研究开发“自旋工程”调控纳米酶活性新策略
中国科学院生物物理研究所范克龙研究团队、西安交通大学张明真研究团队及合作者受天然漆酶多铜活性中心的启发,提出了一种“自旋工程”策略,通过精准调控二维金属有机框架(MOF)纳米酶中铜的自旋态,成功打破了活性与选择性的制约关系,实现了木质素的高效定向降解,并据此开发出一种高性能、环保的木质素基环氧粘合剂。相关论文11月26日发表于《先进材料》。 木质素是自然界中储量最丰富的可再生芳香族聚合物,也是植物细胞壁的核心结构成分。然而,天然木质素结构复杂且顽固,传统的化学降解方法往往条件苛刻、能耗高且选择性差。纳米酶作为一种具有类酶催化活性的纳米材料,为木质素的绿色降解提供了极具潜力的新途径。 研究团队首先制备了二维铜基MOF(COHB),并利用氧化还原处理和配体交换策略,构建了一系列具有不同铜自旋态的纳米酶衍生物。结合密度泛函理论计算与电子顺磁共振等实验表征,研究揭示了铜自旋磁矩与漆酶样活性之间呈现显著的"火山型&quo......阅读全文
研究开发“自旋工程”调控纳米酶活性新策略
中国科学院生物物理研究所范克龙研究团队、西安交通大学张明真研究团队及合作者受天然漆酶多铜活性中心的启发,提出了一种“自旋工程”策略,通过精准调控二维金属有机框架(MOF)纳米酶中铜的自旋态,成功打破了活性与选择性的制约关系,实现了木质素的高效定向降解,并据此开发出一种高性能、环保的木质素基环氧粘
“混血”纳米设备可控制量子比特自旋
美国科学家使用其研发的独特的金属—半导体“混血”纳米设备,演示了一种新的光和物质的相互作用,且在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了对量子比特自旋进行完全的量子控制,这些新进展朝着制造出量子计算机迈开了更加关键的一步。该研究成果发表在7月1日的《自然》杂志上。 马里兰大学纳
自旋纳米振荡器研究取得突破
现代通讯技术的发展对微波器件的微型化、集成化、宽频化、低功耗等方面要求越来越高,在通讯、雷达、导航、遥感、以及医疗等领域,微波振荡器一直是微波系统不可替代的核心器件。然而,当前主流的微波振荡器,包括耿氏二极管振荡器、三极管振荡器、石英晶体振荡器等,受限于诸如工作频率的调节范围较小(
纳米尺度上传播的自旋波生成
有望促进无耗散量子信息技术发展英国兰卡斯特大学和荷兰拉德堡德大学研究人员生成了一种可在纳米尺度上传播的自旋波,并发现了一种调节和放大它们的新途径。这一成果发表在新一期《自然》杂志上,有望促进无耗散量子信息技术发展。传统设备用电流工作会有能量损失,并向环境散热。替代“有损”电流的一种方法是利用电子自
实验证实:磁纳米接触可使自旋波“繁殖”
据美国物理学家组织网9月8日(北京时间)报道,瑞典科学家首次通过实验证实,10年前科学家提出的磁性纳米接触会让纳米尺度的自旋波“繁殖”这一理论与观察结果吻合。科学家们表示,最新研究表明,未来,纳米尺度的自旋波在手机和无线网络等诸多方面可取代微波,基于自旋波理论研制出的元件也更小、更
纳米尺度上传播的自旋波生成
英国兰卡斯特大学和荷兰拉德堡德大学研究人员生成了一种可在纳米尺度上传播的自旋波,并发现了一种调节和放大它们的新途径。这一成果发表在新一期《自然》杂志上,有望促进无耗散量子信息技术发展。传统设备用电流工作会有能量损失,并向环境散热。替代“有损”电流的一种方法是利用电子自旋而不是电荷,以波的形式存储和处
亚纳米尺度单自旋信息点读写实现
日前,北京大学信息科学技术学院特聘研究员王永锋与国内外学者合作,在单分子结构双稳态的原位可逆调控研究方面取得进展,成功实现1平方纳米尺度的单自旋信息点读写,相关成果发表于《物理评论快报》。 据悉,双稳态分子通常具有不同的结构形态,可用作信息存储的基元。然而,实现这种信息存储功能的前提是须将单分
研究实现纠缠增强纳米尺度单自旋量子传感
微观世界中,电子具有“自旋”的基本属性,这些“自旋”如同一个个微小磁针。材料的较多宏观特性,如磁铁的磁性或超导体的零电阻,皆源于这些微观磁针的排列方式与相互作用。 日前,中国科学技术大学与浙江大学合作,在纳米尺度量子精密测量领域取得进展,首次实现了噪声环境下纠缠增强的纳米尺度单自旋探测。 探
研究实现木质素生物质转化与可持续粘合剂生产
