改性纳米硅颗粒强化高温泡沫的性能及机理研究

高温环境下常规两相泡沫的泡沫稳定性很差,不能满足高温油藏生产需求。本工作以改性纳米硅颗粒(NP)强化α-烯烃磺酸钠(AOS)的泡沫性能,通过Waring Blender法对NP强化泡沫体系的泡沫性能进行评价,研究了NP稳定AOS泡沫的机理和NP强化泡沫高温下的封堵能力。结果表明,2.0%NP强化的0.5%AOS泡沫具有十分稳定的泡沫性能,高温热老化处理后泡沫性能稳定;其稳泡机理在于NP能在气液界面上形成不可逆吸附,同时NP能与AOS分子发生吸附,有效提高起泡溶液的黏度、表面扩张弹性模量和储能模量,增强液膜强度,延缓泡沫的排液、歧化和聚并;NP强化泡沫在1000 mD和3000 mD渗透率时均具有优秀的封堵性能,其阻力因子远大于AOS泡沫,具有高温调驱应用潜力。

掺硼纳米硅颗粒的脉冲放电制备及测试分析

以掺硼硅锭(电阻率0.01Ω·cm)作为原材料,在液体介质中采用脉冲放电法制备出掺硼纳米硅颗粒。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、纳米粒径电位分析(PSDA)、原子发射光谱(ICP-OES)等测试手段对获得的产物进行测试分析,绝大部分纳米硅颗粒尺寸集中在30~60 nm,其硼含量的质量分数为19×10-4%。在此基础上,将制备纳米硅颗粒配制为质量分数为15%的纳米硅浆料,通过丝网印刷在太阳硅片上,经850℃高温烧结后,硅片表面方阻可由100Ω□/降到30Ω□/。

火花放电和高能球磨组合高效制备纳米硅颗粒

提出一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,从半导体复合加工方法入手,以重掺杂晶体硅为原料,采用火花放电法高效预制备微米/亚微米硅材料,其平均粒径(D50)约1.45μm,进而通过高能球磨法将尺寸缩减至数十纳米,获得尺寸均布、平均粒径(D50)约60 nm的硅颗粒。微米/亚微米硅材料首次放电比容量较高,超过3500 m Ah/g,但经65次循环,电极的可逆比容量仅剩300 m Ah/g,容量保持率不足15%。纳米硅颗粒首次放电比容量为2717.3 m Ah/g,经65次循环,电极的可逆比容量仍保持有1458.6 m Ah/g,容量保持率高达66.84%。

脉冲激光液相法制备纳米硅颗粒

采用激光液相法在去离子水体系和乙醇 乙二醇有机体系中制备了纳米硅颗粒。采用透射电镜和图像分析仪对产物进行分析.结果显示:采用激光液相法在两个体系中皆可制得纳米硅颗粒,但都存在明显的团聚现象,平均颗粒尺寸分别为254nm和62nm.在去离子水体系中,最初的纳米硅颗粒甚至团聚成微米级的胶体颗粒,这是因为硅颗粒的尺寸与反应体系和表面活性剂的选择有关.乙二醇作为表面活性剂具有改善纳米硅颗粒团聚和细化颗粒的作用.

火花放电和高能球磨组合法制备纳米硅颗粒及微观结构表征

采用火花放电法制备出粒径均匀分布在30~50 nm的纳米硅颗粒,产量为1 g/h。针对其低产率,在火花放电的基础上组合高能球磨法,成功制备出中径(D50)为80 nm的纳米硅颗粒,产量可达100 g/h。利用SEM、EDS、XRD、TEM等手段分别对产物的微观结构进行表征,结果表明:火花放电法所制备的纳米硅颗粒呈球形,且形貌趋于一致,但颗粒内部出现层错等晶体缺陷及非晶区域;而火花放电和高能球磨组合法制备的纳米硅颗粒呈层片状,其形貌差异较大,但颗粒内部几乎未出现非晶区域,层错缺陷更少,晶体结构更好。

电化学腐蚀法制备的SiO_2包裹纳米硅颗粒结构的电致发光特性

将采用传统电化学腐蚀法制备的多孔硅样品,用浸泡液浸泡剥离其表层多孔层,使样品表面形成 SiO2 包裹纳米硅颗粒的结构,在表面镀半透明Au膜后制备成电致发光器件.在正向偏压下样品可以长时间稳定地发出绿光(510nm),并且随着偏压的升高,发光强度增强,峰位不变.讨论了可能的发光机制.

