納米顆粒的案例
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 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 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 多功能診療一體納米顆粒解決腫瘤富集和快速腎清除“兩難”問題
具有診療功能的納米顆粒在癌癥治療中具有比較好的應用前景，預計在未來可能會拓寬生物技術和制藥行業領域。但具有診療功能的納米顆粒在臨床轉化中面臨許多挑戰。首先，納米顆粒在體內的安全性是一個比較重要的問題，許多納米顆粒會在重要器官中蓄積，從而導致潛在的急性或長期毒性。因此，開發安全、可靠、生物相容性好和低毒的納米顆粒非常有必要。其次，多功能納米顆粒需要同時具備診斷，監測和治療的功能。另外，具有適宜尺寸的納米顆粒可以具有較好的“增強滲透滯留”（EPR）效應，從而在腫瘤內蓄積，但較大尺寸的納米顆粒極易被網狀內皮系統捕獲并蓄積達數月，從而引起潛在的體內毒性。較小納米顆粒（<6 nm）雖不能實現快速腎清除，降低毒副作用，但其較短的體內血液循環和較弱的EPR效應，導致腫瘤蓄積和滯留較差，從而影響治療效果。因此，EPR效應和腎清除之間的兩難問題限制了納米顆粒的進一步臨床應用。
基于以上背景，中科院長春應化所陳學思、田華雨研究員團隊通過“引入去鐵胺（DFO）觸發的動態解組裝策略”來解決納米顆粒瘤內蓄積與快速腎清除之間的“兩難”問題。多功能納米顆粒可基于EPR效應實現在腫瘤處的富集，另外，被網狀內皮系統捕獲的納米顆粒可被DFO解組裝以減少對機體造成的潛在危害。這個策略具有如下優點：（1）納米顆粒由如下成分構成：食源性藍靛果中提取的天然花青素、體內本身含有內源性鐵以及聚谷氨酸衍生物，可以保證該納米顆粒體內應用的安全性。（2）該納米顆粒具有光聲和磁共振雙模成像功能，且在此指導下，可實現精準的光熱治療。（3）該納米顆粒在DFO作用下，具有動態解組裝能力。注射DFO后，蓄積在肝臟的納米顆粒可發生有效解離，并由腎臟排出，從而改變代謝途徑，大大降低納米顆粒對肝臟造成的潛在危害，有效解決了EPR效應和快速腎清除的“兩難”問題。
圖1.
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 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 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。
展開 JMCA: 實驗和DFT計算相結合揭示納米LiMn2O4顆粒的電化學活性損失
【圖文導讀】
圖一通過微波輔助水熱方法獲得的尖晶石LMO樣品的X射線衍射圖
圖二通過微波輔助水熱方法獲得的尖晶石LMO樣品的HRTEM圖像
（a，b）熱處理之前的樣品
（c，d）經過4分鐘熱處理后的樣品
圖三用尖晶石LMO樣品制備的電極的循環伏安圖（0.5mVs-1），所述樣品具有不同平均尺寸的納米顆粒（圖中所示）
圖四用尖晶石LMO樣品制備的電極的典型EIS阻抗譜（在OCP下），所述樣品具有不同平均尺寸的納米顆粒（圖中所示）
圖五擴散路徑（用虛線箭頭表示），然后是不同尺寸的尖晶石LMO內部立方結構內的Li離子
圖六沿著圖中所示的三個不同擴散路徑計算Li離子的能壘分布
【小結】
本文通過微波輔助水熱法成功合成了LMO納米顆粒。比較了平均尺寸為4,9和14nm的納米顆粒的納米結構/形態和電化學特征。與預期的結果相反，CV和EIS研究均表明，較小的LMO納米粒子的電化學活性降低。根據這些數據，推斷可能存在LMO納米微晶尺寸低于某一臨界值時，其性能逐漸受到阻礙，使得這種非常小的納米尺寸LMO對LIB無用。
