“化学世界亮点”类档案馆竞猜

微型病毒电池去除水污染物

金属纳米粒子将病毒转化为微型电池,在10分钟内减少有毒化合物。

科学家们已经开发出一种方法,在不到10分钟的时间内,利用基因改造病毒支持的金属纳米粒子去除常见的持久性污染物。每种金属病毒都像一个小电池,电化学将污染物还原成毒性较小的化合物。

对氯硝基苯是一种致癌物,吸入时有毒。通过皮肤消耗或吸收。它广泛用于染料,合成材料和杀虫剂。作为一种持久性有机污染物,它聚集在湖泊和河流中,它会在那里停留几十年。一种将化合物还原成更安全的对氯苯胺的常用方法是使用金属纳米粒子,通常是铁。然而,这种方法速度慢,需要高温或高酸度。此外,继续使用,纳米颗粒倾向于聚集在一起,这使得它们的效果要差得多。

现在,余惠民中国清华大学的同事们可以使用基因改造的病毒在10分钟内减少氯硝基苯。他们用铁和镍纳米粒子装饰病毒的外部;金属之间的电位差将病毒转化为微型电池,与简单的铁纳米粒子相比,它能同时减少更多的氯硝基苯。

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利用微电解效应增强对氯硝基苯还原的纳米阵列型铁镍双金属纳米粒子@M13病毒的设计

张帅,惠敏予济阳、中药神

环境。科学:纳米,2017,4,86-885

doi:10.1039/c7en00120g

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在干草堆中发现合成纳米颗粒

新的分析方法可以检测环境中的工程纳米粒子

秋耕田农舍

来源:?Shutterstock

奥地利和瑞士的科学家一种区分土样中工程纳米粒子与天然纳米颗粒的新方法.该方法甚至可以在低于自然背景水平的浓度级下工作。

日常用品,比如化妆品和纺织品,纳米颗粒含量越来越高。有关纳米颗粒对健康和环境的潜在影响的担忧意味着监管机构希望监测合成纳米颗粒(例如二氧化钛,SiO首席执行官)环境中的级别。然而,样品通常含有大小和成分相似的天然纳米粒子,通常浓度更高。常规单粒子感应耦合等离子体质谱(SPICP-MS)仪器锁定一个同位素,无法区分它们。

在该地区工作了几年之后,弗兰克·冯·德·卡默蒂洛·霍夫曼来自维也纳大学的同事们现在已经在多元素指纹技术的基础上取得了突破性进展,以探索差异,比如元素比,在工程纳米颗粒和天然纳米颗粒之间。团队使用仪器测试了这个概念,由苏黎世瑞士联邦理工学院(ETH)的同事开发,这使得在飞行时间质谱仪(TOFMS)上进行单粒子分析成为可能。原型SPICP TOFMS仪器太快了,它不仅可以同时测量所有不同的元素,它对每一个粒子都是这样。然后他们开发了一种机器学习算法来训练分析系统,使用这两种纳米颗粒的明确标准,提高分析的速度和精度。

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利用电感耦合等离子体飞行时间质谱(ICP-TOFMS)在土壤自然背景升高的情况下识别工程纳米粒子的单粒子多元素指纹(SPMEF)
安东尼娅·普拉托里奥斯,亚历山大·冈德拉赫·格雷厄姆,Eli GoldbergWilli Fabienke雅娜·纳夫拉蒂洛娃,安德烈亚斯·冈迪卡斯,拉尔夫·卡吉,绕道而行,Thilo Hofmann和Frank von der Kammer
环境。科学:纳米,2017年
内政部:10.1039/C6EN00455E

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为制造纳米材料而收获的金属消耗植物

净化受污染土壤的植被增加了其优点。

芥菜型油菜

芸苔属植物,一种芥末植物,通过根部吸收重金属。资料来源:ISTOCK

一旦植物清除了受污染的土壤,那些偏于重金属饮食的植物就成为纳米材料的理想原料。一个中国科学家团队说将这种植物转化为纳米颗粒和纳米管的方法.

重金属是天然存在的重要工业元素,农业和技术用途。采矿和工业等许多人类活动导致土壤和地下水中有毒重金属的当地积聚。通常有毒和致癌,它们释放到环境中是一个主要的问题,因为它们可以在食物链中累积,损害野生动物和人类的健康。

某些被称为高积累植物的植物可以在被重金属污染的土壤中生长。它们通过根部吸收金属并将其集中在自己的组织中——这是一种遗传特性,旨在使自己对饥饿的食草动物有毒。这些植物过去曾被用来清理污染区域;一种称为植物修复的技术。一旦植物提取了金属,他们自己需要被移除,就像让它们完成它们的自然生命周期一样,它们只需将金属归还土壤。含有植物废料的金属经常被焚化。

