總結(jié)是一次自我審視的機會，通過總結(jié)我們可以找到自己的優(yōu)勢和不足。好的總結(jié)需要提煉出關(guān)鍵信息，排除多余的干擾。以下是小編為大家整理的劇本片段，可以讓您了解到不同戲劇作品的風(fēng)格和魅力。
納米材料論文篇一
摘要：基于納米技術(shù)的納米包裝材料相對于傳統(tǒng)包裝材料有著機械性能良好、物理化學(xué)性能高、加工性能良好的優(yōu)勢,納米銀、納米二氧化鈦、納米氧化鋅都能夠被應(yīng)用在食品包裝領(lǐng)域當(dāng)中。主要針對納米材料在食品包裝中的應(yīng)用進行研究。
關(guān)鍵詞：納米材料;食品包裝;納米技術(shù);
在國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的社會環(huán)境中,人們對食品的安全衛(wèi)生要求越來越高,同時伴隨著生態(tài)環(huán)境保護意識的增強,食品包裝領(lǐng)域也面臨著諸多挑戰(zhàn)。納米技術(shù)是在20世紀90年代末期興起的交叉性科學(xué)領(lǐng)域。納米包裝材料是納米技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一,納米包裝材料相對于其他包裝材料優(yōu)勢明顯。因此,針對納米材料在食品包裝中的應(yīng)用進行研究對于食品包裝領(lǐng)域發(fā)展有著重大的意義。
1納米技術(shù)與納米包裝材料
納米技術(shù)是一項在納米尺度上對物質(zhì)的性質(zhì)與作用進行研究,并且利用物質(zhì)性質(zhì)與特征開展多學(xué)科、交叉性研究的技術(shù)。納米材料即為材料的幾何尺寸已經(jīng)達到了納米級別,并且具有一定的特殊性能。當(dāng)前對于納米材料的學(xué)術(shù)研究分為兩大方面:第一,針對納米材料的性能進行系統(tǒng)的研究,并且對納米材料的微結(jié)構(gòu)進行分析,與常規(guī)材料性質(zhì)、作用進行對比,總結(jié)出納米材料的規(guī)律、作用,構(gòu)建出描述與表征納米材料的概念與理論。第二,發(fā)展應(yīng)用納米材料。當(dāng)前納米材料應(yīng)用的核心問題大于在大量制備納米材料的過程中如何做到穩(wěn)定化、均勻化制備。納米材料的體態(tài)可以分為納米顆粒、納米粉體、納米薄膜等。納米材料憑借其結(jié)構(gòu)的特殊性以及特有的效應(yīng)決定了納米材料存在一系列與傳統(tǒng)材料不同的獨特性質(zhì),使得納米材料的電學(xué)、熱學(xué)與光學(xué)性能得到了進一步的提升。納米包裝材料主要是對包裝材料技能型納米處理,使得包裝材料擁有納米的包裝特性,相對于傳統(tǒng)包裝材料來說納米包裝材料的機械性能良好,韌性高、可塑性好、使用年限長;物理化學(xué)性能高,擁有高耐熱性、高透明度、高阻隔性,可以用于特種包裝中;加工性能良好,納米包裝材料可塑性強,能夠?qū)崿F(xiàn)吹塑、澆注、注塑成型。
納米材料論文篇二
【摘 要】目前,一些大型化工企業(yè),生產(chǎn)過程采用計算機控制,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化,但是往往忽視了企業(yè)的自動化管理。本文所介紹的個人計算機網(wǎng)絡(luò)管理(pcnm)系統(tǒng),既可以方便地與過程控制計算機相互交換信息,又可以同企業(yè)內(nèi)部原有的計算機網(wǎng)絡(luò)連接,形成計算機一體化的生產(chǎn)系統(tǒng),實現(xiàn)了工廠的計算機控制與信息管理一體化。
一、概述
純堿是基本化學(xué)工業(yè)中產(chǎn)量最大的產(chǎn)品,是用途十分廣泛的工業(yè)原料,在國民經(jīng)濟中占有非常重要的地位。隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對純堿的需求量不斷增大,為了滿足市場需求,除了擴大生產(chǎn)規(guī)模外,還必須進一步發(fā)掘生產(chǎn)潛力。
山東濰坊純堿廠是一個新建廠,設(shè)備先進,但純堿生產(chǎn)大部分還是人工操作,落后的操作方法已不能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的`需要。為了解決先進設(shè)備與落后操作的矛盾,穩(wěn)定生產(chǎn),提高原料利用率,降低能耗,增加產(chǎn)量,堿廠從美國霍尼韋爾公司引進具有先進水平的tdc-3000集散型控制系統(tǒng),并用于制堿生產(chǎn)的心臟工序――重堿碳化工段,以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的全局控制。
工業(yè)生產(chǎn)的全局控制包含著兩層意義,一是指生產(chǎn)過程的自動化,二是指企業(yè)管理的自動化。生產(chǎn)過程的自動化指的是生產(chǎn)過程采用計算機控制,用計算機自動調(diào)節(jié)各生產(chǎn)要素,做到產(chǎn)品的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)與低耗。企業(yè)自動化管理指的是調(diào)度、經(jīng)營與決策的自動化,就是把當(dāng)前生產(chǎn)的全部信息匯總起來,使管理決策者能夠?qū)θ珡S的生產(chǎn)、經(jīng)營進行整體安排與調(diào)度,以期取得全廠各部門生產(chǎn)活動的協(xié)調(diào)進行,達到整體效益的最佳工業(yè)過程。全局控制系統(tǒng)可分為以下4級:
3.生產(chǎn)管理級管理
[1]?[2]?[3]?[4]
納米材料論文篇三
計算機軟件工程管理需要管理人員具有足夠的專業(yè)知識和豐富的工作經(jīng)驗，但是我國在計算機軟件工程管理方面還處于初級階段，嚴重缺乏高素質(zhì)的管理人員，這也嚴重制約了計算機軟件工程管理的提高。計算機軟件工程管理中一個重點就是組織機構(gòu)的管理，其不僅可以保證人力資源調(diào)用、分配的科學(xué)性和合理性，還可以匯合管理開發(fā)人員，充分發(fā)揮人力資源最大的優(yōu)勢，極大地提高工作質(zhì)量和效率，這也是目前計算機軟件工程管理需要重點研究的問題。
1.2工作人員管理
工作人員的管理相對于組織機構(gòu)管理來說更具有針對性，管理過程也更加具體。計算機軟件工程能夠順利發(fā)展的關(guān)鍵就是工作人員，同時工作人員還是軟件的直接參與者，因此，工作人員的管理不僅包括軟件的開發(fā)設(shè)計，還包括軟件的實施應(yīng)用。在進行工作人員的管理時，需要詳細、全面地了解工作人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力，將合適的人放在合適的崗位上。
1.3軟件用戶管理
軟件用戶管理可以分析用戶的反饋信息、調(diào)查市場、收集用戶信息，從而優(yōu)化和完善軟件工程。為了使軟件的開發(fā)更加符合社會發(fā)展和用戶的需求，就需要在開發(fā)實際的軟件項目前，充分地調(diào)查和研究市場，采集不同用戶群體的各類信息，在此前提下優(yōu)化開發(fā)設(shè)計，盡可能地降低軟件工程的風(fēng)險。
1.4檔案資料管理
計算機軟件工程規(guī)模隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷龐大，其包括大量的檔案資料和數(shù)據(jù)信息，龐大的信息量和資料也加大了檔案資料的管理難度。軟件工程的檔案資料管理包括兩個方面，一個是開發(fā)過程中備份和存檔相關(guān)的資料，另一個是收集和整理項目期間的.檔案資料。重視檔案資料的管理不僅可極大地提高軟件開發(fā)的效率，提升檔案的安全性，還有利于軟件后期的維護與開發(fā)[1]。
納米材料論文篇四
工作人員對于計算機軟件工程的開發(fā)是非常重要的，高素質(zhì)的工作人員可以保證項目的順利開展，可以從根本上提高項目的質(zhì)量。因此，工作人員需要具備豐富的專業(yè)知識，具有強烈的責(zé)任性和工作積極性。因此，企業(yè)要加強工作人員的培訓(xùn)工作，提高工作人員對項目整體的認知。具體的措施如下：企業(yè)可以聘請專業(yè)的降解人員講解項目開發(fā)過程中可能會出現(xiàn)的問題，還可以定期舉辦培訓(xùn)課堂，舉辦交流會，工作人員可以在交流會上分享自己在工作時遇到的問題，同時還可以分享自己的工作經(jīng)驗。
3.2培養(yǎng)團隊合作意識
計算機軟件工程具有較強的系統(tǒng)性，其各方面、各層次之間的工作都有著千絲萬縷的聯(lián)系，因此需要工作人員及時進行有效的交流與溝通。因此，要想保證計算機軟件工程管理水平的提高，就需要促使工作人員具備團隊合作意識，工作人員之間可以及時進行交流與溝通。具體的措施如下：企業(yè)可以制定合理的溝通機制，使工作人員認識到交流溝通的重要性，為工作人員樹立榜樣，鼓勵工作人員之間進行交流與溝通，還可以將因溝通不及時、不順暢影響工程開發(fā)、管理的案例當(dāng)作反面教材。另外，計算機軟件工程的管理人員要學(xué)習(xí)溝通方法，針對不同的情況要采取不同的溝通方式，以此實現(xiàn)溝通的有效性和效率。為了將工作人員融合到一個團隊中，充分發(fā)揮團隊的積極作用，就需要管理人員合理地安排人員，將人員安排在合適的位置，優(yōu)化配置人力資源，充分激發(fā)工作人員的工作潛力，整個團隊才能實現(xiàn)“一加一大于二”的合作效果[3]。
3.3加強培訓(xùn)工作
企業(yè)要想實現(xiàn)計算機軟件工程管理效率和質(zhì)量的提高，就需要定期開展培訓(xùn)工作，提高管理人員的專業(yè)知識水平和技能水平，同時還可以豐富管理人員的理論知識。計算機軟件工程管理的管理人才和技術(shù)人才有機融合工程項目的管理與計算機軟件工程，提高管理能力。因為兩種工作人員的情況有一定的差別，因此需要企業(yè)采用分班的培訓(xùn)方式，兩個班級之間也要開展互動學(xué)習(xí)，互為老師[4]，這樣不僅有利于兩種工作人員之間的交流與互動，還能夠極大地提高二者的工作水平。其中，企業(yè)需要注意的是，計算機軟件的發(fā)展是極其迅速的，工程管理工作也會隨之變化，理論和技術(shù)也在不斷的革新過程中，因此，企業(yè)需要明白，計算機軟件工程管理人員的培訓(xùn)工作是長期的行為，需要建立健全培訓(xùn)體系和制度。
3.4樹立風(fēng)險意識
在計算機軟件工程中，網(wǎng)絡(luò)攻擊、hacker是最常見的風(fēng)險，會嚴重影響到整個工程項目。但是，目前還缺乏一種有效的方法來有效地處理工程項目可能出現(xiàn)的風(fēng)險。因此，工程管理人員需要研究和采取有效的預(yù)防控制措施，最大限度地降低風(fēng)險帶來的危害。首先，管理人員要具備風(fēng)險意識和風(fēng)險控制意識，企業(yè)要重視計算機軟件工程風(fēng)險的宣傳工作，提高管理人員的風(fēng)險意識；其次，針對可能會出現(xiàn)的各類風(fēng)險，要做好數(shù)據(jù)的收集整理工作，仔細研究與分析風(fēng)險的信息數(shù)據(jù)，從而根據(jù)情況來制定合理、科學(xué)完善的風(fēng)險控制體系，制定風(fēng)險預(yù)防控制措施，避免計算機軟件工程的管理出現(xiàn)風(fēng)險。
4結(jié)語
總而言之，現(xiàn)代科技在不斷的發(fā)展過程中，計算機軟件工程對社會發(fā)展的影響越來越大，同時還會影響到國家和社會的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，為了滿足計算機軟件工程的巨大需求，需要不斷強化其管理，最大限度提高其項目管理的效率和質(zhì)量，促進計算機軟件工程更好、更快地發(fā)展。因此，需要提高計算機軟件工程管理的認識，培養(yǎng)團隊合作意識，加強培訓(xùn)工作，樹立風(fēng)險意識，構(gòu)建完善的管理體系，采用新技術(shù)、新方法開展計算機軟件工程的管理，提高經(jīng)濟效益的同時推動社會的發(fā)展與進步。
[參考文獻]
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[3]楊曉慶.計算機軟件工程管理與應(yīng)用分析[j].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2017（5）：4，6.
