层层自组装纳米粒作为非病毒基因载体
文章编号: 1000-1336(2011)04-0582-05
层层自组装纳米粒作为非病毒基因载体
刘春喜 张 娜
山东大学药学院，济南 250012
摘要：基因治疗的效果严重依赖于基因载体。与传统包封技术相比，在自组装技术基础上发展起来的以DNA 为聚阴离子，与荷正电的高分子材料在溶液中形成纳米粒的方法，已成为目前最重要的非病毒基因载体制备手段，具有良好的应用前景。采用层层自组装(layer-by-layer assembly, LbL)技术可提高基因装载率，其优势还在于纳米粒表面性质的可控性：在温和的条件下实现多种材料在载体表面的固定，实现载体多功能化等。本文将对近年来国内外有关层层自组装纳米粒作为非病毒基因载体的研究进展以及本课题组在此方向的研究进行简要综述。关键词：层层自组装；纳米粒；非病毒基因载体；基因治疗中图分类号：R 944.1
收稿日期：2010-11-19
作者信息：刘春喜(1985-)，女，博士生，E -m a i l ：liuchunxi2007@https://www.360docs.net/doc/1e8421770.html, ； 张娜(1969-)，女，博士，教授，博士生导师，通讯作者，E-mail ：zhangnancy9@https://www.360docs.net/doc/1e8421770.html,
随着基因组学的发展和人类对基因在疾病中的作用的逐步认识，基因治疗已成为生物医学和制药领域中的研究热点之一。截止到2010年6月，全球范围内已有1644个基因治疗临床试验得到批准。基因治疗作为新兴的治疗手段，有着巨大的应用前景。高效安全的基因传递系统是目前基因治疗中亟需解决的关键问题之一。随着近几年国内外纳米药物研究的快速发展，特别是越来越多的纳米药物在国内外上市，纳米基因载体备受研究者的青睐。
层层自组装(layer-by-layer assembly, LbL)技术是基于聚电解质阴阳离子所带正负电荷间相互作用的一种自组装超分子技术[1]，可在纳米水平上进行结构和功能的控制，是极有发展前景的纳米新技术。这种技术可以在分子水平上方便地组装具有特殊功能的“超分子结构”[2]，为创造新物质和产生新功能提供一种新途径，特别适用于基因转染的研究。目前应用最广的阳离子聚合物复合物系统(polyplex)就是建立在荷负电治疗基因与荷正电阳离子聚合物间的静电作用基础上制备而成的。将LbL 的制备原理应用到基因载体的构建方法已成为非病毒基因载体最重要的制备方法之一。
1. 层层自组装纳米粒作为基因载体的优势
对于基因治疗来说，DNA 和RNA 均为高亲水性、高荷电性、易降解的大分子，他们的活性与空间结构密切相关，这使得基因治疗备受挑战。传统的包封型纳米载体制备技术如乳化技术、溶剂挥发法等难以获得足够高的包封率和载药量。在纳米粒制备过程中常常涉及机械操作和有机溶剂，有些载体材料在降解过程中使周围环境呈酸性，这些都会在一定程度上破坏DNA 的活性[3]。另外，有些载体材料的降解缓慢，导致DNA 释放障碍，无法达到药物的有效治疗浓度[4]， LbL 技术的出现，为构建核酸药物载体提供了新的方法。与传统的纳米粒制备技术相比，采用LbL 技术构建纳米基因载体具有诸多优势。
1.1制备工艺简单可控
通过简单的交替浸涂技术就可实现在材料表面组装分子，在纳米和亚微米尺度进行有规则的结构设计，整个过程不需要复杂的仪器设备[5]；可通过控制膜层厚度和DNA 沉积的层数来控制DNA 的装载率[6]；可对粒子的组成、厚度、结构形态和性质以及药物释放等进行精确的调控[7]。1.2制备条件温和
在常温水溶液中就可以进行，无需借助外界机械力(如高速剪切等)和有机溶剂[5]，有利于DNA 分子的生物活性和天然构象。
1.3 稳定性好
层层自组装的驱动力是静电引力。中心粒子表面组装的聚电解质分子带有同种电荷，它们之间的静电排斥力使得每一层的吸附量不至于无止尽地增加，而是在一定时间达到饱和从而保证了壳层结构的稳定形成。
1.4 组装分子的选择范围广泛
可根据不同研究目的，选择不同功能的组装分子，如合成的聚电解质、带电荷的有机小分子或有机粒，也可以是蛋白质、多糖、病毒、酶等荷电的生物活性大分子。
1.5 赋予载体多功能化
采用各种功能化的组装材料，将层层自组装方法应用于DNA的组装，可以在分子水平上对药物载体进行修饰，赋予载体多功能化(如靶向、低毒、控释等[2])，有利于基因的体内传递，增加基因治疗的效果。
2. 层层自组装纳米粒作为基因载体的研究进展
近十几年内，LbL技术在基因治疗领域得到飞速发展。目前已成为最有应用和发展前景的非病毒基因载体构建方法。由于非病毒基因载体需携带治疗基因经血液循环到达靶组织，跨越靶细胞膜、内吞体膜等系列屏障才能使目的基因在靶细胞中获得表达, 而如何提高自组装载体的基因转染效率，就成为自组装技术发展过程中急需解决的问题。
随着自组装技术的发展，自组装的组分已从聚电解质扩展到多官能团的小分子、胶体粒子、无机纳米颗粒、层状的黏土分子以及DNA和蛋白质等生物大分子；同时，自组装技术也从制备二维多层分离复合膜拓展到构造三维核-壳结构或中空的功能性纳米微球。由于在层层自组装体系的构建过程中，模板决定了体系的最终尺寸，并为第一层组装提供初始推动力，因此，选择合适的模板对载体的成功构建非常重要。根据组装模板的不同，目前研究的自组装纳米基因载体可分为以下几类。
2.1 利用LbL技术构筑平面多层膜
2.1.1 聚电解质分子作为膜层材料以平面基质(如硅、石英、玻璃、金箔等)为模板的复合式薄膜，DNA可作为聚阴离子电解质材料构成膜层。在固体基质上沉积带相反电荷聚电解质的层层自组装方法是一种简单有效的构建具有独特机械性能及可控厚度和成分的聚电解质多层膜的方法，为构建基因活化及功能化生物材料表面提供了新的思路，在表面介导基因转移(surface-mediated gene transfer)研究方面取得一定进展。Su等[8]以聚β-氨基酯作为聚阳离子聚合物，卵白蛋白(ova)或免疫刺激的CpG DNA寡聚核苷酸连接分子作为聚阴离子，采用LbL技术在载玻片上构建多层膜，首次用于经皮的药物和疫苗传递，延缓药物释放并在皮肤处形成药物储库，从而达到更持久的疗效。Blacklock等[6]以柔性不锈钢为基质，用DNA和可还原性超支化聚(酰胺基胺)多聚阳离子自组装形成的多层薄膜，与DNA/PEI复合物相比，能更有效地获得持久的体内外基因转染效果。沉积溶液中NaCl的浓度，可改变膜的硬度，具有较高Eapp的膜比低Eapp的膜具有较高的转染效率[9]。另外，膜层交联可以增强载体与细胞的结合，延长转染持续时间[10]。
2.1.2 聚电解质/DNA复合物作为膜层材料随着LbL 技术的发展，膜层材料已不仅仅局限为单独的聚电解质分子。Blacklock等[11]以硅基质为模板，含生物可还原二硫键的超支化聚(酰胺基胺)或超支化聚(酰胺基胺)/DNA复合物为聚阳离子电解质，以DNA为聚阴离子，分别构建RHB/DNA/RHB和RHB/DNA/ polyplex结构多层膜。结果表明以polyplex作为膜层材料，不仅能增加DNA的装载量，还能更好地控制DNA释放速率，更有利于基因药物的传递。另外，Dimitrova等[12]以PEI/DNA复合物为膜层材料构建的多层聚电解质膜，与电穿孔和脂质体的方法相比，可有效、持久的将siRNA成功靶向递送到丙型肝炎病毒的基因组。
2.2 利用LbL技术构筑非平面纳米复合结构
自1993年首次利用LbL技术将DNA掺入聚电解质多层膜内构建基因载体以来，该方法一直应用于聚电解质在肉眼可见的平面基板上制备复合式薄膜。直到近年来，随着核壳式微球的研究和应用的不断深入，此种方法才被应用于以亚微米级和微米级的带电固相载体上。现已发展了多种手段和方式构建了不同类型的自组装基因载体。多种有机或无机材料构建的纳米级或微米级的颗粒被广泛应用。在这些颗粒表面采用LbL技术对其进行功能性修饰，有利于对颗粒的性质进行调节。
2.2.1 以无机纳米粒为模板利用LbL技术在可除去
