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《对纳米材料的污染物环境影响测量纳米粒子的跟踪分析》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： chenfang
  • 发布时间：2015-08-07

  • 本文综述了纳米粒子跟踪分析中的应用（NTA），为了获得在悬浮液样品的粒度分布，使用NTA方法使用性能的布朗运动和光散射。进行这项分析的原因是使用纳米材料的消费产品的数量正在持续上升，从而引发了较严重的环境的潜在影响的重大关注。研究小组在这方面寻找了适当的措施，并对其分析提出了疑问并进行探讨。通过实验以及图像分析方法加以统计和说明，为提高分析的准确性增加可靠的保障。

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相关报告

  • 《纳米粒子如何影响植物功能?》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-04-02
    • 科学家们正在进行广泛的研究，以开发金属基和碳基纳米材料，以改善植物的生长和发育。纳米材料可以作为一种有前途的工具，以可控的方式将基因(正常植物功能所需的)或化学物质传递到目标位点，具有很高的准确性。 暴露于纳米材料中的植物会发生各种形态和生理变化。它们功能表达的变化取决于几个参数，如纳米颗粒的性质、宿主植物和纳米颗粒相互作用的特定类型、表面涂层、大小、剂量、暴露时间等。 对植物与纳米颗粒相互作用的动力学机制尚不清楚。然而，一些研究报道了纳米颗粒对植物功能和发育的积极和消极影响。 纳米粒子对植物的积极作用 纳米技术在解决由于农业实践中过度使用化肥而出现的各种环境和健康问题方面具有作用。许多纳米粒子，包括碳纳米管、银、氧化钛、金、硫、锌、铁、二氧化硅、磷灰石、铜、壳聚糖- NKP-纳米粒子和碳纳米管涂层NKP+壳聚糖NPK-纳米粒子，在适当的浓度下使用可以改善植物生长和增加作物产量。 不同纳米颗粒对植物功能的其他一些积极影响包括: 种子发芽率:在高浓度TiO2纳米溶液中浸泡过的菠菜种子发芽率较高。这种处理促进菠菜的生长，加速氮的吸收。该反应机制涉及到菠菜叶绿体中氧演化速率的激发，改善了叶绿体的偶联，增强了Mg2+- atp酶和叶绿体偶联因子在类囊体膜上的活性。这种纳米颗粒还可以保护叶绿体在长时间的光照下不老化。 2 .光合速率:Rubisco(一种参与碳固定的酶)的活性显著提高，在经过纳米锐钛酸酶处理的菠菜中可见到。电子转移、氧演化和光磷酸化的速率也有增加。Rubisco蛋白水平和活性的升高导致Rubisco羧化作用的改善，增加光合碳反应速率。 植物生物量和根系伸长:氧化铝纳米颗粒的应用增加了Lemna minor (duckweed)的根长、叶数和总生物量。生物量的这种发展是由于光合作用效率的提高。氧化铝纳米颗粒提高了光系统II的量子产率。同样，在萝卜和油菜中，铝纳米颗粒的应用可以显著提高根长。 产量增加:纳米氧化铁颗粒的应用使粮食产量最高，与对照相比增加了48%。这可能是因为纳米氧化铁可以促进光合产物和铁转移到叶片。 纳米颗粒对开花的植物刺激作用:纳米颗粒具有独特的生物特性，可以作为植物生长促进剂。将鳞茎浸泡在纳米银溶液中是促进植物生长和开花的有效策略。经纳米银处理的植物开花数量较多，花期较长。 纳米粒子对植物的负面影响 许多研究者报道了纳米颗粒对植物功能的不利影响，下面将讨论其中的一些。 植物生长抑制:利用洋葱根尖细胞研究纳米银颗粒(小于100 nm)的细胞毒性和基因毒性，发现纳米银颗粒浓度越高，有丝分裂指数越低。银纳米颗粒破坏细胞分裂的各个阶段，导致分裂中期、染色质桥接、多染色体断裂和细胞解体。氧化铜纳米粒子在农业和草原植物中引起DNA损伤。 种子萌发抑制:单分散纳米氧化锌颗粒对种子萌发有明显的抑制作用。 植物色素产量减少:氧化铜纳米颗粒降低植物叶绿素浓度。 光合作用:通过铜离子和铜纳米粒子的应用，可以促进大叶白杨(Elodea densa, Planch)植株的脂质过氧化反应。在较高的浓度下，纳米颗粒的积累会增加过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性，降低光合作用。 根系统的破坏:钴和氧化锌纳米颗粒对洋葱根的植物毒性研究表明，与对照植物相比，增加纳米颗粒的浓度可以抑制根的伸长。氧化钴纳米颗粒的植物毒性可能是由于纳米颗粒通过吸附堵塞水渠，而氧化锌纳米颗粒可能从根本上渗入洋葱根部，破坏整个细胞的新陈代谢和细胞分裂阶段。
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  • 《合金材料的优化:纳米粒子解码中的扩散过程》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-11-21
    • 铝合金具有独特的材料性能，是飞机制造和航天技术中不可缺少的材料。在高分辨率电子断层扫描技术的帮助下，TU Graz的研究人员首次能够解码对理解这些性质至关重要的机制。研究结果最近发表在《自然材料》杂志上。 纳米结构负责材料质量 在铝基体中加入钪和锆石等合金元素，提高了铝合金的强度、耐蚀性和可焊性。经过进一步的处理，只有几个纳米大小的微小圆颗粒，即所谓的纳米沉淀物，就形成了。它们的形式、原子结构以及钪和锆石原子在晶格中的“最佳位置”的“斗争”对材料的性能和可用性起着决定性的作用。 在奥地利电子显微镜扫描透射显微镜(ASTEM)的帮助下，TU Graz的研究人员分析了这些结构。该装置可以产生三维结构的高分辨率元素映射。TU Graz所在的电子显微镜和纳米分析研究所分析透射电子显微镜工作小组负责人科斯莱特纳(Gerald Kothleitner)说，由此得出的断层分析结果提供了一幅图像，但令人惊讶的是，这幅图像无法根据之前的知识水平进行解释。我们在生成的核壳结构中发现了异常。一方面，我们在纳米沉淀物中发现了比我们预想的更多的铝。“另一方面，我们发现了一个富含锆石的岩心，以及岩心和外壳之间的边界地带，其组成和晶体结构近乎完美。” 量子力学和蒙特卡罗方法提供了答案 为了追踪这种自我组织的现象，来自电子显微镜和纳米分析研究所(FELMI)和材料科学研究所(IMAT)的研究人员转而依靠量子力学计算和模拟。研究发现，该系统分离并形成原子狭窄的通道，在其中外来原子可以扩散。原子彼此相遇会阻断这些通道并稳定系统。博士生Angelina Orthacker的论文是由奥地利合作研究(ACR)资助的，他们对原子的运动进行了图解式解释:“扩散过程可以与交通繁忙的城市地区形成紧急走廊相提并论。”为了让紧急救援车辆能够自由通行，交通在一瞬间就组织好了。但只需几辆汽车就能阻断紧急通道，从而使其无法工作。“这与铝合金内部的行为完全相同。”“紧急通道”促进钪和锆石原子的物质传递，甚至轻微的扰动都会阻止这种传递反应。研究小组推测，关于这些扩散过程的新发现也在其他多组分合金中发挥作用。它们的属性现在可以调整得更多。 ——文章发布于2018年11月13日
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