关键词： 纳米技术   微通道反应器   HMX   布洛芬   溶剂非溶剂法   化学沉淀法  

摘要： 纳米技术的兴起,引起了科研人员对于纳米晶体的关注。纳米晶体包括纳米医药晶体与纳米含能材料等。纳米药物减少了药物颗粒的体积,提高溶解速度,同时更利于人体吸收,提高了药物生物利用度,降低了体内相对浓度,避免了大量药物引发毒性效应,提高了药物靶向性。纳米含能材料具有含能材料在常规粒径下的能量、晶型等性质,同时优化了熔点、分解温度、能量释放,降低了感度,提高了安全性,热稳定性。本文将微通道反应器应用于纳米化领域,用于验证纳米化规律、制备纳米布洛芬、制备纳米奥克托今（HMX）。本文基于沉淀法制备纳米晶体,其包括化学沉淀法和溶剂非溶剂法。使用上述两种方法制备金属配位键稳定的纳米布洛芬。化学沉淀法通过控制变量得出在0.1 mol/L布洛芬碱性水溶液与相同浓度的Zr Cl4水溶液,两相流速比为1-1,总流速为50 m L/min,实验温度为10℃,外加超声力场条件下,所得的金属配位键稳定的布洛芬粒径在40 nm左右均匀分布,最大也仅为110 nm,粒度分布最窄。溶剂非溶剂法通过控制变量得出在0.1 mol/L布洛芬乙醇溶液与0.01 mol/L Zr OCl2·8H2O水溶液,两相流速比为1-15,溶剂相流速为1 m L/min,总流速为16 m L/min,实验温度为40℃条件下,所得金属配位键稳定的布洛芬平均粒径为100 nm,同时也存在少数不被稳定的布洛芬颗粒。应用溶剂非溶剂法制备HMX,当水作为非溶剂相时,探索了在多种低浓度溶剂相下,微通道反应器中溶剂非溶剂法对晶体粒度的影响因素。得出如下结论:该方法在微通道反应器内部纳米化过程实际上是混合后溶剂中物料分子溶解与生长的竞争过程。当溶解占优时,对应的温度越高、总流速越小、流速比越小,板数越多,纳米化效果越好;生长占优则与上述结论相反。溶剂非溶剂法纳米化HMX的最佳实验条件:溶解HMX至饱和DMF溶液作为溶剂相,当非溶剂相为水时,溶剂相与非溶剂相流速比为1-14、总流速为15 m L/min、体系温度为10℃条件下,制备片状HMX颗粒平均粒径达到370 nm;当非溶剂相为乙醇时,溶剂相与非溶剂相流速比为1-10、总流速为10 m L/min、体系温度为40℃条件下,制备球片混合HMX颗粒中球的平均粒径达到40 nm,片状的平均粒径达到600 nm。在纳米化过程中发现,HMX由β型转为γ型,经验证转晶与体系温度,非溶剂种类,流速,流速比无关,仅有溶剂本身有关。

关键词： 防爬器   方壳结构   轴向冲击   能量吸收   表面纳米技术  

摘要： 伴随着轨道交通行业近些年的飞速发展,越来越多的人把它作为出行方式的首选,但与此同时人们对行车快捷、行驶安全的要求越来越强烈。目前高铁的实际运行最快速度已经达到了每小时350公里,列车一旦在这样的速度下发生碰撞事故,后果将是不堪设想的。轨道列车的主动安全防护措施保障列车和乘客安全的重要手段,但如果想要最大限度的保障列车和乘客的安全,不得不同样重视被动安全防护措施的发展与应用,其对于我国轨道车辆的安全性能的提高来说具有重要意义。本文首先以被动安全防护技术中重要的组成部分—防爬器装置为切入点,简单介绍了当前使用较为广泛的几种防爬器的种类以及结构原理。基于有限元软件ANSYS进行碰撞模型前处理,在原方壳上,通过改变方壳壁厚、落锤的冲击速度、方壳的长度讨论它们的改变对方壳结构的吸能性能的影响。其次,建立轴向冲击载荷下原方壳、环向局部表面纳米化方壳以及全纳米化方壳的有限元模型,应用显示动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA进行分析求解,针对吸能性能的几个关键评价指标进行对比,讨论在方壳厚度、冲击速度、方壳长度等相关几何参数保持一致的情况下,原方壳、环向局部表面纳米化方壳、全纳米化方壳的吸能性能,总结纳米化对于方壳吸能性能的影响。再次,分别通过赋予方壳不同的环向表面纳米化密度,对比不同的纳米化密度下方壳的耐撞性参数,从而得出纳米化密度对方壳吸能性能的影响。最后,拓展分析分区段纳米化对原方壳的吸能性能的影响,丰富仿真分析内容,同时也为压溃型防爬器的吸能部能量吸收性能的改善提供新的思路。

