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纳米钛酸铅前驱体铅

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  • 【分享】纳米二氧化钛的光催化特性

    一、 研究意义和目的 人类正面临着环境污染的巨大压力。污水中成分复杂,浓度亦不相同,利用光催化技术可将多种有机污染物完全矿化为二氧化碳、水及其他无机小分子或离子;将高毒性的CN-氧化为CNO-,CrO42-还原为Cr3+,来降低它们的毒性;还能将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]体系中的氮氧化物分解并将有机污染物氧化。如何提高光催化反应的光量子产率,是光催化大规模应用面临的主要难题之一。晶粒尺寸减小到一定程度后,光能隙蓝移,对应于更高的氧化-还原电位,因而有更强的氧化-还原能力;另外晶粒尺寸减小后光生载流子迁移到晶粒表面的时间大大缩短,有效地减少了光生电子和光生空穴的体相复合。因此,制备高比表面积的超细二氧化钛纳米颗粒有望能显著地提高其光催化活性。 我们课题组的研究目标是利用价廉的含钛无机物为主要原料,制备锐钛矿相、金红石相、两相的混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和由介孔与二氧化钛纳米晶构筑的团聚体。利用苯酚的光催化氧化反应和铬酸根的光催化还原反应为模型,来考察不同结构的纳米二氧化钛的光催化活性。这些研究成果对光催化的基础研究、金红石相二氧化钛纳米晶的应用和高性能的光催化制备有重要的指导意义和借鉴作用。 1.不同结构纳米二氧化钛的制备与性能 以钛醇盐为前驱体,用沉淀法或溶胶-凝胶法都能制备出无定形或结晶度较差的锐钛矿相(anatase)二氧化钛。要获得金红石相(rutile)需经高温煅烧,大约在500t开始锐钛矿相?金红石相转变(具体温度与制备条件有关),要获得纯金红石相需在8000C左右煅烧2h。实际上,金红石相是常温下的稳定相,但在通常条件下难以合成。国内生产的钛醇盐主要是钛酸丁酯,含钛量不高且价格贵,文献中的数据表明,用钛醇盐为原料难以获得高比表面积(大于200m2/g)和超细尺寸的二氧化钛纳米晶(小于10nm)。而且,这种方法得到的粉体往往含有较多的有机物,这些有机物会降低二氧化钛的催化活性。因此,用醇盐得到的二氧化钛需用煅烧的方法来改善结晶度和除掉有机物。我们课题组找到了用廉价原料制备不同晶相的高性能二氧化钛纳米粉体的方法。高温条件下金红石相二氧化钛纳米晶的生长速度快,高温[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]反应(如氯化法)也难以获得金红石相二氧化钛纳米晶。二氧化钛纳米晶在液相介质中,很难分离和回收。文献曾报道用模板剂来合成介孔二氧化钛,但墙体二氧化钛是无定形的,且3500C煅烧介孔开始坍塌,尚不能完全烧掉模板剂。因此,这种介孔并不适合作光催化剂。 我们用四氯化钛为主要原料,通过控制水解条件可以得到锐钛矿相、金红石相以及混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和三维无序结构的介孔二氧化钛。图1和图2分别为它们的x射线衍射图(XRD)和透射电镜照片(TEM)。 纳米粉体有着更高的光催化活性,但在应用中面临的主要问题是它们难以分离和回收。为了解决这一难题,可将二氧化钛负载在分子筛或介孔材料上,Ying曾制备了二氧化钛介孔材料,但350℃煅烧后孔开始坍塌。这样低的煅烧温度尚不能烧掉孔内的模板剂剂,作为墙体的二氧化钛是非晶的,并不适合于用作光催化剂。我们通过溶胶-凝胶法制备了含少量二氧化硅的钛硅复合氧化物,利用二氧化硅网络阻止煅烧过程中二氧化钛的传质过程从而抑制品粒长大和相变。钛硅复合粉体中二氧化钛晶化后,用化学法洗去二氧化硅,可以得到高比表面积的介孔二氧化钛。与现有文献相比,这种介孔材料的突出特点是:①墙体为锐钛矿相,适合作光催化剂;留颗粒尺寸为10mm级,是一次粒径为1nm的锐钛矿相和介孔构筑的团聚体,既保留了纳米晶高比表面积的特点又可用过滤的方法来分离和回收;③可用光还原的方法在孔壁沉积出贵金属岛,来实现电子和空穴的分离和氧化过程和还原过程的分隔。我们知道铂的密度是锐钛矿相二氧化钛的5.6倍,使用过程中铂原子簇会从颗粒表面脱落。沉积在孔壁上的铂位于孔构筑的笼中,能延长负载珀的光催化剂的使用寿命。 2.发现了不同结构纳米二氧化钛的光催化活性中的一些新现象 苯酚是常见的有机污染物,汽提法不过是将有机污染物由一种介质转移到另一种介质,没有真正降解;利用光催化技术可将苯酚等污染物降解(为二氧化碳和水,实现完全矿化。铬(VI)有致癌作用,并且不易被吸附剂吸附,因而难以固定。利用光催化技术,可以把铬(VI) 还原为毒性较低的铬(Ⅲ),在中性或弱碱性介质中,铬(Ⅲ)可以转化为Cr(OH)3沉淀,能够从溶液中分离出来。选择这两种最常见的污染物来考察二氧化钛纳米晶的光催化活性,发现了一些新现象并得到了有重要意义的结果。 我们首次在国际上报道了超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶在苯酚的光催化降解反应中对其深度矿化有更高的选择性。不往反应体系中通人氧气,利用搅拌时空气中的溶解氧来促进苯酚的光催化氧化,发现粒径为3.8nm的锐钛矿相二氧化钛对苯酚的深度矿化的选择性最高,而混晶和金红石相的超细纳米晶的选择性较低。这一发现表明用超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶作为光催化剂时,生成的有机中间产物少,不会造成降解产物对水体的二次污染。图3为不通氧条件下,主要的几种二氧化钛纳米晶使苯酚深度矿化的选择性差异3.8nm(A) 6.8nm(A) 14.1nm(A) mixed-1 rdxexl-2 7.2nm(R)Photo0Zcatalysts不同晶相的纳米二氧化钛对苯酚深度矿化的选择性mixed-l=混晶,4.4nm(R)+5.9nm(A);mixed-2=混晶,14.2nm(R)+10.7mm(A).不论是否往反应体系中通人氧气,合成的混晶均表现出最高的催化活性。总有机碳(TOC)含量的结果表明,不通人氧气,用合成的混晶、6.8nm的锐钛矿和7.2nm的金红石相二氧化钛纳米晶作为光催化剂,反应4h后反应体系中TOC分别下降61.2%、50.5%和47.1%。通入氧气后,反应速率迅速提高,反应1.5h后,使用这三种催化剂后,反应体系中的TOC分别下降97.6%、84.5%、91.5%;作为对比,我们选择商品二氧化钛(锐钛矿相,比表面积等于9m2/g)进行光催化实验,同样条件下其TOC含量仅下降21.2%。由此可见纳米晶的高催化活性。紫外-可见光谱表明混晶的漫反射吸收谱不同于两相的机械混合物:它们在可见光区有一较弱的吸收带,高分辨电镜照片表明混晶中不同形貌的纳米颗粒在晶面尺度上形成毗连结构,这种晶面毗连形成了过渡能态,有利于提高其光催化活性。优化混晶中两相的比例、并设计和制备出更多不同相的毗连晶面的高活性光催化剂的工作正在进行之中。 铬酸根的降解反应中,锐钛矿相超细纳米品表现出很高的光催化活性,催化活性随着粒径的减小而大幅度提高。在酸性条件下,纳米晶显示更高的光催化活性,半小时铬酸根的除去率超过90%。从不同晶粒尺寸的锐钛矿相二氧化钛的UV-vis吸收谱来看,其尺寸效应不如金红石相二氧化钛明显。也就是说,锐钛矿相晶粒细化后,光能隙的蔬移并不明显。二氧化钛纳米晶中光生电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间(t)可由下列公式来估算:t=r2/p2D (1)r为二氧化钛纳米晶的半径,D为载流子的扩散系数。电子的扩散系数(De)为2×10-2cm2/s,由此算得粒径为6.8nm、lOnm和lOOnm的二氧化钛中电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间约为0.58ps(皮秒)、1.25ps和125ps。可见粒径细化后,光生电子迁移到晶粒表面所需的时间大大减少。这样可有效地减少了光生电子和光生空穴在体相内的复合,有更多的光生电子参加氧化-还原反应,因而有更高的光催化活性。因此,在铬酸根的光催化还原反应中,晶粒细化后,光生电子迁移到纳米晶表面的时间大大缩短,减少了光生载流子的体相复合是其光催化活性有显著尺寸效应的主要原因。 需要强调指出的是无论在苯酚的光氧化反应还是铬酸根的光还原反应中,介孔二氧化钛的光催化活性大大高于钛硅复合粉体,负载0.22 wt%的Pt后,光催化活性大幅度提高。

