即将改变世界的13大纳米材料技术
[摘要]石墨烯和自修复材料等新兴纳米材料可能将再未来十年中改变我们的生活。
BI中文站 5月16日报道“下一代材料”包括超轻材料、适应环境变化的活性材料以及终极智能材料。“功能材料”借助于生物学改善材料性能和功能。而“自组装材料”则是大规模生产更优属性（强度、抗扯性和导电性等）的材料。通过咨询专家，我们预测了各种纳米材料何时在技术上过关（()、政府和大学机构的研发进程）、何时成为主流（赢得大多数风投公司的投资和创业公司的青睐）以及何时可以获得稳定的资金和回报（可在众筹网站Kickstarter上获得资金）。下一代材料超疏液材料：这种材料的设计灵感来自于浮游于水面的虫子。它可以排斥油和水等流体。预测：现在技术上已过关；在2015年将会成为主流，获得稳定的资金支持和回报。拉胀材料：这种材料具有受拉膨胀、受压收缩的力学特点。它可以广泛应用于防弹衣、包装材料、膝部和肘部护垫、减震材料以及海绵拖把。预测：2016年，在技术上过关；2017年，可获得稳定的资金支持和回报。世界上最轻的材料：气凝石墨烯气凝胶材料：一种用凝胶制成的超轻多孔合成材料，它是用气体代替凝胶中的液体成分制成的。它的密度和导热性极低，摸起来就像是聚苯乙烯。它的潜在应用范围包括隔热、清理溢出液的化学吸收剂、电化学超级电容和减震。预测：2015年，在技术上过关；2019年，成为投资主流；2021年，获得稳定资金支持和回报。热双金属：在阳光下，它可以让玻璃窗变成遮光板，全天候自动调节能量消耗。预测：2019年，在技术上过关；2021年，成为投资主流；2022年，获得稳定的资金支持和回报。智能材料：人们可以通过外界刺激物来极大地改变它的属性。这些刺激物包括压力、气温、湿度、pH值、电场或磁场。预测：2021年，在技术上过关；2025年，成为投资主流；2027年，获得稳定的资金支持和回报。功能材料材料：这种材料要么取自于大自然，要么是在实验室合成的。它可以用来改善或取代人体的某些机能。未来的生物材料可以用来改善药物运输或提高移植成功率。预测：2014年，在技术上过关；2016年，成为投资主流；2017年，获得稳定的资金支持和回报。电磁特异材料：这种独特的材料可用非传统的方式影响声和光。它的潜在应用范围很广，包括太空、基础设施监控、智能太阳能管理、公共安全、超声波感应器以及保护建筑物免受地震影响。预测：2018年，在技术上过关；2019年，成为投资主流；2021年，获得稳定的资金支持和回报。石墨烯的分子结构（腾讯科技配图）石墨烯材料：这是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。这种材料质量很轻，潜在应用范围广泛，包括具有更高强度硬度比率的元件、更低成本的太阳能电池、更低成本的移动设备显示屏、为燃料电池汽车储存氢能源、医学传感器、更快的充电电池、超级电容和化学感应器等。预测：2016年，在技术上过关；2022年，成为投资主流；2025年，获得稳定的资金支持和回报。纳米电子机械系统：它是在纳米级别上整合电气和机械功能的设备。它通常会将纳米电子设备与机械促动器、水泵或马达整合到一起，从而形成物理、生物和化学感应器。预测：2023年，在技术上过关；2025年，成为投资主流；2027年，获得稳定的资金支持和回报。自组装材料有自我修复功能的水泥（腾讯科技配图）自我修复材料：很多智能材料都整合了破损修复的功能。这种灵感来自于生物系统，因为生物系统都具有受伤后自动愈合的机能。自动修复材料可以降低不同工艺流程的生产成本，提高零部件的使用期限，减少因为磨损导致的低效以及防止材料破损导致的成本增加。预测：2016年，在技术上过关；2018年，成为投资主流；2019年，获得稳定的资金支持和回报。控制自组装材料：它具有类似有机体的自我复制功能，可以操纵单个原子。例如，精密3D打印机将能够创造DNA、RNA或蛋白质序列。预测：2013年，在技术上过关；2022年，成为投资主流，获得稳定的资金支持和回报。大规模自组装材料：它可以让混乱的元件变得规范有序。而做到这一切，它并不需要借助外力的作用，只需要通过元件之间的相互作用。这种材料可以自我修复。预测：2023年，在技术上过关；2024年，成为投资主流；2025年，获得稳定的资金支持和回报。纳米工厂：在这里，纳米机器可以通过机械合成让分子结合形成更大的粒子，然后再用这些粒子来生产人们使用的产品。预测：2026年，在技术上过关，并成为投资主流；2027年，获得稳定的资金支持和回报。（乐学）【美国Business Insider作品（简称“作品”）的中文翻译权及中文版版权均归腾讯公司独家所有。未经腾讯公司授权许可，任何组织、机构或个人不得对作品进行中文翻译或对作品中文版本实施转载、摘编或其他任何形式的使用行为，违者腾讯公司将追究其法律责任。】
