中级无机纳米材料的制备与应用

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1、[纳米材料的制备与应用]中级无机化学结课论文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，AbstractGreatattentionhasbeenpaidtonanomaterialsduetotheiruniquestructureandproperies.thispaperbrieflyintroduc

2、esthestructure,properiesandapplicationofnanomaterials.Theirpreparationprecessesandexistingproblemsarehighlighted.Themethodofavoidingagglomerationbyultrasoniccavitationisproposedobtainidealnanomaterials.Keywords:nanomaterials,structure,propery,application,preparation,ultrason

3、ic,agglomeration1.纳米材料的结构与性能［1］［2］纳米材料是指那些尺度为1--100nm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

4、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［3］［4］［1］［5］［6］2.1纳米技

5、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。2.2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(

6、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。2.3纳米技术在生物医药领域的应用［3］［6］［5］［9］2.3.1成像和诊断基于直径小于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

7、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。2.3.2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。2.3.3癌症治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

8、药物研制中的热点和前沿．2.3.4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