的带电胶体粒子表面交替组装高分子聚电解质和/或表面带电荷的无机纳米颗粒，经热处理或溶剂溶解去除模板，得到空腔球体。可去除的模板材料包括三聚氰胺甲醛树脂(MF)胶体颗粒、SiO 2颗粒、CaCO 3颗粒等。组装得到的具有核-壳结构的微粒的内核可在一定条件下脱除，脱除的方法取决于核的种类。例如MF 可在pH 小于1.7的酸性环境中分解或用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)溶解；SiO 2颗粒可用HF 腐蚀分解；CaCO 3可用HCl 溶解等等。通过LbL 技术制备的用于基因传递的空腔微球可分为两种形式：(1)DNA 作为电解质分子位于空心多层膜胶囊囊壁；(2)内核模板用DNA 或寡聚核酸包被，去除内核后，DNA 等包裹在空心囊的内部。Guo 等[13]在金纳米粒MUA-Au NP 表面，逐层吸附具有电荷逆转功能的PEI 和PAH-Cit ，构建了PEI/PAH-Cit/PEI/MUAAu NP 的结构用于siRNA 的传递。与商品化的PEI 和阳离子脂质体(lipofectamine)相比，具有较高的基因沉默效率。2.2.2 以有机纳米粒为模板 有机纳米粒包括脂质体，固体脂质纳米粒，阳离子聚合物纳米粒等。Fukui 等[14]以负电性的脂质体作为模板，壳聚糖作为聚阳离子电解质，硫酸葡聚糖和DNA 作为聚阴离子电解质，构建了多层纳米囊。Nault 等[15]以环芳烃固体脂质纳米粒为模板，DNA 和壳聚糖为电解质组成膜层用于转染哺乳动物细胞。另外，Wang 等[16]通过自组装方法构建了叶酸靶向阳离子PLGA/聚合物脂质体核-壳结构纳米粒(PLGA/FPL NP)作为药物和基因的双重载体，在小细胞内取得较高的转染效率和药物传递效率。本课题组在前期工作基础上分别进行了以固体脂质纳米粒[17,18]、PLA-PEG 纳米粒[19,20](如图1所示)以及PLGA 纳米粒[21]为模板的自组装体系用于基因传递研究，并取得较好的体外转染效果。
2.3 以DNA/阳离子聚电解质二元复合物为模板2.
3.1 模板上继续组装聚电解质 DNA/阳离子聚电解质二元复合物是早期研究中经常使用的基因载体。由于二元复合物通常带较高的正电荷，具有较高的细胞毒性而限制了其进一步的发展。近年来，采用LbL 技术在二元复合物表面组装聚阴离子层，有效降低载体的毒性已成为研究的热点。Saul 等[22]构建了四层PEI/DNA/PAA/PEI 纳米复合物，可通过外层PEI 起到游离PEI 的缓冲能力，通过质子泵效用增加转染效率，但不增加细胞的毒性。Chung 等[23]用单链寡核苷酸(5’-C10A20–3’)对PAA-HIS/DNA 复合物进行自组装修饰得到的三元复合物可以有效转染多种细胞如HEK-293，HepG2 和Hs68细胞。本课题组在前期工作基础上初步进行了三层组装DNA/PEI/HA 结构和DNA/鱼精蛋白(protamine)/DNA/PEI 四层结构的研究，并取得较好的体外转染效率，目前正在进行体内过程的评价研究。
2.3.2 模板上继续组装非聚电解质 脂质-聚阳离子-DNA 复合物(lipid-polycation-DNA lipopolyplex ，LPD)是近年来新兴的非病毒载体之一[24]。也可以说，LPD 是以DNA/阳离子聚电解质二元复合物为模板，继续组装阴离子脂质体得到的自组装体系。对LPD 进一步进行修饰，提高其基因转染效率是目前非病毒基因载体研究的热点之一。如由Hideyoshi 提出的多功能信封式纳米载体[25]就是在LPD 的外层脂质中插入了PEG 、靶向因子或融合脂质后获得的。本课题组曾以DNA/鱼精蛋白二元复合物作为内核支撑，吸附小粒径阴离子型固体脂质纳米粒自组装形成三元复合物(如图2所示)，亦取得一定修饰效果[26]，结果表明，与DNA/鱼精蛋白二元复合物相比，此三元复
合物可有效的提高其体外基因转染效率。另外，本
图1 以PLA-PEG 纳米粒为模板的载基因自组装纳米粒的构建[20]
课题组还以荷正电DNA/PEI 复合物为模板，在其表面继续组装阴离子脂质体，构建LPD 结构，已取得较高的体内外转染效果(图3)[27]。2.4 以LPD 为模板
上述几类自组装药物载体在体外基因转染方面均取得一定的成效，在非病毒基因载体的研究中倍
受青睐，但是仍存在一些缺点，如影响因素多，评价困难等。在非病毒基因载体研究中发现以LPD 为模板，通过自组装手段获得多功能基因载体将具有更好的研究前景。LPD 的结构类似于病毒，含有携带遗传物质的内核和脂质外壳，若在脂质层外组装靶向因子则可提高载体的靶向性，从而获得仿生型的新型非病毒基因载体。与前面提到的以插入的方式对LPD 进行修饰得到的MEND 结构相比，这种自组装方式更加简单易行，可通过控制组装条件来获得更接近于病毒结构的仿生型载体，更有利于提高非病毒载体的转染效率。本课题组以pH 敏感聚电解质材料羧甲基壳聚糖为外层组装LPD 获得新型的非病毒基因载体，并对组装过程和体内外转染进行了评价。体外转染结果显示羧甲基壳聚糖修饰LPD 具有较高的转
染效率，目前正在评价其体内结果。3. 结语
综上所述，LbL 技术已成为制备(平面、非平面)自组装纳米基因载体简单而有效的方法。LbL 自组装纳米粒作为新型基因载体系统，目前还处于研究阶段。其突出的优点是制备过程简单可控；组装条件温和，不涉及有机溶剂，能最大程度的保持核酸类药物的活性；最重要的是，LbL 技术可通过组装材料的修饰，在一种纳米载体上实现多种功能，如PEG 修饰孵育载体长循环特性，pH 敏感性材料使载体具有溶酶体逃逸功能，连接靶向因子使载体具有靶向特征，构建类病毒结构，有效促进基因转染等等。然而，LbL 自组装纳米粒作为一种新型的基因载体还存在着一些缺陷。随着对LbL 研究的深入，材料化学，生物学和药剂学领域的研究者们试图通过调控载体结构优化其综合性能，促进层层自组装非病毒基因载体的快速发展。相信在不久的将来，更多具有多功能的自组装纳米基因载体将被构建并成功应用于临床。
参 考 文 献
[1] 林全愧等. 层层自组装技术在生物医用材料领域中的应用研究
进展. 高分子通报, 2006, 8: 58-63
[2] Ai H et al. Interactions between self-assembled polyelectrolyte
shells and tumor cells. J Biomed Mat Res Part A , 2005, 73A: 303-312
[3] Fu K et al . Visual evidence of acidic environment within
degrading poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microspheres. Pharm Res ,
2000, 17: 100-106
图3 脂质体-聚乙烯亚胺-DNA 三元复合物的体外基因转染
结果
[27]
图2 以DNA/鱼精蛋白二元复合物作为内核支撑，吸附小粒径阴离子型固体脂质纳米粒自组装形成三元复合物的制
备过程[26]
[4] Little SR et al. Poly-beta amino ester-containing microparticles
enhance the activity of nonviral genetic vaccines. Proc Natl Acad Sci USA, 2004, 101: 9534-9539
[5] Saurer EM et al. Assembly of erodible, DNA-containing thin
films on the surfaces of polymer microparticles: toward a layer-by-layer approach to the delivery of DNA to antigen-presenting cells. Acta Biomater, 2009, 5: 913-924
[6] Blacklock J et al.Gene delivery in vitro and in vivo from
bioreducible multilayered polyelectrolyte films of plasmid DNA.
