納米材料

印度開發(fā)出可操控納米粒子的新型光鑷

據(jù)報(bào)道，印度科研人員開發(fā)出一種新型光鑷，可利用光來捕獲和操縱納米粒子。相關(guān)論文已于近期發(fā)表在英國《自然·通訊》雜志上。

光鑷自發(fā)明至今已有數(shù)十年歷史，其原理是用一束高度匯聚的激光形成三維勢阱來捕獲和操縱微小的粒子。但受到衍射極限的限制，傳統(tǒng)光鑷很難操控納米粒子。“表面等離激元光鑷”在一定程度上解決了這一問題，受到光照的貴金屬納米盤會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場，進(jìn)而吸引并捕獲附近的納米粒子，但這種光鑷只能在固定空間上使用。

如今，印度科學(xué)研究所的科研人員開發(fā)出一種新型光鑷。他們在一種由玻璃制成的介電微柱上制作等離激元納米盤，并用激光束操縱這種混合結(jié)構(gòu)。這種“鑷中鑷”可對小至40nm的粒子開展動(dòng)態(tài)誘捕與操縱。

研究人員說，這項(xiàng)技術(shù)的最大亮點(diǎn)是簡單和易于實(shí)現(xiàn)，且已經(jīng)獲得專利，他們正與一家公司商討授權(quán)事宜。（新華網(wǎng)）

以色列科學(xué)家發(fā)明黑色素腫瘤納米疫苗

黑色素瘤發(fā)生于產(chǎn)生黑色素或皮膚色素的皮膚細(xì)胞中，是一種極具侵襲性的皮膚癌。近年來，隨著PD-1抗體、“K”藥、“O”藥等免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICI）的不斷獲批，黑色素瘤的預(yù)防與治療取得了長足進(jìn)步。但I(xiàn)CI作為單一療法使用時(shí)往往存在腫瘤耐藥或復(fù)發(fā)相關(guān)的低響應(yīng)率和低持久性等問題。

據(jù)報(bào)道，近日，以色列特拉維夫大學(xué)（TAU）醫(yī)學(xué)院生理和藥理學(xué)系主任兼癌癥研究和納米醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任Ronit Satchi-Fainaro教授，以及葡萄牙里斯本大學(xué)的Helena Florindo教授共同開發(fā)出了一種新型的甘露糖基化納米疫苗，首次證實(shí)當(dāng)納米疫苗與髓源性抑制細(xì)胞抑制劑Ibrutinib聯(lián)用時(shí)，可有效增強(qiáng)小鼠免疫系統(tǒng)活性，預(yù)防黑色素瘤的發(fā)生，治療原發(fā)性黑色素瘤甚至控制轉(zhuǎn)移。他們利用一種生物可降解聚合物制成約170納米的微小顆粒，在每個(gè)納米顆粒中“安裝”上在黑色素瘤細(xì)胞中表達(dá)的兩肽短鏈氨基酸—腫瘤相關(guān)抗原（TAAs）。隨后，將納米疫苗顆粒注射到攜帶黑色素瘤的小鼠模型中，這種納米疫苗顆粒找到進(jìn)入體內(nèi)T細(xì)胞的途徑，并成功激活它們攻擊黑色素瘤細(xì)胞。上述研究結(jié)果近日已發(fā)表于《自然》期刊子刊。

Satchi-Fainaro教授表示：“腫瘤納米疫苗也可能適合其他類型的癌癥，我們的工作有望為其他癌癥類型的納米疫苗打下理論基礎(chǔ)。”（科技部）

我國將主持制定2項(xiàng)納米材料國際標(biāo)準(zhǔn)

據(jù)報(bào)道，近日，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布的新一批標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)文件顯示，由我國主持提出的2項(xiàng)納米材料國際標(biāo)準(zhǔn)——《氣相納米二氧化硅表面硅羥基含量測定方法》和《光催化納米二氧化鈦》順利通過ISO/TC256委員會(huì)立項(xiàng)審查，獲批成為ISO新的國際標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目。

這是我國納米材料企業(yè)在繼2018年主持發(fā)布《硅橡膠用氣相二氧化硅》國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 18473-3：2018）之后，在國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域再次取得的重大突破，充分顯示了我國納米材料企業(yè)在參與國際標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)務(wù)中的實(shí)力。

