新催化剂可将废物转化为有价值的环保产品

新催化剂可将废物转化为有价值的环保产品这种新的催化剂旨在向脂肪族碳氢化合物添加官能团，脂肪族碳氢化合物是仅由氢和碳组成的有机化合物。这些碳氢化合物通常不与水混合，由于缺乏官能团而形成独立的层。通过在这些碳氢化合物链中加入官能团，可以大大改变材料的特性，使其更容易回收。"天然气中的甲烷是最简单的碳氢化合物，只有碳-氢（CH）键。油和聚合物有碳原子链，由碳-碳（CC）键连接，"Sadow解释说。脂肪族碳氢化合物构成了大量的石油和精炼石油产品，如塑料和机油。这些材料"没有其他功能团，这意味着它们不容易被生物降解，"Sadow说。"因此，长期以来，催化领域的一个目标是能够将这些种类的材料，添加其他原子，如氧气，或从这些简单的化学品中建立新的结构。"不幸的是，向碳氢化合物链添加原子的传统方法需要大量的能量投入。首先，石油被加热和加压"裂解"成小的构建块。接下来，这些构件被用来生长链。最后，在链的末端添加所需的原子。在这种新方法中，现有的脂肪族碳氢化合物无需裂解，在低温下就能直接转化。Sadow的团队之前使用一种催化剂来打破这些碳氢化合物链中的CC键，同时将铝连接到较小的链的末端。接下来，他们插入了氧或其他原子以引入功能团。为了开发一个互补的过程，该团队找到了一种避免CC键断裂步骤的方法。根据起始材料的链长和产品的理想特性，研究人员想缩短链或简单地添加氧功能团。如果能避免CC裂解，原则上可以只把链从催化剂转移到铝上，然后加入空气来安装官能团。Sadow解释说，这种催化剂是通过将一种市售的锆化合物附着在市售的二氧化硅-氧化铝上合成的。这些物质都是地球上丰富的、廉价的，这对未来潜在的商业应用是有利的。此外，催化剂和反应物在可持续性和成本方面也很有优势。铝是地球上最丰富的金属，所使用的铝反应物的合成不会产生废弃的副产品。基于氧化锆的催化剂前体在空气中是稳定的，容易获得，并在反应器中被激活。因此，与很多对空气极其敏感的早期有机金属化学不同，这种催化剂前体很容易处理。这种化学反应是朝着能够影响各种塑料的物理特性的方向迈出的一步，例如使它们更坚固和更容易着色Sadow把这个项目的成功归功于iCOUP的合作性质。埃姆斯国家实验室的佩拉斯小组利用核磁共振（NMR）光谱学研究了催化剂结构。康奈尔大学和阿贡国家实验室的Coates、LaPointe和Delferro小组研究了聚合物结构和物理特性。伊利诺伊大学的Peters小组对聚合物功能化进行了统计建模。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350043.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350043.htm

