【原创】【前沿】2017年最新的纳米“黑科技”，这些你都知道吗？

中国粉体网讯      纳米技术的发展与应用一直是研究重点，2017年最新的纳米“黑科技”，这些你都知道吗？一起来看看吧！

1、近红外光调控的PDT光敏剂——共轭聚合物及上转换发光纳米粒子杂化新材料

陕西师范大学唐艳丽课题组与刘成辉教授合作，设计合成了一种新的杂化纳米材料，该新材料将水溶性共轭聚合物与转换纳米材料结合起来，实现了在近红外光源照射下，利用PDT机制产生活性氧物质而杀死细菌。

该研究团队将聚芴乙烯苯类衍生物PFVCN与聚丙烯酸（PAA）功能化的上转换纳米材料通过静电相互作用结合在一起，构建了一种β-NaYF4:Yb,Tm/PFVCN复合纳米材料用于高效抗菌。以980nm的近红外光作为激发光源，激发上转换纳米材料，继而通过荧光共振能量转移（FRET）过程激发共轭聚合物，利用共轭聚合物产生的单线态氧或活性氧物质来达到杀菌目的。

由于新杂化材料可用近红外光激发，组织穿透力强，而且可产生高效的活性氧物质，因而，该材料在以近红外光激发来进行深层组织的抗菌治疗方面具有良好的应用前景。

2、安全可靠的新型介孔氧化钽纳米载体用于放化疗协同治疗

苏州大学刘庄课题组设计制备的介孔氧化钽纳米颗粒作为一种新型纳米载体，既具备良好的药物载体性能，又能产生放疗增敏效应，在降低对小鼠毒性的情况下，可以有效地将放化疗结合，进一步提高治疗效果。

其中介孔氧化钽纳米颗粒是通过软模板法一步制备得来的，然后采用了layer-by-layer的修饰方法，最终在材料表面修饰了聚乙二醇等生物高分子，使得该纳米颗粒具有良好的生物相容性和低毒性。

介孔氧化钽的纳米体系可以高效装载阿霉素，延长药物在体内的半衰期，并在肿瘤部位实现pH响应的药物释放，有利于肿瘤靶向化疗。钽元素本身有着较好的放疗增敏效果，使得最终的放化疗治疗效果有显著的提升。此外，相比于使用游离的阿霉素进行化疗和放疗造成实验老鼠死亡的情况，该体系产生的毒副作用大大降低了。

3、碳纳米管/石墨烯薄膜与仿生叶片结合用于高性能柔性压力传感器

近日，清华大学化学系张莹莹团队以取向碳纳米管/石墨烯薄膜作为导电层，以印模了植物叶片表面多级结构的硅胶作为支撑层，制备了一种透明柔性的高灵敏压力传感器。

研究者通过柔性聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）印模植物叶片，得到了具有多级微纳结构的柔性基底。从碳纳米管垂直阵列中直接抽出的取向碳纳米管薄膜附在铜箔表面，然后以此作为基底用于化学气相沉积法生长石墨烯，从而得到了取向碳纳米管/石墨烯复合薄膜材料。该薄膜结合了一维碳纳米管与二维石墨烯的优势，呈现了优异的导电性、良好的结构强度和透光率。 

4、智能多糖基复合纳米粒子及其在肿瘤光疗中的应用

最近，复旦大学高分子科学系杨武利教授课题组在这一方面做出了重大突破：他们基于透明质酸多糖与小分子近红外染料cypate与Fe3+的配位作用进行组装，制备了一种智能复合纳米粒子光疗平台。

实验中，他们发现cypate的加入可以抑制透明质酸与Fe3+间由于静电相互作用产生的凝胶化，而且可以通过改变cypate的加入量来调节复合纳米粒子的粒径。组装在复合纳米粒子内的cypate荧光由于聚集而猝灭，在肿瘤组织内透明质酸酶的作用下，复合纳米粒子降解，cypate的荧光恢复。这种肿瘤微环境响应性的近红外荧光可以用于肿瘤区域的成像。

5、纳米纤维素支撑的三维氮化硼气凝胶：增强聚合物绝缘材料热管理能力的新思路

近日，上海交通大学研究人员使用纳米纤维素支撑的三维氮化硼气凝胶提升聚合物材料的热管理能力，并使相应的纳米复合材料保持优异的绝缘性能。

具体来讲，首先使用纳米纤维素作为支持模板，通过溶胶凝胶法与真空冷冻干燥技术制备三维互联的氮化硼纳米片气凝胶，浇注环氧树脂后得到纳米复合绝缘材料。这种纳米复合材料的优异性能得益于多层氮化硼纳米片的高导热率、高绝缘性以及尺寸效应。

使用红外热像仪观察到该纳米复合绝缘材料具有比常规纳米复合材料快的多热响应速率，说明其在热管理方面具有很好的应用前景。该方法为开发具有高效热管理能力的导热绝缘复合材料提供了新思路。

6、借衬底之力：水与石墨烯相互作用

基于对石墨烯／半导体异质器件的理解，浙江大学林时胜研究团队提出了一种石墨烯/压电薄膜（其中衬底为PVDF、LiNbO3等）异质器件来研究衬底在石墨烯水流感应电压产生过程的具体作用。

在实验的基础上，浙江大学林时胜研究团队与中国科技大学吴恒安研究团队合作进行了石墨烯水滴发电的数值模拟；吴恒安研究团队的第一性原理计算表明在衬底表面由于水滴的重力的影响而产生的压电电荷会在石墨烯的上表面诱导出一层定向排列的水分子或者离子，来和石墨烯层一起屏蔽产生的压电电荷。

此项研究的相关工作考虑了水，石墨烯和衬底整个系统之间的动态电荷相互作用，这种物理机制拓宽了我们对纳米材料中水流感应电压的见解，提供了一种新思路来从水的流动中获取电能，将推动石墨烯与水相互作用的有关实际应用。