摘要：稀土元素(REEs)作为现代高科技产业发展的关键原材料,在多个前沿领域具有广泛应用.然而,由于稀土元素分布相对分散,其提取往往伴随着环境退化.此外,稀土元素的相似化学性质导致了分离过程中的高能耗和过度污染排放.为了实现稀土的绿色发展和高效资源利用,通过合成生物学技术构建了工程稀土微生物.此外,我们建立了工程稀土微生物合成平台,实现了原位合成高附加值的稀土生物材料,推动了临床转化研究和应用的进展.本文综述了稀土微生物的合理设计、高价值稀土生物材料的合成及其应用.最后,简要讨论了该领域的未来研究和发展前景.

摘要：脊髓损伤(SCI)后如何对中枢神经进行保护性治疗是临床面临的巨大挑战.SCI发生后,在损伤部位会产生大量高毒性的活性醛分子.这类分子会扩大氧化应激范围,加重炎症反应,进而导致严重的继发性损伤.因此,高效清除活性醛分子有望成为治疗继发性脊髓损伤的新策略.本文设计制备了一种侧链上含有酰肼基团的聚多肽(PPAH)材料,它可以通过消除活性醛分子减轻继发性脊髓损伤.实验结果表明,PPAH在体外和体内都显示了清除活性醛的能力,并且能够有效保护神经细胞免受毒性醛分子(如丙烯醛)引起的氧化损伤.在大鼠SCI模型中,PPAH能够有效抑制炎症、保护神经元和抑制脱髓鞘,最终促进SCI大鼠的后肢运动功能恢复.综上,作为一种新型的活性醛分子消除材料,PPAH在治疗SCI方面显示出良好的应用前景.

摘要：具有广谱抗菌活性的纳米抗菌剂的出现是抗生素的一次革命性进化,然而其细菌捕获能力及杀菌效率低致使它仍然无法达到商品化应用的要求.受到蜘蛛捕虫行为的启发,本研究设计了一种基于银和腺嘌呤配合物合成的蜘蛛网状的纳米抗菌材料,从而实现高效的细菌捕获和杀伤.这种纳米蛛网材料能够通过静电相互作用并利用其网状的形态特征有效地吸附并捕获细菌,此外,其物理溶膜机制和活性氧杀菌机制协同作用也使其具备更优异的抗菌活性.由该纳米蛛网材料制成的创可贴与市售的商品化创可贴相比,对耐药革兰氏阴性的大肠杆菌和耐药革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌均表现出更优异的抗菌效果.

摘要：灵巧的策略为 Fe 的制造被设计 3 O 4 -nanoparticle-decorated TiO 2 nanofiber 由联合 electrospinning 技术的通用性的层次 heterostructures ( FTH )并且热水的生长方法。Fe 的层次建筑学 3 O 在 TiO 上装饰的 4 nanoparticles 2 nanofibers 启用进电池合成的二进制代码的成功的集成到地址结构的稳定性和低能力。在结果 FTH 的唯一的建筑学， 1D heterostructures 减轻 Fe 的严重的卷变化引起的紧张 3 O 4 在众多的费用分泌物周期期间，并且这样压制电极材料的降级。作为结果， FTH 包括更高可逆的能力显示出优秀性能，优秀周期生活，并且在由于 TiO 的二进制作文的 synergistic 效果的一个宽温度范围上的好率性能 2 和 Fe 3 O 4 和唯一的特征层次 nanofibers 。

摘要：如何有效提升双层电容器的能量密度是一个亟待解决的重大课题,而提高其比容量是其中一种有效提高能量密度的常用方法.与常见的加入赝电容材料的方法不同,本论文通过在电解液中加入氧化还原介质的方法达到提升比容量的目的.在这一方法中,得到显著提高的比容量主要来源于氧化还原介质贡献的氧化还原行为.这一方法的优异之处在于氧化还原反应是发生在电解液中而非电极材料上,因此在一定程度上保证了电极材料的稳定性.在电极材料的设计上,通过简便的方法制备得到了氮氧共掺杂多孔碳片.在这一合成过程中,氧化石墨不仅可以提供氧实现杂原子掺杂,而且它的二维片状结构可以作为模板诱导碳片的形成.经制备的碳材料在氧化还原电解液体系中获得了优异的电化学性能,尤其表现在它超高的比容量(5073.5 Fg^(-1)).这一优异的电化学性能得益于碳片材料独特的形貌结构、表面特征以及它与电解液之间的相互作用.本文中使用氧化还原介质来提升比容量的方法为高性能双电层电容器的设计提供了新的方向.