[4]高欣.計算機軟件工程管理與應(yīng)用分析[j].電子技術(shù)與軟件工程，（5）：73.
納米材料論文篇五
于琳楓（12化學(xué)1班）
摘要：二氧化鈦納米管由于新奇的物理化學(xué)性質(zhì)引起了廣泛的關(guān)注，本文就近年來在制備方法﹑反應(yīng)機理﹑二級結(jié)構(gòu)及摻雜和應(yīng)用方面予以綜述，并討論了今后可能的研究發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:二氧化鈦，納米管，制備，反應(yīng)機理，二級結(jié)構(gòu)
0引言
tio2俗稱鈦白粉，無毒、無味、無刺激性、熱穩(wěn)定性好，且原料來源廣泛易得。它有三種晶型：板鈦礦、銳鈦礦和金紅石型。tio2最早用來做涂料。
1.1氣相法
包括：直流電濺射法、高頻無線電濺射法、分子束取向生長法和等離子體法等。
1.2液相法
目前制備tio2納米材料應(yīng)用最廣泛的方法是各種前驅(qū)體的液相合成法。這種方法的優(yōu)點是：原料來源廣泛、成本較低、設(shè)備簡單、便于大規(guī)模生產(chǎn)。但是產(chǎn)品粒子的均勻性差，在干燥和煅燒過程中易發(fā)生團聚。應(yīng)用最普遍的液相制備方法包括液相沉積法和微乳液法等。
1.2.1液相沉積法
液相沉積法是以無機鈦鹽作原料，通過直接沉積來制備功能tio2粉體和薄膜的液相法。deki等用（nh4)2tif6和h3bo3的水溶液為起始溶液，制備了tio2薄膜。imai等用添加了尿素的tif4和ti(so4)2的水溶液制備了不同形貌的tio2納米材料。液相沉積法具有以下優(yōu)點：對儀器要求比較低，溫度要求低(30～50℃），基片選擇比較廣等。
1.2.2微乳液法
2.1氧化鈦納米管形成的反應(yīng)機理
尚不確定。理論上鈦納米帶折疊或卷曲形成納米管時，可形成下列3種形狀：（a）蛇形的，即單層納米管的卷曲；（b）洋蔥式的，即幾個有弱相互作用的納米片的卷曲；（c）同心式的，通過卷曲或者折疊成多層的納米管。但實際上，（c）種形狀在合成時很難出現(xiàn)。yao和ma通過tem研究分別證實了(a)和(b)構(gòu)型鈦納米管的存在。
梁建等則認為鈦納米管的生長機理符合3-2-1d的生長模型，在水熱合成的過程中，在高壓高溫和強堿作用下，二氧化鈦塊體沿著(110)晶面被剝落成碎片，在片的兩面有不飽和懸掛鍵，隨著反應(yīng)的進行，不飽和懸掛鍵增多，使薄片的表面活性增強，開始卷曲成管狀，以減少體系的能量，這一點從反應(yīng)中間產(chǎn)物中觀察到大量的片狀及卷曲態(tài)得的到證明。dimitryv.bavykin[19]等系統(tǒng)地研究了合成溫度以及tio2/naohmol比對制備二氧化鈦納米管形貌的影響。認為圖3-b符合氧化鈦納米管的形成機理，并給出了形成機理的原始驅(qū)動力的解釋。dimitryv.bavykin等進行了氧化鈦納米管形成的熱力學(xué)和動力學(xué)研究。該模型見圖4能夠很好的解釋實驗中增加tio2/naoh的摩爾比，氧化鈦納米管的平均管徑也增大。同時也可以解釋反應(yīng)溫度增加有利于納米管的平均管徑增大。
2.2納米管的熱穩(wěn)定性及氧化鈦納米管的晶型
由于二氧化鈦納米管為無定形結(jié)構(gòu)，在熱力學(xué)上，屬于介穩(wěn)態(tài)。因此研究溫度對其熱穩(wěn)定性的影響頗有必要。王保玉等以tio2為原料制備成tio2納米管，通過不同溫度焙燒得到不同的樣品，用tem,xrd,ft-ir,bet等手段詳細的研究了溫度對晶型，比表面積的影響。研究表明，在300℃和400℃焙燒存在著兩次比表面積的突降，用化學(xué)法合成的納米管在400℃時，比表面積降到很小，管的結(jié)構(gòu)嚴重被破壞。用化學(xué)法合成的納米管是無定形的，而模板法制備的納米管為銳鈦礦型的。這可能是因為化學(xué)法制備的納米管為多層，層與層之間不能形成三維空間的點陣結(jié)構(gòu)。而王芹等研究則發(fā)現(xiàn)鈦納米管經(jīng)過400℃熱處理后能保持其納米管的形貌，600℃有納米管間燒結(jié)的現(xiàn)象，800℃時管的形狀完全被破壞?？梢姾铣煞椒ǖ牟煌趸伡{米管的熱穩(wěn)定性也有很大的差異。
納米材料論文篇六
在上期關(guān)注了全球頂尖高分子材料研究所之后，本期理財周報將聚焦納米材料和生物材料的全球頂尖實驗室。
眾所周知，納米材料和生物材料屬前沿新材料，代表著未來材料科學(xué)的發(fā)展方向。由于這兩種材料具有重要的戰(zhàn)略意義，各個國家在這兩個領(lǐng)域的研發(fā)競爭可謂白熱化。
美國將信息材料、生物醫(yī)用、納米材料、環(huán)境材料和材料技術(shù)科學(xué)等列為重點發(fā)展方向，日本重點加強信息通信、環(huán)境、生命科學(xué)和納米材料方面的優(yōu)勢，歐盟則重點發(fā)展光電、有機電子、超導(dǎo)復(fù)合、催化劑、光學(xué)、磁性、納米和智能材料。
由此可見，納米、生物材料已成兵家必爭之地。根據(jù)我國的新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃，納米材料和生物材料也是材料科學(xué)的重點發(fā)展方向。2012年6月，四年一度的世界生物材料大會首次落戶中國，尼古拉·佩帕斯、錢煦、威廉·邦菲爾德、師昌緒等一大批國際頂尖生物材料專家匯聚成都，顯示出了中國在生物材料方面日益增加的影響力。
顯然，爭奪納米和生物材料話語權(quán)關(guān)鍵還是研究所和研究人才的競爭。
19xx年7月在美國召開了第一屆國際納米科技技術(shù)會議，正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)一個新分支，美國也成為了全球納米技術(shù)研究的中心。
大學(xué)研究所方面，走在納米材料研究前沿的美國大學(xué)包括紐約州立大學(xué)阿爾巴尼分校、哈佛大學(xué)、北達科他州立大學(xué)、史丹佛大學(xué)、美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校、加州大學(xué)圣地亞哥分校和斯坦福大學(xué)等。
其中，紐約州立大學(xué)阿爾巴尼分校的納米技術(shù)與工程學(xué)院擁有55億的公眾和私人投資，是全球納米技術(shù)研究中心之一，也是世界上第一個專門研究納米科學(xué)與納米工程的高等院校。在國家/獨立研究所方面，橡樹嶺國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室、美國阿貢國家實驗室和美國加州納米技術(shù)研究院等均享有國際盛譽。
此外，美國跨國也走在納米研究的前列：ibm和nec都是最早進入納米技術(shù)研究領(lǐng)域的，最先取得碳納米管這一納米科技基石之一的基礎(chǔ)專利，nantero則是第一家開發(fā)微電子級碳納米管材料、并使用碳納米管開發(fā)下一代半導(dǎo)體設(shè)備的。
美國生物材料方面的研究同樣全球領(lǐng)先，著名的斯坦福大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校、加州理工學(xué)院、約翰霍普金斯大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、加州大學(xué)舊金山分校、耶魯大學(xué)、康乃爾大學(xué)、圣路易斯華盛頓大學(xué)、杜克大學(xué)、芝加哥大學(xué)美國頂尖院校生物工程研究排名靠前。
剛剛結(jié)束的2013年諾貝爾獎獲得者中，邁克爾·萊維特和托馬斯·c·蘇德霍夫等兩位生物化學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家出自同一所大學(xué)：斯坦福大學(xué)。
大名鼎鼎的mit生物材料研究也走在世界頂尖水平，該校擁有44個與生物材料研究相關(guān)的研究中心/研究室。
美國同樣還有一批生物材料研究領(lǐng)先的跨國企業(yè)，如安捷倫科技，英斯特朗、ceramtec、泰科納（ticona）、冶聯(lián)科技、crs）、美敦力(medtronic)等等。
這些的產(chǎn)品壟斷了全球大部分的高端生物材料市場份額，其研發(fā)實力也可見一斑。歐日朝迎頭趕上在如此眾多頂尖大學(xué)實驗室、國家研究所和跨國實驗室的支撐下，美國在納米材料、生物材料方面建立的優(yōu)勢已基本上無人可以撼動。
不過即便如此，以歐洲和日韓為代表的研究力量同樣不可小覷，部分領(lǐng)域甚至已經(jīng)可以和美國匹敵，并呈現(xiàn)出德國、英國、日本和韓國四足鼎立之勢。
德國在納米材料領(lǐng)域的研究起步較早，在全國范圍內(nèi)建立了六大納米研究中心，分別是納米結(jié)構(gòu)、納米應(yīng)用開發(fā)、納米技術(shù)、納米化學(xué)、納米加工和納米分析中心，形成一張遍布全國的納米科技研究協(xié)作網(wǎng)，而馬普學(xué)會、弗朗霍夫協(xié)會、海姆霍茨大研究中心聯(lián)合會和萊布尼茨研究聯(lián)合會則是德國納米研究的核心力量。
納米材料方面的`大學(xué)研究室，則主要是卡爾斯魯厄理工學(xué)院，德國不倫瑞克理工大學(xué)半導(dǎo)體技術(shù)研究所。
生物材料方面，德國柏林柏林——勃蘭登堡地區(qū)是德國生物技術(shù)研究機構(gòu)分布密集最高的地區(qū)，同時也是歐洲最大的“全方位服務(wù)型生物科技區(qū)”，共擁有6個生物科技園和2個特別實驗室。
與德國相比，英國的納米材料相對遜色，不過生物工程技術(shù)卻有過之而無不及。在英國，誕生了世界上第一只克隆羊“多莉”。英國在生物材料領(lǐng)域次于美國，居世界第二。據(jù)理財周報材料科學(xué)實驗室的不完全統(tǒng)計，迄今為止，英國在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已獲得了20多個諾貝爾獎。
大學(xué)研究室方面，劍橋大學(xué)材料科學(xué)與冶金系擁有生物材料的全球頂尖研究院，zeneca、glaxowelle和smithklihebeacham等跨國生物材料研究能力也是全球領(lǐng)先。
在日本，研究中心是其主要研究陣地。日立的“納米技術(shù)管理推進中心”、日本電器“基礎(chǔ)研究實驗室”；日本電報電話的“厚木實驗室”、富士通的納米技術(shù)研究中心等企業(yè)研究中心是其納米材料研究的核心力量。
韓國則憑借著三星等巨頭在納米材料技術(shù)的研究領(lǐng)域迎頭趕上。
中國研究階段性突破
在國內(nèi)，中科院的納米材料和生物材料研究仍舊首屈一指。理財周報記者獲悉，中科院國家納米科學(xué)中心主要從事納米技術(shù)理論研究，該中心在20年在鉍系化合物超結(jié)構(gòu)制備，基于新型te化物納米材料的寬帶光譜光學(xué)探測器，新型微納加工方法等諸多方面的研究均取得獲得突破性新進展。
國家納米中心現(xiàn)有6個研究室、2個實驗室和1個發(fā)展研究中心、人員方面，納米中心目前科技人員159人、科技支撐人員23人，包括研究員31人、副研究員及高級工程技術(shù)人員39人。20年，納米中心科研人員共發(fā)表sci251篇。
此外，北京航空航天大學(xué)，南京理工大學(xué)，北京科技大學(xué)，大連理工大學(xué)等院校納米材料研究起步較早。
生物材料方面，中科院上海硅酸鹽研究所和清華大學(xué)、四川大學(xué)、南開大學(xué)、上海交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、華東理工大學(xué)等大學(xué)研究室在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。20年的世界生物材料大會承辦方便是四川大學(xué)。
納米材料論文篇七
