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納米材料論文參考文獻(xiàn)篇一
摘要：目前世界上上轉(zhuǎn)換納米熒光材料正處在發(fā)展階段，材料的選擇和合成有待于深入細(xì)致的研究。本文對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶的選擇和合成做了系統(tǒng)的討論。
關(guān)鍵詞： 納米材料 發(fā)光材料 上轉(zhuǎn)換發(fā)光 熒光材料 雙光子吸收 納米晶
近年來，人們開始對(duì)熒光標(biāo)記材料產(chǎn)生了濃厚的興趣，特別是隨著納米技術(shù)的發(fā)展，能夠進(jìn)行生物標(biāo)記的無機(jī)納米晶成為人們追逐的熱點(diǎn)，但是由于生物背底同樣會(huì)產(chǎn)生熒光從而對(duì)熒光檢測(cè)形成干擾，于是不會(huì)產(chǎn)生背底干擾的稀土上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光標(biāo)記材料引起了人們的注意。
1.1納米材料簡(jiǎn)介
納術(shù)概念是1959年木，諾貝爾獎(jiǎng)獲得著理查德。費(fèi)曼在一次講演中提出的。他在“there is plenty of room at thebottom”的講演中提到，人類能夠用宏觀的機(jī)器制造比其體積小的機(jī)器，而這較小的機(jī)器可以制作更小的機(jī)器，這樣一步步達(dá)到分子尺度，即逐級(jí)縮小生產(chǎn)裝置，以至最后直接按意愿排列原子，制造產(chǎn)品。他預(yù)言，化學(xué)將變成根據(jù)人仃〕的意愿逐個(gè)地準(zhǔn)確放置原子的技術(shù)問題，這是最早具有現(xiàn)代納米概念的思想。20世紀(jì)80年代末、90年代初，出現(xiàn)了表征納米尺度的重要工具一掃描隧道顯微鏡(stm)，原子力顯微鏡(afm)一認(rèn)識(shí)納米尺度和納米世界物質(zhì)的直接的工具，極大地促進(jìn)了在納米尺度上認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，出現(xiàn)了納米技術(shù)術(shù)語，形成了納米技術(shù)。 其實(shí)說起來納米只是一個(gè)長(zhǎng)度單位，1納米(nm)=10又負(fù)3次方微米=10又負(fù)6次方毫米(mm)=10又負(fù)9次方米(m)=l0a。納米科學(xué)與技術(shù)(nano-st)是研究由尺寸在1-100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)。關(guān)于納米技術(shù)，從迄今為止的研究狀況來看，可以分為4種概念。在這里就不一一介紹了。
1.2上轉(zhuǎn)換納米材料介紹
稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料通過多光子機(jī)制把長(zhǎng)波輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射稱為上轉(zhuǎn)換。所謂的上轉(zhuǎn)換材料就是指受到光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射比激發(fā)波長(zhǎng)短的熒光的材料。由此可見上轉(zhuǎn)換發(fā)光的本質(zhì)是一種反stokes發(fā)光，因此，也稱上轉(zhuǎn)換發(fā)光為反stokes發(fā)光。早在1959年，就出現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換發(fā)光的報(bào)道。用960nm的紅外光激發(fā)多晶zns，觀察到了525nm綠色發(fā)光。上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機(jī)理可以歸結(jié)為4種情況：
(1)單離子的步進(jìn)多光子吸收，這實(shí)際上是激發(fā)態(tài)吸收(esa)的過程。
(2)直接雙光子吸收。這也是一個(gè)單離子過程，能量為e1和e2 (e1與e2可以相等也可以不相等)的兩個(gè)光子從一個(gè)虛擬的中間量子態(tài)被同時(shí)吸收終態(tài)e3=e1+e2。
（3）多個(gè)激發(fā)態(tài)離子的共協(xié)上轉(zhuǎn)換。
(4)光子雪崩吸收上轉(zhuǎn)換。
2.1 共沉淀法
組分體系的制備就可能存在一些問題。岡為它對(duì)于原料的選擇會(huì)造成一定的困難，同時(shí)還要求各種組分具有相同或相近的水解或沉淀?xiàng)l件，這樣必將對(duì)所合成的多組分體系有一定的要求，從而限制了它的使用。．iohannes hampl等人用高溫流化床合成出了具有較好分散性的er，yb共摻的氧硫化物。合成時(shí)，將er，yb和y的硝酸鹽用尿素共沉淀，得到的沉淀在840℃下通過h2s和水蒸氣，最后在1500℃的流化床中用ar氣保護(hù)活化，這樣得到了尺寸大約400nm的粒子。硫化物的粒子形態(tài)較好，一般為圓形，但是要求較高的活化溫度(1500~)，在此溫度下粒子容易粘連，所以在硫化床中活化，這樣加大了合成的難度。
2.2水熱法
水熱法也是近幾年來研究無機(jī)發(fā)光材料中發(fā)明的又一新興 的合成方法。此法主要是在特制的反應(yīng)釜(高壓釜)中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中產(chǎn)生高壓環(huán)境從而在一定溫度和壓力下，使物質(zhì)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一種無機(jī)制備方法。在水熱法的基礎(chǔ)上，以有機(jī)溶劑代替水，采用溶劑熱反應(yīng)來制備發(fā)光材料是水熱法的一種重大改進(jìn)，可以適用于一些非水反應(yīng)體系的制備，從而打一大了水熱技術(shù)的適用范圍。
上轉(zhuǎn)換納米微粒的個(gè)最重要標(biāo)志是尺寸與物理的特征量相差不多，例如。當(dāng)上轉(zhuǎn)換納米粒子的粒徑與超導(dǎo)相干波長(zhǎng)、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，小顆粒的量子尺寸效應(yīng)十分顯著。
與此同時(shí)，大的比表面使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內(nèi)部的原子、電子的行為有很大的差別，這種表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)對(duì)納術(shù)微粒的光學(xué)特性有很大的影響。甚至使納米微粒具有同樣材質(zhì)的宏觀犬塊物體不具備的新的光學(xué)特性。
例如：
1.寬頻帶強(qiáng)吸收。納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對(duì)紅外有個(gè)寬頻帶強(qiáng)吸收譜。這是因?yàn)榧{米粒子大的比表面導(dǎo)致r平均配位數(shù)下降，不飽和鍵和懸鍵增多，與常規(guī)大小材料不同，沒有一個(gè)單一的，擇優(yōu)的鍵振動(dòng)模．而存在個(gè)較寬的鍵振動(dòng)模的分布．在紅外光場(chǎng)作用下它們對(duì)紅外吸收的頻率也就存在個(gè)較寬的分布，這就導(dǎo)致了納米粒于紅外吸收帶的寬化。
2.吸收帶藍(lán)移現(xiàn)象。這可能由于兩方面原因，一是量子尺寸效應(yīng)，由于顆粒尺下降能隙變寬，這就導(dǎo)致光吸收帶移向短波方向，ball等對(duì)這種藍(lán)移現(xiàn)象給出了解釋：已被電子占據(jù)分子軌道能級(jí)與未被電子占據(jù)分子軌道能級(jí)之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大．這是產(chǎn)生藍(lán)移的根本原因。這種解釋對(duì)半導(dǎo)體和絕緣體都適用。另一種是表面效應(yīng)。由于納米微粒顆粒小，大的表面張力使晶格畸變，品格常數(shù)改變。對(duì)納米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近鄰和第二近鄰的距離發(fā)生變化。鍵長(zhǎng)的改變導(dǎo)致納米微粒的鍵本征振動(dòng)頻率改變，結(jié)果使光吸收帶發(fā)生移動(dòng)。 3．量子限域效應(yīng)。半導(dǎo)體納術(shù)微粒的半徑rab(激子玻爾半徑)時(shí)，電子的平均自由程受小粒徑的限制，局限在很小的范圍，空穴很容易與它形成激子，引起電子和空穴波函數(shù)的重疊，這就報(bào)容易產(chǎn)生激子吸收帶。
當(dāng)上轉(zhuǎn)換納米微粒的尺寸小到一定值時(shí)可在定波長(zhǎng)的光激發(fā)下發(fā)光。1990年，日本佳能研究中心的h .tabagi發(fā)現(xiàn)，粒徑小于6nm的硅在室溫下可以發(fā)射可見光。隨半徑減小，發(fā)射帶強(qiáng)度增強(qiáng)并移向短波方向。當(dāng)粒徑大干6nm時(shí)，這種光發(fā)射現(xiàn)象消失。tabagi目認(rèn)為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應(yīng)引起的。brus認(rèn)為，大塊硅不發(fā)光是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)存在平移周期性，由平移對(duì)稱性產(chǎn)生的選擇定則使得大尺寸硅不可能發(fā)光，當(dāng)硅粒徑小到某程度時(shí)(6nm)．平移對(duì)稱性消失，因此出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象。
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納米材料論文參考文獻(xiàn)篇二
[摘要]納米醫(yī)學(xué)是納米技術(shù)與醫(yī)藥技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，納米醫(yī)學(xué)研究在疾病診斷和治療方面顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。近幾年，納米技術(shù)突飛猛進(jìn)，作為納米技術(shù)的重要領(lǐng)域的納米生物工程也取得了輝煌的成就。本文從納米醫(yī)學(xué)、納米生物技術(shù)和納米生物材料三個(gè)方面，講述了納米生物工程的重大進(jìn)展。本文就納米診斷技術(shù)、組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)中的納米材料、納米藥物載體、納米藥物等方面的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行綜述，并探討納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展前景。
1、跨世紀(jì)的新學(xué)科——納米科技
