分子机器并非幻想

２１世纪２０年代，你可以在网上为一台个人计算机购买一种“诀窍”，用来将塑料和导电分子插进你的“毫微箱”（“ｎａｎｏｂｏｘ”）中，并使其启动一台计算机。 物质将会变成软件。这并非是打印上的错误：物质将会变成软件。其结果，我们将不仅能够利用互联网下载软件，而且也能够下载硬件。五角大楼资助的设在 Ｍｃｌｅａｎ Ｖａ的一个研究中心──迈特公司的毫微技术负责人詹姆斯·Ｃ·埃伦博根作出以上的预测。 毫微技术是一种能制作比几百毫微米或几十亿分之一米还小的物件的工艺，它的尺寸只有几个原子串连在一起的长度。将自动装配…     

中子技术与磁学

研究物质和材料的宏观性质同微观结构之间的联系,探讨其规律性,并利用这些规律性实现“分子设计”,即依指定性能设计新材料,这是当代材料科学和固体物理学的一项带有战略性的课题.中子技术是研究物质微观结构的一种有力手段.中子不带电荷而有磁矩(-1.91核磁子),热中子的波长约为1～10埃,能量约为1～100毫电子伏(或10～1000K),正好与固态物质中分子或原子的间距以及运动能量相近,因此研究固体,尤其是磁性物质的结构以及各种运动状态,用中子作灵敏的微探针是极适宜的.中子技术在现代磁学的研究中有其重要的独特的作用.     

关于纳米地质和纳米天文

纳米物质或毫微物质(1纳米=10~(-9)米),是自然界物质结构的一个层次,它们处在微观粒子和宏观物体交界的过渡区域,具有许多既不同于微观粒子、又不同于宏观物体的特性。纳米科学技术的发展,启发我们思考纳米地质和纳米天文问题。     

世界上最短的光脉冲

1毫微微秒是一个短得令人难以置信的瞬间,它相当于10~(15)秒;一秒钟所包含的毫微微秒数就等于三千万年共有多少秒。本月上旬,国际商业机械公司的科学家宣称他们已生成了世界上最短的光脉冲,仅为12毫微微秒;同样重要的是,他们所发明的这种装置(他们称之为“光压缩器”)每秒钟能够产生800个这样短而又短的闪光。     

微核检测技术在医学中的应用

微核试验是一种快速检测体内细胞遗传学效应的方法,这种方法检测结果可靠,操作简单,技术容易掌握,观察迅速,是对三致物质进行初筛与监测的较好方法。《微核检测技术在医学中的应用》就微核试验的发展、微核试验技术、微核形成的可能机理、微核在医学中的应用作了介绍,使人们对此项技术有个概括的认识。     

葡聚糖磁性毫微粒制备中有效粒径的研究

磁性高分子微球可结合抗体和其它生物特性分子,如细胞、酶、毒素、激素、生长因子、核酸、药物和放射性同位素等,广泛用于生物医学研究和临床实践.葡聚糖包埋氧化铁制备的磁性毫微粒既能通过其活性基团连接具有生物活性的物质,又能通过热运动保持其在溶液中的稳定性,并能够在磁场中不被永久磁化.葡聚糖磁性毫微粒由葡聚糖、三氯化铁和二氯化铁水溶液在碱性条件下共沉淀而形成,用激光光散射系统测定其有效粒径.(1)葡聚糖浓度的影响:葡聚糖在磁性粒子形成过程中起着隔离作用,随着葡聚糖浓     

激光在快化学中的应用

许多有用的化学反应是缓慢的,需要数小时才能完成。然而,许多其它一些在气体或液体中进行的反应在不足一秒之内就进行完毕。研究化学反应快慢(叫做反应动力学科学)的化学家把这类反应看作是快反应。但是过去的十年中,脉冲激光技术的发展使得化学家能够观察反应时间短于十亿分子一秒(一个毫微秒)的超快化学反应。现在,我们可以买到能够产生微微秒脉冲的激光器。确实,新泽西贝尔电话实验室的查克·尚克(Chuck Shank)及其同事目前已经制成仅仅持续几个毫微微秒的激光脉冲。快化学反应首次成为可能是在1949年。当时在剑桥大学的罗伯特·诺里什(Robert Norrish)和乔治·波特(George Porter)提出这样的思想:用大功率的闪光使分子裂解进而分析所形成的碎片。这一技术即所谓的闪光光解使得诺里什和波特获得了1960年的诺贝尔奖。     

海盐中微塑料的研究进展

自从海盐中检测出微塑料以来,其健康风险已引起广泛的关注。文章综述了海盐微塑料的来源、分布、物理特性、化学组成、检测技术以及相关研究进展,并对未来的研究进行展望。研究表明,海盐中微塑料可能来自海水及加工过程,产自亚洲的海盐中微塑料丰度相对较高。检出的微塑料尺寸大多小于500 μm,其主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。海盐微塑料检测技术主要有光学显微镜法、光谱分析法、热分析法等。     

