环境科学：纳米博客新利手机客户端

硒（硒）是一种在地壳中微量发现的非金属元素，由于其半导体性质，已得到广泛的应用。影印机的使用，微电子电路和其他应用创造了一种需求，使硒成为一种有价值的元素。

硒还表现出对浓度的强烈依赖性的生物活性：在低剂量下对哺乳动物有机体是必要的，但在一定的摄入量阈值内对人类会产生强烈的毒性。有效地去除环境中排放的废水中的硒势在必行，为此需要制定经济有效的程序。

在典型的环境条件下，硒可以在各种氧化状态下找到（-ii，0，四、和vi）。前两种是不溶性的，由于它们在水相中的流动性很低，毒性很小。后两种是高流动性氧阴离子，是硒去除的主要目标。

找到正确的试剂

玲等采用了一种既定的策略，将硒（IV）还原为不溶性硒（0）形式，但选择纳米零价铁（NZVI）作为试剂，使其成为一种优越的废水净化方法。只有0.2克升^-1个NZVI可在5小时内去除99%以上的高浓度硒（IV）。此外，考虑到NZVI的磁性，仅需使用磁铁就可以回收NZVI。将纯元素硒作为产品。元素硒回收和循环利用的潜力为该方法成为成本中性甚至盈利奠定了基础。

此外，进行了深入的研究，以阐明净化过程所采取的途径，重点研究了反应前后产生的硒粒子和NZVI的纳米和微观结构。

NZVI颗粒由一个金属铁心组成，铁心周围有一个氧化物层，在水溶液条件下，该氧化物层能够吸附硒氧阴离子，从而为金属芯的还原铺平了道路。还原过程产生了两种硒结构：几乎完美的球形纳米颗粒和纳米针状物。这两者都归因于已知的元素硒的形式：无定形的和三角的，分别。

全文完整介绍了在这一过程中运行的硒（IV）还原和硒（0）结构形成机制，自由观看有限时间：*

纳米零价铁（NZVI）废水中纯硒（0）纳米及微结构的形成

环境。SCI:纳米，2016，先进文章
多伊：10.1039/C6EN00231E

让·皮埃尔·索瓦奇，弗雷泽·斯托达特和本·弗林加刚刚被授予诺贝尔化学奖新利手机客户端用于分子机器的设计和合成。从人造肌肉到微电机，这些纳米机器可以执行不同的任务，并呈现出无数的应用。1983，索瓦奇通过更自由的机械键连接两个环状分子。他随后被斯图达特谁发展，除此之外，基于分子的计算机芯片，而且最近授本-费林加他设计了一种纳米材料。这三位杰出的科学家是该领域的先驱，许多其他科学家现在从他们对科学的贡献中获益。新利手机客户端

利用这些发现，Uygun和同事开发了独特的微电机，提供高速金属修复。微型机器已被用于加速毒素的分离和降解，以及清洁受油污染的水。其他用途。功能化纳米机械在受污染样品周围的持续自主运动导致补救剂的运输增强，从而大大加速了去污。然而，其中大部分需要外部燃料，比如双氧水，昂贵的催化剂，这就阻止了它们的广泛使用。直到最近才开发出新的无燃料镁基微粒。它们是高度生物相容性，因为它们使用水作为唯一的燃料。使用这些新的纳米机器，Uygun描述了一种用介-2,3-二巯基琥珀酸（DMSA）功能化的MG-Janus微电机。已被公认为重金属的优良螯合剂（图1）。

图1。微电机“在飞”除锌，镉和铅

以镁合金为基体，采用Ti、Au两层半包覆法制备了微电机，并在DMSA中孵育改性了外金表面。去除钝化层将暴露镁表面，使镁水氧化还原反应产生氢微泡，从而产生有效的水推进。此外，少量的微电机可以在短时间内几乎完全去除重金属，并且不会受到复杂样品中共存金属离子的影响。使这些纳米机器成为快速去除重金属污染物的有趣且经济有效的选择。