所謂/納米科技，就是在0.1~100納米的尺度上，研究和利用原子和分子的結(jié)構(gòu)、特征及相互作用的高新科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)和先進(jìn)工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。1990年7月，第一屆國(guó)際納米科技會(huì)議的召開，標(biāo)志著納米科技的正式誕生。時(shí)至今日，納米科技涉及到幾乎現(xiàn)有的所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。它的誕生，使人類改造自然的能力直接延伸到分子和原子。它的最終目標(biāo)，是人類按照自己的意志操縱單個(gè)原子，在納米尺度上制造具有特定功能的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式的飛躍。目前，納米科技已經(jīng)取得一系列成果，正處于重大突破的前夜。研究者認(rèn)為，這一興起于本世紀(jì)90年代的納米科技，必將雄踞于21世紀(jì)，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。
2、納米醫(yī)學(xué)的提出
納米醫(yī)學(xué)的形成除了納米技術(shù)之外，其醫(yī)學(xué)本身也應(yīng)具有可應(yīng)用納米技術(shù)的客觀基礎(chǔ)和必要條件?？陀^基礎(chǔ)是指，像其他物質(zhì)一樣，醫(yī)學(xué)研究的主體———人體本身是由分子和原子構(gòu)成的。實(shí)現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)的必要條件是，要在分子水平上對(duì)人體有更為全面而詳盡的了解。隨著現(xiàn)代生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，人類在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容已開始從細(xì)胞、染色體等微米尺度的結(jié)構(gòu)深入到更小的層次，進(jìn)入到單個(gè)分子甚至分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些極其微細(xì)的分子結(jié)構(gòu)的特征:尺度空間在0.1-100nm,屬于納米技術(shù)的尺度范圍。研究這些納米尺度的分子結(jié)構(gòu)和生命現(xiàn)象的學(xué)科，就是納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)。納米醫(yī)學(xué)是一門涉及物理學(xué)、化學(xué)、量子學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域的綜合性交叉學(xué)科。freitas曾給納米醫(yī)學(xué)下過一個(gè)較詳細(xì)的定義:他認(rèn)為，納米醫(yī)學(xué)是利用人體分子工具和分子知識(shí)，預(yù)防、診斷、治療疾病和創(chuàng)傷，劫除疼痛，保護(hù)和改善人體健康的科學(xué)和技術(shù)。目前的納米醫(yī)學(xué)研究水平還處于初級(jí)階段，當(dāng)然，由于各國(guó)科學(xué)工者的不懈努力，納米醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域已初露曙光，有部分研究成果已開始接近臨床應(yīng)用。
從定義來看，納米醫(yī)學(xué)可以分為兩大類，一是在分子水平上的醫(yī)學(xué)研究，基因藥物和基因療法等就是典型體現(xiàn)；二是把其他領(lǐng)域的納米研究成果引入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如某種納米裝置在醫(yī)療和診斷上的應(yīng)用。納米醫(yī)學(xué)的奧秘在于，可以從納米量級(jí)的尺度來進(jìn)行原來不可能達(dá)到的醫(yī)療操作和疾病防治。當(dāng)生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元小到納米量級(jí)的時(shí)候，其性質(zhì)會(huì)有意想不到的變化。這種變化既包括物質(zhì)的原有性能變得更好，還可能有我們所意想不到的性能和效益，從而用來治病防病。
3、納米技術(shù)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用3.1診斷疾病
這是納米醫(yī)學(xué)中的一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域，適時(shí)準(zhǔn)確地釋放藥物是它的基本功能之一。科學(xué)家正在為糖尿病人研制超小型的，模仿健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)。它能夠被植入皮下，監(jiān)測(cè)血糖水平，在必要的時(shí)候釋放出胰島素，使病人體內(nèi)的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。美國(guó)密西根大學(xué)的博士正在設(shè)計(jì)一種納米/智能炸彈，它可以識(shí)別出癌細(xì)胞的化學(xué)特征。這種智能炸彈很小，僅有20nm左右，能夠進(jìn)入并摧毀單個(gè)的癌細(xì)胞。
德國(guó)醫(yī)生嘗試借助磁性納米微粒治療癌癥，并在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了較好療效。將一些極其細(xì)小的氧化鐵納米微粒注入患者的腫瘤里，然后將患者置于可變的磁場(chǎng)中，氧化鐵納米微粒升溫到45~47度，這一溫度可慢慢熱死癌細(xì)胞。由于腫瘤附近的機(jī)體組織中不存在磁性微粒，因此這些健康組織的溫度不會(huì)升高，也不會(huì)受到傷害?？茖W(xué)家指出，將磁性納米顆粒與藥物結(jié)合，注入到人體內(nèi)，在外磁場(chǎng)作用下，藥物向病變部位集中，從而達(dá)到定向治療的目的，將大大提高腫瘤的藥物治療效果。
納米藥物與傳統(tǒng)的分子藥物的根本區(qū)別在于它是顆粒藥物。廣義的納米藥物可分為兩類:一類是納米藥物載體，即指溶解或分散有分子藥物的各種納米顆粒，如納米球、納米囊、納米脂質(zhì)體等。二是納米藥物，即指直接將原料藥物加工成的納米顆粒，或利用嶄新的納米結(jié)構(gòu)或納米特性，發(fā)現(xiàn)基于新型納米顆粒的高效低毒的治療或診斷藥物。前者是對(duì)傳統(tǒng)藥物的改良，而后者強(qiáng)調(diào)的是把納米材料本身作為藥物。
3.2.1納米藥物
直接以納米顆粒作為藥物的應(yīng)用之一是抗菌藥物。納米抗菌藥物具有廣譜、親水、環(huán)保、遇水后殺菌力更強(qiáng)、不會(huì)誘導(dǎo)細(xì)菌耐藥性等多種性能。以這種抗菌顆粒為原料，成功地開發(fā)出了創(chuàng)傷貼、潰瘍貼等納米醫(yī)藥類產(chǎn)品。例如，納米二氧化鈦樹脂基托材料具有一定的抗變形鏈球菌和抗白色念珠菌的效果，當(dāng)樹脂基托中抗菌劑的濃度達(dá)到3%時(shí)，即可達(dá)到滿意的抗菌效果。
無機(jī)納米顆粒作為新型的抗癌藥物為腫瘤治療提供了新的思路。研究人員用gd@c82(oh)22處理得肝癌的小鼠，在10.7mol/kg的注射劑量下能有效地抑制腫瘤生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)機(jī)體不產(chǎn)生任何毒性。其抑瘤效應(yīng)不是通過納米顆粒對(duì)腫瘤的直接殺傷起作用，而是可能通過激活機(jī)體免疫來實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的抑制作用。納米羥基磷灰石在體外對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生明顯的抑制作用，而對(duì)正常細(xì)胞作用甚微，可望通過進(jìn)一步的研究獲得一種區(qū)別于傳統(tǒng)的化療藥物的納米無機(jī)抗癌藥物。此外，有的物質(zhì)納米化后出現(xiàn)新的治療作用，如二氧化鈦納米粒子可抑制癌細(xì)胞增殖；二氧化鈰納米顆?？梢郧宄壑械碾娍剐苑肿硬⒎乐我恍┯捎谝暰W(wǎng)膜老化而帶來的疾病。
3.2.2納米藥物載體
納米生物技術(shù)是納米技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它即可以用于生物醫(yī)學(xué)，也可以服務(wù)于其它社會(huì)需求。所包含的內(nèi)容非常豐富，并以極快的速度增加和發(fā)展，難以概述。
3.3.1生物芯片技術(shù)
生物芯片是在很小幾何尺度的表面積上，裝配一種或集成多種生物活性，僅用微量生理或生物采樣，即可以同時(shí)檢測(cè)和研究不同的生物細(xì)胞、生物分子和dna的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動(dòng)的規(guī)律。生物芯片可以粗略地分為細(xì)胞芯片、蛋白質(zhì)芯片（生物分子芯片）和基因芯片（即dna芯片）等幾類，都有集成、并行和快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，已成為21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技。
近2年，已經(jīng)通過微制作(mems)技術(shù)，制成了微米量級(jí)的機(jī)械手，能夠在細(xì)胞溶液中捕捉到單個(gè)細(xì)胞，進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和通訊等特性研究。美國(guó)哈佛大學(xué)的教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員，發(fā)展了微電子工業(yè)普遍使用的光刻技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并研制出效果更好的軟光刻方法。以此，制出了可以捕捉和固定單個(gè)細(xì)胞的生物芯片，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞間距等，研究細(xì)胞分泌和胞間通訊。此類細(xì)胞芯片還可以作細(xì)胞分類和純化等。它的功能原理非常簡(jiǎn)單，僅利用芯片表面微單元的幾何尺寸和表面特性，即可達(dá)到選擇和固定細(xì)胞及細(xì)胞面密度控制。
美國(guó)圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了納米愛好者的預(yù)言。正像所預(yù)想的那樣，納米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，即時(shí)發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。
一種探測(cè)單個(gè)活細(xì)胞的納米傳感器，探頭尺寸僅為納米量級(jí)，當(dāng)它插入活細(xì)胞時(shí)，可探知會(huì)導(dǎo)致腫瘤的早期dna損傷。
3、4組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)中的納米材料