Biomaterials, 2009, 30: 939-950
[7] Wan AC et al. Nanomaterials for in situ cell delivery and tissue
regeneration. Adv Drug Deliver Rev,2010, 62: 731-740
[8] Su X et https://www.360docs.net/doc/1e8421770.html,yer-by-layer-assembled multilayer films for
transcutaneous drug and vaccine delivery. ACS Nano, 2009, 3: 3719-3729
[9] lacklock J et al. Tuning the mechanical properties of bioreducible
multilayer films for improved cell adhesion and transfection activity. Biomaterials, 2010, 31: 7167-7174
[10] Blacklock J et al. Cross-linked bioreducible layer-by-layer films
for increased cell adhesion and transgene expression. J Phys Chem B, 2010, 114: 5283-5291
[11] Blacklock J et al. DNA release dynamics from bioreducible layer-
by-layer films. Langmuir, 2010, 26: 8597-8605
[12] Dimitrova M et al. Sustained delivery of siRNAs targeting viral
infection by cell-degradable multilayered polyelectrolyte films.
Proc Natl Acad Sci USA, 2008, 105: 16320-16325
[13] Guo S et al. Enhanced gene delivery and siRNA silencing by gold
nanoparticles coated with charge-reversal polyelectrolyte. ACS Nano, 2010, 4: 5505-5511
[14] Fukui Y et al.The preparation of sugar polymer-coated
nanocapsules by the layer-by-layer deposition on the liposome.
Langmuir, 2009, 25: 10020-10025
[15] Nault L et al. Cell transfection using layer-by-layer (LbL) coated
calixarene based solid lipid nanoparticles (SLNs). Chem Commun (Camb), 2010, 46: 5581-5583
[16] Wang H et al. PLGA/polymeric liposome for targeted drug and
gene co-delivery. Biomaterials, 2010, 31: 8741-8748
[17] 刘春喜等. 阳离子固体脂质纳米粒/pDNA二元复合物的初步研
究. 中国药学杂志, 2008, 43: 1050-1055
[18] Yu W et al. Novel cationic SLN containing a synthesized single-
tailed lipid as modifier for gene delivery. Nanotechnology, 2009, 20: 215102
[19] Zou W et al. Preparation and characterization of cationic PLA-
PEG nanoparticles for delivery of plasmid DNA. Nanoscale Res Lett, 2009, 4: 982-992
[20] Liu C et al. Novel cationic 6-lauroxyhexyl lysinate modified poly
(lactic acid)-poly (ethylene glycol) nanoparticles enhance gene transfection. J Colloid Interface Sci, 2011, 354: 528-535 [21] 李洪英等. 阳离子PLGA载基因纳米粒的初步研究. 中国生化
药物杂志, 2009, 30: 78-81
[22] Saul JM et al. Multilayer nanocomplexes of polymer and DNA
exhibit enhanced gene delivery. Advanced Materials, 2008, 20: 19-25
[23] Chung YC et al. Polycation/DNA complexes coated with
oligonucleotides for gene delivery. Biomaterials, 2010, 31: 4194-4203
[24] Chen Y et al. Multifunctional nanoparticles delivering small
interfering RNA and doxorubicin overcome drug resistance in cancer. J Biol Chem, 2010, 285: 22639-22650
[25] Sato Y et al. Ornithine and tryptophan analogs as efficient
polycations for short interference RNA delivery to tumor cells.
Biol Pharm Bull, 2010, 33: 1246-1249
[26] Ye J et al. Anionic solid lipid nanoparticles supported on
protamine/DNA complexes. Nanotechnology, 2008, 19: 285708 [27] 李鹏等. 脂质体-聚乙烯亚胺-DNA三元复合物的构建及其对细
胞的体外转染. 中国生化药物杂志, 2011, 32: 1-5
Research progress of layer-by-layer-assembled nanoparticles
as non-viral gene delivery system
LIU Chunxi, ZHANG Na
Institute of Pharmaceutics, Shandong University, Ji’nan 250012, China
Abstract The layer-by-layer (LbL) method for the deposition of oppositely charged polyelectrolytes on solid substrates has been well-established as a convenient approach to the bottom-up assembly of multilayered polymer films. The ease of preparation, stability of multilayers formed, nanoscale controllability of film thickness, applicability to various charged species make it be an attractive technique for the production of biomimetic structures that can find applications in biomaterialogy, biology, and gene delivery. Here, the research progress of LBL nanoparticles as non-viral gene delivery system and our group in this direction is reviewed.
