1、會(huì)計(jì)學(xué)1納米納米(n m)生物材料學(xué)生物材料學(xué)第一頁(yè)，共70頁(yè)。隕石隕石第1頁(yè)/共70頁(yè)第二頁(yè)，共70頁(yè)。鯊魚(yú)鯊魚(yú)(sh y)第2頁(yè)/共70頁(yè)第三頁(yè)，共70頁(yè)。珊珊 瑚瑚海藻海藻珊珊瑚瑚第3頁(yè)/共70頁(yè)第四頁(yè)，共70頁(yè)。Sugar Beets糖用甜菜第4頁(yè)/共70頁(yè)第五頁(yè)，共70頁(yè)。第5頁(yè)/共70頁(yè)第六頁(yè)，共70頁(yè)。300 nm第6頁(yè)/共70頁(yè)第七頁(yè)，共70頁(yè)。Cotton Wood Sugar BeetAlgae海藻海藻(hi zo) Tunicin被囊纖維被囊纖維素素第7頁(yè)/共70頁(yè)第八頁(yè)，共70頁(yè)。 納米材料的概納米材料的概念念納米材料的特納米材料的特性性 納米材料的分類納米材料的分類常

2、用的納米生物材料常用的納米生物材料典型的納米材典型的納米材料料第8頁(yè)/共70頁(yè)第九頁(yè)，共70頁(yè)。 一一. 概概 念念 納米材料是指由尺寸小于納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的）的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維材料或超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維材料或由它們作為由它們作為(zuwi)基本單元構(gòu)成的三維材料的總稱。基本單元構(gòu)成的三維材料的總稱。 材料維數(shù)材料維數(shù) 納米納米(n m)尺度維數(shù)尺度維數(shù) 非納米非納米(n m)尺度維數(shù)尺度維數(shù) 例子例子0 0 維維( (量子量子(lingz)(lingz)點(diǎn)點(diǎn)) ) 3 3 0 01 1 維維( (量

3、子線量子線) )2 21 12 2 維維( (量子阱量子阱) )1 12 2納米粉末納米粉末納米纖維納米纖維/管管納米膜納米膜3 3 維維0 0 3 3納米塊體納米塊體第9頁(yè)/共70頁(yè)第十頁(yè)，共70頁(yè)。AFM picture Nanoparticles第10頁(yè)/共70頁(yè)第十一頁(yè)，共70頁(yè)。8.gif第11頁(yè)/共70頁(yè)第十二頁(yè)，共70頁(yè)。Figure 1 Nano alumina fibers Figure 2 Nano alumina fibers (note absence of particulates) (note fibers in foreground brought The rul

4、e is 200 nm long into focus) The rule is 100 nm long第12頁(yè)/共70頁(yè)第十三頁(yè)，共70頁(yè)。Carbon nanotubes第13頁(yè)/共70頁(yè)第十四頁(yè)，共70頁(yè)。納米無(wú)創(chuàng)注射器納米無(wú)創(chuàng)注射器納米管陣列納米管陣列第14頁(yè)/共70頁(yè)第十五頁(yè)，共70頁(yè)。NanomembraneAFM pictureDetailed structureNanomembraneAFM pictureDetailed structure第15頁(yè)/共70頁(yè)第十六頁(yè)，共70頁(yè)。二二. .納米材料納米材料(n m ci (n m ci lio)lio)的特性的特性 相對(duì)于普通材

5、料而言，納米材料由納米粒子（或稱為納米結(jié)相對(duì)于普通材料而言，納米材料由納米粒子（或稱為納米結(jié)構(gòu)單元）組成。納米粒子一般是指尺寸在構(gòu)單元）組成。納米粒子一般是指尺寸在1100 nm之間的粒子之間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域；從通常的微觀和宏，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域；從通常的微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)。納米材料由于晶粒極細(xì)，原子大量統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)。納米材料由于晶粒極細(xì)，原子大量處于晶界和晶粒內(nèi)的缺陷中心處于晶界和晶粒內(nèi)的缺陷中心(zhngxn

