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纳米材料论文篇一
摘要：基于纳米技术的纳米包装材料相对于传统包装材料有着机械性能良好、物理化学性能高、加工性能良好的优势,纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌都能够被应用在食品包装领域当中。主要针对纳米材料在食品包装中的应用进行研究。
关键词：纳米材料;食品包装;纳米技术;
在国民经济持续发展的社会环境中,人们对食品的安全卫生要求越来越高,同时伴随着生态环境保护意识的增强,食品包装领域也面临着诸多挑战。纳米技术是在20世纪90年代末期兴起的交叉性科学领域。纳米包装材料是纳米技术的主要应用领域之一,纳米包装材料相对于其他包装材料优势明显。因此,针对纳米材料在食品包装中的应用进行研究对于食品包装领域发展有着重大的意义。
1纳米技术与纳米包装材料
纳米技术是一项在纳米尺度上对物质的性质与作用进行研究,并且利用物质性质与特征开展多学科、交叉性研究的技术。纳米材料即为材料的几何尺寸已经达到了纳米级别,并且具有一定的特殊性能。当前对于纳米材料的学术研究分为两大方面:第一,针对纳米材料的性能进行系统的研究,并且对纳米材料的微结构进行分析,与常规材料性质、作用进行对比,总结出纳米材料的规律、作用,构建出描述与表征纳米材料的概念与理论。第二,发展应用纳米材料。当前纳米材料应用的核心问题大于在大量制备纳米材料的过程中如何做到稳定化、均匀化制备。纳米材料的体态可以分为纳米颗粒、纳米粉体、纳米薄膜等。纳米材料凭借其结构的特殊性以及特有的效应决定了纳米材料存在一系列与传统材料不同的独特性质,使得纳米材料的电学、热学与光学性能得到了进一步的提升。纳米包装材料主要是对包装材料技能型纳米处理,使得包装材料拥有纳米的包装特性,相对于传统包装材料来说纳米包装材料的机械性能良好,韧性高、可塑性好、使用年限长;物理化学性能高,拥有高耐热性、高透明度、高阻隔性,可以用于特种包装中;加工性能良好,纳米包装材料可塑性强,能够实现吹塑、浇注、注塑成型。
纳米材料论文篇二
【摘 要】目前,一些大型化工企业,生产过程采用计算机控制,实现了生产过程的自动化,但是往往忽视了企业的自动化管理。本文所介绍的个人计算机网络管理(pcnm)系统,既可以方便地与过程控制计算机相互交换信息,又可以同企业内部原有的计算机网络连接,形成计算机一体化的生产系统,实现了工厂的计算机控制与信息管理一体化。
一、概述
纯碱是基本化学工业中产量最大的产品,是用途十分广泛的工业原料,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国国民经济的飞速发展,对纯碱的需求量不断增大,为了满足市场需求,除了扩大生产规模外,还必须进一步发掘生产潜力。
山东潍坊纯碱厂是一个新建厂,设备先进,但纯碱生产大部分还是人工操作,落后的操作方法已不能适应生产发展的`需要。为了解决先进设备与落后操作的矛盾,稳定生产,提高原料利用率,降低能耗,增加产量,碱厂从美国霍尼韦尔公司引进具有先进水平的tdc-3000集散型控制系统,并用于制碱生产的心脏工序――重碱碳化工段,以实现工业生产的全局控制。
工业生产的全局控制包含着两层意义,一是指生产过程的自动化,二是指企业管理的自动化。生产过程的自动化指的是生产过程采用计算机控制,用计算机自动调节各生产要素,做到产品的高产、优质与低耗。企业自动化管理指的是调度、经营与决策的自动化,就是把当前生产的全部信息汇总起来,使管理决策者能够对全厂的生产、经营进行整体安排与调度,以期取得全厂各部门生产活动的协调进行,达到整体效益的最佳工业过程。全局控制系统可分为以下4级:
3.生产管理级管理
[1] [2] [3] [4]
纳米材料论文篇三
计算机软件工程管理需要管理人员具有足够的专业知识和丰富的工作经验，但是我国在计算机软件工程管理方面还处于初级阶段，严重缺乏高素质的管理人员，这也严重制约了计算机软件工程管理的提高。计算机软件工程管理中一个重点就是组织机构的管理，其不仅可以保证人力资源调用、分配的科学性和合理性，还可以汇合管理开发人员，充分发挥人力资源最大的优势，极大地提高工作质量和效率，这也是目前计算机软件工程管理需要重点研究的问题。
1.2工作人员管理
工作人员的管理相对于组织机构管理来说更具有针对性，管理过程也更加具体。计算机软件工程能够顺利发展的关键就是工作人员，同时工作人员还是软件的直接参与者，因此，工作人员的管理不仅包括软件的开发设计，还包括软件的实施应用。在进行工作人员的管理时，需要详细、全面地了解工作人员的综合素质和专业能力，将合适的人放在合适的岗位上。
1.3软件用户管理
软件用户管理可以分析用户的反馈信息、调查市场、收集用户信息，从而优化和完善软件工程。为了使软件的开发更加符合社会发展和用户的需求，就需要在开发实际的软件项目前，充分地调查和研究市场，采集不同用户群体的各类信息，在此前提下优化开发设计，尽可能地降低软件工程的风险。
1.4档案资料管理
计算机软件工程规模随着科学技术的发展而不断庞大，其包括大量的档案资料和数据信息，庞大的信息量和资料也加大了档案资料的管理难度。软件工程的档案资料管理包括两个方面，一个是开发过程中备份和存档相关的资料，另一个是收集和整理项目期间的.档案资料。重视档案资料的管理不仅可极大地提高软件开发的效率，提升档案的安全性，还有利于软件后期的维护与开发[1]。
纳米材料论文篇四
工作人员对于计算机软件工程的开发是非常重要的，高素质的工作人员可以保证项目的顺利开展，可以从根本上提高项目的质量。因此，工作人员需要具备丰富的专业知识，具有强烈的责任性和工作积极性。因此，企业要加强工作人员的培训工作，提高工作人员对项目整体的认知。具体的措施如下：企业可以聘请专业的降解人员讲解项目开发过程中可能会出现的问题，还可以定期举办培训课堂，举办交流会，工作人员可以在交流会上分享自己在工作时遇到的问题，同时还可以分享自己的工作经验。
3.2培养团队合作意识
计算机软件工程具有较强的系统性，其各方面、各层次之间的工作都有着千丝万缕的联系，因此需要工作人员及时进行有效的交流与沟通。因此，要想保证计算机软件工程管理水平的提高，就需要促使工作人员具备团队合作意识，工作人员之间可以及时进行交流与沟通。具体的措施如下：企业可以制定合理的沟通机制，使工作人员认识到交流沟通的重要性，为工作人员树立榜样，鼓励工作人员之间进行交流与沟通，还可以将因沟通不及时、不顺畅影响工程开发、管理的案例当作反面教材。另外，计算机软件工程的管理人员要学习沟通方法，针对不同的情况要采取不同的沟通方式，以此实现沟通的有效性和效率。为了将工作人员融合到一个团队中，充分发挥团队的积极作用，就需要管理人员合理地安排人员，将人员安排在合适的位置，优化配置人力资源，充分激发工作人员的工作潜力，整个团队才能实现“一加一大于二”的合作效果[3]。
3.3加强培训工作
企业要想实现计算机软件工程管理效率和质量的提高，就需要定期开展培训工作，提高管理人员的专业知识水平和技能水平，同时还可以丰富管理人员的理论知识。计算机软件工程管理的管理人才和技术人才有机融合工程项目的管理与计算机软件工程，提高管理能力。因为两种工作人员的情况有一定的差别，因此需要企业采用分班的培训方式，两个班级之间也要开展互动学习，互为老师[4]，这样不仅有利于两种工作人员之间的交流与互动，还能够极大地提高二者的工作水平。其中，企业需要注意的是，计算机软件的发展是极其迅速的，工程管理工作也会随之变化，理论和技术也在不断的革新过程中，因此，企业需要明白，计算机软件工程管理人员的培训工作是长期的行为，需要建立健全培训体系和制度。
3.4树立风险意识
在计算机软件工程中，网络攻击、hacker是最常见的风险，会严重影响到整个工程项目。但是，目前还缺乏一种有效的方法来有效地处理工程项目可能出现的风险。因此，工程管理人员需要研究和采取有效的预防控制措施，最大限度地降低风险带来的危害。首先，管理人员要具备风险意识和风险控制意识，企业要重视计算机软件工程风险的宣传工作，提高管理人员的风险意识；其次，针对可能会出现的各类风险，要做好数据的收集整理工作，仔细研究与分析风险的信息数据，从而根据情况来制定合理、科学完善的风险控制体系，制定风险预防控制措施，避免计算机软件工程的管理出现风险。
4结语
总而言之，现代科技在不断的发展过程中，计算机软件工程对社会发展的影响越来越大，同时还会影响到国家和社会的现代化发展。因此，为了满足计算机软件工程的巨大需求，需要不断强化其管理，最大限度提高其项目管理的效率和质量，促进计算机软件工程更好、更快地发展。因此，需要提高计算机软件工程管理的认识，培养团队合作意识，加强培训工作，树立风险意识，构建完善的管理体系，采用新技术、新方法开展计算机软件工程的管理，提高经济效益的同时推动社会的发展与进步。
[参考文献]
[2]王恩涛.计算机软件工程管理与应用分析[j].电脑迷，（10）：37.
[3]杨晓庆.计算机软件工程管理与应用分析[j].网络安全技术与应用，2017（5）：4，6.
[4]高欣.计算机软件工程管理与应用分析[j].电子技术与软件工程，（5）：73.
