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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划生物无机纳米缓释材料的制备和应用纳米材料的制备与应用摘要：纳米材料因其独特的结构与性能而受到人们的关注。本文简要介绍了纳米材料的结构、性能与应用，重点研讨了其制备工艺和所存在的问题。提出利用超声的空化作用来防止团聚现象，达到防止团聚的目的，以期得到理想的纳米材料。关键词：纳米材料，结构，性能，应用，制备，超声，团聚，AbstractGreatattentionhasbeenpaidtonanomaterialsduetotheiruniquestructureandpaperbrie
2、flyintroducesthestructure,properiesandapplicationofpreparationprecessesandexistingproblemsaremethodofavoidingagglomerationbyultrasoniccavitationisproposedobtainidealnanomaterials.Keywords:nanomaterials,structure,propery,application,preparation,ultrasonic,agglomeration1.纳米材料的结构与性能12纳米材料是指那些尺度为1-100nm
3、的超微粒，经压制、烧结或溅射而成的凝聚态固体.当材料的尺寸达到纳米量级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料元法比拟的优越性(3)宏观量子隧道效应。微观
4、粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应.由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率，粒子间能充分接近，从而范德华力得以充分发挥，使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常强烈。这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。2纳米材料的应用34156纳米技术在陶瓷领域的应用3由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。其优良的室温和高温力学性能、抗弯
5、强度、断裂韧性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用，具有广阔的应用前景。纳米技术在微电子学领域的应用3纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件。它包括纳米有序(无序）阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路进一步减小，研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。纳米技术在生物医药领域的应用成像和诊断3659基于直径小于100nlTl的NPs探针具有高亮度、光稳定性、宽光谱范围吸收等优点，成为监测
6、和定量体内生物分子的理想工具，如作为探针连接到肽、抗体或核酸分子上探测细胞内目标分子，用于生物学和疾病的检测Wu等观察到，基于量子点的肿瘤标记Her2的免疫荧光标记，比常规荧光染料标记不同的靶细胞表面受体、细胞骨架、核抗原和其他细胞器更有效他们也发现了生物结合的胶体量子点在细胞标记、细胞示踪、DNA检测和体内成像方面很有价值。药物输运特定位点靶向性的药物输运对调节有效药物剂量和治疗疾病是很重要的，使用纳米载体的药物靶向性输运能有效提高药物生物利用率、减小负面效应、降低成本和对其他器官的毒性。而基于NPs的药物输运不管是疏水还是亲水状态通过各种途径包括口服、血管和吸入等方式给药都是可行的。癌症治
7、疗纳米载药系统将纳米技术与现代药剂学结合，具有的药物缓、控释性和靶向性等特性可以大幅度提高药物的生物利用率、降低用药量、减少毒副作用，已成为国际肿瘤药物研制中的热点和前沿基因治疗纳米生物材料，如脂质体、聚丙交酯乙交酯(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚乙二醇(PEG)、壳聚糖等，由于具有良好的生物安全性、可方便有效地实现基因靶向性及高效表达和缓释，成为制备高效、靶向基因治疗载体系统的良好介质，日益在基因治疗载体系统中受到广泛重视。细胞生长和组织再生工程支架的构建11超级纤维CNTs经表面修饰后，可为细胞(特别是神经细胞)的生长和组织再生提供诱导和支持未来有望为体内移植物诱导脊索和脑神经损伤组织的
8、再生。也可作为细胞外支架诱导神经轴突的定向生长。纳米银的杀菌作用和抗菌医疗器材制备11纳米技术在化工领域的应用3纳米粒子作为光催化剂有着许多优点。首先是粒径小，比表面积大，光催化效率高。另外，纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前，大部分不会重新结合。因此，电子、空穴能够到达表面的数量多，则化学反应活性高。其次，纳米粒子分散在介质中往往具有透明性，容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移、质子转移、半导体能级结构与表面态密度的影响。纳米静电屏蔽材料是纳米技术的另一重要应用。纳米TiO2粉体按一定比例加入到化妆品中，则可以有效地遮蔽紫外线。研究人员还发现，可以利用纳米碳管其独特的孔状结构、大