本期专题简介

正微流控技术是一种利用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为10~(-9)~10~(-18)L)系统的技术,涉及到工程学、物理学、化学、微加工和生物工程等领域。目前,微流控技术在众多领域具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。本期刊载的"微流控与材料"专题介绍了功能软物质材料及其在微流控领域的应用、基于微流控技术的高通量材料研究以及基于微流控液滴技术的载药缓释微球研究进展。     

环境中微塑料的迁移分布、生物效应及分析方法的研究进展

微塑料由于其粒径小、光降解能力弱等特点,被视为一种潜在持久性有机污染物,是近年来研究的热点.在微塑料的来源、迁移分布、生物效应和分析方法方面,国内外已有大量的研究,但是缺乏对已有近期研究成果的比较系统、全面的综述.因此,本文对近几年来微塑料在自然环境(陆地、淡水和海洋)中迁移分布、生物效应和分析方法方面的研究进展进行了归纳总结:环境中微塑料的来源分为初级微塑料的直接排放和环境中大块塑料的降解;微塑料在环境中迁移主要通过淡水环境在陆地和海洋环境之间双向迁移;当前,微塑料在环境中的分布研究主要集中在海洋环境中,研究证实微塑料通过洋流作用分布于整个海洋;微塑料的生物效应主要分为摄入效应和与有机污染物结合的复合效应,微塑料对生物的潜在健康风险被初步证实;微塑料的分析方法是微塑料相关研究的基础,很多仪器方法(如显微镜检、光谱质谱分析)已经应用到微塑料的分析鉴定之中,一些新的仪器联用技术(如扫描电子显微镜与能谱仪联用、热吸附解吸与气相色谱质谱联用)也被开发出来.今后应加强对陆地和淡水环境中微塑料的分布、生物效应以及对人体健康影响的研究,并发展更为准确的微塑料定性定量分析方法.本文为微塑料的污染防治提供了较为系统的参考资料,也为该领域的研究、发展提供了可借鉴的思路.     

葡聚糖磁性毫微粒制备中有效粒径的研究

<正>磁性高分子微球可结合抗体和其它生物特性分子,如细胞、酶、毒素、激素、生长因子、核酸、药物和放射性同位素等,广泛用于生物医学研究和临床实践.葡聚糖包埋氧化铁制备的磁性毫微粒既能通过其活性基团连接具有生物活性的物质,又能通过热运动保持其在溶液中的稳定性,并能够在磁场中不被永久磁化.葡聚糖磁性毫微粒由葡聚糖、三氯化铁和二氯化铁水溶液在碱性条件下共沉淀而形成,用激光光散射系统测定其有效粒径.(1)葡聚糖浓度的影响:葡聚糖在磁性粒子形成过程中起着隔离作用,随着葡聚糖浓     

毒理芯片技术及应用

毒理芯片(toxchip)技术是在基因组技术和DNA微阵列技术基础上发展起来的分子生物学技术, 它将使科学家在分子水平评价外界有毒物质的毒性状况. 1999年美国国家环境健康科学研究所(NIEHS)成功开发出了毒理芯片技术[1], 该技术对传统毒理学研究具有革命性意义, 它预示了快速高效地确定环境危险物及环境有毒物质DNA效应的时代已经来临, 将为医学、 环境毒理学及生态毒理学等研究开辟新途径. (ⅰ) 毒理芯片的工作原理. 美国科学家最先将毒理芯片技术用于研究毒理学[1]. 既然克隆的cDNA微阵列可以测定基因表达, 反过来基因表达就可以作为被…     

西沙群岛海域表层海水中微塑料的组成与分布特征

西沙群岛作为我国最大的海洋珊瑚礁区,目前对于微塑料这类新型海洋污染物的研究仍鲜见报道.本研究以西沙群岛海域30个表层海水中采集的微塑料为样本,对微塑料的空间分布、组成及可能的来源进行了定性和定量分析.结果表明:(1)微塑料广泛存在于西沙群岛海域表层海水中,丰度在10～130个/m3,长度多在1～3 mm之间(64.8%),形态主要为纤维和薄膜,颜色多属透明(56.8%)和蓝色(40.2%),化学组分主要是聚对苯二甲酸乙二醇酯(56.2%)和聚丙烯(20.3%).(2)微塑料在西沙群岛海域表层水体中空间分布不均,其分布主要受海水运动、人类活动以及地形地貌特征的影响.与国内外已有研究结果相比,西沙群岛海域表层海水中的微塑料整体处于较低的含量水平.(3)对微塑料形态特征和化学组成的分析表明,西沙海域高强度的渔业活动以及岛上人类活动释放的塑料垃圾可能是其主要来源.     

中国科学技术大学重要科研机构介绍

1合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)是在长期坚持学科交叉与融合的基础上,通过对相关重点实验室的优化整合,逐步形成的一个以多学科综合为特点、以国家重大战略需求和交叉前沿基础研究领域为导向的新型实验室.     

