利用模拟纳米微环境的反胶束法结合圆二色技术研究蛋白质的结构和反应动力学

简要阐明了构成纳米微环境的反胶束的工作原理,强调其可以模拟细胞中纳米尺度空间的特点,以三种基础蛋白质:髓磷脂蛋白、溶菌酶和细胞色素C为例,简单介绍利用圆二色技术测试它们在反胶束中的结构变化和反应动力学。

磁性微/纳米材料吸附环境污染物的研究进展

就功能化铁氧化物、磁性微/纳米碳材料、磁性介孔氧化硅材料以及其它磁性微/纳米材料吸附环境污染物的应用进行评述。

含无机类富勒烯(IF)过渡族金属硫化物纳米复合涂层的环境摩擦磨损特性

采用固—气相反应、反应沉淀和溶剂热诱导法实现了IF-MoS2、IF-WS2纳米粉体的宏观量制备。分别用化学共沉积方法在硬铝基体上制备Ni-P-(IF-WS2)复合镀层,磁控溅射和激光溅射技术在硬铝合金和钛合金基体上制备(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2梯度纳米复合涂层和IF-(Mo,W)S2/(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2多层纳米复合涂层。用划痕仪、球—盘式摩擦仪评估纳米涂层的结合力及其在真空(10-2Pa)和大气中的摩擦磨损性能。Ni-P-(IF-MoS2)化学复合镀层的硬度、摩擦因数和磨损率明显低于Ni-P化学镀层。梯度和多层复合结构有利于涂层与合金基体结合力的提高。(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2纳米梯度复合涂层和(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2/IF-(Mo,W)S2纳米多层复合涂层在不同环境下都有低的摩擦因数和磨损率。含无机类富勒烯(IF-)WS2或MoS2的纳米复合涂层具有优良的环境稳定性。

纳米铁技术在环境修复中应用的研究进展

纳米铁是1种新型材料,它在环境修复领域具有很好应用前景。主要介绍纳米铁的基本性质、降解机理以及发展进程,包括零价铁的纳米化、引入了第2金属制成纳米铁双金属和负载型纳米铁的制备,并讨论了各种纳米铁技术对污染物降解的效果、影响因素以及应用前景。

量子化学计算在环境纳米技术教学中的应用

以电镀废水中金属污染物离子的吸附为例,展示了如何在硕士研究生课程“环境纳米技术”中引入量子化学计算的知识,介绍其在材料筛选及吸附作用机理研究中的具体实践。通过金属离子Cr^(3+)、Cu^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)与配位剂CN^(−)离子在石墨烯及改性石墨烯表面吸附的教学实例,说明了吸附材料的前线分子轨道会影响吸附效果。Cu^(2+)与Cu^(+)以及Fe^(3+)与Fe^(2+)两组离子的吸附行为表明高价金属离子在碳材料表面具有更高的吸附能,这为筛选适宜碳材料进行单一离子选择性吸附提供了理论指导。将量子化学计算引入研究生课堂教学环节有助于提升学生的创新思维与创新能力,学会运用计算化学手段高效地设计实验,筛选适合于具体应用的功能材料,并更直观地开展机理研究。

基于文献计量分析的环境纳米颗粒研究进展与热点

为了解环境纳米颗粒(ENPs)的研究进展和趋势,以Web of Science核心数据库中ENPs的研究论文为数据源,通过CiteSpace与VOS viewer,对年发文数量、国家、机构、作者等进行了计量分析。结果显示:在2000~2020年,ENPs相关研究论文发文量在2008年后开始快速增长,且总被引频次持续增长,说明有关研究成果得以认知的范围和深度逐渐扩大与深入;美国是发文总数最多的国家,共发表文章149篇,中国位居第二;美国总被引频次为第一位,这表明中国论文在ENPs领域的影响力还有待提高;发文机构中以中国科学院发文量最多。ENPs的研究热点集中在环境毒理、环境稳定性、纳米颗粒的迁移转化、暴露与氧化应激等方面。未来应更加关注ENPs与环境因素的交互作用以及ENPs与污染物的交互作用对ENPs的环境毒性的影响。

纳米光催化环境改良剂降低猪舍氨气浓度的研究

试验针对夏季北方地区正常生产的哺乳母猪舍、保育猪舍、育肥猪舍的氨气浓度,检验纳米光催化环境改良剂干粉的处理效果。结果表明,处理20 min后猪舍平均氨气浓度快速降至1.11 mg/L^1.61 mg/L之间。哺乳母猪舍处理后72 h内保持较好的使用效果,96 h恢复至处理前氨气的浓度水平。保育猪舍与育肥猪舍再处理后96 h仍然保持较好的处理效果。