Key words layer-by-layer assembly; nanoparticles; non-viral gene delivery system; gene therapy
纳米粒子的自组装
纳米粒子的自组装 摘要：本文主要介绍了自组装的相关基础知识，并具体对纳米粒子的自组装进行了介绍，通过组装单元的类型对纳米粒子的自组装进行分类。组装单元有柔性的也有刚性的，有各向异性的也有各向同性的。分为各向同性刚性粒子的自组装、各向异性刚性粒子的自组装、各向异性柔性粒子的自组装以及各向同性柔性粒子的自组装这四类进行了详细介绍。 关键词：纳米粒子，自组装，刚性，柔性，各向同性，各向异性 1引言 组装在汉语释义中，是指把零散的部件组合在一起，使成为整体，组装的过程中，用到的是人力或者机械力。与日常生活中的“组装”不同，自组装（self-assembly）是指在非共价力的作用下，小分子、大分子或纳米粒子组合成规则有序的物体。这里的非共价力包括范德华力、氢键、静电作用、疏水作用、偶极相互作用等，称为自组装的驱动力，非共价力不是人手或者机械可以操控的，非共价力的操控需要人们对于物理化学的原理的理解和运用。自组装形成的规则有序的物体称为自组装体或者组装体（assembly），形成组装体的原料成为组装单元（building block），根据组装单元的不同，相应的就有小分子自组装、大分子自组装和纳米粒子的自组装。 图1.1是不同尺度物体生产的空间坐标轴，在坐标轴的右侧，常规加工可以制造各种尺寸大于0.1mm的物体，制造的技术已经非常成熟。微加工（microfabrication）则可以制造各种复杂形貌的微米物体（1-100μm），比如用双光线技术。在坐标轴的左侧，在零点几纳米到几纳米的尺度内，有机化学已经可以根据需要设计合成各种目标分子，技术已经非常成熟；在几个纳米到几百纳米范围内，高分子化学家则可以合成各种构造的高分子入梳形高分子，胶体化学家可以合成各种纳米晶体如八角状的纳米晶体，该尺度范围内，虽然还不能按照需要任意地制备物体，但是已经可以制造很多种不同结构不同形貌的物体，然而对于位于坐标轴中间的几十纳米到几个微米的尺度范围来说，该尺度大于化学合成所能制备的物体的上限，小于常规加工和微加工所能达到的下限，该尺度范围内的制造需要人们通过物理化学的原理的理解和使用来完成，这就是大分子自组装以及纳米粒子的自组装的任务所在。 图1.1 Fabrication of objects at all scales 大分子自组装经过三十年的发展，通过嵌段共聚物溶液自组装的方法可以制备二三十种
纳米材料的自组装综述
纳米材料的自组装综述 专业：高分子材料与工程 摘要： 自组装技术是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一。本文对最近几年自组装技术在纳米科技领域中的一些重大突破和成果进行较为系统地综述,主要包括以下几个方面:自组装单层膜、纳米尺度的表面改性、超分子材料、分子电子学与光子晶体。 关键词： 自组装; 纳米技术; 材料；超分子材料 1 引言 纳米科学与技术是一门在0. 1～100 nm 尺度空间研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。它以现代先进科学技术为基础,是现代科学(混沌物理、量子物理、介观物理、分子生物学) 和现代技术(计算机技术、微电子技术、扫描隧道显微技术、核分析技术) 相结合的产物。它的最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造具有特定功能的产品。纳米技术作为21 世纪新的推动力,将对经济发展、国家安全、人民生活、以至于人们的思维产生深远的影响[1 ] 。 自组装是在无人为干涉条件下,组元自发地组织成一定形状与结构的过程[2 ] 。自组装纳米结构的形成过程、表征及性质测试,吸引了众多化学家、物理学家与材料科学家的兴趣,已经成为目前一个非常活跃并正飞速发展的研究领域[3 ] 。它一般是利用非共价作用将组元(如分子、纳米晶体等) 组织起来,这些非共价作用包括氢键、范德华力、静电力等[1 ,4 ] 。通过选择合适的化学反应条件,有序的纳米
结构材料能够通过简单地自组装过程而形成,也就是说,这种结构能够在没有外界干涉的状态下,通过它们自身的组装而产生。因此,自组装是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一[2 ] ,它已成为纳米科技一个重要的核心理论和技术。纳米材料因其尺寸上的微观性，从而表现出特殊的光、电、磁及界面特性。这些特性使得纳米材料广泛应用于各种领域：涂料 [5 ]、催化剂[6-7] 、电化学[8] 、光化学[ 9]及材料科学[10-12 ](如光电子器件)。 2 自组装单层膜 分子与生物分子膜正在被广泛应用到许多研究领域。自组装单层膜就是其中的一个研究重点。它是分子通过化学键相互作用,自发吸附在固/ 液或固/ 气界面,形成热力学稳定和能量最低的有序膜。在适当的条件下,自组装单层膜可以通过不同类型的分子和衬底来制备,常用的衬底有Au (111) 、Pt(111) 、Ag 、Al 、Si 、云母、玻璃等。 目前,研究最多的自组装单层膜可以分为三种类型[13 ] :由脂肪酸自组装的单层膜; 由有机硅及其衍生物自组装的单层膜;烷烃硫醇在金表面自组装的单层膜。它们的原理很简单,一个烷烃长链分子 (带有10～20 个亚甲基单元) ,其头部基团吸附到所用的衬底上,如硫醇(S —H) 头部基团和Au (111) 衬底已被证明可以进行完美的结合,它代表了一种控制表面性质的模式。硫醇分子在溶液中很容易吸附到金衬底上,形成一密集的单层,尾部基团从表面伸向外部,通过应用带有不同尾基的硫醇分子,化学样品的表面功能可以在很大范围内进行调节。自组装单层膜有着广泛的应用,如电子传输的研究、生物
纳米技术发展史
纳米技术发展史 【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点，是新工业革命的主导技术，它将引起一场各个领域生产方式的变革，也将改变未来人们的生活方式和工作方式，使得我们有必要认识一下纳米技术的发展史。纳米技术的发展史是一个很长的过程，同时也是一个广泛应用的过程。 【关键词】发展纳米技术纳米材料 纳米技术基本概念 纳米技术是以纳米科学为基础，研究结构尺度在0.1～100nm范围内材料的性质及其应用，制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手 段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为 基础，以当代精密仪器和先进的分析技术为手 段，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物 理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。在纳米领域，各传统学科之间的界限变得模糊，各学科高度交叉和融合。 纳米技术包含下列四个主要方面： 1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于 自然界，只是以前没有认识到这个尺度 范围的性能。第一个真正认识到它的性 能并引用纳米概念的是日本科学家，他 们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。2、纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3、纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，
5-第四章 自组装纳米制造技术_讲稿