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请问，有见过能进入线粒体的金纳米，或银纳米，或其他纳米材料吗？
请问，有见过能进入线粒体的金纳米，或银纳米，或其他纳米材料吗？粒径都是多大范围的？
非常感谢anytime219，我先好好看看文献
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新型高分子纳米材料作为基因药物运输载体用于肿瘤治疗的研究
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新型高分子纳米材料作为基因药物运输载体用于肿瘤治疗
官方公共微信国家纳米科学中心在纳米材料生物效应研究方面取得新进展
近日,国家纳米科学中心中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室陈春英研究组与纳米材料研究室唐智勇研究组合作,在以秀丽线虫为模型研究纳米材料生物效应方面取得重要进展,研究结果发表在美国化学会的Nano Letters杂志上(4-3183)。纳米材料与生命体系相互作用及其健康效应问题,是纳米科技领域的重要前沿科学问题。由于纳米材料本身具有独特的理化性质,传统毒理学评价方法已不能满足纳米材料生物效应研究的需求,实验中体内、体外结果不一致的矛盾日益凸显,这就要求发展快速、简单、准确的毒理学评价模型体系。而纳米材料在复杂生物体系内可能发生的多种理化性质改变更为其后续毒理学研究带来了巨大的挑战,这就要求在方法学上有所突破和创新。秀丽线虫(Caenorhabditiselegans)是生物学经典的模式生物,但用于纳米材料的生物效应研究还鲜有报道。该研究工作基于秀丽线虫模型,从纳米材料毒理学评价方法学的建立、应用和机理揭示...&
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近日,国家纳米科学中心中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室陈春英研究组与纳米材料研究室唐智勇研究组合作,在以秀丽线虫为模型研究纳米材料生物效应方面取得重要进展。秀丽线虫是生物学经典的模式生物,然而用于纳米材料的生物效应研究还鲜有报道。本研究工作基于秀丽线虫模型,从纳米材料毒理学评价方法学的建立、应用和机理揭示等方面进行了具有开创意义的研究。值得一提的是:秀丽线虫的优势在于其既可以从生物个体水平进行研究,其体内的每个细胞又可单独研究,便于从整体、器官、组织、细胞多层次对纳米材料的体内行为进行研究。本工作选择了目前最具有应用前景的量子点作为代表性纳米材料,研究了其在体内的分布、代谢、转化和长期毒理效应。研究发现:量子点经摄食进入并积累在秀丽线虫消化系统,进入消化道内皮细胞定位于溶酶体,长期蓄积会导致量子点从消化系统向生殖系统迁移,并导致生殖障碍和子代发育毒性。基于...&
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由于纳米材料具有表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,纳米材料显示出优良独特的性能。具有尺寸依赖性的光电性能的纳米材料已应用于多个领域,例如:高效催化[1]、生物标记[2]、作为新型的荧光材料[3-4]、非线性光学[5-6]、化学传感器[7]等。随着纳米技术的不断发展,有机纳米材料因其新颖的光学、电学、催化、药物、生物等性能受到了越来越多的材料研究者的广泛关注。由于分子间作用的限制,有机小分子材料的熔沸点较低且易升华,多数无机纳米材料的制备方法并不适用于有机纳米材料。因此有机纳米材料,尤其是有机纳米晶体材料的制备受到限制。近年来,通过对有机纳米材料的深入研究,许多研究小组提出了一些简便可行的制备方法,虽然这些方法还不如制备无机纳米材料的方法完善,但是这些方法也攻克了许多在制备有机纳米晶材料上所遇到的困难,变得越来越成熟。本文主要从有机纳米材料的制备、特性及最近的发展情况等方面进行综述。1有机纳米材料的制备方法由于有机纳米材...&
