生物合成纳米材料论文

俄罗斯研发出新型纳米磁性复合材料据俄科学院西伯利亚分院网站报道，该分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心物理研究所会同西伯利亚联邦大学及西伯利亚科技大学的联合团队研究了纳米磁性复合材料的迟滞现象，建立了这种材料的微磁理论及模型，在此基础上所研发的材料可用于电工、信息技术等领域以及新型功能元器件的制造。今天小编为大家精心挑选了关于《生物合成纳米材料论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

生物合成纳米材料论文 篇1：

中国研究人员研制出高性能可降解薄膜材料

近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队基于微生物发酵过程，成功研制出一类超强、超韧、透明的高性能可持续仿贝壳复合薄膜。该薄膜基于可持续的生物材料，采用一种气溶胶辅助的生物合成制备法，成功实现了微生物产物与纳米材料的原位复合，大幅提升了薄膜的光学和力学性能。同时，研究人员通过纳米黏土片和细菌纤维素两种天然组分，构筑了“砖—纤维”仿贝壳层状结构。得益于仿生结构设计和微生物发酵过程中纳米材料原位复合过程，該薄膜展现出比塑料薄膜更突出的综合性能，在新型显示、光电转换、柔性电子器件等领域具有竞争力。

生物合成纳米材料论文 篇2：

纳米材料

俄罗斯研发出新型纳米磁性复合材料

据俄科学院西伯利亚分院网站报道，该分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心物理研究所会同西伯利亚联邦大学及西伯利亚科技大学的联合团队研究了纳米磁性复合材料的迟滞现象，建立了这种材料的微磁理论及模型，在此基础上所研发的材料可用于电工、信息技术等领域以及新型功能元器件的制造。

纳米磁性材料的性能决定了这种材料的应用领域主要为纳米电子、催化技术、环保和生物医学等领域，并且一部分材料可发生迟滞现象。磁场中单个磁纳米颗粒子的性能已得到深入的研究，正在研究大规格磁性材料中颗粒间相互作用效应这个课题，这其中主要是磁偶极—偶极相互作用这个现象。团队研究发现，随着颗粒间距离的增加，其相互作用力的减弱相对很慢，这说明材料的性能取决于磁性颗粒的体积密度，并且这种复合材料具有非常大的饱和磁化强度、高的电阻率及非常宽的磁导率范围。

在考虑到颗粒软磁轴向的情况下，对不同平均密度平面随机分布纳米颗粒的磁偶极—偶极相互作用力与颗粒间距离关系进行了详细核算，其结果完全符合（磁性颗粒分布于非磁性基材中）标准磁粉磁力学研究的条件，并且磁偶极—偶极相互作用力可用于调节矫顽力与材料中磁性颗粒密度之间的非线性关系，这是由单个磁颗粒各向异性的能量及偶极能量所决定。所建立的模型能够描述纳米磁性复合材料的性能，这其中重要的一点是薄膜材料的磁性能取决于材料磁性和非磁性相的比例关系，正确选择材料的磁性颗粒密度可大大优化其性能。

添加磁性纳米颗粒的薄膜属于功能材料，可用于无线电电子、微电子高频装置、计算机设备等领域，用于制造磁传感器、磁屏及光磁存储器元件等，如用于无线网络领域可提高数据传输的速度。（科技部）

荷兰科学家研发具分色效果的3D打印纳米材料

据报道，来自荷兰瓦格宁根大学的科研团队近日开发了一种合成纳米材料，制造了具有分色效果的3D打印物体。

流传了数百年的双色玻璃技术，将玻璃经过各种金属氧化物的处理生产的分色玻璃（Dichroic glass），也被称为双色玻璃，从不同角度看起来具有多种色彩。研究团队在聚乙烯醇（PVA）中，混入不同直径的金纳米颗粒，制备的合成PVA材料最后用于制造3D打印物体，其拥有类似分色玻璃材料的效果，在不同角度的观察下可以看到3D打印物体（如高脚杯）呈现出了不同的颜色，如果观察者和光源在3D打印物体的同一侧，3D打印物体呈现不透明棕色，而当光源透过该物体进入观察者眼睛时，会发现其变成了透明紫色。

科研团队目前还在尝试添加不同的纳米颗粒材料于PVA材料，是否会产生更多奇妙颜色的分色效果3D打印物。（环球网）

纳米碳化钛助力特种铝合金焊接

据报道，美国加州大学洛杉矶分校的工程师借助纳米碳化钛颗粒，让无法被焊接的常用特种铝合金AA 7075变得可被焊接，得到的产品有望应用于汽车制造等领域，使其零件更轻便、更节能，同时坚固程度不变。

