关键词： 捷克   纳米技术   先进材料   纳米科研机构  

摘要： 捷克纳米技术与先进材料发展迅速,政府多渠道保障投入支持,同时注重建设具有国际水准的纳米技术科研机构,发挥人才优势,促进基础研究和应用研究相结合,推动中小企业不断开拓创新,取得了众多具有世界竞争力的纳米科技成果和产品。本文梳理了捷克纳米技术与先进材料的发展历程和优势,分析了捷克纳米技术与先进材料领域的支持政策、研究实力、人才资源和企业创新的相关情况,对推动我国纳米技术与先进材料的发展,以及推动中捷纳米领域的产学研合作具有一定的借鉴意义。

关键词： 钴基纳米酶   制备工艺   催化活性   纳米技术  

摘要： 纳米酶是一类新型人工模拟酶，是指自身具有生物酶催化活性的无机纳米材料，不仅具有生物酶催化活性高、特异性强和催化活性可调的优点，同时也克服了生物酶稳定性差、分离困难、价格昂贵的问题。因此，纳米酶广泛应用于生物样品检测、环境监测、免疫分析、肿瘤诊断与治疗等多个领域，成为一类具有广泛应用前景的材料。\n 钴基纳米酶具有导电性高、延展性好和多金属氧化态等优点，因此在光、电传感领域展现出优异的性能和广阔的应用前景。目前，随着对钴基纳米酶研究的展开，发现其催化活性、催化类型和催化机理均有待进一步探索。因此，本论文围绕钴基纳米酶的催化活性优化和催化类型探索这两个方面展开研究，利用纳米技术调节纳米酶的形貌、结构、组成和活性中心，研究新型纳米酶，并深入探索各催化反应的机理。\n (1)通过静电纺丝法制备得到粒径均一、比表面积大、吸附性能好的Co3O4纳米管，并对其过氧化物模拟酶、过氧化氢模拟酶和氧化模拟酶的催化活性进行了全面的研究。针对其未见报道的氧化模拟酶催化活性，采用3，3\'，5，5\'-四甲基联苯二胺(TMB)作为底物，详细研究了Co3O4纳米管催化氧化TMB的反应和影响催化活性的因素，探究催化反应机理。在酸性条件下，TMB失去电子，O2作为电子受体，在Co3O4纳米管表面与TMB发生电子转移，利用Co3O4纳米管优异的导电性和较高的电子迁移率，促进了TMB与O2之间的电子转移，加快催化反应速率。此外，基于Co3O4纳米管的氧化模拟酶催化活性，建立了一种新型谷胱甘肽(GSH)比色传感器，检测限为30nM，线性范围为0.5-10μM，在保健品和化妆品的检测中具有较好的准确性，表明该传感器具有灵敏度高、选择性好和简单快速的优点。\n (2)采用牺牲模板法制备混合价态钴(MVSC)纳米材料，该方法制备得到的MVSC具有比表面积大、粒径均一、分散性好和制备简单快速的优点。以TMB作为底物考察MVSC的氧化模拟酶催化活性，由于MVSC具有超高的比表面积和独特的纳米结构，与其它钴基纳米酶相比，MVSC展现出更高的催化活性和对底物TMB的亲和性。此外，通过改变反应条件得到含有不同Co2+/Co3+比例的MVSC，研究Co2+/Co3+比例大小与其催化活性之间的关系，发现MVSC纳米酶具有催化活性可调控的特点，当Co2+/Co3+=1.25∶1时的MVSC催化活性最高。基于MVSC优异的氧化模拟酶催化活性，建立了两种比色传感器用于检测GSH和多巴胺，应用于药品、保健品、血样以及尿样的检测中，具有良好的准确性和灵敏度。\n (3)通过氧化刻蚀法对ZIF-67中Co2+进行部分氧化，得到混合价态ZIF-67(MVS-ZIF67)纳米材料。该方法制备的MVS-ZIF67不仅可保持ZIF-67的形貌、结构、晶型、和比表面积大小不变，还具有优异的氧化模拟酶催化活性，进一步证明了氧化刻蚀法可用于快速制备多种催化活性可调的纳米材料。与热解ZIF-67得到的Co3O4纳米材料相比，MVS-ZIF67具有更大的比表面积和优异的催化活性。当采用苯二胺作为底物时，MVS-ZIF67可快速催化邻苯二胺和对苯二胺氧化聚合，得到在445nm和495nm处有紫外吸收的氧化产物。据此，建立了一种简单的比色法用于苯二胺异构体的鉴别与检测，并将其应用于环境样品中邻苯二胺和对苯二胺的分析，结果显示该方法具有较好的精密度和准确性。\n (4)通过溶剂热法制备得到Co3O4/还原氧化石墨烯(rGO)复合纳米材料，不仅提高了复合材料的分散性和导电性，还发现该复合材料具有新的模拟酶催化性能，即磷酸三酯(PTE)模拟酶，在碱性条件下，可以催化对硝基苯基二乙基磷酸酯（简称“对氧磷”）的水解，得到水解产物磷酸二乙酯和对硝基苯酚。考察了影响该水解反应的条件，并研究了Co3O4/rGO复合纳米材料中各个组分在催化反应中的作用以及各组分质量比与催化活性之间的关系。结果显示，在Co3O4/rGO复合纳米材料中，rGO模拟PTE的活性中心，具有催化水解对氧磷的能力，Co3O4与rGO发生协同作用，加速电子转移，从而促进了催化反应速率。当rGO的质量分数为39.02％时，复合材料显示出较高的催化活性。对Co3O4/rGO进行动力学考察和催化剂性能测试，结果表明Co3O4/rGO具有优异的催化活性、良好的重复使用性、稳定性和耐受性，可作为一种高效的PTE模拟酶用于对氧磷的水解反应中。基于Co3O4/rGO的PTE模拟酶催化活性，建立了一种对氧磷比色传感器，其检测限为0.8μM，线性范围为8-140μM，在蔬菜、河水和自来水样品的对氧磷检测中显示出较好的准确性和灵敏度。