納米材料是指尺度在1nm—100nm范圍內(nèi)的材料，常見的有零維納米顆粒和一維納米材料，后者包括納米棒、納米線和納米管等等。納米技術(shù)是指在納米尺度范圍內(nèi)，操縱原子、分子或原子團、分子團，使它們重新排列組合,創(chuàng)造具有特定功能的新物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。納米材料的研究和納米技術(shù)在最近幾年得到了廣泛的重視和發(fā)展，并被應(yīng)用到很多領(lǐng)域。
納米材料自從在微電子和半導(dǎo)體工業(yè)中得到了成功應(yīng)用之后，現(xiàn)在正逐漸被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)方面，并取得了良好的效果。納米微粒在性能上與通常所用的宏觀材料完全不同，具有很多特殊性。這些特殊的性能主要是與其特殊的體積所引起，主要表現(xiàn)為表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。納米微粒的這些特殊性能使得其在實際應(yīng)用中具有很多特殊的效果，如比表面積大、表面活性中心多、表面反應(yīng)活性高、強烈的吸附能力、較高催化能力、低毒性以及不易受體內(nèi)和細胞內(nèi)各種酶降解等。這些特殊的表現(xiàn)，使得其在生物醫(yī)學(xué)方面得到廣泛的應(yīng)用。納米微粒在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用上占據(jù)了很大的地位，但一維納米材料如納米管在一些特殊的生物應(yīng)用中具有獨特的優(yōu)勢，也開始受到重視。納米管具有較大的內(nèi)部空腔體積，從小分子到蛋白質(zhì)分子等許多化學(xué)或生物物質(zhì)都可被填充其中；此外，納米管具有明顯的內(nèi)、外表面和開放的端口，便于進行不同的化學(xué)或生物化學(xué)修飾改性。下面分別介紹兩者在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。
核磁共振成像技術(shù)、細胞分離和染色技術(shù)、作為藥物或基因載體、生物替代納米材料、生物傳感器等很多領(lǐng)域。下面對一些比較成熟的技術(shù)作一些介紹。
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檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和dna的特性以及它們之間的相互作用，從而獲得生命微觀活動的規(guī)律。其主要分為蛋白質(zhì)芯片和基因芯片(即dna芯片)兩類，具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點，其發(fā)展的最終目標(biāo)是將樣品制備、生化反應(yīng)到分析檢測的全過程集成化以獲得所謂的微型全分析系統(tǒng)。納米基因芯片技術(shù)正是利用了大多數(shù)生物分子自身所帶的正或負電荷，將電流加到測試板上使分子迅速運動并集中，通過電子學(xué)技術(shù)，分子在納米基因芯片上的結(jié)合速度比傳統(tǒng)方法提高一千倍。與常規(guī)技術(shù)相比，納米基因芯片具有很多優(yōu)點，如微電子技術(shù)使帶電荷的分子運動速度加快，分子雜交的時間僅以分鐘計而非傳統(tǒng)技術(shù)的以小時計；靈活性強，測試基板可安排為各種點陣結(jié)構(gòu)，可同時對一個樣本進行多種測試，分析多種測試結(jié)果；用戶容易按自己的要求建立測試點陣；可現(xiàn)場進行置換擴增，使測試敏感，更有力度等等。生物芯片最典型的應(yīng)用就是進行分子診斷，用于基因研究和傳染病研究等等。
納米探針一種探測單個活細胞的納米傳感器，探頭尺寸僅為納米量級，當(dāng)它插入活細胞時，可探知會導(dǎo)致腫瘤的早期dna損傷。一些高選擇性和高靈敏度的納米傳感器可以用于探測很多細胞化學(xué)物質(zhì)，可以監(jiān)控活細胞的蛋白質(zhì)和感興趣的其他生物化學(xué)物質(zhì)。還可以探測基因表達和靶細胞的蛋白生成，用于篩選微量藥物，以確定那種藥物能夠最有效地阻止細胞內(nèi)致病蛋白的活動。隨著納米技術(shù)的進步，最終實現(xiàn)評定單個細胞的健康狀況。使用能夠接受激光產(chǎn)生熒光的半導(dǎo)體量子點（一種半導(dǎo)體納米微晶粒），可以改善由于傳統(tǒng)有機熒光物質(zhì)激發(fā)光譜范圍窄、發(fā)射峰寬而且容易脫尾等現(xiàn)象。使用納米生物熒光探針可以快速準確的選擇性標(biāo)記目標(biāo)生物分子，靈敏測試細胞內(nèi)的失蹤劑，標(biāo)記細胞，也可以用于細胞表面的標(biāo)記研究。此外進行其它改造可以用以檢測很多其他東西，如cognet等人用10nm的金顆粒標(biāo)記膜蛋白用于蛋白質(zhì)的成像檢測，克服了熒光標(biāo)記的褪色及閃動的缺點，檢測靈敏度高，信號穩(wěn)定。另有人選用葡萄糖包覆超順磁性的fe3o4納米粒子，通過葡萄糖表面的酞基化實現(xiàn)與抗體的偶聯(lián)，制得fe3o4/葡萄糖/抗體磁性納米生物探針，將此探針進行層析實驗，結(jié)果表明，該探針完全適用于快速免疫檢測的需要。
該技術(shù)是現(xiàn)在醫(yī)學(xué)中使用較多的一種技術(shù)，其使用的納米微粒主要是納米級的超順磁性氧化鐵粒子。根據(jù)產(chǎn)品的顆粒大小可以分為兩種類型，一類是普通的超順磁性氧化鐵納米粒子，一般直徑在40—400nm；另一類是超微型超順磁性氧化鐵納米粒子，其最大直徑不超過30nm。該技術(shù)是因為人體的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)具有一分豐富的巨噬細胞，這些吞噬細胞是人體細胞免疫系統(tǒng)的組成部分，當(dāng)超順磁性氧化鐵納米粒子通過靜脈注射進入人體后，與血漿蛋白結(jié)合，并在調(diào)理素作用下被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)識別，吞噬細胞就會把超順磁性氧化鐵納米粒子作為異物而攝取，從而使超順磁性氧化鐵集中在網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞的.組織和器官中。吞噬細胞吞噬超順磁性氧化鐵使相應(yīng)區(qū)域的信號降低，而腫瘤組織因不含正常的吞噬細胞而保持信號不變，從而可以鑒別腫瘤組織。使用納米顆?？梢允沟脵z測出的病灶直徑從使用普通顆粒的1.5cm下降到0.3cm。
血液中紅細胞的大小為6000—9000nm，一般細菌的長度為2000—3000nm，引起人體發(fā)病的病毒尺寸一般為幾十納米，因此納米微粒的尺寸比生物體內(nèi)的細胞和紅細胞小的多，這就為生物學(xué)研究提供了一條新的途徑，即利用納米顆粒進行細胞分離和細胞染色等。如研究表明，用sio2納米顆?？蛇M行細胞分離。在sio2納米顆粒表面，包覆一層與待分離細胞有較好親和作用的物質(zhì)，這種納米顆?？梢苑稚⒃诤喾N細胞的膠體溶液，通過離心技術(shù)使細胞分離。這種方法有明顯的優(yōu)點和實用價值。使用不同的納米顆粒與抗體的復(fù)合體與細胞、某些組織器器官和骨骼系統(tǒng)相結(jié)合，就相當(dāng)于給組織貼上了標(biāo)簽，利用顯微技術(shù)可以分辨各種組織，即用納米顆粒進行細胞染色技術(shù)。
傳統(tǒng)的給藥方式主要是口服和注射。但是，新型藥物的開發(fā)，特別是蛋白質(zhì)、核酸等生物藥物，要求有新的載體和藥物輸送技術(shù)，以盡可能降低藥物的副作用，并獲得更好的藥效。粒子的尺寸直接影響藥物輸送系統(tǒng)的有效性。納米結(jié)構(gòu)的藥物輸送是納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個關(guān)鍵技術(shù)，具有提高藥物的生物可利用度、改進藥物的時間控制釋放性能、以及使藥物分子精確定位的潛能。納米結(jié)構(gòu)的藥物輸送系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在能夠直接將藥物分子運送到細胞中，而且可以通過健康組織把藥物送到腫瘤等靶組織。如通過制備大于正常健康組織的細胞間隙、小于腫瘤組織內(nèi)孔隙的載藥納米粒子，就可以把治療藥物選擇性地輸送到腫瘤組織中去。當(dāng)前研究的用于藥物輸送的納米粒子主要包括生物型粒子、合成高分子粒子、硅基粒子、碳基粒子以及金屬粒子等。用納米控釋系統(tǒng)輸送核苷酸有許多優(yōu)越性，如能保護核苷酸，防止降解，有助干核苷酸轉(zhuǎn)染細胞，并可起到定位作用，能夠靶向輸送核苷酸等。還可以對于一些藥材，如中藥加工成由納米級顆粒組成的藥，有助于人體的吸收。
納米微粒在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用遠不止上面提到的這些，利用納米微粒技術(shù)制備生物替代納米材料、生物傳感器等也已有很大發(fā)展。如納米人工骨的研究成功，并已進行臨床試驗。功能性納米粒子與生物大分子如多肽、蛋白質(zhì)、核酸共價結(jié)合，在靶向藥物輸運和控制釋放、基因治療、癌癥的早期診斷與治療、生物芯片和生物傳感器等許多方面顯示出誘人的應(yīng)用前景和理論研究價值。
如前面所述，納米管以其特殊的性能，在生物醫(yī)學(xué)方面得到較多的研究和應(yīng)用。目前研究較多的納米管有碳納米管、硅納米管、脂納米管和肽納米管等。這些納米管主要是用于生物分離、生物催化、生物傳感和檢測等生物技術(shù)領(lǐng)域。
對納米管的內(nèi)、外表面進行不同修飾后,可用作納米相萃取器，如用其進行手性異構(gòu)分子的分離。由于異構(gòu)體分子之間的理化性質(zhì)差別非常小，因此傳統(tǒng)分離方法的選擇性往往都很低。將抗體通過一定的化學(xué)試劑固定在硅納米管的內(nèi)外表面，利用抗體對異構(gòu)體的特異結(jié)合作用，賦予納米管手性識別能力，可以實現(xiàn)對特定手性異構(gòu)體的拆分，該思路使得納米管在手性生物物質(zhì)分離方面的應(yīng)用前景大為拓展。將用模板法制備的納米管可以留在膜孔內(nèi)可以用于分離。其分離機理之一即是上面提到的對納米管的修飾，另一機理是調(diào)節(jié)納米管的直徑尺寸使之與混合物中相對較小的物質(zhì)分子的尺寸相匹配，實現(xiàn)小分子與大分子物質(zhì)的分離，即所謂的篩分法。納米管的應(yīng)用使得對生命體中各種氨基酸、核酸分子的手性研究有了很大的進展。
納米管用于生物催化技術(shù)的最主要的一個原因就是其大的比表面積，如含酶納米管可以在生物催化反應(yīng)器中使用。通過醛基硅烷將葡萄糖氧化酶(god)結(jié)合到硅納米管(管徑60nm)的內(nèi)外表面，形成的god納米管催化劑可催化葡萄糖的氧化反應(yīng),且無泄漏。雖然與目前常用的其他共價法固定化酶介質(zhì)(如聚合物、硅膠)相比，納米管固定化酶的活性降低幅度還較大，但納米管的微小尺寸、大比表面(120～700m2·g-1)和優(yōu)良的機械性使其更適合作為催化劑或載體用于生物微反應(yīng)器。這些納米管可以攜帶酶參加反應(yīng)，其自身還能起到催化作用，如對于神經(jīng)組織還是骨組織而言，使用碳納米管含量較高的復(fù)合材料，均能促進組織再生，同時顯著地抑制對植入設(shè)備產(chǎn)生不利影響的膠質(zhì)痕跡和纖維組織的形成。
納米管生物傳感器是目前納米管生物技術(shù)中研究最為活躍的領(lǐng)域。使用酶修飾電極是生物傳感器的基本構(gòu)件和關(guān)鍵，但實際上在酶的電化學(xué)反應(yīng)中通常需要外加促進劑和電子媒介。研制適宜的電極材料和固定化方法對實現(xiàn)酶的直接電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)和生物活性的維持非常重要。一般用聚合物膜來達到此要求，但由于其穩(wěn)定性較差，制約其應(yīng)用。相比之下，碳納米管的機械強度高，比表面大，化學(xué)穩(wěn)定性高，導(dǎo)電能力強且對環(huán)境和被吸附分子的變化敏感，是生物傳感器中理想的固定化酶介質(zhì)。除此之外，碳納米管還有其它特點，如它可以改善參加反應(yīng)的生物分子的氧化還原可逆性；降低氧化還原反應(yīng)中的過電位；還可以直接進行電子傳遞，用于電流型酶傳感器。由于碳納米管具有一定的吸附特性，吸附的氣體分子與碳納米管發(fā)生相互作用，改變其費米能級引起其宏觀電阻發(fā)生較大改變，可以通過檢測其電阻變化來檢測氣體成分，因此碳納米管還可用于制造氣敏傳感器。將碳納米管用作原子力顯微鏡（afm）的探針是比較理想的，它具有直徑小、長徑比大、化學(xué)和機械性能好、剛性極大等優(yōu)點，制的afm分辨率比普通的高，可用于分子生物學(xué)的研究。
