纳米技术的解释篇1
有些金属或无机材料被制成纳米级微粒之后本身就可能具有杀菌的功效，例如纳米银颗粒、氧化锌纳米材料、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛等，阳光中UVB、UVa紫外线照射下可激活纳米级二氧化钛与水反应产生强氧化剂羟基自由基，强化环境净化及灭菌作用，在阳光不充足的阴雨天或夜晚，可以开启紫外臭氧灯管，同样能够激活二氧化钛与水反应产生强氧化剂羟基自由基。纳米材料本身以及含纳米材料的组合物用作农药的用途都可以作为专利申请保护的客体，专利申请的主题名称一般为：一种具有杀菌作用的农药，其特征在于…（包含有纳米材料）；一种制备具有杀菌作用的农药的方法，其特征在于…（纳米材料的制备方法）；一种具有杀菌作用的农药的用途，其特征在于…（包含有纳米材料）。
这类专利申请在撰写申请文件时，需要详细记载如何合成新的纳米材料，即纳米材料的制备方法，如果制备得到的纳米材料具有特殊的性能，需要在说明书中记载是因为反应的条件还是制备方法殊的反应方式得到的特殊的性能，并需要对该特殊的性能进行表征，可以通过电镜扫描或者其它方式进行证明，这一点尤为重要，否则会影响专利说明书是否公开充分。利用纳米材料的性能在农药领域可能的用途，需要通过活性实验进行验证，说明书中需要给出具体的实验效果举例进行说明。如果现有技术中已有类似纳米材料用作农药的技术方案，则新制备的纳米材料用作农药的用途需要比现有技术中已知的同类纳米材料具有更加优异的性能或者其他预料不到的效果才可能具有授权前景，比如提高了杀菌活性等，而如果是将已知的纳米材料与已知活性成分组合，则需要在说明书中记载纳米材料与活性成分之间的关系是功能上的互惠或表现出超越他们单独效果之和的组合效果。纳米材料用作农药使用时还要解决的技术问题是如何防止纳米材料对有益菌的杀灭作用，以及将纳米无机材料制成制剂后对环境的安全评价，如果能克服这些应用上的技术缺陷，也可能具备授权前景。
二、纳米生物农药
将生物农药纳米化后，可改善制剂中有效成分的粒径细度及稳定性，提高其速效性和防治效果，通过纳米工艺技术处理，将固体生物农药制成纳米级的微粒，要解决的关键技术问题是通过怎么样的制备方法将生物农药制备得到真正纳米级的颗粒，而将生物农药制备成纳米级颗粒的方法，使用该纳米生物农药的方法都属于专利保护的客体。由于生物农药一般都是已知的活性成分，一般需要将生物农药与助剂的组合物作为专利申请保护的主题，专利申请的主题名称为：一种农药组合物，其特征在于……（包含纳米生物农药）；一种农药组合物的制备方法，其特征在于……（纳米生物农药的制备方法，或将含有生物农药的农药组合物制成纳米生物农药的方法）；一种农药组合物用于防治病害的用途，其特征在于……（含有纳米生物农药）。
由于生物农药本身即具有杀虫活性，在专利申请文件撰写时，需要提交微生物的保藏证明；详细记载通过怎样的方法将生物农药制备成纳米生物农药，并且需要提供纳米生物农药稳定性的证明，纳米生物农药颗粒的表征数据；还需要提供纳米生物农药与生物农药的活性实验比较例，或者纳米生物农药与近似的生物农药制成纳米级生物农药后的比较例，以备用于证明技术方案的创造性。目前，真正将生物农药制成纳米级颗粒的方法较少，而如果能够攻克这一技术难点，相信生物农药的推广应用定能争夺更加广阔的市场空间。
三、纳米农药助剂农药
在制备成制剂时需要使用助剂，常规的助剂包括表面活性剂和载体，表面活性剂包括分散剂、润湿剂、乳化剂、稳定剂等。将一种或多种农药助剂制成纳米级颗粒的制备方法，合成或制备得到的纳米级助剂，如超级分散剂，使用纳米级的农药助剂与活性成分组合使用的组合物，纳米级的助剂在农药制剂加工中的应用等，都属于专利保护的客体。由于纳米颗粒表面的特殊性能，农药助剂制成纳米级的颗粒与活性成分组合使用，能够显著提高活性成分附着在靶标上的能力，渗透能力，提高助剂的载药量，提高活性成分的利用率，降低害虫对活性成分的抗性，减少活性成分的使用量，例如已有制备乙酰化木质素两亲聚合物纳米胶体球，能够改变活性成分在水溶液中的溶解度。
这类专利申请的主题名称为：一种适用于农药的纳米助剂，其特征在于……（限定助剂的结构和组成）；一种适用于农药的纳米助剂的制备方法，其特征在于……（包含纳米助剂具体的制备方法、工艺参数）；一种适用于农药的纳米助剂作为……（分散剂）……在农药制备中的用途。在撰写专利申请文件时，对纳米农药助剂的表征是确定该纳米助剂的结构和组成的重要参数，合成纳米助剂的反应中其反应条件的控制、工艺参数的设定都会影响纳米助剂的结构和组成，申请人需要详细的记载合成或制备方法，并对纳米助剂特殊的功能进行具体阐述，对可能的特殊性质进行表征分析。由于纳米农药助剂一般都是与农药活性成分组合使用制成制剂，申请人还需要提供使用纳米农药助剂制成的制剂具有的预料不到的技术效果，比如提高制剂的分散性、稳定性，提高制剂的防治效果，降低对原药的需求量，降低制剂使用所带来的环境污染和毒害以及对土地造成的毒害残留，降低农作物上的农药残留量等，还可以提供类似的纳米农药助剂与同一活性成分组合使用制成相同或相近制剂时的比较例。如果使用的纳米助剂与活性成分制成的制剂能够满足国家或Fao/wHo标准，也需要记载在说明书中。
四、纳米农药缓释剂
农药助剂中的载体一般是起缓释的作用，将活性成分吸附或包裹在载体中。缓释剂能有效控制药物释放速度，使高毒农药低毒化，降低农药的急性毒性，减轻残留及刺激性气味，减少对环境的污染和对农作物的药害，从而扩大农药的应用范围。但是，传统的缓释农药存在着自身的不足，如缓释剂大部分是合成高分子材料，且大多数生物降解性能差，易污染环境；同时在合成高分子控释材料时，也会对环境产生污染；再加上高分子控释剂颗粒一般比较大，在施药时颗粒大，容易施药不均且易脱落，最终不能达到保护环境、减少农药用量的目的。为了克服上述高分子材料的缺陷，控释载体的纳米化是一个重要的研究方向。将农药载体制成纳米级颗粒的制备方法，使用纳米级的载体颗粒吸附或包裹农药活性成分的组合物，使用纳米缓释剂缓释农药的方法，纳米级的载体颗粒在农药制剂加工中的应用等，都属于专利保护的客体。
纳米农药缓释剂包裹农药有两种方法，一种是先制得纳米溶液，再包裹农药；另一种是用农药缓控释薄膜，在农药表层形成纳米级微囊，得到该控释型纳米级农药。由于真菌生物农药在紫外光照射下，活性降低，纳米缓释材料也常被用作真菌生物农药的紫外保护剂。已知的纳米缓释剂包括空心多孔二氧化硅纳米颗粒、中空介孔纳米二氧化硅微球、双孔二氧化硅微粒、介孔纳米氧化铝固相吸附剂、纳米碳粉、二氧化钛纳米球或二氧化钛纳米线、改性纳米二氧化钛、纳米粉煤灰、壳聚糖纳米粒、壳聚糖的接枝共聚物、海藻酸钙纳米微球、粘土纳米复合缓释剂、二氧化钛和碳酸钙复合颗粒、多微孔纳米载体材料、生物可降解的聚乳酸-羟基乙酸共聚物。专利申请的主题名称为：一种制备纳米缓释剂的方法，其特征在于……（纳米缓释剂具体的制备方法）；一种适用于农药的纳米缓释剂，其特征在于……（限定具体的纳米缓释剂的结构和组成）；一种适用于农药的纳米缓释剂在农药制剂中的应用。
在撰写专利申请文件时，需要详细记载制备纳米缓释剂的方法，包括反应物、反应条件、生成物，以及最终得到的纳米缓释剂的表征；如果是将纳米缓释剂与活性成分组合制成制剂，不仅需要考虑纳米缓释剂在制剂中的缓释作用，还要考虑纳米缓释剂在制剂中的其它作用，并且需要对比实验证明纳米缓释剂的加入是否能够产生技术效果的改进。由于缓释剂的发展较快，研究者在关注缓释剂缓释的同时，需要注意到缓释带来的负面作用；如果新研究的缓释剂能够既有缓释的作用，又能克服活性成分在环境中长时间停留的危害，应该在专利申请文件中记载。申请人在记载不同的技术效果时，不仅要把具体的技术效果写清楚，更应该提供能够证明该技术效果的实施例或实验例。
五、纳米农药剂型液体
农药由于自身流动的特性，即使是纳米级的尺寸也呈球状，所以液体农药制成纳米级后一般都称为纳米球，也叫做纳米乳剂。纳米乳剂是一个由水、油两亲性物质（分子）组成的、光学上各向同性、热力学上稳定且经时稳定的外观透明或者近乎透明的胶体分散体系，微观上由表面活性剂界面膜所包覆的一种或两种液体的微滴构成，外观为“单相、透明或半透明的流动液体”。纳米乳剂可以改善农药溶于水的特性，两亲高分子包裹油溶性农药分子的纳米球，其在水相中有良好的分散性及稳定性，即将油溶性农药由油相转移至水相并稳定分散于水相，并可通过水相中溶解的少量农药的不断使用，使纳米球中的农药得以缓慢释放和使用。现有技术中制备纳米乳剂的关键技术问题是两亲高分子的替代技术，如果能够使用纳米材料代替两亲高分子材料用来制备纳米乳剂，则有望突破农药剂型创制的瓶颈。已知的能够代替两亲高分子材料或者与两亲高分子材料共同使用的纳米材料有纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、稀土掺杂纳米二氧化钛等，制备的农药水乳剂、微乳剂具有超稳定性。
固体农药易于制成纳米级的颗粒，将固体农药纳米化后特有的渗透性、分散性、均匀性、附着性等生物活性大大增强。将纳米级的固体农药与助剂混合，即可得到纳米级固体制剂，如可湿性粉剂、种衣剂、水分散粒剂、泡腾片剂等。一般的制备方法是将各种原料按配方称量配料；在配合料中加入少量水，使其溶解，并在搅拌机中进行搅拌混合；然后用电喷雾法干燥，制得纳米级活性成分干粉；将活性成分干粉与纳米材料或助剂配合，再加入到混料机中充分搅拌均匀，制得微粉，即为固体纳米制剂。由于水基化制剂是农药剂型发展的方向，曾有研究人员把固体原药颗粒低于100nm的水性分散体定义为纳米农药悬浮剂，把原药颗粒粒径在100~1000nm之间的水性分散体定义为亚纳米农药悬浮剂。分散理论认为：固体颗粒的粒径越小，则粒子表面自由能越高，越容易倾向于絮凝成大颗粒，分散稳定的难度就越大。而亚纳米级或纳米级的固体粒子，其表面自由能更是超高，难以在分散介质中以纳米尺寸分散稳定。以常规的小分子表面活性剂类的分散剂几乎不可能达成将固体颗粒分散稳定到亚纳米级，更不要提纳米级了。由小分子表面活性剂制得的农药悬浮剂（SC）或水乳剂（ew），其粒径或乳滴的极限值大约就在5微米左右，并且易于絮凝、分层、结块，贮存稳定性极差。需要克服的关键技术问题是如何将纳米级的固体农药稳定分散在制剂当中。由于固体纳米农药难以在水体中稳定，可以考虑使用微胶囊的形式将固体纳米农药或液体农药纳米球包裹在囊心中，制成纳米微胶囊制剂，或具有核壳复合结构的微囊悬浮剂。在农药制剂加工中，加工制备常规的微胶囊尺寸是相对容易的，为了降低微胶囊的大小，达到纳米级，又要保证所制备的纳米微胶囊对有效成分具有较高的包封率、载药率是需要付出创造性劳动的，需要对加工制备的工艺进行改进和优化。
使用农药活性成分与助剂组合制成纳米级的农药制剂，纳米农药制剂的制备方法、纳米农药制剂的应用都属于农药专利申请保护的客体。专利申请的主题名称为，一种纳米农药制剂，其特征在于……（限定具体的结构和组成）；一种纳米农药制剂的制备方法，其特征在于……（限定具体的制备方法，工艺参数等）；一种纳米农药制剂的应用，其特征在于……（限定应用的范围）。在撰写专利申请文件时，需要详细记载农药制剂的组成和制备方法，特别要清楚地记载制备的纳米农药制剂的方法和工艺参数，对制成的纳米农药制剂进行表征，以证明得到的纳米农药制剂确实是纳米级的制剂。需要提供制备的纳米农药制剂的稳定性、分散性、热储性等常规的制剂性能，以及使用纳米农药制剂的方式，提供杀虫活性实验数据，需要清楚记载制备的纳米制剂比常规的制剂具有哪些预料不到的技术效果，还应该记载纳米农药制剂与类似的纳米农药制剂有哪些技术进步等对比实验。如果制备的纳米制剂是由于使用了某一特殊的助剂带来的技术效果，需要在申请文件中提供未使用该助剂时制成制剂的对比实验效果。如果制备的纳米制剂能够符合Fao/wHo标准，或者超出该标准，也需要在原始申请文件中记载相应的技术功效。