《氣相納米二氧化硅表面硅羥基含量測定方法》國際標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人、湖北宜昌匯富硅材料有限公司研究院院長王躍林表示，進(jìn)入新世紀(jì)，國際貿(mào)易競爭“規(guī)則之戰(zhàn)”特點(diǎn)愈發(fā)凸顯，歐美各大公司通過主導(dǎo)制定國際標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)壁壘，控制市場，對后發(fā)國家技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了嚴(yán)重制約。盡快在國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域爭取到更多的參與機(jī)會(huì)是中國企業(yè)尋求技術(shù)和市場突破的有效手段。

王躍林介紹，在制定ISO 18473-3：2018的過程中，國內(nèi)外專家發(fā)現(xiàn)硅羥基含量對氣相二氧化硅的質(zhì)量和應(yīng)用性能有很重要的影響，但缺乏可靠、精準(zhǔn)的測量方法，急需建立相應(yīng)檢測技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。王躍林抓住機(jī)會(huì)及時(shí)組織公司內(nèi)部科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合四川大學(xué)、北京市理化分析測試中心等單位攻關(guān)，歷經(jīng)一年多時(shí)間開發(fā)出了一套具有較高精度的測量方法。在2018年10月召開的ISO/TC256年會(huì)上，王躍林對相關(guān)成果進(jìn)行了介紹，得到國際專家普遍認(rèn)可，并同意啟動(dòng)國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

主持制定《光催化納米二氧化鈦》國際標(biāo)準(zhǔn)的安徽宣城晶瑞新材料有限公司董事長徐進(jìn)介紹說，公司10年來一直致力于先進(jìn)納米材料的技術(shù)開發(fā)與設(shè)備研發(fā)，其制劑、制成和粒徑控制技術(shù)、煅燒技術(shù)控制系統(tǒng)及部分產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該公司還參與制定了《納米氧化鋁》等9項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，在國際標(biāo)準(zhǔn)方面取得相應(yīng)的話語權(quán)。

ISO/TC256/WG7功能顏料和體質(zhì)顏料國際工作組召集人戴石鋒表示，湖北宜昌匯富、安徽宣城晶瑞新、山東國瓷功能材料股份有限公司等企業(yè)通過10多年的努力，成功實(shí)現(xiàn)了納米材料的規(guī)模國產(chǎn)化，并形成完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化設(shè)備，這為制定國際標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。通過主持制定國際標(biāo)準(zhǔn)，我國納米材料企業(yè)的技術(shù)實(shí)力和創(chuàng)新能力得以充分展示，贏得了更多國際同行的尊重和客戶認(rèn)可，也為我國納米材料“走出去”奠定了基礎(chǔ)。（中國化工報(bào)）

我國科學(xué)家實(shí)現(xiàn)原子級石墨烯可控折疊

探索新型低維碳納米材料及其新奇物性是世界前沿的科學(xué)問題之一。二維的石墨烯晶格結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是其他眾多碳納米結(jié)構(gòu)的母體材料，受局域空位、增原子、邊界等缺陷結(jié)構(gòu)的影響，在單原子層次上精準(zhǔn)構(gòu)筑和調(diào)控基于石墨烯的低維碳納米結(jié)構(gòu)仍存在巨大挑戰(zhàn)。

據(jù)報(bào)道，最近，北京凝聚態(tài)物理國家研究中心高鴻鈞研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了原子級石墨烯精準(zhǔn)可控折疊，構(gòu)筑出一種新型的準(zhǔn)三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由二維旋轉(zhuǎn)堆垛雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)與一維的類碳納米管結(jié)構(gòu)組成。研究團(tuán)隊(duì)通過掃描探針操控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了5項(xiàng)突破：一是石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級精準(zhǔn)折疊與解折疊；二是同一個(gè)石墨烯結(jié)構(gòu)沿任意方向的反復(fù)折疊；三是堆疊角度精確可調(diào)的旋轉(zhuǎn)堆垛的雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)；四是準(zhǔn)一維碳納米管納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑；五是雙晶石墨烯納米結(jié)構(gòu)的可控折疊及其異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑。應(yīng)用掃描隧道譜與第一性原理，確定了折疊石墨烯納米結(jié)構(gòu)的精確原子構(gòu)型與局域電子態(tài)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)由石墨烯可控折疊得到的準(zhǔn)一維納米管異質(zhì)結(jié)具有不同的電子性質(zhì)。