將納米技術(shù)與組織工程技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建具有納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的細(xì)胞生長(zhǎng)支架正在形成一個(gè)嶄新的研究方向。相對(duì)于微米尺度，納米尺度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與機(jī)體內(nèi)細(xì)胞生長(zhǎng)的自然環(huán)境更為相似。納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建有可能從分子和細(xì)胞水平上控制生物材料與細(xì)胞間的相互作用，引發(fā)特異性細(xì)胞反應(yīng)，對(duì)于組織再生與修復(fù)具有潛在的應(yīng)用前景和重要意義。將納米纖維水凝膠作為神經(jīng)組織的支架，在其中生長(zhǎng)的鼠神經(jīng)前體細(xì)胞的生長(zhǎng)速度明顯快于對(duì)照材料。向高分子材料中加入碳納米管可以顯著改善原有聚合物的傳導(dǎo)性、強(qiáng)度、彈性、韌性和耐久性，同時(shí)還可以改進(jìn)基體材料的生物相容性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著復(fù)合物中碳納米管含量的增加，神經(jīng)元細(xì)胞和成骨細(xì)胞在復(fù)合材料上的黏附與生長(zhǎng)也越來越活躍，而星形細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的活性則呈現(xiàn)同等程度的下降。研究人員設(shè)計(jì)的人造紅細(xì)胞輸送氧的能力是同等體積天然紅細(xì)胞的236倍，可應(yīng)用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運(yùn)動(dòng)需要的額外耗氧等。研究人員成功合成了模擬骨骼亞結(jié)構(gòu)的納米物質(zhì)，該物質(zhì)可取代目前骨科常用的合金材料，其物理特性符合理想的骨骼替代物的模數(shù)匹配，不易骨折，且與正常骨組織連接緊密，顯示出明顯的正畸應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
納米自組裝短肽材料rada16-i與細(xì)胞外基質(zhì)具有很高相似性，rada16-i納米支架可以作為一種臨時(shí)性的細(xì)胞培養(yǎng)人工支架，它能很好地支持功能型細(xì)胞在受損位置附近生長(zhǎng)、遷移和分化，因而有利于細(xì)胞抵達(dá)傷口縫隙，使組織得以再生。有研究人員利用rada16-i納米支架修復(fù)了倉鼠腦部的急性創(chuàng)傷，并且恢復(fù)了倉鼠的視覺功能。rada16-i形成的水凝膠可用作新型的簡(jiǎn)易止血?jiǎng)?，用于多種組織和多種不同類型傷口的止血。
4、我國(guó)發(fā)展納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展策略
目前，我國(guó)在納米生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究基礎(chǔ)還比較薄弱，通過采取各種激勵(lì)措施和各種研究計(jì)劃的實(shí)施，特別是國(guó)家自然科學(xué)基金委的納米技術(shù)重大研究計(jì)劃對(duì)納米生物和納米醫(yī)學(xué)項(xiàng)目的支持，我國(guó)在納米生物和納米醫(yī)學(xué)方面的研究狀況有了很大的改善，生物、醫(yī)學(xué)界的許多院、所相繼建立了有關(guān)納米技術(shù)的研究室，如中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所和生物物理研究所等都設(shè)立了納米研究室，初步形成了一只較強(qiáng)的研究隊(duì)伍。近年來，來自化學(xué)、物理、信息、藥物、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)家通過幾次研討會(huì)進(jìn)一步明確了納米生物和納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究方向和內(nèi)容，并建立了較密切的合作。我國(guó)在納米生物和納米醫(yī)學(xué)的研究領(lǐng)域也涌現(xiàn)了一批極具特色的研究成果，如在生物傳感器、生物芯片、新型藥物載體和靶向藥物、新型納米藥物劑型、新造影劑、重大疾病的機(jī)制、納米材料的應(yīng)用和生物安全性及重大疾病預(yù)防和早期診斷與治療技術(shù)等方面。但是，這些研究的水準(zhǔn)與國(guó)際先進(jìn)水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?，離國(guó)家、社會(huì)的需求也有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。
納米醫(yī)學(xué)工程的建立不僅是因?yàn)橛衅淦惹械男枰乙惨驗(yàn)橛辛藢?shí)現(xiàn)的可能。如今，納米科技在國(guó)際上已嶄露頭角，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開展納米科技的研究。在我國(guó)，科技界對(duì)納米科技的重要性有了共識(shí)，納米科技研究已取得引人注目的成果。學(xué)科發(fā)展和社會(huì)需要是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的巨大動(dòng)力，學(xué)科發(fā)展可以創(chuàng)造新的需求，社會(huì)需求可以促進(jìn)學(xué)科向深度和廣度發(fā)展。納米生物醫(yī)學(xué)工程正在出現(xiàn)，我們無力將它阻擋。雖然它的廣泛應(yīng)用尚有待時(shí)日，并潛在危險(xiǎn)，但若沒有它，我們現(xiàn)在面臨的許多生物醫(yī)學(xué)工程問題就不可能得到滿意的解決。
9、10):2-5.[14]奇云。納米化學(xué)研究進(jìn)展[j]。現(xiàn)代化工，1993,13(8):38-39.[15]華中一。納米科學(xué)與技術(shù)[j]?？茖W(xué)，2000,52(5):6-10.。
納米材料論文參考文獻(xiàn)篇三
本文主要研究了污染物的光催化降解原理， 進(jìn)一步分析了光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)工作中的應(yīng)用， 同時(shí)對(duì)于光催化納米材料的應(yīng)用趨勢(shì)和方向也進(jìn)行了必要的研究， 希望對(duì)這一工作的開展提供一定的指導(dǎo)作用。
光催化； 納米材料； 環(huán)境保護(hù)；
工業(yè)廢水和廢氣中都含有較多的毒害物質(zhì)， 比如有機(jī)磷農(nóng)藥或是二氯乙烯等， 這些物質(zhì)對(duì)于人體的影響都是十分明顯的。傳統(tǒng)的水處理方式， 比如吸附法、混凝法等方法在現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中仍然存在較大的困難， 效果并不理想， 所以在今后的實(shí)際發(fā)展過程中就需要不斷探索和獲取一種經(jīng)濟(jì)、合理的方式， 實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)方法處理后水中的殘留物質(zhì)進(jìn)行更有效的降解。1976年， 科學(xué)家在對(duì)紫外線光照射下對(duì)納米ti o2進(jìn)行了研究， 發(fā)現(xiàn)這種方式可以將難以降解的有機(jī)化合物多氯聯(lián)苯脫氯進(jìn)行有效降解。當(dāng)前， 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過3000余種難降解的有機(jī)化合物都可以借助此種方式進(jìn)行降解， 尤其是水中有機(jī)污染物濃度較低或是其他降解方式不佳的時(shí)候， 這項(xiàng)技術(shù)更是能發(fā)揮出前所未有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
光催化的納米材料采用的絕大多數(shù)都是金屬氧化物或是硫化物等半導(dǎo)體材料， 是一種特殊的電子結(jié)構(gòu)。和金屬相比， 這種半導(dǎo)體存在明顯的不連續(xù)性， 在對(duì)電子的低能價(jià)帶進(jìn)行填滿的過程中會(huì)和空的高能導(dǎo)帶存在明軒的禁帶， 所以當(dāng)二者產(chǎn)生的能量大于光照射的時(shí)候， 在價(jià)帶上的電子就會(huì)被轉(zhuǎn)移到導(dǎo)帶上， 最終在半導(dǎo)體表面形成具備高活性的電子[1]。
在光催化反應(yīng)中， 獲取光激發(fā)所出現(xiàn)的空穴， 和對(duì)給體或是受體產(chǎn)生的作用也是有效的。所以在實(shí)際工作中為了確保光催化反應(yīng)能更有效的進(jìn)行， 就應(yīng)該適當(dāng)降低電子和空穴之間的簡(jiǎn)單復(fù)合。
(一) 光催化納米技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的水處理方式中可以對(duì)污水中出現(xiàn)的懸浮物質(zhì)或是泥沙等大顆粒的污染物進(jìn)行去除， 但是對(duì)于濃度較低的可溶性物質(zhì)卻很難進(jìn)行有效的處理， 并且由于這項(xiàng)工作的工作效率比較低， 花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本比較高， 所以很多時(shí)候并不能進(jìn)行有效的處理。但是借助納米材料的光催化方法， 就可以將很多難以降解而定污染物進(jìn)行合理轉(zhuǎn)變， 從而將原本水中的污染物轉(zhuǎn)化為水分子或是二氧化碳等無污染的分子物質(zhì)。
比如在對(duì)有機(jī)廢水的處理環(huán)節(jié)中， 光催化納米材料就可以將水中的絕大多數(shù)有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化， 使其成為無污染的物質(zhì)， 比如可以將酸。表面活性劑等有機(jī)污染物進(jìn)行氧化， 使其轉(zhuǎn)變?yōu)樗蚨趸嫉葻o害的物質(zhì)。借助納米材料可以的對(duì)物質(zhì)表面性能進(jìn)行轉(zhuǎn)變， 通過這種方式對(duì)水中納米的分散性進(jìn)行優(yōu)化。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光激發(fā)作用下產(chǎn)生的電子和空穴復(fù)合問題進(jìn)行抑制， 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)催化活性的提升[2]。
再比如對(duì)無機(jī)廢水的處理環(huán)節(jié)中， 由于無機(jī)物在納米粒子表面存在明顯的光化學(xué)活性， 因此光催化納米材料后所出現(xiàn)的電子和空穴都可以對(duì)高氧化狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行還原， 也就是借助此種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)無機(jī)物污染的有效消除。
(二) 光催化納米技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用
對(duì)大氣污染產(chǎn)生影響的主要成分就是二氧化硫、一氧化碳等物質(zhì)， 這些氣體如果長(zhǎng)期存在于空氣中必然會(huì)對(duì)人體的健康造成不利的影響。光催化劑可以和一些氣體吸附劑進(jìn)行有效結(jié)合， 從而更有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)降解濃度的有效降低。