"智能锈"纳米粒子如何彻底改变水质清洁方式

"智能锈"纳米粒子如何彻底改变水质清洁方式更有效的是，它具有磁性，可以用磁铁轻松地从水中吸走污染物。最近，研究小组对这些颗粒进行了优化，以捕获对水生生物有害的雌激素荷尔蒙。介绍和意义研究人员在美国化学学会（ACS）秋季会议上展示了他们的成果。美国化学学会2023年秋季会议有大约12000个关于各种科学主题的报告。海洋、湖泊和河流中的水会受到各种污染物的污染，因此需要一种简单而廉价的清洁方法。一个研究小组正在设计一种磁性纳米粒子，这种粒子可以靶向雌激素等特定污染物，这些污染物被废水带入水道，可能对水生生物有害。这些颗粒由氧化铁制成，我们大多数人都知道氧化铁是铁锈。研究人员可以改变颗粒的表面，使其能够吸附各种污染物。然后，磁铁就能将颗粒连同附着在颗粒上的污染物一起吸出水面。资料来源：美国化学学会"我们的'智能锈'便宜、无毒、可回收，"该项目的首席研究员马库斯-哈利克博士说。"我们已经证明了它对各种污染物的用途，显示出这项技术在大幅改善水处理方面的潜力。"智能锈背后的科学多年来，Halik的研究团队一直在研究去除水中污染物的环保方法。他们使用的基础材料是超顺磁性氧化铁纳米颗粒，这意味着它们会被磁铁吸引，但不会相互吸引，因此颗粒不会结块。为了让它们变得"聪明"，研究小组开发了一种技术，将膦酸分子附着在纳米大小的球体上。埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学的哈里克说："我们在氧化铁内核上添加一层分子后，它们看起来就像从这些颗粒表面伸出的毛发。然后，通过改变与膦酸另一侧结合的物质，研究人员可以调整纳米粒子表面的特性，从而强力吸附不同类型的污染物。"早期版本的智能铁锈能吸附从地中海采集的原油和从研究人员所在大学附近采集的池塘水中的草甘膦。此外，研究小组还证明，智能锈可以去除实验室和河水样本中添加的纳米塑料和微塑料。针对荷尔蒙污染物到目前为止，该团队已经锁定了大部分大量存在的污染物。卢卡斯-穆勒（LukasMüller）是一名研究生，他将在本次会议上展示自己的新成果。当我们体内的一些激素被排出体外时，它们会被冲入废水中，最终进入水道。天然和合成雌激素就是这样一类激素，这些污染物的主要来源包括人类和牲畜的排泄物。环境中的雌激素含量很低，因此很难清除。然而，即使这些含量也已被证明会影响一些植物和动物的新陈代谢和繁殖，不过长期低含量的这些化合物对人类的影响还不完全清楚。穆勒说："我从最常见的雌激素雌二醇开始，然后是其他四种分子结构相似的衍生物。雌激素分子具有笨重的类固醇主体和带轻微负电荷的部分。为了利用这两个特点，他在氧化铁纳米粒子上涂上了两组化合物：一组带长电荷，另一组带正电荷。研究人员推测，这两种分子在纳米粒子表面形成了数十亿个"口袋"，将雌二醇吸入并困住。"由于肉眼看不到这些"口袋"，Müller一直在使用高科技仪器来验证这些雌激素捕获"口袋"是否存在。初步结果显示，从实验室样本中提取激素的效率很高，但研究人员还需要从固态核磁共振光谱和小角中子散射等其他实验来验证口袋假说，并且正试图用不同的拼图来理解分子究竟是如何在纳米粒子表面组装的。未来展望展望未来，研究小组打算在现实世界的水样中测试这些颗粒，并确定它们可以重复使用的次数。研究人员说，由于每个纳米粒子都有很大的表面积和很多口袋，因此它们应该能够去除多个水样中的雌激素，从而降低每次清洗的成本。Halik总结说："通过反复循环使用这些颗粒，这种水处理方法对材料的影响可能会变得非常小。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378321.htm

塑料水瓶安全吗？新研究引发对挥发性有机化合物的担忧

塑料水瓶安全吗？新研究引发对挥发性有机化合物的担忧塑料水瓶因其方便性而无处不在，但却隐藏着潜在的风险。阳光照射会导致这些容器降解并释放出挥发性有机化合物(VOC)，对人体健康造成潜在危害。瓶装水市场的蓬勃发展凸显了寻找更安全替代品的迫切性。针对这些问题，迫切需要深入研究更安全的水容器材料和生产方法。暨南大学广东省环境污染与健康重点实验室的最新研究成果最近发表在《生态环境与健康》杂志上，该研究就阳光如何将塑料水瓶转化为空气污染源提供了新的见解。研究分析了六种塑料水瓶在紫外线A和阳光照射下释放的挥发性有机化合物。结果表明，所有受测瓶子都释放出烷烃、烯烃、醇类、醛类和酸类的复杂混合物，不同瓶子的挥发性有机化合物成分和浓度差异很大。值得注意的是，还发现了包括正十六烷等致癌物质在内的剧毒挥发性有机化合物，凸显了严重的健康风险。长期接触的情况表明，挥发性有机化合物的浓度增加，累积风险也在增加。首席研究员HuaseOu博士说："我们的研究结果提供了令人信服的证据，表明塑料瓶暴露在阳光下会释放出有毒化合物，对健康造成危害。消费者需要注意这些风险，尤其是在瓶装水长期暴露在阳光下的环境中。"这项研究不仅揭示了聚对苯二甲酸乙二酯（PET）瓶的化学稳定性，还对公共卫生和安全法规产生了重大影响。了解这些挥发性有机化合物的释放条件可以指导改进瓶装水容器的制造方法和材料选择。此外，它还强调了加强消费者意识和制定更严格的行业法规以减少接触这些潜在有害化合物的必要性。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1436005.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436005.htm