比较常见的铝合金中强度最好的就是7075合金。它几乎与钢一样坚固，但质量仅为钢的1/3，普遍用在CNC切削制造的零部件，飞机机身和机翼、智能手机外壳和攀岩登山扣等上。但这种合金很难被焊接，特别是无法用汽车制造中使用的焊接方法焊接，使其无法被广泛采用。这是因为，当这种合金在焊接过程中被加热时，其分子结构会使其构成元素铝、锌、镁和铜流动不均匀，导致焊接出来的产品存在裂缝。

现在，加州大学洛杉矶分校的工程师将碳化钛纳米颗粒注入AA 7075的焊丝内，让这些纳米颗粒充当连接件之间的填充材料。使用这种新方法，生产出的焊接接头的抗拉强度高达392MPa。相比之下，广泛用于飞机和汽车零部件的AA 6061铝合金焊接接头的抗拉强度仅为186MPa。

据研究，焊后进行热处理，可将AA 7075接头的抗拉强度提高到551 MPa，堪与钢材相媲美。新研究还显示，注入了纳米粒子的填充焊丝也可以更容易地连接其他难以焊接的金属和金属合金。

该研究主要负责人说：“新技术有望使这种高强度的铝合金广泛应用于那些能大规模制造的产品，比如汽车或自行车上。公司可以使用他们已经拥有的相同工艺和设备，将这种超强铝合金纳入其制造工艺中，使其产品更轻便、更节能，同时仍能保持其强度。”研究人员已经与一家自行车制造商合作，使用该合金制造自行车车身。（科技日报）

我国学者发明新型纳米晶铁电材料结构

据报道，在国家自然科学基金项目资助下，西安电子科技大学韩根全、郝跃等在铁电场效应晶体管研究领域取得突破性进展，发明了新型纳米晶铁电材料并制备了铁电负电容晶体管器件。

利用铁电材料作为栅介质制备的铁电晶体管是有望突破传统MOSFET器件玻尔兹曼限制的新型信息器件之一，在低功耗电路和非易失存储等方面有广泛应用前景。2011年德国研究人员在掺杂氧化铪（HfO2）材料中观测到铁电性，和传统铁电材料（如PZT、SBT等）相比，HfO2基铁电和CMOS工艺完全兼容，因此HfO2基铁电晶体管很快引起了微电子研究人员的极大关注。然而，从目前研究看，HfO2基铁电材料尚存在以下问题：掺杂HfO2的本征缺陷导致铁电材料存在不可避免的唤醒效应、印刻效应和易极化疲劳；实验研究显示HfO2基铁电晶体管用作非易失存储器时栅介质厚度一般为8～10nm，而用作负电容晶体管时栅介质厚度为4nm左右，这限制了HfO2基铁电晶体管在集成电路先进技术节点的应用。

针对上述问题，研究团队采用先进的原子层沉积（ALD）工艺，在非晶顺电介质二氧化铝（Al2O3）中嵌入少量氧化锆（ZrO2）纳米晶颗粒，实现了新型的纳米晶铁电薄膜。该材料的铁电参数不仅可以通过改变ZrO2含量来大范围调整，而且通过使用更致密的Al2O3和ZrO2代替HfO2，有效克服了掺杂HfO2本征缺陷引起的唤醒效应、印刻效应和极化疲劳，从而提高了器件的耐久和保持特性。器件测试结果表明，和HfO2基铁电器件相比，基于该新型纳米晶铁电材料的铁电晶体管可在栅介质厚度更薄的情况下实现稳定的负电容效应，且晶体管亚阈值摆幅突破了60mV/ decade物理极限。论文工作为实现3～5nm負电容奠定了材料基础，也为我国“后摩尔时代”新器件研发提供了具有自主知识产权的技术方案。（西安电子科技大学）

新型纳米纤维气凝胶分离材料制备成功

据报道，近日，东华大学纺织科技创新中心的功能纳米纤维研究团队在蛋白吸附分离材料研究领域取得重要进展。他们将纳米纤维气凝胶成型技术与原位改性方法相结合，首次制备出一种新型高羧基化纳米纤维气凝胶基离子交换型蛋白质吸附分离层析材料。