將一些對(duì)日光有相應(yīng)的半導(dǎo)體納米材料涂抹在墻壁或是其他合理的位置上可以形成空氣清潔劑的作用， 而二氧化硫、一氧化碳等物質(zhì)吸附在上面的時(shí)候， 就可以在光的作用下被轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)， 這種方式對(duì)于去除臭氣的影響也是十分重要的環(huán)節(jié)[3]。納米對(duì)于氟利昂具備較強(qiáng)的光催化活性， 因此將這以技術(shù)進(jìn)行融合后， 可以在表面對(duì)酸性進(jìn)行催化， 通過這種方式獲取較高的光催化活性作用， 這對(duì)于物質(zhì)穩(wěn)定性的提升也將起到一定的幫助作用。
此外， 納米技術(shù)還能對(duì)室外的氣象有機(jī)污染物進(jìn)行分解， 比如在紫外線的照射下， 納米材料可以將室內(nèi)裝飾建材中產(chǎn)生的甲醛、氯乙烯等物質(zhì)進(jìn)行有效分解。將活性炭纖維作為重要載體的過渡金屬離子中適當(dāng)進(jìn)行納米材料光催化劑的融合， 通過此種方式將紫外線光照射下濃度更低的甲醛進(jìn)行或降解， 但是這種技術(shù)手段對(duì)于濃度高的污染物降解效果比較差， 同時(shí)由于使用時(shí)間的增加， 最終催化劑的活性也將大大降低， 最終甚至?xí)霈F(xiàn)活性的完全消失。
綜上所述， 光催化納米材料在當(dāng)前環(huán)境保護(hù)中有著越來越顯著的應(yīng)用， 不僅可以對(duì)難處理的污染物進(jìn)行有效處理， 同時(shí)還能借助自身的吸附作用對(duì)低濃度的有害物質(zhì)進(jìn)行分解。在當(dāng)前光催化納米技術(shù)的不斷發(fā)展過程中， 環(huán)境保護(hù)工作效率和質(zhì)量也必然會(huì)得到顯著提升?？偠灾?， 當(dāng)前我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作已經(jīng)受到了越來越多的影響， 甚至對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生了威脅， 所以在此種背景下， 更需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究， 不斷為我國(guó)環(huán)保工作的順利開展提供幫助作用， 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)工作的順利進(jìn)行。
納米材料論文參考文獻(xiàn)篇四
[摘要]納米醫(yī)學(xué)是納米技術(shù)與醫(yī)藥技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，納米醫(yī)學(xué)研究在疾病診斷和治療方面顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。近幾年，納米技術(shù)突飛猛進(jìn)，作為納米技術(shù)的重要領(lǐng)域的納米生物工程也取得了輝煌的成就。本文從納米醫(yī)學(xué)、納米生物技術(shù)和納米生物材料三個(gè)方面，講述了納米生物工程的重大進(jìn)展。本文就納米診斷技術(shù)、組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)中的納米材料、納米藥物載體、納米藥物等方面的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行綜述，并探討納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展前景。
1、跨世紀(jì)的新學(xué)科——納米科技
所謂/納米科技，就是在0.1~100納米的尺度上，研究和利用原子和分子的結(jié)構(gòu)、特征及相互作用的高新科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)和先進(jìn)工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。1990年7月，第一屆國(guó)際納米科技會(huì)議的召開，標(biāo)志著納米科技的正式誕生。時(shí)至今日，納米科技涉及到幾乎現(xiàn)有的所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。它的誕生，使人類改造自然的能力直接延伸到分子和原子。它的最終目標(biāo)，是人類按照自己的意志操縱單個(gè)原子，在納米尺度上制造具有特定功能的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式的飛 躍。目前，納米科技已經(jīng)取得一系列成果，正處于重大突破的前夜。研究者認(rèn)為，這一興起于本世紀(jì)90年代的納米科技，必將雄踞于21世紀(jì)，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。
2、納米醫(yī)學(xué)的提出
納米醫(yī)學(xué)的形成除了納米技術(shù)之外，其醫(yī)學(xué)本身也應(yīng)具有可應(yīng)用納米技術(shù)的客觀基礎(chǔ)和必要條件。客觀基礎(chǔ)是指，像其他物質(zhì)一樣，醫(yī)學(xué)研究的主體———人體本身是由分子和原子構(gòu)成的。實(shí)現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)的必要條件是，要在分子水平上對(duì)人體有更為全面而詳盡的了解。 隨著現(xiàn)代生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，人類在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容已開始從細(xì)胞、染色體等微米尺度的結(jié)構(gòu)深入到更小的層次，進(jìn)入到單個(gè)分子甚至分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些極其微細(xì)的分子結(jié)構(gòu)的特征:尺度空間在0.1-100 nm,屬于納米技術(shù)的尺度范圍。研究這些納米尺度的分子結(jié)構(gòu)和生命現(xiàn)象的學(xué)科，就是納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)。納米醫(yī)學(xué)是一門涉及物理學(xué)、化學(xué)、量子學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域的綜合 性交叉學(xué)科。freitas曾給納米醫(yī)學(xué)下過一個(gè)較詳細(xì)的定義:他認(rèn)為，納米醫(yī)學(xué)是利用人體分子工具和分子知識(shí)，預(yù)防、診斷、治療疾病和創(chuàng)傷，劫除疼痛，保護(hù)和改善人體健康的科學(xué)和技術(shù)。目前的納米醫(yī)學(xué)研究水平還處于初級(jí)階段，當(dāng)然，由于各國(guó)科學(xué)工者的不懈努力，納米醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域已初露曙光，有部分研究成果已開始接近臨床應(yīng)用。
從定義來看，納米醫(yī)學(xué)可以分為兩大類，一是在分子水平上的醫(yī)學(xué)研究，基因藥物和基因療法等就是典型體現(xiàn)；二是把其他領(lǐng)域的納米研究成果引入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如某種納米裝置在醫(yī)療和診斷上的應(yīng)用。納米醫(yī)學(xué)的奧秘在于，可以從納米量級(jí)的尺度來進(jìn)行原來不可能達(dá)到的醫(yī)療操作和疾病防治。當(dāng)生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元小到納米量級(jí)的時(shí)候，其性質(zhì)會(huì)有意想不到的變化。這種變化既包括物質(zhì)的原有性能變得更好，還可能有我們所意想不到的性能和效益，從而用來治病防病。
3、納米技術(shù)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 3.1 診斷疾病
這是納米醫(yī)學(xué)中的一個(gè)非常活躍的領(lǐng)域，適時(shí)準(zhǔn)確地釋放藥物是它的基本功能之一。科學(xué)家正在為糖尿病人研制超小型的，模仿健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)。它能夠被植入皮下，監(jiān)測(cè)血糖水平，在必要的時(shí)候釋放出胰島素，使病人體內(nèi)的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。美國(guó)密西根大學(xué)的博士正在設(shè)計(jì)一種納米/智能炸彈，它可以識(shí)別出癌細(xì)胞的化學(xué)特征。這種智能炸彈很小，僅有20nm左右，能夠進(jìn)入并摧毀單個(gè)的癌細(xì)胞。
德國(guó)醫(yī)生嘗試借助磁性納米微粒治療癌癥，并在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了較好療效。將一些極其細(xì)小的氧化鐵納米微粒注入患者的腫瘤里，然后將患者置于可變的磁場(chǎng)中，氧化鐵納米微粒升溫到45~ 47度，這一溫度可慢慢熱死癌細(xì)胞。由于腫瘤附近的機(jī)體組織中不存在磁性微粒，因此這些健康組織的溫度不會(huì)升高，也不會(huì)受到傷害?？茖W(xué)家指出，將磁性納米顆粒與藥物結(jié)合，注入到人體內(nèi)，在外磁場(chǎng)作用下，藥物向病變部位集中，從而達(dá)到定向治療的目的，將大大提高腫瘤的藥物治療效果。
納米藥物與傳統(tǒng)的分子藥物的根本區(qū)別在于它是顆粒藥物。廣義的納米藥物可分為兩類:一類是納米藥物載體，即指溶解或分散有分子藥物的各種納米顆粒，如納米球、納米囊、納米脂質(zhì)體等。二是納米藥物，即指直接將原料藥物加工成的納米顆粒，或利用嶄新的納米結(jié)構(gòu)或納米特性，發(fā)現(xiàn)基于新型納米顆粒的高效低毒的治療或診斷藥物。前者是對(duì)傳統(tǒng)藥物的改良，而后者強(qiáng)調(diào)的是把納米材料本身作為藥物。
3.2.1 納米藥物
直接以納米顆粒作為藥物的應(yīng)用之一是抗菌藥物。納米抗菌藥物具有廣譜、親水、環(huán)保、遇水后殺菌力更強(qiáng)、不會(huì)誘導(dǎo)細(xì)菌耐藥性等多種性能。以這種抗菌顆粒為原料，成功地開發(fā)出了創(chuàng)傷貼、潰瘍貼等納米醫(yī)藥類產(chǎn)品。例如，納米二氧化鈦樹脂基托材料具有一定的抗變形鏈球菌和抗白色念珠菌的效果，當(dāng)樹脂基托中抗菌劑的濃度達(dá)到3%時(shí)，即可達(dá)到滿意的抗菌效果。
無機(jī)納米顆粒作為新型的抗癌藥物為腫瘤治療提供了新的思路。研究人員用gd@c82(oh)22處理得肝癌的小鼠，在10.7mol/kg的注射劑量下能有效地抑制腫瘤生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)機(jī)體不產(chǎn)生任何毒性。其抑瘤效應(yīng)不是通過納米顆粒對(duì)腫瘤的直接殺傷起作用，而是可能通過激活機(jī)體免疫來實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的抑制作用。納米羥基磷灰石在體外對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生明顯的抑制作用，而對(duì)正常細(xì)胞作用甚微，可望通過進(jìn)一步的研究獲得一種區(qū)別于傳統(tǒng)的化療藥物的納米無機(jī)抗癌藥物。此外，有的物質(zhì)納米化后出現(xiàn)新的治療作用，如二氧化鈦納米粒子可抑制癌細(xì)胞增殖；二氧化鈰納米顆粒可以清除眼中的電抗性分子并防治一些由于視網(wǎng)膜老化而帶來的疾病。
