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超纳米乳散器

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  • 超牛的纳米刻蚀技术

    超牛的纳米刻蚀技术http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09507.gifhttp://202.118.73.154/gongkewuli/Reading/R_stm/Images/STM12.JPG

  • 【转帖】无机纳米粒子复合乳液的研究进展!

    无机纳米粒子复合乳液的研究进展 王玉玲,邓宝祥 (天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津300160) 摘要:对纳米SiO2复合乳液的合成制备作了详细的综述,介绍了共混法、插层法、溶胶-凝胶法和原位分散聚合法,概述了纳米SiO2对复合材料性能的影响及其特性和发展。 关键词:纳米粒子 SiO2 聚丙烯酸 复合乳液 0引言 乳液型复合材料具有价廉、安全无污染及使用方便等特点,在胶粘剂、涂料、皮革、纸张、纤维、纺织等领域已得到广泛应用。但是乳胶膜在某些性能上存在缺点,例如,耐候性差、硬度低、胶膜冷脆热粘等,这样其应用性就会受到限制。如果在聚合物乳液中加入无机纳米粒子制成无机纳米粒子复合乳液,利用纳米材料的特性制备性能优异的复合乳液,则在乳液性能上会有很大的提高,使这种复合乳液比单纯的有机乳液具有更好的应用前景。 这种复合乳液属于有机-无机复合材料,它并非是无机相与有机相的简单加合,而是由无机相与有机相在纳米范围内结合而成,在这两相的界面上有着或强或弱的各种物理键和作用(范德华力、氢键等),这种作用赋予材料各种优异的特性。纳米级材料本身具有的特性效应,SiO2表面具有不饱和的残键及不同键合状态的—OH,促使分子呈现出三维结构形态。同时,也是由于这种三维硅石结构,庞大的比表面积和纳米效应,表面严重的配位不足,表现出极强的活性,所以,对色素粒子的吸附力很强,紧紧包裹在色素粒子的表面,形成屏蔽作用,大大降低了因紫外光的照射而造成的色素衰减,这样就能大大提高涂料的附着力与耐候性。 1纳米粒子的分散方法 纳米粒子由于颗粒小,其表面原子比率很高,比表面积大,所以颗粒间往往会通过范德华力、氢键以及一些共价键的作用而互相吸引,形成二次粒径,三次粒径,即团聚体。这种团聚现象就会使纳米粒子失去其独特性,因此合理经济的分散方法十分重要。 1.1物理机械分散法 利用机械搅拌或超声波的方式使纳米粒子均匀分散。 1.2化学试剂添加法 通过加入表面活性剂等化学试剂降低界面之间的张力,添加吸附稳定剂形成界面膜包覆纳米颗粒,即立体保护作用。 2纳米粒子复合乳液的合成方法 有关纳米复合乳液的制备方法,文献报道最多的有:共混法、插层法、溶胶-凝胶法和原位分散聚合法。 2.1共混法 这种方法是先制备出各种形态的纳米粒子,再通过各种方法(例如机械搅拌、超声波等)将其与制备好的乳液直接共混,是制备纳米杂化材料最简单的方法。为防止纳米粒子团聚,需对其表面进行处理。张宝华等通过超声分散仪将纳米SiO2直接与制备好的PUA离聚物乳液共混制得了复合乳液。用激光粒度分布仪检测表明SiO2在复合乳液中呈现纳米尺寸分布,且发现共混法制得的复合乳液能显著改善涂膜的紫外光吸收性能、热学性能及机械性能。曾丽娟等以无机系硅溶胶为主,有机高分子乳液为辅,二者共混改性硅溶胶苯丙复合涂料,所得的涂料具有无机涂料和有机涂料的特性,又弥补了两者的不足,是非常有前途的环保涂料。并在这篇文章中介绍了最佳共混条件的优化选择,以及颜填料、助剂的选用对涂料性能的影响。 2.2插层法 插层复合法是制备聚合物基无机杂化材料的一种重要方法。利用层状无机物(如硅酸盐类粘土、石墨、V2O5、Mn2O3、二硫化物等)作为无机相主体,将单体或聚合物作为客体插入主体的层间,制得插层型杂化材料。用这种方法制备无机纳米粒子复合乳液主要又分为下面3种。 2.2.1嵌入原位聚合方法 先将高分子单体和层状无机物分别溶解到某一种溶剂中,然后单体在外加条件(如氧化剂、光、热、电、引发剂等)下发生原位聚合,利用聚合时放出的热量克服硅酸盐片层间的库伦力而使其剥离,从而使纳米尺度硅酸盐片层与高分子物基体以化学键的方式结合。王一中、李同年分别以此法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)和聚苯乙烯(PS)/蒙脱土(MMT)嵌入混杂材料 LeewookJang和范宏制备了苯乙烯-丙烯腈(SAN)/MMT纳米复合材料 官同华等合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)纳米材料,并对其性能进行了表征 金星等采用双-苯基二甲基十八烷基溴化铵(TBDO)作为有机插层剂对钠基蒙脱土进行了有机化处理,该有机化的蒙脱土粒子在苯乙烯单体中很容易地分散并形成稳定的胶体溶液。通过对分散由蒙脱土的苯乙烯进行自由基聚和制备了聚苯乙烯-蒙脱土纳米复合材料,X衍射和透射电镜研究表明形成了原位插层型和部分插层部分剥离型纳米复合材料。且其与纯聚苯乙烯相比,具有更高的相对分子质量,较低的玻璃化转变温度(Tg)和优良的热稳定性。

  • 【特稿】浅谈纳米材料的应用

    有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。  1 力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

  • 利用高速分散机分散太阳能电池耐刮涂层的纳米复合型材料

    工作原因,最近翻译了一份稿件,发出来分享一下,原文附在最后,欢迎大家批评斧正!摘要柔性太阳能电池的表面涂层要求是高性能的紫外固化丙烯酸酯纳米复合材料。他们的合成不仅是一个微调的化学步骤,同时要求分散和研磨的过程。已申请专利的气相二氧化硅原位硅烷化在德国VMA公司的TORUSMILL®研磨分散机的帮助下表现得最好。从VMA实验室系列分散研磨机参数的可比性更简单方便的帮助从实验室试样放到规模生产。简介非凡的挑战要求非凡的解决方案:柔性太阳能电池要受到阳光、风力和各种外界因素几十年的摧残。要承受这些极端的要求,表面涂层必须柔韧,耐磨和耐划伤。当然,高透明度,成本效益和避免底材温度过高这些性能也是需要的。由于同时要求高的生产效率和低的工艺温度,优异性能的紫外光固化丙烯酸酯系统是首选。通过加入无机粒子,可使得丙烯酸酯配方的耐刮性和耐磨性可以进一步提高。只要填充度低于的阈值为25%体积(大约与40%质量百分比一致,因为无机颗粒的密度更高)则被认为是表面硬度与填充度呈线性过程。涂料表面硬度的提高比期望的颗粒硬度要低(图1)。直到超过渗流阈值,即颗粒不能再滑动,总硬度成为颗粒和基体的加权和。超过了渗流阈值,另一方面也就意味着这个系统不再搅动。插图1很明显地显示了理论状况,这就是众所周知的冶金过程。http://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/1125/2685408_1480061742_165.gif图1: 提高填充度的紫外光固化纳米复合材料的微硬度的改善随质量百分比显示。插图显示了硬度和填充度的体积百分比在整个范围内的理论关系。突出的区域对应于主图中显示的数据。分散技术如果不是粒子本身的硬度,那是什么决定了不同填充度的硬度变化呢?这是由颗粒与基体之间的相互作用及矩阵,这受到粒子的表面处理,也即分散技术相互作用的控制。最不理想的情况是,微硬度随填充度的增加而降低,我们最近在实验室研究的一个水性纳米粒子丙烯酸酯系统(数据未显示)就是这种情况。另一方面,为了实现最大的颗粒基质相互作用的原位表面改性的硅烷化是在莱布尼茨研究所研发的。这一专利的概念是基于著名的化学反应与一个新过程的组合。颗粒表面硅烷化包括前体步骤(通过相应的烷氧基硅烷的水解形成的硅醇基取代)和硅烷醇与表面羟基缩合来结合扩散,从而提供表面活性。因为这些过程是丙烯酸酯基的自身反应,并不需要不确定的反式扩散。最后,每个颗粒都有了自己的硅烷均匀包裹,再交联与基体形成坚硬的质膜。如太阳能电池所用的透明薄膜,就需要非常精细的纳米颗粒。操作会产生气相二氧化硅纳米粒子(Degussa的气相二氧化硅比表面积至少200m2/g,即Aerosil200和Aerosil380)未经表面处理的这些粒子通常作为一种触变剂,百分之几的质量足以将清漆变成高粘度的腻子。这种效果当然也发生在中纳米复合材料的合成过程:纳米颗粒必须计量并慢慢加到有丙烯酸酯的TORUSMILL® 研磨分散机 中,该型号的分散机具有高扭矩力的引擎,并能满负荷运转。随着分散的开始并在表面反应的辅助下,纳米复合材料的粘度再次下降。当降低转矩力,机器上会显示出综合数值,告知操作员什么时候恢复供给二氧化硅纳米颗粒。一个完全自动化的耦合转矩控制和粒子计量已经应用在TORUSMILL® TM500中。透明清澈的纳米复合材料——使用TORUSMILL®使用传统的分散机是不可能得到完全透明清澈的清漆而且完全没有附聚物的。这就是TORUSMILL®专利系统的关键之处,分散机的预分散与研磨砂的创新结合,能有效地对基料先作预分散,之后用高性能的珠磨作研磨,不再需要转移基料:已经合成了纳米粒子超过20%质量百分比的透明清澈的纳米复合材料。透明清澈的意思是通过半米厚的纳米复合材料,仍能看到放在桶底的硬币上的字母。TORUSMILL®系列为纳米复合材料的合成线路的发展提供了极大的便利。 TORUSMILL® TM 10已经大批量运用在10L的规模原料下,也已经有了一些经验,更大的机器通常需要用更多的时间。很快将会大批量生产100L的型号 (图2是TM100) 或者是半吨规模的(TM500)。这种方式就是购买原材料从实验室小样到试生产到扩大规模生产的时理步骤。最终的产品通过在TORUSMILL®上的IOM系统生产的丙烯酸酯纳米复合材料表现出令人惊讶的低粘度,使我们制造出高填充度且涂层柔韧耐磨的太阳能电池。柔性太阳能电池还在试生产阶段,而丙烯酸酯纳米复合材料已经由莱比锡的Cetelon Nanotechnik成吨大批量生产并由WKP Unterensingen进一步加工成了耐受性极强、超细克拉级的箔。VMA TM砂磨分散机http://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/1125/2685408_1480061743_427.gif图2: 来自VMA Getzmann的TORUSMILL®TM100安装在能在IOM研制纳米合成材料的AFM扫描仪前面,这台扫描仪能展示颗粒被碾磨成坚硬骨料(70nm)的合成过程。http://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/1125/2685408_1480061743_367.gifFig. 3:柔性电池和尺子比较.

