纳米材料

以色列通过使用纳米材料制作医疗设备治疗皮肤烧伤

据报道，以色列一家名为的Nanomedic Technologies公司新开发了一种名为SpinCare的医疗设备，该设备制作的模仿人体组织的纳米材料旋转纤维垫——Second skin，可在自身皮肤再生后自行剥落，达到治愈烧伤和其他类型伤口的目的，从而缓解疼痛和减少感染的风险。

SpinCare设备的核心是静电纺丝技术，是一种在天然或合成聚合物的基础上给予强电场制造纳米纤维的高科技技术，已获得专利保护。该设备的一个重要特点是“小型化”，这使其便携且易于操作，可由在医院或诊所工作的医生和其他医务人员操作，治疗过程根据覆盖皮肤区域的大小仅持续30s到1min，一般1～3周之后新的皮肤就会基本愈合，随后人造皮肤自然而无痛地剥落。

该医疗设备目前已获得CE（欧盟安全监测）认证，正在申请FDA（美国食品药品监督管理局）的批准，并已在以色列Shebaww医疗中心及特拉维夫的Ichilov医院等机构开展臨床试验研究，预计2019年下半年将正式投入使用，未来使用范围可从医院扩展至战区，将为战区烧伤的患者提供及时有效的治疗。（科技部）

“用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人”入选2018年度中国科学10大进展

据报道，“用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人”成功入选2018年度中国科学10大进展。

利用纳米医学机器人实现对人类重大疾病的精准诊断和治疗是科学家们追逐的一个伟大的梦想。国家纳米科学中心聂广军、丁宝全和赵宇亮研究组与美国亚利桑那州立大学颜灏研究组等合作，在活体内可定点输运药物的纳米机器人研究方面取得突破，实现了纳米机器人在活体（小鼠和猪）血管内稳定工作并高效完成定点药物输运功能。研究人员基于DNA纳米技术构建了自动化DNA机器人，在机器人内装载了凝血蛋白酶——凝血酶。该纳米机器人通过特异性DNA适配体功能化，可以与特异表达在肿瘤相关内皮细胞上的核仁素结合，精确靶向定位肿瘤血管内皮细胞；并作为响应性的分子开关，打开DNA纳米机器人，在肿瘤位点释放凝血酶，激活其凝血功能，诱导肿瘤血管栓塞和肿瘤组织坏死。这种创新方法的治疗效果在乳腺癌、黑色素瘤、卵巢癌及原发肺癌等多种肿瘤中都得到了验证。并且小鼠和Bama小型猪实验显示，这种纳米机器人具有良好的安全性和免疫惰性。上述研究表明，DNA纳米机器人代表了未来人类精准药物设计的全新模式，为恶性肿瘤等疾病的治疗提供了全新的智能化策略。Nature Reviews Cancer、Nature Biotechnology等评论认为该工作为里程碑式的工作；美国The Scientist期刊将该工作与同性繁殖、液体活检、人工智能一起，评选为2018年度世界4大技术进步。（科技部）

世界首次制备出单层石墨烯纳米带

据报道，3月27日，从天津大学了解到，该校封伟教授团队通过含氟自由基切割单壁碳纳米管，在世界范围内首次制备出单层石墨烯纳米带，所申请的国际专利也于近日获得授权。这是中国科学家首次通过一步法获得单层石墨烯纳米带，其作为原电池正极材料能量密度较进口产品可提升30%。

氟化碳是目前世界上理论能量密度最高的原电池固态正极材料。封伟介绍，西方发达国家一直将高能量氟化碳制备视为核心技术，严禁技术输出和公开交流。“目前国内广泛使用的氟化碳材料主要依赖国外进口，严重制约了我国相关领域的科学研究和产业发展。”

不过，受自身结构限制，当前国际主流的氟化碳材料也有痛点——它难以实现“能量密度高”和“功率密度高”的兼顾。2008年，封伟团队率先提出开发具有独特结构的新型氟化碳材料，以实现能量密度和功率密度的“双高”。历经十余年攻关，团队颠覆了现有的基于石墨烯六元环结构的共价型氟碳结构，在国际上率先研制出兼具高电压和高容量的结构型氟化碳材料。经实验室实测，这一新材料能量密度达到2 738Wh/kg，比国外同类产品高30%，达到国际领先水平。同时，它能在超大放电电流条件下稳定工作。据测算，其成本相比进口材料能大幅度降低。“这标志着我们突破了发达国家长达数十年的技术封锁。”封伟说。

