金屬納米顆粒的案例
中國科大揭示金屬納米催化劑尺寸效應
金屬納米顆粒的尺寸效應對負載型金屬納米材料的催化活性和選擇性有重要影響。從幾何結構上看，隨著金屬顆粒尺寸的減小，低配位原子逐步暴露且比例漸漸升高，顯著改變催化材料活性中心的結構和比例。從電子結構上看，金屬顆粒的電子能級也因量子尺寸效應發生顯著改變，極大地影響催化材料和反應物之間的軌道雜化和電荷轉移。由于金屬納米催化顆粒的幾何結構和電子結構隨其尺寸同步改變，使得人們無法有效區分兩種結構效應對催化反應活性、選擇性的貢獻以及對尺寸的依賴關系。如何揭示金屬催化劑尺寸效應的內在本質，打破幾何結構效應和電子結構效應與顆粒尺寸的強關聯性，進而優化設計性能更好的催化劑，是目前多相催化領域的一大挑戰。
針對這一問題，中國科學技術大學教授路軍嶺課題組和李微雪課題組展開實驗和理論合作研究，首次揭示了金屬納米催化劑中幾何效應和電子效應各自對催化反應隨尺寸變化的調變規律，創造性地提出一種拆分剝離金屬顆粒幾何效應和電子效應的策略——金屬納米顆粒的“氧化物選擇性包裹”。在具有重要應用背景的Pd催化苯甲醇選擇性氧化到苯甲醛反應中，實現了高活性和高選擇性轉化。相關研究結果以Disentangling the size-dependent geometric and electronic effects of palladium nanocatalysts beyond selectivity 為題，發表在國際期刊《科學進展》上（Science Advances,2019, 5, eaat6413）。
論文鏈接：
http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaat6413
醛類化合物是合成精細化學品的關鍵中間體。醇選擇性氧化制醛是重要的基本化工過程。
展開 12，comsol仿真三種情況下的納米顆粒
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
情況二：有限數目的納米顆粒位于兩個半無限大的介質的分界面上，比如納米顆粒放在玻璃基板上，納米顆粒上方是空氣，下方是玻璃，一束光照射到納米顆粒上，求其散射光譜，消光截面等等。
下面是論文圖VS我的復現結果。圖中 藍色虛線 表示一個金顆粒位于無窮大的介質板上，上方是空氣，下方是介質板，求其消光光譜。
情況三：無限數目的納米顆粒是周期性排布在介質基板上的，也就是超表面結構。求其反射光譜，透射光譜，吸收光譜。
展開 綜述：電子3D打印的技術、工藝、材料和未來趨勢
氣溶膠噴射過程可以沉積一系列用于3D打印電子應用的功能材料，包括金屬納米顆粒墨水、碳納米管(CNTs)、石墨烯、介電材料和導電聚合物。噴霧打印機已經證明了能夠達到10μm的打印分辨率。噴霧打印技術也是非接觸式的，能夠減少制造污染和損害。
4. 電液動力(EHD)噴射
△電液動力(EHD)噴射打印示意圖
在電液動力(EHD)噴墨打印中，使用電場在產生流體流動的過程中產生電流體。這通常需要高壓來克服小噴嘴中的高毛細壓力，但當噴嘴的直徑太小時，這在技術上可能是不可行的。因此，為了克服這個問題，EHD噴墨打印技術通過施加電場而不是將從導電噴嘴提取墨水。EHD噴射打印技術可以產生非常精細的線條和亞微米范圍內的微小液滴，噴嘴的內徑可以小到100nm。EHD噴射技術可以沉積用于3D打印電子應用的有機和無機材料。
3D打印電子功能材料
大量的功能材料被用于制造3D打印電子設備，每種類型的材料都有其獨特的功能和用途。一般來說，3D打印電子產品的功能材料可分為介電油墨、金屬納米顆粒油墨、導電聚合物、金屬有機分解(MOD)油墨、碳納米材料油墨和半導體油墨。
●介電油墨：介電油墨是一種電絕緣材料。它們在3D打印電子產品的許多方面起到重要作用，包括電路保護、多層電路絕緣以及制造電容器和晶體管。
●金屬納米顆粒油墨：金屬納米顆粒油墨是導電金屬納米顆粒在液體介質中的懸浮液。由于其良好的導電性，它們被廣泛用于3D打印電子應用中的導電跡線和圖案的制造。典型的金屬納米顆粒油墨包括三個主要成分：金屬納米顆粒、有機添加劑和穩定劑，以及液體介質。
●導電聚合物：導電聚合物可分為本征導電聚合物和外在導電聚合物。
●金屬有機分解(MOD)油墨：金屬有機分解(MOD)油墨也稱為金屬有機油墨、前驅體類型油墨或不含納米材料的油墨。
展開 武漢大學合作實現金屬納米晶芯片高速打印！
論文題為“Nanoscale Laser Metallurgy and Patterning in Air Using MOFs” （《空氣環境下基于MOF的納米金屬激光冶煉及圖案化》），被選為當期雜志封面，博士后江浩慶為論文的第一作者。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00355