  • 北京纳米跃升工程在宏观尺度超润滑领域取得突破

    塑料问答:近日,在北京市科委支持下,清华大学化工系魏飞教授团队与清华大学微纳米力学与多学科交叉创新研究中心、北京大学信息学院合作,在超润滑领域取得重大突破,在世界上首次检测到了大气环境下厘米以上长度碳纳米管管层间的超润滑现象。所实现的超润滑尺度比以前报道结果的最高值高出3个数量级,同时所得到的摩擦剪切强度比以前报道结果的最低值降低了4个数量级。相关成果发表在国际纳米领域权威学术期刊《自然—纳米技术》上。  摩擦现象一直是人类面临的最具挑战性的问题之一。全世界约1/3至1/2的一次性能源由摩擦过程消耗;工业发达国家因摩擦磨损造成的损失高达GDP的5%-7%。在微观尺度,由于材料比表面积增大,使得摩擦现象更加显著,界面摩擦成为制约器件性能和寿命的关键因素。解决摩擦磨损问题的根本途径是实现固体界面之间的极低摩擦甚至零摩擦,即超润滑。过去二十年中所发现的超润滑现象主要是在纳米尺度和高真空条件下实现的,实现宏观尺度上的超润滑不仅要求固体表面具有超高的模量,而且要求在宏观尺度上原子级平整,无缺陷与位错,如此苛刻的条件使得人们普遍认为大尺度下几乎不可能实现超润滑。  碳纳米管从结构上看是由石墨烯卷曲而成,理论研究表明,当碳纳米管存在哪怕只有一个原子级别的缺陷时,其管壁间摩擦力就会急剧增大。经过近十年的努力,魏飞教授团队在制备长达数厘米且无缺陷的碳纳米管的制备方面取得了一系列突破,发展了单根碳纳米管的纳米颗粒标记技术,这些工作为宏观尺度超润滑工作奠定基础。在上述基础上,魏飞团队首先在光学显微镜下通过用微弱气流吹动碳纳米管的方法观察到了碳纳米管管壁之间快速相对运动的奇妙现象,进而利用扫描电镜下的微纳米操纵平台进行双壁碳纳米管内层的可控抽出,并测量了管壁间的超低摩擦力。研究发现,双壁碳纳米管的管壁之间存在着超低的摩擦力,并且这种摩擦力与碳纳米管的长度没有关系,即无论多长的碳纳米管,其内层都可以被轻易地抽出来。  这项工作被《自然—纳米技术》杂志审稿人评价为里程碑式原创性工作,对于研究和控制摩擦力做出了重大的、创造性的贡献,为下一代全碳电子器件构筑、超润滑机械开发以及超高速微纳米机械、电子器件制备提供了基础。转自塑料问答

  • 【资料】纳米新技术(共3讲)

    [B][center]什么是纳米技术 [/center][/B] 纳米是长度单位,原称"毫微米",就是10-9(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。  从具体的物质说来,人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。  纳米技术包含下列四个主要方面:   第一方面是纳米材料,包括制备和表征。在纳米尺度下,物质中电子的放性(量子力学学性质)和原子的相互作用将受到尺度大小的影响,如能得到纳米尺度的结构,就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高,但不舱裂:无机的超微粒子灰分在加入橡胶后,将粘在聚合物分子的端点上,所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。   第二方面是纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。   第三方面是纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定 DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。   第四方面是纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。"更小"是指响应速度要快。"更冷"是指单个器件的功耗要小。但是"更小"并非没有限度。  纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的  在1998年的四月,总统科学技术顾问,Neal Lane 博士评论到,如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响,我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技。"大挑战"机构,资助进行跨学科研究和教育的队伍,包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括:   把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中,这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。  由自小到大的方法制造材料和产品,即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。  生产出比钢强度大10倍,而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便,更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。  通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的奔腾Ⅲ 处理器已经显得十分慢了。   运用基因和药物传送纳米级的MRI对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官   去除在水和空气中最细微的污染物,得到更清洁的环境和可以饮用的水。  提高太阳能电池能量效率两倍。

  • 小角x射线散射-纳米结构表征

    小角x射线散射(small angle x-ray scattering)SAXS是分析材料纳米结构的理想工具,适用于液体和固体等不同种类的样品分析.对尺度在1~100nm的超分子结构内部排列方式的准确理解有助于解释材料的宏观性质进而实现可控制备。。SAXS分析能提供的信息举例:聚合物和纳米复合物► 形状和内部结构► 结晶度► 周期性纳米结构► 取向性纤维► 内部结构► 结晶度► 比表面积► 取向性及其分布催化剂► 比表面(孔隙度)► 颗粒尺寸及分布► 结晶度表面活性剂与分散体系► 胶束尺寸和形状► 乳液形状和内部结构► 囊泡壁的内部结构► 颗粒集结成核现象液晶► 尺寸(分布)和形状► 聚集的有序度► 取向性生物材料► 蛋白质在溶液中的结构信息(形状、尺寸)► 内部结构► 聚集状态► 分子量

  • 【求助】在测量纳米乳液时的问题

    使用马尔文MS2000MU仪器,湿法检验纳米乳液100微米以下粒度百分比,在背景测量时无法做出标准图,不知是什么问题,请高手指教。以下是背景图。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/08/201008182005_237275_2040398_3.gif[/img]

