PDA納米顆粒
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-02
PDA納米顆粒的實例教程
換言之，在 PDA 納米顆粒和激光的共同作用下，體外培養的小鼠大腦神經元完全停止了工作。</p><p><img src="https://nimg.ws.126.net/?url=http%3A%2F%2Fdingyue.ws.126.net%2F2021%2F0730%2Fb853da38j00qx27bs001zd200qo00f1g00id00ac.jpg&thumbnail=650x2147483647&quality=80&type=jpg"></p><p>圖 | 用光照改變神經元活動示意圖（來源：AAAS）</p><p>相比之下，未受到 PDA 納米顆粒處理但也接受了 808 納米激光照射的神經元活性沒有改變。為了進一步驗證實驗的效果，團隊對培養的神經細胞共進行了十次功率為 6 mW mm^2 的激光輻射，每次時長為 30s。在實驗中，神經元的活動均幾乎完全停止。</p><p>除了大腦神經細胞以外，團隊也對經過納米顆粒處理的心肌細胞進行了近紅外激光照射。實驗顯示，隨著激光功率密度從 4 mW增至 14 mW mm^2，心肌組織的搏動頻率也隨之增加，達到基線活性的 1.8 倍。而當功率調制最大值 25 mW mm^2 時，心臟細胞出現了不可逆的搏動頻率變化，產生了熱毒性。</p><p>然而，此次實驗并未止步于此。</p><p>為了提高納米顆粒與細胞對接的簡便性并實現光熱效應的空間定位，研究團隊開發了一種膠原/PDA 納米顆粒泡沫，并將其作為“附加”貼片應用于培養的神經細胞上。即使在低至 3 mW mm^2 的激光功率密度下，大腦神經元的活性也下降了 90% 以上。作者認為與無機光熱納米結構（如貴金屬納米顆粒）相比，PDA 納米結構具有高度的生物相容性和生物降解性，更適合于體內神經調節。
展開 【科研摘要】
木材是一種生態友好且豐富的基材，并且可以通過大規模納米技術進行功能化。但是，木材中的分層結構和相互連接的纖維阻礙了納米粒子向木材中的滲透。最近，
瑞典皇家理工學院
Lars A. Berglund
教授
團隊用金和銀鹽對脫木素的木材浸漬，這是通過微波輔助合成原位還原為等離激元納米顆粒。
透明生物復合材料由具有結構顏色的承重材料形式的含納米顆粒的木材制成。
著色源自納米粒子表面等離激元，其需要低尺寸的分散性和粒子分離。脫木素的木材充當綠色還原劑和納米顆粒所附著的增強支架，從而預先設計了它們在纖維“管”表面上的分布。
使用掃描透射電子顯微鏡（
STEM），能量色散光譜（EDS）和拉曼顯微鏡對納米級結構進行研究，以確定粒徑，粒徑分布以及結構與性質之間的關系。光學特性，包括對偏振光的響應，是特別令人關注的。
相關論文以題為
Facile Processing of Transparent Wood Nanocomposites with Structural Color from Plasmonic Nanoparticles
發表在《
C
hemistry of Materials
》上。
【主圖導讀】
圖
1.
（a）結構化的TW處理的示意圖：脫木質的木材中浸入了金屬鹽（銀或金），這些金屬鹽通過微波輔助合成原位還原成等離子體納米顆粒。然后將含納米顆粒的基材浸入單體中，并固化成具有結構顏色的TW復合材料。（b）輕木，脫木素的基材，銀的基材，金的基材，（c）Ag-TW和（d）Au-TW的照片。
圖
2. Ag-TW和Au-TW的光學特性：
（a）總透射率和（b）偏振分裂比。
展開 【科研摘要】
木材是一種生態友好且豐富的基材，并且可以通過大規模納米技術進行功能化。但是，木材中的分層結構和相互連接的纖維阻礙了納米粒子向木材中的滲透。最近，
瑞典皇家理工學院
Lars A. Berglund
教授
團隊用金和銀鹽對脫木素的木材浸漬，這是通過微波輔助合成原位還原為等離激元納米顆粒。
透明生物復合材料由具有結構顏色的承重材料形式的含納米顆粒的木材制成。
著色源自納米粒子表面等離激元，其需要低尺寸的分散性和粒子分離。脫木素的木材充當綠色還原劑和納米顆粒所附著的增強支架，從而預先設計了它們在纖維“管”表面上的分布。
使用掃描透射電子顯微鏡（
STEM），能量色散光譜（EDS）和拉曼顯微鏡對納米級結構進行研究，以確定粒徑，粒徑分布以及結構與性質之間的關系。光學特性，包括對偏振光的響應，是特別令人關注的。
相關論文以題為
Facile Processing of Transparent Wood Nanocomposites with Structural Color from Plasmonic Nanoparticles
發表在《
C
hemistry of Materials
》上。
【主圖導讀】
圖
1.
