二○○七年五月纳米科技带给我们的哲学思考摘要：纳米技术是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工陶瓷材料公司业化，以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性技术体系。纳米科技的发展拓展了人类认识微观世界的能力，可以在微观尺度探索人类和世界的奥秘。但另一方面，我们也应看到纳米技术的不当应用带来的灾难，本文在总结纳米科技的成就基础上运用哲学辨证法思考纳米科技的危害。关键词：纳米科技 哲学反思 解决之道正文1纳米科技及其成就1．1什么是纳米纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。纳米尺度范围的性能表现在小尺寸效应、比表面效应、量子尺寸效应等。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。1．2 &nbs工艺陶瓷模具p; 纳米科技纳米科技是指在0.1至100nm纳米材料是究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。4纳米产业发展趋势（1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3我眼中的纳米的论文个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。（2）环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到0.1ppm，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。(3)能源环保中的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快，就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料，我国也在做，它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。(4)纳米生物医药：这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国中医的想法。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。(5)纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品，但是很重要。据美国测算，到21世纪30年代，汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替，这样可以节省汽油40％，减少co2，排放40％，就这一项，每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外，还有各种功能材料，玻璃透明度好但份量重，用纳米改进它，使它变轻，使这种材料不仅有力学性能，而且还具有其他功能，还有光的变色、贮光，反射各种紫外线、红外线，光的吸收、贮藏等功能。(6)纳米技术对传统产业改造：对于中国来说，当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱，可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉，用的是抗菌涂料，里面的果盘都采用纳米材料，发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势，中国纺织要在进入WTO后能占据有利地位，现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术，特殊功能的有防静电的、阻燃的等等，把纳米的导电材料组装到里面，可以在11万伏的高压下，把人体屏蔽，在这一方面，纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶，可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能，而且釉不结霜，其它综合性能都很好；第四是建材工业中的油漆和涂料，包括各种陶瓷的釉料、油墨，纳米技术的介入，可以使产品性能升级。