纳米材料论文篇五
于琳枫（12化学1班）
摘要：二氧化钛纳米管由于新奇的物理化学性质引起了广泛的关注，本文就近年来在制备方法﹑反应机理﹑二级结构及掺杂和应用方面予以综述，并讨论了今后可能的研究发展方向。
关键词:二氧化钛，纳米管，制备，反应机理，二级结构
0引言
tio2俗称钛白粉，无毒、无味、无刺激性、热稳定性好，且原料来源广泛易得。它有三种晶型：板钛矿、锐钛矿和金红石型。tio2最早用来做涂料。
1.1气相法
包括：直流电溅射法、高频无线电溅射法、分子束取向生长法和等离子体法等。
1.2液相法
目前制备tio2纳米材料应用最广泛的方法是各种前驱体的液相合成法。这种方法的优点是：原料来源广泛、成本较低、设备简单、便于大规模生产。但是产品粒子的均匀性差，在干燥和煅烧过程中易发生团聚。应用最普遍的液相制备方法包括液相沉积法和微乳液法等。
1.2.1液相沉积法
液相沉积法是以无机钛盐作原料，通过直接沉积来制备功能tio2粉体和薄膜的液相法。deki等用（nh4)2tif6和h3bo3的水溶液为起始溶液，制备了tio2薄膜。imai等用添加了尿素的tif4和ti(so4)2的水溶液制备了不同形貌的tio2纳米材料。液相沉积法具有以下优点：对仪器要求比较低，温度要求低(30～50℃），基片选择比较广等。
1.2.2微乳液法
2.1氧化钛纳米管形成的反应机理
尚不确定。理论上钛纳米带折叠或卷曲形成纳米管时，可形成下列3种形状：（a）蛇形的，即单层纳米管的卷曲；（b）洋葱式的，即几个有弱相互作用的纳米片的卷曲；（c）同心式的，通过卷曲或者折叠成多层的纳米管。但实际上，（c）种形状在合成时很难出现。yao和ma通过tem研究分别证实了(a)和(b)构型钛纳米管的存在。
梁建等则认为钛纳米管的生长机理符合3-2-1d的生长模型，在水热合成的过程中，在高压高温和强碱作用下，二氧化钛块体沿着(110)晶面被剥落成碎片，在片的两面有不饱和悬挂键，随着反应的进行，不饱和悬挂键增多，使薄片的表面活性增强，开始卷曲成管状，以减少体系的能量，这一点从反应中间产物中观察到大量的片状及卷曲态得的到证明。dimitryv.bavykin[19]等系统地研究了合成温度以及tio2/naohmol比对制备二氧化钛纳米管形貌的影响。认为图3-b符合氧化钛纳米管的形成机理，并给出了形成机理的原始驱动力的解释。dimitryv.bavykin等进行了氧化钛纳米管形成的热力学和动力学研究。该模型见图4能够很好的解释实验中增加tio2/naoh的摩尔比，氧化钛纳米管的平均管径也增大。同时也可以解释反应温度增加有利于纳米管的平均管径增大。
2.2纳米管的热稳定性及氧化钛纳米管的晶型
由于二氧化钛纳米管为无定形结构，在热力学上，属于介稳态。因此研究温度对其热稳定性的影响颇有必要。王保玉等以tio2为原料制备成tio2纳米管，通过不同温度焙烧得到不同的样品，用tem,xrd,ft-ir,bet等手段详细的研究了温度对晶型，比表面积的影响。研究表明，在300℃和400℃焙烧存在着两次比表面积的突降，用化学法合成的纳米管在400℃时，比表面积降到很小，管的结构严重被破坏。用化学法合成的纳米管是无定形的，而模板法制备的纳米管为锐钛矿型的。这可能是因为化学法制备的纳米管为多层，层与层之间不能形成三维空间的点阵结构。而王芹等研究则发现钛纳米管经过400℃热处理后能保持其纳米管的形貌，600℃有纳米管间烧结的现象，800℃时管的形状完全被破坏。可见合成方法的不同，氧化钛纳米管的热稳定性也有很大的差异。
纳米材料论文篇六
在上期关注了全球顶尖高分子材料研究所之后，本期理财周报将聚焦纳米材料和生物材料的全球顶尖实验室。
众所周知，纳米材料和生物材料属前沿新材料，代表着未来材料科学的发展方向。由于这两种材料具有重要的战略意义，各个国家在这两个领域的研发竞争可谓白热化。
美国将信息材料、生物医用、纳米材料、环境材料和材料技术科学等列为重点发展方向，日本重点加强信息通信、环境、生命科学和纳米材料方面的优势，欧盟则重点发展光电、有机电子、超导复合、催化剂、光学、磁性、纳米和智能材料。
由此可见，纳米、生物材料已成兵家必争之地。根据我国的新材料产业“十二五”规划，纳米材料和生物材料也是材料科学的重点发展方向。2012年6月，四年一度的世界生物材料大会首次落户中国，尼古拉·佩帕斯、钱煦、威廉·邦菲尔德、师昌绪等一大批国际顶尖生物材料专家汇聚成都，显示出了中国在生物材料方面日益增加的影响力。
显然，争夺纳米和生物材料话语权关键还是研究所和研究人才的竞争。
19xx年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学一个新分支，美国也成为了全球纳米技术研究的中心。
大学研究所方面，走在纳米材料研究前沿的美国大学包括纽约州立大学阿尔巴尼分校、哈佛大学、北达科他州立大学、史丹佛大学、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学等。
其中，纽约州立大学阿尔巴尼分校的纳米技术与工程学院拥有55亿的公众和私人投资，是全球纳米技术研究中心之一，也是世界上第一个专门研究纳米科学与纳米工程的高等院校。在国家/独立研究所方面，橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、美国阿贡国家实验室和美国加州纳米技术研究院等均享有国际盛誉。
此外，美国跨国也走在纳米研究的前列：ibm和nec都是最早进入纳米技术研究领域的，最先取得碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利，nantero则是第一家开发微电子级碳纳米管材料、并使用碳纳米管开发下一代半导体设备的。
美国生物材料方面的研究同样全球领先，著名的斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、加州理工学院、约翰霍普金斯大学、普林斯顿大学、加州大学旧金山分校、耶鲁大学、康乃尔大学、圣路易斯华盛顿大学、杜克大学、芝加哥大学美国顶尖院校生物工程研究排名靠前。
刚刚结束的2013年诺贝尔奖获得者中，迈克尔·莱维特和托马斯·c·苏德霍夫等两位生物化学领域的科学家出自同一所大学：斯坦福大学。
大名鼎鼎的mit生物材料研究也走在世界顶尖水平，该校拥有44个与生物材料研究相关的研究中心/研究室。
美国同样还有一批生物材料研究领先的跨国企业，如安捷伦科技，英斯特朗、ceramtec、泰科纳（ticona）、冶联科技、crs）、美敦力(medtronic)等等。
这些的产品垄断了全球大部分的高端生物材料市场份额，其研发实力也可见一斑。欧日朝迎头赶上在如此众多顶尖大学实验室、国家研究所和跨国实验室的支撑下，美国在纳米材料、生物材料方面建立的优势已基本上无人可以撼动。
不过即便如此，以欧洲和日韩为代表的研究力量同样不可小觑，部分领域甚至已经可以和美国匹敌，并呈现出德国、英国、日本和韩国四足鼎立之势。
德国在纳米材料领域的研究起步较早，在全国范围内建立了六大纳米研究中心，分别是纳米结构、纳米应用开发、纳米技术、纳米化学、纳米加工和纳米分析中心，形成一张遍布全国的纳米科技研究协作网，而马普学会、弗朗霍夫协会、海姆霍茨大研究中心联合会和莱布尼茨研究联合会则是德国纳米研究的核心力量。
纳米材料方面的`大学研究室，则主要是卡尔斯鲁厄理工学院，德国不伦瑞克理工大学半导体技术研究所。
生物材料方面，德国柏林柏林——勃兰登堡地区是德国生物技术研究机构分布密集最高的地区，同时也是欧洲最大的“全方位服务型生物科技区”，共拥有6个生物科技园和2个特别实验室。
与德国相比，英国的纳米材料相对逊色，不过生物工程技术却有过之而无不及。在英国，诞生了世界上第一只克隆羊“多莉”。英国在生物材料领域次于美国，居世界第二。据理财周报材料科学实验室的不完全统计，迄今为止，英国在生物和医学领域已获得了20多个诺贝尔奖。
大学研究室方面，剑桥大学材料科学与冶金系拥有生物材料的全球顶尖研究院，zeneca、glaxowelle和smithklihebeacham等跨国生物材料研究能力也是全球领先。
在日本，研究中心是其主要研究阵地。日立的“纳米技术管理推进中心”、日本电器“基础研究实验室”；日本电报电话的“厚木实验室”、富士通的纳米技术研究中心等企业研究中心是其纳米材料研究的核心力量。
韩国则凭借着三星等巨头在纳米材料技术的研究领域迎头赶上。
中国研究阶段性突破
在国内，中科院的纳米材料和生物材料研究仍旧首屈一指。理财周报记者获悉，中科院国家纳米科学中心主要从事纳米技术理论研究，该中心在20年在铋系化合物超结构制备，基于新型te化物纳米材料的宽带光谱光学探测器，新型微纳加工方法等诸多方面的研究均取得获得突破性新进展。
国家纳米中心现有6个研究室、2个实验室和1个发展研究中心、人员方面，纳米中心目前科技人员159人、科技支撑人员23人，包括研究员31人、副研究员及高级工程技术人员39人。20年，纳米中心科研人员共发表sci251篇。
此外，北京航空航天大学，南京理工大学，北京科技大学，大连理工大学等院校纳米材料研究起步较早。
生物材料方面，中科院上海硅酸盐研究所和清华大学、四川大学、南开大学、上海交通大学、华南理工大学、华东理工大学等大学研究室在国内处于领先地位。20年的世界生物材料大会承办方便是四川大学。
纳米材料论文篇七
纳米材料是指尺度在1nm—100nm范围内的材料，常见的有零维纳米颗粒和一维纳米材料，后者包括纳米棒、纳米线和纳米管等等。纳米技术是指在纳米尺度范围内，操纵原子、分子或原子团、分子团，使它们重新排列组合,创造具有特定功能的新物质的科学技术。纳米材料的研究和纳米技术在最近几年得到了广泛的重视和发展，并被应用到很多领域。
纳米材料自从在微电子和半导体工业中得到了成功应用之后，现在正逐渐被应用于生物医学方面，并取得了良好的效果。纳米微粒在性能上与通常所用的宏观材料完全不同，具有很多特殊性。这些特殊的性能主要是与其特殊的体积所引起，主要表现为表面与界面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。纳米微粒的这些特殊性能使得其在实际应用中具有很多特殊的效果，如比表面积大、表面活性中心多、表面反应活性高、强烈的吸附能力、较高催化能力、低毒性以及不易受体内和细胞内各种酶降解等。这些特殊的表现，使得其在生物医学方面得到广泛的应用。纳米微粒在生物医学应用上占据了很大的地位，但一维纳米材料如纳米管在一些特殊的生物应用中具有独特的优势，也开始受到重视。纳米管具有较大的内部空腔体积，从小分子到蛋白质分子等许多化学或生物物质都可被填充其中；此外，纳米管具有明显的内、外表面和开放的端口，便于进行不同的化学或生物化学修饰改性。下面分别介绍两者在生物医学方面的应用。
核磁共振成像技术、细胞分离和染色技术、作为药物或基因载体、生物替代纳米材料、生物传感器等很多领域。下面对一些比较成熟的技术作一些介绍。
生物芯片是在很小几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性，仅用微量生理或生物采样即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和dna的特性以及它们之间的相互作用，从而获得生命微观活动的规律。其主要分为蛋白质芯片和基因芯片(即dna芯片)两类，具有集成、并行和快速检测的优点，其发展的最终目标是将样品制备、生化反应到分析检测的全过程集成化以获得所谓的微型全分析系统。纳米基因芯片技术正是利用了大多数生物分子自身所带的正或负电荷，将电流加到测试板上使分子迅速运动并集中，通过电子学技术，分子在纳米基因芯片上的结合速度比传统方法提高一千倍。与常规技术相比，纳米基因芯片具有很多优点，如微电子技术使带电荷的分子运动速度加快，分子杂交的时间仅以分钟计而非传统技术的以小时计；灵活性强，测试基板可安排为各种点阵结构，可同时对一个样本进行多种测试，分析多种测试结果；用户容易按自己的要求建立测试点阵；可现场进行置换扩增，使测试敏感，更有力度等等。生物芯片最典型的应用就是进行分子诊断，用于基因研究和传染病研究等等。
纳米探针一种探测单个活细胞的纳米传感器，探头尺寸仅为纳米量级，当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期dna损伤。一些高选择性和高灵敏度的纳米传感器可以用于探测很多细胞化学物质，可以监控活细胞的蛋白质和感兴趣的其他生物化学物质。还可以探测基因表达和靶细胞的蛋白生成，用于筛选微量药物，以确定那种药物能够最有效地阻止细胞内致病蛋白的活动。随着纳米技术的进步，最终实现评定单个细胞的健康状况。使用能够接受激光产生荧光的半导体量子点（一种半导体纳米微晶粒），可以改善由于传统有机荧光物质激发光谱范围窄、发射峰宽而且容易脱尾等现象。使用纳米生物荧光探针可以快速准确的选择性标记目标生物分子，灵敏测试细胞内的失踪剂，标记细胞，也可以用于细胞表面的标记研究。此外进行其它改造可以用以检测很多其他东西，如cognet等人用10nm的金颗粒标记膜蛋白用于蛋白质的成像检测，克服了荧光标记的褪色及闪动的缺点，检测灵敏度高，信号稳定。另有人选用葡萄糖包覆超顺磁性的fe3o4纳米粒子，通过葡萄糖表面的酞基化实现与抗体的偶联，制得fe3o4/葡萄糖/抗体磁性纳米生物探针，将此探针进行层析实验，结果表明，该探针完全适用于快速免疫检测的需要。
