纳米材料

俄罗斯学者开展具有抗反射和自洁特性的可生物降解纳米涂层研究

据报道，近日，俄罗斯远东联邦大学官网发布消息，该校学者与瑞士专家合作研究了果蝇眼角膜覆盖层的纳米结构。研究成果经进一步开发可生产具有抗菌、抗反射、安全和自清洁特性的可生物降解纳米涂层，以用于医学、纳米电子、汽车工业和纺织工业等几乎所有人类活动领域。有关研究成果发表在国际著名期刊《自然》杂志上。

据研究团队负责人远东联邦大学生物医学学院天然化合物药理学实验室卡塔纳耶夫教授介绍，研究人员通过逆向和正向生物工程方法对果蝇角膜涂层进行了人工重组。首先，他们将角膜的保护层“拆解”为其组成成分，即视黄素蛋白和角膜蜡（脂肪），然后在室温下将其复制并覆在玻璃和塑料上。也可以在任何其他类型材料上覆盖保护层，为此要将视黄素与其他类型的蜡结合，并对蛋白质本身进行基因操作，这将有助于在纳米涂层的基础上创造出更复杂的功能结构，并根据需要赋予其抗反射、抗菌和疏水性，包括自洁能力。

该方法可以合成任何需要数量的纳米涂层，与生产相似结构的现有方法相比，该合成技术使用天然成分，不需要能耗巨大的特殊设备，也无需在化学蚀刻、激光光刻时受严格的限制。成果应用范围非常广泛，可以在结构上对纺织品进行染色，会根据视角改变颜色，制造“隐形斗篷”；为医疗植入物创建抗菌涂层；为隐形眼镜提供自清洁涂层，以及用于现代电子产业制造柔性微型晶体管等。（科技部）

纳米碳添加剂可改善航空复合材料3D打印效果

据报道，俄罗斯国立研究型技术大学科研人员在铝粉中加入一种纳米碳添加剂，改进了航空复合材料3D打印技术，使航空复合材料的硬度提高了1.5倍。

目前，铝3D打印的主要应用领域是为航空航天工业生产高科技零件。但3D打印中即使是最细微的缺陷也对产品的安全性构成影响，这种缺陷的主要风险是材料的高孔隙率，主要原因是原始铝粉的质量所致。为了确保3D打印产品的微观结构均匀且致密，俄国立研究型技术大学的科研人员建议在铝粉中添加碳纳米纤维，这种改性添加剂的使用可以确保材料的低孔隙率，同时使其硬度提高1.5倍。

该项目的学术带头人、国立研究型技术大学科研人员亚历山大·格罗莫夫教授称：“可以通过向主基质中引入其他成分来改变铝粉的化学成分和相组成，从而改善用于3D打印的铝粉的性能。特别是碳纳米纤维具有高导热性，有助于在产品合成过程中选择激光熔化阶段最小化打印层之间的温度梯度，大大消除材料微观结构的不均匀性。”

亚历山大·格罗莫夫表示，俄科研人员开发的碳纳米纤维添加剂合成技术包括化学沉积、超声波处理和红外线热处理等方法；所使用的碳纳米纤维是加工石油天然气的副产品。在催化分解过程中，碳以纳米纤维的形式积聚在催化剂分散的金属颗粒上。他还称，通常对石油天然气的副产品只是简单燃烧，这对环境有害，因此，新方法的应用也具有很好的环保价值。

据悉，研究人员计划进一步研究激光熔化新复合粉末的最佳条件，并开发用于合成产品的后处理和工业用途的技术。（科技日报）

研究人员开发出耐用电子皮肤

据报道，一种在强度、延展性和敏感性方面模仿人类皮肤的新材料，可以用来实时收集生物数据。这种电子皮肤可能在下一代假肢、个性化医疗、软机器人和人工智能等领域发挥重要作用。

“理想的电子皮肤将模仿人类皮肤的许多自然功能，比如精确、实时地感知温度和触觉。”阿卜杜拉国王科学技术大学（KAUST）博士后蔡宜辰（音译）说。然而，要制造出既能执行如此精细的任务，又能承受日常生活磕碰和摩擦的具有适当弹性的电子产品是一项挑战，而且每一种材料都必须经过精心设计。大多数电子皮肤是通过将一种活性纳米材料（传感器），分层放置在能附着在人类皮肤上的可拉伸表面上制成的。然而，这些层之间的连接往往太脆弱，这降低了材料的耐久性和敏感性。另一方面，如果它太硬，灵活性就会受到限制，使它更有可能断裂和断开电路。“皮肤电子产品的前景正在以惊人的速度变化。2D传感器的出现加速了将这些原子般薄、机械强度高的材料集成到功能性、耐用的人造皮肤中的努力。”蔡宜辰说。