展開 南開大學劉陽教授課題組在仿抗體聚合物納米顆粒上取得新進展
聚合物納米顆粒因其粒徑及表面理化性質可控、制備成本低以及可快速大規模合成等優點，已被廣泛應用于藥物靶向遞送等領域。此靶向效果主要依賴納米顆粒與細胞表面目的蛋白的特異性識別。值得一提的是，納米顆粒與目的蛋白間的結合力和選擇性可在體外進行系統評估和優化。受此啟發，合理設計和構筑聚合物納米顆粒有望實現對抗體清除功能的有效模擬。此外，要模擬抗體實現瘤內免疫抑制因子的清除，還需滿足以下條件，包括（1）較小的粒徑便于腫瘤滲透；（2）可靶向巨噬細胞表面Fc受體；（3）穩定的納米結構以確保巨噬細胞吞噬被捕獲的因子。
南開大學化學學院劉陽教授團隊利用交聯聚合物納米膠囊技術構筑了仿抗體納米顆粒（antibody-like polymeric nanoparticle，APN），它可在全身給藥后特異性地捕獲和清除腫瘤內的半乳糖凝集素-1（galectin-1，Gal-1）。Gal-1是一種重要的免疫抑制因子，其在惡性腫瘤中過度表達，通過誘發T細胞凋亡進而促進腫瘤生長。工作人員首先將小粒徑血清白蛋白用作底物，在其表面構筑一層包含多個半乳糖單元和Tuftsin肽的交聯網狀聚合物，得到APN的功能性內核GTNP（圖1a）。類似于抗體的Fab片段，GTNP的半乳糖可通過氫鍵相互作用特異性捕獲Gal-1。Tuftsin肽（TKPR，模擬免疫球蛋白的Fc片段）可激活巨噬細胞的吞噬功能。隨后，將聚乙二醇（PEG）與Tuftsin肽的胺基通過酸響應可逆化學鍵相連，從而制備APN。在血液循環中，PEG殼層降低了APN的免疫清除，進而延長了循環時間。進入腫瘤后，酸性的TME引發PEG脫落并釋放GTNP（圖1b）。GTNP在捕獲Gal-1后，激活瘤內巨噬細胞進行吞噬，實現Gal-1的有效清除。
展開 北京化工大學徐福建教授團隊AFM：在增強生物膜滲透殺傷效率的光動力納米顆粒取得新進展
陽離子光活性納米粒子(NPs)通過與的細菌結合，不僅可以提高革蘭氏陰性菌對PDT的敏感性，還可以增強生物膜滲透和根除。然而，帶正電荷的納米顆粒對正常的哺乳動物細胞存在潛在毒性。
針對正電荷納米顆粒存在的潛在毒性，徐福建教授團隊引入了pH響應的概念,如圖1所示，以電荷逆轉為策略設計了具有低細胞毒性和高抗菌活性的功能適應性納米顆粒RB@PMB@GA NPs。RB@PMB@GA NPs在生理條件下（pH 7.4）是負電性的，減少了細胞內吞，對正常細胞的毒性最小。由于細菌代謝物的存在，感染部位通常是酸性微環境，pH范圍為5.0 - 6.5。RB@PMB@GA NPs在酸性相關感染部位由于質子作用使得葡萄糖酸（GA）脫落，轉換為正電性的納米顆粒RB@PMB NPs，可以有效地結合到帶負電的細菌表面，從而增強了對革蘭氏陰性菌的光動力抗菌作用。
圖1. 用于增強生物膜滲透和抗菌效率的光動力納米顆粒的制備過程示意圖。
本研究首先選擇了革蘭氏陰性菌（大腸桿菌，紅色）和革蘭氏陽性菌（金黃色葡萄球菌，黃色）來測試RB@PMB@GA NPs的光動力抗菌能力。圖2的結果表明，相對于革蘭氏陽性菌，革蘭氏陰性菌比PDT更不敏感。但是在酸性環境下，RB@PMB@GA NPs 的電荷反轉能力提高了它們對革蘭氏陰性菌的功效。
圖2. RB@PMB@GA NPs在pH 7.4和pH 5.0條件下對大腸桿菌和的金黃色葡萄球菌的抗菌測試。
此外，本研究進一步檢測了RB@PMB@GA NPs對生物膜的滲透殺傷性能。如圖3所示，在7.4和5.0的pH值下RB@PMB NPs能有效滲透到生物膜內。