该技术是现在医学中使用较多的一种技术，其使用的纳米微粒主要是纳米级的超顺磁性氧化铁粒子。根据产品的颗粒大小可以分为两种类型，一类是普通的超顺磁性氧化铁纳米粒子，一般直径在40—400nm；另一类是超微型超顺磁性氧化铁纳米粒子，其最大直径不超过30nm。该技术是因为人体的网状内皮系统具有一分丰富的巨噬细胞，这些吞噬细胞是人体细胞免疫系统的组成部分，当超顺磁性氧化铁纳米粒子通过静脉注射进入人体后，与血浆蛋白结合，并在调理素作用下被网状内皮系统识别，吞噬细胞就会把超顺磁性氧化铁纳米粒子作为异物而摄取，从而使超顺磁性氧化铁集中在网状内皮细胞的.组织和器官中。吞噬细胞吞噬超顺磁性氧化铁使相应区域的信号降低，而肿瘤组织因不含正常的吞噬细胞而保持信号不变，从而可以鉴别肿瘤组织。使用纳米颗粒可以使得检测出的病灶直径从使用普通颗粒的1.5cm下降到0.3cm。
血液中红细胞的大小为6000—9000nm，一般细菌的长度为2000—3000nm，引起人体发病的病毒尺寸一般为几十纳米，因此纳米微粒的尺寸比生物体内的细胞和红细胞小的多，这就为生物学研究提供了一条新的途径，即利用纳米颗粒进行细胞分离和细胞染色等。如研究表明，用sio2纳米颗粒可进行细胞分离。在sio2纳米颗粒表面，包覆一层与待分离细胞有较好亲和作用的物质，这种纳米颗粒可以分散在含多种细胞的胶体溶液，通过离心技术使细胞分离。这种方法有明显的优点和实用价值。使用不同的纳米颗粒与抗体的复合体与细胞、某些组织器器官和骨骼系统相结合，就相当于给组织贴上了标签，利用显微技术可以分辨各种组织，即用纳米颗粒进行细胞染色技术。
传统的给药方式主要是口服和注射。但是，新型药物的开发，特别是蛋白质、核酸等生物药物，要求有新的载体和药物输送技术，以尽可能降低药物的副作用，并获得更好的药效。粒子的尺寸直接影响药物输送系统的有效性。纳米结构的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术，具有提高药物的生物可利用度、改进药物的时间控制释放性能、以及使药物分子精确定位的潜能。纳米结构的药物输送系统的优势体现在能够直接将药物分子运送到细胞中，而且可以通过健康组织把药物送到肿瘤等靶组织。如通过制备大于正常健康组织的细胞间隙、小于肿瘤组织内孔隙的载药纳米粒子，就可以把治疗药物选择性地输送到肿瘤组织中去。当前研究的用于药物输送的纳米粒子主要包括生物型粒子、合成高分子粒子、硅基粒子、碳基粒子以及金属粒子等。用纳米控释系统输送核苷酸有许多优越性，如能保护核苷酸，防止降解，有助干核苷酸转染细胞，并可起到定位作用，能够靶向输送核苷酸等。还可以对于一些药材，如中药加工成由纳米级颗粒组成的药，有助于人体的吸收。
纳米微粒在生物医学上的应用远不止上面提到的这些，利用纳米微粒技术制备生物替代纳米材料、生物传感器等也已有很大发展。如纳米人工骨的研究成功，并已进行临床试验。功能性纳米粒子与生物大分子如多肽、蛋白质、核酸共价结合，在靶向药物输运和控制释放、基因治疗、癌症的早期诊断与治疗、生物芯片和生物传感器等许多方面显示出诱人的应用前景和理论研究价值。
如前面所述，纳米管以其特殊的性能，在生物医学方面得到较多的研究和应用。目前研究较多的纳米管有碳纳米管、硅纳米管、脂纳米管和肽纳米管等。这些纳米管主要是用于生物分离、生物催化、生物传感和检测等生物技术领域。
对纳米管的内、外表面进行不同修饰后,可用作纳米相萃取器，如用其进行手性异构分子的分离。由于异构体分子之间的理化性质差别非常小，因此传统分离方法的选择性往往都很低。将抗体通过一定的化学试剂固定在硅纳米管的内外表面，利用抗体对异构体的特异结合作用，赋予纳米管手性识别能力，可以实现对特定手性异构体的拆分，该思路使得纳米管在手性生物物质分离方面的应用前景大为拓展。将用模板法制备的纳米管可以留在膜孔内可以用于分离。其分离机理之一即是上面提到的对纳米管的修饰，另一机理是调节纳米管的直径尺寸使之与混合物中相对较小的物质分子的尺寸相匹配，实现小分子与大分子物质的分离，即所谓的筛分法。纳米管的应用使得对生命体中各种氨基酸、核酸分子的手性研究有了很大的进展。
纳米管用于生物催化技术的最主要的一个原因就是其大的比表面积，如含酶纳米管可以在生物催化反应器中使用。通过醛基硅烷将葡萄糖氧化酶(god)结合到硅纳米管(管径60nm)的内外表面，形成的god纳米管催化剂可催化葡萄糖的氧化反应,且无泄漏。虽然与目前常用的其他共价法固定化酶介质(如聚合物、硅胶)相比，纳米管固定化酶的活性降低幅度还较大，但纳米管的微小尺寸、大比表面(120～700m2·g-1)和优良的机械性使其更适合作为催化剂或载体用于生物微反应器。这些纳米管可以携带酶参加反应，其自身还能起到催化作用，如对于神经组织还是骨组织而言，使用碳纳米管含量较高的复合材料，均能促进组织再生，同时显著地抑制对植入设备产生不利影响的胶质痕迹和纤维组织的形成。
纳米管生物传感器是目前纳米管生物技术中研究最为活跃的领域。使用酶修饰电极是生物传感器的基本构件和关键，但实际上在酶的电化学反应中通常需要外加促进剂和电子媒介。研制适宜的电极材料和固定化方法对实现酶的直接电子转移反应和生物活性的维持非常重要。一般用聚合物膜来达到此要求，但由于其稳定性较差，制约其应用。相比之下，碳纳米管的机械强度高，比表面大，化学稳定性高，导电能力强且对环境和被吸附分子的变化敏感，是生物传感器中理想的固定化酶介质。除此之外，碳纳米管还有其它特点，如它可以改善参加反应的生物分子的氧化还原可逆性；降低氧化还原反应中的过电位；还可以直接进行电子传递，用于电流型酶传感器。由于碳纳米管具有一定的吸附特性，吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用，改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变，可以通过检测其电阻变化来检测气体成分，因此碳纳米管还可用于制造气敏传感器。将碳纳米管用作原子力显微镜（afm）的探针是比较理想的，它具有直径小、长径比大、化学和机械性能好、刚性极大等优点，制的afm分辨率比普通的高，可用于分子生物学的研究。
纳米材料论文篇八
摘要：目前世界上上转换纳米荧光材料正处在发展阶段，材料的选择和合成有待于深入细致的研究。本文对上转换发光纳米晶的选择和合成做了系统的讨论。
关键词：纳米材料发光材料上转换发光荧光材料双光子吸收纳米晶
近年来，人们开始对荧光标记材料产生了浓厚的兴趣，特别是随着纳米技术的发展，能够进行生物标记的无机纳米晶成为人们追逐的热点，但是由于生物背底同样会产生荧光从而对荧光检测形成干扰，于是不会产生背底干扰的稀土上转换纳米发光标记材料引起了人们的注意。
1.1纳米材料简介
纳术概念是1959年木，诺贝尔奖获得着理查德。费曼在一次讲演中提出的。他在“thereisplentyofroomatthebottom”的讲演中提到，人类能够用宏观的机器制造比其体积小的机器，而这较小的机器可以制作更小的机器，这样一步步达到分子尺度，即逐级缩小生产装置，以至最后直接按意愿排列原子，制造产品。他预言，化学将变成根据人仃〕的意愿逐个地准确放置原子的技术问题，这是最早具有现代纳米概念的思想。20世纪80年代末、90年代初，出现了表征纳米尺度的重要工具一扫描隧道显微镜(stm)，原子力显微镜(afm)一认识纳米尺度和纳米世界物质的直接的工具，极大地促进了在纳米尺度上认识物质的结构以及结构与性质的关系，出现了纳米技术术语，形成了纳米技术。其实说起来纳米只是一个长度单位，1纳米(nm)=10又负3次方微米=10又负6次方毫米(mm)=10又负9次方米(m)=l0a。纳米科学与技术(nano-st)是研究由尺寸在1-100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。关于纳米技术，从迄今为止的研究状况来看，可以分为4种概念。在这里就不一一介绍了。
1.2上转换纳米材料介绍
稀土上转换发光材料通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换。所谓的上转换材料就是指受到光激发时，可以发射比激发波长短的荧光的材料。由此可见上转换发光的本质是一种反stokes发光，因此，也称上转换发光为反stokes发光。早在1959年，就出现了上转换发光的报道。用960nm的红外光激发多晶zns，观察到了525nm绿色发光。上转换发光的机理可以归结为4种情况：
(1)单离子的步进多光子吸收，这实际上是激发态吸收(esa)的过程。
(2)直接双光子吸收。这也是一个单离子过程，能量为e1和e2(e1与e2可以相等也可以不相等)的两个光子从一个虚拟的中间量子态被同时吸收终态e3=e1+e2。
（3）多个激发态离子的共协上转换。
(4)光子雪崩吸收上转换。
2.1共沉淀法
组分体系的制备就可能存在一些问题。冈为它对于原料的选择会造成一定的困难，同时还要求各种组分具有相同或相近的水解或沉淀条件，这样必将对所合成的多组分体系有一定的要求，从而限制了它的使用。．iohanneshampl等人用高温流化床合成出了具有较好分散性的er，yb共掺的氧硫化物。合成时，将er，yb和y的硝酸盐用尿素共沉淀，得到的沉淀在840℃下通过h2s和水蒸气，最后在1500℃的流化床中用ar气保护活化，这样得到了尺寸大约400nm的粒子。硫化物的粒子形态较好，一般为圆形，但是要求较高的活化温度(1500~)，在此温度下粒子容易粘连，所以在硫化床中活化，这样加大了合成的难度。
2.2水热法
水热法也是近几年来研究无机发光材料中发明的又一新兴的合成方法。此法主要是在特制的反应釜(高压釜)中，采用水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中产生高压环境从而在一定温度和压力下，使物质在溶液中进行化学反应的一种《·》无机制备方法。在水热法的基础上，以有机溶剂代替水，采用溶剂热反应来制备发光材料是水热法的一种重大改进，可以适用于一些非水反应体系的制备，从而打一大了水热技术的适用范围。
上转换纳米微粒的个最重要标志是尺寸与物理的特征量相差不多，例如。当上转换纳米粒子的粒径与超导相干波长、玻尔半径以及电子的德布罗意波长相当时，小颗粒的量子尺寸效应十分显著。
与此同时，大的比表面使处于表面态的原子、电子与处于小颗粒内部的原子、电子的行为有很大的差别，这种表面效应和量子尺寸效应对纳术微粒的光学特性有很大的影响。甚至使纳米微粒具有同样材质的宏观犬块物体不具备的新的光学特性。
例如：
1.宽频带强吸收。纳米氮化硅、碳化硅及氧化铝粉对红外有个宽频带强吸收谱。这是因为纳米粒子大的比表面导致r平均配位数下降，不饱和键和悬键增多，与常规大小材料不同，没有一个单一的，择优的键振动模．而存在个较宽的键振动模的分布．在红外光场作用下它们对红外吸收的频率也就存在个较宽的分布，这就导致了纳米粒于红外吸收带的宽化。
2.吸收带蓝移现象。这可能由于两方面原因，一是量子尺寸效应，由于颗粒尺下降能隙变宽，这就导致光吸收带移向短波方向，ball等对这种蓝移现象给出了解释：已被电子占据分子轨道能级与未被电子占据分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径碱小而增大．这是产生蓝移的根本原因。这种解释对半导体和绝缘体都适用。另一种是表面效应。由于纳米微粒颗粒小，大的表面张力使晶格畸变，品格常数改变。对纳米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近邻和第二近邻的距离发生变化。键长的改变导致纳米微粒的键本征振动频率改变，结果使光吸收带发生移动。3．量子限域效应。半导体纳术微粒的半径rab(激子玻尔半径)时，电子的平均自由程受小粒径的限制，局限在很小的范围，空穴很容易与它形成激子，引起电子和空穴波函数的重叠，这就报容易产生激子吸收带。
当上转换纳米微粒的尺寸小到一定值时可在定波长的光激发下发光。1990年，日本佳能研究中心的h.tabagi发现，粒径小于6nm的硅在室温下可以发射可见光。随半径减小，发射带强度增强并移向短波方向。当粒径大干6nm时，这种光发射现象消失。tabagi目认为硅纳米微粒的发光是载流子的量子限域效应引起的。brus认为，大块硅不发光是因为它的结构存在平移周期性，由平移对称性产生的选择定则使得大尺寸硅不可能发光，当硅粒径小到某程度时(6nm)．平移对称性消失，因此出现发光现象。
1电沉积纳米晶材料技术屠振密[等]编著2008
2发光材料与显示技术徐叙瑢主编2003
3有机发光材料、器件及其平板显示李文连著2002
8杨剑滕凤恩《材料导报》1997第2期
9纳米材料及其技术的应用前景张中太2000材料工程
10李彦施祖进纳米团簇的超分子自组装[期刊论文]-化学进展11张立德纳米材料的发展1994(03)
纳米材料论文篇九
本文主要研究了污染物的光催化降解原理，进一步分析了光催化纳米材料在环境保护工作中的应用，同时对于光催化纳米材料的应用趋势和方向也进行了必要的研究，希望对这一工作的开展提供一定的指导作用。
光催化；纳米材料；环境保护；