  • 在读博士首创“纳米探针” 打破国外技术封锁

    外观如同一支铅笔,能够探入癌细胞、H7N9等病毒内提取细胞质,还能作为手表齿轮等高精密加工的工具—凭借“纳米探针”的发明,不久前,江苏“星辰纳米”团队以机械能源小组第一名的成绩捧起了全国“创青春·优胜杯”的金奖奖杯,并获得多家创投机构的青睐,开始踏上高科技创新创业之路。  这支团队的带头人,就是师从中科院朱荻院士的南京航空航天大学在读博士生孟岭超。  传奇“学霸”—本科三转专业,包揽第一  传说中,孟岭超是一位叱咤南航的“学霸”:从大二开始三转专业,南航机电学院的工业设计、飞行器制造、航空维修工程和机械制造及其自动化共4个专业被他学了个遍,并且每个专业的综合测评都是No.1,多次获得国家奖学金以及校长通令嘉奖等。保送研究生后,他顺利成为江苏省精密与微细制造技术重点实验室的成员,师从中科院院士朱荻教授,从事精密、微细特种加工技术的研究。三年中已发表论文四篇、公开专利四项,并连续两年获得优秀研究生团队等称号。  “我这个人从小比较要强,什么事一旦认准就要做到最好。所以在别人‘喝咖啡’的时间,我边‘喝咖啡’边学习,就连坐校车往返于两个校区之间时,我也会看书温习。”孟岭超说,本科期间涉猎多个专业,为后来的研究打下了比较扎实的基础。  科创“狂人”—每天做试验,一站14个小时  当“学霸”并不是孟岭超的目标。他真正想做的,是开发自身“小宇宙”搞科创。  “从大一开始,我就加入了学校的一个科创基金团队,跟着研究生一起装机床、接线路、做实验、建模型、画图纸、查文献、拟仿真、改软件、修设备……就这样从一名科创‘小白’成长为了一枚科创‘狂人’。”他自嘲。  2010年,就读大三的孟岭超组建了自己的科创团队,开始了全新的科创之路。团队成员来自南航各个专业,在大家的共同努力下,他们的“AGV视觉导航小车”等科创作品获得了多项荣誉。  就读研究生后,孟岭超的科创课题转为微细特种加工技术。“我刚开始提出把碳纳米管制成加工电极的想法时,几乎没人相信我能成功,因为国内根本没有先例。”孟岭超说,从理论上论证可行后,他每天从早上8点就到实验室,常常一直干到晚上10点,试验平均每三分钟一次,每天要试验上百次,而且只能站着做。“就这样持续试验半年多、失败上万次后,我终于成功地把纳米和微米‘焊接’到了一起。”  2013 年“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛上,他的作品《碳纳米管工具电极的制备与应用》由于突破了国内纳米探针制备技术的空白,打破了国外技术的垄断,得到专家评委的高度评价,获得了江苏省一等奖、全国二等奖。  创业“新兵”—要用“纳米铅笔”绘出星辰梦想  此后,孟岭超在导师的指导下,潜心研究、不断改进纳米探针制备技术。今年,由南航创业孵化中心为其团队提供工作场地,江苏星辰纳米科技有限公司宣告成立。目前,赵淳生院士团队以及南航的部分科研团队都在使用他们研制的纳米探针,公司还与国内8家高科技企业建立起合作关系。  “纳米探针运用于原子粒显微镜,可以实现对癌细胞、H7N9病毒等的探温乃至于提取的一系列过程。而在高精密加工方面,有了纳米探针这样的工具,我们才能生产出更多纳米级的产品。比如手表齿轮,未来如果使用这样的纳米探针制造,精度就会有明显的提高。再比如微型机器人的制造也离不开这样的工具。而一旦这样的微型医疗机器人问世,对于医疗界来说,将具有划时代的意义。”孟岭超告诉记者,过去,国内的研究存在空缺,而国外也常有技术封锁,我国高精密制造业存在“微米利用不足,纳米几乎为零”的发展困境。多年来,朱荻院士的研究就是为了改变这样的现状。  “星辰公司的目标就是成为国内首创、国际领先的纳米探针生产企业,实现国内微细制造技术从精密到超精密的突破性跨越。”孟岭超说,不久前有一家跨国企业希望购买他们的技术和整个团队,但被他婉言谢绝,“我们更想做一颗独立的星星,在群星闪耀的夜空中,绽放出属于自己的热量与光芒。”  说这话的时候,这个1989年出生的小伙子满脸绽放自信的光彩。

  • 【求助】(已应助)拜托各位帮忙找找七项纳米材料标准

    GB/T 19619—2004《纳料材料术语》 GB/T 13321—2004《纳米粉末粒度分布的测定——X射线小角散射法》GB/T 19587—2004《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》GB/T 19588—2004《纳米镍粉》GB/T 19589—2004《纳米氧化锌》GB/T 19590—2004《超微细碳酸钙》GB/T 19591—2004《纳米二氧化钛》

  • 关于纳米中草药

    纳米中草药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂,具有增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性等特点。纳米中草药技术(nanotechnology)是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化,以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体系。纳米技术作为高新技术,可广泛应用于材料学、电子学、生物学、医药学、显微学等多个领域,并起着重要的作用。 一、纳米中草药的特点 1、原药纳米化后呈现新的药效或增强原有疗效中药被制成粒径0.1~100 nm大小,其物理、化学、生物学特性可能发生深刻的变化,使活性增强和产生新的药效。如灵芝通过纳米级处理,可将孢子破壁,并采用超临界流体萃取技术萃取出灵芝孢子的脂质活性物质,从而增强抗肿瘤的功效。 2、改善难溶性药物的口服吸收。在表面活性剂、水等存在下,直接将药物粉碎成纳米混悬剂,增加了药物溶解度,适于口服、注射等途径给药,以提高生物利用度。 3、增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性。纳米粒能够穿透大粒子难以进入的器官组织、血脑屏障及生物膜。如阿霉素α聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒(NADM)可以改变阿霉素的体内分布特征,对肝、脾表现出明显的靶向性,而血、心、肺、肾中的药物分布则减少。 4、靶向作用。在研究中发现,一味普通的中药牛黄,加工到纳米级水平后,其理化性质和疗效会发生惊人的变化,甚至可以治疗某些疑难杂症,并具有极强的靶向作用。 5、使药物达到缓释、控释。借助高分子纳米粒作载体等技术手段,可实现药物的缓释、控释。如雷公藤乙酸乙酯提取物固体纳米脂质粒有良好的缓释、控释功能。二、纳米中草药的制备技术及其进展 纳米中药的制备是研究纳米中药最基础的,也是最重要的问题。将纳米技术引入中药的研究,必须考虑中药组方的多样性、成分的复杂性,例如中药单味药可分为矿物质、植类药、动物药和菌物药等,中药的有效部位和有效成分又包括无机化合物和有机化合物、水溶性成分和脂溶性成分等,因此,针对不同的药物,在进行纳米化时必须采用不同的技术路线。此外,还必需考虑中药的剂型。纳米中药与中药新制剂关系十分密切,如何在中医理论的指导下进行纳米中药新制剂的研究,将中药制成高效、速效、长效、剂量小、低毒、服用方便的现代化制剂,也是进行中药纳米化所必须考虑的问题。纳米中药是针对中药的有效成分或有效部位进行纳米技术加工处理,开发中药的新功效。聚合物纳米粒可作为药物纳米粒子和药物纳米载体。药物纳米载体系指溶解或分散有药物的各种纳米粒,药物纳米载体包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒以及纳米囊和纳米球。而对于不同类型的纳米中药,有不同的制备方法。三、纳米中草药的加工方法。 1、纳米超微化技术是改进某些药物的难溶性或保护某些药物的特殊活性,适用于不宜工业化提取的某些中药。如矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物。目前比较常用的是超微粉碎技术。所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物质颗粒粉碎至粒径小于10 μm的过程。根据破坏物质分子间内聚力的方式不同,目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机。 2、机械粉碎法是利用机械力的作用来实现粉碎目的。边可君等采用自主开发的温度可控(-30~-50℃)的惰性气氛高能球磨装置系统制备纳米石决明。将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛球磨罐中,同时装入磨球,磨球与石决明粉比保持在15:1~5:1范围,控制高能球磨机的转速(200~400 r/min)和时间(2~60 h),获得了平均粒度不大于100 nm的石决明粉末。 3、气流粉碎法是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体。颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用,从而达到粉碎的目的。与普通机械冲击式超微粉碎机相比,气流粉碎产品粉碎更细,粒度分布范围更窄。同时气体在喷嘴处膨胀降温,粉碎过程中不会产生很大的热量。所以粉碎温升很低。这一特性对于低融点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。 备注: 纳米中草药的常用方法较为普遍的有两种:一是喷雾干燥法,二是高能球磨法。   中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法,又能为中药的生产和应用带来新的活力。纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点。将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品。这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实。

  • 纳米生物技术简介

    纳米生物技术简介 纳米(nanometer,nm)是一种长度单位,一纳米等于10亿分之一米、千分之一微米。从具体的物质说来,人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。DNA链的直径就是一纳米左右。由于纳米材料表现出许多不同于传统材料的特殊性能,所以纳米科技被视为21世纪关键的高新技术之一。纳米技术包含下列四个主要方面:第一方面是纳米材料,第二方面是纳米动力学,第三方面是纳米电子学,第四方面是纳米生物学和纳米药物学。在纳米生物学和纳米药物学方面,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。当前纳米生物学和纳米药物学研究领域主要集中在以下几个方向:纳米生物材料、纳米生物器件研究和纳米生物技术在临床诊疗中的应用。

  • Pd纳米粉末制样分散问题

    已有99.9%Pd-50nm样品,小离心管中超声过程中很容易沉底,时长2,3分钟,无水乙醇或超纯水作溶剂。制得的透射样品,绝大部分团聚成了几百纳米大颗粒,想问一下,是超声时间太短了吗?