6、)，本身具有表面效應(yīng)、，本身具有表面效應(yīng)、小尺寸小尺寸/量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，而顯示出許多既不量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，而顯示出許多既不同于微觀的原子、分子，又不同于宏觀物體的奇異的物理、化學(xué)同于微觀的原子、分子，又不同于宏觀物體的奇異的物理、化學(xué)特性，即它的光學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)以及化學(xué)性質(zhì)和大特性，即它的光學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)以及化學(xué)性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比將會(huì)有顯著的不同。塊固體時(shí)相比將會(huì)有顯著的不同。 第16頁(yè)/共70頁(yè)第十七頁(yè)，共70頁(yè)。1.1.表面表面(biomin)(biomin)效應(yīng)效應(yīng) 固體固體(gt)材料表面的原子與內(nèi)部的原子所處的環(huán)境是不同的，

7、材料表面的原子與內(nèi)部的原子所處的環(huán)境是不同的，當(dāng)材料的粒徑大于原子直徑時(shí)，表面原子可以忽略；但當(dāng)粒徑逐漸當(dāng)材料的粒徑大于原子直徑時(shí)，表面原子可以忽略；但當(dāng)粒徑逐漸接近于原子直徑時(shí)，表面原子的數(shù)目及其作用就不能忽略，而且這接近于原子直徑時(shí)，表面原子的數(shù)目及其作用就不能忽略，而且這時(shí)晶粒的表面積、表面能和表面結(jié)合能等都發(fā)生了很大的變化，人時(shí)晶粒的表面積、表面能和表面結(jié)合能等都發(fā)生了很大的變化，人們把由此而引起的種種特異效應(yīng)統(tǒng)稱為表面效應(yīng)。們把由此而引起的種種特異效應(yīng)統(tǒng)稱為表面效應(yīng)。第17頁(yè)/共70頁(yè)第十八頁(yè)，共70頁(yè)。比表面積比表面積表面表面(biomin)(biomin)原子原子百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)納米

8、顆粒納米顆粒(kl)(kl)的表面能高、的表面能高、活性強(qiáng)活性強(qiáng)顆粒顆粒(kl)直徑直徑 納米材料的表面效應(yīng)納米材料的表面效應(yīng)是指納米粒子的表面原子是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。的性質(zhì)上的變化。性質(zhì)變化性質(zhì)變化第18頁(yè)/共70頁(yè)第十九頁(yè)，共70頁(yè)。球形顆粒(kl)的比表面積 = S/V = 42/（4/3）3 = 3/第19頁(yè)/共70頁(yè)第二十頁(yè)，共70頁(yè)。高表面活性高表面活性 交聯(lián)或吸附性強(qiáng)交聯(lián)或吸附性強(qiáng)Drug / Gene Delivery System 藥物/基因(jyn)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)吸附吸附(x

9、f)在細(xì)胞膜上在細(xì)胞膜上胞吞作用胞吞作用(zuyng)進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞吸附藥物吸附藥物/質(zhì)粒質(zhì)粒DNA納米粒納米粒納米粒納米粒-藥物藥物/DNA復(fù)合物復(fù)合物第20頁(yè)/共70頁(yè)第二十一頁(yè)，共70頁(yè)。納米載體納米載體-綠色綠色熒光蛋白報(bào)道熒光蛋白報(bào)道基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞第21頁(yè)/共70頁(yè)第二十二頁(yè)，共70頁(yè)。納米納米粒粒納米納米粒粒納米納米(n m)粒吸附粒吸附Ab 或或Ag用于檢測(cè)或?qū)蛴糜跈z測(cè)或?qū)?do xin)技術(shù)技術(shù)第22頁(yè)/共70頁(yè)第二十三頁(yè)，共70頁(yè)。1 nm10 nm102 nm103 nm104 nm105 nmParts of DNA, VirusCellsProteins

10、, EnzymesNanoparticles BeadsBIOMAT 190802MH NanoparticleAntibodyAntigen Organic bead with inorganic nanoparticles Cells like macrophages, lymphocytes etc.第23頁(yè)/共70頁(yè)第二十四頁(yè)，共70頁(yè)。2.2.小尺寸小尺寸(ch (ch cun)cun)效應(yīng)效應(yīng) 小尺寸效應(yīng)是指小尺寸效應(yīng)是指 由于由于(yuy)(yuy)顆粒尺寸顆粒尺寸變小所變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化。引起的宏觀物理性質(zhì)的變化。尺寸變小尺寸變小 + + 比表面積比表面積 新奇新奇

