今日科技話題：重構陰離子溶劑化結構、納米「人造分子」、「雲雀」、鎘汙染農田修復、納米仿生機器人

2020-09-14 科協身邊事


1

我國科學家通過重構陰離子溶劑化結構助力鋅/石墨電池高電壓電解質


▲調控陰離子的溶劑化結構來提升電解質氧化穩定性的示意圖 陳政 供圖



9月11日，從中國科學院青島生物能源與過程研究所獲悉，該所仿生與固態能源系統研究組的崔光磊研究員和趙井文副研究員帶領研究組通過重構陰離子溶劑化結構助力鋅/石墨電池高電壓電解質，相關研究結果近期發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）(DOI: 10.1002/ange.202010423)上，論文第一作者為中科院青島能源所的博士後陳政。


據介紹，低成本、長壽命、高功率的二次電池是實現電網規模儲能來利用間歇性可再生能源發電的有效途徑之一。石墨正極具有成本低、環境友好的特性，而鋅負極具有體積能量密度高、儲量豐富、鋅沉積/溶解過電位低等優點，因此結合鋅負極與石墨正極各自優點的鋅/石墨雙離子電池在電網規模儲能上具有良好的應用前景。


——《科技日報》


2

中國學者成功設計納米「人造分子」簡易製備方法 獲國際關注


▲中國學者的科研成果「人造分子」的相關研究夯實基礎。陳靜 攝


近日，中國專家在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊為製備納米「人造分子」找到了簡易方法。相關研究成果以《化學計量反應控制的自限性納米粒子定向鍵合》為題發表於《科學》(Science)主刊。


據悉，聶志鴻團隊將著力於程序化構建更為複雜多樣的「人造分子」，深入研究各種納米「人造分子」材料的物理性質，力爭填補這一新興研究領域的空白。同時，團隊也將關注新材料的智能化響應問題，提升材料的可控性。「我們希望研究成果能為國內的新材料發展添磚加瓦。」聶志鴻說。


——中國新聞網


3

中國研製「雲雀」飛行機器人 實現首次高海拔環境科考


▲ 「雲雀」飛行機器人。瀋陽自動化所供圖



中國科學院瀋陽自動化研究所(簡稱：瀋陽自動化所)9月11日發布消息，由該所自主研製的「雲雀」自主飛行機器人在青藏高原開展高海拔冰川與湖泊智能化科考工作，實現了中國首次機器人化高海拔環境科考。


據悉，瀋陽自動化所研製的「雲雀」飛行機器人突破了「稀薄大氣中的高效升力系統設計」「高原強風乾擾下的自主控制」等技術瓶頸，實現了空氣稀薄、強風擾等極端環境下的自主起降、定點/航跡飛行、仿地飛行、動靜態障礙物避碰等自主功能。


——中國新聞網


4

中科院亞熱帶農業生態研究所研製出鎘汙染農田修復新配方



中科院亞熱帶農業生態研究所研究員黃道友團隊通過研究高粱不同生育期施用易降解有機物對植株鎘積累的強化效應，為鎘汙染農田的植物強化修復提供了新見解。近日，相關研究成果發表於《化學圈》。


黃道友團隊以生物質高粱為供試作物，以前期確定的草酸配施水溶性有機肥（OA+DOF）和檸檬酸配施水溶性有機肥（CA+DOF）兩種易降解有機物料組合為供試材料，研究了高粱不同生育期施用易降解有機物對植株鎘積累的強化效應。


——《中國科學報》


5

納米仿生機器人有望「制服」腦腫瘤


中國科學院深圳先進技術研究院醫藥所納米醫療技術研究中心研究員蔡林濤、副研究員張鵬飛等人與中國科學院院士、香港科技大學教授唐本忠及湘潭大學教授陳華傑合作，成功研發出一種基於聚集發光元件AIE的納米仿生機器人系統。這種仿自然殺傷細胞AIE納米機器人，可以成功穿越血腦屏障，實現對腦膠質瘤的精準靶向診療。相關成果近日發表於《美國化學會—納米》，並已申請發明專利。


研究人員還進一步評估了AIE納米仿生機器人在體內腦膠質瘤靶向光熱治療的效果。他們將AIE納米仿生機器人注射入小鼠體內後24小時，在雷射照射下，其腦膠質瘤處的溫度有所提高，且沒有出現明顯的器官損傷。這表明該納米機器人通過光熱治療，能有效地抑制腦膠質瘤的生長，為腦腫瘤及其他腦部疾病的診療提供了新工具。