  • 纳米二氧化钛(钛白粉)转化为硝酸盐可导致潜在环境污染问题-元芳您怎么看

    纳米二氧化钛(钛白粉)转化为硝酸盐可导致潜在环境污染问题 核心提示:中科大学者通过研究发现纳米二氧化钛(钛白粉)可转化为硝酸盐,可能导致潜在的环境污染问题。 纳米二氧化钛由于其高折射率、超强的紫外光吸收能力、优异的杀菌、除臭及防污性能,在全世界范围内的多个领域广泛使用,如用于防晒护肤品、食品、白色油漆等消费品及家居生产,其年生产量高达数百万吨,并不断增加。 中科大化学与材料科学学院俞汉青教授课题组,通过实验证明大气中丰富的氮气和氧气可以在纳米二氧化钛(钛白粉)表面通过光催化反应形成硝酸盐,并结合理论计算和分析阐明硝酸盐的形成机制。发现过量硝酸盐排放到水体中会对人体产生毒害,如导致儿童的“蓝色婴儿综合症”,也可引起水体富营养化和蓝藻的爆发,产生环境污染问题。 研究者院士杰、陈洁洁介绍,二氧化钛光催化形成硝酸盐这一光催化反应的发现提醒人们可能低估了大量使用纳米二氧化钛的潜在环境风险。该化学反应一方面可能加剧日趋严重的氮污染问题,而另一方面也提供了一种条件温和且成本低廉的硝酸盐生产新方法。 据悉,该成果发表在最新出版的《NatureCommunications》,而这一研究也得到中国科技部和国家自然科学基金委的支持。

  • 【求助】寻求从强碱(NaOH)溶液中的分离 悬浮纳米钛酸盐粉体 方法?

    寻求从强碱(NaOH)溶液中的分离 悬浮纳米钛酸盐粉体 方法?小弟用水热法作纳米钛酸盐无机粉体。溶液是强碱NaOH,由于粉体太细漂浮在溶液中,长时间静置也不能沉淀,过滤也要几个小时,很难洗去粉体中占付的碱溶液。我听说人家用醋酸滴定可以加快沉淀,试了效果不明显。请问那些做过纳米粉的前辈,能有什么快速分离纳米粉体的好方法。十分感激!!