关键词： 食品污染物   重金属   食源性细菌   纳米技术   铋基纳米材料  

摘要： 近年来,我国的食品工业飞速发展,但随之而来的食品安全问题日趋严重。食品在原料、生产、加工、运输和储存等阶段都可能受到各种污染物的侵害,食源性疾病成为对人类健康危害最大的一类疾病。有效去除食品中的污染物成为一项重大紧迫的任务。而传统的污染物清除技术,由于设备造价高,耗能大或效果差等原因,逐渐无法满足生产者的生产需求。因此,研发低成本、高效、环保的处理清除食品污染物的新型技术实现可持续发展,具有很重大的意义。近年来,纳米科学技术迅猛发展,纳米材料由于大比表面积和高表面活性而表现出明显优于其对应的传统材料的性质,给清除食品污染物技术的革新带来机遇。而铋基纳米材料由于其可调的化学形态,具有稳定性、吸附能力、光热转换能力和催化活性等多种优异的性能,很适合食品工业中主要污染物的清除。基于此,本论文根据食品中重金属和微生物两种污染物的特点,研发了一系列性能独特的铋基功能纳米材料,结合所研发纳米材料的优异吸附性能和光学特性,实现了对食品污染物中的重金属和微生物的高效去除。论文主要研究内容和结果如下:（1）海胆状硫化铋空心纳米吸附剂的制备及其对重金属吸附技术研究通过简单的硬模板结合多元醇工艺,制备出高质量海胆状硫化铋（Bi2S3）空心纳米吸附剂。首先通过多种表征技术证明海胆状Bi2S3空心纳米粒子的成功合成。随后通过间歇实验研究吸附剂对Ag+的吸附随时间、溶液p H、温度和Ag+初始浓度的变化规律,对吸附过程进行吸附动力学、吸附平衡等温线和吸附热力学的评价。探究吸附剂在去除过程中结构组成的变化,明确其吸附机理。结果表明,所制备的海胆状Bi2S3空心纳米吸附剂具有良好的比表面积、化学稳定性和吸附性,具有高吸附速率、大吸附容量（1172.25 mg/g）和p H广泛适用（0.4～8）的优势,可以快速有效地移除液态食品中的重金属Ag+,且不会对其他有益离子造成影响,在食品的重金属污染物控制方面表现出了巨大的潜力。（2）芳樟醇/硫化铋复合纳米缓控释抗菌体系的构建及其杀菌性能研究利用海胆状Bi2S3空心纳米粒子的内部空腔,使用热敏相变材料十四醇（1-tetradecanol,TD）将天然抗菌剂芳樟醇(C10H18O,Linalool)载入其中,构建精确控制的抗菌纳米平台（TD/Linalool@Bi2S3复合纳米抗菌剂）,并采用多种表征手段证明该复合纳米抗菌体系的构建成功。随后对TD/Linalool@Bi2S3复合纳米抗菌剂的光热性能、光热转换效率、不同温度下抗菌剂的释放以及抗菌剂的响应性缓控释分别进行评价。接着以革兰氏阴性的大肠杆菌和革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌这两种食源性细菌为代表模型,测定TD/Linalool@Bi2S3分别对它们的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度,利用梯度稀释法和涂布平板法研究TD/Linalool@Bi2S3的杀菌效率,探究细菌死亡前后的状态变化。结果表明,在近红外（near infrared,NIR）光驱动下,TD/Linalool@Bi2S3复合纳米抗菌剂可有效将近红外能量转化为热能,同时有效释放Linalool,对食源性细菌具有快速有效的体外杀灭效果,在浓度分别为320μg/m L和360μg/m L时,可以对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌达100%的杀灭。此外,该抗菌剂具有低细胞毒性和良好的生物安全性,可以安全快速地杀灭液态食品中的金黄色葡萄球菌,杀菌率可以达到92.87±5.67%,这种TD/Linalool@Bi2S3复合抗菌剂的研发可以为后续开发新型纳米抗菌剂和在食品微生物污染领域应用奠定了基础。（3）金纳米棒/硫化铋核壳纳米抗菌剂的制备及其杀菌性能研究通过中间层转化策略,硬模板结合多元醇的方法制备金@硫化铋（Au@Bi2S3）核壳纳米抗菌剂,并采用多种表征手段证明其成功制备。对Au@Bi2S3核壳纳米抗菌剂的光热性能和光热转换效率进行测定,采用多种探针对产生的活性氧（reactive oxygen species,ROS）进行评价。随后测定TD/Linalool@Bi2S3分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度,利用梯度稀释法和涂布平板法研究Au@Bi2S3核壳纳米抗菌剂的杀菌效率。结果表明,在近红外光驱动下,具有良好的光热转换性能,同时这种典型的肖特基结构可以提高近红外光触发的电子-空穴对的分离效率,产生可观的ROS,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有协同的光热/光动力抗菌性能,在浓度为140μg/m L和120μg/m L时可以实现彻底灭活。此外,细胞体外实验和小鼠体内实验证明了该纳米抗菌剂的低毒性、良好的生物安全性,可以快速、有效地杀灭液态食品中的食源性细菌,杀菌率达到98.34±6.74%,为解决食品污染物问题提供了新思路与手段。