将木质素转化为高附加值化学品或材料,对生物质高值化利用及可持续发展具有重要意义。纳米酶作为具有类酶催化活性的纳米材料,兼具天然酶的高效性和纳米材料的稳定性,为绿色降解木质素提供了新途径。然而,纳米酶如何实现对天然酶功能的高效模拟,并克服催化活性与选择性之间的权衡难题,以及如何将木质素降解产物高
我国学者实现纠缠增强纳米尺度单自旋量子传感
在国家自然科学基金项目(批准号:T2325023等)等资助下,中国科学技术大学自旋磁共振实验室教授王亚等人与浙江大学海洋精准感知技术全国重点实验室研究人员合作,首次实现了噪声环境下纠缠增强的纳米尺度单自旋探测。相关成果以“纠缠增强的纳米级单自旋探测(Entanglement-enhanced n
欧盟加强纳米工程材料风险管理
随着纳米技术的日益成熟和在各行各业的广泛应用,纳米工程材料风险管理提上欧委会议事日程。欧盟第七研发框架计划(FP7)提供了900万欧元,总研发投入1250万欧元,由欧盟13个成员国英国、德国、法国、意大利、西班牙、荷兰、比利时、丹麦、奥地利、爱尔兰、瑞典、芬兰和瑞士的纳米工程材料产业界、科技界
关于自旋圆盘法制备纳米氢氧化镁的介绍
用自旋圆盘反应器(Spinning Disk Reactor)合成纳米氢氧化镁,再经焙烧制氧化镁。用两个泵分别将MgCl2和NaOH水溶液注入反应器,分配到高速旋转的圆盘上,由于离心力的作用,使反应液形成薄膜,发生沉淀反应,生成纳米氢氧化镁。工艺条件为Mg浓度0.20-0.92mol/L,Mg:
Science:通过光学自旋轨道耦合的纳米手征能谷光子界面
代尔夫特理工大学L. Kuipers(通讯作者)等人证实二维过渡金属硫化合物的能谷信息可以用光的自旋角动量编码并检测。使用等离子纳米线二硫化钨(WS2)层系统证实了能谷依赖的光定向耦合。WS2中的谷赝自旋耦合相同手性的横向光子自旋,耦合效率达到90±1%。研究结果为调控、检测和处理电子能谷和自旋
Nature子刊!国仪量子EPR助力纳米自旋传感器研究
基于量子特性,电子自旋传感器具有高灵敏度,可以广泛应用于探测各种物理化学性质,如电场、磁场、分子或蛋白质动力学以及核或其他粒子等。这些独特的优势和潜在应用场景,使基于自旋的传感器成为当前热点的研究方向。Sc3C2@C80具有由碳笼保护的高度稳定的电子自旋,适用于多孔材料内的气体吸附检测。Py-C
美新发现自旋纳米粒子会自我组装成“活着的晶体”
据每日科学网2月24日报道,美国密歇根大学化学工程、材料科学和工程教授莎朗·格洛特兹领导的研究团队在解决纳米技术领域的一个关键问题——使粒子自我组装时发现,只是让纳米粒子自旋就会诱导它们组成科学家们所谓的“活着的旋转晶体”,这种晶体或许可以用作纳米泵,在设备内运输物质;也能顺带解释生命的起源。科
国家纳米中心等在分子自旋光伏器件研究中取得重要进展
近日,中国科学院国家纳米科学中心研究员孙向南和西班牙巴斯克纳米科学中心教授Hueso等合作,在分子自旋电子学研究方面取得重要进展,提出并报道了全新的分子自旋光伏器件。相关研究成果于8月18日在《科学》(Science)杂志在线发表,并已申请国家发明ZL(申请号:201611011759.5)。
自旋轨道分裂是什么-简述自旋轨道理论
在量子力学里,一个粒子因为自旋与轨道运动而产生的作用,称为自旋-轨道作用(英语:Spin–orbit interaction),也称作自旋-轨道效应或自旋-轨道耦合。最著名的例子是电子能级的位移。电子移动经过原子核的电场时,会产生电磁作用.电子的自旋与这电磁作用的耦合,形成了自旋-轨道作用。谱线
新型纳米工程微针用于HIV药物输送
英国工程与物理科学研究理事会(Engineering and Physical Sciences Research Council ,ESPRC)向利物浦大学(University of Liverpool)和贝尔法斯特皇后大学(Queen's University Belfast)的研
微系统与纳米工程峰会在京举办
中科院电子所所长吴一戎院士致欢迎辞 《Microsystems & Nanoengineering》期刊执行主编崔天宏教授主持会议 会议在中国科学院学术会堂举办 与会代表合影 2014年8月6-8日,以中国科学院电子学研究所与英国自然出版集团合作出版的国际期刊《Microsystems &