11、(xnq)(xnq)的性的性質(zhì)質(zhì) 光學(xué)光學(xué)熱學(xué)熱學(xué)力學(xué)力學(xué)磁學(xué)磁學(xué)第24頁(yè)/共70頁(yè)第二十五頁(yè)，共70頁(yè)。 由無(wú)數(shù)的原子構(gòu)成固體時(shí)，單獨(dú)原子的能級(jí)就并合成能帶，由由無(wú)數(shù)的原子構(gòu)成固體時(shí)，單獨(dú)原子的能級(jí)就并合成能帶，由于電子數(shù)目很多，能帶中能級(jí)的間距很小，因此可以看作是連續(xù)的于電子數(shù)目很多，能帶中能級(jí)的間距很小，因此可以看作是連續(xù)的。對(duì)介于原子、分子與大塊固體之間的納米顆粒而言，大塊材料中。對(duì)介于原子、分子與大塊固體之間的納米顆粒而言，大塊材料中連續(xù)的能帶將分裂為分立的能級(jí)；能級(jí)間的間距隨顆粒尺寸減小而連續(xù)的能帶將分裂為分立的能級(jí)；能級(jí)間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當(dāng)熱能增大。當(dāng)熱能(rnng)

12、(rnng)、電場(chǎng)能或者磁場(chǎng)能比平均的能級(jí)間距還小、電場(chǎng)能或者磁場(chǎng)能比平均的能級(jí)間距還小時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)一系列時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，稱之為量子與宏觀物體截然不同的反常特性，稱之為量子/ /小尺寸效應(yīng)。例如，小尺寸效應(yīng)。例如，導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時(shí)可以變成絕緣體，磁矩的大小與顆粒中電導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時(shí)可以變成絕緣體，磁矩的大小與顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會(huì)反常變化，光譜線會(huì)產(chǎn)生向短波子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會(huì)反常變化，光譜線會(huì)產(chǎn)生向短波長(zhǎng)方向的移動(dòng)，這就是量子尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)。長(zhǎng)方向的移動(dòng)，這就是量子尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)。 第25頁(yè)/共70頁(yè)第二十六頁(yè)，共

13、70頁(yè)。（1 1） 特殊特殊(tsh)(tsh)的的光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) 納米顆粒當(dāng)尺寸小到一定程度時(shí)具有很強(qiáng)的吸光性。納米顆粒當(dāng)尺寸小到一定程度時(shí)具有很強(qiáng)的吸光性。金屬納米顆粒對(duì)光的反射率很低，通?？傻陀诮饘偌{米顆粒對(duì)光的反射率很低，通?？傻陀趌 l，大約幾微米的厚度就能完全消光。幾乎所有大約幾微米的厚度就能完全消光。幾乎所有(suyu)(suyu)的金屬納的金屬納米顆粒都可呈現(xiàn)黑色。米顆粒都可呈現(xiàn)黑色。 第26頁(yè)/共70頁(yè)第二十七頁(yè)，共70頁(yè)。納米涂納米涂料料隱形飛機(jī)第27頁(yè)/共70頁(yè)第二十八頁(yè)，共70頁(yè)。（2 2） 特殊特殊(tsh)(tsh)的磁學(xué)的磁學(xué)性質(zhì)性質(zhì) 納米顆粒的磁性與大塊材料的

14、磁性有顯著的不同，納米顆粒的磁性與大塊材料的磁性有顯著的不同，磁性納米顆粒具有高矯頑力。當(dāng)純鐵顆粒尺寸減小到磁性納米顆粒具有高矯頑力。當(dāng)純鐵顆粒尺寸減小到一定程度（二十個(gè)納米）時(shí)，其矯頑力可顯著增加；一定程度（二十個(gè)納米）時(shí)，其矯頑力可顯著增加；尺寸減小到尺寸減小到 6nm 6nm 時(shí)，其矯頑力反而時(shí)，其矯頑力反而(fn r)(fn r)降低到零，呈降低到零，呈現(xiàn)出現(xiàn)出超順磁性。超順磁性。 第28頁(yè)/共70頁(yè)第二十九頁(yè)，共70頁(yè)。生物磁性生物磁性納米顆粒納米顆粒生物體內(nèi)磁性超微顆粒生物體內(nèi)磁性超微顆粒(kl)-生物磁生物磁羅盤羅盤第29頁(yè)/共70頁(yè)第三十頁(yè)，共70頁(yè)。磁性磁性(cxng)阿霉素