工业废水和废气中都含有较多的毒害物质，比如有机磷农药或是二氯乙烯等，这些物质对于人体的影响都是十分明显的。传统的水处理方式，比如吸附法、混凝法等方法在现阶段实际应用环节中仍然存在较大的困难，效果并不理想，所以在今后的实际发展过程中就需要不断探索和获取一种经济、合理的方式，实现对传统方法处理后水中的残留物质进行更有效的降解。1976年，科学家在对紫外线光照射下对纳米tio2进行了研究，发现这种方式可以将难以降解的有机化合物多氯联苯脱氯进行有效降解。当前，已经发现超过3000余种难降解的有机化合物都可以借助此种方式进行降解，尤其是水中有机污染物浓度较低或是其他降解方式不佳的时候，这项技术更是能发挥出前所未有的技术优势。
光催化的纳米材料采用的绝大多数都是金属氧化物或是硫化物等半导体材料，是一种特殊的电子结构。和金属相比，这种半导体存在明显的不连续性，在对电子的低能价带进行填满的过程中会和空的高能导带存在明轩的禁带，所以当二者产生的能量大于光照射的时候，在价带上的电子就会被转移到导带上，最终在半导体表面形成具备高活性的电子[1]。
在光催化反应中，获取光激发所出现的空穴，和对给体或是受体产生的作用也是有效的。所以在实际工作中为了确保光催化反应能更有效的进行，就应该适当降低电子和空穴之间的简单复合。
(一)光催化纳米技术在污水处理中的应用
传统的水处理方式中可以对污水中出现的悬浮物质或是泥沙等大颗粒的污染物进行去除，但是对于浓度较低的可溶性物质却很难进行有效的处理，并且由于这项工作的工作效率比较低，花费的经济成本比较高，所以很多时候并不能进行有效的处理。但是借助纳米材料的光催化方法，就可以将很多难以降解而定污染物进行合理转变，从而将原本水中的污染物转化为水分子或是二氧化碳等无污染的分子物质。
比如在对有机废水的处理环节中，光催化纳米材料就可以将水中的绝大多数有机污染物进行转化，使其成为无污染的物质，比如可以将酸。表面活性剂等有机污染物进行氧化，使其转变为水或二氧化碳等无害的物质。借助纳米材料可以的对物质表面性能进行转变，通过这种方式对水中纳米的分散性进行优化。从而实现对光激发作用下产生的电子和空穴复合问题进行抑制，进一步实现对催化活性的提升[2]。
再比如对无机废水的处理环节中，由于无机物在纳米粒子表面存在明显的光化学活性，因此光催化纳米材料后所出现的电子和空穴都可以对高氧化状态的物质进行还原，也就是借助此种方式实现对无机物污染的有效消除。
(二)光催化纳米技术在大气污染治理中的应用
对大气污染产生影响的主要成分就是二氧化硫、一氧化碳等物质，这些气体如果长期存在于空气中必然会对人体的健康造成不利的影响。光催化剂可以和一些气体吸附剂进行有效结合，从而更有效的实现对降解浓度的有效降低。
将一些对日光有相应的半导体纳米材料涂抹在墙壁或是其他合理的位置上可以形成空气清洁剂的作用，而二氧化硫、一氧化碳等物质吸附在上面的时候，就可以在光的作用下被转变为无害物质，这种方式对于去除臭气的影响也是十分重要的环节[3]。纳米对于氟利昂具备较强的光催化活性，因此将这以技术进行融合后，可以在表面对酸性进行催化，通过这种方式获取较高的光催化活性作用，这对于物质稳定性的提升也将起到一定的帮助作用。
此外，纳米技术还能对室外的气象有机污染物进行分解，比如在紫外线的照射下，纳米材料可以将室内装饰建材中产生的甲醛、氯乙烯等物质进行有效分解。将活性炭纤维作为重要载体的过渡金属离子中适当进行纳米材料光催化剂的融合，通过此种方式将紫外线光照射下浓度更低的甲醛进行或降解，但是这种技术手段对于浓度高的污染物降解效果比较差，同时由于使用时间的增加，最终催化剂的活性也将大大降低，最终甚至会出现活性的完全消失。
综上所述，光催化纳米材料在当前环境保护中有着越来越显着的应用，不仅可以对难处理的污染物进行有效处理，同时还能借助自身的吸附作用对低浓度的有害物质进行分解。在当前光催化纳米技术的不断发展过程中，环境保护工作效率和质量也必然会得到显着提升。总而言之，当前我国环境保护工作已经受到了越来越多的影响，甚至对人们的身体健康产生了威胁，所以在此种背景下，更需要加强对相关技术的研究，不断为我国环保工作的顺利开展提供帮助作用，实现可持续工作的顺利进行。
纳米材料论文篇十
于琳枫（12化学1班）
摘要：二氧化钛纳米管由于新奇的物理化学性质引起了广泛的关注，本文就近年来在制备方法﹑反应机理﹑二级结构及掺杂和应用方面予以综述，并讨论了今后可能的研究发展方向。
关键词:二氧化钛，纳米管，制备，反应机理，二级结构
0引言
tio2俗称钛白粉，无毒、无味、无刺激性、热稳定性好，且原料来源广泛易得。它有三种晶型：板钛矿、锐钛矿和金红石型。tio2最早用来做涂料。
1.1气相法
包括：直流电溅射法、高频无线电溅射法、分子束取向生长法和等离子体法等。
1.2液相法
目前制备tio2纳米材料应用最广泛的方法是各种前驱体的液相合成法。这种方法的优点是：原料来源广泛、成本较低、设备简单、便于大规模生产。但是产品粒子的均匀性差，在干燥和煅烧过程中易发生团聚。应用最普遍的液相制备方法包括液相沉积法和微乳液法等。
1.2.1液相沉积法
液相沉积法是以无机钛盐作原料，通过直接沉积来制备功能tio2粉体和薄膜的液相法。deki等用（nh4)2tif6和h3bo3的水溶液为起始溶液，制备了tio2薄膜。imai等用添加了尿素的tif4和ti(so4)2的水溶液制备了不同形貌的tio2纳米材料。液相沉积法具有以下优点：对仪器要求比较低，温度要求低(30～50℃），基片选择比较广等。
1.2.2微乳液法
2.1氧化钛纳米管形成的反应机理
尚不确定。理论上钛纳米带折叠或卷曲形成纳米管时，可形成下列3种形状：（a）蛇形的，即单层纳米管的卷曲；（b）洋葱式的，即几个有弱相互作用的纳米片的卷曲；（c）同心式的，通过卷曲或者折叠成多层的纳米管。但实际上，（c）种形状在合成时很难出现。yao和ma通过tem研究分别证实了(a)和(b)构型钛纳米管的存在。
梁建等则认为钛纳米管的生长机理符合3-2-1d的生长模型，在水热合成的过程中，在高压高温和强碱作用下，二氧化钛块体沿着(110)晶面被剥落成碎片，在片的两面有不饱和悬挂键，随着反应的进行，不饱和悬挂键增多，使薄片的表面活性增强，开始卷曲成管状，以减少体系的能量，这一点从反应中间产物中观察到大量的片状及卷曲态得的到证明。dimitryv.bavykin[19]等系统地研究了合成温度以及tio2/naohmol比对制备二氧化钛纳米管形貌的影响。认为图3-b符合氧化钛纳米管的形成机理，并给出了形成机理的原始驱动力的解释。dimitryv.bavykin等进行了氧化钛纳米管形成的热力学和动力学研究。该模型见图4能够很好的解释实验中增加tio2/naoh的摩尔比，氧化钛纳米管的平均管径也增大。同时也可以解释反应温度增加有利于纳米管的平均管径增大。
2.2纳米管的热稳定性及氧化钛纳米管的晶型
由于二氧化钛纳米管为无定形结构，在热力学上，属于介稳态。因此研究温度对其热稳定性的影响颇有必要。王保玉等以tio2为原料制备成tio2纳米管，通过不同温度焙烧得到不同的样品，用tem,xrd,ft-ir,bet等手段详细的研究了温度对晶型，比表面积的影响。研究表明，在300℃和400℃焙烧存在着两次比表面积的突降，用化学法合成的纳米管在400℃时，比表面积降到很小，管的结构严重被破坏。用化学法合成的纳米管是无定形的，而模板法制备的纳米管为锐钛矿型的。这可能是因为化学法制备的纳米管为多层，层与层之间不能形成三维空间的点阵结构。而王芹等研究则发现钛纳米管经过400℃热处理后能保持其纳米管的形貌，600℃有纳米管间烧结的现象，800℃时管的形状完全被破坏。可见合成方法的不同，氧化钛纳米管的热稳定性也有很大的差异。
tio2纳米材料的很多应用都是和其光学性质紧密相连的。但是，tio2的带隙在一定程度上限制了tio2纳米材料的效率。金红石型tio2的带隙是3.0ev，锐钛矿型是3.2ev，只能吸收紫外光，而紫外光在太阳光中只占很小的一部分（10%）。因而，改善tio2纳米材料性能的一个目的就是将其光响应范围从紫外光区拓展到可见光区，从而增加光活性。目前经常采用的改性方法包括贵金属沉积、离子掺杂、染料敏化和半导体复合等方法。
5.1贵金属沉积
tio2光催化活性的影响，发现fe、mo、ru、os、re、v和rh离子掺杂可以把tio2的光响应拓宽到可见光范围，其中fe离子掺杂效果最好，而掺杂co和al会降低其光催化活性。wu等定性分析了过渡金属(cr、mn、fe、co、ni和cu)离子掺杂对tio2的光催化活性的影响。xu等比较了不同稀有金属(la、ce、er、pr、gd、nd和sm)离子掺杂对tio2光催化活性的影响。
阴离子掺杂可以改善tio2在可见光下的光催化活性、光化学活性和光电化学活性。在tio2晶体中掺杂阴离子（n、f、c、s等）可以将光响应移动到可见光范围。不像金属阳离子，阴离子不大可能成为电子和空穴的再结合中心，因而能够更有效地加强光催化剂的催化活性。asahi等测定了取代锐钛矿tio2中o的c、n、f、p和s的掺杂比例。发现p态n和2p态o的混合能使价带边缘向上移动从而使得tio2带隙变窄。尽管s掺杂同样能使tio2带隙变窄，但是由于s离子半径太大很难进入tio2晶格。研究表明c和p掺杂由于掺杂太深不利于光生电荷载体传递到催化剂表面，所以对光催化活性的影响不是很有效。ihara等将硫酸钛和氨水的水解产物在400℃的干燥空气中煅烧，得到了可见光激发的n掺杂tio2光催化剂。
5.3染料敏化
有机染料被广泛地用作tio2的光敏化剂来改善其光学性质。有机染料通常是具有低激发态的过渡金属化合物，像吡啶化合物、苯二甲蓝和金属卟啉等。yang等用联吡啶、carp等用苯二甲蓝染料作为感光剂敏化tio2,发现这些染料可以改善光生电子空穴对的电荷分离，从而改善了催化剂的可见光吸收。
5.4半导体复合
针对tio2纳米材料的性质、合成、改性和应用，人们已经做了广泛的研究。随着tio2纳米材料的合成和改性方面的突破，其性能得到不断地改善，新应用也不断的被发现。但从目前的研究成果看，可见光催化或分解水效率还普遍很低。因此如何通过对纳米tio2的改性，有效地利用太阳光中的可见光部分，降低tio2光生电子空穴对的复合机率，提高其量子效率是今后的研究重点。
参考文献
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纳米材料论文篇十一
纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。小尺寸效应。现在从尺寸效应探讨其特性和应用。
随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。量子尺寸效应指当金属或半导体从三维减小至零维时，载流子在各个方向上均受限，随着粒子尺寸下降到接近或小于某一值（激子玻尔半径）时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。金属或半导体纳米微粒的电子态由体相材料的连续能带过渡到分立结构的能级，表现在光学吸收谱上从没有结构的宽吸收过渡到具有结构的特征吸收。量子尺寸效应带来的能级改变、能隙变宽，使微粒的发射能量增加，光学吸收向短波长方向移动（蓝移），直观上表现为样品颜色的变化，如cds微粒由黄色逐渐变为浅黄色，金的微粒失去金属光泽而变为黑色等。同时，纳米微粒也由于能级改变而产生大的光学三阶非线性响应，还原及氧化能力增强，从而具有更优异的光电催化活性[5,6]。
第页纳米材料与技术是在20世纪80年代末才逐步发展起来的前沿交叉性新兴学科领域，它与住处技术和生物技术一起并称为21世纪三大前沿高新技术，并可能引导下一场工业革命。
纳米技术是严谨的高新交叉技术，人类刚刚迈进门槛，就显现出其强大的生命力。有些纳米材料（如纳米金刚石）经过表面改性和分散，可以均匀分布到聚合物的熔融体中，经过喷丝、冷却形成具有特殊功能的纳米纤维，添加比列很低，但每根短纤维上有成千上万个纳米颗粒。可以作成高抗磨、自清洁、防雨、防紫外线、防静电、杀菌、红外隐形等功能布料，很有发展前景。
将人类带入新的微观世界。人类可以从新的纳米技术领域获得很大好处。利用这项技术的目的是在纳米尺寸上操纵物质，以创造出具有全新分子组织形式的结构。这有可能改变未来材料和装置的生产方式，并且给人类带来巨大的经济益处。
第页界。
传统的解释材料性质的理论，只是用于大于临界长度100纳米的物质。如果一个结构的某个维度小于临界长度，那么物质的性质就常常无法用传统的理论去解释。而科学家正试图在大哥分子或原子尺度到十万个分子的尺度之内发现新奇的现象。
美国国纳米技术计划初期研究的重点是，在分子尺度上具有新奇的特性并且系统、物理和化学性能有明显提高的材料。比如，在纳米尺度上，电子和原子的交互作用受到变化因素的影响。这样，在纳米尺寸上组织物质的结构就有可能使科学家在不改变材料化学成分的前提下，控制物质的基本特性，比如磁性、蓄电能力和催化能力等。又如在纳米尺度，生物系统具有一套成系统的组织，这使科学家能够把人造组件和装配系统放入细胞中，以制造出结构经过组织后的新材料，有可能使人类模拟自然的自行装配。还有，纳米组件有很大的表面积，这能够使它们成为理想的催化剂和吸收剂等，并且在放电能和向人体细胞施药方面派上用场。利用纳米技术制造的材料与一般材料相比，在成分不变的情况下体积会大大缩小而且强度和韧性将得到提高。
美国西北大学开发的一种比色传感器，已经成功探测出结核杆菌。科学家把探测对象的dna附加在纳米大小的黄金微粒上。当互补的微粒在溶液中存在时，黄金微粒会紧紧地结合在一起，改变悬浮液的颜色。
