電荷自泵浦激勵的藍(lán)色能源器件研究

中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士團(tuán)隊提出了電荷穿梭原理和基于電荷穿梭原理的摩擦納米發(fā)電機(jī)。相關(guān)論文發(fā)表于Nature Communications。以CS-TENG為核心發(fā)電單元制備了高性能集成球形藍(lán)色能源器件，應(yīng)用于水波能收集。在低頻水波激勵下，該器件實現(xiàn)電荷的自泵浦激勵，并由單泵浦TENG對多主TENG同時激勵，實現(xiàn)了藍(lán)色能源器件性能的新突破，且隨著器件集成CS-TENG單元數(shù)量的提升，輸出將會進(jìn)一步提高。該研究還展示了器件在波浪驅(qū)動下，同時點亮600盞LED燈，并用于自驅(qū)動溫度和氣壓檢測，顯示了該器件在藍(lán)色能源等領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。

CS-TENG的器件結(jié)構(gòu)和工作原理（圖片來源于中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站）

水波激勵下集成器件的性能表征（圖片來源于中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站）

超耐久性超長碳納米管研究進(jìn)展

清華大學(xué)化工系魏飛教授、張如范副教授團(tuán)隊以實驗形式研究了厘米級長度單根碳納米管的超耐疲勞性能。相關(guān)論文發(fā)表于Science。研究團(tuán)隊設(shè)計搭建了一個非接觸式聲共振測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅避免了電子束導(dǎo)致的樣品損傷，使得厘米長度的一維納米材料的疲勞測試成為可能，同時解決了小尺寸樣品在高周次循環(huán)載荷的施加問題。該碳納米管展現(xiàn)出十分優(yōu)異的耐疲勞性，優(yōu)于目前已知的所有工程材料。與一般傳統(tǒng)材料的疲勞損傷累積機(jī)制不同，其疲勞破壞呈現(xiàn)出整體破壞性，不存在損傷累積過程，初始缺陷的生成對碳納米管的疲勞壽命起主導(dǎo)作用。此外，其耐疲勞性可受到溫度影響，表現(xiàn)出隨著溫度升高而下降的特點。

聚集誘導(dǎo)發(fā)光納米仿生機(jī)器人研究進(jìn)展

中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)藥與技術(shù)研究所納米醫(yī)療技術(shù)研究中心蔡林濤研究員與合作者研發(fā)出一種基于聚集發(fā)光元件的AIE納米仿生機(jī)器人系統(tǒng)，用于血腦屏障穿越及腦膠質(zhì)瘤靶向診療。相關(guān)論文發(fā)表于ACS NANO。通過借鑒科幻電影《終結(jié)者》中終結(jié)者機(jī)器人T-800的設(shè)計理念，粵港兩地研究人員合作開發(fā)以AIE聚合物材料為內(nèi)骨骼，以自然殺傷細(xì)胞膜為外部皮膚的“終結(jié)者”納米機(jī)器人系統(tǒng)。在跨越血腦屏障進(jìn)入腦部區(qū)域后，納米機(jī)器人可以利用NK細(xì)胞膜表面蛋白與腫瘤細(xì)胞膜表面受體的特異性識別，富集到腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞內(nèi)。論文進(jìn)一步從細(xì)胞水平和活體水平對納米機(jī)器人的靶向能力進(jìn)行了驗證。

基于近紅外稀土納米晶/量子點雙激發(fā)解碼策略實現(xiàn)精準(zhǔn)探溫

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所陳學(xué)元研究員團(tuán)隊提出了利用基于稀土納米晶/量子點復(fù)合物探針的雙激發(fā)解碼策略來實現(xiàn)生物組織內(nèi)精準(zhǔn)溫度探測。相關(guān)論文發(fā)表于Advanced Science。首先，利用核殼結(jié)構(gòu)NaLuF4∶Nd3+, Gd3+@NaGdF4稀土納米晶和PbS@CdS@ZnS量子點在兩親分子形成的膠束中，進(jìn)行自組裝來構(gòu)建稀土納米晶/量子點復(fù)合物微球。其次，利用Nd3+離子與量子點不同的光吸收特性，選用與808nm激光波長相近且共路的另一束830nm激光來單獨激發(fā)出復(fù)合物中量子點的發(fā)光。最后，通過此種雙激發(fā)策略將1057nm處重疊的發(fā)射信號進(jìn)行分離，并計算其發(fā)射強(qiáng)度比值作為溫敏參數(shù)。

