纳米材料

美开发出一种新型纳米药物递送系统

据报道，美国布里格姆女子医院（BWH）和达纳法伯癌症研究所（DFCI）合作，开发出了一种纳米药物递送系统，该系统不仅能够精确瞄准和攻击骨骼中的癌细胞，还能通过增加骨强度和骨量的方法抑制骨癌的发展。相关论文发表在近日出版的美国《国家科学院学报》上。

论文主要作者布里格姆女子医院阿卡纳·斯瓦米博士说，骨骼的微环境极为适宜癌细胞的生长，乳腺癌、前列腺癌以及血癌等癌癥发生转移后，极易向骨骼转移。他们设计的这种药物递送系统能选择性地靶向骨骼微环境，并释放治疗药物，能够有效重塑骨骼微环境，防止疾病进一步发展。

论文另一位共同作者、达纳法伯癌症研究所米夏埃拉·里根博士说，目前骨肿瘤的治疗方法在选择上极为有限。新开发出的这种工程靶向疗法副作用极小，能够操纵肿瘤细胞和其周围的微环境，有效地抑制癌细胞在骨骼中的蔓延。

报道称，新研究中所使用的纳米颗粒由一种经过临床验证的可生物降解的聚合物与阿伦磷酸钠构成。阿伦磷酸钠是新研发出的一种二磷酸盐药物，主要用于骨质疏松的治疗。这种药物能够与钙结合，在骨骼中高浓度积累。纳米颗粒表面的阿伦磷酸钠能够在其与钙结合时定位骨骼组织，将纳米颗粒中的药物靶向癌细胞并促进骨骼组织的恢复和生长。此外，阿伦磷酸钠本身也具有一定的抗癌功效，能够进一步增强疗效。

研究人员称，癌细胞向骨骼转移是很常见的一种现象，大约有60%～80%的癌症患者会出现这样的问题。这项研究证明，新疗法能够改变骨骼的微环境，抑制癌细胞在骨骼中的发展。如能对患有乳腺癌、前列腺癌或肺癌等癌症的高危人群用这种疗法进行事先处理，将有望防止癌症向骨骼的转移，为相关疾病的治疗创造条件。（科技日报）

加拿大科学家开发出新一代碳纳米管阴极电池

据报道，加拿大阿尔伯塔大学的一个研究小组日前用碳纳米管材料开发出一种新型电池。与目前市场上普通的锂离子电池相比，新型电池充电速度更快，容量更大，使用寿命更长。相关论文发表在最新一期的《科学报告》杂志上。

负责此项研究的加拿大阿尔伯塔大学材料工程学博士崔欣伟（音译）说：“我们曾经尝试过多种不同的材料，但最终还是确定使用碳纳米管。新开发出的这种电化学技术，能够最大程度发挥碳纳米管材料的优势，让电池获得更高的能量密度和功率密度。”

该研究小组使用了一种被成为诱导氟化工艺的新型储能技术。该技术以碳纳米管为阴极，用它来制造诱导氟化物电池。使用这种材料的优点是成本低廉且安全高效，用其制成的新型电池在能量输出能力上比目前市场上的锂离子电池高出5～8倍。

崔欣伟说：“决定使用碳纳米管材料来制造电池阴极是一个很快的过程，但实验过程却充满了艰辛，为此我们坚持了3年才得到了想要的结果。”实验显示崔欣伟小组所开发的这种电池，在性能上优于目前同时正在研发的另外两种电池：锂硫电池和锂空气电池。与它们相比，碳纳米管阴极电池技术更便于小型化，可以用来生产手机或可穿戴设备的电池。此外，在充电速度和使用寿命上也更胜一筹。

据介绍，目前该技术已经开始了商业化进程，预计2014年底推出第一个原型，根据使用场景的不同此后还将陆续开发出3种版本的电池。它们分别是：具有高功率和较长使用周期的耐用型，能够在短时间内完成充电的快充型和具备超大容量与超长使用时间的大容量型。

崔欣伟说：“虽然距离真正的商用还有很长的一段路要走，但我们已经步入了正确的轨道。这是一项令人兴奋的工作，我希望它能被更多的人知晓。新技术或许还有一些不足，但我们相信未来它将成为一个极具竞争力的解决方案。”（中国新闻网）

山西煤化所石墨烯柔性散热体领域取得2项重大进展

中科院山西煤化所在石墨烯柔性散热体领域今年已取得2项重大进展。日前，该所系统研究了氧化石墨烯薄膜在炭化过程中的导热性能演变机制，并获得高性能热还原氧化石墨烯薄膜。此前他们还与清华大学和中科院金属研究所相关团队成功研制出高导热石墨烯/碳纤维柔性复合薄膜。

