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  • 摘要:

    世界上大多数经济上可行的铂金矿床都是层状侵入体中的“珊瑚礁” - 薄层硅酸盐岩石含有富含铂族元素的硫化物,这对于现代人类社会的可持续发展至关重要。

    关于如何形成铂沉积物有两个相互竞争的想法:第一个涉及在腔室地板上重力引起的晶体沉降,而第二个想法暗示晶体直接在岩浆室的地板上生长。

    通过检查南非Bushveld综合体的Merensky Reef,它拥有世界铂金和其他贵金属的大部分份额,Witwatersrand大学地球科学学院的Sofya Chistyakova博士和她的合作者已经确定晶体生长原位,具有高铂金状态,而其所有矿物都沿着岩浆室的冷却边缘结晶。他们的研究发表在科学报告的一篇论文中。

    Bushveld Complex的一个显着特征是,在Merensky Reef形成时,由于圆形凹陷(坑洼),其室底的某些部分非常不规则。 Merensky Reef的这种坑洼最好暴露在铂矿的地下暴露中。

    “我们的关键发现是,这些坑洼中的整个Merensky Reef包装可能会形成一个'外皮',覆盖所有的室内地板凹陷和顶点,即使这些都垂直或悬垂,”Chistyakova说。

    这一发现表明,Merensky Reef不可能通过晶体沉降在室底上形成,因为下沉的晶体不能穿透形成坑洞悬垂的固体岩石。这有力地支持了铂沉积物的硅酸盐矿物和硫化物直接在岩浆室底部生长的概念。

    “这是我们工作中最基本的结论,它可能适用于其他分层侵入体中的铂沉积物,也可能扩展到其他类型的岩浆沉积物,例如,镁铁矿中的铬铁矿和Fe-Ti-V磁铁矿 - 超基性复合物“Chistyakova说。

    ——文章发布于2019年6月19日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:2
  • 摘要:

    东北大学,日产汽车公司,信州大学和冈山大学的研究团队在寻求用天然制冷剂(如水和酒精)取代制冷系统中的氢氟烃方面取得了开创性的发现。他们的研究涉及通过纳米海绵进行液 - 气相变,纳米海绵是一种柔软的弹性材料,配有小于10纳米的小纳米孔。他们的研究结果可以提高碳足迹更小的制冷剂效率。

    制冷系统广泛用于空调和冰箱。常规系统使用氢氟烃作为制冷剂。然而,氢氟烃是超级污染物。它们的全球变暖潜能值比二氧化碳高约1300倍。

    研究小组成功地使用纳米海绵进行了力驱动的液 - 气相变。当正常的湿海绵受到挤压时,自然会出现水分。然而,当使用孔径小于10纳米的纳米海绵时,会出现不同的现象。即使在低压下,海绵也会保留其液体。

    然而,当施加力时,排出的液体立即蒸发成气体。此外,随着海绵恢复其自然形状,它将液体中的气体再次吸收到纳米孔中。

    到目前为止,研究人员尚未进行纳米多孔材料的挤压过程,因为传统材料太难以变形。然而,该团队通过创建自己的柔软,弹性,纳米多孔材料来避开这种情况,这些材料由单层石墨烯壁组成。他们使用自制设备测量结果,这些设备用于监测施加机械力时的液 - 气相变。

    该团队在开发软纳米多孔材料后考虑了挤压方法。但即使他们无法预见他们的预测会在第一次尝试时成为现实。

    迄今为止,只有两种方法将捕获的液体转化为气体:i。加热或ii。降低气相压力。挤压方法提供了第三种方式,在物理化学领域产生了新的主题,并为更加环保的制冷系统铺平了道路。酷的东西!

    ——文章发布于2019年6月19日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:3
  • 3   2019-06-24 MOF吸附行为的实时分析 (编译服务:纳米科技领域信息门户服务)     
    摘要:

    研究人员开发了一种技术来分析金属有机骨架(MOF)各个孔中分子的吸附行为。该系统具有大的比表面积,允许实时观察MOF的吸附过程,MOF是一种有效分选二氧化碳,氢气和甲烷的新材料。