（a）結構化的TW處理的示意圖：脫木質的木材中浸入了金屬鹽（銀或金），這些金屬鹽通過微波輔助合成原位還原成等離子體納米顆粒。然后將含納米顆粒的基材浸入單體中，并固化成具有結構顏色的TW復合材料。（b）輕木，脫木素的基材，銀的基材，金的基材，（c）Ag-TW和（d）Au-TW的照片。
圖
2. Ag-TW和Au-TW的光學特性：
（a）總透射率和（b）偏振分裂比。
展開 納米顆粒通常具有與本體材料不同的光學，電學，磁學或催化性質。然而，通常納米顆粒的團聚會嚴重影響這些特殊的納米特性，因此，使納米顆粒相互分開，可以長時間地穩定其性能。
加州理工學院化學與化學工程系Giapis教授組利用無針靜電紡絲技術，通過將電解質磷酸二氫銫（CDP）與聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或聚乙烯醇（PVA）聚合物溶液混合，并加入少量以DMF為溶劑的聚苯胺（PANI）溶液來增加樣品的電導率。在靜電紡絲后高溫熱處理納米纖維樣品，成功制得了可用于固體酸性燃料電池（SAFCs）的納米纖維電極。
在靜電紡絲過程中，DMF較低的蒸汽壓導致其不易揮發。磷酸二氫銫（CDP）由于不溶于DMF，在靜電紡絲末期易形成過飽和狀態，會在PVP或PVA納米纖維內部及表面成核結晶“長出”納米顆粒。同機械壓制磷酸二氫銫（CDP）粉末生產的陰極相比，該納米纖維電極在每個電流密度下都具有更高的電池電壓，其原因是納米纖維電極表面積（21m2/g）相比于傳統陰極表面積（2.4m2/g）更大，約為9倍。同時因為PVP和PVA在氧化還原反應中沒有活性，所以需要通過300℃高溫熱處理去除。在該實驗中，PVP與PVA不同的熱解性質導致了PVP基納米纖維相比于PVA基納米纖維具有更好的電化學性能。該方法維持了納米顆粒的分散狀態，為在納米纖維表面附著納米顆粒提供了新的思路。
該研究成果近期發表于《Nature Communications》上。
圖文速遞
圖1.靜電紡絲過程的示意圖。納米顆粒修飾的納米纖維由透明聚合物溶液一步制成，溶液中含有溶解的磷酸二氫銫（CDP）和聚合物。在浸入溶液中的旋轉電極上會形成多個泰勒錐。在收集電極上吹熱空氣，使得靜電紡絲能夠在低聚合物濃度下進行。具有CDP納米顆粒的纖維會大面積地沉積到收集電極上。
圖2.橫截面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
展開 受自然界的啟發，近年來科學家發展了多種能夠趨光運動的游動微納米機器人，然而，實現像微生物一樣同時具有趨光和避光的行為依然極具挑戰。
近日，蘇州大學董彬教授課題組聯合中科院物理所楊明成教授課題組和華南師范大學董任峰教授合作報道了一種基于氮化碳（C3N4）/聚吡咯納米顆粒（PPyNP）的游動微納米機器人。在光照下，其行為類似于綠藻，其能夠感知光強變化，在低光強下趨光運動，在強光下避光運動。這種仿生性的運動行為主要是由于同時集成到游動微納米機器人中的兩種協同競爭機制（自擴散泳和自熱泳）所引起的。更為有趣的是，通過調節光強，這兩種機制之間的協同競爭可以實現游動微納米機器人集群在均勻光照下的群體雙向趨避光運動以及在非均勻光場下的群體渦旋運動行為。這一研究成果為設計具有復雜運動行為的游動微納米機器人提供了新思路，也為光驅動微納米機器人的進一步應用奠定了基礎。
圖1.（A-D）C3N4/PPyNP游動微納米機器人在較弱平行光下（0.4 W/cm2）趨光，中等強度平行光下（0.8 W/cm2）做類似布朗運動和較強平行光下（1.2 W/cm2）避光的示意圖和軌跡圖。(G-H) C3N4/PPyNP游動微納米機器人在動態調整光強下（0.4 W/cm2-1.2 W/cm2）往復運動示意圖和軌跡圖像（入射光角度為30°）。
圖2 （a-f）C3N4/PPyNP游動微納米機器人集群在較弱平行光下（0.4 W/cm2）趨光，較強平行光下（1.2 W/cm2）避光和中等強度平行光下（0.8 W/cm2）做類似布朗運動的示意圖和軌跡圖（入射光角度為30°）。
