【新 材 料】浙江大学杜淼/宋义虎/吴子良/郑强:具有边界超润滑的仿生、可回...(2021-08-31)
【摘要】 8月30日,36氪讯,虽然水凝胶表现出优异的低摩擦性能,但它们的摩擦系数不能满足生物学的要求,特别是在低滑动速度下。受动物、植物甚至微生物的自然润滑机制的启发,将非离子表面活性剂吐温 80 引入生物友好的聚乙烯醇 (PVA) 水凝胶中,构建具有超润滑的复合水凝胶。这种组合使 PVA 水凝胶在极低的滑动速度 (0.01 mm/s) 下具有超低摩擦系数 (10-3 至 10-4)。吐温 80 胶束和聚集体与疏水模具一起,在水凝胶表面产生粗糙表面和高碳含量,促进复合水凝胶的优异润滑性能。除了理想的润滑作用外,这种环保的复合水凝胶在零下温度下还表现出优异的柔韧性、拉伸性能和良好的可回收性。此外,将吐温 80 引入水凝胶以减少摩擦的方法在化学交联的双网络水凝胶中也很有效。
【关键词】浙江大学,水凝胶,仿生
【新 材 料】《Chem》用于释放阳离子货物的层状超分子水凝胶材料(2021-07-30)
【摘要】 7月30日,新材料在线网讯,由于水中阴离子识别和从头凝胶剂设计具有挑战性,因此由主客体阴离子识别触发的水凝胶很难实现。最近,马萨里克大学ZoranKokan博士/Vladimír?indelá?教授团队报告了这样一种基于 bambus[6]uril 阴离子受体 BU 的水凝胶系统。尽管 BU 本身不是凝胶剂,但在碘化物或高氯酸盐的存在下选择性地形成水凝胶。由 NMR、ATR-IR 和单晶 X 射线表明,BU 的阴离子识别控制着水凝胶化。通过 SAXS、cryoSEM 和全息成像方法阐明了网络结构的凝胶机制和层状性质。流变学表征显示水凝胶稳定且相对坚固。在生理盐水溶液中,水凝胶通过阳离子复分解作用释放阳离子货物,导致凝胶到凝胶的转化。胆碱衍生物作为模型药物,从水凝胶中缓慢释放。该简单的水凝胶系统可能会启发基于主客体阴离子识别的智能材料的设计,其中特定带电物质的释放或隔离是可取的。相关论文以题为Supramolecular hydrogelation via host-guest anion recognition: Lamellar hydrogel materials for the release of cationic cargo发表在《Chem》上。
【关键词】阳离子货物,层状超分子,水凝胶
【新 材 料】化学所侯剑辉/山大郝晓涛《Joule》:创纪录!有机光伏转化效率达...(2021-07-30)
【摘要】 7月30日,新材料在线网讯,有机光伏电池凭借其质量轻,吸收光谱和机械性可调等优良特性,成为能源界的潜力宠儿。随着科研人员的不懈努力,有机光伏电池经历了不断的更新换代,其能源转换效率已经达到了18%。然而,相比于它的无机“同行”(硅基、钙钛矿和砷化镓)们,巨大的能量损耗是有机光伏电池研究亟待解决的问题,如果在这个方面有所突破,其转换效率必将打破瓶颈,再创新高。有机光伏电池中的能量损耗主要来自于辐射性和非辐射性的电荷复合过程,其中抑制非辐射性电荷复合过程方面仍然有可以提升的空间。现在主流的策略有两种:合成新型材料或者优化活性表面。中科院化学所的侯剑辉教授团队联合山东大学郝晓涛教授团队通过在两层光敏层中间引入第三层的全新策略,有效的减少了非辐射性电荷复合带来的能量损耗,从而提高了有机光伏电池的性能。研究表明,加入的HDO-4Cl成分,会与受体层eC9形成类合金受体相,通过超快光谱以及光电测试等表征手段,发现HDO-4Cl显著地增加了激子的扩散长度,从而抑制了非辐射性复合。其18.86%的转换效率,不仅比双层有机光伏电池的高,还是现有已被报道的有机光伏电池中的最高值。该研究以题为“Reduced non-radiative charge recombination enables organic photovoltaic cell approaching 19% efficiency”的论文发表在最新一期《焦耳》上。
【关键词】中科院化学所,山大,有机光伏