  • 【原创大赛】纳米材料的潜在毒性

    当今,纳米材料已成为高科技的卖点,纳米化妆品、纳米药物、纳米羽绒服等目前都被炒得火热。比如添加纳米材料的化妆品,防晒功能更强,可有效杀灭隔绝有害菌等。但是越来越多的研究表明,大小只有十亿分之一米的纳米颗粒有可能穿过皮肤,进入人类的血液循环系统,并被传送到大脑、肺部等人体器官当中。最早是2004年,英国的一位学者指出纳米材料的危害性,文章发表在《科学》上。认为这种尺寸级别的颗粒,能够直接进入人体,穿透人体的安全屏障。最近,A. Sood等在Nature Nanotechnology上发表了一篇 Signalling of DNA damage and cytokines across cell barriers exposed to nanoparticles depends on barrier thickness。 文章介绍说,随着纳米材料越来越多的应用在医药、电子、航空等领域,人体与纳米材料的接触也不可避免的增加,从外部来说,周围环境中有很多非常细微的纳米颗粒;从内部来说,纳米颗粒用于体内成像及肿瘤治疗等。研究表明,纳米颗粒可以产生活性氧进而引发氧化损伤,因此,纳米颗粒应用在消费品方面之前应该对其潜在的毒性进行仔细的评估。 细胞屏障以各种形态存在于身体内,在抵御外界纳米颗粒侵犯,在保护细胞方面起到很重要的作用。比如,与泪膜在一起的角膜上皮细胞屏障是多层的,可以阻止病原体、过敏原、刺激物等进入眼睛。但是,限制微小物体如细菌等向脑脊液的扩散的血脑屏障是由内皮细胞的单分子层屏障组成的。胎盘屏障可以调节母体和胎儿之间的物质交换,其结构会在妊娠期间发生变化,早期妊娠阶段,胎盘绒毛被多核合胞体滋养层细胞组成的双分子层细胞覆盖,直接依赖细胞滋养层。之后,胎盘屏障会变的明显一些,但也不是完全的单分子层,还是有一层不完全的细胞滋养层。 我们之前的研究发现钴铬纳米颗粒不需要穿过细胞屏障,就可以引起多层细胞屏障另一侧细胞染色体中DNA的损伤和畸变,这种间接的损伤是由屏障中缝隙连接蛋白之间的细胞的信号传递导致的,其中以ATP和Ca2t作为信使。那么,纳米颗粒的这种间接效应是否会因为不同类型的细胞屏障而发生改变?这是一个很值得研究的领域。我们通过体内、体外以及体内模型的研究发现,纳米颗粒的这种间接效应取决于细胞屏障的厚度,双分子层或者多分子层屏障可以导致DNA损伤,引起间接毒性,但是单分子层屏障不会产生类似的作用。研究发现,胚胎滋养层以及角膜屏障都可以产生这种间接的损伤信号,并且已经在小鼠以及人体胚胎的体外组织培养中得以证实。如果这种基于屏障厚度的信号传导是所有屏障的一个共同特点,那么我们的研究结果可以为如何减少纳米材料负面作用提供很重要的帮助,并可能提供新的治疗方法。

  • 纳米二氧化钛的抗菌原理

    纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满 TiO2的价带和一个空的导带,在水和空气的体系中,纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下,当电子能量达到或超过其带隙能时。电子就可从价带激发到导带,同时在价带产生相应的空穴,即生成电子、空穴对,在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置,发生一系列反应,吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘获电子形成O2 ·,生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化) 。同时能与细菌内的有机物反应,生成 CO2和 H2O;而空穴则将吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很强的氧化能力,攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基,激发链式反应,最终致使细菌分解。TiO2 的杀菌作用在于它的量子尺寸效应,虽然钛白粉(普通 TiO2)也有光催化作用,也能够产生电子、空穴对,但其到达材料表面的时间在微秒级以上,极易发生复合,很难发挥抗菌效果,而达到纳米级分散程度的TiO2,受光激发的电子、空穴从体内迁移到表面。只需纳秒、皮秒、甚至飞秒的时间,光生电子与空穴的复合则在纳秒量级,能很快迁移到表面,攻击细菌有机体,起到相应的抗菌作用。在紫外线作用下,以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高;用TiO2光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数,饮用后无致突变作用,达到安全饮用水的标准。在涂料中添加纳米二氧化钛可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌,防止感染。因此,纳米纳米二氧化钛能净化空气,具有除臭功能。 纳米二氧化钛抗菌特点:对人体安全无毒,对皮肤无刺激性;抗菌能力强,抗菌范围广;无臭味、怪味,气味小;耐水洗,储存期长;热稳定性好,高温下不变色,不分解,不挥发,不变质;即时性好,纳米二氧化钛抗菌剂仅需1h就能发挥效果,而其他银系抗菌剂效果则需约24h;纳米二氧化钛是一种永久性维持抗菌效果的抗菌剂;具有很好的安全性,科用于食品添加剂等,与皮肤接触无不良影响。

  • 帮忙解析纳米钛酸钡的HRTEM图

    帮忙解析纳米钛酸钡的HRTEM图

    成出20纳米左右钛酸钡,XRD显示立方相,Raman显示有四方相,希望能从HRETM图获得相的信息、暴露的晶面、生长速率最快的晶面。典型2个HRTEM图如下:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/03/201403200835_493717_2788584_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/03/201403200835_493718_2788584_3.png

