德用纳米纤维素3D打印移植用的人造耳朵

据报道，最近，德国联邦材料测试和研究所利用木质纳米纤维素，通过3D打印技术制成了移植用的人造耳朵，可以作为先天性耳廓畸形儿童的植入物。

据研究人员迈克尔·豪斯曼介绍，制造人造耳朵的原料是可生物降解的木质纳米纤维素。借助生物绘图仪，具有黏性的纳米纤维素可以完美塑造复杂的构造，固化后的结构仍然非常稳定。他们研究了纳米纤维素水凝胶的特性，并进一步优化稳定性和3D打印工艺，制成了可用于移植的人造耳朵。这种人造耳朵可为先天性耳廓畸形儿童重建耳廓，使畸形耳朵得以补救，而且不会影响听力。

人造耳朵仅是这项研究的一个应用。含有纳米纤维素的水凝胶还可用作膝关节植入物，用于修补慢性关节炎造成的关节磨损。豪斯曼表示，下一个目标是用骨骼填充身体自身的细胞和活性成分，以制成生物医学植入物。一旦将植入物植入体内，一些材料可能随着时间的推移而生物降解，并溶解在体内。尽管纳米纤维素本身不会降解，但它仍然非常适合作为生物相容性材料，用作植入物支架。

此外，选择纳米纤维素作为候选材料，还因为其机械性能，其微小但稳定的纤维可以非常好地吸收拉伸力。而且，纳米纤维素允许通过不同的化学修饰，将功能结合到黏性水凝胶中。通过结构、机械性能和纳米纤维素与其环境的相互作用，可以获得需要的复杂形状产品。

豪斯曼称，这项研究的意义还在于，原料纤维素是地球上最丰富的天然聚合物，结晶纳米纤维素的使用方法简便且成本低廉。（科技日报）

我国首个石墨烯国家标准正式发布

据报道，近日，《納米科技术语第13部分：石墨烯及相关二维材料》正式发布。据悉，该标准由泰州巨纳新能源有限公司、东南大学等单位起草，是我国首个石墨烯国家标准，将于2019年11月1日起正式实施。

石墨烯是由一个碳原子与周围3个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层，具有许多优异性能，应用前景十分广阔。近年来，石墨烯的制备、检测、研究及应用不断取得突破，各种新技术新产品陆续涌现，标志着石墨烯已处于从实验室走向产业化的关键阶段，开展标准化工作已成为迫切需求。

我国石墨烯标准化工作得到了国家有关部门的大力支持。《纳米科技术语第13部分：石墨烯及相关二维材料》属于我国石墨烯领域首批国家标准计划项目之一，其制定及发布将为石墨烯的生产、应用、检验、流通、科研等领域，提供统一技术用语的基本依据，是开展石墨烯各种技术标准研究及制定工作的重要基础及前提。

据介绍，该标准首次明确回答了石墨烯上下游相关产业共同关注的核心热点问题：什么是石墨烯？什么是石墨烯层？石墨烯最多可以有几层？双层/三层/少层石墨烯是不是石墨烯？氧化石墨烯最多可以有几层？还原氧化石墨烯最多可以有几层？什么是二维材料？其内容不仅充分考虑了国内各界的意见和建议，同时也和国际标准保持了一致。（中国矿业报）

科学家利用光调控微型石墨烯蜘蛛运动

据报道，近日，吉林大学张永来教授、清华大学孙洪波教授与新加坡国立大学仇成伟教授在Advanced Material杂志上以封面文章在线发表了题为“Plasmonic Assisted Graphene Oxide Artificial Muscles”的研究论文。该论文利用石墨烯与金纳米棒复合材料制备了光敏感的仿肌肉驱动器件（HAM），运用巧妙的设计方法，无须集成组装过程，实现了复杂的肢体动作和多足运动，在光驱动仿生机器人方面取得了突破性的进展。

在仿生机器人的设计中，模仿肌肉作用的驱动部位是实现运动的关键。目前，驱动器研究集中于对驱动方法或环境刺激的控制，然而特定的驱动器件往往只能实现单一的变形。此外，目前仿生机器人多采用电驱动方式，需要集成能源部件，或外接能源供给装置，使得系统在小型化方面受到制约。

