一维无机纳米材料的研究进展

一维纳米材料在光学、电子学、环境和医学等领域有广泛的应用前景,已成为材料领域研究的热点.本文比较全面地归纳和分析了一维无机纳米材料的最新研究进展,介绍了材料的制备方法、性质和应用,探讨了将来的发展方向.     

纳米材料的自组装研究进展

本文主要评述了近年来纳米材料自组装的研究进展，即对以纳米材料(包括零维的纳米粒子和一维的纳米管/线)为单元而开展的自组装方面的工作进行了介绍。将纳米材料自组装为各种尺度的有序结构会产生更优异的整体的协同性质，这对于以纳米材料为基础而构筑的微纳米器件有着重要的意义。由于目前纳米材料的研究主要集中在零维和一维体系，因此，本文分别就此两种体系的自组装行为进行了评述。具体内容包括：单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装、大分子修饰的无机纳米粒子的自组装、未被修饰的无机纳米粒子的自组装；表面张力及毛细管力诱导的一维纳米材料的自组装、模板诱导的一维纳米材料的自组装、静电力诱导的一维纳米材料的自组装。     

有机-无机杂化一维纳米材料的合成及其二次转化

近十年来,随着纳米科技的发展,有机．无机杂化一维纳米材料的设计合成与应用成为了自然科学领域的研究热点．本文综述了由有机小分子与无机组分杂化而成的一维纳米材料的合成方法,包括水热／溶剂热法、共沉淀法、非水相溶胶凝胶法、模板法、后嵌入法等．并对有机一无机杂化一维纳米材料的二次转化,如通过二次转化获得功能性一维氧化物、碳氮化物、硫属化合物及高分子杂化纳米材料,进行了讨论与展望．     

基于微生物体系合成无机纳米材料的研究进展

无机纳米材料在能源、生物医学等领域应用非常广泛,过去几十年间关于无机纳米材料合成方法的研究一直受到广泛关注。自然界中普遍存在的生物矿化过程赋予了生物体合成含有特殊结构和功能的无机纳米材料的能力。微生物体系合成的无机纳米材料具有环境友好、成本低廉、生物相容性好等优点,正成为纳米材料科学的一个重要研究领域。我们主要聚焦于微生物体系合成无机纳米材料的机理、影响因素、材料分类及其应用,总结了近年来关于微生物体系合成无机纳米材料的研究历程,并对该领域面临的挑战及未来的发展方向进行了展望。     

一维金属/半导体异质结纳米材料的制备及性能研究*

一维金属/半导体异质结纳米材料因其新颖的结构、独特的光电特性和在纳电子领域应用的巨大优势和潜力而受到广泛的关注和重视。本文基于国内外最新研究进展及本课题组的研究工作,系统综述了近年来逐步建立起来的一维金属/半导体异质结纳米材料的制备方法及其性能研究。着重介绍了化学气相沉积法、热蒸发沉积法、模板法、自组装法和液相法等几种比较重要的制备方法,并分析了它们的优缺点;详细分析了此类纳米材料库伦阻塞效应、肖特基二极管现象、欧姆接触特性、电致发光特性等性能的特点。文章最后指出液相法能有效获得高质量和技术可用的一维金属/半导体异质结纳米材料,使用该法进行制备和性能研究将成为此类纳米材料的未来发展方向。     

磷酸钙纳米结构材料的微波辅助液相合成

微波加热作为一种新兴热源具有加热速率快、制备时间短、节能等优点,已经被广泛应用于合成包括磷酸钙在内的多种无机纳米材料.磷酸钙作为典型的生物材料,其制备新方法的探索、结构/尺寸/形貌调控、性能研究和应用探索是生物材料领域的一个重要研究方向.本文阐述了微波辅助合成法用于制备纳米材料的优势,并综述了微波辅助液相快速合成磷酸钙纳米结构材料的进展.采用微波液相合成技术,可以制备出包括颗粒、一维、二维和三维结构在内的多种磷酸钙纳米结构材料,同时还可以通过功能性组分的掺杂/复合对磷酸钙纳米材料进行功能化.预期未来微波液相合成法在包括磷酸钙在内的多种无机纳米材料的合成领域将得到快速发展和广泛应用;另外,微波液相合成的磷酸钙纳米结构材料在药物递送和控释、蛋白吸附、金属离子吸附、生物成像及骨缺损修复等众多领域具有良好的应用前景.     