納米材料論文篇八
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致的研究。本文對上轉(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，能夠進行生物標(biāo)記的無機納米晶成為人們追逐的熱點，但是由于生物背底同樣會產(chǎn)生熒光從而對熒光檢測形成干擾，于是不會產(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納米材料簡介
納術(shù)概念是1959年木，諾貝爾獎獲得著理查德。費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器制造比其體積小的機器，而這較小的機器可以制作更小的機器，這樣一步步達到分子尺度，即逐級縮小生產(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〕的意愿逐個地準確放置原子的技術(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)一認識納米尺度和納米世界物質(zhì)的直接的工具，極大地促進了在納米尺度上認識物質(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)。其實說起來納米只是一個長度單位，1納米(nm)=10又負3次方微米=10又負6次方毫米(mm)=10又負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)組成的體系的運動規(guī)律和相互作用以及可能的實際應(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制把長波輻射轉(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，可以發(fā)射比激發(fā)波長短的熒光的材料。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)光的機理可以歸結(jié)為4種情況：
(1)單離子的步進多光子吸收，這實際上是激發(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)的兩個光子從一個虛擬的中間量子態(tài)被同時吸收終態(tài)e3=e1+e2。
（3）多個激發(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。岡為它對于原料的選擇會造成一定的困難，同時還要求各種組分具有相同或相近的水解或沉淀條件，這樣必將對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，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)在溶液中進行化學(xué)反應(yīng)的一種《·》無機制備方法。在水熱法的基礎(chǔ)上，以有機溶劑代替水，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，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、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長相當(dāng)時，小顆粒的量子尺寸效應(yīng)十分顯著。
與此同時，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.寬頻帶強吸收。納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對紅外有個寬頻帶強吸收譜。這是因為納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，沒有一個單一的，擇優(yōu)的鍵振動模．而存在個較寬的鍵振動模的分布．在紅外光場作用下它們對紅外吸收的頻率也就存在個較寬的分布，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等對這種藍移現(xiàn)象給出了解釋：已被電子占據(jù)分子軌道能級與未被電子占據(jù)分子軌道能級之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大．這是產(chǎn)生藍移的根本原因。這種解釋對半導(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。鍵長的改變導(dǎo)致納米微粒的鍵本征振動頻率改變，結(jié)果使光吸收帶發(fā)生移動。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，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可在定波長的光激發(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)射帶強度增強并移向短波方向。當(dāng)粒徑大干6nm時，這種光發(fā)射現(xiàn)象消失。tabagi目認為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應(yīng)引起的。brus認為，大塊硅不發(fā)光是因為它的結(jié)構(gòu)存在平移周期性，由平移對稱性產(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(6nm)．平移對稱性消失，因此出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象。
1電沉積納米晶材料技術(shù)屠振密[等]編著2008
2發(fā)光材料與顯示技術(shù)徐敘瑢主編2003
3有機發(fā)光材料、器件及其平板顯示李文連著2002
8楊劍滕鳳恩《材料導(dǎo)報》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李彥施祖進納米團簇的超分子自組裝[期刊論文]-化學(xué)進展11張立德納米材料的發(fā)展1994(03)
納米材料論文篇九
本文主要研究了污染物的光催化降解原理，進一步分析了光催化納米材料在環(huán)境保護工作中的應(yīng)用，同時對于光催化納米材料的應(yīng)用趨勢和方向也進行了必要的研究，希望對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；
工業(yè)廢水和廢氣中都含有較多的毒害物質(zhì)，比如有機磷農(nóng)藥或是二氯乙烯等，這些物質(zhì)對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，所以在今后的實際發(fā)展過程中就需要不斷探索和獲取一種經(jīng)濟、合理的方式，實現(xiàn)對傳統(tǒng)方法處理后水中的殘留物質(zhì)進行更有效的降解。1976年，科學(xué)家在對紫外線光照射下對納米tio2進行了研究，發(fā)現(xiàn)這種方式可以將難以降解的有機化合物多氯聯(lián)苯脫氯進行有效降解。當(dāng)前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過3000余種難降解的有機化合物都可以借助此種方式進行降解，尤其是水中有機污染物濃度較低或是其他降解方式不佳的時候，這項技術(shù)更是能發(fā)揮出前所未有的技術(shù)優(yōu)勢。
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，在對電子的低能價帶進行填滿的過程中會和空的高能導(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候，在價帶上的電子就會被轉(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，和對給體或是受體產(chǎn)生的作用也是有效的。所以在實際工作中為了確保光催化反應(yīng)能更有效的進行，就應(yīng)該適當(dāng)降低電子和空穴之間的簡單復(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行去除，但是對于濃度較低的可溶性物質(zhì)卻很難進行有效的處理，并且由于這項工作的工作效率比較低，花費的經(jīng)濟成本比較高，所以很多時候并不能進行有效的處理。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)。
比如在對有機廢水的處理環(huán)節(jié)中，光催化納米材料就可以將水中的絕大多數(shù)有機污染物進行轉(zhuǎn)化，使其成為無污染的物質(zhì)，比如可以將酸。表面活性劑等有機污染物進行氧化，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物質(zhì)表面性能進行轉(zhuǎn)變，通過這種方式對水中納米的分散性進行優(yōu)化。從而實現(xiàn)對光激發(fā)作用下產(chǎn)生的電子和空穴復(fù)合問題進行抑制，進一步實現(xiàn)對催化活性的提升[2]。
再比如對無機廢水的處理環(huán)節(jié)中，由于無機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高氧化狀態(tài)的物質(zhì)進行還原，也就是借助此種方式實現(xiàn)對無機物污染的有效消除。
(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)，這些氣體如果長期存在于空氣中必然會對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行有效結(jié)合，從而更有效的實現(xiàn)對降解濃度的有效降低。
將一些對日光有相應(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)，這種方式對于去除臭氣的影響也是十分重要的環(huán)節(jié)[3]。納米對于氟利昂具備較強的光催化活性，因此將這以技術(shù)進行融合后，可以在表面對酸性進行催化，通過這種方式獲取較高的光催化活性作用，這對于物質(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)還能對室外的氣象有機污染物進行分解，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行或降解，但是這種技術(shù)手段對于濃度高的污染物降解效果比較差，同時由于使用時間的增加，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)境保護中有著越來越顯著的應(yīng)用，不僅可以對難處理的污染物進行有效處理，同時還能借助自身的吸附作用對低濃度的有害物質(zhì)進行分解。在當(dāng)前光催化納米技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，環(huán)境保護工作效率和質(zhì)量也必然會得到顯著提升?？偠灾?，當(dāng)前我國環(huán)境保護工作已經(jīng)受到了越來越多的影響，甚至對人們的身體健康產(chǎn)生了威脅，所以在此種背景下，更需要加強對相關(guān)技術(shù)的研究，不斷為我國環(huán)保工作的順利開展提供幫助作用，實現(xiàn)可持續(xù)工作的順利進行。