关键词： TiO2   光催化   抗菌机制   纳米技术  

摘要： 耐药菌株的出现是当前公共健康面临的严峻挑战,急需发展新的杀菌方式。纳米TiO2材料作为光催化剂表现出安全高效的抗菌活性,使其在抗菌领域的应用越来越广。本文综述了光催化纳米TiO2材料的抗菌机制及其影响因素。

关键词： 纳米技术   热电技术   自旋电子学   分子磁体  

摘要： 分析近年来国内外关于单分子磁体内的电子输运研究进展,浅析巡游电子与单分子磁体间的自旋相互作用以及其在分子器件中的应用前景,讨论分子磁体实现自旋过滤、自旋注入和分子信息存储的可能性。由于单分子磁体内的热电效应和热-自旋转化效应仍然存在很大的研发空间,对该类物质的电子输运性质研究能更清晰的理解量子磁体与巡游电子之间的非弹性电子输运,同时,也为设计和发展分子纳电子器件提供研发思路与技术借鉴。

关键词： 天然多糖   纳米技术   免疫调节   抗肿瘤  

摘要： 中药多糖的生物活性一直是近年研究的热点领域之一,多糖化合物结构稳定,并有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖等活性。由于这些独特的性质,中药多糖被越来越多地应用到食品与药品中。然而多糖类产物作为一种高聚化合物,黏性较大,在临床应用上存在一些弊端。将中药多糖结合到纳米技术中是多糖运用的一种新趋势。目前对中药多糖进行纳米技术化改造主要有2种,一种是将中药多糖制成纳米颗粒;一种是将中药多糖与其他纳米颗粒结合在一起运用。本文就中药多糖与纳米技术联合使用展开讨论,阐述了多糖及纳米技术的一些应用,以及免疫调节、抗肿瘤等方面的活性。

关键词： 纳米技术   纳米材料   摩擦性能  

摘要： 纳米技术的研发对于科技发展是一重大突破,现已应用于社会各领域,在机械工程中的纳米技术运用更是成为其核心。其表现在很多多方面,本文试图从实例出发展现纳米技术在这一领域的运用,同时得出对于传统机械工程的改变。

关键词： 纳米技术  

ISBN: (纸本)9787030535290

摘要： 本书从纳米科技产业创新案例研究入手, 构建了评价度量纳米科技产业创新进程的纳米科技创新生态系统的构成要素、指标体系和理论框架, 对有数据支持的创新维度进行了试测和分析。此外, 还介绍了纳米科技在典型产业中的创新应用, 以及国内外纳米科技产业创新的经典案例。

关键词： 纳米颗粒   抗蛇毒血清   抗毒血清   纳米技术  

摘要： 因为蛇的种类不同,蛇毒也不一样,这给毒蛇咬伤的救治带来麻烦。如果被蛇咬伤,不仅要及时注射抗蛇毒血清,也要准确挑选合适的类型。所以,人们也一直希望能有广谱的抗蛇毒药物出现,一旦遇到蛇毒问题,便可以更加快速有效地治愈患者。最近科学家制造出一种纳米颗粒,就具有这样的潜力,目前体外实验证明效果不错,但是还需要进一步研究。这样的策略也可以用于其他生物毒素的救治,例如对蝎子、蜘蛛、