导电聚噻吩薄膜的非欧姆电导——微观颗粒结构间的接触效应

有机导体TCNQ-TTF和喹啉Q_n(TCNQ)_2等有机电荷转移复合物单晶在高电场强下观察到非欧姆电导。对导电高聚物如电荷转移(CT)插入对离子(“掺杂”)聚乙炔(PA)和聚吡咯(PPy)薄膜也观察到电导的非欧姆性。但是这些物质均非单晶,其形态包括微纤或颗粒。本实验前已报道用四探针法测得的电导,一般被微纤间或颗粒间的接触电阻所控制,因此测得的非欧姆电导也很可能是颗粒间的接触效应而非导电高聚物的本征的性质。本文对聚噻吩(PTh)进行了电导的非欧姆性研究。     

哺乳动物牙齿微痕分析方法的发展与应用

哺乳动物牙齿微痕分析方法是一种通过分析牙齿表面微痕纹理,推测其可能食性的研究方法,广泛应用于哺乳动物食性判断和古环境重建等研究领域.牙齿微痕分析方法最初借助扫描电子显微镜拍照观察,到21世纪初发展出4种定量分析牙齿微痕特征的研究体系,通过不同的技术手段及参数选择,达到区分哺乳动物食性的目的.哺乳动物牙齿微痕分析方法不仅...     

细胞周期

显微技术的出现使区分细胞周期成为可能。如按形态学分期,可将细胞周期分成后期、中期及间期。在增殖细胞中,周期的中断意味着细胞死亡;在成熟细胞、增殖失控则形成肿瘤。细胞周期根据合成DNA时间可分为G_1(DNA合成前期),S(DNA合成期),G_2(DNA合成后期),M(丝裂期)。基因和生物化学的研究表明有两种控制细胞周期的类型。一种是直接控制——前一步为后一步制造重要的底物;另一种是间接控制——前一步释放了后一步的抑制物,而后一步反馈控制先一步。G_1期为S期制备了核苷酸、组蛋白和聚合酶等所需物质。通过调节分子能使G_1细胞转变为G_0期,或激活静止期细胞转变为活跃增殖期。如静止期持续过长相当有害,增殖失控可能致癌。其关键在于调节G_1期的启动和启动点。如营养恰当、控制信息畅通,则细胞会顺利地通过启动点,并由此点有序地激发整个长链。     

滨海河口潮滩中微塑料的表面风化和成分变化

微塑料作为新兴环境污染物日益受到关注,但对真实环境中不同类型微塑料的表面形貌、成分及其变化了解甚少,相应的方法学研究多处于探索阶段.本研究以受人类活动强烈影响的黄渤海沿岸河口潮滩为对象,运用多种显微技术和微分析方法,研究了微塑料类型、表面形貌及其成分变化.采用光学显微镜和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析表明,潮滩环境中微塑料除了碎片、纤维、薄膜等形貌类型外,还存在发泡类和树脂类颗粒.表面呈现不同形状和大小的皱褶、微孔、裂纹或凸起等,可能受到了机械摩檫、化学氧化或生物侵蚀等作用.运用衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪(attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FT-IR),在分析微塑料聚合物成分的基础上,鉴定出潮滩环境中微塑料表面具有羧酸、醛、酯或酮类等含氧官能团.通过裂解气相色谱-质谱(pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry,pyr-GC-MS)不仅鉴定出纤维类微塑料是聚乙烯与聚丙烯共混聚合物,还观测到发泡类风化表层与剥离风化表层后的内部之间的成分差异,其中,油酸腈、芥酸酰胺、ɑ-N-去甲基美沙醇、1,1-二苯基-螺[2,3]-己烷-5-羧酸甲酯、棕榈酸十八酯和棕榈酸十六酯等含氧、含氮化学物为风化表层特有,进一步证实了河口潮滩环境中微塑料表面含氧物质的存在.由此可见,环境中微塑料表面在风化的同时还发生了成分的变化.未来应关注海岸和海洋中微塑料的表面变化过程和生态环境效应研究.     

平均功率最大的紫外准分子激光器

准分子激光器是最近才开始被广为研究的一种激光器。它使用一种电子处于激发态时才存在的化合物。例如,KrF 在基态时不形成分子,在激发态时才形成分子。这类激光的主要特征是功率大、效率高、波长短(175～350毫微米的紫外区)。例如 KrF 准分子激光器的功率达1.9×10~9瓦,效率为1%,波长是248毫微米。     

神奇莫测的微型产品

美国麻省理工学院电机工程师最近研制的微型机器人,能借助自身动力从一个地方飞行到另一个地方,很像一只仅有10英寸大小的甲虫。科学家预言:21世纪将是毫微技术显身手的时代。毫微技术的发展与应用使人们开发与研制出一批批高科技微型产品,这些微型产品不但在民用,而且在军事上都发挥着特殊而神奇的作用。