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分子納米技術是一個快速發(fā)展的領域，幾十年來一直致力于探索在宏觀規(guī)模上發(fā)現(xiàn)小型化技術的可能性。納米技術已取得巨大進展的一個領域是開發(fā)分子機器(molecular machines)：一種受到外部刺激驅動定向運動的組件。使用分子機器，可以實現(xiàn)許多功能，例如運輸化學品、宏觀運動和催化。盡管分子機器實際上仍處于概念驗證階段，但是分子機器可以催化一系列過程，包括聚合和不對稱合成。 盡管分子納米技術領域在1990年代開始取得實驗性進展，但基本概念是由Richard Feynman提出的。后來，由于Eric …

大自然是最偉大的設計師，為人們設計多功能、高性能的材料提供了啟發(fā)。因此，仿生設計得到了科學家們的高度重視，很多研究通過對自然界中動植物的模仿取得了很多突破性的成果。目前，模仿昆蟲角質層結構的功能材料的仿生設計仍處于起步階段?？茖W家們在許多昆蟲的的表皮中發(fā)現(xiàn)了扭曲的膽甾型液晶圖案，但要想實現(xiàn)對它們的精確復制卻非常困難，因為不連續(xù)的圖案和顏色必須在沒有結構的不連續(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圖案的設備及工藝。不僅如此，材料的選取也面臨挑戰(zhàn)，因為活體生物自身僅使用幾種化學…

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

在我們社會生活的各個領域，如汽車、航空航天等，都迫切需要輕質、高性能的抗沖擊材料。近年來，大自然給了科學家們很多新材料設計方面的靈感，其中就包括抗沖擊材料的設計。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來為它們進行巧妙的設計。例如軟體動物的殼就具有出色的強度和韌性，可以抵御捕食者的擠壓和穿透。但強中自有強中手，“網(wǎng)紅”螳螂蝦就能通過它dactyl club（類似“胳膊肘”）的高應變率撞擊來使其破裂，并且螳螂蝦已經進化出了避免自身高應變率撞擊帶來…

2019年9月，美國化學會出版社宣布設立”ACS Central Science顛覆者與創(chuàng)新者獎”(ACS Central Science Disruptors Innovators Prize),以表彰具有廣泛意義且能推動領域變革、范式轉型和核心科學發(fā)展的科學突破。”ACS Central Science顛覆者與創(chuàng)新者獎”將由評選委員會每兩年評選一次。斯坦福大學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能電池（HOPVs）以其自身的魅力使得人們在尋找它們的技術應用上樂此不疲。在探索的道路上，人們將目光定睛在太空飛行器上。盡管目前的無機硅太陽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/有機太陽能電池便顯得格外誘人。最近，德國慕尼黑工業(yè)大學的研究者們第一次將鈣鈦礦/有機太陽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，并可以直接利用陽光或者來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具有更大的氧結合焓，調整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）開關，但會極大的降低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，越來越多的多肽藥物被用于治療糖尿病、細菌感染、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，多肽在體內極易被酶降解，致其體內半衰期短，難以達到治療效果，阻礙了多肽藥物的廣泛應用。此外，由于大多數(shù)多肽不能穿透細胞膜，因此目前的多肽藥物僅局限于細胞外靶點，如細胞表面的受體、離子通道和分泌性蛋白等。開發(fā)高效、安全的多肽胞內遞送技術對于生物醫(yī)藥的發(fā)展具有重要的意義。 近日，華東師范大學生命科學學院程義云團隊開發(fā)了一種氟標簽技術用于多肽胞內遞送。這種方法相對傳統(tǒng)技術…

推動著科學與社會的發(fā)展和進步的，不僅有牛頓、愛因斯坦、愛迪生之類眾望所歸的科學巨擘，亦有富蘭克林、圖靈這樣的“離經叛道”。開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)來自于對墨守成規(guī)的質疑，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一無二的，因為它的半填充5f?7殼層的能量比其他5f?n結構低，因此它既不易氧化還原，又不易形成與5f殼層結合的化學鍵。   然而，在高壓下，金屬鋦的5f電子經歷了從局域到流動的轉變。這種轉變伴隨著由鋦原子之間的磁相互作用所決定的晶體結構。 那么，是否也可以通過施加壓力來改變鋦（III）-配體相互作用中的前線金屬軌道，從而誘導形成具有一定共價性的金屬-配體鍵呢？ 由佛羅里達州立大學教授Thomas?Albrecht-Schmitt及布…

增材制造（3D打印）技術以數(shù)字模型設計為基礎，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將材料按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，實現(xiàn)復雜及可定制化結構的構建。由于3D打印結構是靜止的，缺乏功能性及自適應能力，因此在智能結構及器件應用上存在諸多限制。 自2013年4D打印概念被首次提出后，4D打印技術受到了國內外學者的廣泛關注。4D打印技術是在3D打印技術基礎上引入了時間作為第四個維度，實現(xiàn)了3D打印結構在外界刺激（如熱、電、磁、光，濕度等）下，其形狀、性能和功能隨著時間發(fā)生特定的轉變。4D打印技術的成型…

水凝膠是近年最為火熱的生物材料之一。它們具有化學和結構上的多功能性，使其可以在包括組織工程，藥物遞送和細胞培養(yǎng)廣泛使用。水凝膠的形成是溶膠-凝膠轉變過程，并且可以通過設計不同的觸發(fā)因素來引發(fā)，這些觸發(fā)因素可以精確控制水凝膠化動力學和水凝膠結構。所選的水凝膠引發(fā)劑和化學性質可能對目標應用的成功實現(xiàn)產生深遠影響。 近日，帝國理工學院研究人員詳細概述了一些觸發(fā)水凝膠形成的可用方法，并描述了每種方法的機理，優(yōu)點和局限性，并基于它們是直接引發(fā)凝膠作用（本征凝膠作用）還是通過從中間組分釋放凝膠引發(fā)劑（間接凝…