3.2.2 納米藥物載體
納米生物技術(shù)是納米技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它即可以用于生物醫(yī)學(xué)，也可以服務(wù)于其它社會(huì)需求。所包含的內(nèi)容非常豐富，并以極快的速度增加和發(fā)展，難以概述。
3.3.1生物芯片技術(shù)
生物芯片是在很小幾何尺度的表面積上，裝配一種或集成多種生物活性，僅用微量生理或生物采樣，即可以同時(shí)檢測(cè)和研究不同的生物細(xì)胞、生物分子和dna的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動(dòng)的規(guī)律。生物芯片可以粗略地分為細(xì)胞芯片、蛋白質(zhì)芯片（生物分子芯片）和基因芯片（即dna芯片）等幾類，都有集成、并行和快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，已成為21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技。
近2年，已經(jīng)通過微制作(mems)技術(shù)，制成了微米量級(jí)的機(jī)械手，能夠在細(xì)胞溶液中捕捉到單個(gè)細(xì)胞，進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和通訊等特性研究。美國(guó)哈佛大學(xué)的教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員，發(fā)展了微電子工業(yè)普遍使用的光刻技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并研制出效果更好的軟光刻方法。以此，制出了可以捕捉和固定單個(gè)細(xì)胞的生物芯片，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞間距等，研究細(xì)胞分泌和胞間通訊。此類細(xì)胞芯片還可以作細(xì)胞分類和純化等。它的功能原理非常簡(jiǎn)單，僅利用芯片表面微單元的幾何尺寸和表面特性，即可達(dá)到選擇和固定細(xì)胞及細(xì)胞面密度控制。
美國(guó)圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了納米愛好者的預(yù)言。正像所預(yù)想的那樣，納米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，即時(shí)發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。
一種探測(cè)單個(gè)活細(xì)胞的納米傳感器，探頭尺寸僅為納米量級(jí)，當(dāng)它插入活細(xì)胞時(shí)，可探知會(huì)導(dǎo)致腫瘤的早期dna損傷。
3、 4組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)中的納米材料
將納米技術(shù)與組織工程技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建具有納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的細(xì)胞生長(zhǎng)支架正在形成一個(gè)嶄新的研究方向。相對(duì)于微米尺度，納米尺度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與機(jī)體內(nèi)細(xì)胞生長(zhǎng)的自然環(huán)境更為相似。納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建有可能從分子和細(xì)胞水平上控制生物材料與細(xì)胞間的相互作用，引發(fā)特異性細(xì)胞反應(yīng)，對(duì)于組織再生與修復(fù)具有潛在的應(yīng)用前景和重要意義。將納米纖維水凝膠作為神經(jīng)組織的支架，在其中生長(zhǎng)的鼠神經(jīng)前體細(xì)胞的生長(zhǎng)速度明顯快于對(duì)照材料。向高分子材料中加入碳納米管可以顯著改善原有聚合物的傳導(dǎo)性、強(qiáng)度、彈性、韌性和耐久性，同時(shí)還可以改進(jìn)基體材料的生物相容性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著復(fù)合物中碳納米管含量的增加，神經(jīng)元細(xì)胞和成骨細(xì)胞在復(fù)合材料上的黏附與生長(zhǎng)也越來越活躍，而星形細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的活性則呈現(xiàn)同等程度的下降。研究人員設(shè)計(jì)的人造紅細(xì)胞輸送氧的能力是同等體積天然紅細(xì)胞的236倍，可應(yīng)用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運(yùn)動(dòng)需要的額外耗氧等。研究人員成功合成了模擬骨骼亞結(jié)構(gòu)的納米物質(zhì)，該物質(zhì)可取代目前骨科常用的合金材料，其物理特性符合理想的骨骼替代物的模數(shù)匹配，不易骨折，且與正常骨組織連接緊密，顯示出明顯的正畸應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
納米自組裝短肽材料rada16-i與細(xì)胞外基質(zhì)具有很高相似性，rada16-i納米支架可以作為一種臨時(shí)性的細(xì)胞培養(yǎng)人工支架，它能很好地支持功能型細(xì)胞在受損位置附近生長(zhǎng)、遷移和分化，因而有利于細(xì)胞抵達(dá)傷口縫隙，使組織得以再生。有研究人員利用rada16-i納米支架修復(fù)了倉鼠腦部的急性創(chuàng)傷，并且恢復(fù)了倉鼠的視覺功能。rada16-i形成的水凝膠可用作新型的簡(jiǎn)易止血?jiǎng)?，用于多種組織和多種不同類型傷口的止血。
4、我國(guó)發(fā)展納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展策略
目前，我國(guó)在納米生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究基礎(chǔ)還比較薄弱，通過采取各種激勵(lì)措施和各種研究計(jì)劃的實(shí)施，特別是國(guó)家自然科學(xué)基金委的納米技術(shù)重大研究計(jì)劃對(duì)納米生物和納米醫(yī)學(xué)項(xiàng)目的支持，我國(guó)在納米生物和納米醫(yī)學(xué)方面的研究狀況有了很大的改善，生物、醫(yī)學(xué)界的許多院、所相繼建立了有關(guān)納米技術(shù)的研究室，如中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所和生物物理研究所等都設(shè)立了納米研究室，初步形成了一只較強(qiáng)的研究隊(duì)伍。近年來，來自化學(xué)、物理、信息、藥物、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)家通過幾次研討會(huì)進(jìn)一步明確了納米生物和納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究方向和內(nèi)容，并建立了較密切的合作。我國(guó)在納米生物和納米醫(yī)學(xué)的研究領(lǐng)域也涌現(xiàn)了一批極具特色的研究成果，如在生物傳感器、生物芯片、新型藥物載體和靶向藥物、新型納米藥物劑型、新造影劑、重大疾病的機(jī)制、納米材料的應(yīng)用和生物安全性及重大疾病預(yù)防和早期診斷與治療技術(shù)等方面。但是，這些研究的水準(zhǔn)與國(guó)際先進(jìn)水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?，離國(guó)家、社會(huì)的需求也有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。
納米醫(yī)學(xué)工程的建立不僅是因?yàn)橛衅淦惹械男枰?，而且也因?yàn)橛辛藢?shí)現(xiàn)的可能。如今，納米科技在國(guó)際上已嶄露頭角，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開展納米科技的研究。在我國(guó)，科技界對(duì)納米科技的重要性有了共識(shí)，納米科技研究已取得引人注目的成果。學(xué)科發(fā)展和社會(huì)需要是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的巨大動(dòng)力，學(xué)科發(fā)展可以創(chuàng)造新的需求，社會(huì)需求可以促進(jìn)學(xué)科向深度和廣度發(fā)展。納米生物醫(yī)學(xué)工程正在出現(xiàn)，我們無力將它阻擋。雖然它的廣泛應(yīng)用尚有待時(shí)日，并潛在危險(xiǎn)，但若沒有它，我們現(xiàn)在面臨的許多生物醫(yī)學(xué)工程問題就不可能得到滿意的解決。
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納米材料論文參考文獻(xiàn)篇五
納米技術(shù)作為一門新興的技術(shù)，在多個(gè)領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用，尤其是極大地推動(dòng)了新型建材的發(fā)展，介紹了納米技術(shù)在新型建筑涂料、復(fù)合水泥、自潔玻璃、陶瓷、防護(hù)材料等方面的應(yīng)用，通過論述可知，納米材料在新型建材領(lǐng)域具有很好的發(fā)展應(yīng)用前景。
納米技術(shù)；新型建材；應(yīng)用；前景
通常傳統(tǒng)的涂料都存在懸浮穩(wěn)定性差，耐老化、耐洗刷性差，光潔度不夠等缺陷。而納米涂料則能較好的解決這一問題，納米涂料具有下述優(yōu)越的性能：
(1)具有很好的伸縮性，能夠彌蓋墻體細(xì)小裂縫，具有對(duì)微裂縫的自修復(fù)作用。
(2)具有很好的防水性，抗異物粘附、沾污性能，抗堿、耐沖刷性。
(3)具有除臭、殺菌、防塵以及隔熱保溫性能。
(4)納米涂料的色澤鮮艷柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外觀等。
雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)納米涂料的研究還處在初步階段，但是已在工程上得到了較廣泛的應(yīng)用，如北京納美公司生產(chǎn)的納米系列涂料已大量應(yīng)用于北京建欣苑、建東苑等住宅區(qū)的外墻粉刷，效果良好。在首體改造工程中，使用納米涂料1700噸，涂刷6萬平方米。復(fù)旦大學(xué)教育部先進(jìn)涂料工程研究中心的專家已研發(fā)出了“透明隔熱玻璃涂料”。
普通水泥混凝土因其剛性較大而柔性較小，同時(shí)其自身也存在一些固有的缺陷，使其在使用過程中不可避免地產(chǎn)生開裂并破壞。為了解決這一問題就必須加速對(duì)具有特殊性能混凝土的研發(fā)，而納米混凝土就能有效的解決這樣問題，納米混凝土，與普通混凝土相比，納米混凝土的強(qiáng)度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有顯著提高，同時(shí)還具有防水、吸聲、吸收電磁波等性能，因而可用于一些特殊的建筑設(shè)施中(如國(guó)防設(shè)施)。通常在普通混凝土中加入納米礦粉(納米級(jí)sio2、納米級(jí)caco3)或者納米金屬粉末已達(dá)到納米混凝土的性能，而且通過改變納米材料的摻量還能配置出防水砂漿等。目前開發(fā)研制的納米水泥材料包括納米防水復(fù)合水泥，納米敏感水泥、納米環(huán)保復(fù)合水泥以及納米隱身復(fù)合水泥。
