化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。

通过分析全球尺度的自然草地调查数据（Herbaceous Diversity Network），发现“多样性-生产力”之间存在多种关系形式，不相关是主要关系形式，其次才是负相关和正相关，这与人工草地控制试验的研究结果差别很大。研究同时发现，“多样性—生产力”关系会随着环境条件呈现出规律性的变化：在低产环境下以正相关为主要形式，中产环境下以不相关为主，而在高产环境下更容易表现为负相关。进一步分析发现，在全球尺度上，生物多样性的作用不是提高生产力，而是稳定生产力。该项研究不仅统一了“多样性—生产力”之间的各种矛盾关系，还将“多样性—生产力—稳定性”关系有机地联系起来，认为这是同一个生态学过程的不同表现形式。

本项目对柑橘介类天敌资源进行了广泛调查，对重要天敌进行了发掘。I：感研究了日本方头甲不同饲养 方法，分析评价了马铃薯连续饲养桑盾蛤的可行性，找到了抑制马铃薯发芽的技术，研究了桑盾蛤和日本方 头甲接种方法，明确了桑盾蛤和日本方头甲繁殖的最适温度、湿度和光照条件。研发出了日本方头甲包装运 输和种源保存的方法。最终找到了通过马铃薯一桑盾蛤一日本方头甲的途径规模化饲养天敌的关键技术。评 价了室内饲养天敌对介壳虫的控制效果，建立了日本方头甲田间释放技术体系。真正实现了害虫天敌产业 化。通过室内反复配方筛选、工艺研究和田间试验，研制出以苦参和烟草为主，川乌和半夏等多种杀虫植物 经科学配方和特殊工艺萃取而成的高效广谱杀虫剂，在此基础上，系统评价了该产品对多种介壳虫的控制效 果及对天敌的安全性，0.5%苦参碱•烟碱水剂生产技术成功转让重庆东方农药厂并登记生产。该产品是国内 第一个登记用于防治柑橘介壳虫的植物源农药，先后获重庆市重点新产品，重庆高新科技产品，国家星火科 技产品。本项目成果生产的天敌产品一日本方头甲不仅可以有效控制柑橘蛤类害虫，而且对控制桃、梨、李 和樱桃等果树的介壳虫也具有非常好的控制效果。自2000年以来，在柑橘和桃产区推广应用日本方头甲 70余万亩，新增利润24220.5万元。自2003年来，生产销售植物源杀虫剂一果圣1200余吨，满足了 180万亩 柑橘生产对植物源农药的需要,新增加利润12600余万元。本项目丰富了害虫生物防治的研究内容和昆虫规 模化人工饲养理论。对我国天敌昆虫大规模人工饲养和植物源农药创制起到了积极的推动作用,对降低果品 中农药残留，保障市民食品安全具有极其重要的现实意义，同时，有力地促进了各产区绿色果品生产。

产品特点 　　高纯纳米氧化铝通过等离子体气相燃烧法制备，纯度高、粒径小、分布均匀，比表面积大、表面干净，无残余杂质，松装密度低，易于分散，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，应用于各种塑料、橡胶、陶瓷产品的补强增韧，提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为**。由于纳米三氧化二铝也是性能优异的远红外发射材料，作为远红外发射和保温材料被应用于化纤产品和高压钠灯中。此外，α相氧化铝电阻率高，具有良好的绝缘性能，可应用于YGA激光晶的主要配件和集成电路基板中。 　　产品参数 产品名称 型号 平均粒度（nm) 纯度(%) 比表面积(m2/g) 松装密度(g/cm3) 晶型 颜色 纳米氧化铝 ZH-Al2O330N 30 99.9 63.67 0.12 α相 白色 纳米氧化铝 ZH-Al2O350N 50 99.9 55.46 0.19 α相 白色 纳米氧化铝 ZH-Al2O3100N 100 99.99 35.19 0.33 α相 白色 纳米氧化铝 ZH-Al2O3200N 200 99.99 23.18 0.56 α相 白色 加工定制 为客户提供定制颗粒大小和表面改性处理 　　产品应用 　　1、红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝，用高纯的纳米氧化铝粉做出来的产品，杂质少，色泽更亮，更均匀; 　　2、铝与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面; 　　3、铝为电和热的良导体。氧化铝的晶体形态因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具; 　　4、高纯纳米氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物; 　　5、**度氧化铝陶瓷、C基板、封装材料、高纯坩埚、绕线轴、轰击靶、炉管;抛光材料、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带;涂料、橡胶、塑料耐磨增强材料、耐水材料;气相沉积材料、荧光材料、特种玻璃、复合材料和树脂材料;催化剂、催化载体、分析试剂; 　　6、高纯纳米氧化铝粉应用于照明：长余辉荧光粉原料及稀土三基色荧光粉原料，高压钠灯透光管,LED灯等。 　　产品表征 　　包装储存 　　本品为镀铝箔袋热封包装，密封保存于干燥、阴凉的环境中，不宜暴露空气中，防受潮发生氧化团聚，影响分散性能和使用效果;包装数量可以根据客户要求提供，分装。 　　技术咨询与索样 　　联系人：王经理(Mr.Wang) 　　电话：18133608898  微信：18133608898 QQ：3355407318 邮箱：sales@hfzhnano.com  