纳米科技的发展和纳米材料的不断研制，给我们的生活带来了翻天覆地的变化，极大地改变着我们的生活，但是纳米材料的安全性问题引起人们的关注。对纳米科技的反思从“纳米牙膏”到“纳米护肤霜”，全球目前已有300多种号称使用纳米技术的产品上市了。纳米技术开始走进人们的生活圈。但与此同时，人们对纳米材料可能的、潜在的安全性问题却一直心有余悸。早在3年前，就有几份报告让人对“纳米”这个极具发展前景的新兴技术感到迷惑。在2003年美国化学学会年会上，有3个研究小组发表了纳米材料具有特殊毒性的报告。美国宇航局的研究小组发现碳纳米管会进入小鼠肺泡，形成肉芽瘤，这是肺结核病的典型特征。杜邦公司的一个研究小组也发现了类似的结果。纽约罗切斯特大学的研究者让老鼠在含有直径为20纳米聚四氟乙烯颗粒的空气中待15分钟，大多数实验鼠在随后4小时内死亡，而另一组大鼠暴露在含直径为120纳米颗粒的空气中，则安然无恙。该研究小组在另一项实验中还发现纳米颗粒能够进入大鼠的嗅球，并迁移到大脑。目前，人们关注的纳米技术安全性问题主要集中在：纳米微粒对人类健康的潜在风险和对环境的负面影响。尽管纳米材料毒理的问题现在还说不清楚，但专家都同意需要对纳米科技的潜在风险及其负面影响进行专门研究。纳米技术这个名词的发明者———美国麻省理工学院的埃里克·德雷斯勒早在1986年出版的《创造的引擎》一书中，就详尽描述了操作原子大小物质的各种纳米技术的现状、未来发展潜力和危险。这样他既激起了人们对纳米技术的兴趣，也让许多人对纳米技术的未来忧心忡忡。“纳米技术的危险性远远高出它的益处。”整个90年代，这种论点一直在科学界中广泛存在。2000年底，《发现》杂志曾评出21世纪20大危险，纳米技术与行星撞地球及全球疫病一道，并列为其中之一。那么，在科学家眼中，纳米技术的危险又在哪里呢？这还得从德雷斯勒说起。在他的书中，德雷斯勒设想过一种叫做“装配工”的纳米机械通过原子的抓取和放置，这种人造的分子大小的纳米机械能够像人体内的蛋白质和酶一样，制造出任何东西，比如电视机和电脑———当然，也包括它们自己。科学家们由此开始担心：这些装配工如果能够听从人的善意指挥，固然是一件好事，但如果控制程序出现错误或被人恶意利用，是否会像计算机蠕虫病毒那样无限度自我复制下去，从而覆盖并毁灭整个地球？相关阅读：新型建筑材料有哪些+碳纳米管化学纪事ChroniclesofCarbonNa...发表于2007-12-1800:41|碳纳米管化学佛山世界现代设计史论文陶瓷模具纪事八发信人:...新型建筑材料有哪些&科学家展望未来世界关键字：发展世界国家成为人类创新科技人们未来服饰未来世界的食品低热量低胆固醇随着现代科技的迅猛发展...新型建筑材料有哪些!人文科技走进科学科学知识科学新闻科学论文研究纳米技术的科陶瓷材料学家都有这样的感觉：他们实际上是在——探寻宇宙万物的最终秘密它不是小尺寸的...科技新闻::孩子们眼中的纳米爸爸$新型建筑材料有哪些今年刚40岁的王中林博士是美国佐治亚理工学院材料科学系教授，佐治亚理工学纳米科氧化物基金属陶瓷学和...新型建筑材料有哪些&科学家展望未来世界关键字：发展世界国家成为人类创新科技人们未来服饰未来世界的食品低热量低胆固醇随着现代科技的迅猛发展...新型建筑材料有哪些科学家展望未来世界关键字：发展世界国家成为人类创新科技人们未来服饰未来世界的食品低热量低胆固醇随着现代科技的迅猛发展...
作为一种新型碳基材料，石墨烯（Graphene）自发现以来便引起了各路学者的关注。由于其独特的光、电、力学等特性，石墨烯在各个领域具有广泛的应用前景，被认为是解决未来诸多革命性技术问题的关键。十余年过去了，关于“明星材料”石墨烯二维材料的研究依然热度不减。
2010年， Advanced Materials 上发表的一篇文章 Graphene Oxide: Intrinsic Peroxidase Catalytic Activity and Its Application to Glucose Detection ，开启了石墨烯在生物医学领域应用的新篇章。该文报道了中 国科学院长春应用化学研究所曲晓刚 研究员和宋玉君及合作者的一项新发现： 羧基化的氧化石墨烯（GO-COOH）具有类辣根过氧化物酶(HRP)活性 。由于这种酶活性能在H2O2存在下引发四甲基联苯胺（TMB）发生显色反应，因此该团队建立了一种用于H 2O2检测的比色法 ，并进一步结合葡萄糖氧化酶实现对葡萄糖的检测（图1）。