納米材料論文篇十
于琳楓（12化學(xué)1班）
摘要：二氧化鈦納米管由于新奇的物理化學(xué)性質(zhì)引起了廣泛的關(guān)注，本文就近年來在制備方法﹑反應(yīng)機理﹑二級結(jié)構(gòu)及摻雜和應(yīng)用方面予以綜述，并討論了今后可能的研究發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:二氧化鈦，納米管，制備，反應(yīng)機理，二級結(jié)構(gòu)
0引言
tio2俗稱鈦白粉，無毒、無味、無刺激性、熱穩(wěn)定性好，且原料來源廣泛易得。它有三種晶型：板鈦礦、銳鈦礦和金紅石型。tio2最早用來做涂料。
1.1氣相法
包括：直流電濺射法、高頻無線電濺射法、分子束取向生長法和等離子體法等。
1.2液相法
目前制備tio2納米材料應(yīng)用最廣泛的方法是各種前驅(qū)體的液相合成法。這種方法的優(yōu)點是：原料來源廣泛、成本較低、設(shè)備簡單、便于大規(guī)模生產(chǎn)。但是產(chǎn)品粒子的均勻性差，在干燥和煅燒過程中易發(fā)生團聚。應(yīng)用最普遍的液相制備方法包括液相沉積法和微乳液法等。
1.2.1液相沉積法
液相沉積法是以無機鈦鹽作原料，通過直接沉積來制備功能tio2粉體和薄膜的液相法。deki等用（nh4)2tif6和h3bo3的水溶液為起始溶液，制備了tio2薄膜。imai等用添加了尿素的tif4和ti(so4)2的水溶液制備了不同形貌的tio2納米材料。液相沉積法具有以下優(yōu)點：對儀器要求比較低，溫度要求低(30～50℃），基片選擇比較廣等。
1.2.2微乳液法
2.1氧化鈦納米管形成的反應(yīng)機理
尚不確定。理論上鈦納米帶折疊或卷曲形成納米管時，可形成下列3種形狀：（a）蛇形的，即單層納米管的卷曲；（b）洋蔥式的，即幾個有弱相互作用的納米片的卷曲；（c）同心式的，通過卷曲或者折疊成多層的納米管。但實際上，（c）種形狀在合成時很難出現(xiàn)。yao和ma通過tem研究分別證實了(a)和(b)構(gòu)型鈦納米管的存在。
梁建等則認為鈦納米管的生長機理符合3-2-1d的生長模型，在水熱合成的過程中，在高壓高溫和強堿作用下，二氧化鈦塊體沿著(110)晶面被剝落成碎片，在片的兩面有不飽和懸掛鍵，隨著反應(yīng)的進行，不飽和懸掛鍵增多，使薄片的表面活性增強，開始卷曲成管狀，以減少體系的能量，這一點從反應(yīng)中間產(chǎn)物中觀察到大量的片狀及卷曲態(tài)得的到證明。dimitryv.bavykin[19]等系統(tǒng)地研究了合成溫度以及tio2/naohmol比對制備二氧化鈦納米管形貌的影響。認為圖3-b符合氧化鈦納米管的形成機理，并給出了形成機理的原始驅(qū)動力的解釋。dimitryv.bavykin等進行了氧化鈦納米管形成的熱力學(xué)和動力學(xué)研究。該模型見圖4能夠很好的解釋實驗中增加tio2/naoh的摩爾比，氧化鈦納米管的平均管徑也增大。同時也可以解釋反應(yīng)溫度增加有利于納米管的平均管徑增大。
2.2納米管的熱穩(wěn)定性及氧化鈦納米管的晶型
由于二氧化鈦納米管為無定形結(jié)構(gòu)，在熱力學(xué)上，屬于介穩(wěn)態(tài)。因此研究溫度對其熱穩(wěn)定性的影響頗有必要。王保玉等以tio2為原料制備成tio2納米管，通過不同溫度焙燒得到不同的樣品，用tem,xrd,ft-ir,bet等手段詳細的研究了溫度對晶型，比表面積的影響。研究表明，在300℃和400℃焙燒存在著兩次比表面積的突降，用化學(xué)法合成的納米管在400℃時，比表面積降到很小，管的結(jié)構(gòu)嚴重被破壞。用化學(xué)法合成的納米管是無定形的，而模板法制備的納米管為銳鈦礦型的。這可能是因為化學(xué)法制備的納米管為多層，層與層之間不能形成三維空間的點陣結(jié)構(gòu)。而王芹等研究則發(fā)現(xiàn)鈦納米管經(jīng)過400℃熱處理后能保持其納米管的形貌，600℃有納米管間燒結(jié)的現(xiàn)象，800℃時管的形狀完全被破壞?？梢姾铣煞椒ǖ牟煌?，氧化鈦納米管的熱穩(wěn)定性也有很大的差異。
tio2納米材料的很多應(yīng)用都是和其光學(xué)性質(zhì)緊密相連的。但是，tio2的帶隙在一定程度上限制了tio2納米材料的效率。金紅石型tio2的帶隙是3.0ev，銳鈦礦型是3.2ev，只能吸收紫外光，而紫外光在太陽光中只占很小的一部分（10%）。因而，改善tio2納米材料性能的一個目的就是將其光響應(yīng)范圍從紫外光區(qū)拓展到可見光區(qū)，從而增加光活性。目前經(jīng)常采用的改性方法包括貴金屬沉積、離子摻雜、染料敏化和半導(dǎo)體復(fù)合等方法。
5.1貴金屬沉積
tio2光催化活性的影響，發(fā)現(xiàn)fe、mo、ru、os、re、v和rh離子摻雜可以把tio2的光響應(yīng)拓寬到可見光范圍，其中fe離子摻雜效果最好，而摻雜co和al會降低其光催化活性。wu等定性分析了過渡金屬(cr、mn、fe、co、ni和cu)離子摻雜對tio2的光催化活性的影響。xu等比較了不同稀有金屬(la、ce、er、pr、gd、nd和sm)離子摻雜對tio2光催化活性的影響。
陰離子摻雜可以改善tio2在可見光下的光催化活性、光化學(xué)活性和光電化學(xué)活性。在tio2晶體中摻雜陰離子（n、f、c、s等）可以將光響應(yīng)移動到可見光范圍。不像金屬陽離子，陰離子不大可能成為電子和空穴的再結(jié)合中心，因而能夠更有效地加強光催化劑的催化活性。asahi等測定了取代銳鈦礦tio2中o的c、n、f、p和s的摻雜比例。發(fā)現(xiàn)p態(tài)n和2p態(tài)o的混合能使價帶邊緣向上移動從而使得tio2帶隙變窄。盡管s摻雜同樣能使tio2帶隙變窄，但是由于s離子半徑太大很難進入tio2晶格。研究表明c和p摻雜由于摻雜太深不利于光生電荷載體傳遞到催化劑表面，所以對光催化活性的影響不是很有效。ihara等將硫酸鈦和氨水的水解產(chǎn)物在400℃的干燥空氣中煅燒，得到了可見光激發(fā)的n摻雜tio2光催化劑。
5.3染料敏化
有機染料被廣泛地用作tio2的光敏化劑來改善其光學(xué)性質(zhì)。有機染料通常是具有低激發(fā)態(tài)的過渡金屬化合物，像吡啶化合物、苯二甲藍和金屬卟啉等。yang等用聯(lián)吡啶、carp等用苯二甲藍染料作為感光劑敏化tio2,發(fā)現(xiàn)這些染料可以改善光生電子空穴對的電荷分離，從而改善了催化劑的可見光吸收。
5.4半導(dǎo)體復(fù)合
針對tio2納米材料的性質(zhì)、合成、改性和應(yīng)用，人們已經(jīng)做了廣泛的研究。隨著tio2納米材料的合成和改性方面的突破，其性能得到不斷地改善，新應(yīng)用也不斷的被發(fā)現(xiàn)。但從目前的研究成果看，可見光催化或分解水效率還普遍很低。因此如何通過對納米tio2的改性，有效地利用太陽光中的可見光部分，降低tio2光生電子空穴對的復(fù)合機率，提高其量子效率是今后的研究重點。
參考文獻
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納米材料論文篇十一
納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性，如原本導(dǎo)電的銅到某一納米級界限就不導(dǎo)電，原來絕緣的二氧化硅、晶體等，在某一納米級界限時開始導(dǎo)電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點，以及其特有的三大效應(yīng)：表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。小尺寸效應(yīng)。現(xiàn)在從尺寸效應(yīng)探討其特性和應(yīng)用。
隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。量子尺寸效應(yīng)指當(dāng)金屬或半導(dǎo)體從三維減小至零維時，載流子在各個方向上均受限，隨著粒子尺寸下降到接近或小于某一值（激子玻爾半徑）時，費米能級附近的電子能級由準連續(xù)能級變?yōu)榉至⒛芗壍默F(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。金屬或半導(dǎo)體納米微粒的電子態(tài)由體相材料的連續(xù)能帶過渡到分立結(jié)構(gòu)的能級，表現(xiàn)在光學(xué)吸收譜上從沒有結(jié)構(gòu)的寬吸收過渡到具有結(jié)構(gòu)的特征吸收。量子尺寸效應(yīng)帶來的能級改變、能隙變寬，使微粒的發(fā)射能量增加，光學(xué)吸收向短波長方向移動（藍移），直觀上表現(xiàn)為樣品顏色的變化，如cds微粒由黃色逐漸變?yōu)闇\黃色，金的微粒失去金屬光澤而變?yōu)楹谏?。同時，納米微粒也由于能級改變而產(chǎn)生大的光學(xué)三階非線性響應(yīng)，還原及氧化能力增強，從而具有更優(yōu)異的光電催化活性[5,6]。
第頁納米材料與技術(shù)是在20世紀80年代末才逐步發(fā)展起來的前沿交叉性新興學(xué)科領(lǐng)域，它與住處技術(shù)和生物技術(shù)一起并稱為21世紀三大前沿高新技術(shù)，并可能引導(dǎo)下一場工業(yè)革命。
納米技術(shù)是嚴謹?shù)母咝陆徊婕夹g(shù)，人類剛剛邁進門檻，就顯現(xiàn)出其強大的生命力。有些納米材料（如納米金剛石）經(jīng)過表面改性和分散，可以均勻分布到聚合物的熔融體中，經(jīng)過噴絲、冷卻形成具有特殊功能的納米纖維，添加比列很低，但每根短纖維上有成千上萬個納米顆粒?？梢宰鞒筛呖鼓?、自清潔、防雨、防紫外線、防靜電、殺菌、紅外隱形等功能布料，很有發(fā)展前景。
將人類帶入新的微觀世界。人類可以從新的納米技術(shù)領(lǐng)域獲得很大好處。利用這項技術(shù)的目的是在納米尺寸上操縱物質(zhì)，以創(chuàng)造出具有全新分子組織形式的結(jié)構(gòu)。這有可能改變未來材料和裝置的生產(chǎn)方式，并且給人類帶來巨大的經(jīng)濟益處。
第頁界。
傳統(tǒng)的解釋材料性質(zhì)的理論，只是用于大于臨界長度100納米的物質(zhì)。如果一個結(jié)構(gòu)的某個維度小于臨界長度，那么物質(zhì)的性質(zhì)就常常無法用傳統(tǒng)的理論去解釋。而科學(xué)家正試圖在大哥分子或原子尺度到十萬個分子的尺度之內(nèi)發(fā)現(xiàn)新奇的現(xiàn)象。
美國國納米技術(shù)計劃初期研究的重點是，在分子尺度上具有新奇的特性并且系統(tǒng)、物理和化學(xué)性能有明顯提高的材料。比如，在納米尺度上，電子和原子的交互作用受到變化因素的影響。這樣，在納米尺寸上組織物質(zhì)的結(jié)構(gòu)就有可能使科學(xué)家在不改變材料化學(xué)成分的前提下，控制物質(zhì)的基本特性，比如磁性、蓄電能力和催化能力等。又如在納米尺度，生物系統(tǒng)具有一套成系統(tǒng)的組織，這使科學(xué)家能夠把人造組件和裝配系統(tǒng)放入細胞中，以制造出結(jié)構(gòu)經(jīng)過組織后的新材料，有可能使人類模擬自然的自行裝配。還有，納米組件有很大的表面積，這能夠使它們成為理想的催化劑和吸收劑等，并且在放電能和向人體細胞施藥方面派上用場。利用納米技術(shù)制造的材料與一般材料相比，在成分不變的情況下體積會大大縮小而且強度和韌性將得到提高。
美國西北大學(xué)開發(fā)的一種比色傳感器，已經(jīng)成功探測出結(jié)核桿菌?？茖W(xué)家把探測對象的dna附加在納米大小的黃金微粒上。當(dāng)互補的微粒在溶液中存在時，黃金微粒會緊緊地結(jié)合在一起，改變懸浮液的顏色。
隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由