15、納米粒在磁場(chǎng)中的定阿霉素納米粒在磁場(chǎng)中的定向運(yùn)動(dòng)向運(yùn)動(dòng)磁性納米磁性納米粒粒運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡第30頁(yè)/共70頁(yè)第三十一頁(yè)，共70頁(yè)。第31頁(yè)/共70頁(yè)第三十二頁(yè)，共70頁(yè)。磁性納米球用于細(xì)胞分離癌癥診斷磁性納米粒在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第32頁(yè)/共70頁(yè)第三十三頁(yè)，共70頁(yè)。（3 3） 特殊特殊(tsh)(tsh)的熱學(xué)性的熱學(xué)性質(zhì)質(zhì) 固態(tài)物質(zhì)在大尺寸形態(tài)時(shí)，其熔點(diǎn)是固定的，超固態(tài)物質(zhì)在大尺寸形態(tài)時(shí)，其熔點(diǎn)是固定的，超細(xì)微化后其熔點(diǎn)將顯著降低，當(dāng)顆粒細(xì)微化后其熔點(diǎn)將顯著降低，當(dāng)顆粒(kl)(kl)小于小于1010納米量納米量級(jí)時(shí)尤為顯著。級(jí)時(shí)尤為顯著。 （4 4）特殊的力學(xué)）特殊的力學(xué)(l (l xu

16、)xu)性質(zhì)性質(zhì)呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3 35 5倍。倍。 陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。第33頁(yè)/共70頁(yè)第三十四頁(yè)，共70頁(yè)。 電子具有粒子性又具有波動(dòng)性，因此存在電子具有粒子性又具有波動(dòng)性，因此存在隧道效應(yīng)。隧道效應(yīng)。 納米顆粒的一些宏觀物理量，如納米顆粒的一些宏觀物理量，如顆粒的磁化強(qiáng)度、量子顆粒的磁化強(qiáng)度、量子(lingz)(lingz)相干器件中的磁通相干器件中的磁通量等，量等，亦顯示出隧道效

17、應(yīng)，稱之為宏觀的量子亦顯示出隧道效應(yīng)，稱之為宏觀的量子(lingz)(lingz)隧隧道效道效應(yīng)。應(yīng)。3.3.宏觀宏觀(hnggun)(hnggun)量量子隧道效應(yīng)子隧道效應(yīng)第34頁(yè)/共70頁(yè)第三十五頁(yè)，共70頁(yè)。三三. 納米材料納米材料(n m ci lio)分類分類納米(n m)粉末：碳酸鈣，白炭黑，氧化鋅納米(n m)纖維：納米(n m)絲、納米(n m)棒、納米(n m)管納米膜： 超薄膜、多層膜、超晶格納米液體材料納米塊體: 納米Cu的塊體材料 材料的形態(tài)材料的形態(tài)第35頁(yè)/共70頁(yè)第三十六頁(yè)，共70頁(yè)。物理性能納米半導(dǎo)體納米磁性材料納米非線性光學(xué)材料納米鐵電體納米超導(dǎo)(cho do

18、)材料納米熱電材料第36頁(yè)/共70頁(yè)第三十七頁(yè)，共70頁(yè)?；瘜W(xué)(huxu)結(jié)構(gòu)納米(n m)金屬納米(n m)晶體納米(n m)陶瓷納米(n m)玻璃納米(n m)高分子材料納米(n m)復(fù)合材料第37頁(yè)/共70頁(yè)第三十八頁(yè)，共70頁(yè)。應(yīng)用(yngyng)納米(n m)電子材料納米(n m)光電子材料納米(n m)生物醫(yī)學(xué)材料納米(n m)敏感材料納米(n m)儲(chǔ)能材料第38頁(yè)/共70頁(yè)第三十九頁(yè)，共70頁(yè)。 四四. 納米生物納米生物(shngw)材材料的制備料的制備 固相法反應(yīng)物的聚合(jh)狀態(tài) 液相法 氣相法 納米顆粒納米顆粒(kl)的作用受其尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)的影響的作用受其尺寸、形貌和