展開 . : 納米顆粒功能化氧化石墨烯顯著提升反式平面鈣鈦礦電池效率
已有報道碳基納米材料如碳納米管、氧化石墨烯（GO）、還原氧化石墨烯（rGO）等用作為反式鈣鈦礦電池的空穴傳輸層，組裝而成的電池器件展現出高的光電轉換效率及持久穩定性。然而GO用作空穴傳輸層，其功函（-5.1 eV）與鈣鈦礦的價帶（如MAPbI3為-5.4 eV）匹配不佳，進而限制電池效率。利用納米顆粒改性制備功能化GO，是調整GO功函的一條簡單有效的途徑。
【成果簡介】
近日，臺灣國立交通大學刁維光教授（通訊作者）等人使用Au和MoOx納米顆粒分別沉積在GO薄膜表面調整GO功函，以此制備ITO/GO or GO-AuNP or GO-MoOx/MAPbI3/PCBM/BCP/Ag結構的反式鈣鈦礦電池，進而顯著提升器件開路電壓。研究發現使用GO-AuNP作為空穴傳輸層時，載流子在Au納米顆粒中復合，導致器件性能沒有提高。相比之下，GO-MoOx作為空穴傳輸層，由于空穴離域抑制載流子復合，顯著提高器件性能，光電轉換效率最高可達16.7%。相關成果以題為“Functionalization of Graphene Oxide Films with Au and MoOx Nanoparticles as Efficient p-Contact Electrodes for Inverted Planar Perovskite Solar Cells”發表在Adv. Funct. Mater.上。
展開 
ACS Nano: 腫瘤細胞膜涂層輔助的甘露糖修飾的納米顆粒，用于有效的抗腫瘤疫苗接種
【成果簡介】
近日，蘇州大學的劉莊教授、彭睿教授和許利耕老師（共同通訊作者）等報道了一種將免疫輔助劑納米顆粒封裝在甘露糖修飾的癌細胞膜上，以構建癌癥疫苗的方法。首先，將PLGA納米粒子加載在toll樣受體7拮抗劑和R837。這些輔助劑納米顆粒（NP-R）被涂上了癌細胞膜（NP-R@M）,其表面蛋白可以作為腫瘤特異性抗原。通過對NP-R@M-M的進一步修飾，獲得的納米疫苗顯示了抗原呈遞細胞（如樹突狀細胞（DCs））的增強吸收，進而刺激其成熟狀態，從而觸發抗腫瘤免疫反應。隨著預防免疫的發展，將腫瘤的發展作為一種預防疫苗的有效手段，與NP-R@M-M結合在一起，進一步證明了其治療腫瘤的療效。因此，該研究提出的一種創新的方法制備出來的癌癥納米疫苗，在原則上是可以適用于廣泛的腫瘤類型。研究成果以題為“Cancer Cell Membrane-Coated Adjuvant Nanoparticles with Mannose Modification for Effective Anticancer Vaccination”發布在國際著名期刊ACS Nano上。
【圖文導讀】
圖一、負載R873和甘露糖修飾的PLGA NPs(NP-R@M-M)及腫瘤細胞膜的結構
圖二、納米疫苗的制備及表征
（a） NP-R@M-M納米疫苗逐步制備的示意圖；
（b） NP@M納米粒子的TEM圖；
（c） 由BCA分析確定PLGA NPs、NP-R、NP@M、NP-R@M和NP-R@M- M樣品的蛋白質含量；
（d） 由動態光散射（DLS）測量的PLGA NPs、NP-R、NP@M、NP-R@M和NP-R@M- M的水動力大小。
展開 北京化工大學徐福建教授團隊《Biomaterials》：生物礦化法合成碳酸鈣雜化納米顆粒用于溫和光熱增強的基因治療
該論文提出了利用仿生礦化的方法構建碳酸鈉雜化納米顆粒，實現了溫和光熱效應增強的基因治療。