关键词： 纳米技术   超支化聚合物   生物传感技术   电化学生物传感器   超氧阴离子自由基   甲胎蛋白   凝血酶   唾液酸  

摘要： 随着生活节奏的日益加快和严重的环境污染问题,恶性肿瘤或者癌症疾病的发生率越来越趋于低龄化,且大多数疾病确诊时已到中晚期或者已过最佳治疗时期。因此,针对疾病尤其是恶性肿瘤的早期诊断对于临床病理分析、缓解病人痛苦、延长病人寿命和提高癌症的治愈率具有重大意义。纳米电化学生物传感器以较强特异性、较高灵敏度、快速检测性已广泛应用于肿瘤标记物的检测。然而,人体内环境中生物组分种类繁多,针对某种疾病造成的生物组分含量的变化也不尽相同,这就要求用于早期诊断疾病的生物传感器能够运用于不同的检测环境。因此,为了提高生物分子的固定效率、保持良好的生物活性、同时提供良好的电子传递界面,充分利用生物传感技术、纳米技术及电化学技术致力于开发能够运用于不同检测环境的纳米电化学生物传感器。主要内容如下:1.利用超支化聚合物(HBPE-OH)丰富的端基官能团,通过简单化学反应对其进行端基改性制备生物仿生酶(HBPE-AMPA-Mn2+),并通过FTIR、1H-NMR、TEM、Zeta电位及EDS表征其形貌、组成和结构特征;同时利用其纳米尺度效应,将其用于修饰玻碳电极开发了一种新型HBPE-AMPA-Mn2+/MWCNTs/GCE生物仿生酶传感器,并对该传感器进行电化学催化性能研究。实验数据表明,基于生物仿生酶构建的生物传感器用于活性氧成分超氧阴离子自由基(O2·-)检测时,具有宽的线性范围(0.79～16.6 μM)、低的检出限(0.026 μM),同时具有良好的抗干扰能力、稳定性和准确性。最后,将该传感器进一步用于体外实时检测活细胞释放的O2·-,通过实验数据可算出,每105个细胞大约可释放0.108 nmol的 O2·-。2.通过具有末端羟基的HBPE-OH进行简单一步化学反应改性,得到对硝基苯氧基羰基末端超支化聚酯(HBPE-NO2 NPs),利用FTIR、1H-NMR、XRD及XPS表征其化学组成和结构特征。HBPE-NO2NPs含有活性酯基团(-O-COO-)和负电荷基团-NO2,其可分别与壳聚糖(CS)以及anti-AFP的伯胺(-NH2)基团发生原位化学反应和静电作用。基于此,将其修饰到电沉积了 CS-Au的电极表面,研究开发了一种新的无标记电化学免疫生物传感器(anti-AFP/HBPE-NO2/CS-Au/GCE)用于检测肿瘤标记物甲胎蛋白(AFP),同时利用ATR-FTIR、静态水接触角、SEM及CV和EIS表征和监测电极构建过程。评价分析了其生物传感性能,数据表明,该传感器具有宽的线性范围(0.1～120 ng/mL)、低的检出限(0.055 ng/mL)同时具有良好的选择性、抗干扰能力以及长期稳定性。对比罗氏电致发光法(RECLIA)与该传感器检测到的实际血清样品中AFP含量的结果,证实了该免疫传感器具有实际临床应用价值。3.通过准一步法合成二代脂肪族超支化聚酯,并对其进行类肝素磺酸化改性(HBPE-SO3 NPs),利用 FTIR、1H-NMR、TEM、Zeta 电位表征其形貌、组成和结构特征并评价了其抗凝血性能(APTT/PT/TT)。同时,通过自发相转移法制备了表面带正电荷的金纳米粒子(Au NPs),并通过UV-vis以及TEM表征其紫外吸收和形貌。其次,结合凝血酶适配体(TBA)开发了一种电化学适体传感器(TBA/HBPE-SO3/Au/MPTMS/GCE),并对该传感器进行生物相容性及血液相容性的评价,包括:溶血率和红细胞形态观察实验,全血和血小板粘附实验。随后,将该传感器用于全血中凝血酶浓度的检测时,具有宽的线性范围(2.69 pM～26.9μM),较低的检出限(22 fM),良好的重复性和稳定性。该适体传感器实现了在全血环境中准确、方便、快速灵敏的检测凝血酶浓度,具有潜在临床应用价值。4.利用HBPE-NO2球形纳米粒子的丰富多端基和化学反应活性,将其修饰于具有均一分布的疏水性ZnO纳米棒(一步水热法)的ITO玻璃表面,构建了一种具有微纳分级结构的细胞传感器(SNA/HBPE-NO2/APTES/ZnO/ITO),通过ATR-FTIR,静态水接触角、SEM、CV和EIS表征了其层层修饰过程。同时,通过细胞毒性实验(MTT)和细胞黏附实验评价了其生物相容性并研究了其电化学性能,数据显示,该细胞传感器相比于没有微纳分级结构的传感器(SNA/ITO)具有较低的检出限(10 cells/mL)和宽的检测范围(1.73×101～1.73×107 cells/mL)。其在高效捕获癌细胞的同时,通过SNA和细胞膜表面唾液酸(SA)的非特异性识别作用,输出SA浓度响应性电化学信号,以此达到检测活细胞表面SA浓度的目的。

关键词： 基因技术   癌症   治愈   人类基因组   基因组学   机器人技术   物理世界   纳米技术   美元   储能技术   测序技术   计算机   福布斯   解释   解码   架构   成本  

摘要： 最新一期《福布斯》展望了未来15年影响世界的五大技术——新型计算机架构、基因组学、纳米技术、储能技术以及机器人技术.文章说,随着这些技术相辅相成,共同发展,人类将开始掌控物理世界.其中关于“基因组学”的解释为:2003年人类基因组首次被解码,其相关开支超过30亿美元.到2030年,人类基因组测序技术将日趋完善,成本也将低于100美元.