  • 浅谈拒水拒油纳米技术处理服装的功能检测

    浅谈拒水拒油纳米技术处理服装的功能检测Discussion on the Testing of Water-repellent and Oil-repellent Nano-functionalApparel 杨志敏,何玉兰,叶毓辉,董晶泊(深圳市计量质量检测研究院,广东 深圳 518139)摘要:简要介绍拒水拒油纳米处理服装,及通过接触角、沾水等级、拒油等级对其性能的检测。关键词:纳米;拒水;拒油;接触角Abstract:This paper briefly introduces the nano-functional apparel ,and the test method of the water-repellent and oil-repellent.Key words: nano;water-repellent;oil-repellent;contact angle拒油原理和拒水原理极为相似,都是改变纤维表面性能,使其临界表面张力降低,水和油与其产生较大的接触角,达到拒水拒油的目的,而又不影响织物的透气性。拒水拒油纳米服装就是利用纳米技术处理过的面料制成的功能性服装。目前常用有两种方法:一种是利用涂层或浸渍,对纤维或面料进行表面处理,最终在织物表面形成一种功能性的涂层;另一类是利用化纤改性技术,将纳米材料作为添加剂加入到纺丝液中,复合纺丝,制备功能面料。目前市场上纳米服装局面混乱,鱼目混珠的“纳米”产品一哄而上,有些只是不透气涂层织物,引来众多的非议。如何鉴定纳米结构,评估和检测服装的拒水拒油功能,从而判定是否为拒水拒油纳米处理服装是目前面临的问题。本实验通过扫描电镜(SEM)鉴定织物表面的纳米结构,并通过测量液体在织物表面的接触角,沾水等级,拒油等级来检测纳米处理服装的拒水拒油性能,简要介绍拒水拒油纳米处理服装的检测。1纳米结构的鉴定确定是否具有纳米结构单元是判断该服装是否为纳米技术处理服装的前提。目前纳米结构的表征方法有很多,如扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、扫描隧道电镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、X射线小角散射法(SAXS)等等,但涉及到服装一类最终产品上,取样、制样方法一直是难题。结合试验条件,本试验采用扫描电子显微镜测定织物表面纳米结构单元。仪器:扫描电子显微镜(分辨率2 nm),哈氏切片器,镀膜仪(金属膜)。在服装上的有效部位随机剪取5块5 mm×5 mm的试样,用镊子夹取试样固定在贴有导电胶布样品台上,将载有样品的试样台移至镀膜仪,镀膜为金属导电膜,膜的厚度宜在5~20 nm的范围内。然后送入扫描电镜样品室,抽真空直至可以进行电镜测试。在使用扫描电镜测试时,每个试样随机选择四个区域进行观测,放大倍数以有利于观测纳米结构为宜。结构单元的短径≤100 nm则为纳米结构单元,结构的短径>100 nm则为非纳米结构单元。测试所有试样,并计算纳米结构单元总数和非纳米结构单元总数(如图1所示)。图1 纤维表面形貌从图1中可以看出,纤维表面附有较多纳米颗粒。部分纳米颗粒因发生团聚,颗粒直径明显大于100 nm。整个区域以直径≤100nm的纳米颗粒为主,完全符合纳米技术处理服装的要求。2表面接触角测定当一滴液体滴在织物表面上时,有可能完全润湿织物,在表面形成一层水膜,有可能形成水滴状,液滴边缘与固体表面形成一个夹角θ,这个角就称为接触角。当0°<θ<90°时,液体部分润湿织物,并在极短的时间内,液滴向四周扩散并渗入织物中,90°<θ<180°时,液体不能润湿织物表面而形成液珠,倾斜时液滴滚落。如图2所示。 图2 接触角θ要达到拒水的目的,就要使接触角θ越大越好。根据著名的Young方程:γS=γSL +γLcosθ,液体在固体表面形成的接触角和界面张力之间的关系可知,由于液体表面张力不变,要达到拒水的目的,就必须减小固体表面张力或使固液表面张力变大。由于在纳米尺寸低凹的表面可以吸附气体分子,并且使其稳定附着存在,所以在宏观织物表面上形成了一层稳定的气体薄膜,使得油或水无法与织物的表面直接接触,纤维表面张力减小,水滴或油滴与界面的接触角趋于最大值,实现纤维织物拒水拒油功能。 水的表面张力为72.6 mJ/m2,而一般油类的表面张力为20~40 mJ/m2,润湿能力远大于水,所以拒油的物质一定拒水,故这里只测量油滴的接触角。取5个样品,在同一个样品上不同位置测量5次,取平均值。然后使用标准洗涤剂按5A程序洗涤5个循环,再测试洗后织物表面接触角。仪器:JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪,微量注射器,玻璃载片,A形全自动洗衣机。试剂:食用油,标准洗涤剂WOB。 图3 油滴在织物表面形态 调整好仪器之后,通过垂直固定的微量注射器往织物表面上滴2~3 μL食用油,油滴未渗入织物中,在织物表面形成近似圆形液滴,见图3。冻结图像之后,计算每个油滴的接触角,结果见表1。表1 油滴表面接触角试样编号接触角/o洗前洗后1#144.8138.22#141.6145.13#149.7142.24#153.4137.45#145.2148.8平均值146.9142.3从表1可以看出,洗前油滴在织物表面的平均接触角为146.9 o,远大于90 o;洗后油滴在织物表面的平均接触角为142.3 o,不仅说明该服装洗后仍使油滴在其表面有较大的接触角,具有良好的拒油效果,亦说明该服装具有一定的耐洗性能。3拒水级别测试在日常检测中,对织物的拒水级别测试,一般用淋水性能测试方法。按照GB/T4745—1997《纺织织物表面抗湿性测定沾水压试验》中要求的取样、操作程序、评定进行,织物的经向与水流方向平行,分别测试洗前、洗后试样的拒水级别,结果见表2。表2 拒水等级试样编号沾水等级/级洗前洗后1#552#553#55[/tr

  • 【特稿】浅谈纳米材料的应用

    有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。  1 力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

  • 新西兰引进化学品纳米标签

    新西兰环境保护部门于6月29日宣布,从2015年7月1日起,新西兰市场上有售的化妆品含有纳米材料的,必须在标签上进行标注。 该新规定是《新西兰化妆品标准》修定的条款之一,本次修订是在《欧盟化妆品法规》(2011年11月29日报道)的基础上对化妆品中的有害物质进行规管,包括按照欧盟法规调整一些化妆品的定义,要求制造商在化妆品标签上提供批号和源代码等信息,便于召回时进行识别。 此外,由于缺乏能证明其安全性的信息,邻氨基酚(o-aminophenol)将被禁止在染发剂中使用。据悉,企业有12个月的过渡期以确保逐步淘汰这类产品。

