概要:胶体的概念涵盖了从合成纳米粒子、纳米棒和纳米片到功能性生物单元等各种各向同性和各向异性的粒子,它们具有多种尺寸、形状和功能。材料科学致力于研究它们的各种功能,而它们在生物世界中无处不在,具有多种功能。由于其科学和技术重要性,人们对其进行了研究的各种合成胶体;但它们的特点是尺寸分布有限、形状和相互作用不完善,功能尚未完全工程化。这与尺寸、形状和功能精确的生物胶体形成鲜明对比。材料科学一直在从生物世界中寻找灵感,以通过自组装和层次结构进行结构控制,并在生物灵感中确定功能组合的新途径。在此,我们首先讨论基于生物基序引导组装的技术相关合成胶体的高度定义结构控制的不同方法。首先,我们描述如何在空心蛋白质笼内组装多分散纳米粒子,以实现明确定义的组装和分层堆积。另一种方法依赖于基于 DNA 纳米技术的组装,其中工程 DNA 结构允许程序化组装。然后,我们将讨论具有特别窄的尺寸分散性或甚至原子精确结构的合成胶体,用于新的组装和潜在功能。此类胶体可以具有明确定义的膜填料,从而允许高模量。它们可以使用光响应部分进行切换,并且可以启动不同几何形状的较大组装的堆积。重点是原子定义的纳米团簇,其允许通过超分子相互作用(例如定向氢键)进行明确定义的组装。最后,我们将讨论刺激响应胶体的新功能,甚至是受生命启发的复杂响应功能。其中,受生物学习启发的刺激响应材料可以实现下一代此类材料。经典条件作用是最简单的生物学习概念之一,需要两个刺激和可触发的记忆。其中我们使用热响应水凝胶与等离子体金纳米粒子和螺吡喃光酸作为模型。加热是导致热响应凝胶熔化的非条件刺激,而光(在特定波长下)最初会导致 pH 值降低,而不会因空间凝胶稳定而导致等离子体或结构变化。在热诱导凝胶熔化下,光会导致 pH 值降低和金纳米粒子链状聚集,从而产生新的等离子体响应。因此,同时加热和光照可以对新衍生的刺激进行条件作用,其中的逻辑图类似于巴甫洛夫条件作用。所示的组件展示了当尺寸和分散性受控时使用胶体可实现的不同功能。■ 主要参考文献
图 2:MnAs x Sb 1-x(x = 0.1 - 0.8)纳米粒子的 PXRD 图案,以 Si 标准为标准。Si 的峰值以星号显示(MnSb-PDF#-03-065-0388)
快速发展的现代光通信系统需要小型电光器件,其光学特性需要能够大幅度快速变化。这种纳米级器件可以用作数据存储或片上数据链路的光互连。[1] 在过去的几十年中,基于量子阱结构的电吸收 (EA) 调制器已被提出在高速光网络中发挥特别有前景的作用。[2,3] 利用量子限制斯塔克效应 (QCSE),这些材料的光学特性可以通过沿限制轴的外部电场进行调制,即通过倾斜势阱。由于这种“倾斜”的价带和导带,相关的最低能量电子和空穴波函数将定位在势阱的相对侧,从而导致带隙附近的吸收光谱发生变化。这种场诱导调制的典型特征是波函数之间的重叠积分降低,相关光学跃迁的振荡器强度降低,以及跃迁能量降低,这表现为吸收带边缘红移。[4–6]
(或溶剂混合物),可以进一步加工成可打印或可涂层的墨水。这些悬浮液的行为通常由Derjaguin – landau – verwey -overbeek(DLVO)理论描述,[3]暗示纳米片在悬浮液中的浓度具有上限,其上限在悬浮液变为不稳定的上限。[4]然而,高浓度悬浮液(墨水)对于形成渗透的粒子网络是必需的,[5]并满足高通量打印和涂层方法的风湿性要求(例如,高粘度)。无论其浓度如何,悬浮液在热力学上都是不稳定的,并且颗粒倾向于通过聚集来减少其表面能量。[6]为了降低沉积速率,必须最小化溶剂和2D材料之间的表面能量差,[3]将分散培养基的选择限制在溶解性包膜可能不适合子分类处理的一些溶剂上。在传统的墨水配方中,添加剂(例如formantant,粘合剂和流变学修饰符)用于解决上述问题,并将2D物质置换到可打印或可涂层的油墨中。[7-10]例如,需要大浓度的聚合物粘合剂(例如70 mg ml-1乙酸纤维素丁酸酯),以将涂抹油墨的粘度提高到适合筛网打印的水平。[11]由于典型的添加剂会对电子特性产生不利影响(例如,
