科研人員研發(fā)出鈦基納米復(fù)合涂層新工藝

據(jù)報道，俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院電物理研究所科研人員聯(lián)合研發(fā)出一種鈦基4組分納米復(fù)合涂層TiSiCN（鈦、硅、碳、氮）新工藝，可作為耐磨性保護(hù)涂層用于保護(hù)飛機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)等部件，廣泛應(yīng)用于金屬加工和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。該復(fù)合涂層不需要高溫，也無需附加裝置和材料。研究結(jié)果發(fā)表在《Membranes》雜志上。

俄科研人員采用等離子體化學(xué)分解法，用具有空心陰極和活性陽極的氣體放電裝置來制造多組分活性介質(zhì)，無需單獨(dú)安裝電離和過濾系統(tǒng)?？蒲腥藛T使用含有參與最終結(jié)構(gòu)形成的SiC（硅、碳）和SiN（硅、氮）鍵的有機(jī)硅前體—揮發(fā)性低毒液體，通過等離子體中的電子束蒸發(fā)鈦，將鈦添加到前體氣體介質(zhì)中，在處理過的部件表面形成TiN（鈦、氮）、TiC（鈦、碳）或 TiCN（鈦、碳、氮）晶體組成的納米晶相涂層。該工藝比磁控濺射具有更高的沉積速率和高離子通量密度，且成本低、無污染。（科技部）

研究人員開發(fā)出一種新型環(huán)保緩蝕劑

俄南烏拉爾國立大學(xué)的研究人員們開發(fā)出一種含有阿拉伯樹膠納米顆粒的有機(jī)緩蝕劑，可減緩腐蝕過程，相關(guān)研究發(fā)表在《材料》上。

鋼筋混凝土長期暴露于日曬、雨淋、大氣污染等環(huán)境下，易被腐蝕。阿拉伯膠，又稱阿拉伯樹膠，是一種固體透明樹脂，來源于豆科的金合歡樹屬的樹干滲出物。研究人員通過pH值測定、電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線光譜、熱重儀等一系列研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土中引入含有3%阿拉伯膠納米顆粒的緩蝕劑，可在鋼筋表面形成保護(hù)層，減緩腐蝕過程。通過對加入阿拉伯膠并暴露在二氧化碳中180天的鋼筋混凝土進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該緩蝕劑的抑制效率高達(dá)94.5%，并使腐蝕率降至0.57×103mm/a，同時鈣和硅的含量也分別減少3.72%和0.69%。（科技部）

科研人員揭示磷酸化纖維素納米纖維表面化學(xué)結(jié)構(gòu)

據(jù)報道，日本東京大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)研究科的科研團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)磷酸化處理的纖維素納米纖維（cellulose nanofiber，CNF）表面可選擇性引入多聚磷酸，揭示了磷酸化CNF表面化學(xué)結(jié)構(gòu)。該研究成果于近期發(fā)表在《Biomacromolecules》。

纖維素納米纖維（CNF）由環(huán)?？稍偕睦w維原料制備而成，具有高強(qiáng)度、高彈性等優(yōu)越性能，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、造紙等領(lǐng)域。

CNF化學(xué)預(yù)處理可采用2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物（TEMPO）氧化法和磷酸化處理等方法。本研究中，科研人員對磷酸化CNF表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，磷酸化CNF表面存在多種磷酸聚合而成的多聚磷酸（polyphosphoric acid），并且微纖絲葡萄糖單元的C2和C3上的羥基會選擇性地引入多聚磷酸，引入比例與磷酸化的加熱時間相關(guān)，通過長時間加熱，最多可引入近30%的多聚磷酸。

該研究進(jìn)一步明確了磷酸化CNF表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)，有助CNF功能化改性技術(shù)的研發(fā)。（科技部）

可云集“圍攻”生物靶標(biāo)的智能納米機(jī)器人來了

據(jù)報道，近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院楊良保研究員課題組、安徽大學(xué)等構(gòu)建了可非線性云集“圍攻”生物靶標(biāo)分子的智能DNA分子納米機(jī)器人模型。相關(guān)成果發(fā)表于納米材料領(lǐng)域頂級期刊《納米視野》。

“在試管液體環(huán)境下，當(dāng)目標(biāo)生物分子存在時，智能DNA分子納米機(jī)器人會自動識別出，然后迅速集結(jié)‘圍攻，實(shí)現(xiàn)對這些目標(biāo)生物分子的捕獲和信號放大，有助于研究人員快速追蹤。”安徽大學(xué)教師、論文第一作者李紹飛介紹。

這個過程如同目標(biāo)物被一只蜜蜂“盯”上，然后會“召喚”其他蜜蜂，不斷進(jìn)行群集“圍攻”，形成容易被發(fā)現(xiàn)的聚集群。

李紹飛說，“智能DNA分子納米機(jī)器人模型是以短的單鏈DNA為骨架，長度通常為100個左右的核苷酸，通過自身折疊形成納米尺度的結(jié)構(gòu)設(shè)備，其形狀類似于一個發(fā)夾?！敝悄蹹NA分子納米機(jī)器人模型由多功能機(jī)械臂和備選附件（藥物、信號標(biāo)簽、靶標(biāo)鉗夾等）、靶標(biāo)驗(yàn)證器、智能云集路徑控制器和自組裝馬達(dá)等部件組成。