随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由
第页于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微粒而言，尺寸变小，同时其比表面积也显著增加，从而产生如下的新奇的性质：特殊的光学性质、热学性质、磁学性质和力学性质。具体的光学性质是当黄金被分割到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上，尺寸越小，颜色愈是黑。由此可见，金属超微颗粒对反光的反射率很低。热学性质具有高矫顽力的特征，已经作为高储存密度的磁记录磁粉，大量应用于磁带。利用磁性，人们已经将磁性超微粒制成用途广泛的磁性液体。力学性质是具有良好的任性。因为纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此变现出很好的韧性和延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性质。美国学者报道氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。研究表明，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是有磷酸钙等纳米材料构成的。呈纳米晶粒的金属比传统的粗晶粒金属硬3到5倍。
一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。
我们对纳米材料的认识还远远不够，还需要不断的探索和研究。相信通过不断的深入，一定会使纳米在更多的领域里发挥作用，服务于生产和生活。
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参考文献：
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纳米材料论文篇十二
伴随着科学技术的发展，功能化纳米材料的应用成为了顺应时代的发展的必然趋势。在对相关技术项目进行全面分析的过程中，要对其原理进行生物分子检测，有效结合组织工程学分析相关研究效果。对无机纳米材料表面化学分析进行阐释，并集中讨论了纳米材料表面化学在生物分析中的应用。
纳米材料；表面化学；生物分析；应用；
纳米材料形成后，表现会完全呈现出无机界面，并且能有效包裹在表面活性剂中，其本身并不具备生物动能，且不能直接应用在细胞或者是生物活体上。基于此，相关操作人员要对其进行表面化学的改性处理和修饰，保证纳米材料生物功能得以发挥。并且，在纳米材料表面化学研究体系内，主要是对生物相容性、生物稳定性以及生物分散性等进行集中传递，保证纳米颗粒研究效果更加直观[1]。
1)表面物理化学性质出现变动，多数无机纳米材料都是非极性物质，基本的沸点较高，要求在高温环境中形成，表面都会出现油胺、油酸以及三辛基氧膦等物质，能溶于非极性溶剂中。在对生物应用进行分析的过程中，纳米材料溶解在水相中，具备非常好的分散性以及稳定性，为了其能发挥实际价值，就要对溶解性等数据等予以综合处理，整合表面改性。目前，较为有效地表面改性处理机制就是替代法，能和无机材料亲和力更好的分子进行处理，完善替代性处理效果。
2)进行靶向修饰操作，主要是借助靶向功能分子完成基础的处理工作，利用识别靶细胞的过程有效对受体进行识别处理，将定位体系确定在目标组织中，并且有效发挥相关物质的治疗和诊断功能。
3)生物传感和检测。因为纳米材料本身具备光信号、电信号的传递能力，因此，在生物电子和生物传感器设计工作中，要发挥纳米材料的生物相容性特征，规避生物识别能力较差的弱项，合理性完善纳米材料生物功能水平。并且，进行生物传感处理后就能提升生物分子和组织细胞的固定能够效果，也能借助生物高特异性判定相关数据，构建更加有效的生物传感系统。
2.1细胞分析
伴随着科学技术的发展，将技术应用在生物体系中，主要利用的就是生物传感机制。目前，生物体传感项目主要分为细胞结构、活体结构等，相较于传统的研究项目和分子结构探针元素，纳米材料能有效提升影像信号的强度，并且整体细胞结构的靶向性能更加突出，能为代谢动力学可控效果优化奠定基础。例如，正电子发射断层成像技术、电子计算机技术以及核磁共振技术等都是较为常见的技术项目[2]。
(1)将纳米探针应用在细胞环境中。细胞微环境中，主要的影响因素不仅包括ph数值和细胞因子，也包括氧化还原环境等，温度和离子浓度也会对其产生影响。目前，主要的研究方向就是对早期淋巴祖细胞进行环境分析和系统化数据处理。相关部门在对这项技术进行深度研究和探讨，旨在为干细胞移植工作和化疗治疗提供更加有效的技术体系。例如，在高ph环境中，多巴胺分子处于不稳定的状态，就会发生氧化还原反应，形成多巴醌，这种物质本身具有较强的还原势，在对其进行量子点电子激态处理的过程中，能形成转移就会对辐射跃迁造成影响，造成荧光动态淬灭。
(2)将纳米探针应用在酶活性测定项目中，尤其是酶催化反应过程。因为在肿瘤组织中，酶本身就会出现变动，利用水解细胞结构间质的方式，癌细胞就会从原发部位直接脱落，借助血液循环实现癌症的转移，正是对其异常问题进行分析后不难发现，有效借助那么纳米探针对酶结构异常表达进行测定对医疗项目研究具有重要意义和价值。
2.2癌症诊疗
化疗治疗过程在医学研究中具有重要意义和价值，在临床化疗中主要应用的是阿霉素以及紫杉醇等药物，药物依旧存在靶向性不好的问题。目前，较为有效的靶向性处理机制中，主要是借助主动靶向完成纳米药物的运输，并且对肿瘤成像以及治疗过程进行约束和管理。基于此，合理性将纳米材料表面化学应用在癌症治疗中，能对包裹和吸附过程进行控制，并且有效达到缓释的效果，减少副作用对人体的伤害。在纳米技术不断发展的背景下，二氧化硅、贵金属以及氧化铁纳米颗粒等物质的应用范围更加广泛，能有效完成靶向处理以及药物释放过程的可控性，从根本上推进了诊疗一体化以及药代动力学体系的融合，也为诊疗水平和效果的优化奠定了坚实基础[3]。
总而言之，在对纳米材料表面化学在生物分析中应用进行研究的过程中，要结合科学技术的发展现状，并且有效结合临床诊疗效果，完善材料分析的同时，对靶向性等因素予以集中分析，促进生物分析和药物治疗水平的全面进步。
[2]张薇。土建工程施工进度的控制与管理策略[j].建筑工程技术与设计，2017，(33)：1765.
[3]黄泽宏。浅谈土建工程施工进度的控制与管理策略[j].商情，2014，(12)：251.
纳米材料论文篇十三
《纳米材料》是一门新兴的、多学科穿插性课程，触及凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴。针对该课程学问点冗杂、概念笼统等特性，分离本身教学经历和课程特性，从该门课程的教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面停止了系统的探究和变革，以到达进步教学质量的目的。
纳米材料，教学办法，教学质量
纳米科技是20世纪80年代末逐渐开展起来的新兴学科范畴，它触及到凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴[1]。目前，纳米科技与生物技术、信息技术成为推进人类将来开展的三大主流科技，在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有普遍的应用前景。纳米科技的迅猛开展将促使简直一切的工业范畴产生一场反动性的变化。
纳米材料是纳米科技的根底，对纳米材料的学习，是顺应将来社会对材料专业人才的需求。在教材的方面，不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止讨论。
目前，纳米材料正蓬勃开展，其触及的面也越来越普遍，涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反响动力学和外表、界面等多中学科，内容普遍[2]。随着纳米科技的兴起，也呈现了很多引见纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和材料，对推进纳米科技的安康开展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。依据笔者从事纳米材料课程教学的理论，以为要到达前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面： 纳米材料的根本概念、开展史；纳米材料的分类及其特性；纳米材料的根本物理和化学性能；纳米材料的主要制备办法和原理；纳米材料的构造剖析测试办法；纳米材料的生物毒性和平安性；纳米材料最新研讨停顿。依据教学内容特性，能够思索将教学内容分会以下6个局部。
2.1 绪论
从纳米材料的新奇特性开端，讲述纳米材料的内涵和根本概念以及开展史。依据材料的分类办法讲述纳米材料的分类办法及特性。讲述纳米材料的根本构造单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应、宏观量子隧道效应等根本性能。并分离我国纳米材料研讨现状和学生研讨方向停止相关讨论，激起学生对纳米材料的猎奇心和求知欲。
2.2 纳米材料物理化学性能
主要内容触及纳米材料的构造和形貌特征；纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性；纳米材料的吸附、分散、聚会等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与构造关联，依照根本构造-根本特性-特殊构造-特殊效应-特殊功用-特殊应用这一思绪，引领学生深化考虑，能够起到触类旁通效果。
2.3 纳米材料的制备办法和原理
依照纳米材料维数分类办法，讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备办法和根本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相办法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相办法。并分离学生研讨方向对相关材料和办法停止细致讨论，使学生控制相关制备办法，为随后的研讨奠定坚实的根底。
2.4纳米材料的构造剖析测试办法
主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、x射线光电子能谱仪、x射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。经过学习，使学生控制纳米材料测试的主要办法和仪器，并控制各种仪器的优缺陷和适用范围。同时，也使同窗们认识到纳米材料研讨的高技术特性。
2.5纳米材料的生物毒性和平安性
主要包括纳米材料的生物毒性和平安性。依据已有的相关研讨报道，引见一些纳米材料的生物毒性，让学生们理解纳米材料的缺乏之处，控制相关的平安操作规则，以便在随后的纳米材料相关研讨中防止呈现平安事故。
2.6最新研讨停顿
依据纳米材料的最新研讨热点，如石墨烯、锂离子电池灯，讲述纳米科技范畴国际最新研讨动态，让学生理解国际最新研讨热点。
3.1 多媒体教学
针对纳米材料课程内容普遍，学问点多的特性，采用多媒体教学方式。应用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点，能够使教与学的活动变得愈加丰厚多彩，又能够将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同窗们。从而激起学生的学习兴味，促进学生思想开展，丰厚学生的想象力。例如，讲述纳米材料宏观量子隧道效应时，能够动画的方式展示，便当学生们了解。讲述纳米材料的制备办法时，能够经过表示图的方式展示，更容易让学生了解和控制。
3.2交互式讨论
应用交互式讨论教学方式。依据学生的兴味，分离课程内容，将学生划分多个课题小组，停止课堂讨论。例如，讲述微乳液法制备纳米材料时，首先让学生经过文献查阅等方式理解该办法；其次，在课堂上就该办法、原理和理论应用停止充沛讨论和剖析；最后教师指出该内容的重点和难点。经过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主体位置，尊重学生的主体认识；创设民主、对等的课堂气氛，让学生充沛发表本人对问题的见地，发挥学生的主管能动性，变被动承受为主动探究；使学生的创新认识、发明性思想才能得到不时的开展[3]。
3.3理论操作相分离
纳米材料是一门理论性很强的课程。在课程教学中要充沛与理论相分离，依据学生的研讨方向，分离课程内容，布置学生停止相关实验。经过详细的实验使学生对纳米材料有更多的理性认识。触及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、x射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时，分离详细状况，可布置一定时间上机察看和操作。
[1]白春礼。纳米科技及其开展前景，新材料产业[j].2001，4：8-11.
