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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第8期·3032·化 工 进展埃洛石纳米管在生物医学应用中的研究进展马智，李英乾，丁彤，董俊杰，秦永宁（天津大学化工学院，天津市应用催化科学与工程重点实验室，天津 300072）摘要：埃洛石纳米管（HNTs ）是一种新型的天然硅铝酸盐类纳米材料，具有独特的纳米管状结构及比表面积大、反应活性高等优点，近年来在生物医学运输领域中突显出愈来愈重要的应用价值。
本文简述了HNTs 的结构和性质，分析了HNTs 在生物医学领域应用的可行性，重点阐述了其在酶固定化、生物显像、生物支架、药物及基因靶向运输治疗等生物医学方面的研究和应用现状，并指出了在上述应用领域中HNTs 相对于传统无机纳米材料具有固载效果好、易于化学修饰、生物相容性高、毒性低、靶向选择性高等诸多优势。
最后指出了目前HNTs 在生物医学领域应用中还存在医疗成果转换周期长、成本效益高和药物释放作用机理不明确等挑战，并对其在疾病诊断、靶向递送药物及追踪治疗效果等一系列现代医疗技术的前景进行了展望。
关键词：埃洛石纳米管；载体；酶固定化；药物/基因靶向传递；生物成像中图分类号：O613.72；R945；Q5 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）08–3032–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2296Research progress of halloysite nanotubes in biomedical scienceapplicationMA Zhi ，LI Yingqian ，DING Tong ，DONG Junjie ，QIN Yongning（Tianjin Key Laboratory of Applied Catalysis Science & Technology ，School of Chemical Engineering ，TianjinUniversity ，Tianjin 300072，China ）Abstract ：Halloysite nanotube （HNTs ） is a new natural aluminosilicate nanometer material. It has many advantages ，such as unique nano-tubular structure ，high specific surface area ，and high reactivity. In recent years ，HNTs has had more and more important applications in the field of biomedical transport . In this paper ，the structure and properties of HNTs were briefly introduced. The feasibility of HNTs application in biomedical field was analyzed. The researches and applications of HNTs in enzyme immobilization ，biological imaging ，biological scaffold ，targeted transport of cytotoxic drugs and gene ，and other aspects of the application ，were illustrated emphatically. Compared with traditional inorganic nanomaterials ，HNTs has many advantages in the field of biomedical applications such as good immobilization effect ，easy chemical modification ，high biocompatibility ，low toxicity ，and high selectivity. Finally ，the challenges of the HNTs in the field of biomedicine were pointed out ，including long medical results conversion cycle ，high medical costs ，and unexplained drug release mechanism. The prospects of the HNTs in a series of modern medical technologies ，such as disease diagnosis ，targeted delivery of drugs and follow-up treatment ，were also discussed. Key words ：halloysite ；support ；enzyme immobilization ；drug/gene targeting delivery; biological imaging近年来，有关生物医学领域的研究越来越受到人们的关注，尤其是基因改性及药物靶向治疗方面日益受到人们的重视[1]。
聚乳酸纳米复合材料的研究进展曹 丹,吴林波3,李伯耿,黄 源(浙江大学化工系高分子工程研究所,聚合反应工程国家重点实验室,杭州 310027) 摘要:聚乳酸是一种重要的可生物降解Π吸收高分子材料,广泛地用作可降解塑料、纤维和生物材料,市场前景广阔。