针对这一难题，科研者利用石墨烯材料具有良好的导热性和机械性能，石墨烯氧化物材料导热性能大大降低的特点，采用激光还原石墨烯氧化物对材料导热性能进行改性，实现“关节”部位导热性能改变。将具有一定的负热膨胀系数的石墨烯、石墨烯氧化物材料与具有较大热膨胀系数的PMMA材料结合，可在光热条件下产生单一的圆弧状弯曲，利用激光局部还原石墨烯氧化物材料，改性区域的弯曲程度大大提高，响应时间加快，可形成类似肌肉牵拉作用的关节弯曲效果。科研者还进一步加入了金纳米棒，提升了材料的光热转化效率，加速了膨胀材料的形变。此外，金纳米棒材料独特的波长选择特性，不仅为光驱动方法提供了光强、时间的调控方法，还增加了波长调控方法。利用这一原理，科研者成功完成了微型仿生蜘蛛的爬行过程、仿生捕蝇草捕获过程，和仿生手各关节的逐一控制弯曲，体现了HAM设计的灵活性，这一工作为微型仿生机械运动提供了新的设计理念。（科技部）

中科院理化所合成碳纳米环研究取得新进展

据报道，最近，中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究中心研究员丛欢团队联合上海中医药大学科研人员利用光化学合成手段，在精确合成碳纳米环分子方面取得新进展。研究人员利用经典光化学蒽[4+4]二聚反应的可逆性，原创发展了蒽光二聚-解聚合成策略，并在前期工作基础上进一步拓展了该策略在合成大张力共轭大环方面的成功应用。

紫外光照射下，8字型的双环分子可进行逆[4+4]反应实现大环扩环，利用大环的蒽结构单元作为双烯体，与原位生成的苯炔分子发生联系2步[4+2]环加成反应，进而完成首例五蝶烯衍生的碳纳米双环分子合成。在另一项工作中，通过调控侧臂合成子的长度和弯曲角度，实现了在蒽二聚体骨架的钝角端关环，还原芳构化后完成蒽二聚体衍生的寡聚对苯撑大环合成。

新合成的共轭大环分子均具有较高的荧光量子产率，其中兼具五蝶烯和对苯撑共轭结构的大环分子经过拆分后表现出较好的圆偏振发光性质。上述结果显示该系列分子在有机多孔材料、光电材料等方面的潜在应用价值。（中国科学院理化技术研究所）

我国研究发现纳米氧化铁对沙门氏菌的抑制作用

据报道，1月17日，从扬州大学获悉，由该校医学院高利增教授课题组和中国农业科学院家禽研究所施寿荣副研究员课题组合作研究发现，利用纳米氧化铁能够有效起到抑制鸡组织上和细胞内沙门氏菌的作用。

沙门氏菌是一种全球性的重要的食源性人畜共患病致病菌。目前，能够消除细胞内沙门氏菌的有效方法仍然非常有限。“沙门氏菌作为一种兼性胞内菌，它能够侵入宿主细胞内存活，逃逸宿主免疫系统和大部分抗生素的杀菌作用，引起抗生素耐药。我们联合科研团队以沙门氏菌感染的主要来源——鸡为试验动物，从体外抑菌、细胞实验、体内实验三个层次发现了纳米氧化铁对沙门氏菌的抑制作用。这将为清除隐藏在宿主细胞内逃避宿主免疫系统和抗菌药物治疗的顽固性细菌感染，提供一种新的防治策略。”高利增说。

据介绍，这项研究揭示了纳米氧化铁抑制胞内沙门氏菌的作用机制：沙门氏菌感染引起自噬，同时纳米氧化铁能够进入自噬泡内并借用自噬泡内的酸性环境，发挥类过氧化物酶活性，提高胞内活性氧水平，与溶酶体共同作用清除胞内沙门氏菌，从而起到了抑制沙门氏菌增殖的作用。日前，相关研究成果已发表在生物医学权威学术期刊《Theranostics》上。（科技日报）

新型纳米药物有效治疗角膜炎

据报道，近日，浙江大学医学院附属第二医院举办了第三届广济创新项目大赛。大赛上，浙江大学转化医学研究院周民教授团队与浙江大学附属第二医院眼科中心主任姚克教授团队共同研发的一种具有光活性双功能纳米药物——新型铜源复合纳米银眼用凝胶获奖。该药物以近红外激光为动力源，同时可控释放银离子和铜离子，其中銀离子可高效杀灭耐药菌，而铜离子可以加速眼角膜的愈合。