第頁于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微粒而言，尺寸變小，同時其比表面積也顯著增加，從而產(chǎn)生如下的新奇的性質(zhì)：特殊的光學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。具體的光學(xué)性質(zhì)是當(dāng)黃金被分割到小于光波波長的尺寸時，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上，尺寸越小，顏色愈是黑。由此可見，金屬超微顆粒對反光的反射率很低。熱學(xué)性質(zhì)具有高矯頑力的特征，已經(jīng)作為高儲存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶。利用磁性，人們已經(jīng)將磁性超微粒制成用途廣泛的磁性液體。力學(xué)性質(zhì)是具有良好的任性。因為納米材料具有大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此變現(xiàn)出很好的韌性和延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性質(zhì)。美國學(xué)者報道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強度，是因為它是有磷酸鈣等納米材料構(gòu)成的。呈納米晶粒的金屬比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3到5倍。
一般常見的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體，當(dāng)粒子尺寸小至無法區(qū)分出其磁區(qū)時，即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時，將成為優(yōu)異的磁性材料。
我們對納米材料的認識還遠遠不夠，還需要不斷的探索和研究。相信通過不斷的深入，一定會使納米在更多的領(lǐng)域里發(fā)揮作用，服務(wù)于生產(chǎn)和生活。
第頁
參考文獻：
第頁
納米材料論文篇十二
伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，功能化納米材料的應(yīng)用成為了順應(yīng)時代的發(fā)展的必然趨勢。在對相關(guān)技術(shù)項目進行全面分析的過程中，要對其原理進行生物分子檢測，有效結(jié)合組織工程學(xué)分析相關(guān)研究效果。對無機納米材料表面化學(xué)分析進行闡釋，并集中討論了納米材料表面化學(xué)在生物分析中的應(yīng)用。
納米材料；表面化學(xué)；生物分析；應(yīng)用；
納米材料形成后，表現(xiàn)會完全呈現(xiàn)出無機界面，并且能有效包裹在表面活性劑中，其本身并不具備生物動能，且不能直接應(yīng)用在細胞或者是生物活體上?；诖?，相關(guān)操作人員要對其進行表面化學(xué)的改性處理和修飾，保證納米材料生物功能得以發(fā)揮。并且，在納米材料表面化學(xué)研究體系內(nèi)，主要是對生物相容性、生物穩(wěn)定性以及生物分散性等進行集中傳遞，保證納米顆粒研究效果更加直觀[1]。
1)表面物理化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)變動，多數(shù)無機納米材料都是非極性物質(zhì)，基本的沸點較高，要求在高溫環(huán)境中形成，表面都會出現(xiàn)油胺、油酸以及三辛基氧膦等物質(zhì)，能溶于非極性溶劑中。在對生物應(yīng)用進行分析的過程中，納米材料溶解在水相中，具備非常好的分散性以及穩(wěn)定性，為了其能發(fā)揮實際價值，就要對溶解性等數(shù)據(jù)等予以綜合處理，整合表面改性。目前，較為有效地表面改性處理機制就是替代法，能和無機材料親和力更好的分子進行處理，完善替代性處理效果。
2)進行靶向修飾操作，主要是借助靶向功能分子完成基礎(chǔ)的處理工作，利用識別靶細胞的過程有效對受體進行識別處理，將定位體系確定在目標(biāo)組織中，并且有效發(fā)揮相關(guān)物質(zhì)的治療和診斷功能。
3)生物傳感和檢測。因為納米材料本身具備光信號、電信號的傳遞能力，因此，在生物電子和生物傳感器設(shè)計工作中，要發(fā)揮納米材料的生物相容性特征，規(guī)避生物識別能力較差的弱項，合理性完善納米材料生物功能水平。并且，進行生物傳感處理后就能提升生物分子和組織細胞的固定能夠效果，也能借助生物高特異性判定相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建更加有效的生物傳感系統(tǒng)。
2.1細胞分析
伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將技術(shù)應(yīng)用在生物體系中，主要利用的就是生物傳感機制。目前，生物體傳感項目主要分為細胞結(jié)構(gòu)、活體結(jié)構(gòu)等，相較于傳統(tǒng)的研究項目和分子結(jié)構(gòu)探針元素，納米材料能有效提升影像信號的強度，并且整體細胞結(jié)構(gòu)的靶向性能更加突出，能為代謝動力學(xué)可控效果優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。例如，正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)、電子計算機技術(shù)以及核磁共振技術(shù)等都是較為常見的技術(shù)項目[2]。
(1)將納米探針應(yīng)用在細胞環(huán)境中。細胞微環(huán)境中，主要的影響因素不僅包括ph數(shù)值和細胞因子，也包括氧化還原環(huán)境等，溫度和離子濃度也會對其產(chǎn)生影響。目前，主要的研究方向就是對早期淋巴祖細胞進行環(huán)境分析和系統(tǒng)化數(shù)據(jù)處理。相關(guān)部門在對這項技術(shù)進行深度研究和探討，旨在為干細胞移植工作和化療治療提供更加有效的技術(shù)體系。例如，在高ph環(huán)境中，多巴胺分子處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，就會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成多巴醌，這種物質(zhì)本身具有較強的還原勢，在對其進行量子點電子激態(tài)處理的過程中，能形成轉(zhuǎn)移就會對輻射躍遷造成影響，造成熒光動態(tài)淬滅。
(2)將納米探針應(yīng)用在酶活性測定項目中，尤其是酶催化反應(yīng)過程。因為在腫瘤組織中，酶本身就會出現(xiàn)變動，利用水解細胞結(jié)構(gòu)間質(zhì)的方式，癌細胞就會從原發(fā)部位直接脫落，借助血液循環(huán)實現(xiàn)癌癥的轉(zhuǎn)移，正是對其異常問題進行分析后不難發(fā)現(xiàn)，有效借助那么納米探針對酶結(jié)構(gòu)異常表達進行測定對醫(yī)療項目研究具有重要意義和價值。
2.2癌癥診療
化療治療過程在醫(yī)學(xué)研究中具有重要意義和價值，在臨床化療中主要應(yīng)用的是阿霉素以及紫杉醇等藥物，藥物依舊存在靶向性不好的問題。目前，較為有效的靶向性處理機制中，主要是借助主動靶向完成納米藥物的運輸，并且對腫瘤成像以及治療過程進行約束和管理。基于此，合理性將納米材料表面化學(xué)應(yīng)用在癌癥治療中，能對包裹和吸附過程進行控制，并且有效達到緩釋的效果，減少副作用對人體的傷害。在納米技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，二氧化硅、貴金屬以及氧化鐵納米顆粒等物質(zhì)的應(yīng)用范圍更加廣泛，能有效完成靶向處理以及藥物釋放過程的可控性，從根本上推進了診療一體化以及藥代動力學(xué)體系的融合，也為診療水平和效果的優(yōu)化奠定了堅實基礎(chǔ)[3]。
總而言之，在對納米材料表面化學(xué)在生物分析中應(yīng)用進行研究的過程中，要結(jié)合科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并且有效結(jié)合臨床診療效果，完善材料分析的同時，對靶向性等因素予以集中分析，促進生物分析和藥物治療水平的全面進步。
[2]張薇。土建工程施工進度的控制與管理策略[j].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017，(33)：1765.
[3]黃澤宏。淺談土建工程施工進度的控制與管理策略[j].商情，2014，(12)：251.
納米材料論文篇十三
《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。針對該課程學(xué)問點冗雜、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，以到達進步教學(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直一切的工業(yè)范疇產(chǎn)生一場反動性的變化。
納米材料是納米科技的根底，對納米材料的學(xué)習(xí)，是順應(yīng)將來社會對材料專業(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)文獻和材料，對推進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)容分會以下6個局部。
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實的根底。
2.4納米材料的構(gòu)造剖析測試辦法
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，也使同窗們認識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，如石墨烯、鋰離子電池?zé)?，講述納米科技范疇國際最新研討動態(tài)，讓學(xué)生理解國際最新研討熱點。
3.1 多媒體教學(xué)
針對納米材料課程內(nèi)容普遍，學(xué)問點多的特性，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，能夠使教與學(xué)的活動變得愈加豐厚多彩，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，能夠動畫的方式展示，便當(dāng)學(xué)生們了解。講述納米材料的制備辦法時，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，首先讓學(xué)生經(jīng)過文獻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)容的重點和難點。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)生的主體認識；創(chuàng)設(shè)民主、對等的課堂氣氛，讓學(xué)生充沛發(fā)表本人對問題的見地，發(fā)揮學(xué)生的主管能動性，變被動承受為主動探究；使學(xué)生的創(chuàng)新認識、發(fā)明性思想才能得到不時的開展[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)實驗。經(jīng)過詳細的實驗使學(xué)生對納米材料有更多的理性認識。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，分離詳細狀況，可布置一定時間上機察看和操作。
[1]白春禮。納米科技及其開展前景，新材料產(chǎn)業(yè)[j].2001，4：8-11.
[2]張立德，牟季美。納米材料和納米構(gòu)造[m].北京：科學(xué)出版社，2001，2：11.
