纳米科学

肿瘤微环境中肿瘤相关血小板的安全高效清除

中科院国家纳米科学中心聂广军课题组在构建环境响应型纳米药物载体，实现安全、高效的肿瘤局部血小板清除，以增强肿瘤血管EPR效应和化疗药物靶向富集方面取得进展，研究论文发表于《自然—医学工程》。该工作构建了一种具有核壳结构的脂质体—共聚物（lipid-copolymer）杂化纳米药物载体，对肿瘤血管内皮表面具有酶切活性的MMP-2具有响应特性，实现了抗血小板抗体（R300）对肿瘤组织的靶向输运。通过特异清除肿瘤相关血小板，该载体导致肿瘤血管孔隙增大，增强了EPR效应，进而促进了所载化疗药物阿霉素（Dox）在肿瘤组织中的渗透和富集，有效抑制了小鼠乳腺癌和肺癌细胞的增殖。

纳米颗粒的表征

纳米药物载体设计思路及其在肿瘤血管内的作用机制

金属有机框架载药研究

中科院上海药物研究所张继稳课题组与国内外科学家合作，制备出一类具有新型结构特征的缓释微球制剂，相关研究发表于《纳米尺度》。环糊精—金属有机骨架（CD-MOF）以γ-环糊精为有机配体、钾离子为金属中心，配位自组装形成多孔的网状结构，比表面积高，其在体内可分解为环糊精，生物安全性良好。研究团队以难溶性药物布洛芬和不稳定药物兰索拉唑为模型药，共结晶制备载药CD-MOF纳米晶体后，采用固体/油/油乳化溶剂挥发法制备了载药CD-MOF的聚丙烯酸（PAA）复合微球，在微球内部保持CD-MOF纳米晶多孔骨架结构完整性的同时，该微球具有明显的缓释特征和较低的细胞毒性。

仿指纹式多功能电子皮肤

北京大学信息科学技术学院微纳电子学研究院张海霞教授课题组开展基于摩擦滑动传感和多孔压阻探测的仿指尖电子皮肤研究，设计了一种基于指纹结构的新型多功能电子皮肤，研究论文发表于《纳米能源》。作为覆盖人体最大的器官，皮肤在保护人体的同时，其内部庞大的传感网络可实时检测压力、温度等多种物理信号；电子皮肤可模拟人体皮肤的物理特性和传感功能。模仿指纹结构设计双螺旋电极的摩擦发电机，通过摩擦电压输出频率检测滑动物体的粗糙度。通过数字式的摩擦检测方案，模仿真皮结构制备多孔碳纳米管/聚二甲基硅氧烷，通过接触电阻变化检测压力大小，调控纳米导电网络及多孔率，大幅提升压阻传感灵敏度。

低维纳米传热方向研究

华中科技大学能源学院杨诺教授团队与国内科学家合作开展石墨烯中声子耦合的双温度模型研究，研究论文发表于《纳米快报》。电子—声子，磁子—声子和声子—声子等多载流子之间的耦合作用在能量输运和转换领域扮演着至关重要的角色。石墨烯平面内声子群和垂直于平面声子群之间的耦合作用很弱，因此两声子群之间很难进行热能传递，即存在很大的内部热阻。该热阻是石墨烯复合材料热导率不理想的关键原因之一。该论文为理解二维材料中声子输运提供了全新的视角和理论基础。同时，双温度模型和耦合长度可以为设计具有高热导率的石墨烯复合材料提供新的思路和指导。

全新分子自旋光伏器件

中科院国家纳米科学中心孙向南研究员和西班牙巴斯克纳米科学中心Hueso教授等合作，提出了全新的分子自旋光伏器件，同时将分子自旋电子学研究进展发表于《科学》。分子半导体材料由于具有丰富的光电性质，被广泛应用于分子电子器件的研究中。分子自旋光伏器件（MSP）是基于自旋阀器件结构和富勒烯分子材料构建的一种新型器件。该研究提出的分子自旋光伏器件作为一种新型器件，在高灵敏度光、磁复合场传感器、单器件磁控电流转换器等方面具有潜在的应用价值，并且相较于传统的分子自旋阀，该器件获得相同磁电流响应信号的运行功率降低至1%以下。

分子自旋光伏器件及其相关表征

新型器件的运行准则

超稳激光技术

中科院国家授时中心研究员张首刚、姜海峰带领的飞秒光梳及其应用研究团队在超稳激光研究方面取得进展，研究论文发表于《光学快报》。研究利用自主设计和研制的电光调制器，大幅降低了常用激光PDH锁频技术中的剩余幅度调制噪声，将1555纳米光纤激光器频率锁定在超低膨胀系数玻璃（ULE）光学参考腔的谐振频率上。通过比对两套位于不同实验室内的超稳激光系统，测得超稳激光拍频线宽185mHz。超稳激光在光频标、超稳微波源、超精密光谱、引力波探测等领域有重要的应用。研究团队研制的超稳激光系统已成功应用于超稳光生微波研制。

集成一体化摩擦—电磁混合发电机

中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和李从举研究员等将摩擦纳米发电机和电磁感应发电机高度集成在一起，制备出一种旋转套筒式摩擦-电磁混合发电机，相关论文发表于ACS nano。该研究在不影响电磁感应发电机工作的前提下，利用摩擦纳米发电机进一步收集转动的机械能，实现了对机械能的高效收集。低成本、制备简单的摩擦纳米发电机利用摩擦起电和静电感应效应，能高效地将低频机械能转化为电能。摩擦纳米发电机和电磁感应发电机在变压器的作用下可以高效的结合在一起：在250rmp的速度下，混合发电机的匹配内阻为8kΩ，输出功率高达14mW。

高负载量柔性电极材料

中科院大连化学物理研究所储能技术研究部张华民研究员、李先锋研究员、张洪章副研究员团队在高负载量柔性自支撑电极研究方面取得新进展，相关论文发表于《纳米能源》。纳米级活性物质颗粒因其比表面高、离子/电子传输路径短，在电化学储能领域受到了广泛的关注。但随着电极负载量的增加，纳米颗粒易从电极中脱落，限制了其在柔性储能器件中的应用。研究团队发展了柔性自支撑电极规模化制备技术，该技术克服了传统方法（如抽滤法和模板法）只能采用一维和二维活性物质制备电极的缺陷，首次将零维纳米颗粒应用于柔性电极的制备，并制备出高负载量的、外形可控的、适合规模化生产的高性能自支撑柔性电极。