这种技术翻转原子的自旋方向,自旋是原子的基本量子属性,接着测量原子可“记住”这种状态多久,然后再回到它自然的自旋状态。这是开发原子尺度运行的计算机内存的第一步,材料科学家还可用这项技术进行必要的基础研究,以制造更有效率的有机太阳能材料。 操纵和测量原子的自旋态是制成量子比特或量子位的一条途径,在量子计算机中,量子位可同时作为1和0。原子自旋的静态测量是可能的,但是直到现在为止,都未曾能够观察原子自旋随时间变化的情况。 研究人员牵头的是IBM加州圣•约瑟(San Jose)实验室的顿•伊格勒(Don Eigler)和安德烈•海因里希(Andreas Heinrich),他们能观察到,原子自旋翻转或“放松”随时间推移的情况,他们使用改进的扫描穿隧显微镜,或者叫STM(scanning tunneling microscope),这种仪器是 IBM研究人员在1981年发明的。他们拍摄到的图像是原子每5纳秒的状态,这比之前快了100万倍。 IBM研究人员发现,一个单一的铁原子能以自旋形式储存磁信息,时长大约一纳秒。然而,当铁原子接近铜原子时,其量子记忆时间就会延长,所以自旋放松就可持续大约200纳秒。研究结果发表在上周《科学》杂志上。 “信息会在200纳秒中衰变,但这是一段很长的时间,”研究小组成员塞巴斯蒂安•劳斯说,。“现在的处理器在这段时间可进行几百个周期的运算。” 当扫描穿隧显微镜尖端非常接近一个表面时,电流就会在该表面上的原子和显微镜尖端之间流动。在一个表面上移动显微镜,就可以生成一张该表面的图像。分析电流的流动,就可以了解原子的磁状态,包括其自旋。 为提高扫描穿隧显微镜的时间分辨率,研究者们改进了显微镜尖端,这样,它不仅测量电流也提供电流。他们向一个原子注入电流,然后测量原子在一个固定时间段之后的状态。对于每一个这样的时间段,他们都做十万次测量。他们改变脉冲和测量之间的时间间隔,一遍又一遍地重复这个过程。每次测量所得的图像都作为帧,以合成视频。把这些帧放在一起,研究者们就创造了原子自旋状态的一种运动图像,每5纳秒左右拍摄一帧。 劳斯说,IBM研究人员希望在两个基本研究领域使用快速扫描穿隧显微镜技术。首先,他们会继续用它来确定,不同的原子组合是否可使储存量子信息的时间更长一些。第二,通过用一连串光子取代一连串电子作为脉冲信号,劳斯说,研究者们希望能更好地了解有机分子如何把光转换成电能。这可能带来更好的太阳能电池。 IBM这样的系统可翻转和测量原子自旋,可能成为未来量子计算机的一部分,阿斯普如•古吉克(Aspuru-Guzik)说,他是哈佛大学化学和化学生物学教授。改变和测量原子自旋,并能够预测出原子行为,就向这一目标迈进了重要的一步,他说。到目前为止,已经制作出的大部分装置,他说,更像是“量子玩具”而非电脑。但是该领域正在稳步前进,他说,“每个星期都会有人演示,操纵量子位又进步了一点。”

