金属基纳米颗粒对豆科植物生长及固氮的影响综述

随着纳米技术的发展,金属基纳米颗粒(Metal-based Nanoparticles,M-NPs)因用量低、效果好等特点被应用于农业生产中当作肥料、生长调节剂和杀虫剂等。尽管前人在M-NPs对植物的影响方面有广泛研究,但仍缺少对豆科植物及氮循环过程的相关研究。为更好地了解M-NPs对植物固氮的影响途径与机制,总结不同M-NPs对豆科植物固氮及生长的影响,发现M-NPs对豆科植物固定氮的能力及生长情况的影响与M-NPs的种类、浓度、大小、形状等因素相关。此次研究为M-NPs促进农作物固氮提供理论依据,并对M-NPs在农业中的安全、高效应用进行展望。

溶解性有机质的表面吸附行为及其对金属基纳米颗粒环境行为的影响

随着纳米科技的不断进步,越来越多的金属基纳米颗粒(MNPs)被添加到油漆、除草剂、杀虫剂等产品中.其大量应用使得MNPs在储存、运输、使用以及处理等过程中不可避免地进入到环境中,从而对生物乃至人类健康产生威胁.环境中丰富的溶解性有机质(DOMs)容易通过静电吸引、配体交换、疏水性等作用吸附到纳米颗粒的表面,从而影响MNPs的迁移转化及生态效应.DOMs的吸附可能会降低MNPs表面电势,加速颗粒聚集,或堵塞表面微孔而减小颗粒的有效暴露面积,抑制金属离子的释放;DOMs吸附也可能增加其释放出的金属离子发生络合反应的几率,从而促进MNPs的溶解.以上矛盾结论的产生是因为DOMs在MNPs表面的吸附行为机制还不十分清晰,有待更深入的研究.因此,本文就DOMs在MNPs表面产生吸附的机理,及其对MNPs聚集、分散及溶解等过程产生的影响进行了系统的评述,并重点剖析了如何量化DOMs在MNPs表面的吸附作用,及不同环境因子对DOMs在MNPs表面的吸附行为的影响,提出为了提高MNPs环境行为及生态效应评估的准确性,建立DOMs吸附作用与MNPs聚集、分散和溶解间的相关关系将是今后研究的重点.

金属基纳米颗粒的制备及抑菌性能

病原菌感染严重威胁着人类健康,抗生素的广泛使用导致了细菌的耐药性,而有效抑菌剂的开发远跟不上耐药菌的繁殖速度,因此开发新型抑菌剂至关重要。随着纳米技术的不断发展,具有生物安全性和易多功能化的金属基纳米颗粒在抑菌领域受到广泛重视。本文对银纳米颗粒、铜纳米颗粒、金纳米颗粒针对革兰菌的抑菌活性和抑菌机理进行了总结,重点综述了采用抗生素等小分子对银、铜、金纳米颗粒表面进行修饰得到新型抑菌材料的研究进展,并展望金属基纳米颗粒在抑菌方面的发展趋势,提出从分子层面揭示抑菌机制,可拓展金属纳米颗粒应用范围的观点。

辽东湾海水中金属基纳米颗粒的赋存水平与环境风险

纳米科技的迅速发展使得纳米材料,特别是金属基纳米颗粒(NPs)的环境污染问题备受关注.海洋(特别是近海海湾)是金属基NPs重要的“汇”,然而环境浓度的缺失阻碍了金属基NPs在海洋环境中的风险评估.本文采用单粒子电感耦合等离子体质谱法(sp-ICP-MS)探究了辽东湾海水中Ag、Ti、Cu和Zn基NPs的赋存水平及空间分布,并基于金属基NPs对海洋生物的预测无效应浓度(PNECs),使用风险表征比(RCR)对4种金属基NPs在辽东湾的环境风险进行了评估.结果表明,使用sp-ICP-MS以稀释法(Ti、Cu和Zn基NPs)和浊点萃取法(Ag基NPs)可以实现对4种金属基NPs的准确定量,回收率分别为97.1%、96.4%、95.3%和96.7%.空间分布表明,辽东湾中Ti基NPs的平均浓度最高(3.98×10^(8)个/L),其次为Ag、Cu和Zn基NPs;Ag基NPs在辽东湾西部沿岸浓度最高(6.81×10^(7)个/L),其他3种NPs则在北部沿岸大凌河口浓度最高,分别为1.87×10^(9)(Ti基NPs)、5.86×10^(7)(Ag基NPs)和2.12×10^(7)个/L(Zn基NPs).4种金属基NPs中,Ag基NPs的环境风险最高,在所有调查的16个站位中,有15个站位为“中风险”;4种NPs的总体环境风险(RCRtotal)在所有调查站位均处于“中风险”,且Ag基NPs对总体环境风险的贡献最大(>50%).本研究将有助于科学认识辽东湾海域金属基NPs的赋存水平和客观评估其环境风险.

纳米颗粒增强金属基复合材料微结构有限元模型研究

综合运用图像处理、几何建模、有限元网格剖分等技术,改进了一种基于SEM照片建立颗粒增强金属基复合材料二维微结构有限元模型的方法,使其能够充分适用于纳米级颗粒增强金属基复合材料。利用改进后的方法建立了原位自生纳米TiB2颗粒增强A356复合材料的微结构有限元模型,并用该模型进行了TiB2/A356复合材料室温单轴拉伸模拟。结果表明,模拟数据与实验数据贴合性较好,误差较小。

溶解性有机质作用下金属纳米颗粒的聚集和溶解

金属基纳米颗粒(MNPs)因其出色的催化、延展、介电、生物医学等诸多性能,在抗菌涂料、燃料电池、水电解、空气和水净化、化妆品、纺织品、农药和化肥等众多领域都有着广泛的应用.MNPs的大量生产和使用使其不可避免地进入到环境当中,对生态系统和人类健康产生潜在威胁.自然环境中存在的大量溶解性有机质(DOM)能够通过络合、吸附等一系列反应,影响MNPs的聚集与溶解过程,从而改变其生物有效性及毒性作用.为准确评估MNPs的环境行为和风险,全面地理解DOM作用下MNPs的聚集和溶解过程显得尤为重要.因此,本文介绍了现有DOM和MNPs的来源、种类及性质,综述了DOM对MNPs的聚集和溶解过程的影响,提出了尤其是在水环境中研究MNPs行为所存在的问题.