  • 纳米片材料性质

    [font=微软雅黑][size=10.5000pt]由于纳米单元层都是一个动力学独立的片状颗粒,其空间位阻被降到最低,因此可以与任意大小的微粒同纳米层实现组装,进而合成一系列利用常规方法不能抽取的插层化合物,特别是插入体积非常大的客体分子。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]此外,剥离得到的纳米层通过剥离[/font]/重组技术可以制备新的纳米功能薄膜、纳米功能积层材料、有效高比表面积的催化材料材料以及有机-无机复合材料等。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]期待合成的纳米材料在磁性材料、选择性催化剂、选择性吸附剂,锂离子二次电池正极材料等方面得到广泛应用。[/size][/font][align=left][b][font=微软雅黑][size=12pt]层状化合物及分类[/size][/font][/b][/align][font=微软雅黑][size=10.5000pt]随着纳米复合材料的深入研究,另一类多功能的无机层状化合物已成为合成功能性复合材料重要的前驱物或基本组成单元。无机层状化合物的各类繁多,一般以层状主体是否带电来进行分类。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]阴离子型层状化学物:是指层间具有可交换阴离子或中性分子的层状结构主体,且层状主体构架是带正电荷的。其中比较有代表性的主要是:水滑石、类水滑石。它们的主体成份一般是由两种金属的氢氧化物构成,因此又称其为双金属氢氧化物。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]阳离子型层状化合物:是由带负电结构单元通过共用边、角、面形成的层状框架或网络。片层电荷补偿是通过层间可移动的阳离子如钾离子或者纳离子等或中性分子来实现。其中比较有代表性的是蒙脱土、绿土、磷酸盐、硅酸盐、钛酸盐和砷酸盐和铌酸盐。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]中性层状化合物:即层状主体结构是电中性的。这类化合物层与层之间是范德华力维持,研究较多的是石墨、层状双硫氧化物、[/font]V[/size][/font][sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]2[/size][/font][/sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]O[/size][/font][sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]5[/size][/font][/sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]等。[/size][/font]

  • 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。

  • 【资料】纳米碳酸钙在涂料行业中的应用现状与展望

    中国化工网2007年3月13日报道:纳米材料是指晶体粒径为纳米级的多晶体材料,具有小尺寸与高浓度晶界两个重要特征,通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级,产生了小尺寸的量子隧道效应,同时由于其高浓度晶界及界面原子受力不均衡性增加产生了界面效应,这两种效应导致材料在力学性能、磁性能、光学性能、电性能及热力学特征发生突变。将纳米材料应用于涂料中,由于成膜基料、颜填料及助剂等分子中存在着诸多的活性点,这些活性点可能会与纳米粒子表面的活性点之问发生强烈的相互作用,从而有可能形成致密而稳定的涂层,使涂膜的物理化学性能显著提高。碳酸钙是一种无毒、无刺激、无气味的白色软质填料,在涂料工业中,其易于与各类聚合物相容,热稳定性好,是最常用的原料之一,在成膜物中起着骨架作用。近年来随着纳米技术的兴起,将纳米碳酸钙应用于涂料中以期改善涂料性能是涂料界关注的热门话题之一,尤其是国内众多万吨级的纳米碳酸钙生产线的建成,更是迫切需要寻找包括涂料在内的一系列领域中获得应用,然而纳米碳酸钙直接应用于涂料中,存在以下缺陷:颗粒表面能高,处于热力学不稳定状态,极易团聚;碳酸钙表面亲水疏油,极性很高,在有机介质中难以分散,与基料的结合力差,易形成界面缺陷,导致涂膜性能下降。[

  • 对于纳米TiO2你了解多少?

    纳米TiO2(优锆纳米)具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米二氧化钛还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中1.杀菌功能在紫外线作用下,以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高;用TiO2光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数,饮用后无致突变作用,达到安全饮用水的标准。在涂料中添加纳米二氧化钛(TG01)可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌,防止感染。因此,纳米纳米二氧化钛(TG01)能净化空气,具有除臭功能。苏州优锆纳米二氧化钛具有很高的表面活性,抗菌能力强,产品易于分散。经试验证明该产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和曲霉菌等具有很强的杀菌能力,已广泛应用于纺织、陶瓷、橡胶、医药等领域的抗菌产品,深受广大用户的欢迎。2.防紫外线功能纳米氧化钛(同VK-T25)的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过纳米二氧化钛的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。苏州优锆纳米二氧化钛由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比,万景牌纳米氧化钛在紫外区的吸收峰更高,更可贵的是它还是广谱屏蔽剂,不象有机紫外线防护剂那样只单一对UVA或UVB有吸收。它还能透过可见光,加入到化妆品使用时皮肤白度自然,不象颜料级TiO2,不能透过可见光,造成使用者脸上出现不自然的苍白颜色。3.光催化功能---清洁空气,PM2.5分解环境有害气体可分为室内有害气体和大气污染气体。室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢及氨气等。纳米二氧化钛通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化,从而使空气中这些物质的浓度降低,减轻或消除环境不适感。苏州优锆纳米二氧化钛因粒径非常小,而且不团聚,分散性能好,没有任何沉淀,不含任何添加剂(香精),催化活性高:本款纳米光触媒的催化活性经过测试,比目前市场所有的催化性能最好的纳米二氧化钛的催化活性还高20-50倍。可以迅速的捕捉并分解室内的甲醛,苯,氨等有害气体,除味效果好。对PM2.5的分解清除有良好的效果。

  • 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]

  • 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。

  • 神奇的微生物纳米线

    神奇的微生物纳米线

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501091358_531780_2972800_3.jpg 科学界关于“微生物纳米线”的争论已经存在了十年,近日,美国麻州大学阿默斯特分校的德里克•洛弗利研究小组利用新的成像技术——静电力显微镜(EFM)从物理学上证明了地杆菌微生物体内“微生物纳米线”的存在,这是一项极具环境和现实意义的发现,微生物纳米线是潜在的“绿色”的电子元件,可再生、无毒、可基因操控,未来将广泛用于工程微生物传感器和生物计算设备等领域。 “微生物纳米线”是一种线状纤维蛋白,它们就像安在微生物身体上的微小电线一样,可以传输电荷。“图像显示电流沿着微生物纳米线流动,眼见为实,能在分子水平上将纳米线传输电荷的机制可视化是非常令人振奋的。”洛弗利激动地说。纳米线证明了地杆菌以土壤中的铁和其他金属为生,这将使其在改变土壤化学状况以及环境净化中发挥重要作用。 这一发现不仅在生物学上,也在材料学上提出了一项重要的新原理:当设置正确时,天然氨基酸可像碳纳米管等分子导体一样传输电荷。它为蛋白质纳米电子学开辟了前所未有的前景。目前正在开发应用程序有两个:一是把地杆菌集成到电子传感器中来监测环境污染物,二是基于地杆菌的微生物计算机。“我期望这项技术未来可以应用于更多物理学和生物学交叉的领域。”洛弗利说。