　产品特点 　　高纯纳米四氧化三钴通过等离子体气相燃烧法制备，纯度高、粒径小、分布均匀，比表面积大、表面干净，无残余杂质，松装密度低，易于分散。 　　产品参数 产品名称 型号 平均粒度（nm) 纯度(%) 比表面积(m2/g) 松装密度(g/cm3) 形貌 颜色 纳米氧化钴 ZH-Co3O450N 50 99.9 31.43 0.36 近球形 黑色 纳米氧化钴 ZH-Co3O4100N 100 99.9 25.79 0.45 近球形 黑色 纳米氧化钴 ZH-Co3O4500N 500 99.9 11.30 0.87 近球形 黑色 加工定制 为客户提供定制颗粒大小和表面改性处理 　　产品应用 　　1、高纯纳米四氧化三钴应用于催化剂上面：利用四氧化三钴纳米棒作催化剂，可将汽车尾气中的CO在低温下转化为CO2; 　　2、可用作颜料、釉料、氧化催化剂、分析试剂，也用于从镍中分离钴等; 　　3、高纯纳米四氧化三钴具有尖晶石晶体结构，是一种重要的磁性材料、P—型半导体，在异相催化、锂离子充电电池的材料、固态传感器、电致变色器件、太阳能吸收材料和颜料等方便的应用; 　　4、适用范围：压敏电阻、热敏电阻、氧化锌避雷器、显象管玻壳、锂离子电池等行业; 　　5、用作锂电子材料，用于氧化钴及钴盐的制备，用作高纯分析试剂、氧化钴及钴盐的制备，用作锂电子材料、氧化钴及钴盐的制备，用于电池材料、磁性材料、热敏电阻等; 也可用作催化剂机制作珐琅等。 　　包装储存 　　本品为充惰气塑料袋包装，密封保存于干燥、阴凉的环境中，不宜暴露空气中，防受潮发生氧化团聚，影响分散性能和使用效果;包装数量可以根据客户要求提供，分装。 　　技术咨询与索样 　　联系人：王经理(Mr.Wang) 　　电话：18133608898 0551-65110318 微信：18133608898 QQ：3355407318 邮箱：sales@hfzhnano.com  

毛细凝聚是指在限域空间内的气体，不必达到过饱和状态即可发生凝聚从而转变成液体的现象。毛细凝聚普遍发生于颗粒状物料和多孔介质中，可极大地改变固液界面处的吸附、润滑、摩擦和腐蚀等特性。毛细凝聚关联了宏观固液界面润湿和微观分子间力学作用，是纳米限域力学的关键科学问题，也是当前介尺度科学的国际前沿热点。 早在150年前，著名的英国科学家威廉·汤姆森（William Thomson，后来被册封为开尔文勋爵）从理论上描述了毛细管内弯曲的液气界面引起的蒸气压变化，被称为开尔文方程，这是固液界面润湿领域三大经典理论之一。数十年来，研究者致力于研究开尔文方程在纳米尺度的适用性问题。然而，在极端限域条件下，通道特征尺寸与水分子大小相当，实验观测难度大，经典模型中采用的弯月面曲率、接触角等概念难以准确定义，给理论分析带来极大挑战。 针对该问题，国际合作团队利用二维材料构筑的纳米通道开展了实验，基于通道壁面变形表征了毛细凝聚。我校王奉超教授研究揭示了固液界面能的尺寸效应，修正了经典的开尔文方程，建立了纳米限域毛细凝聚的新理论，对该极限尺度的最新实验结果及其力学机理进行了合理解释，阐述了固液界面力学作用在纳米/亚纳米尺度的毛细凝聚中扮演的重要角色，明确了经典理论方程中重要参数及边界条件的微观理解是介尺度固液界面科学研究的核心所在。