該工作是國際上首次實(shí)現(xiàn)原子級精準(zhǔn)控制、按需定制的石墨烯折疊，是目前世界上最小尺寸的石墨烯“折紙術(shù)”。該技術(shù)可用于折疊其他新型二維原子晶體材料和復(fù)雜的疊層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制備出功能納米結(jié)構(gòu)及其量子器件，對未來包括量子計(jì)算在內(nèi)的應(yīng)用將會(huì)有重要的意義。該研究成果近期發(fā)表在Science上。（科技部）

石墨烯“打底”我國科學(xué)家制備出高速晶體管

據(jù)報(bào)道，近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心先進(jìn)炭材料研究部科研人員首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)晶體管“硅—石墨烯—鍺晶體管”，成功將石墨烯基區(qū)晶體管的延遲時(shí)間縮短了1 000倍以上，并將其截止頻率由兆赫茲（MHz）提升至吉赫茲（GHz）領(lǐng)域，未來將有望在太赫茲（THz）領(lǐng)域的高速器件中應(yīng)用。該研究成果近日在《自然·通訊》上在線發(fā)表。

近年來，石墨烯作為性能優(yōu)異的二維材料備受關(guān)注，人們提出將石墨烯作為基區(qū)材料制備晶體管，其原子級厚度將消除基區(qū)渡越時(shí)間的限制，同時(shí)其超高的載流子遷移率也有助于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的低阻基區(qū)。

“目前已報(bào)道的石墨烯基區(qū)晶體管普遍采用隧穿發(fā)射結(jié)，然而隧穿發(fā)射結(jié)的勢壘高度嚴(yán)重限制了該晶體管作為高速電子器件的發(fā)展前景?！痹撗芯繄F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示。他們通過半導(dǎo)體薄膜和石墨烯轉(zhuǎn)移工藝，首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)的硅—石墨烯—鍺晶體管。該研究人員表示，與已報(bào)道的隧穿發(fā)射結(jié)相比，硅—石墨烯肖特基結(jié)表現(xiàn)出目前最大的開態(tài)電流和最小的發(fā)射結(jié)電容，從而得到最短的發(fā)射結(jié)充電時(shí)間，使器件總延遲時(shí)間縮短了1 000倍以上，器件的截止頻率由約1.0MHz提升至1.2GHz。

據(jù)悉，我國科研人員同時(shí)對器件的各種物理現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模發(fā)現(xiàn)了該器件具有工作于太赫茲領(lǐng)域的潛力，這將極大提升石墨烯基區(qū)晶體管的性能，為未來最終實(shí)現(xiàn)超高速晶體管奠定了基礎(chǔ)。（科技日報(bào)）

中國科大石墨烯離子存儲(chǔ)機(jī)制研究取得新進(jìn)展

電化學(xué)雙層電容器又稱超級電容器，通過電解液離子在高表面積電極表面的可逆吸脫附來儲(chǔ)能。由于不涉及氧化還原反應(yīng)等電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)限制，超級電容器可以在極高的充放電速率下運(yùn)行，具有達(dá)百萬次的良好循環(huán)能力，使得它們廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。石墨烯理論上可具有550F/g的比容量，作為超級電容器電極材料備受關(guān)注。然而目前石墨烯基材料的性能仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期。一方面，石墨烯的量子電容已被證明在雙電層電容的建立中起著關(guān)鍵作用；另一方面，界面電化學(xué)是決定超級電容器儲(chǔ)能性能的關(guān)鍵因素，涉及離子在電極孔道內(nèi)的傳輸擴(kuò)散、離子在碳表面的吸/脫附等過程。石墨烯-電解液界面動(dòng)態(tài)電荷分離機(jī)制仍然未得到良好解決，阻礙了高性能二維或三維石墨烯電極的進(jìn)一步發(fā)展。

據(jù)報(bào)道，近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱彥武課題組提出，低缺陷含量的單層石墨烯可為從理解極化作用下石墨烯界面離子吸附/相互作用提供一個(gè)優(yōu)良模版：既消除了孔道離子受限效應(yīng)，又不受大多數(shù)多孔碳材料中孔隙或缺陷的影響?；诖耍撜n題組聯(lián)合法國Patrice Simon課題組，采用電化學(xué)阻抗譜和電化學(xué)石英晶體微量天平系統(tǒng)聯(lián)用，原位研究了離子液體（EMI-TFSI）電解質(zhì)在單層石墨烯表面的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，在石墨烯正極化區(qū)間，電荷儲(chǔ)存受帶正電的團(tuán)簇類離子脫附主導(dǎo)；在負(fù)極化區(qū)間，石墨烯表面質(zhì)量變化較小，顯示表面離子重排效應(yīng)。隨著施加電勢的增加，2種類型的界面響應(yīng)主導(dǎo)著雙電層的變化，導(dǎo)致雙電層電容增加。該研究為進(jìn)一步理解石墨烯-電解液界面結(jié)構(gòu)以及石墨烯雙電層儲(chǔ)能提供了基礎(chǔ)。（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)）