1. 引言 近年来,由于钙钛矿太阳能电池成本低、效率高、制备简单等特点,吸引了众多研究人员的关注。自从 2009 年 Miyasaka 等人首次报道以来,钙钛矿太阳能电池 (PSC) 技术已经从 3.8% 提升至 25% 左右 [1,2]。基本的钙钛矿太阳能电池由透明导电层(例如氟掺杂氧化锡 (FTO) 或铟掺杂氧化锡 (ITO)、电子传输层、光敏钙钛矿层、空穴传输层以及金属电极)组成。由于电子传输层适用于所有层,因此它对于 PSC 的高效率起着重要作用。TiO 2 是最常用的电子传输层之一,因为它具有多种制备方法,例如旋涂、喷涂、溅射等 [3–5]。除了制备技术之外,TiO 2 结构还存在一些问题,例如氧空位和非化学计量缺陷,尤其是位于 TiO 2 表面的缺陷 [6,7]。这些缺陷阻碍电子流动,导致钙钛矿太阳能电池性能不佳。一些研究人员报道了一些不同的材料如 SnO 2 、 ZnO、CdS 和 WOx 代替 TiO 2 作为电子传输层 [8–11]。尽管 CdS 作为电子传输层还远远不能令人满意,但它可能是改性和钝化 TiO 2 表面的优异界面材料。最近,Hwang 等人报道 CdS 作为介孔 TiO 2 层的改性材料,可提高钙钛矿太阳能电池的稳定性 [12]。Zhao 等人使用 CdS 作为前体溶液的添加剂,观察到复合显著减少 [13]。Dong 等人使用 CdS 作为电子传输层,观察到 PSC 的效率为 16.5% [14]。Wessendorf 等人通过使用 CdS 作为电子传输层,观察到磁滞减小 [15]。Cd 扩散到钙钛矿层导致晶粒尺寸增加,从而提高效率 [16]。Mohamadkhania 等人使用 SnO 2 表面上的 CdS 作为界面改性剂,观察到磁滞减小和效率提高 [17]。Ma 等人表明,在 TiO 2 表面化学沉积 CdS 可将效率从 10.31% 提高到 14.26% [18]。
分子表面活性剂一般为两亲性分子,由亲水基团和疏水基团组成,这些两亲性分子倾向于在水/油界面处进行吸附,亲水基团浸没在水中,疏水基团浸没在油中,可以有效降低界面张力(Ren等,2019;Rosen和Kunjappu,2012)。但分子表面活性剂在界面处的锚定处于吸附-解吸的热平衡状态,因为分子表面活性剂可以在热运动的驱动下从界面处解吸,乳液会缓慢聚结(Borwankar和Wasan,1988)。此外,由于Ostwald熟化,内部压力大的小液滴会变小,而内部压力小的大液滴会变大(Voorhees,1985)。在液滴聚结和Ostwald熟化作用的影响下,乳状液的平均尺寸会随着时间的推移而缓慢增加,从而降低其总界面能,最终导致相分离(Chesters,1991;Evans & Needham,1987),此时体系的总界面面积最小,总界面能最低。另一方面,固体颗粒,也称为胶体表面活性剂,能够长期稳定两个不混溶相的乳状液(Ramsden,1903)。由胶体表面活性剂稳定的稳定乳状液称为Pickering乳状液(Pickering,1907)。与传统分子表面活性剂稳定的乳液相比,胶体表面活性剂稳定的 Pickering 乳液具有许多独特的性质:(i)胶体表面活性剂从水/油界面的解吸能比热能高几个数量级,导致胶体表面活性剂在界面处发生不可逆吸附,从而具有优异的乳液稳定性( Aveyard,Binks,& Clint,2003 ;Binks,2002 ;Pieranski,1 980);(ii)胶体表面活性剂可以由生物相容性材料制成,表现出良好的生物相容性( Yang,Fu,Wei,Liang,& Binks,2015); (三)胶体表面活性剂可以设计用于实现具有多种功能的Pickering乳液,例如pH,温度或光触发响应(Tang,Quinlan和Tam,2015;Wei,Yu,Rui和Wang,2012;Hao等,2018)。Pickering乳液可以为多学科研究提供独特的平台,并将在科学研究和工业应用中发挥越来越重要的作用。这里我们对Pickering乳液系统进行了全面的回顾。主要涵盖三个方面:(i)粒子特性(包括粒子两亲性、浓度、大小和形状)对 Pickering 乳液的影响;(ii)两亲性聚合物的制备
