电化学方法研究石墨烯和磷酸三苯酯(TPP)与模拟生物膜间的相互作用

在自然环境中,污染物大多以混合物形式存在,进入生物体后通常会产生联合毒理效应.石墨烯纳米材料具有优良的吸附性能,容易与其他污染物发生相互作用,进而影响污染物的环境行为.磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)分子中含有多个苯环,容易与石墨烯发生相互作用.本文采用电化学方法,研究了石墨烯和TPP与模拟生物膜间的相互作用.结果表明,石墨烯和TPP均可导致磷脂双层膜修饰的金电极的阻抗降低,说明两者均能影响细胞膜的通透性,破坏模拟生物膜的完整性,推测石墨烯和TPP同时存在时可能表现出一定的协同作用,增大对模拟生物膜的破坏程度.透过细胞膜进入细胞的污染物有可能与细胞内的DNA或蛋白质等大分子发生作用,该研究结果可为评价该类污染物的生态风险性提供理论依据.     

碳纳米管和石墨烯人工肌肉

碳纳米管、石墨烯是近20年崛起,集优异的电学、力学、电化学、电机械等性能于一身的新型纳米材料,在材料、能源、环境、尤其在人工肌肉领域已取得了卓越的进展和成果.人工肌肉是一类能将外部刺激如光、热、电等转换成机械能输出的驱动器.碳纳米管和石墨烯离子型驱动器以其能在较低的电压下,表现出大的弯曲形变和高的空气中循环稳定性,在众多种类的驱动器中成为了科学研究的重点.该驱动器由两电极层以及夹在两电极层之间的聚合物电解质层组成,其致动过程主要受电场下离子在电极层和电解质层中的扩散迁移控制.本文主要综述了碳纳米管和石墨烯作为电极的离子型驱动器工作原理、发展现状;分析了碳纳米管和石墨烯离子型驱动器发展中限制驱动性能进一步提高的几个关键性问题以及遇到的挑战;在此基础上,提出一些具有建设性的方案以及对未来碳纳米管和石墨烯离子型驱动器领域的展望.     

银河系中央发现能量来自超级黑洞的巨大气泡

“黑洞”一直以来都非常吸引科学家及民众的研究和关注,在人们的认识中,“黑洞”的引力如此强大,就连光也不能逃脱出来。而美国天文学家日前宣布了一条消息,他们发现银河系中央分离出两个巨大的“气泡”,其中包含巨大能量,这些能量可能就来自银河系中心产生的超级黑洞。     

神奇的石墨烯

瑞典皇家科学院2010年10月5日宣布,将该年度诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学两位俄裔科学家海姆(A.Geim)和诺沃肖洛夫(K.Novoselov),以表彰他们在石墨烯(graphene)研究领域的"开创性实验".今年51岁的海姆和36岁的诺沃肖洛夫都出生于俄罗斯,一同在俄罗斯开始物理学研究生涯,现同为英国曼彻斯特大学物理与天文学院教授,且还是师生和多年的研究搭档.     

暗能量和加速膨胀的宇宙

1998年发现的宇宙加速膨胀是当代科学中最重大的课题之一.理论上,宇宙的加速膨胀可能意味着当前宇宙中约三分之二的能量密度是由一种新的能量组分,即暗能量所提供的也可能意味着爱因斯坦提出的广义相对论在宇宙学尺度上需要修正.暗能量和修正引力这两种完全不同的物理机制可以给出完全相同的宇宙背景膨胀历史,但却预言不同的结构形成过程.因此,我们可以通过观测宇宙的大尺度结构形成和演化来区分这两种不同的物理机制,揭示宇宙加速膨胀背后的物理规律.宇宙大尺度星系巡天是研究宇宙加速膨胀机制的重要探针之一.基于星系巡天,我们可以通过测量重子声波振荡(baryonic acoustic oscillations,BAO)和红移空间畸变(redshift space distortions,RSD)两种特殊的星系成团属性,同时测量宇宙的背景膨胀和结构形成历史,进而分别开展暗能量性质以及引力研究.SDSS(Sloan Digital Sky Survey)三期的BOSS(Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)巡天是近期完成的世界最大规模的星系巡天.通过对10000平方度左右天区的观测,BOSS获取了近一百万条星系光谱.基于BOSS的观测,我们对暗能量和引力性质开展了深入研究,并发现了暗能量的动力学迹象.目前正在巡天的e BOSS(extended Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)项目以及后续的DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument)和PFS(Prime Focus Spectrograph)等大型巡天将在更高的红移、以更高的精度测量BAO和RSD,这将为宇宙加速膨胀机制的研究提供关键的观测支持.     

