纳米力学成像

是德科技公司的微纳米力学测试系统（Nano Indenter G200）不仅能测试出活塞环的纳米压痕硬度和杨氏模量，还可以通过摩擦磨损测试定量研究活塞环的耐磨特性，为新产品的研发和质量检测给出判据。

材料在纳米尺度上的力学性能是其在生物学，工业以及结构材料中应用的基础。原子力显微镜探针和样品的相互作用过程中受多种力的影响-弹性力，粘性力，引力，范德华力等等。因此非常有必要利用不同的测试方式对材料进行可重复的精确测试。

是德科技UTM T150 纳米力学测试系统适用于对多种材料的微纳米力学特性进行表征。T150系统对样品进行精确加载，在设计范围内对样品的静态和动态微拉伸和压缩性能进行精确测试与分析。T150系统支持行业内最大的动态载荷范围（500mN），和市场上最高的测试精度（储存模量和损耗模量的测试范围横跨5个数量级），通过对各点进行精确测量，可对多种材料的动态性能进行分析。此外，T150系统也广泛用于对生物材料的拉伸/压缩性能进行测试。

本文从扫描电镜二次电子像成像原理出发，分析用扫描电镜测量纳米尺度时可能出现的成像误差。重点分析了《成份边界的成像误差》，并提出了减小成份边界成像误差的方法。分析了《台阶的成像误差》也提出了减小台阶成像误差的方法。同时提请纳米测量者注意《渐变边界的成像误差》。在讨论中提出：在纳米测量中，应尽量避免用边界作为测量的标记点或标记线；纳米标准器具，更应避免用边界作为标记点或标记线；最好用成份细线的中心点或中心线作为标记点或标记线；其次是用小颗粒的中心点，细刻线的中心线作为标记点或标记线。为研究纳米标准器具提出了技术方向。

NanoTest 纳米力学测试系统的液体池模块能对生物材料、组织、细胞器、细胞层、软骨、静电支架、牙釉质等在液体环境中进行力学性能表征，不仅为生物材料以及组织研究人员和工程师提供完美的解决方案，也是组织工程和再生医学的研究者衡量他们感兴趣材料刚度的良好选择。

M.Eisele等人结合Neaspec公司的散射式近场光学成像技术（NeaSNOM)与超快太赫兹光源研究了光致激发的单根砷化铟纳米线表面的受到时间影响的介电函数性质。该实验的太赫兹光谱同时达到了10纳米的空间分辨率与10飞秒的时间分辨率。纳米线随着泵浦延迟与电光采样延迟的电场强度被具体表征。实验结果可以与德鲁特模型模拟结果合理吻合。因此，作者揭示了纳米线中耗尽层的超快（小于50飞秒）形成机制。作者预见这种纳米超快傅里叶变换太赫兹光谱方法可以能够应用于物理、化学和生物变化过程中的超快机制的研究。

本文在生产条件下采用冲入法制备改性纳米SiC粉体强化奥氏体不锈钢材料，研究了纳米SiC粉体对不锈钢的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响及其作用机理。试验用的纳米SiC粉体预先经过表面改性处理，粒径为20－80nm。在细化晶粒方面，其作用机理与孕育剂相类似，但与常规孕育剂不同的是，该纳米SiC粉体与飞速发展的纳米技术相结合，相同质量的改性纳米SiC粉体，能够提供更多的结晶核心，从而以微量的纳米SiC粉体便能明显地细化铸造不锈钢的组织，提高其性能。对自然冷却后得到的不同纳米SiC粉体含量的不锈钢试样进行固溶处理。采用金相检验、布氏硬度检测、拉伸试验、冲击试验、化学浸泡试验、电化学分析等方法检测了不锈钢的晶粒组织、力学性能和耐腐蚀性能，并进一步讨论了不同纳米SiC粉体加入量对不锈钢的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明：经改性纳米SiC粉体强化处理后的不锈钢组织明显细化，力学性能、耐点蚀性能和耐晶间腐蚀性能均得到有效提高,当纳米SiC粉体加入量为0.1%时，不锈钢的延伸率和断面收缩率分别提高了10.69%和12.30%，硬度、抗拉强度和冲击韧性分别提高了6.33%、4.70%和19.97%，点蚀速率和晶间腐蚀速率分别降低了16.05%和42.39%；断口分析结果表明：经强韧化处理后，不锈钢的断裂方式为典型的韧性断裂；极化曲线表明：当纳米SiC粉体含量为0.1%时，不锈钢的电极电位提高了3倍；能谱分析结果表明，经强化处理后，不锈钢的铬成分偏析减轻，有效改善了晶界等易发生点蚀和晶间腐蚀部位的贫铬现象。该纳米粉体强韧化技术水平先进，设备工艺简单，操作方便，附加值高，能有效提高不锈钢的综合性能，降低能源消耗，可在铸件的生产中广泛应用，并能实现绿色生产和可持续发展。