疫苗中的脂质纳米粒子可以「入脑」

疫苗中的脂质纳米粒子可以「入脑」理查德.弗莱明博士（RichardM.Fleming，物理学博士，医生，核子心脏病学家，律师）谈到疫苗中的脂质纳米粒子，大意是：早在2017年，莫得纳发表了一篇关于使用「脂质纳米粒子」于流感疫苗中的论文，论文说脂质纳米粒子扩散到了被实验动物的大脑、骨髓、肝脏、脾脏和肌肉注射部位。#脂质纳米#疫苗灾难#FreeMilesGuo#FreeYvetteWang#MilesGuoHasTheGoods

科学家设法将各种食品加工废料转化为有利可图的化合物

科学家设法将各种食品加工废料转化为有利可图的化合物科学家们在估计食品加工废物的最佳大规模用途方面迈出了第一步，首先分析其内容，并根据这些发现提出生产机会，从可持续燃料、沼气和电力到有用的化学品和有机肥料。这项工作被称为"价值化"，或确定"在其他方面没有价值，甚至对公司来说是一种资源消耗的东西的潜在价值--当你不得不花钱来处理它时，"该研究的高级作者、俄亥俄州立大学园艺和作物科学以及食品、农业和生物工程教授卡特里娜-科尼什说。"生物经济正作为一个话题变得更加普遍。在这种情况下，不要摆脱食物垃圾--从它身上赚点钱，"科尼什说，他也是俄亥俄州生物新兴材料的研究学者。"在这里，我们正在为那些想知道'我可以用这些东西做什么'的食品制造商建立基础模型。我们的流程图为他们指引了一个具体的方向，防止他们浪费时间去尝试我们知道不会成功的东西。"这项研究最近在线发表在《总体环境科学》杂志上。在美国每年丢弃的800亿磅食物中，约有2%归因于食品制造和加工--食物垃圾中的固体被送往填埋场或堆肥，而液体则被倒入下水道。在这项研究中，研究人员总共收集了46个废物样本，其中14个来自俄亥俄州的大型食品加工公司，并将它们分为四大类：蔬菜、富含脂肪、工业污泥和淀粉。然后，他们对样本内容的物理和化学特性进行了描述，并测试了一些他们认为是发酵成平台化学品丙酮的良好候选者的淀粉类废物。从总体上看，一种废物类型的能量密度（基于热值）和碳氮比是决定其再利用潜力的主要因素。例如，脂肪类废物和矿物类废物可以通过厌氧消化产生沼气，而大豆废物具有足够的能量密度，可用于生产生物柴油。低热值的蔬菜垃圾对于能源生产来说不是很好，但它们是丰富的黄酮类化合物、抗氧化剂和色素的有机来源，可以被提取并用于促进健康的化合物。基于对纤维和矿物质丰富的废物的分析，科尼什的实验室开发了一种方法，将来自俄亥俄州食品生产商的蛋壳和番茄皮变成橡胶产品的填充物，例如，部分取代轮胎中基于石油的炭黑。"我们将这项工作与环境保护署的目标相一致，即到2030年减少50%的食物损失和浪费，"第一作者BeenishSaba说，他是俄亥俄州食品、农业和生物工程的博士后研究员。"那么，如何才能减少这种浪费？价值化是一种方法。在俄亥俄州，正在种植的玉米可以转化为生物燃料、丙酮和丁醇，在这里，我们已经确定了其他已经可以作为废物的来源，你也可以转化为这些产品。"拟议的转换技术需要能源来运作，也会产生一些二次废物，但价值化模型为进一步的"从摇篮到坟墓"的分析奠定了基础，这将有助于量化大规模减少食品-和其他行业-废物的环境效益。研究人员说，虽然这项研究是一个起点，但它最好能激励食品生产商考虑从目前被视为垃圾的废品中制造出一些东西的可能性。"我们希望发生的是，食品生产者将实际审视他们的成本和他们的足迹，看看哪种方法对他们的特定废物最有效--哪种方法在经济上的负面影响最小，最好是有利可图，而且还能将任何碳足迹降至最低，"科尼什说。"就全球变暖而言，任何可以被估价的废物都对全球变暖有直接影响，因为它对排放和生态系统有直接影响。这都是为了提高能源安全，降低食物垃圾管理的财政和环境影响，如果你的废物有足够的价值，你可以用它做一些事情，防止它进入垃圾填埋场，这真是一件好事。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346403.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346403.htm