六、纳米光触媒层
环境中的农药残留问题一直是农药使用的重要限制因素，近年来的食品安全问题更让农药残留备受关注。纳米材料既可以制成果蔬表面残留农药的清洗剂，纳米带电粒子与水雾结合形成的纳米带电水雾具有杀菌、分解有机农药功能，粒径分布在50到500纳米的颗粒制剂能够去除果蔬表面农药残留；又可以制成农药残留降解剂，缩短农药安全间隔期。已知的用于农药残留降解剂的纳米材料包括纳米二氧化铁、纳米二氧化钛、纳米氧化锌。纳米光触媒层在UV保鲜灯的照射下，表面形成电子-空穴对，在水的作用下，进一步形成羟基自由基，将蔬果中的农药氧化成水和二氧化碳，达到降解农药而不破坏蔬果本身组织和营养成分的有益效果；根据这一特性，纳米光触媒层可以制成果蔬消毒杀菌除农残装置。使用共沉淀合成具有光催化活性Zno/tio2复合纳米材料，在植物体上进行喷洒，利用太阳光照射对农药残留进行降解。微纳米气泡臭氧水作为土壤消毒剂。将光触媒材料的特溶胶浸渍在固体介质上，将该固体介质均匀地浸放在水中，在阳光或紫外线灯光一定时间的照射下，光触媒材料空穴作用产生（H+）和（oH-）等活性种，催化水体中农药降解。以载有纳米La2o3、Fe2o3和nio复合氧化物的聚乙烯醇薄膜为载体催化剂，将此载体催化剂置于盛有待处理水溶液的光催化反应器中，在紫外光照射下，可将水中的双对氯苯基三氯乙烷农药迅速分解。纳米材料还能够作为促进农药废水中氨氮转化的催化剂，由纳米氧化铝胶体与重金属有机化合物等体积湿法混合的催化剂，实现了催化剂在不需高温高压条件下直接把农药废水中的氨氮转化为氮气。上述的将纳米材料用于分解或降解农药的各种用途均属于专利保护的客体。
已知的纳米光触媒层的材料包括纳米二氧化钛、金属离子掺杂纳米二氧化钛、Zno/tio2复合纳米材料。专利申请的主题名称为：一种降解农药的纳米光触媒层，其特征在于……（包括纳米材料）；一种降解农药残留的装置，其特征在于……（包括纳米材料）；一种制备降解农药的纳米光触媒层的方法，其特征在于……（具体纳米光触媒层的制备方法）；一种应用纳米光触媒层降解农药的应用，其特征在于……（包括具体的农药种类）。专利申请文件撰写时，首先，要对新纳米材料进行表征，如果是使用已知的纳米材料，需要考虑现有技术是否已有将该纳米材料用做纳米光触媒层的应用，若有类似的应用教导，则很难具备创造性，需要考虑将不同的纳米材料组合制成复合纳米光触媒层以提高技术方案的可专利性。其次，制备纳米材料的方法需要详细的记载，纳米光触媒层降解农药的效果需要试验数据进行验证，最好能够记载与类似的纳米材料制成的光触媒层降解农药的技术效果的对比实验。再次，如果制成的纳米光触媒层还有其它的预料不到的技术效果，也应该一并记载在原始申请文件中，并将形成该技术效果的技术特征撰写在权利要求中。
七、纳米探针检测农药
纳米材料应用于农药残留分析检测，使用纳米材料制作荧光探针，或者使用纳米材料对荧光探针进行改性修饰。荧光纳米量子点作为一种新型荧光探针与传统的有机荧光染料和荧光蛋白相比，量子点具有十分优越的光谱性质，如：激发光谱宽、发射光谱窄而对称、荧光量子产率高、荧光波长可调、抗光漂白性能强等。这些优越的光谱性质使量子点荧光探针广泛应用于生化分析检测领域，发挥了巨大的应用潜力。荧光纳米量子点探针具有荧光强度高、荧光稳定性好，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中农药的快速检测。荧光纳米探针的材料组成（单一金属纳米颗粒，复合金属纳米颗粒，无机复合物纳米颗粒，金属与无机物复合、聚合物，金属-无机物-聚合物多重复合）是目前主要的研究热点，针对不同种类的材料检测不同种类的农药，研究者需要在制备不同的荧光纳米量子点探针上寻求突破，其相应的制备荧光纳米探针的方法也需要不断的补充和完善，对于纳米探针在检测具体农药残留的应用，如何使用纳米探针检测分析农药的方法等都属于专利保护的客体。使用纳米材料对酶生物传感器的玻碳电极进行修饰，如玻碳电极的工作面上还可以使用纳米二氧化锆修饰，检测农药的精度更高，范围更广，检测限更低，可实现小型、便捷、适用于现场检测的目的。
专利申请的主题名称为：某种农药的荧光纳米材料（纯金属、金属复合物，无机复合物，聚合物）量子点探针的制备方法，其特征在于……（纳米探针的制备方法）；某种农药的荧光纳米材料（纯金属、金属复合物，无机复合物，聚合物）量子点探针在检测农药的应用，其特征在于……（限定具体的工艺参数）；检测某种农药的方法，其特征在于……（包括具体的检测步骤）。撰写专利申请文件时，需要详细记载制备探针或电极的方法，对使用的纳米材料的来源或制备方法进行清晰的描述，对制备得到的探针或点击进行表针，绘制制备的探针或电极的检测具体农药的线性关系、检测限等。如果能够提供制备得到的探针或电极比常规的探针或电极具有更好的技术效果，也应记载在申请文件中。
纳米技术的解释篇2
关键词纳米技术肿瘤治疗
羧基磷灰石
近年武汉理工大学李世谱教授发现羧基磷灰石的纳米材料可杀死癌细胞，其委托北京医科大学等权威机构进行了细胞生物实验。结果表明，该纳米粒子可杀死人类肺癌、肝癌、食道癌等多种癌细胞；并且认为纳米材料具备杀死癌细胞而不伤害正常细胞的奇特功效，但必须具备2个条件：①纳米粒子具备一定的超微尺度，一般在20～100nm之间；②纳米粒子要呈均匀分布，才具有药效［1］。
磁性材料
德国柏林“沙理特”临床医院已经尝试借助磁性纳米微粒治疗癌症。研究人员将氧化铁纳米微粒注射到瘤体内，然后置于可变的磁场中，在磁场的作用下氧化铁纳米微粒可升温至45～47℃，这种温度下完全可以杀灭肿瘤细胞，而周围的组织中没有氧化铁微粒，所以周围组织不会受到明显的损伤，这样便达到了既消灭肿瘤又保存正常组织的目的。
纳米药物
纳米颗粒具有表面积大、表面反应活性高、活性中心多、吸附能力强等特性。但目前应用的微囊材料生物相容性差。特别是在肝癌的治疗上，目前采用纳米级脂质体-碘油乳剂及聚氰基丙烯酸正丁酯纳米微粒碘油乳剂，用于肝癌栓塞化疗，具有良好的肝靶向性、缓释性及生物可降解性，还具有抗耐药性，临床上用阿霉素纳米微粒-碘油乳剂治疗肝癌效果良好［2］。
另外，纳米粒子作为药物传递与控释的载体，是一种新的药物控释体系。纳米控释系统直径在10～500nm，可以通过人体最小的毛细血管。其控释机理可以是药物通过囊壁沥滤、渗透和扩散，也可以由基质本身的溶蚀而释放。该系统具有缓释性、靶向性、定时性、稳定性等优点，而且可减少药物使用剂量，减轻或避免其不良反应。
陷阱细胞
tomalia等采用树形聚合物形成的纳米陷阱。此陷阱为超小分子，能够在病毒进入细胞前与病毒结合使病毒失去致病力。tomalia把能够与病毒结合的硅铝酸位点覆盖在陷阱细胞表面，当病毒与陷阱细胞结合后，就不能再感染人体细胞了。陷阱细胞能够繁殖，生成不同的后代，体积较大的后代能够携带更多的药物，而且体积越大效果越好。目前体外实验证明，纳米陷阱能够在流感病毒感染细胞前就捕获它们。人们期待采用同样的方法捕获艾滋病病毒等更复杂的病毒。该细胞是由外壳、内腔和核3部分组成的；其内腔装载化疗药物，可直接送达肿瘤部位对肿瘤进行局部治疗［3］。
纳米“智能炸弹”
为了在形成致命性的肿瘤之前早期发现并杀灭癌细胞，美国密歇根大学的Baker博士正在设计一种纳米“智能炸弹”，此“智能炸弹”直径仅有20nm左右，可以识别出癌细胞的化学特征，能够进入并摧毁单个癌细胞。
纳米生物导弹
利用磁性纳米微粒表面包覆制造定向医疗药物已经成为目前医药学研究的一个热点。人们在磁性纳米微粒表面涂敷高分子层，再与特殊蛋白及药物结合，注入生物体后，此药物载体在外界磁场的作用下，通过磁性导航，到达靶器官或靶部位，此载体如携带抗体、受体和核酸等，通过抗原-抗体和受体配体特异性结合，便形成了“生物导弹”［4］，可定向治疗癌细胞。
纳米机器人
纳米机器人也称分子机器人，它是纳米机械装置与生物系统的有机结合，是纳米技术中最具有诱惑力的产品。纳米机器人凭借其特有的构造与性质在许多领域都替代了传统意义上的药物。如将纳米机器人注入血管中，它可以清除血栓和脂肪沉积物；在基因工程领域，它可以从病变基因中去除有害的Dna并把正常的Dna安装在基因中，使引起癌症的Dna发生逆转；纳米机器人还可以直接杀灭癌细胞。
纳米激光
该技术是新近研究成功的，主要应用于肿瘤的诊断与治疗。
参考文献
1李基文.21世纪纳米技术在医学应用中的展望.中国公共卫生，2001，17（8）：717-718
2韩本立，叶晟.21世纪的实验外科学展望.中华实验外科杂志，2002，19（1）：7-8
纳米技术的解释篇3
【关键词】纳米技术；生物医学；药学领域；应用；展望
纳米技术是由西方国家提出来的一种新型的技术，这种技术的研究不仅会对物理学以及化学领域带来极大的影响，而且也会对生物医学以及药学领域产生极大的影响。这种能够在极小的空间中对分子和院子进行操纵，能够实现对原材料更为精细的加工，以生产出具有特殊功能的产品和物质，从而满足人们更高层次的需求，而随着研究的深入开展，纳米技术在未来的社会发展中，所能够应用的范围将更加的广泛。
1.纳米材料的特性
当一种物质被不断切割至一定程度，其粒子小至纳米量级，即为纳米材料。科学家发现纳米材料有许多鲜为人知的性质，比如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限效应等。而出现许多特性：光学性质、催化性质、化学反应性质、硬度高、可塑性强、高比热和热膨胀、高导电率和扩散性、高磁化率和高矫顽力等。正由于纳米材料具有诸如上述的性质，为生物医学、药学等许多领域带来新的生机。
2.纳米技术在生物医学中的应用
2.1生物兼容性物质的开发
在生物医学中应用纳米技术，可以使得材料生物的相容性得到最大限度的提升，同时还能够降低生物的毒性、增强生物的传导性从而使得材料生物可以最大限度的满足生物组织的需求，达到生物组织规定的标准。纳米技术应用到生物医学中，衍生出各种纳米材料，如纳米无机金属生物材料，这种材料不具有毒副作用，其与人体的组织具有相容性，有利于人体相关组织的生长。同时纳米具有较强的生物活性，能够对人体的血液进行有效的净化处理，将人体中的有毒物质排出人体的体外，从而使得人体的抵抗力得到进一步的提升，降低人体患病的可能性。
另外，相关的生物医学研究学者利用纳米技术已经研制出一种新型的骨骼亚结构纳米材料，这种材料在实际的临床应用中应用较为广泛，现如今已经成功的取代了原有的合金材料，并且其他成功研制的纳米材料也在临床中得到了应用，可以说，在生物医学领域中，纳米技术无处不在。
2.2Dna纳米技术
Dna纳米技术主要是依据Dna的理化性质来实现对纳米技术的合理设计和应用，这种Dna纳米技术在实际的应用中，主要是用来实现对分子的组装，在对Dna进行复制的过程中，也能够应用这种技术实现对碱基各种特性的体现，同时也能够使得遗传信息的多样性得到最大限度的体现，在纳米技术进行设计的过程中，所遵循的原理也包括这几方面的特性和内容。
3.纳米技术在药学领域中的应用
3.1纳米控释系统改善药动学性质
将药物制成纳米制剂后，不但达到缓控释效果，而且改变其药物动力学的特性。比如有人以环抱素a为模型药物，以硬脂酸制备了纳米球以市售CYa微乳型口服液为对照，测得口服CYa-Sa-np在大鼠体内相对利用度接近80%，达峰时间推迟，具有明显效果。还有人以链脉霉素糖尿病大鼠为模型，皮下注射胰岛素纳米囊实验，其结果降糖作用持续3天，且在药物吸收相具有明显的量效关系。本品3天一次与一天3次的常规胰岛素疗效相当。
3.2纳米释药系统增强药物靶向性