9、的比表面(每克纳米碳管的表面积高达几百平方米）较高的机械强度做成纳米反应器。该反应器能够使化学反应局限于一个很小的范围内进行。我国在涂料、油漆产品中，利用纳米技术提高产品的性能进展较快，前景看好。纳米技术在分子组装方面的应用3无机纳米材料的制备与合成近年来,随着纳米线、纳米管、纳米棒、纳米管束的连续出现,纳米科技已成为科学、技术界关注的热点。纳米粒子一般是指颗粒尺寸是在1100nm范围内的超微粒子,由于其极细的晶粒和存在大量处于晶界和晶粒内缺陷中心的原子,使其显示出普通大颗粒不具有的特性,即小尺寸效应、表面效应、量子寸效应和宏观量子隧道效应,由此导致了纳米粒子的光、磁、电、热、力以及化学活性等
10、性质与本体性质有显著差异。我国是举世公认的稀土资源大国,由于稀土离子特殊的4f电子组态能级、4f5d能级及电荷转移带结构,使稀土配合物表现出许多独特的化学性质和物理性质。此外,铁、钴、镍、铜、锌、银、钌等过渡金属离子也可以制备成配合物,并具有特殊性质。鉴于金属配合物与纳米粒子的以上特殊性质,现代科技领域已有研究将其两者结合,即将金属配合物制备成纳米级颗粒,显示出了惊人的特性,为现代工农业、医药及生物等领域的发展带来了契机。1液相法制备配合物纳米粒子纳米粒子的制备方法很多,总体上分为两大类:物理法和化学法。以物料的状态来分,可分为固相法、气相法、液相法三大类。由于固相法和气相法制备稀土过渡金属配
11、合物纳米粒子的报道较少,本文重点介绍液相法制备配合物纳米粉体。该法包括直接沉淀法、共沉淀法、再沉淀法。洪伟良等利用分散沉淀法制备了2,4-二羟基苯甲酸-Pb()配合物纳米粉体,由于在制备过程中增加了分散剂,使制得的纳米颗粒粒度更均匀。结果表明,在水溶液中得到的产物为15nm40nm的棒状粒子,而在乙醇溶液中得到的是粒径约为50nm的球形粒子。产物对吸收药热分解有显著的催化效果,比普通级吸收药的分界峰温度降低,分解热增加918Jg。彭洪尚等利用再沉淀法分别制出了小尺寸(10nm)纯相和杂相的Eu3+配合物荧光纳米颗粒。所制备的纯相荧光纳米颗粒在水溶液中容易聚集,并且荧光猝灭严重;而掺有适量疏水性
12、硅烷的杂相纳米颗粒则具有较强的荧光、均匀的尺寸和良好的分散性。这是由于硅烷在碱性环境下(pH=9)被迅速地水解,而在纳米微粒的表面形成亲水的二氧化硅薄层,消除了Eu3+配合物纳米颗粒间的疏水相互作用,防止了纳米颗粒的聚集,从而提高了杂相荧光纳米颗粒发光性能。溶胶-凝胶法该法分为醇盐法和非醇盐法,其基本原理是,将某种金属醇盐或无机盐在某种溶剂中水解形成溶胶,然后溶质聚合而凝胶化,经干燥和热处理制备出纳米粒子。利用此法将无机组分的前驱体正硅酸乙酯、乙烯基单体和稀土配合物都加入到凝胶体系中,在弱酸条件下搅拌混合成均相溶胶,然后凝胶化;之后,利用热聚合方法引发单体聚合,获得了有机无机纳米杂化发光材料,
13、该反应是在无溶剂条件下进行的,且制备周期短,聚合方法简单易行。王民权等提供了一种改进的溶胶-凝胶技术,其主要技术特点是,在有机无机纳米复合过程中,使所需金属有机配合物在凝胶形成过程中或其后处理过程中原位合成,达到金属有机配合物在无机基质中的纳米水平分散与复合,以制备无机基复合光功能材料。此项技术可减少所得材料对泵浦光的吸收损失,大幅度地提高有机活性光学物质在无机基质中的有效掺杂浓度,使其猝灭浓度提高一个数量级,从而提高光功能性及使用寿命。2纳米配合物的应用应用于医学生物分析在低pH范围(pH=),随着溶液pH的升高,配合物的发光强度逐渐增强,当溶液pH为时,配合物的发光强度达到最大值。在这个范
14、围内,配合物发光强度出现类似关-开变化。核酸分子光开关,是指配合物在室温水溶液条件下无荧光、当加入双螺旋DNA后产生很强荧光的一类金属配合物,它可作为测定DNA的分子光开关。计亮年等合成了一种含有硝基的可作为DNA分子光开关的钌配合物Ru(bpy)2HNOIP2+,该配合物与DNA以插入方式结合,在水溶液中没有荧光,但在ct-DNA、PolydA-dT2、PolydG-dC2存在下却有强烈荧光,并且发射峰随着各种不同序列B-DNA的变化而改变。应用于防伪技术和光转换材料王正祥等以双酚A环氧丙烯酸酯(EA)树脂为基质材料,利用原位法合成技术,在EA基质中合成了稀土荧光配合物,新生成配合物均匀分散
15、在EA树脂基质中,从而制备了稳定且良好分散的稀土配合物高分子荧光剂,制备出了环保型光固化荧光防伪油墨。另外,将稀土发光材料掺入农用膜,利用稀土元素的再发射,使太阳光中紫外线转化为有利农作物生长的可见光。这样既能提高光能利用率,又有益于植物进行光合作用,达到增产的目的。国产光转换农用膜中掺入的稀土发光材料,主要有Eu(TTA)3(TOPO)和铕、钆、铽等几种稀土离子与芳香族有机羧酸的配合物等。在电池方面的应用自从Gr?tzel和ORegen报道了一种基于纳米晶二氧化钛电极的高效价廉染料敏化太阳能电池以来,人们对纳米氧化物半导体电极的敏化作用产生了浓厚的兴趣。目前最好的敏化剂为顺-二(异硫氰酸根)-二(4,4-二羧酸-2,2-联吡啶)合钌()配合物,总的光能-电能转化效率可以达到10%以上。王忠胜等报道了Ce3+和Ce4+两种金属离子桥联四羧酸在二氧化钛纳米晶电极上自组装膜的制备。通过同步辐射光电子能谱确定了自组装膜的HOMO能级,基于自组装膜敏化二氧化钛纳米晶电极的薄层三明治型太阳能电池具有较好的光电转化性质。在480nm,四羧酸敏化二氧化钛电极产生了%的入射单色光子-电子转化效率(IPCE),而由Ce4+离子或Ce3+离子桥联所形成的自组装膜分别产生了%和%的IPCE。金属离子桥