納米反應(yīng)器讓胰腺癌檢測“快準(zhǔn)穩(wěn)”

據(jù)報(bào)道，經(jīng)過多年研究，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所劉健研究員團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)錢昆研究員團(tuán)隊(duì)合作，創(chuàng)新性地提出將多功能氧化硅鉑基納米反應(yīng)器應(yīng)用于胰腺癌檢測中。檢測結(jié)果顯示，其檢出的標(biāo)志物特異性高達(dá)92%，實(shí)現(xiàn)了代謝物的即時(shí)檢測和分子分型，這不僅為納米反應(yīng)器在醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用中提出了新思路，還為胰腺癌患者的代謝變化提出了新見解，對疾病的精確診斷提供了潛在可能。相關(guān)研究日前在《物質(zhì)》上發(fā)表。

胰腺癌致死率較高，在美國高達(dá)98%，有效的早期診斷可將胰腺癌5年生存率提高到67%。但目前針對胰腺癌的篩查只能通過檢測血液中CA19-9等特定蛋白生物標(biāo)志物，僅能發(fā)現(xiàn)約30%的特異性，如何解決胰腺癌在臨床檢測中時(shí)間長、特異性差、早期精準(zhǔn)檢測難等難題備受學(xué)界關(guān)注。

代謝組學(xué)位于生化途徑最末端，與疾病表型關(guān)系最為密切，一般用于監(jiān)控疾病發(fā)生發(fā)展情況，而代謝組學(xué)的檢測手段可以有效解決胰腺癌檢測中遇到的問題。“但受限于血液樣本的高復(fù)雜度與標(biāo)志物低豐度，臨床檢測中仍需要依賴復(fù)雜的樣本預(yù)處理手段對血液樣本進(jìn)行除蛋白、提純、富集、濃縮等，繼而再進(jìn)行分析測定?！眲⒔〗榻B，納米反應(yīng)器則能提供一種微/納米尺度的空間，使低濃度生物標(biāo)記物的富集濃縮反應(yīng)受限于微納空間范圍內(nèi)，從而有效將低豐度樣本轉(zhuǎn)化為高豐度樣本。

基于對納米反應(yīng)器構(gòu)筑的基礎(chǔ)，科研人員以多功能鉑納米反應(yīng)器為核心，構(gòu)建了代謝物即時(shí)檢測和分子分型的多功能平臺(tái)。（科技日報(bào)）

“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)多位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人榮獲騰訊基金會(huì)首屆“科學(xué)探索獎(jiǎng)”

據(jù)報(bào)道，2019年“科學(xué)探索獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單近日正式向社會(huì)公布。50位獲獎(jiǎng)人經(jīng)過層層選拔，最終從千余名申報(bào)人中脫穎而出，每位獲獎(jiǎng)人將在未來5年獲得由騰訊基金會(huì)資助的300萬元人民幣獎(jiǎng)金。

“科學(xué)探索獎(jiǎng)”是2018年騰訊公司成立20周年之際，由騰訊公司董事會(huì)主席兼首席執(zhí)行官、騰訊基金會(huì)發(fā)起人馬化騰與14位科學(xué)家聯(lián)合發(fā)起的，面向基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)領(lǐng)域，支持在中國大陸全職工作的、45周歲及以下青年科技工作者的公益獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在激勵(lì)青年科技工作者潛心探索未知世界，吸引更多青年人投入到基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)的研究之中。

為最大程度保障獎(jiǎng)項(xiàng)的權(quán)威性和公正性，2019年“科學(xué)探索獎(jiǎng)”的評審工作共有350多位各領(lǐng)域的專家參與，在獎(jiǎng)項(xiàng)的提名、推薦、評審過程中，超過百位“兩院院士”參與其中。最終50位青年科技工作者獲獎(jiǎng)，其中35歲及以下獲獎(jiǎng)人有9位，比例接近20%?！凹{米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人游書力、鄭南峰、楊玉超等多位科學(xué)家因在納米科技領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)獲此獎(jiǎng)勵(lì)。（科技部）