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《核壳纳米颗粒新材料可有效抑癌》

  • 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：2022-01-26

  • 安徽医科大学生物医学工程学院钱海生教授课题组制备出一种新型生物材料——核壳纳米颗粒新材料，可有效抑制肿瘤的生长。相关成果日前发表于《生物活性材料》。

    光热增强光动力疗法已经被认为是一种有效、非侵入性的癌症治疗方式。因为适当水平的热效应可以增加肿瘤内的血流量，随后将更多的氧气输送到肿瘤中，即使在严重缺氧的实体肿瘤中也能产生协同或联合治疗结果。

    在前期研究中，课题组发展了一种制备金属硫化物以及硫化物包覆其它纳米结构的方法。在该方法的基础上，课题组克服晶格不匹配的问题，成功制备核壳纳米颗粒新材料。该材料展现出对肿瘤生长明显抑制的作用，在近红外光照射下显示了增强的光热转化和良好的活性氧生产能力，达到了光热/光动力协同治疗肿瘤的效果。

    相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.01.010

  • 原文来源：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/1/473180.shtm
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  • 《《自然·材料》：金属纳米颗粒将改变太阳能电池》
    • 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：2020-07-30
    • 一个由加州理工学院人工光合作用联合中心和波兰科学院物理化学研究所的科学家组成的研究小组，解释了他们在收获“热电子空穴”方面的杰出成就。这一研究工作成果可用于改善太阳能电池、光化学反应和光电传感器。该最新研究发现成果论文发表在今天的《自然·材料》杂志上。 一段时间以来，已知某些金属纳米粒子可以吸收光，并在此过程中产生正负电荷。当这些电荷在光吸收中发展时，它们被称为“热”。负电荷是电子，正电荷称为“电子空穴”，其中价带中的电子（原子外壳中的电子）缺失。 热电子是一种经过充分研究的现象，众所周知，热电子可以在半导体中堆积，电子的导电性不如导体（如铜），但比绝缘体（如陶瓷）好）。这延长了它们的寿命，使其可以用于光催化剂、太阳能电池和光传感器等。关于热孔的认知还很少。 可用于太阳能电池和人工光合作用 在这项新的研究中，研究人员成功地收集了半导体中80％以上的热孔，是以前认为的三倍。这样的过程非常快：只需不到200飞秒（即0.000000000002秒）。在半导体中收集电荷的可行性意味着它们可以用于太阳能电池和人工光合作用，例如减少二氧化碳并从水中产生氢和氧。 研究人员做出了理论上的预测，即正电荷的积累也会影响负电荷的动力学。新研究中包括的观察结果证实了这一假设。当吸收光并产生电荷时，“电子温度”升高。收集热孔会使电子热容量增加，从而改变电子温度上升的幅度。 该研究表明可以通过控制电子空穴的去除程度来控制电子的能量分布。这是一个重要的结果，因为它可以调节直接等离激元太阳能电池（使用等离激元作为活性光伏材料将光转换为电能的太阳能电池）中的最大电压或控制反应堆中的光催化过程的“窗口”。 参考：Ultrafast hot-hole injection modifies hot-electron dynamics in Au/p-GaN heterostructures, Nature Materials (2020). DOI: 10.1038/s41563-020-0737-1
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  • 《自愈纳米颗粒的广泛应用》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-11-25