关键词： 小菜蛾   纳米技术   荧光二氧化硅纳米颗粒   解毒酶   杀虫剂抗性  

摘要： 小菜蛾(Plutella xylostella L.)是一种世界性的鳞翅目昆虫,危害多种蔬菜和农作物。随着广泛大量杀虫剂的使用,小菜蛾的抗药性逐渐增强。茚虫威是噁二嗪类杀虫剂的一个典型代表,也是第一个商业化的钠通道阻断型杀虫剂,在中国小菜蛾田间种群已经对茚虫威产生中等水平的抗药性。甲氧虫酰肼通过干扰昆虫的生长发育对鳞翅目害虫发挥作用,目前小菜蛾对其也产生了一定程度的抗药性。因此,迫切需要开发新的策略来延缓抗药性的增长,并有效地控制小菜蛾为害。受医药药剂学纳米药物在多药耐药性治理中研究策略和进展启发,利用纳米材料制备农药纳米载药颗粒,探索其在延缓抗药性方面的潜在作用。本研究通过经典的溶胶凝胶法和高温煅烧成功制备了具有不同尺寸的碳量子点修饰的荧光介孔二氧化硅纳米颗粒(FL-SiONPs)。通过溶液吸附法制备了平均粒径在187 nm、载药量为24%的茚虫威纳米载药颗粒(IN@FL-SiONPs),以及两种尺寸的甲氧虫酰肼纳米载药颗粒(Me@FL-SiONPs-70 nm和Me@FL-SiONPs-150 nm),载药量分别为15%和16%。通过扫描和透射电镜,傅立叶变换红外光谱,比表面积、孔径和热重分析对纳米颗粒进行了充分表征。研究了不同pH值(4.8、7.2和8.9)下IN@FL-SiONPs中茚虫威的释放情况。结果表明,茚虫威的释放具有一定的p H敏感性,与酸性和中性介质相比,茚虫威在碱性溶液中的释放速度更快。这种p H响应释放性能可在可持续植物保护中发挥潜在的应用价值。为研究纳米载药颗粒不同粒径大小对释放的影响,制备了粒径为70 nm和150 nm的甲氧虫酰肼荧光介孔二氧化硅纳米载药颗粒(Me@FL-SiONPs),并选择p H 7.5的释放介质进行考察。结果表明,70 nm的载药颗粒比150 nm释放快,但差异并不明显。在相同剂量的活性成分下,IN@FL-SiONPs,Me@FL-SiONPs-70 nm和Me@FL-SiONPs-150 nm均比茚虫威和甲氧虫酰肼原药表现出更好的小菜蛾杀虫活性。在最高浓度为25 mg/L时,IN@FL-SiONPs的致死率为90%,而茚虫威原药的致死率为76%。在所有实验处理浓度下,用IN@FL-SiONPs处理的小菜蛾死亡率均高于茚虫威原药处理。暴露48 h后IN@FL-SiONPs对小菜蛾的LC值为1.6 mg/L,而茚虫威原药的LC值为2.4 mg/L。对于甲氧虫酰肼,在最大浓度为200 mg/L时,72 h后两种粒径大小的Me@FL-SiONPs均观察到超过90%的致死率,而甲氧虫酰肼原药的致死率为81%。甲氧虫酰肼原药的LC值为24 mg/L,Me@FL-SiONPs-70 nm和Me@FL-SiONPs-150 nm的LC值分别为14 mg/L和15mg/L。此外,与茚虫威和甲氧虫酰肼原药相比,用IN@FL-SiONPs和Me@FL-SiONPs处理可抑制小菜蛾的解毒酶的活性,包括GST,Car E,P450和ACh E。使用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察FL-SiONPs进入小菜蛾中肠的情况,以水作为对照处理。对照组未观察到荧光信号,而经FL-SiONPs处理的幼虫在448 nm的激光激发波长下显示出强荧光。本文研究了小菜蛾纳米杀虫剂的制备和生化机理。小菜蛾较高的死亡率以及降低的酶活性结果表明,基于纳米载体的杀虫剂传递系统有望延缓或克服杀虫剂抗药性。今后我们将以抗性小菜蛾品系为靶标,进行FL-SiONPs杀虫剂载药体系的生物活性和生化研究。