金屬納米晶粒是制備光電子器件的重要原料。但金屬納米晶粒活性高、極易被氧化，制備過程往往需要溶液、真空或惰性氣氛保護，因此制造工藝復雜，難以大規模應用。化學與分子科學學院鄧鶴翔教授與工業科學研究院程佳瑞教授團隊合作，采用金屬有機框架材料（Metal-organic Framework, MOF）作為原料，利用激光成功制備了顆粒大小均一的金屬納米晶粒。通過程序控制激光的開閉和光斑的移動實現了圖案的制備，僅數十秒即可打印出由金屬納米晶粒構成的晶圓級別大小的芯片，整個過程完全在空氣中進行，所需激光功率不到5瓦，非常適合規模化生產。
激光照射金屬有機框架材料（MOF）產生金屬納米晶粒及芯片打印
MOF由金屬與含碳有機配體構筑。目前大部分研究集中在MOF中有機成分上，而結構中豐富的金屬離子尚未充分利用。此項工作提出了激光納米金屬冶煉及圖案化方法（Nanoscale Laser Metallurgy and Patterning, 簡稱nano-LaMP）：以MOF為原料實現了空氣環境下的金屬納米顆粒制備和同步圖案打印。在反應過程中，MOF晶體內有序排列的金屬離子和有機配體分別作為金屬源和還原劑。納秒脈沖激光器則負責將能量精準地投送到指定位置，為金屬還原提供能量。
展開 
盧柯最新Science：金屬納米晶晶粒尺寸越小于臨界尺寸，居然熱穩定性越高！！！
【引言】
納米尺度金屬晶粒細化可以大大提高其強度和硬度。但引入的高密度晶界（GBs）為晶粒粗化提供了強大的驅動力同時也影響材料的性能。納米級金屬顆粒融化溫度隨顆粒直徑的減小而顯著下降。對于金屬中的納米尺寸晶粒，晶粒粗化開始的不穩定溫度顯著降低。固有的熱不穩定性是納米成形材料的“致命弱點”，阻礙了高溫下的技術應用和納米顆粒金屬的加工復雜化，以進一步改善結構和提高性能。通常采用合金化，降低納米晶的晶界能。合金化雖然在一定程度上有所增益，但是仍然難以避免金屬力學性能的降低。通過溶質偏析降低GB能量可能會降低粗化的熱力學驅動力，從而也會穩定納米晶粒。但是可能影響并惡化納米成形材料的機械，物理或化學性質。在沒有合金化的情況下，穩定純金屬中的納米顆粒結構在技術上是具有挑戰性的。
【成果簡介】
近日，中科院沈陽金屬研究所盧柯研究員和李秀艷研究員團隊（共同通訊作者）在science發表了題為“Enhanced thermal stability of nanograined metals below a critical grain size”的文章。研究團隊使用純度為99.97％，表面為粗晶的不含氧的Cu棒，在液氮溫度下使用表面機械研磨處理（SMGT）以產生梯度納米表面層。形成平均尺寸為?40±2 nm和長徑比為1.7的隨機取向晶粒。TEM測量發現橫向晶粒尺寸隨著深度增加而逐漸增加，橫截面晶粒平均尺寸為70 nm左右；150 μm處，橫截面晶粒平均尺寸為200nm左右。觀察到變形的晶粒結構粘附在150-500μm深度跨度的無變形核心上。在純Cu或Ni中，GB向低能態的自發結構演變，導致納米晶粒顯著的熱穩定性，其表觀不穩定溫度甚至高于粗晶粒。研究表明：低溫下由塑性變形產生的純銅或鎳中的納米級晶粒在臨界晶粒尺寸以下顯示出顯著的熱穩定性。
展開 光遺傳生物學，注入神經細胞內的納米顆粒光熱效應影響神經活動（轉載）
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 除了粘性末端，這些DNA納米結構的連接方式也值得借鑒！
文中，他們依靠這種方法實現了多種組合的DNA納米結構的組裝，并且他們發現隨著DNA Origami Tile結構同金納米顆粒的比例變化，產物結構中DNA Origami Tile的個數也隨之變化。
小結：這種利用金屬納米顆粒介導DNA Tile結構組裝的方法，不同于以往使用DNA雙螺旋、DNA交叉等連接方式，這種金屬納米顆粒同DNA 的結合使得組裝產物在納米光電子學、生物傳感、能量收集等領域存在潛在的應用。另外，這也為DNA origami 組裝成較大的圖形結構提供了一種通用的方法。
2016年，Shalom J. Wind團隊將兩個DNA origami Tile上下并排排列，然后依靠一種貫穿上下了兩個Tile結構的垂直Linker DNA將兩個Tile連接了起來。他們不僅成功將兩個長方形結構的Tile連接了起來，還探索出組裝產物的產率在Mg2+濃度高時更高。
小結：這一方法為更為復雜的DNA origami Tile結構的組裝提供了一種除了粘性末端之外的可選的連接工具。
【參考文獻】
1.Yang X, Wenzler L A, Qi J, et al. Ligation of DNA Triangles Containing Double Crossover Molecules. J. Am. Chem. Soc. 120, 9779-9786 (1998).