  • 纳米表征技术的新突破

    纳米表征技术的新突破 在“纳米”技术愈来愈广泛地开发应用的同时,人们可能会提出这样的问题∶如此微小的“纳米”是用何种科学手段检测的?北京科技大学方克明教授经过20多年的研究,探索出了一种新的方法———  “纳米”这个名词越来越引起人们的兴趣。大家知道“纳米”是一个非常微小的长度单位。具体地说,一纳米约一根头发粗细的万分之一。纳米技术应用到传统产品中,会极大地改善产品的性能。例如,碳纳米管是由一层或若干层碳原子卷曲而成的管状“纤维”,直径只有几到几十纳米。比重只有钢的六分之一,而强度却是钢的100倍。如果把碳纳米管制成绳索,是从月球上挂到地球表面而惟一不被自身重量所拉断的绳索。  在“纳米”技术愈来愈广泛地开发应用的同时,人们可能会提出这样的问题∶如此微小的“纳米”是用何种科学手段检测的?据了解,目前我国用来检测纳米的纳米表征技术正日趋成熟并取得了新的突破。  记者日前在采访中了解到,北京科技大学冶金学院博士生导师方克明教授经过20多年的研究,在纳米表征技术方面取得了新的突破,探索出了用透射电镜或高分辨电镜对纳米材料进行表征的新方法。该技术采用金属包埋法可以从纳米材料中切取纳米尺度的薄膜,然后用透射电镜或高分辨电镜研究纳米材料的微观形貌和微观结构。该技术的成功为我国纳米技术的发展提供了一种重要的检测手段,它荣获第十二届全国发明展览会金牌奖并取得了国家专利,目前在国内外处于该领域的领先水平。  纳米材料包括纳米颗粒及其以纳米颗粒为基础的材料;纳米纤维及其含有纳米纤维的材料;纳米界面及其含有纳米界面的材料。纳米材料的性能与其微观结构有着重要的关系。因此研究纳米材料微观结构的表征对认识纳米材料的特性,推动纳米材料的应用有着重要的意义。  透射电镜是研究材料的重要仪器之一,在纳米技术的基础研究及开发应用中也不例外。但是用透射电镜研究材料微观结构时,试样必须是透射电镜电子束可以穿透的纳米厚度的薄膜。单体的纳米颗粒或纳米纤维一般是透射电镜电子束可以直接穿透的。研究者通常把试样直接放在微栅上进行透射电镜观察。但是由于纳米颗粒或纳米纤维容易团聚,因此,用这种方法常常得不到理想的结果,有些研究内容也难以实施。比如∶纳米颗粒的表面改性的研究,纳米纤维的横切面研究都比较困难,研究界面问题则有更大的难度。因此,纳米材料的透射电镜研究,其样品制备问题是一个值得探讨的重要课题。对此,方克明教授进行了研究,探索了一种比较适用的制样方法。该方法可以从纳米颗粒或微米颗粒中直接切取可以进行透射电镜研究的薄膜,对进行纳米纤维横切面观察或纳米界面观察的制样也有很高的效率。  这一技术的特点是从纳米或微米尺度的试样中直接切取可供透射电镜或高分辨电镜研究的薄膜。试样可以为简单颗粒或表面改性后的包覆颗粒,对于纤维状试样,既可以切取横切面薄膜也可以切取纵切面薄膜。对含有界面的试样或纳米多层膜,该技术可以制备研究界面结构的透射电镜试样。技术的另一重要特点是不损伤试样的原始组织。制膜过程中不使用高温,不接触酸碱,必要时也可以不接触水或水溶液。  目前上述技术已应用于多项课题研究,如:沸石颗粒中半导体纳米团簇组装过程的研究;纳米碳纤维微观结构的高分辨电镜研究;纳米颗粒微观结构与尺寸的表征;多层膜层间结构的透射电镜研究;粉体颗粒表面改性的研究;电容钽粉颗粒渗氧层及介质膜的研究;铸铁中各种石墨微观结构的研究等。  该技术在全国已经获得了广泛应用,为北大、清华、中科院等上百个新材料科研课题组和企业提供了技术支持。为我国高新材料的深入研究提供了一种重要方法,引起了国内外的关注。  纳米表征技术是高新材料基础理论研究与实际应用交叉融合的技术。对我国高新材料产业的发展有着重要的推动作用。我们希望这项新技术能得到有关部门的关注并在全国更广泛地推广应用,以加速我国高新材料研究的进程,为我国高新技术产业的发展作出更大的贡献

  • 纳米原子尺度,衬度成像机制,信息提取

    应用透射电子显微镜观察纳米结构在纳米-原子尺度的细节,需要采用何种衬度成像机制;在霍地图像信息的同时,在纳米尺度综合分析方面,还有哪些信息可以同时提取出来?

  • 纳米生物技术简介

    纳米生物技术简介 纳米(nanometer,nm)是一种长度单位,一纳米等于10亿分之一米、千分之一微米。从具体的物质说来,人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。DNA链的直径就是一纳米左右。由于纳米材料表现出许多不同于传统材料的特殊性能,所以纳米科技被视为21世纪关键的高新技术之一。纳米技术包含下列四个主要方面:第一方面是纳米材料,第二方面是纳米动力学,第三方面是纳米电子学,第四方面是纳米生物学和纳米药物学。在纳米生物学和纳米药物学方面,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。当前纳米生物学和纳米药物学研究领域主要集中在以下几个方向:纳米生物材料、纳米生物器件研究和纳米生物技术在临床诊疗中的应用。

  • 什么是纳米抗体?纳米抗体的特性有哪些?