喷施硒、钛和硅纳米颗粒促进杧果生长发育和果实品质提升

据《Horticulturae》的一篇研究报道,来自沙特国王大学食品科学与农业学院植物生产系的研究人员研究了硒(Se)、钛(Ti)和硅(Si)纳米颗粒对干旱胁迫下杧果的应用效果,以凯特杧果为试材,以不做处理为对照,分别在2022和2023年4月起.

硅纳米颗粒作为基因转染载体的研究

通过不同浓度的NaCl、NaI修饰硅纳米颗粒 ,用琼脂糖凝胶电泳分析硅纳米颗粒与DNA结合力及对DNA的保护作用 ,同时用绿色荧光蛋白基因作报告基因 ,以硅纳米颗粒作为基因转染的载体 ,转染HT10 80细胞。经电镜观察证实硅纳米颗粒进入细胞内 ;硅纳米颗粒与DNA结合后 ,能对DNA起保护作用 ;并且硅颗粒作为基因转染的载体 ,将绿色荧光蛋白基因导入HT10 80细胞 ,用荧光显微镜观察到发绿色荧光的细胞。结果表明 。

基于磷酸化修饰的核／壳硅纳米颗粒药物缓释体研究

采用反相微乳液体系中功能化基团同步修饰方法制备了包载抗肿瘤药物平阳霉素(PYM)的磷酸化核/壳硅纳米颗粒(PYM-PO4SiNP),考察了不同量的磷酸化修饰试剂对PYM-PO4SiNP的影响.结果表明,随着磷酸化修饰试剂量的增加,制备的PYM-PO4SiNP的电位逐渐降低,其包载的PYM的释放速率逐渐加快,但对颗粒的粒径没有明显影响.本文选择能使药物平稳、缓慢释放的磷酸化修饰试剂用量,制备了稳定性好、药物缓释时间长的PYM-PO4SiNP,其载药量和包封率分别为7.2%和37.81%,通过与CNE-2细胞共培育后,可以使CNE-2细胞的存活率逐渐下降,而磷酸化核/壳硅纳米颗粒PO4SiNP载体本身是没有毒性的.这一研究工作的开展拓宽了核/壳硅纳米颗粒在药物载体领域中的应用.

硅纳米颗粒的生物毒理学研究

目的:研究硅颗粒制成纳米颗粒后的长期毒性及生殖毒性。方法:将硅纳米颗粒经尾静脉注入小白鼠体内,收集尿液离心后,电镜下观察是否有纳米颗粒的存在,并将小白鼠雌雄合笼交配产生后代,观察其产仔率,同时在电镜下观察纳米颗粒在亲代鼠各脏器中的分布。结果:硅纳米颗粒进入小鼠体内后,分布于小鼠各脏器,并能经肾脏排泄,同时注入纳米颗粒的小鼠能正常的繁殖后代。结论:硅纳米颗粒没有毒性并能在体内使用。

多聚赖氨酸-硅纳米颗粒的生物相容性研究

背景与目的:多聚赖氨酸-硅纳米颗粒是一种新型的非病毒纳米颗粒基因传递载体。本研究主要阐述其生物相容性,为其进一步的体内应用提供实验依据。方法:细胞转染和流式细胞仪分析在含血清培养基中多聚赖氨酸-硅纳米颗粒介导质粒DNA和反义寡核苷酸的转染能力,随后通过血浆蛋白反应滤过试验和红细胞聚集试验进一步评价其生物相容性。结果:在含血清培养基中,多聚赖氨酸-硅纳米颗粒介导质粒DNA和反义寡核苷酸传递的能力显著下降。多聚赖氨酸-硅纳米颗粒/DNA(/ODN)复合物可与小鼠血浆蛋白成分结合,并可引起红细胞聚集。结论:多聚赖氨酸-硅纳米颗粒可能与含血清培养基中的血浆蛋白相互作用,影响体外细胞转染效率。多聚赖氨酸-硅纳米颗粒可能与体内外周血血浆蛋白和外周血红细胞反应而影响其体内基因传递能力,其生物相容性还有待于进一步提高。