图1. 基于GO-COOH和葡萄糖氧化酶串联反应的葡萄糖比色检测示意图
作者对石墨烯的模拟酶活性进行了一系列研究，证实了GO-COOH的类辣根过氧化物酶活性与其样品内少量的金属残留无关，但对环境中的温度和pH表现出高度的依赖性。实验表明，GO-COOH的酶活性在35oC、pH4.0的条件下达到最高（图2）。此外，在对GO-COOH进行酶动力学及催化活性的研究中发现，这种催化反应与天然酶的相同，符合乒乓反应机理。然而与HRP和Fe3O4纳米粒子相比，GO-COOH具有较高的比表面积，且由于π-π和疏水作用，石墨烯对有机底物TMB表现出了更强的亲和力。
图2. GO-COOH酶活性表现出pH和温度依赖性
在此基础上，该团队结合葡萄糖氧化酶，开发了一种用于葡萄糖检测的比色方法。经实验验证，该方法可在缓冲液，稀释血液和果汁样品中实现对葡萄糖特异性的检测（图3）。这种检测方法不仅简便、廉价，且灵敏度高，检测限可达到 1 μM，这极大地促进了石墨烯在医学诊断和生物技术上的应用。
图3. 实际样品中葡萄糖的信号及其特异性
石墨烯作为纳米酶一员的横空出世，不仅为医疗诊断研究开辟了一个新方向，还促进了此后大量二维材料模拟酶的发现，丰富了模拟酶的研究。与天然酶相比，石墨烯不仅成本低，易获得，而且具有良好的生物稳定性，不易变性，这些优点为石墨烯在环境监测与医学诊断上的应用打下了坚实的基础。
自从纳米酶问世以来，越来越多的纳米材料“加入”到这一行列中来，逐渐形成了 以纳米酶为核心 的新型交叉领域。由于尺寸效应，纳米材料展现出许多奇特的性质，吸引着广大学者对其理论和应用的 探索 ，而这些理论和应用的突破，或将反过来进一步推动纳米模拟酶这一交叉学科的应用。如今，纳米酶研究方兴未艾，未来可期。
原文链接：
DOI：10.1002/adma.200903783
文|潘永春
审改|姜晓倩
编辑|徐庚辰
本文首发于“纳米酶Nanozymes”公众号，2020年4月5日
纳米酶是近年来最具前景的天然酶替代品之一。减小纳米酶的尺寸可以产生更大的活性比表面积。但是所产生的更高表面自由能量也将会加剧纳米酶得聚集甚至导致其丧失催化能力。为了克服这些局限性，Cao等人首次使用了MOF材料作为载体来负载均匀分散的超小纳米酶CeO2。这种MOF- CeO2材料具备氧化酶活性和除去ATP及氧化损伤的能力，特别是具有降低能量供给和高的药物负荷能力。体内外的结果表明，这种纳米结构在协同癌症治疗中具有很好的效果，其副作用也非常低，非常适用安全有效的癌症治疗。
可以。纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶，纳米酶可以定向进化，定向进化不仅可以用于天然蛋白质的改造，也可以通过改造现有的酶，使其具有新的催化活性，从而构建人工酶。
近日，西华大学食品与生物工程学院食品营养与安全团队在国际著名期刊《Foods》（IF=4.35）上发表了题为“Regulation Mechanism of ssDNA Aptamer in Nanozymes and Application of Nanozyme-Based Aptasensors in Food Safety”的综述期刊（Front Cover文章）。文章通讯作者为西华大学陈祥贵教授和马里兰大学王芹教授，第一作者为王力均副教授。 食品安全问题是一个世界性的问题。病原菌、毒素、杀虫剂、兽药、重金属和非法添加剂等频繁被报道污染各种各样食品，对人类 健康 构成了严重威胁。传统的检测方法难以满足现代 社会 的发展要求。为了实现对大量食品样本进行现场和快速筛选目的，亟需建立新的快速检测方法。结合纳米酶和核酸适配体的优越性能，以它们为元件构建的纳米酶-适体传感方法在灵敏度、特异性、重复性和准确性方面得到显著提高，被认为是极具应用前景的一类快速检测方法。 近年来，我们目睹了一系列基于纳米酶-适配体的食品污染物分析检测策略，特别是基于ssDNA调控纳米酶活性的新型检测方法。因此，本文对纳米酶-适体传感器在食品安全的应用做全面综述。