纳米材料生物相容性好，采用可生物降解的高分子材料作药物载体制成纳米释药系统，可增强抗肿瘤药物靶向性，就相关的阿霉素免疫磁性毫微粒的体内磁靶向定位研究可以了解到，aimn具有超顺磁特性，在给药部位近端和远端磁区均能产生放射性富集，富集强度为给药量的60%-65%，同时其在脏器的分布显著减少，从而证实了aimn具有较强的磁靶向定位功能，为靶向治疗肿瘤奠定了结实的基础。
3.3纳米技术在药理学研究上的应用
在药理学研究上，人们可以利用尖端直径小到可以插入活细胞内而又不严重干扰细胞正常生理过程的超微化传感器或纳米传感器用以获得活细胞内大量的动态信息，反映出机体的功能状态并深化对生理及病理过程的理解，为药理学研究提供精确的细胞水平模型。
4.展望
纳米技术属于一种新型的学科技术，在未来的社会发展中，这种技术将会对生物医学以及药学领域带来更为积极的影响，在未来的社会中，这种技术的应用会使得生物医药与药学领域之间的联系性得到进一步的加强，就这方面来说，这项技术在生物医学以及药学领域中的应用主要包括以下几个方面：
（1）在未来的生物医学以及药学领域中，对于分子的研究会更加的深入，而其对于分子的要求也会进一步的提升，而纳米技术的应用就会进一步的提高分子之间相互的作用效果，从而实现对分子的有效组装，而且其在未来的社会发展中，主要的应用方向会是细胞器结构细节以及自身装配机理上等方面。
（2）随着纳米技术的深入发展，这种技术在应用于生物医学以及药学领域中后，会使得诊断以及检测技术的水平更上一层楼，同时这种技术的应用也会在微观上以及微量上实现有效的应用，并且在未来的发展中，这种技术也会逐渐向着功能性以及智能化的方向发展，以实现生物医学以及药学领域各项技术功能水平的提升，还会使得生物医学以及药学领域在管理上实现智能化和数字化，从而对生物医学以及药学领域的发展形成有效的推动作用。
（3）纳米技术在未来的生物医学中以及药学领域中会实现靶向性的转变，纳米技术会将药物的作用进行有效的转向处理，在一定程度上可以将药物的药效得到最大限度的提升，同时也能够对药物的成本进行有效的降低，从而推动生物医学以及药学的发展。
5.结语
纳米技术可以说是一向较为高端的技术，这种技术的出现和研究，使得科学技术出现了重大的转变，其的出现可以说是实现了一次技术革命。其在未来的产业中将会得到广泛的应用，从而推动产业的创新和转变。可以说，纳米技术的发展前景相当的光明，其能够与其他的各项学科形成有效的相容，从而衍生出一个新的学科，从而推动我国经济的发展，对我国国力的提升具有积极的影响作用。
【参考文献】
[1]肖建伯，邓红兵.基于纳米技术的发动机性能实验研究[a].十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C].2009.
纳米技术的解释篇4
关键词Dna纳米结构；药物转运载体；智能载药；评述
1引言
肿瘤的治疗是复杂的系统工程，以化疗和放疗为主要手段。传统小分子化学药物治疗效果好，但存在水溶性差、生物利用度低、毒性强等缺点，需要大剂量给药，给病人带来很大的毒副作用＼[1＼]；新颖的蛋白和核酸类药物，在肿瘤治疗中表现出很好的效果和极大的潜力，但价格昂贵、稳定性差、不易被细胞摄取＼[2＼]。因这些药物的生物利用度差，所以对其运输方式提出了新要求。发展新颖和有效的药物转运载体技术，提高药物的治疗效果，已成为近年来生物学和医学研究的热点。
常用的药物转运载体主要是脂质体＼[3＼]和阳离子树状聚合物＼[4＼]等高分子类载体。近年来，多种无机纳米材料，如纳米金＼[5～7＼]等，被大量用于转运反义Rna＼[8＼]、小干扰Rna＼[9＼]和抗癌药物＼[10＼]的研究。然而，@些载体具有内在细胞毒性＼[11＼]，装载药物的种类和数量不可控，可控靶向释放能力较差＼[12＼]。理想的药物转运载体应满足以下条件：（1）能够保护药物免于被降解，同时保留药物分子的生物学活性；（2）可以改善药物的水溶性，降低毒性、免疫原性及其它副作用；（3）能穿透生物膜屏障，例如细胞膜、内质网膜等；（4）可以同时转运多种药物分子；（5）具备智能转运能力，如靶向可控药物释放等。
近十几年来，结构Dna纳米技术蓬勃发展，为构建高效药物载体提供了新思路。Dna是自然界中组成生物的遗传材料，具有天然的生物相容性。由Dna经碱基互补配对形成的自组装Dna纳米结构，是一类具有精确结构和尺寸的纳米生物材料，同时具备多个化学反应位点、手性性质等特点，在众多领域都有广泛的应用前景＼[13＼]。研究表明，Dna纳米结构能以极高的效率进入细胞，这为Dna纳米结构应用于药物转运载体奠定了基础＼[14＼]。
本文首先回顾了Dna纳米技术的发展历程，介绍基于Dna纳米结构的新型药物转运载体研究现状，对于动态Dna纳米结构在智能药物载体中的应用进展进行评述，并对其发展前景进行了展望。
2Dna纳米技术和自组装Dna纳米结构的发展历程
自1983年Seeman设计第一个四臂核酸交叉结构（图1a）以来＼[15＼]，研究者意识到Dna不仅是生命的密码，更能作为生化模块，自下而上构建纳米世界。自此，基于wastonCrick碱基互补配对的多种自组装Dna纳米结构纷纷面世，结构Dna纳米技术得到快速发展并获得广泛应用。
在结构Dna纳米技术发展初期，所合成的结构仅是数条Dna单链通过碱基互补配对形成的交叉和拓扑结构，例如由等摩尔Dna单链混合得到的单交叉点多分支结构＼[16＼]（图1B）。这一类型的组装可以形成二维或三维结构，然而其大小难以控制且机械强度不足。1993年，Seeman研究组设计的多交叉结构＼[17＼]有效解决了这一问题，例如双螺旋结构域之间的多个交叉位点可以形成坚固的平面结构＼[18＼]。此后，采用多链碱基配对的方法合成了大量三维多面体结构，如四面体＼[19＼]（图1D）。
通过上述结构基元的粘性末端杂交，可以进一步合成高阶周期性结构，包括树枝状Dna＼[20＼]（图1e）、水凝胶＼[21＼]、Dna晶体＼[18＼]（图1F）等。然而这些通过基元粘性末端杂交构建的超结构具有一定局限性，例如合成耗时，需精确控制Dna单链化学计量比，并且所用的基元纯度要求高，结构的复杂性有限。为了解决这些问题，Ke等采用不同的单链基元取代多链基元合成了复杂的三维纳米结构＼[22＼]。
2006年，Rothemund设计的Dna折纸＼[23＼]开辟了Dna纳米技术的新纪元。Dna折纸以一条长Dna骨架单链为基础，在数百条订书钉链的帮助下折叠成所需结构。典型的Dna折纸有二维平面折纸＼[23＼]（图1G）、三维曲率折纸＼[24＼]（图1H）和不对称折纸＼[25＼]（图1i）。由于多条订书钉链与骨架链相互作用，因此不需要严格控制化学计量比，从而大大提高了组装效率。更重要的是，这种方法可以构建具备分子尺度可寻址性的复杂纳米物体。
目前，这种精确构建的Dna纳米结构已在多个领域应用，例如Dna管状纳米结构可作为模板诱导蛋白质排布，进而用于蛋白质结构的核磁共振分析＼[26＼]；二维Dna纳米结构可以位点特异性地固定生物分子探针，用于制备纳米传感阵列＼[27＼]。此外，Dna纳米结构可用于制备磷脂膜通道和生物反应器＼[28＼]；还可作为模板，用于构建质子化结构，在纳米设备中引导和转换光路＼[29＼]。本文重点综述Dna纳米结构作为药物转运载体应用的相关研究。
3Dna纳米结构与细胞的作用过程
Dna纳米结构作为一种药物载体，其与细胞的相互作用直接影响药物的治疗效果。Dna纳米结构在细胞内能够稳定存在是其发挥作用的前提条件，而高摄取效率则可以保证其能载带足量的药物分子进入细胞内发挥作用。Dna纳米结构进入细胞的过程和进入细胞后，均涉及一系列复杂的生理过程，与稳定性、作用模式、运动模式等多个因素密切相关。
3.1Dna纳米结构在生理条件下的稳定性
Dna纳米结构作为药物转运载体功能的实现，极大依赖于其在细胞内外环境中的稳定性。Dna纳米结构必须维持足够长时间的稳定性，才能发挥其预期功能。Surana等＼[30＼]通过荧光实验，研究了不同Dna纳米结构在细胞内的稳定性，他们发现，Dna纳米结构的灵活性可避免其与核酸酶接触，从而避免被核酸酶降解。Keum等＼[31＼]的研究表明，Dna四面体在10%胎牛血清（Fetalbovineserum，FBS）中能够在42h内维持结构的稳定性。mei等＼[32＼]的研究表明，Dna折纸在细胞裂解液中能维持其结构和功能的稳定。walsh等＼[33＼]的研究表明，Dna纳米结构在细胞内吞48h后仍保持结构完整。Shen等＼[34＼]发现Dna折纸完全降解大约需要60h。这些研究均证明Dna纳米结构在复杂生理条件下具备足够的稳定性，能够作为药物载体得到应用。
3.2Dna纳米结构与细胞膜的相互作用
细胞膜是Dna寡核苷酸的天然屏障，由于细胞膜带负电荷，一般的Dna单链和双螺旋等很难透过膜进入细胞内部。然而最近研究表明，Dna纳米结构能以极高的效率自由进入细胞＼[33＼]。造成这一区别的原因在于，简单的Dna由于表面负电荷的排斥作用，难以靠近细胞膜；而Dna纳米结构虽然带有负电荷，但其独特的纳米尺寸特性使其可以通过内吞作用（包括胞吞和胞饮作用）进入细胞内部，这一过程是能量依赖的主动运输过程，而非简单扩散。2011年，turberfield和Fan的研究组都发现，Dna纳米结构可不依赖转染试剂进入细胞，并且证明了是细胞的内吞作用介导了这一过程＼[33，35＼]。随后，Liang等＼[36＼]利用单颗粒追踪技术揭示了Dna四面体进入Hela细胞的途径，发现四面体通过网格蛋白介导的胞饮途径进入溶酶体。他们还发现Dna纳米结构的形状和尺寸都会影响细胞的摄取效率，长宽比较大的结构更易被细胞摄取＼[37＼]。
3.3Dna纳米结构在细胞内的去向
Dna纳米结构进入细胞后的运动过程和在细胞内的最终去向等相关研究尚处于起步阶段，还存在争议。目前主要存在两种观点，一种认为Dna纳米结构的最终去向是溶酶体，另一种则认为细胞质是它们的终点。Zhao等＼[38＼]构建了阿霉素（Doxorubicin，Dox）和Dna纳米结构的复合物，该复合物在内吞体内缓慢降解，同时缓慢释放Dox进入细胞质，最后进入细胞核。@一过程展示了Dna纳米结构在细胞内沿内吞体溶酶体途径的运输过程。tay等＼[39＼]发现在四面体上修饰特殊分子信标后，可以使四面体分布在细胞质中，而非进入溶酶体。Charoenphol等＼[40＼]构建了核酸适配体Dna纳米结构复合物，该复合物可通过胞饮途径进入癌细胞，随后逃脱内吞体溶酶体而免于被降解，但是，该复合物仍旧进入正常细胞的内吞体并被降解。
3.4溶酶体逃逸
Dna纳米结构能够在溶酶体的酸性环境中发生降解、构象变化等反应。对于纳米药物而言，尽管溶酶体中的酸性环境有利于药物分子从Dna纳米结构中释放，然而由于多数药物的作用靶点不在溶酶体，药物分子在溶酶体中释放会导致药物无法被运输到靶点，影响药物的作用效果。溶酶体逃逸的路径包括胞饮作用和非吞噬作用的摄取过程（如小窝蛋白介导的内吞途径），这两种方式都可避免Dna药物载体和药物被溶酶体降解＼[41＼]。2014年，Liang等＼[36＼]在Dna四面体上修饰核定位序列（nuclearlocalizaitonsignals，nLS），从而引导四面体逃脱溶菌酶，进入细胞核。此外，Chen等＼[42＼]合成了长度为0.5～1.5μm的纳米带，由于其尺寸超过溶酶体，使得部分结构突出溶酶体，最终实现溶酶体逃逸。
4静态Dna纳米结构在药物转运载体中的应用进展
基于受外界刺激时能否发生明显的形态改变，Dna纳米结构可大致分为两类：静态Dna纳米结构和动态Dna纳米结构。本部分文将总结静态Dna纳米结构在药物转运载体中的应用进展。
4.1转运化疗药物
20世纪以来，能够快速杀死癌细胞的化疗药物成为临床治疗癌症的首选。传统的化疗药物具有毒副作用大、选择性低、易在肝肾等部位富集的缺陷。化疗药物中研究较多的Dox在实验室和临床研究中都易引发多药抗性＼[43＼]，极大限制了它的应用。