光学纳米测量方法及发展趋势

综述了光学方法中以频率跟踪方法、外差干涉仪、调频干涉仪、偏振干涉仪和光学光栅为代表的光学纳米测量方法。分析了它们的发展状况以及各自特点，指出建立适合于纳米测量的纳米环境是目前亟待解决的关键性问题。

LCA与生态环境材料

LCA包括编目分析、环境影响分析和环境改善分析三个内容,其基本技术框架和实施方法在发展中逐渐健全。应用纳米技术制备纳米生态环境材料,利用纳米材料的四大效应能使生态环境材料发挥出奇特的功效。材料的环境性能将成为21世纪新材料的一个基本性能,各种环境材料及绿色产品的开发将成为材料产业发展的一个主导方向。

有机纳米功能材料——涉及到现代科学三大领域的新的研究方向

提出"有机纳米功能材料"的概念,结合本中心近期的研究结果,总结近几年来有机纳米功能材料的研究进展。详细报道了一系列孔径可调的纳米尺度的刚性环状齐聚物;纳米尺度电活性低聚物;纳米尺度纤维的性质和潜在的应用方向。

纳米医学诊断与治疗技术研究新进展

本文介绍对近期在纳米科学与技术与医学的交叉研究和所发展的用于疾病诊断和医疗新型纳米材料等新进展。利用纳米技术将生物分子的识别功能与纳米粒子的光、电、磁功能结合在一起,在造影成像技术、新型诊断方法和快速诊断等方面已取得了重要进展。将纳米技术应用于靶向和环境响应性纳米药物输送体系已成为近年来治疗领域的热点和重点。治疗一体化的纳米材料体系是一个有望满足医疗需求的纳米医学新方向。

喷雾热解技术及其在环境污染控制领域的应用

喷雾热解作为一种一步完成、连续、拓展性强、可大规模制备环境功能纳米材料的新型热解技术受到研究者的广泛关注。详细介绍了喷雾热解技术的工作原理、产物特性、环境应用以及工业化推广面临的挑战,并可视化分析了喷雾热解技术在环境污染控制领域的研究热点。结果表明:喷雾热解是通过高温下分解前驱体溶液制备纳米颗粒的技术,其设备主要由雾化器、加热设备和收集装置组成。喷雾热解的产物特性受到前驱体溶液和热解过程参数的影响,通过调控前驱体的溶液组分和热解过程参数,可以得到尺寸和形貌可控的特定环境功能纳米材料。喷雾热解技术制备的环境功能纳米材料(如粉末或薄膜)的应用研究表明,由于其特殊的物化结构,可实现大气和水体中污染物的高效去除。同时,基于研究热点分析了喷雾热解技术的热解方式、产物特性、应用领域和去除污染物的主要机理。但目前喷雾热解技术从实验室规模拓展到工业化应用还面临着诸多挑战,如何克服这些挑战也是喷雾热解技术走向工业化应用的重要内容。研究可为喷雾热解技术在环境污染控制领域的应用提供理论和技术支撑。

一维纳米限域物质的结构

低维材料的结构探索是我们全面认识元素物态的关键.近年来,研究方法的发展使包括一维原子链在内的各种低维结构逐渐被报道.根据一维限域材料的发展现状,本文重点对直径1 nm以下单质材料的结构和物理性质进行了综述,并简要总结了此类研究中常用的实验技术和理论方法.希望通过材料结构特性的解读和研究方法的讨论,说明目前理论计算层面存在的困难及需要面临的挑战,并以此对一维限域材料的研究前景进行展望.

美国纳米废物研究开始启动

纳米技术是时下最热门的研究领域之一，它甚至被视为尖端技术的代名词。不过随着研究的不断深入，科学家也开始关注纳米材料可能带来的负面影响。去年，科学家就纳米安全问题展开了讨论，现在，科学家又开始研究起了纳米废物的污染问题。这项研究的启动将使正要起飞的纳米材料工业走上可持续发展的道路。

Preparation and application of g-C_3N_4-ZnS-DNA nanocomposite with enhanced electrocatalytic activity