    准确测量和评估气体吸附等温线对于表征多孔材料和开发其应用非常重要。现有技术仅能够测量吸附到材料上的气体分子的量,而无需直接观察吸附行为。

    由能源,环境,水和可持续发展研究生院(EEWS)的Jeung Ku Kang教授领导的研究小组通过整合现有的X射线衍射(XRD)测量装置,开发了一个实时气体吸附晶体学系统,该装置可以提供结构信息和气体吸附测量装置。

    具体地,该系统允许观察具有多个孔而不是单个孔结构的中孔MOF。研究小组根据孔类型对MOF分子的吸附行为进行了分类,然后进行了观察和测量,从而确定了以前无法分析的逐步吸附过程。

    此外,该团队系统地和定量地分析了孔结构和吸附分子的类型如何影响吸附行为,以表明哪种类型的MOF结构适合作为每种吸附行为的存储材料。

    康教授说:“我们实时定量分析每个孔隙分子,以确定孔隙的化学和结构特性对吸附行为的影响。”他继续说道,“通过了解分子在形成材料的孔隙水平上的实时吸附行为,而不是整个材料,我们将能够应用这项技术开发出一种新的高容量存储材料。”

    ——文章发布于2019年6月19日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:3
  • 摘要:

    与完美无瑕的宝石不同,纤维状钻石通常含有少量盐水夹杂物。这些给科学家们提供了关于钻石在地幔深处形成的条件的提示。一个研究小组现在通过模拟实验室中的极端高温和高压条件解决了这些夹杂物形成的难题。

    钻石是碳晶体,在最古老的大陆 - 克拉通下面的地幔深处形成。它们通过爆炸性的火山爆发被运送到地球表面,这些岩浆被称为金伯利岩。以前的研究一直认为钻石含有含钠和钾的液体,但这些液体的来源尚不清楚。

    “为了形成这些夹杂物,地球上的部分海洋地壳及其沉积层必须淹没在被称为俯冲带的克拉通大陆之下。这些地带位于超过110公里的深处,压力为超过4千兆帕斯卡,或大气压力的4万倍,“科学进展科学期刊上发表的研究的第一作者迈克尔福斯特解释说。地壳的淹没必须迅速发生,以便在沉积物开始在800摄氏度以上的温度下融化之前形成钻石,并与克拉通地幔发生反应。

    对于实验室的高压实验,来自悉尼,美因茨和法兰克福的科学家将海洋沉积物和橄榄岩(来自地幔的岩石)堆积在4毫米的胶囊中,并将它们置于高压和极端温度下。在4至6千兆帕斯卡的压力下 - 相当于120至180千米的深度 - 由两层之间的反应形成小的盐晶体。它们的钾钠比率与钻石中的盐水夹杂物完全一致。在压力较小的实验中,对应于小于110千米的深度,这些盐不存在。相反,钾被云母从再循环的沉积物中吸收。

    “与以前将盐源归因于海水的模型不同,沉积物代表了钾的合理来源,”来自歌德大学的矿物学家Horst Marschall教授说。 “海水中的钾浓度太低,无法解释钻石中的盐水夹杂物。”富含镁的碳酸盐,金伯利岩的重要组分,也是反应的副产物。

    ——文章发布于2019年6月19日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:2
  • 摘要:

    非贵金属纳米粒子有朝一日可以替代用于制氢的昂贵催化剂。然而,通常很难确定它们可以达到的反应速率,特别是在涉及氧化物颗粒时。这是因为必须使用粘合剂和导电添加剂将颗粒附着到电极上,这会使结果失真。借助于单个颗粒的电化学分析,研究人员现已成功地确定了由钴氧化铁制成的纳米催化剂的活性和物质转化 - 没有任何粘合剂。由Ruhr-UniversitätBochum教授Kristina Tschulik教授领导的团队与杜伊斯堡 - 埃森大学的同事以及德累斯顿在美国化学学会期刊上的报告于2019年5月30日在线发表。

    “非贵金属催化剂的开发在实现能源转型方面发挥着决定性作用,因为它们价格便宜,并且可以提供足够的数量来生产所需数量的可再生燃料,”卓越集群成员Kristina Tschulik表示。探索溶剂化(Resolv)。因此可以通过将水分解成氢和氧来获得氢,这是一种有前景的能源。到目前为止,限制因素是产生氧气的部分反应。