该离子交换纳米纤维气凝胶具有超低的体积密度、优异的水下超弹性以及良好的形状记忆功能。此外，该离子交换纳米纤维气凝胶还具有优异的蛋白质吸附分离性能，其静态蛋白质吸附容量可达2.9×103mg/g、动态蛋白质吸附容量可达1.7×103mg/g、重力驱动下从处理通量可达2.17×104L/（m2h），在大型规模化蛋白质分离纯化工业中展现出巨大的应用潜力。

蛋白分离与纯化作为一种重要的生物分离技术，在生物医药、生命科学研究、食品加工等領域起着至关重要的作用。目前，蛋白分离纯化主要通过使用微米级多孔颗粒型层析介质来实现，在使用过程中存在传质效率低、阻力压降大、处理通量小等问题，难以充分满足当前蛋白质产品规模化生产过程中高效、快速的要求。（中国化工报）

纳米发电机控制的药物精准递送系统实现高效的肿瘤治疗

据报道，近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟课题组完成了磁性互斥结构植入式摩擦纳米发电机的研制，并与中科院过程工程研究所研究员魏炜合作，将其用于控制载药红细胞在肿瘤部位的定点药物释放，实现了高效的肿瘤治疗效果。磁铁的同极斥力使得磁铁纳米发电机在封装和植入后仍然能够保持长久稳定的电能输出，纳米发电机的电场对装载阿霉素的红细胞膜具有精准的控制释放作用：施加电场时，药物释放加速为本底值的3～4倍；而在电场消失后，药物释放量迅速回归本底值，从而实现了药物的可控释放。将磁铁纳米发电机与叉指电极或微针电极结合，在二维肿瘤细胞、三维肿瘤球团以及小鼠体内的实体肿瘤3个层面，均实现了低浓度给药前提下的优异肿瘤治疗效果。尤其是在活体实验中，该纳米发电机与微针电极相结合的药物递送和释放系统，显著延长了荷瘤小鼠的生存寿命，并且对荷瘤小鼠毒副作用更低。基于磁性互斥结构纳米发电机微型化和高电压低电流输出的特点，该药物可控释放系统可安全地作为穿戴式或植入式电源应用于实际的医疗场景，为可控药物递送系统以及肿瘤治疗提供新的解决方案。

该项工作得到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及国家万人计划“青年拔尖”人才的经费支持。（中国科学院北京纳米能源与系统研究所）

宁波材料所在二维纳米防护薄膜材料方面取得进展

据报道，近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室研究员王立平团队利用CVD技术在多晶铜衬底上成功制备了一系列的氮掺杂石墨烯薄膜，通过调节NH3的气流量获得不同氮浓度的氮掺杂石墨烯薄膜。同时，研究发现氮掺入石墨烯晶格网络中会造成薄膜体系的导电率相比于原始石墨烯下降，在大气长效暴露试验条件下，低导电的氮掺杂石墨烯薄膜可抑制电子在腐蚀界面的传输，降低铜和氮掺杂石墨烯界面处的电化学腐蚀速率，有效延缓腐蚀区域的扩散，表现出更佳的长效腐蚀防护性能，但该方法仍不能根除薄膜在生长过程中形成的结构缺陷，以及所造成的表面不均匀的腐蚀点。

另一方面，六方氮化硼（h-BN）纳米片作为一种石墨烯类似物，也具有很好的抗渗透性。王立平团队通过CVD法在多晶铜衬底上生长出不同层数的h-BN薄膜，由于h-BN自身的绝缘特性，无论是单层或是多层h-BN薄膜，将其包覆在铜衬底表面都表现出优异的大气长效防护性能。在高温加热条件下（200℃），单层h-BN薄膜包覆铜箔的氧化主要发生在薄膜晶界和缺陷处，而多层h-BN的氧化主要集中在薄膜的褶皱区；相比于单层h-BN薄膜，多层h-BN薄膜能够有效阻碍氧气的横向扩散，显著提高了基底铜的抗氧化性能。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）

高性能纳米复合块材有望工业化

据报道，中国科学技术大学俞书宏教授研究团队采用一种新型生物合成法首次制备出系列宏观尺度功能纳米复合材料，该创新成果近日在线发表于《国家科学评论》。该方法可与目前食品工业细菌纤维素生产工艺灵活结合，有望实现高性能纳米复合材料块材的工业化生产，具有广阔的应用前景。