【新 材 料】日本UNIST寻找锂离子电池中的阳离子替代物(2021-07-30)
【摘要】 7月30日,新材料在线网讯,锂离子电池可为智能手机、电动汽车等提供动力。随着科技的进步,这种电池发生了显著的变化,并彻底改变了我们的世界。下一步需要开发更好的电池,为电子设备提供更持久的动力。提高电池性能的一种有前景技术,是在正极材料中对阳离子进行原子取代。然而,要系统地进行实验,并确定理想的不同替代基阳离子,过程复杂且成本高,只能通过模拟来缩小选择范围。以往研究报告过,使用基于模拟的方法,可以改善电池寿命和热稳定性。然而,这反过来会降低电池的放电容量,即电池在一次放电中所能提供的能量。因此,必须进行大量研究,以提高阳离子替代物的放电容量。日本高级科学技术研究院(JAIST)的Ryo Maezono教授领导的研究团队,对不同的阳离子进行广泛筛选,以部分替代镍基锂离子电池中的镍,提升电池放电容量。Maezono教授表示:“通过放电曲线,可以确定放电容量。放电曲线是充放电过程中的电压变化。我们使用第一原理计算来评估材料的放电曲线,然而,这些计算方式成本很高,所以我们整合其它方式,来缩减阳离子替代物选项。据我们所知,这一研究首次成功预测阳离子替代物,从而提升电池容量。”
【关键词】日本UNIST,锂离子电池,阳离子替代物
【新 材 料】使用石墨烯量子点合成具有高金属负载量的单原子催化剂(2021-07-30)
【摘要】 7月30日,新材料在线网讯,原子分散的过渡金属 (TM) 催化剂具有独特的原子结构和电子特性,其最大限度地提高了原子利用率, 更重要的是,与块状或纳米级催化剂相比,原子分散级催化剂呈现出更好的催化活性。在高温条件下,金属原子和固体载体之间的强相互作用对于限制孤立原子聚集至关重要。最常用的载体基质是碳,主要是因为它能够与 TM 原子形成稳定的化学键,以及它本身具有高度可调性、高稳定性和良好的导电性。迄今为止,已经报道了一些通用合成策略来获得碳载体上的各种单原子配位结构,一般表示为TM-X-C(TM=Fe、Ni、Ir、Pt 等;X=N、S、P等)。然而,它们的金属原子负载量,尤其是贵金属,通常限制在1个原子百分比 (at.%) 或几个重量百分比 (wt.%) 内,明显低于商业催化剂(例如,20 wt.% Ir/C 或 Pt/C),从而导致催化活性有限。因此,寻找提高单原子催化剂中金属原子含量的通用合成方法将在该领域发挥关键作用,但仍然是一个较大的挑战。基于此,莱斯大学汪淏田、电子科技大学夏川、萨斯喀彻温大学胡永峰等人提出了一种合成高负载量单原子催化剂的通用方法。此方法能够实现40 wt.%或(3.8 at.%)高负载量的过渡金属原子的修饰,与相关文献中的基准相比提高数倍。该材料以石墨烯量子点相互交织构建基底,提供了丰富的锚定位点,从而产生较高密度的过渡金属原子位点,单原子位点之间存在足够的空间以避免团聚。这种高负载量Ni单原子催化剂在电催化CO2还原反应中表现出显著的催化活性(用作代表性反应)。文章以General synthesis of single-atom catalysts with high metal loading using graphene quantum dots为题发表在Nature Chemistry上。
【关键词】石墨烯量子点,单原子催化剂,电子科技大学
【新 材 料】清华大学赵海燕课题组--真空冷冻干燥法制氧化石墨烯/Fe2O3纳米复...(2021-06-30)
【摘要】 6月30日,新材料在线网讯,这里,通过真空冷冻干燥法合成制备了GO/Fe2O3 纳米复合材料,用于热 分解高氯酸铵 (AP) 。一系列表征结果表明,冷冻干燥处理后的 GO 与原始 GO 一致。透射电子显微镜 (TEM) 和扫描电子显微镜 (SEM) 分析显示,氧化铁纳米颗粒锚定在GO片之间。探究了Fe2O3: GO不同比例下对AP的催化作用,其中3 wt% GO/Fe2O3纳米复合材料相对于纯AP,对应的AP热分解温度大大降低。采用第一性原理计算阐述了协同效应,结果表明,催化剂中石墨烯的存在,可以降低AP热分解反应期间的活化能垒(约 17% )以增强催化效果。该研究工作由清华大学Haiyan Zhao课题组于2021年发表在Langmuir期刊上。原文:Graphene Oxide/Fe2O3 Nanocomposite as an Efficient Catalyst for Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate via the VacuumFreeze-Drying Method。