  • 神奇的微生物纳米线

    神奇的微生物纳米线

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501091400_531781_2972800_3.jpg 益择网讯(慕雪/编译)科学界关于“微生物纳米线”的争论已经存在了十年,近日,美国麻州大学阿默斯特分校的德里克•洛弗利研究小组利用新的成像技术——静电力显微镜(EFM)从物理学上证明了地杆菌微生物体内“微生物纳米线”的存在,这是一项极具环境和现实意义的发现,微生物纳米线是潜在的“绿色”的电子元件,可再生、无毒、可基因操控,未来将广泛用于工程微生物传感器和生物计算设备等领域。 “微生物纳米线”是一种线状纤维蛋白,它们就像安在微生物身体上的微小电线一样,可以传输电荷。“图像显示电流沿着微生物纳米线流动,眼见为实,能在分子水平上将纳米线传输电荷的机制可视化是非常令人振奋的。”洛弗利激动地说。纳米线证明了地杆菌以土壤中的铁和其他金属为生,这将使其在改变土壤化学状况以及环境净化中发挥重要作用。 这一发现不仅在生物学上,也在材料学上提出了一项重要的新原理:当设置正确时,天然氨基酸可像碳纳米管等分子导体一样传输电荷。它为蛋白质纳米电子学开辟了前所未有的前景。目前正在开发应用程序有两个:一是把地杆菌集成到电子传感器中来监测环境污染物,二是基于地杆菌的微生物计算机。“我期望这项技术未来可以应用于更多物理学和生物学交叉的领域。”洛弗利说。

  • 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]

  • 【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。

  • 苏州纳米所等在硫化银近红外量子点活体成像研究中获进展

    随着生物医学影像技术的不断发展,近红外荧光成像技术在生物医学研究领域得到了越来越多的关注和应用。其中,近红外二区(1000 nm-1400 nm)荧光对生物组织穿透能力强,成像信噪比高,该区域荧光成像技术在生物活体成像领域已展现出巨大潜力。量子点(Quantum dots, QDs)作为一种新型的纳米荧光探针,具有亮度高、光稳定性强、光谱可调等传统荧光染料不可比拟的优势,在生物标记、成像与传感等方面得到了广泛应用,而开发具有近红外二区荧光发射、生物相容性好、量子产率高的QDs是当前其用于活体荧光成像所面临的重要挑战。 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌研究员课题组在“单源前驱体制备Ag2S近红外量子点”(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1470–1471)的基础上,进一步优化制得了量子产率更高、生物相容性更好、尺寸均匀可控的Ag2S近红外QDs。通过与美国斯坦福大学戴宏杰教授课题组合作,利用Ag2S QDs进行了细胞成像与毒性研究。结果表明,在水溶性Ag2S QDs表面修饰不同的生物识别分子,可实现对不同细胞系的特异性标记,并且该Ag2S QDs几乎没有细胞毒性(ACS Nano 2012, 6, 3695–3702)。 在上述工作基础上,王强斌课题组与戴宏杰教授课题组继续合作,进一步将Ag2S QDs用于动物活体成像研究。结果表明,因肿瘤组织对大分子的高通透性和滞留效应(简称EPR效应),肿瘤对QDs具有很高的摄取(图2),该现象为肿瘤早期诊断以及手术的可视化提供了重要的技术基础。同时,他们对导入小鼠体内QDs的命运进行了追踪,发现除了富集于肿瘤部位的QDs外,其它QDs大部分在注射24小时后不断的随粪便和尿液排出;一周后,体内各个器官(肝和脾除外)的QDs均已基本排出(图3)。 该工作已在国际著名杂志Angewandte Chemie International Edition上发表。对Ag2S QDs的长期体内代谢、分布和毒理研究正在进行之中。 此项工作得到中科院“百人计划”、中科院先导专项、国家自然科学基金委和科技部等的大力支持。 原文链接http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120921399246236683.gif 图1:(a)Ag2S QDs成像示意图,(b)和(c)分别为Ag2S QDs的实物和暗场中的荧光照片,(d)和(e)分别为吸收和荧光光谱,(f)为Ag2S QDs的TEM照片。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120921399246247360.gif图2:4T1肿瘤对Ag2S QDs的高效摄取http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120921399246242640.gif图3:Ag2S QDs的活体滞留和排泄情况

