纳米技术纵览

有30国参加的经济合作及发展组织发表了一份报告，汇总了工业化国家着手解决人造纳米材料蕴涵的健康及环境安全问题所采取的措施。在2007年4月于柏林举行的经济合作及发展组织关于人造纳米材料的第2次会议上，长达77页的报告综述了最新发展信息。报告指出，由于纳米技术的影响还基本未知，世界各国均没有关于纳米材料的管理规定。但很多国家正在投入更多的资源用于研究那些可能的影响。比利时和爱尔兰等国家称，他们目前没有特殊的法规，部分原因是由于没有全球公认的纳米材料的定义。位于日内瓦的国际标准组织的技术委员会正在解决这一问题。法国也没有确定实施法规的日期，但法国劳动及环境健康安全局正努力确保将纳米材料划入欧盟的化学品注册、评估及授权项目中。     

纳米材料的电化学制备及其应用

电化学法制备纳米材料是目前纳米材料研究领域的热点之一.论述了电化学法制备纳米材料所具有的优势,着重列举了电化学法制备纳米材料阳极氧化铝、TiO2纳米管和纳米ZnO及其应用,最后,对电化学法制备纳米材料在催化领域的应用前景进行了展望.     

涂铭旌搞科研要读兵法讲谋略

灰色西装、浅色裤子,花白头发整齐地向后梳着,神采奕奕。这是83岁涂铭旌院士给人的印象。 1998年以来,涂铭旌院士主要从事纳米、矾、钛功能材料及纳米材料的研究与应用,先后获国家及部、省级奖14项,发明专利30余项,发表论文300余篇,专著4部;培养研究生90余名,其中博士生35名,博士后8名。现任四川大学教授、稀土及纳米材料研究所所长。     

Preparation of nanoparticles with an environment-friendly approach

Developing various approaches for preparing high performance materials has long been topics and tasks both for scientists and for engineers.Despite that many methods have been developed for preparing nanomaterials,developing simple and environment-friendly ways for preparing nanomaterials is very attractive.A simple approach of synthesizing Fe3O4 nanoparticles by arc-discharge submerging in water was reported.The results showed that by this method Fe3O4 nanoparticles can be synthesized in large scale.The as-prepared Fe3O4 nanoparticles exhibit uniform spherical shape and their diameters varied with arc-discharging parameters.The experimental results showed that the size of the synthesized Fe3O4 nanoparticles can be controlled through adjusting the processing parameters.Since no vacuum system has been used,the synthesizing process is greatly simplified.In addition,only cheap deionized water and industrial iron bar are used and no pollution or harmful by-products are found in the synthesis process.It indicated that the present approach is a simple,low-cost and environment-friendly for preparing nanoparticles.     

电辅助膜生物反应器体系中Co纳米催化膜处理焦化废水研究

为探究电辅助膜生物反应器（electrical membrane bioreactor,EMBR）处理难降解有机废水的效果、产电性能及抗膜污染性能,以金属有机骨架化合物（metal-organic frameworks,MOFs）为前驱体,通过碳化制备具有高催化氧还原（oxygen reduction reaction,ORR）活性的负载Co纳米颗粒的氮掺杂碳催化剂（Co-NPs）,以碳纤维布作为基体组装Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,并构建催化膜耦合EMBR体系处理实际焦化废水.考察碳化温度、Co/N协同作用、N掺杂含量及形态对ORR活性的影响,探究了催化膜在EMBR体系中处理实际焦化废水的污染物去除效率、抗污染特性和产能效果.结果表明:①Co-NPs的ORR反应为4电子转移还原途径,还原产物为水.②Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜在微电场下保持稳定的高膜通量.催化膜污染在运行初期符合膜孔堵塞模型,后期表现为滤饼层污染模型控制,膜污染以滤饼层污染为主.微电场可以降低滤饼层比阻,能有效解决膜污染问题.③EMBR体系处理实际焦化废水,COD、TN、NH₄+-N和挥发酚的去除率分别为97.2%、43.8%、82.9%和99.8%.④系统最大产电功率密度为823.8 mW/m3,库仑效率为8.3%.研究显示,以MOFs为前驱体制备的Co-NPs纳米催化剂,以碳纤维布作为基体制备Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,耦合EMBR体系在焦化废水处理过程中表现出了高效的污染物降解效率、能源转化效率,并且微电场环境可达到抗膜污染效果.      

纳米材料与环境污染物的复合毒性

纳米材料因其独特的物理化学性质,不仅其自身具有毒性,还会与共存污染物相互作用,影响彼此的迁移转化和毒性效应。文中总结了纳米复合污染毒性的研究方法,并介绍了几种纳米材料(碳纳米材料、金属氧化物、量子点和零价金属)与重金属或有机物复合时造成的生物毒性,包括不同层次毒性指标响应(生物整体、生物积累、大分子水平)和毒性机制的探讨,展望了纳米复合污染毒性领域今后的发展方向和亟待研究的重要问题。     

纳米材料的非毒性环境效应研究进展

纳米材料的广泛应用使其不可避免地释放到环境中,并对生态环境产生潜在不利影响.但是纳米材料的实际环境浓度较低,是否会对生态安全造成严重毒性危害依然存在争议.因此,近年来纳米材料对生物体无明显生长抑制或毒性胁迫表型情况下的非毒性环境效应逐渐引起人们的关注.笔者综述了近年来纳米材料非毒性环境效应研究的最新进展,探讨了纳米材料对植物及微生物的非毒性胁迫影响机制,旨在加深人们对纳米材料实际环境效应的理解,并为相关领域的科学研究提供新的思路.     

纳米技术在环境污染防治中的应用

从大气污染控制与水污染控制等方面综述了纳米技术的研究及应用进展,并展望了纳米技术的发展前景。     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种新兴纳米材料,具有独特的电学和光学性质、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料和电子产业、能源、环境以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的生物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

人工纳米材料的生物效应及其对生态环境的影响

人工纳米材料由于具有独特的物理化学性质而得到广泛的应用,其对人体健康及环境的潜在影响也已引起科学界及政府部门的关注.通过总结近年来的相关研究资料,分类归纳了目前国内外对一些常见的人工纳米材料如富勒烯、碳纳米管、量子点、二氧化钛、纳米铁材料及纳米铝材料的生物和生态效应研究,详细总结了纳米材料毒理学的研究对象、研究方法以及最新研究成果,同时分析了各种纳米材料生物毒性的可能机制,最后对纳米材料安全性今后的研究方向进行了展望.