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分子納米技術(shù)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，幾十年來(lái)一直致力于探索在宏觀規(guī)模上發(fā)現(xiàn)小型化技術(shù)的可能性。納米技術(shù)已取得巨大進(jìn)展的一個(gè)領(lǐng)域是開(kāi)發(fā)分子機(jī)器(molecular machines)：一種受到外部刺激驅(qū)動(dòng)定向運(yùn)動(dòng)的組件。使用分子機(jī)器，可以實(shí)現(xiàn)許多功能，例如運(yùn)輸化學(xué)品、宏觀運(yùn)動(dòng)和催化。盡管分子機(jī)器實(shí)際上仍處于概念驗(yàn)證階段，但是分子機(jī)器可以催化一系列過(guò)程，包括聚合和不對(duì)稱合成。 盡管分子納米技術(shù)領(lǐng)域在1990年代開(kāi)始取得實(shí)驗(yàn)性進(jìn)展，但基本概念是由Richard Feynman提出的。后來(lái)，由于Eric …

大自然是最偉大的設(shè)計(jì)師，為人們?cè)O(shè)計(jì)多功能、高性能的材料提供了啟發(fā)。因此，仿生設(shè)計(jì)得到了科學(xué)家們的高度重視，很多研究通過(guò)對(duì)自然界中動(dòng)植物的模仿取得了很多突破性的成果。目前，模仿昆蟲(chóng)角質(zhì)層結(jié)構(gòu)的功能材料的仿生設(shè)計(jì)仍處于起步階段。科學(xué)家們?cè)谠S多昆蟲(chóng)的的表皮中發(fā)現(xiàn)了扭曲的膽甾型液晶圖案，但要想實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的精確復(fù)制卻非常困難，因?yàn)椴贿B續(xù)的圖案和顏色必須在沒(méi)有結(jié)構(gòu)的不連續(xù)的單層中共存，這就需要能控制具有高度多功能性的納米和微米級(jí)圖案的設(shè)備及工藝。不僅如此，材料的選取也面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)榛铙w生物自身僅使用幾種化學(xué)…

細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）作為一種天然藥物遞送體系在近年來(lái)持續(xù)受到科研人員的關(guān)注。細(xì)胞外囊泡，如外泌體和微囊泡，是細(xì)胞分泌的小膜顆粒（粒徑在40-1000納米）。細(xì)胞外囊泡是細(xì)胞重要的通訊手段，其通過(guò)在鄰近細(xì)胞間運(yùn)送核酸及蛋白質(zhì)來(lái)幫助細(xì)胞間完成交流活動(dòng)。與現(xiàn)有的載藥體系相比，細(xì)胞外囊泡因其天然屬性而能夠逃避吞噬作用、延長(zhǎng)藥劑體內(nèi)半衰期以及降低免疫原性。 近期，東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院的劉必成及呂林莉等人報(bào)道了一種以白介素（IL-10）作為負(fù)載藥劑的細(xì)胞外囊泡（IL…

在我們社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如汽車、航空航天等，都迫切需要輕質(zhì)、高性能的抗沖擊材料。近年來(lái)，大自然給了科學(xué)家們很多新材料設(shè)計(jì)方面的靈感，其中就包括抗沖擊材料的設(shè)計(jì)。自然界中，很多生物需要在各種壓力和沖擊下生存，這就需要大自然在有限的材料選擇和合成條件范圍內(nèi)來(lái)為它們進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)。例如軟體動(dòng)物的殼就具有出色的強(qiáng)度和韌性，可以抵御捕食者的擠壓和穿透。但強(qiáng)中自有強(qiáng)中手，“網(wǎng)紅”螳螂蝦就能通過(guò)它dactyl club（類似“胳膊肘”）的高應(yīng)變率撞擊來(lái)使其破裂，并且螳螂蝦已經(jīng)進(jìn)化出了避免自身高應(yīng)變率撞擊帶來(lái)…

2019年9月，美國(guó)化學(xué)會(huì)出版社宣布設(shè)立”ACS Central Science顛覆者與創(chuàng)新者獎(jiǎng)”(ACS Central Science Disruptors Innovators Prize),以表彰具有廣泛意義且能推動(dòng)領(lǐng)域變革、范式轉(zhuǎn)型和核心科學(xué)發(fā)展的科學(xué)突破。”ACS Central Science顛覆者與創(chuàng)新者獎(jiǎng)”將由評(píng)選委員會(huì)每?jī)赡暝u(píng)選一次。斯坦福大學(xué)的鮑哲南教授成為首位”ACS?Central Science顛覆者與創(chuàng)新者…

不斷刷新效率的鈣鈦礦電池與太陽(yáng)能電池（HOPVs）以其自身的魅力使得人們?cè)趯ふ宜鼈兊募夹g(shù)應(yīng)用上樂(lè)此不疲。在探索的道路上，人們將目光定睛在太空飛行器上。盡管目前的無(wú)機(jī)硅太陽(yáng)能電池板具有很高的效率，但是它們不僅功率小而且還略顯笨重，因此輕巧的鈣鈦礦/有機(jī)太陽(yáng)能電池便顯得格外誘人。最近，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究者們第一次將鈣鈦礦/有機(jī)太陽(yáng)能電池借助火箭送往太空，在極端環(huán)境下，電池仍能高效率工作，并可以直接利用陽(yáng)光或者來(lái)自地球表面的反射光，功率密度在7-14mW/cm2之間，該種子選手令人眼前一亮，展示…