ISM 最近完成了一项开创性的临床前药代动力学研究，比较了两种口服给药的 Δ8-THC 纳米乳剂（液体和粉末）与 MCT 油中的 Δ8-THC 溶液。结果表明，使用ISM的超声波生产的纳米乳液具有相当大的优势设备和纳米稳定剂®

本文次以自然纳米结构（贝壳和骨质中的矿物质颗粒）的化学鉴定，证明通过红外近场显微镜技术能够解决以上问题。 纳米傅立叶红外光谱(nano-FTIR)是通过将傅立叶变换红外光谱技术(FTIR) 与散射式扫描近场光学显微技术（s-SNOM）结合获得的。对紫贻贝贝壳横截面抛光处理后，通过Nano-FTIR可以重复的观察到生物钙质微晶体的声子共振，以及生物文石质上明显不同的光谱特征。更重要的是，本研究次在紫贻贝贝壳中发现了尺寸为20nm左右、稀疏分布的纳米颗粒，其显著不同的光谱特征表明这些纳米颗粒为磷化物晶体。对人类牙齿界面的研究观察到了多组分磷酸盐的红外吸收峰。这些光谱在牙本质小管附近有明显的特征变换，证明了磷灰石纳米晶体的化学与结构的变化。红外光谱峰的强弱对应矿物质浓度变化，这点通过电镜得到印证。Nano-FTIR对结构的畸变反应敏感，因此非常适用于对生物矿物质形成和老化的研究。总体来说nano-FTIR适用于从微纳加工到临床骨科研究等多种学科中涉及复合材料的分析和鉴定工作。

本文展示了通过纳米傅立叶红外光谱技术(nano-FTIR)进行的对蛋白质结构以30nm横向空间分辨率的进行光学成像的结果，以及nano-FTIR对单根蛋白质复合物的敏感度。本文展示了对病毒，铁蛋白（Ferritn）复合物，紫膜（purple membranes）,胰岛素聚合物的局部光谱，并通过它们的a-螺旋 和/或者 b-页状结构进行解释。研究者同样通过nano-FTIR对胰岛素纤丝进行了研究。胰岛素纤丝是一种广泛应用于神经组织退化疾病研究的模型系统，实验结果表明3nm直径的淀粉样纤丝含有大量的a-螺旋结构。此结果揭示了在纤丝周围的蛋白质具有的令人惊讶的高度有序性，这个结果也许可以作为解释纤丝结合的原因。作者预见nano-FTIR将在如细胞受体的离体成像，和蛋白质四机构的分析等众多领域中有着广泛的应用潜力。

现在的纳米技术能够在微观纳米尺度构建特定的新型纳米材料。这些纳米材料具备独特的物理化学性质。而将纳米技术应用于植物研究与农业生产并由此发展出的新技术phytonanotechnology，甚至有潜力改变传统的农业生产体系。比如控制农业化学品的释放（包括肥料、杀虫剂和除草剂）；靶向释放生物分子（包括核苷酸、蛋白质和催化剂）；或者从外部改变植物的生长微环境。同时还需要另一种技术，来评估这些纳米新材料对植物的效用或损伤。FluorCam叶绿素荧光成像技术无疑是最佳的选项之一。植物学家、农学家与材料学家合作，已经利用这两项技术开展了大量的工作。本文简单介绍其中一些杰出的研究。