低层大气湍流谱和能量的规律

湍流谱的半经验规律可建立在相似理论的基础上。风速一维时间谱的普遍形式为其中i,j=1,2,3分别表示直角坐标上沿平均风向、侧向和垂直方向的分量;S_(ij)为谱密度,_(ij)为相应的普逼函数;f=(nz)/是无因次频率;ζ=z/L是稳定度参数,L是长度。图1a表示近中性层结情况下纵向风速谱普遍     

脉冲星的能量损失和年龄估计

自从六十年代发现脉冲星以来,在解释这种天体的理论模型方面,已取得大量的进展,Gold所提出的转动中子星模型已被广泛地接受,现在已很少有人怀疑脉冲星是一种中子星了。然而,在现行的中子星模型中有一些并未很好地确立的方面,也被普遍地接受。例如,一般认为,脉冲星的辐射可以用多极展开来描写,由此得到两个结果:1.如果中子星的辐射是纯偶极的,则其制动指数n=ω/必等于3;2.脉冲星年龄可以由其频率变化方程积分而求     

来自月球和火星的隕石

近三年来看来在地球上已找到了两块可能来自月球和火星的陨石、《来自月球和火星的陨石》一文就如何证认这两块陨石,以及对这两块陨石的具体研究成果作了详细的介绍。     

石墨烯的化学研究进展

评述了近3年来在石墨烯(graphene)制备化学、石墨烯化学改性、石墨烯表面化学和催化等方面取得的重要进展. 阐述了通过化学方法实现非支撑(freestanding)或准非支撑(quasifree- standing)石墨烯结构的可控和规模制备; 通过表面反应对石墨烯进行掺杂和官能化, 制备了石墨烷、石墨烯氧化物等具有特殊结构和性质的石墨烯相关化合物; 这些石墨烯及石墨烯相关材料(graphene and related materials)在催化、储氢等领域展现出非常重要的应用前景.     

不同脉冲放电类型降解偶氮染料的能量传输效率和能量利用率的评价

酸性橙Ⅱ降解; 脉冲放电; 电导率; 放电类型; 能量传输效率; 能量利用率     

引力理论的准定域能量和动量

本文研究动力学几何的一般理论,使用的几何量为共动坐标O~α、联络1形式ω_β~α和度规系数g_(υν).对应场强为挠率2形式(?)~α:=DO~α ω_β~α∧O~β、曲率2形Ω_β~α:=dω_β~α ω_Γ~α(?)_β~Γ及非度规性1形式G_(υν):=Dg_(υν)=dg_(υν)-ω_υ~αg_(αυ)-ω_ν~αg_(υα).引入协变的正则动量后,可得一阶拉格朗日量4形式:     

石墨烯和氮化硼层内异质界面生长机理

石墨烯打开了二维材料研究的大门,是被研究最为广泛的二维材料.石墨烯纳米带可以获得一定大小的带隙.因此,石墨烯纳米带嵌入到氮化硼介电层形成石墨烯和氮化硼横向异质结(G/h-BN)界面有望得到纯二维集成电路.本文回顾了G/h-BN界面的生长研究方法的发展,并结合石墨烯成核的微观机理,对比探讨了G/h-BN界面成核生长机理,凝练提出了控制G/h-BN界面的关键参数,为G/h-BN界面器件设计提供了方法和机理参考,并为其他二维材料界面提供研究思路.     

石墨烯的生物安全性研究进展

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料.随着石墨烯在实际中的大规模生产和广泛应用,其生物安全性问题也备受关注.大量报道认为石墨烯是一种生物相容性良好的碳纳米材料,部分研究却发现石墨烯具有一定的生物毒性.石墨烯的生物毒性主要依赖于其理化性质(大小、形状、表面电荷、官能团等),与其使用剂量也密切相关.近年来,研究发现石墨烯纳米材料作用于不同生物体会表现出完全迥异的生物毒性.基于此,本文综述了近年来关于石墨烯在细胞毒性、动物毒性和抗菌性方面的研究进展,以期为石墨烯生物安全性评估和生物医学应用提供参考.     