目前，团队已经实现了新型氟化碳材料的稳定小批量生产。（科技日报）

碳基纳米盘可协同抑制肿瘤生长

据报道，从中国科学院强磁场科学中心获悉，该中心王辉研究员与华盛顿大学Miqin Zhang教授等合作，在癌症碳基药物载体方面取得新进展：他们制备出一种类红细胞纳米载体——多功能荧光介孔碳基纳米盘。相关研究结果日前发表在国际期刊《先进健康材料》上。

纳米尺度的药物输送载体因其响应型的药物释放、多模型的体内成像以及复合治疗的协同效应，近年来在生物医学领域展现了极高的应用前景。

科研人员以调控药物输送载体的形貌结构为出发点，利用金属有机分子为前驱体，采用溶剂热法和酸腐蚀等手段制备出“多功能荧光介孔碳基纳米盘”。与此前已有的碳基纳米球相比，碳基纳米盘展现了更高的体外肿瘤细胞摄取率与体内肿瘤组织聚集率。同时，碳基纳米盘还展现了波长调控的荧光成像能力和较高的抗癌药物载药率，如阿霉素，达到94.78%（质量分数）。由于亲水性的表面性质和近红外光热转换性质，碳基纳米盘实现了pH/近红外刺激响应的药物释放能力。

体内治疗结果显示，碳基纳米盘可以同时实现癌症的光热治疗与药物化疗，展现了抑制肿瘤生长的协同型效应。（科技日报）

我国科学家成功合成砷化铌纳米带

据报道，复旦大学物理系教授修发贤领衔的研究团队在砷化铌纳米带中观测到其表面态具有超高电导率，这也是目前二维非超导体系中的最高电导率，其低电子散射几率的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。

最近，修发贤课题组成功合成了砷化铌的纳米带。测量发现，砷化铌纳米带在具有很高电子浓度的情况下仍然具有超高的迁移率。为了进一步确认是什么原因导致了砷化铌纳米带具有超高的电导率，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心副研究员张警蕾等人利用稳态强磁场实验装置，系统地研究了砷化铌纳米带的量子振荡。得益于较高的测试磁场（最高使用场为32T），研究团队观测到一系列由费米弧表面态构成的量子振荡。通过对这些量子振荡分析，研究人员发现砷化铌中的这种费米弧表面态具备低散射率的特性，即使在较高电子浓度的情况下，体系仍然保持低散射几率。这些实验结果证明了砷化铌超高导电的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。值得指出的是，和常规的量子现象不同，费米弧这一特性即使在室温仍然有效。

这一发现为材料科学寻找高性能导体提供了一个可行思路。利用这种特殊的电子结构，可以在提高电子数量的同时，降低电子散射，从而实现优异的导电特性，这在降低电子器件能耗等方面有潜在应用。（中国科学院合肥物质科学研究院）

西安交大科研人员设计出新型石墨烯夹层材料

据报道，近日，西安交通大学化工学院李明涛课题组设计开发了一种具有二维结构g-C3N4/石墨烯保护层的正极材料，获得了长循环寿命的锂硫电池。论文《一种二维层状g-C3N4/石墨烯复合型正极夹层增强锂硫电池循环性能研究》发表在国际著名期刊《可持续能源材料化学》并入选为封面文章。

该工作创造性地设计了一种二维插层结构的g-C3N4/石墨烯夹层，如同在电池正负极之间构建了多层“防鲨网”，不仅能通过物理和化学双重作用阻挡多硫化物在正负极之间穿梭，还能加快Li+的扩散，从而大大提升电池的循环寿命。该论文对提升锂硫电池电化学性能及进一步实现产业化具有理论指导意义。（西安交通大学）

