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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纳米材料干燥纳米材料的制备方法1纳米材料纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的晶体，非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度1。纳米材料大致可分为纳米粉末，纳米纤维，纳米膜，纳米块体，纳米复合材料，纳米结构等六类。纳米材料的物理化学性质不同于微观原子、分子，也不同于宏观物体，纳米介于宏观世界与微观世界之间。纳米材料的特殊结构使得它具有特殊的力学、磁学、光学等特殊的性能。这些有益的性能让纳米材料的研究空
2、前火热。现在，纳米材料已经广泛应用于工业和民用领域。比如纳米疏水涂料可以用来制成衣服、汽车玻璃膜等，这样衣服不会湿，汽车玻璃也不会在下雨天模糊了；再如纳米吸波材料，可以作为隐身战机的涂层，配合特殊的气动布局能使战机的雷达反射面积减小到几平方厘米。22纳米材料的制备方法溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是以无机物或金属醇盐做前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。可在低温下制备纯度高、粒度尺寸均匀的纳米材
3、料。在制备过程中无需机械混合，不易掺入杂质，产品纯度高。由于在溶胶-凝胶过程中，溶胶由溶液制得，化合物在分子级水平混合，因此胶粒内及胶粒间的化学成分完全一致，化学均匀性好;颗粒细，胶粒尺寸小于m；工艺、设备简单。余家国等3用该法制备了锐钛矿型TiO2纳米粉体，甲基橙水溶液的光催化降解实验表明，TiO2纳米粉体的光催化活性明显高于普通TiO2粉体。图1溶胶-凝胶法的过程图水热合成法水热合成法是通过高温高压在水溶液或蒸汽等流体中合成物质，再经分离和热处理得到纳米微粒。水热条件下离子反应和水解反应可以得到加速和促进，使一些在常温下反应速度很慢的热力学反应，在水热条件下可以实现快速反应。依据反应类型不
4、同分为:水热氧化、还原、沉淀、合成、水解、结晶等。该法制得的纳米粒子纯度高、分散性好、晶形好且大小可控。XX年,李亚栋等4以MnSO4和(NH4)2S2O8为原料,经120水热处理10h,成功地合成出直径40100nm、长m的-MnO2纳米线,加入(NH4)2SO4则合成了直径520nm、长达510m的-MnO2纳米线。分子束外延技术分子束外延是一种新的晶体生长技术，简记为MBE。其方法是将半导体衬底放置在超高真空腔体中，和将需要生长的单晶物质按元素的不同分别放在喷射炉中。由分别加热到相应温度的各元素喷射出的分子流能在上述衬底上生长出极薄的单晶体和几种物质交替的超晶格结构。分子束外延主要研究的
5、是不同结构或不同材料的晶体和超晶格的生长。该法生长温度低，能严格控制外延层的层厚组分和掺杂浓度，但系统复杂，生长速度慢，生长面积也受到一定限制。它推动了以半导体超薄层微结构材料为基础的新一代半导体科学技术的发展。图2MBEGaAs-AlXGa1-xAs原理图5反相胶束法反相胶束是依靠表面活性剂使水在油滴中稳定存在，液滴的直径由水的体积控制。存在少量水时，表面活性剂在有机溶剂中形成了大量的聚集体，聚集体的形状和大小与表面活性剂的类型、浓度、溶剂和水量等密切相关。一般来说，聚集体大都呈球形或椭球形。LinSongLi等在水溶液体系，采用反相胶束法制备了PMAO包裹的CdS纳米粒子，510-4M的P
6、MAO氯仿溶液40ml和110-3M的CdCl2水溶液40ml混合，超声振荡5min，室温静置半小时，发生相分离，有机相变为乳白色，水相变为无色，将有机相转到烧瓶中，向烧瓶中逐滴加入CH3CSNH2氯仿溶液，强烈搅拌45h，乳白色的反相胶束变成无色，由于CH3CSNH2逐渐水解产生H2S气体，生成被PMAO包裹的CdS纳米粒子氯仿溶液。反相胶束法制备纳米粒子具有粒径小且可控，粒径分布窄且呈单分散状态等优点;但是，也存在着粒子难与溶液分离，且分离后易聚结的缺点。机械球磨法在众多的制备方法中,机械球磨的方法具有工艺过程简单,易于大规模生产的优点。这一方法在制备普通金属基复合材料时已得到了广泛应用,
7、其制备工艺已十分成熟6。机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。球磨过程中，大量的碰撞现象发生在球粉末球之间，被捕获的粉末在碰撞作用下发生严重的塑性变形，使粉末受到两个碰撞球的“微型”锻造作用。球磨产生的高密度缺陷和纳米界面大大促进了SHS反应的进行，且起了主导作用。反应完成后，继续机械球磨，强制反复进行粉末的冷焊断裂冷焊过程，细化粉末，得到纳米晶。激光加热蒸发法激光加热蒸发法的原理是以激光为快速加热源，使气相反应物分子内部很快地吸收和传递能最，在瞬间完成
8、气相反应的成核和长大，从而制备出人们所需要的纳米材料。7化学气相沉积化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室，借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。基本过程如下：反应气体到达基材表面反应气体被基材表面吸附在基材表面产生化学反应形核生成物从基材表面脱离生成物从基材表面扩散图3化学气相沉积的基本过程用化学气相沉积法制备的纳米微粒具有反应活性高、工艺可控和过程连续等优点，可广泛应用于特殊复合材料、原子能反应堆材料、刀具和微电子材料等领域。8磁控溅射磁控溅射的工作原理是指电子在电场的作用下在飞向基片过程中与氩原