[1]崔铮. 微纳米加工技术及其应用（第二版）. 北京：高等教育出版，2009.5 [2]王国彪. 纳米制造前沿综述. 北京：科学出版社，2009.3 31引言 “自上而下”与“自下而上”纳米制造技术 当前的纳米制造技术广义上可分为“自上而下”和“自下而上”两类。 自上而下的方法是指从宏观对象出发，对宏观材料或原料进行加工，完成纳米尺度结构特征的制造。主要涉及的技术包括切割、刻蚀以及光刻等。“自上而下”的加工方式，其最小可加工结构尺寸最终受限于加工工具的能力：光刻工具或刻蚀设备的分辨能力等。 自下而上的方法是指从微观世界出发，通过控制原子、分子和其它纳米对象，制造期望的纳米结构、器件和系统。主要包括自组装和通过工具辅助对不同的纳米尺度对象进行纳米操作。上一讲介绍的原子、分子操纵即属于纳米操作。这一讲主要介绍自组装纳米制造技术。 自组装（self-assembly） 自组装是一个非常广义的概念，任何一种由独立个体自发地形成一个组织、结构或系统的过程都可以称之为自组装。它是通过各种类型的相互作用力将各种结构单元组织在一起的，是自然界中广泛存在的现象。 不同尺度的自组装系统 自组装系统的尺度范围广，可以是微观的、介观的或宏观的，小到原子核，大到宇宙天体，均存在广义上的自组装现象，如图。 静态自组装和动态自组装 自组装可分为两大类： 静态自组装（S）是指那种在全部或者局部范围内平衡的体系，它不需要消耗能量。在静态自组装中，形成有序的结构是需要能量的，但是组装结果处在能量极小或最小状态，一旦形成，它就非常稳定，目前大多数关于自组装的研究都是这一类型。如原子、离子和分子晶体，相分离和离子层状聚合物，自组装单层膜，胶质晶体，流体自组装等。 动态自组装（D）发生机制必须在系统消耗外界能量的情况下才能发生，一旦有能量的散失，形成的结构或系统中的各个单元之间就会有相互作用产生而被破坏。如生物细胞，细菌菌落，蚁群和鱼群，气象图，太阳系，星系等。动态自
关于大众传播互联网论当代高校大学生媒介素养教育的必要性
关于大众传播互联网论当代高校大学生媒介素养教育的必要性 关于大众传播互联网论当代高校大学生媒介素养教育的必要性 摘要： 媒介素养教育是在大众传媒时代，针对多种媒介对人的影响而提出的一项教育内容。本文从多角度着重阐述了当代大学生媒介素养的缺失以及进行媒介素养教育的意义。 论文关键词：媒介素养教育大学生大众传播互联网 随着现代社会逐步趋向科技化电子化发展，互联网的在当代社会中的全方位应用，标志着信息时代已经全面来临。大众传媒作为社会结构和社会形态中一个十分关键的社会公共部门，通过广播电视、互联网等媒体系统传播途径，给人们营造了一个更为广阔的空间，昔日的人际互动关系变为人与信息环境的互动关系。传媒环境已经成为继经济环境、政治环境、文化环境和自然环境后，又一个十分重要的社会环境因素，传媒对社会的覆盖面越来越大，对大众的影响也越来越大。开放的媒体环境为当代
大学生提供了更为广阔的生活空间，向他们展现了一幅多样化的生活图景，为他们提供各种各样的消费方式，多样化的生活使中学生的审美呈现明显的广泛性和多种选择性。因此，对于当代大学生的媒介素养教育的重要性日益凸显，已经成为信息时代摆在广大德育工作者面前的一个亟待解决的课题。 一、媒介素养教育的涵义 媒介素养是指人们面对大众传播媒介的各种信息时的选择能力、理解能力、质疑能力、评估能力、创造和制作能力以及思辨性回应能力。所谓媒介素养教育是指教育人们有效利用媒介以及培养基本的媒介素养传播资源的内容，理解大众传媒的本质，掌握运用传媒的基本技能，学会管理自己的传媒事务和传媒生活，建立与传媒合理互动的关系。简言之，媒介素养教育就是培养公众媒介素养的教育。大学生媒介素养教育，就是指导大学生正确认识、参与和建设性地享用大众媒体资源的教育。开展媒介素养教育的意义在于让学生在媒介环境中学会甄别、选择和反思媒介内容，促进他们塑造健康的世界观、人生观和价值观。通过这种教育，培养学生具有主动获取信息的能力、健康的媒介批评能力、有效的创造和传播信息的能力，使其能够充分利用
媒介素养文献综述范文(1)
中国大陆和中国台湾综艺节目对比研究 文献综述 （专业姓名学号） 摘要：文章主要以国内媒介素养研究状况为本体对象，试图厘清媒介素养由欧洲引入中国的历史脉络，媒介素养概念本土化的过程与成果，媒介素养研究内容的发展过程，媒介素养研究意义的探讨源流，国内媒介素养的五大研究主体的状况以及媒介素养研究的个案新趋向。通过文章初步认清中国媒介素养研究所处的地位与方位，以期为进一步的研究作一简单的回顾性综述。 关键词：媒介素养媒介素养教育大众传媒大学生传媒人农民公民 引言 媒介环境的不断解构与重组，使得21世纪的新媒体环境所成为了一个引导并决定着人们生活与思想观念的拟态环境。面对媒介声势浩大的舆论进攻，作为一个现代人，以何种方式、何种心态与何种角色接触、面对与探讨媒介所传达的信息并理性地厘清媒介现实与客观现实的区别，已经成为了一种适应现代社会的全新素质，即媒介素养。媒介素养是指人们对各种媒介信息的解读和批判能力以及使用媒介信息为个人生活、社会发展所用的能力。它与科学素养、人文素养一样式现代公民所应该具备的一种基本人文素质。当代中国媒介素养的研究主体可以大体分为五类，即媒介从业人员、大学生、青少年、公民以及农民。不同的研究主体体现出不同的媒介素养要求，在学术研究领域也呈现出不同的话语构建型态。另外，一些针对事件本体的媒介素养研究成果也不断涌现，成为审视媒介素养的一类新的视角。 1．媒介素养概念与内涵 媒介素养（media literacy）是一个舶来词。而从中国语境来看，素质一词最早出现于古代汉语《尔雅·释鸟》一文：“伊洛而南，素质，五彩皆备，曰翠。”现代汉语所用素质一词，实际上来自于日语的“素质”（soshitsu），而日语的“素质”，则是意译了德语的Aulage 一词，原意指人的神经系统和感觉器官上的先天特点。素质，注重人的本性，素养是素质的同义词，不过素养一词更强调养成和培育，强调通过学习以后达到的知识积累、认识水平以及实践活动。[1]
流动场下纤维素纳米晶自组装机制研究及其功能复合材料的构筑
流动场下纤维素纳米晶自组装机制研究及其功能复合材料的构 筑 我们之前的研究工作证实了真空辅助过滤的方法(VASA)可以用 于制备大面积高取向的CNC彩色膜。与传统的溶剂挥发方法(EISA) 相比,过滤法耗时短,所制备的膜颜色更均一。然而,过滤过程中纳米晶自组装形成有序结构的动力学机制还未加以阐释。通过研究真空过滤辅助自组装分阶段制备的样品,我们发现在真空过滤形成的流动场下,纤维素纳米晶只是在悬浮液和滤膜的界面处发生富集凝胶化,这 层凝胶干燥后形成彩色固体膜。改变过滤时间制备的纤维素纳米晶膜均具有彩虹色,且随着过滤时间的延长,膜的厚度逐渐增加。膜样品的紫外光谱数据分析表明,不同过滤阶段所制备的膜对紫外可见光都表现出“消光”性;SEM分析结果表明纤维素纳米晶颗粒在膜中聚集成螺旋层状结构。对不同过滤阶段上层悬浮液的纳米晶颗粒用DLS测试了纳米晶粒径分布,紫外光谱测试分析比较了颗粒浓度的变化,AFM方法监测了颗粒形貌尺寸的整体变化。结果表明在真空抽滤过程中,上层悬浮液的浓度保持恒定,在纳米晶自组装过程中,多分散性的纳米 晶颗粒也没有发生颗粒的分级沉降。因此,宏观上真空过滤辅助自组装过程中,纤维素纳米晶彩色膜的形成是一个序列沉积自组装的过程,期间上层纳米晶悬浮液的浓度和颗粒大小分布没有发生变化。胆甾相CNC彩色膜的颜色是一种结构色,这种结构色不能够被复制,也不会有光漂白的缺陷,在光学防伪技术方面有潜在的应用价值。然而纯粹的CNC彩色膜具有硬脆性而难以加工处理。另一方面,为了发挥CNC膜
用作防伪材料使用时的优势,通过调控其液晶结构来调控膜的颜色十分重要,但目前制备颜色可调控的柔性CNC彩色膜的方法尚待开发。我们采用真空辅助渗透的方法,将一种可以溶解纤维素的离子液体和水的混合溶液穿过预制的纤维素纳米晶彩色膜,使少量离子液体均匀附着在纤维素纳米晶颗粒的表面,起到增塑剂的作用以改善纤维素纳米晶彩色膜的硬脆性。通过改变混合溶液中离子液体的百分含量,制备了一系列离子液体增塑的彩色膜。机械性能测试分析结果表明,离子液体的参与使硬脆的彩色膜软化;紫外光谱分析表明,随着彩色膜中离子液体含量的增加,彩色膜的最大反射峰的位置发生渐次红移,表明这种后渗透处理方法还可以调控彩色膜的颜色。SEM和EDX分析测试结果表明,离子液体均匀渗透进入到彩色膜中,从而提高了彩色膜的热稳定性。所制备的柔性彩色膜可以进一步热压处理,使纳米晶颗粒之间由于离子液体对纳米晶表面的纤维素的溶解作用而发生熔合焊接,从而进一步提高彩色膜的韧性。前期的工作中我们曾将二维片状材料氧化石墨烯(GO)的水分散液和CNC悬浮液混合,在真空过滤形成流动场下共组装制备了复合膜材料,研究发现GO的分散状态对纤维素纳米晶自组装结构有影响。我们还制备了CNC与热还原氧化石墨烯(TRGO)的复合功能材料,该材料随着含水量不同,微结构发生变化而引起颜色可逆变化。目前,将具有特殊光学活性的纳米材料与纤维素纳米晶共组装形成具有多重光学性能的杂化功能复合材料,是制备基于纤维素纳米晶液晶组装光学防伪材料的一种有效途径。本研究工作中,我们将纤维素纳米晶悬浮液和碳量子点水溶液混合后,采用
