利用表面化学修饰实现纳米结构电子发射性质的周期性调控

国家纳米科学中心&中科院高能所纳米生物效应与安全性联合实验室对碳纳米材料的修饰与基础性质及其生物效应研究方面进行了系列研究。2005年,他们与北京大学第三医院、国家纳米科学中心、中科院化学所研究人员合作,将金属钆(Gd)原子包含在一个约1nm左右的全封闭碳笼内,然后在碳笼外表进行适当化学修饰制成[Gd@C82(OH)22]n纳米颗粒,并利用动物实验、体外细胞实验和生化实验研究了它们的生物效应。结果发现这些纳米颗粒对肝癌细胞的生长抑止效果远远好于目前临床上使用的抗肿瘤药物———顺铂和环磷酰胺。而且他们发现,该纳米颗粒并不直接杀…     

液体-固体-溶液界面相转移和相分离——一种通用的纳米晶体合成策略

如何在纳米介观尺度范围内实现对材料结构与性能的调控,是纳米材料功能化及其应用的关键。单分散纳米晶指尺寸及形状均一、且在特定介质中具有良好分散能力的纳米材料。基于纳米粒子自身的尺寸效应、表面效应、量子效应,载流子在纳米粒子限制维度空间内的传输具有不同于其它维度材料的特性,展现出许多独特的光学、电学等物理化学性质。同时形状及尺寸严格均一的单分散纳米晶可以通过各种物理化学相互作用进行组装,在纳米器件、量子点激光器、非线性光学、磁介质、催化、功能材料及纳米生物技术等方面具有极为广阔的应用前景。然而由于不同化…     

纳米尺度物质的生物环境效应与纳米安全性

纳米尺度的物质进入生物、环境以后,与生命体和环境的相互作用过程以及所产生的生物环境效应,是一个新兴的、典型的学科交叉领域。本文主要介绍了纳米生物环境效应的科学问题,并结合国内外已有的实验结果分析了纳米尺度物质可能产生的新的生物效应以及对生物环境健康与安全的潜在影响。本文认为:纳米生物环境效应的研究必须与纳米科学技术的发展同步进行;纳米技术有可能成为人类第一个在其可能产生负面效应之前,就已经过认真研究,引起广泛重视,并最终能安全造福人类的新技术。     

推动二十一世纪科学变革的纳米技术与纳米材料

纳米科学和纳米技术被认为是明天最能产生突破性进展的领域。本文不纳米材料和纳米技术的发展，对纳米复合功能材料的先进设计、建造和新合成路线。功能纳米材料的剪载、维数及尺寸的控制。以及纳米材料在生物大分子的缓释、输送及在储能材料中的应用等方面进行了评述。     

面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器研究进展

本文对纳米科技重点专项《面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器基础研究》项目中期进展情况进行了总结。该项目针对高危有机化学品和持久性有机污染物的检测,重点开展四方面的工作,一是研究纳米结构材料与待测目标物的相互作用及敏感机制,为传感器的研究提供敏感材料;二是研究纳米材料表面功能化与富集分离工作机制,为传感器的研究提供特异性富集分离材料;三是研究敏感信号转换机制及超高灵敏检测方法,为传感器的研究提供设计和制造基础;四是综合上述三方面的研究成果,重点研制针对六六六、汞、TNT和沙林等的高性能现场快速检测传感器,并对传感器进行应用示范。经过两年的努力,项目提出了5种纳米敏感结构构筑新方法,实现了纳米敏感结构阵列的大面积构筑;通过纳米结构表面修饰与异质包覆,实现了选择性敏感效应;发展了系列阶层多孔纳米材料的功能化制备以及毒性甄别方法;硅纳米线实现了三维可控批量制造;提出了高能效下沉式三维微加热器结构;在硅纳米线上实现了多种基团分子的简单、可控修饰;初步形成了传感器制造平台方案,研制出原型传感器,确定了示范应用方案。     

自然科学基金在促进纳米材料研究中的作用

纳米技术是一种通过在零到一百纳米这样极为精细的尺度下人为控制和制备纳米材料和纳米结构以实现特殊功能和智能作用的先进科学技术，被认为是将会带来21世纪工业革命的前沿科学技术。而纳米材料是纳米技术的重要基础。国家自然科学基金委员会工程与材料科学部无机非金属材料学科早在1987年就开始资助纳米材料领域的研究项目，在90年代已经资助了相当一批纳米科技方面的研究，形成了面上、重点、重大、人才基金等几个层次上的资助格局。主要研究领域有纳米粉体，纳米薄膜，一维纳米材料的制备、表征等，涉及到信息、能源、国防等等方面，研究人员取得了一些有显示性的成果，如作为非共识创新项目得到学部主任基金资助的范守善教授，获得基金连续资助的中科院金属所成会明研究员，从海外归来的中国科技大学候建国教授等先后在Na-ture、Science发表了文章。除此而外，还有经历了研究低谷取得了优异研究成果的南京大学鲍希茂教授。总结这些成果，我们可以看到各类基金项目的资助起着它特有的作用。     