现在,焦曲他在中国东北师范大学的研究小组已经将这种生物质作为原料来制造有用的纳米材料。

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回收植物中碳和金属的一种经济有效的方法:合成纳米材料
刘海阳,苗仁Jiao Qu岳峰向梦松钱张乔聪、邢源
环境。科学:纳米,2017年
内政部:10.1039/C6EN00287K

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神奇物质潜在水污染物

研究人员证实了石墨烯对水生生物的毒性作用。

通过观察石墨烯对水蚤的影响,中国科学家发现它可能破坏水生生态系统,暗示了神奇物质不幸的阴暗面。

石墨烯,碳纳米材料的典范,近年来被广泛研究,在以下领域表现出了巨大的潜力材料化学竞猜电子学医学.然而,到目前为止,它对水生生物的毒性还没有受到严重关注。

北航大学的范文宏和他的团队将一系列纳米碳材料悬浮在水中,观察它们对水蚤的影响。也叫水蚤,用于水污染试验的模式生物。在浓度高于0.5毫克/升的情况下,石墨烯在21天的时间内显著损害了它们的生长和繁殖。范推测这是由于石墨烯吸附在水蚤表面造成的。其他纳米碳材料,包括巴克明斯特富勒烯,单壁碳纳米管和多壁碳纳米管,事实证明更良性。

在受污染的水中浸泡21天后,水蚤身上覆盖着石墨烯(最右边,GN)。其他材料(富勒烯/C60,单壁碳纳米管/SWCNT,多壁碳纳米管/mwcnt)几乎没有被吸附。资料来源:皇家化学学会竞猜

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水中悬浮石墨烯对大型蚤的慢性毒性机制

范文红,应颖柳支振旭向瑞望李晓敏、罗圣莲

环境。科学:纳米,2016,先进文章

内政部:10.1039/C6EN00361C标准,纸类

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你的纳米毒素是什么?

信息学工具帮助研究人员可视化复杂的毒性数据集

为了帮助预测和避免设计有毒纳米材料,研究人员创造了一种信息学工具,可以从大量复杂纳米材料研究中提取并可视化关键信息。.

纳米材料现在在服装和清洁剂等商业产品中很常见,对潜在不利环境和健康影响的研究数量呈指数级增长。然而,没有全面的比较方法,或观想,这一信息有助于研究人员发现纳米材料特性与其毒性之间的关系。以及大量的信息,不同的研究也经常考虑不同的实验条件和生物材料,这使得直接比较数据非常困难。

现在,卡内基梅隆大学的桑德拉·卡彻,我们,她的团队设计了N4MICS,一种可以可视化斑马鱼纳米颗粒毒性研究的工具。纳米材料生物相互作用知识库.卡彻说:“我们开发了这个工具作为试验台,来演示如何挖掘标准化和共享的数据,从而在纳米材料类型之间进行视觉比较。然后,这些可视化被用来产生关于这些材料的性质如何影响其毒性潜力的新假设。

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斑马鱼纳米材料特性与生物反应相关的可视化工具

桑德拉C卡彻,布莱恩J。Harper斯泰西LHarper克里斯汀·奥格尔维·亨德伦,马克河维斯纳和格雷戈里V。劳里

环境。科学:纳米,2016,先进文章

内政部:10.1039/C6EN00273K,纸类

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纳米材料的回收利用是为了黄金。

研究人员回收和再利用废金纳米粒子

金环糊精络合物

金-环糊精复合物从循环液中沉淀出来,易于过滤。资料来源:皇家化学学会竞猜

一批美国化学家已经发展起来回收和回收金纳米粒子的简单方法来自纳米材料废料。1

预计未来几年金纳米粒子的市场份额将呈指数增长,因为它们在医学诊断等领域有应用,存储设备和太阳能电池。黄金很贵,研究人员一直在开发从废物中回收黄金的方法。然而,大多数方法需要有毒的化学物质,如汞或氰化物。

现在,由一个团队领导的皮特·维科斯兰德在美国的弗吉尼亚理工学院黄金回收方法第一个开发人最近的诺贝尔奖得主弗雷泽·斯托达特爵士2从废物中捕获金纳米粒子。

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不需要的废物:从纳米废物中回收和回收黄金的生命周期影响

帕拉吉特·帕蒂,肖恩·麦金尼斯和彼得·J。威克斯兰

环境。科学:纳米,2016,,1133-1143年

内政部:10.1039/C6EN00181E,纸类

来自主题收藏可持续纳米技术组织

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放射性废铁

锡纳米复合材料清除核废料污染物。

科学家们已经开发出一种含锡的材料,能捕获和储存放射性铯。.