納米材料論文篇十四
論文題目：納米材料與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
學(xué)院：材料與能源學(xué)院
姓名：夏國東
學(xué)好：3110006707
納米材料與技術(shù)的反轉(zhuǎn)現(xiàn)狀與趨勢
21世紀前20年，是發(fā)展納米技術(shù)的關(guān)鍵時期。由于納米材料特殊的性能，將納米科技和納米材料應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都能帶來產(chǎn)品性能上的改變，或在性能上有較大程度的提高。利用納米科技對傳統(tǒng)工業(yè)，特別是重工業(yè)進行改造，將會帶來新的機遇，其中存在很大的拓展空間，這已是國外大企業(yè)的技術(shù)秘密。英特爾、ibm、sony、夏普、東芝、豐田、三菱、日立、富士等具有國際影響的大型企業(yè)集團紛紛投入巨資開發(fā)自己的納米技術(shù)，并到得了令世人矚目的研究成果。納米技術(shù)在經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展之后，已經(jīng)初步形成了規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)。歐盟、日本、俄羅斯、澳大利亞、加拿大、中國、韓國、以色列、新西蘭等國在納米材料領(lǐng)域的投資較大。日本國會提出要把發(fā)展納米技術(shù)作為今后數(shù)十年日本的立國之本，政府機構(gòu)和大公司是其研究資金的主要來源，中小企業(yè)的作用很小。
中國在上世紀80年代，將納米材料科學(xué)列入國家“863計劃”、和國家自然基金項目，投資上億元用于有關(guān)納米材料和技術(shù)的研究項目。但我國的納米技術(shù)水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50多個大學(xué)20多家研究機構(gòu)和300多所企業(yè)從事納米研究，已經(jīng)建立了10多條納米技術(shù)生產(chǎn)線，以納米技術(shù)注冊的公司100多個，主要生產(chǎn)超細納米粉末、生物化學(xué)納米粉末等初級產(chǎn)品。
目前納米材料與技術(shù)在各方面的應(yīng)用越來越廣泛，小到日常使用的刀具，大到航空航天，都遍布納米材料的身影。
1、納米技術(shù)在建筑涂料中的應(yīng)用
涂料是建筑物的內(nèi)衣（內(nèi)墻涂料）和外衣（外墻涂料），國內(nèi)傳統(tǒng)的涂料普遍存在懸浮穩(wěn)定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光潔度不高等缺陷。納米復(fù)合涂料就是將納米粉體用于涂料中所得到的一類具有耐老化、抗輻射、剝離強度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材（特別是建筑涂料）方面的應(yīng)用已經(jīng)顯示出了它的獨特魅力。
2、納米技術(shù)在混凝土材料中的應(yīng)用
隨著社會工業(yè)化的深入發(fā)展和我國基礎(chǔ)建設(shè)的廣泛開展，水泥混凝土作為一種傳統(tǒng)的建材，其產(chǎn)量和用量都在不斷地增加，高性能混凝土已成為水泥基復(fù)合材料領(lǐng)域中的研究熱點。同時，許多特殊領(lǐng)域要求水泥混凝土具有一定的功能性，如希望其具有吸聲、防凍、高強且高韌性等功能。納米材料由于具有小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面及界面效應(yīng)等優(yōu)異特性，因而能夠在結(jié)構(gòu)或功能上賦予其所添加體系許多不同于傳統(tǒng)材料的性能。利用納米技術(shù)開發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土的強度、施工性能和耐久性能。
3、納米技術(shù)在陶瓷材料中的應(yīng)用
二十世紀90年代初，日本nihara首次報道了以納米尺寸sic顆粒為第二相的納米復(fù)相陶瓷具有很高的力學(xué)性能，并具有很多獨特的性能。含有20%納米鈷粉的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料。氧化物納米材料在這方面都優(yōu)于同質(zhì)傳統(tǒng)陶瓷材料，在陶瓷基中添加其他納米微粒的效果也正在研究。利用納米粒子特殊的光電磁特性制成太陽能陶瓷、遠紅外陶瓷等，用于建筑物飾面，可開發(fā)太陽能，調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，促進人們身體健康。納米技術(shù)在陶瓷上的應(yīng)用潛力不可估量。
4、在國防科技上的應(yīng)用
納米技術(shù)將對國防軍事領(lǐng)域帶來革命性的影響。例如：納米電子器件將用于虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)和戰(zhàn)場上的實時聯(lián)系；對化學(xué)、生物、核武器的納米探測系統(tǒng)；新型納米材料可以提高常規(guī)武器的打擊與防護能力；由納米微機械系統(tǒng)制造的小型機器人可以完成特殊的偵察和打擊任務(wù)；納米衛(wèi)星可用一枚小型運載火箭發(fā)射千百顆，按不同軌道組成衛(wèi)星網(wǎng)，監(jiān)視地球上的每一個角落，使戰(zhàn)場更加透明。而納米材料在隱身技術(shù)上的應(yīng)用尤其引人注目。在雷達隱身技術(shù)中，超高頻段電磁波吸波材料的制備是關(guān)鍵。納米材料正被作為新一代隱身材料加以研制。
5、納米醫(yī)學(xué)和生物學(xué)
從蛋白質(zhì)、dna、rna到病毒，都在1-100nm的尺度范圍，從而納米結(jié)構(gòu)也是生命現(xiàn)象中基本的東西。細胞中的細胞器和其它的結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機械”，細胞就象一個個“納米車間”，植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細胞、紅血球還要小，這就為醫(yī)學(xué)研究提供了新的契機。
經(jīng)過幾十年對納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展。可以預(yù)測：不久的將來納米金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復(fù)合物、納米光子晶體將應(yīng)運而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學(xué)組裝計算機將投入應(yīng)用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學(xué)傳感器等將被研究制造出來。
新產(chǎn)物的出現(xiàn)總是伴隨著優(yōu)點與缺點，納米材料的發(fā)展也不是一帆風(fēng)順的，隨著人們對納米材料的認識不斷加深，一些存在的問題也不斷被發(fā)掘出來。
1、職業(yè)暴露人群，包括納米技術(shù)的研發(fā)人員和工人的健康安全問題。根據(jù)現(xiàn)有的毒理學(xué)研究，納米粉塵和顆粒有可能通過呼吸和皮膚接觸進入人體。這就給長期暴露在納米材料氛圍中的一線工人和研發(fā)人員的健康帶來潛在威脅。此外，納米材料還有一個特點就是易燃易爆。萬一因為操作不當(dāng)?shù)葞砘馂?zāi)或者爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，如何切實保護在納米材料生產(chǎn)場所中暴露人員的健康，以及實驗室和工作場所納米材料的管理、納米材料運輸過程中的安全措施以及一旦發(fā)生危險的危機處理問題等應(yīng)該成為勞動保護法和工業(yè)環(huán)境法研究和關(guān)注的對象。
2、消費者的權(quán)益問題。隨著納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度的提高，目前，在化妝品和食品中納米技術(shù)的應(yīng)用越來越多。市場上的化妝品和體育用品有許多是納米材料產(chǎn)品，比如說防曬霜和口紅。食品包裝中的聚合物基納米復(fù)合材料(pnmc)的應(yīng)用、作為食品機械的潤滑劑、納米磁致冷工質(zhì)和食品機械原材料中橡膠和塑料的改性等等都用到納米材料。毫無疑問這些材料具有獨特的優(yōu)點。但是在安全上也具有不確定性。但目前進行標(biāo)識的納米材料還微乎其微。從知情同意的倫理原則出發(fā)，消費者和相關(guān)人員有權(quán)知道自己所接觸的材料的內(nèi)容及其風(fēng)險程度。
3、環(huán)境保護問題。研究證明，不僅在納米技術(shù)的工作場所的環(huán)境問題關(guān)系到相關(guān)人員的健康，而且廢棄的納米材料進入空氣、土壤、水體等環(huán)境后，可以產(chǎn)生一系列環(huán)境過程，最終對人和整個生物鏈產(chǎn)生負面影響。由于納米材料具有強烈的吸附能力。在擴散、遷移過程中，還能吸附大氣、土壤中存在的一些常見化學(xué)污染物如多環(huán)芳烴、農(nóng)藥、重金屬離子等。因此，環(huán)境法應(yīng)該研究納米材料的環(huán)境問題，尤其必須加強廢棄納米材料的管理。
在技術(shù)和經(jīng)濟全球化的今天，納米技術(shù)的許多前沿問題亦如能源問題、環(huán)境問題以及生物技術(shù)的問題一樣，不是基于一個國家的力量所能解決的。一旦國家之間與納米技術(shù)相關(guān)的法律框架存在不同，就不可避免地會導(dǎo)致國際間合作研究的障礙，以及全球納米技術(shù)風(fēng)險與利益分配不公等問題，因此，有必要在一定的國際法體系下就納米技術(shù)發(fā)展中的某些基本的標(biāo)準、原理達成一致意見，實現(xiàn)各國相關(guān)法律體系的協(xié)調(diào)。在此基礎(chǔ)上，制定全球性的指導(dǎo)納米技術(shù)發(fā)展的基本原則框架，促進成員國和公眾對于納米技術(shù)的關(guān)注，真正推動納米技術(shù)風(fēng)險的“善治”。而如果沒有一個全球治理的框架協(xié)議，將導(dǎo)致納米技術(shù)發(fā)展中的惡意競爭，從而最終阻礙納米技術(shù)的健康發(fā)展。。
納米材料作為一種新型高科技材料，毫無疑問會引起一系列強烈的變革，中國對與納米材料的研究與重視程度仍然落后于西方國家，在未來，如何在納米材料領(lǐng)域更進一步不單是前人的責(zé)任更是我們大學(xué)生的責(zé)任，只有不斷的自強不息，才能讓祖國在未來高科技時代中不落于人后！
關(guān)鍵詞：納米材料，納米科技，進展，應(yīng)用，前景，問題
摘要：納米材料是21世紀的新型發(fā)展領(lǐng)域，在各個方面都有重大的應(yīng)用，帶來很多技術(shù)改革和創(chuàng)新，但是也存在一些不用忽視的問題，未來的發(fā)展需要靠我們的努力。
納米材料論文篇十五
[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，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方面，講述了納米生物工程的重大進展。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)狀與進展進行綜述，并探討納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展前景。
1、跨世紀的新學(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)和先進工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。1990年7月，第一屆國際納米科技會議的召開，標(biāo)志著納米科技的正式誕生。時至今日，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原子，在納米尺度上制造具有特定功能的產(chǎn)品，實現(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。研究者認為，這一興起于本世紀90年代的納米科技，必將雄踞于21世紀，對人類社會產(chǎn)生重大而深遠的影響。
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。實現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)的必要條件是，要在分子水平上對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)域的研究內(nèi)容已開始從細胞、染色體等微米尺度的結(jié)構(gòu)深入到更小的層次，進入到單個分子甚至分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些極其微細的分子結(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)、計算機學(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)下過一個較詳細的定義:他認為，納米醫(yī)學(xué)是利用人體分子工具和分子知識，預(yù)防、診斷、治療疾病和創(chuàng)傷，劫除疼痛，保護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階段，當(dāng)然，由于各國科學(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，可以從納米量級的尺度來進行原來不可能達到的醫(yī)療操作和疾病防治。當(dāng)生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元小到納米量級的時候，其性質(zhì)會有意想不到的變化。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)中的一個非?；钴S的領(lǐng)域，適時準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)的葡萄糖檢測系統(tǒng)。它能夠被植入皮下，監(jiān)測血糖水平，在必要的時候釋放出胰島素，使病人體內(nèi)的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。美國密西根大學(xué)的博士正在設(shè)計一種納米/智能炸彈，它可以識別出癌細胞的化學(xué)特征。這種智能炸彈很小，僅有20nm左右，能夠進入并摧毀單個的癌細胞。
德國醫(yī)生嘗試借助磁性納米微粒治療癌癥，并在動物實驗中取得了較好療效。將一些極其細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胞。由于腫瘤附近的機體組織中不存在磁性微粒，因此這些健康組織的溫度不會升高，也不會受到傷害?？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)，在外磁場作用下，藥物向病變部位集中，從而達到定向治療的目的，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。前者是對傳統(tǒng)藥物的改良，而后者強調(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、不會誘導(dǎo)細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到3%時，即可達到滿意的抗菌效果。
無機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，同時對機體不產(chǎn)生任何毒性。其抑瘤效應(yīng)不是通過納米顆粒對腫瘤的直接殺傷起作用，而是可能通過激活機體免疫來實現(xiàn)對腫瘤的抑制作用。納米羥基磷灰石在體外對惡性腫瘤細胞產(chǎn)生明顯的抑制作用，而對正常細胞作用甚微，可望通過進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，即可以同時檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和dna的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動的規(guī)律。生物芯片可以粗略地分為細胞芯片、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、并行和快速檢測的優(yōu)點，已成為21世紀生物醫(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)，制成了微米量級的機械手，能夠在細胞溶液中捕捉到單個細胞，進行細胞結(jié)構(gòu)、功能和通訊等特性研究。美國哈佛大學(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細胞的生物芯片，通過調(diào)節(jié)細胞間距等，研究細胞分泌和胞間通訊。此類細胞芯片還可以作細胞分類和純化等。它的功能原理非常簡單，僅利用芯片表面微單元的幾何尺寸和表面特性，即可達到選擇和固定細胞及細胞面密度控制。
美國圣地亞國家實驗室的發(fā)現(xiàn)實現(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)可以在血流中進行巡航探測，即時發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細菌類型的外來入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。