它具有与聚烯烃相当的力学强度和加工性能,但耐热性和抗冲性较差。
为满足各种应用的需要,其热性能、力学性能和气体阻隔性等尚需进一步提高。
通过与无机纳米材料复合的方法,可以明显地提高聚乳酸的性能。
本文介绍了近年来聚乳酸有机2无机纳米复合材料的制备、结构与性能等方面的研究进展,对三者的相互关系进行了评述,并对今后的研究方向进行了展望。
关键词:聚乳酸;纳米复合材料;蒙脱土;二氧化硅;碳纳米管;羟基磷灰石聚乳酸(polylactic acid,P LA)是一种重要的可生物降解高分子材料。
它以玉米或薯类淀粉经发酵制得的乳酸为基本原料、经缩聚反应或其二聚体丙交酯的开环聚合反应而制得,在自然界中可生物降解生成二氧化碳和水[1],因而是一种来自自然界、使用后又回归自然界的环境友好材料,也是近年来研究开发最活跃的可生物降解材料之一[2],广泛地应用于包装材料、纤维、农膜、生物医用材料等领域。
但是,聚乳酸耐热性较差,制约了它的应用,同时,其力学性能和气体阻隔性亦有待于进一步提高,以满足不同应用的要求。
这促使人们对聚乳酸进行改性研究,各种聚乳酸改性方法和材料相继出现,如共混、共聚、纳米复合等。
自1984年R oy[3]首次提出纳米复合材料的概念以来,聚合物基纳米复合材料已得到广泛的研究和应用。
由于纳米粒子具有小尺寸效应、大比表面积、强界面结合效应等特性,使纳米复合材料具有优异的性能。
1997年Ogata[4]首次报道聚乳酸纳米复合材料,发现加入蒙脱土可使聚乳酸的结晶性和杨氏模量提高;之后,聚乳酸纳米复合材料得到了很大的发展,相继出现了聚乳酸Π蒙脱土纳米复合材料、聚乳酸Π羟基磷灰石纳米复合材料、聚乳酸Π纳米二氧化硅复合材料、聚乳酸Π纳米碳管复合材料,纳米复合的方法也从溶液共混法、熔融共混法发展到原位聚合法,其耐热、结晶、力学以及气体阻隔等性能得到显著的提高。
生物医学材料的应用现状及发展前景Ξ吴刚强1,2,郎中敏1,赫文秀1,蔡 颖1(1.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头 014010;2.清华大学化工系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室,北京 100084) 摘 要:由于生物医学材料是无毒副作用、生物相容性良好、耐腐蚀性能优越的医用材料,越来越受到广大科技研究工作者的重视。
近20年,国内外特别是一些发达国家对生物材料的研究和开发得到飞速的发展。
本文详细阐述了生物医学材料的分类及发展前景。
关键词:生物材料;高分子;陶瓷 生物材料也称为生物医学材料,是指以医疗为目的,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料[1]。
自19世纪80年代以来,以医疗、保健、增进生活质量、造福人类为目的的生物材料取得了快速的发展。
它最早的使用可以追溯至19世纪末,在1886年,首例钢片和镀镍钢治疗骨折应用于临床获得成功。
迄今为止,除大脑以外的各种人工器官已经应用于人体,并取得了良好的效果。
目前,生物材料主要包括医用高分子材料、生物陶瓷、医用金属材料等[2]。
1 生物医学材料的分类目前,按材料性质不同,生物材料一般可分为医用高分子材料、生物陶瓷材料、医用金属材料、生物降解材料、生物医学复合材料等。
1.1 医用高分子材料医用高分子材料是生物医用材料研究领域最活跃的领域之一,特别是20世纪60年代以来发展更快,已经能合成出许多具有优良性能的软、硬材料及药物控释材料应用到各个医学领域。
医用高分子易于加工成型,原材料易得,理化性质可以在很宽的范围内被调节和控制,加之生物体的大部分组织和器官实质都是由高分子化合物构成,故一经出现就得到重视和应用。
医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性、可加工性等严格的要求。
当前研究主要集中在外科置入件用高分子材料和生物降解及药物控制释放材料[3]。
1.2 生物陶瓷材料生物陶瓷又称生物医用非金属材料,从广义上讲包括主要构成成分为无机非金属材料及其制品。
《生物质基复合材料的制备和性能研究》摘要：本文详细介绍了生物质基复合材料的制备过程，并对其性能进行了深入研究。
通过分析不同生物质原料的特性和复合材料的制备工艺，探讨了生物质基复合材料在提高材料性能方面的潜力。
同时，对所制备的生物质基复合材料进行了系统性的性能测试和评价，为该类材料的实际应用提供了理论依据和实验数据支持。
一、引言随着人们对环境保护和可持续发展的重视程度日益加深，生物质基复合材料作为一种绿色、可再生的材料，受到了广泛关注。
生物质基复合材料以生物质为原料，通过与高分子或其他无机非金属材料复合，形成具有优良性能的新型材料。
本文旨在研究生物质基复合材料的制备工艺及其性能，为该类材料的实际应用提供理论依据。
二、生物质原料的选择与特性分析生物质原料的选择对于生物质基复合材料的性能具有重要影响。
本文选取了几种常见的生物质原料，如木质素、纤维素和淀粉等，对其特性进行了分析。
这些原料具有可再生、环保、低成本的优点，是制备生物质基复合材料的理想选择。
三、生物质基复合材料的制备工艺1. 原料预处理：对选定的生物质原料进行清洗、破碎、干燥等预处理，以提高其与其他材料的相容性。
2. 复合材料制备：将预处理后的生物质原料与高分子或其他无机非金属材料按照一定比例混合，通过搅拌、挤压、成型等工艺，制备出生物质基复合材料。
3. 后处理：对制备出的生物质基复合材料进行热处理、化学处理等后处理工艺，以提高其性能稳定性。
四、生物质基复合材料的性能研究1. 力学性能：通过拉伸、压缩、弯曲等实验，测试生物质基复合材料的力学性能，分析其强度、刚度和韧性等指标。
2. 物理性能：测试生物质基复合材料的密度、吸水性、热稳定性等物理性能，分析其在实际应用中的适用性。
3. 化学性能：通过耐腐蚀性、抗氧化性等实验，测试生物质基复合材料的化学性能，评估其在不同环境下的稳定性。
五、实验结果与讨论通过系统的实验，我们得到了生物质基复合材料的各项性能数据。