[2]张立德，牟季美。纳米材料和纳米构造[m].北京：科学出版社，2001，2：11.
纳米材料论文篇十四
论文题目：纳米材料与技术的发展现状与趋势
学院：材料与能源学院
姓名：夏国东
学好：3110006707
纳米材料与技术的反转现状与趋势
21世纪前20年，是发展纳米技术的关键时期。由于纳米材料特殊的性能，将纳米科技和纳米材料应用到工业生产的各个领域都能带来产品性能上的改变，或在性能上有较大程度的提高。利用纳米科技对传统工业，特别是重工业进行改造，将会带来新的机遇，其中存在很大的拓展空间，这已是国外大企业的技术秘密。英特尔、ibm、sony、夏普、东芝、丰田、三菱、日立、富士等具有国际影响的大型企业集团纷纷投入巨资开发自己的纳米技术，并到得了令世人瞩目的研究成果。纳米技术在经历了从无到有的发展之后，已经初步形成了规模化的产业。欧盟、日本、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、中国、韩国、以色列、新西兰等国在纳米材料领域的投资较大。日本国会提出要把发展纳米技术作为今后数十年日本的立国之本，政府机构和大公司是其研究资金的主要来源，中小企业的作用很小。
中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。
目前纳米材料与技术在各方面的应用越来越广泛，小到日常使用的刀具，大到航空航天，都遍布纳米材料的身影。
1、纳米技术在建筑涂料中的应用
涂料是建筑物的内衣（内墙涂料）和外衣（外墙涂料），国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材（特别是建筑涂料）方面的应用已经显示出了它的独特魅力。
2、纳米技术在混凝土材料中的应用
随着社会工业化的深入发展和我国基础建设的广泛开展，水泥混凝土作为一种传统的建材，其产量和用量都在不断地增加，高性能混凝土已成为水泥基复合材料领域中的研究热点。同时，许多特殊领域要求水泥混凝土具有一定的功能性，如希望其具有吸声、防冻、高强且高韧性等功能。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、表面及界面效应等优异特性，因而能够在结构或功能上赋予其所添加体系许多不同于传统材料的性能。利用纳米技术开发新型的混凝土可大幅度提高混凝土的强度、施工性能和耐久性能。
3、纳米技术在陶瓷材料中的应用
二十世纪90年代初，日本nihara首次报道了以纳米尺寸sic颗粒为第二相的纳米复相陶瓷具有很高的力学性能，并具有很多独特的性能。含有20%纳米钴粉的金属陶瓷是火箭喷气口的耐高温材料。氧化物纳米材料在这方面都优于同质传统陶瓷材料，在陶瓷基中添加其他纳米微粒的效果也正在研究。利用纳米粒子特殊的光电磁特性制成太阳能陶瓷、远红外陶瓷等，用于建筑物饰面，可开发太阳能，调节环境温度，促进人们身体健康。纳米技术在陶瓷上的应用潜力不可估量。
4、在国防科技上的应用
纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场更加透明。而纳米材料在隐身技术上的应用尤其引人注目。在雷达隐身技术中，超高频段电磁波吸波材料的制备是关键。纳米材料正被作为新一代隐身材料加以研制。
5、纳米医学和生物学
从蛋白质、dna、rna到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。
经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。
新产物的出现总是伴随着优点与缺点，纳米材料的发展也不是一帆风顺的，随着人们对纳米材料的认识不断加深，一些存在的问题也不断被发掘出来。
1、职业暴露人群，包括纳米技术的研发人员和工人的健康安全问题。根据现有的毒理学研究，纳米粉尘和颗粒有可能通过呼吸和皮肤接触进入人体。这就给长期暴露在纳米材料氛围中的一线工人和研发人员的健康带来潜在威胁。此外，纳米材料还有一个特点就是易燃易爆。万一因为操作不当等带来火灾或者爆炸，后果不堪设想。因此，如何切实保护在纳米材料生产场所中暴露人员的健康，以及实验室和工作场所纳米材料的管理、纳米材料运输过程中的安全措施以及一旦发生危险的危机处理问题等应该成为劳动保护法和工业环境法研究和关注的对象。
2、消费者的权益问题。随着纳米技术的产业化程度的提高，目前，在化妆品和食品中纳米技术的应用越来越多。市场上的化妆品和体育用品有许多是纳米材料产品，比如说防晒霜和口红。食品包装中的聚合物基纳米复合材料(pnmc)的应用、作为食品机械的润滑剂、纳米磁致冷工质和食品机械原材料中橡胶和塑料的改性等等都用到纳米材料。毫无疑问这些材料具有独特的优点。但是在安全上也具有不确定性。但目前进行标识的纳米材料还微乎其微。从知情同意的伦理原则出发，消费者和相关人员有权知道自己所接触的材料的内容及其风险程度。
3、环境保护问题。研究证明，不仅在纳米技术的工作场所的环境问题关系到相关人员的健康，而且废弃的纳米材料进入空气、土壤、水体等环境后，可以产生一系列环境过程，最终对人和整个生物链产生负面影响。由于纳米材料具有强烈的吸附能力。在扩散、迁移过程中，还能吸附大气、土壤中存在的一些常见化学污染物如多环芳烃、农药、重金属离子等。因此，环境法应该研究纳米材料的环境问题，尤其必须加强废弃纳米材料的管理。
在技术和经济全球化的今天，纳米技术的许多前沿问题亦如能源问题、环境问题以及生物技术的问题一样，不是基于一个国家的力量所能解决的。一旦国家之间与纳米技术相关的法律框架存在不同，就不可避免地会导致国际间合作研究的障碍，以及全球纳米技术风险与利益分配不公等问题，因此，有必要在一定的国际法体系下就纳米技术发展中的某些基本的标准、原理达成一致意见，实现各国相关法律体系的协调。在此基础上，制定全球性的指导纳米技术发展的基本原则框架，促进成员国和公众对于纳米技术的关注，真正推动纳米技术风险的“善治”。而如果没有一个全球治理的框架协议，将导致纳米技术发展中的恶意竞争，从而最终阻碍纳米技术的健康发展。。
纳米材料作为一种新型高科技材料，毫无疑问会引起一系列强烈的变革，中国对与纳米材料的研究与重视程度仍然落后于西方国家，在未来，如何在纳米材料领域更进一步不单是前人的责任更是我们大学生的责任，只有不断的自强不息，才能让祖国在未来高科技时代中不落于人后！
关键词：纳米材料，纳米科技，进展，应用，前景，问题
摘要：纳米材料是21世纪的新型发展领域，在各个方面都有重大的应用，带来很多技术改革和创新，但是也存在一些不用忽视的问题，未来的发展需要靠我们的努力。
纳米材料论文篇十五
[摘要]纳米医学是纳米技术与医药技术结合的产物，纳米医学研究在疾病诊断和治疗方面显示出了巨大的应用潜力。近几年，纳米技术突飞猛进，作为纳米技术的重要领域的纳米生物工程也取得了辉煌的成就。本文从纳米医学、纳米生物技术和纳米生物材料三个方面，讲述了纳米生物工程的重大进展。本文就纳米诊断技术、组织修复和再生医学中的纳米材料、纳米药物载体、纳米药物等方面的研究现状与进展进行综述，并探讨纳米医学的发展前景。
1、跨世纪的新学科——纳米科技
所谓/纳米科技，就是在0.1~100纳米的尺度上，研究和利用原子和分子的结构、特征及相互作用的高新科学技术，它是现代科学和先进工程技术结合的产物。1990年7月，第一届国际纳米科技会议的召开，标志着纳米科技的正式诞生。时至今日，纳米科技涉及到几乎现有的所有科学技术领域。它的诞生，使人类改造自然的能力直接延伸到分子和原子。它的最终目标，是人类按照自己的意志操纵单个原子，在纳米尺度上制造具有特定功能的产品，实现生产方式的飞 跃。目前，纳米科技已经取得一系列成果，正处于重大突破的前夜。研究者认为，这一兴起于本世纪90年代的纳米科技，必将雄踞于21世纪，对人类社会产生重大而深远的影响。
2、纳米医学的提出
纳米医学的形成除了纳米技术之外，其医学本身也应具有可应用纳米技术的客观基础和必要条件。客观基础是指，像其他物质一样，医学研究的主体———人体本身是由分子和原子构成的。实现纳米医学的必要条件是，要在分子水平上对人体有更为全面而详尽的了解。 随着现代生物学和现代医学的不断发展，人类在生物学和医学等领域的研究内容已开始从细胞、染色体等微米尺度的结构深入到更小的层次，进入到单个分子甚至分子内部的结构。这些极其微细的分子结构的特征:尺度空间在0.1-100 nm,属于纳米技术的尺度范围。研究这些纳米尺度的分子结构和生命现象的学科，就是纳米生物学和纳米医学。纳米医学是一门涉及物理学、化学、量子学、材料学、电子学、计算机学、生物学以及医学等众多领域的综合 性交叉学科。freitas曾给纳米医学下过一个较详细的定义:他认为，纳米医学是利用人体分子工具和分子知识，预防、诊断、治疗疾病和创伤，劫除疼痛，保护和改善人体健康的科学和技术。目前的纳米医学研究水平还处于初级阶段，当然，由于各国科学工者的不懈努力，纳米医学研究领域已初露曙光，有部分研究成果已开始接近临床应用。
从定义来看，纳米医学可以分为两大类，一是在分子水平上的医学研究，基因药物和基因疗法等就是典型体现；二是把其他领域的纳米研究成果引入医学领域，如某种纳米装置在医疗和诊断上的应用。纳米医学的奥秘在于，可以从纳米量级的尺度来进行原来不可能达到的医疗操作和疾病防治。当生命物质的结构单元小到纳米量级的时候，其性质会有意想不到的变化。这种变化既包括物质的原有性能变得更好，还可能有我们所意想不到的性能和效益，从而用来治病防病。
3、纳米技术的医学应用 3.1 诊断疾病
这是纳米医学中的一个非常活跃的领域，适时准确地释放药物是它的基本功能之一。科学家正在为糖尿病人研制超小型的，模仿健康人体内的葡萄糖检测系统。它能够被植入皮下，监测血糖水平，在必要的时候释放出胰岛素，使病人体内的血糖和胰岛素含量总是处于正常状态。美国密西根大学的博士正在设计一种纳米/智能炸弹，它可以识别出癌细胞的化学特征。这种智能炸弹很小，仅有20nm左右，能够进入并摧毁单个的癌细胞。
德国医生尝试借助磁性纳米微粒治疗癌症，并在动物实验中取得了较好疗效。将一些极其细小的氧化铁纳米微粒注入患者的肿瘤里，然后将患者置于可变的磁场中，氧化铁纳米微粒升温到45~ 47度，这一温度可慢慢热死癌细胞。由于肿瘤附近的机体组织中不存在磁性微粒，因此这些健康组织的温度不会升高，也不会受到伤害。科学家指出，将磁性纳米颗粒与药物结合，注入到人体内，在外磁场作用下，药物向病变部位集中，从而达到定向治疗的目的，将大大提高肿瘤的药物治疗效果。
纳米药物与传统的分子药物的根本区别在于它是颗粒药物。广义的纳米药物可分为两类:一类是纳米药物载体，即指溶解或分散有分子药物的各种纳米颗粒，如纳米球、纳米囊、纳米脂质体等。二是纳米药物，即指直接将原料药物加工成的纳米颗粒，或利用崭新的纳米结构或纳米特性，发现基于新型纳米颗粒的高效低毒的治疗或诊断药物。前者是对传统药物的改良，而后者强调的是把纳米材料本身作为药物。
3.2.1 纳米药物
直接以纳米颗粒作为药物的应用之一是抗菌药物。纳米抗菌药物具有广谱、亲水、环保、遇水后杀菌力更强、不会诱导细菌耐药性等多种性能。以这种抗菌颗粒为原料，成功地开发出了创伤贴、溃疡贴等纳米医药类产品。例如，纳米二氧化钛树脂基托材料具有一定的抗变形链球菌和抗白色念珠菌的效果，当树脂基托中抗菌剂的浓度达到3%时，即可达到满意的抗菌效果。
无机纳米颗粒作为新型的抗癌药物为肿瘤治疗提供了新的思路。研究人员用gd@c82(oh)22处理得肝癌的小鼠，在10.7mol/kg的注射剂量下能有效地抑制肿瘤生长，同时对机体不产生任何毒性。其抑瘤效应不是通过纳米颗粒对肿瘤的直接杀伤起作用，而是可能通过激活机体免疫来实现对肿瘤的抑制作用。纳米羟基磷灰石在体外对恶性肿瘤细胞产生明显的抑制作用，而对正常细胞作用甚微，可望通过进一步的研究获得一种区别于传统的化疗药物的纳米无机抗癌药物。此外，有的物质纳米化后出现新的治疗作用，如二氧化钛纳米粒子可抑制癌细胞增殖；二氧化铈纳米颗粒可以清除眼中的电抗性分子并防治一些由于视网膜老化而带来的疾病。
3.2.2 纳米药物载体
纳米生物技术是纳米技术和生物技术相结合的产物，它即可以用于生物医学，也可以服务于其它社会需求。所包含的内容非常丰富，并以极快的速度增加和发展，难以概述。
3.3.1生物芯片技术
