納米材料

石墨烯打造的新型紡織物：穿在身I-越熱越?jīng)鏊?/p>

曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種新型智能紡織品，這種紡織品可以制成適應(yīng)性服裝，從而使穿著者可以在天熱的時(shí)候讓里面保持涼爽，反之亦然。

這種材料通過使用石墨烯來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，石墨烯可以通過調(diào)節(jié)來改變紡織品的熱輻射，研究小組認(rèn)為這種技術(shù)還可以應(yīng)用在高級顯示器乃至宇航服上。

這種材料能夠通過微小的電流傳導(dǎo)到嵌入材料的石墨烯層上。這可以改變通過材料表面發(fā)出的紅外輻射的數(shù)量，在一個(gè)演示中，其能可以用來屏蔽紅外攝像機(jī)對人的手的熱信號。現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)正著眼于其可調(diào)紡織品的積極作用。

研究小組通過制作一件衣服原型演示了這種動態(tài)熱輻射控制。但他們設(shè)想這種能力可以用到其他各種用途，比如交互式顯示甚至自適應(yīng)宇航服。近期，該團(tuán)隊(duì)希望探索其解決軌道衛(wèi)星面臨的極端溫度波動的潛力。（中國航空報(bào)）科學(xué)家創(chuàng)造出高強(qiáng)度納米纖維材料耐熱性比凱夫拉好20倍

據(jù)報(bào)道，凱夫拉（Kevlar）和特瓦倫（Twaton）是著名的堅(jiān)韌材料，但在強(qiáng)度、耐熱性和重量之間需要做出一點(diǎn)權(quán)衡。現(xiàn)在，哈佛大學(xué)的研究人員已經(jīng)創(chuàng)造了一種新的納米纖維版本的材料，它具有同樣的強(qiáng)度，但更加隔熱。該研究發(fā)表在（（Matter））雜志上。

Kevlar和Twaron的保護(hù)性能來自于它們的分子結(jié)構(gòu)，而改變這種結(jié)構(gòu)就會改變它們的有效作用。對于機(jī)械打擊，如防彈背心，材料會呈現(xiàn)出高度有序的結(jié)構(gòu)，從而使其能夠重新分配力量。保溫材料具有更多的多孔結(jié)構(gòu)，可以最大限度地減少通過的熱量。

通常情況下，由于材料的基本特性，設(shè)計(jì)用于保護(hù)肢體免受極端溫度和伴隨爆炸的致命彈丸的設(shè)備一直很困難。強(qiáng)度足以抵御彈道威脅的材料無法抵御極端溫度，反之亦然。結(jié)果，當(dāng)今的大部分防護(hù)裝備是由多層不同的材料組成的，從而導(dǎo)致笨重而沉重的裝備，如果戴在手臂和腿上，將嚴(yán)重限制士兵的行動能力?，F(xiàn)在研究人員開始將兩種類型的材料合二為一。

研究人員能夠調(diào)整起始聚合物液體的粘度，使最終的線程具有所需的特性。最后，他們能夠生產(chǎn)出長長的、排列整齊的納米纖維片，它們之間有很多孔隙。下一步，他們必須測試納米纖維片是否真的對彈道和熱量都有保護(hù)作用。在向堆疊的片材發(fā)射類似BB彈的彈丸的測試中，研究小組發(fā)現(xiàn)，新材料和普通的Twaron編織材料一樣耐用?！半m然還有改進(jìn)的余地，但我們已經(jīng)突破了可能的界限，并開始向這種多功能材料領(lǐng)域發(fā)展，”Gonzalez說。（新浪科技）

世界首個(gè)3D人工眼球問世

最近，香港科技大學(xué)與美國的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了世界上第一個(gè)3D人工眼球。經(jīng)過測試，其功能要優(yōu)于現(xiàn)有的仿生眼，甚至部分性能超越人眼。

研究人員將納米光電傳感器元件陣列集成到和人眼尺寸相當(dāng)?shù)挠射X和鎢制成的仿人類視網(wǎng)膜的半球形膜中，通過密封在軟膠管中液態(tài)金屬（共晶鎵銦合金）制成的細(xì)軟電線，將人工視網(wǎng)膜上的信號傳輸?shù)酵獠侩娐愤M(jìn)行信號處理。該3D人工仿生眼擁有100°的廣闊視野，并具備超越人眼的高成像分辨率和響應(yīng)率。這種仿生眼技術(shù)除了能夠協(xié)助人們提高視力外還可被用于制作其他仿生光敏器材，目前正計(jì)劃進(jìn)行相關(guān)動物和臨床試驗(yàn)。

雖然該人工眼球的整體性能較以往同類設(shè)備有了較大提升。但昂貴的制備成本，有限的使用壽命，較低的信號輸出分辨率以及作為假眼移植時(shí)如何與視神經(jīng)進(jìn)行有效連接等諸多問題都有待進(jìn)一步解決。（科技部）

用納米紡織材料載藥

據(jù)報(bào)道，南通大學(xué)戴家木博士研究出一套阿霉素負(fù)載多孔納米碳纖維的藥物緩釋系統(tǒng)，利用織物材料作為藥物載體，進(jìn)行化學(xué)光熱協(xié)同治療，對提高腫瘤治療效果具有重要意義。該研究成果已發(fā)表在國際權(quán)威期刊《化學(xué)工程》上。