【关键词】清华大学,赵海燕,氧化石墨烯
【新 材 料】中科大余斌《ACS nano》:受蜗牛和树蛙粘附机制的启发,设计具有...(2021-06-30)
【摘要】 6月30日,新材料在线网讯,建筑能耗约占我国能源总消耗量的30%,使用保温材料可以实现建筑节能,对能源、资源紧缺的我国尤为重要和必要。目前,建筑市场上以聚氨酯泡沫板为代表的有机保温材料具有质轻、导热系数低、保温性能好的优点,作为节能建筑的隔热材料极具吸引力,但易燃、易老化、耐久性差是其明显缺点。特别是易燃性是建筑安全的一大隐患。尽管使用阻燃涂料可以作为解决这一问题的有效手段,然而大多数现有的阻燃涂料在使用过程中对聚合物泡沫的界面粘附性较差。最近,中科大余斌研究员与澳大利亚南昆士兰大学宋平安副教授受自然界中蜗牛和树蛙粘附机制的启发,设计了一种具有高粘合性和阻燃性的先进水性聚合物涂层。相关论文以” Bioinspired, Highly Adhesive, Nanostructured Polymeric Coatings for Superhydrophobic Fire-Extinguishing Thermal Insulation Foam”为题,发表在《ACS NANO》上。
【关键词】中科大余斌,建筑材料,聚合物涂层
【新 材 料】超轻纳米结构材料问世!有望用于轻质装甲、防爆盾和保护涂层(2021-06-30)
【摘要】 6月30日,新材料在线网讯,过去,人类使用的抗冲击防爆材料主要由钢、铁和铝等沉重的金属构成。多年以来,科学家们一直在研制更轻、功能性更强的抗撞击防爆材料。其中,最出名的当属美国杜邦(DuPont)公司研制的凯夫拉(Kevlar)纤维。Kevlar 纤维的抗拉性能极佳,其强度为同等质量钢铁的五倍,但密度仅为钢铁约五分之一,而且不会像钢铁般与氧气和水产生锈蚀。然而,Kevlar 也存在一些弱点,比如在碱性环境下或暴露于氯及紫外线下时,会逐渐被分解。纳米结构材料由图案化的纳米级结构组成,根据其排列方式,这些结构可以赋予材料独特的弹性和超轻特征。因此,纳米结构材料可能成为更轻、更坚固的抗冲击材料。近日,来自麻省理工学院和加州理工的研究团队研发出一款可抵抗超音速微粒 " 子弹 " 撞击的神奇材料,有望成为Kevlar纤维的理想替代品。据悉,这款材料由精确图案化设计的超轻纳米碳纤维组成,不仅比人头发丝直径还薄,而且具有超强的韧性和机械强度,可以抵抗超音速的微粒“子弹”(见视频)!如果在工业上实现大规模生产,这款材料将有望大幅度提升轻质装甲、防护涂层、防爆盾牌和其他抗冲击装备的总体性能。相关论文以 "Supersonic impact resilience of nanoarchitected carbon" 为题,于 6 月 24 日发表在权威科学期刊《Nature Materials》上。
【关键词】抗撞击防爆材料,纳米结构材料,麻省理工
【新 材 料】中国海洋大学史志成《AFM》:储能电容器新设计!同时实现高效率...(2021-06-30)