    [font=宋体][b]什么是纳米抗体?[/b][/font][font=宋体][font=宋体][url=https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/nanobody][b]纳米抗体[/b][/url]([/font][font=Calibri]nanobody, Nb[/font][font=宋体])是一种人工设计的抗体分子,又称为单域抗体([/font][font=Calibri]single-domain antibodies, sdAbs[/font][font=宋体])、[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体或[/font][font=Calibri]camelid[/font][font=宋体]抗体,是发现于羊驼、单峰驼等驼科以及鲨鱼、鳐鱼等软骨鱼中的一种天然缺失轻链的重链抗体([/font][font=Calibri]heavy-chain antibodies, HCAbs)[/font][font=宋体]。[/font][font=Calibri]1993[/font][font=宋体]年,比利时的科学家在骆驼的血清中发现了一种天然轻链缺失的重链抗体,分子量约[/font][font=Calibri]95 kDa[/font][font=宋体],其中包括两个恒定区([/font][font=Calibri]CH2[/font][font=宋体]和[/font][font=Calibri]CH3[/font][font=宋体])、一个铰链区和一个重链可变区([/font][font=Calibri]variable heavy chain domain, VHH[/font][font=宋体]),接着克隆得到只包含一个重链可变区的单域抗体,即[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体。[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体的晶体结构为[/font][font=Calibri]4 nm[/font][font=宋体]×[/font][font=Calibri]2.5 nm[/font][font=宋体]×[/font][font=Calibri]3 nm[/font][font=宋体]的椭圆形,分子量大小仅普通抗体的[/font][font=Calibri]1/10[/font][font=宋体],约[/font][font=Calibri]12-14 kDa[/font][font=宋体],是最小的完整抗原结合片段,因此又被称为纳米抗体。纳米抗体可用于肿瘤等疾病的治疗、疾病的检测、疫苗的研发等。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]纳米抗体特性:[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]1.[/font][font=宋体]高耐热性和稳定性[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]将不同的纳米抗体在[/font][font=Calibri]37[/font][font=宋体]℃放置[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]周,结果其抗原结合活性均在[/font][font=Calibri]80%[/font][font=宋体]以上,表明纳米抗体在室温下保存相当稳定,这使其比常规抗体更易于储藏和运输。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]比较了鼠单抗和纳米抗体在高达[/font][font=Calibri]90[/font][font=宋体]℃高温长时间处理的抗原结合活性,发现纳米抗体都保持了较高的活性仍能重新获得抗原结合能力,而所有常规抗体在[/font][font=Calibri]90[/font][font=宋体]℃处理后都丧失了活性,发生了不可逆的聚合。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]在恶劣条件,如在高热、离液剂、存在蛋白酶和极度[/font][font=Calibri]pH[/font][font=宋体]值变性的条件下(如胃液和内脏中),正常抗体会失效或分解,而纳米抗体仍具有高度的稳定性。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]2.[/font][font=宋体]高抗原结合性:[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米抗体独特的结构决定了其高抗原结合特性:纳米抗体较长的[/font][font=Calibri]CDR3[/font][font=宋体],可形成一稳定的暴露的凸环结构(凸环中具有稳定结构的二硫键),能够深入抗原内部以更好的结合抗原从而提高了其抗原特异性和亲和力。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]而传统抗体[/font][font=Calibri]Fab[/font][font=宋体]片段及单链抗体[/font][font=Calibri]scFv[/font][font=宋体]的抗原结合表面常形成凹形拓扑结构[/font][font=Calibri], [/font][font=宋体]通常只能识别位于抗原表面的位点,因此纳米抗体[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]单域具有更加广泛的抗原结合力,甚至当靶蛋白紧密包裹隐藏了普通抗体识别的位点时[/font][font=Calibri],[/font][font=宋体]纳米抗体也可以对其进行表位识别。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]3.[/font][font=宋体]较强的组织穿透力:[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]纳米抗体具有强而快的组织穿透能力,可以进入致密的组织如实体瘤发挥作用;并且多余未结合的纳米抗体能够很快的被清除,这相对于单克隆抗体组织穿透力差,不易被清除的不足,更有利于疾病的诊断。另外,纳米抗体能够有效的穿透血脑屏障,这样的特性为脑部给药提供了新方法,有望成为治疗老年痴呆症的新药。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]4.[/font][font=宋体]高水溶性、高表达性[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]正常抗体[/font][font=Calibri]VH[/font][font=宋体]结构域单独表达时通常形成包涵体,或者暴露的疏水域相互黏附;而纳米抗体[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]由于其[/font][font=Calibri]FR2[/font][font=宋体]中的疏水残基被亲水残基所取代,使得纳米抗体的水溶性增加,聚合性减少;而且即使以包涵体形式表达,也很容易复性,这样可以大大提高作为药物的利用率。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]因纳米抗体分子量小、结构简单,由单一的基因编码,所以它很容易在微生物中合成,能在噬菌体、酵母等微生物中大量的表达,而且其相对价格低廉、可进行大规模生产,易于普及和应用。有报道,可通过酵母反应器酿造将纳米抗体的产量提高,每公升可达[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]克的产量。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]纳米抗体的应用优势[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]①用于生物医药研发(基因工程药物研发、[/font][font=Calibri]ADC[/font][font=宋体]药物研发);[/font][/font][font=宋体]②用于临床体外诊断(胶体金法、酶联免疫吸附法、电化学发光法);[/font][font=宋体]③用于肿瘤研究、免疫学研究等基础研究;申请具有自主知识产权的发明专利及科研奖项;[/font][font=宋体]④拓展研究思路、发表国际知名学术刊物。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米抗体是一种非常有前景的下一代治疗性抗体技术,受到越来越多的研究机构和制药公司的关注。为支持纳米抗体药物的早期发现,义翘神州利用噬菌体抗体库技术自主研发了纳米抗体开发平台,已成功开发了多个纳米抗体候选分子。另外,我们的高通量纳米抗体表达平台,已成功表达和生产了多种纳米抗体形式,包括单价、多价或多特异性[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体],满足客户的各种定制需求。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]更多详情可以关注:[/font][font=Calibri]https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/nanobody[/font][/font][font=Calibri] [/font]