石墨烯单晶的可控生长

化学气相沉积(CVD)法作为合成石墨烯的主流方法之一,已在大面积、高质量石墨烯的可控制备领域获得了广泛应用.但由于生长基底形貌和生长过程动力学因素的影响,采用该方法获得的石墨烯一般是由小晶畴石墨烯拼接而成的多晶膜,晶畴之间的晶界会导致其物理化学性质与本征石墨烯有很大差别.完美的单晶内没有晶界,因此石墨烯单晶的性质与其理论预期接近,近年来石墨烯单晶的可控生长已成为一个重要的研究方向.石墨烯单晶的尺寸和形状是影响其性质的2个主要因素,此外,研究石墨烯单晶的大小及形状成因还有助于了解石墨烯单晶的生长机理.本文将介绍CVD法可控制备石墨烯单晶的一些代表性成果,探讨石墨烯单晶的大小和形状成因,简述石墨烯单晶在电子器件上的应用,展望石墨烯单晶可控生长的机遇与挑战.     

石墨烯:异军突起的新材料

<正>习近平主席访问英国时,曾专门到曼彻斯特大学石墨烯研究院参观。他指出:"在当前新一轮产业升级和科技革命大背景下,新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导,对全球经济、科技、环境等各个领域产生深刻影响。"石墨烯(Graphene),也许你现在还对它相当陌生,但过不了多久,它就会像虚拟现实、基因编辑、人工智能一样,成为人们耳熟能详、津津乐道的热门科技话题。     

恒能量同步荧光法和恒能量同步导数荧光法克服拉曼散射干扰

拉曼散射在荧光分析中常是较严重的干扰因素。消除其干扰可避免荧光光谱变形,有利于弱荧光化合物的荧光特性鉴别和溶剂不纯物的分析;在定量测定应用中可提高荧光测定灵敏度、降低测定检出限。因此,它成为荧光分析工作者极为关注的一个问题。并竞相提出不少措施以克服拉曼干扰。同步荧光法是其中简单方便的一种。     

身体的脂肪与神经和能量相联系

本周科学家们的报告称,肥胖会引起人体的自主神经系统失调,从而导致过多地贮藏能量。他们希望新的发现能有助于消除那种把过度肥胖归于“心理作用”的看法,因为众多的证据将心理失常与肥胖的新陈代谢基础相联系。     

寄生植物和寄主植物间的物质分配

以寄生植物肉苁蓉和寄主植物梭梭为对象, 研究了寄生植物和寄主植物间的物质分配.结果显示, 肉苁蓉体内累积大量的可溶性碳水化合物, 其中可溶性总糖、淀粉以及总可溶性碳水化合物总量分别达到了5.56, 2.73, 8.29 g/株, 分别占梭梭肉苁蓉复合体的51.01%, 60.13%,53.73%; 肉苁蓉对K, P, Zn, Cu 的累积较多, 总量分别达到了348.15, 18.94, 0.24, 0.14 mg/株, 分别占复合体的18.46%, 16.36%, 7.27%, 5.67%. 本研究结果为寄生植物和寄主植物间的物质分配调节提供了初步的理论依据.     

棉铃虫和烟青虫的种间杂交

成功地对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)与烟青虫H. assulta Guenee进行正反杂交并获得子一代; 子一代与棉铃虫回交, 均获得回交后代. 当雌性棉铃虫与雄性烟青虫杂交时, 子一代只有雄性, 没有雌性, 根据霍尔丹定律, 可以证实棉铃虫和烟青虫决定性别的性染色体类型为ZW型, 雌性为杂合性别; 该杂种还表现有杂交优势, 蛹的重量显著大于亲本的雄性蛹重, 与棉铃虫雌性回交后, 造成子代雌雄性比失调, 为1︰4, 因此它可能在遗传防治棉铃虫上有一定的应用价值.     

最大的能量

科学幻想中,通过使用反物质的能量,空气中的力能用来推动火箭进入太空,这样能节约大量的燃料。仅有35毫克的反物质,比一个图钉还要小,能够装在进入太空运行轨道的物体中,这种物体的大小如同国家航空和航天管理局的宇航飞船。