    • AZO于2020年11月24日发布关于纳米颗粒的内容，文章指出自愈材料的有用性在两年前被发现，这种材料至今仍引起科学界的兴趣，研究人员使用纳米技术来增强自愈材料的有效性。 纳米颗粒可以分散在整个材料(如聚合物)，穿透裂缝，并帮助启动自我修复过程。本文讨论了自愈纳米颗粒的广泛应用。 自愈纳米粒子的一般性质和机理 在聚合物中加入纳米材料和纳米结构可以提供丰富的官能团、大的表面积和独特的特性(导热性、导电性和生物性)来帮助愈合过程。 纳米技术也有助于理解潜在的微和纳米级聚合物链的相互作用。这些信息有助于研究人员设计出具有多种应用的更先进的自愈聚合物。例如，科学家已经开发了一种利用环氧树脂、聚氨酯、橡胶和聚甲基丙烯酸甲酯的自愈合碳纳米管纳米复合材料。 自愈过程的有效性取决于纳米颗粒的类型、大小和形状。自愈合聚合物/碳纳米管的效率取决于其他因素: 矩阵的修改 纳米管的功能 处理方案 矩阵-纳米粒子相互作用或兼容性 2006年，马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校材料研究科学与工程中心的托马斯·罗素博士指出，这些材料可以修复任何形成的裂缝，且几乎不受外部侵入。 纳米膜还可以促进自愈特性。一些常用的纳米膜是纳米二氧化硅、石墨烯、碳纳米管(CNTs)、陶瓷氧化物和纳米纤维素。 研究人员报道，纤维素纳米晶须的加入使聚乙烯醇的抗拉强度提高了60倍。类似地，具有高导热性的石墨烯和碳纳米管等导电纳米管被用作纳米级加热器。因此，纳米颗粒被用来增强聚合物基质内的自愈机制。 自愈合纳米颗粒的应用 聚合物电损伤的自我修复 电网需要耐用、稳定和强介电聚合物来适当地绝缘导线。 高的局部电场导致电树，导致介电材料的结构破坏和导电退化，以及大规模的设备故障。 科学家们已经证明，在热塑性聚合物中加入超顺磁性纳米粒子(小于体积百分比的0.1%)可以帮助修复被电树刺伤的部位。这一措施也将确保绝缘性能的恢复。 在振荡磁场的影响下，纳米粒子移动到电树上并产生更高的局部温度。这将导致修复聚合物中的电树通道。这种方法也增加了电子和能源应用的电力电缆的耐久性。 乳腺癌术后复发的预防 水凝胶在1960年首次被报道。水凝胶是由交联的亲水聚合物组成的三维网络，它在水中膨胀。由于分离的聚合物链的物理和化学交联，它可以在不破坏结构的情况下保持大量的水。 水凝胶是一种非常重要的材料，特别是在肿瘤治疗和再生医学方面。这是因为它具有调节组织微环境的仿生能力。 利用席夫碱基连接，科学家们开发了一种基于石墨烯纳米颗粒的新型自愈合水凝胶。该石墨烯纳米颗粒基自愈水凝胶由硫酸软骨素、多醛和支化聚乙烯亚胺共轭石墨烯组成。 石墨烯纳米颗粒自愈水凝胶具有100%的自愈性，力学性能得到改善。一项小鼠乳腺癌术后复发的体外研究显示了基于石墨烯纳米颗粒的自愈合水凝胶的潜力。 自愈的电池 锂离子可充电电池通常使用碳基负极。这些电池容易形成枝晶，枝晶是在一个电极上发育并向另一个方向生长的小型金属结构。它们可能会引起短路甚至火灾。 尽管硅电极每单位体积能提供更高的能量，但由于充电周期的膨胀和收缩，它经常会崩溃。 伊利诺伊大学的研究人员开发了一种自愈电极，利用嵌入微胶囊的导电物质。电极的膨胀导致微胶囊破裂，使裂纹填充材料分散。 自我修复DNA纳米结构 科学家最近设计了具有自愈特性的DNA纳米结构。这些纳米结构可用于药物传递和诊断。然而，在应用DNA纳米结构之前，首先要做的是开发一种对抗核酸酶攻击的策略，即找到保护或修复受损DNA分子的方法。 纳米结构通常在24小时内在体温下的血清中被破坏。研究人员已经创造了各种策略，如dna -纳米管来稳定血清中的纳米结构。在含有纳米管的血清中加入这些更小的DNA贴片可以修复受损的结构。 自愈合石墨烯基复合生物传感器 可穿戴电子传感器是一种功能强大的设备，有助于疾病的早期诊断，并有助于持续监测个人的健康状况。然而，这些可穿戴传感设备在与人体接触时，不可避免地会受到划伤和机械割伤，从而导致其故障。 在一项概念验证中，研究人员揭示了一种具有自愈特性的柔性纳米关节传感器的发展。他们报道了一种带有功能化金纳米颗粒薄膜的自我修复聚合物的修正提高了基底和传感薄膜的愈合效率。
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