    优于目前工业上的反应率

    研究人员在目前的工作中研究了钴氧化铁颗粒如何有效地催化氧气的产生。他们一个接一个地分析了许多单个粒子。化学家允许颗粒催化电极表面上的氧气产生并测量由此产生的电流,这提供了关于反应速率的信息。 “我们已经测量了每平方米几千安的电流密度,”Tschulik说。 “这高于工业目前可能的反应速度。”

    该团队表明,对于小于10纳米的颗粒,电流取决于颗粒尺寸 - 催化剂颗粒越小,电流越小。电流也受到反应中产生的氧气的限制,并且从颗粒表面扩散开。

    尽管压力很大,但非常稳定

    在催化实验之后,化学家在透射电子显微镜下观察催化剂颗粒。 “尽管反应速度很快,即尽管颗粒产生了如此多的氧气,但它们几乎没有变化,”Tschulik总结道。 “极端条件下的稳定性非常出色。”

    当前工作中使用的分析方法也可以转移到其他电催化剂中。 “为了能够有效地进一步开发未来可再生能源技术的非贵金属催化剂,必须更多地了解纳米催化剂的活性,”波鸿化学家说。为了分析粒度对催化活性的影响,合成具有确定尺寸的纳米粒子是重要的。作为鲁尔大学联盟的一部分,波鸿团队与生产催化剂颗粒的Stephan Schulz教授领导的杜伊斯堡 - 埃森大学的研究人员密切合作。

    ——文章发布于2019年6月19日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:2
  • 摘要:

    背景:硒(Se)可以发挥抗氧化作用,防止身体受到氧化损伤。由益生菌合成的生物硒纳米粒子(SeNPs)具有相对强的化学稳定性,高生物利用度和低毒性,这使得它们成为潜在的硒补充剂。以前,我们证明由干酪乳杆菌ATCC 393合成的SeNPs可以减轻过氧化氢(H2O2)诱导的人和猪肠上皮细胞的氧化损伤。然而,抗氧化机制仍不清楚。

    方法:通过建立H2O2诱导的人结肠黏膜上皮细胞(NCM460)氧化损伤模型,进行Nrf2抑制剂干扰实验,评价SeNPs对肠上皮细胞通透性和线粒体功能的可能抗氧化机制和保护作用。测定了线粒体膜电位(MMP),线粒体DNA含量,三磷酸腺苷(ATP),ROS和Nrf2相关基因的蛋白质表达水平。通过透射电子显微镜观察线粒体超微结构。

    结果:干酪乳杆菌ATCC 393合成的4μgSe/ mL SeNPs缓解了H2O2刺激的NCM460细胞中ROS的增加,ATP和MMP的减少,并维持肠上皮通透性。此外,SeNPs改善了Nrf2,HO-1和NQO-1的蛋白质水平。此外,SeNPs减弱氧化应激引起的线粒体超微结构的损伤。 Nrf2抑制剂(ML385)消除了SeNPs对细胞内ROS产生的调节作用。

    结论:数据表明,干酪乳杆菌ATCC 393合成的生物源性SeNPs可通过Nrf2信号通路减轻ROS介导的线粒体功能障碍,从而保护肠上皮屏障功能免受氧化损伤。生物制剂SeNPs是潜在的Se补充剂的有吸引力的候选物,其通过靶向线粒体来预防氧化应激相关的肠道疾病。

    ——文章发布于2019年6月18日

    来源机构: 国际纳米医学期刊 | 点击量:21
  • 摘要:

    背景:作为我们不断追求提高生物活性植物化学物质在癌症治疗中的功效的一部分,我们报告了一种创新的绿色纳米技术方法,即使用白藜芦醇生产生物相容性白藜芦醇 - 共轭金纳米粒子(Res-AuNPs)。我们的首要目标是通过白藜芦醇的协同抗肿瘤特性利用金纳米粒子(AuNPs)固有的促细胞凋亡特性,目的是开发一类新的基于绿色纳米技术的植物化学嵌入式AuNP用于肿瘤学应用。

    方法:白藜芦醇用于将Au3 +还原为Au0,用于在室温下合成Res-AuNPs,并且使用阿拉伯树胶(GA)进一步包封纳米颗粒表面以增加AuNP的整体稳定性。这项综合研究涉及Res-AuNPs在各种生物介质中的合成,完整表征和体外稳定性,最终用作抗人乳腺癌(MDAMB-231),胰腺癌(PANC-1)和前列腺癌(PC-)的抗癌药物。 3)癌症。