复合材料在医学中的应用复合材料是指由两种或两种以上不同的材料通过化学或物理方法组合而成的一种新型材料。
其特点是具有多种性能，如高强度、高韧性、耐热、耐腐蚀等，广泛应用于建筑、航空、新能源等领域。
而近年来，复合材料也逐渐被应用于医学领域，为医疗技术的进步和患者病情的治疗提供了新的可能。
一、1. 生物材料领域复合材料被广泛应用于生物医学领域中的生物材料方面。
复合材料能够与生物体相容性良好，可以被用来制造人工骨、人工心脏瓣膜和人造耳鼻喉等。
生物材料方面的复合材料，由于其特殊的材质组合，可以提高医疗器械的强度和稳定性，可以大大减少重复手术的情况，给患者的健康带来更多的保障。
2. 人工关节领域随着人口老龄化的加速，人工关节的需求量越来越大。
而很多复合材料可以用来制造人工关节，例如碳纤维等材料都可以用于人工关节的生产。
这些人工关节可以取代病毒性、感染性等伴随有病症的关节，提高老年人和需要多次关节手术的患者的生活质量。
3. 医疗设备方面复合材料还可以用于医疗设备的生产。
例如，复合材料可以制造医用镜头，因为它具有较高的抗撞性和抗污性，可以更好地保护医疗设备，减少设备的重复维修和更换。
此外，复合材料还可以用于制造心脏起搏器、除颤器等相关医疗设备，可以有效地帮助患者预防疾病和健康提升。
二、复合材料在医学领域的优势1. 高性能的稳定性复合材料具有高性能和稳定性，具有较高的强度和韧性，能应对人体多种情况，使人体在受到外伤时得以保护。
由于复合材料具有这些特点，因此它可以使医疗器械做到更好的长期性能稳定，延长医疗器械的使用寿命，减少医疗器械的损坏。
2. 优秀的生物相容性复合材料可以与人体相容性良好，可以被广泛应用于医疗器械的制造等方面。
与普通材料不同的是，这种材料完全不会产生病毒、化学反应等有害物质，不会对人体产生害处，使人体更加健康和健康。
3. 制造革新与传统材料相比，复合材料可以制造更轻的医疗器械，提高医疗器械的防护能力和医疗器械的易操作性，这对医疗保健的推广足以起到重要的作用。
碳纤维复合材料在生物医药领域的应用1. 引言1.1 概述在当今发展迅猛的生物医药领域中，材料的选择对于医疗器械、诊断工具和组织工程等方面至关重要。
碳纤维复合材料以其卓越的性能而成为备受关注的研究领域。
本文将探讨碳纤维复合材料在生物医药领域中的应用，重点关注其优点、挑战以及当前应用案例。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，首先是引言部分，概述了碳纤维复合材料在生物医药领域应用的背景和意义。
第二部分介绍了碳纤维复合材料的特性，包括碳纤维和复合材料的定义、组成及其优点。
第三部分探讨了生物医药领域对材料的特殊需求和所面临的挑战，并提出了相应解决方法。
第四部分通过实际案例说明了碳纤维复合材料在医用器械和设备、医学影像和诊断以及组织工程与再生医学等领域的应用。
最后，第五部分进行总结评价，并展望了碳纤维复合材料在生物医药领域未来的发展方向。
1.3 目的本文旨在全面阐述碳纤维复合材料在生物医药领域中的应用，帮助读者深入了解该材料在医疗领域的优势和潜力。
通过案例分析和论证，为相关科研人员和产业界提供参考和借鉴，促进碳纤维复合材料在生物医药领域的进一步推广与应用。
2. 碳纤维复合材料的特性:2.1 碳纤维的介绍:碳纤维是由碳元素构成的一种特殊纤维材料。
它具有轻质、高强度和高模量等显著特点，是一种非常重要的结构材料。
碳纤维具有优异的机械性能，比如比钢材更轻但却具有更高的强度，而且还具备较好的耐腐蚀性能和电磁隔离性能。
2.2 复合材料的定义和组成:复合材料是由两种或两种以上不同类型材料组成的新型材料。
在碳纤维复合材料中，通常由碳纤维作为增强相，与树脂基体相结合形成。
树脂基体可以是环氧树脂、聚酰胺树脂等，通过与碳纤维进行结合后形成固态结构。
2.3 碳纤维复合材料的优点:（1）高强度与低密度: 碳纤维本身拥有非常高的强度和刚度，在与树脂基体组合后依然保留了这些特性。
同时，碳纤维复合材料的密度相对较低。
（2）耐腐蚀性: 碳纤维具有优异的耐腐蚀性，使得碳纤维复合材料在恶劣环境下能够长时间稳定使用。
Vol 138No 11・8・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第38卷第1期2010年1月基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573061);四川省应用基础研究基金资助项目(07J Y0292065);成都尤耐复合材料有限公司资助项目(2008H01144)作者简介:张琳琳(1979-),女,硕士研究生,研究方向:高分子复合材料。
联系人:张志斌,教授,硕导,研究方向:高分子材料。
PVA 复合材料的研究进展张琳琳1 邵 丽1 崔园园1 冯超阳1 张志斌13 陈世龙2(1.西南交通大学生命科学与工程学院,成都610031;2.浙江凌志精细化工有限公司,杭州311305)摘 要 PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,具有强亲水性、优良的成膜性、可纺性好、并具有较好的力学性能,并且还不易受污染及突出的物理和化学稳定性,具有良好的生物降解性和生物相容性。
本文综述了PVA 在静电纺丝、相变材料和膜污染三方面的应用展开讨论。