  • 用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器

    用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器

    用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器动态光散射原理(光子相关普法PCS和光子交叉相关普法pccs)的纳米激光粒度仪的关键技术是提取悬浮液在溶液中的纳米颗粒的散射光的自相关函数或互相关函数,计算纳米颗粒的扩散系数,从而分析颗粒粒度。数字相关器是基于动态光的散射原理(光子相关光谱法PCS和光子交叉相关普法pccs)的粒度测试技术中提取散射光信号的自相关函数和互相关函数的装置。目前,国内应用较多此类装置主要是进口美国Brookhaven公司BI-9000AT、BI-9010AT和Turbocorr数字相关器,这些装置只能完成自相关运算而无法进行互相关运算,因此只适合用于pcs法测试纳米颗粒粒度,而无法适用于PCCS法测试纳米颗粒粒度,从而对测试环境、所测样品浓度以及测试稳定性等方面具有较大的局限性,只有制作专用大规模集成电路(ASIC),或基于DSP技术,或多片芯片及联组成,不但有很大的局限性,而且价格昂贵。另外,国内有人尝试采用软件的方式实现数字相关器,即先用光子计数器将散射光光子计数并储存在存储器中,然后根据计算计算机软件将其数据从存储器中读出进而进行相关运算,虽然这样能计算出散射光强的相关函数,但由于软件所需的处理时间内的光子丢失造成计算的相关函数偏差较大。因此,采用软件的数字相关器实时性很差,不能满足颗粒粒度分析的要求。微纳专利的用于光子相关纳米激光粒度仪的数字相关器,是一种基于动态光散射原理测试纳米及亚微米颗粒粒度测试技术中用于获得散射光信号自相关函数和互相关函数的数字相关器。本专利发明实现了光子脉冲技术、自相关运算、互相关运算以及与计算机通讯功能,具有采样速度快、延迟时间范围广、相关通道多的特点,完全满足纳米颗粒粒度测试中获取高速变化的动态散射光信号的自相关函数和互相关函数的高难度需求。 winner802 纳米激光粒度仪http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512030937_576113_3050076_3.jpg产品简介:Winner802是我公司最新推出的基于动态光散射原理的纳米激光粒度仪,同时也是国内首款采用数字相关器的纳米激光粒度仪。本款仪器采用我公司自主研制的高速数字相关器和高性能光电倍增管为核心部件,具有操作简便、测试快捷、分辨率高等特点。适用范围:Winner802适用于各种纳米级、亚微米级固体颗粒与乳液。技术参数:规格型号Winner802执行标准 GB/T 19627-2005/ISO 13321:1996 GB/T 29022-2012/ISO 22412:2008测试范围1-10000nm(与样品有关)浓度范围0.1mg/ml--100mg/ml(与样品有关)准确度误差1%(国家标准样品D50值)重复性误差1%(国家标准样品D50值)激光光源光纤半导体激光器,λ= 532nm, 探测器光电倍增管(PMT)散射角90o样品池体积4mL温控范围5-40 ℃(精确到0.1℃)测试速度5 Min体积480mm×270mm×170mm重量12Kg数字相关器主要参数自相关通道:256 基线通道:4最小分辨时间:6ns 延迟时间:100ns-10ms(可调) 运算速度:162M/S产品特点和优势:先进的测试原理采用动态光散射原理和光子相关光谱技术,根据颗粒在液体中的布朗运动速度测定颗粒大小。大小颗粒运动速度不同,激光照射这些颗粒,不同大小的颗粒将使散射光发生快慢不同的涨落起伏。光子相关光谱法就根据特定方向的光子涨落起伏分析其颗粒大小。 极高的分辨能力使用PCS技术测定纳米级颗粒大小,必须能够分辨纳秒级信号起伏。本仪器的核心部件采用我公司研制的CR256数字相关器,具有识别8ns的极高分辨能力和极高的信号处理速度。 高灵敏度和信噪比采用专业级高性能光电倍增管(PMT),对光子信号具有极高的灵敏度和信噪比。 超强的运算能力采用自行研制的高速数字相关器CR256进行数据采集与实时相关运算,其数据处理速度高达162M,从而实时有效地反映颗粒的动态光散射信息。Winner802光子相关纳米激光粒度仪是国家科技型中小企业创新基金的项目成果,也是过内首款采用动态光散射原理的纳米粒度仪。其测量原理建立在液体颗粒布朗运动基础之上,颗粒越小,运动速度越大,运动速度越慢。它采用HAMAMATSU高性能光电倍增管和由微纳自主研发的高速数字相关器作为核心部件,通过测试某一角度的散射光的变化并求出自相关函数(即扩散系数),根据Stokes-Einstein方程计算出颗粒粒径及分布,它具有快速、高分辨率、重复及准确等特点,同时还是纳米颗粒粒度测试的首先产品。

