ZnO纳米颗粒的生物合成法及其抗菌功能

ZnO纳米颗粒（nanoparticles,NPs）的生物合成法具有高效、简易、环境相容性良好等特点,备受研究者的广泛关注。总结了近些年ZnO NPs的生物合成法及其抗菌活性方面的研究进展。     

磁性贵金属纳米催化剂

磁性贵金属纳米颗粒因具有高效的催化性能和可重复利用性而受到广泛关注。本文描述了磁性贵金属纳米颗粒的基本结构,介绍了磁性贵金属催化剂的基本组成部分,概括了磁性贵金属纳米颗粒的制备方法,阐述了国内外磁性贵金属纳米颗粒的创新研究,指出了发展磁性贵金属纳米催化剂亟待解决的问题,并对磁性贵金属纳米颗粒的应用前景进行了展望。     

生物法制备各向异性贵金属纳米粒子的研究进展

利用生物法绿色合成各向异性的贵金属纳米粒子(Au,Ag)具有经济环保、制备简单、无毒副作用等优点,成为近年来的研究热点。 本文通过介绍各向异性贵金属纳米粒子的物理化学性质,归纳了生物法,尤其是利用植物源生物质制备各向异性贵金属纳米粒子的研究,并在此基础上进一步阐述了各向异性贵金属纳米粒子的微观生长机理,最后对各向异性贵金属纳米粒子的应用前景做了展望。     

贵金属在Ag_2S纳米颗粒中由内向外的迁移现象

纳米颗粒具有明显区别于块体材料的新奇特性,本文利用透射电镜观察,描述并讨论一种发生在贵金属(Au、Ag、Pd和Pt)和硫化银(Ag_2S)构成的核壳结构纳米颗粒中的有趣现象,即贵金属在Ag_2S纳米颗粒中由内向外的迁移。迁移可在室温下进行,其最终结果使最初的核壳结构颗粒演变成由贵金属和Ag_2S构成的异质纳米二聚体结构,如Au-Ag_2S、Ag-Ag_2S、PdAg_2S和Pt-Ag_2S。电镜表征表面实验条件下贵金属在Ag_2S的迁移类似于一种整体迁移的模式且迁移过程中伴随着颗粒形貌结构的演变。贵金属在Ag_2S中的经空位互换的扩散机制或半导体纳米颗粒的自纯化机制可以用来解释这种迁移现象。     

形貌可控贵金属纳米颗粒的合成、光学性质及生长机制

近二十年来, 贵金属纳米颗粒由于其独特的性质, 已成为人们广泛研究的课题. 研究人员应用多种方法来合成纳米尺度的贵金属材料并且探讨了纳米材料的性质与尺寸和形状的关系. 本文简单回顾贵金属纳米颗粒的合成方法, 主要讨论纳米颗粒的形状对其光学性质的影响和颗粒的生长机制, 最后简述贵金属纳米材料的应用前景.     

基于贵金属纳米颗粒生长的比色传感研究进展

近年来,作为颜色标记和信号发生器的贵金属纳米粒子由于其简单性和实用性而被广泛用于比色测定和传感的研究当中。本文综述了近十年基于贵金属纳米粒子生长的比色传感器策略和应用的最新进展,总结了基于贵金属纳米颗粒生长的单色及多色传感器的传感原理、分类及前沿应用,探索了其比色传感的信号产生、分类和放大机制。由于贵金属纳米粒子在不同尺寸、距离、形状、成分等基底上的生长会产生不同的LSPR共振峰以及显著的传感信号变化,我们详细讨论了贵金属纳米粒子在金纳米棒等晶种基底上生长的比色传感。最后,我们对目前该比色传感面临的挑战和未来前景进行了展望。     

无机纳米粒子的生物合成

无机纳米粒子的生物合成是指利用自然界中细菌、放线菌和真菌等微生物或一些高等植物在常温、常压下合成无机纳米粒子,不需使用有毒化学原料或不产生有毒副产品。该方法不仅是一种绿色的、环境友好的新型纳米材料合成策略,而且对深入了解生物矿化机理以及从理论上指导先进功能材料的设计和合成具有重要意义,因此近年来受到了化学、材料、生物科学等领域研究者的广泛关注。本文根据纳米粒子组成,分别综述了国内外利用生物体合成金属、硫化物和氧化物等无机纳米粒子的研究进展,重点讨论了生物合成的机理。结果表明:生物合成的无机纳米粒子具有尺寸分布窄、稳定性高、生物相容性好、产率高和成本低等优点; 为了适应高金属离子浓度的外界环境,生物体往往通过吸附、还原或沉淀、累积或排出等一系列生化过程改变金属离子的溶解性和毒性,从而导致无机纳米粒子的形成; 合成无机纳米粒子后,微生物通常仍具有繁殖能力,表明这些微生物可以被用于生产无机纳米粒子的生物工厂。然而,生物合成无机纳米粒子涉及到的生理过程非常复杂,微生物种类繁多,不同种类之间的差异也非常大。因此,在阐释生物合成机理、拓展纳米材料的种类和形貌、纳米粒子的后处理和应用等问题上仍需进一步深入研究。     