  • 关于纳米中草药

    纳米中草药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂,具有增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性等特点。纳米中草药技术(nanotechnology)是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化,以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体系。纳米技术作为高新技术,可广泛应用于材料学、电子学、生物学、医药学、显微学等多个领域,并起着重要的作用。 一、纳米中草药的特点 1、原药纳米化后呈现新的药效或增强原有疗效中药被制成粒径0.1~100 nm大小,其物理、化学、生物学特性可能发生深刻的变化,使活性增强和产生新的药效。如灵芝通过纳米级处理,可将孢子破壁,并采用超临界流体萃取技术萃取出灵芝孢子的脂质活性物质,从而增强抗肿瘤的功效。 2、改善难溶性药物的口服吸收。在表面活性剂、水等存在下,直接将药物粉碎成纳米混悬剂,增加了药物溶解度,适于口服、注射等途径给药,以提高生物利用度。 3、增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性。纳米粒能够穿透大粒子难以进入的器官组织、血脑屏障及生物膜。如阿霉素α聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒(NADM)可以改变阿霉素的体内分布特征,对肝、脾表现出明显的靶向性,而血、心、肺、肾中的药物分布则减少。 4、靶向作用。在研究中发现,一味普通的中药牛黄,加工到纳米级水平后,其理化性质和疗效会发生惊人的变化,甚至可以治疗某些疑难杂症,并具有极强的靶向作用。 5、使药物达到缓释、控释。借助高分子纳米粒作载体等技术手段,可实现药物的缓释、控释。如雷公藤乙酸乙酯提取物固体纳米脂质粒有良好的缓释、控释功能。二、纳米中草药的制备技术及其进展 纳米中药的制备是研究纳米中药最基础的,也是最重要的问题。将纳米技术引入中药的研究,必须考虑中药组方的多样性、成分的复杂性,例如中药单味药可分为矿物质、植类药、动物药和菌物药等,中药的有效部位和有效成分又包括无机化合物和有机化合物、水溶性成分和脂溶性成分等,因此,针对不同的药物,在进行纳米化时必须采用不同的技术路线。此外,还必需考虑中药的剂型。纳米中药与中药新制剂关系十分密切,如何在中医理论的指导下进行纳米中药新制剂的研究,将中药制成高效、速效、长效、剂量小、低毒、服用方便的现代化制剂,也是进行中药纳米化所必须考虑的问题。纳米中药是针对中药的有效成分或有效部位进行纳米技术加工处理,开发中药的新功效。聚合物纳米粒可作为药物纳米粒子和药物纳米载体。药物纳米载体系指溶解或分散有药物的各种纳米粒,药物纳米载体包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒以及纳米囊和纳米球。而对于不同类型的纳米中药,有不同的制备方法。三、纳米中草药的加工方法。 1、纳米超微化技术是改进某些药物的难溶性或保护某些药物的特殊活性,适用于不宜工业化提取的某些中药。如矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物。目前比较常用的是超微粉碎技术。所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物质颗粒粉碎至粒径小于10 μm的过程。根据破坏物质分子间内聚力的方式不同,目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机。 2、机械粉碎法是利用机械力的作用来实现粉碎目的。边可君等采用自主开发的温度可控(-30~-50℃)的惰性气氛高能球磨装置系统制备纳米石决明。将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛球磨罐中,同时装入磨球,磨球与石决明粉比保持在15:1~5:1范围,控制高能球磨机的转速(200~400 r/min)和时间(2~60 h),获得了平均粒度不大于100 nm的石决明粉末。 3、气流粉碎法是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体。颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用,从而达到粉碎的目的。与普通机械冲击式超微粉碎机相比,气流粉碎产品粉碎更细,粒度分布范围更窄。同时气体在喷嘴处膨胀降温,粉碎过程中不会产生很大的热量。所以粉碎温升很低。这一特性对于低融点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。 备注: 纳米中草药的常用方法较为普遍的有两种:一是喷雾干燥法,二是高能球磨法。   中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法,又能为中药的生产和应用带来新的活力。纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点。将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品。这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实。

