有机一维纳米材料合成的研究领域取得重要进展

在国家自然科学基金委员会和中国科学院等的支持下，中国科学院化学研究所有机固体重点实验室的科研人员用创新性方法，获得了基于有机π体系共轭分子形成的新的纳米尺度的聚集态结构，并实现了可控生长。该研究成果对于有机固体和新材料领域的基础和应用产生重要影响。论文发表在“J Am Chem     

利用铜探针在Ag(111)表面进行单原子横向操纵的可靠性研究

采用分子力学方法结合原子嵌入势,模拟利用铜探针对吸附在Ag(111)表面的单个Ag原子进行横向操纵,主要研究探针高度对横向操纵可靠性的影响。使用单原子探针可以在平整的Ag(111)表面实现成功的横向操纵,探针的高度范围是1.0到4.9埃()。总体上,操纵可靠性随探针高度的增加而降低。与使用银探针进行的横向操纵相比[Appl.Surf.Sci.256(2009)1502],操纵可靠性在较宽的探针高度范围内有明显提高。     

表面修饰的金纳米粒子的制作及表征

通过硼氢化钠NaBH4还原金氯酸HAuCl4，成功地制作了羧酸酯表面修饰的金纳米粒子，并用丁二酸硫醇作为硫醇配体稳定剂，抑制了纳米粒子的进一步生长，这种方法有效地把粒径控制在纳米范围内并且粒径分布范围小，只需通过一次反应就可大量地制得1－20nm、具有量子效应的纳米料，用X射线衍射仪、透射式电子显微镜和隧道扫描显微镜对这些粒子进行了检测，证实了大量的粒子都是面心立方结构，硫醇配体在金粒子在表面由化学吸附形成一层单分子膜，隧道扫描显微镜观察到了这一层单分子膜。     

己硫醇单层保护金纳米团簇的合成及其性质

提出一种合成金的单分子层保护团簇（monolayer-priotected clusters,MPCs）的新方法，在四氢呋喃－饱和NaCl水溶液的两相体系中，用相转移剂四丁基溴化铵将四氯合金酸根离子转移至有机相中，在己硫醇存在下用硼氢化钠进行快速还原，合成出分布均匀、粒径较小的纳米粒子，通过改变金与硫醇的比例，可有效地控制MPCs颗粒的大小，与现有的合成方法相比，成本降低，合成时间显著缩短，易获得纯度较高的MPCs。所得产物通过透射电子显微镜术、紫外可见光谱和红外光谱测量等方法进行了表征，证明所得纳米粒子的性质与文献报道相近。     

四种纳米氧化物对小球藻的毒性效应研究

本文旨在研究四种纳米氧化物(nZnO、nNiO、nSiO2、nFe2O3)对小球藻(Chlorella vulgaris)的毒性效应.通过不同浓度纳米材料对小球藻的96 h急性毒性实验,考察了纳米氧化物对小球藻生长状况和藻细胞内叶绿素、蛋白质含量的影响.结果表明:低浓度纳米材料促进藻细胞生长,叶绿素a和可溶性蛋白质含量也相应增加;高浓度纳米材料对藻类均产生不同程度的生长抑制作用,该效应表现出一定的浓度依赖性,且nZnO、nNiO、nSiO2和nFe2O3开始表现抑制作用的浓度分别为≥0.5、1.0、10.0和100.0 mg/L.另外,nZnO的半数效应浓度(EC50)值为2.41 mg/L,毒性最强;nNiO次之,EC50值为51.03 mg/L,nSiO2和nFe2O3毒性较小,EC50值分别为198.80和271.76 mg/L.     

ZnO一维纳米结构在金属基底上的原位生长和表征

以Cu-Zn合金片为基底并提供Zn源,在含氧气氛中通过调控反应温度和氧偏压,采用热氧化法直接在Cu-Zn合金片上大面积可控地合成了多种形貌的ZnO一维纳米材料薄膜(包括纳米带、纳米片、纳米梳和纳米线等),采用多种分析方法对产物的形貌、结构进行了详细的表征,并对其相应的生长模型进行了讨论.结果表明,反应温度和氧偏压对ZnO纳米结构的生长至关重要,随着反应温度升高或氧含量的减少,气相Zn/O物种的偏压比增加,ZnO纳米结构尺寸变小.     