【摘要】 6月30日,新材料在线网讯,近年来,聚合物介电材料在先进储能电容器方面展现出了巨大的应用潜力,这已在世界范围内引起了广泛的关注。迄今为止,研究者们已经开发出了各种有效的策略来改善聚合物介质固有的低能量密度。然而,能量密度的提高往往伴随着放电效率的降低,这不利于其实际应用。中国海洋大学史志成副教授等人为了同时实现高能量密度和高放电效率,提出了由夹在线性介电层和非线性介电层之间的过渡层组成的非对称全聚合物三层复合材料的独特设计。其中,非线性介电层提供高能量密度,线性介电层提供高放电效率,而过渡层可以有效地使电场分布均匀,从而大大提高击穿强度和能量密度。该结构同时获得了 89.9% 的高效率和 12.15 J cm-3 的高能量密度。该研究以题为“Asymmetric Trilayer All-Polymer Dielectric Composites with Simultaneous High Efficiency and High Energy Density: A Novel Design Targeting for Advanced Energy Storage Capacitors”的论文发表在《Advanced Functional Materials》上。
【关键词】中国海洋大学,储能电容器,聚合物介电材料
【新 材 料】《自然·通讯》微结构化聚乙烯醇/聚吡咯水凝胶膜全天收集淡水(2021-05-31)
【摘要】 5月30日,科技日报讯,太阳能蒸汽水净化和雾气收集是两个独立的过程,可以实现大量淡水的产生。加州理工学院Ye Shi 和Julia R. Greer团队开发了一种水凝胶膜,该膜包含具有高表面积的分层三维微观结构,兼具了两种功能并可以用作全天的淡水收集器。在晚上,水凝胶膜可有效捕获雾滴并将其定向输送到存储容器中。在白天,它充当界面太阳蒸汽发生器,通过改善的热/蒸汽流管理,在1个太阳下可实现3.64 kg m-2 h-1的高蒸发率。借助自制的屋顶集水系统,这种水凝胶膜可以在室外测试中产生淡水,日产量约为34 L m-2,这证明了其缓解全球缺水的潜力。相关论文以题为All-day fresh water harvesting by microstructured hydrogel membranes发表在《Nature Communications》上。
【关键词】聚乙烯醇,聚吡咯,水凝胶膜
【新 材 料】氧电催化的金属有机骨架和金属有机凝胶:结构和组成方面的考虑(2021-05-31)
【摘要】 5月30日,科技日报讯,最近,北京工业大学陈标华教授,和美国阿贡国家实验室Di‐Jia Liu(刘狄贾)教授团队在《Advanced Materials》上发表了题为Metal–Organic Frameworks and Metal–Organic Gels for Oxygen Electrocatalysis: Structural and Compositional Considerations的综述。文章论述了对可持续和清洁能源的需求不断增长,呼吁使用下一代能源转换和存储技术,例如燃料电池,水电解槽,CO2/N2还原电解槽,金属空气电池等。所有这些电化学过程都涉及氧电催化。通过合理设计金属有机骨架(MOF)和金属有机凝胶(MOG)作为前体来提高内在活性和活性位点密度,是提高氧电催化效率的一种新方法。MOF/MOG在金属节点和有机连接基之间提供了广泛的组合选择,并且已知可生产出具有高表面积,可变孔隙率和热解后具有出色活性的电催化剂。讨论了有关用于氧气电催化的MOF/MOG的一些最新研究及其在合成,表征和性能方面的新观点。总结了MOF/MOG衍生的氧电催化剂在结构和成分设计方面的新见解。还概述了关键挑战和未来的研究方向。
【关键词】氧电催化,金属有机骨架,金属有机凝胶
【新 材 料】EconCore开发出新型蜂窝芯材(2021-05-31)