每個部件都有各自的“使命”。例如，多功能機(jī)械臂可以從混合物中抓取目標(biāo)分子，緊接著靶標(biāo)驗(yàn)證器來檢驗(yàn)抓取目標(biāo)的正確性。在抓取和識別到正確的目標(biāo)分子后，機(jī)器人開始在路徑控制器的引導(dǎo)下，按照非線性的路徑方式開始云集，并依賴自組裝馬達(dá)驅(qū)動機(jī)器人完成云集組裝，最終形成大的組裝體。

當(dāng)這些部件完成各自“使命”時，目標(biāo)分子充分“暴露”，只能乖乖“束手就擒”。相比目前常用的PCR檢測技術(shù)，李紹飛認(rèn)為，智能DNA分子納米機(jī)器人集結(jié)“圍攻”靶標(biāo)的信號放大策略，具有無酶、常溫和操作簡單等獨(dú)特優(yōu)勢，有利于在即時檢驗(yàn)或臨床檢驗(yàn)中的應(yīng)用。（中國科學(xué)報）

新研究發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)高硅氧化物納米顆粒

據(jù)報道，在廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)行動專項資金項目等資助下，廣東省科學(xué)院新材料研究所粉末冶金團(tuán)隊首次發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)高硅氧化物納米顆粒，并闡釋了原位氧化納米顆粒增強(qiáng)選區(qū)激光熔化Co-Cr-W合金強(qiáng)化機(jī)制。相關(guān)研究近日發(fā)表于《材料科學(xué)技術(shù)》。

以選區(qū)激光熔化為代表的增材制造技術(shù)，除了能為制造形狀復(fù)雜的金屬零部件提供全新的加工路徑，還因其快速非平衡熔凝的工藝特征賦予了材料獨(dú)特的組織性能。鈷鉻（Co-Cr）合金因其良好的力學(xué)性能和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于齒科和骨科的植入體。在以往的研究中，已有大量關(guān)于選區(qū)激光熔化制備鈷鉻合金的研究。然而，關(guān)于鈷鉻合金在成形過程中原位氧化及其彌散強(qiáng)化機(jī)制的影響卻鮮有報道。

研究人員通過選區(qū)激光熔化制備Co28Cr9W1.5Si（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）合金，首次發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)高硅氧化物納米顆粒，并標(biāo)定了具有八重對稱結(jié)構(gòu)的體心立方結(jié)構(gòu)Co5Cr3Si2納米沉淀相。針對納米顆粒原位生成及沉淀析出，研究人員提出納米彌散顆粒與層錯/馬氏體阻礙位錯移動，從而提高材料屈服強(qiáng)度的強(qiáng)化機(jī)制，并量化分析其強(qiáng)化效果達(dá)約169MPa。

該研究對深入理解鈷鉻合金粉末在激光增材制造過程中原位氧化機(jī)理及合金強(qiáng)韌化機(jī)制有重要參考意義。（中國科學(xué)報）

山西運(yùn)城鹽化新型納米硫酸鋇投產(chǎn)

據(jù)報道，近日，山西焦煤運(yùn)城鹽化集團(tuán)鋇鹽分公司的納米硫酸鋇生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，產(chǎn)品發(fā)往下游客戶進(jìn)行試用。

2017年，運(yùn)城鹽化成立納米硫酸鋇重大專項攻堅項目組，歷經(jīng)5年的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出納米硫酸鋇生產(chǎn)技術(shù)。2022年5月底，納米硫酸鋇項目進(jìn)入試運(yùn)行，經(jīng)過3天連續(xù)生產(chǎn)，18t納米硫酸鋇產(chǎn)品順利下線，粒徑為0.3μm，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)全部達(dá)標(biāo)。

據(jù)悉，納米硫酸鋇屬于高端硫酸鋇產(chǎn)品，可有效提高涂料、印刷油墨的色調(diào)，使之更為鮮明、富有光澤，并有抗老化功能。

隨著市場需求，實(shí)現(xiàn)納米硫酸鋇的工業(yè)化生產(chǎn)，成為國內(nèi)外化工材料市場的迫切需求。目前，國內(nèi)在生產(chǎn)普通硫酸鋇領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)，但納米硫酸鋇制備技術(shù)大都還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，工業(yè)化生產(chǎn)納米硫酸鋇的純度和粒度分布均達(dá)不到理想要求。

運(yùn)城鹽化借助多年積累的化工行業(yè)資源和技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)的納米硫酸鋇功能粉體具有粒徑小、分布范圍窄，化學(xué)穩(wěn)定性、分散性好等特點(diǎn)，可應(yīng)用于塑料、橡膠制品、涂料、油墨、汽車漆行業(yè)。下一步，該公司將建設(shè)千噸級改性納米硫酸鋇示范工程生產(chǎn)線。（中國化工報）