首先，系统地探讨了不同因素对ssDNA调控纳米酶活性的影响，以期实现精确调控各种检测方法中纳米酶活性。在此基础上，依据纳米酶和适配体的互作模式，将纳米酶-适体传感方法分为四种模式进行了讨论（基于ssDNA提高纳米酶活性的检测模式；基于ssDNA抑制纳米酶活性的检测模式；纳米酶作为信号标记的检测模式和其他模式）。最后，文章对纳米酶-适体传感方法当前面临的挑战和前景进行了探讨。 ssDNA既可以抑制纳米酶活性，也可以增加纳米酶活性。提高或抑制纳米酶活性主要取决于引入的ssDNA是增加或抑制纳米酶与底物的亲和力，与内在因素（ssDNA结构、碱基种类、浓度和长度，纳米酶形状和种类）、外在因素（底物种类、pH、温度、离子强度和种类等）有关系。虽然已有大量文献报道ssDNA对纳米酶活性的调控，但是这些文献存在相互矛盾的地方，ssDNA调控纳米酶活性的机理还有待进一步研究。 和其他检测模式相比，基于适配体调控纳米酶活性的检测模式具有简单、方便和普适性等优点，受到科学家们的亲睐。但由于食品基质的复杂性，需要繁琐的样品前处理步骤才能避免食品基质对纳米酶-适体传感方法的干扰。因此，亟需研发不需要繁琐样品前处理的纳米酶-适体传感方法。 陈祥贵，西华大学食品与生物工程学院教授，硕士生导师。主要研究领域为食品营养保健与安全、食品生物技术、农产品精深加工。先后主持国家级项目3项、省级项目7项、企业委托项目20余项，发表论文100余篇，其中SCI论文30余篇，获省级 科技 成果奖4项、省级教学成果奖2项。先后获国务院特殊津贴专家、四川省有突出贡献的优秀专家、四川省教书育人名师、四川省劳动模范等荣誉；兼任四川省委省政府决策咨询委员会委员，四川省营养学会副理事长，四川省食品安全学会副理事长，四川省食品安全专家委员会决策咨询分委副主任，四川省食品质量与安全“2011”协同创新中心常务副主任。 王芹，现任美国马里兰大学营养与食品科学系教授，主要研究领域为食品生物高分子以及食品安全，涵盖了食品科学、材料科学与工程，纳米技术以及生物物理学等交叉学科；主要研究内容为通过对食品中天然高分子的微米和纳米级结构特性进行表征及评价，进一步开发和拓展食品蛋白质和多糖的创新应用，包括对抗菌剂进行可食性涂膜、对生物活性物质的包埋及缓释、有序排列的纳米复合物的食品包装材料等。先后在ACS Applied Materials & Interfaces, Food Chemistry, Food Hydrocolloids, Biomacromolecules, Journal of Agricultural and Food Chemistry等国际一流食品期刊发表SCI论文130多篇，多次在重要国际学术会议上做学术报告，担任十余家著名学术期刊的审稿人。在2019和2021年被评为高被引专家。 王力均，博士、西华大学食品与生物工程学院副教授、硕士生导师。2017年1月毕业于南昌大学食品科学与工程专业。2014年11月-2016年11月，前往美国阿肯色大学进行联合博士培养。主要研究方向为食品中有毒有害物质的快速检测（基于分子生物学的检测方法和基于纳米材料的检测方法）。在Food chemistry， Food control， LWT-Food Science and Technology，Sensors and Actuators B: Chemical等国外期刊发表学术论文20余篇，授权发明专利7项。主持和参与多项国家级和省部级项目。获得省级教学成果奖1项。（通讯员：西华大学林洪斌）
不是。根据查询相关公开信息，胶体（1nm—100nm）的粒子大小在溶液（＜1nm）和浊液（＞100nm）之间对于固体粉末或纤维，当其有一维尺寸小于100nm，即达到纳米尺寸，即可称为所谓纳米材料，对于理想球状颗粒，当比表面积大于60m2/g时，其直径将小于100nm，即达到纳米尺寸。
作为一种新型碳基材料，石墨烯（Graphene）自发现以来便引起了各路学者的关注。由于其独特的光、电、力学等特性，石墨烯在各个领域具有广泛的应用前景，被认为是解决未来诸多革命性技术问题的关键。十余年过去了，关于“明星材料”石墨烯二维材料的研究依然热度不减。