关键词 PVA (聚乙烯醇),静电纺丝,相变材料,膜污染Progress of the study on PVA compositesZhang Linlin 1 Shao Li 1 Cui Yuanyuan 1 Feng Chaoyang 1 Zhang Zhibin 1 Chen Shilong 2(1.College of Life Science and Engineering ,Sout hwest Jiaotong University ,Chengdu 610031;2.Zhejiang Lingzhi Fine Chemicals Company Limited ,Hangzhou 311305)Abstract PVA (polyvinyl alcohol )is a kind water soluble polymers ,produced by hydrolyzing the polyvinyl ace 2tate ,it has strongly hydrophilicity ,excellent film 2forming ,good spinnability ,also good mechanical properties.It is not easily polluted by environment ,has good ability of physical ,chemical stability ,good biodegradability and the biocompati 2bility.This preview summarized three applications of PVA in the electrospinning ,the phase change materials ,membrane fouling and some discussions about these.K ey w ords PVA (polyvinyl alcohol ),electrospinning ,phase change material ,membrane fouling PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,其分子主链为碳链,每一个重复单元上含有一个羟基,由于羟基尺寸小,极性强,容易形成氢键,因此PVA 具有良好的水溶性、成膜性、黏结力和乳化性,良好的耐油脂性和耐溶剂性[1]。
医用功能复合材料医用功能复合材料是一种结合了多种材料的复合材料，具有特定的医疗功能。
它广泛应用于医疗器械、医疗设备、人工组织等领域，在医学领域具有重要的应用前景。
本文将介绍医用功能复合材料的特点、应用及其未来发展趋势。
医用功能复合材料以其特殊的结构和性能，能够满足医学领域对材料的特殊要求。
首先，医用功能复合材料需要具有良好的生物相容性，即材料与生物体接触时不会引起过敏反应或导致杂质积累。
其次，医用功能复合材料需要具有良好的力学性能，能够承受生理环境下的压力和负载。
此外，医用功能复合材料还需要具有较高的耐热性和稳定性，能够在高温或湿润环境下保持其性能。
医用功能复合材料在医疗器械行业有着广泛的应用。
其中，最常见的应用是在人工关节和植入器材中。
例如，人工关节材料需要具有低摩擦系数和良好的耐磨性，以降低人工关节的磨损和延长使用寿命。
而植入器材材料需要具有良好的生物相容性和组织相容性，以避免引起免疫反应和组织退变。
此外，医用功能复合材料还应用于口腔种植体材料、心脏支架材料等。
在医疗设备领域，医用功能复合材料有着广泛的应用。
例如，医用功能复合材料常用于制造手术器械，如手术刀片、外科缝合线等。
这些器械需要具有良好的切削性能、耐腐蚀性和抗细菌性能。
此外，医用功能复合材料还应用于医学成像设备的材料，如X射线探测器、磁共振影像材料等。
此外，医用功能复合材料在人工组织工程领域也有着广阔的应用前景。
人工组织工程是利用生物材料和细胞工程技术制造人工组织，用于修复和替代受损组织。
医用功能复合材料能够提供细胞黏附和生长所需的支撑结构，并能够模拟天然组织的力学性能。
以此为基础，医用功能复合材料被广泛应用于软骨组织工程、骨组织工程甚至心脏组织工程等领域，为人工组织的修复和再生提供新的方法和技术。
医用功能复合材料的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，未来医用功能复合材料将更加注重生物相容性和生物活性。
材料的表面结构和化学组成将进一步优化，以促进细胞与材料的相互作用和生物反应的发生。
生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。
生物医用高分子材料的功能医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料，通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官，具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用。
生物医用高分子材料的发展前景我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。
目前约有50多个单位从事这方面的研究,现有医用高分子材料60多种,制品达400余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达300 t。
然而,我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段[5],还没有能够建立在分子设计的基础上。
因此,应该以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。
医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。
生物医用材料的研究和发展方向主要包括以下几方面:1 、组织工程材料组织工程是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。
它的主要任务是实现受损组织和器官的修复或再建,延长寿命和提高健康水平。
其方法是:将特定组织细胞“种植”于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料上,形成细胞-生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官。