从传播学角度看新媒体环境下的媒介素养教育
从传播学角度看新媒体环境下的媒介素养教育 赖大彬1，徐叶巧2 （1.龙岩学院文学与传媒学院福建龙岩364012；2.厦门大学新闻与传播学院福建厦门361005） 摘要：当前，大众传媒尤其是互联网越来越成为人们获取信息主要来源，媒介对社会发展也产生一定的负面影响，如何提高公众的媒介素养成为学界和业界关注的焦点。文章从传播者、传播渠道、受众三方来分析我国媒介素养教育的现状及其问题，继而提出在新媒体环境下，作为传播者的新闻工作者、学校、家长以及作为接受者的受众、学生等应如何提高媒介素养。 关键词：新媒体；媒介；素养教育 中图分类号：G219 文献标识码：A 文章编号：1673－4629(2010)06－0085－03收稿日期：2010-06-20作者简介：赖大彬,男，福建上杭人，助教，主要研究方向：新闻理论及媒介经营管理。 龙岩学院学报 JOURNAL OF LONGYAN UNIVERSITY 2010年12月 第28卷第6期December 2010 Vol．28No．6相较于国外上个世纪30年代就已兴起的媒介素养教育，我国媒介素养教育自1997年发端以来，距今才跨越13个年头。从第一篇研究媒介素养的论文、专著，到媒介素养教育硕士点的建立，再到“媒介素质教育理论与实践”课题的开展，以及媒介素养教育研究网站的开通，这些年来，我国媒介素 养教育研究正一步步壮大，发展。 [1] 那到底什么是媒介素养？当前，媒介素养教育是怎样的发展现状？在新媒体的环境下，应怎样加强媒介素养教育？ 一、媒介素养与媒介素养教育 正如麦克卢汉描述的那样，在“地球村”的今天，信息高速公路让世界变得越来越小，而媒介作为信息的载体，对人的发展也产生了巨大的影响。随着人们在媒介消费时间上的增加，媒介素养教育在各国受到很大的重视，在发达国家甚至已形成系统而完善的教育体系。在了解媒介素养及素养教育之前，首先要区分“ 媒介”和“媒体”的关系。“媒介”是“使双方（人或物）发生关系的人或事物”[2]771 。在 此意义上，它是指传播通道中的中介物，如各类手书媒介、 印刷媒介、广播媒介、影视媒介和网络媒介等。而媒体则是信息传播过程中从传播者到接受者之间携带和传递信息的一切形式的物质工具。[3]今天媒体更多的被理解为报纸、广播、电视、网络等大众传媒。由此可见，相较于媒体，媒介辐射范围更大，涉及面更广。因此，不能简单地把“媒介素养”理解为“媒体素养”。但既然媒介作为传递信息的中介物，它自然成为意识的载体，就不可避免地带有 阶级和阶层的烙印，它还是有代表着各个阶级、阶层和集团的利益或者渗透着某种价值观。在这种情况下，媒介素养教育就显得意义重大。 目前，媒介素养还尚未有统一权威的定义，1992年美国媒体素养研究中心给媒介素养作出如下定义：媒介素养就是指人们面对媒体各种信息时的选择能力、 理解能力、质疑能力、评估能力、创造和生产能力以及思辨的反应能力。[3]1 尽管我国关于 媒介素养的定义，学者归于研究需要，依然处于“仁者见仁，智者见智”的状态。但由于我国媒介素养教育发生和发展的历史比较短，本身还不完善以及人们对媒介素养认识的角度不同，依然没能跳出美国媒体素养研究中心提出的定义范围。而媒介素养教育就是针对普通公众，其内容包括教授他们如何科学地、正确地认识和理解大众传媒的角色、性质和功能，建立起对媒介信息系统的批判性意识；提高对不良媒介信息的免疫力和对不同价值信息的选择性，最终学会有效利用媒介为个人成长和整个社会向着民主法制方向发展服务。 当前，生活节奏的加快及流行快餐文化的盛行，使人们疲于接受大众传媒所传播的海量信息，成为信息的奴隶，惰化了对信息的思考和梳理的能力。加之，媒介在承担着监测环境、传递信息、反映社会、提供娱乐的同时，其各种负面效应也逐渐凸显出来：暴力色情信息充斥媒体，拜金主义、享乐主义、唯利是图的价值观传递，传播形式的通俗化、游戏化极大地削弱了一些原本庄严、崇高的人文精
多组分单分散纳米晶的多尺度分级自组装
04-P-854 多组分单分散纳米晶的多尺度分级自组装 徐翔星，王 训* 清华大学化学系, 北京100084 E-mail: wangxun@https://www.360docs.net/doc/1e8421770.html, 单分散纳米晶单元的自组装技术是一类自下而上的，在尺度、成分、结构和成本上有望超越当前光刻技术的一个研究热点。通过自组装获得的各种二元或多元纳米晶超晶格，具有精确可控的化学成分和排列结构。然而如何通过纳米晶自组装获得多尺度分级结构，仍然是该领域的一个挑战。本文提出并发展了一种新的纳米晶自组装方案，可一步制备从纳米超晶格到大尺度有序图案化的分级结构，实现成分、功能和多尺度结构上的可设计性。在催化、传感、电子、能源及生物等领域具有重要的应用潜力和前景。 Fig. 1 Self-assembled hierarchical architectures from nanocrystal building blocks 关键词：单分散纳米晶；自组装；多尺度结构。 参考文献： [1] E. V. Shevchenko, D. V. Talapin, N. A. Kotov, S. O’Brien, C. B. Murray, Nature 2006, 439, 55–59 [2] A. M. Kalsin, M. Fialkowski, M. Paszewski, S. K. Smoukov, K. J. M. Bishop, B. Grzybowski, Science 2006, 312, 420-424 [3] Z. Chen, J. Moore, G. Radtke, H. Sirringhaus, S. O’Brien, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15702-15709 Hierarchical Architectures Self-Assembled from Multi-component Monodispersed Nanocrystals Xiangxing Xu, Xun Wang* Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084 Self-assembly of monodispersed nanocrystals as building blocks has been intensively studied. It is one of the ‘bottom-up’ approaches that may challenge the current lithography techniques in dimension, composition, structure and cost. Abundant binary and ternary nanocrystal superlattices have been obtained though self-assembly with chemical component and structure precisely controlled. However, a major challenge still remains in developing methods achieving hierarchical architectures from nanocrystal self-assembly. Herein, we report a one-step self-assembly method covering the nanoscale superlattice and the macroscale ordered patterns, with designable composition, function and structure. This approach may give new opportunities in applications of catalysis, sensing, electronics, energy and bio-technique. 326
媒介素养
