纳米组装简介

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1、目录前言纳米组装体系及其分类纳米组装体系重要性人工纳米组装自组装分子识别分子机器参考文献前言由于在纳米尺度下刻蚀技术已达到极限，组装技术受到人们很大的重视。纳米组装技术就是通过机械、物理、化学或生物的方法，把原子、分子或者分子聚集体进行组装，形成有功能的结构单元。组装技术包括分子有序组装技术，扫描探针原子、分子搬迁技术以及生物组装技术。采用纳米加工技术可以对材料进行原子量级加工，使加工技术进入一个更加微细的深度。纳米结构自组装技术的发展，将会使纳米机械、纳米机电系统和纳米生物学产生突破性的飞跃。纳米

2、要实现大规模、低成本的产业化生产，还有许多的工作要完成。纳米组装体系及其分类以纳米微粒，纳米丝或纳米管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。分类：纳米组装体系根据其构建过程中内外驱动力的不同，可分为人工组装体系和自组装体系。纳米组装体系的重要性其重要性主要表现在以下几个方面：(1)纳米组装体系的结构具有多样性通过自组装可以形成单分子层、膜、囊泡、胶束、微管、小棒以及更复杂的有机／金属、有机／无机、生物／生物复合物等，其多样性超过其他方法所制备的材料。(2)纳米组装体系的应用领

3、域广泛多种多样、性能独特的自组装材料将被广泛应用在光电子、生物制药、化工等许多领域，并对其中某些领域产生未可预知的促进作用。(3)自组装技术代表着一类新型的加工制造技术人工组装体系按照人类的意志，利用物理和化学的方法人工地将纳米尺度的物质单元组装、排列构成一维、二维和三维的纳米结构体系，包括纳米有序阵列体系和介孔复合体系等（决定性作用：人的设计与参与）。自组装技术自组装是自然界存在的一个普遍现象，是一种由简单到复杂、由无序到有序、由多组分收敛到单一组分的不断自我修正、自我完善的自发过程。自组装技术是

4、指分子及纳米颗粒等结构单元在没有外来干涉的情况下，通过非共价键作用自发地缔造成热力学稳定、结构稳定、组织规则的聚集体的过程，通过模拟自然界的自组装过程改进现有的或者发现新的高性能材料，进而制造出新的功能材料，甚至试图利用自组装技术构建出可规模化生产应用的、具有某种功能的分子器件，从而满足对电子器件等要求更小、更快、更冷的信息时代的到来。自组装技术原理通过弱的和方向性较小的非共价键，如氢键、范德瓦尔斯力和弱的离子键协同作用把原子、离子或分子连接在一起构筑成一个纳米结构或纳米结构的图案。其是以纳米加工、

5、纳米制造为标志的纳米科技向纵深发展的关键技术之一。自组装技术分类自组装技术主要分为：定向自组装(Directedself-assembly)分子自组装(MolecularSelf-assembly)定向自组装定向自组装是采用流体、电磁场等介质，通过外形识别或自选性胶体(如DNA)等来实现微元件在相应基板位置上的定向和定位，进而完成微元件的组装。方法主要有基于表面张力作用利用粘结剂导向的定向自组装，利用毛细作用力驱动的定向自组装及基于外形匹配，表面张力作用，次序自组装于一体的混合三维定向自组装等分子自

6、组装分子自组装本身就是自然界的普遍现象，是指分子之间靠非共价键作用力(包括静电作用、范德华力、疏水作用力、氢键等)自发形成具有一定结构和功能的聚集体的过程。分子自组装有两大类：静态自组装和动态自组装目前多数自组装的研究都集中在静态自组装，动态自组装尚处于研究的初级阶段分子自组装组织原理自组装的基础——分子识别分子识别这一概念最初是被有机化学家和生物学家用来在分子水平上研究生物体系中的化学问题而提出，用来描述有效的并且有选择的生物功能。现在已经发展为表示主体（受体）对客体（底物）选择性结合并产生某种特

7、定功能的过程。应该说自组装是以分子识别为基础的。分子识别在超分子化学中占有举足轻重的地位。同时，由于识别过程通常会引起体系的电学、光学性能及构象的变化，也可能引起化学性质的变化。这些变化意味着化学信息的存储，传递及处理。因此，分子识别在信息处理及传递，分子及超分子器件制备过程中也起着重要作用。分子识别的原理分子识别的过程实际上是分子在特定的条件下通过分子间作用力的协同作用达到相互结合的过程。这其实也揭示了分子识别原理中的三个重要的组成部分，“特定的条件”即是指分子要依靠预组织达到互补的状态，“分子间

8、相互作用力”即是指存在于分子之间非共价相互作用，而“协同作用”则是强调了分子需要依靠大环效应或者螯合效应使得各种相互作用之间产生一致的效果。分子识别的应用碱金属细胞膜传输光化学传感器模拟酶催化信息处理超分子材料――纳米化学分子机器分子机器是一类将能量转变为可控运动的分子器件。它是一种多组分体系，其中某些部分不动，而另一些部分得到“燃料”后可以继续运动。由于化学分子的运动通常是绕着单键的转动，因此，通过化学、光、电信号可以控制这类运动的方向，设计与开发分子功能和天然体系