国家纳米科学中心

培安公司版权所有 未经许可 不得复制 纳米科学研究已经发展多年了, 目前仍然是较新的科技领域. 随着该领域的不断发展, 纳米材料应用非常广泛，其中包括显示装置，电伏装置，固态照明及生物医学方面的应用。在纳米材料的合成过程中，其中一个难题就是控制晶体生长的热动力学参数，关键就在于把握好”成核理论”。现在研究者可以透过微波能量的应用，溶剂和反应物的选择，从原子水平控制结晶成长过程。 微波能量可以均匀的把热能分布在分子上，更重要的是，微波可以迅速的对反应物加热。 因为化学反应的热量控制会直接影响到结晶成长，所以微波的”瞬时加热”及”瞬时停止”特性使研究员能够更直接地掌握结晶的成长速度。因为微波本身的特性，利用微波能量合成纳米材料是非常有效的方法。

中國国家纳米科学中心丁黎明教授团队利用自然干燥法成功制备高效钙钛矿太阳能电池。通过溶液互扩散制备组分梯度铅卤化物薄膜,高通量筛选适合自然干燥的组分。优化后的铅卤化物锂离子电池效率达23.28%,打破自然干燥法效率纪录。

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。

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。

碳纳米管(CNTs)是具有圆柱形纳米结构碳的同素异形体。由CNTs构成的复合材料展示了有趣的和新颖的特性，这使得它们可以应用于多个领域，如材料科学、电子，光学或其他领域等。聚合物/多壁碳纳米管的复合材料可以使用SAXSess mc² 进行测量。 碳纳米管的内部结构可以通过碳纳米管横截面的电子密度分布计算得出。

碳纳米管以其独特的结构和优异的性能，在纳米、生物、能源、催化、电子材料等领域有很大的应用潜力。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来；目前碳纳米管的合成和应用已经成为材料科学研究的前沿热点。然而，由于其分散性以及与基体材料的相容性问题制约着碳纳米管材料的发展；为解决这两个问题，很多科研工作者致力于碳纳米管表面改性的研究，以提升其分散性和相容性。XPS作为一种表面分析技术，由于其表面敏感性，这就使XPS成为碳纳米管研究过程中一种必不可少的研究手段。本文通过ESCALAB Xi+对改性前后的碳纳米管进行检测分析，探索不同改性工艺获得的改性碳纳米管的结构与组成信息，文章中将详细介绍如何利用XPS准确的获得材料表面组成和化学态信息。

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。

这项工作的中心目标是获得稳定的纳米复合物，用于胰岛素的输送。聚电解质纳米复合材料很少能保持稳定状态，并且经常发生聚集。通过钙离子诱导和聚电解质间的静电相互作用，制备了由海藻酸钠、硫酸葡聚糖、聚乙二醇4000、泊洛沙姆188、壳聚糖（CS）和牛血清白蛋白组成的胰岛素口服纳米复合物。壳聚糖对于纳米复合材料的最终尺寸至关重要，并且存在最适含量，可以合成400-600 nm尺寸的纳米复合材料。使用不同分子量（MW）和不同浓度的CS来制备具有强抗聚集性的纳米复合材料，合成后，用LUMiSizer评估纳米复合材料的稳定性。