生物芯片是在很小几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性，仅用微量生理或生物采样，即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和dna的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片（生物分子芯片）和基因芯片（即dna芯片）等几类，都有集成、并行和快速检测的优点，已成为21世纪生物医学工程的前沿科技。
近2年，已经通过微制作(mems)技术，制成了微米量级的机械手，能够在细胞溶液中捕捉到单个细胞，进行细胞结构、功能和通讯等特性研究。美国哈佛大学的教授领导的研究人员，发展了微电子工业普遍使用的光刻技术在生物学领域的应用，并研制出效果更好的软光刻方法。以此，制出了可以捕捉和固定单个细胞的生物芯片，通过调节细胞间距等，研究细胞分泌和胞间通讯。此类细胞芯片还可以作细胞分类和纯化等。它的功能原理非常简单，仅利用芯片表面微单元的几何尺寸和表面特性，即可达到选择和固定细胞及细胞面密度控制。
美国圣地亚国家实验室的发现实现了纳米爱好者的预言。正像所预想的那样，纳米技术可以在血流中进行巡航探测，即时发现诸如病毒和细菌类型的外来入侵者，并予以歼灭，从而消除传染性疾病。
一种探测单个活细胞的纳米传感器，探头尺寸仅为纳米量级，当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期dna损伤。
3、 4组织修复和再生医学中的纳米材料
将纳米技术与组织工程技术相结合，构建具有纳米拓扑结构的细胞生长支架正在形成一个崭新的研究方向。相对于微米尺度，纳米尺度的拓扑结构与机体内细胞生长的自然环境更为相似。纳米拓扑结构的构建有可能从分子和细胞水平上控制生物材料与细胞间的相互作用，引发特异性细胞反应，对于组织再生与修复具有潜在的应用前景和重要意义。将纳米纤维水凝胶作为神经组织的支架，在其中生长的鼠神经前体细胞的生长速度明显快于对照材料。向高分子材料中加入碳纳米管可以显著改善原有聚合物的传导性、强度、弹性、韧性和耐久性，同时还可以改进基体材料的生物相容性。研究发现，随着复合物中碳纳米管含量的增加，神经元细胞和成骨细胞在复合材料上的黏附与生长也越来越活跃，而星形细胞和成纤维细胞的活性则呈现同等程度的下降。研究人员设计的人造红细胞输送氧的能力是同等体积天然红细胞的236倍，可应用于贫血症的局部治疗、人工呼吸、肺功能丧失和体育运动需要的额外耗氧等。研究人员成功合成了模拟骨骼亚结构的纳米物质，该物质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数匹配，不易骨折，且与正常骨组织连接紧密，显示出明显的正畸应用优势。
纳米自组装短肽材料rada16-i与细胞外基质具有很高相似性，rada16-i纳米支架可以作为一种临时性的细胞培养人工支架，它能很好地支持功能型细胞在受损位置附近生长、迁移和分化，因而有利于细胞抵达伤口缝隙，使组织得以再生。有研究人员利用rada16-i纳米支架修复了仓鼠脑部的急性创伤，并且恢复了仓鼠的视觉功能。rada16-i形成的水凝胶可用作新型的简易止血剂，用于多种组织和多种不同类型伤口的止血。
4、我国发展纳米生物学和纳米医学的现状和发展策略
目前，我国在纳米生物和医学领域内的研究基础还比较薄弱，通过采取各种激励措施和各种研究计划的实施，特别是国家自然科学基金委的纳米技术重大研究计划对纳米生物和纳米医学项目的支持，我国在纳米生物和纳米医学方面的研究状况有了很大的改善，生物、医学界的许多院、所相继建立了有关纳米技术的研究室，如中国医学科学院基础医学研究所、军事医学科学院毒物药物研究所和生物物理研究所等都设立了纳米研究室，初步形成了一只较强的研究队伍。近年来，来自化学、物理、信息、药物、生物和医学等领域的科学家通过几次研讨会进一步明确了纳米生物和纳米医学领域的研究方向和内容，并建立了较密切的合作。我国在纳米生物和纳米医学的研究领域也涌现了一批极具特色的研究成果，如在生物传感器、生物芯片、新型药物载体和靶向药物、新型纳米药物剂型、新造影剂、重大疾病的机制、纳米材料的应用和生物安全性及重大疾病预防和早期诊断与治疗技术等方面。但是，这些研究的水准与国际先进水平还有相当的差距，离国家、社会的需求也有相当远的距离。
纳米医学工程的建立不仅是因为有其迫切的需要，而且也因为有了实现的可能。如今，纳米科技在国际上已崭露头角，世界各发达国家纷纷开展纳米科技的研究。在我国，科技界对纳米科技的重要性有了共识，纳米科技研究已取得引人注目的成果。学科发展和社会需要是推动社会发展的巨大动力，学科发展可以创造新的需求，社会需求可以促进学科向深度和广度发展。纳米生物医学工程正在出现，我们无力将它阻挡。虽然它的广泛应用尚有待时日，并潜在危险，但若没有它，我们现在面临的许多生物医学工程问题就不可能得到满意的解决。
9、10):2-5.[14]奇 云。纳米化学研究进展[j]。现代化工，1993,13(8):38-39.[15] 华中一。纳米科学与技术[j]。科学，2000,52(5):6-10.。
纳米材料论文篇十六
纳米技术作为一门新兴的技术，在多个领域具有非常重要的应用，尤其是极大地推动了新型建材的发展，介绍了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护材料等方面的应用，通过论述可知，纳米材料在新型建材领域具有很好的发展应用前景。
纳米技术；新型建材；应用；前景
通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差，耐老化、耐洗刷性差，光洁度不够等缺陷。而纳米涂料则能较好的解决这一问题，纳米涂料具有下述优越的性能：
(1)具有很好的伸缩性，能够弥盖墙体细小裂缝，具有对微裂缝的自修复作用。
(2)具有很好的防水性，抗异物粘附、沾污性能，抗碱、耐冲刷性。
(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。
(4)纳米涂料的色泽鲜艳柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外观等。
虽然国内外对纳米涂料的研究还处在初步阶段，但是已在工程上得到了较广泛的应用，如北京纳美公司生产的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷，效果良好。在首体改造工程中，使用纳米涂料1700吨，涂刷6万平方米。复旦大学教育部先进涂料工程研究中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。
普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小，同时其自身也存在一些固有的缺陷，使其在使用过程中不可避免地产生开裂并破坏。为了解决这一问题就必须加速对具有特殊性能混凝土的研发，而纳米混凝土就能有效的解决这样问题，纳米混凝土，与普通混凝土相比，纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显著提高，同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能，因而可用于一些特殊的建筑设施中(如国防设施)。通常在普通混凝土中加入纳米矿粉(纳米级sio2、纳米级caco3)或者纳米金属粉末已达到纳米混凝土的性能，而且通过改变纳米材料的掺量还能配置出防水砂浆等。目前开发研制的纳米水泥材料包括纳米防水复合水泥，纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。
纳米防水水泥是通过在水泥中添加xpm水泥外加剂的纳米材料而制成的，该纳米外加剂掺入水泥后，可以加快水泥诱导期和加速期的水化反应，改善水泥凝固的三维结构，同时提高水泥石的密实度，增强了防水性能。
纳米敏感水泥是在水泥中加入对周围环境变化十分敏感的纳米材料，从而达到改善水泥制品温敏、湿敏、气敏、力敏等性能。根据添加的敏感材料的不同可将纳米敏感水泥用于化工厂的建设、高速路面的铺设等。
纳米环保复合水泥是利用纳米材料的光催化功能，从而使水泥制品具有杀菌、除臭以及表面自清洁等功能。通常是选用tio2作为纳米添加剂。
纳米隐身复合材料是通过使用具有吸收电磁波功能的纳米材料(纳米金属粉居多)，在电磁波照射时，纳米材料的表面效应使得原子与电子运动加剧，促使电子能转化为热能，加强对电磁波的吸收，从何使材料能够在很宽的频带范围内避开雷达、红外光的侦查，这一材料常用于军事国防建筑等。
普通玻璃在使用过程中会吸附空气中的有机物，形成难以清洗的有机污垢，同时，水在玻璃上易形成水雾，影响可见度和反光度。而通过在平板玻璃的两面镀制一层tio2纳米薄膜形成的纳米玻璃，则能有效的解决上述缺陷，同时tio2光催化剂在阳光作用下，可以分解甲醛、氨气等有害气体。此外纳米玻璃具有非常好的透光性以及机构强度。将这种玻璃用作屏幕玻璃、大厦玻璃、住宅玻璃等可免去麻烦的人工清洗过程。
陶瓷因其具有较好的耐高温以及抗腐蚀性以及良好的外观性能而在工程界得到了广泛的应用(如铺贴墙面的瓷砖)，但是陶瓷易发生脆性破坏，因而在使用过程中也受到了一定的限制。使用纳米材料开发研制的纳米陶瓷则具有良好的塑性性能，能够吸收一定量的外来能量。在陶瓷基中加入纳米级的金属碳化物纤维可以大大提高陶瓷的强度，同时具有良好的抗烧蚀性，火箭喷气口的耐高温材料就选用纳米金属陶瓷作为耐高温材料。用纳米sic、si3n、zno、sio2、tio2、a12o3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韧性、高强度、耐磨性、低温超塑性、抗冷热疲劳等性能优点。纳米陶瓷将作为防腐、耐热、耐磨的新材料在更大的范围内改变材料的力学性质，具有非常广阔的应用前景。
通常是在胶料中加入炭黑等以提高材料的防水性能，但这种材料的耐腐蚀性以及耐侯性较差，易老化，研制具有高强、耐腐蚀、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在积极研究的问题，纳米防水材料能够很好满足上述要求，北京建筑科学研究院就成功的研制了具有较好耐老化性能的纳米防水卷材，该类防水卷材具有很好的强度、韧性、抗老化性以及光稳定性、热稳定性等。纳米防水卷材具有叫广泛的应用前景，如建筑顶面、地下室、卫生间、水利堤坝以及防潜工程等。
随着我国推行节能减排的方针，工程界也越来越注重建筑的保温节能性能，我国目前使用的比较多的仍是聚氨酯、石棉等传统隔热保温材料，这些材料在使用过程中容易产生一些对人体有害的物质，如石棉与纤维制品含有致癌物质，聚氨酯泡沫燃烧后释放有毒气体，而通过使用纳米材料开发研制的保温材料则能避免这些弊端，如以无机硅酸盐为基料，经高温高压纳米功能材料改性而成的保温材料不仅具有很好的保温效果，同时对人体也无损害，是一种绿色环保保温材料。
对于一些在深海中作业的结构以及其他特殊环境下工作的构件，它们对结构的密封性的要求非常高，已超过了普通粘合剂和密封剂所能满足的范围。国外通过在普通粘合剂和密封胶中添加纳米sio2等添加剂，使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性能都大大提高。其工作机理是在纳米sio2的表面包覆一层有机材料，使之具有永久性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米sio2形成网络结构的胶体流动，提高粘接效果，由于颗粒尺寸小，更增加了胶的密封性。大型建材机械等主机工作时的噪声达到上百分贝，用纳米材料制成的润滑剂，既能在物体表面形成半永久性的固态膜，产生根好的润滑作用，大大降低噪声，又能延长装备使用寿命，具有非常好的应用前景。
纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为二十一世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术在建筑材料方面的应用前景非常广阔，纳米技术不仅会推动建材新产品的开发，还将为改善人们的生活环境，提高生活质量做出不可估量的贡献。纳米功能材料已成为国内外研究的热点，目前研究开发工作正处于刚刚起步阶段，还有很多问题还未很好的'解决，需要将进一步加速对纳米材料的研究以及推广应用。纳米材料将成为21世纪新型建筑材料的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的材料时代—纳米材料时代。
[1]@张立德。纳米材料[m].北京：化工出版社，2002.