科学家发明可穿越血脑屏障的纳米粒子

科学家发明可穿越血脑屏障的纳米粒子科学家们乐观地认为，他们的方法已在临床前模型中初见成效，最终可用于用一种疗法同时治疗脑转移瘤和原发性乳腺癌肿瘤。迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心的研究人员创造了一种能够穿越血脑屏障的纳米粒子。他们的目标是通过一次治疗消除原发性乳腺癌肿瘤和脑转移瘤。实验室研究表明，这种方法能有效缩小乳腺癌和脑肿瘤的体积。这些继发性肿瘤被称为脑转移瘤，最常见于乳腺癌、肺癌和结肠癌等实体瘤，通常预后较差。当癌症侵入大脑时，治疗就会变得非常困难，部分原因是血脑屏障，这是一层几乎无法穿透的薄膜，将大脑与身体的其他部分隔开。领导这项研究的生物化学与分子生物学副教授、西尔维斯特公司技术与创新部助理主任香塔-达尔（ShantaDhar）博士说，西尔维斯特团队的纳米粒子有朝一日可能被用于治疗转移瘤，同时还能治疗原发肿瘤。她是5月6日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文的资深作者。ShantaDhar博士Credit:Sylvester研究人员在粒子中加入了两种针对线粒体（细胞的能量产生中心）的原药，结果表明，他们的方法可以在临床前研究中缩小乳腺和脑肿瘤。达尔说："我总是说纳米医学是未来，当然我们已经进入了这个未来。"他指的是市售的COVID-19疫苗，其配方中使用了纳米颗粒。"纳米医学肯定也是癌症疗法的未来"。这种新方法使用了一种由生物可降解聚合物制成的纳米粒子，这种聚合物是由达尔的研究小组之前开发的，同时还使用了她的实验室开发的两种针对癌症能量来源的药物。由于癌细胞的新陈代谢形式往往不同于健康细胞，因此抑制癌细胞的新陈代谢可以有效地杀死肿瘤，而不伤害其他组织。其中一种药物是经典化疗药物顺铂的改良版，它通过破坏快速生长细胞的DNA来杀死癌细胞，从而有效阻止其生长。但肿瘤细胞可以修复自己的DNA，有时会导致顺铂产生抗药性。达尔的研究小组对这种药物进行了改良，将其目标从核DNA（构成染色体和基因组的DNA）转移到线粒体DNA。线粒体是我们细胞的能量来源，包含自己小得多的基因组，而且对于癌症治疗来说，重要的是，线粒体不具备与我们的大基因组相同的DNA修复机制。由于癌细胞可以在不同的能量来源之间切换，以维持其生长和增殖，研究人员将他们的改良顺铂（他们称之为Platin-M，攻击称为氧化磷酸化的能量生成过程）与他们开发的另一种药物Mito-DCA结合起来，后者专门针对一种称为激酶的线粒体蛋白，抑制糖酵解（一种不同的能量生成方式）。达尔说，开发能够进入大脑的纳米粒子是一条漫长的道路。她的整个独立职业生涯都在研究纳米粒子，在之前一个研究不同形式聚合物的项目中，研究人员注意到，在临床前研究中，一些纳米粒子的一小部分可以进入大脑。通过进一步研究这些聚合物，达尔的团队开发出了一种既能穿过血脑屏障又能穿过线粒体外膜的纳米粒子。达尔说："要弄清这一点，我们经历了很多波折，我们仍在努力了解这些微粒穿过血脑屏障的机制。"研究小组随后在临床前研究中测试了这种特制的载药纳米粒子，发现它们能缩小乳腺肿瘤和在大脑中播种形成肿瘤的乳腺癌细胞。在实验室研究中，这种纳米粒子-药物组合似乎也是无毒的，并能显著延长存活时间。下一步，研究小组希望在实验室中测试他们的方法，以更接近地复制人类脑转移灶，甚至可能使用源自患者的癌细胞。他们还想在胶质母细胞瘤（一种侵袭性特别强的脑癌）的实验室模型中测试这种药物。在达尔实验室工作的迈阿密大学博士生阿卡什-阿肖坎（AkashAshokan）说："我对高分子化学非常感兴趣，将其用于医疗目的真的让我着迷，"阿卡什-阿肖坎是这项研究的共同第一作者，他与博士生舒丽塔-萨卡尔（ShritaSarkar）共同完成了这项研究。"看到它被应用于癌症治疗，我感到非常高兴。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430599.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430599.htm