很多人有过角膜炎的困扰，这是因为角膜位于眼球最前面，直接与外界接触，易受到微生物、外伤及理化刺激因素的损害而发生炎症。角膜炎发展到后期很可能导致失明，目前全球有2 000多万因角膜病致盲的患者，占致盲原因的1/5。其中一个非常重要的原因就是缺乏有效杀死耐药细菌的药物。因此，浙江大学转化医学研究院周民教授团队与浙江大学附属第二医院眼科中心主任姚克教授团队共同对此类临床难题进行了科技攻关，研发了一种具有光活性双功能纳米药物——新型铜源复合纳米银眼用凝胶。该药物以近红外激光为动力源，同时可控释放银离子和铜离子，其中银离子可高效杀灭耐药菌，而铜离子可以加速眼角膜的愈合。今后，此产业对于其他眼科感染性疾病甚至身体其他部位的感染疾病的治疗指日可待。目前，该项目实验室前期阶段研究已完成，已有投资公司和若干厂商提出合作或者技术购买意向，相关业务正在洽谈中。（青年时报）

纳米铝颗粒燃烧领域研究取得新进展

据报道，哈尔滨工程大学航建学院刘平安副教授、刘俊鹏博士和兼职教授王孟军合作的论文《纳米铝颗粒的点火与燃烧：反应分子动力模拟研究》2019年1月在燃烧权威期刊《Combustion and Flame》上发表。这是该校教师首次在该期刊上发表论文，表明其在纳米颗粒燃烧机理方向的研究得到了国际学术界的认可，代表了前沿水平。

论文主要研究对象为火箭动力燃料纳米铝颗粒的燃烧。与微米铝颗粒相比，纳米铝颗粒燃烧以其独特的物化特性，可最大限度提高固体推进剂的性能。但过高的反应活性使得纳米铝颗粒在制造后往往覆盖氧化层，带有氧化壳层的纳米铝颗粒燃烧是一个既普遍又复杂的问题。近20年间，多位国际学者及学术团队展开深入研究，形成壳层碎裂燃烧模型和质量扩散控制燃烧理论两个学派，但纳米铝颗粒的点火燃烧机理在学术界依然没有定论。

刘平安所在科研团队应用分子动力模拟的方法，从纳米、飞秒尺度研究铝颗粒燃烧过程和各组分热动力行为，并首次考虑辐射传热对铝颗粒传热影响。论文结果表明，氧化壳层并没有在铝核熔化时瞬间碎裂，点火阶段是一个由内外组分扩散所主导的过程。氧化层薄厚不同的纳米铝颗粒遵循不同的应力传播规律。氧化层区域的铝氧比例是影响外界氧气分子扩散速率的关键因素。论文成果为扩散主导燃烧学派提供了有力的证据，具有重要的学术价值，并指导了纳米铝基金属燃料的研制与应用。目前，团队铝基金属燃料发动机已经试验成功。（哈尔滨工程大学）

我国学者发现金属纳米催化剂尺寸效应

据报道，近日，从中国科学技术大学获悉，该校路军岭教授课题组与李微雪教授课题组合作，首次揭示了金属纳米催化剂中，几何效应和电子效应各自对催化反应随尺寸变化的调变规律，创造性地提出一种拆分剥离金属颗粒几何效应和电子效应的策略——金属纳米颗粒的“氧化物选择性包裹”。

通过“氧化物选择性包裹”4nm颗粒的低配位原子，有效抑制了副反应的发生，获得了高比质量活性和高选择性的催化剂。该策略不但能够有效拆分剥离金属颗粒的几何和电子效应，而且打破了催化性能随颗粒尺寸变化的“火山型”曲线。该策略为理解催化反应中的几何效应和电子效应提供了有效手段，并且为设计高活性、高选择性的金属催化剂提供重要指导。（科技日报）

苏州纳米所在三维碳材料神经支架研究中取得进展

据报道，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米-生物界面重点实验室程国胜团队一直以来致力于开发基于碳材料的三维生物支架，模拟体内微环境的复杂性，构建神经干细胞和原代神经元的生长微环境。该团队率先提出了三维石墨烯泡沫神经支架，经过多年努力，对三维石墨烯如何调控神经干细胞增殖、分化、迁移、粘附，进行了深入研究，取得了系统性的研究成果。

三维石墨烯生物学特性与其结构和尺寸紧密联系，通过控制三维石墨烯的结构和尺寸，能够有效调控其性质，以满足不同的应用需求。该团队利用微纳加工技术的可控性，采用光刻、电镀、退火、化学气相沉积等方法获得形状和尺寸均一的“量身定制”三维石墨烯支架。在此工作基础上，在三维石墨烯的底部设计了二维石墨烯薄膜，利用化学气相沉积法构建了三维-二维石墨烯复合支架，将其作为神经支架，底部二维石墨烯薄膜能够为神经细胞在孔隙间的有效跨越提供支撑，更好地模拟神经网络。此外，该复合支架的形状和尺寸精确可控，通过改变支架宽度可调控神经祖细胞的定向分化行为（。苏州纳米技术与纳米仿生研究所）