  • 纳米气敏传感器研究进展

    转载一篇文章[url=http://www.instrument.com.cn/download/search.asp?sel=admin_name&keywords=quanbaogang]欢迎到我的资料库下载[/url][color=blue][b]纳米气敏传感器研究进展[/b][/color]1引言纳米技术是研究尺寸在01~100nm的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术[1]。纳米技术的发展,不仅为传感器提供了优良的敏感材料,例如纳米粒子、纳米管、纳米线、纳米薄膜等,而且为传感器制作提供了许多新型的方法,例如纳米技术中的关键技术STM,研究对象向纳米尺度过渡的MEMS技术等。与传统的传感器相比,纳米传感器尺寸减小、精度提高等性能大大改善,更重要的是利用纳米技术制作传感器,是站在原子尺度上,从而极大地丰富了传感器的理论,推动了传感器的制作水平,拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等方面获得广泛的发展。湖南长沙索普测控技术有限公司研制成功电阻应变式纳米压力传感器,这种电阻应变式纳米膜压力传感器,测量精度和灵敏度高、体积小、重量轻、安装维护方便,是一种稳定和可靠的测量压力参数的科技创新产品。利用一些纳米材料的巨磁阻效应,科学家们已经研制出了各种纳米磁敏传感器[2]。在生物传感器中,用纳米颗粒、多孔纳米结构和纳米器件都获得了令人满意的应用[3]。在光纤传感器基础上发展起来的纳米光纤生物传感器,不但具有光纤传感器的优点,而且由于这种传感器的尺寸只取决于探针的大小,大大减小了测微传感器的体积,响应时间大大缩短,满足了单细胞内测量要求实现的微创实时动态测量[4]。 2纳米气敏传感器的研究现状随着工业生产和环境检测的迫切需要,纳米气敏传感器已获得长足的进展。用零维的金属氧化物半导体纳米颗粒、碳纳米管及二维纳米薄膜等都可以作为敏感材料构成气敏传感器。这是因为纳米气敏传感器具有常规传感器不可替代的优点:一是纳米固体材料具有庞大的界面,提供了大量气体通道,从而大大提高了灵敏度;二是工作温度大大降低;三是大大缩小了传感器的尺寸[5]。2.1基于金属氧化物半导体纳米颗粒的纳米气敏传感器 在气敏传感器的研究中,主要方向之一是在气体环境中依靠敏感材料(例如金属氧化物半导体气敏材料以SnO2,ZnO,TiO2,Fe2O3为代表)的电导发生变化来制作气敏传感器。目前已实用化的气敏传感器由纳米SnO2膜制成,用作可燃性气体泄漏报警器和湿度传感器。在这些纳米敏感材料中加入贵重金属纳米颗粒(例如Pt和Pd),大大增强了选择性,提高了灵敏度,降低了工作温度。其性能的具体改善程度与加入贵重金属纳米颗粒的晶粒尺寸、化学状态及分布有关。北京大学王远等人[6]制成一种TiO2/PtOPt双层纳米膜作为敏感材料探测氢气的气敏传感器。其敏感材料的制备方法是先在玻璃衬底上覆盖上一层由Pt纳米颗粒构成的表面氧化的多孔连续膜,其中Pt的纳米颗粒直径大约13 nm,膜厚大约100 nm,然后在PtOPt膜上覆盖TiO2膜,其中TiO2纳米颗粒的直径尺寸从34 nm到54 nm,平均直径41 nm。传感器的工作温度在180~200 ℃,PtOPt多孔膜作为催化剂使TiO2纳米膜对氢气产生部分还原作用,从而使传感器在空气中,甚至在CO、NH3、CH4等还原性气体存在的情况下,对氢气都表现出很高的灵敏度和选择性,比较以前的钛基探测氢气的传感器有显著的提高。Raül Dìaz等人[7]用非电镀金属沉积法沉积Pt在SnO2纳米颗粒的表面,结果证明这种方法对改善气敏传感器催化剂的性能有很大帮助。Pt和Pd作为两种主要的贵重金属添加物,它们与衬底有不同的相互作用,Pd倾向于嵌入纳米SnO2晶粒中,而Pt倾向于形成大的金属颗粒团簇。与传统方法相比,用非电镀沉积法形成的催化剂的不同化学状态,为研究催化剂对气体探测机制的影响提供了一种新的方法。2.2用单壁碳纳米管制作气敏传感器碳纳米管具有一定的吸附特性,由于吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用,改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变,通过检测其电阻变化来检测气体成分,因此单壁碳纳米管可用作气敏传感器。J.kong等人[8]用化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法在分散有催化剂的SiO2/Si基片上可制得单个的单壁碳纳米管,如图1(a)所示,两种金属被用来连接一SSWNT时,形成金属/SSWNT/金属结构,呈现出p型晶体管的性质。气体探测试验是把SSWNT样品放在一个带着电引线的密封的500 mL的玻璃瓶中,通入在空气或者氩气中稀释的NO2((2~200)×10-6)或者NH3(01%~1%),流速700 mL/min。检测SSWNT的电阻变化,得到的I/V关系曲线如图1(b)和(c)所示,在NH3气氛中其电导可减小两个数量级,而在NO2气氛中电导可增加3个数量级。其工作机理是半导体单壁碳纳米管在置于NH3气氛中时,使价带偏离费米能级,结果使空穴损耗导致其电导变小;而在NO2气氛中时,使价带向费米能级靠近,结果使空穴载流子增加从而使其电导增加。由于金属/SSWNT/金属结构类似于空穴作为主要载流子的场效应管,所以在源极和漏极之间的电压一定时,电流随着栅极电压增大而减小(如图2所示)。图2中,b曲线是未通入任何气体的栅电压电流关系曲线,曲线a和c的栅电压电流关系曲线分别是NH3和NO2气氛中测得的。未通入任何气体时,在栅电压为0 V时,电流是15 μA,若通入有NH3的气氛中时,电流则几乎变为0 A。那么,如果测NH3气,我们就将初始栅电压设置在0 V,则由上图可知样品的电导将减小两个数量级。若测NO2气体,先将栅电压设置在+4 V,未通入NO2气体前则电流几乎为零,NO2通入后,电流大大增加,则其电导增加了3个数量级。这样可以使传感器在复杂的气体环境中具有选择性。

  • 基于动态光散射原理的纳米粒度仪的研制

    基于动态光散射原理的纳米粒度仪的研制

    基于动态光散射原理的纳米粒度仪的研制任中京, 陈栋章 (济南微纳颗粒技术有限公司, 济南)摘要:介绍了基于动态光散射原理的纳米粒度仪的工作原理和设计, 重点讲述了我公司自研制的CR128数字相关器的设计原理与性能特点, 以及利用该器件成功研制出的winner801光子相关纳米粒度仪的特性。关键词.. 纳米粒度仪;动态光散射(DLS);光子相关谱(PCS);数字相关器纳米颗粒的尺度一般在1-100nm之间, 是介于原子、分子和固体体相之间的物质状态。由于纳米颗粒具有尺寸小、比表面积大和量子尺寸效应, 使它具有不同于常规固体的新特性。在纳米态下, 颗粒尺寸更是对其性质有着强烈的影响, 纳米材料的粒度大小是衡量纳米材料最重要的参数之一。而常规的基于静态光散射原理的激光粒度仪的测量下限己接近极限, 但仍旧不能对纳米颗粒的粒度测试得出理想的结果甚至无能为力。光子相关光谱(Photon Correlation Spectroscopy,简称PCS)法已被证明是一种适于测量纳米及亚微米颗粒粒度的有效方法。PCS技术也成为动态光散射(Dynamic Light Scattering, 简称DLS) 技术, 主要是研究散射光在某一固定空间位置的涨落现象。其颗粒粒度测量原理建立在颗粒的布朗运动基础之上。由于颗粒的布朗运动, 一定角度下的散射光强将相对于某一平均值随机涨落。PCS技术就是通过这种涨落变化的快慢间接地得到相关颗粒粒度的信息。1 动态光散射基本原理基于动态光散射原理的颗粒粒度测试基本原理如图1.1所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441893_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441894_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441895_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441897_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441898_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441899_388_3.jpg最后再对四路基线求其平均值用于数据分析, 以免突变的光强引起光强自相关函数发生畸变。在如上的算法的基础上, 我们所研制的C R 12 8 数字相关器采用F PG A 技术, 以硬件方式实现。如图2 .1所示, 主要由取样时间发生器、取样时间、光子计数器、12 8 相关运算模块、基线运算模块、相关数据存储器、数据输出及控制电路组成。其工作原理为:选取适当的取样时间, 并在该时间段内将输入的光子数连续计数, 并将计数结果进行128 路自相关运算及基线

  • 【分享】【基础知识讲座】纳米是啥“米”

    纳米(nm),又称毫微米,如同厘米、分米和米一样,是长度的度量单位。具体地说,一纳米等于十亿分之一米的长度,相当于4倍原子大小,万分之一头发粗细;形象地讲,一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。这就是纳米长度的概念。   当代科学技术有认识上的盲区或人类知识大厦上存在着裂缝。裂缝的一边是以原子、分子为主体的微观世界,另一岸是人类活动的宏观世界。两个世界之间不是直接而简单的联结,存在一个过渡区--纳米世界。   几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“分子”性质,如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染色及水溶性有重大变化。当"超分子"继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去,真像是一些长不大的孩子。

  • 【转帖】欧盟提议将纳米材料纳入Reach系统

    近日,欧盟提议,将纳米材料划入欧盟的“REACH”系统(负责化学物质的注册、评估、批准、限制)中,并要求在纳米产品的使用标签上,标明其含有纳米材料。比利时消费者保护和环境保护的部长PaUL Magnette在本周举行的关于纳米材料的可追溯性会议上称,消费者日常生活中使用的纳米材料的数量正在呈上涨的趋势,但消费者对纳米材料并不了解。当前的法律法规中,并没有关于纳米材料的使用标签要求以及它可能会给消费者带来的潜在危险,这一点是不能被民众接受的。此外,Magnette表示,使纳米材料被人们普遍接受和认可的唯一途径是,减少其使用功效中的不确定因素。据了解,到目前为止,全球并未有任何国家制定出关于纳米科技的详细法规。

