石墨烯荧光生物传感器

材料科学的飞速发展使得由碳、氢、氧等元素组成的"碳素材料"成为未来"绿色有机材料"的重要组成部分。其中,以石墨烯为代表的新材料,由于其优异的光学、力学、热学及化学性质而在生命科学领域具有巨大的应用前景。21世纪以来,材料科学的飞速发展使包括化学、生物学、医学、物理学及电子科学在内的诸多学科发生了翻天覆地的变化。传统意义上的材料一般由无机化合物组成(如金属等),然而考虑到部分重金属无机物投     

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.     

纳米材料生物效应研究和安全性评价前沿

纳米技术持续、健康的发展要求我们了解纳米材料的安全性。2004年以来,纳米材料生物效应和安全性研究发展迅速,形成一个跨学科的研究领域,并受到政府、学界、企业和社会公众等的广泛关注。文中叙述了纳米材料安全性评估的迫切性和重要意义,重点讨论了该领域的最新发展方向,包括纳米产品、工作场所和环境的安全等,同时简单讨论了纳米标准化、纳米技术风险管理和纳米伦理研究与纳米安全性研究的关系。     

生物为什么需要性?

性是我们的动物本能之一。但是 ,别说对天真烂漫的学童 ,就是对生物学家来说 ,性也是自然界最神秘的谜题。我们为什么需要性?直到20世纪60年代 ,生物学家一直认为 ,是为了得到基因的多样性 ,因此它对生物进化意义深远。无性物种的下一代是在没有雄性的干预下 ,由雌性单独繁殖出     

人造纳米颗粒呼吸系统毒性及生物效应的研究进展

随着纳米技术在全球的迅猛发展,人造纳米颗粒已经广泛应用于生物医学领域,其生物安全性成为研究者的关注热点.由于呼吸道是人造纳米颗粒进入机体的主要途径之一,纳米颗粒对机体呼吸系统的毒性和生物效应的相关研究越来越多.本文介绍了人造纳米颗粒和纳米药物在治疗呼吸系统疾病中的应用,重点归纳了几种常见人造纳米颗粒对机体呼吸系统的毒性效应和可能的毒性作用机制,阐述了影响纳米颗粒毒性的几点因素,为今后人造纳米颗粒的研究和应用提供有价值的参考.     

石墨烯扭转结构的前沿研究进展

石墨烯间的扭转打破了传统的Bernal堆叠形式,在形成摩尔超晶格的同时引起了电子能带结构的重构.因此,扭转角作为石墨烯结构参数之一逐渐引起人们的注意.此前关于扭转石墨烯的研究多停留于理论阶段,而随着制备手段和理论研究的发展,研究者逐渐开始探索石墨烯扭转结构对其性能的影响规律.近年来,在魔角石墨烯中观察到的超导态和铁磁性引发了人们对于石墨烯扭转结构的大量关注和讨论.这些在常规碳材料中闻所未闻且未曾被预料到的奇特性质表明,以魔角为代表的扭转石墨烯中仍存在着诸多亟待解决的物理学问题.本文针对扭转石墨烯,特别是魔角石墨烯,围绕其制备方法、电子结构、表征手段和功能特性4个方面进行了较为全面的总结,提出了该领域现存的问题,并展望了扭转石墨烯相关研究的发展趋势.     

金属衬底上石墨烯生长机理研究进展

石墨烯作为一种新型的二维碳材料,在高性能纳米电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域具有非常重要的应用前景.然而,大规模可控合成高质量的石墨烯仍然面临巨大的挑战,其中比较有效的方法之一是在金属衬底上生长石墨烯.本文总结了近年来在金属衬底上生长石墨烯的机理研究方面取得的重要进展,从初始阶段、成核阶段、长大过程3个方面进行了介绍,最后还介绍了氢气在石墨烯生长过程中所起的重要作用,以期对石墨烯生长机理的深入研究及大规模可控制备提供帮助.     

基于微量量热技术的注射用增溶辅料生物安全性评价

为筛选适宜的注射用增溶辅料、减少注射剂不良反应的发生,以嗜热四膜虫BF5为模式生物,建立基于微量量热技术的注射用增溶辅料生物安全性评价方法.恒温28℃时,监测不同注射用增溶辅料(泊洛沙姆188、吐温80、吐温20、聚乙二醇600、聚乙二醇400)干预嗜热四膜虫BF5生长代谢的热谱曲线,抽提生物热动力学特征参数进行量化评价.结果表明,在不同浓度的上述增溶辅料干预下,嗜热四膜虫BF5生长速率常数(k)、5%抑制浓度(IC5)、最大输出功率(P1,P2)、达峰时间(T1,T2)和发热量(Q)呈现规律性变化;且k与增溶辅料浓度间的线性关系良好(r0.9),IC5依次是泊洛沙姆188为2.18mg/mL,聚乙二醇600为1.35mg/mL,吐温80为1.07mg/mL,聚乙二醇400为0.58mg/mL,吐温20为0.045mg/mL.主成分分析表明,参数k,P1和Q能够较好体现热谱曲线整体信息,可用于增溶辅料生物安全性的量化评价.这也得到综合评价结果的印证,即在相同浓度下,泊洛沙姆188对嗜热四膜虫BF5生长代谢毒性较小,而吐温20毒性较大.     