合成生物学被认为将催生新一代生物技术的革命，欧美等发达国家早在十多年前就开始设立和资助大型合成生物学研究中心。至今为止，美国政府已支持设立3个大型合成生物学研究中心，英国政府已经资助6个大型合成生物学研究中心。其中，美国国防高级研究计划局(DARPA)资助的“生命铸造厂(Living Foundries)计划”是实施最早、规模最大的计划之一，目标是利用合成生物学技术构建基千生物体的新型制造平台。德国、荷兰、日本、新加坡澳大利亚等国也在紧密跟进，在各大研究中心与学术机构中，一般都搭建有生物铸造厂作为核心。我国合成生物学领域的布局晚于欧美等发达国家，但推进速度快、投入集中、目标明确。2013年，中国把建设“合成生物研究重大科技基础设施”项目列入《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》的总体部署，并于2018年1月批复立项，设施计划投入9.4亿元人民币。同时，科技部从2018年至2020年连续3年发布国家重点研发计划“合成生物学”重点专项:教育部自2018年开始启动合成生物学前沿科学中心立项和建设。丹纳赫生命科学平台整合了独特的优势技术,产品和方案，盖了合成生物学的“设计-构建测试学习闭环工作流，针对现有生物铸造厂中试错实验量大、自动化手段少、大片段DNA合成成本高、研究维度单一等局限，提供了围绕川克曼库尔特生命科学自动化工作平台为核心的高通量现代合成生物学工业平台。运用创新的纳升级声波移液系统、IDT单链寡核苷酸和双链DNA片段、美谷分子的智能微孔板检测系统、SCIEX基于高端质谱的代谢/脂质蛋白等多组学分析技术、徕卡显微系统的高分辨和共聚焦显微镜等，有效降低成本、提升通量、拓展研究深度和广度。

这项工作的中心目标是获得稳定的纳米复合物，用于胰岛素的输送。聚电解质纳米复合材料很少能保持稳定状态，并且经常发生聚集。通过钙离子诱导和聚电解质间的静电相互作用，制备了由海藻酸钠、硫酸葡聚糖、聚乙二醇4000、泊洛沙姆188、壳聚糖（CS）和牛血清白蛋白组成的胰岛素口服纳米复合物。壳聚糖对于纳米复合材料的最终尺寸至关重要，并且存在最适含量，可以合成400-600 nm尺寸的纳米复合材料。

自1991年碳纳米管被发现以来，就吸引了众多科学家和研究学者的注意。根据其手性参数的不同，碳纳米管既可呈金属又可呈半导体的性质。由于单壁和多壁碳纳米管独特的结构、力学性能和电学性能，使其在材料和器件方面有着广泛的应用。本论文主要对碳纳米管膜的电学性质、压阻效应和电化学性质进行了研究。本论文首先讨论了对碳纳米管的不同酸处理方法，并用透射电镜图和傅立叶红外谱表征了处理前后的碳纳米管，结果发现经过酸处理后的碳纳米管的端头被打开，并接上了羧基，成为羧基修饰的碳纳米管。文章对不同管径的碳纳米管膜电阻率随温度的变化进行了测定，发现所有这些碳纳米管膜电阻率均随温度的上升而呈下降趋势，即表现出非金属性。建立了碳纳米管膜的导电模型，其电阻率随温度的变化趋势与实验相符合。计算了碳纳米管膜的激活能，结果表明，碳纳米管膜的激活能随着管径的增加而减小。该研究对碳纳米管膜的应用有很好的指导意义。对碳纳米管膜的压阻效应进行了实验研究。研究表明，未处理的和经化学处理的碳纳米管膜相比，在相同的应变下，经化学处理的碳纳米管膜的电阻变化要大于未处理的碳纳米管膜的电阻变化；而对不同管径的多壁碳纳米管膜的研究发现，在相同的应变下，管径越小，电阻相对变化率就越显著。压阻因子K和应变的关系并没有显示出很好的规律性，在相同的温度下，未处理的碳纳米管膜的压阻因子在开始的时候随着应变的增加迅速增大，而后又逐渐减小。然而经化学处理后的碳纳米管膜的压阻因子随应变增加一直增大，两个样品的压阻因子随温度的升高也有很大的增加；在室温下对不同管径的多壁碳纳米管膜的压阻效应的研究发现，管径较小的碳纳米管膜与管径较大的相比具有更好的压阻效应，文中还对压阻效应的机制进行了详细的讨论。采用硝酸处理的方法实现了对氮掺杂碳纳米管的羟基修饰，使其具有化学活性，碳纳米管电化学性质主要决定于碳纳米管膜活化能和碳纳米管表面的官能团两个重要因素。碳纳米管的微孔道结构和端头的活性基团对多巴胺的氧化有很强的催化作用。正是由于这些催化作用，碳纳米管电极可用于在微量多巴胺与大量抗坏血酸共存下的检测等，并表现出很高的灵敏性和选择性。