这种具有生命力的活体组织或器官能对病损组织或器官进行结构、形态和功能的重建,并达到永久替代。
2、生物医用纳米材料———药物控释材料及基因治疗载体材料高分子药物控制释放体系不仅能提高药效,简化给药方式,大大降低药物的毒副作用,而且纳米靶向控制释放体系使药物在预定的部位,按设计的剂量,在需要的时间范围内,以一定的速度在体内缓慢释放,从而达到治疗某种疾病或调节生育的目的。
生物医用复合材料是由2种或者2种以上不同材料复合而成的生物医用材料，主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。
复合材料一般由基体材料与增强材料组成，属于多相材料范畴，它不仅能保持其原组分的部分优点，而且可产生原组分所不具备的特性。
在长期的临床应用中，传统的生物医用金属材料和高分子材料与人体组织的亲和性差，在长期植入人体时，从金属材料中溶出的金属离子，从高分子材料中溶出残留的未反应单体，会对人体组织构成一定的危害，而复合材料能减少甚至克服这些缺点[1]。
随着材料科学、生命科学和生物技术的发展，人们健康意识的提高，对生物医用复合材料的研究逐步发展起来。
纤维增强生物医用复合材料是以纤维为增强体而形成的一类生物医用复合材料，作为增强体的纤维主要有天然纤维、碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、高分子纤维和陶瓷纤维等，天然纤维直接来源于各种植物、动物、矿物等，不会对环境造成污染，有的还可以持续地利用，是一种环保的生物质材料。
与玻璃、金属等对环境造成日益严重负担的材料相比，天然材料的优势将越来越明显。
其中植物纤维增强可完全降解的树脂材料，已经成为国内外的研究热点之一。
本文在分析麻类纤维、竹纤维、蚕丝纤维性能的基础上，综述介绍天然纤维增强医用复合材料的国内外研究现状。
1基体材料复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用材料有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体材料主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
在医学领域应用最多、最广的是树脂，而可降解树脂更是研究热点之一。
可生物降解树脂是指在自然界或特定条件（如堆肥化或厌氧消化）下，由自然界存在的微生物如红菌、真菌和海藻等作用引起降解，并在较短的时间内最终完全降解为二氧化碳和水及其所含元素的矿化无机盐。
目前已有聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚羟基丁酸酯（PHB）、聚己内酯（PCL）等可生物降解树脂研究成功并实现商业化生产，日本和欧美等很多国家都在大力开展可生物降解树脂相关的研究，美国的Cargill Dow公司已经实现了PLA塑料商业化生产，并认为PLA树脂代替现有降解材料已经成为必然趋势[2]。
石墨烯／纳米银复合材料的制备及应用研究进展综述了石墨烯/纳米银复合材料的制备方法及应用，讨论了其在导电、导热和生物医学等方面的应用，展望了石墨烯/纳米银复合材料的研究方向和发展前景。
标签：石墨烯；复合材料；纳米银；制备及应用石墨烯作为一种由单层单质原子组成的六边形结晶碳材料，其特殊性能的应用一直是近几年研究的重点。
但是石墨烯的生产效率低，需经常将其进行改性，达到以较少的添加量获得更好性能的目的。
其中，纳米银的出现在一定程度上扩大了石墨烯在导电[1]，导热方面的应用。
而且纳米银的生产效率高，很好地解决了石墨烯/纳米银的生产问题，为石墨烯在诸多技术领域的应用拓展了空间[2]。
金属粒子由于含有自由移动的电子和极大的比表面积，在导电性和导热性方面有着出色的表现。
而纳米银颗粒，纳米银棒，纳米银线则可以在复合基体中形成网络通路，提高材料的导电性和导热性。
1 石墨烯/纳米银复合材料的制备方法目前，石墨烯掺杂纳米银复合材料可以根据纳米银的形貌特征分为石墨烯/纳米银颗粒复合材料和石墨烯/纳米银线复合材料。
纳米银的加入使得石墨烯复合材料的导电性和导热性以及石墨烯的表面硬度均得到了提高[3]。
1.1 机械共混法机械共混法可分为搅拌法和熔融共混法。
刘孔华[4]利用搅拌法制备得到石墨烯/纳米银线杂化物，在50 ℃下搅拌，升温至210 ℃，最后降至常温得到石墨烯/纳米银线杂化物。
熔融共混法是利用密炼机或者挤出机的高温和剪切作用力下将石墨烯、纳米银和基材熔融后，共混得到石墨烯/纳米复合材料。
该方法用途广泛，适用于极性和非极性聚合物和填料的共混。
并且纳米银的烧结温度在180 ℃，对于纳米银颗粒可以烧结形成一定规模的网络结构。
此方法制备的复合材料所需时间短，且纳米银线是单独制备，所以可以单独控制纳米银线的长度和长径比。
但是由于是机械共混，纳米银在石墨烯材料中的分散性不是很好，且容易发生团聚，达不到形成大量网络结构的目的。
1.2 化学还原法化学还原法是目前比较常见的将金属纳米粒子附着在石墨烯表面的方法。
生物医用高分子材料的应用与发展生物材料也称为生物医学材料,是指以医疗为目的,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料。
主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。
研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。
它涉及到物理学、化学、生物化学、病理学、血液学等多种边缘学科。
目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗等)。