納米防水水泥是通過在水泥中添加xpm水泥外加劑的納米材料而制成的，該納米外加劑摻入水泥后，可以加快水泥誘導(dǎo)期和加速期的水化反應(yīng)，改善水泥凝固的三維結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高水泥石的密實(shí)度，增強(qiáng)了防水性能。
納米敏感水泥是在水泥中加入對(duì)周圍環(huán)境變化十分敏感的納米材料，從而達(dá)到改善水泥制品溫敏、濕敏、氣敏、力敏等性能。根據(jù)添加的敏感材料的不同可將納米敏感水泥用于化工廠的建設(shè)、高速路面的鋪設(shè)等。
納米環(huán)保復(fù)合水泥是利用納米材料的光催化功能，從而使水泥制品具有殺菌、除臭以及表面自清潔等功能。通常是選用tio2作為納米添加劑。
納米隱身復(fù)合材料是通過使用具有吸收電磁波功能的納米材料(納米金屬粉居多)，在電磁波照射時(shí)，納米材料的表面效應(yīng)使得原子與電子運(yùn)動(dòng)加劇，促使電子能轉(zhuǎn)化為熱能，加強(qiáng)對(duì)電磁波的吸收，從何使材料能夠在很寬的頻帶范圍內(nèi)避開雷達(dá)、紅外光的偵查，這一材料常用于軍事國(guó)防建筑等。
普通玻璃在使用過程中會(huì)吸附空氣中的有機(jī)物，形成難以清洗的有機(jī)污垢，同時(shí)，水在玻璃上易形成水霧，影響可見度和反光度。而通過在平板玻璃的兩面鍍制一層tio2納米薄膜形成的納米玻璃，則能有效的解決上述缺陷，同時(shí)tio2光催化劑在陽光作用下，可以分解甲醛、氨氣等有害氣體。此外納米玻璃具有非常好的透光性以及機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。將這種玻璃用作屏幕玻璃、大廈玻璃、住宅玻璃等可免去麻煩的人工清洗過程。
陶瓷因其具有較好的耐高溫以及抗腐蝕性以及良好的外觀性能而在工程界得到了廣泛的應(yīng)用(如鋪貼墻面的瓷磚)，但是陶瓷易發(fā)生脆性破壞，因而在使用過程中也受到了一定的限制。使用納米材料開發(fā)研制的納米陶瓷則具有良好的塑性性能，能夠吸收一定量的外來能量。在陶瓷基中加入納米級(jí)的金屬碳化物纖維可以大大提高陶瓷的強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的抗燒蝕性，火箭噴氣口的耐高溫材料就選用納米金屬陶瓷作為耐高溫材料。用納米sic、si3n、zno、sio2、tio2、a12o3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韌性、高強(qiáng)度、耐磨性、低溫超塑性、抗冷熱疲勞等性能優(yōu)點(diǎn)。納米陶瓷將作為防腐、耐熱、耐磨的新材料在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
通常是在膠料中加入炭黑等以提高材料的防水性能，但這種材料的耐腐蝕性以及耐侯性較差，易老化，研制具有高強(qiáng)、耐腐蝕、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在積極研究的問題，納米防水材料能夠很好滿足上述要求，北京建筑科學(xué)研究院就成功的研制了具有較好耐老化性能的納米防水卷材，該類防水卷材具有很好的強(qiáng)度、韌性、抗老化性以及光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。納米防水卷材具有叫廣泛的應(yīng)用前景，如建筑頂面、地下室、衛(wèi)生間、水利堤壩以及防潛工程等。
隨著我國(guó)推行節(jié)能減排的方針，工程界也越來越注重建筑的保溫節(jié)能性能，我國(guó)目前使用的比較多的仍是聚氨酯、石棉等傳統(tǒng)隔熱保溫材料，這些材料在使用過程中容易產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)，如石棉與纖維制品含有致癌物質(zhì)，聚氨酯泡沫燃燒后釋放有毒氣體，而通過使用納米材料開發(fā)研制的保溫材料則能避免這些弊端，如以無機(jī)硅酸鹽為基料，經(jīng)高溫高壓納米功能材料改性而成的保溫材料不僅具有很好的保溫效果，同時(shí)對(duì)人體也無損害，是一種綠色環(huán)保保溫材料。
對(duì)于一些在深海中作業(yè)的結(jié)構(gòu)以及其他特殊環(huán)境下工作的構(gòu)件，它們對(duì)結(jié)構(gòu)的密封性的要求非常高，已超過了普通粘合劑和密封劑所能滿足的范圍。國(guó)外通過在普通粘合劑和密封膠中添加納米sio2等添加劑，使粘合劑的粘結(jié)效果和密封膠的密封性能都大大提高。其工作機(jī)理是在納米sio2的表面包覆一層有機(jī)材料，使之具有永久性，將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結(jié)構(gòu)，即納米sio2形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膠體流動(dòng)，提高粘接效果，由于顆粒尺寸小，更增加了膠的密封性。大型建材機(jī)械等主機(jī)工作時(shí)的噪聲達(dá)到上百分貝，用納米材料制成的潤(rùn)滑劑，既能在物體表面形成半永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生根好的潤(rùn)滑作用，大大降低噪聲，又能延長(zhǎng)裝備使用壽命，具有非常好的應(yīng)用前景。
納米技術(shù)作為一門新興的學(xué)科，被譽(yù)為二十一世紀(jì)最具有發(fā)展前景的技術(shù)，是對(duì)未來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的一種關(guān)鍵性前沿技術(shù)。納米技術(shù)在建筑材料方面的應(yīng)用前景非常廣闊，納米技術(shù)不僅會(huì)推動(dòng)建材新產(chǎn)品的開發(fā)，還將為改善人們的生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量做出不可估量的貢獻(xiàn)。納米功能材料已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，目前研究開發(fā)工作正處于剛剛起步階段，還有很多問題還未很好的'解決，需要將進(jìn)一步加速對(duì)納米材料的研究以及推廣應(yīng)用。納米材料將成為21世紀(jì)新型建筑材料的發(fā)展新方向，相信在不久的將來，我們將跨入一個(gè)全新的材料時(shí)代—納米材料時(shí)代。
[1]@張立德。納米材料[m].北京：化工出版社，2002.
[5]@唐輝宇，陳麗娟。納米技術(shù)與環(huán)保建材[j].四川建材，2005，(1):6-8.
納米材料論文參考文獻(xiàn)篇六
摘要：目前世界上上轉(zhuǎn)換納米熒光材料正處在發(fā)展階段，材料的選擇和合成有待于深入細(xì)致的研究。本文對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶的選擇和合成做了系統(tǒng)的討論。
關(guān)鍵詞：納米材料發(fā)光材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光熒光材料雙光子吸收納米晶
近年來，人們開始對(duì)熒光標(biāo)記材料產(chǎn)生了濃厚的興趣，特別是隨著納米技術(shù)的發(fā)展，能夠進(jìn)行生物標(biāo)記的無機(jī)納米晶成為人們追逐的熱點(diǎn)，但是由于生物背底同樣會(huì)產(chǎn)生熒光從而對(duì)熒光檢測(cè)形成干擾，于是不會(huì)產(chǎn)生背底干擾的稀土上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光標(biāo)記材料引起了人們的注意。
1.1納米材料簡(jiǎn)介
納術(shù)概念是1959年木，諾貝爾獎(jiǎng)獲得著理查德。費(fèi)曼在一次講演中提出的。他在“thereisplentyofroomatthebottom”的講演中提到，人類能夠用宏觀的機(jī)器制造比其體積小的機(jī)器，而這較小的機(jī)器可以制作更小的機(jī)器，這樣一步步達(dá)到分子尺度，即逐級(jí)縮小生產(chǎn)裝置，以至最后直接按意愿排列原子，制造產(chǎn)品。他預(yù)言，化學(xué)將變成根據(jù)人仃〕的意愿逐個(gè)地準(zhǔn)確放置原子的技術(shù)問題，這是最早具有現(xiàn)代納米概念的思想。20世紀(jì)80年代末、90年代初，出現(xiàn)了表征納米尺度的重要工具一掃描隧道顯微鏡(stm)，原子力顯微鏡(afm)一認(rèn)識(shí)納米尺度和納米世界物質(zhì)的直接的工具，極大地促進(jìn)了在納米尺度上認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，出現(xiàn)了納米技術(shù)術(shù)語，形成了納米技術(shù)。其實(shí)說起來納米只是一個(gè)長(zhǎng)度單位，1納米(nm)=10又負(fù)3次方微米=10又負(fù)6次方毫米(mm)=10又負(fù)9次方米(m)=l0a。納米科學(xué)與技術(shù)(nano-st)是研究由尺寸在1-100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)。關(guān)于納米技術(shù)，從迄今為止的研究狀況來看，可以分為4種概念。在這里就不一一介紹了。
1.2上轉(zhuǎn)換納米材料介紹
稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料通過多光子機(jī)制把長(zhǎng)波輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射稱為上轉(zhuǎn)換。所謂的上轉(zhuǎn)換材料就是指受到光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射比激發(fā)波長(zhǎng)短的熒光的材料。由此可見上轉(zhuǎn)換發(fā)光的本質(zhì)是一種反stokes發(fā)光，因此，也稱上轉(zhuǎn)換發(fā)光為反stokes發(fā)光。早在1959年，就出現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換發(fā)光的報(bào)道。用960nm的紅外光激發(fā)多晶zns，觀察到了525nm綠色發(fā)光。上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機(jī)理可以歸結(jié)為4種情況：
(1)單離子的步進(jìn)多光子吸收，這實(shí)際上是激發(fā)態(tài)吸收(esa)的過程。
(2)直接雙光子吸收。這也是一個(gè)單離子過程，能量為e1和e2(e1與e2可以相等也可以不相等)的兩個(gè)光子從一個(gè)虛擬的中間量子態(tài)被同時(shí)吸收終態(tài)e3=e1+e2。
（3）多個(gè)激發(fā)態(tài)離子的共協(xié)上轉(zhuǎn)換。
(4)光子雪崩吸收上轉(zhuǎn)換。
2.1共沉淀法
