浅谈纳米材料的应用
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浅谈纳米材料的利与弊摘要:纳米材料不仅在生物医学等领域对人类文明进步起了巨大的推进作用,同时其安全性问题也引起了全世界的关注。
纳米材料安全性问题对人类健康、纳米科技和纳米产业发展有很到的危害性,纳米材料安全性问题亟待解决,故我国要发展符合我国国情、符合科学发展观的绿色纳米产业。
关键词:纳米材料;纳米安全性;科学发展一、纳米技术与纳米材料简介纳米(nano)本是一个长度单位,1纳米为10-9米,即十亿分之一米。
大部分原子和分子的尺寸约为0.1-100nm,当很多宏观物质的尺度降低到纳米量级时会表现出很多与我们平时所观察到的不同的现象,所以研究材料在0.1-100nm尺度范围内的性质和应用就形成了当前非常热门的纳米科学与技术。
90年代末,纳米技术在我国也有着快速发展。
纳米科技与以往的科技领域有所不同,它涉及物理学、化学、生物学和电子学等科学技术领域,并引发核派生了纳米物理学、纳米化学、纳米生物学和纳米材料学等诸多新领域。
其中纳米材料学是研究纳米材料的设计、制备、性能和应用的一门纳米应用科学[1]。
如纳米尺度的结构材料能在不改变物质化学成分的情况下,通过调节器纳米尺寸的大小来控制材料的基本性质,如熔点、磁性、强度和颜色等。
纳米材料是纳米科技的基础,只有提高纳米材料的性能才能实现需要的功能。
所以,纳米材料在整个纳米产业中占有很大的市场份额。
二、纳米材料的健康效应1、正面效应:纳米医学纳米材料已经或正在走进我们生活的诸多方面,如生物医学领域的纳米制药和疾病监测的方面。
因为纳米材料尺度小、活性强,用纳米材料制成的药物可以准确的杀死病变细胞不会对健康细胞产生影响,这是常规药物所不能实现的。
纳米生物芯片技术将传统的生物样品检测实验室集成到一个芯片上来,大大增强了检测速度和精度。
纳米材料技术与生物技术结合为生物医学领域带来了全新的视野,纳米材料也医药学方面和生物芯片方面取得了显著的成绩。
随着纳米材料在生物医学领域更为广泛的应用,疾病诊断、临床治疗等将会变得更有效率,治疗费用也会随着纳米技术的不断成熟又逐步降低,从而我们的生命健康保障将会得到很大提高。
纳米材料表面化学在生物分析中的应用1无机纳米材料表面化学分析纳米材料形成后,表现会完全呈现出无机界面,并且能有效包裹在表面活性剂中,其本身并不具备生物动能,且不能直接应用在细胞或者是生物活体上。
基于此,相关操作人员要对其进行表面化学的改性处理和修饰,保证纳米材料生物功能得以发挥。
并且,在纳米材料表面化学研究体系内,主要是对生物相容性、生物稳定性以及生物分散性等进行集中传递,保证纳米颗粒研究效果更加直观[1]。
1)表面物理化学性质出现变动,多数无机纳米材料都是非极性物质,基本的沸点较高,要求在高温环境中形成,表面都会出现油胺、油酸以及三辛基氧膦等物质,能溶于非极性溶剂中。
在对生物应用进行分析的过程中,纳米材料溶解在水相中,具备非常好的分散性以及稳定性,为了其能发挥实际价值,就要对溶解性等数据等予以综合处理,整合表面改性。
目前,较为有效地表面改性处理机制就是替代法,能和无机材料亲和力更好的分子进行处理,完善替代性处理效果。
2)进行靶向修饰操作,主要是借助靶向功能分子完成基础的处理工作,利用识别靶细胞的过程有效对受体进行识别处理,将定位体系确定在目标组织中,并且有效发挥相关物质的治疗和诊断功能。
3)生物传感和检测。
因为纳米材料本身具备光信号、电信号的传递能力,因此,在生物电子和生物传感器设计工作中,要发挥纳米材料的生物相容性特征,规避生物识别能力较差的弱项,合理性完善纳米材料生物功能水平。
并且,进行生物传感处理后就能提升生物分子和组织细胞的固定能够效果,也能借助生物高特异性判定相关数据,构建更加有效的生物传感系统。
2纳米材料表面化学在生物分析中的应用2.1细胞分析伴随着科学技术的发展,将技术应用在生物体系中,主要利用的就是生物传感机制。
目前,生物体传感项目主要分为细胞结构、活体结构等,相较于传统的研究项目和分子结构探针元素,纳米材料能有效提升影像信号的强度,并且整体细胞结构的靶向性能更加突出,能为代谢动力学可控效果优化奠定基础。
浅谈碳纳米管的独特性质及应用摘要:碳纳米管具有特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等,自问世以来即引起广泛关注,近年来广泛应用于众多科学研究领域,本文综述了碳纳米管由于其独特性质近年来在复合材料,纳米机械,微电子等方面的应用。
关键词:碳纳米管;独特性质;应用A Brief Study on the Properties and applications of carbon nanotubeAbstract: Carbon nanotube have drawn wide attention due to their unique structures and properties,such as special electric conductivity,mechanical,physical and chemical properties since they were first introduced. This review focuses on the application of carbon nanotube in such as composite materials, nano-machinery, and micro-electronic due to its unique nature in recent years.Keywords: Carbon nanotube;unique properties; application碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料,由石墨碳原子层卷曲而成,管直径一般为几纳米到几十纳米,管壁厚度仅为几纳米,长度可达数微米。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种主要类型。
单壁碳纳米管由单层石墨卷成柱状无缝管而形成,是结构完美的单分子材料;多壁碳纳米管可看作由多个不同直径的单壁碳纳米管同轴套构而成。
单壁碳纳米管根据六边环螺旋方向(螺旋角)的不同可以是金属型碳纳米管,也可以是半导体型碳纳米管,并可以用碳纳米管的螺旋矢量参数(n,m)来表征。