《俄研发出含钪碳纳米超硬材料》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2022-05-06
  • 俄罗斯国立研究型技术大学MISIS、超硬和新型碳材料研究所和俄罗斯科学院西伯利亚分院物理研究所的科学家团队首次合成一种基于含钪的碳纳米结构的超硬材料。该技术可研发适用于光伏、光学器件、纳米电子学和生物医学的新型超硬材料。相关研究结果发表在国际碳材料顶级期刊《碳》上。

      富勒烯是上世纪发现的一种由碳原子组成的化合物,是以五边形和六边形面组成的凸多面体。俄科学家已经获得了足够数量的带有钪“填料”的内嵌富勒烯来研究它们的聚合。

      国立研究型技术大学无机纳米材料实验室首席研究员、副教授帕维尔·索罗金解释称:“研究表明,电荷从钪原子流向碳原子,这会增强富勒烯的化学活性并刺激聚合过程。在这种情况下,与不含钪的聚合富勒烯晶体相比,该材料的刚性较低,但同时相变压力也较低,这能降低该结构的实验室获取难度。”

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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-04
    • 日前,《自然·通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了扬州大学医学院高利增课题组、中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组合作完成的纳米酶催化治疗肿瘤的最新研究成果。这项研究首次证明,通过对纳米酶多酶体系的体内活性调控,可以将肿瘤代谢产物催化为毒性物质,实现对肿瘤的特异性杀伤。据介绍,该研究是首次将纳米酶直接用于肿瘤体内治疗。 该研究团队设计发明了具有多重酶活性的新型碳氮纳米酶,并利用铁蛋白的导航,在体内实现纳米酶的精准递送和酶活调控,利用肿瘤特征性的代谢产物,发挥对肿瘤特异而高效的杀伤作用,建立了纳米酶靶向催化治疗肿瘤的新策略,为肿瘤治疗提供了新的思路和技术。 据介绍,肿瘤代谢具有与正常细胞不同的特征,如何利用肿瘤代谢产物发展“以彼之道,还制彼身”的治疗策略是肿瘤生物治疗的新领域。由于过氧化氢可被过氧化物酶催化产生具有细胞毒性的自由基,因此过氧化物酶被寄予开发肿瘤新药物的希望。但是天然酶往往稳定性较差,在复杂的体内环境中容易失活,因而其应用受到限制。本项工作的研究人员另辟蹊径,探索了兼具酶催化活性和纳米材料稳定性的纳米酶在该策略中的应用。 研究人员首先设计合成了具有氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶及超氧化物歧化酶4种酶活性的新型纳米酶。这种纳米酶多酶活性是通过在介孔碳球中掺杂了氮元素实现的。如何将该纳米酶准确递送到肿瘤细胞并特异激活其产生活性氧自由基的氧化酶和过氧化物酶活性,是决定碳氮纳米球能否应用于肿瘤治疗的关键。 研究人员利用铁蛋白对这种新型碳氮纳米酶进行修饰,并通过实验验证了铁蛋白修饰后的碳氮纳米酶可以特异识别肿瘤细胞,并定位于肿瘤细胞内部具有酸性环境的溶酶体中,其氧化酶和过氧化物酶被特异性激活,催化肿瘤内的氧气和过氧化氢产生高毒性的活性氧自由基,实现对肿瘤细胞的特异性杀伤。动物荷瘤实验表明,铁蛋白-碳氮纳米酶可显着抑制肿瘤的生长。
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    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-08-06
    • “碳”具有多种同素异形体,如富勒烯(球体,1996年诺贝尔奖),碳纳米管(圆柱体,1991年被发现)和石墨烯(薄片,2010年诺贝尔奖)等,由于每种纳米碳材料都具有自己独特的优异个性,因此广受世人关注。 事实上,除了以上这些实际产出的二维形态外,理论上其实还有很多周期性的三维纳米碳被提出。科学家预估,这些周期性的三维纳米碳将具有比金刚石更优越的性质,因此多年来人们花费了大量精力试图合成这些理论分子。然而到目前为止,合成具有精确控制结构的三维纳米碳材料仍然是一个极具挑战性的课题。 不过这事最近有了新进展。据外媒报道,名古屋大学生物分子研究所的KenichiroItami教授带领研究小组成功开发了一种合成三维纳米碳的新方法,使用钯催化剂连接多环芳烃以形成八边形结构,从而成功地进行了三维纳米碳分子的合成。科学家认为,这种新工艺具有推动材料科学发展的潜力。 钯催化剂的环化二聚和环化交联反应 合成的分子如下图所示,在八元环的基础上,它呈现出高度弯曲的形式,这种新分子使用现有的方法是无法合成的。图中用蓝色强调的部分显示了合成的分子作为周期性三维纳米碳的子结构的一部分。因此,通过这种新的方法,这个团队彻底改变了周期性三维纳米碳的合成。 科学家认为,这项研究提供了一种全新的三维纳米碳化物的合成方法,是有机合成化学、材料科学和催化剂化学领域的一大飞跃。利用该方法合成的纳米碳化物,有望在超硬材料及燃料电池等领域获得广泛应用。