面向智能仿生感知系統(tǒng)的柔性人工突觸研究進(jìn)展

中國科學(xué)院蘇州納米所張珽研究團(tuán)隊使用氧化鋅納米線和海藻酸鈉設(shè)計制備了一種具有光感知功能的柔性仿生突觸晶體管。相關(guān)論文發(fā)表于Advanced Materials Technologies。視覺作為生物獲取外界信息的重要感知系統(tǒng)，對生物活動具有重要意義。受到蜜蜂視覺系統(tǒng)的啟發(fā)，該研究集成了視覺感知和信息處理的功能，器件同時對電信號和光信號刺激響應(yīng)的特點，可以在電信號和光信號的共同作用下，實現(xiàn)短時突觸可塑性與長時突觸可塑性的轉(zhuǎn)換。此外，通過對此突觸晶體管器件的陣列化制備，實現(xiàn)了在不同電壓下光信號記憶水平的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了對生物視覺感知功能的初步模擬。

基于氧化鋅納米線和海藻酸鈉制備的具有光感知功能的柔性仿生突觸晶體管（圖片來源于中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所網(wǎng)站）

單原子修飾的納米反應(yīng)器

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊與有機(jī)-無機(jī)雜化材料研究組研究員楊啟華團(tuán)隊合作，發(fā)展出一種單原子鋅修飾的中空碳球納米反應(yīng)器。相關(guān)論文發(fā)表于Advanced Energy Materials。設(shè)計一種輕質(zhì)量、高導(dǎo)電、高催化活性、優(yōu)異親鋰位點、高機(jī)械強(qiáng)度的載體材料，同時能抑制多硫化物穿梭和金屬鋰枝晶的鋰硫全電池，是目前突破鋰硫電池應(yīng)用瓶頸的一種有效方法。新設(shè)計的反應(yīng)器可同時用做鋰硫電池正極、負(fù)極的基體，提高對多硫化物的催化活性并抑制鋰負(fù)極枝晶的生長，應(yīng)用該反應(yīng)器的高比能鋰硫全電池具有高載量、高倍率、長循環(huán)的特性。

基于DNA納米機(jī)器的腫瘤疫苗新進(jìn)展

中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心丁寶全研究員課題組在DNA納米機(jī)器用于精準(zhǔn)化智能化腫瘤疫苗研究方向取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Materials。利用DNA折紙技術(shù)，構(gòu)建尺寸形狀精準(zhǔn)可控、同時搭載腫瘤抗原和多種佐劑的腫瘤疫苗體系，利用抗原特異性的免疫反應(yīng)進(jìn)行腫瘤免疫治療。這種基于多種成分共同精準(zhǔn)組裝、刺激響應(yīng)控制的DNA納米機(jī)器在腫瘤疫苗體系的開發(fā)及個體化的腫瘤免疫治療應(yīng)用中顯示了巨大潛力。同時，DNA納米機(jī)器具有可程序化設(shè)計的特點，可以通過進(jìn)一步設(shè)計優(yōu)化用于病毒相關(guān)抗原及佐劑等功能成分的遞送，有望為抗病毒疫苗的構(gòu)建提供全新的平臺。

生物全合成的自組裝納米疫苗新進(jìn)展

中國科學(xué)院過程工程所生化工程國家重點實驗室生物劑型與生物材料團(tuán)隊馬光輝研究員等與合作者采用生物全合成技術(shù)構(gòu)建了一種自組裝蛋白納米顆粒，以此為“底盤”制備的多糖和多肽類納米疫苗，在多種動物模型中均展現(xiàn)出良好的安全性和高效的免疫應(yīng)答水平，顯著增強(qiáng)了傳染病預(yù)防和腫瘤治療的效果。相關(guān)論文發(fā)表于Advanced Materials。該納米疫苗底盤為生物合成的蛋白骨架，避免了外源性合成材料的引入，保證了疫苗使用的安全性。同時，采用融合表達(dá)或蛋白糖基化修飾策略，可輕松實現(xiàn)多肽、多糖等不同類型抗原在“底盤”上的高效負(fù)載，無須額外化學(xué)偶聯(lián)過程。