組分體系的制備就可能存在一些問題。岡為它對(duì)于原料的選擇會(huì)造成一定的困難，同時(shí)還要求各種組分具有相同或相近的水解或沉淀?xiàng)l件，這樣必將對(duì)所合成的多組分體系有一定的要求，從而限制了它的使用。．iohanneshampl等人用高溫流化床合成出了具有較好分散性的er，yb共摻的氧硫化物。合成時(shí)，將er，yb和y的硝酸鹽用尿素共沉淀，得到的沉淀在840℃下通過h2s和水蒸氣，最后在1500℃的流化床中用ar氣保護(hù)活化，這樣得到了尺寸大約400nm的粒子。硫化物的粒子形態(tài)較好，一般為圓形，但是要求較高的活化溫度(1500~)，在此溫度下粒子容易粘連，所以在硫化床中活化，這樣加大了合成的難度。
2.2水熱法
水熱法也是近幾年來研究無機(jī)發(fā)光材料中發(fā)明的又一新興的合成方法。此法主要是在特制的反應(yīng)釜(高壓釜)中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中產(chǎn)生高壓環(huán)境從而在一定溫度和壓力下，使物質(zhì)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一種《·》無機(jī)制備方法。在水熱法的基礎(chǔ)上，以有機(jī)溶劑代替水，采用溶劑熱反應(yīng)來制備發(fā)光材料是水熱法的一種重大改進(jìn)，可以適用于一些非水反應(yīng)體系的制備，從而打一大了水熱技術(shù)的適用范圍。
上轉(zhuǎn)換納米微粒的個(gè)最重要標(biāo)志是尺寸與物理的特征量相差不多，例如。當(dāng)上轉(zhuǎn)換納米粒子的粒徑與超導(dǎo)相干波長(zhǎng)、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，小顆粒的量子尺寸效應(yīng)十分顯著。
與此同時(shí)，大的比表面使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內(nèi)部的原子、電子的行為有很大的差別，這種表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)對(duì)納術(shù)微粒的光學(xué)特性有很大的影響。甚至使納米微粒具有同樣材質(zhì)的宏觀犬塊物體不具備的新的光學(xué)特性。
例如：
1.寬頻帶強(qiáng)吸收。納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對(duì)紅外有個(gè)寬頻帶強(qiáng)吸收譜。這是因?yàn)榧{米粒子大的比表面導(dǎo)致r平均配位數(shù)下降，不飽和鍵和懸鍵增多，與常規(guī)大小材料不同，沒有一個(gè)單一的，擇優(yōu)的鍵振動(dòng)模．而存在個(gè)較寬的鍵振動(dòng)模的分布．在紅外光場(chǎng)作用下它們對(duì)紅外吸收的頻率也就存在個(gè)較寬的分布，這就導(dǎo)致了納米粒于紅外吸收帶的寬化。
2.吸收帶藍(lán)移現(xiàn)象。這可能由于兩方面原因，一是量子尺寸效應(yīng)，由于顆粒尺下降能隙變寬，這就導(dǎo)致光吸收帶移向短波方向，ball等對(duì)這種藍(lán)移現(xiàn)象給出了解釋：已被電子占據(jù)分子軌道能級(jí)與未被電子占據(jù)分子軌道能級(jí)之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大．這是產(chǎn)生藍(lán)移的根本原因。這種解釋對(duì)半導(dǎo)體和絕緣體都適用。另一種是表面效應(yīng)。由于納米微粒顆粒小，大的表面張力使晶格畸變，品格常數(shù)改變。對(duì)納米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近鄰和第二近鄰的距離發(fā)生變化。鍵長(zhǎng)的改變導(dǎo)致納米微粒的鍵本征振動(dòng)頻率改變，結(jié)果使光吸收帶發(fā)生移動(dòng)。3．量子限域效應(yīng)。半導(dǎo)體納術(shù)微粒的半徑rab(激子玻爾半徑)時(shí)，電子的平均自由程受小粒徑的限制，局限在很小的范圍，空穴很容易與它形成激子，引起電子和空穴波函數(shù)的重疊，這就報(bào)容易產(chǎn)生激子吸收帶。
當(dāng)上轉(zhuǎn)換納米微粒的尺寸小到一定值時(shí)可在定波長(zhǎng)的光激發(fā)下發(fā)光。1990年，日本佳能研究中心的h.tabagi發(fā)現(xiàn)，粒徑小于6nm的硅在室溫下可以發(fā)射可見光。隨半徑減小，發(fā)射帶強(qiáng)度增強(qiáng)并移向短波方向。當(dāng)粒徑大干6nm時(shí)，這種光發(fā)射現(xiàn)象消失。tabagi目認(rèn)為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應(yīng)引起的。brus認(rèn)為，大塊硅不發(fā)光是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)存在平移周期性，由平移對(duì)稱性產(chǎn)生的選擇定則使得大尺寸硅不可能發(fā)光，當(dāng)硅粒徑小到某程度時(shí)(6nm)．平移對(duì)稱性消失，因此出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象。
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8楊劍滕鳳恩《材料導(dǎo)報(bào)》1997第2期
9納米材料及其技術(shù)的應(yīng)用前景張中太2000材料工程
10李彥施祖進(jìn)納米團(tuán)簇的超分子自組裝[期刊論文]-化學(xué)進(jìn)展11張立德納米材料的發(fā)展1994(03)
納米材料論文參考文獻(xiàn)篇七
《納米材料》是一門新興的、多學(xué)科穿插性課程，觸及凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等范疇。針對(duì)該課程學(xué)問點(diǎn)冗雜、概念籠統(tǒng)等特性，分離本身教學(xué)經(jīng)歷和課程特性，從該門課程的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法與手腕等方面停止了系統(tǒng)的探究和變革，以到達(dá)進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量的目的。
納米材料，教學(xué)辦法，教學(xué)質(zhì)量
納米科技是20世紀(jì)80年代末逐漸開展起來的新興學(xué)科范疇，它觸及到凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等范疇[1]。目前，納米科技與生物技術(shù)、信息技術(shù)成為推進(jìn)人類將來開展的三大主流科技，在信息技術(shù)、生物與農(nóng)業(yè)、環(huán)境能源、生命醫(yī)學(xué)以及航空航天等方面有普遍的應(yīng)用前景。納米科技的迅猛開展將促使簡(jiǎn)直一切的工業(yè)范疇產(chǎn)生一場(chǎng)反動(dòng)性的變化。
納米材料是納米科技的根底，對(duì)納米材料的學(xué)習(xí)，是順應(yīng)將來社會(huì)對(duì)材料專業(yè)人才的需求。在教材的方面，不斷沒有一本面向研討生教學(xué)的、較系統(tǒng)性的納米材料的教材。本文擬從納米材料課程教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法與手腕等方面對(duì)高等院校材料類研討生專業(yè)停止納米材料課程的教學(xué)變革停止討論。
目前，納米材料正蓬勃開展，其觸及的面也越來越普遍，涵蓋原子物理、凝聚態(tài)物理、膠體化學(xué)、固體化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)和外表、界面等多中學(xué)科，內(nèi)容普遍[2]。隨著納米科技的興起，也呈現(xiàn)了很多引見納米效應(yīng)、納米技術(shù)應(yīng)用及納米材料制備技術(shù)文獻(xiàn)和材料，對(duì)推進(jìn)納米科技的安康開展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不斷沒有一本面向研討生教學(xué)的、較系統(tǒng)性的納米材料的教材。依據(jù)筆者從事納米材料課程教學(xué)的理論，以為要到達(dá)前面提出的納米材料課程教學(xué)目的。課程的教學(xué)主要內(nèi)容應(yīng)包含以下幾方面： 納米材料的根本概念、開展史；納米材料的分類及其特性；納米材料的根本物理和化學(xué)性能；納米材料的主要制備辦法和原理；納米材料的構(gòu)造剖析測(cè)試辦法；納米材料的生物毒性和平安性；納米材料最新研討停頓。依據(jù)教學(xué)內(nèi)容特性，能夠思索將教學(xué)內(nèi)容分會(huì)以下6個(gè)局部。
2.1 緒論
從納米材料的新奇特性開端，講述納米材料的內(nèi)涵和根本概念以及開展史。依據(jù)材料的分類辦法講述納米材料的分類辦法及特性。講述納米材料的根本構(gòu)造單元及其特性。重點(diǎn)講述納米材料的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、外表效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等根本性能。并分離我國(guó)納米材料研討現(xiàn)狀和學(xué)生研討方向停止相關(guān)討論，激起學(xué)生對(duì)納米材料的獵奇心和求知欲。
2.2 納米材料物理化學(xué)性能
主要內(nèi)容觸及納米材料的構(gòu)造和形貌特征；納米材料的熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等物理特性；納米材料的吸附、分散、聚會(huì)等化學(xué)特性。將納米材料的物理化學(xué)特性與構(gòu)造關(guān)聯(lián)，依照根本構(gòu)造-根本特性-特殊構(gòu)造-特殊效應(yīng)-特殊功用-特殊應(yīng)用這一思緒，引領(lǐng)學(xué)生深化考慮，能夠起到觸類旁通效果。
2.3 納米材料的制備辦法和原理
依照納米材料維數(shù)分類辦法，講述零維納米材料、一維納米材料、二維納米材料、三維納米材料的特征、制備辦法和根本原理。重點(diǎn)講述蒸發(fā)-冷凝法、濺射法、氣相化學(xué)合成法等氣相辦法和沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法、溶劑熱法等液相辦法。并分離學(xué)生研討方向?qū)ο嚓P(guān)材料和辦法停止細(xì)致討論，使學(xué)生控制相關(guān)制備辦法，為隨后的研討奠定堅(jiān)實(shí)的根底。
2.4納米材料的構(gòu)造剖析測(cè)試辦法
主要包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、x射線光電子能譜儀、x射線粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器。經(jīng)過學(xué)習(xí)，使學(xué)生控制納米材料測(cè)試的主要辦法和儀器，并控制各種儀器的優(yōu)缺陷和適用范圍。同時(shí)，也使同窗們認(rèn)識(shí)到納米材料研討的高技術(shù)特性。
2.5納米材料的生物毒性和平安性
主要包括納米材料的生物毒性和平安性。依據(jù)已有的相關(guān)研討報(bào)道，引見一些納米材料的生物毒性，讓學(xué)生們理解納米材料的缺乏之處，控制相關(guān)的平安操作規(guī)則，以便在隨后的納米材料相關(guān)研討中防止呈現(xiàn)平安事故。
2.6最新研討停頓