目前，碳基光熱試劑主要包括石墨烯和碳納米管等材料。但是，現(xiàn)有碳基光熱試劑制備條件苛刻，制作成本高，生產(chǎn)效率低，使腫瘤疾病的治療受到局限。

戴家木團(tuán)隊(duì)利用非織造技術(shù)，使用靜電紡絲制備了具有優(yōu)良親水性的多孔納米碳纖維。該材料制備簡單，且成本相對較低，一方面可以作為光熱試劑將光能轉(zhuǎn)換成熱能，另一方面可以用作藥物載體負(fù)載抗腫瘤藥物。將納米碳纖維制成制劑后注射到腫瘤部位，再使用近紅外光照射該部位，升高局部溫度殺死腫瘤細(xì)胞，并智能加速藥物的釋放速率，實(shí)現(xiàn)化學(xué)光熱協(xié)同治療，達(dá)到定點(diǎn)、微創(chuàng)且高效的治療效果。這一研究成果對納米和紡織材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一個(gè)新的研究方向和可能性。（科技日報(bào)）

我國在石墨烯單晶晶圓研究中獲進(jìn)展

據(jù)報(bào)道，近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在高遷移率的石墨烯單晶晶圓研究方面取得進(jìn)展。

單晶石墨烯由于其超高的載流子遷移率，被認(rèn)為是后硅CMOS時(shí)代最具潛力的溝道材料之一，直接在CMOs技術(shù)兼容的襯底上制備單晶石墨烯晶圓是石墨烯走向微電子應(yīng)用的基礎(chǔ)，目前依然存在挑戰(zhàn)。工業(yè)界主流的CMOs技術(shù)基于（001）晶面硅晶圓，這意味著相較于（110）晶面的鍺晶圓，（001）晶面的鍺晶圓與CMOS工藝的兼容性更強(qiáng)。然而，通常（001）晶面鍺上生長的石墨烯晶疇取向無法控制，晶疇合并形成的石墨烯晶圓含有大量晶界，無法獲得石墨烯單晶晶圓烯，影響石墨烯在微電子領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。

研究發(fā)現(xiàn)，選用10°以上斜切角度的（001）晶面鍺作為石墨烯的生長襯底，可以獲得單一取向的石墨烯晶疇。通過將這些取向一致的石墨烯晶疇無縫拼接，研究人員在15°切角（001）晶面鍺襯底表面制備出高遷移率的單晶石墨烯晶圓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，石墨烯晶疇的形核取向與鍺襯底的斜切角度緊密關(guān)聯(lián)。同時(shí)，研究人員利用原子力顯微鏡對石墨烯生長行為進(jìn)行連續(xù)觀察，結(jié)果表明，15°切角（001）晶面鍺襯底表面上沿著斜切方向的石墨烯的形核被抑制，而垂直于斜切方向的石墨烯形核不受影響。整個(gè)石墨烯生長過程中，無新的石墨烯形核產(chǎn)生，單晶石墨烯晶圓的制備是由取向一致的石墨烯晶疇無縫拼接而成。通過此技術(shù)制備出的單晶石墨烯晶圓展現(xiàn)出超高的載流子遷移率，有望對石墨烯納米電子器件的研制提供材料支撐。（中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）

源自蛋殼的新型仿生骨修復(fù)材料開發(fā)成功

據(jù)報(bào)道，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院眼科教授范先群課題組與泉州師范學(xué)院教授楊大鵬課題組合作，開發(fā)了一種蛋殼來源的新型骨修復(fù)納米材料，該材料具有環(huán)保、仿生、骨誘導(dǎo)的特性，為骨組織工程支架材料的開發(fā)提供思路。在人們的日常生活中，每天都有大量的蛋殼垃圾產(chǎn)生，蛋殼廣泛的可及性、優(yōu)越的生物物理特性賦予其在催化、能源和醫(yī)藥領(lǐng)域的重要價(jià)值。作為一種主體成分為碳酸鈣的天然材料，蛋殼中富含的鎂（Mg）、磷（P）、硅（si）、鍶（Sr）、（鈉）Na等微量元素在促進(jìn)血管生成和成骨方面也發(fā)揮著重要作用，而其在骨再生領(lǐng)域中的應(yīng)用研究甚少開展，基于此，范先群教授帶領(lǐng)的眼眶骨修復(fù)研究團(tuán)隊(duì)和楊大鵬教授帶領(lǐng)的納米材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出蛋殼顆?；蚩勺鳛橐环N生物填料，將其改性后摻入羧甲基殼聚糖（CMC）交聯(lián)制備仿生型的骨修復(fù)材料。

該團(tuán)隊(duì)在充分考慮了Mg在成骨中的重要作用及其應(yīng)用弊端后，決定選擇氧化鎂（MgO）納米材料作為提高復(fù)合材料的突破口。團(tuán)隊(duì)采用簡單的浸漬和煅燒法合成了MgO納米粒子改性的蛋殼微晶體碳酸鈣（caCO3）/MgO，并通過化學(xué)交聯(lián)將CaCO3/MgO和BMP2復(fù)合到CMC基體中制備了仿生支架;隨后測定了復(fù)合支架的生物相容性和礦化能力，并從分子水平、細(xì)胞水平和動物水平對復(fù)合支架的骨誘導(dǎo)性進(jìn)行了系統(tǒng)評價(jià)和機(jī)制分析。實(shí)驗(yàn)表明，新型復(fù)合支架具有良好的骨缺損修復(fù)效果。據(jù)悉，該項(xiàng)研究旨在開發(fā)一種具有生物活性的仿生支架，從而為骨缺損修復(fù)治療提供新的思路。（中國科學(xué)報(bào)）