纳米缓释型阿维菌素粉剂新剂型研究 以空心多孔纳米SiO2 为缓释载体,利用超临界包埋法、结合球磨分散与喷雾干燥等工艺制备了具有缓释和防止紫外光降解双重特性的阿维菌素纳米缓释粉剂。液相色谱分析表明阿维菌素在制剂的制备前后性质未发生变化。所制缓释粉剂经水分散后粒径约为200～500 nm ,分布均匀。悬浮稳定性和热贮稳定性均符合国家农药制剂标准。未制剂化的载药微球因微囊团聚严重,药物释放过程阻力大,药物累积释放大概1400min 后仅达60 % 而缓释粉剂在溶出的前5 min 即释放70 % ,具有迅速灭杀害虫效果,而剩余的农药以较为平缓的速率释放,在100 min后累积释药80 % ,并且可以受到载体的保护而不受紫外光降解影响.

ATAGO（爱拓）阿贝折光仪NAR-1T，又称：阿贝折射仪，折射率检测仪测量各类纳米材料、复合材料折射率（nD），帮助企业研发中心进行材料分析、产品研发。

近年来，纳米晶体材料作为氢储存材料的研究成为学者们关注的重点。尤其是达到纳米晶体结构的镁合金可使氢化作用显著增加。本研究通过采用室温，在高压氢气氛保护作用下，通过96小时的实验，使用行星式高能球磨机，用氢诱导机械合金的方法将镁（Mg）和镍（Ni）金属条合成了Mg2NiHx纳米晶体材料。其中，球料比（BCR）分别为30:1和66:1，使用X射线衍射（XRD）和扫描电镜的方法（TEM）的方法测量了样品的最终粒度，通过TGA测量吸附氢的量 (AHC) 。使用的等温热重分析法 (ITGA) 和压力合成等温线分析 (PCI) 计算了脱氢动力学参数和活化能。 X射线衍射（XRD）和扫描电镜的方法（TEM）的数据说明，当球料比（BCR）增加时，Mg2NiHx的峰值也会相应增宽，并且颗粒形成小于10 nm纳米晶体无定形相。等温热重分析法 (ITGA) 和压力合成等温线 (PCI) 分析显示纳米晶体的脱氢动力学参数显著增加。结果显示：球料比（BCR）主要影响纳米晶体相的粒度和片断，以及吸附氢的量 (AHC) 的脱氢动力学参数。 本实验采用了德国 Fritsch 公司的四罐行星式高能球磨机 ”Pulverisette 5” ，采用不锈钢的研磨装置，在2 Mpa 的氢气（纯度：99.9999%）环境中，采用球料比（BCR）为30：1和66：1两种比率，在200 rpm 的转速下研磨96h。 具体的研磨粉碎实验方法及相关实验数据，欢迎您来电话与北京飞驰科学仪器有限公司取得联系。

阿米精控科技（山东）有限公司专注于纳米运动控制及超精密机电系统领域的创新设计及产品研发，是一家集研发设计、制造、销售于一体，拥有全自主知识产权的微纳测控及超精密自动化“系统级硬科技”公司。阿米精控纳米运动平台基于微纳柔性机构和压电执行器实现超高分辨力纳米运动，内置光栅/电容微位移传感器，通过高性能纳米伺服系统实现闭环控制，具有亚纳米级运动分辨率、纳米级运动精度和高速、高动态轨迹扫描功能。