  • 纳米医学畅想

    纳米医学畅想 纳米医学的研究内容十分广泛,最引人注目的是扫描隧道显微镜(STM)。这一非凡的仪器于80年代初研制成功,可以在纳米尺度上获取生命信息,研究者相继得到了左旋DNA、双螺旋DNA的碱基对、平行双螺旋DNA的STM图像。我国科学家利用STM成功的拍摄到表现DNA复制过程中一瞬间的照片。目前,研究已涉及到氨基酸、人工合成多肽、结构蛋白和功能蛋白等领域。 纳米使单位体积物质储存和处理信息的能力提高百万倍以上,人类有可能将存储了全部知识的纳米计算机安放在人脑中,或许有一天,图书馆就在我们的头脑内,每一个人都可能成为爱因斯坦、牛顿,老年性痴呆、记忆丧失等病症将会得到彻底治愈。纳米计算机可能用来读出人脑内的内容及品性,将一个脑内的信息转录到另一个脑内,这个脑可以是人脑,也可以是电脑。纳米医学也有可能改变人类自身,让人类成为能在天上飞、水中游,能进行光合作用或能在恶劣环境下生存的“超人”。将来,掌握纳米医学技术的医生,不仅能够“修理人”——治病,而且能够“改造人”——使其具有特殊功能。虽然这些设想有些离奇,但决非是毫无科学根据的幻想。即将进入临床应用的有:利用纳米传感器获取各种生化信息和电化学信息。已经取得重大成果的还有DNA纳米技术,主要应用于分子的组装。 已经在医药领域得到成功的应用。人们已经能够直接利用原子、分子制备出包含几十个到几百万个原子的单个粒径为1-100纳米的微粒。最引人注目的是作为药物载体,或制作人体生物医学材料,如人工肾脏、人工关节等。在纳米铁微粒表面覆一层聚合物后,可以固定蛋白质或酶,以控制生物反应。由于纳米微粒比血红细胞还小许多,可以在血液中自由运行,因而可以在疾病的诊断和治疗中发挥独特作用。 当把二氧化肽做到粒径为几十纳米时,在它的表面会产生一种叫自由基的离子,能破坏细菌细胞中的蛋白质,从而把细菌杀死。例如用二氧化肽处理过的毛巾,只要有可见光照射,上面的细菌就会被纳米二氧化肽释放出的自由基离子杀死,具有抗菌除臭功能。 将药物粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒中,将会大大提高疗效、减少副作用。纳米粒可跨越血脑屏障,实现脑位靶向。另外,纳米粒脉管给药,可降低肝内蓄积,从而有利于导向治疗。纳米粒中加入磁性物质,通过外加磁场对其导向定位,对于浅表部位病灶治疗具有一定的可行性。在影像学诊断中,纳米氧化铁在病灶与正常组织的磁共振图像上,会有较大的对比度。 纳米粒用作药物载体具有下述显著优点:(1)可到达网状内皮系统分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位;(2)具有不同的释药速度。(3)提高口服吸收药物的生物利用度。(4)提高药物在胃肠道中的稳定性。(5)有利于透皮吸收及细胞内药效发挥。如:载有抗肿瘤药物阿霉素的纳米粒,可使药效比阿霉素水针剂增加10倍。目前已在临床应用的有免疫纳米粒、磁性纳米粒、磷脂纳米粒以及光敏纳米粒等。 医用纳米机械或纳米微型机器人可潜入人体的血管和器官,进行检查和治疗,使原来需要进行大型切开的手术成为微型切开或非手术方式,并使手术局部化。纳米医用机器甚至可以进入毛细血管以及器官的细胞内,进行治疗和处理。这类机器可以将对人体的伤害减小到最低程度。含有纳米计算机的、可人机对话的、有自身复杂能力的纳米机器人一旦制成,能在一秒钟内完成数十亿个操作动作。如果数量足够多,就可以在几秒或几分钟内完成现今需几天或几个月甚至几年、几十年才能完成的工作。 和细胞一样,作业中坏了的微型机械可以随时被更换或修理。微型机械发展的顶峰,或许是可以自己增殖繁衍的纳米机器人。别以为以上设想不可思议。纳米科学家们相信这种愿望能够实现。 不难想象,倘若人类能直接利用原子、分子进行生产活动,这将是一个“质”的飞跃,将改变人类的生产方式和空前地提高生产能力,并有可能从根本上解决人类面临的诸多困难和危机,开创医学新纪元。

