元素百科为您介绍纳米材料生物响应研究取得进展。纳米材料基于光电子特性所引发的生物体系信号响应，是当前纳米生物学研究领域的前沿热点。明晰纳米材料的能级结构、界面电子传输及光控物种的形成规律，有助于操控纳米-生物界面下的生物举止和行为，从而有助于设计制备智能、安全、高效的纳米系统，用于癌症等重大疾病的诊断与治疗。 近日，中国科学院长春应用化学研究所张海元课题组报道了新型的硫化铋金纳米异质材料，可用于肿瘤的光热微创治疗。研究人员通过深能级缺陷理论首次揭示了窄带系硫化铋纳米材料区别于传统材料等离子共振的光热本质，利用能级嵌入原理构建的新型铋金纳米异质结构，能够显著提升深能级缺陷的密度，并将硫化铋纳米材料的近红外光热转换效率从33.6%提高到了51.1%，进一步的时空多样性体内体外生物信号检测全方位验证了其在肿瘤光热消融治疗中的安全性和高效性。相关研究成果发表在Angew.Chem.Int.Ed.上。该研究得到了中科院“百人计划”、国家自然科学基金的资助。该课题组此前基于纳米材料的光电子特性研究，广泛拓展了其在生物体系中的应用，取得了一系列的研究成果，包括利用错位能级构建纳米材料用于皮肤癌的光动力治疗（Small2017,13,1603935）、利用晶面异质特性构建新型抗菌纳米材料（ACSAppl.Mater.Interfaces2017,9,5907）、阐明纳米材料晶面原子排布特异性对生物安全性的潜在影响（ACSNano2016,10,6062）及通过能带弯曲水平衡量纳米材料的毒性引发强度（J.Am.Chem.Soc.2014,136,6406）。

元素百科为您介绍单分子有效电荷首次被测出。瑞士国家科学基金会近期宣布，瑞士研究人员首次精确测量出了单个分子在溶液中的有效电荷，相关研究有望用于未来的医学诊断。 许多生命现象涉及蛋白质等分子之间的相互作用，而电荷在其中起着至关重要的作用。然而，蛋白质在生物体内通常存在于含水环境中，用传统方法很难准确地测量蛋白质在这一环境中的电荷。苏黎世大学教授马德哈维·克里希南开发了一种精确测量溶液中单个分子电荷的方法。克里希南等人利用了众所周知的布朗运动现象，即悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动。首先他们把要测量的分子困在一个“势阱”中，这是分子在某一优先范围内势能最小的情况。此时弹跳的水分子不断尝试将这一分子从势阱中排出。克里希南解释说：“这就像孩子们在坑底玩球一样。‘球’就是我们感兴趣的分子，而‘孩子们’是水分子。球要飞出坑，就必须受到很大的冲击。”这一新发现不仅具有重要的基础研究价值，同时也有助于诊断出许多由畸形蛋白质引起的疾病，比如阿尔茨海默病和癌症。

元素百科为您介绍新型“纳米棒”让二氧化碳变身高效能源。记者15日从中国科学技术大学了解到，该校的合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学与材料科学学院曾杰教授课题组，利用组分可调的硫硒化镉合金纳米棒作为催化剂，高效电还原二氧化碳为合成气。这种硫硒化镉合金纳米棒的催化剂，在二氧化碳电还原反应中表现出高活性和高稳定性，并且能够在很宽的范围内调控合成气的组成比例。该成果日前发表在国际著名的《先进材料》杂志上。 合成气，即一氧化碳和氢气的混合气，是石油化工中重要的合成原料。对于不同的化工过程，所需合成气的最优组成比例也不同。传统制备合成气的方法包括煤的气化和天然气的重整，都需要消耗不可再生能源。与之相反，利用二氧化碳和水作为原料，在水溶液中电还原二氧化碳，是可持续地制备合成气的理想方法。然而目前电还原二氧化碳的催化剂很难在保证高电流密度的同时，在很宽的范围内调控合成气的组成比例。针对这一问题，研究人员利用液相合成技术，近期设计并合成出组分可调的硫硒化镉合金纳米棒催化剂。研究人员发现，该催化剂中的硒含量越高，反应中氢的中间体越多，合成气产物中氢气组分的比例也越高。研究表明，在过电位-1.2V时，产物合成气中的一氧化碳和氢气之比可以在4∶1和1∶4之间自由调整。另外，在连续使用该催化剂10个小时的稳定性测试中，电流密度基本保持稳定，产物合成气的组成比例也基本没有变化。