We successfully designed and prepared a g-C3N4-ZnS-DNA nanocomposite by a simple method and systematically investigated its morphology,microstructure,and electrocatalytic properties.The as-prepared g-C3N4-ZnS-DNA nanocomposite possessed the electrocatalytic activity of g-C3N4-ZnS and the conductivity of DNA.The presence of DNA was found to enhance the electrocatalytic response of the nanocomposite towards environmental hormones,e.g.pentachlorophenol and nonylphenol,owing to the interaction between g-C3N4-ZnS and DNA,indicating that a stable nanocomposite was formed.The three components showed synergistic effects during electrocatalysis.Electrochemical impedance spectra indicated that the g-C3N4-ZnS-DNA nanocomposite dramatically facilitated the electron transfer of a modified electrode.The co-doping of g-C3N4 film with ZnS and DNA doubled the electrochemical response of the modified electrode in comparison with that of unmodified g-C3N4 film.The detection limits（3 S/N） of pentachlorophenol and nonylphenol were3.3×10^-9 mol L^-1.Meanwhile,we propose a possible Z-scheme mechanism for electron transfer in the g-C3N4-ZnS-DNA nanocomposite and the possible pentachlorophenol and nonylphenol electrocatalytic oxidation mechanism.The g-C3N4-ZnS-DNA nanocomposite-modified electrode was demonstrated to be effective for electrochemical sensing of trace environmental hormones in water samples.

铁(氢)氧化物矿物对有机污染物的光催化氧化作用

对水溶液中(氢)氧化铁的光催化氧化反应的发展与机理研究进行了总结,着重对近十年来应用针铁矿/过氧化氢进行光催化氧化环境中有机物的研究进展及其环境矿物学意义作了概述和探讨。采用天然生物矿化的纳米针铁矿/过氧化氢以偶氮染料甲基橙为光解模型物进行了光催化氧化的初步研究,结果表明铁细菌形成的针铁矿具有降解生物难降解的有机污染物的能力。在甲基橙溶液初始浓度为30mg/L,铁细菌矿化的针铁矿用量2 5g/L,反应体系H2O2的初始浓度97mmol/L,pH值为6 92,15W紫外灯照射2h后,甲基橙浓度可降低33%。

Nanofiber-based enrichment device for sampling organic contaminants in vacuum environment

A novel method for sampling and enriching organic volatile contaminants in the vacuum environment combined with qualitative analysis based on the vacuum simulation test is proposed. A nanofiber is used as absorbent to collect the organic volatile contaminants in the vacuum environment and then eluted by methanol. The eluent is analyzed by gas chromatography （ GC ） and gas chromatography-mass spectrometry （GC/MS） to identify the composition of the organic contaminants. The nanofiber is composed of polystyrene and it is prepared by electrospinning. Before being used, the nanofiber is processed by ultrasound in ethanol for 15 min to remove some impurities and dried in an oven at 60 ℃, and then 10 mg of the nanofiber is wrapped in a thermoplastic polyester fabric pocket. The vacuum pump oil and di-iso-decyl phthalate （DIDP） are chosen as absorbates to test the absorbent performance of the nanofiber in the vacuum environment. Experiments are performed under the pressure of 10-4 and 103 Pa, respectively. It is shown that the nanofiber-based enrichment device can be used to adsorb the organic contaminants in the vacuum simulation environment.

丛枝菌根真菌对环境纳米材料的响应及减毒效应

环境纳米材料在环境治理与农业生产等领域具有积极作用,但也给生态系统带来了不容忽视的潜在危害.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌可促进植物对营养元素的吸收并提高植物的抗逆性,也可降低环境纳米材料的毒性作用,探究AM真菌对环境纳米材料的响应和减毒效应已成为近来的研究热点.通过梳理相关研究进展发现,纳米材料会因材料自身性质、环境浓度和土壤性质等的差异而对土壤AM真菌群落结构、多样性及其生长与侵染产生不同影响,同时AM真菌也能通过固持纳米颗粒、改善根际环境和调节宿主植物营养与水分状况、降低纳米材料的吸收转运以及增强系统防御等途径来调控纳米材料的生物环境效应,缓解其进入环境后所带来的危害.最后结合现状,提出未来AM真菌与纳米材料互作研究中应该关注的重点:一方面通过借助新型手段探究AM真菌对纳米材料的响应机制并试图识别具有纳米材料高耐受性AM真菌,另一方面通过加强对复杂体系下纳米材料土壤环境行为和植物毒害效应的研究以最大限度地发挥AM真菌的调控作用,为环境纳米材料的科学应用和安全管控提供理论依据.(图1参69)