19、結(jié)構(gòu)的影響。不是所有納米尺寸的顆粒。不是所有納米尺寸的顆粒(kl)都能起作用，納米顆粒都能起作用，納米顆粒(kl)的尺寸也不是越小越好；特定的技術(shù)領(lǐng)域需要特定的尺寸也不是越小越好；特定的技術(shù)領(lǐng)域需要特定尺寸、大小均一的納米顆粒尺寸、大小均一的納米顆粒(kl)才能發(fā)揮最佳效果。才能發(fā)揮最佳效果。第39頁(yè)/共70頁(yè)第四十頁(yè)，共70頁(yè)。四四.幾種典型幾種典型(dinxng)的納米材料的納米材料 1.納米納米(n m)顆粒顆粒型材料型材料應(yīng)用時(shí)直接使用納米應(yīng)用時(shí)直接使用納米(n m)(n m)顆粒的材料稱為納米顆粒的材料稱為納米(n m)(n m)顆粒型顆粒型材料。材料。 納米金屬磁粉納米金屬磁粉 高

20、密度金屬磁帶、磁盤 超微顆粒催化劑超微顆粒催化劑 鎳和鋼-鋅合金的超微顆粒 ，超細(xì)鐵粉 磁性磁性納米顆粒納米顆粒 藥劑的載體 第40頁(yè)/共70頁(yè)第四十一頁(yè)，共70頁(yè)。 納米金顆粒納米金顆粒 金溶膠 +Ag/Ab 間接凝集試驗(yàn) (快速診斷 ) 超細(xì)的銀超細(xì)的銀/ /鎳粉輕燒結(jié)體鎳粉輕燒結(jié)體 電池的電極 納米隱身納米隱身涂料涂料軍事（吸波特性，波的反射率） 第41頁(yè)/共70頁(yè)第四十二頁(yè)，共70頁(yè)。2.2.納米固體納米固體(gt)(gt)材料材料 納米固體材料通常指由尺寸小于納米固體材料通常指由尺寸小于1515納米的超微顆粒在高納米的超微顆粒在高壓力壓力(yl)(yl)下壓制成型，或再經(jīng)一定熱處理工

21、序后所生成下壓制成型，或再經(jīng)一定熱處理工序后所生成的致密型固體材料。的致密型固體材料。 主要主要(zhyo)特征是具有巨大的顆粒間界面，原子的擴(kuò)散系數(shù)大特征是具有巨大的顆粒間界面，原子的擴(kuò)散系數(shù)大大提高，使得納米材料具有高韌性。大提高，使得納米材料具有高韌性。 第42頁(yè)/共70頁(yè)第四十三頁(yè)，共70頁(yè)。普通陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)(yudin)，但又具有脆性和難以加工等缺點(diǎn)。 納米陶瓷納米陶瓷增加韌性，改善脆性 復(fù)合納米固體復(fù)合納米固體(gt)(gt)材材料料金屬陶瓷金屬陶瓷 ：含有：含有2020超微鉆顆粒超微鉆顆粒-火箭噴氣口的耐高溫材料火箭噴氣口的耐高溫材料 金屬鋁中含進(jìn)少量的

22、納米陶瓷顆粒金屬鋁中含進(jìn)少量的納米陶瓷顆粒-重量輕、強(qiáng)度重量輕、強(qiáng)度(qingd)(qingd)高、高、 韌性好、耐熱性強(qiáng)的新型結(jié)構(gòu)材料。韌性好、耐熱性強(qiáng)的新型結(jié)構(gòu)材料。 第43頁(yè)/共70頁(yè)第四十四頁(yè)，共70頁(yè)。漸變功能材料漸變功能材料 ：成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化的材料。：成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化的材料。 耐高溫陶瓷表面耐高溫陶瓷表面陶瓷與金屬的復(fù)合體陶瓷與金屬的復(fù)合體導(dǎo)熱性好的金屬導(dǎo)熱性好的金屬 （與冷卻系統(tǒng)相接觸（與冷卻系統(tǒng)相接觸(jich) (jich) ） 用途：航天飛機(jī)隔熱材料、核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料；用途：航天飛機(jī)隔熱材料、核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料； 人造器官人造器官 第44頁(yè)/共70頁(yè)