由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质,以满足不同的需求,耐生物老化,作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型,原料易得,便于消毒灭菌,因此受到人们普遍关注,已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。
医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上,以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。
目前全世界应用的有90多个品种,西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%~20%的速度增长。
随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求,我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。
1 医用高分子材料的特点及基本条件医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触,有的甚至要求永久性植入体内。
因此,这类材料必须具有优良的生物体替代性(力学性能、功能性)和生物相容性。
a·生物功能性:因各种医用高分子材料的用途而异,如:作为缓释药物时,药物的缓释性能就是其生物功能性。
b·生物相容性:医用高分子材料的生物相容性包括2个方面:一是材料反应,主要包括材料在生物环境中被腐蚀、吸收、降解、磨损和失效等;二是宿主反应,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致畸和免疫反应等。
生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。
生物医用材料是用来对于生物体进展诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，它是研究人工器官和医疗器械的根底，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃开展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进展研究和开发的热点。
二关键词:生物，医学，材料，医疗器械，创伤，组织，植入biomedical material，new materials三文献综述1生物医用材料定义生物医用材料〔biomedical material〕是用于对生物体进展诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。
它是研究人工器官和医疗器械的根底，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃开展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进展研究和开发的热点。
当代生物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将开展成为本世纪世界经济的一个支柱产业.由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。
生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。
它们是“活〞的，也是被整体生物控制的。
生物材料中有的是构造材料，包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织；还有许多功能材料所构成的功能部件，如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。
在生物体内生长有不同功能的材料和部件，材料科学的开展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。
它们可以做生物部件的人工代替物，也可以在非医学领域中使用。
前者如人工瓣膜、人工关节等；后者那么有模拟生物黏合剂、模拟酶、模拟生物膜等2生物医用材料的分类生物材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。
纤维素气凝胶复合材料制备及其吸附性能研究进展摘要：纤维素是一种具有良好的生物可降解性，环境友好性，且价格低廉，来源广泛的生物质材料，其重要发展方向之一就是用于制备纤维素基吸附剂。
但由于纤维素的官能团较为单一，导致其对染料的吸附效果不佳。
因此，怎样开发和研制新型的、具有高吸附性能的纤维素复合材料吸附剂，对其在该领域的进一步应用具有重要意义。
关键词：纤维素；气凝胶；复合材料；模板法1染料废水处理现状1.1染料废水来源及特性由于近年来印染、皮革、纺织和化妆品等具有严重污染物排放工业的迅速发展，我国染料废水排放量正在逐年增加。
在许多发达国家，由于受环境保护相关法律的规制和约束，某些涉及会对生态环境和人类健康造成严重威胁的染料已经被杜绝生产或者转移到一些发展中国家去生产。
然而在我国，由于染料合成技术和经济状况等相关条件相对落后，某些重污染、重毒性的染料品种仍然在生产，这对人类健康以及生态环境产生了严重的威胁。
虽然我国的印染工业如今位居世界第一，但与此同时我们也是工业废水排放的大户，据统计，我国印染废水的排放量约为300～400万吨/天[1]，如果任由其发展，它带来的后果将不可想象。
工业上还在使用各种各样不同类型的染料，其中包括碱性、酸性等多种类型的染料。
大多数印染废水中染料多为含偶氮键、多聚芳香环的复杂化合物，并随种类和加工工艺的不同而异，所以大部分染料废水成分复杂、毒性强、色度深。
这类废水降低了光透过率，影响水生植物的生长，且通常含有多种具有生物毒性或致癌、致畸、致突变性能的有机物对人类健康也造成了严重的威胁，因此一直是工业污水处理的难点。