非晶態(tài)金屬氧化物（MO）半導(dǎo)體由于具有寬的帶隙和高的電子遷移率，成為下一代透明柔性電子器件的重要候選材料。在這些材料中，銦鎵氧化鋅（IGZO）是熱門材料之一，流動(dòng)性為10-100 cm2/Vs，在晶相和非晶相中都能穩(wěn)定工作。Ga比In具有更大的氧結(jié)合焓，調(diào)整Ga濃度可以控制和穩(wěn)定IGZO中的載流子濃度，制造的濺射IGZO器件（In:Ga:Zn～1:1:1）用于優(yōu)化薄膜晶體管（TFT）開(kāi)關(guān)，但會(huì)極大的降低In2O3矩陣的電子遷移率。目前，300℃以下的溶液處理/退火方法代替了物理氣相沉積制備MO電…

近年來(lái)，越來(lái)越多的多肽藥物被用于治療糖尿病、細(xì)菌感染、腫瘤等疾病。與傳統(tǒng)小分子藥物相比，多肽藥物具有更好的特異性和生物相容性。然而，多肽在體內(nèi)極易被酶降解，致其體內(nèi)半衰期短，難以達(dá)到治療效果，阻礙了多肽藥物的廣泛應(yīng)用。此外，由于大多數(shù)多肽不能穿透細(xì)胞膜，因此目前的多肽藥物僅局限于細(xì)胞外靶點(diǎn)，如細(xì)胞表面的受體、離子通道和分泌性蛋白等。開(kāi)發(fā)高效、安全的多肽胞內(nèi)遞送技術(shù)對(duì)于生物醫(yī)藥的發(fā)展具有重要的意義。 近日，華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院程義云團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種氟標(biāo)簽技術(shù)用于多肽胞內(nèi)遞送。這種方法相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)…

推動(dòng)著科學(xué)與社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步的，不僅有牛頓、愛(ài)因斯坦、愛(ài)迪生之類眾望所歸的科學(xué)巨擘，亦有富蘭克林、圖靈這樣的“離經(jīng)叛道”。開(kāi)創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)來(lái)自于對(duì)墨守成規(guī)的質(zhì)疑，真理往往掌握在少數(shù)人手中。近日，Nature Chemistry,?JACS, Angew,?Chemical Science，Canadian Journal of Chemistry和Croatica Chemica Acta?期刊共同刊發(fā)了一篇題為“A diverse view of science to catalyse chang…

作為肉眼能看到的最后一種元素之一，鋦在錒系元素中是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗陌胩畛?f?7殼層的能量比其他5f?n結(jié)構(gòu)低，因此它既不易氧化還原，又不易形成與5f殼層結(jié)合的化學(xué)鍵。   然而，在高壓下，金屬鋦的5f電子經(jīng)歷了從局域到流動(dòng)的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變伴隨著由鋦原子之間的磁相互作用所決定的晶體結(jié)構(gòu)。 那么，是否也可以通過(guò)施加壓力來(lái)改變鋦（III）-配體相互作用中的前線金屬軌道，從而誘導(dǎo)形成具有一定共價(jià)性的金屬-配體鍵呢？ 由佛羅里達(dá)州立大學(xué)教授Thomas?Albrecht-Schmitt及布…

增材制造（3D打?。┘夹g(shù)以數(shù)字模型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件與數(shù)控系統(tǒng)將材料按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜及可定制化結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。由于3D打印結(jié)構(gòu)是靜止的，缺乏功能性及自適應(yīng)能力，因此在智能結(jié)構(gòu)及器件應(yīng)用上存在諸多限制。 自2013年4D打印概念被首次提出后，4D打印技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。4D打印技術(shù)是在3D打印技術(shù)基礎(chǔ)上引入了時(shí)間作為第四個(gè)維度，實(shí)現(xiàn)了3D打印結(jié)構(gòu)在外界刺激（如熱、電、磁、光，濕度等）下，其形狀、性能和功能隨著時(shí)間發(fā)生特定的轉(zhuǎn)變。4D打印技術(shù)的成型…

水凝膠是近年最為火熱的生物材料之一。它們具有化學(xué)和結(jié)構(gòu)上的多功能性，使其可以在包括組織工程，藥物遞送和細(xì)胞培養(yǎng)廣泛使用。水凝膠的形成是溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變過(guò)程，并且可以通過(guò)設(shè)計(jì)不同的觸發(fā)因素來(lái)引發(fā)，這些觸發(fā)因素可以精確控制水凝膠化動(dòng)力學(xué)和水凝膠結(jié)構(gòu)。所選的水凝膠引發(fā)劑和化學(xué)性質(zhì)可能對(duì)目標(biāo)應(yīng)用的成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 近日，帝國(guó)理工學(xué)院研究人員詳細(xì)概述了一些觸發(fā)水凝膠形成的可用方法，并描述了每種方法的機(jī)理，優(yōu)點(diǎn)和局限性，并基于它們是直接引發(fā)凝膠作用（本征凝膠作用）還是通過(guò)從中間組分釋放凝膠引發(fā)劑（間接凝…