通过开发这些自行式水驱动分子机器，Uygun和他的同事们证实了诺贝尔奖获得者，并传播了瑞典科学院的信念：“我们正处于21世纪新工业革命的开端。新利手机客户端^ST世纪和未来将展示分子机械如何成为我们生活中不可或缺的一部分”。

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关于网络作家

LuizaCruz是伦敦帝国理工学院巴雷特集团的博士生。她的工作是开发新药，使用医药和天然产品化学。新利手机客户端

氧化铁纳米颗粒不仅是实验室的奇葩，也是整个自然世界的主要存在。亚铁氢化物是在非生物条件下发现的主要氧化铁纳米粒子，其表面能非常低。铁在生物体内的储存和运输的基本功能是由蛋白质铁蛋白，通过在蛋白质内腔中加入铁纳米粒子而成为可能。

铁蛋白模板形成规定尺寸的氧化铁纳米颗粒的能力已在靶向药物输送系统的生产中得到利用，磁共振成像和纳米电子学。铁蛋白中的铁心吸附磷酸盐阴离子的能力也被用于将这种营养物质去除到阻止水净化膜上细菌生长的水平。

了解纳米颗粒

尽管因其基本功能而受到认可，并致力于开发其周围令人兴奋的应用程序，迄今为止，人们对氧化铁纳米颗粒的结构和反应性模型在基本层面上了解得很少。它们暗含的小尺寸和低对称性使得使用传统晶体学技术成像困难。纳米粒子的性质通常取决于它们的大小，任何试图量化表面反应性的模型都必须考虑到这一点。表面本身的性质取决于周围环境的化学性质。

Hiemstra和Zhao进行了实验研究和计算研究，以建立铁素体和亚铁素体吸附磷酸盐和砷酸盐的有效反应性模型。对亚铁氢化物进行了模拟，并对其基本性质，如表面积，表面活性基团的密度，如O（H）；并计算了表面电荷与粒径的函数关系。

实验研究了磷酸根离子在新制备的亚铁酸盐上的吸附，分析了磷酸盐浓度对铁素体中氧化铁纳米粒子形成和性能的影响。理论与实验数据的印证允许开发一个考虑表面反应性的阴离子吸附模型，并对形成产生了新的认识，氧化铁纳米颗粒在与环境应用相关的条件下的生长和聚集。

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亚铁氢化物和铁素体与表面结构的反应性，尺寸，磷酸盐和砷酸盐的纳米颗粒形成研究

Hiemstra和Wei Zhao

环境。SCI:纳米，2016，先进文章
多伊：10.1039/C6EN00061D

答案是纳米材料。尤其是炭黑（CB）和二氧化硅纳米材料，它们增强了橡胶的耐久性，路面抓地力和里程。其他材料，例如碳纳米管（CNT）通过节油提供更好的性能和生态效益。然而，这些更昂贵，因此它们的使用仍然非常有限。

纳米材料碎片通常会释放到环境中，构成一个相当不可控的纳米复合材料发射源。在一些国家，已经需要对排放量进行量化，这些排放量估计在4000到7000吨的微塑碎片之间。尽管环境影响巨大，关于纳米复合材料在机械和化学应力联合作用下的释放，人们知之甚少。挑战压力协同导致释放的假设，Wohlleben和同事引入一个新的序列来测试降解途径（图1），并重新审视适当的分析技术。

图1。机械应力和化学应力联合作用下的协同降解途径。

在图1所示的两种情况下，只有化学降解或机械剪切不会引起碎片的明显释放。只有在引入第二个应力时才会发生这种情况，说明协同降解发生在上述方案的对角线上。
在第一种情况下，采用不同单填料（图1中蓝色通道）的聚氨酯（PU）在标准条件下进行老化，然后置于模拟降雨条件的机械应力下（浸泡，震动或超声波）。紫外光谱（UV-VIS）采用透射电镜（TEM）和分析超速离心（AUC）或场流分离法对结果进行了分析。X射线光电子能谱（XPS）的图像显示，经过紫外线和雨水风化后，纳米填料仍留在表面。通过光解和水解的结合，聚合物基质被去除，聚集成致密的团块。