固体所在有机单分子纳米体系电致自旋转变方面取得进展
近期,中科院合肥物质科学研究院固体所郝华博士和导师曾雉研究员在Fe2(acpypentO)(NCO)3分子和Au(100)纳米电极构成的分子结(molecular junction)体系中,证实了电极的存在对静电场导致自旋转变的机制有着重要的影响。 如何利用物理手段实现纳米尺寸下的自旋转变
几丁质酶用于抗病基因工程
进入20世纪80年代,随着分子生物学的蓬勃发展,使几丁质酶用于生物防治的研究上升到基因工程水平。1984年Shapira把几丁质酶基因从粘质沙雷氏菌(S.marcescens)克隆到E.coli后,被整合的E.coli和酶的提取液,在室温条件下均表现出对真菌的生物防治能力。1988年Phillio
自旋超固态的宏观量子自旋输运研究获进展
超固态是一类在极低温时涌现的新奇量子物态,具有固体的晶格有序与超流体的无耗散输运特性。因此,亟待直接探测自旋超固态的超流动性,以观察其宏观量子输运性质。近期,中国科学院理论物理研究所科研团队等,利用有限温度张量网络方法,剖析了三角晶格反铁磁海森堡模型的自旋塞贝克效应,预言了其存在随温度下降不“衰减”
Kagome量子自旋液体分数化自旋激发获得新思路
量子自旋液体是一种新的物质形态,可用拓扑序的长程多体纠缠来描述。量子自旋液体备受关注,这是由于其在高温超导机制和量子计算中的广阔应用,更源于其背后深刻的物理机制。自旋1/2的Kagome晶格反铁磁体系具有强烈的几何阻挫和量子涨落,是可能存在量子自旋液体的典型模型。ZnCu3(OH)6Cl2是第一
基因工程常用的工具酶2
①增加限制酶的用量,平均每微克底物DNA可高达10单位甚至更多。②增加酶反应体系的体积,以使潜在的抑制物被相应的稀释。③延长酶解反应的保温时间。④向反应体系中添加亚精胺(spermidine)(终浓度为1~2.5mmol/L),亚精胺与负电性的杂质结合。注意,亚精胺在4℃时会沉淀DNA,因此最好在反
基因工程常用的工具酶1
一、限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)1.定义:凡能识别和切割双链DNA分子内特定核苷酸序列的酶,也称为限制酶(restriction enzyme,RE)。2.类型:来自原核生物,有三种类型。Ⅰ型:兼具甲基化修饰和ATP参与的核酸内切酶活性,随机切割。Ⅱ型:大多能
连接酶动态变换核酸纳米结构
DNA连接酶凭借其稳定且出众的连接能力,不仅肩负细胞内DNA的损伤修复,更在DNA分子重组中有许多妙用。DNA连接酶修复磷酸骨架的缺口来实现分子间的共价连接从而增强分子结构的稳定性。但你是否有想象过,利用DNA连接酶的特性来实现DNA纳米结构的多样动态变换?在缺口处断裂的磷酸二酯键,是否能分开本就锁
科学家开发新型抗菌纳米酶
中国科学院生物物理研究所研究员高利增团队首次提出将抗菌肽和纳米酶结合的策略,通过计算机模拟从头设计合成了多肽纳米酶,并系统地研究了其特异性杀伤真菌的机制,为新型抗菌药物的研发提供了思路。相关论文7月5日在线发表于《自然-通讯》。纳米酶是具有类酶催化活性的纳米材料,具有高稳定性、高活性、多功能、低成本
核磁共振中的自旋偶合与自旋分裂规律及特征
该文主要盘绕核磁共振波谱仪做的进一步剖析引见。 1.自旋巧合与自旋团结的根本概念 在有机化合物分子中,每一个原子核的四周除了电子以外,还存在着其他带正电荷的原子核,其中的自旋量子数不等于零的原子核互相间存在着干扰作用,这种干扰作用不影响磁性核的化学位移,但对核磁共振图谱的外形有着显著
纳米技术、生物工程等科技融入纺织行业
传统纺织行业属于劳动密集且成本利润较低,香港理工大学纺织及制衣学系教授李翼表示,随着科技进步,将纳米技术、生物工程等科技融入该行业,为纺织服装行业带来新动力与方向。新科技可以引领行业转型至高附加值、高利润的技术纺织品新型产业,比如生物医学纺织品及高性能服装产品。 他介绍,理大“生物功能材料
质子自旋耦合的原因
在外磁场的作用下,质子是会自旋的,自旋的质子会产生一个小的磁矩,通过成键价电子的传递,对邻近的质子产生影响。质子的自旋有两种取向,假如外界磁场感应强度为自旋时与外磁场取顺向排列的质子,使受它作用的邻近质子感受到的总磁感应 强度为B0+B',自旋时与外磁场取逆向排列的质子,使邻近的质子感受到的