纳米复合材料可高敏感测水中重金属铅

据报道，从中国科学院合肥物质科学研究院合肥智能机械研究所获悉，该所博士后杨猛利用一种纳米复合材料实现了水中微污染物铅Pb（II）的高灵敏、高选择性检测。

据介绍，该工作对于实际水样中重金属离子的选择性及准确检测具有重要的科学意义。利用溶出伏安法检测重金属离子时，由于富集过程中不同的重金属离子之间形成金属间的化合物等多种原因，导致同时检测多种重金属离子时存在严重干扰，无法准确地检测某种特定重金属离子。因此，探索纳米材料的物性与重金属离子的灵敏、选择性检测一直是电分析化学中具有挑战性且有意义的工作。

二硫化钼（MoS2）作为一种典型的二维过渡金属硫族化合物材料被广泛研究，然而由于其缺乏与重金属反应的活性位点而极少被用于电化学检测之中。研究人员探究了MoS2/RGO纳米复合物构筑的电化学敏感界面对重金属离子检测的阳极溶出伏安行为。所提出的方法用来检测污水处理厂进水口水样中的Pb（II），并获得准确的检测结果与满意的回收率，表明该分析方法具有检测实际水样中污染物Pb（II）的应用潜力。（中国科学院合肥物质科学研究院）

兰州化物所“钴蓝/凹凸棒石纳米杂化颜料的创制与产业化”项目通过验收

据报道，日前，中国科学院兰州分院组织有关专家对中科院兰州化物所承担的2项中国科学院科技服务网络计划（STS）区域重点项目“钴蓝/凹凸棒石纳米杂化颜料的创制与产业化”和“枸杞高值化利用关键技术研发与产业化”进行了验收。

验收专家组实地考察了项目建设情况，分别听取了项目负责人王爱勤研究员和邵士俊研究员关于任务完成情况的汇报，审阅了验收报告和技术报告。经质询和讨论，验收委员会一致同意2个项目通过验收。

验收组认为“钴蓝/凹凸棒石纳米杂化颜料的创制与产业化”项目执行期间，兰州化物所针对钴蓝颜料高端产品的迫切需求，依托甘肃得天独厚的凹凸棒石黏土资源，联合共沉淀法和后续高温晶化法，自主创新研制了高端钴蓝/凹凸棒石纳米杂化颜料；与西北永新涂料有限公司合作建成1000t/a钴蓝杂化颜料生产线并实现批量生产；与项目参加单位中科院宁波材料技术与工程研究所通力合作，实现了在热电涂料领域的推广应用，完成了合同规定的考核目标。

钴蓝具有优良的耐热性、耐候性、耐酸碱性以及耐各种溶剂性，在蓝色色系颜料中具有不可替代性。但钴矿在自然界中分布较少，钴化合物价格较贵，钴蓝颜料的售价在20万～30万元/t；同时传统方法生产的钴蓝颜料颗粒粒径较大，粒度分布不均匀，因而没有实现大规模推广应用。该项目以黏土矿物为载体，自主创新开发了高端钴蓝/黏土矿物纳米杂化颜料，揭示了杂化机理并赋予自清洁功能。项目降低了传统钴蓝颜料的生产成本，提升了颜料综合性能，将拓展在高端涂料和工程塑料等领域的广泛应用，同时助力“资源优势”向“经济优势”转变。该项目还得到了甘肃省重大专项和兰州市科技重大专项的支持。（兰州日报）

江苏省石墨烯创新中心在南京正式揭牌

据报道，江蘇省石墨烯创新中心3月23日在南京正式揭牌。该中心将以国家重点领域和石墨烯行业发展需求为导向，突破制约产业链各环节协调发展的技术和机制障碍，同步开展国家必争领域的前瞻性技术研发，抢占全球未来制造业制高点。

2018年底，江苏省石墨烯创新中心正式获批试点建设，省工信厅同意依托由江南石墨烯研究院、常州第六元素科技股份有限公司、常州二维碳素科技有限公司等18家股东共同出资组建的江苏江南烯元石墨烯科技有限公司作为石墨烯创新中心试点建设载体。该公司股权较均衡，能体现行业的共同需要，并在管理架构上采用“公司+联盟”的新模式，凝聚中国电子科技集团55所、中科院苏州纳米所、常州大学等知名高校、院所和上下游企业共同参与创新中心建设，形成资源共享、优势互补。

江苏是国内最早进行石墨烯产业化应用的省份，已形成相对完整的石墨烯产业链，产业化进程全国领先，石墨烯企业数量居全国首位，拥有一批骨干企业，领跑全国石墨烯产业发展。（央广网）