1.2染料废水处理现状染料废水中除了大量的染料分子外，还有其他易造成污染的物质，如染料合成中间体、助剂等，因此具有磺酸基、硝基、氨基等基团的芳香族衍生物及汞、铬、锌等具有一定毒性的重金属离子也大量存在于染料废水中[2]。
由于不同批次、不同种类的染料和不同的合成工艺，酸碱用量均不一致，所以染料废水的酸碱性变化较大，这给染料废水的处理过程带来很大难度。
《复合材料》 课程论文 论文题目：“生物医用复合材料的研究进展” ——
学 院：矿业学院 专 业：矿物资源工程 班 级：矿资091 学 号：0908010394 学生姓名：任前伟 指导教师：成奖国
2011年 12 月 5 日 生物医用复合材料的研究进展 关键词： 生物医用复合材料 0 引 言 生物医用复合材料(biomedical composite materials)是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造［1］。长期临床应用发现，传统医用金属材料和高分子材料不具生物活性，与组织不易牢固结合，在生理环境中或植入体内后受生理环境的影响，导致金属离子或单体释放，造成对机体的不良影响。而生物陶瓷材料虽然具有良好的化学稳定性和相容性、高的强度和耐磨、耐蚀性，但材料的抗弯强度低、脆性大，在生理环境中的疲劳与破坏强度不高，在没有补强措施的条件下，它只能应用于不承受负荷或仅承受纯压应力负荷的情况。因此，单一材料不能很好地满足临床应用的要求。利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组分材料的性质，而且可以得到单组分材料不具备的新性能，为获得结构和性质类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料必将成为生物医用材料研究和发展中最为活跃的领域。 1 生物医用复合材料组分材料的选择要求 生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。 植入体内的材料在人体复杂的生理环境中，长期受物理、化学、生物电等因素的影响，同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此，生物医用组分材料必须满足下面几项要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。 2 生物医用复合材料的研究现状与应用 2.1 陶瓷基生物医用复合材料 陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体，通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。目前生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段，但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域，其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。 Al2O3、ZrO3等生物惰性材料自70年代初就开始了临床应用研究，但它与生物硬组织的结合为一种机械的锁合。以高强度氧化物陶瓷为基材，掺入少量生物活性材料，可使材料在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基础上赋予其一定的生物活性和骨结合能力。将具有不同膨胀系数的生物玻璃用高温熔烧或等离子喷涂的方法，在致密Al2O3陶瓷髋关节植入物表面进行涂层，试样经高温处理，大量的Al2O3进入玻璃层中，有效地增强了生物玻璃与Al2O3陶瓷的界面结合，复合材料在缓冲溶液中反应数十分钟即可有羟基磷灰石的形成［2］。为满足外科手术对生物学性能和力学性能的要求，人们又开始了生物活性陶瓷以及生物活性陶瓷与生物玻璃的复合研究，以使材料在气孔率、比表面积、生物活性和机械强度等方面的综合性能得以改善。近年来，对羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)复合材料的研究也日益增多［3，4］。30% HA与70%TCP在1150℃烧结，其平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷，研究发现HA-TCP致密复合材料的断裂主要为穿晶断裂，其沿晶断裂的程度也大于纯单相陶瓷材料。HA-TCP多孔复合材料植入动物体内，其性能起初类似于β-TCP，而后具有HA的特性，通过调整HA与TCP的比例，达到满足不同临床需求的目的。45SF1/4玻璃粉末与HA制备而成的复合材料，植入兔骨中8周后取出，骨质与复合材料之间的剪切破坏强度达27MPa，比纯HA陶瓷有明显的提高。 生物医用陶瓷材料由于其结构本身的特点，其力学可靠性(尤其在湿生理环境中)较差，生物陶瓷的活性研究及其与骨组织的结合性能研究，并未能解决材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增强研究成为另一个研究重点，其增强方式主要有颗粒增强、晶须或纤维增强以及相变增韧和层状复合增强等［3，5～7］。当HA粉末中添加10%～50%的ZrO2粉末时，材料经1350～1400℃热压烧结，其强度和韧性随烧结温度的提高而增加，添加50%TZ-2Y的复合材料，抗折强度达400MPa、断裂韧性为2.8～3.0MPam1/2。ZrO2增韧β-TCP复合材料，其弯曲强度和断裂韧性也随ZrO2含量的增加而得到增强。纳米SiC增强HA复合材料比纯HA陶瓷的抗弯强度提高1.6倍、断裂韧性提高2倍、抗压强度提高1.4倍，与生物硬组织的性能相当。晶须和纤维为陶瓷基复合材料的一种有效增韧补强材料，目前用于补强医用复合材料的主要有：SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2、HA纤维或晶须以及C纤维等，SiC晶须增强生物活性玻璃陶瓷材料，复合材料的抗弯强度可达460MPa、断裂韧性达4.3MPam1/2，其韦布尔系数高达24.7，成为可靠性最高的生物陶瓷基复合材料。