纳米材料

美国开发新方法将废塑料转化为二氧化碳吸附剂

据报道，美国莱斯大学的研究人员开发了一种新技术可将废塑料转化为工业用的二氧化碳吸附剂。研究人员发现，在醋酸钾存在的情况下加热塑料废物会产生具有纳米级孔隙的颗粒，在室温下能够容纳高达自身质量18%的二氧化碳。这种吸附剂还可重复使用，将其加热到约75℃时会从孔隙中释放出捕获的二氧化碳，从而再生材料约90%的结合位点。（科技部）

研究人员开发出可切换状态的新型纳米晶体凝胶

据报道，来自德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发出一种新型纳米晶体材料，可在凝胶和液体状态之间切换。这种材料是由分散在溶液中的氧化铟锡纳米晶体组成。相关研究结果发表在《科学进展》上。

在室温下，这些纳米晶体会因分子连接物而结合在一起形成凝胶。当加热到90℃时，这些键就会发生断裂，凝胶就会分散成液体，其颜色和其他特性也会发生变化。

该团队表示，这种开关凝胶可根据它们处于凝胶或液体状态吸收不同颜色的光线用作光学过滤器，成为热力伪装系统，即通过改变物体表面的红外特性来隐藏物体，或成为航天器或建筑物的动态加热和冷却系统。

纳米晶体和连接剂都可根据需要进行调整，如使用不同的连接剂可使凝胶根据环境温度、磁场、pH值等变化而转换状态。使用不同类型的纳米晶体则可改变该材料对光的反应方式。（科技部）

科学家用DNA制成可监测蛋白质运动的纳米天线

据报道，近期，加拿大科学家利用DNA制成了一种纳米天线，能够近距离监测蛋白质的运动，进而了解其功能。

研究人员通过短DNA片段合成了荧光纳米天线，天线上的某些部分附着了荧光染料，每种染料对蛋白质的不同区域有亲和力。在纳米天线驱动下，染料与蛋白质非共价相互作用，从而“感知”蛋白质的构象变化，再将信息以可检测的颜色传递给研究人员。通过调整DNA片段的长度和结构以及将不同的染料附着在不同的部位，使蛋白质在实现其功能时发出不同的信号，进而监测到蛋白质的运动。研究人员应用荧光纳米天线，实时检测到肠道碱性磷酸酶5种不同构象及其功能，并进一步通过不同的蛋白质模型研究了纳米天线策略的潜在通用性，结果表明该纳米天线可以快速筛选、监测不同蛋白质功能。

这项研究报道了一种DNA纳米天线的设计和应用，为研究蛋白质的结构和功能提供了新工具。（科技部）

研究人员开发出使用纳米材料的无电源频率调谐器

牛津大学和宾夕法尼亚大学的研究人员发现了一种使用功能性纳米线进行频率调谐的无电源且超快的方法。

研究人员制造了一种硫属化物玻璃（碲化锗）的振动纳米弦，可在预定频率下产生共振，就像吉他弦一样。为了调整这些谐振器的频率，研究人员改变了材料的原子结构，从而改变了材料本身的机械刚度。这不同于现有的在纳米弦上施加机械应力的方法，类似于使用调音钉为吉他调音。该方法需要更高的功耗，因为钉子不是永久性的，需要电压来保持张力。（科技部）

我国科学家研发出新型口服胰岛素纳米递送系统

据报道，近期，我国科学家在胰岛素的口服递送研究方面取得进展，克服了胰岛素口服吸收的多重障碍。糖尿病因其高患病率、高致残率和高死亡率，已经成为世界性严重公共卫生问题。口服给药因其无痛、方便而被广泛应用，然而由于胃肠道内酶的降解作用以及肠道黏膜的低通透性，蛋白类药物口服生物利用度极低。

科研人员将胰岛素封装入多孔、耐酸性金属有机骨架纳米材料中，并用靶向蛋白修饰纳米材料外表面，从而构建了具有胰岛素保护和肠道转运功能的纳米系统。耐酸性金属有机骨架能够实现胰岛素高负载，并与胃蛋白酶形成空间位阻效应，从而保护胰岛素在胃肠道中不被水解；同时，耐酸性金属有机骨架还表现出可控释放的特性。此外，靶向蛋白能与肠上皮细胞广泛表达的转铁蛋白受体相结合，通过受体介导的跨细胞途径实现了胰岛素的高效递送。

