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关键词： 氧化铈   纳米酶   纳米材料   抗菌性能   生物相容性   大肠杆菌  

摘要： 背景:由于细菌对抗生素耐药性的发展,多重耐药菌感染的增加已成为现代医疗保健中的主要问题,研发新的抗菌替代药物材料具有重要意义。目的:合成一种CeO_(2)纳米酶并进行一系列表征,研究其生物相容性以及对大肠杆菌的抗菌性能。方法:采用水热法合成CeO_(2)纳米酶,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶红外分析、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜等表征方法对其形貌、产物成分和化学组成进行分析,利用3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色实验对CeO_(2)纳米酶的过氧化物模拟酶活性进行表征。使用CCK-8法评价不同质量浓度(10,25,50μg/mL)CeO_(2)纳米酶对小鼠成纤维细胞L929的毒性作用。使用平板计数法评价CeO_(2)纳米酶在不同条件下对大肠杆菌的抗菌性能,使用活性氧检测试剂盒检测不同条件处理后的细菌内活性氧水平变化。结果与结论:①CeO_(2)纳米酶的形貌为棒状,其中Ce^(3+)占Ce^(3+)和Ce^(4+)总和的29.87%,平均晶粒尺寸为7.4 nm;在pH=5.5、含底物TMB的微酸性环境下,CeO_(2)纳米酶和H_(2)O_(2)混合后表现出优异的过氧化物酶活性,但在pH=7.4的情况下未表现出过氧化物酶模拟活性。②不同质量浓度的CeO_(2)纳米酶对小鼠成纤维细胞L929均无明显的细胞毒性。③在pH=5.5的微酸性环境中,单独存在CeO_(2)纳米酶(10μg/mL)时,大肠杆菌受到一定程度的抑制,CFU结果下降约0.5个log(P<0.01);在含H_(2)O_(2)(50μmol/L)的微酸性环境中,CeO_(2)纳米酶对大肠杆菌表现出优异的抗菌效果,CFU结果下降约1.5个log(P<0.001)。当CeO_(2)纳米酶单独存在时,大肠杆菌中活性氧水平升高(P<0.05);当CeO_(2)纳米酶与H_(2)O_(2)共同存在时,大肠杆菌中活性氧水平显著升高(P<0.001)。④结果表明,CeO_(2)纳米酶具有良好的生物相容性与一定的抗菌能力,可在含低浓度H_(2)O_(2)的微酸性环境下表现出过氧化物酶活性,产生活性氧杀灭细菌,进而表现出更优异的抗菌效果。

关键词： 手性   纳米材料   光学性质   表征   细胞   抗菌   抗病毒  

摘要： 手性纳米材料是一类新兴的具有纳米尺度手性和生物学稳定性的材料，在药理学、生物学和药物开发等领域受到研究者们的广泛关注。手性纳米材料的合成方法主要包括手性配体介导、自组装及外场感应法。与天然手性材料相比，手性纳米材料通常表现出独特的光学性质，如等离子体圆二色性、光子圆二色性和圆偏振发光效应，其主要利用圆二色光谱和圆偏振发光光谱进行表征。基于手性纳米材料独特的光学性质，研究者考察了手性纳米材料对细胞的影响，先后发展了对革兰氏阴性菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等具有选择性抗菌的手性纳米材料，以及对乙肝病毒、烟草花叶病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒等具有选择性抗病毒作用的手性纳米材料。本文在简要介绍手性纳米材料的合成方法、光学性质及其表征的基础上，系统总结了手性纳米材料对细胞的影响以及其在抗菌及抗病毒领域的研究进展，并对该领域目前存在的问题及未来的发展方向进行了总结及展望。