一维铁磁金属纳米材料的制备、结构调控及其磁性能

一维铁磁金属纳米材料不但具有普通纳米粒子的各种特殊效应,而且具有独特的形状各向异性和磁各向异性,是构筑新型电磁功能材料的重要组元,在高密度磁记录、敏感元器件、电磁波吸收、催化剂、医学和生物功能材料等领域具有重要的应用。本文以一维铁磁金属纳米材料的制备技术为评述线索,重点论述了一维铁磁金属纳米材料的形貌参数（包括直径、长度、长径比）,晶面取向等微观结构的调控方法以及结构对磁性能的影响规律,指出发展新型的一维铁磁纳米材料的结构控制方法,研究一维材料的定向排布及组装技术,并从更深层次揭示一维结构与性能的关系以及开发一维铁磁纳米材料在各领域的实际应用是未来研究的主要发展方向。     

溶剂热法制备Bi2S3纳米材料

0引言纳米材料具有特殊的结构和性能,可广泛应用于化学、物理学、电子学、光学、机械和生物医药学等领域[1￣5]。其中一维或准一维纳米结构体系或纳米材料的研究既是研究其它低维材料的基础,又与纳米电子器件及微型传感器密切相关,是近年来国内外研究的前沿[6￣9]。近年来,人们虽然做了许多尝试来制备一维纳米结构材料,但合成这类材料特别是合成半导体一维纳米材料仍然是一个巨大的挑战。随着维数的减小,半导体材料的电子能态发生变化,其光、电、声、磁等方面性能与常规体材料相比有着显著的不同[10￣12]。Bi2S3是一种重要的半导体材料,受…     

无机卤化物钙钛矿纳米结构的带隙可调制备及光电应用研究

在半导体领域,通过合金化集成两种以上半导体的单纳米结构近年来相继问世,随着纳米材料的成分变化,可以灵活实现半导体的带隙调控,在光通信以及集成光电器件领域有着广泛的应用。然而,传统半导体纳米结构因不同成分之间存在晶格失配,其带隙调节的范围受到了很大限制。因此,钙钛矿作为对晶格失配具有高容忍度的半导体材料,在半导体带隙调控及器件研究领域显示出了巨大的潜力。本文综述了无机卤化物钙钛矿一维合金纳米材料的合成方法以及近年来的研究进展,总结了可调带隙钙钛矿一维合金纳米材料在光电子器件领域中的应用,包括波长可调谐纳米激光器、光电探测器、白光发光二极管、全光开关、太阳能电池等。实现单纳米结构带隙工程将对未来集成器件的发展产生深远的影响。     

稀土纳米材料的制备与组装

稀土元素具有特殊的电子构型，使其在许多领域得到十分广泛的应用。稀土纳米化将有助于发现新性质、开拓新材料，因此，稀土纳米材料已经成为研究的热点。综述了各种形态稀土纳米材料的制备和性质、稀土纳米材料的复合与组装等方面的进展。     

Recent Advances in Carbon Nanomaterials for Cancer Phototherapy

Carbon nanomaterials have received great attention from the scientific community over the past few decades because of their unique physical and chemical properties. In this minireview, we will summarize the recent progress of the use of various carbon nanomaterials in the field of cancer phototherapy. The structural characteristics of each category and the surface functionalization strategies of these nanomaterials will be briefly introduced before focusing on their therapeutic applications. Recent advances on their use in photothermal therapy, photodynamic therapy, and combined phototherapies are presented. Moreover, a few challenges and perspectives on the development of carbon nanomaterials for future theranostics are also discussed.     

复杂一维纳米材料的构筑及储钠性能

一维纳米材料因其独特的结构和物化性质而被广泛应用于能源存储与转换等领域. 钠离子电池由于钠资源储量丰富和成本低廉等特点而有望用于大规模能源存储. 随着能源需求的不断增长和研究的日益深入,一维纳米材料也经历着结构从简单到复杂、性能从一般到优异的演变. 因此,构筑结构复杂独特、储钠性能优异的一维纳米材料已成为储能领域的热点之一. 结合当前的研究热点和本课题组的研究进展,本文重点阐述了有机酸辅助干燥法、水热法和静电纺丝法制备复杂一维纳米材料的详细机理及其储钠性能,材料包括束状纳米线、介孔纳米管、豌豆状纳米管和离子预嵌入纳米带等,并对它们的结构与储钠性能相关性进行了详细分析. 这为一维纳米材料后续的研究和应用提供了一定的指导和帮助.     

纳米材料-蛋白质界面相互作用的分子机制

纳米材料由于其优异的性能在化工、电子、机械、环境、能源、航天等各个领域已经得到了广泛的应用,并且在生物医学方面的应用越来越受到重视。纳米材料-蛋白质界面相互作用是纳米生物医学领域重要的科学问题,对于纳米材料的生物医学应用以及生物安全性评价至关重要。蛋白质分子与纳米材料在界面的相互作用,一方面可以诱导蛋白质的构象、组装结构甚至功能的改变,另一方面可以引起纳米材料的表面亲疏水性、电荷性质等表面物理化学性质的改变。基于蛋白质与纳米材料相互作用检测技术及结果,本文从分子水平阐述了纳米材料与蛋白质分子在界面之间的相互作用机理及相应的结构与性质的变化,从而可以深化对两者之间复杂的相互作用机制的理解,对于推进纳米材料在生物医学的应用及健康、安全、持续发展具有重要意义。     

磁性纳米材料在样品前处理中的应用进展与展望

在样品前处理技术中,吸附剂材料起关键作用。随着纳米材料的发展,越来越多的纳米材料被用作吸附剂以提高对目标物的萃取效率。磁性纳米材料因其具有易于分离、表面可修饰、吸附能力强和良好的生物相容性等优异性能,已广泛应用于分析方法的样品前处理技术中。该文通过对磁性纳米材料在磁性固相萃取和在其他样品前处理技术中的研究与应用展开总结和论述,对磁性纳米材料的稳定性、作用力、比表面积及孔径调控的制备进行了阐述,展望了磁性纳米材料在分离科学中的应用前景,为进一步研究磁性纳米材料的应用提供了参考。     