将纳米石墨烯宏观组装形成薄膜材料，同时保持其纳米效应是石墨烯规模化应用的重要途径。山西煤化所与相关单位通过自组装技术，构建结构/功能一体化的碳/碳复合薄膜。这种全碳薄膜具有类似于钢筋混凝土的多级结构，其厚度在10～200μm之间可控，室温面向热导率高达977W/m·K，拉伸强度超过15MPa。这项研究解决了石墨烯导热应用的难题，是石墨烯领域的一项突破。

以氧化石墨烯为前驱体很容易获得薄膜材料，但这种材料需通过热处理才能恢复其导热/导电性能。山西煤化所的研究结果表明，1000℃是薄膜性能转变的关键点，薄膜的性能在该点发生质变。这一发现不仅解决了石墨烯热化学转变的基础科学问题，也为石墨烯导热薄膜的规模化制备提供了依据。

石墨烯基薄膜可作为柔性面向散热体材料，满足LED照明、计算机、卫星电路、激光武器、手持终端设备等高功率、高集成度系统的散热需求。这些研究成果为结构/功能一体化的碳/碳复合材料的设计提供了一个全新视角。（中国化工报）

中科大有望通过纳米新材料找到治癌新途径

据报道，中国科技大学教授曾杰课题小组把金和铜结合，发明了一种光热转换效率高、催化性能好的五角星形新型纳米材料——金铜合金纳米材料。这种被称为“纳米之星”的新型材料可有效治疗小鼠乳腺癌，从而有望开辟癌症治疗的新途径。相关成果日前在《自然·通讯》在线发表。

据介绍，这种金铜合金纳米晶体在近红外区有很强的光吸收和光热转化能力。利用这一特性，他们往患有乳腺癌的小鼠体内注射30μg金铜合金纳米材料，并在肿瘤处用近红外激光照射10min，纳米晶体可吸收近红外光并转化成热，产生局部高温，从而杀死癌细胞。实验结果表明，每天照射10min、连续照射4天之后，小鼠体内的肿瘤消失了。

曾杰说，包括人类在内的绝大多数哺乳动物的正常体温都在37～42℃之间，如果持续一段时间高温，癌细胞就会被“烧死”。从理论上讲，用这种办法治疗人类肿瘤是可行的。而且这种疗法无需手术、不损伤组织、副作用小，是更为理想的疗法。（人民网）

上海交通大学我国二氧化钛纳米传感器研究获进展

据报道，上海交通大学环境科学与工程学院教授周保学团队在化学需氧量（COD）监测以及难降解有毒有害有机污染物处理和太阳光分解水产氢等方面取得突破，相关成果作为综述文章已在线发表于《化学评论》。

纳米二氧化钛在环境传感器、环境净化以及太阳光利用等领域有着重要的应用前景，成为近年来环境功能材料领域研究的热点。但是传统的纳米二氧化钛材料由于电荷复合严重、量子效率低、禁带宽度大，制约了纳米二氧化钛的广泛应用。

该团队基于二氧化钛纳米管阵列材料的设计、制备和结构与性能的研究，有效地解决了粉体纳米二氧化钛材料光生电荷复合严重、量子效率低的问题，发明出一种新型的二氧化钛纳米管阵列COD传感器，并由此建立了一种快速、准确、绿色化的光电催化COD监测新方法，为COD的快速准确测定以及COD的无线传感监测奠定了基础。

目前该团队已经开发了COD光电催化监测的系列样机，应用于各类环境监测中。同时，还基于所制备的二氧化钛纳米管阵列材料和相关复合材料，建立了一类新型的光催化废水燃料电池体系。（中国科学报）

科学家发现精确测量纳米级物体温度新方法

据报道，英国埃克塞特大学和伦敦大学学院的研究小组开发出一种方法，可在纳米级物体的表面温度与周围环境有所不同时，通过分析它们在空气中紧张的运动即布朗运动，来准确测量其温度。该研究成果发表在最新一期的《自然·纳米技术》上。

日常生活中通常是用温度计接触物体来测量其温度，然而，测量比人发丝的宽度要小1 000倍的纳米级物体的温度，却是一个非常棘手的任务。研究人员捕获在激光束中的玻璃纳米球，令其悬浮在空气中后加热至融化，借此观察这些纳米级物体的升温。这种技术甚至可以辨别穿过微小球体表面的不同温度。