Dox通过嵌入Dna双链，干扰大分子生物合成，从而抑制癌细胞生长。使用Dna纳米结构载带Dox，对提高Dox药效、降低副作用，并克服细胞抗药性，具有重要意义＼[44＼]。
Jiang等使用Dna折纸作为Dox载体（图2a），获得了极高的Dox荷载效率，同时发现该DoxDna折纸复合物不但对人乳腺癌细胞（mCF7）具有毒性，也对Dox抗性癌细胞具有杀伤效果＼[45＼]。Dna折纸增加了细胞对Dox的内吞效率，从而显著提高了对Dox抗性癌细胞的杀伤效果。Zhao等＼[38＼]设计两种Dna纳米结构载带Dox杀伤3种癌细胞（图2B），这两种结构的不同扭曲程度造成了嵌入Dna双螺旋的Dox数量有差异。他们发现，通过调整Dna纳米结构的构型，可以调节Dox装载效率和药物释放动力学；与游离Dox相比，DoxDna纳米结构的细胞毒性明显提高，并且清除效率下降。
4.2转运功能核酸
功能核酸包括核酸适配体（aptamer）、反义寡核苷酸、小干扰Rna（siRna）、microRna等具有特殊功能的核苷酸序列，在疾病的诊断治疗中广泛应用。由于载体与药物均为核酸，可以便捷地通过核酸杂交或嵌入的方式实现药物分子的载带。
57BerzofskyJa，ahlersJD，Belyakovim.nat.Rev.immunol.，2001，1（3）：209-219
58nishikawam，mizunoY，mohriK，matsuokan，RattanakiatS，takahashiY，FunabashiH，LuoD，takakuraY.Biomaterials，2011，32（2）：488-494
59FuY，ZengD，ChaoJ，JinY，ZhangZ，LiuH，LiD，maH，HuangQ，GothelfKV.J.am.Chem.Soc.，2012，135（2）：696-702
60LiuD，BalasubramanianS.angew.Chem.int.edit.，2003，42（46）：5734-5736
61tianY，maoC.J.am.Chem.Soc.，2004，126（126）：11410-11411
62tianY，HeY，ChenY，Yinp，maoC.angew.Chem.int.edit.，2005，44（28）：4355-4358
63wickhamSF，endom，KatsudaY，HidakaK，BathJ，SugiyamaH，turberfieldaJ.nat.nanotechnol.，2011，6（3）：166-169
64peiH，LiangL，YaoG，LiJ，HuangQ，FanC.angew.Chem.int.edit.，2012，51（36）：9020-9024
65GeZ，peiH，wangL，SongS，FanC.Sci.ChinaChem.，2011，54（8）：1273-1276
66ZhuD，peiH，YaoG，wangL，SuS，ChaoJ，wangL，aldalbahia，SongS，ShiJ.adv.mater.，2016，28（32）：6860-6865
67anderseneS，Dongm，nielsenmm，JahnK，SubramaniR，mamdouhw，Golasmm，SanderB，StarkH，oliveiraCLp，pedersenJS，BirkedalV，BesenbacherF，GothelfKV，KjemsJ.nature，2009，459（7243）：73-75
68DouglasSm，Bacheleti，ChurchGm.Science，2012，335（6070）：831-834
纳米技术的解释篇5
【关键词】二氧化氯纳米球吸收与释放消毒
二氧化氯是一种黄色气体，具有强氧化性，能够很好地氧化分解有机物和无机物，起到杀菌消毒除异味漂白保鲜的作用，是目前化学消毒剂中最理想的消毒剂之一。由于二氧化氯易挥发的特性，使二氧化氯在生产、流通、储存、使用过程中，难以作为长年保质期产品进行商品化流通。虽然有见专利可查到的能够使二氧化氯保质期能维存在二个月至十二个月的时间内，但是添加能够使二氧化氯维存时间的稳定剂较多；这些较多的稳定剂添加，虽然一方面使二氧化氯保质期能够维存在二个月至十二个月的时间内，但是另一方面，这些较多的稳定剂同二氧化氯混合在一起，在杀菌消毒时，会干扰和降低杀菌消毒效果，还会产生副产物残留而起到负面作用。
我们在长年对二氧化氯研究实践中，掌握了应用纳米球对二氧化氯气体进行吸收与释放的控制技术。这种控制技术是，用谷康纳米炭化球对二氧化氯气体进行吸附，用氟树脂容器进行保存，用压差技术进行释放，达到二氧化氯作为单一的成份，进行吸附后长期保存，在需要时，启动压差开关，将吸附保存的二氧化氯气体进行可控的释放，起到空气消毒和除异味的作用；同时，由于谷康纳米炭化球具有降解性，还可以对水环境消毒和土壤环境进行修复。
本控制技术中二氧化氯的产生，是通过人们已经共知的通过亚氯酸钠和盐酸进行反应而获取的二氧化氯气体，其反应方程式为：5naClo2+4HCl=4Clo2+naCl+2H2o
本控制技术中采用的吸附材料，是在高压下相和形变而形成的多壁纳米碳管，包括选用聚对苯二甲酸乙二醇酯多壁纳米碳管（聚对苯二甲酸乙二醇酯在高压下相变和形变而形成）；包括选用谷康多壁纳米碳管（谷康：农作物中谷子的外壳在高压下相变和形变而获取）；选用二种多壁纳米碳管的直径应分别在6.5nm～8.5nm；多壁纳米碳管在1～1.5个大气压下吸附气体分子能力在9000ppm～10000ppm以上。
本控制技术中对吸附后的多壁纳米碳管进行保存的容器材料是氟树脂，氟树脂材料容器具有承受6个大气压的持久抗力；为了充分说明选用的多壁纳米碳管，是如何吸收与释放二氧化氯气体的，选用谷康多壁纳米碳管做吸收与释放的验证如下：
1验证的第一步：获取二氧化氯气体
二氧化氯气体的获取，是使用符合国标GB/t20621-2006的二氧化氯发生器，是通过人们已经共知的亚氯酸钠naClo2和盐酸HCl进行反应而获取的二氧化氯气体，其反应方程式为：5naClo2+4HCl=4Clo2+5naCl+2H2o
2验证的第二步：储罐准备和气体的储存
2.1储存二氧化氯气体的储罐准备
使用pVC抗氧化储罐，储罐体积应不小于1个立方米（1个立方米储罐最大储存二氧化氯气体在20000ppm），储罐左侧上端设有正压送风孔口，储罐右侧设有负压出气孔口，储罐上侧设有二氧化氯气体导入孔口，储罐左侧下端设有二氧化氯气体浓度在线检测端子接入孔口。储存二氧化氯气体的储罐如图1所示。
2.2储罐储存二氧化氯气体
利用二氧化氯气体气溢性强的特点，使用pVC胶管，将pVC胶管的一端同二氧化氯发生器出气端口连接，将pVC胶管的另一端同储罐上侧设有的二氧化氯气体导入孔口连接，将验证第一步中获取的二氧化氯气体，通过pVC胶管导入到准备好的储罐内。储存二氧化氯气体如图2所示。
3验证的第三步：多壁纳米碳管对二氧化氯气体的吸收
3.1二氧化氯气体吸收仓的准备
同样使用pVC抗氧化胶板，制做一个同图1相同体积的储罐，在储罐的右下侧设有直径不少于10cm的圆孔，园孔上设有直径不少于15cm带弹性压力并且可以旋动的pVC圆板，弹性压力作用下，使pVC圆板在封闭圆孔时，做到吸收仓内的气体不能泄露；这个圆孔起到放入和拿出多壁纳米碳管的作用。在储罐的上侧设有二氧化氯气体导入孔口，供二氧化氯气体导入使用；在储罐的左侧上方设有对大气压仪表连接固定的孔口，供连接固定大气压仪表使用；在储罐的左侧下方设有对吸收仓进行空气抽真空的孔口，供空气抽真空时使用；二氧化氯气体吸收仓如图3所示。
3.2二氧化氯气体吸收量检验辅助仪器的准备
选用Ze-1033型内抽式空气抽真空机一台，作用是除去气体吸收仓内氧气与空气中各种气体，使气体吸收仓在真空条件时进行二氧化氯气体的进入，在此仓内环境下计算多壁纳米碳管吸收二氧化氯气体的量；选用awH-0-30型高精密微计量电子称一台，作用是对吸收二氧化氯气体前后的多壁纳米碳管进行称重，以此计算出多壁纳米碳管吸收二氧化氯气体的重量；选用mot500-ii型二氧化氯气体浓度在线检测仪一台，作用是对吸收仓内二氧化氯气体浓度进行时实检测显示（二氧化氯气体浓度检测仪设定高限值浓度为20000ppm，低限值浓度为18000ppm，当达到20000ppm时则自动停止工作，当达到18000ppm时则自动开始工作）；选用ZZFJ280-1型正压送风机一台，作用是对吸收仓在吸收完毕二氧化氯气体时，对吸收仓正压压入，在正压的压力下将吸收仓内的二氧化氯气体跟随负压通过负压孔口进入到图3储罐内。
4多壁纳米碳管对二氧化氯气体的吸收方法与验证方法
4.1吸收方法准备
将图2和图3所准备的二个储罐置放在一起，使用pVC抗氧化胶管对各孔口进行连接固定，具体连接固定方式是：图2中8孔口同图3中2孔口连接固定；将大气压仪表连接固定在图3中3孔口；将内抽式空气抽真空机连接固定在图3中4孔口；将图2中2孔口通过图2中3胶管同图2中4孔口连接固定；将正压送风机连接固定在图2中6孔口；将二氧化氯气体浓度在线检测仪连接固定在图2中7孔口；用高精密微计量电子称对谷康多壁纳米碳管进行称重，记录好重量；将称重记录过的谷康多壁纳米碳管从图3中1孔口放入，压紧圆孔档板；多壁纳米碳管对二氧化氯气体的吸收方法如图4所示。
4.2吸收方法开始
在确认图2中图3中的连接固定正确，并符合图4的连接固定，在将称重记录过的谷康多壁纳米碳管从图3中1孔口放入图3储罐内，在将图3储罐内已经进行了空气抽真空，吸收开始：
开启图2中的1，使其开始产生二氧化氯气体开启图2中的7，使其对储罐内二氧化氯气体浓度开始检测显示（二氧化氯气体浓度检测仪设定高限值浓度为20000ppm，高低限值浓度为18000ppm，当达到20000ppm时图2中的1则自动停止工作，当达到18000ppm时图2中的1则自动开始工作）当二氧化氯气体浓度达到20000ppm时，开启图2中的6（正压送风机），将二氧化氯气体通过图2中的8（负压出气孔口）导入到图3中2的孔口对图3中分次置放的谷康多壁纳米碳管分别选择在1min、2min、3min、4min、5min，共5个计时段，分次取出进行称重，对照放入前谷康多壁纳米碳管的称重量，计算出谷康多壁纳米碳管的吸收二氧化氯气体的重量；谷糠多壁纳米碳管吸收二氧化氯气体的重量结果如图5所示。
4.3吸收方法验证
以上图5中吸收方法的验证，是在相同试验条件下重复三次，每一次对每组号吸收量做出曲线图，再对三次吸收量曲线是否平稳而验证吸收量是否稳定；对比三次吸收量曲线的读数值是相同的（三组号读数误差在2%内），证明吸收方法适当。同时对三次吸收量曲线读数值分析得出：选用的直径是8.5mm，重量是300mg的谷康多壁纳米碳管吸收二氧化氯气体的最佳时间点在3min，最佳饱和吸收量在10000mg～12000mg；多壁纳米碳管吸收二氧化氯气体的时间与吸收量如图6所示。
5验证的第四步：对饱和吸收二氧化氯气体的谷康多壁纳米碳管是如何释放二氧化氯气体
5.1存放谷康多壁纳米碳管的容器
存放谷康多壁纳米碳管的容器材质的选择，在具有抗氧化耐压力的pVC材质容器、pet材质容器、氟树脂材质容器中选用；容器体积应不小于1%立方（至少可容纳二个多壁纳米碳管），容器分为三部份，第一部份为瓶身，瓶身开口处直径应大于10nm（方便多壁纳米碳管的投放）；第二部份为封闭瓶身开口的防盗开盖子（在多壁纳米碳管投进容器后进行封闭），在防盗开盖子中部预留孔口；第二部份是对防盗开盖子上预留孔口再封闭的带螺旋丝扣带花孔的双层盖子（第一层盖子用作封闭和气压的压入，第二层盖子用作即对第一层盖子孔口封闭，又在需要时进行旋转至花孔一致，将容器内的压力通过压力差的方式缓慢释放出来，从而将多壁纳米碳管中吸收的二氧化氯气体随着压力差的缓慢释放而出来。存放多壁纳米碳管的容器如图7所示。
