纳米材料

科研人员研发出钛基纳米复合涂层新工艺

据报道，俄罗斯乌拉尔联邦大学和俄罗斯科学院乌拉尔分院电物理研究所科研人员联合研发出一种钛基4组分纳米复合涂层TiSiCN（钛、硅、碳、氮）新工艺，可作为耐磨性保护涂层用于保护飞机和燃气涡轮发动机等部件，广泛应用于金属加工和生物医学等领域。该复合涂层不需要高温，也无需附加装置和材料。研究结果发表在《Membranes》杂志上。

俄科研人员采用等离子体化学分解法，用具有空心阴极和活性阳极的气体放电装置来制造多组分活性介质，无需单独安装电离和过滤系统。科研人员使用含有参与最终结构形成的SiC（硅、碳）和SiN（硅、氮）键的有机硅前体—挥发性低毒液体，通过等离子体中的电子束蒸发钛，将钛添加到前体气体介质中，在处理过的部件表面形成TiN（钛、氮）、TiC（钛、碳）或 TiCN（钛、碳、氮）晶体组成的纳米晶相涂层。该工艺比磁控溅射具有更高的沉积速率和高离子通量密度，且成本低、无污染。（科技部）

研究人员开发出一种新型环保缓蚀剂

俄南乌拉尔国立大学的研究人员们开发出一种含有阿拉伯树胶纳米颗粒的有机缓蚀剂，可减缓腐蚀过程，相关研究发表在《材料》上。

钢筋混凝土长期暴露于日晒、雨淋、大气污染等环境下，易被腐蚀。阿拉伯胶，又称阿拉伯树胶，是一种固体透明树脂，来源于豆科的金合欢树属的树干渗出物。研究人员通过pH值测定、电子显微镜、原子力显微镜、X射线光谱、热重仪等一系列研究发现，在混凝土中引入含有3%阿拉伯胶纳米颗粒的缓蚀剂，可在钢筋表面形成保护层，減缓腐蚀过程。通过对加入阿拉伯胶并暴露在二氧化碳中180天的钢筋混凝土进行分析，发现该缓蚀剂的抑制效率高达94.5%，并使腐蚀率降至0.57×103mm/a，同时钙和硅的含量也分别减少3.72%和0.69%。（科技部）

科研人员揭示磷酸化纤维素纳米纤维表面化学结构

据报道，日本东京大学农学生命科学研究科的科研团队研究发现磷酸化处理的纤维素纳米纤维（cellulose nanofiber，CNF）表面可选择性引入多聚磷酸，揭示了磷酸化CNF表面化学结构。该研究成果于近期发表在《Biomacromolecules》。

纤维素纳米纤维（CNF）由环保可再生的纤维原料制备而成，具有高强度、高弹性等优越性能，可应用于医学、造纸等领域。

CNF化学预处理可采用2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物（TEMPO）氧化法和磷酸化处理等方法。本研究中，科研人员对磷酸化CNF表面的化学结构进行了分析。研究发现，磷酸化CNF表面存在多种磷酸聚合而成的多聚磷酸（polyphosphoric acid），并且微纤丝葡萄糖单元的C2和C3上的羟基会选择性地引入多聚磷酸，引入比例与磷酸化的加热时间相关，通过长时间加热，最多可引入近30%的多聚磷酸。

该研究进一步明确了磷酸化CNF表面的化学结构，有助CNF功能化改性技术的研发。（科技部）

可云集“围攻”生物靶标的智能纳米机器人来了

据报道，近日，中国科学院合肥物质科学研究院杨良保研究员课题组、安徽大学等构建了可非线性云集“围攻”生物靶标分子的智能DNA分子纳米机器人模型。相关成果发表于纳米材料领域顶级期刊《纳米视野》。

“在试管液体环境下，当目标生物分子存在时，智能DNA分子纳米机器人会自动识别出，然后迅速集结‘围攻，实现对这些目标生物分子的捕获和信号放大，有助于研究人员快速追踪。”安徽大学教师、论文第一作者李绍飞介绍。