  • 【转帖】未来纳米材料的发展方向

    5.纳米科学与技术 (1)研究方向:研究物质在纳米尺度上表现出的物理、化学和生物特性,单分子的特性和相互作用,为以原子、分子为起点,设计和构筑新的纳米结构、材料和器件,提供科学基础和理论准备。加强对纳米结构新的测试和表征方法的研究和探索,加深对纳米科技理论和方法的理解。 (2)应用方向,纳米技术的发展有5个主要方向:   以纳米材料(颗粒、C60、碳纳米管)为代表的方向;以从微电子向纳电子转化为代表的方向;以微光、机、电集成系统向纳光、机、电集成系统为代表的方向(MEMS――NEMS);以纳米生物学、系统为代表的方向;以纳米物理化学性质、制备、表征等为代表的方向。 (3)纳米技术在纺织领域的应用:   目前,纳米技术在纺织方面的应用主要表现在纳米复合纤维及纳米技术在纺织后整理等方面。   ①纳米复合纤维:化学纤维中加入纳米级添加剂,可以制造出新一代功能性更强的、不同用途的优良复合化学纤维。这种方法的技术难度比直接制造纳米纤维的难度要低,是近期内纳米技术在纺织领域中应用的主导方向。结合当前的实际情况,应考虑发展以下几类纤维:   ●抗紫外纤维   纳米TiO2和纳米ZnO等陶瓷粉,由于小尺寸效应,对光的吸收性很强。以它们为无机紫外线屏蔽剂制成的抗紫外线型纤维或织物,不仅可全面抵御UV-A、UV-B对人体皮肤的伤害,而且还能反射可见光和红外线,具有遮热功能,以此类纤维制成的织物,便于印染整理,手感柔软,透气凉爽,服用性好。目前从国内外研制生产的品种来看,涉及到涤纶、维纶、腈纶、锦纶、丙纶和粘胶纤维等。   ●抗菌、抑菌和除臭纤维   纳米级TiO2和ZnO等光催化无机抗菌剂可应用于超细纤维等特殊场合,是前景广阔的新型抗菌材料。它们可作为添加剂加到涤纶、丙纶、锦纶、腈纶、粘胶等化纤中,赋予各类纤维及其织物抗菌、抑菌、除臭功能,从而起到保健和美学作用,所制成的纤维不仅具有疏水导湿性、快干性、抗污性、密度小和手感柔软等特点,且抗菌性能持久。   ●导电纤维   将二氧化锡和氧化锌等白色纳米粉体与纤维高聚物混合纺丝或通过吸附法及浸渍化学反应使其覆盖于纤维表面上,制成白色导电纤维,可用来制作防护服、工作服和装饰性导电材料。   ●远红外纤维   此类纤维可以吸收太阳光和人体辐射的远红外线,也可以发射出波长和功率与其温度相适应的远红外线,因而使织物具有更好的保暖效果;它还能吸引人体自身向外散发的热量,并再向人体反射易吸收的远红外线。同时,由于特殊的物理效能刺激人体生理发生变化,还能达到保健和抑菌的作用。远红外纤维除了具有反射功能外,还兼有抗可见光、近红外线和抗紫外线的功能,可用来制作夏日服装、野外工作服、遮阳伞及装饰用布等,孕育着十分广阔的市场。   ●空气负离子纤维   奇冰石纳米复合粉是将多种天然矿石进行深度加工,并添加纳米TiO2等纳米粉体制成的性能奇特的超细粉体。添加了奇冰石的丙纶、涤纶纤维,可以产生空气负离子,发射远红外电磁波,还可以释放人体需要的微量元素,因此可制作保健服、内衣、室内装饰布、窗帘、家用纺织品、汽车装饰布等。它还可以为人体随时补充所需要的微量元素,实现了医药工程和纺织工程的完美结合,易被广大消费者接受,具有较大的市场潜力。   ●高强高模量纤维   纳米碳管的强度极高,弹性模量也很高,甚至可以弯曲后再弹回,可用于制备高强高弹性纤维。另外,粘土与聚合物的复合能够大大提高材料的强度和模量,北京服装学院利用纳米粘土的这种功能,与聚酰胺插层聚合开发尼龙纳米功能纤维,使纤维的强度和模量有很大的提高,尤其是模量,可以提高2倍,但纤维的纺丝性能没有明显的改变。   除了上述功能纤维以外,采用纳米粉体对纤维进行改性,还可以开发多种功能纤维,如变色纤维、耐热纤维、芳香纤维、磁性纤维、储能纤维、发光纤维、阻燃纤维、吸水吸湿纤维、防水拒油纤维等。   ②纳米技术在织物后整理中的应用   ●直接涂层法获得功能性涂层   先将纳米微粒直接加入到织物整理剂中,使其均匀分散,然后使织物通过包含纳米微粒的整理液,在粘合剂作用下直接涂覆在织物表面,形成功能性涂层。   ●接枝技术法获得功能性涂层   对于某些涂层牢度不够、功能性不持久的情况,可采用接枝技术。具体可采用两条技术路线:一是将对纳米材料有很强的配位能力的有机化合物接枝到棉纤维上,制成简单的有机分子模板,再将纳米团簇组装到纤维上;二是在制备纳米微粒时,用可接枝到纤维上的化合物作为捕获剂,使纳米微粒通过捕获剂进行表面修饰形成"团簇",再把"团簇"接枝到纤维上。   (4)纳米改性涂料   实验研究表明,在各类涂料中添加纳米材料,如纳米TiO2,可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,广泛应用于医院和家庭内墙涂饰;防紫外线涂料,用于生产防紫外线阳伞;吸波隐身涂料,用于隐形飞机、隐形军舰等国防工业领域及其他需要电磁波屏蔽场所的涂敷。在涂料中添加纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍提高,涂料的质量和档次大大升级。纳米二氧化钛超亲水性和超亲油性的开发应用将为涂层材料带来革命,使表面具有自清洁功效,防污、防雾、易洗、易干。纳米材料改性外墙涂料的耐洗刷性可由原来的1000多次提高到1万多次,老化时间延长2倍多,利用纳米材料的光学性能改性后的颜料色彩艳丽、保持持久且极易分散。   (5)纳米稀土   纳米稀土是目前国内纳米材料发展的热点之一。目前正在重点开发纺织纤维用纳米稀土材料、PDP\\LED用稀土发光材料、稀土荧光粉和高性能稀土合金。   纳米稀土的主要应用方向为汽车尾气催化剂(如纳米CeO2)、纺织纤维添加剂、高性能稀土发光材料、陶瓷及涂层等。   (6)纳米陶瓷   氧化钇锆是一种应用广泛的陶瓷材料,用纳米氧化钇和氧化锆能在较低温度下烧结成氧化锆陶瓷,具有很高的强度和韧性,可用作刀具和耐磨零件,也可制成陶瓷发动机部件。此外,稀土氧化物等纳米材料可以掺入普通陶瓷粉,喷涂在陶瓷基体上形成无机陶瓷腊(膜),代替聚四氟乙烯有机膜,做成耐热、无铅、不粘的日用陶瓷炊具。

  • 使用马尔文纳米激光粒度仪ZEN3600分析纳米钛白粒径时有误差

    使用马尔文纳米激光粒度仪ZEN3600分析纳米钛白粒径时有误差

    [font=Verdana]我在进行粒径分析时,使用无水乙醇作分散剂,浓度0.025mg/ml,温度25℃,超声震荡20min。测量了几次结果粒径都偏差很大,如100nm的锐钛纳米二氧化钛,虽然PDI为0.289,但平均粒径达到了1285nm,且出现双峰;同样100nm金虹纳米二氧化钛虽然是单峰,但平均粒径高达826nm,PDI:0.146;0.2-0.4微米钛白分析结果平均粒径650nm,PDI[/font][font=Verdana]:0.184[/font][font=Verdana]。这是什么原因导致的外购商品参数与测试结果不符,是不是分散剂不对,或者使用有误?望各位大佬解惑。[img=三种纳米二氧化钛的强度分布,690,573]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/07/202207111807266875_4002_5322665_3.png!w690x573.jpg[/img][/font]

  • 纳米防水剂应用于什么地方

    在生活中,像手机之类的电子设备一旦进水或受潮,将造成无法挽救的地步。不是整台设备报废就是拆下维修,造成设备完全无法使用。但是手机有了纳米防水剂,就不太一样了。不幸溅到水,甚至掉水里这种杯具发生时,可以从容不迫拿起来吹干继续使用。  EUBO优宝纳米防水剂是一种以含氟溶剂为溶媒,具有防水防油性能的氟素化合物溶液。因具有很低的表面张力,所以能防水防潮。当经过真空高压雾化后,有着很好的防水能力,涵盖的产品包括手机、相机等。放入水中也不影响使用。  下面,我们看一下EUBO优宝纳米防水剂可以应用于什么地方?  1、电路板、电子零部件的防护涂层;  2、防止精密仪器(如手表,照相机等)、或微型马达的轴承用润滑油的扩散;  3、精密零部件等的封口处理;  4、移动电话等的移动通信用具电路板的防水防油涂层;  5、防止酸性液体的侵蚀;  6、能形成对于盐水,电解液,腐蚀性气体等的耐化学品的保护涂层。在使用EUBO优宝纳米防水剂时,有一些细节还是需要的注意的。首先,经过处理的电子产品的防水并不在于外壳,不过就算水分子进入机身内部的任何缝隙,由于经过处理,也不会妨碍机体的正常使用。并且,冰水是不行的,因为低温会损坏电子产品的LCD屏幕元件。

  • 【分享】什么是纳米科技?

    纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。纳米科技的研究内容 创造和制备优异性能的纳米材料 设计、制备各种纳米器件和装置 探测和分析纳米区域的性质和现象 什么是纳米?  纳米是尺寸或大小的度量单位:千米(103 )→米→厘米→毫米→微米→纳米( 10-9) 4倍原子大小,万分之一头发粗细 纳米科技研究什么问题?  生物科学技术、信息科学技术、纳米科学技术是下一世纪内科学技术发展的主流。生物科学技术中对基因的认识,产生了转基因生物技术,可以治疗顽症,也可以创造出自然界不存在的生物;信息科学技术使人们可以坐在家中便知天下大事,因特网几乎可以改变人们的生活方式。  纳米科学是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。 还原论:把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上。原子论和量子力学取得了巨大的成功。有机合成;分子生物学;转基因食品、克隆羊;原子光谱和激光;固体电子论和IC;几何光学到光纤通讯。 宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就:计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式  科学技术有认识上的盲区或人类知识大厦上的裂缝。裂缝的一边是以原子、分子为主体的微观世界,另一岸是人类活动的宏观世界。两个世界之间不是直接而简单的联结,存在一个过渡区--纳米世界。例:分子合成 ≤1.5nm, →活体 微电子技术在0.2μm,显微外科只能连接大、小、微血管≤ PM10和PM1.5的微粒几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质,如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去,像真是一些长不大的孩子。  在10nm尺度内,由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们---纳米科学技术的主要问题。 原子和分子的微观世界和宏观世界的过渡区内的新现象和新规律 探测纳米长度内物理、化学生物信息的新原理和新方法 新概念和新理论:强关联、强场、快过程、少粒子的量子体系 应用 新科学还是老理论的翻版?历史悠久的新科学技术西汉铜镜和黑漆鼓徽墨漆器催化剂材料感光材料和彩色胶片含有高岭土颗粒的轮胎WHY?不清楚近十年,计算机和材料设计;探测技术STM、AFM、SNOM;IC和生命科学的推动;制备技术发展;理论的发展高强度和高韧性、可自修复、有智能、可再生→新一代纳米材料 为什么小尺寸会有如此重要的影响? 表面效应 小尺寸效应 量子限域效应 研究目标和可能的应用 材料和制备:更轻、更强和可设计;长寿命和低维修费;以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料;生物材料和仿生材料;材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复; 微电子和计算机技术:2010年实现线条为100nm的芯片,纳米技术的目标为:纳米结构的微处理器,效率提高一百万倍;10倍带宽的高频网络系统;兆兆比特的存储器(提高1000倍);集成纳米传感器系统; 医学与健康快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术;用药的新方法和药物“导弹”技术;耐用的人体友好的人工组织和器官;复明和复聪器件;疾病早期诊断的纳米传感器系统 航天和航空低能耗、抗辐照、高性能计算机;微型航天器用纳米测试、控制和电子设备;抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料 环境和能源发展绿色能源和环境处理技术,减少污染和恢复被破坏的环境;孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体;MCM-41有序纳孔材料(孔径10-100nm)用来祛除污物;纳米颗粒修饰的高分子材料 生物技术和农业在纳米尺度上,按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。,生物仿生化学药品和生物可降解材料,动植物的基因改善和治疗,测定DNA的基因芯片等

  • 对于纳米TiO2你了解多少?

    纳米TiO2(优锆纳米)具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米二氧化钛还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中1.杀菌功能在紫外线作用下,以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高;用TiO2光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数,饮用后无致突变作用,达到安全饮用水的标准。在涂料中添加纳米二氧化钛(TG01)可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌,防止感染。因此,纳米纳米二氧化钛(TG01)能净化空气,具有除臭功能。苏州优锆纳米二氧化钛具有很高的表面活性,抗菌能力强,产品易于分散。经试验证明该产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和曲霉菌等具有很强的杀菌能力,已广泛应用于纺织、陶瓷、橡胶、医药等领域的抗菌产品,深受广大用户的欢迎。2.防紫外线功能纳米氧化钛(同VK-T25)的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过纳米二氧化钛的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。苏州优锆纳米二氧化钛由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比,万景牌纳米氧化钛在紫外区的吸收峰更高,更可贵的是它还是广谱屏蔽剂,不象有机紫外线防护剂那样只单一对UVA或UVB有吸收。它还能透过可见光,加入到化妆品使用时皮肤白度自然,不象颜料级TiO2,不能透过可见光,造成使用者脸上出现不自然的苍白颜色。3.光催化功能---清洁空气,PM2.5分解环境有害气体可分为室内有害气体和大气污染气体。室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢及氨气等。纳米二氧化钛通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化,从而使空气中这些物质的浓度降低,减轻或消除环境不适感。苏州优锆纳米二氧化钛因粒径非常小,而且不团聚,分散性能好,没有任何沉淀,不含任何添加剂(香精),催化活性高:本款纳米光触媒的催化活性经过测试,比目前市场所有的催化性能最好的纳米二氧化钛的催化活性还高20-50倍。可以迅速的捕捉并分解室内的甲醛,苯,氨等有害气体,除味效果好。对PM2.5的分解清除有良好的效果。

  • 纳米材料在隔热涂料中的应用

    当前,节能和新能源探索已经成为世界的重要课题。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占的比例一般在30%~40%,它们绝大多数是采暖和空调造成的能耗,而通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖及空调耗能的50%。因此,提高门窗的保温隔热性能是降低建筑能耗的有效途径。为节约能源,人们发明了多种节能方法,都是为了阻隔太阳光中多余的热辐射而达到降温的目的。但是有些产品有的隔热效果不佳,有的价格过于昂贵等多种原因在应用推广上有些困难。纳米材料由于具有宏观尺寸物体所没有的性质,能为新型涂料的研制带来意想不到的效果而成为研究的热点。透明隔热宝(UG-C06)是由优锆纳米新研发出的一种水性陶瓷类隔热保温涂料,采用最新复合陶瓷隔热技术和纳米二氧化钛材料,设计用来反射光能和辐射热能。在炎热的季节降低表面温度和内部温度;在寒冷的季节更好地保持室内温度;在使用空调的环境中降低能源消耗。不仅如此,透明隔热宝(UG-C06)独特的环保成分――液体纳米ATO,纳米二氧化钛更能消除周围环境中的异味,解甲醛和其他有害物质。透明隔热宝(UG-C06)中的4种陶瓷微珠能够产生魔术般的功效!第一种陶瓷微珠能够有效地阻隔紫外线达99%;第二种陶瓷微珠能反射90%以上的可见光;第三种陶瓷能够阻隔红外线达92.5%,而神奇的第4种陶瓷分子能够防止超量的水蒸汽进入,而允许正常数量的水分子的通过。由此极大增加整个建筑表面的防晒绝热能力。该产品采用先进的生产工艺将纳米超活性ATO ,TIO2做成适合在玻璃,瓷砖,金属,水泥、PE,PET,PC,PP,PVC等表面涂覆的纳米涂层材料。其透明性的超活性ATO,起到吸收红外线和阻隔紫外线功能。超活性ATO化学性稳定的对热,湿度等外部环境引起的物性变化小,所以能保持半永久性导电性质,能有效地阻止红外辐射和紫外线辐射,阻隔红外效果达95%,阻隔紫外效果达90%,该涂层材料与基材有极好的相容性,铺展,流平性能好,附着力强,持久不脱落。纳米隔热涂料(优锆纳米)不仅能够兼顾隔热与透光性,而且具有机械性能优异、耐老化、耐腐蚀等优点。纳米透明隔热涂料的开发应用能够很好地解决对采光玻璃既透明又隔热节能的技术要求,加上其自身的结构特点保证了该涂料的使用寿命长,因而纳米透明隔热涂料在普通玻璃、有机玻璃等透明载体表面的开发应用,不但环保节能,而且经济实用。在当今社会能源危机和环保压力日益增大的情况下,隔热涂料将具有很好的应用前景。