此外，通过创建一个扩展，高度可复制，用极低散射半定量法分析释放碎片的浑浊度，Wohlleben及其同事能够确认使用CNT时释放量减少（图2a）。考虑到直径小于150nm的碎片，填充有CNT的PU也显示释放降低（图2b）。更重要的是，含有碳纳米管的聚氨酯碎片大多是有机的，表明纳米填料碎片的释放受到抑制。

图2。a）紫外线和雨后老化聚氨酯表面释放碎片的浑浊度评估，随着机械剪切力的增加：浸泡24小时（浅灰色）。24小时震动（深灰色）和1小时声波（黑色）。b）紫外线和雨后从老化的聚氨酯表面释放的尺寸范围为5-150纳米的碎片的尺寸选择分析（AUC）；随着机械剪切力的增加：浸泡24小时（浅灰色）。24小时震动（深灰色）和1小时声波（黑色）。

在图1的第二种情况下，天然橡胶（nr）纳米复合材料填充40%的cb和4%的cnt，代表一种创新的增强轮胎胎面，与nr相比，40%的cb代表传统的增强胎面，也与纯nb相比。试验重点是一系列机械化学机械应力，能够模拟干燥道路上的灰尘老化，也可以利用紫外线辐射直接流入二次碎片的地表水。

打磨过程中，三种橡胶样品的颗粒浓度无明显差异。老化后，湿老化和干老化的碎片结构差异最小。此外，由于cb和cnt对紫外线降解都比较惰性，它们似乎积聚在表面（氧化程度较低的有机结构被量化）。

碎片可能会释放出更小的碎片，甚至是游离的纳米材料。因此，Wohlleben及其同事也分析了这种情况，事实上，第二次打磨过程中形成的碎片较小，NB与填料和仅CB之间无显著差异。然而，显然，干老化比淹没老化引起更强烈的二次破碎。这些结果与预期的水解和光解联合效应相矛盾，前者比后者更具攻击性。

综上所述，关于分析技术，简单的紫外可见光谱是最敏感的技术。通过透射电镜进行定性鉴别是必要的，而XPS图像的分析对于合理性检查也很重要。

这项研究是第一次分析机械破碎的组合力，环境老化和机械应力，显示一个可以无限延伸的逐步序列，并根据具体情况进行定制，并提供有用的释放率估计值，实现更可靠的建模和风险评估。

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纳米材料在使用过程中的释放：机械和化学应力共同作用于模拟纳米增强轮胎磨损的简单和多填料纳米复合材料
温德尔·沃勒本，Jessica MeyerJulie Muller菲利普·米勒，克劳斯·维尔斯米尔，Burkard Stahlmecke和Thomas A.J库尔布施

环境。SCI:纳米，2016，三，1033-1051
多伊：10.1039/C6EN00094K，纸类

大量的放射性化合物正在污染我们的环境。由于冷战期间的核武器生产，大量放射性铯-99（^九十九tc）已释放到环境中。尽管冷战在25年前结束，总的技术合作库存量继续上升，因为它是铀和钚核裂变产生的核能发电过程中的主要产品。

放射性Tc寿命长，主要存在于核废料中，以高流动性形式存在的水溶性聚酯酸阴离子TCO_四^-.TCO拥有的高移动性_四^-引起对其在环境中的分布的关注，使其无法在水泥基材料中储存，一种广泛使用的储存核废料的介质。

管理核废料
降低总体拥有成本_四^-从tc（vii）到tc（iv）是一种可能的解决方案。这是一个具有挑战性的解决方案，因为tc（iv）倾向于转换回tco_四^-如果暴露在氧气中。还原过程需要一个质子源来进行，并且在废介质中发现的强碱性条件下不受欢迎。核废料箱也包含大量的两个观众离子，制造TCO_四^-更难减少，以及高价金属种类，如Cr（vi）。这会通过消耗可用的sn（ii）和/或将任何形成的tc（iv）转换回tco来干扰还原过程。_四^-.