硅纳米颗粒的表面改性及生物应用

以正硅酸乙酯为原料,通过添加氨基化试剂和钌吡啶配合物水溶液,采用油包水制备硅纳米颗粒、表面改性的硅纳米颗粒和荧光硅纳米颗粒。通过电镜检测到纳米颗粒的粒径约为40nm;在中性pH条件下,Zeta电位仪检测表面改性的硅纳米颗粒的净正电荷约为16mV;细胞内吞实验和体外毒性实验表明,荧光颗粒可被细胞吞噬,对细胞的生长无明显影响;与DNA的结合试验发现,氨基化硅纳米颗粒能与质粒DNA有效结合,复合后能有效地抵抗血清或DNaseI的降解;细胞转染实验表明,颗粒有效地将绿色荧光蛋白(GFP)基因转染到HT1080细胞和Hela细胞内,并高效表达。

碳纳米管表面硅纳米颗粒的结构与热稳定性

利用分子动力学方法研究了碳纳米管表面硅颗粒的结构和热稳定性.发现随着温度的增加,碳纳米管表面硅颗粒结构发生了由笼状结构到帐篷状结构的变化.碳管表面的硅颗粒在熔点附近或更高的温度下,结构变得无序,并沿着碳纳米管轴向方向伸长.此外,通过对比分析碳纳米管表面硅颗粒与自由条件下硅颗粒Lindemann指数的变化,发现碳纳米管表面的硅纳米颗粒熔点要低于自由条件下硅纳米颗粒的熔点.

硅壳纳米颗粒对COS-7细胞的生物效应

从硅壳纳米颗粒对细胞存活率、细胞周期及细胞生长曲线的影响等方面系统地考察了包裹RuBpy染料的硅壳荧光纳米颗粒(FSiNPs)对美洲绿猴肾细胞(COS-7)的生物效应.结果表明,FSiNPs对COS-7细胞的影响是浓度依赖性的,低浓度(<0.2μg/μL)的FSiNPs对细胞的存活率、细胞周期及整个生长过程均无负面影响,但随着与COS-7细胞作用的FSiNPs浓度的增大,FSiNPs对COS-7细胞的毒性也逐渐增大,尤其是对细胞周期及细胞生长曲线的影响更为敏感.同时,利用FSiNPs的荧光信号同步指示作用,考察了COS-7细胞对FSiNPs的吞噬作用,发现FSiNPs通过细胞膜的吞噬作用随机地进入到细胞内,一部分FSiNPs被细胞当成异物外排到细胞培养基中,另一部分则进入到下一代细胞中.随着细胞传代次数的增多和新生胞质的产生,FSiNPs在细胞内的含量逐渐减少,最后消失.在这一过程中,细胞的形态和生长状况依然良好.上述研究结果有望为FSiNPs在细胞生物学的研究和应用提供一定的安全标准,并为开展基于新型纳米颗粒的纳米颗粒器件的研究与应用打下了基础.

无机硅壳类纳米颗粒对细胞的毒性检测

采用MTT分析方法结合激光共聚焦荧光显微成像系统研究了无机硅壳类纳米颗粒,包括无机二氧化硅纳米颗粒(SiNP)、二氧化硅壳荧光纳米颗粒(FSiNP)以及二氧化硅磁性纳米颗粒(MSiNP)对COS-7细胞、HNE1细胞和MCF-7细胞的毒性.研究结果表明:在有效浓度范围内,无机硅壳类纳米颗粒具有很好的生物相容性,对细胞的生长和代谢没有明显的影响,从而为无机二氧化硅纳米颗粒在生物医学中的应用提供了坚实的理论依据.

纳米硅颗粒在多孔氧化铝中的光致荧光特性

采用阳极氧化方法制备了多孔硅(PS),经过超声波充分粉碎PS层得到分散的Si纳米颗粒(n-Si),利用高速离心旋转方法将n-Si镶嵌到多孔氧化铝(Al2O3)模板中,得到n-Si/Al2O3复合体系。研究了PS、分散的n-Si和n-Si/Al2O3的荧光(PL)光谱性质,观察到n-Si极强的蓝紫光发射。结果表明,在Al2O3模板中的n-Si,比起PS和丙酮中的发光峰值波长向短波方向“蓝移”,而且半峰全宽(FWHM)也相对变窄。实验现象表明,量子限制效应(QCE)对样品的PL性质有重要作用,并用QCE对样品的发光“蓝移”现象进行了解释。