9、子发生碰撞，使其电离产生出氩离子和新的电子；新电子飞向基片，氩离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材料发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线的形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大最的氩离子来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面阳，并在电场的作用下最终沉积在基片上。磁控溅射法具有设备简单，成膜速率高，基片温度低，膜的
10、黏附性好，膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀，可实现大面积镀膜等优点。3纳米材料的应用现在，纳米材料已经得到了广泛的应用，包括：纳米陶瓷材料利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。纳米复合材料纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复
11、合材料。纳米材料在生物医学中的应用91.请阐述“纳米生物材料”、“纳米生物学”的基本概念内涵，作为生物材料有哪些基本要求？纳米生物学：纳米生物学主要包含两个方面：一，利用新兴的纳米技术来解决研究和生物学问题；二，利用生物大分子制造分子器件，模仿和制造类似生物大分子的分子机器。纳米科技的最终目的是制造分子机器，而分子机器的启发来源于生物体系中存在的大量的生物大分子，它们被费曼等人看作是自然界的分子机器。从这个意义上说，纳米生物学应该是纳米科技中的一个核心领域。纳米生物材料：纳米技术、生物技术和材料交叉融合的新型材料，主要指可以进行疾病诊断、治疗、治疗后的随访复查、替换或可对体外生物分子、细胞等进
12、行标记示踪和检测的具有良好生物相容性的纳米材料。可分为可用于生物体内的纳米材料和用于体外的纳米生物材料两种。生物材料的基本要求：生物材料主要用在人身上，对其要求十分严格，必须具有四个特性：生物功能性，无毒或毒性极低，不包括癌症在内的其他疾病。因各种生物材料的用途而异，如：作为缓释药物时，药物的缓释性能就是其生物功能性。生物相容性。可概括为材料和活体之间的相互关系，主要包括血液相容性和组织相容性。化学稳定性。耐生物老化性或可生物降解性且力学性能好。可加工、制备。能够成型、消毒。2.皮米、纳米、微米等尺度之间的换算。1微米=1000纳米；1纳米具有在一定情况下贯穿势垒的能力。而一些宏观量，例如微颗
13、粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，成为宏观的量子隧道效应。4.纳米颗粒形成的推动力是什么？是自由能差。第三讲5.何为均相成核？何为非均相成核？纳米颗粒形成过程中，为什么非均相成核比均相成核更容易？均相成核：在均匀介质中成核的过程，即均相成核。反应体系中各处成核的可能性都相同。非均相成核：在异界相面上的成核过程即为非均相成核。成核过程在介质中不均匀产生。原因：当核载核化集体表面形成时，将产生核-液界面，由于该界面的存在，因此无须因创新一个新的界面而做功。该核化基体降低了纳米颗粒成核过程的核化位垒。可见，非均相成核比均相成核要容易得多。6.在纳米颗粒成核过程中，如果当晶核与其周围
14、的固体介质完全不接触时，其成核位垒为G，则当晶核和与其接触的固体介质的接触角分别为60和90时，成核位垒是多少？第四讲60-5/32G，90-1/2G7.在脂质体表面合成SiO2，为什么不易形成游离的SiO2？非均相成核8.制备纳米生物材料有哪些基本方法？物理方法：1、超细粉碎2、物理气相合成3、超临界流体技术4、离子注入5、超声波雾化干燥法化学方法：1、沉淀法2、醇盐水解3、溶胶凝胶法4、水热合成法5、非水相溶液合成法6、喷雾热分解法*9.喷雾干燥制备超微颗粒时，为什么低温条件下容易得到球形颗粒？高温条件下容易得到变形的颗粒？液滴停留在高温区时，溶质在液滴表面迅速析出，并形成壳层，固体壳层的
15、存在使溶液的气化分子传质受阻，而传热却变化很小，于是壳层内温度持续上升，并可能达到沸腾状态，壳层在内不起呀作用下膨胀，中心溶质浓度降低。当内部气压大于壳层机械强度时，内部气化分子便在壳层最薄弱处克服阻力而冲出壳层，使外壳产生孔洞或形成空心颗粒。10.何为纳米颗粒的等效粒径？观测纳米颗粒的形貌有哪些仪器设备？等效粒径：当一个颗粒的某一物理特性与同质的球星颗粒相同或相近时，可以用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径，这个球形颗粒的粒径就是该实际颗粒的等效粒径。一般认为激光法所测得直径为等效体积径。观测仪器设备：电子显微镜、原子力显微镜AFM、扫描隧道显微镜STM11.靶向药物输送载体有哪些？免疫载体、磁导向载体、温度敏感型载体、pH敏感型载体、光敏感型载体。12.纳米药物输送载体表面经常修饰高分子聚乙二醇，请问PEG的作用有哪些？1）PEG与抗体或配体同时结合到脂质体表面，增强了脂质体的体内长循环性和靶向性。2）将抗体或其他配体连接于脂质体表面