表1:在所有调查的CQD中,计算的CBM和VBM电荷密度(%)作为在球体内部的正方形的积分(与NC的同心)中的正方形的积分,半径为50%至90%的NC Radius R范围为NC Radius R R(无论是Cation-还是Anion-rich-Rich)。为例,在半径为14°A的INP NC中(富含磅的表面)42%的CBM,并且只有7.9%的VBM位于半径为8.4°A的球体中(即60%R)。因此,我们得出的结论是,该点中的大多数VBM电荷密度都包含在其外部,即在内半径= 8.4°A和外半径= r的球形壳中。
几丁质是一种可广泛可用的多糖,可生物降解,在大多数溶剂中不溶于且具有低抗原性能。几丁质纳米颗粒,例如纳米晶须和纳米纤维(CHNF)可以形成稳定且均匀的分散体。纳米颗粒悬浮液显示了粗几丁质的特性以及高纵横比,高表面积,低密度和羟基,N-乙酰基组以及其表面上残留的胺基的性质。本综述描述了纳米素制剂技术和食物应用。特别是,研究了纳米磷酸在调节脂溶性生物利用度和盐度的调节中的作用。掺入CHNF中的脂溶性维生素可用于消化。 ,透明质酸和癌症处理药物可以通过皮肤通过几壳蛋白纳米凝胶传递到靶向位置。 有趣的是,CHNF通过与味觉受体的离子结合增强了咸感感知。 在pH <7时,氨基组螯合氯化物,从而释放钠与盐受体相互作用。 这种机制可以允许食物配方的盐分减少。 此外,纳米胆料素表达表面活性剂特性并增强复合食品包装(淀粉 - 基于明胶的,明胶纳米复合材料,纳米纤维素/纳米胆素膜涂层F-SIO 2 2悬浮液)。 本文可以帮助更好地理解纳米素作为功能成分的机会。掺入CHNF中的脂溶性维生素可用于消化。,透明质酸和癌症处理药物可以通过皮肤通过几壳蛋白纳米凝胶传递到靶向位置。有趣的是,CHNF通过与味觉受体的离子结合增强了咸感感知。在pH <7时,氨基组螯合氯化物,从而释放钠与盐受体相互作用。这种机制可以允许食物配方的盐分减少。此外,纳米胆料素表达表面活性剂特性并增强复合食品包装(淀粉 - 基于明胶的,明胶纳米复合材料,纳米纤维素/纳米胆素膜涂层F-SIO 2 2悬浮液)。本文可以帮助更好地理解纳米素作为功能成分的机会。
抽象简介:Covid-19已在世界各地散布,并严重中断了人类活动。是一种新发现的疾病,不仅疾病的许多方面都是未知的,而且没有有效治愈该疾病的有效药物。此外,设计药物是一个耗时的过程,需要大量投资。因此,使用药物重新利用技术来发现现有药物的隐藏好处,这可能是治疗Covid-19的有用选择。方法:本研究利用了药物重新定位概念,并引入了一些可能有效控制Covid-19的候选药物。建议的方法包括三个主要步骤。首先,从公共数据库中提取了所需的数据,例如靶标的氨基酸序列和药物 - 靶标相互作用。第二,使用拟议的基于模糊逻辑的方法计算目标(蛋白质/酶)和SARS-COV-2的基因组之间的相似性评分。由于经典方法产生的结果可能对现实世界应用没有用,因此模糊技术可以解决该问题。第三,在基于获得的分数对目标进行排名之后,检查了影响靶标的药物的有用性以管理COVID-19。结果:结果表明,专为治愈丙型肝炎的抗病毒药物也可以治疗19.19。根据发现,利巴韦林,Simeprevir,Danoprevir和XTL-6865可能有助于控制该疾病。此外,基于模糊逻辑的评分方法可以产生与实际生物学应用更一致的结果。结论:可以得出结论,基于相似性的药物重新利用技术可能是管理新兴疾病(例如COVID-19)的最合适的选择,并且可以应用于广泛的数据。
完整作者列表: Hettiarachchi, Malsha;韦恩州立大学,化学系 Su'a, Tepora;韦恩州立大学,化学系 Abdelhamid, Ehab;韦恩州立大学, Pokhrel, Shiva;韦恩州立大学,物理学和天文学 Nadgorny, Boris;韦恩州立大学,物理学和天文学 Brock, Stephanie;韦恩州立大学,化学系