纳米生物机器原理、制备及其应用探索

纳米生物机器是纳米生物技术领域的前沿热点之一,不仅对了解细胞运作规律、构建人工纳米机器有着重要意义,还为智能材料体系,生物传感器的设计、构造等提供理论和技术基础。本项目围绕纳米生物机器的构建及其运动机理这一核心问题,主要针对典型的天然蛋白质机器和人工核酸机器,通过对其结构与操控机制的研究,探索纳米生物机器的构建原理及一般性工作原理,发展纳米生物机器操控的新方法,     

纳米酶标准术语

纳米酶是一类本身蕴含酶学特性的纳米材料,能够催化酶的底物,产生如同天然酶类似的催化反应,并具有酶促反应动力学等特征,属于一类新型模拟酶。自2007年首次报道以来,纳米酶已成为多学科交叉的研究热点,其应用研究涉及医学、环境、农业、国防安全等多个领域。近年来,基于纳米酶的新技术不断涌现,已有纳米酶相关产品问世。此刻,十分有必要对纳米酶的相关术语进行研讨并形成规范,以便专业人员深入理解和准确评价纳米材料的类酶活性,也有助于促进纳米酶产业化。     

潜心微观世界 立足化学前沿——记南京大学化学化工学院朱俊杰教授

纳米技术是研究结构尺寸在0．1～100纳米范围内材料的性质和应用的技术,它是一门交叉性很强的综合学科,研究内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。     

香山科学会议第239～243次学术讨论会简述

2004年 11月—12月,香山科学会议陆续召开了第 239—243次学术讨论会,与会专家学者针对中国天然气资源与发展战略,制冷与低温科学技术研究前沿,中国湿地退化、保护与恢复,宇航科学前沿与光障问题,纳米尺度物质的生物效应 (纳米安全性)等 5个备受科学界关注的科学技术问题进     

研究利用纳米材料建设节约型社会

纳米技术、信息技术及生物技术将成为新世纪社会经济发展的三大支柱.纳米科技的兴起,对我国提出了严峻的挑战,同时也为我国实现跨越式发展提供了难得的机遇.纳米材料是纳米科技的基础,功能纳米材料是纳米材料科学中最富有活力的领域,它对信息、生物、能源、环境、宇航等高科技领域,将产生深远的影响并具有广阔的应用前景.     

纳米制剂的研究进展

与常规药物制剂相比,纳米制剂具有许多难以比拟的优势,因而被用于递送难溶性药物、抗肿瘤药物、基因药物以及需要突破血脑屏障的药物等。纳米制剂的基础研究十分活跃,其转化研究也逐渐深入,新产品在国内外陆续上市或进入不同阶段的临床试验。尤其是在新型冠状病毒mRNA疫苗的研发中,纳米制剂技术发挥了不可替代的作用。我国在纳米制剂研究的各个领域还存在明显不足,需要加强关键性的基础研究,促进基础与应用研究的融通发展,完善相应的监管体制等。纳米制剂的发展将带来更多创新或个性化的疗法,为攻克更多重大疾病带来希望,但纳米制剂的安全性、工艺及质量的可控性、关键设备及辅料对国外的过度依赖性等问题是需要应对的挑战。     

土壤有机污染阻控与高效修复用纳米材料与技术研究

我国土壤环境质量总体不容乐观,局部地区污染严重,急需研发经济、高效、绿色的修复材料与技术。一些纳米材料相比常规材料具有优越的物理化学属性和反应活性,能够与重金属和有机污染物发生强烈的吸附与氧化还原作用,有望用于土壤污染治理。为此,科技部于2017年在国家重点研发计划"纳米科技"重点专项中设立了"用于土壤有机污染阻控与高效修复的纳米材料与技术"项目,旨在研发新型功能纳米材料及其宏量制备技术,阐明其阻控/修复土壤有机污染的机制及在土壤中的迁移转化过程与生物生态效应,构建经济、高效、绿色的农田土壤有机污染阻控修复和有机污染场地土壤修复纳米技术,建设示范工程,为我国土壤污染治理提供有自主知识产权的功能材料、适用技术和工程范例。本文概括性地介绍了该项目实施两年来所取得的重要进展,主要包括有机污染农田土壤阻控修复用纳米材料与技术、有机污染场地土壤/地下水修复用纳米材料与技术、纳米材料与有机污染物复合生物效应与调控利用。     