项目成果/简介:毛细凝聚是指在限域空间内的气体，不必达到过饱和状态即可发生凝聚从而转变成液体的现象。毛细凝聚普遍发生于颗粒状物料和多孔介质中，可极大地改变固液界面处的吸附、润滑、摩擦和腐蚀等特性。毛细凝聚关联了宏观固液界面润湿和微观分子间力学作用，是纳米限域力学的关键科学问题，也是当前介尺度科学的国际前沿热点。 早在150年前，著名的英国科学家威廉·汤姆森（William Thomson，后来被册封为开尔文勋爵）从理论上描述了毛细管内弯曲的液气界面引起的蒸气压变化，被称为开尔文方程，这是固液界面润湿领域三大经典理论之一。数十年来，研究者致力于研究开尔文方程在纳米尺度的适用性问题。然而，在极端限域条件下，通道特征尺寸与水分子大小相当，实验观测难度大，经典模型中采用的弯月面曲率、接触角等概念难以准确定义，给理论分析带来极大挑战。 针对该问题，国际合作团队利用二维材料构筑的纳米通道开展了实验，基于通道壁面变形表征了毛细凝聚。我校王奉超教授研究揭示了固液界面能的尺寸效应，修正了经典的开尔文方程，建立了纳米限域毛细凝聚的新理论，对该极限尺度的最新实验结果及其力学机理进行了合理解释，阐述了固液界面力学作用在纳米/亚纳米尺度的毛细凝聚中扮演的重要角色，明确了经典理论方程中重要参数及边界条件的微观理解是介尺度固液界面科学研究的核心所在。