关键词： 聚苯胺   纳米材料   掺杂   腐蚀   环氧涂层  

摘要： 为改善纳米复合材料形貌结构和提高其防腐性能，减少材料腐蚀导致的经济损失和安全事故，本文在硫酸体系中通过原位聚合将苯胺(ANI)分别与不同配比的还原氧化石墨烯(RGO)和碳纳米管(CNTs)制备RGO/PANI和CNTs/PANI一次掺杂态产物，将一次掺杂态产物分别经氨水解掺杂后，在硫酸体系中对两种产物共同进行二次掺杂制备得到硫酸RGO CNTs/Redoped PANI复合材料。利用SEM、TEM、FTIR、UV-Vis对不同产物的形貌和结构进行表征，通过电化学测试研究了产物的防腐性能；并将二次掺杂制备的三元纳米复合材料与环氧树脂制备成涂层，对涂层进行交流阻抗测试和中性盐雾试验。结果表明：二次掺杂方法可有效提升原位聚合的产物性能；在RGO:ANI为1:10，CNTs:ANI为1:15时，产物形貌和防腐性能最优，缓蚀率可达81.18%；制备的复合涂层在3.5 wt.%NaCl溶液中浸泡1440 h后，仍保持较高阻抗值，添加量为1 wt.%的涂层阻抗值达6.019×1010Ω·cm2，且经1440 h中性盐雾试验后，涂层表面无鼓泡和其它劣化现象，仅在划痕处有少量锈蚀但未扩散蔓延，体现出优异的防腐性能。表明开发基于聚苯胺纳米复合材料重防腐涂料体系的可行性，可为金属材料提供长效防护。

关键词： 复合污染   纳米材料   土壤污染   土壤修复  

摘要： 近年来，由于人类活动而造成的土壤污染越发严重，尤其是土壤的复合污染问题亟待解决。复合污染主要分为重金属复合污染、有机物复合污染还有重金属-有机物复合污染。目前，针对复合污染土壤的处理主要有物理方法、化学方法以及生物方法3种，但都有一定的局限性。纳米材料因其具有大比表面积、强还原和吸附能力以及小粒径尺寸等优点为土壤修复提供了新的视角，并在实践中有很大的应用价值。对此综述了纳米材料在治理复合污染土壤中的应用、纳米材料应用于复合污染土壤的修复机理以及纳米材料修复复合污染土壤的影响因素，对纳米材料在复合污染土壤中的应用前景进行展望，以期为纳米材料在复合污染土壤中的安全有效应用提供科学参考。

关键词： 压电材料   纳米材料   压电效应   压电催化   活性氧   抗菌治疗   抗生素   耐药性  

摘要： 背景：压电材料可通过催化作用产生活性氧，通过多种途径来破坏细菌，而且不会导致细菌产生耐药性。这种不依赖抗生素的抗菌方式具有明显的优势，可以对细菌进行无差别的杀伤，为今后的抗菌策略提供了一种新思路。目的：文章主要总结了有关压电材料特性与抗菌机制，并讨论了部分压电材料在抗菌领域的研究现状。方法：在PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中，以“压电材料，压电催化，活性氧，抗菌，细菌感染，抗感染，耐药性”为中文检索词，以“piezoelectric materials,piezoelectricity,piezoelectric catalysis,piezocatalysis,reactive oxygen species,ROS,bacterial infection,antibacterial strategies,anti-infection,drug resistance,drug-resistant bacteria”为英文检索词。检索时间范围重点为2013年1月至2023年12月，通过阅读文题和摘要进行初步筛选；排除中英文重复性研究及内容不相关的文献，经文献质量评价后，最后纳入68篇文献进行综述。结果与结论：(1)压电材料是一类性质稳定的环境友好型材料，其大多数具有良好的生物相容性。(2)压电材料在压电效应过程中可催化产生大量活性氧，活性氧可通过细胞外氧化和细胞内氧化，破坏细菌的细胞膜、胞内蛋白质、酶以及核酸等物质，影响细菌的结构和功能，甚至导致细菌死亡从而实现抗菌。抗菌性能与催化生成活性氧速率相关，而催化速率与材料体系、形貌及外界条件等多种因素相关。(3)压电催化产生的活性氧对细菌不具备选择性，因此表现出广谱抗菌性，且这种抗菌方式不需要依赖抗菌药物，故不会引起细菌耐药性问题。(4)结合超声波无创、可控性与穿透性强等优点，未来压电材料作为耐药菌感染的辅助或替代治疗等具有重要价值和巨大潜力。(5)目前压电材料催化效率低下的难题限制了其在抗菌领域的应用，如何提高压电催化效率成为了学者们关注的焦点。