硅纳米颗粒的体内分布及毒性试验

目的研究硅纳米颗粒的体内分布及毒性。方法硅纳米粒悬液注射小白鼠96h后,处死,电镜下观察硅纳米粒的全身分布及对血-脑、血-前列腺、血-睾的影响;一次给予最大体积、最大浓度的硅纳米粒悬液腹腔或尾静脉注射小白鼠,观察二周内动物的死亡及毒性反应。结果电镜下可见硅纳米颗粒在脑、肝、心、脾、肺、肾、胃、肠、前列腺、睾丸等器官组织均有分布,且发现大量硅纳米颗粒已进入肝细胞核和少量进入脑神经细胞核内;给予4500ug/鼠腹腔注射,二周后,小鼠体重、食欲、大小便与对照组相比均未见明显异常,无一死亡。结论硅纳米颗粒几无毒性,是有应用前途的基因转染和基因治疗载体之一。

功能化硅壳磁性纳米颗粒亲和吸附介质靶向分离蛋白质研究

基于溴化氰修饰方法在硅壳磁性纳米颗粒表面修饰功能性生物分子,获得功能化硅壳磁性纳米颗粒亲和吸附介质。以胰蛋白酶-胰蛋白酶抑制剂作为模式亲和对,基于酶和抑制剂之间的特异性结合原理,首先考察了胰蛋白酶抑制剂的修饰对硅壳磁性纳米颗粒粒径和电位的影响及其修饰效率,然后利用胰蛋白酶抑制剂修饰的硅壳磁性纳米颗粒亲和吸附介质对简单模型蛋白质混合溶液以及胰脏组织中的胰蛋白酶进行靶向分离。该研究基于硅壳磁性纳米颗粒的内核磁性及表面生物修饰,为蛋白质分离提供了一种新型亲和吸附介质。

硅壳包被的核壳型量子点荧光纳米颗粒的制备及其细菌计数的应用

以氧化镉和硬脂酸锌为前驱体,合成了CdSe/ZnS核壳型量子点(QDs)。采用反相微乳液技术,在温和条件下实现了硅壳包被的CdSe/ZnS荧光纳米颗粒的成功制备。在戊二醛的交联作用下,以金黄色葡萄球菌(S.aureus)为目标细菌、荧光纳米颗粒为荧光探针,建立了一种高灵敏的、简单快速的细菌计数的方法,并借助荧光显微镜成功地进行成像探测研究。通过考察荧光纳米颗粒与细菌的孵育时间、包入硅壳的核壳量子点质量等多种因素的影响。在最优化条件下,本方法的线性范围为5×102～5×107CFU/mL;检出限为500 CFU/mL;线性回归方程为Y=494.96749X-1194.25738(R=0.9960)。本方法操作简单,检测时间短,有效克服了传统平板计数方法和基于有机染料的荧光检测方法存在的缺陷,提高了灵敏度。将此法用于6种实际样品的细菌数量测定,检测结果与平板计数方法基本一致,相对标准偏差在3.1%～8.2%之间,结果令人满意。

不同功能化基团修饰的硅壳纳米颗粒分散性研究

采用反相微乳液体系中功能化基团同步修饰(油相修饰)以及反相微乳液制备纳米颗粒后再通过功能化基团后续修饰(水相修饰)的方法分别制备了纯硅壳纳米颗粒(SiNP)、氨基化硅壳纳米颗粒(NSiNP)、羧基化硅壳纳米颗粒(CSiNP)和聚乙二醇硅壳纳米颗粒(PSiNP).通过沉降时间和离心速度观察了不同方法获得的不同功能化基团修饰的硅壳纳米颗粒在水中的分散及稳定性,并采用激光粒度仪、透射电子显微镜对分散效果进行了分析.结果表明,采用同一修饰方法分别制备的纳米颗粒在水中的分散及稳定性顺序是CSiNP≥PSiNP>SiNP>NSiNP;油相修饰法获得的CSiNP和PSiNP的分散性要优于水相修饰法获得的.PSiNP和CSiNP在Hela细胞表面的非特异性吸附非常小,而NSiNP却显示了强烈的细胞非特异性吸附.