摘要：诊疗纳米探针可将成像和治疗功能整合到同一平台中,为个性化癌症诊疗提供了一种新的工具.目前磁共振成像(MRI)诊疗纳米探针多含有重金属元素钆,其临床应用的安全性越来越受到了人们的关注.本文设计了一种基于双链DNA熔融机制的光热诊疗纳米探针,能够从聚多巴胺基纳米探针上按需降解含钆的MRI分子基团.体内MRI显示降解的含钆分子基团能够通过肾脏从小鼠体内快速清除,从而降低了该诊疗纳米探针的长期毒性.本研究为诊疗纳米探针的毒性问题提供了可借鉴的解决方案.

摘要：多功能药物载体的设计合成并应用于肿瘤的联合治疗得到了研究人员的广泛关注.本文介绍了一种连接靶向基团的化疗-光热联合治疗纳米平台.首先制备了尺寸可控的平均长度为40、55和150 nm的空心多孔氧化硅纳米管,在表面修饰具有光热功能的硫化铜纳米颗粒,然后连接乳糖酸基团实现肝癌细胞靶向功能.平均长度为40 nm、修饰靶向基团的空心多孔材料显示出良好的生物相容性,且具有最大的HepG2细胞吞噬量.负载盐酸阿霉素的纳米复合材料表现出pH和808 nm近红外激光刺激响应的释放效果.将CuS光热治疗和盐酸阿霉素化疗相结合的方法在体外和体内的抑制肿瘤效果都优于单独治疗.研究结果表明,该纳米复合材料在化疗-光热联合治疗方面具有潜在的应用价值.

摘要：有机活性电对液流电池(有机液流电池)由于材料来源广泛、成本低及性能易控等优点得到广泛关注;但是,目前报道的有机电对稳定性较差,绝大部分有机液流电池仅能在氮气或氩气气氛下运行,给电池的应用带来了严峻的挑战.基于此,本文设计开发出一种在空气中稳定的双酚类正极(3,3′,5,5′-四(二甲胺基甲基)联苯二酚(TABP)).该电对可通过一步法合成,且具有溶解度高(>1.5 mol L^(-1))和电位高(0.91 V vs. SHE)的特点.设计中采用联苯二酚取代了传统对苯二酚结构,其联苯的共轭结构可以大大提高其在空气中的稳定性.此外,四取代结构有效抑制了迈克尔加成副反应,进一步提高了电化学稳定性.采用该电对作为正极,硅钨酸作为负极,组装的硅钨酸/TABP液流电池在空气中连续循环900次而容量无明显衰减,这是迄今为止所报道的在空气中最稳定的有机液流电池.此外,该电池在60 m A cm^(-2)的电流密度下能量效率达到85%,容量可达47 Ah L^(-1).该工作为有机液流电池研究开发提供重要的指导作用.

摘要：将多功能纳米平台的设计合成应用于肿瘤的联合治疗得到研究人员的广泛关注.本研究通过水热法制备了形貌均匀的光热材料碳纳米球,表面负载CuO和抗癌药盐酸阿霉素(DOX)实现光热/化学动力/化疗联合治疗.CuO通过静电吸附负载在碳纳米球(CNSs)表面,电子在C-2p与Cu-3d之间的跃迁提高了材料的光热转换效率.CuO也可以作为化学动力试剂,在肿瘤部位释放Cu2+并通过Haber-Weiss和类Fenton反应产生羟基自由基诱导肿瘤细胞凋亡.DOX吸附在CuO@CNSs表面,表现出p H响应释放和近红外激光刺激响应的释放效果.研究结果表明,CuO@CNSs-DOX纳米平台在体内外都有很好的抗癌效果,在肿瘤治疗方面有很大的应用潜力.