伦敦大学学院詹姆斯·米伦博士说：“在纳米尺度，与空气碰撞的分子有很大的不同。通过测量纳米粒子和周围空气之间能量如何转移，我们学到了很多。”

对于许多纳米技术设备，精确了解其温度尤为必要，因为它们的运作在很大程度上依赖于温度。这项发现也有助于目前正努力把大的物体引入量子叠加态的研究。未来其可进一步影响大气中气溶胶的研究，并为控制环境平衡过程的研究打开了一扇门。（科技日报）

我国实行单壁碳纳米管结构/手性可控生长

据报道，在北京市科委纳米专项支持下，北京大学化学与分子工程学院李彦教授课题组在单壁碳纳米管手性可控生长研究上取得重要突破，为碳纳米管的应用，尤其是碳基电子学的发展奠定了基础。

据预测，基于硅基CMOS集成电路的微电子技术在未来十年左右将趋近于发展的极限，发展后摩尔时代的纳电子技术已迫在眉睫。2009年，国际半导体路线图委员会推荐基于碳纳米管和石墨烯的碳基电子学技术作为未来10～15年可能显现商业价值的新一代电子技术。材料是碳基电子学发展的基础和关键，然而迄今科学家仍无法实现碳纳米管的结构可控生长，这已经成为制约碳基电子学发展的瓶颈问题。

单壁碳纳米管可看作是由石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，根据卷曲方式（通常称为“手性”）的不同，可以是金属性导体或带隙不同的半导体。这是碳纳米管的一个独特而优异的性质，但同时也是碳纳米管制备上的巨大挑战。用一般方法合成的样品均为不同结构的碳纳米管组成的混合物，而单一手性单壁碳纳米管的选择性生长成为一个难题。

李彦教授课题组经过12年的潜心研究，逐步深化了对碳纳米管的生长机制和催化剂作用的认识，在此基础上提出了一种实现单壁碳纳米管结构/手性可控生长的方案。该课题组发展了一类钨基合金催化剂，其高熔点的特性确保了单壁碳纳米管在高温环境下的生长过程中保持晶态结构，其独特的原子排布方式可用来调控生长的碳纳米管的结构，从而实现了单壁碳纳米管的结构/手性可控生长，利用这种方法生长出了含量高于92%的的碳纳米管。相关研究成果发表的《自然》杂志。（北京市科委）

中国科学院开辟金属过滤材料应用新方向

随着各种工业的快速发展，石油开采、石油化工、交通运输、机械加工、纺织、皮革、医药、食品制造等行业每天都產出或排放大量的含油污水。以采油行业为例，全球平均每天生产8 000万桶原油的同时，就会附带产出2.5～10亿桶的含油污水。含油污水的化学耗氧量（COD）高、含油量大、对环境污染严重，必须予以处理进行回用或排放。然而对于含油乳液，由于油滴粒径小，传统的过滤法、重力沉降法很难去除；而旋流法、蒸发精馏法、膜分离方法等都有高耗能、特殊应用条件以及膜污染的制约。

据报道，近日，中国科学院过程工程研究所杨传芳研究员的纳米工程污染物控制技术课题组以层层自组装的方法，将SiO2纳米粒子在不锈钢丝网和烧结纤维毡表面，构筑成阶层粗糙的表面纳微结构，并以气相沉积的方法赋予材料表面特殊的浸润性能，来增强材料对油水混合物的高效分离和水包油乳液中微小油滴的聚并捕获。其中处理过的纤维毡对油水乳液的聚并分离效率可以达到99.4%，并且可多次重复使用和清洗，为传统金属过滤材料的应用开辟了一个新的方向。（中国科学院工程研究所）

石墨烯发展暨“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”成立一周年座谈会在京召开

2014年7月14日，石墨烯发展暨“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”成立一周年座谈会在北京召开。科技部前副部长马颂德、科技日报前社长张景安、中国技术创业协会副理事长兼秘书长裴夏生、科技部火炬中心副处长王德花、国家发改委高技术司战略新兴产业二处孙克、北京市技术交易中心主任黄平、中国产学研合作促进会副理事长兼秘书长王建华、中国半导体照明产业技术创新战略联盟秘书长吴玲、北京新材料发展中心副主任龚维幂、青岛国家高新区管委会科技局副局长张志强、无锡惠山国家高新技术创业服务中心招商部部长吴振兴等参加了此次会议。