隧道纳米管（TNTs）是一种纳米级的、富含肌动蛋白的、用于细胞间通讯的瞬时细胞间管。结构的复杂性和空间组织所涉及的组成部分的TNTs仍然未知。在本次研究中，STORM超分辨率成像技术被运用到结构组织的微丝和微管在细胞间的TNT在纳米尺度上。作者的研究结果揭示了不同的分布的微丝和交织结构的微管在TNT，促进TNT通信。

布鲁克纳米红外光谱仪（nanoIR）采用光热诱导共振技术(AFM-IR)实现微小区域红外信号的采集。红外激光照射到样品上，样品吸收辐射光产生热膨胀，这种热膨胀引发探针的震荡，通过监控探针的震荡强度获得红外吸收强度。AFM-IR利用原子力探针作为样品红外吸收的传感器，实现了超高灵敏度的光谱和红外成像探测，化学成像分辨能力可以达到10nm。近期，澳大利亚悉尼大学悉尼药学院团队将纳米红外光谱方法引入到单个EV结构的检测中，展示了其在同一EVs和不同EVs群体之间揭示个体EVs异质性的能力。

利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对不同实验条件下培养成纤维细胞中金、银纳米颗粒分布进行空间分辨生物成像。通过优化扫描速度、剥蚀频率和激光能量，获得了较高的空间分辨率。纳米颗粒相对于细胞的子结构是可见的，并且随着孵育时间的增加，纳米颗粒会在核周区域聚集。在矩阵匹配标定的基础上，提出了一种在单细胞水平上定量测定金属纳米颗粒数量的方法。这些结果提供了纳米颗粒/细胞相互作用的见解，并对组织诊断和治疗中分析方法的发展具有启示意义。

力显智能现已发布的超高分辨率显微成像系统 iSTORM，成功实现了光学显微镜对衍射极限的突破，使得在20纳米的分辨率尺度上从事生物大分子的单分子定位与计数、亚细胞及大分子复合物结构解析、生物大分子生物动力学等的研究成为现实，从而给生命科学、医学等领域带来重大突破。

耦合ISS的SMT系统到奥林巴斯共焦显微镜，激光扫描成像基于反馈算法，在扫描期间，根据要成像的物体的形状，连续地调整和确定激光束跟随的路径。该算法将激光光斑移动到离物体表面一定距离的位置，由于激光光斑的位置和离物体表面的距离是已知的参数，所以利用这些参数来重建物体的形状。三维细胞结构可以在几秒钟内分辨率达到20-40纳米，精度为2纳米。

是德科技纳米压痕仪的特点和优势–– 广受赞誉的快速测试选项可以和所有G200型纳米压痕仪配合使用，包括DCMII和XP模块以及样品台–– 快速进行面积函数和框架刚度校对–– 精确和可重复的结果，完全符合ISO 14577标准–– 通过电磁驱动，可在无与伦比的范围内连续调整加载力和位移–– 结构优化，适合传统测试或全新应用–– 模块化设计，可以进行适合划痕测试，高温测试和动态测试–– 强大的软件功能，包括对试验进行实时控制，简化了特殊测试方法的开发––全自动的热漂移效应实时扣除功能

是德科技纳米压痕测试的主要优点是将载荷控制在纳牛量级，同时压入深度控制在纳米量级，且样品表面的定位能力也可以被精确控制在几十纳米到亚微米量级，所有这些因素决定了该设备非常适合钢铁材料中各种相组织的力学性能测量。