这个过程如同目标物被一只蜜蜂“盯”上，然后会“召唤”其他蜜蜂，不断进行群集“围攻”，形成容易被发现的聚集群。

李绍飞说，“智能DNA分子纳米机器人模型是以短的单链DNA为骨架，长度通常为100个左右的核苷酸，通过自身折叠形成纳米尺度的结构设备，其形状类似于一个发夹。”智能DNA分子纳米机器人模型由多功能机械臂和备选附件（药物、信号标签、靶标钳夹等）、靶标验证器、智能云集路径控制器和自组装马达等部件组成。

每个部件都有各自的“使命”。例如，多功能机械臂可以从混合物中抓取目标分子，紧接着靶标验证器来检验抓取目标的正确性。在抓取和识别到正确的目标分子后，机器人开始在路径控制器的引导下，按照非线性的路径方式开始云集，并依赖自组装马达驱动机器人完成云集组装，最终形成大的组装体。

当这些部件完成各自“使命”时，目标分子充分“暴露”，只能乖乖“束手就擒”。相比目前常用的PCR检测技术，李绍飞认为，智能DNA分子纳米机器人集结“围攻”靶标的信号放大策略，具有无酶、常温和操作简单等独特优势，有利于在即时检验或临床检验中的应用。（中国科学报）

新研究发现非晶态高硅氧化物纳米颗粒

据报道，在广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目等资助下，广东省科学院新材料研究所粉末冶金团队首次发现非晶态高硅氧化物纳米颗粒，并阐释了原位氧化纳米颗粒增强选区激光熔化Co-Cr-W合金强化机制。相关研究近日发表于《材料科学技术》。

以选区激光熔化为代表的增材制造技术，除了能为制造形状复杂的金属零部件提供全新的加工路径，还因其快速非平衡熔凝的工艺特征赋予了材料独特的组织性能。钴铬（Co-Cr）合金因其良好的力学性能和生物相容性，被广泛应用于齿科和骨科的植入体。在以往的研究中，已有大量关于选区激光熔化制备钴铬合金的研究。然而，关于钴铬合金在成形过程中原位氧化及其弥散强化机制的影响却鲜有报道。

研究人员通过选区激光熔化制备Co28Cr9W1.5Si（质量分数）合金，首次发现非晶态高硅氧化物纳米颗粒，并标定了具有八重对称结构的体心立方结构Co5Cr3Si2纳米沉淀相。针对纳米颗粒原位生成及沉淀析出，研究人员提出纳米弥散颗粒与层错/马氏体阻碍位错移动，从而提高材料屈服强度的强化机制，并量化分析其强化效果达约169MPa。

该研究对深入理解钴铬合金粉末在激光增材制造过程中原位氧化机理及合金强韧化机制有重要参考意义。（中国科学报）

山西运城盐化新型纳米硫酸钡投产

据报道，近日，山西焦煤运城盐化集团钡盐分公司的纳米硫酸钡生产技术实现工业化应用，产品发往下游客户进行试用。

2017年，运城盐化成立纳米硫酸钡重大专项攻坚项目组，历经5年的技术攻关，研发出纳米硫酸钡生产技术。2022年5月底，纳米硫酸钡项目进入试运行，经过3天连续生产，18t纳米硫酸钡产品顺利下线，粒径为0.3μm，经质量检验全部达标。

据悉，纳米硫酸钡属于高端硫酸钡产品，可有效提高涂料、印刷油墨的色调，使之更为鲜明、富有光泽，并有抗老化功能。

随着市场需求，实现纳米硫酸钡的工业化生产，成为国内外化工材料市场的迫切需求。目前，国内在生产普通硫酸钡领域具有丰富经验，但纳米硫酸钡制备技术大都还停留在实验室阶段，工业化生产纳米硫酸钡的纯度和粒度分布均达不到理想要求。

运城盐化借助多年积累的化工行业资源和技术优势，开发的纳米硫酸钡功能粉体具有粒径小、分布范围窄，化学稳定性、分散性好等特点，可应用于塑料、橡胶制品、涂料、油墨、汽车漆行业。下一步，该公司将建设千吨级改性纳米硫酸钡示范工程生产线。（中国化工报）