贵金属基纳米酶的研究进展

贵金属纳米材料在纳米尺度具有独特的光学、 电学性质及优异的催化性能, 是一类重要的功能纳米材料. 基于贵金属材料的纳米酶研究是贵金属纳米材料在生物医学领域的一个前沿研究方向. 贵金属基纳米酶具有特殊的光学性质、 较好的化学稳定性、 可调控的类酶活性及良好的生物相容性, 是目前纳米生物医学领域的热点研究材料. 本文总结了贵金属基纳米酶的活性种类、 活性机理、 活性调控以及在生物医学等领域的潜在应用.     

贵金属纳米颗粒复合薄膜光学特性理论研究

采用经典Mie理论模拟计算了Ag、Au和Cu系纳米颗粒复合薄膜的吸收光谱。所有复合薄膜的吸收光谱均在可见光范围内出现表面等离子共振(surfaceplasmonresonance,SPR)吸收峰。Ag、Au和Cu系复合薄膜的SPR吸收峰峰位和峰强与金属介电常数实部(ε_m1)和虚部(ε_m2)及介质折射率(refractiveindex,n_s)之间存在强相关性,相比于ε_m1和ε_m2,n_s的增大主导SPR吸收峰向长波方向移动且强度增强。通过改变金属和介质种类可以调节Ag、Au和Cu系复合薄膜的SPR吸收峰峰位和峰强,从而调节其光吸收特性。根据n_s可以推测出金属纳米颗粒复合薄膜在可见光范围内的SPR吸收峰峰位。理论模拟吸收光谱与前人实验结果吻合,SPR吸收峰峰位的理论值与文献实验值接近。     

贵金属纳米颗粒复合薄膜光学特性理论研究

采用经典Mie理论模拟计算了Ag、Au和Cu系纳米颗粒复合薄膜的吸收光谱。所有复合薄膜的吸收光谱均在可见光范围内出现表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)吸收峰。Ag、Au和Cu系复合薄膜的SPR吸收峰峰位和峰强与金属介电常数实部(ε_m1)和虚部(ε_m2)及介质折射率(refractive index,n_s)之间存在强相关性,相比于ε_m1和ε_m2,n_s的增大主导SPR吸收峰向长波方向移动且强度增强。通过改变金属和介质种类可以调节Ag、Au和Cu系复合薄膜的SPR吸收峰峰位和峰强,从而调节其光吸收特性。根据n_s可以推测出金属纳米颗粒复合薄膜在可见光范围内的SPR吸收峰峰位。理论模拟吸收光谱与前人实验结果吻合,SPR吸收峰峰位的理论值与文献实验值接近。     

Electrodynamics of Noble Metal Nanoparticles and Nanoparticle Clusters

In this paper we examine the electrodynamics of silver nanoparticles and of clusters of nanoparticles, with an emphasis on extinction spectra and of electric fields near the particle surfaces that are important in determining surface-enhanced Raman (SER) intensities. The particles and clusters are chosen to be representative of what has been studied in recent work on colloids and with lithographically prepared particles. These include spheres, spheroids, truncated tetrahedrons, and clusters of two or three of these particles, with sizes that are too large to be described with simple electrostatic approximations but small compared to the wavelength of light. The electrodynamics calculations are mostly based on the discrete dipole approximation (DDA), which is a coupled-finite element approach which produces exact or nearly exact results for particles of arbitrary size and shape if fully converged. Mie theory results are used to study the validity of the DDA for spherical particles, and we also study the validity of the modified long wavelength approximation (MLWA), which is based on perturbative corrections to the electrostatic limit, and of the single dipole per particle approximation (SDA). The results show how the dipole plasmon resonance properties and the electric field contours around the particle vary with particle shape and size for isolated particles. For clusters of particles, we study the effect of interparticle spacing on plasmon resonance characteristics. We also show that the quadrupole resonance is much less sensitive to particle shape and interparticle interactions than the dipole plasmon resonance. These results provide benchmarks that will be used in future comparisons with experiment.     