自1991年首次发现了纳米管，新形式的碳纳米管广泛地引起了学者们的注意。近期，人们的焦点汇集到了制备小纳米管，如小于1um。常用的方法有超声波切割法和STM电压法。但是这些方法的缺点是无法制备毫克级的样品。 本文着重介绍了使用德国Fritsch公司的P0--微型振动球磨机，通过一种简单的新方法制备毫克级的带有敞开末端的“短碳纳米管”。这种方法主要是通过使用德国Fritsch公司的P0--微型振动球磨机，采用玛瑙的研磨碗和研磨球，在不同的金属催化剂中进行乙炔分解，通过强烈的撞击作用来实现的。 实验证明：德国Fritsch公司的P0--微型振动球磨机是制备带有敞开末端的多内壁纳米管行之有效的简单方法。催化裂解多内壁纳米管可以获得“短碳纳米管”。平均的长度为：0.7-0.9um。并且在整个的研磨过程中，可以获得非常均匀的纳米管，即使研磨的时间为120h,也没有其他形式的纳米管。 纳米管最终的长度取决于根据直径不同的纳米管裂解程度，以及使用不同型号德国Fritsch公司的球磨机，如：P0-微型振动球磨机，P4-可变速率比行星式高能球磨机，P5-四罐行星式高能球磨机，P7-微型行星式高能球磨机，P23-微型球磨机。 具体的研磨粉碎实验方法及相关实验数据，欢迎您来电话与北京飞驰科学仪器有限公司取得联系。

由于工程纳米颗粒 (EN) 在各行业中的使用不断增加以及对环境和消费者风险开展的后续研究也在不断增加，对纳米颗粒 (NP) 表征的需求在近年呈现爆炸式增长的趋势。

众所周知，学者一般常常采用行星式高能球磨机的方法来制备纳米晶化合物。目前常规的行星式高能球磨机的研磨盘公转和研磨碗自转比率均为1：2固定转速，公转转速一般为：300-650rpm。常规的球磨机目前只能通过改变公转转速，球料比等方法来改变研磨条件，因此这种方法具有一定的局限性。 本研究采用的德国Fritsch公司的可变速率比行星式高能球磨机 ”pulverisette 4”，该可变速率比行星式高能球磨机是目前全球唯一的一款可改变公转和自转比率的高能球磨机。可通过改变公转和自转比率产生其他常规的行星式高能球磨机无法产生的研磨中间条件，从而为制备纳米晶化合物提供了多元化的方法。 本研究以高纯度Ba，Fe，Sb，Co为原料，按化学式配比，采用两步固相反应法合成了单相的BayFexCo4-xSb12粉体，其粉末平均颗粒尺寸约为3um。采用德国Fritsch公司的可变速率比行星式高能球磨机 ”pulverisette 4”，通过高能球磨法，在球料比为30:1，主盘转速为200r/min，行星盘转速为-6r/min的条件下制备出平均颗粒尺寸为100nm的粉末。以纳米级和微米级BayFexCo4-xSb12粉体为原料，采用放电等离子烧结（SPS）法制备BayFexCo4-xSb12纳米晶块体材料，烧结温度和时间对烧结体平均晶粒尺寸的影响如下： 在相同烧结条件下，原料为纳米粉体的烧结体的平均晶粒尺寸显著地小于原料为微米粉体的烧结体的平均晶粒尺寸；在相同烧结温度下，随烧结时间的增加，平均晶粒尺寸增大； 在相同烧结时间下，随烧结温度的增加，平均晶粒尺寸增大。当烧结温度为550℃，烧结时间5min时，得到了最小平均晶粒尺寸为150nm的BayFexCo4-xSb12块体材料。具体的研磨粉碎实验方法及相关实验数据，欢迎您来电话与北京飞驰科学仪器有限公司取得联系。

在医药领域中，通过化学合成方法来制备活性药物是药物研发的最常用方法。但通常这些合成药物大约有60%存在溶解性和低生物利用度问题而限制了药物的使用。如抗精神病药物Aripiprazole（阿立哌唑纳）是一种弱碱性物质，药效好，但为pH依赖性溶解，一般口服制剂难以发挥疗效。本研究采用纳米沉降/酸碱中和均质法制备aripiprazole纳米悬浮液，通过B90纳米喷雾干燥技术制备纳米颗粒，提高了aripiprazole药物的溶出度和口服生物利用度。纳米微粒极大的增加了药物的溶解性能，采用B90制备的纳米颗粒粒径分布均一，多分散指数（polydispersion index）值为0.25，平均粒径为357nm