【摘要】 5月30日,科技日报讯,蜂窝技术专家EconCore为层压夹心板(laminated sandwich panels)开发出一种新型蜂窝芯材。其中,夹心板由Sabic的Noryl GTX树脂,即聚苯醚(PPE)和聚苯乙烯混合制成。此外,将新型蜂窝芯与热塑性复合材料蒙皮结合还可以制成全热塑性夹心板,从而促进与聚酰胺蒙皮的组合回收。EconCore首席运营官Tomasz Czarnecki表示:“为使用高性能热塑性复合材料蜂窝板,我们向Sabic专家寻求帮助,从而扩大产品在各领域的用途,并克服现有材料的局限性。我们相信该材料良好的综合性能将使其能够更广泛地应用在交通运输、清洁能源和电动汽车等领域。”据EconCore称,与其他替代材料(如聚酰胺)相比,新型蜂窝芯的耐热性能更高、尺寸稳定性更好,且具有更低的吸水率,因此,可应用于电动汽车、光伏组件等高端应用领域。此外,蜂窝芯与热固性复合材料蒙皮也有良好的兼容性。即使在180°C的温度下,该蜂窝芯也可以显示出超高承载能力,因此,可作为热固性预浸料层压材料应用于高固化温度的加工环境中。EconCore蜂窝芯采用其专利技术,仅由一块连续的热塑性片材制成。在工艺过程中,该材料无需二次操作即可被挤出并在线成型为蜂窝结构。具体而言,该过程涉及一系列挤出和热成型步骤,可将挤出的薄膜转变成半六边形网状物,从而可直接折叠成热塑性蜂窝结构。
【关键词】EconCore,蜂窝芯材,光伏
【新 材 料】宽温镍氢电池应用获进展(2021-05-07)
【摘要】 5月7日,与非网讯,近日,中国科学院长春应用化学研究所承担的吉林省科技发展计划项目“宽温贮氢合金及动力镍氢电池生产及应用”获进展。2018年,在吉林省重点科技研发项目的资助下,长春应化所科研团队开展宽温镍氢电池材料的产业化关键技术攻关,经过3年努力,开发出宽温域型、长寿命型和高容量型3种新型号宽温镍氢电池用稀土贮氢合金及生产技术。其中高容量型合金的最大额定容量为350mAh/g,宽温型贮氢合金在-45℃和60℃的容量分为额定容量的80%以上。此外,科研人员通过优化镍氢电池技术,进一步开发出在宽温(-45℃~60℃)应用的多种型号的宽温镍氢电池生产技术,宽温镍氢电池在-45℃和60℃的放电容量为额定容量的80%以上,且该类电池在-40℃下1C充放电循环100次容量保持率大于90%。据了解,该项目已建成百吨级贮氢合金以及年产千万Ah电池的规模生产线,实现了贮氢合金及宽温镍氢电池的产业化并获得应用。该项目研究期间申请中国发明专利4项,牵头制定了地方及团体标准3项。据介绍,该类镍氢电池具有高比能、大功率、快速充放电、安全性好、长寿命等特点,可应用于电动车辆以及通信电子等领域电源系统,为大型高技术装备、极地考察设备以及高寒/高热地区的能量存储提供新型电源系统,具有广阔应用前景。
【关键词】宽温镍氢电池,贮氢合金,长春应用化学研究所
【新 材 料】《Nature Electronics》:纤维素纳米晶做介电层,回收率超过95%...(2021-04-30)
【摘要】 4月30日,与非网讯,电子垃圾(e-waste)是世界上增长最快的垃圾种类之一,带来了极大的环境污染。瞬态电子是一种设计为在使用结束后能够可控分解的电子设备,被认为是一种减少电子垃圾对生态和健康的影响的有效方法。然而,瞬态电子学的发展目前主要集中在提高生物相容性上,对材料的回收和再利用研究主要集中在导电材料上,而忽略了其他电子材料。近日,美国杜克大学Aaron D. Franklin团队设计制备了一种全碳的薄膜晶体管器件,器件在表现出长达六个月的稳定性,并且可以可控分解,其中的石墨烯和碳纳米管油墨可以回收再利用(这意味着回收效率超过了95%),更重要的是,基于回收材料,还能够重新制备新的晶体管器件。该研究以“Printable and recyclable carbon electronics using crystalline nanocellulose dielectrics”为题发表在最新一期的《Nature Electronics》上。
【关键词】美国杜克大学,纤维素纳米晶,全碳晶体管
【新 材 料】中科院化学所侯剑辉团队《AM》:新型共轭聚合物问世,为设备集成...(2021-04-30)