23、第四十五頁(yè)，共70頁(yè)。3.3.納米納米(n (n m)m)膜材料膜材料 顆粒膜材料是指將顆粒嵌于薄膜中所生成(shn chn)的復(fù)合薄膜。 通常選用兩種在高溫互不相溶的組分制成復(fù)合靶材，在基片上生成復(fù)合膜，當(dāng)兩組份的比例大致相當(dāng)時(shí),就生成迷陣狀的復(fù)合膜，因此改變?cè)?yunsh)靶材中兩種組份的比例可以很方便地改變顆粒膜中的顆粒大小與形態(tài)，從而控制膜的特性。如對(duì)金屬與非金屬?gòu)?fù)合膜，改變組成比例可使膜的導(dǎo)電性質(zhì)從金屬導(dǎo)電型轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體。 第45頁(yè)/共70頁(yè)第四十六頁(yè)，共70頁(yè)。 金顆粒膜金顆粒膜紅外線傳感元件 氧化錫顆粒氧化錫顆粒膜膜 氣體一濕度多功能傳感器 鉻鉻三氧化二鉻顆粒三氧化二鉻顆粒膜膜

24、 吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?顆粒顆粒(kl)(kl)膜傳感器的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精膜傳感器的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精度、低能耗和小型化。度、低能耗和小型化。 第46頁(yè)/共70頁(yè)第四十七頁(yè)，共70頁(yè)。4.4.納米納米(n m)(n m)磁性液磁性液體材料體材料 磁性液體是由超細(xì)微粒包覆磁性液體是由超細(xì)微粒包覆(bo f)(bo f)一層長(zhǎng)鍵的有機(jī)表面一層長(zhǎng)鍵的有機(jī)表面活性劑，高度彌散于一定基液中，而構(gòu)成穩(wěn)定的具有磁性的活性劑，高度彌散于一定基液中，而構(gòu)成穩(wěn)定的具有磁性的液體。液體。 特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)：可以在外磁場(chǎng)作用下整體地運(yùn)動(dòng)：可以在外磁場(chǎng)作用下整體地運(yùn)動(dòng) 。 金

25、屬磁性微粒制成的磁性液體金屬磁性微粒制成的磁性液體 用途用途 ：（1）旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)密封 （2）提高揚(yáng)聲器輸出功率（3）各種阻尼器件 （4）分離不同比重的非磁性金屬與礦物 第47頁(yè)/共70頁(yè)第四十八頁(yè)，共70頁(yè)。五五. .納米生物納米生物(shngw)(shngw)醫(yī)用材料及醫(yī)用材料及其應(yīng)用其應(yīng)用 1.1.細(xì)胞分離細(xì)胞分離(fnl)(fnl)用納米用納米材料材料 利用納米利用納米(n m)(n m)復(fù)合粒子性能穩(wěn)定、不與膠體溶液反應(yīng)且復(fù)合粒子性能穩(wěn)定、不與膠體溶液反應(yīng)且易實(shí)現(xiàn)與細(xì)胞分離等特點(diǎn)易實(shí)現(xiàn)與細(xì)胞分離等特點(diǎn), ,可將納米可將納米(n m)(n m)粒子應(yīng)用于診療中粒子應(yīng)用于診療中進(jìn)行細(xì)胞分離

26、。進(jìn)行細(xì)胞分離。 第48頁(yè)/共70頁(yè)第四十九頁(yè)，共70頁(yè)。 美國(guó)科學(xué)家用納米美國(guó)科學(xué)家用納米SiO2SiO2微粒很容易將懷孕微粒很容易將懷孕8 8星期左右婦女的星期左右婦女的血樣中極少量的胎兒細(xì)胞分離出來(lái)血樣中極少量的胎兒細(xì)胞分離出來(lái), ,并能準(zhǔn)確地判斷是否有遺并能準(zhǔn)確地判斷是否有遺傳缺陷；挪威工科大學(xué)的研究人員傳缺陷；挪威工科大學(xué)的研究人員, ,利用納米磁性粒子成功地利用納米磁性粒子成功地進(jìn)行了人體骨骼液中腫瘤細(xì)胞的分離；利用納米微粒進(jìn)行細(xì)進(jìn)行了人體骨骼液中腫瘤細(xì)胞的分離；利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離技術(shù)胞分離技術(shù)(jsh)(jsh)很可能在腫瘤早期從血液中檢查出癌細(xì)胞很可能在腫瘤早期從血液中檢