2010年， Advanced Materials 上发表的一篇文章 Graphene Oxide: Intrinsic Peroxidase Catalytic Activity and Its Application to Glucose Detection ，开启了石墨烯在生物医学领域应用的新篇章。该文报道了中 国科学院长春应用化学研究所曲晓刚 研究员和宋玉君及合作者的一项新发现： 羧基化的氧化石墨烯（GO-COOH）具有类辣根过氧化物酶(HRP)活性 。由于这种酶活性能在H2O2存在下引发四甲基联苯胺（TMB）发生显色反应，因此该团队建立了一种用于H 2O2检测的比色法 ，并进一步结合葡萄糖氧化酶实现对葡萄糖的检测（图1）。
图1. 基于GO-COOH和葡萄糖氧化酶串联反应的葡萄糖比色检测示意图
作者对石墨烯的模拟酶活性进行了一系列研究，证实了GO-COOH的类辣根过氧化物酶活性与其样品内少量的金属残留无关，但对环境中的温度和pH表现出高度的依赖性。实验表明，GO-COOH的酶活性在35oC、pH4.0的条件下达到最高（图2）。此外，在对GO-COOH进行酶动力学及催化活性的研究中发现，这种催化反应与天然酶的相同，符合乒乓反应机理。然而与HRP和Fe3O4纳米粒子相比，GO-COOH具有较高的比表面积，且由于π-π和疏水作用，石墨烯对有机底物TMB表现出了更强的亲和力。
图2. GO-COOH酶活性表现出pH和温度依赖性
在此基础上，该团队结合葡萄糖氧化酶，开发了一种用于葡萄糖检测的比色方法。经实验验证，该方法可在缓冲液，稀释血液和果汁样品中实现对葡萄糖特异性的检测（图3）。这种检测方法不仅简便、廉价，且灵敏度高，检测限可达到 1 μM，这极大地促进了石墨烯在医学诊断和生物技术上的应用。
图3. 实际样品中葡萄糖的信号及其特异性
石墨烯作为纳米酶一员的横空出世，不仅为医疗诊断研究开辟了一个新方向，还促进了此后大量二维材料模拟酶的发现，丰富了模拟酶的研究。与天然酶相比，石墨烯不仅成本低，易获得，而且具有良好的生物稳定性，不易变性，这些优点为石墨烯在环境监测与医学诊断上的应用打下了坚实的基础。
自从纳米酶问世以来，越来越多的纳米材料“加入”到这一行列中来，逐渐形成了 以纳米酶为核心 的新型交叉领域。由于尺寸效应，纳米材料展现出许多奇特的性质，吸引着广大学者对其理论和应用的 探索 ，而这些理论和应用的突破，或将反过来进一步推动纳米模拟酶这一交叉学科的应用。如今，纳米酶研究方兴未艾，未来可期。
原文链接：
DOI：10.1002/adma.200903783
文|潘永春
审改|姜晓倩
编辑|徐庚辰
本文首发于“纳米酶Nanozymes”公众号，2020年4月5日
纳米酶不是绿色催化剂。绿色催化剂有：分子筛催化剂、杂多酸催化剂、固体超强酸催化剂、光催化剂、电极催化剂、酶催化剂、膜催化剂。绿色催化剂是指在催化转化反应中，不产生环境污染，甚至是“零排放”，从而能够实现清洁生产这一类的催化剂。
纳米科学和纳米技术理论。nanoletters是材料学的重要期刊，一向和ACSNano并称。该杂志期刊的投稿范围是纳米科学和纳米技术理论，近几年nanoletters在SCI影响因子均高达12以上，在国际纳米材料化学领域具有权威影响力。
投Physical，质量不错，好多师兄都投哪个杂志。
是的。nanoscale是中国本土纳米杂志，与此同级的还有nano research。 原文名称为：中国本土纳米杂志nano research 和 nanoscale 2011年影响因子走势及其投稿建议。但是科学网标题不能这么长，故改为现名称。nano research：2009年和2010年发表论文共200篇（去除EDITORIAL MATERIAL），这些论文在2011年总被引1274次，因此预测2011年的影响因子为大于1274/200=6.37 （大于是由于数据只来自于web of science索引杂志的引用，且目前可能没有完全收录）去年的计算影响因子为4.99，实际为5.071（前年为4.369）nanoscale：2009年和2010年发表论文共406篇（去除EDITORIAL MATERIAL），这些论文在2011年总被引2184次，因此预测2011年的影响因子为大于2184/406=5.379
可以考虑投稿到以下期刊：1、NanoLetters：这是一个与ACSNano类似的高影响力期刊，专注于纳米科学和纳米技术领域。2、AdvancedMaterials：这是一个跨学科的期刊，涵盖了材料科学、物理学、化学、生物学等领域，也是一个高影响力的期刊。3、Small：这是一个专注于纳米科学和纳米技术的期刊，与ACSNano和NanoLetters类似，但是它更注重小尺寸的材料和器件。