炎癥在腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移過程中起著重要作用，在治療過程中的細胞壞死可能會引起炎癥反應。已有研究表明，通過誘導腫瘤細胞凋亡可以避免炎癥反應。因此，開發多功能基因載體在不引起炎癥的同時增強治療效果具有重要意義。本文以組裝的海藻酸鈉膠束為模板，利用生物礦化法制備尺寸和形貌可調的海藻酸鈉-碳酸鈣雜化納米顆粒。為了同時引入溫和光熱性質和基因遞送功能，通過席夫堿/邁克爾加成反應，利用聚多巴胺包覆層將陽離子聚合物修飾到一維海藻酸鈉-碳酸鈣納米顆粒的表面。一方面，陽離子聚合物可用于基因轉染；另一方面，聚多巴胺賦予載體溫和光熱性能和光聲成像能力。實驗結果表明，在低功率密度的近紅外光照射下，溫和光熱效應可以增強細胞攝取。同時，載體的降解可以進一步促進基因釋放，從而提高基因轉染效率。這種基因療法可以在獲得更好的治療效果的同時防止炎癥反應。此外，載體還可通過超聲/光聲雙模式成像實現對腫瘤治療過程的監測。這將為腫瘤治療提供一種新的思路。
北京化工大學材料科學與工程學院博士畢業生劉艷軍為論文第一作者，徐福建教授和趙娜娜教授為本論文的共同通訊作者。北京化工大學為唯一完成單位。
該研究得到了國家重點研發計劃（2017YFA0106100），國家自然科學基金項目（51922022, 51773013，51733001）, 北京高校卓越青年科學家計劃項目（BJJWZYJH01201910010024）和中央高校基本科研業務費專項資金（BHYC1705A，XK1802-2）的支持。
展開 基于comsol的Mie散射納米顆粒模型，求解吸光、散射、消光和雷達截面 ￥1800
當顆粒直徑較大時，米氏散射可近似為<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%AB%E7%90%85%E7%A6%BE%E8%B4%B9%E8%A1%8D%E5%B0%84" rel="noopener noreferrer" target="_blank">夫瑯禾費衍射</a>。當大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當時發生的散射稱為米氏散射，如云霧的粒子大小與紅外線(0.7615um)的波長接近，所以云霧對紅外線的輻射主要是米氏散射。是故，多云潮濕的天氣對米氏散射的影響較大。 Mie提出的米氏散射理論是對于處于均勻介質的各向同性的單個介質球在單色平行光照射下，基于麥克斯韋方程邊界條件下的嚴格數學解。100多年來，米氏散射理論得到了很大發展，適用范圍逐漸推廣。如顆粒形狀推廣到多層的各項同性介質球和折射率漸變的各向同性介質球；無限長圓柱形顆粒（折射率按柱面分布）。入射光束從很寬的平行光束推廣到高斯光束和其他有形光束（shaped beam），稱為廣義米氏理論（GLMT）。廣義米氏理論還可推廣到橢球散射體。</p><p>RCS：Radar-Cross Section（雷達散射截面積）指的是目標輻射等效面積σ，等于目標總的后向散射功率P與雷達發射機在目標處的入射功率密度Q之比。RCS：Radar Cross-Section（雷達散射截面積）雷達目標和散射的能量可以表示為一個有效面積和入射功率密度的乘積，這個面積通常稱為雷達散射截面積。</p><p>（轉載至：百度百科）</p><p>本次模型采用遠場散射場，求解了納米顆粒的米氏散射的各類散射截面積隨頻率的變化。
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°）。
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