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纳米科学是21世纪的3大支柱科学之一,随着纳米科技的迅猛发展,纳米材料被广泛应用于食品添加剂、食品加工和保健品等营养科学领域。纳米材料具有颗粒尺寸小、表面能高、比表面积大等特点。纳米材料与宏观状态下的材料相比,在性质与功能上得到显著改善,并具有许多特殊的性能,如提高某些材料的吸收率,减少生物活性和风味的丧失,并可将材料输送到特定部位,提供给人类有效、准确、适宜的营养。目前,纳米微量元素、纳米脂质体和纳米乳剂已被广泛用于食品和医药等领域,但有关其在体内的吸收途径与常规材料的差异等问题仍在探索之中,是目前的研究热点之一。1纳米材料的生物学功能1.1纳米微量元素的生物学功能纳米技术可提高微量元素的生物利用率。一些矿物元素如钙、锌、铁等对人体具有重要的生理作用,但这些微量元素难溶于水,影响了机体对其吸收和利用。而采用纳米技术制备的微量元素超微粉,与水具有较强的亲合力,有利于人体的消化吸收。如普通钙难溶于水而不易为人体吸收和利用,造成人体...&
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纳米材料在橡胶中的应用历史不算太短,在“纳米材料“这一概念被橡胶界人士熟悉之前,大部分橡胶用的炭黑(热裂法炭黑除外)颗粒的直径实际上都处于纳米范围之内,白炭黑的情况也与此相类似。由于当时”纳米材料“的概念尚未被人们所接受和熟悉,所以,橡胶行业对这两种常用补强材料的认识长期以来都停留在“颗粒细、”“比表面积大”等表面现象上。近年来,通过对纳米科学的系统了解和认识人们不仅掌握了炭黑、白炭黑的补强机理与它们的纳米尺寸有关,而且把这种认知扩大到了橡胶常用的其它粉体材料上。通过研磨、粉碎等加工处理.使它们的尺寸也达到纳米等级(粒径小于100 nm),从而扩大了适用于橡胶的纳米材料的品种范围,使它们在橡胶中的应用面不断扩大。因此,任何粉体状橡胶配合剂只要其细度达到纳米级,功能便可大大提升。例如,填充剂的补强效果即由此而显著提升,着色剂的着色力也可大幅提高。纳米材料在橡胶行业之所以受到如此重视,这是主要原因。从目前已开发的橡胶用纳米材料来看,...&
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1废水中有机污染物的处理目前国内常用的有机物废水处理技术难以达到有效治理的目的。物理吸附法、混凝法等非破坏性的处理技术,只是将有机物从液相转移到固相,如何解决二次污染问题,使吸附剂、混凝剂再生是一难题。生化处理法虽能很好地除去污水中的有机物和营养物质,但如果污水中含大量重金属,则重金属可使生化系统中毒,生化法就不再适用。使用带纳米孔径的处理膜和纳米孔径的筛子,则可将水中的微生物(包括细菌、病毒、浮游生物)、水中胶体完全滤除,仅保留水分子和小于水分子直径的矿物质。纳米T iO2具有很强的紫外光吸收能力和光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解。用纳米T iO2光催化处理含有机污染物的废水被认为是最有前途、最有效的处理手段之一。目前利用光催化作用的主要是T iO2。纳米T iO2晶体具有很强的光催化能力,这与颗粒的粒径有直接的关系。T iO2颗粒粒径从30nm减小到10nm时,其光催化降解苯酚的活性上升45%。T iO2作为...&
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20世纪80年代初期，德国学者Gleiter教授最早提出了纳米材料(NsM)的概念，并且首次获得了人工制备的纳米晶体〔‘」.纳米材料是由颗粒尺度在l~100 nm的微小颗粒组成的固体体系，其颗粒绝大多数是晶体，特征尺度至少在一个方向上为纳米量级[z].依据其形貌可将纳米材料分为零维粉体材料，一维纤维状材料、二维薄膜材料和三维块体材料以及包含上述纳米结构单元的纳米复合材料.由于小尺寸效应、量子效应、表面效应和界面效应的影响，纳米材料除了有传统材料的优异性能外，还具备了许多传统材料不具备的新的优异性能，因此纳米材料的应用相当广泛，它涉及到力学、热学、电学、磁学、光学和生命科学等众多方面〔，一’〕，所以对纳米材料进行研究具有重要意义.本文主要简述纳米材料的制备、表征[sj以及纳米材料的应用[9一“〕.1纳米材料制备的方法纳米材料的形态和状态取决于纳米材料的制备方法，新材料制备工艺和设备的设计、控制对纳米材料的微观结构和性能具有重要的影...&
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