当你点燃一个金属纳米粒子时会得到光，通常是另一种颜色，这是事实，但原因还有待讨论。在美国化学学会期刊《纳米快报》上发表的一篇新论文中，莱斯大学化学家斯蒂芬·林克和研究生蔡义宇提出了这样一种观点：是光致发光而不是拉曼散射使金纳米颗粒具有显著的发光特性。研究人员表示，了解纳米粒子如何以及为什么发光对于提高太阳能电池的效率和设计利用光触发或感知生化反应的粒子非常重要。长期以来，科学家们一直在争论一种颜色的光如何使一些纳米粒子发出不同颜色的光。论文的第一作者Cai说：这一争论起源于上世纪70年代的半导体研究，最近扩展到了等离子体结构领域。
博科园-科学科普：拉曼效应就像一个球击中一个物体后弹回去，但在光致发光中，物体吸收光，粒子中的能量四处移动，然后发射出来八年前，林克的研究小组报告了第一份关于单等离子体纳米棒发光的光谱学研究，而这篇新论文正是在这项研究的基础上发表。该研究表明，当热载流子（导电金属中的电子和空穴）受到连续波激光能量的激发，并在它们放松时随着相互作用释放光子而重新结合，就会产生这种发光。通过将特定频率的激光照射到金纳米棒上，研究人员能够感觉到温度，温度只能来自被激发的电子。这是光致发光的一个迹象，因为拉曼理论假设声子，而不是被激发的电子，负责光的发射。
林克和Cai说：与斯托克斯辐射相比，反斯托克斯辐射效率是有证据的。当粒子的能量输出大于输入时，就会出现反斯托克斯发射，而当粒子能量输出大于输入时，就会出现反斯托克斯发射。斯托克斯和反斯托克斯的测量结果曾经被认为是与表面增强拉曼散射现象相关的背景效应，结果证明，这些测量结果提供了对研究人员非常重要的有用信息。银、铝和其他金属纳米粒子也是电浆子，Cai希望通过测试来确定它们的斯托克斯和反斯托克斯性质。但首先将研究光致发光是如何随时间衰减。研究小组前进的方向是测量这种辐射的寿命，即在激光器关闭后它能存活多久。
莱斯大学研究人员正在研究等离子体金属纳米粒子发出的光源。在一篇新论文中，他们认为光致发光的优势相对于拉曼散射。左起:蔡奕宇、贝纳兹·奥斯托瓦尔、劳伦斯·陶津。图片：Jeff Fitlow/Rice University
博科园-科学科普｜研究/来自: 莱斯大学
David Ruth, Rice University
参考期刊文献:《纳米快报》
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04359
博科园-传递宇宙科学之美
多年来，物理学家一直在努力完善一种以五分之一光速发射太空探测器的方法。一个团队正在标记蓝图的一个重要部分。
距离我们的太阳系只有大约 4 光年的地方是 Alpha Centauri，另一个繁华的太空社区。它由与我们的太阳相同工作的三颗恒星锚定，拥有类似于我们的八个著名球体的行星，甚至可能有一个地球双胞胎在宜居区闲逛。几乎就像另一个现实一样，恒星系统对于太空 探索 者来说是一个诱人的区域。
只有一个明显的问题。凭借我们目前的技术，向半人马座阿尔法星发射的航天器要到 82022 年左右才能到达。这就是为什么在 2016 年，已故天体物理学家史蒂芬霍金和投资者尤里米尔纳发起了突破摄星计划——一项旨在发送微芯片大小的太空探测器的计划。以 20% 的光速到达半人马座阿尔法星，将惊人的旅行时间缩短到仅仅 20 年。
他们的蓝图以光帆为中心，该光帆利用光子的能量，也就是光粒子，由地球激光发射，而不是像传统帆那样使用风。尽管它与《星际迷航》的科幻技术相得益彰，但这个想法却广受欢迎，以至于各地的研究人员都开始研究如何将这个装置付诸实践，希望能制造 出一种以令人眼花缭乱的速度在宇宙中爆炸的超光速引擎。
来自宾夕法尼亚大学的一个这样的团队正在解决一大块难题。在本月发表在《纳米快报》杂志上的两篇论文中 ， 研究人员提出了一种方法，以确保这些创新的航天器在长达 20 年的星际航行中不会因强烈的激光脉冲而撕裂。基本上，研究人员提出，帆必须在太空中“翻滚”，就像标准的船帆在地球风中摇摆一样。
在中心可以看到红矮星，它的两颗行星在附近，另外两颗双星半人马座阿尔法星在背景中。
宾夕法尼亚大学机械工程和应用力学系副教授、研究作者伊戈尔·巴尔加廷 (Igor Bargatin) 说：“早期的一些光帆数字正在滚滚，有些则没有，但没有得到很好的研究。”