  • 【分享】ECHA预备制定REACH注册和CLP通报所涉纳米物质名录

    CW5月12日消息,欧洲化学品管理(ECHA)正在研究制定REACH注册卷宗和CLP通报出现的纳米材料物质名录。应欧盟委员会的要求,名录将在6月底提交至欧委会。 上周早期在意大利米兰举行的欧委会联合研究中心纳米会议暨第二届工程纳米粒子风险评估利益者相关者会议上,ECHA一名官员称,纳米物质名录的详细结果可在2011年年底公布,但纳米名录的传递工作可能要再晚些才能启动。 目前,ECHA已开始审查26000多份REACH提交卷宗和3200000份CLP通报,通过特定IUCLID字段帮助企业确定自己提交的卷宗是否含有纳米物质。其中一种识别方法是查看使用IUCLID填写REACH注册卷宗的物质形态部分。有注册人在卷宗中为物质形态勾选了“纳米材料”。据ECHA称,至今已确定有三种注册物质勾选了“纳米材料”形态。相应的CLP通报卷宗确定有14种物质勾选了“纳米材料”。ECHA提到,以纳米材料作为注册物质形态的卷宗数很少,这可能是因为REACH注册引入相关IUCLID领域的时间过晚(2010年2月),不过在2010年2月前提交的卷宗只占全部注册的5%。 在IUCLID的物质身份、分类和制造字段中初步搜索词语“nano(纳米)”可以得到9份含“纳米”字样的卷宗。另外搜索出15份CLP通报;含14种物质。如果在多达140000份卷宗附件里搜索所有关于物质鉴定、理化性质、毒理学属性、生态毒理学属性和制造使用信息的IUCLID字段,得到的结果会更多。 ECHA确信能确认50-60份含有纳米材料信息的REACH注册卷宗,并将这些卷宗转交给欧委会联合研究中进行独立项目评估,最终确立纳米材料信息应如何记录在REACH注册卷宗中。

  • 纳米材料诱发的化学发光(一)