复合碳纳米阳极强化微生物燃料电池产电研究

〖JP〗石墨烯疏水性及层间-共轭极大地影响了其生物相容性和分散性,难以有效修饰电极. 文章通过将石墨烯与碳纳米管混合,利用二者之间的非共价结合,消除了石墨烯单一修饰电极的缺点,并通过浸渍法制备了石墨烯-碳纳米管复合碳纳米材料电极. 扫描电镜观察表明,石墨烯与碳纳米管被牢固地固定在碳毡电极表面,形成了复合均一层. 将复合电极用作微生物燃料电池（MFC）的阳极,〖JP+1〗显著改善了MFC的产电性能. 复合阳极的MFC的最大功率密度（760.7 mW/m2）比空白碳毡阳极MFC的（228.8 mW/m2）高2.36倍,因为复合电极显著降低了阳极的电子传递阻力,减轻了阳极极化,改善了阳极电化学性能. 复合碳纳米材料修饰阳极的电子传递阻抗（39.8 ）比空白碳毡阳极的（248.7）低84%.〖JP〗     

磁纳米分子影像探针研究热点与挑战

 近年来,磁纳米材料在分子影像领域的应用得到科研人员的广泛关注。常用的磁性纳米探针是超顺磁性氧化铁颗粒（SPION）,它具有较好的水质子横向弛豫时间（T₂）弥散加权核磁共振成像造影剂的性能。通过对SPION制备及表面修饰进行改进,使纳米颗粒具有磁共振造影功能和干细胞标记、药物/基因递送的功能。综述了SPION兼具影像探针和磁共振成像可视化治疗方面的功能。虽然已有多种磁纳米材料进入临床研究,但结合当前研究瓶颈以及纳米药物制备方法的发展,制备造影效果较好、药物生物相容性较高、具有靶向性及临床转换潜力较强的SPION是新一代磁纳米探针研究亟需解决的问题。     

纳米碳催化研究取得新进展

纳米碳材料具有较好的化学相容性,经表面活化处理后可在烷烃活化、生物质转化、电催化氧还原等反应中表现出优异活性。然而,功能化纳米碳材料表面物种繁多,为单一官能团定量分析带来了较大难度,多个碳催化反应过程的结构-性能基本关联仍未明晰。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所张建课题组与张亚杰课题组合作开展的纳米碳催化机理研究取得新进展,揭示了     

碱金属原子和OH三级反应速率常数研究

本文利用简化的单分子反应速率理论计算了低压下碱金属原子Na、K、Rb、Cs与OH 自由基反应(A+OH+M→AOH+M)的三级速率常数(200—2000K),并给出了该速率常数与温度关系的简化表达式.     

单分散纳米晶的合成、组装及其介孔材料的制备

单分散纳米晶因其均一的尺寸而表现出尺寸效应、表面效应等不同于体相材料的优异性能,同时也是组装具有功能特性纳米结构材料的理想构建基元．因此,合成单分散纳米晶具有十分重要的意义．自从1993年Bawendi研究组成功制备CdS／CdSe单分散半导体量子点以来,单分散纳米晶的合成已取得一系列重要进展．目前,对于各类单分散纳米晶已基本都能通过一定的制备方法得到．然而,为实现单分散纳米晶的规模化工业生产,更为简易、经济、快速、宏量的制备方法仍有待进一步发展．另一方面,单分散纳米晶的组装是构建具有复合功能超结构体的基础,是连接微观粒子和宏观器件的桥梁．十几年来,各研究组共同发展了多种组装方法．然而,通过简便易行的途径实现单分散纳米晶大规模、规则、可控组装仍然存在着巨大的挑战．该文综述了单分散纳米晶的合成、组装及其介孔材料制备的前沿进展．     

单分子膜模板法诱导无机晶体取向生长的研究进展

近年来,受生物体内生物矿化现象和科学家对生物体内生物矿物沉积过程的深入研究结果的启发而产生并发展起来的单分子膜诱导晶体生长方法引起了人们的极大关注.本文评述了该领域国际研究的热点:(1)系统研究单分子膜诱导晶体生长的机理,找出特殊规律以发展和完善晶体学;(2)利用规律开发新型晶体材料.     