研究人员沈杰解释说：“水凝胶中70%以上是水，这使得它们与人体皮肤组织非常兼容。”研究人员向各个方向拉伸水凝胶，加上一层纳米线，然后小心地松开，最终创造了通往传感器层的导电通道。研究人员表示，即使材料被拉伸到原来尺寸的28倍，这些通道仍然保持完好。新电子皮肤原型可以感知20厘米外的物体，在不到1/10s内对刺激做出反应，当用作压力传感器时，还可以区分上面写的笔迹。它在经历了5 000次变形后仍能正常工作，每次恢复的时间约为1/4s。

研究人员表示，电子皮肤在反复使用后还能保持韧性，这是一个惊人的成就，它模仿了人类皮肤的弹性和快速恢复力。（中国科学报）

研究发现新材料可用于食品保藏

介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）是一种纳米级材料，广泛应用于催化、分离、纯化和气体感测等许多领域，也可以作为药物的载体。作为药物载体，MSNs安全且具有緩释性能以及较高的药物运载能力。MSNs已经用于运载很多的小分子和大分子药物。研究表明，大多数药物分子能够被具有良好缓释能力的MSNs所运载。

辣椒素（CAP）作为辣椒中的活性成分，具有一定的药理学作用，还具有抗氧化作用。在一些研究报道中，CAP已经可以被MSNs运载。当CAP被运载在MSNs中时，MSNs的缓释能力能够用于对食品进行长期抗氧化保护，并减少CAP引起食品的刺激性滋味。然而，上述的研究很少在文献中报道。

据报道，11月28日，南京农业大学食品科技学院教授章建浩、苏州大学材料与化学化工学部教授李建国等在《食品化学》在线发表研究文章。一个IFFM-E流动注射化学发光分析仪用于缓释实验，实验证实了CAP的MSN释放呈现缓释性，粒径更小的MSN具有更高的缓释速率和更强的抗氧化能力。制备的材料可以在气调包装中用于维持绞细牛肉的新鲜度。在经过5天以上储存后，Cap@MSN-50相对CAP具有更好的抗氧化能力。这些结果表明将CAP运载在介孔纳米材料中，从而获得的材料可潜在用于一些食品的长期保藏和氧化抑制。（中国科学报）

自主高性能碳纳米管受青睐 深企近2亿元融资完成

据报道，11月1日，专注于先进碳纳米材料研发、生产及多元化应用的深圳烯湾科技有限公司完成近2亿元A+轮融资。烯湾科技总经理及创始人章胜华表示，本轮融资将主要用于二次应用研发、产业基地建设、运营等。

“材料加工技术的落后一直严重制约着中国高端制造的发展，高性能纤维作为军民两用新材料，属于技术密集型和敏感的关键材料，长期被以日本美国为首的西方国家实施严苛的禁运和技术封锁。”章胜华表示，烯湾科技自主创新开发的高性能碳纳米管纤维力学性能出众，被业界誉为“下一代新型高性能纤维材料”，打破了日本、美国对我国高性能纤维材料的技术垄断，有望从根本上改变国内在关键材料上受制于人的现状。

章胜华介绍，烯湾科技自主创新开发了纳米晶触媒、形貌原位控制、光子修饰法等多项原创技术及独特的全自动一体化高温炉设计，掌握了阵列碳纳米材料的生长、制备及量产的核心科技。所生产的超级碳纳米管、碳纳米管薄膜、碳纳米管纤维及其复合材料三大系列产品性能均达到业内领先水平。

烯湾科技已获得、申请国内外核心发明专利100余项，与国内外知名科研院所、工业巨头在航空航天，卫星光学涂料，汽车、高铁等高端装备轻量化，高强度压力储存容器（如储氢罐），风能发电叶片，先进电子封装/屏蔽/散热材料，新能源锂电池正/负极导电材料，增强和功能改性材料（塑料/橡胶/金属/陶瓷）等多个领域展开全面合作。（科技日报）