納米科學

腫瘤微環境中腫瘤相關血小板的安全高效清除

中科院國家納米科學中心聶廣軍課題組在構建環境響應型納米藥物載體，實現安全、高效的腫瘤局部血小板清除，以增強腫瘤血管EPR效應和化療藥物靶向富集方面取得進展，研究論文發表于《自然—醫學工程》。該工作構建了一種具有核殼結構的脂質體—共聚物（lipid-copolymer）雜化納米藥物載體，對腫瘤血管內皮表面具有酶切活性的MMP-2具有響應特性，實現了抗血小板抗體（R300）對腫瘤組織的靶向輸運。通過特異清除腫瘤相關血小板，該載體導致腫瘤血管孔隙增大，增強了EPR效應，進而促進了所載化療藥物阿霉素（Dox）在腫瘤組織中的滲透和富集，有效抑制了小鼠乳腺癌和肺癌細胞的增殖。

納米顆粒的表征

納米藥物載體設計思路及其在腫瘤血管內的作用機制

金屬有機框架載藥研究

中科院上海藥物研究所張繼穩課題組與國內外科學家合作，制備出一類具有新型結構特征的緩釋微球制劑，相關研究發表于《納米尺度》。環糊精—金屬有機骨架（CD-MOF）以γ-環糊精為有機配體、鉀離子為金屬中心，配位自組裝形成多孔的網狀結構，比表面積高，其在體內可分解為環糊精，生物安全性良好。研究團隊以難溶性藥物布洛芬和不穩定藥物蘭索拉唑為模型藥，共結晶制備載藥CD-MOF納米晶體后，采用固體/油/油乳化溶劑揮發法制備了載藥CD-MOF的聚丙烯酸（PAA）復合微球，在微球內部保持CD-MOF納米晶多孔骨架結構完整性的同時，該微球具有明顯的緩釋特征和較低的細胞毒性。

仿指紋式多功能電子皮膚

北京大學信息科學技術學院微納電子學研究院張海霞教授課題組開展基于摩擦滑動傳感和多孔壓阻探測的仿指尖電子皮膚研究，設計了一種基于指紋結構的新型多功能電子皮膚，研究論文發表于《納米能源》。作為覆蓋人體最大的器官，皮膚在保護人體的同時，其內部龐大的傳感網絡可實時檢測壓力、溫度等多種物理信號；電子皮膚可模擬人體皮膚的物理特性和傳感功能。模仿指紋結構設計雙螺旋電極的摩擦發電機，通過摩擦電壓輸出頻率檢測滑動物體的粗糙度。通過數字式的摩擦檢測方案，模仿真皮結構制備多孔碳納米管/聚二甲基硅氧烷，通過接觸電阻變化檢測壓力大小，調控納米導電網絡及多孔率，大幅提升壓阻傳感靈敏度。

低維納米傳熱方向研究

華中科技大學能源學院楊諾教授團隊與國內科學家合作開展石墨烯中聲子耦合的雙溫度模型研究，研究論文發表于《納米快報》。電子—聲子，磁子—聲子和聲子—聲子等多載流子之間的耦合作用在能量輸運和轉換領域扮演著至關重要的角色。石墨烯平面內聲子群和垂直于平面聲子群之間的耦合作用很弱，因此兩聲子群之間很難進行熱能傳遞，即存在很大的內部熱阻。該熱阻是石墨烯復合材料熱導率不理想的關鍵原因之一。該論文為理解二維材料中聲子輸運提供了全新的視角和理論基礎。同時，雙溫度模型和耦合長度可以為設計具有高熱導率的石墨烯復合材料提供新的思路和指導。

全新分子自旋光伏器件

中科院國家納米科學中心孫向南研究員和西班牙巴斯克納米科學中心Hueso教授等合作，提出了全新的分子自旋光伏器件，同時將分子自旋電子學研究進展發表于《科學》。分子半導體材料由于具有豐富的光電性質，被廣泛應用于分子電子器件的研究中。分子自旋光伏器件（MSP）是基于自旋閥器件結構和富勒烯分子材料構建的一種新型器件。該研究提出的分子自旋光伏器件作為一種新型器件，在高靈敏度光、磁復合場傳感器、單器件磁控電流轉換器等方面具有潛在的應用價值，并且相較于傳統的分子自旋閥，該器件獲得相同磁電流響應信號的運行功率降低至1%以下。

分子自旋光伏器件及其相關表征

新型器件的運行準則

超穩激光技術

中科院國家授時中心研究員張首剛、姜海峰帶領的飛秒光梳及其應用研究團隊在超穩激光研究方面取得進展，研究論文發表于《光學快報》。研究利用自主設計和研制的電光調制器，大幅降低了常用激光PDH鎖頻技術中的剩余幅度調制噪聲，將1555納米光纖激光器頻率鎖定在超低膨脹系數玻璃（ULE）光學參考腔的諧振頻率上。通過比對兩套位于不同實驗室內的超穩激光系統，測得超穩激光拍頻線寬185mHz。超穩激光在光頻標、超穩微波源、超精密光譜、引力波探測等領域有重要的應用。研究團隊研制的超穩激光系統已成功應用于超穩光生微波研制。

集成一體化摩擦—電磁混合發電機

中科院北京納米能源與系統研究所王中林院士和李從舉研究員等將摩擦納米發電機和電磁感應發電機高度集成在一起，制備出一種旋轉套筒式摩擦-電磁混合發電機，相關論文發表于ACS nano。該研究在不影響電磁感應發電機工作的前提下，利用摩擦納米發電機進一步收集轉動的機械能，實現了對機械能的高效收集。低成本、制備簡單的摩擦納米發電機利用摩擦起電和靜電感應效應，能高效地將低頻機械能轉化為電能。摩擦納米發電機和電磁感應發電機在變壓器的作用下可以高效的結合在一起：在250rmp的速度下，混合發電機的匹配內阻為8kΩ，輸出功率高達14mW。

高負載量柔性電極材料

中科院大連化學物理研究所儲能技術研究部張華民研究員、李先鋒研究員、張洪章副研究員團隊在高負載量柔性自支撐電極研究方面取得新進展，相關論文發表于《納米能源》。納米級活性物質顆粒因其比表面高、離子/電子傳輸路徑短，在電化學儲能領域受到了廣泛的關注。但隨著電極負載量的增加，納米顆粒易從電極中脫落，限制了其在柔性儲能器件中的應用。研究團隊發展了柔性自支撐電極規模化制備技術，該技術克服了傳統方法（如抽濾法和模板法）只能采用一維和二維活性物質制備電極的缺陷，首次將零維納米顆粒應用于柔性電極的制備，并制備出高負載量的、外形可控的、適合規模化生產的高性能自支撐柔性電極。