    以下是我写的综述的部分内容,望得到大家的指教4 纳米体系化学发光4.1纳米材料参与的电致化学发光广义的化学发光也包括电致化学发光(ECL),电致化学发光是指对电极施加一定的电压进行电化学反应,电极反应的产物之间或与体系中的某种组分发生化学反应,产生激发态物质,激发态物质回到基态时产生的发光[42,43]。它不但具有化学发光分析的许多优点,还具有电化学方法的一些特点,如电发光反应过程控制性强,选择性好等优点[44,45]。近年来,将纳米材料引入分析化学研究中已成为分析化学的一个研究热点,并取得许多创新性研究成果[46,47]。4.1.1半导体纳米粒子电致化学发光机理4.1.1.1半导体纳米粒子直接接受电极提供的能量生成激发态传统ECL是利用电极原位(in situ)产生试剂,这些试剂在溶液中反应,完成较高能量的电子转移而生成激发态的分子,不稳定的激发态分子回到基态过程中以光辐射形式释放能量[48-50]。同理,当电极施加双阶跃正负脉冲(或电位循环)时,半导体纳米粒子(A)在正电位阶跃时被氧化为A+,接着在负电位阶跃时被还原为 A-,A+ 与 A- 反应生成激发态的 A*,激发态的 A* 回到基态过程中时产生了化学发光[24,51-55]。对应的反应过程可以用(4.1)—(4.3)式表示。值得注意的是通过该机理产生发光的必要条件是:产生的还原态 A- 或氧化态 A+ 在溶液中,要能够稳定存在一定时间,从而使得A+ 能够与 A- 相遇、碰撞并产生激发态的 A*[24]。 A → A+ + e- (4.1) A + e- → A- (4.2) A+ + A- → A* (4.3) A* → A + hv (4.4)较典型的例子是He气氛下,在含有0.1mol/L THAP乙腈溶液中,对Pt电极施加双阶跃正负脉冲电位,并在 +2.7 V 和 -2.1 V循环阶跃,在正电位阶跃时,粒径为2-4nm的Si纳米半导体被氧化成稳定的 Si(NCs)+,接着电位阶跃负方向产生Si(NCs)-,并与Si(NCs)+ 碰撞产生激发态的Si(NCs)*,Si(NCs)* 回到基态时产生640nm的光发射[24]。4.1.1.2 半导体纳米粒子电化学产物与共反应物(coreactant)发生ECL反应若体系中含有共反应物(还原性或氧化性物质)时,仅在工作电极上施加正或负电压,即可生成激发态的A*而发光[24,53,56-58]。其反应过程可以用(4.1)—(4.3)式表示。产生的还原态 A- 或氧化态 A+也要能够稳定存在于溶液中一定时间,才能发生发光[24]。 A → A+ + e- (4.1)A+ + Re → A* + Ox (4.5)A* → A + hv (4.4)或 A + e- → A- (4.2)A- + Ox → A* + Re (4.6) 其中较为典型的例子是Zou[56]等将纳米CdSe沉积在石墨充蜡电极表面上并成膜,纳米CdSe膜在循环伏安下产生两个ECL通道(ECL-1和ECL-2)。并用ECL-1,在事先通N2 25min 含有0.1mol/L KNO3 pH 9.3 磷酸缓冲溶液中,扫描速率为0.06V/S 下,对H2O2进行了测定,线性范围: 2.5×10-7 ~ 6×10-5 mol/L,检测限: 1.0×10-7 mol/L。他们也提出了ECL的机理(式4.7—4.11)。CdSe NCs + ne → nR• - (4.7)O2 + H2O2 + 2e → OOH- + OH- (4.8)2R• - + OOH- +H2O → 3OH- + 2R* (4.9)or2R• - + H2O2 → 2OH- + 2R* (4.10) nR* → CdSe NCs + hv (4.11) 4.1.2 纳米金粒子对电致化学发光体系的催化作用 因纳米具良好的“生物相容性”和高的催化特性,近来人们对纳米金催化等特性的研究进展迅速[59]。崔华[60]研究小组,已将纳米金用于化学发光体系研究,报道了纳米金粒子的催化作用对液相电致化学发光的影响,发现纳米金的催化作用和电化学活性既可以增强两个阳极ECL发光通道,又导致了两个新的阴极ECL发光通道的产生。最近,Liu[61]等发现纳米金可以催化Ru(bpy)32+- pentoxyverine (喷托维林)体系的电致化学发光,将电致化学发光分析法与毛细电泳技术联用,在毛细电泳柱端成功测定了喷托维林,检测限为:6nmol/L;并将该方法用于喷托维林和人血清白蛋白结合常数的测定,测定值为:1.8×103 L/mol。4.1.3 纳米材料作为化学发光试剂的固载。钱柯君[62]等用反胶束法水解正硅酸乙酯(TEOS)合成球形luminol/ SiO2复合纳米微粒;再用壳聚糖修饰已合成的纳米微粒并标记DNA作为DNA探针,构建的DNA探针与固定在聚吡咯修饰电极上的靶DNA杂交。用ECL法对DNA杂交情况进行评估,仅互补序列DNA才可以与DNA探针形成双链DNA(dsDNA)并产生强的ECL。发现3个碱基错配互补靶序列和非互补靶序列产生的ECL可以被忽略,ECL强度与互补序列DNA的浓度在5.0×10-12~1.0×10-9 mol/L范围内呈线性关系,对互补序列DNA的检测限为:2.0×10-12 mol/L。4.2 纳米材料参与的化学发光传统的化学发光研究一般仅限于分子和离子体系。最近,纳米粒子在化学发光中的行为研究已经引起了人们的重视:无论是半导体纳米粒子还是金属纳米粒子在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]和液相化学发光反应中都表现出特殊的活性。4.2.1纳米金参与的液相化学发光4.2.1.1 纳米金作为化学发光反应的微尺度平台Cui[26]等首次报道了,粒径为68-nm 的纳米金与KIO4—NaOH—Na2CO3之间的反应能够产生化学发光现象,该化学发光的光谱具有三个明显的发射带,分别位于380—390 nm, 430—450 nm和490—500 nm;该体系的化学发光强度随着溶液中