媒介素养 媒介素养的概念属地地道道的舶来品。据学者鲁宾分析，主要有三个层面，即能力模式、知识模式和理解模式。就能力模式而言，指公民所具有的获取、分析、评价和传输各种形式信息的能力，侧重的是对于信息的认知过程。知识模式观点认为，媒介素养就是关于媒介如何对社会产生功能的知识体系，其侧重点是信息如何传输。而理解模式的观点声称，所谓媒介素养就是理解媒介信息在制造、生产和传递过程中受到来自文化、经济、政治和技术诸力量的强制作用，侧重的是对于信息的判断和理解能力。 目录 1 概念 2 内容 3 传播特征 4 新要求 ?受众 ?传者 5 内涵分析 ?媒介认识 ?使用情况 ?批判能力 概念 1992 年美国媒体素养研究中心对媒介素养下了如下定义：媒介素养是指在人们面对不同媒体中各种信息时所表现出的信息的选择能力、质疑能力、理解能力、评估能力、创造和生产能力以及思辨的反应能力。 概括地说，所谓媒介素养就是指正确地、建设性地享用大众传播资源的能力，能够充分利用媒介资源完善自我，参与社会进步。主要包括公众利用媒介资源动机、使用媒介资源的方式方法与态度、利用媒介资源的有效程度以及对传媒的批判能力等。 内容 第一，了解基础的媒介知识以及如何使用媒介； 第二，学习判断媒介信息的意义和价值； 第三，学习创造和传播信息的知识和技巧； 第四，了解如何使用大众传媒发展自己。”媒介素养不仅包括接受媒介产品的能力，而且包括用独立的批判的眼光看传播媒介的内容和建设性地利用媒介的能力；媒介素养不仅是使用媒介的需要，还应该是一个现代社会公民素质的一部分。也有学者指出，“媒介素养就是指人们正确地判断和估价媒介信息的意义和作用，有效地创造和传播信息的素养。” “第二媒介时代”的概念是由美国媒介文化研究学者马克.波斯特首先提出的。他认为“在电影、广播和电视中，为数不多的制作者将信息传送给为数甚众的消费者，播放模式有严格的限制，但随着信息高速公路的先期介入以及卫星技术与电视、电脑和电话的结合，一种替代模式将很有可能促成一种集制作者、销售者、消费者于一体的系统的产生，大众媒介的第二个时代正跃入视野。”第二媒介的本质特征就是双向沟通和去中心化。以网络为例，互联网“博客”“播客”的开通为公众发布信息提供了平台，每一个公民既是受众，也可能是传者，现代社会的每一个个体成员都是媒介公民。近几年，各种虚假新闻，搞笑文字，恶搞图片在网络上愈演愈烈，许多专家学者提出了规范网络行为的新要求，政府发布了相关法律政策，然而对公众自身内在媒介素养的提高是关键。 传播特征 （一）普通个人成为新闻的生产者和传播者，并在重大新闻事件的报道中扮演重要角色。
毕设翻译 -纳米自组装-
多分散纳米粒子体系中自限性单分散超粒子的自组装 摘要： 众所周知，纳米颗粒通过自组装不断增长形成较大结构依赖纳米粒子的均匀性。在这里，我们展示了即使不均匀的无机纳米粒子也可以自发的自组装形成均匀大小的核壳形态的超 粒子。这种自我限制的增长过程是有静电斥力和范德瓦尔斯引力之间的平衡来控制的，而且由宽广的多分散纳米粒子以辅助。由于纳米粒子的组成、大小、形状等这些本身的属性，使得反应产物具有复杂性，形成了自组装结构的大家庭，包括分层次组织的胶状晶体。 单分散的二元混合物纳米粒子或各向同性的高度分散纳米粒子都可以在不同反 应的控制下生成更大的、微观尺度的结构。尤其，片状的纳米结晶颗粒更容易沿着特定的轴吸引在一起，使结构变得更复杂。对于大多数自发地形成块体的纳米微粒来说，反应是不间断进行的，直到组分耗尽或纳米颗粒形成干燥的结晶、复杂固体、沉淀物。在许多情况下，整个产生过程是由强烈的非平衡过程调节，所以产品取决于动力学因素，尤其是单个纳米粒子的一致性上。 一个涉及非均匀的无机纳米颗粒而且导致最终结构高度有序的自限性自组 装过程，将从概念上不同于目前已知的自组织反应。如果发生这样的反应很容易而且廉价，它就可以从应用上改变光转换、太阳能光伏和药物传递等领域。类似于基于单分子层的自限性增长的分层生长组装技术，自限性超结构纳米粒子在产品装配上将会提供极大的适用性，而且对形成块体的成分需求放宽，几率增大。因为自我限制结构在生物系统中士普遍存在的，通过无机纳米晶实现的那些结构有可能产生一些意料之外的，而且介于无机胶体和生物大分子之间的物质，组装成的无机结构复杂性比得上类似的生物结构。在这里，我们用CdSe、CdS、ZnSe 和PbS纳米粒子展示了这样的组装是可能的，而且只需要竞争和各向同性的条件。这种简单但是通用的装配机制可以用来产生复杂的半导体和金属-半导体超结构，这都显示了几何一致性、几何形状、有无各向异性的重要。 CdSe纳米粒子组装成超粒子 通过微量带有较多电荷的柠檬酸盐阴离子来实现稳定的CdSe纳米粒子作为 开始的一个模型系统，这是由于他们都有良好的光学性能，二者结合后有较强的静电作用和范德瓦尔斯力。纳米粒子多为多晶，外形多为不含明显晶面的不规则球形。CdSe纳米粒子生长和组装同时发生在80℃的溶液环境中。必要时，可以用冷的反应媒介使反应减慢或者暂时停止。在反应的20分钟以内的时候，可以看到平均直径是22±2.4nm、尺寸分布δSP=11%的超粒子，这些用TEM可以观察到。在参照着TEM照片，这些超粒子可以命名为CdSe-20.这种成分的纳米粒子的平均直径是2.9±0.7nm，在电镜下属于这种直径分布的概率是25%。令人诧异的是这些
超细纳米结构合成及自组装 (文献)
超细纳米结构合成及自组装 王 训 清华大学化学系，100084，北京 E-mail: wangxun@https://www.360docs.net/doc/1e8421770.html, 纳米材料新奇的物理化学性质通常在尺寸小于5纳米的区域内体现的更为明显，作为结构基元时，由于其丰富的表面、界面性质及超细尺寸，偶极-偶极相互作用、分子间作用力等非化学键作用力在自组装过程中作用更为显著，可呈现出不同于分子自组装及传统晶体生长模式的物理化学新现象。王训课题组围绕超细纳米结构基元自组装规律开展了研究工作。通过筛选表面活性剂及溶剂体系，对ZrO2、SnO2、TiO2等超细纳米晶进行了尺寸及维度限制，系统研究了尺寸相关的相稳定、催化等性质；对超细纳米晶/纳米团簇在一维、二维、三维体系的自组装进行了研究，探讨了结构基元间相互作用力对自组装过程的影响。 Fig. 1 F-HAp ultrathin nanowires. Fig. 2 Fluorescence photography of the PDMS/HAp samples obtained by camera via excitation with 254nm wavelength UV-light 关键词：超细纳米晶；自组装； 参考文献： [1] Guolei Xiang, Xun Wang*, et al. Size-Promoted Surface Activities of Rutile and Anatase TiO2 Nanocrystals: Enhanced Surface Modification and Photocatalytic Performance. Chem. Eur. J. 2012, accepted. [2] Biao Xu, Xun Wang*. Small 2011, 7, 3439-3444 [3] Amjad Nisar, Yao Lu, Jing Zhuang, Xun Wang*. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3187-3192. [4] Zhihong Tang, Shuling Shen, Jing Zhuang, Xun Wang*. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4603-4607. Controlled Growth of Ultrathin Nanocrystals and their Self Assembly Xun Wang Department of Chemistry, Tsinghua University, 100084, Beijing This project aims at developing the strategy for self-assembly of ultathin nanocrystals with diameters below 5nm as well as the construction of functional systems.