5.2容器内的压力
我们采取的是送到专业灌装气压的厂家，进行容器内加压。
5.3二氧化氯气体随着压力差的释放验证
将吸收饱和二氧化氯气体的多壁纳米碳管放入容器内将封闭盖旋紧将内花盖在封闭盖上旋紧将压力机产生的压力通过内花盖孔口压入到容器内将外花盖对内花w封闭旋紧在需要时将外花盖逆时针旋转一个刻度，即内外花盖孔口相通即二氧化氯气体随着压力差释放出来在不需要时可顺时针再旋转一个刻度，即内外花盖孔口不通即二氧化氯气体不再释放。
使用GV100S空气采样仪、使用GaSteC-n0.m二氧化氯气体吸收管，对以上释放动作多组次检测，验证出：二氧化氯气体随着压力差释放时间在2155小时～2165小时（90天），容器端口释放二氧化氯气体浓度维持在3.5mg～4.5mg/小时；二氧化氯气体释放浓度曲线图如图8所示。
6结语
小小一粒纳米球容载二氧化氯气体量可达10000ppm以上，这一通过纳米球吸收与释放二氧化氯气体的技术实现，从根本上解决了需要活化、使用不便、安全风险的弊端；使得二氧化氯无论在高端使用或走进千家万户使用，具备了商品化商业化的条件；为二氧化氯杀菌、消毒、除异味、漂白、保鲜的市场应用，拓宽了更大的商业空间。
参考文献：
[1]吴予奇，孙亚平.中国，10919368.2[p].2015.
[2]吴予奇，孙亚平.中国，10923386.8[p].2015.
[3]吴予奇，孙亚平.中国，21030063.8[p].2015.
纳米技术的解释篇6
一、21世纪物理学的几个活跃领域
蒸蒸日上的凝聚态物理学
自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来，世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏，时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前，许多国家的科学工作者仍在争分夺秒，继续进行竞争，向更高温区，甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计，这个势头今后也不会减弱，此外，高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测，21世纪初，这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景，有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场，届时，世界超导材料市场可望达到2000亿美元。
由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末，在短短不到30年的时间内，已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件，它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”，从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象，并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测，下一代的电子器件可能会被微结构器件替代，从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累，它的前景不可低估。
近年来，两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化，而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是，在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体，这种原因尚不清楚，就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前，巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求，预计下世纪初在这方面会有很大的进展，并会有诱人的应用前景。
可以预计，新材料的发展是21世纪凝聚态物理学研究重要的发展方向之一。新材料的发展趋势是：复合化、功能特殊化、性能极限化和结构微观化。如，成分密度和功能不均匀的梯度材料；可随空间时间条件而变化的智能材料；变形速度快的压电材料以及精细陶瓷材料等都将成为下世纪重要的新材料。材料专家预计，21世纪新材料品种可能突破100万种。
等离子体物理与核聚变
海水中含有大量的氢和它的同位素氘和氚。氘既重氢，氧化氘就是重水，每一吨海水中含有140克重水。如果我们将地球海水中所有的氘核能都释放出来，那么它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年。但氘和氚的原子核在高温下才能聚合起来释放能量，这个过程称为热核反应，也叫核聚变。
核聚变反应的温度大约需要几亿度，在这样高的温度上，氘氚混合燃料形成高温等离子体态，所以等离子体物理是核聚变反应的理论基矗1986年美国普林斯顿的核聚变研究取得了令人鼓舞的成绩，他们在tFtR实验装置上进行的超起动放电达到20千电子伏，远远超过了“点火”要求。1991年11月在英国卡拉姆的Jet实验装置上首次成功地进行了氘氚等离子体聚变试验。在圆形圈内，2亿度的温度下，氘氚气体相遇爆炸成功，产生了200千瓦的能量，虽然只维持了1.3秒，但这为人类探索新能源——核聚变能的实现迈进了一大步。这是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚变反应距实际应用还有相当大的距离，技术上尚有许多难题需要解决，如怎样将等离子加热到如此高的温度？高温等离子体不能与盛装它的容器壁相接触，否则等离子体要降温，容器也会被烧环，这就是如何约束问题。21世纪初有可能在该领域的研究工作中有所突破。
纳米技术向我们走来
所谓纳米技术就是在10[-9]米（即十亿分之一米）水平上，研究应用原子和分子现象及其结构信息的技术。纳米技术的发展使人们有可能在原子分子量级上对物质进行加工，制造出各种东西，使人类开始进入一个可以在纳米尺度范围，人为设计、加工和制造新材料、新器件的时代。粗略的分，纳米技术可分为纳米物理、纳米化学、纳米生物、纳米电子、纳米材料、纳米机械和加工等几方面。
纳米材料具有常规材料所不具备的反常特性，如它的硬度、强度，韧性和导电性等都非常高，被誉为“21世纪最有前途的材料”。美国一研究机构认为：任何经营材料的企业，如果现在还不采取措施研究纳米材料的开发，今后势必会处于竞争的劣势。
纳米电子是纳米技术与电子学的交叉形成的一门新技术。它是以研究纳米级芯片、器件、超高密度信息存储为主要内容的一门新技术。例如，目前超高密度信息存储的最高存储密度为10[12]毕特／平方厘米，其信息储存量为常规光盘的10[6]倍。
纳米机械和加工，也称为分子机器，它可以不用部件制造几乎无任何缝隙的物体，它每秒能完成几十亿次操作，可以做人类想做的任何事情，可以制造出人类想得到的任何产品。目前采用分子机器加工已研制出世界上最小的（米粒大小）蒸汽机、微型汽车、微型发电机、微型马达、微型机器人和微型手术刀。微型机器人可进入血管清理血管壁上的沉积脂肪，杀死癌细胞，修复损坏的组织和基因。微型手术刀只有一根头发丝的百分之一大小，可以不用开胸破腹就能完成手术。21世纪的生物分子机器将会出现可放在人脑中的纳米计算机，实现人机对话，并且有自身复制的能力。人类还有可能制造出新的智能生命和实现物种再构。
“无限大”和“无限斜系统物理学
“无限大”和“无限斜系统物理学是当今物理学发展的一个非常活跃的领域。天体物理和宇宙物理学就属于“无限大”系统物理学的范畴，它从早期对太阳系的研究，逐步发展到银河系，直到对整个宇宙的研究。热大爆炸宇宙模型作为本世纪后半叶自然科学中四大成就之一是当之无愧的。利用该模型已经成功地解释宇宙观测的最新结果。如宇宙膨胀，宇宙年龄下限，宇宙物质的层次结构，宇宙在大尺度范围是各向同性等重要结果。可以说具有暴胀机制的热大爆炸宇宙模型已为现代宇宙学奠定了一定的基矗但是到目前为止，关于宇宙的起源问题仍没有得到解决，暴胀宇宙论也并非十全十美，事实上想一次就能得到一个十分完善的宇宙理论是很困难的，这还有待于进一步的努力和探索。
“无限大”系统物理学还有两个比较重要的问题是“类星体”和“暗物质”。“类星体”是1961年发现的，一个类星体发出的光相当于几千个星云，而每个星云相当于1万亿个太阳所发出的光，所以对类星体的研究具有十分重大的意义。60年代末，科学家们发现一个编号为3C271的类星体，一天之内它的能量增加了一倍，到底是什么原因使它的能量增加如此迅速？有待于21世纪去解决。“暗物质”是一种具有引力，看不见，什么光也不发射的物质。宇宙中百分之九十以上的物质是所谓的“暗物质”，这种“暗物质”到底是什么？我们至今仍不清楚，也有待于下世纪去解决。
原子核物理和粒子物理学则属于“无限斜系统物理学的范畴，它从早期对原子和原子核的研究，逐步发展到对粒子的研究。粒子主要包括强子（中子、质子、超子、л介子、K介子等）、轻子（电子、μ子、τ轻子等）和媒介子（光子、胶子等）。强子是对参与强相互作用粒子的总称，其数量几乎占粒子种类的绝大部分；轻子是参与弱相互作用和电磁相互作用的，它们不参与强相互作用；而媒介子是传递相互作用的。目前，人们已经知道参与强相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”组成的，但是至今不能把单个“夸克”分离出来，也没有观察到它们可以自由地存在。为什么“夸克”独立不出来呢？还有一个不能解释的问题是“非对称性”，目前我们已有的定理都是对称的，可是世界是非对称的，这是一个有待于解决的矛盾。寻找独立的夸克和电弱统一理论预言的、导致对称性自发破缺的H粒子、解释“对称”与“非对性”的矛盾，是21世纪粒子物理学研究的前沿课题之一。
从表面上看“无限大”系统物理学与“无限斜系统物理学似无必然的联系。其实不然，宇宙和天体物理学家利用广义相对论来描述引力和宇宙的“无限大”结构，即可观察的宇宙范围；而粒子物理学家则利用量子力学来处理一些“无限斜微观区域的现象。其实宇宙系统与原子系统在某些方面有着惊人的相似性。预计21世纪“无限大”系统物理学将会与“无限斜系统物理学结合得更加紧密，即宏观宇宙物理学和微观粒子物理学整体联系起来。热大爆炸宇宙模型就是这种结合的典范，实际上该模型是在粒子物理学中弱电统一理论的基础上建立起来的。可以预计，这种结合对科技发展和应用都会产生巨大的影响。
二、跨世纪科学技术的发展趋势
科学技术能否取得重大突破的关键取决于基础科学的发展。所以，首先必须重视基础科学的研究，不能忽视更不能简单地以当时基础科学成果是否有用来衡量其价值。相对论和量子力学建立时好像与其他学科和日常生活无关，直到20世纪中期相对论和量子力学在许多科学领域中引起深刻的变革才引起人们的足够重视。可以说，20世纪几乎所有的重大科技突破，像原子能、半导体、激光、计算机等，都是因为有了相对论和量子力学才得以实现。可以说，没有基础科学就没有科学技术、社会和人类的发展。
