材料视界博客

利用水和光把氮转化成氨是否可行？

通过国际合作，来自中国和新加坡的科学家研究了最先进的氮光催化剂工程（n_二）固定理解氨（NH_三）合成。这项工作最近由博士。韦军荣和同事在材料层位，在第五卷的内封面上，2018年第1期。

（a）n的概述_二n的循环和循环_二形式多样。（b）n光催化剂发展的最新里程碑图_二固定。图片改编自Chen等人，马特。地平线，2018，经英国皇家化学学会批准，可提前发表文章。新利手机客户端

n_二是地球上最丰富的气体之一，在大气中占78%。尽管如此，n_二在气态中，生物体不能有效利用。因此，n_二必须是“固定”的，以使其有价值，打破强大的NN三键，将其转化为植物可以消费的形式，动物和人类。迄今为止，实现N固定的两种典型方法_二是：（1）一个天然的和细菌的过程，（2）工业上的哈伯-博世工艺。在过去的100年里，n_二转化导致了商业肥料的生产，并维持了全球人口的粮食摄入量供应。然而，哈伯-博世工艺消耗高压和高温，因此需要大量（约2%）的化石燃料。因此，设想替代过程，利用纳米材料吸收光子模拟绿叶的自然光合作用，可以作为固定氮的范例转变。

在这篇评论中，光（电）催化剂是根据从金属氧化物到金属硫化物的化学成分分类的。氧化铋，含碳纳米材料和其他潜在材料。修改之间的意义和关系（例如纳米建筑设计，晶面工程，掺杂，重点介绍了催化剂的异质结构及其对光（电）化学活性的影响。最后但并非最不重要，从目前的实验室规模转向工业应用，从学术研究到实践的转化，必须有更多的思考。如何在保持“氨光合作用”商业化内在结构的同时，提高已开发催化剂的产量是一个普遍的挑战。

Wee Jun Ong是材料领域社区委员会的成员。目前，他是一名在科学机构材料研究与工程研究所（IMRE）新利手机客户端新加坡的科技与研究（A*Star）。他的研究兴趣集中在光催化，光电化学和电化学H_二o分裂，一氧化碳_二还原，n_二固定与H_二o_二通过实验和密度泛函理论（DFT）研究生产能量转换和储存。目前，他 也可作为化学前沿与材料前沿副主编，新利手机客户端以及科学报告的编辑委员会成员，纳米技术和纳米未来。 查看他的个人研究网站在这里.

最近报道了利用表面活性剂定向组装技术在氧化石墨烯（Go）板上合成定向金属氧化物纳米点。麦立强教授 和同事在材料层位.这项技术为碳约束金属氧化物纳米点的合成提供了一种通用的方法。以及一种显著提高金属氧化物纳米复合材料储能性能的方法。

二氧化锡（SnO_二）是一种有前途的高性能锂离子电池候选电极材料，因为它的理论能力很强。然而，锂嵌入SnO引起的大体积膨胀_二（高达300%）导致循环稳定性差。在本文中，金属配体键被用来固定sno。_二纳米点前驱体到功能化Go表面。纳米点与有机配体络合，然后碳化形成纳米晶碳约束金属氧化物纳米点（c@sno_二@ Gr。通过有机配体的配位错配，获得了纳米晶。因为变形阻止了前体的聚集和晶体在更大区域的生长。

在锂离子电池中测试时，CsSnO_二@与类似的碳化sno相比，gr纳米点在1200个周期内具有优异的循环稳定性和容量。_二纳米复合材料。该材料还表现出优异的速率能力，由于其高表面积。

本文着重介绍了一种合成金属氧化物纳米点的新方法。包括SnO_二，铬_二o_三，铁_三o_四，Al_二o_三.此外，该方法可用于提高金属氧化物材料锂的储能能力，为今后的储能应用提供依据。

Markus M_llner是悉尼大学材料领域社区委员会成员和学者。马库斯和荣誉学生奥利维亚麦克雷对纳米结构电极材料感兴趣，以提高锂离子电池的性能。https://www.polymornanostructures.com网站/

研究人员长期以来一直对深入研究大脑感兴趣。增加了生物介质成像的固有挑战，头骨有一个主要的屏障，高度减弱光线。

为了克服这个障碍，在里面最近的通信在里面材料层位，郭等。在第二近红外窗口中合成了一种具有吸光度的光声成像有机纳米粒子。在这个波长，有相对较低的散射组织允许更深的光渗透。

纳米颗粒注射后脑肿瘤的光声图像。灰色超声图像显示皮肤和颅骨边缘，绿色信号表示纳米颗粒的分布。图像改编自郭等，马特。地平线，2017，经英国皇家化学学会批准，可提前发表文章。新利手机客户端

用生物相容性材料共聚合和纳米沉淀的苯并二噻二唑供体-受体对制备纳米颗粒。当这些成像纳米颗粒应用于患有原位脑肿瘤的小鼠时，与静脉注射纳米颗粒前相比，头骨下方3.4纳米的肿瘤的光声信号增加了近100倍。稳定的，本研究中提出的高对比度光声成像纳米颗粒为配体靶向或药物加载等简单的化学修饰提供了一个多功能平台。

未来的工作仍在地平线上，以推进这些材料的成像通过约5毫米厚的人类头骨。

Ester Kwon是材料领域社区委员会成员。目前，她是加州大学圣地亚哥分校生物工程系的助理教授，美国。查看她的个人网站在这里.

用具有不同光斑区形状的近红外激光处理同一拉伸Nafion/PDA薄膜，得到不同三维形状的照片。

一篇新的热门文章报道了一种新的高度适应性的方法来制作各种不同形状的三维结构。发表于材料层位.该技术允许同时调整形状过渡过程和最终形状。

策略，哪一个简集浙江大学的研究小组称之为“写作”过程，使用聚合物纳米片作为空白“纸”。它们被引导到用近红外激光束“笔”做出特定形状的改变。通过控制形状在何时发生变化，几张纸可以编织成一个复杂的联锁结构。不像以前的技术，这些变化的顺序可以很容易地改变，以改变联锁模式。

Ji的团队使用了Nafion的预拉伸复合板，形状记忆聚合物，还有多巴酚丁胺。当将近红外激光应用于纳米片的特定部分时，多巴胺把光能转化为热能。这导致加热部件和非加热部件之间产生内应力，触发板材的形状转换以释放应力。改变激光束的形状或强度，或在应用激光束的地方调节形状的变化，产生大量可能的形状。

因为在形成每个特定形状之前，纳米片不需要特殊的预处理，同一原料可以快速连续地制成各种形状。这项技术将来可能被用于制造医疗行业的“个性化”组件。

阅读全文：
具有无限可调形状序列和现场可调三维结构的形状转换的“书写”策略
婷婷晨Huan Li祖红丽乔金、建基
马特。Horiz。，2016，内政部：10.1039/c6mh00295a

Susannah May是RSC期刊博客的客座网络作者。她目前在英国皇家化学学会出版部工作，新利手机客户端对生物学和生物医学有着浓厚的兴趣，以及它们与化学交叉点的前沿。新利手机客户端她可以在twitter上通过@susannahcimay找到。