通过准确获取应用于工程新型材料纳米颗粒的环境行为和颗粒大小、溶解率、颗粒团聚以及与样品基体的相互作用的准确数据来对这些新材料可能对环境健康造成危险的情况进行适当的描述。单粒子质谱技术的突破给自然生态系统对ppb级（ng/L）浓度纳米颗粒对环境影响的研究带来非常大的便利。本文使用syngistix™ 纳米应用模块颗粒测量/检测和自动数据处理，传输效率的测定（即颗粒的检测，在溶液百分比）是关键使用校准时确定ENP规模的基础上溶解标准。为了避免重合（即两个粒子在相同的脉冲被检测到），调整粒子浓度，使得在60s的检测时间内不多于1500个粒子被采集。溶解电势不同可能是区分粒子溶解过程和离子溶解过程的一个关键因素。这项研究在表明在各种各样交宽泛的条件下可以通过SP-ICP-MS定量计算Ag粒子的溶解率是可行的。而该方法在只有有限的方法可直接应用于水样的分析，特别是还要考虑ENP预期的溶解情况下显得尤为重要

布鲁克TI系列纳米材料机械性能，压痕，划痕，摩擦磨损具有高精度，结合原位AFM功能，可获得精准数据，排除环境因素，底材因素。

ISO/TS 276871和ASTM E24562都将纳米粒子定义为100nm及以下的粒径，使其成为使用广泛的分类。由于科学和其他原因，不太严格的解释扩大了上限范围。现在许多大于100nm的纳米材料通常被称为纳米颗粒。开发这种尺寸范围的药物产品的动机在于改善其溶出度/生物利用度、靶向性、系统中的循环时间和药代动力学。

金属纳米颗粒（NPs）的体内降解行为对生物医学应用和安全评估非常重要。这里，激光剥蚀-单粒子电感耦合等离子体质谱法（LA-sp-ICP-MS）被证明具有很高的空间分辨率、灵敏度和准确性，可以同时对小鼠静脉注射Ag纳米粒子（50nm，AgNPs）后，颗粒Ag（P-Ag）和释放的离子Ag（Ion Ag）在脾脏、肝脏和肾脏等亚器官中的分布进行成像。在0.4J/cm2的激光形成的30微米光斑上，停留时间为100μs的优化参数下，有机组织中的P-Ag和Ion-Ag的信号可以很容易地从质谱上区分出来。迭代阈值算法的方法已被用于分散P-Ag和Ion-Ag的信号，并将它们相互分开。所得到的图像首次提供了直观的证据，表明在注射AgNPs后24小时内，有相当数量的P-Ag在脾脏边缘区积累，但广泛分布于肝脏实质，同时，有明显数量的离子Ag释放并分布于各器官。此外，成像结果表明，AgNP在肾脏的排泄主要是以离子形式存在。这里的调查表明，所开发的LA-sp-ICP-MS方法具有较高的空间分辨率、灵敏度和可视化能力，可以成为金属NPs临床方面的一个有力工具。

采用极化直接观察纳米光子特征Rotating plate polarimeter consisting of a quarter-wave plate (QWP) and linear polarizer (LP) • Polarization is different for every emission angle• Correction for the mirror to go from detector to sample plane

本文报告了脂质纳米管 (LNTs) 作为碳模板用于制造纳米结构的 TERS 表征。据悉，这些脂质纳米管 (LNTs) 是最小的具有表面图案的有机模板。TERS 成像能够以数十纳米的空间分辨率识别 LNTs 的化学特征。

使用英国Litron公司Nano T 135-15 PIV型激光器做光源，用LaVision imager intense相机做成像器件，对1立方分米尺寸正方体内纳米流体的湍流和自然对流流动进行了测量，获得了重要的流场速度场结果。