“我们所做的是表明你肯定需要滚滚。
Bargatin 补充道“我们意识到人们并没有真正研究过问题的机制，特别是眼泪的可能性”。
“我们不希望这些帆失败。”
想象一艘挂着帆的船冒险出海。风帆将随着每一阵风而升起，推动船只前进。之所以会产生这种推进力，是因为撞击帆的风会反弹，从而产生压力。
光帆并没有那么不同。
Bargatin 说“当光子撞击我们的光帆时，它们会被反射并产生压力”
“确切的机制有点不同，因为我们谈论的是光与实际的空气分子。但它们在两种情况下都会产生压力。”
事实上，这些设备已经在一定程度上被证明是有效的。
2010 年，日本宇宙航空研究开发机构发射了一项名为 Ikaros 的光帆飞行任务，并认为它取得了成功。2019 年，实验性 LightSail 2紧随其后。由 Bill Nye 和 Neil DeGrasse Tyson 发起的 Kickstarter 活动资助，它使用纯光子能量在太空中移动了一颗小型卫星。
但 Ikaros 和 LightSail 2 都使用了来自太阳的光，这与 Breakthrough Starshot 的激光束视觉形成鲜明对比。
虽然阳光可以降低流泪的风险，但它对于 Starshot 的努力来说太弱了。此外，Bargatin 说，Starshot 光脉冲必须在相对较短的时间内发生，因为一旦光帆离地球太远，科学家就会失去有效加速它的能力。
简而言之，为了达到光速的五分之一——因此它可以在所需的 20 年内进入半人马座阿尔法星——在一个严格的窗口内，光帆需要极强的光脉冲，只有激光才能实现。
Bargatin 说“我们光帆的设计压力并不”
“它们就像手上有一分钱一样”
在科学术语中，压力加起来约为 10 帕斯卡，但考虑一下我们如何在完全不担心轻微压力 的情况下过我们的生活。
十帕斯卡的光力需要大量的激光功率，因此与 Ikaros 用纤细的太阳光共舞不同，带有超强激光脉冲的光帆可能会受到严重损坏。
根据研究人员的说法，强激光脉冲可以产生足够大的压力，足以弯曲和撕裂床单，就像绷紧的船帆在被大风击中时可能会撕裂一样。
他们认为光帆必须具有“翻滚”并形成类似于降落伞的弯曲形状的能力。Bargatin 解释说，在他们的新论文中，作者概述了确保最佳翻滚的几何测量，帆的长度和曲率半径都应该在 3 米左右。
然而，即使是没有眼泪的光帆也会遇到其他障碍。为了克服这些问题，要考虑的主要参数是帆材料。板材必须坚固耐用，重量轻，以最大限度地降低激光强度，有效地反射光以实现理想的推进，并散发激光脉冲产生的热量。
Bargatin 说，如果不处理后一点，风帆可能会在太空中 融化。
“你可以想出一种材料的组合。这些材料的厚度和弯曲的几何形状将使帆能够承受我们目前设计的压力，”Bargatin 说，并指出他的团队主要研究一种叫做钼的材料二硫化物。
然而，在宏伟的计划中，建造能够向前发射光帆的大型激光阵列将是一个很大的障碍。Bargatin 说“从事天基通信的研究人员还在研究如何从连接到光帆的微芯片探测器中检索信息”
如果突破摄星的机制有朝一日奏效，那将是人类在科学领域的辉煌成就的真实证明。六年前，霍金在宣布该组织的宏伟目标时表示：
“我相信让我们与众不同的是超越我们的极限。重力将我们钉在地上，但我刚刚飞到美国。我失去了声音，但我仍然可以说话，这要归功于我的语音合成器。我们如何超越这些限制？
“用我们的思想和我们的机器。”
锂硫电池在提高电动汽车续航里程方面具有良好的前景。但由于其循环寿命比锂电池短得多，一直没有在市场上应用，美国PNNL的一项研究为其普及提供了可能。最近，PNNL研究人员在美国《纳米快报》上发表文章称，使用独特的粉末纳米材料可以有效改善锂硫电池的短循环寿命，其容量比锂电池高4倍。研究人员表示，锂硫电池最大的问题是，含有硫的阴极会慢慢溶解在电池内部，形成一种溶解在电解液中的多硫化物，而这个过程是不可逆的，导致阴极材料越来越少，极大地影响了电池寿命。为了克服这个问题，PNNL的研究人员发明了一种独特的粉末纳米材料，称为“金属有机框架”，它是多孔的，可以在阴极内部聚集硫分子。PNNL研究员张建明说，“有机金属框架”的作用是收集硫并将其保留在电池阴极内，从而延长电池寿命。目前，PNNL改进的锂硫电池经过100次充放电仍能保持89%的能量。