统计分布中α因子与热力学量之关联

用三种经典分布的统计规律,计算了统计物理学中α因子与热力学量之间的关联,结果表明对单原子分子理想气体而言,其结论是一致的.同时讨论了范德瓦耳斯气体的α因子并给出了这种情况下相对于理想气体而言的修正项.     

激光烧结纳米A12O3微观结构研究

利用电子扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对激光烧结纳米Al2O3粉末块体材料进行了试验分析与研究,结果表明,纳米晶粒的微观结构在烧结过程中不断地发生变化,但激光烧结基本可以抑制纳米晶粒的生长,得到具有纳米尺度的烧结材料。     

安徽省双金属纳米枝晶 生长机理方面研究取得重大进展

本刊讯利用铜与银离子的置换反应生长纳米银枝状晶已被广泛接受,但是在微纳尺度下的枝晶生长过程与机理还有待进一步深入探索。合肥物质科学研究院和合肥微尺度物质科学国家实验室在此领域联合开展科研并取得重大进展,有关成果发表在最近一期的国际纳米材料领域知名期刊《Small》上,并被选为封面论文做了专门介绍。     

纳米科学—新工业革命的前奏

纳米是什么? “纳米”是nanometer(nm)的中译名,是长度的国际度量单位,“nano”是拉丁文的前缀,意为“矮小”。1纳米是十亿分之一米。人的头发粗细一般约为60-80微米,即6-8万纳米,所以1纳米大小是一根头发直径的6-8万分之一,这样的纳米粉粒,当然是人眼看不清,手摸不到了。 现在所说的纳米科学,是研究大小为0.1纳米(包括原子、分子)到100纳米之间的物质特性、相互作用,以及如何利用这些特性的高新科技、纳米科     

激光烧结纳米Al_2O_3微观结构研究

利用电子扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对激光烧结纳米Al2O3粉末块体材料进行了试验分析与研究.结果表明,纳米晶粒的微观结构在烧结过程中不断地发生变化,但激光烧结基本可以抑制纳米晶粒的生长,得到具有纳米尺度的烧结材料.     

纳米量子点的荧光特性及其在离子和分子检测中的应用

量子点是近几年发展起来的新型纳米材料,是一种具有发展潜力的荧光探针。虽然研究起步较晚,但因其独特的光学和电子学性质成为人们关注的一个热点。主要简述了量子点的基本性质与荧光特性以及量子点荧光探针在离子、小分子检测中的应用,并对发展前景作了展望。     

单分子科学前沿—监测、操纵与表征

单分子监测与操纵（Single-Molecule Observation and Manipulation）综合利用光学工具、荧光标记和扫描探针显微技术对单分子进行成像和监测。过去在观测大分子行为时,必须设法使样本中反应同步进行,以获取相对准确的分布信息。而单分子监测与操纵技术的出现,使得研究生理环境下的实时反应中大分子的构型、分布和反应进程成为可能,并为进一步解释DNA转录、RNA聚合、动力蛋白和蛋白质折叠机理等一系列过程提供了有力的研究手段。使用扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope,STM）,可以更为深刻地观察分子的量子电动力学行为,理解分子水平上力学作用、电磁作用及化学作用的相互影响,并以此为基础设计极其高效的纳米器件。对上述三个领域（光学工具、荧光标记、扫描探针显微技术）做了简要介绍,并重点阐述其在生物大分子研究中的具体应用。