2. Zhang X, Yan H, Zhiyong Shen A, et al. Paranemic Cohesion of Topologically-Closed DNA Molecules. J. Am. Chem. Soc. 124, 12940-12941 (2002)
3. Ding B, Sha R, Seeman N C.
展開 西工大博士生Science、Nature兩大子刊發表重要文章！
近日，國際頂級期刊Science Advances與Nature Communications分別發表了西北工業大學關于非硅基材料納米電子器件方面的最新研究成果，西北工業大學材料學院李鐵虎教授與國家納米科學中心鄢勇研究員共同指導的博士研究生趙星為兩篇文章的第一或共同第一作者。
二極管是最“古老”、最簡單、最常用的一種電子元器件，廣泛地應用于微電子、能源、射頻以及光學等領域。現階段二極管通常采用硅、鍺等無機半導體材料構建。然而，傳統的硅基材料組成單一，難以實現多種功能的集成；缺乏柔性，難以集成到柔性基底上。因此，鑒于電子元器件多功能化的需求與應用電子技術的發展趨勢，非硅基材料越來越受到研究人員的關注。
在長期研究的積累上，趙星博士所在研究團隊將目光聚焦到無帶隙的非半導體材料金屬納米顆粒體系中，通過器件結構的創新，實現了金屬納米顆粒二極管的構建。即采用碳納米管/石墨烯復合薄膜與金薄膜作為不對稱電極對，帶電金納米顆粒作為活性層，利用兩個電極特征電容值的差別，創造偏壓下的不對稱電荷分布，從而實現整流效應。同時，研究團隊將其集成到礦石收音機的檢波電路中，基于自制的發射、傳送裝置，實現了音頻信號的解調。相關成果以“Switchable counterion gradients around charged metallic nanoparticles enable reception of radio waves”為題發表在近期的《科學進展》（Science Advances，2018, 4, eaau3546）上。
文章鏈接：
http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaau3546
隨后，同樣是在無帶隙的石墨烯二維材料上，通過石墨烯的功能化實現二極管的構筑。
展開 納米復合水凝膠在藥物遞送領域的發展
該體系利用光響應分子作為交聯劑制備載有蛋白質大分子的可光解的殼聚糖水凝膠，再用這種水凝膠包覆上轉換納米顆粒，在近紅外光的照射下，上轉換納米顆粒將紅外光轉換成紫外光發射并分解光響應交聯劑，進一步導致水凝膠被破壞從而釋放大分子物質。
外源性磁場可以有效引導金屬納米顆粒在體內的靶向病灶行為，不僅如此，金屬及其氧化物納米顆粒在交流磁場的作用下能夠產生顯著的磁熱效應。基于此種現象，金屬納米顆粒-水凝膠雜化材料可以作為一種磁場控制的磁觸發熱控載藥體系。東南大學顧寧團隊發展了一種以膠體金納米顆粒聚集體為核的水凝膠藥物載藥體系。在這個體系中，聚甲基丙烯酸甲酯立方體中裝載了化療藥物DOX，之后層層組裝的金納米顆粒被包覆在聚合物立方體表面，這一雜化立方體最終通過凝膠化過程被整合到水凝膠中。研究發現金納米顆粒具有磁熱效應，外部施加交流磁場后，誘導金納米膜生熱，使得聚合物立方體溫度升高，提高了化療藥物的釋放效率。此外由于金納米顆粒膜的存在，CT成像可以輕易區分雜化立方體和水凝膠基質，為監測藥物釋放和指導手術干預治療提供了策略。
電刺激響應型載藥體系也是常見的藥物控釋系統，這種體系多應用于可植入式電子遞送系統，然而可植入式器件要求復雜的侵入式手術，并不是理想的藥物遞送手段。斯坦福大學的Richard N. Zare課題組設計構建了一種新型溫度/電場雙刺激響應型納米顆粒用于藥物程序化遞送。研究人員首先通過乳液聚合的方法將治療藥物分子裝載進聚吡咯導電納米顆粒中，之后這些納米顆粒溶懸浮在溫敏性水凝膠（PLGA-PEG-PLGA）中，這種水凝膠在低溫時呈現液態而在體溫下形成凝膠。