DNA介导的功能性纳米组装体及其生物医学应用

利用表面配体对无机纳米材料进行修饰、组装而获得的功能性纳米组装体,具备不同于单分散纳米材料的特殊光学、电学、磁学和热力学等性质,在生物医药领域显示出巨大的应用价值。DNA具有精确的化学结构和精准的分子识别特性,使其作为一种配体在无机纳米材料表面修饰和组装调控方面展现出独特的优势。由DNA配体介导的功能性纳米组装体能够实现组装结构的精准可控调节,拓宽无机纳米材料在生物医药领域的应用前景,可有效提高肿瘤等重大疾病的诊疗效率,推动生命科学的进步和发展。本文对国内外构建DNA介导功能性纳米组装体及其在生物医药领域应用相关的代表性工作进行总结和对比,讨论我国在该领域面临的机遇和挑战,为今后的发展提出建议。     

人工纳米生物机器构筑与生物医学应用的基础研究

分子机器是纳米科学技术的一个梦想。 与现有的生物型分子机器以及人工分子机器概念不同,本项目提出一种杂合型的机器——“人工纳米生物机器”,通过设计把人工纳米结构与具有不同功能的生物分子有机集成起来,二者互相配合,期望能够实现高级功能。     

探索培养纳米科技人才的科研和教育体制

发展纳米科技重在具有综合素质的科技人才,他们不但需要有在一个领域超高的知识和专长,同时也需要对其它相关学科的深入了解,更重要的是要掌握学科之间的结合和穿插.这样的人才称之为纳米人才(nanoscien-tists).培养纳米人才需要对现有教育体制的改革和创新.尽管国际上还无范例可仿,本文建议可在以下方面着手进行改革(1)加强科学精神、科学道德和科学作风教育;(2)实现从狭窄的专业教育到全面素质教育,从单科教育到系统工程意识教育的转移;(3)加强基础训练,实现从静态灌输到动态终身学习的过渡;(4)建立培养创造型人才的教育体制;(5)兼并专注单科和系统整体组合教育方式;(6)加强团队科研作风,培养对科学的浓厚兴趣和献身精神;(7)建立以系为支撑点的校/院级纳米研究中心.     

医疗器械中应用的纳米技术：国家药品监督管理局监管科学研究进展

纳米材料和纳米技术的快速发展,为医疗器械的突破性发展提供了技术基础。纳米技术在柔性电子技术、脑机接口、功能性敷料、无源植入物、给药装置及体外诊断试剂领域均有广泛的应用前景。我国纳米材料医疗器械总体上,与科研领域的进展相比,产品转化领域进展比较缓慢。其原因是多方面的,其中监管部门评价手段和工具缺乏是主要原因之一。本文总结国际监管机构采取的监管措施,进而着重介绍国家药品监督管理局近年来监管科学的研究进展,包括重点实验室的建设情况、监管科学研究工作的布局情况、指导原则的制定情况及相关标准的起草情况。这些措施,必将大幅提升我国监管部门对于纳米医疗器械产品安全性、有效性的评价能力,从而促进和推动应用纳米材料和纳米技术的医疗器械及早上市,服务于临床。     

尺寸、形貌和结构可控的球形二氧化硅、及其纳米复合二氧化钛、银球颗粒的研发

纳米材料可控制备技术是目前国内外引人注目的一项高新技术。它利用一系列的化学方法，制备适应不同产品所需要的特定尺寸、结构、形状的纳米材料，改变纳米材料研究中的盲目性、随机性，按照人们的意志来设计、组装、构建纳米功能材料。     

纳米影像探针发展现状与未来趋势

重大疾病的早期精准诊断是提高治愈率、改善患者生存质量的关键所在,因此发展高、精、尖的诊断技术是现代医学的主要目标之一。影像学的飞速发展在疾病的早期诊断、活性药物筛选以及实时评价治疗效果等方面都发挥着越来越重要的作用。影像探针作为医学影像学的重要组成部分,其成像性能是决定诊断效果的关键因素。目前常规的影像探针因为信噪比较低、靶向性差等缺点无法满足日益提高的医学成像需求,而在多种纳米材料基础上发展起来的纳米影像探针显示出较好的成像潜力,受到科研工作者和临床医生的重视。本文对纳米影像探针的国内外研究进展进行总结,并简要讨论其发展趋势。     

认准目标 及时支持

信息技术在当代社会起着重要作用,它的基础是以硅集成电路为核心的微电子技术.可是集成电路的发展在物理上和技术上都已逼近了极限,多年来,人们一直在探索新的发展途径.一条现实可行的道路是,仍然以硅和硅集成技术为基础,利用硅基纳米器件的量子效应,建立量子电子学或称纳米电子学.若同时把速度最快的光作为信号的载体与纳米电子学结合,可以发展成硅基纳米光电子集成.纳米电子学和纳米光电子集成将成为未来信息技术的基础.