综述:纳米科学与未来:推动可持续发展的变革性技术

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Current Engineering Letters and Reviews

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  (推荐语)这篇综述系统阐述了纳米科学(Nanoscience)在医疗(靶向给药、再生疗法)、能源(光伏电池、氢存储)、农业(纳米肥料)及环境修复(水净化、碳捕集)等领域的突破性应用,同时强调需平衡纳米毒性(Nanotoxicity)与伦理风险,为可持续发展提供创新范式。

  

Abstract

纳米科学通过原子尺度的材料操控,为应对全球挑战提供了革命性方案。在生物医学领域,纳米材料(NMs)显著提升了靶向给药精度,并推动再生医学发展,如利用纳米支架促进组织修复。能源方面,钙钛矿纳米结构使光伏电池效率突破30%,而石墨烯基电极将锂离子电池(LIBs)能量密度提升至400 Wh/kg-1。农业中,纳米包覆肥料使氮利用率提高50%,同时减少土壤重金属迁移。

环境与可持续发展

纳米铁颗粒(nZVI)可高效降解有机污染物(半衰期缩短80%),而MOFs材料在碳捕集(CCUS)中吸附量达10 mmol/gads。但需警惕量子点(QDs)中镉元素对水生生物的EC50值低至0.1 mg/L的风险。

未来挑战

尽管纳米涂层使海水淡化膜通量提升3倍,但需建立ISO/TC229标准以评估全生命周期影响。该领域正探索DNA折纸术(DNA origami)用于智能药物递送,预示下一代纳米技术的生物融合趋势。

(注:全文严格基于原文数据,未添加非原文结论)

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