【摘要】 4月30日,与非网讯,基于有机半导体的有机光伏(OPV)电池和有机发光二极管(OLED)在学术界和工业界都引起了广泛的关注,因为它们在柔性和可穿戴电子产品中具有比同类无机产品更大的优势。为了进一步开发有机半导体器件的功能以满足各类应用需求,探索有机半导体的双功能性并研究制造双功能器件具有重要意义。中国科学院化学研究所侯剑辉研究员、姚惠峰副研究员等人报道了一种新型宽带隙聚合物PBQx-TCl(2.05 eV的光学带隙)的设计,并研究了其在光伏和发光器件中的应用。作者制造了具有非富勒烯受体BTA3和BTP-eC9的器件,其在空气质量为1.5G的光照条件下表现出18.0%的高功率转换效率(PCE)。此外,基于PBQxTC1:BTA3的器件还展现了有机发光二极管性能,电致发光外部量子效率接近0.2%,发射范围为630-1000 nm。该研究以题为“A New Conjugated Polymer that Enables the Integration of Photovoltaic and Light-Emitting Functions in One Device”的论文发表在《Advanced Materials》上。
【关键词】中科院化学所,共轭聚合物,光伏
【新 材 料】莫斯科国立科技大学和LG电子合作开发新合金(2021-04-30)
【摘要】 4月30日,与非网讯,俄罗斯莫斯科国立科技大学(NUST MISIS)和LG电子公司(LG Electronics)联手开发新型合金材料。使用这种材料来制造电动汽车和电子消费产品中的散热器和散热系统,有助于使其重量减轻三分之一。据专家介绍,随着电子技术的发展,如何有效进行散热,这一问题变得越来越尖锐。随着设备生产率的提高,所产生的热量也在增加。对于家用电器、电动汽车、LED面板来说,为其降温具有重要意义,将直接影响设备的生命周期。与其它同类产品相比,此次开发的新型高导热性镁合金,可靠性更高,成本更低,且能明显减轻设备重量。国立科技大学的研究人员Vyacheslav Bazhenov表示:“以往通常采用铝等材料制造散热器,对现代设备来说,这些材料有点过重。减轻设备重量,可以大幅降低操作过程中产生的能耗,并在运输过程中减少温室气体排放。现在,这一点正变得越来越重要。”科学家指出,在运行过程中,镁合金有可能在空气中起 火。研究人员通过加入钙和钇,明显提高燃点,使这种材料在设备中的应用不受限制。Bazhenov表示:“我们想要制造的是低成本合金,因此几乎没有使用镁合金中常用的昂贵元素,比如钕、镧、钍等。结果,我们得到了两种成分的合金:一种是将镁与硅、锌和钙结合在一起(Mg-Si-Zn-Ca),具有高导热性和中等强度,成本较低;另一种是与锌、钇和锆(Mg—Zn—Y—Zr)混合制成的更昂贵的合金,具有高强度,导热系数略低。”
【关键词】莫斯科国立科技大学,LG电子,合金
【新 材 料】科思创扩大了在德国的聚碳酸酯薄膜生产规模(2021-04-30)
【摘要】 4月30日,与非网讯,科思创在其位于德国的多马尔根工厂启动了额外的高品质特种薄膜生产线。新的共挤生产线是为了满足全球不断增长的需求。该项目是扩大薄膜产能的全球计划的一部分,总投资超过1亿欧元,尽管受到冠状病毒大流行的限制,但仍按计划完成。这个计划将创造大约30个新的工作岗位来操作新的生产线。科思创公司首席技术官Klaus Sch?fer博士说:"通过这次扩大产能,我们正在加强多马根基地作为特种薄膜的生产和能力中心。同时,我们正在投资面向未来的技术和应用。"新生产线将主要生产多层平面薄膜。例如,这些产品在身份证明文件中发挥着重要作用,以便嵌入安全功能,确保尽可能防止伪造。它们还被用于医疗技术和汽车内饰中。
【关键词】科思创,德国,聚碳酸酯薄膜
【新 材 料】苏州大学胡亮/王仁生:荧光纳米凝胶传感器测定X射线剂量(2021-03-31)