20世纪重大科技成果的成功经验证明，不同学科间的互相交叉、配合和渗透是产生新的发明与发现，解释新现象，取得科学突破的关键条件之一。例如，核物理与军事技术的交叉产生了原子弹；半导体物理与计算技术的交叉产生了计算机。可以预计，21世纪待人类掌握核聚变能的那一天，一定是核物理、等离子体物理、凝聚态物理和激光技术等学科的交叉和配合的结果。这也是21世纪科学技术的发展趋势之一。
纳米技术的解释篇7
一、21世纪物理学的几个活跃领域
蒸蒸日上的凝聚态物理学
自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来,世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏,时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前,许多国家的科学工作者仍在争分夺秒,继续进行竞争,向更高温区,甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计,这个势头今后也不会减弱,此外,高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测,21世纪初,这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景,有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场,届时,世界超导材料市场可望达到2000亿美元。
由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末,在短短不到30年的时间内,已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件,它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”,从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象,并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测,下一代的电子器件可能会被微结构器件替代,从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累,它的前景不可低估。
近年来,两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化,而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是,在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体,这种原因尚不清楚,就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前,巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求,预计下世纪初在这方面会有很大的进展,并会有诱人的应用前景。
可以预计,新材料的发展是21世纪凝聚态物理学研究重要的发展方向之一。新材料的发展趋势是:复合化、功能特殊化、性能极限化和结构微观化。如,成分密度和功能不均匀的梯度材料;可随空间时间条件而变化的智能材料;变形速度快的压电材料以及精细陶瓷材料等都将成为下世纪重要的新材料。材料专家预计,21世纪新材料品种可能突破100万种。
等离子体物理与核聚变
海水中含有大量的氢和它的同位素氘和氚。氘既重氢,氧化氘就是重水,每一吨海水中含有140克重水。如果我们将地球海水中所有的氘核能都释放出来,那么它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年。但氘和氚的原子核在高温下才能聚合起来释放能量,这个过程称为热核反应,也叫核聚变。
核聚变反应的温度大约需要几亿度,在这样高的温度上,氘氚混合燃料形成高温等离子体态,所以等离子体物理是核聚变反应的理论基矗1986年美国普林斯顿的核聚变研究取得了令人鼓舞的成绩,他们在tFtR实验装置上进行的超起动放电达到20千电子伏,远远超过了“点火”要求。1991年11月在英国卡拉姆的Jet实验装置上首次成功地进行了氘氚等离子体聚变试验。在圆形圈内,2亿度的温度下,氘氚气体相遇爆炸成功,产生了200千瓦的能量,虽然只维持了1.3秒,但这为人类探索新能源——核聚变能的实现迈进了一大步。这是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚变反应距实际应用还有相当大的距离,技术上尚有许多难题需要解决,如怎样将等离子加热到如此高的温度?高温等离子体不能与盛装它的容器壁相接触,否则等离子体要降温,容器也会被烧环,这就是如何约束问题。21世纪初有可能在该领域的研究工作中有所突破。
纳米技术向我们走来
所谓纳米技术就是在10[-9]米(即十亿分之一米)水平上,研究应用原子和分子现象及其结构信息的技术。纳米技术的发展使人们有可能在原子分子量级上对物质进行加工,制造出各种东西,使人类开始进入一个可以在纳米尺度范围,人为设计、加工和制造新材料、新器件的时代。粗略的分,纳米技术可分为纳米物理、纳米化学、纳米生物、纳米电子、纳米材料、纳米机械和加工等几方面。
纳米材料具有常规材料所不具备的反常特性,如它的硬度、强度,韧性和导电性等都非常高,被誉为“21世纪最有前途的材料”。美国一研究机构认为:任何经营材料的企业,如果现在还不采取措施研究纳米材料的开发,今后势必会处于竞争的劣势。
纳米电子是纳米技术与电子学的交叉形成的一门新技术。它是以研究纳米级芯片、器件、超高密度信息存储为主要内容的一门新技术。例如,目前超高密度信息存储的最高存储密度为10[12]毕特/平方厘米,其信息储存量为常规光盘的10[6]倍。
纳米机械和加工,也称为分子机器,它可以不用部件制造几乎无任何缝隙的物体,它每秒能完成几十亿次操作,可以做人类想做的任何事情,可以制造出人类想得到的任何产品。目前采用分子机器加工已研制出世界上最小的(米粒大小)蒸汽机、微型汽车、微型发电机、微型马达、微型机器人和微型手术刀。微型机器人可进入血管清理血管壁上的沉积脂肪,杀死癌细胞,修复损坏的组织和基因。微型手术刀只有一根头发丝的百分之一大小,可以不用开胸破腹就能完成手术。21世纪的生物分子机器将会出现可放在人脑中的纳米计算机,实现人机对话,并且有自身复制的能力。人类还有可能制造出新的智能生命和实现物种再构。
“无限大”和“无限斜系统物理学
“无限大”和“无限斜系统物理学是当今物理学发展的一个非常活跃的领域。天体物理和宇宙物理学就属于“无限大”系统物理学的范畴,它从早期对太阳系的研究,逐步发展到银河系,直到对整个宇宙的研究。热大爆炸宇宙模型作为本世纪后半叶自然科学中四大成就之一是当之无愧的。利用该模型已经成功地解释宇宙观测的最新结果。如宇宙膨胀,宇宙年龄下限,宇宙物质的层次结构,宇宙在大尺度范围是各向同性等重要结果。可以说具有暴胀机制的热大爆炸宇宙模型已为现代宇宙学奠定了一定的基矗但是到目前为止,关于宇宙的起源问题仍没有得到解决,暴胀宇宙论也并非十全十美,事实上想一次就能得到一个十分完善的宇宙理论是很困难的,
这还有待于进一步的努力和探索。
“无限大”系统物理学还有两个比较重要的问题是“类星体”和“暗物质”。“类星体”是1961年发现的,一个类星体发出的光相当于几千个星云,而每个星云相当于1万亿个太阳所发出的光,所以对类星体的研究具有十分重大的意义。60年代末,科学家们发现一个编号为3C271的类星体,一天之内它的能量增加了一倍,到底是什么原因使它的能量增加如此迅速?有待于21世纪去解决。“暗物质”是一种具有引力,看不见,什么光也不发射的物质。宇宙中百分之九十以上的物质是所谓的“暗物质”,这种“暗物质”到底是什么?我们至今仍不清楚,也有待于下世纪去解决。
原子核物理和粒子物理学则属于“无限斜系统物理学的范畴,它从早期对原子和原子核的研究,逐步发展到对粒子的研究。粒子主要包括强子(中子、质子、超子、л介子、K介子等)、轻子(电子、μ子、τ轻子等)和媒介子(光子、胶子等)。强子是对参与强相互作用粒子的总称,其数量几乎占粒子种类的绝大部分;轻子是参与弱相互作用和电磁相互作用的,它们不参与强相互作用;而媒介子是传递相互作用的。目前,人们已经知道参与强相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”组成的,但是至今不能把单个“夸克”分离出来,也没有观察到它们可以自由地存在。为什么“夸克”独立不出来呢?还有一个不能解释的问题是“非对称性”,目前我们已有的定理都是对称的,可是世界是非对称的,这是一个有待于解决的矛盾。寻找独立的夸克和电弱统一理论预言的、导致对称性自发破缺的H粒子、解释“对称”与“非对性”的矛盾,是21世纪粒子物理学研究的前沿课题之一。
从表面上看“无限大”系统物理学与“无限斜系统物理学似无必然的联系。其实不然,宇宙和天体物理学家利用广义相对论来描述引力和宇宙的“无限大”结构,即可观察的宇宙范围;而粒子物理学家则利用量子力学来处理一些“无限斜微观区域的现象。其实宇宙系统与原子系统在某些方面有着惊人的相似性。预计21世纪“无限大”系统物理学将会与“无限斜系统物理学结合得更加紧密,即宏观宇宙物理学和微观粒子物理学整体联系起来。热大爆炸宇宙模型就是这种结合的典范,实际上该模型是在粒子物理学中弱电统一理论的基础上建立起来的。可以预计,这种结合对科技发展和应用都会产生巨大的影响。
二、跨世纪科学技术的发展趋势
科学技术能否取得重大突破的关键取决于基础科学的发展。所以,首先必须重视基础科学的研究,不能忽视更不能简单地以当时基础科学成果是否有用来衡量其价值。相对论和量子力学建立时好像与其他学科和日常生活无关,直到20世纪中期相对论和量子力学在许多科学领域中引起深刻的变革才引起人们的足够重视。可以说,20世纪几乎所有的重大科技突破,像原子能、半导体、激光、计算机等,都是因为有了相对论和量子力学才得以实现。可以说,没有基础科学就没有科学技术、社会和人类的发展。
20世纪重大科技成果的成功经验证明,不同学科间的互相交叉、配合和渗透是产生新的发明与发现,解释新现象,取得科学突破的关键条件之一。例如,核物理与军事技术的交叉产生了原子弹;半导体物理与计算技术的交叉产生了计算机。可以预计,21世纪待人类掌握核聚变能的那一天,一定是核物理、等离子体物理、凝聚态物理和激光技术等学科的交叉和配合的结果。这也是21世纪科学技术的发展趋势之一。
纳米技术的解释篇8
【关键词】纳米材料；纳米技术；口腔内外学科
1纳米的概念
纳米（符号为nm）是长度单位，1nm=1×10-9m。“纳米材料”的概念是20世纪80年代初形成的，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。
纳米材料具有以下主要特点：纳米粒子大小在1～100nm；有大量的自由表面或界面；纳米单元之间存在着相互作用，作用或强或弱。纳米材料与组成相同的微米晶体材料比较具有其许多优异的性能，主要表现在催化、磁性、光学、力学等许多方面。
2纳米材料在口腔内科中的应用
2.1纳米复合树脂