贵金属纳米粒子修饰碳纳米管的研究

碳纳米管具有独特的一维管状结构和优异的电、光、热和力学性能,是药物和纳米催化剂的理想载体。将具有独特光、电、磁和催化性能的贵金属纳米粒子负载在碳纳米管的表面,形成的碳纳米管/贵金属纳米粒子复合物不仅兼有两种纳米材料的优异性能,还可能产生新的特性,在催化、储能、燃料电池、电子器件和传感器等领域均有广阔的应用前景。本文主要从共价修饰和非共价修饰两种策略出发,综述了贵金属纳米粒子修饰碳纳米管的制备方法和研究进展。其中用天然高分子包覆的碳纳米管表面具有很好的贵金属配位结合能力,得到的纳米复合物具有良好的水分散性和生物相容性,在载药、生物传感器和肿瘤诊断治疗等生物领域具有明显的优势。     

贵金属复合纳米粒子的研究进展

贵金属复合纳米粒子具有不同于单组分纳米粒子的独特的光、电和催化等物理与化学性能,是构筑新型功能复合材料的重要单元,在传感器、光学材料、催化剂及生物领域都有着重要应用,已成为当前纳米材料科学研究领域中的前沿和热点。本文主要评述了具有核壳、异质结构以及合金结构的贵金属复合纳米粒子的制备、物理与化学性能及应用等方面的研究进展。     

贵金属纳米粒子/硅纳米线复合纳米材料的制备及其催化性能研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)作为保护剂, 利用贵金属阳离子(Mⁿ⁺)与HF处理后的硅纳米线(SiNWs)之间的氧化还原反应, 在SiNWs表面负载了贵金属纳米粒子. 通过调控SDS/Mⁿ⁺物质的量比、反应物浓度、反应温度等实验参数, 制备出了金属纳米粒子粒径均一且负载密集的AuNPs/SiNWs, PtNPs/SiNWs复合材料. 将AuNPs/SiNWs复合材料应用在亚甲基蓝的还原反应, 实验结果显示, 60 min内AuNPs/SiNWs可以将55%的亚甲基蓝还原, 表明AuNPs/SiNWs具有良好的催化活性. 这种复合材料易于从反应溶液中分离出来, 可以实现纳米催化剂的循环使用.     

贵金属壳-胶球核纳米复合材料的研究进展

综述了贵金属纳米粒子修饰的核胶球材料的研究进展。 由于贵金属壳-胶球核复合材料具有高的稳定性和优异的光学、催化等性质,是当前材料科学研究领域的一个热点。 因此,发展简单的、大量的制备这种复合材料的方法,以及广泛深入地研究其性能和应用具有十分重要的意义。     

多肽在贵金属纳米粒子制备中的应用

由于具有与大块固体相迥异的性能,贵金属纳米粒子的制备与应用已经成为当前纳米、材料技术领域研究的热点。由于组成成分较多、包含各种活性基团、序列可调,并且很多多肽可生物降解、生物兼容、具有生物活性和特异性识别性能,多肽在贵金属纳米粒子制备中的应用也越来越受到人们的重视。本文从多肽作为还原剂还原贵金属盐; 多肽作为保护剂/调控剂制备不同尺寸/形貌的贵金属纳米粒子; 多肽作为引导剂规则排列贵金属纳米粒子; 多肽作为贵金属纳米粒子组装的模板以及多肽在贵金属表面的吸附、多肽的自组装和如何获取所需要的多肽序列等几个方面综述了近年来多肽在贵金属纳米粒子制备中的应用。最后简述了利用多肽制备的贵金属纳米粒子在纳米、材料技术领域中的应用,并提出了当前该领域中存在的一些不足及研究展望。     

基于担载贵金属纳米粒子聚苯二胺的生物传感器

系统论述了基于聚苯二胺的电流型生物传感器,如过氧化氢传感器、葡萄糖传感器和免疫传感器等的探测性能。指出聚苯二胺中的大量氨基/亚胺基及其膜的形态结构有助于加大贵金属纳米粒子的载入量,这种载有贵金属的聚苯二胺对酶的高效锚定作用以及贵金属纳米粒子的快速电子传输能力使其具有明显的电流增敏效果。聚苯二胺膜具有优异的选择透过性能,对抗坏血酸、脲酸、醋氨酚等常见干扰物质具有较强的抗干扰能力。由此制备的生物传感器生物物质探测与分析等领域展现出了广阔的应用前景。     

Preparation,Functionality, and Application of Metal Oxide‐coated Noble Metal Nanoparticles

With their remarkable properties and wide‐ranging applications, nanostructures of noble metals and metal oxides have been receiving significantly increased attention in recent years. The desire to combine the properties of these two functional materials for specific applications has naturally prompted research in the design and synthesis of novel nanocomposites, consisting of both noble metal and metal‐oxide components. In this review, particular attention is given to core–shell type metal oxide‐coated noble metal nanostructures (i.e., metal@oxide), which display potential utility in applications, including photothermal therapy, catalytic conversions, photocatalysis, molecular sensing, and photovoltaics. Emerging research directions and areas are envisioned at the end to solicit more attention and work in this regard.