摘要:自首次报道 Si(001) 上外延氧化物沉积以来,硅上复合氧化物的集成一直是一个快速发展的研究领域,其中基础材料物理与集成电子、光学神经形态和量子计算以及传感等领域的巨大技术前景密切相关。尽管前景广阔,但依赖于硅和外延钙钛矿共集成的器件通常仅限于基本的平面几何形状,因为它们在制造方面存在实际问题。在本文中,我们通过开发一种无需晶圆键合即可生产高质量 Si(001)/TMO/Si(001) 异质结构的方法克服了这些长期存在的挑战,从而将复合氧化物和 Si(001) 直接三维集成到技术相关的平台中。我们详细介绍了异质结构的结构和化学特性,并讨论了制造它们的通用设计规则。我们的研究成果极大地扩展了基于 TMO 的可实际实现的集成设备的范围,并推动这类有前景的材料更接近实现其全部技术潜力。
显然,创新材料(通常称为先进材料 (AdMa))具有许多优势。然而,它们也可能对人类健康和环境构成潜在风险,或者可能造成无法预见的可持续性问题。及时预测这些问题有助于尽早解决这些材料的安全性问题并防止其可持续性问题。例如,在某些情况下,当前的立法框架(包括已经或将要针对纳米材料进行的调整)可能不适合处理由广泛的新型 AdMa 类别带来的各种风险。例如,如何处理 AdMa 通常由多种成分组成以实现新功能并不总是很清楚。由于这些成分通常在结构上高度有序,因此将这些材料归类为简单的“混合物”可能不够。此外,尚不清楚新功能是否还会给人类和/或环境健康带来新的风险。
我专注于在原子层面控制、理解和引导材料特性的整体愿景。这使得能够智能设计和制造具有针对特定应用的属性的材料。我采用多学科方法解决现实世界的问题,结合设计和制造用于有针对性应用的纳米材料的能力,以及先进的光谱工具,以充分了解这些材料的功能。这种方法已被用于在许多领域生成功能性纳米材料,包括:氧化还原液流电池 [ 1 ];用于气体传感的多功能一维金属纳米线阵列 [ 2 ] 和纳米颗粒催化剂 [ 3 ]。在利兹大学,我建立了一个面向工业的研究小组,将这种独特的方法应用于工业挑战,并与许多领域的多家公司合作,包括非均相催化剂的特性和开发、连续纳米颗粒合成以及自动化和高通量制药和农用化学品制造。通过利用连续流平台和自动化,可以利用性能导向优化来以前所未有的效率改进流程,从而缩短开发时间并促进规模扩大。具体来说,从纳米材料的角度来看,这涉及纳米颗粒系统的制造和使用,但这种方法可以用于化学的其他领域,例如制药工艺开发。本次演讲将概述该小组在制造方法和纳米材料系统应用方面取得的一些最新进展。参考文献
多功能复合材料 (MFCM) 卓越的结构和非结构性能使其工业应用日益增多。复合材料有两个方面,即开发/生产和物理/机械性能。所调查的出版物侧重于 MFCM 的机械性能;然而,研究的性质决定了其中包含一些相关主题的研究论文,例如电子学、材料科学和热力学。大多数被调查的文章涉及具有不同成分的复合材料,这些复合材料可以称为聚合物复合材料。在过去的 20 年里,对 MFCM 的开发和使用的需求显着增加。在过去的七年里,从 2010 年到 2017 年,MFCM 在多学科设备的建造、生产和开发领域得到了广泛的应用。传统做法是开发一种能够承受重载的复合结构,而其他非功能性特性常常被忽视。这
摘要 纳米材料已成为药物输送系统的一项变革性技术,具有提高治疗效果和安全性的独特性能。纳米材料体积小、表面积大,并且能够进行靶向输送,因此能够提高药物的溶解度、控制释放并减少副作用。本文讨论了用于药物输送的各种类型的纳米材料,包括纳米颗粒、脂质体和树枝状聚合物,重点介绍了它们的作用机制和相对于传统输送方法的优势。尽管纳米材料具有潜力,但它在临床应用中的整合仍面临多项挑战,包括制造可扩展性、监管障碍、生物分布不可预测性以及对毒性和生物相容性的担忧。此外,纳米材料与生物系统之间复杂的相互作用也带来了重大障碍。纳米材料在药物输送中的未来在于创新方法,例如个性化医疗和可生物降解载体,这需要持续的跨学科研究和合作。本综述旨在深入了解纳米材料在药物输送方面的现状和未来前景,强调克服现有挑战以充分发挥其在改善患者治疗效果方面的潜力的重要性。