复合树脂的基本组成部分是无机填料，根据填料的粒径大小分为大颗粒型、超微颗粒型和混合填料型。混合填料型树脂填料粒径近几年不断向纳米级发展。使复合树脂的强度增强的纳米粒子包括纳米二氧化硅、纳米氧化锆、纳米羟基磷灰石等。为使材料发生聚合时不收缩或收缩减小，在光化聚合丙烯酸脂或异丁烯酸脂基的向列液晶单体中，加入二氧化硅纳米微粒和较高含量的金属氧化物，使形成高分子量的聚合物粘结性增强，体积收缩减小。二氧化锆用于口腔科具有X射线阻射性高、强度高和硬度高等优点。纳米氧化锆复合树脂光学透明性极高，是理想的口腔科复合树脂增强材料。将氧化锆纳米粒子通过运用纳米技术填充入树脂材料中，材料的物理强度会得到增强。而将氧化锆纳米粒子加入玻璃离子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同时强度增强，与一般的复合树脂相比，具有更好的耐磨性。研究人员在口腔科复合树脂中加入熔附了纳米硅颗粒的晶须和纳米二钙或四钙磷酸盐，可达到自修复的目的。
2.2纳米粘结材料
随着纳米技术的日益发展，将纳米杂化树脂作为基质，用它与硅基纳米材料发生共聚，从而得到高强度、热稳定、耐久性的高粘结性材料。这种材料不仅能很好地克服酸蚀过程中造成的牙本质小管闭合问题，而且能在牙体和材料之间发挥较高的粘结性，使粘接技术和粘接材料达到一个更高更新的水平。牙本质过敏是口腔内科临床上常见病多发病，是牙齿上暴露的牙本质在受到外界刺激，如温度、化学性、机械性刺激后，引起牙齿的酸、软、疼痛症状，这主要是牙本质暴露后，牙本质小管内的液体，即牙本质液对外界刺激产生机械性反应所引起。临床主要是通过在暴露的牙本质表面涂布粘结剂来缓解敏感症状。在临床口腔常用的光固化粘结剂中加入一些纳米材料，主要是利用纳米粘结材料来封堵牙本质小管，可以使牙本质过敏得到迅速和永久的治愈。
2.3纳米根管充填材料
随着纳米羟基磷灰石生物材料的出现，能很好解决填充材料存在的关于生物相容性的难题。经过大量临床研究，发现纳米羟基磷灰石的结构与天然骨的无机成分很相似，均有良好的生物相容性，两者可以紧密结合，结合后周围组织未见有炎症和细胞毒性的发生，其对骨组织还有良好的诱导性。材料的组成和构造与脊柱动物硬组织相似，生物相容性良好。研究指出，用纳米羟基磷灰石根充与传统氧化锌丁香油糊剂根充两者相比较，在根管壁密合度方面，前者明显优于后者。纳米羟基磷灰石具有良好的根尖封闭特性，用其作根管封闭剂可减少微渗漏的出现。纳米羟基磷灰石材料本身无杀菌作用，将碘或其他抗生素加入其中可以使该材料的抑菌和抗菌效果提高。对难治性根尖周炎应用无机抗菌剂作为根管充填剂进行根管治疗，取得很好临床疗效。本身没有成骨性的纳米羟基磷灰石，可为新生骨的沉积提供合适的生理基质，引导牙骨质不断沉积来封闭根尖处的根尖孔。
3纳米技术与纳米材料在口腔外科中的应用
3.1纳米技术在拔牙麻醉上的应用
随着纳米技术的发展，口外医生可将纳米粒子活性麻醉剂悬液直接涂布在牙龈和牙龈沟内，在声学信号或程序化的化学反应链的指引下，经牙齿的薄弱区牙颈部，药物通过牙本质小管到达牙髓腔，达到无痛麻醉，给患者减少疼痛和恐惧感。
3.2纳米复合体材料修复骨缺损
羟基磷灰石作为新兴的材料，可大量用于口腔骨组织缺损的修复，如牙槽骨再造、牙周骨组织缺损、颌骨囊肿等。纳米羟基磷灰石的晶体无细胞毒性，生物相容性好，故认为其是多种口腔疾患造成天然骨质缺陷最好的替代物。纳米羟基磷灰石材料既可作为骨形成的支架，而且还对骨细胞有引导的作用。有学者用纳米羟基磷灰石复合胶原植入术，对牙周病造成骨组织缺损的患者进行临床治疗及疗效观察，取得令人满意的临床效果。羟基磷灰石复合胶原与周围组织相容性好，其组成和构造跟天然骨相似，本身无细胞毒性，对牙周膜细胞的生长和新生骨的形成有促进作用，故认为它是一种良好的组织工程支架材料。
3.3纳米控释系统在肿瘤治疗中的应用
纳米控释系统包括纳米粒子和纳米胶囊，它们直径在10～500nm之间。药物可以通过吸附作用、附着作用位于粒子表面或者通过溶解、包裹作用位于粒子内部。在外磁场的引导下，将磁性纳米颗粒作为药剂载体引导到肿瘤患者的患病部位，对病变部位进行定位治疗这样可以减少治癌药的毒副作用，提高药物疗效。作为抗恶性肿瘤药物的输送系统，纳米控释系统被认为是最有发展的应用之一。大量研究显示，具有纳米级的一些抗肿瘤药物，延长在肿瘤内停留时间，肿瘤生长缓慢，同时减少对组织器官的毒性和副作用，减少药物剂量。纳米脂质载体在肿瘤造影和成像等方面具有较好的优势，因为其对药物、基因、成影剂有较好的包封率。
4结论
由此可见，纳米技术的快速发展，为口腔材料学的研究提供了一种全新的方法。使我们能以全新的思维模式在纳米水平来重新探索和研究材料的成份与结构，从而为口腔医学领域研制出更好更理想的口腔材料。
参考文献：
[1]陈治清：口腔生物材料学化学工业出版社2009
[2]刘秀丽，刘曦.复方羟基磷灰石充填根管临床疗效观察西安医科大学学报2010
纳米技术的解释篇9
以下介绍几种新技术（主要是药剂学的方法）在黏膜给药系统中的应用：
1 微球
药物被包埋在微球中或吸附、偶联在微球表面。研究表明，微球具有生物黏附性和溶胀能力，能延长清除半衰期，能抵抗酶解作用，使基底细胞脱水，细胞间隙扩大，细胞旁通透性增强。常用的微球材料是一些白蛋白、明胶、淀粉和壳聚糖等具有生物黏附性的物质，可以延缓药物释放、延长微球与黏膜接触时间，从而达到缓慢释药，缓慢吸收的目的。
2 智能化凝胶
以智能化凝胶为载体，设计药物制成供黏膜给药发挥局部治疗作用或经黏膜吸收进入体循环发挥全身治疗作用的新型给药系统，在新药研发进程中已显示出广阔的应用前景。
在智能化凝胶中，原位凝胶具有独特的性质，尤其适用于黏膜部位给药。原位凝胶亦称在位凝胶，指能以溶液状态给药后，在用药部位对环境刺激响应，立即发生相转变，形成非化学交联的半固体制剂。它在黏膜组织形成半固体凝胶状态，与黏膜组织亲和力强，滞留时间长，具有良好的生物黏附性和控制药物释放能力，而且使用方便舒适，没有异物刺激不适感，不易泄露，更易被患者接受，临床用药顺应性好。目前应用研究最多的是温度敏感型、pH敏感型及离子敏感型原位凝胶控释给药系统。
3 脂质体
3.1普通脂质体
脂质体作为一种定向药物载体，属于靶向给药系统。它具有生物膜的特性和功能，进入人体后药物主要在肝、脾、肺等组织器官中蓄积。脂质体的磷脂双分子层对药物能实现控缓释放的作用，能平稳血药浓度，同时保护药物在吸收和转运过程中不被酶分解，有效避免和减少药物对黏膜产生刺激性和毒性，从而增加药物疗效。
脂质体作为经皮给药的载体具有显著的促渗效果，尤其是对多肽和蛋白质类大分子药物。但是蛋白质、多肽类等水溶性药物的包封率较低，在制备过程中与有机溶剂接触也易造成这些药物的变性，因此将脂质体用于多肽和蛋白质类给药时要特别注意这种情况。
3.2纳米脂质体
将药物粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒中，纳米尺度的微粒具有更大的比表面积，粒子的胶体稳定性也显著提高，在循环系统中的循环时间较普通颗粒明显延长，在一定时间内不会像普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除，有效延长药物释放的时间，并保持有效的血药浓度。脂质体包覆药物达到纳米级后，更容易被组织及细胞吸收，不仅能达到组织或器官的靶向给药，还能提高药物的生物利用度。
3.3非离子表面活性剂囊泡
非离子表面活性剂囊泡是由非离子形式的两亲性物质和胆固醇在亲水介质中自组装形成的具有闭合双分子层膜结构的封闭结构。它具有减小皮肤表面张力的性质，能在一定程度上对经皮药物起促渗作用，同时提高药物的生物利用度，增加药物在角质层、上皮组织的停留时间，延长药物的作用时间。
3.4柔性纳米脂质体（商品名为传递体）
柔性纳米脂质体是将曲率半径大的单链表面活性剂加入到制备脂质体的类脂材料中制成的。由于表面活性剂可增强脂质双分子层的流动性和变形性，因此柔性纳米脂质体可穿过比其自身小数倍的皮肤孔道，使一些难以透皮的大分子药物成功地进入皮肤甚至进入体循环。
尽管柔性纳米脂质体可有效促进药物的经皮透过，但也存在一定的局限性：1.柔性纳米脂质体应用时皮肤表面不能被覆盖，否则将会降低水化梯度，减弱柔性纳米脂质体经皮通透的效果。
2.柔性脂质体失水或透皮时，囊泡可能破损而丧失变形，堵塞皮肤孔道。另外，有文献报道柔性纳米脂质体只能改善药物在皮肤中的滞留情况，想要进一步透过皮肤进入体循环，药物则不得不从载体中释放出来，单独进入。
3.5醇质体
醇质体是由磷脂、乙醇和水构成的另一种新型柔性脂质体，系统中含有相对高浓度的乙醇（含量20%～50%)。由于乙醇取代了脂质双分子层头基附近的水分子，使醇质体的柔性和流动性增强。与普通脂质体相比，它粒径较小，结构稳定，可穿过角质层的屏障，甚至可穿透细胞膜进入细胞内释放药物，提高透皮速率及皮肤滞留药量，提高药物的局部作用，增加生物利用度。由于高浓度醇的增溶作用和多层膜结构的存在，醇质体可有效地包裹亲水性、亲脂性小分子药物及多肽蛋白类药物，最近还有生物免疫制剂的报道。近年来，许多新的技术和方法应用于醇质体的研究，不断扩展其应用范围，使得醇质体在生物和化学药品的透皮制剂及相关产品的研发方上具有更广阔的前景。
4 微乳
微乳由水相、油相、表面活性剂和助表面活性剂组成，特点是外观透明；热力学稳定（即便高速离心也无法破坏其结构）；各向同性；黏度低；能自发形成，不需加热，工艺简单；适合蛋白多肽类给药；分散相液滴粒径小且均匀，使被包容的药物能高度分散，利于吸收，可大大提高药物体内生物利用度。其中，o/w型微乳可增加亲脂性药物溶解度，保护易水解的药物。w/o型微乳可延长水溶性药物释放的时间。而含有酯类的微乳可以同生物膜相互作用，导致生物膜的流动性改变，从而具有较强的促透能力。
微乳对药物较高的渗透作用是由于其疏水区和亲水区对皮肤角质层的共同作用，其促渗作用机制主要有以下几点：1.微乳对药物有良好的溶解性，可增大微乳与皮肤间的浓度梯度。2.微乳界面张力较低，易润湿皮肤，改变角质层的结构。3.作用于毛囊以增大其开口，有利于药物的透过和吸收。
以微乳为载体的透皮制剂目前只适用于低分子量药物。近年来，一些研究者提出了微乳凝胶的概念，即将微乳加到凝胶基质（如卡波姆940等）中形成凝胶。该系统与常规微乳相比，可能更适于作为水溶性药物的透皮给药。
5 β-环糊精包合物
由于β-环糊精具有表面活性，因此将药物制成β-环糊精包合物可以提高药物的溶解度、渗透性，从而促进药物的经皮吸收。
6 纳米粒
药物以纳米粒的形式给药后，可使药物具有靶向性和控释作用，改变药物在体内的动力学，从而提高药物的生物利用度，降低毒副作用。但是不可变形的聚合物纳米粒只能在皮肤表面粘附，在毛囊聚集并不能透过皮肤，只能减小局部皮肤的通透阻力并不能克服皮肤的通透屏障，因此很少应用于透皮制剂。为克服上述缺点，近年来研究较多的有固体脂质纳米粒（SLn）和纳米脂质载体（nLC）。它们既保留了传统脂质体的安全性，又具备与聚合物纳米粒相似的稳定性。尤其是nLC具有一定变形性和柔韧性，使其易于通过融合和穿透机制经皮通透，其纳米尺度效应使药物能与角质层紧密接触，极大增加药物与角质层的接触时间和面积，有利于药物的经皮吸收。
然而脂质纳米粒也存在不足：目前多数方法得到的可以稳定存在的纳米粒的粒径均在100nm以上，不能透过角质层，只能通过皮肤的毛囊渗透，若想用于透皮给药等特殊给药系统尚显不足。如何发展新技术，在保持其稳定性的同时，继续减小粒径至一个新的水平，将可能成为今后新的研究目标。另外，脂质纳米粒促进药物经皮通透的机制与皮肤脂质的相互作用及其对药物在皮肤各层分布的影响及安全性还需进行持续深入的研究。
可见以上几项新技术具有提高药物的化学稳定性、促进药物经皮吸收、控制药物释放以及靶向给药等优点，在黏膜给药方面具有广阔的应用前景。
如果将它们与促进药物经皮吸收的其它技术，如离子导入技术、微针技术等相结合可能会更有利于药物的经皮吸收。但是这些新技术的具体机制以及其在黏膜给药系统应用中的安全性、有效性仍不十分清楚，尚待进一步研究。
参考文献
[1]杨红，任冬冬，周天鸿.促进药物经皮吸收的方法研究进展[J].药学实践杂志，2010.28(2):97-100.