扫描电镜图像显示,磷酸锡铝在暴露于对甲氰菊酯后(右)的结构变化。资料来源:皇家化学学会竞猜

聚对苯二甲酸盐(99tco4-)是铀235、钚239和放射性核废料污染物的裂解产物。Technetium的21.3万年半衰期和pertechnetate在水中的高溶解性意味着放射性元素会污染水源,进入食物链,积聚在动物和人类的重要器官中。冷战活动和曼哈顿项目产生了高产量的99tc,以及核反应堆塞拉菲尔德工厂用来释放这种放射性污染物。

塔蒂亚娜·莱维斯基亚萨扬多夫·查特吉以及他们在太平洋西北国家实验室的团队,我们,现在已经合成了一种锡-磷酸铝纳米复合材料,可以从核废料中去除并捕获铯。所述材料将聚对苯二甲酸盐降低到水溶性较低的Tc(iv)。同时改变其结构来捕获和保留还原的铯。

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无机磷酸锡铝纳米复合物还原分离聚酯酸酯

塔蒂亚娜G莱维斯基亚,萨扬多夫·查特吉,娜塔莎·K。便士,Jesus RomeroTamas Varga马克HEngelhard应格独Libor Kovarik布鲁斯W阿雷,马克E。鲍登和埃里克D。沃尔特

环境。科学:纳米,2016,先进文章

DOI:10.1039/C6EN00130K,纸类

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金属微量元素进入抗真菌防御的根源

一些番茄品种可以从纳米肥料中获益。

传家宝番茄

美味的传家宝番茄品种很快就会回到我们的盘子里,这得益于它的抗真菌特性。美国科学家研制的金属氧化物纳米粒子肥料.

数个世纪的植物育种意味着我们已经习惯了以抗病性为主要目的而培育的狭窄范围的作物。但是,当我们获得更高产量和可靠性的好处时,我们错过了一大批不同口味的抗病品种。

现在,纳米颗粒作物处理技术由韦德埃尔默詹森·怀特在康涅狄格州农业试验站,我们,可以让更老的番茄品种——更容易受到根茎病原体(如枯萎病菌)的影响——成为一只帮手。铜锰氧化物纳米粒子在番茄植株感染土壤中的应用黄萎病与未经处理的植物相比,枯萎病菌使水果产量增加了33%。

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韦德H埃尔默和杰森C。白色
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DOI:10.1039/c6en00146g,纸类
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银纳米粒子在第一次洗涤中丢失

瑞士科学家发现,第一次洗涤衣物时释放出的银纳米粒子比送到垃圾填埋场时多。

制造商在纺织品中添加纳米银,以杀死引起异味的细菌©Shutterstock

纳米银的抗菌性能通常可以看到它添加到纺织品中,包括袜子和运动服。制作,衣物的清洗和处理可以将银释放到环境中。尽管对人类的风险很低,银离子对许多水生生物有毒,可在食物链中积累。

评论工作,阿德罗巴达维,加州理工大学环境工程师,我们,他说:“解读纳米材料在实验条件下的转化机制是我们预测任何环境影响的能力的关键——这项工作使我们更接近实现这一目标。”

阅读《化学世界》的全文竞猜在这里.

纳米增强纺织品在整个生命周期中的耐久性:洗涤后填埋释放*
丹尼斯·米特拉诺,帕韦娜·林佩帕坎,桑迪亚巴贝尔和伯纳德诺瓦克
环境。科学:纳米
,2016,接受的手稿
内政部:
10.1039/C6EN00023A

*在2016年5月11日之前,可通过注册的RSC帐户免费访问–单击在这里登记

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纳米颗粒研究离开实验室

科学家们已经超越了实验室的实验,并用介观测量精确地单壁碳纳米管在湿地生态系统中的应用研究,说明单壁碳纳米管在水生沉积物中积累并持续存在。

Lee Ferguson和他的团队构建了湿地生态系统,以研究水环境中碳纳米管的命运©杜克大学普拉特工程学院,美国

单壁碳纳米管是一类有趣的纳米颗粒,其独特的性能使其在各种应用中得到广泛应用,从微电子到能量储存甚至药物输送。然而,SWNT对环境的影响尚未完全了解。随着工业中单壁碳纳米管的使用量的增加,由于含有废物的SWNT溢出或含有产品的SWNT风化而造成的环境污染变得越来越可能,因此,关注单壁碳纳米管在环境中命运的研究越来越重要。

阅读整篇文章请访问竞猜化学世界.

免费下载全文*:

湿地生态系统中单壁碳纳米管的命运
阿里特·席尔茨,本杰明·埃斯皮纳斯,马克河威斯纳约瑟夫HBisesi塔拉·萨博·阿特伍德和P.李弗格森
内政部:10.1039/c4en00063c,纸类

*通过注册的RSC帐户免费访问-点击此处注册

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