关键词： 纳米技术   应用   成象系统   研究  

ISBN: (纸本)9787030678447

摘要： 本书内容由八章组成。第1章为概论。第2章论述了纳米成像基础，重点阐述纳米成像中的一些基本概念，讨论了纳米成像的共同物理基础、基本原理以及实现纳米成像需要解决的基本问题等。第3-8章分别论述了三维结构、形貌、荧光、非标记光学、动态和光学功能等纳米成像的原理、方法、系统和性能等在三维结构纳米成像中，重点介绍了电子显微镜和X射线显微镜，对三维结构纳米成像进行了较为系统的分析。在形貌纳米成像方面，论及扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜和扫描电子显微镜等。在荧光纳米成像中，重点讨论了突破衍射极限的方法和手段、实现特异性标记的材料和方法。在非标记光学纳米成像一章重点讨论了突破衍射极限和提高灵敏度的方法与手段，以及表面增强拉曼散射和相干反斯托克斯拉曼散射的有关问题。在动态纳米成像方面，重点论述了同时实现时间和空间分辨的方法与手段。在光学功能纳米成像一章，重点论述了在纳米分辨下功能信息获取的特点、方法和手段。本书可供从事纳米科技和生命科学研究的科技工作者（尤其是从事纳米成像研究的科技工作者）、相关专业的研究生，以及制造与使用纳米成像仪器的人参考。

关键词： 纳米技术   农产品加工   副产物   再利用  

摘要： 我国是一个人口众多的农业大国,农产品资源极其丰富,其中,粮油、蔬果以及水产等农产品加工发展十分迅速.随着我国经济的不断发展,我国人民对于物质生活水平的要求不断提高,对于农产品加工的需求量也越来越大,进而导致农副产品种类增多、数量增大.农副产品有些可以加工利用但有些由于不当处理会污染环境.纳米技术作为我国新兴的技术,能够有效地利用农副产品,形成纳米材料,既能够减少资源的浪费还能够减少对于环境的污染破坏.

关键词： 纳米技术   农药   载体材料   精准控释  

摘要： 利用纳米技术改进农药递送系统,开发新型缓释纳米农药,高效保护农作物的同时可以减轻密集性使用低效的传统农药给环境和非靶标生物带来的危害。将纳米材料作为农药载体制备智能化新型纳米农药,可实现农药的实时激活和精准控释,在提高农药利用率的基础上减轻对环境的污染。本文综述了近几年纳米材料在农药控释方面的研究与进展,对目前新型纳米农药制剂载体材料特点进行了归纳总结,为今后智能化纳米农药的使用和推广提供了理论依据。

关键词： 风险治理   纳米技术   纳米食品   食品标识  

摘要： 纳米技术在食品生产加工及包装仓储等环节得到了广泛应用,具有显著效益,但也不应忽视其潜在的健康与安全性风险。应当借鉴转基因食品标识制度,适时施行纳米食品强制性标识制度,维护消费者的知情权和选择权,为建立良好的纳米风险信息沟通机制提供必要条件,为纳米技术的可持续发展构建必要的制度框架。

关键词： 作物研究所   植物健康   纳米技术   重组疫苗   地球科学   微生物学   植物保护   生物农药  

摘要： 本文是一篇由来自南非基因工程和生物技术国际中心生物农药组,尼日利亚埃多大学微生物学系微生物学、生物技术和纳米技术实验室,尼日利亚国家根类作物研究所,南非农业研究委员会-植物健康和保护、杂草生理组,印度喀拉拉邦中心大学地球科学系统学院环境科学系,印度莱亚普尔卡尔萨学院生物技术系,波兰格坦斯克大学重组疫苗系,尼日利亚阿布贾大学农学院植物保护系,印度卡纳塔克大学植物学系的多位专家联合撰写的评论文章。

关键词： 科研合作网络   合作选择   结构洞   科技报告   纳米技术  

摘要： 基于关系网络范式构建"技术热点-关键人才-主导单位"科研合作选择框架可以有效地推进科研合作选择,预测未来科研合作的走向。以2006—2018年近15年间纳米技术科技报告为例,综合文献计量、社会网络分析方法,对纳米技术领域科研合作的网络结构进行分析和可视化。研究发现关系网络范式下的科研合作的选择可以在不同层面上进行。技术热点成为凝练合作内容选择的重要依据。关键人才合作重点选择高中心度人才和低限制度"结构洞"人才。主导单位合作选择基于其研究的热点和需求,在合作方面地域的距离日渐被技术知识优势和需求弥合。