这项研究开发的纳米系统可以方便地将目标治疗性蛋白与靶向蛋白整合在一起，从而创建多种功能的纳米系统，为未来广泛的生物医学应用提供了可能性。（科技部）

我国科学家采用膜内纳米颗粒组装技术设计新型分离膜

近日，广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员贺斌团队成功采用膜内纳米颗粒组装技术设计新型分离膜。

作为采用压力驱动的分离体系，膜分离技术已广泛应用于污水处理、海水淡化、医药、食品等领域。为得到高性能分离膜，较为简单的方法是利用改性技术调控膜物理化学结构。改性方法中又以表面涂覆法最为简单高效，仅需负载特定功能涂层于膜表面或膜内即可实现。但涂层与膜材料之间往往存在相容性问题，大部分涂层与膜材料通过非共价键相互作用结合，在膜分离过程中高压、高剪切力的条件下无法稳定存在。

针对这一问题，研究人员通过合成聚多巴胺（PDA）/聚乙烯亚胺（PEI）纳米颗粒，采用真空辅助自组装平台技术负载纳米颗粒于膜内死角区域，实现了新型高稳定、高通量分离膜构筑。研究发现，纳米颗粒尺寸小于膜孔径且高分子分离膜内孔道曲折。负载过程中，纳米颗粒无法停留于贯通孔道中，反而选择性堆积在孔道死角，形成不易被流体冲走的新孔道壁面。

此外，不同于传统涂覆过程中PDA与膜材料之间形成的可逆性非共价键，纳米颗粒内PDA与PEI通过迈克尔加成或席夫碱反应形成不可逆共价键，使纳米颗粒表面高分子非常稳定，不易因外力流失。因此，膜内纳米颗粒及纳米颗粒表面高分子不易被流体冲蚀使得分离膜在长周期运行过程中表现出极高的稳定性。

最后，纳米颗粒内存在大量亲水基团，负载后膜亲水性显著增强，且纳米颗粒无法堵塞膜内流体传递和贯通孔道，使得膜通量进一步提高，也具备更好的抗污染性能。（中国科学报）

纳米陶瓷化难燃功能母粒新材料中试成功

据报道，见喜新材料股份有限公司技术研究院发布技术成果，“一种纳米陶瓷化难燃功能母粒新材料”中试成功并将产业化，拟新建年产5 000t生产线。目前，该研发成果已获得专利。

据见喜新材料公司相关负责人介绍， 基于隧道、铁路、城铁、航空等行业迅速发展和投资规模扩大，对高阻燃、低发烟量的环保橡塑制品需求迫切。以卤+锑、磷+氮为代表的阻燃剂体系存在着发烟量高和烟气毒性受到检测标准限制的问题；而发烟量低的镁、铝等无机体系阻燃剂添加比例过高导致材料物理性能下降，物理性能缺陷即使是通过超细化、表面改性技术仍不能理想化提升物理性能。

鉴于此，见喜新材公司技术研究院技术团队和加拿大麦克马斯特大学、香港理工大学共同合作，历时3年时间开发出“一种纳米低温陶瓷化难燃功能母粒”。在添加本技術制备的难燃母粒制品受到火焰攻击的350～400℃低温下，制品能够快速收缩、结皮、成碳，具有耐烧蚀特点，且表层光滑、热传导率低，形成类陶瓷化物质，能够隔绝氧气、阻断燃烧反应，从而使材料达到较高的阻燃级别，即难燃级，保证了制品的过火完好率。

该项目技术研发的难燃母粒相比卤系、氮系、磷系或无机镁、铝等系列的阻燃母粒产品具有低烟无卤、阻燃等级高、烟气毒性可达高分子材料的标准ZA1级的优点。该技术达到了国内领先水平，制得的难燃剂母粒具备成碳层结构密实、无残破、流动覆盖性良好特点，具有高效阻燃功能，克服、弥补其他阻燃体系的不足，是一种新型途径的阻燃材料。（中国化工报）