磷酸钙系生物陶瓷晶须或纤维同其它增强材料相比，不仅不影响材料的增强效果，而且由于其具有良好的生物相容性，与基体材料组分相同或相近，不会影响到生物材料的性能。HA晶须增韧HA复合材料的增韧补强效果同复合材料的气孔率有关，当复合材料相对密度达92%～95%时复合材料的断裂韧性可提高40%。 2.2 高分子基生物医用复合材料 研究表明几乎所有的生物体组织都是由两种或两种以上的材料所构成的，如人体骨骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的连续相和弥散于其基质中的羟基磷灰石晶粒复合而成的。生物有机高分子基复合材料，尤其生物无机与高分子复合材料的出现和发展，为人工器官和人工修复材料、骨填充材料开发与应用奠定了坚实的基础。 生物陶瓷增强聚合物复合材料于1981年由Bonfield提出，目前的研究对象主要有：HA、AW玻璃陶瓷、生物玻璃等增强高密度聚乙烯(HDPE)和聚乳酸等高分子化合物［8，9］。HDPE-HA复合材料随HA掺量的增加，其密度也增加，弹性模量可从1GPa提高到9MPa，但材料从柔性向脆性转变，其断裂形变可从大于90%下降至3%，因此可通过控制HA的含量调整和改变复合材料的性能。HA增强HDPE复合材料的最佳抗拉强度可达22～26MPa、断裂韧性达2.9±0.3MPam1／2。由于该复合材料的弹性模量处于自然骨杨氏模量范围之内，具有极好的力学相容性，并且具有引导新骨形成的功能。AW玻璃陶瓷和生物玻璃增强HDPE复合材料具有与HA增强HDPE复合材料相似的力学性能和生物学性能，复合材料在37℃的SBF溶液中体外实验研究表明，在其表面可形成磷灰石层，通过控制和调整AW玻璃陶瓷和生物玻璃的含量，使其满足不同临床应用的需求。 聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，但材料还缺乏骨结合能力，对X光具有穿透性，不便于临床上显影观察。将聚乳酸与HA颗粒复合有助于提高材料的初始硬度和刚性，延缓材料的早期降解速度，便于骨折早期愈合。随着聚乳酸的降解吸收，HA在体内逐渐转化为自然骨组织，从而提高材料的骨结合能力和材料的生物相容性；此外可提高材料对X-射线的阻拒作用，便于临床显影观察。最近，国外采用一种新的共混及精加工工艺将HA均匀分散于PLLA基体中制备了超高强度生物可吸收PLLA-HA复合材料［10］，随HA在PLLA基体中含量增加，材料的弯曲强度和弯曲模量也增加，其最高弯曲强度可达280MPa，它既有高分子的弹性又具有类皮质骨的刚度。将该材料浸入到SBF溶液中3天后即有大量HA晶体在表面沉积，具有骨结合能力，12周后材料具有210MPa的弯曲强度，高于皮质骨内固定材料弯曲强度200MPa的最底要求。因此该复合材料可望作为骨折内固定材料，广泛应用于临床。PDLLA-HA复合内固定棒治疗兔子髁部骨折的实验研究表明［11］，术后动物自由活动，不用任何外固定，所有动物伤口Ⅰ期愈合，无关节积液和窦道形成。X线摄片见3周时骨折端无移位，有明显骨痂生成，骨折线模糊。6周骨折愈后，骨折线消失，骨痂最多，以后各时间点骨折无移位和再骨折，骨痂逐渐减少。12周前材料可清晰显影，24周后模糊至消失。 碳纤维增强生物医用高分子复合材料是发展最早的一类医用复合材料，它主要用作骨水泥、人工关节和接骨板等［12，13］。碳纤维增强HDPE复合材料，其强度、刚性、抗疲劳和抗磨损性能均显著高于HDPE材料，因此它常用作承受复杂应力和摩擦作用的髋关节和膝关节。碳纤维增强聚砜复合材料的抗扭强度最高可达100MPa，与金属板相比，其断裂模量可减少2～4倍。碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料在90年代初就成功地用于颅骨缺损修复，其弯曲强度、断裂模量及其抗冲击性能均优于人体颅骨材料，对患者实施颅骨缺损修复后起到重要的防护作用。用四氟乙烯纤维与碳纤维复合制备成多孔复合材料，其表面积为宏观的1200倍，有利于生物组织的长入，它已用于牙槽骨、下颌骨、关节软骨的修复。 2.3 金属基生物医用复合材料 作为生物医用材料，金属材料占有极其重要的地位，它具有较好的综合力学性能和优良的加工性能，是国内外较早将其作为人体硬组织修复和植入的一类材料，但金属材料与机体的亲和性、生物相容性较差，在体液中存在材料腐蚀等问题。因此，除进一步优化材料的整体性能外，必须通过表面涂层、离子注入等技术进行表面处理。自国外1931年发表生物氧化物涂层的文献以来，涂层的技术和种类已得到不断的丰富和发展，但材料与骨组织之间的结合性能以及涂层与基体之间的界面结合性能仍是目前金属基复合材料的研究重点。近年来，随着涂层技术的不断发展，电化学沉积法、浸渍-热解法、水热处理法不断出现，它已成为金属基生物复合材料研究的一个重要方向，涂层材料的研究已从生物惰性涂层发展到生物活性材料以及非氧化物涂层材料［14～16］。 生物活性陶瓷能与骨形成直接的骨键合，早在70年代Hench就提出以金属材料为基体，表面涂覆生物活性陶瓷，使其既具有金属材料的优良力学性能，又具有生物活性陶瓷的表面生物活性特征。将生物活性陶瓷、生物玻璃和生物玻璃陶瓷用等离子喷涂于钛合金表面，生物玻璃涂层能与骨组织发生化学结合，结合界面处含有明显的Ca、P成分过渡区，用该法制备的钛合金人工骨、人工齿根已成功地应用于临床。近年来，我国采用两步烧结法，以膨胀系数与表面涂层和基体相匹配的材料作为中间层，分别将中间层材料及表面处理烧结在基体表面形成复合涂层，有效地解决了涂层与基体之间的界面结合性能。 非氧化物陶瓷涂层近几年发展较快，涂层的材料主要有氮化物、碳化物、硼化物和硅化物等，用作植入体抗磨损和腐蚀保护。钛合金表面经氮化处理，形成氮化钛，在常温模拟体液中浸泡，其抗腐蚀性能明显改善。采用离子注