    结果:该方法系统地增加白藜芦醇在AuNPs上的日冕,以获得对植物化学日冕与Res-AuNPs整体抗肿瘤活性的相互关系的见解,证明是成功的。 Res-AuNPs上白藜芦醇日冕的增加显示出优异的抗癌作用,归因于24小时孵育后的最佳细胞摄取,而GA提供了蛋白质基质支持,用于增强反式白藜芦醇加载到AuNP表面上。

    结论:本研究中描述的方法利用了营养保健品和纳米粒子对Res-AuNP发展的益处。我们提供了令人信服的证据,证明白藜芦醇在AuNPs上的日冕增加提高了白藜芦醇的生物利用度,使得治疗活性物质可以在体内最佳地用于癌症治疗中。

    ——文章发布于2019年6月18日

    来源机构: 国际纳米医学期刊 | 点击量:16
  • 摘要:

    背景:不同纳米颗粒(NPs)暴露在急性非细胞毒性浓度下的效果特别值得弄清,比较和阐明。

    目的:研究和比较非细胞毒性浓度的NPs小文库对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)粘附连接的影响,获得NPs安全性评价的新见解。

    材料和方法:HUVECs层暴露于NPs,包括金(Au),铂(Pt),二氧化硅(SiO2),二氧化钛(TiO2),氧化铁(Fe2O3),氧化多壁碳纳米管,具有不同的表面化学和大小分布。通过透射电子显微镜观察细胞对NP的摄取。细胞毒性通过细胞计数试剂盒-8测定法测定。使用2'7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯和CAT分析试剂盒的探针分别测量NP诱导的细胞内活性氧(ROS)和过氧化氢酶(CAT)活性的变化。通过Western印迹分析HUVEC的VE-钙粘蛋白水平,并用激光共聚焦显微镜观察粘附连接的丧失。

    结果:确定了不同NP的急性非细胞毒性浓度并应用于HUVEC。根据特征,NPs不同程度地增加细胞内ROS水平和CAT活性。同时,HUVEC失去了它们的粘附连接蛋白VE-钙粘蛋白,并且在细胞之间形成了间隙。 NP诱导的氧化应激和间隙形成可以通过培养中的补充N-乙酰半胱氨酸来拯救。

    结论:细胞内ROS和CAT活性的增加是NPs的一种常见作用,即使在非细胞毒性浓度下,其程度也取决于NP的组成,表面化学和大小分布。这种效应导致细胞之间形成间隙,同时可以被抗氧化剂拯救。因此,当用作治疗剂和诊断剂时,建议内皮细胞之间粘附连接的变化评估NP。

    ——文章发布于2019年6月18日

    来源机构: 国际纳米医学期刊 | 点击量:16
  • 摘要:

    目的:我们开发了一种用于靶向E-选择蛋白表达的造影剂。我们在经历了鼻咽癌(NPC)转移的裸鼠体内使用磁共振成像(MRI)检测了该药剂。

    方法:Sialyl Lewis X(sLeX)与超小超顺磁性氧化铁(USPIO)纳米颗粒结合。测量USPIO-聚乙二醇(PEG)纳米颗粒和USPIO-PEG-sLeX纳米颗粒的流体动力学尺寸,多分散指数和ζ-电位。通过热重分析和傅里叶变换红外光谱分析USPIO,USPIO-PEG和USPIO-PEG-sLeX的纳米颗粒中的组分变化。使用NPC转移到裸鼠腹股沟淋巴结的模型来研究USPIO-PEG-sLeX纳米颗粒的体内特征。我们研究了T2 *值的能力,T2 *值(ΔT2*值)和增强率(ER)的变化,以定量评估USPIO-PEG-sLeX纳米颗粒在转移组和对照组的小鼠中的积累。对每只小鼠进行四次MRI扫描。在通过尾静脉施用USPIO-PEG-sLeX纳米颗粒(0.1mL)之前进行第一次扫描(t0)。其他扫描在注射后0(t1),1(t2)和2小时(t3)进行。平均光密度用于反映E-选择蛋白表达。

    结果:sLeX成功标记到USPIO上。在体内,在施用USPIO-PEG-sLeX纳米颗粒后,组之间存在显着的相互作用和T2 *值的时间。六个参数(t2处的T2 *,t1处的ΔT2*,t2处的ΔT2*,t1处的ΔT1,t1处的ER,t2处的ER和t3处的ER)与平均光密度相关。