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PDA納米顆粒的最新內容
本案例模擬了一帶有納米顆粒的板狀結構在一側收縮和兩側同時收縮過程中的卷曲變形過程，模擬結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
本案例首先基于圖像處理方法將SEM二維掃描圖像的孔隙模型進行了提取，如圖1所示。將提取的孔隙網絡模型導入有限元軟件中進行滲流模擬，模擬結果如圖2所示。
圖1 二維孔隙網絡模型，圖中藍色部分為孔隙部分，紅色部分為巖體部分
圖2 孔隙滲流場及孔隙內細顆粒遷移運動過程
感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎交流！
參考文獻是 南京大學 碩士畢業論文《金屬納米顆粒有序陣列中Fano共振的產生條件》-靳悅榮。
本文不討論fano共振，僅僅介紹文中涉及到的三種情況下的納米顆粒，這三種情況幾乎囊括了大部分關于納米顆粒的仿真情況。
情況一：有限數目的納米顆粒處于無限大的均勻介質中。比如納米顆粒位于無限大的水中，或者無限大的空氣中。
下圖是論文中橢圓金顆粒位于無窮大空氣中，求其消光譜，下面是論文圖VS我的復現結果
參考論文是南京郵電大學碩士畢業論文《光力和光熱效應的有限元分析方法研究》。
模型如下
在真空中有一個銀納米棒，有平面光從上往下照射，研究納米棒受到的光力。
下圖是論文圖VS我的仿真結果。
微生物燃料電池(MFCs)，可以直接將儲存在有機物中的化學能轉化為電能，在發電和廢水處理中具有重要意義。 然而，目前的MFCs通常表現出令人不滿意的低功率密度，這在很大程度上受到緩慢的跨膜和細胞外電子傳遞過程的限制。 在此，來自美國加州大學洛杉磯分校的段鑲鋒&黃昱等研究者，報告了一種合理的策略，通過引入跨膜和外膜銀納米顆粒大幅提高希瓦氏菌MFCs的電荷提取效率。相關論文以題為“Silvernano
在自然界中，許多微生物可以對光做出反應并表現出一定的趨光性，例如綠藻在弱光下可以主動靠近光源獲取能量，強光下又能躲避光源免受傷害。受自然界的啟發，近年來科學家發展了多種能夠趨光運動的游動微納米機器人，然而，實現像微生物一樣同時具有趨光和避光的行為依然極具挑戰。
近日，蘇州大學董彬教授課題組聯合中科院物理所楊明成教授課題組和華南師范大學董任峰教授合作報道了一種基于氮化碳
這表明 PDA 納米顆粒可以根據靶向細胞的類型不同而增加或降低細胞的興奮性。</p><p>Barani Raman 說：“無論是心肌細胞還是肌肉細胞，其興奮性在一定程度上都取決于（納米顆粒的）擴散速度。雖然心肌細胞的活動有自己的規律，但用溫度控制納米顆粒和神經結合的基本原理是一樣的。”</p><p>不僅如此，PDA 納米顆粒還具有高度的生物相容性和生物降解性。
氣相二氧化硅(SiO2)可以有效地調節彈性體增韌塑料二元共混物的相形態和性能。研究表明，SiO2的選擇性分布對體系的形態和性能，特別是沖擊韌性起著決定性的作用。但是目前基于熱力學或/和動力學調控氣相SiO2的選擇性分布方法還存在一定的局限性。因此，開發一種簡單、高效的新方法來調控氣相SiO2在不相容共混物中的選擇性分布具有重大的理論意義和應用價值
細菌可以附著在植入的醫療設備上形成生物膜，從而導致持續感染甚至患者死亡，對公眾健康造成嚴重威脅。現有對抗生物膜的最常見方法是增加抗生素的使用劑量。然而，過度使用抗生素會導致耐藥菌的產生。因此，開發一種生物膜敏感的新型生物膜殺傷策略迫在眉睫。
近日，北京化工大學材料科學與工程學院徐福建教授/趙娜娜教授研究團隊在《Biomaterials》上發表了題為“Biomineralized calcium carbonate nanohybrids for mild photothermal heating-enhanced gene therapy”的研究論文