——《中國科學報》


6

最新研究：全球海洋鹹淡差異加劇 水循環加速


▲全球海洋鹽度變化的空間結構：上圖為上層2000米鹽度的氣候平均態；中圖為上層2000米鹽度的變化線性趨勢(1960-2018年)；下圖為各個海盆緯向平均從0到2000米的鹽度變化趨勢。中科院大氣所研究團隊 供圖



「海水是鹹的」雖是眾所周知，但全球海洋鹽度長期空間如何變化需要科學家持續監測研究。由中國科學家聯合瑞士、美國同行最新合作完成的海洋鹽度數據結果顯示，海洋鹹、淡差異加劇，全球水循環加速。


這一氣候變化和海洋生態領域重要科研進展的研究論文，近日已在國際專業學術期刊《氣候雜誌》(Journal of Climate)發表。該研究構建出一套更為準確的、大於60年的長時間序列全球海洋鹽度格點數據，進一步證實海洋「鹹變鹹、淡變淡」的鹽度長期空間變化格局，並首次給出海洋0-2000米深度的平均鹽度變化趨勢，提出一個新的過去半世紀全球水循環變化估計。


——中國新聞網


來源：今日科協微信公眾號

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  • 聚集誘導發光納米仿生機器人研究獲進展
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  • 製備納米「人造分子」
    近期，復旦大學相關課題組宣布，在納米「人造分子」製備領域取得重大研究突破：掌握了一種實現納米粒子之間定向結合——形成「人造分子」的新技術。分子是參與生命與物質世界演化的最基本單元，由原子按照特定方式結合而成。
  • 深圳先進院AIE納米仿生機器人研究取得重要進展
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫藥所納米醫療技術研究中心蔡林濤研究員、張鵬飛副研究員、龔萍研究員、鄧冠軍博士等與香港科技大學唐本忠院士及湘潭大學陳華傑教授合作，經過長時間努力，成功研發出一種基於聚集發光元件的AIE納米仿生機器人系統用於血腦屏障穿越及腦膠質瘤靶向診療。
  • 陰離子溶劑化重構策略，實現高電壓Zn/石墨雙離子電池
    該工作通過對Zn/石墨雙離子電池電解液的調控，設計出微型異質化的陰離子溶劑化結構，利用強電子給體磷酸三甲酯（TMP）阻隔了陰離子與碳酸酯電解液的直接接觸，保證了碳酸酯電解液在高電壓下的穩定性。得益於巧妙的電解液設計，Zn/石墨雙離子電池在1000次循環後仍有著92%的容量保持率，其電解液不僅製備便捷，離子傳輸動力學良好，同時有著高的電化學窗口及阻燃性，極具應用前景。
  • 深圳先進院等在聚集誘導發光納米仿生機器人研究中取得進展
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院生物醫藥與技術研究所納米醫療技術研究中心研究員蔡林濤、副研究員張鵬飛、研究員龔萍、博士鄧冠軍等，與香港科技大學教授、中科院院士唐本忠以及湘潭大學教授陳華傑合作，研發出一種基於聚集發光元件的AIE納米仿生機器人系統，用於血腦屏障穿越及腦膠質瘤
  • 納米機器人發展前景令人鼓舞,未來值得期待
    科學家們正在研發一種比人類頭髮更為精細的微型機器，旨在在人類無法進行操作的分子層面上對原子和細胞結構實現一系列操作;而這種微型機器就是納米機器人，它屬於機器人工程學的一種新興高科技。有科學家認為，納米機器人發展前景令人鼓舞,未來值得期待。1959年,美國物理學家、諾貝爾獎得主理察·費曼教授率先提出納米技術的設想。
  • 基於鎘汙染農田土壤修復實踐中一些問題的淺談
    基於鎘汙染農田土壤修復實踐中一些問題的淺談北極星環境修復網訊:文獻計量分析數據顯示，重金屬汙染修復研究在我國起步較晚，但增勢較快，以WebofScience資料庫及中國知網的文獻資料為數據源，1998-2018年間，我國以1166篇英文發文量排名第一，且以中國科學院下屬研究機構在該領域具有較強影響力[1]。
  • 在納米「人造分子」製備領域取得重大突破