【摘要】 3月29日,中国科技网讯,X射线剂量计对于检测细胞和体模中电离辐射的暴露水平具有重要意义。因此,他们可以进一步优化诊所的X射线放射疗法。最近,上海交通大学医学院Wenhui Fan和苏州大学胡亮/王仁生教授团队设计了一种能够测量X射线剂量的基于聚丙烯酰胺的纳米凝胶传感器。通过将X射线响应探针(氨基苯基荧光素,APF)固定在聚(丙烯酰胺-co-N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺)纳米凝胶上来制备剂量计。剂量测量的前提是在存在羟基自由基的情况下,APF向荧光的过渡,该羟基自由基是由X射线下水分子的放射分解引起的。因此,通过使用荧光光谱原理在辐射后立即测量所得纳米凝胶的荧光强度,可以容易地检测X射线的剂量。使用RS2000 X射线生物辐照器,我们的剂量计在0到15 Gy的X射线剂量下显示出良好的线性响应性,检测极限(LOD)为0.5 Gy。此外,信号还显示出温度稳定性(25–65°C),耐用性(5周),剂量率(1.177和6 Gy/min)和能量无关性(160 kVp和6 MV)。作为概念验证,作者使用了传感器来荧光检测A549肿瘤细胞和3D打印的眼部模型中的X射线剂量。结果表明,该剂量计能够准确预测与治疗计划系统使用的剂量相似的剂量。相关论文以题为Fluorescent Nanogel Sensors for X-ray Dosimetry发表在《ACS Sensors》上。
【关键词】苏州大学,荧光纳米凝胶,X射线剂量
【新 材 料】哈尔滨工业大学高长永《Science 子刊》双响应水凝胶机器人,用于...(2021-03-30)
【摘要】 3月29日,中国科技网讯,具有自推进和导航功能的生物混合微型机器人(例如,细菌或精子驱动的微型机器人)游泳已成为令人兴奋的研究领域,这归因于它们在人体难以触及的区域中可控制的运动,以实现无创药物输送和治疗。但是,当前的基于细胞的微型机器人在进入人体时容易受到免疫攻击和清除。最近,哈尔滨工业大学Hongyue Zhang,Zesheng Li和高长永教授团队报道了一种基于中性粒细胞的微型机器人(“ neutrobot”),可以在体内将货物主动运送至恶性神经胶质瘤。嗜中性机器人是通过天然嗜中性粒细胞通过包裹大肠杆菌膜的载药磁性纳米凝胶的吞噬作用而构建的,其中大肠杆菌膜的伪装提高了吞噬作用的效率,还防止了嗜中性粒细胞内部的药物泄漏。在暴露于旋转磁场后,由于可控的血管内运动,中性机器人可以自主聚集在大脑中,随后通过中性机器人沿着炎症因子梯度的正趋化运动越过血脑屏障。与传统的药物注射相比,使用这种双重反应的中性机器人进行靶向药物递送实质上抑制了肿瘤细胞的增殖。继承了当前人工微机器人无法匹敌的天然嗜中性粒细胞的生物学特性和功能,本研究开发的嗜中性机器人为未来的精密生物医学提供了一条有希望的途径。相关论文以题为Dual-responsive biohybrid neutrobots for active target delivery发表在《Science Robotics》上。
【关键词】哈尔滨工业大学,水凝胶,靶标递送
【新 材 料】约克大学《化学·科学》自组装的低分子量胶凝剂注射用微凝胶珠(2021-03-30)
【摘要】 3月29日,最近,约克大学David K. Smith研究团队报告了通过结合低分子量胶凝剂(LMWG)DBS-CONHNH2和天然多糖藻酸钙聚合物胶凝剂(PG)制备混合自组装微凝胶珠。由于自组装网络的脆弱性和保持任何施加形状的困难,基于LMWG的微凝胶配方极为罕见。该杂化珠包含互穿的LMWG和PG网络,并且是通过乳液法获得的,可以制备直径在mm或μm范围内的大小可控制的球形凝胶颗粒。相关论文以题为Self-assembled low-molecular-weight gelator injectable microgel beads for delivery of bioactive agents发表在《Chemical Science》上。基于LMWG /藻酸盐的微凝胶可以很容易地制备,其可再现的直径<1μm(约800 nm)。它们在室温下在水中稳定数月,并能通过注射器注射。LMWG在冷却时的快速组装在帮助控制微凝胶珠的直径方面起着积极的作用。这些LMWG微珠保留了母体凝胶传递生物活性分子肝素的能力,并且在细胞培养基中增强了人间充质干细胞的生长。因此,这种微凝胶在组织修复中可能具有未来的应用。这种制造LMWG微凝胶的方法是一种平台技术,可以潜在地应用于各种不同功能的LMWG,因此具有广泛的潜力。
【关键词】约克大学,低分子量胶凝剂,微凝胶珠