依據(jù)納米材料的最新研討熱點(diǎn)，如石墨烯、鋰離子電池?zé)簦v述納米科技范疇國(guó)際最新研討動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生理解國(guó)際最新研討熱點(diǎn)。
3.1 多媒體教學(xué)
針對(duì)納米材料課程內(nèi)容普遍，學(xué)問點(diǎn)多的特性，采用多媒體教學(xué)方式。應(yīng)用多媒體教學(xué)圖、文、聲、像融為一體的優(yōu)點(diǎn)，能夠使教與學(xué)的活動(dòng)變得愈加豐厚多彩，又能夠?qū)⑿畔⒘看蟮恼n程內(nèi)容在有限的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給同窗們。從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興味，促進(jìn)學(xué)生思想開展，豐厚學(xué)生的想象力。例如，講述納米材料宏觀量子隧道效應(yīng)時(shí)，能夠動(dòng)畫的方式展示，便當(dāng)學(xué)生們了解。講述納米材料的制備辦法時(shí)，能夠經(jīng)過表示圖的方式展示，更容易讓學(xué)生了解和控制。
3.2交互式討論
應(yīng)用交互式討論教學(xué)方式。依據(jù)學(xué)生的興味，分離課程內(nèi)容，將學(xué)生劃分多個(gè)課題小組，停止課堂討論。例如，講述微乳液法制備納米材料時(shí)，首先讓學(xué)生經(jīng)過文獻(xiàn)查閱等方式理解該辦法；其次，在課堂上就該辦法、原理和理論應(yīng)用停止充沛討論和剖析；最后教師指出該內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過這種交互式討論，在課堂教學(xué)中，確立學(xué)生的主體位置，尊重學(xué)生的主體認(rèn)識(shí)；創(chuàng)設(shè)民主、對(duì)等的課堂氣氛，讓學(xué)生充沛發(fā)表本人對(duì)問題的見地，發(fā)揮學(xué)生的主管能動(dòng)性，變被動(dòng)承受為主動(dòng)探究；使學(xué)生的創(chuàng)新認(rèn)識(shí)、發(fā)明性思想才能得到不時(shí)的開展[3]。
3.3理論操作相分離
納米材料是一門理論性很強(qiáng)的課程。在課程教學(xué)中要充沛與理論相分離，依據(jù)學(xué)生的研討方向，分離課程內(nèi)容，布置學(xué)生停止相關(guān)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)納米材料有更多的理性認(rèn)識(shí)。觸及透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、x射線粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器內(nèi)容時(shí)，分離詳細(xì)狀況，可布置一定時(shí)間上機(jī)察看和操作。
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納米材料論文參考文獻(xiàn)篇八
本文主要研究了污染物的光催化降解原理，進(jìn)一步分析了光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)工作中的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)于光催化納米材料的應(yīng)用趨勢(shì)和方向也進(jìn)行了必要的研究，希望對(duì)這一工作的開展提供一定的指導(dǎo)作用。
光催化；納米材料；環(huán)境保護(hù)；
工業(yè)廢水和廢氣中都含有較多的毒害物質(zhì)，比如有機(jī)磷農(nóng)藥或是二氯乙烯等，這些物質(zhì)對(duì)于人體的影響都是十分明顯的。傳統(tǒng)的水處理方式，比如吸附法、混凝法等方法在現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中仍然存在較大的困難，效果并不理想，所以在今后的實(shí)際發(fā)展過程中就需要不斷探索和獲取一種經(jīng)濟(jì)、合理的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)方法處理后水中的殘留物質(zhì)進(jìn)行更有效的降解。1976年，科學(xué)家在對(duì)紫外線光照射下對(duì)納米tio2進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這種方式可以將難以降解的有機(jī)化合物多氯聯(lián)苯脫氯進(jìn)行有效降解。當(dāng)前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過3000余種難降解的有機(jī)化合物都可以借助此種方式進(jìn)行降解，尤其是水中有機(jī)污染物濃度較低或是其他降解方式不佳的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)更是能發(fā)揮出前所未有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
光催化的納米材料采用的絕大多數(shù)都是金屬氧化物或是硫化物等半導(dǎo)體材料，是一種特殊的電子結(jié)構(gòu)。和金屬相比，這種半導(dǎo)體存在明顯的不連續(xù)性，在對(duì)電子的低能價(jià)帶進(jìn)行填滿的過程中會(huì)和空的高能導(dǎo)帶存在明軒的禁帶，所以當(dāng)二者產(chǎn)生的能量大于光照射的時(shí)候，在價(jià)帶上的電子就會(huì)被轉(zhuǎn)移到導(dǎo)帶上，最終在半導(dǎo)體表面形成具備高活性的電子[1]。
在光催化反應(yīng)中，獲取光激發(fā)所出現(xiàn)的空穴，和對(duì)給體或是受體產(chǎn)生的作用也是有效的。所以在實(shí)際工作中為了確保光催化反應(yīng)能更有效的進(jìn)行，就應(yīng)該適當(dāng)降低電子和空穴之間的簡(jiǎn)單復(fù)合。
(一)光催化納米技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的水處理方式中可以對(duì)污水中出現(xiàn)的懸浮物質(zhì)或是泥沙等大顆粒的污染物進(jìn)行去除，但是對(duì)于濃度較低的可溶性物質(zhì)卻很難進(jìn)行有效的處理，并且由于這項(xiàng)工作的工作效率比較低，花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本比較高，所以很多時(shí)候并不能進(jìn)行有效的處理。但是借助納米材料的光催化方法，就可以將很多難以降解而定污染物進(jìn)行合理轉(zhuǎn)變，從而將原本水中的污染物轉(zhuǎn)化為水分子或是二氧化碳等無污染的分子物質(zhì)。
比如在對(duì)有機(jī)廢水的處理環(huán)節(jié)中，光催化納米材料就可以將水中的絕大多數(shù)有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為無污染的物質(zhì)，比如可以將酸。表面活性劑等有機(jī)污染物進(jìn)行氧化，使其轉(zhuǎn)變?yōu)樗蚨趸嫉葻o害的物質(zhì)。借助納米材料可以的對(duì)物質(zhì)表面性能進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過這種方式對(duì)水中納米的分散性進(jìn)行優(yōu)化。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光激發(fā)作用下產(chǎn)生的電子和空穴復(fù)合問題進(jìn)行抑制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)催化活性的提升[2]。
再比如對(duì)無機(jī)廢水的處理環(huán)節(jié)中，由于無機(jī)物在納米粒子表面存在明顯的光化學(xué)活性，因此光催化納米材料后所出現(xiàn)的電子和空穴都可以對(duì)高氧化狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行還原，也就是借助此種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)無機(jī)物污染的有效消除。
(二)光催化納米技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用
對(duì)大氣污染產(chǎn)生影響的主要成分就是二氧化硫、一氧化碳等物質(zhì)，這些氣體如果長(zhǎng)期存在于空氣中必然會(huì)對(duì)人體的健康造成不利的影響。光催化劑可以和一些氣體吸附劑進(jìn)行有效結(jié)合，從而更有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)降解濃度的有效降低。
將一些對(duì)日光有相應(yīng)的半導(dǎo)體納米材料涂抹在墻壁或是其他合理的位置上可以形成空氣清潔劑的作用，而二氧化硫、一氧化碳等物質(zhì)吸附在上面的時(shí)候，就可以在光的作用下被轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)，這種方式對(duì)于去除臭氣的影響也是十分重要的環(huán)節(jié)[3]。納米對(duì)于氟利昂具備較強(qiáng)的光催化活性，因此將這以技術(shù)進(jìn)行融合后，可以在表面對(duì)酸性進(jìn)行催化，通過這種方式獲取較高的光催化活性作用，這對(duì)于物質(zhì)穩(wěn)定性的提升也將起到一定的幫助作用。
此外，納米技術(shù)還能對(duì)室外的氣象有機(jī)污染物進(jìn)行分解，比如在紫外線的照射下，納米材料可以將室內(nèi)裝飾建材中產(chǎn)生的甲醛、氯乙烯等物質(zhì)進(jìn)行有效分解。將活性炭纖維作為重要載體的過渡金屬離子中適當(dāng)進(jìn)行納米材料光催化劑的融合，通過此種方式將紫外線光照射下濃度更低的甲醛進(jìn)行或降解，但是這種技術(shù)手段對(duì)于濃度高的污染物降解效果比較差，同時(shí)由于使用時(shí)間的增加，最終催化劑的活性也將大大降低，最終甚至?xí)霈F(xiàn)活性的完全消失。
綜上所述，光催化納米材料在當(dāng)前環(huán)境保護(hù)中有著越來越顯著的應(yīng)用，不僅可以對(duì)難處理的污染物進(jìn)行有效處理，同時(shí)還能借助自身的吸附作用對(duì)低濃度的有害物質(zhì)進(jìn)行分解。在當(dāng)前光催化納米技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，環(huán)境保護(hù)工作效率和質(zhì)量也必然會(huì)得到顯著提升?？偠灾?dāng)前我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作已經(jīng)受到了越來越多的影響，甚至對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生了威脅，所以在此種背景下，更需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究，不斷為我國(guó)環(huán)保工作的順利開展提供幫助作用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)工作的順利進(jìn)行。
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