  • 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。

  • 纳米抗体结构是什么?与普通抗体有什么区别

    [font=宋体][font=宋体]纳米抗体([/font][font=Calibri]Nanobody, Nb[/font][font=宋体]),又称为单域抗体([/font][font=Calibri]Single-domain antibodies, sdAbs[/font][font=宋体]),是来源于骆驼科动物和鲨鱼的一种独特的抗体,最初由比利时免疫学家[/font][font=Calibri]Hamers-Casterman[/font][font=宋体]于[/font][font=Calibri]1989[/font][font=宋体]年在分离骆驼血清中的抗体时偶然发现。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]传统抗体的结构类似于[/font][font=宋体]“[/font][font=Calibri]Y[/font][font=宋体]”形,是由两条重链和两条轻链构成的对称结构。一些骆驼科动物等在其生长进化的过程中,自身的免疫系统中出现了缺失轻链及重链[/font][font=Calibri]CH1[/font][font=宋体]结构但完全保留抗原结合活性的重链抗体([/font][font=Calibri]HCAb[/font][font=宋体])。[/font][font=Calibri]HCAb[/font][font=宋体]特异性结合抗原的区域为其重链的可变区,即[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]([/font][font=Calibri]Variable domain of heavy chain of heavy-chain antibody[/font][font=宋体])。[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]经重组表达后,可获得只含有单个结构域的最小单元抗原结合片段,即纳米抗体。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米抗体仅有[/font][font=Calibri]12~14 kDa[/font][font=宋体],其晶体直径为[/font][font=Calibri]2.5 nm[/font][font=宋体],长[/font][font=Calibri]4 nm[/font][font=宋体],因此被认为是已知的可以与抗原结合的最小单位。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米抗体([/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体])与普通抗体[/font][font=Calibri]VH[/font][font=宋体]具有相同的结构域,即[/font][font=Calibri]4[/font][font=宋体]个保守框架区([/font][font=Calibri]FR1/2/3/4[/font][font=宋体])和[/font][font=Calibri]3[/font][font=宋体]个互补决定区([/font][font=Calibri]CDR1/2/3[/font][font=宋体])。普通抗体的[/font][font=Calibri]VH[/font][font=宋体]中[/font][font=Calibri]FR2[/font][font=宋体]内有四个高度保守的疏水性氨基酸残基([/font][font=Calibri]V42[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]G49[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]L50[/font][font=宋体]和 [/font][font=Calibri]W52[/font][font=宋体]),而在[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体中,这四个氨基酸被替换成亲水性的氨基酸残基([/font][font=Calibri]F42[/font][font=宋体]或 [/font][font=Calibri]Y42[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]E49[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]R50[/font][font=宋体]和[/font][font=Calibri]G52[/font][font=宋体]),因此增加了纳米抗体的水溶性。此外,与普通抗体的[/font][font=Calibri]CDR3[/font][font=宋体]相比,纳米抗体的[/font][font=Calibri]CDR3[/font][font=宋体]较长一些,可形成凸形结构,从而增强对隐藏的肿瘤抗原表位识别的能力。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]纳米抗体与普通抗体的区别:[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]普通抗体:[/b][/font][font=宋体]免疫原性:较高[/font][font=宋体][font=宋体]分子量大小:[/font][font=Calibri]150 kDa[/font][/font][font=宋体]半衰期:较长[/font][font=宋体]组织穿透力:较低[/font][font=宋体][font=Calibri]CDR3[/font][font=宋体]长度:平均[/font][font=Calibri]10[/font][font=宋体]个氨基酸残基[/font][/font][font=宋体]识别位点:较难识别隐藏位点[/font][font=宋体][font=宋体]稳定性:易失活,在高温或极端[/font][font=Calibri]pH[/font][font=宋体]下失效或分解[/font][/font][font=宋体]抗体表达:哺乳动物表达[/font][font=宋体]生产费用:较高[/font][font=宋体][font=宋体]工程化改造:[/font][font=宋体]“[/font][font=Calibri]Y[/font][font=宋体]”字型结构,不易改造[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]纳米抗体:[/b][/font][font=宋体]免疫原性:较低[/font][font=宋体][font=宋体]分子量大小:[/font][font=Calibri]12-14 kDa[/font][/font][font=宋体]半衰期:较短[/font][font=宋体]组织穿透力:较强,可穿过血脑屏障[/font][font=宋体][font=Calibri]CDR3[/font][font=宋体]长度:[/font][font=Calibri]16-24[/font][font=宋体]个氨基酸残基[/font][/font][font=宋体]识别位点:容易识别隐藏位点[/font][font=宋体][font=宋体]稳定性:高稳定性,在高温或极端[/font][font=Calibri]pH[/font][font=宋体]下保持稳定[/font][/font][font=宋体]抗体表达:哺乳动物或微生物表达[/font][font=宋体]生产费用:较低[/font][font=宋体]工程化改造:结构简单,容易改造[/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][font=宋体][b]纳米抗体开发服务[/b][/font][font=宋体][font=宋体]不同于经典的杂交瘤技术制备单克隆抗体,纳米抗体开发的整个流程主要包括羊驼免疫、噬菌体文库构建、抗体筛选、表达纯化及验证等阶段。羊驼免疫后,从羊驼外周血分离[/font][font=Calibri]B[/font][font=宋体]淋巴细胞,提取总[/font][font=Calibri]RNA[/font][font=宋体],反转录为[/font][font=Calibri]cDNA[/font][font=宋体],以[/font][font=Calibri]cDNA[/font][font=宋体]为模板[/font][font=Calibri][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url][/font][font=宋体]扩增获得多样化的纳米抗体基因片段,然后将其连接到载体上,从而构建噬菌体文库。随后进行多轮淘洗步骤获得抗原特异性纳米抗体,并对其进行测序、表达和验证。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]义翘神州建立了[url=https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/nanobody][b]纳米抗体[/b][/url]开发平台,可提供一站式的纳米抗体定制服务,主要包括抗原设计与制备、羊驼免疫、文库构建、淘洗、单克隆鉴定、测序以及活性分析等实验步骤,已成功交付多个纳米抗体开发项目。获得的纳米抗体需要进行进一步的人源化改造,以降低其免疫原性,实现最佳的治疗效果。义翘神州提供的纳米抗体人源化服务,利用[/font][font=Calibri]CDR[/font][font=宋体]置换技术及计算机辅助结构模拟设计可对羊驼纳米抗体进行人源化改造,保证人源化程度 [/font][font=Calibri]95%[/font][font=宋体],成功率[/font][font=Calibri]100%[/font][font=宋体]。我们也提供体外药效评价解决方案,满足纳米抗体成药性评估、生物学活性测定等应用场景。更多详情可以参看:[/font][font=Calibri]https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/nanobody[/font][/font]