半导体纳米线是一种独特的准一维纳米材料。它不仅是电荷的最小载体，也是构建新的复杂体系和新概念纳米器件的基元。在该领域中，新现象和新概念层出不穷，推动着材料、物理、化学等交叉学科的发展，并将对未来电子、光电子、通讯等产业产生重大影响。在这一当今最前沿的研究领域中，国际上尤其是发达国家集中了最精锐的研发力量，以期望在纳米器件的实用化方面有所突破，在未来高科技争夺战中，保持领先并居于主导地位。在纳米研究领域，美国政府仅在2005年就投入10亿美元，而日本在同一年的投入约12亿美元。 我国的《国家中长期科技发展规划纲要》中也已经把纳米科技作为基础研究重大研究计划，列入重点支持范围。其中一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究是目前纳米材料研究的世界热点。 张跃教授承担了973、863、重大国际合作、自然科学基金杰出青年基金和面上项目等各类纳米研究方向的课题，通过创新合成方法、优化合成工艺，实现了多种形貌的一维功能纳米材料的可控制备，利用等多种手段对纳米材料的形貌、结构进行了表征，并对其生长机理、力学性能以及光致发光、场发射、导电性等物理性能进行了系统和深入的研究，特别是在碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用领域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改进了ZnO和掺杂ZnO一维纳米材料的制备方法。采用化学气相沉积法，在较低温条件下，通过不同工艺成功制备了纯ZnO及In、Mn、Sn等掺杂ZnO纳米棒、纳米线、纳米带、纳米电缆、纳米阵列、四针状纳米棒、纳米梳、纳米盘等多种形貌结构的纳米材料，实现了一维ZnO纳米材料较低温度条件下形态和尺度控制生长，产物品质纯净、产率高、质量好，易于工业化生产。制备方法受到国际同行的高度评价，认为是半导体制造领域中氧化物纳米结构集成方法的重大进步，不仅对从事纳米材料研究的科学家，而且对半导体产业意义重大。有关双晶ZnO纳米带的论文发表在国际知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，论文被引用60余次，位列该期刊2003至2007年被引用前50名之内。 2.提出了一维氧化锌纳米材料新的生长机理。首次合成四针状纳米氧化锌材料并揭示了该结构的八面体孪晶核生长的理论模型，该研究结果的论文发表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是达到了130 余次。首次发现和论证了一维氧化锌纳米结构中的螺旋位错诱导晶体生长机理，观察到了一维氧化锌纳米材料存在的大量螺旋位错、周期性的位错及生长台阶，发现生长是沿着位错进行，且与其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究单根ZnO和In-ZnO纳米线的力学行为。利用TEM对单根纳米线加载交变电压使其发生共振，原位测量其本征共振频率，通过计算得出氧化锌纳米线的弯曲模量。氧化锌纳米线可以构建纳米悬臂梁和纳米谐振器，通过氧化锌纳米线构建的纳米秤，测量了黏附在纳米线自由端的纳米颗粒质量。该研究论文发表在英国物理协会的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被评为该期刊2006年度的顶级论文(Top paper)，位列其中第九名，是该年度该期刊22篇Top papers研究论文中唯一由中国研究人员完成的成果。 4.合成了多种ZnS准一维纳米材料，并提出了四针状ZnS纳米结构的生长机理，指出其生长过程由立方相形核和六方相孪晶生长机制共同控制。同时率先报道了ZnS四针状纳米材料的光致发光性能，发光波长相对其它ZnS 纳米材料发生蓝移4.8~32.8nm。该研究论文发表在国际著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在发表后的第一个季度内，下载量就超过250次，成为该期刊排名前10％的热点文章。 5.碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用取得了重要突破。采用涂敷和CVD两种方法成功制备了多种大面积碳纳米管阴极，采用水热合成法制备了大面积一维纳米ZnO阵列阴极。首次研究了纳米阴极的强流脉冲发射性能，其中碳纳米管阴极的发射电流密度高达344 A/cm2，ZnO阴极的发射电流密度达到123A/cm2。系列研究成果发表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等国际著名期刊上。研制的多种纳米阴极在线性感应加速器上已经得到成功应用，阴极的发射电流强度及发射电子的均匀性远远高于现有的阴极性能指标。 张跃教授有关纳米材料的研究成果获教育部高等学校科学技术奖（自然科学奖）二等奖1项（2006-052），完成专著1部，另合作出版专著1部，发表论文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果发表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等国际知名期刊上，申报12项发明专利（已授权5项）。发表研究论文中的4 篇代表性论文，已被引用300余次，单篇他引超过130次。

利用具有自主知识产权的专利氧化锌晶须（简写为ZnOw）技术，进行军民纳米隐身功能复合材料的开发，研制一种吸收频带宽、重量轻、厚度薄、吸收率高、物理和化学性能好、室外施工、常温固化、使用维修简便、采购和维修费用低等实用性较强的陷身材料，并在适当装备上实测验证其隐身效果。根据国防部门要求，参照国防标准本项目的主要技术经济术指标为：1）隐身值：3mm波段，优于—10dB(隐身值90%以上        8mm波段，优于—5dB(隐身值75%)以上8cm波段，优于—5dB(隐身值75%)以上2）附着力： ≥ 7Mpa3)冲出强度≥50kg.cm4)面密度：≤1.7kg/m2

本项目属敏感电子学与传感器研究领域。主要围绕电子聚合物纳米气敏薄膜调控与气体传感器敏感动力学开展了系统研究，在电子聚合物分子结构设计与合成、敏感聚合物有序薄膜聚集方法及性能调控机制、气体传感器敏感机理等方面取得了一系列创新性成果，为气敏材料的设计与调控以及传感器性能的改善提供了科学依据，开拓了电子聚合物薄膜气体传感器新领域。发表SCI论文87篇，SCI他引839次，其中在国际化学传感器权威期刊《Sensors and Actuators B》上发表论文16篇，受到了国内外同行的高度评价和认可。本项目