为了克服这些障碍，埃里克D沃尔特和他的同事设计了一个新型锡基材料它显示了在类似于核废料箱的条件下选择性和有效地去除总碳。所采取的方法依赖于锡（II）和锡（IV）都包含在惰性磷酸铝基体中。锡的低价形式以其将Tc（VII）还原为Tc（IV）的能力而闻名。而选择高价锡（IV）是因为它能形成SnO。_二能够适应产生的tc（iv）的阶段，从而促进其隔离。

Sn–Al–Po4复合材料（a）暴露于TCO4-之前和（b）之后的代表性SEM图像。

贴有标签的材料锡铝铂_四可以很容易地从普通的实验室化学物质中制备，在本研究中，许多分析技术研究了体积和表面性质。它由两个不同的阶段组成：

1. 一种含有大部分铝的无定形锡基基体。这种材料的表面积很大，主要含有锡（II）。期望从溶液介质中有效地还原聚对苯二甲酸盐的性质组合。
2. 以锡和磷酸盐为主要成分的晶体材料的小的嵌入纤维。

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无机磷酸锡铝纳米复合物还原分离聚酯酸酯 环境。SCI:纳米，2016，先进文章
doi:10.1039/c6en00130k

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关于网络作家

丹·默西是伦敦帝国理工学院富希特集团的博士生。他正在致力于开发对映选择性FLP催化。

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*在2016年10月19日之前，通过注册RSC账户–此处注册

夏季即将结束，环境工程和纳米技术相关会议的旋风也即将结束。在前一次与环境纳米技术有关的会议上，我有丰富的经验参与了一场关于一个非常重要的问题的激烈辩论，尽管在我们的领域中不经常被问到：纳米技术是新颖的吗是吗？

一开始，有人可能认为这个问题不应该公开讨论，因为这个想法纳米技术唤起人们对医学未来的激动人心的未来思想，太阳能，纳米机器人，甚至新利手机客户端科幻小说.

在这篇最近发表的论文中，霍奇拉，斯宾塞，和琼斯概述这场意料之外的辩论。琼斯主持了一场讨论，霍切拉和斯宾塞，两位纳米地球科学和电气工程/材料科学领域的专家，新利手机客户端提出支持和反对以下声明的论点：

“纳米材料的魔力并不是新的：大自然已经玩了数十亿年的这些把戏。”

在我看来，自然的纳米结构可以提供环境如何对纳米材料作出反应的信息，它们的研究有助于为环境纳米科学和技术提供信息。新利手机客户端然而，工程纳米结构的天然类似物的潜在存在没有证据表明不利环境影响的可能性降低，毕竟，除了一些合成化合物（例如，CFC）大多数环境污染物存在于自然界中。我们只是碰巧把它们放在它们不属于的地方（例如，空气中的铅）。

自然纳米结构的未覆盖草地和
英式纳米工程材料园

这项工作 带你环游宇宙，然后返回证明确定天然纳米材料是否能代表人类设计的新型、可控结构的重要性。

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纳米技术：大自然的天赋还是科学家的智慧？
米迦勒F霍切拉，年少者。，米迦勒G斯宾塞和金伯利。琼斯
环境。SCI:纳米，2015，二，114-119
doi:10.1039/c4en00145a

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关于网络作家

玛丽娜万斯是弗吉尼亚理工大学的博士研究科学家和@ VTSuN.她对空气质量感兴趣，纳米技术与健康。你可以在梅文斯公司.