核酸适体-纳米材料复合物用于癌症的诊断与靶向治疗研究进展

因具有独特的光、电、磁、热等优异性能,纳米材料已被广泛应用于生物分析与生物医学领域。核酸适体是一类能够高亲和力和高特异性地与靶标结合的寡核苷酸序列。将核酸适体作为识别单元与纳米材料相结合,可以构建核酸适体-纳米材料复合物。近年来,在肿瘤靶向治疗方面,核酸适体-纳米材料复合物受到了人们的广泛关注。通过纳米材料与具有特异性识别能力的核酸适体的结合,核酸适体-纳米材料复合物可以为癌症治疗提供一种更有效的、低毒副作用的新策略。本文综述了核酸适体-纳米材料复合物作为药物输送载体在癌症的特异性识别与诊断及靶向治疗方面的应用。除此之外,本文还总结了核酸适体-纳米材料复合物与其他新兴技术的有效结合从而提高选择性和癌症治疗效率的相关研究进展。     

Radionuclide‐Activated Nanomaterials and Their Biomedical Applications

Radio‐nanomedicine, or the use of radiolabeled nanoparticles in nuclear medicine, has attracted much attention in the last few decades. Since the discovery of Cerenkov radiation and its employment in Cerenkov luminescence imaging, the combination of nanomaterials and Cerenkov radiation emitters has been revolutionizing the way nanomaterials are perceived in the field: from simple inert carriers of radioactivity to activatable nanomaterials for both diagnostic and therapeutic applications. Herein, we provide a comprehensive review on the types of nanomaterials that have been used to interact with Cerenkov radiation and the gamma and beta scintillation of radionuclides, as well as on their biological applications.     

仿生无机纳米材料改造生物体的研究进展

在进化的过程中,生物体学会了利用材料来改造自身以适应环境的变化。自然界中的一些生物体可以通过生物矿化合成无机纳米材料为自己提供保护或其他特殊功能。但是自然界中还有部分生物体不具备生物矿化功能,受到自然界生物体利用纳米材料的启发,科学家们开始尝试通过人工赋予生物体纳米材料来对其进行改造。本文就基于生物-材料界面复合技术的纳米材料对生物体的改造,依次从调控机制、改造方法、功能应用等方面做了系统的阐述,重点介绍了通过仿生矿化对生物体进行纳米改造的研究进展,对仿生无机纳米材料改造生物体的领域现状做了分析和总结,并且对该领域的发展前景进行了展望。     

Advanced carbon nanomaterials for electrochemiluminescent biosensor applications

Electrochemiluminescent biosensors are nowadays an established technology in the field of immunosensors and diagnostics. Along with the advent of nanotechnology, the marriage between electrochemiluminescence and nanomaterials results in promising enhancing strategies in many biosensor applications. Among nanomaterials, carbon-based ones are the most used, as (i) scaffolds, (ii) luminophores and (iii) electrode materials of the sensor. In this review, we describe the importance of a rational modification and functionalization of carbon nanomaterials to optimize electrochemiluminescence signal, and we also resume the latest and most relevant applications of electrochemiluminescent biosensors based on carbon nanomaterials.     

电催化过氧化氢还原的纳米材料作为潜在的辐射防护剂

纳米材料由于独特的物理化学性质,在生物医学领域显示出许多潜在的应用前景,诸如医学成像、药物输运和生物传感等. 这篇综述总结了对过氧化氢和氧还原表现出好的电催化活性的一些纳米材料显示了辐射防护性能. 作者讨论了这些纳米材料的辐射防护性能来源于它们的类酶活性,因为它们的催化性质表现为和活性氧的快速反应,为清除体内的自由基提供了一条有效通道. 作者也提出了纳米材料的电催化活性和作为临床转化关键的辐射防护性能之间关系的见解. 最后,作者指出了这些纳米材料作为新的辐射防护剂用于辐射防护治疗辅助成份所面临的挑战和将来的研究方向.     

Nanoporous materials: a good opportunity for nanosciences

This paper emphasizes the wide possibilities open to organometallic chemistry by the bottom-up approach for nanosciences. In this new field of research, organometallic chemistry and coordination chemistry are in position to play a very important role in the development of nanomaterials. At first, organometallic and coordination chemistries will be the mothers of plenty of nanotools, which are the elemental bricks of nanosciences. The nanomaterials are obtained from them either by inclusion in a matrix (Nanocomposites) or by grafting methods (grafted nanomaterials). However, the most exciting field of investigation are the nanostructured hybrid materials which permit to open new fields of investigation such as self-organization of organic moieties or the coordination chemistry in the solid. Some examples are given. Moreover, the organometallic chemistry performed on both the framework and the pores of the nanoporous solids obtained by sol-gel chemistry in the presence of structure directing agents is opening the way to smart materials. These materials will have the ability to couple interactively two different properties.