世界在整个历史上都面临着大流行病,其中最具破坏性的是1918年的“西班牙流感”,在最短的时期杀死了许多人。其他历史上有记录的大流行包括“雅典的瘟疫”,“黑死”和“白瘟疫” [2]。在1959年之前的早期阶段,大多数研究都集中在动物模型上,对营养对个体免疫的影响最少。后来,随着复杂工具和技术的可用性,研究人员开始着重于营养不良的感染周期和基本机制[3]。对患有缺陷和实验研究的人的研究表明,适当的维生素和矿物质的饮食摄入对于增强免疫力和降低患有多种疾病的风险至关重要[4]。
纳米材料的特征是其在纳米范围内的尺寸,具有特殊的物理,化学和机械性能,其与大量的物质具有很大不同。这些材料由于具有创新和增强各种技术应用的潜力而引起了极大的兴趣。纳米材料的合成是决定其特性和功能的关键方面。在过去的几十年中,在开发高级合成技术方面取得了重大进展,从而可以精确控制纳米材料的大小,形状,组成和表面特征。纳米材料合成可以广泛分为两种主要方法:自上而下和自下而上的方法。每种方法都包含一系列针对生产特定类型的纳米材料的技术。自上而下的方法涉及通过物理或化学方法将散装材料减少到纳米化颗粒中。此过程涉及使用高能量球厂将散装材料磨成纳米级粉末。机械铣削是一种经济高效且直接的方法,但可能会将杂质和结构缺陷引入纳米材料。技术(例如电子束光刻和光刻图)用于创建具有精确模式的纳米结构。这些方法在半导体行业被广泛用于制造纳米级设备和电路[1]。
Chen,Y.,Lai,Z.,Zhang,X.,Fan,Z.,He,Q.,Tan,C。,&Zhang,H。(2020)。 纳米材料的相工程。 自然评论化学,4(5),243–256。 doi:10.1038/s41570-020-0173‑4Chen,Y.,Lai,Z.,Zhang,X.,Fan,Z.,He,Q.,Tan,C。,&Zhang,H。(2020)。纳米材料的相工程。自然评论化学,4(5),243–256。doi:10.1038/s41570-020-0173‑4
癌症仍然是世界上最大的死亡原因,并且是一种严重,无法治愈和侵略性疾病。现有的癌症疗法包括化学疗法,免疫疗法,放疗,基因疗法和手术程序。化学疗法是癌症的主要治疗方法。化学治疗药物的静脉内给药会对人体造成有害影响,这是因为它们的半衰期和缺乏靶向能力。为了应对这些挑战,基于细胞的药物输送系统已成为一种有前途的方法,利用工程细胞以目标方式运输和释放治疗剂。借助纳米技术,纳米中氨酸在改善癌症治疗方面具有良好的应用前景。与单个药物输送相比,纳米递送系统可以通过被动或主动靶向延长药物半衰期的延长副作用并改善肿瘤中的药物积累,这在癌症治疗方面具有更大的优势。基于纳米颗粒的药物递送方法在癌症治疗中表现出许多好处,包括改善的药代动力学,准确的肿瘤细胞靶向,较小的副作用和耐药性降低。与正常组织相比,肿瘤组织具有丰富的血管,不规则的血管壁细胞,纳米颗粒很容易从肿瘤血管中渗出。通常将纳米颗粒,细菌和病毒用作递送车辆来促进药物稳定性并将药物运送到所需的部位。本综述概述了纳米材料在基于细胞的药物递送系统中的作用。如今,基于纳米颗粒的治疗已经报道了如何在包括乳腺癌卵巢癌和前列腺癌在内的几种类型的癌症中克服多种耐药性的潜力。 纳米技术在医学上开放了一个新的癌症治疗阶段,这两个领域的结合值得更多的深入研究。 它讨论了各种类型的纳米材料,其作用机理,优势和局限性。 此外,它强调了该领域的最新进步以及未来的观点。如今,基于纳米颗粒的治疗已经报道了如何在包括乳腺癌卵巢癌和前列腺癌在内的几种类型的癌症中克服多种耐药性的潜力。纳米技术在医学上开放了一个新的癌症治疗阶段,这两个领域的结合值得更多的深入研究。它讨论了各种类型的纳米材料,其作用机理,优势和局限性。此外,它强调了该领域的最新进步以及未来的观点。
纳米材料和纳米结构由于其高效率而比散装材料高,而且由于它们的高效率而变得显着,但同样,可调的物理,化学和生物学特性为各种应用提供了高级可能性。最近,通过纳米材料对能源和环境问题的应用是最有吸引力的研究领域。此外,回收是减少废物并使其可持续的策略之一。纳米结构材料在可重复使用和分离元件的情况下显示出更好的可持续性。本期特刊将集中于有关纳米材料的纳米材料的合成,光学性质,制造,分离和回收应用的最新发展。因此,我们想邀请您提交本期特刊的原始研究文章和评论。