该研究团队发展的的生物合成方法是固态基底—气溶胶生物合成法。该方法通过将传统木醋杆菌液态发酵基底替换为固态，稳定了微生物合成纳米纤维素的界面，并通过程序化控制，在纳米纤维素生长界面上沉积不同纳米单元，实现纳米纤维素与纳米单元均匀复合，首次成功制备出一系列纳米结构单元含量可控、形状规则的宏观尺度大块细菌纤维素纳米复合材料。与传统浆料法相比，该生物合成过程完整地保留了细菌纤维素的三维纳米网络结构，所制备的复合材料在保留其纳米单元纳米尺度优良性能的同时，具有更优异的力学强度。

研究表明，这种合成法是一种通用方法，可制备一系列由不同纳米材料与细菌纤维素组成的宏观复合块材，包括零维纳米单元（二氧化硅纳米球、四氧化三铁微球、炭黑颗粒等）、一维纳米单元（碳纳米管、硅酸钙纳米线、碳化硅线等）、二维纳米单元（氮化硼纳米片、氧化石墨烯、纳米黏土片等）。在所制备的块材中，纳米材料含量重量比在0～85%范围内可调，而且微观纳米材料可均匀地分布在宏观尺度的三维纳米纤维素块材网络中。

据介绍，运用这种方法制备的块材能很好保留其纳米单元纳米尺度的优良性能。其中，所制备的碳纳米管/细菌纤维素复合材料薄膜的导电性与力学强度综合性能优于以往报道的所有同类材料。在保持高强度的同时，这种复合材料薄膜的电磁屏蔽性能也优于已报道的同类材料。此外，这种常温常压下的微生物发酵过程不使用任何有机溶剂，也不产生和排放任何有害物质，具有环境友好、成本低等优势。

纳米材料具有许多优异性能，将纳米材料组装成宏观尺度体材料可实现微观性能向宏观的“集成”，并具有单个纳米颗粒所不具备的性质，如光学、磁学、电学及离子传导性能等。但如何将纳米材料组装成宏观尺度体材料并保持其纳米尺度的独特性能，是纳米材料获得实际应用的关键，也是目前面临的重要挑战之一。（中国化工报）

生物合成纳米材料论文 篇3：

中国造纸学会纳米纤维素及材料专业委员会2019年年会在天津召开

中国造纸学会纳米纤维素及材料专业委员会（NMC of CTAPI，以下简称专委会）2019年年会于5月15日在天津召开。本届年会由专委会主任委员蒋兴宇教授主持。

中国造纸学会秘书长、中国制浆造纸研究院有限公司董事长曹春昱首先致欢迎辞。自2018年开始，我国造纸行业受到中美贸易摩擦以及环保持续趋严、原料供给受限等因素影响，尤其是近期的中美贸易谈判和关税问题，对未来我国造纸行业的发展会产生较大的影响，其长期影响效果还需要继续评估，但挑战与机遇一定并存。近年来，我国科技创新能力大幅提升，当前我国的科技创新能力能够支撑我国造纸工业绿色发展和可持续发展目标。纳米纤维素不仅是传统制浆造纸行业的新产品，同时也是造纸行业和高新技术产业的高性能功能新原料，未来发展空间大。曹春昱秘书长希望专委会能够继续多组织技术会议和技术交流，特别是加强和企业界的沟通，加快纳米纤维素商业化应用进程，促进我国在纤维素纳米材料领域的学术和产业进步。

随后，天津科技大学造纸学院院长刘忠致辞，对与会委员表示热烈欢迎，并预祝大会圆满成功。受中国造纸学会秘书处的委托，华南理工大学付时雨教授就2021年第三届纳米纤维素国际会议的筹备工作向与会委员做了汇报。

会议决定，聘请日本Kuga教授为纳米纤维素专委会顾问，Kuga教授在生物高分子纤维素相关研究领域取得了重要成果，先后深入研究了多糖的结构和生物合成机制、纤维素溶解和再生现象、纤维素纳米纤维和纳米复合材料、纤维素和甲壳素的結晶、纤维素的热性质和热解，在国际知名期刊发表了多篇影响力极高的文章;聘请吉林大学徐雁教授、江南大学蒋学教授、东华大学隋晓峰教授、北京理工大学邵自强教授和山东大学赵建教授5位长期从事纳米纤维素、纤维素功能材料、纤维素化学领域工作的专家为纳米纤维素专委会委员。随后，这5位教授分别进行了学术汇报。

作者：陈丽卿 刘振华