近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。如可以制成透明导电的薄膜，用以代替ITO（氧化铟锡）作为触摸屏的材料。同时碳纳米管触摸屏还具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性，可以制做出曲面的触摸屏，具有高度的潜力可应用于穿戴式装置、智慧家俱等产品。

相较于传统的纳米颗粒纯化方法，如超速离心、搅拌室过滤、透析或者色谱方法，中空纤维洗滤（中空纤维切向流过滤）是一种更加高效、快速的替代方法。中空纤维洗滤可以用于纯化多种纳米颗粒，包括脂质体、胶乳颗粒、磁珠以及纳米管。中空纤维洗滤是一种基于膜分离的技术，膜孔径的大小决定了大分子或颗粒是被截留还是通过。这是一种流动的过程，样品温和循环通过管状膜。通过缓冲液的置换，可以获得纯化的纳米颗粒。中空纤维膜洗滤可以从研发体积直接线性放大到生产规模。通过增加膜纤维数量并维持关键操作参数，大体积样品可在和小规模研发体积一致的条件下完成。

日前，由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成，可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。

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。

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。

"当前测试血氧饱和度的方法有三种：脉搏血氧仪，血气分析仪和光声显微成像。脉搏血氧仪虽然可动态实时监测，但分辨率低，无法实现单根血管的血氧饱和度监测。血气分析仪准确性高，但是需要进行有创性采血监测，无法做到实时动态。光声显微成像，可以实时动态监测，分辨率高，但对深层组织的血氧饱和度成像时，准确性不够。利用我们所开发的 NIR-IIb 成像系统可以实时动态，准确的对单根血管的血氧饱和度进行可视化监测。"方治国博士表示。方博士师从国家纳米科技中心钟业腾研究员，上述研究已经发表在了《Nature Nanotechnology》上。

微纳米气泡是指液体中存在的直径在100nm-100μ m之间的气泡，是通过专用的气泡发生器产生的。含有微气泡的水具有很多奇特的功效：用微纳米气泡养鱼能提高产量，用微纳米气泡栽培或灌溉能促进作物生长，微纳米气泡浴能有清洁、镇静和愉悦身心的效果，向污水中注入微气泡能加速水体及底泥中污染物的生物降解过程，实现水质净化。但是，微纳米气泡的粒度分布决定了它的性能，准确测试微纳米气泡的粒度，对验证微纳米气泡发生器的效能、评价微纳米气泡的效果至关重要。那么，怎样测试微纳米气泡的粒度呢？

该实验演示了一种新的探针逼近方式——力挠曲谱线方式测量纳米线及纳米管的杨氏模量的方法。原子力显微镜应用

在众多类型的膜材料中，醋酸纤维素（Cellulose Acetate-CA）是最古老的材料之一，改性后的CA具有生物相容性好、脱盐性好、电位通量高、韧性好、成本相对较低等特点，使其仍然是一种非常有前景的材料。最近，混合基质膜材料（Mixed Matrix Membrane Materials-MMMS）受到高度重视，这主要归功于它们在增加机械稳定性、较低的塑化和抑制降解等方面的性能改进。纳米碳材料作为合适的填料在最终混合基质制备的膜上产生了新的先进性能。碳纳米管（CNTs），包括单壁和多壁SWCNTs和MWCNT碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯纳米板结构（GO，GNPS）目前处于膜技术用填料的第一线，可提高最终膜材料的各项物理化学性能。本论文使用高纯度碳纳米管、醋酸纤维素和二丙酮醇制备了混合基质膜，并研究了分散方法（主要是超声和转子-定子系统）对混合基质稳定性的影响，以及最终膜结构特性的影响。

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

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