  • 【转帖】电极用β-Ni(OH)2纳米材料的制备

    电极用β-Ni(OH)2纳米材料的制备概述纳米材料是关于原子团簇和微粉之间的一种新型材料,它是指尺寸介于0.1~100nm范围内的超细颗粒(缉纳米颗粒),包括金石、非金属、有机、无机和生物等多种颗粒材料。随着物质的超细化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生宏观物体所不具有的特性,如表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等,因此,纳米材料与常规颗粒材料相比具有一系列优异的电、磁、光、力学和化学等宏观特性,从而使其作为一种新型材料在电子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。目前,世界各国对纳米材料的研究主要包括制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面。其中超微粉的制备技术是关键。纳米材料的制备途径大致有两种:一是粉碎法,即通过机械作用将粗颗粒物质逐步粉碎而获得纳米颗粒 另一种是造粉法,利用原子、离子或分子通过成核和长大两个阶段合成纳米颗粒。如以物料状态来分,则可归纳为固相法、液相法和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]法三大类,但随着科技的不断发展以及对不同物理化学特性纳米材料的需求,在上述方法的基础上衍生出许多新的制备技术,如配位沉淀法、微乳法等。90年代以来,纳米科学技术已经应用到电化学领域。纳米态活性物质β-Ni(OH)2.作为添加物掺杂到常规用球形β-Ni(OH)2,可提高填充密度,进而提高放电容量,由此制面的β-Ni(OH)2电极,单电极放电容量大大提高。氢氧化镍正极在粘结式碱性二次电池中的应用十分广泛。US Nanoclrp.Inc公司的科研人员利用湿化学合成方法制备出纳米级Ni(OH)2粉未,具有β-Ni(OH)2的结构,是高度纳米孔隙的纤维和等轴晶粒的混合物,纤维直径2~5nm,长150~50nm,晶粒尺寸约5nm,由其团聚后制成的正极放电容量可提高20%。本实验采用均相沉淀法制成β-Ni(OH)2纳米粉,供后续的电化学实验制备电极,测其正极比容量。制备原理Ni(NO3)2 + 2en =[Ni(en)2](NO3)2[Ni(en)2](NO3)2 + 2NaOH = Ni (OH)2 (s) +2en +2NaNO3 由于乙二胺(en)的加入,与Ni2+形成配合物,降低了溶液中Ni2+的浓度。而不断生成的配合物与滴加的NaOH溶液在搅拌条件下,可制备出纳米级的Ni (OH)2。实验内容1. 准确移取200.00 ml 0.1000 mol/L Ni(NO3)26H2O溶液,水浴加热到50℃,保持恒温。2. 按物质的量比[en]:[Ni2+] = 2:1,准确量取乙二胺2.70ml,加入Ni(NO3)26H2O溶液中,并轻微搅拌。此时液体呈深蓝色,搅拌20分钟。3. 滴加NaOH溶液并控制滴速每分钟100滴左右,与此同时开始增加搅拌力度。反应过程中随时用精密pH试纸测定溶液pH值,当溶液pH值为12.5时,停止滴加NaOH溶液。此时溶液为蓝灰色,继续搅拌1小时。4. 反应完成后,将产物离心分离(1000 rmin-1),沉淀分别用蒸馏水、丙酮洗涤。5. 蒋沉淀物在80℃真空干燥8小时以上,即得所要制备的β-Ni(OH)2纳米粉末。

  • 磁性纳米粒子在生物医学方面的应用

    磁性纳米粒子/磁性纳米颗粒(Magnetic Nanoparticles, MNPs)是近年来发展迅速且极具应用价值的新型材料,在现代科学的众多领域如生物医药、磁流体、催化作用、核磁共振成像、数据储存和环境保护等得到越来越广泛的应用。 在科学家、工程师、化学家和物理学家的共同努力下,纳米技术使得生命科学和健康医疗领域在分子和细胞水平上取得很大的进展。磁性纳米粒子是纳米级的颗粒,一般由铁、钴、镍等金属氧化物组成的磁性内核及包裹在磁性内核外的高分子聚合物/硅/羟基磷灰石壳层组成。最常见的核层由具有超顺磁或铁磁性质的Fe3O4或γ-Fe2O3制成,具有磁导向性(靶向性),在外加磁场作用下,可实现定向移动,方便定位和与介质分离。最常见的壳层由高分子聚合物组成,壳层上偶联的活性基团可与多种生物分子结合,如蛋白质、酶、抗原、抗体、核酸等,从而实现其功能化。因此磁性纳米粒子兼具磁性粒子和高分子粒子的特性,具备磁导向性、生物兼容性、小尺寸效应、表面效应、活性基团和一定的生物医学功能。 由于其独特的物理、化学特性,磁性纳米粒子可以简化繁琐复杂的传统实验方法,缩短实验时间,是一种新型的高效率的试剂。目前,磁性纳米粒子在生物医药方面主要应用在磁性分离、磁性转染、核酸/蛋白质/病毒/细菌等的检测、免疫分析、磁性药物靶向、肿瘤热疗、核磁共振成像和传感器等。下文将具体介绍磁性纳米粒子的性质及在生物医学领域的主要应用, 并列出对应于不同应用的具体产品。 磁性纳米粒子的性质 磁性纳米粒子有一系列独特而优越的物理和化学性质。随着合成技术的发展,已成功生产出一系列形状可控、稳定性好、单分散的磁性纳米粒子。磁性纳米粒子具有的磁性使其易于进行富集和分离,或进行定向移动定位。磁效应由具有质量和电荷的颗粒运动形成。这些颗粒包括电子、质子、带正电和负电的离子等。带电颗粒旋转产生磁偶极,即磁子。磁畴指一个体积的铁磁材料中所有磁子在交换力的作用下以同一方向排列。这个概念将铁磁与顺磁区别开来。铁磁性材料有自发磁化强度,在无外加磁场时,也具有磁性。铁磁材料的磁畴结构决定磁性行为对尺寸大小的依赖性。当铁磁材料的体积低于某个临界值时,即成为单磁畴。这个临界值与材料的本征属性有关,一般在几十纳米左右。极小颗粒的磁性来源于基于铁磁材料磁畴结构的尺寸效应。这个结论的假设是铁磁颗粒在具有最低自由能的状态对小于某个临界值的颗粒有均匀的磁性,而对较大颗粒的磁性不均匀。前者较小颗粒称为单磁畴颗粒,后者较大的颗粒称为多磁畴颗粒。当单磁畴颗粒的直径比临界值更进一步降低,矫顽力变成零,这样的颗粒即成为超顺磁。超顺磁由热效应造成。超顺磁纳米粒子在外加磁场作用下具有磁性,而在外加磁场移除后不具有磁性。在生物体内,超顺磁颗粒只在有外加磁场时具有磁性,这使得它们在生物体内环境中具有独特优点。铁、钴、镍等晶体材料都有铁磁性,但由于氧化铁磁铁(Fe3O4)是地球上天然矿物中最具磁性的,且生物安全性高(钴和镍等材料具有生物毒性),因而在多种生物医学应用中,超顺磁形式的氧化铁磁性纳米粒子最常见。 铁磁流体(磁流体)是在外加磁场作用下变得具有很强磁性的液体,它是既具有磁性又具有流动性的新型功能材料。铁磁流体是由纳米级的铁磁或亚铁磁构成的胶体溶液,颗粒悬浮于载体溶液中,载体溶液通常为有机溶剂或水。纳米颗粒完全被表面活性剂包裹以防止聚合成团。铁磁流体通常在无外加磁场时不保持磁性,因而被归类为超顺磁。铁磁流体中的纳米粒子在正常条件下由于热运动不发生沉降。 球形颗粒的磁性纳米粒子的比表面积(表面积与体积之比)与直径成反比。对于直径小于0.1um的颗粒,其表面原子的百分数急剧增大,此时表面效应显著。颗粒直径减小,比表面积显著增大,同时表面原子数迅速增加。当粒径为1nm时表面原子数为完整晶粒原子总数的99%,此时构成纳米粒子的几乎所有原子都分布在表面上,在表面原子周围形成很多悬空键,具有不饱和性,易与其他原子结合形成稳定结构,表现出高化学活性。因此,固定目标分子/原子效率高。[font='

  • 纳米科学的介绍

    [font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是[/font]80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,1990年在美国巴尔的摩召开的第一届国际纳米科学技术会议,并正式创办的《纳米技术》杂志,标志着纳米科学的诞生。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是指研究在[/font]0.1nm~100nm尺寸范围内物质具有的物理、化学性质和功能的科学,它包括纳米生物学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等新兴学科。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]而纳米科技是指一种用单个原子,分子制造物质的科学技术,它以纳米科学为基础,进行制造新材料、新器件,研究新工艺的方法。在这里纳米不仅是一个空间尺度概念,而且表示了一种新的思考方式,即生产过程越来越精细。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]人类通过在原子、分子和超分子水平上控制了纳米结构来发现纳米材料的奇异特性,以及学会有效地利用这些特性,使得人类能够按照自己的意志,在纳米尺度上直接操纵单个原子、分子的排布制造出具有特定功能的产品,最终能够仿照自然界生态中非常复杂的过程,这也是纳米科技的最终目的,换句话说,我们是为了更好地理解这个世界而研究纳米物质的。[/size][/font]

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