  • 【原创大赛】Ni基纳米阵列的制备

    【原创大赛】Ni基纳米阵列的制备

    1、实验步骤(1)AAO模板前处理依次用丙酮,乙醇,去离子水对模板进行清洗,以除去表面油污和灰尘等杂质,以防阻塞纳米孔。然后,在模板的一侧进行喷金处理,根据本实验要求,选择喷黄金,喷金在真空条件下进行,时间为5min。前处理后,测得AAO模板喷金侧具有良好的导电性。 (2)电镀液的选取主要选用Ni的盐溶液作为电镀液使用,考虑到AAO模板易被腐蚀的特性,配制了酸性和中性两种电镀液配方进行实验。(3)电镀实验预处理用循环水泵抽真空,使电镀液充满氧化铝模板的孔洞。抽真空时间为12h左右,至溶液内不再有气泡冒出为止。 (4)电沉积 在室温条件下,采用两电极体系,Pt作为对电极。直流电源下电流密度恒定在8mA/cm2条件下制备得到了金属Ni纳米线。将所制备的样品用3MNaOH溶液进行充分溶解,除去多孔氧化铝膜,用去离子水反复长时间冲洗,将残留的NaOH去除干净。2、 结果与讨论2.1模板的微观形貌图1为AAO模板的电镜形貌图。AAO模板孔径为80~100nm。孔隙率,模板中孔洞的体积之和占模板总体积的百分比,用P表示。因模板孔洞平行排列,故孔隙率的大小可用垂直于模板孔洞生长方向的平面上,孔洞面积与总面积的比值来计算。所用模板孔隙率计算如下:α(孔密度)=n÷S总 (2·1)P(孔隙率)=S孔÷S总 (2·2)其中,n(孔数)应按选定的分析面积内完整孔洞的数目来计算。由于孔洞数目较多,且实际模板的孔洞并非理想的圆形,因此,可以考虑借助专门的图形分析处理软件对一些结构参数进行辅助分析计算,一方面可以提高工作效率,另一方面,结构参数分析的准确率也可以得到很好的保证。经计算得,实验所用AAO模板孔隙率约1011个孔/cm2。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251659_567922_3043450_3.jpg图1 AAO模板的SEM图2.2制备Ni纳米阵列在室温下恒流电镀9h后,将AAO模板置于3M的NaOH中50min,进行模板的去除后,用SEM观察其微观形貌。图2为去除AAO模版后的纳米线的SEM图。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251659_567923_3043450_3.jpg图2 Ni纳米线的SEM图从图2可以看出, Ni纳米线呈束状,有较大的长径比,大量纳米线互相接触,这是由于溶解时间过长,AAO模板全部被除去后,单独的纳米线无法独立支撑,未形成规整的阵列结构。Ni纳米线直径在80-100nm之间,这与AAO模板孔洞直径分布有关。AAO模板的制备过程中会因降压引起纳米孔洞底部变细小,镍纳米线的外形与氧化铝模板具有相似性,因此镍纳米线的根部会有分支、变细的现象。还可能是电沉积过程中,导电性能好的区域生长较快形成的。纳米线表面不光滑则说明Ni纳米线的生长为单晶结构,生长速度有一定的不可控性。图3为所制备的Ni基纳米线的俯视图,AAO模板全部去除,纳米线互相接触。可以看出,Ni纳米线具有很好的取向性且未发生断裂,表明纳米线刚性较好。在模板全部被去除的情况下,仍保持有一定的有序性。纳米线生长长度基本一致。纳米线呈束状集中也有可能是电沉积时间过长,导致所沉积的纳米线长度超过模板而在模板表面沉积而形成的。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251659_567924_3043450_3.jpg图3 Ni基纳米阵列将AAO模板的去除时间缩短为35min,电沉积时间仍为9h,对制得的样品进行微观表征,如图4的a、b、c、d所示。由图4可知,模板部分去除后得到的Ni基纳米阵列,呈排列整齐的阵列结构,可用于下一步的纳米阵列电催化性能的研究。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251659_567925_3043450_3.jpg图3·5 Ni基纳米阵列的SEM图依据上面的分析结果可知,为得到排列规整的Ni基纳米阵列,需对电镀时间和模板溶解时间进行调整。缩短模板溶解时间,使Ni纳米线底部不与基体脱离,使纳米线之间相互独立,保持模板去除前的间距,从而得到Ni基纳米阵列电极。3、结论通过AAO模板电沉积法制备的Ni基纳米线平行排列,高度有序,镍基纳米阵列中镍纳米线直径为80~100nm。

  • 离心场场流仪在纳米材料领域的应用简介

    离心场场流仪,简称CF3,是在空心的分离通道内施加一个垂直于样品流动方向的离心力,使样品分离并分析测试其尺寸及分布。这款仪器与超速离心有相似之处,但是分离能力、分辨率等要高出很多。像热场具有两个分离原理一样,离心场也具有两个分离原理:1 尺寸分离,包括聚合物/生物大分子材料的流体力学体积、纳米材料的体积与尺寸;2 按照密度分离。离心场是最早商品化的场流分离仪,在人工合成/制造的纳米材料领域有着广泛的应用,在国际纳米材料科研领域享有极高声誉。许多归国留学科学家都曾经在国外学习期间使用过、了解过离心场CF3。目前,国内不少科研单位都对离心场产生了浓厚兴趣。由于具有按照密度分离的能力,离心场可以把尺寸相同或相近的、但是化学性质不同的纳米材料分离开来。附件的文件中,就介绍了尺寸基本相同的纳米金与纳米银颗粒的混合材料,被离心场分离开来并分别测试其含量和尺寸分布。注意,场流仪的分离,是先馏出小尺寸/小分子量样品,再馏出大尺寸/大分子量样品的,其顺序与GPC的分离顺序相反。具体到离心场,小尺寸/小密度的样品先馏出,因此,纳米银颗粒在前、纳米金颗粒在后。离心场可以分离分析各种纳米材料:金属、非金属、有机与无机材料等等,既可以使用水做流动相,也可以使用各种有机溶剂做流动相。

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