[2]李丽，方亮.纳米药物载体在经皮给药系统中应用的研究进展[J].沈阳药科大学学报，2010.27(12).998-1002.
[3]陈两绵，王锦玉，彭新君.黏膜给药原位凝胶的研究进展[J].中国实验方剂学杂志，2008.14(8):76-80.
[4]李理宇，王洪权.新型经皮给药载体—醇质体的研究进展[J].中国新药杂志，2010，19(1):33-38.
纳米技术的解释篇10
1·1细胞分离用纳米材料
病毒尺寸一般约80~100nm,细菌为数百纳米,而细胞则更大,因此利用纳米复合粒子性能稳定、不与胶体溶液反应且易实现与细胞分离等特点,可将纳米粒子应用于诊疗中进行细胞分离。该方法同传统方法相比,具有操作简便、费用低、快速、安全等特点。美国科学家用纳米粒子已成功地将孕妇血样中微量的胎儿细胞分离出来,从而简便、准确地判断出胎儿细胞中是否带有遗传缺陷。
1·2纳米材料用于细胞内部染色
利用不同抗体对细胞内各种器官和骨骼组织的敏感程度和亲和力的显著差异,选择抗体种类,将纳米金粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,制备成多种纳米金/抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组合“贴上”了不同颜色的标签,因而为提高细胞内组织的分辨率提供了一种急需的染色技术。
1·3纳米药物控释材料
纳米粒子不但具有能穿过组织间隙并被细胞吸收、可通过人体最小的毛细血管、甚至可通过血脑屏障等特性,而且还具有靶向、缓释、高效、低毒且可实现口服、静脉注射及敷贴等多种给药途径等许多优点,因而使其在药物输送方面具有广阔的应用前景。德国科学家将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包覆,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞和磁性纳米粒子浓缩在一起,通电加热至47℃,可有效杀死肿瘤细胞而周围正常组织不受影响;挪威工科大学的研究人员,利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中肿瘤细胞的分离,由此来进行冶疗;Sharmap等[1]用聚乙烯吡咯烷酮包覆紫松醇制得的纳米粒子抗癌新药,体内实验以荷瘤小鼠肿瘤体积的缩小程度和延长存活时间来评价药效,其疗效较同浓度游离紫松醇明显增加;Damage等[2]用聚氰基丙烯酸己酯包覆胰岛素制得的纳米胶囊,给禁食的糖尿病鼠灌胃,2天后使血糖水平降低50%~60%,按每千克体重50单位胰岛素以纳米胶囊给药,降血糖作用可维持20天,而同样条件下,口服游离胰岛素却不能降低血糖水平。
1·4纳米抗菌材料及创伤敷料
按抗菌机理,纳米抗菌材料分为三类:一类是ag+系抗菌材料,其利用ag+可使细胞膜上的蛋白失活,从而杀死细菌。在该类材料中加入钛系纳米材料和引入Zn2+、Cu+等可有效地提高其的综合性能;第二类是Zno、tio2等光触媒型纳米抗菌材料,利用该类材料的光催化作用,与H2o或oH-反应生成一种具有强氧化性的羟基以杀死病菌;第三类是C-18a°纳米蒙脱土等无机材料,因其内部有特殊的结构而带有不饱和的负电荷,从而具有强烈的阳离子交换能力,对病菌、细菌有强的吸附固定作用,从而起到抗菌作用。
由于纳米银粒子的表面效应,其抗菌能力是相应微米银粒子的200倍以上,因而添加纳米银粒子制成的医用敷粒对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。深圳安信纳米生物科技有限公司已开发出粒径约25nm的银抗菌颗粒,其具有广谱、亲水、无抗药性,对大肠杆菌等致病微生物有强烈的杀灭作用。由其进一步研发出的纳米创口贴,其外观、价格都与普通创口贴相近,具有护创作用,还具有超强活性,能激活细胞、修复病变组织、加速伤口恢复的作用;相应方法还制备了纳米材料抗菌溃疡贴。此外,青岛化工学院等已开发出具有抗菌功能的多种纺织品;南京希科集团用纳米银粒子同棉织品复合,制成了广谱抗菌的新型医用棉。
1·5纳米颗粒中药及保健品
微米级中药有50%以上不溶于水,而纳米级中药粒子则可溶于水,从而有效提高药物利用率。利用纳米技术将中药材制成极易被人体吸收的纳米粒子口服胶囊、口服液或膏药,不但克服了中药在煎熬中有效成份损失及口感上的不足,而且可使有效成份吸收率大幅度提高。将制成的纳米中药膏直接贴于患处,纳米粒子很易经皮肤直接被吸收。研发纳米中药产品是促进中药走向世界、提高产品附加值、实现传统中药产业升级的发展方向之一。用纳米技术将不易被人体吸收或毒性较大的药物或保健品制成纳米胶囊或纳米粒子悬浮液,则可制得具有极高效/费比的纳米保健品。如微量元素硒具有防癌、护肝、免疫调节等作用。中国科技大学率先用纳米硒开发出“硒旺胶囊”,生物试验证明,其急性毒性是无机硒的1/7,是有机硒的1/3,其清除羟基自由基活性是无机硒的5倍,清除过氧阴离子和过氧化氢的活性也大幅度提高,使其在免疫调节和抑制肿瘤方面的灵敏性显著提高,纳米硒的安全性和生物活性使硒的保健功能可以更充分地发挥出来。
1·6纳米医用陶瓷
纳米陶瓷在人工骨、人工关节、人工齿以及牙种植体、耳听骨修复体等人工器官制造及临床应用领域有广阔的应用前景。四川大学李玉宝教授等[3~4]用硝酸钙、磷酸铵为原料,二甲基甲酰胺为分散剂,在常压下制备出晶体结构类似于人骨组织的纳米级羟基磷灰石针状晶体,可用作人骨组织修复材料;Luo等[5]用teoS在氢氟酸催化下,经溶胶/凝胶法制得纳米孔结构的Sio2,再用teGDma经光引发原位聚合制得Sio2/pteGDma纳米复合材料,其比传统的牙科用复合材料具有更优异的耐磨性及韧性。通常方法制备的羟基磷灰石人工骨植入物,其强度和韧性都较低,不能满足应用要求。国外已制备出含有Zro2的纳米羟基磷灰石复合材料,其硬度、韧性等综合性能可达到甚至超过致密骨骼相应性能。通过调节Zro2含量,可使该纳米复合人工骨材料具有优良的生物相容性[6]。美国arizona材料实验室和princeton大学的研究人员用聚二甲基丙烯酸酯、聚偏氟乙烯和钛盐作原料,应用溶胶/凝胶工艺合成的纳米tio2/聚合物复合材料,用其作人工骨,其强度和韧性等力学性能与人体骨相当。
1·7生物活性材料
自Hench[7]首先报道某些组成的玻璃具有生物活性以来,国内外对生物玻璃的研制十分活跃,但生物玻璃较脆、不能满足人工骨材料的使用要求。随着纳米技术发展,生物活性杂化材料在保持柔韧性的同时,弹性模量已接近硅酸硼玻璃,而且便于加入活性物质,因此是一种开发生物材料的理想途径。Jones等[8]用teoS、甲基丙烯酰胺在偶氮类引发剂作用下,加入氯化钠制备出含钙盐的纳米Sio2/聚合物复合材料,将其在人体液中(SBF)放置1周后,可以观察到其表面有羟基磷灰石层形成,因而具有较好的生物活性,oKelly等[9]总结了借助仿生过程制备具有生物活性的纳米复合材料的思路和研究成果。应用溶胶/凝胶技术制备纳米复合材料,同时在体系中引入胺基、醛基、羟基等有机官能团,使材料表面具有反应活性,可望在生化物质固定膜材料、生物膜反应器等方面获得较大应用。
Schtelzer等[10]较早研究了在凝胶玻璃中固定胰蛋白酶的特性;Cho等[11]开发了有机—无机纳米复合材料固定α-淀粉酶,其稳定性超过1个月,可望用于研制生物膜反应器。含钛硅的纳米复合材料具有优良的透光率、氧气透过率和吸湿性,是理想的隐形眼镜材料。Schmidt等[12,13]在环硅氧烷、teoS、异丙醇钛、甲基丙烯基硅烷、丙烯酸甲酯体系中,加入稀酸,使其在酸性条件下水解/聚合,得到隐形眼镜材料。该材料具有良好的透氧性、润湿性及较高的强度,良好的弹性和柔韧性,其透明度和折光率等均满足隐性眼镜的性能要求。我国浙江大学及华南理工大学等单位也开展了类似研究并已取得良好进展[14]。聚氨酯材料是重要的生物医学材料,因其良好的生物相容性和优异的力学性能常用来制作血管移植物、介入导管、心脏辅助循环体系及人工心脏等。许海燕等[15]用聚醚型聚氨酯与纳米碳经溶胶/凝胶法制得的纳米碳/聚氨酯复合材料,具有较好的微相分离结构,改善了材料表面的血溶相容性;Huang等[16]用带羟基的线性聚氨酯(mn=6000)与teoS作用,调节二者配比,可得到从柔韧的弹性体到坚硬的塑料等不同性能的纳米复合材料,以满足不同使用要求;Xu等[17]用聚氨酯和有机蒙脱土经溶液插层、溶胶/凝胶制得的纳米复合材料,在改善聚氨酯材料力学性能的同时,显著地降低了水蒸气及空气的透过率,更好地满足全人工心脏等植入人工器官的应用要求。
用溶胶/凝胶法制备的纳米微孔Sio2玻璃,可用作微孔反应器、功能性分子吸附剂、生物酶催化剂及药物控释体系的载体等[18];利用聚二甲基硅氧烷(pDmS)/纳米Sio2复合材料无毒及优良的生物相容性,通过调节pDmS含量控制其硬度和弹性,可用作生物活性材料;用纳米粒子直接分散法制得的表面带有胺基或羟基的Sio2/聚吡咯纳米复合材料,可用作凝集免疫测定中高显色的“标记器”微粒;利用聚吡咯的良好导电性,其纳米复合材料在组织工程及神经修复等领域具良好应用前景[19,20]。
2展望