27、查出癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。 第49頁(yè)/共70頁(yè)第五十頁(yè)，共70頁(yè)。 利用不同抗體對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼組織的敏利用不同抗體對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼組織的敏感程度和親和力的顯著差異感程度和親和力的顯著差異, ,選擇抗體種類選擇抗體種類(zhngli)(zhngli)，將納米金粒子與預(yù)先精制的抗體或單，將納米金粒子與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合克隆抗體混合, ,制備成多種納米金制備成多種納米金/ /抗體復(fù)合物?？贵w復(fù)合物。 2.用于細(xì)胞內(nèi)部用于細(xì)胞內(nèi)部(nib)染色的納染色的納米材料米材料第50頁(yè)/共70頁(yè)第五十一頁(yè)，共70頁(yè)。 借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種

28、器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而形成的復(fù)借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而形成的復(fù)合物合物, ,在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征(tzhng)(tzhng)顏色顏色( (如如10nm 10nm 的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色),),從而給各種組合從而給各種組合“貼上貼上”了不同了不同顏色的標(biāo)簽顏色的標(biāo)簽, ,因而為提高細(xì)胞內(nèi)組織的分辨率提供了一種急需的染色因而為提高細(xì)胞內(nèi)組織的分辨率提供了一種急需的染色技術(shù)。技術(shù)。第51頁(yè)/共70頁(yè)第五十二頁(yè)，共70頁(yè)。 應(yīng)用不同的材料制備納米顆粒并通過(guò)改變其大小和形狀應(yīng)用不同的材料制備納米顆粒并通過(guò)

29、改變其大小和形狀可以改變納米顆粒的光散射性質(zhì)。以此為基礎(chǔ)可制備多種顏可以改變納米顆粒的光散射性質(zhì)。以此為基礎(chǔ)可制備多種顏色色(yns)的納米顆粒標(biāo)簽。改變納米顆粒的形狀不僅可以改的納米顆粒標(biāo)簽。改變納米顆粒的形狀不僅可以改變其光散射特征，還可以改變其他特征如產(chǎn)生諧波等。變其光散射特征，還可以改變其他特征如產(chǎn)生諧波等。 例如：球形納米銀顆粒不散射紅光，而棱柱形納米銀顆例如：球形納米銀顆粒不散射紅光，而棱柱形納米銀顆粒卻呈紅色。粒卻呈紅色。第52頁(yè)/共70頁(yè)第五十三頁(yè)，共70頁(yè)。第53頁(yè)/共70頁(yè)第五十四頁(yè)，共70頁(yè)。 這些不同顏色的納米顆粒(kl)標(biāo)簽表面包被細(xì)胞特異性抗體/配體后，可進(jìn)行組織/

30、細(xì)胞染色或標(biāo)記、疾病的診斷及示蹤技術(shù)。第54頁(yè)/共70頁(yè)第五十五頁(yè)，共70頁(yè)。3.納米藥物(yow)控釋材料 納米粒子不但具有能穿過(guò)組織間隙并被細(xì)胞吸收、可通過(guò)人納米粒子不但具有能穿過(guò)組織間隙并被細(xì)胞吸收、可通過(guò)人體體(rnt)(rnt)最小的毛細(xì)血管、甚至可通過(guò)血腦屏障等特性最小的毛細(xì)血管、甚至可通過(guò)血腦屏障等特性, , 而而且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實(shí)現(xiàn)口服、靜脈注射及且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實(shí)現(xiàn)口服、靜脈注射及敷貼等多種給藥途徑等許多優(yōu)點(diǎn)。敷貼等多種給藥途徑等許多優(yōu)點(diǎn)。 第55頁(yè)/共70頁(yè)第五十六頁(yè)，共70頁(yè)。載地塞米松的乳酸載地塞米松的乳酸-乙酸納米粒子乙酸納米粒子

31、有效治療動(dòng)脈再狹窄 聚乙烯吡咯烷酮包覆紫松醇聚乙烯吡咯烷酮包覆紫松醇 納米粒子抗癌新藥 聚氰基丙烯酸己酯包覆胰島素聚氰基丙烯酸己酯包覆胰島素 延長(zhǎng)作用時(shí)間，提高療效載抗增生藥物的乳酸載抗增生藥物的乳酸-乙醇酸納米粒子乙醇酸納米粒子 有效防止冠狀動(dòng)脈 再狹窄 第56頁(yè)/共70頁(yè)第五十七頁(yè)，共70頁(yè)。4.納米抗菌材料及創(chuàng)傷(chungshng)敷料利用+可使細(xì)胞膜上的蛋白(dnbi)失活, 從而殺死細(xì)菌。 利用該類材料(cilio)的光催化作用, 與2反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的羥基以殺死病菌 ZnO ZnO、TiOTiO2 2等光觸媒型納米抗菌材料等光觸媒型納米抗菌材料 +系抗菌材料系抗菌材料: 第5