自原子力显微镜发明以来，原子力显微镜通过在纳米尺度上提供精确、可靠、无损的成像，在材料科学和元件工程中产生了革命性的影响。原子力显微镜被广泛用于纳米技术应用当中，像生物医学可植入驱动器、电池超薄阴极材料、光电探测器和存储器和逻辑电路开关。随着元件尺寸的不断缩小，材料的局部特性测量方式方法在提供精确的纳米尺度测量方面已经变得更加有效。局部的机械性能如粘附性和弹性模量是决定这些元件的可靠性和所含性能的关键参数。现有的原子力显微镜是基于纳米机械方法被引入测量机械性能，例如包括力体积谱和纳米压痕。 然而，其中一些技术相当耗时间，有些则具有破坏性，不能满足某些特定应用的高产量监测。 图1展示了Park Systems开发的原子力显微镜PinPoint纳米机械模式。Park Systems专利的PINPOINT技术比传统的力体积谱技术至少快两个数量级，这可以使用户在短时间内能够同时获取材料的定量力学特性和高分辨率形貌图。在操作过程中，探针针尖以接近-缩回的方式移动，确保两者间不会形成摩擦，消除了探针和样品间的持续接触所产生的侧向力，保持了针尖和样品间的良好状态，进而理想的测量软性或硬性样品，如硬盘和生物样品。在图像中的每一点获取力-距离曲线，用于计算被测样品的机械特性。在数据收集期间，XY 扫描器停止，并控制接触时间以给扫描器足够时间去获取精确和准确的数据。在本实验中，成功地定量了具有不同模量范围的4种不同材料。各试验所得结果均接近所测材料的标称值，证明了PinPoint模式在力学特性的定量方面所具备的优越性。此外，它又同时获得了高分辨率图像，显示了样品的表面特征。

通过s-SNOM红外近场光学显微镜展示了在InAs纳米线中等离激元的真实空间成像。作者的进一步研究表明其等离激元的波长以及它的阻尼都可以通过改变InAs纳米线的尺寸和选择不同基底来调控。研究显示半导体的InAs纳米线具有应用于小型光学电路和集成设备的巨大潜力。

嵌段共聚物(BCP)纳米复合材料由于独特的纳米结构形态以及碳纳米管（CNTs）的定向掺入使得开发具有特殊热、机械和电学性能的功能材料成为可能。CNTs具有优良抗拉强度，优异导电性，高导热性，密度低等众多特点。通过将CNTs选择性地定向掺入到非混相共混物的合适相形态中，可以特异性地调整电学、热学和力学性能。碳纳米管的长径比较大阻碍了碳纳米管在纳米级BCP结构域中的定向掺入，碳纳米管的平均长度为1.5µm，明显超过了嵌段共聚物相的结构域尺寸。使用短CNTs比较容易将CNTs选择性掺入嵌段共聚物，但随着长径比的减小，电渗透阈值增加，即需要更多的填料含量来生产导电复合材料。对碳纳米管进行不同时长的球磨处理，并分别与BCP进行混合制备成复合分散体，利用LUMiSizer®分散体分析仪进行分散稳定性表征，研究不同研磨时间对稳定性的影响。

纳米注射剂可显著改善药物不良的理化性质和药代动力学特征，提高药物稳定性，增加药物在靶组织的有效积累和靶向释放，是近年来药物研发的热点。纳米注射剂的类型主要有：脂质体、纳米胶束、纳米混悬剂、纳米乳等。目前，共有29种纳米注射剂经美国 FDA或欧洲药品管理局批准用于癌症、贫血、真菌感染、黄斑变性等疾病的治疗和诊断。根据《化学药品注射剂（特殊注射剂）仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》，体外释放度是一项关键质量属性。纳米注射剂的体外释放试验通常从透析膜法、流池法、Franz 扩散池法、样品分离法、连续流动法等体外释放测试方法中选择合适的方法进行研究。本文将分享某种纳米注射剂的体外释放度研究结果，希望能跟您带来启发和帮助。

采用LaVision的DaVis 8.2.2 软件平台,可编程时间控制单元PTU, ImagerIntense高灵敏度低噪声相机，构成一套2D粒子成像测速系统。并利用该系统对纳米流体在湍流自然对流过程中的流动特性进行了实验研究和理论分析。