石墨烯基金属氧化物纳米复合结构材料的制备及应用于水体中污染物的吸附研究进展

石墨烯及氧化石墨烯材料具有良好的物理化学性质、巨大的比表面积,使其适合成为水处理中的吸附剂用于污染物的去除.石墨烯基金属氧化物纳米材料,兼具石墨烯和金属氧化物纳米粒子的固有特性,金属氧化物纳米粒子的存在不但阻止石墨烯的团聚,石墨烯基材料也进一步防止了纳米粒子的凝聚,两者共存产生协同效应,使复合材料具有更大的比表面积和吸附效能用于污染物的去除.本文综述了用于环境中污染物去除的石墨烯基金属氧化物的种类、不同复合材料的性能以及复合材料对水体中重金属离子、有机污染物的吸附性能等,探讨污染物去除机理,并进一步展望适合于不同种类污染物去除的石墨烯基金属氧化物的结构性能特点.     

取代芳烃对水生生物的毒性模型

定量结构活性相关(QSAR)方法被广泛用来预测有机物的生物活性,其中线性溶剂化能相关法,辛醇-水分配系数法和分子连接性指数法等代表性的方法虽然能够成功地预测有机物对生物的毒性,但都没有完整反映出有机物对生物的毒性作用机理。本文以“靶学说”和“线性自由能理论”为基础,建立一种新的QSAR模型来研究有机物对水生生物的急性毒性。     

QSAR法研究芳烃类化合物的生物毒性

有机芳烃类化合物中有许多为有毒化学品。本研究将分子轨道能和分子连接性指数等化合物表征参数,联合引入分子定量结构与活性相关(QSAR)的研究方法中,从分子结构与能量两种属性的角度,探索芳烃类化合物对水生生物和陆生哺乳动物的毒性作用,及其分子定量构效关系,进一步寻求毒理学中的生物替代性规律,为利用QSAR法研究生物替代毒性提供依据。     

海绵动物的演化意义及其生物硅的仿生应用

海绵动物是地球上最古老、最简单的动物, 但对它在生物进化中的定位却经历了一个漫长而复杂的认识过程. 作为“活化石”, 海绵动物为生物演化研究提供了最好的证据; 而对海绵动物研究更令人入胜的是近年来人们发现硅质海绵动物骨针的独特结构和良好光纤特性, 从而开辟了利用纳米生物技术进行仿生合成的广泛研究领域. 综述了海绵动物的发现及新的分子生物学进化证据, 骨针硅蛋白催化合成生物硅的研究进展及仿生合成在纳米生物技术和医学领域的潜在应用.     

飞行和游动生物流体力学的国内研究进展概述

在微型飞行器等仿生技术的推动下,飞行和游动的生物力学研究正受到国际和国内学者的关注. 2003年10月曾召开了以此为主题的第214次香山科学会议,对国际上该领域的研究动态作了比较充分的评述.本文着重介绍国内最近在生物外部流体力学研究领域取得的若干进展.     

生物地球物理学的产生与研究进展

地球庞大的生物群落广泛地参与了岩石圈浅层、水圈和大气圈的物理和化学性质的改造过程. 认识生物圈及其与其他各圈层相互作用, 具有重要的地球系统科学意义.近年来, 随着生物地球科学的发展, 地球物理学方法和技术开始被应用于地质微生物改造作用、地球物理场对生物的影响等研究, 从而产生了生物地球物理学这一新的分支交叉学科. 本文评述了生物地球物理学的产生和一些最新研究进展, 旨在促进生物地球科学的发展与深化.     

有趣的生物共栖现象

动物世界充满奇趣。一方凶猛强大,一方弱小无比：一个是巨兽,一个是小雀……从表面来看它们是＂水火不相容＂的,然而令人难以相信的是,它们居然能够朝夕与共、和睦相处。     

人造纳米材料安全性研究进展及存在问题

纳米科技的迅速崛起，是世界上任何一个人、一个组织和一个国家都没有办法阻挡的。尽管存在巨大的经济和社会效益，但是像其它科学技术一样，纳米技术也是一把双刃剑，如何利用它有效的一面，避免对人类的危害一面，是我们不得不面对的问题。本文将重点对近些年国内外人造纳米材料安全性研究的主要进展进行综述，对其中存在的问题进行总结，并在此基础上提出进一步的发展建议。     

纳米银细胞毒性体外检测方法研究进展

纳米银因具有良好的光学、导电和抗菌等性能被广泛应用于生物、医学相关的许多领域.利用纳米银所产生的细胞毒性有望改善某些疾病的治疗,但银纳米材料的广泛使用也引发了人们对其生物安全性的高度关注.如何更有效、更低毒地使用银纳米材料,需要对其细胞毒性进行更全面的检测.近年来已有大量文献对如何进行纳米银细胞毒性的体外检测进行了研究,本文综述了该领域内的重要进展,有望为进一步开展银纳米材料的体内实验乃至临床实验提供重要参考.     

石墨烯海绵的光声效应

探索了三维石墨烯海绵的光声效应.由于其具有均匀的孔结构以及良好的吸光特性,石墨烯海绵能产生均匀的光声信号.通过研究石墨烯海绵在不同气体中的光声效应,获得了所产生的光声信号与气体性质的关系.研究发现,石墨烯海绵在不同频率(20~20000 Hz)范围内,产生的光声信号均具有良好的谐振性.为了进一步解释石墨烯海绵的光声机理,建立了相应的理论模型.这些结果为利用石墨烯材料在光声器件等方面的研究提供了有益的借鉴.     

生物兵再展神奇

海牛自有牛脾气,猩猩更有擒匪功 与上述武器相比,全新动物兵则另有奇功。当然,动物兵有生命,与通常的武器不同,可是当今世界的动物兵,都被列入"武器"的范畴。 众所周知,美军中早已有"海豚