[5]@唐辉宇，陈丽娟。纳米技术与环保建材[j].四川建材，2005，(1):6-8.
纳米材料论文篇十七
[摘要]纳米医学是纳米技术与医药技术结合的产物，纳米医学研究在疾病诊断和治疗方面显示出了巨大的应用潜力。近几年，纳米技术突飞猛进，作为纳米技术的重要领域的纳米生物工程也取得了辉煌的成就。本文从纳米医学、纳米生物技术和纳米生物材料三个方面，讲述了纳米生物工程的重大进展。本文就纳米诊断技术、组织修复和再生医学中的纳米材料、纳米药物载体、纳米药物等方面的研究现状与进展进行综述，并探讨纳米医学的发展前景。
1、跨世纪的新学科——纳米科技
所谓/纳米科技，就是在0.1~100纳米的尺度上，研究和利用原子和分子的结构、特征及相互作用的高新科学技术，它是现代科学和先进工程技术结合的产物。1990年7月，第一届国际纳米科技会议的召开，标志着纳米科技的正式诞生。时至今日，纳米科技涉及到几乎现有的所有科学技术领域。它的诞生，使人类改造自然的能力直接延伸到分子和原子。它的最终目标，是人类按照自己的意志操纵单个原子，在纳米尺度上制造具有特定功能的产品，实现生产方式的飞跃。目前，纳米科技已经取得一系列成果，正处于重大突破的前夜。研究者认为，这一兴起于本世纪90年代的纳米科技，必将雄踞于21世纪，对人类社会产生重大而深远的影响。
2、纳米医学的提出
纳米医学的形成除了纳米技术之外，其医学本身也应具有可应用纳米技术的客观基础和必要条件。客观基础是指，像其他物质一样，医学研究的主体———人体本身是由分子和原子构成的。实现纳米医学的必要条件是，要在分子水平上对人体有更为全面而详尽的了解。随着现代生物学和现代医学的不断发展，人类在生物学和医学等领域的研究内容已开始从细胞、染色体等微米尺度的结构深入到更小的层次，进入到单个分子甚至分子内部的结构。这些极其微细的分子结构的特征:尺度空间在0.1-100nm,属于纳米技术的尺度范围。研究这些纳米尺度的分子结构和生命现象的学科，就是纳米生物学和纳米医学。纳米医学是一门涉及物理学、化学、量子学、材料学、电子学、计算机学、生物学以及医学等众多领域的综合性交叉学科。freitas曾给纳米医学下过一个较详细的定义:他认为，纳米医学是利用人体分子工具和分子知识，预防、诊断、治疗疾病和创伤，劫除疼痛，保护和改善人体健康的科学和技术。目前的纳米医学研究水平还处于初级阶段，当然，由于各国科学工者的不懈努力，纳米医学研究领域已初露曙光，有部分研究成果已开始接近临床应用。
从定义来看，纳米医学可以分为两大类，一是在分子水平上的医学研究，基因药物和基因疗法等就是典型体现；二是把其他领域的纳米研究成果引入医学领域，如某种纳米装置在医疗和诊断上的应用。纳米医学的奥秘在于，可以从纳米量级的尺度来进行原来不可能达到的医疗操作和疾病防治。当生命物质的结构单元小到纳米量级的时候，其性质会有意想不到的变化。这种变化既包括物质的原有性能变得更好，还可能有我们所意想不到的性能和效益，从而用来治病防病。
3、纳米技术的医学应用3.1诊断疾病
这是纳米医学中的一个非常活跃的领域，适时准确地释放药物是它的基本功能之一。科学家正在为糖尿病人研制超小型的，模仿健康人体内的葡萄糖检测系统。它能够被植入皮下，监测血糖水平，在必要的时候释放出胰岛素，使病人体内的血糖和胰岛素含量总是处于正常状态。美国密西根大学的博士正在设计一种纳米/智能炸弹，它可以识别出癌细胞的化学特征。这种智能炸弹很小，仅有20nm左右，能够进入并摧毁单个的癌细胞。
德国医生尝试借助磁性纳米微粒治疗癌症，并在动物实验中取得了较好疗效。将一些极其细小的氧化铁纳米微粒注入患者的肿瘤里，然后将患者置于可变的磁场中，氧化铁纳米微粒升温到45~47度，这一温度可慢慢热死癌细胞。由于肿瘤附近的机体组织中不存在磁性微粒，因此这些健康组织的温度不会升高，也不会受到伤害。科学家指出，将磁性纳米颗粒与药物结合，注入到人体内，在外磁场作用下，药物向病变部位集中，从而达到定向治疗的目的，将大大提高肿瘤的药物治疗效果。
纳米药物与传统的分子药物的根本区别在于它是颗粒药物。广义的纳米药物可分为两类:一类是纳米药物载体，即指溶解或分散有分子药物的各种纳米颗粒，如纳米球、纳米囊、纳米脂质体等。二是纳米药物，即指直接将原料药物加工成的纳米颗粒，或利用崭新的纳米结构或纳米特性，发现基于新型纳米颗粒的高效低毒的治疗或诊断药物。前者是对传统药物的改良，而后者强调的是把纳米材料本身作为药物。
3.2.1纳米药物
直接以纳米颗粒作为药物的应用之一是抗菌药物。纳米抗菌药物具有广谱、亲水、环保、遇水后杀菌力更强、不会诱导细菌耐药性等多种性能。以这种抗菌颗粒为原料，成功地开发出了创伤贴、溃疡贴等纳米医药类产品。例如，纳米二氧化钛树脂基托材料具有一定的抗变形链球菌和抗白色念珠菌的效果，当树脂基托中抗菌剂的浓度达到3%时，即可达到满意的抗菌效果。
无机纳米颗粒作为新型的抗癌药物为肿瘤治疗提供了新的思路。研究人员用gd@c82(oh)22处理得肝癌的小鼠，在10.7mol/kg的注射剂量下能有效地抑制肿瘤生长，同时对机体不产生任何毒性。其抑瘤效应不是通过纳米颗粒对肿瘤的直接杀伤起作用，而是可能通过激活机体免疫来实现对肿瘤的抑制作用。纳米羟基磷灰石在体外对恶性肿瘤细胞产生明显的抑制作用，而对正常细胞作用甚微，可望通过进一步的研究获得一种区别于传统的化疗药物的纳米无机抗癌药物。此外，有的物质纳米化后出现新的治疗作用，如二氧化钛纳米粒子可抑制癌细胞增殖；二氧化铈纳米颗粒可以清除眼中的电抗性分子并防治一些由于视网膜老化而带来的疾病。
3.2.2纳米药物载体
纳米生物技术是纳米技术和生物技术相结合的产物，它即可以用于生物医学，也可以服务于其它社会需求。所包含的内容非常丰富，并以极快的速度增加和发展，难以概述。
3.3.1生物芯片技术
生物芯片是在很小几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性，仅用微量生理或生物采样，即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和dna的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片（生物分子芯片）和基因芯片（即dna芯片）等几类，都有集成、并行和快速检测的优点，已成为21世纪生物医学工程的前沿科技。
近2年，已经通过微制作(mems)技术，制成了微米量级的机械手，能够在细胞溶液中捕捉到单个细胞，进行细胞结构、功能和通讯等特性研究。美国哈佛大学的教授领导的研究人员，发展了微电子工业普遍使用的光刻技术在生物学领域的应用，并研制出效果更好的软光刻方法。以此，制出了可以捕捉和固定单个细胞的生物芯片，通过调节细胞间距等，研究细胞分泌和胞间通讯。此类细胞芯片还可以作细胞分类和纯化等。它的功能原理非常简单，仅利用芯片表面微单元的几何尺寸和表面特性，即可达到选择和固定细胞及细胞面密度控制。
美国圣地亚国家实验室的发现实现了纳米爱好者的预言。正像所预想的那样，纳米技术可以在血流中进行巡航探测，即时发现诸如病毒和细菌类型的外来入侵者，并予以歼灭，从而消除传染性疾病。
一种探测单个活细胞的纳米传感器，探头尺寸仅为纳米量级，当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期dna损伤。
3、4组织修复和再生医学中的纳米材料
将纳米技术与组织工程技术相结合，构建具有纳米拓扑结构的细胞生长支架正在形成一个崭新的研究方向。相对于微米尺度，纳米尺度的拓扑结构与机体内细胞生长的自然环境更为相似。纳米拓扑结构的构建有可能从分子和细胞水平上控制生物材料与细胞间的相互作用，引发特异性细胞反应，对于组织再生与修复具有潜在的应用前景和重要意义。将纳米纤维水凝胶作为神经组织的支架，在其中生长的鼠神经前体细胞的生长速度明显快于对照材料。向高分子材料中加入碳纳米管可以显著改善原有聚合物的传导性、强度、弹性、韧性和耐久性，同时还可以改进基体材料的生物相容性。研究发现，随着复合物中碳纳米管含量的增加，神经元细胞和成骨细胞在复合材料上的黏附与生长也越来越活跃，而星形细胞和成纤维细胞的活性则呈现同等程度的下降。研究人员设计的人造红细胞输送氧的能力是同等体积天然红细胞的236倍，可应用于贫血症的局部治疗、人工呼吸、肺功能丧失和体育运动需要的额外耗氧等。研究人员成功合成了模拟骨骼亚结构的纳米物质，该物质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数匹配，不易骨折，且与正常骨组织连接紧密，显示出明显的正畸应用优势。
纳米自组装短肽材料rada16-i与细胞外基质具有很高相似性，rada16-i纳米支架可以作为一种临时性的细胞培养人工支架，它能很好地支持功能型细胞在受损位置附近生长、迁移和分化，因而有利于细胞抵达伤口缝隙，使组织得以再生。有研究人员利用rada16-i纳米支架修复了仓鼠脑部的急性创伤，并且恢复了仓鼠的视觉功能。rada16-i形成的水凝胶可用作新型的简易止血剂，用于多种组织和多种不同类型伤口的止血。
4、我国发展纳米生物学和纳米医学的现状和发展策略
目前，我国在纳米生物和医学领域内的研究基础还比较薄弱，通过采取各种激励措施和各种研究计划的实施，特别是国家自然科学基金委的纳米技术重大研究计划对纳米生物和纳米医学项目的支持，我国在纳米生物和纳米医学方面的研究状况有了很大的改善，生物、医学界的许多院、所相继建立了有关纳米技术的研究室，如中国医学科学院基础医学研究所、军事医学科学院毒物药物研究所和生物物理研究所等都设立了纳米研究室，初步形成了一只较强的研究队伍。近年来，来自化学、物理、信息、药物、生物和医学等领域的科学家通过几次研讨会进一步明确了纳米生物和纳米医学领域的研究方向和内容，并建立了较密切的合作。我国在纳米生物和纳米医学的研究领域也涌现了一批极具特色的研究成果，如在生物传感器、生物芯片、新型药物载体和靶向药物、新型纳米药物剂型、新造影剂、重大疾病的机制、纳米材料的应用和生物安全性及重大疾病预防和早期诊断与治疗技术等方面。但是，这些研究的水准与国际先进水平还有相当的差距，离国家、社会的需求也有相当远的距离。
纳米医学工程的建立不仅是因为有其迫切的需要，而且也因为有了实现的可能。如今，纳米科技在国际上已崭露头角，世界各发达国家纷纷开展纳米科技的研究。在我国，科技界对纳米科技的重要性有了共识，纳米科技研究已取得引人注目的成果。学科发展和社会需要是推动社会发展的巨大动力，学科发展可以创造新的需求，社会需求可以促进学科向深度和广度发展。纳米生物医学工程正在出现，我们无力将它阻挡。虽然它的广泛应用尚有待时日，并潜在危险，但若没有它，我们现在面临的许多生物医学工程问题就不可能得到满意的解决。
9、10):2-5.[14]奇云。纳米化学研究进展[j]。现代化工，1993,13(8):38-39.[15]华中一。纳米科学与技术[j]。科学，2000,52(5):6-10.。
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