    结论:USPIO-PEG-sLeX纳米粒可用于定量评估E-选择素的表达。使用这种分子探针可以检测NPC的早期转移,更准确的分期和治疗监测。

    ——文章发布于2018年12月26日

    来源机构: 国际纳米医学期刊 | 点击量:15
  • 摘要:

    莱斯大学用阳光和纳米粒子净化盐水的太阳能方法甚至比它的创造者首先认为的更有效。

    赖斯纳米光子学实验室(LANP)的研究人员本周表示,他们可以通过添加便宜的塑料镜片将太阳光聚集到“热点”,将太阳能海水淡化系统的效率提高50%以上。结果可在“美国国家科学院院刊”网站上获得。

    “提高太阳能驱动系统性能的典型方法是增加太阳能聚光器并带来更多光线,”赖斯布朗工程学院应用物理专业研究生,该论文的共同主要作者Pratiksha Dongare说。 “这里的最大区别在于我们使用相同数量的光。我们已经证明,可以低成本地重新分配这种能量,并大大提高纯净水的生产率。”

    在传统的膜蒸馏中,热的含盐水流过片状膜的一侧,而冷却的过滤水流过另一侧。温差产生蒸汽压差,其驱使水蒸气从加热侧通过膜朝向较冷的较低压侧。扩大技术是困难的,因为膜的温差 - 以及由此产生的清洁水的输出 - 随着膜的尺寸增加而减小。赖斯的“纳米光子学太阳能膜蒸馏”(NESMD)技术通过使用光吸收纳米粒子将膜本身转变为太阳能驱动的加热元件来解决这个问题。

    Dongare及其同事,包括研究共同主要作者亚历山德罗·阿拉巴斯特里(Alessandro Alabastri),用低成本的市售纳米粒子涂覆其膜的顶层,这些纳米粒子旨在将80%以上的太阳能转化为热能。太阳能驱动的纳米颗粒加热降低了生产成本,赖斯工程师正在努力扩大该技术,以应用于无法获得电力的偏远地区。

    NESMD中使用的概念和粒子首先在2012年由LANP主任Naomi Halas和研究科学家Oara Neumann展示,他们都是新研究的共同作者。在本周的研究中,Halas,Dongare,Alabastri,Neumann和LANP物理学家Peter Nordlander发现他们可以利用入射光强度和蒸气压之间固有的,以前未被认识到的非线性关系。

    Alabastri是莱斯电气和计算机工程系的物理学家和德州仪器研究助理教授,他使用一个简单的数学例子来描述线性和非线性关系之间的差异。 “如果你取任何两个数字相等的10 - 7和3,5和5,6和4 - 如果你把它们加在一起你总会得到10。但如果这个过程是非线性的,你可能会将它们平方甚至立方体添加之前。所以如果我们有九个和一个,那就是九个平方,或者81个加一个平方,等于82.这远远好于10,这是你能用线性关系做的最好的。“

    在NESMD的情况下,非线性改进来自于将太阳光聚集成微小的斑点,就像孩子可能在晴天用放大镜一样。将光线集中在膜上的微小点上会导致热量的线性增加,但加热反过来会产生蒸汽压的非线性增加。并且增加的压力迫使更多纯化的蒸汽在更短的时间内通过膜。

    “我们发现,在更小的区域内拥有更多的光子总是比在整个膜上均匀分布光子更好,”Alabastri说。

    Halas是一位化学家和工程师,他花了超过25年的时间开创了光活化纳米材料的使用,他说:“这种非线性光学过程提供的效率非常重要,因为缺水是世界上大约一半人的日常现实,有效的太阳能蒸馏可以改变这种

    “除了水净化之外,这种非线性光学效应还可以改善利用太阳能加热来驱动光催化等化学过程的技术,”Halas说。

    例如,LANP正在开发一种铜基纳米颗粒,用于在环境压力下将氨转化为氢燃料。

    Halas是Stanley C. Moore电气和计算机工程教授,赖斯Smalley-Curl研究所所长,化学,生物工程,物理和天文学,材料科学和纳米工程教授。

    NESMD正在位于赖斯的纳米技术水处理中心(NEWT)开发,并于2018年获得能源部太阳能海水淡化计划的研发资金。

    ——文章发布于2019年6月18日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:174