一種探測單個活細胞的納米傳感器，探頭尺寸僅為納米量級，當(dāng)它插入活細胞時，可探知會導(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)建具有納米拓撲結(jié)構(gòu)的細胞生長支架正在形成一個嶄新的研究方向。相對于微米尺度，納米尺度的拓撲結(jié)構(gòu)與機體內(nèi)細胞生長的自然環(huán)境更為相似。納米拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建有可能從分子和細胞水平上控制生物材料與細胞間的相互作用，引發(fā)特異性細胞反應(yīng)，對于組織再生與修復(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，在其中生長的鼠神經(jīng)前體細胞的生長速度明顯快于對照材料。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、強度、彈性、韌性和耐久性，同時還可以改進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)元細胞和成骨細胞在復(fù)合材料上的黏附與生長也越來越活躍，而星形細胞和成纖維細胞的活性則呈現(xiàn)同等程度的下降。研究人員設(shè)計的人造紅細胞輸送氧的能力是同等體積天然紅細胞的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動需要的額外耗氧等。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。
納米自組裝短肽材料rada16-i與細胞外基質(zhì)具有很高相似性，rada16-i納米支架可以作為一種臨時性的細胞培養(yǎng)人工支架，它能很好地支持功能型細胞在受損位置附近生長、遷移和分化，因而有利于細胞抵達傷口縫隙，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易止血劑，用于多種組織和多種不同類型傷口的止血。
4、我國發(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，通過采取各種激勵措施和各種研究計劃的實施，特別是國家自然科學(xué)基金委的納米技術(shù)重大研究計劃對納米生物和納米醫(yī)學(xué)項目的支持，我國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的研究隊伍。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)家通過幾次研討會進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，這些研究的水準與國際先進水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?，離國家、社會的需求也有相當(dāng)遠的距離。
納米醫(yī)學(xué)工程的建立不僅是因為有其迫切的需要，而且也因為有了實現(xiàn)的可能。如今，納米科技在國際上已嶄露頭角，世界各發(fā)達國家紛紛開展納米科技的研究。在我國，科技界對納米科技的重要性有了共識，納米科技研究已取得引人注目的成果。學(xué)科發(fā)展和社會需要是推動社會發(fā)展的巨大動力，學(xué)科發(fā)展可以創(chuàng)造新的需求，社會需求可以促進學(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)用尚有待時日，并潛在危險，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)研究進展[j]?，F(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.。
納米材料論文篇十六
納米技術(shù)作為一門新興的技術(shù)，在多個領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用，尤其是極大地推動了新型建材的發(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，能夠彌蓋墻體細小裂縫，具有對微裂縫的自修復(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。
雖然國內(nèi)外對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，納米混凝土的強度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有顯著提高，同時還具有防水、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(如國防設(shè)施)。通常在普通混凝土中加入納米礦粉(納米級sio2、納米級caco3)或者納米金屬粉末已達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)，同時提高水泥石的密實度，增強了防水性能。
納米敏感水泥是在水泥中加入對周圍環(huán)境變化十分敏感的納米材料，從而達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，納米材料的表面效應(yīng)使得原子與電子運動加劇，促使電子能轉(zhuǎn)化為熱能，加強對電磁波的吸收，從何使材料能夠在很寬的頻帶范圍內(nèi)避開雷達、紅外光的偵查，這一材料常用于軍事國防建筑等。
普通玻璃在使用過程中會吸附空氣中的有機物，形成難以清洗的有機污垢，同時，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構(gòu)強度。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的金屬碳化物纖維可以大大提高陶瓷的強度，同時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、高強度、耐磨性、低溫超塑性、抗冷熱疲勞等性能優(yōu)點。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、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，同時對人體也無損害，是一種綠色環(huán)保保溫材料。
對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。其工作機理是在納米sio2的表面包覆一層有機材料，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，提高粘接效果，由于顆粒尺寸小，更增加了膠的密封性。大型建材機械等主機工作時的噪聲達到上百分貝，用納米材料制成的潤滑劑，既能在物體表面形成半永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生根好的潤滑作用，大大降低噪聲，又能延長裝備使用壽命，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，被譽為二十一世紀最具有發(fā)展前景的技術(shù)，是對未來經(jīng)濟和社會發(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)不僅會推動建材新產(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。納米功能材料已成為國內(nèi)外研究的熱點，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，需要將進一步加速對納米材料的研究以及推廣應(yīng)用。納米材料將成為21世紀新型建筑材料的發(fā)展新方向，相信在不久的將來，我們將跨入一個全新的材料時代—納米材料時代。
[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.
納米材料論文篇十七
[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，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方面，講述了納米生物工程的重大進展。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)狀與進展進行綜述，并探討納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展前景。
1、跨世紀的新學(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)和先進工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。1990年7月，第一屆國際納米科技會議的召開，標(biāo)志著納米科技的正式誕生。時至今日，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原子，在納米尺度上制造具有特定功能的產(chǎn)品，實現(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。研究者認為，這一興起于本世紀90年代的納米科技，必將雄踞于21世紀，對人類社會產(chǎn)生重大而深遠的影響。
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。實現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)的必要條件是，要在分子水平上對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)域的研究內(nèi)容已開始從細胞、染色體等微米尺度的結(jié)構(gòu)深入到更小的層次，進入到單個分子甚至分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些極其微細的分子結(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)、計算機學(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)下過一個較詳細的定義:他認為，納米醫(yī)學(xué)是利用人體分子工具和分子知識，預(yù)防、診斷、治療疾病和創(chuàng)傷，劫除疼痛，保護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階段，當(dāng)然，由于各國科學(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，可以從納米量級的尺度來進行原來不可能達到的醫(yī)療操作和疾病防治。當(dāng)生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元小到納米量級的時候，其性質(zhì)會有意想不到的變化。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)中的一個非常活躍的領(lǐng)域，適時準確地釋放藥物是它的基本功能之一?？茖W(xué)家正在為糖尿病人研制超小型的，模仿健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測系統(tǒng)。它能夠被植入皮下，監(jiān)測血糖水平，在必要的時候釋放出胰島素，使病人體內(nèi)的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。美國密西根大學(xué)的博士正在設(shè)計一種納米/智能炸彈，它可以識別出癌細胞的化學(xué)特征。這種智能炸彈很小，僅有20nm左右，能夠進入并摧毀單個的癌細胞。
德國醫(yī)生嘗試借助磁性納米微粒治療癌癥，并在動物實驗中取得了較好療效。將一些極其細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胞。由于腫瘤附近的機體組織中不存在磁性微粒，因此這些健康組織的溫度不會升高，也不會受到傷害。科學(xué)家指出，將磁性納米顆粒與藥物結(jié)合，注入到人體內(nèi)，在外磁場作用下，藥物向病變部位集中，從而達到定向治療的目的，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。前者是對傳統(tǒng)藥物的改良，而后者強調(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、不會誘導(dǎo)細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到3%時，即可達到滿意的抗菌效果。
無機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，同時對機體不產(chǎn)生任何毒性。其抑瘤效應(yīng)不是通過納米顆粒對腫瘤的直接殺傷起作用，而是可能通過激活機體免疫來實現(xiàn)對腫瘤的抑制作用。納米羥基磷灰石在體外對惡性腫瘤細胞產(chǎn)生明顯的抑制作用，而對正常細胞作用甚微，可望通過進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，即可以同時檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和dna的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動的規(guī)律。生物芯片可以粗略地分為細胞芯片、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、并行和快速檢測的優(yōu)點，已成為21世紀生物醫(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)，制成了微米量級的機械手，能夠在細胞溶液中捕捉到單個細胞，進行細胞結(jié)構(gòu)、功能和通訊等特性研究。美國哈佛大學(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細胞的生物芯片，通過調(diào)節(jié)細胞間距等，研究細胞分泌和胞間通訊。此類細胞芯片還可以作細胞分類和純化等。它的功能原理非常簡單，僅利用芯片表面微單元的幾何尺寸和表面特性，即可達到選擇和固定細胞及細胞面密度控制。
美國圣地亞國家實驗室的發(fā)現(xiàn)實現(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)可以在血流中進行巡航探測，即時發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細菌類型的外來入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。
一種探測單個活細胞的納米傳感器，探頭尺寸僅為納米量級，當(dāng)它插入活細胞時，可探知會導(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)建具有納米拓撲結(jié)構(gòu)的細胞生長支架正在形成一個嶄新的研究方向。相對于微米尺度，納米尺度的拓撲結(jié)構(gòu)與機體內(nèi)細胞生長的自然環(huán)境更為相似。納米拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建有可能從分子和細胞水平上控制生物材料與細胞間的相互作用，引發(fā)特異性細胞反應(yīng)，對于組織再生與修復(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，在其中生長的鼠神經(jīng)前體細胞的生長速度明顯快于對照材料。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、強度、彈性、韌性和耐久性，同時還可以改進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)元細胞和成骨細胞在復(fù)合材料上的黏附與生長也越來越活躍，而星形細胞和成纖維細胞的活性則呈現(xiàn)同等程度的下降。研究人員設(shè)計的人造紅細胞輸送氧的能力是同等體積天然紅細胞的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動需要的額外耗氧等。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。
納米自組裝短肽材料rada16-i與細胞外基質(zhì)具有很高相似性，rada16-i納米支架可以作為一種臨時性的細胞培養(yǎng)人工支架，它能很好地支持功能型細胞在受損位置附近生長、遷移和分化，因而有利于細胞抵達傷口縫隙，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易止血劑，用于多種組織和多種不同類型傷口的止血。
4、我國發(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，通過采取各種激勵措施和各種研究計劃的實施，特別是國家自然科學(xué)基金委的納米技術(shù)重大研究計劃對納米生物和納米醫(yī)學(xué)項目的支持，我國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的研究隊伍。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)家通過幾次研討會進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，這些研究的水準與國際先進水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?，離國家、社會的需求也有相當(dāng)遠的距離。
納米醫(yī)學(xué)工程的建立不僅是因為有其迫切的需要，而且也因為有了實現(xiàn)的可能。如今，納米科技在國際上已嶄露頭角，世界各發(fā)達國家紛紛開展納米科技的研究。在我國，科技界對納米科技的重要性有了共識，納米科技研究已取得引人注目的成果。學(xué)科發(fā)展和社會需要是推動社會發(fā)展的巨大動力，學(xué)科發(fā)展可以創(chuàng)造新的需求，社會需求可以促進學(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)用尚有待時日，并潛在危險，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)研究進展[j]?，F(xiàn)代化工，1993,13(8):38-39.[15]華中一。納米科學(xué)與技術(shù)[j]。科學(xué)，2000,52(5):6-10.。
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