当代人需要具备的媒介素养
当代人需要具备的媒介素养 一、什么是媒介素养 媒介素养是指人们体验媒体、解构媒介、分析媒介讯息和创制媒介产品的技能和素养。其中包括人们接触媒介、获取信息，解读和接受讯息并利用媒介工具传播信息的知识能力 和文化素养。媒介素养具体为从个体视角认知媒介与人的关系，以批判的眼光看待，分析与评估，受众在大众传播中的角色，传媒产品特征及对人的复杂影响以及如何抵御媒介的 负面影响。 媒介素养主要有三个层面，即能力模式、知识模式和理解模式。就能力模式而言，指 公民所具有的获取、分析、评价和传输各种形式信息的能力，侧重的是对于信息的认知过程。知识模式观点认为，媒介素养就是关于媒介如何对社会产生功能的知识体系，其侧重 点是信息如何传输。而理解模式的观点声称，所谓媒介素养就是理解媒介信息在制造、生 产和传递过程中受到来自文化、经济、政治和技术诸力量的强制作用，侧重的是对于信息 的判断和理解能力。概括地说，所谓媒介素养就是指正确地、建设性地享用大众传播资源 的能力，能够充分利用媒介资源完善自我，参与社会进步。主要包括公众利用媒介资源动机、使用媒介资源的方式方法与态度、利用媒介资源的有效程度以及对传媒的批判能力等。 对于当代人来说，媒介素养应该包括四个方面：第一，了解基础的媒介知识以及如何 使用媒介；第二，学习判断媒介信息的意义和价值；第三，学习创造和传播信息的知识和 技巧；第四，了解如何使用大众传媒发展自己。其不仅包括接受媒介产品的能力，而且包 括用独立的批判的眼光看传播媒介的内容和建设性地利用媒介的能力；媒介素养不仅是使 用媒介的需要，还应该是一个现代社会公民素质的一部分。 二、案例分析 (1) 以批判的眼光看待 日前，关于同一事件的报道，四份报纸的侧重点却迥然不同： ·北京晨报--男子地铁上露出下体猥亵女子，被乘客围追跳站台。昨日18时46分许，一 名中年男子尾随年轻的单身女乘客上地铁并露出下体性骚扰，车内乘客发现后，将中年男 子追打出地铁，不料中年男子跳下站台逃避，五分钟后该男子被地铁工作人员拉上来。此 事造成一号线地铁延误三分钟。 ·新京报--北京地铁一男子跳站台卧轨，一青年跳下救人。昨晚，地铁1号线大望路站， 一小伙将跳站台卧轨的一中年男子拽到轨道里侧广告墙边。此时，一辆进站的列车离他们 不足10米，列车紧贴着两人进站。这是昨晚发生在地铁1号线大望路站的一幕，所幸两 人并未受伤。 ·京华时报--男子地铁被指猥亵他人，为示清白跳下站台后被救。昨晚6点45分，大望路地铁站内，疑被指猥亵他人，一中年男子为示清白纵身跃下站台。随后另一年轻男子跳下 相救，幸二人背贴轨道墙壁，未被疾驰而来的列车所伤。目前中年男子跳下原因仍在调查。·北京青年报--乘客打架跳站台，紧急制动无伤亡。昨天傍晚18时46分，地铁1号线大 望路站下行（向西方向）站台上，一男乘客因打架跳下站台。正值一列车进站，司机发现 后立即采取制动措施将列车停住，未伤及该乘客。 大众看到这些报道之后，关于这一事件的真实情况便会产生疑惑，究竟哪份报道才更 贴近事实真相呢？此时，以批判的眼光看待事件，或许只有四份报道中共有的部分才肯定 是真实的，其他的或许是编者对此事件的认识，或许是关于此事件的被采访者的认识，要 批评的看待媒体的报道，报道的内容不一定完全是事实，要取其真实的部分，舍其再创造 的部分，才能看到真实的新闻。 (2) 抵御媒介的负面影响 新闻内容：近日，20出头的温州一富商之女出嫁时，除了豪华婚宴、200多平方米的 豪宅、轿车作嫁妆外，富商夫妇还“陪嫁”了一样特殊的“嫁妆”，在娘家服侍女儿20
从纳米晶到三维超晶格结构
［综合评述］ 03-0429-08 收稿日期：2010- 10-12．基金项目：国家重大科学研究计划项目（批准号：2011CB932401）和国家自然科学基金创新研究群体项目（批准号：20921001）资助． 联系人简介：李亚栋，男，博士，教授，博士生导师，主要从事纳米材料的合成及应用研究．E- mail ：ydli@mail．tsinghua．edu．cn 彭卿，男，博士，副教授，主要从事无机半导体纳米材料的制备及性能研究． E-mail ：pengqing@mail．tsinghua．edu．cn 在过去的20年间，晶态胶体粒子的制备技术有了长足的发展［1 9］．人们在不断获得各类新型纳米晶的同时，也一直致力于探寻它们的功能性质，特别是希望在一定尺度上实现其规模化应用．将纳米晶作为构建单元，组装成三维有序的高级结构（组装体），并发挥整体的集合性能，被认为是由微观材料向介观甚至宏观器件模块迈进的一条可能的途径． 胶体纳米晶三维有序组装体是纳米晶按照一定的规则立体堆积而形成的周期结构．这种结构往往 与晶体中原子的长程有序阵列有很多相似性，也被人们称为纳米晶的“超结构”或者 “超晶格”．其中规模较大的（尺寸不小于微米量级）、块状的纳米晶超晶格又被称为“超晶体” 或“胶体晶体”．超晶格的构筑主要依靠纳米晶本身或者其表面修饰分子之间存在的范德华力、电性力、磁作用力、分子表面作用和熵驱动作用等，Grzybowski 等 ［10］已经就此作出了较为全面的论述（表1）．Table 1 Interaction potentials for nanocrystals （spherical models ）［10］ Interaction type Formula Range
纳米技术的应用与前景
纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理
媒介素养概述
媒介素养概述 一、媒介素养教育的历史回顾 媒介素养教育发展与媒介发展并不同步，直到电子媒介尤其是电影出现以后，媒介素养教育才开始起步。其中最著名的是20世纪二三十年代由美国佩恩基金会（民间慈善机构）资助的电影与青少年研究（1929－1932年），该研究开始了关于媒介对儿童影响的研究。随着以电影和广播为媒体的大众文化在欧美各国日渐流行，它做传播的价值观和审美情趣与传统的文化理念多有抵触和冲突。1933年，英国学者ER.利维斯和他的学生丹尼斯.桑普斯发表了文化评论论著《文化和环境：培养批判意识》。该书首次就学校引入媒介素养教育的问题作了专门的阐述并提出了系统的教学建议。他们认为，新兴的大众传媒在商业动机的刺激下所普及的流行文化，往往推销一种“低水平的满足”，这种“低水平的满足”将误导社会成员的精神追求，尤其会对青少年的成长产生各种负面的影响，因此，教育界应以系统化的课程或训练培养青少年的媒介批判意识，使其能够辨别和抵御大众传媒的不良影响。 这一时期，世界各国尤其是西方发达国家越来越重视媒介素养教育。丹麦的一些教师开始倡导并尝试在中小学开设媒介素养课程或讲座。英国倡导媒介素养教育，开辟了文化教育的一个新领域。英国、加拿大、澳大利亚，美国等都将媒介素养教育列入了学校教育的课程。然而，各国开展媒介素养教育似乎都是为了保护人们尤其是儿童免受媒介的消极影响。对此，1998年，美国知名的媒介素养教育家瑞妮.霍布斯在美国《传播杂志》上表表了题为《媒介素养教育运动中的七大分歧》的论文，归纳分析了当代媒介素养教育理论研究与教学实践中存在的主要分歧：1、媒介素养教育的主要目的是否在于保护儿童免受大众传播的消极影响？2、媒介素养教育是否应该将媒介产品的生产、制作等实践活动作为教学的重要内容？3、媒介素养教育应否以大众文化的文本作为主要的分析对象？4、在媒介素养教育中，应否设置更多的具有明显政治和意识形态色彩的议题？5、媒介素养教育应否以中小学生为主要的教育对象？6、是将媒介素养教育增设为一门独立的的教学科目，还是将其放在其它学科中讲授？7、实施媒介素养教育的学校或组织可否接收媒介产业的财政资助？霍布斯认为，人们对上述问题的争议与选择，将在很大程度上决定媒介素养教育运动的未来走向与格局。与此同时，英国著名媒介教育专家——伦