| 词条 | 有机（生化）纳米材料 |
| 释义 | 从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米＝100厘米，1厘米＝10000微米，1微米＝1000纳米，1纳米＝10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，是一种纳米材料。 纳米材料简介超微粒材料 纳米级结构材料纳米级结构材料简称为纳米材料(nano material)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。 纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。 其他纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。 纳米技术范围纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。 纳米材料性能活跃性纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。 表面积纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。 熔点纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。 磁性一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。 化学反应纳米粒子的粒径（10纳米～100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下，可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。 纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。 纳米材料分类纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。 纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。 纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。 纳米膜纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。 纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。 纳米材料前景当集成电路代替电子管和半导体晶体管的初期，1959年诺贝尔物理奖获得者Feynman在美国加州理工学院召开的美国物理年会上预言：如果人们可以在更小尺度上制造并控制材料的性质，将会打开一个崭新的世界。这一预言在20世纪70年代之后是科学家把集成电路向大规模集成电路、超大规模集成电路发展到更高阶段。人类最终实现了洲际导弹、宇宙飞船和登上月球。为了把人造卫星发射到0环绕地球最近的轨道，一克重量的物体需要7公斤的燃料。没有大规模集成电路、超大规模集成电路 的研制成功，"上天"是一句空话。21世纪是信息时代，也可以说是生化时代。最近有位英国科学家预言21世纪人类寿命将到120岁，更有科学家说，21世纪人将活到150岁……就国外资料有关有机（生化）纳米材料的研究和发展情况看，英国科学家最近预言人活120、150岁是有一定根据的。 医药材料最重要的应用。 几乎包括所有生化药品，如抗癌药、抗心血管病药、抗艾滋病和糖尿病药，特别是改变遗传因子基因药DNA的研究。 无论作为靶向药或控释剂的高分子微粒，粒径大小及分布对施药方式及疗效都有很大的影响。对 于治疗栓塞性微粒药，一般要求粒径较大，大约30－80微米之间，根据毛细血管的管径来选择栓塞微粒药有大小，从而决定到达肿瘤的位置。例如作为靶向药的高分子微粒，其粒径大小不同，靶向作用的部位也不同。直径大于12微米的微粒用于动脉栓塞注射后，产生一级靶向至肝和肾，发挥了药的作用；粒径在0．1－2微米微粒，注射后很快被肝内网状内皮细胞系统所吞噬，之后到达肝内壁的星形细胞，达到三级靶向；粒径在3－12微米的微粒，可被肺摄取浓集于肺部；呼吸器官疾病施药，必须以小于3微米的微粒（气溶胶）吸入；粒径小于0．05微米的微粒，能穿过肝脏内皮或通过淋巴传递到达脾和骨髓，也可能到达肿瘤组织；聚乳酸及其一些共聚物（PELA，PLA－CL，PLGA等）作为可生物降解的 高分子材料具有良好的生物相容性，其降解物在体内被代谢不残留。 作为控释剂的聚乳酸的药效时间，药学家经过实验最长已经达到200天，一般也可以到1－2个月。 纳米生化材料是最有前景的应用是基因药的开发。由于超临界高压状态的细胞有"变软"的特性，以及纳米生化材料微小易渗透特征。从而能使医药家有能免改变细胞基因的可能性。 英国理论物理学家斯蒂芬·霍金是继爱因斯坦之后最杰出的物理学家。他预测：未来一千年人类有可对DNA基因重新设计。为了设计DNA基因，生化纳米材料是必须具备的医药材料基础。 纳米生化材料在医药领域中其他应用还有如人造皮肤和血管、以及实现人工移植动物器官的可能。 纳米聚合物用于制造高强度重量比的泡沫材料、透明绝缘材料（＜0．05微米空隙）、激光掺杂的透明泡沫材料、高强纤维、高表面吸附剂、离子交换树脂、过滤器、凝胶和多孔电极等。 纳米催化剂纳米催化剂使催化剂的性能大大提高，有机合成的产品产率将大为提高；纳米炸药、高能燃料硝基胍、TNT…），将使炸药威力提高千百倍；纳米色谱载体（PS等）将使分析精度大为改善。 纳米日用化工纳米日用化工和化妆品、纳米色素、纳米涂料、纳米感光胶片、纳米精细化工材料（PMMA）等将把我们带到五彩缤纷的世界。 超导材料（铍、铜、钇）高温超导是现代高科技，而高温超导铍、铜、钇材料有"123"相和"211"相前驱体统一计划和粒度是铍、铜、钇超导材料的关键。 推广前景和效益由于高科技产品的开发，超临界纳米材料产品很受欢迎，外商更感兴趣。因该产品开发市场范围广，技术含量高，销路较好，利润显蓍，市场前景好。成果扩大以后，能创造更好的经济效益和社会效益。 |
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