32、7頁(yè)/共70頁(yè)第五十八頁(yè)，共70頁(yè)。內(nèi)部有特殊的結(jié)構(gòu)而帶有不飽和的負(fù)電荷,具有強(qiáng)烈的陽(yáng)離子交換(jiohun)能力,對(duì)病菌、細(xì)菌有強(qiáng)的吸附固定作用,從而起到抗菌作用。 -18-18納米蒙脫土等無(wú)機(jī)材料納米蒙脫土等無(wú)機(jī)材料 殼聚糖等高分子聚合物殼聚糖等高分子聚合物 第58頁(yè)/共70頁(yè)第五十九頁(yè)，共70頁(yè)。Figure. AFMs of S. choleraesuis cells after treatment with chitosan nanoparticles for different time. 30min1h1.5h2h3huntreated第59頁(yè)/共70頁(yè)第六十頁(yè)，共70頁(yè)。5.5

33、.納米顆粒納米顆粒(kl)(kl)中藥及保中藥及保健品健品 納米級(jí)中藥粒子納米級(jí)中藥粒子(lz) (lz) 可溶于水可溶于水, , 有效提高藥物利用有效提高藥物利用率率 口服膠囊、口服液或口服膠囊、口服液或膏藥膏藥 納米納米(n m)(n m)膠囊或納米膠囊或納米(n m)(n m)粒子懸浮液保健品粒子懸浮液保健品 毒性，毒性，活性（硒旺活性（硒旺膠囊膠囊 ）第60頁(yè)/共70頁(yè)第六十一頁(yè)，共70頁(yè)。6. 納米(n m)醫(yī)用陶瓷納米陶瓷在人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工齒以及牙種植體、耳納米陶瓷在人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工齒以及牙種植體、耳聽(tīng)骨聽(tīng)骨(tngg)(tngg)修復(fù)體等人工器官制造及臨床應(yīng)用領(lǐng)域有修

34、復(fù)體等人工器官制造及臨床應(yīng)用領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。廣闊的應(yīng)用前景。 納米級(jí)羥基納米級(jí)羥基(qingj)(qingj)磷灰磷灰石復(fù)合材料石復(fù)合材料 聚酰胺聚酰胺/納米納米HA晶體生物活性材料晶體生物活性材料ZrOZrO2 2 的納米羥基磷灰石復(fù)合材料的納米羥基磷灰石復(fù)合材料 納米納米TiOTiO2 / /聚合物復(fù)合材料聚合物復(fù)合材料 第61頁(yè)/共70頁(yè)第六十二頁(yè)，共70頁(yè)。納米納米(n m)磷酸鈣磷酸鈣/膠原基骨材膠原基骨材料料 圖圖1.1.納米磷酸鈣納米磷酸鈣/ /膠原的膠原的TEMTEM 可知可知磷酸鈣磷酸鈣/膠原層間距為膠原層間距為11.7nm 與骨與骨組織里的組織里的7.1nm 7.1nm 十分接近，均為一十分接近，均為一種傾斜的層狀結(jié)構(gòu)。種傾斜的層狀結(jié)構(gòu)。圖圖2.2.納米磷酸鈣納米磷酸鈣/ /膠原基骨材料膠原基骨材料SEMSEM 可知納米磷酸鈣膠原基骨材料的多孔可知納米磷酸鈣膠原基骨材料的多孔結(jié)構(gòu)與天然松質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)相同，有結(jié)構(gòu)與天然松質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)相同，有利于細(xì)胞的長(zhǎng)入和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的交換，利于細(xì)胞的長(zhǎng)入和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的交換，使得該材料具有優(yōu)良的生物相容性和使得該材料具有優(yōu)良的生物相容性和可降解性。可降解性。第62頁(yè)/共70頁(yè)第六十三頁(yè)，共70頁(yè)。圖圖3 3 活性仿生人工骨植活性仿生人工骨植入入24 24 周周, ,骨