展開 西安交通大學陳鑫教授/白永康副教授課題組：從切蘋果到原位生成構建近紅外光響應三段形狀記憶材料
目前制備近紅外光響應形狀記憶聚合物的常用方法是將貴金屬納米顆粒等光熱轉化材料引入熱響應形狀記憶聚合物，但為了提高光熱材料在聚合物中的相容性一般需要采用表面改性、原位接枝等手段。同時傳統的貴金屬納米顆粒或石墨烯等材料均涉及復雜的合成過程，這些因素的存在會大大提高材料制備的難度和成本。因此如何通過一種簡單易行的手段制備近紅外響應形狀記憶材料仍是目前該研究的一個難點。
在生活中，我們會發現蘋果或梨用鐵刀切了以后，表面會變黑。這是由于蘋果或梨等水果的細胞里含有單寧酸，單寧酸與鐵離子化合會生成黑色的單寧酸鐵納米顆粒，而該納米顆粒則具有優異的光熱轉化性能。受此啟發，西安交通大學化工學院陳鑫教授/白永康副教授課題組采用原位生成的方法將單寧酸鐵納米顆粒（FeTA）引入固態的熱響應形狀聚合物中。他們首先采用商業化的乙烯-乙烯醇共聚物作為聚合物基底，通過二異氰酸酯交聯得到熱響應形狀記憶聚合物，并在此過程中引入鐵離子。然后，只要簡單的將所制備的固態薄膜浸入單寧酸溶液中，即可制備具有高光熱響應性能的形狀記憶復合材料。
圖 1 （a）和（b）復合材料的光熱轉化性能；（c）和（d）復合材料近紅外光響應形狀記憶行為
通過對復合材料微觀形貌、機械性能、光熱轉化效應等性能的研究發現，FeTA納米顆粒能夠均勻地分散在聚合物基底中，使得材料不僅能夠體現出優異的機械強度，同時能夠實現優異的光響應形狀記憶性能。如圖1所示，材料的光熱轉化性能會隨浸泡時間及鐵離子含量的變化而變化。而對于無論是彎折或拉伸試驗，復合材料都能夠在近紅外光的刺激下快速回復至其原始形狀。
展開 Mater.》透明木材納米復合材料的便捷加工，具有結構顏色的等離子納米顆粒
【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 
Mater.》透明木材納米復合材料的便捷加工，具有結構顏色的等離子納米顆粒
【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 在靜電紡絲納米纖維上“長出”納米顆粒，用作電池陰極材料
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 蘇州大學董彬教授課題組等《PNAS》：基于氮化碳/聚吡咯納米顆粒的光驅動微納米機器人
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°）。
展開 超分子工程實現NIR-II區納米探針與上轉換納米顆粒體內組裝和解組裝提高生物成像效果
【圖文導讀】
圖1 納米探針組裝和近紅外激光介導的解組裝用于NIR-II生物成像的示意圖
(a) UCNP@Azo上轉換納米顆粒和近紅外二區DCNP@β-CD下轉換納米探針的結構；
(b) 納米顆粒之間超分子識別誘導的組裝和980 nm激光介導的解組裝；
(c) 先后兩針注射策略以提高納米探針在腫瘤部位的富集量并且加快探針在肝臟部位的清除速率示意圖。
圖2 納米顆粒體外組裝和解組裝的TEM圖像、動態光散射結果和發光光譜
(a) 疏水NaGdF4:10%Y,25%Yb, 0.5% Tm@NaGdF4 UCNPs的TEM圖像和尺寸分布結果；
(b) 親水UCNP@Azo的TEM圖像和DLS尺寸分布結果；
(c) UCNP@lipid和UCNP@Azo的發光光譜；
(d) 疏水NaGdF4:5%Nd @NaGdF4 DCNPs的TEM圖像和尺寸分布結果；
(e) 親水DCNP@β-CD的TEM圖像和DLS尺寸分布結果；
(f) DCNP和DCNP@β-CD的發光光譜；
(g) 體外組裝納米團簇的TEM圖像和尺寸分布結果；
(h) 體外解組裝納米顆粒的TEM圖像和尺寸分布結果；
(i) DLS監測組裝和解組裝過程中體系平均粒徑隨時間的變化。
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