关键词： 四氧化三铁   表面活性剂   三价砷   纳米材料   吸附  

摘要： 通过利用阴离子(SDS)、阳离子(CTAB)和两性离子(SNC 16和NPC 16)不同电荷表面活性剂对四氧化三铁表面进行改性，制备出Fe3O4@SDS、Fe3O4@CTAB、Fe3O4@SNC 16和Fe3O4@NPC 16纳米颗粒(统称为Fe3O4@Surfactants)。采用XRD、TEM、FT-IR、VSM和XPS方法对Fe3O4@Surfactants磁性纳米颗粒表征分析，吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学探究制备材料对三价砷As(Ⅲ)吸附性能的影响机制。结果表明，改性材料Fe3O4@Surfactants粒子近似为球形，平均粒径约10 nm。磁性纳米颗粒饱和磁化强度均在70 emug-1以上，可有效地从溶液中分离出来。改性材料在60min内达到吸附平衡，吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温线模型，表明吸附是以化学吸附为主的多分子层吸附。在相同条件下，Fe3O4@CTAB对As(Ⅲ)的吸附最强(55.174mg/g)，远高其他复合材料。此外，Fe3O4@CTAB磁性纳米颗粒在经过5次循环后，仍保持其初始砷去除效率的85%。研究结果对开发有效去除水中As(Ⅲ)的新型功能化纳米吸附材料提供了重要参考。

关键词： 植物生物质   纳米材料   制备改性   环境污染物   吸附去除  

摘要： 重金属、农兽药、染料等环境污染物具有富集毒性与不可降解性，对整个生态系统乃至人类的健康与安全都存在着巨大的潜在危害。植物生物质作为一种新兴的制备纳米材料的来源，因具有来源广泛、可生物降解、可再生的特点，以及含有丰富的孔状结构与官能团，能够吸附一些污染物，已广泛用于制备纳米材料。简要介绍了植物生物质的各种来源、分类和现有利用技术，阐述了植物生物质纳米材料制备和改性的策略，综述了其在环境污染物吸附去除中的最新研究进展，并对其应用前景进行了展望。

关键词： 生物降解   复合薄膜   纳米材料   碳循环   阻隔性  

摘要： 传统塑料的大量使用及其废弃后无法降解给生态环境造成了严重污染，同时也给日益严峻的石化能源造成了巨大压力。薄膜材料是塑料的主要制品之一，其中生物降解薄膜因具有绿色环保、实现碳循环目标等优点，且能够在很大程度上改善全球环境污染和能源短缺的困境，被认为是当前薄膜发展的重要趋势。然而，生物降解薄膜也存在性能不理想、成本较高等问题，其较差的阻隔性更是限制了它在包装方面的应用。本文综述了纳米材料用于生物降解薄膜气体阻隔性的研究现状，主要从纳米材料的种类，组合方式以及生产纳米复合薄膜的加工方式三部分展开介绍，并对生物降解薄膜未来的研究发展做了展望。

关键词： 二硫化钼   纳米材料   能源转换   能源存储   合成策略  

摘要： 本文深入探讨了二硫化钼(MoS 2)纳米材料的合成策略及其在能源转换与存储等领域的应用前景,综合分析包括溶剂热法、溶胶-凝胶法在内的多种合成方法,揭示了这些方法对MoS 2纳米结构形态和性能的具体影响。研究表明,通过精确控制合成条件,可以制备出具有优化电子性质和表面活性的MoS 2纳米材料。在锂离子电池和光电探测器等应用中,这些材料展现了卓越的性能,特别是在增强电池充放电循环稳定性和提升光电转换效率方面。本文进一步讨论了MoS 2应用发展面临的挑战,特别是在材料合成可扩展性和性能一致性方面。最后,文章对未来的研究方向进行了展望,提出了创新合成策略和优化材料结构的研究方向,进一步拓宽MoS 2在高性能能源设备中的应用潜力。

关键词： 纳米材料   页岩   井壁稳定   水基钻井液  

摘要： 维持井壁稳定一直是油气钻探过程中的技术难题。由于页岩微纳米孔缝与层理发育、水敏性高,井壁失稳问题在页岩层尤为突出。提高钻井液的性能是减少井壁失稳的重要途径。纳米材料因其独特的尺度和性质,可作为水基钻井液添加剂以提高页岩的稳定性。通过对国内外技术的跟踪与分析,阐述纳米材料提高页岩稳定性的评价方法、纳米材料类型及其作用机制。开展纳米材料在非均质地层的基础理论研究,开发在高温高压及高盐环境下稳定有效的新型纳米材料,建立纳米材料提高页岩稳定性的微观评价方法,是纳米材料的重要发展方向。