  • 【分享】纳米机械的过去和未来

    【分享】纳米机械的过去和未来

    纳米机械的过去和未来George M. Whitesides 在纳米技术所允诺的成果中,微型机械总是非常引人注目。它们的吸引力是直截了当的。大的机械——飞机、潜艇、焊接机器人、烤面包机——毫无疑问是非常常用的。如果有人带着设计这些机械的理念去设计尺寸非常小的装置,又有谁知道它们能干什么呢?想象一下两种微型机械——一种和已有的机械类似,另一种则是全新的——它们已经得到了广泛的关注。前者是一个纳米尺度的潜艇,尺度仅有数十亿分之一米——这大约是数十个或者数百个原子的长度,这种机器尽管存在着争议,然而可以应用在医学方面,它可以在血液中穿行,寻找患病的细胞然后杀死它们。  第二种机械——所谓的装配工——是一个更加激进的主意,它是由未来学家K. Reic Drexler提出的。这种机器没有与宏观物体的相似性(这是考虑其最终实用性的非常重要的一个事实)。它将是一种新型的机械——一种万用制造者。它可以制造任何结构,包括它自身,通过原子尺度的“抓取和放置”:一套纳米尺度的钳子将会从环境中抓取单个原子,然后把它放在适当的位置。Drexler的设想预示着社会将因为微型机械而永远改变,这些机械可以在几个小时内制造一台电视机或者一台电脑,而根本不花一分钱。然而它也有危险的一面。装配工自我复制的潜力导致了所谓的“灰色粘质”产生的可能性:无数的自我复制纳米装配工制造了无数它们自身的复制品,这个过程毁灭了地球。  纳米尺度机械的主意有道理吗?它们能被制造出来吗?如果可以,较之较大尺度的“表兄弟”,它们能够被有效的缩小吗?或者它们是否通过不同的法则运转?事实上,它们是否会毁灭地球?  在我们回答这些令人感兴趣的问题的时候,我们还要问一个更普通的问题:什么是机械?在许多的定义中,我认为机械是一个“执行任务的装置”。更进一步,一个机械有一个设计;它是由以下的过程所创立的:它使用动力;它依靠自身被制造出来时所包含的信息而运作;尽管机械通常被认为是人类设计和意图的产物,为什么一个具有一种功能的复杂的分子系统不可以被称作一个机械,即便它是进化,而不是设计的产物?  撇开目的论的观点,如果接受这个更广泛的定义,纳米尺度的机械已经存在,以功能分子组件的形式存在于活的细胞当中——诸如蛋白质或者RNA分子(它们也是分子的集合)和细胞器(小的“器官”)——具有巨大的多样性和复杂程度。这个关于纳米尺度机械是否存在的问题,在若干年前生物学家已经做出的肯定的回答。现在问题是:未来纳米机械最有趣的设计是什么?它们会带来风险吗?  细胞有一些与人类尺度机械相类似的分子机械:细菌细胞膜上的旋转马达转动着它的轴,从外表看来它类似于一个电动机。另外一些(分子机械)勉强类似于我们所熟知的机械:一个RNA和蛋白质的组合——核糖体——如同工厂流水线一般制造蛋白质。一些分子机械与宏观的机械没有明显的相似性:一种蛋白质——拓扑异构酶——可以解旋缠绕在一起的双股DNA。这些细胞器在细胞中的制造过程——一种高效的大分子合成,包含分子的自我装配——可以作为经济和组织的模型,它完全不像装配工所暗示的那种毫无理性的方式。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/07/200807212324_99479_1644912_3.jpg[/img] 鞭状尾部:它存在于很多细菌中,由纳米马达驱动[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/07/200807212324_99480_1644912_3.jpg[/img]

  • 【求助】(已应助)拜托各位帮忙找找七项纳米材料标准

    GB/T 19619—2004《纳料材料术语》 GB/T 13321—2004《纳米粉末粒度分布的测定——X射线小角散射法》GB/T 19587—2004《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》GB/T 19588—2004《纳米镍粉》GB/T 19589—2004《纳米氧化锌》GB/T 19590—2004《超微细碳酸钙》GB/T 19591—2004《纳米二氧化钛》

  • 【分享】PNAS:新技术实现纳米孔内快速测序DNA

    据《每日科学》近日报道,由美国华盛顿大学物理学家领导的研究小组设计了一种新技术,可在纳米孔内对DNA进行快速测序,而且价格比较便宜。新方法可为癌症、糖尿病或某些成瘾患者量身绘制个性化基因测序蓝图,提供更加高效的个体医疗。相关论文发表于美国《国家科学院院刊》(PNAS)。 论文主要作者、华盛顿大学物理教授简斯·冈德拉克表示,他们结合了生物和纳米技术,研制出这种DNA阅读器,阅读器内纳米微孔使用了一种取自耻垢分支杆菌的细胞外膜孔道蛋白A。这种纳米微孔只有1个纳米大小,仅够用来测量一个DNA的单分子链。 研究人员把微孔放在一层浸泡在氯化钾溶液中的膜上,并施加一个小的电压,让电流通过微孔。不同的核苷酸通过纳米微孔时,回路中的电流就会随之改变,这些电流称为特征信号。胞核嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和胸腺嘧啶这些DNA的基本组成要素,会生成不同的特征信号。 研究小组解决了两个主要问题,一是生成仅容一条DNA单链通过的纳米微孔,且每次只能通过一个DNA分子。伯明翰亚拉巴马州立大学的迈克尔·涅德维斯改良了细菌,生成了合适的微孔。第二个问题是让核苷酸以每秒100万个的速率通过纳米微孔,冈德拉克说,这实在太快了,阅读器还无法在这种速度下对每个DNA分子信号分类整理。为了解决这一点,研究人员在每个要测量的核苷酸之间附带了一段双链DNA,双链DNA在微孔中流动不那么顺畅,磕磕绊绊地通过微孔,便可将下一个通过微孔的单链延迟几毫秒。这种延迟尽管只有千分之几秒,电信号却有了充足时间来识别目标核苷酸,从而从示波器轨迹上准确读出这些DNA序列。 这项研究由美国国家卫生研究院和美国人类基因研究院资助,旨在降低成本,使人类基因组完整测序成本降到1000美元或更少。该研究始于2004年,当时完整测序一个人的基因要花费1000万美元,而新的测序技术使人们向1000美元测序的目标迈进了一大步。

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