    這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。聶志鴻團隊為製備納米「人造分子」找到了一則簡易方法——通過設計聚合物配體間的簡單化學反應實現對納米「人造分子」組裝構築和物理性能的調控。這一製備方法與傳統方法的最大區別，在於概念的創新。據聶志鴻介紹，傳統製備方法的原理是在納米粒子上定點修飾一段DNA分子，利用DNA分子之間的互補相互作用，實現對不同納米粒子結合的調控。
  • 中國研製高強韌納米纖維素仿生結構材料,密度為鋼的六分之一
    中國研製高強韌納米纖維素仿生結構材料，密度為鋼的六分之一 吳長鋒 楊凡/科技日報 2020-05-06 07:51
  • 製備納米「人造分子」
    在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。因此，以傳統方式一次製取的納米「人造分子」數量極小。最近，聶志鴻團隊開創性地提出聚合物誘導納米粒子定向鍵合形成納米尺度 「人造分子」的原創概念。（A）典型的硼（B）和氟(F)原子結構以及BF3的分子結構。（B-F）納米粒子反應形成BF3型 「人造分子」的過程圖示（B）;不同反應時間下，產物的掃描電子顯微鏡照片(C); 「人造分子」產率統計分布隨反應時間變化（D）; 不同反應時間，所得 「人造分子」內鍵角的統計分布（E）；計算機模擬 「人造分子」的成鍵過程（F）。
  • 納米機器人也分很多種
    納米機器人也分很多種，是一定機會用百到人工智慧的技術，但是也有其他技術多種技術的綜合。就如同做度一輛汽車，你只用輪胎能造出汽車嗎，或者只用發動機能造出汽車嗎？機器人、語言識別問、圖像識別、自然語言處理和專家系統等都是人工智答能的技術之一，而且不僅僅局限於此。展開全屬於納米機器人是在納米尺度上應用生物學原來理，發現新現象，研製可編程的分子機器人。
  • 納米級的「直升機」:DNA、摺紙、分子馬達
    本文參加百家號科學#了不起的生命醫學#系列徵文近年來，機器人變得越來越逼真。例如，由太陽能驅動的蜜蜂能用輕盈的翅膀飛行，人形的機器人可以做後空翻，機器人足球隊懂得如何運球、傳球、制定得分策略。隨著研究人員對生物運動理解得更深刻，就能創造出越來越多可以模仿生物運動的機器，從宏觀尺度一直到最小的分子尺度。
  • 2029年人們將實現永生的方法 納米修復機器人和細胞逆生長技術
    視頻版本更帶勁，配有各種納米機器人的錄像，可以點擊頭像觀看Hello 大家好我是小明,今天我們聊聊講實現永生的黑科技.從秦始皇煉製長生不老丹,到埃及木乃伊想要重獲新生, 延長壽命是從人類誕生之初就不曾停止永恆話題.非常可惜的是,想要獲得永生的人們就好像被困在了迷宮之中,在有限的生命中不斷嘗試無限的可能,但隨著人類科技爆發式的發展,嘗試每種可能的時間大大縮短,人們似乎又看到了眼前微微的光.
  • 人類的微型科技,納米機器人,原來是如此的可怕
    說到機器人許多人都會以力大無窮、冷血的形象進行定義，對其充滿了幻想。遺憾的是，目前機器人技術正處於起步階段，各方面體系並未健全，無法大量推行於人類社會之中。不可否認的是，機器人的發展是科技的必然趨勢，新興發展的重點方向之一。
  • 納米機器人,真有傳說的那麼神嗎?
    " 史詩級 "" 劃時代 "" 科技革命 "，加持在 " 納米機器人 " 上的這麼多名號，到底幾分真實，幾分噱頭？現實與科幻到底有多少差距？為了解答這些疑問，今天我們就聊聊納米級機器人的 " 真身 "！
  • 神奇的納米機器人
    提起「納米機器人」，可是機器人工程學的一種高新科技。它根據分子水平的生物學原理，設計製造可對納米空間進行操作的「功能分子器件」。納米機器人的設想，是在納米(一納米等於十億分之一米)尺度上，研製可編程的分子機器人（也稱「細胞機器人」或「DNA機器人」）。 納米機器人的概念最早是由美國物理學家、諾貝爾獎獲得者理察·費曼教授於1959年提出的。他認為人類未來有可能建造一種分子大小的微型機器，把分子甚至單個原子作為建築構件，在非常細小的空間裡構建物質。這意味著，人類可在底層空間製造任何東西。
  • 復旦大學聶志鴻在納米「人造分子」製備領域取得重大突破
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。