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正文內(nèi)容

納米技術(shù)結(jié)課論文(留存版)

  

【正文】 包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征,以及原子操縱和原子組裝等。目前,納米生物醫(yī)學(xué)材料的探索應(yīng)用有:納米人工紅細(xì)胞、納米人工線粒體、納米人工眼球、納米人工鼻等?,F(xiàn)在納米技術(shù)已在不知不覺(jué)中進(jìn)入我們的生活,并引領(lǐng)了當(dāng)今科技日趨向微元化發(fā)展的方向。(其中納米技術(shù)在藥物方面的應(yīng)用涉及以下幾點(diǎn):①提高藥物的吸收利用度;②控制釋放系統(tǒng);③提高藥物作用的靶向性;④建立新的給藥途徑;⑤促進(jìn)藥物通過(guò)生物屏障。由于碳納米管中碳原子采取SP2雜化,相比SP3雜化,SP2雜化中S軌道成分比較大,使碳納米管具有高模量和高強(qiáng)度??茖W(xué)家近期發(fā)現(xiàn),在強(qiáng)酸、超聲波作用下,碳納米管可以先斷裂為幾段,再在一定納米尺度催化劑顆粒作用下增殖延伸,而延伸后所得的碳納米管與模板的卷曲方式相同。二、納米技術(shù)的材料特性及吸波機(jī)理: :納米材料是指材料組分的特性尺寸在納米量級(jí)(1~100nm)的材料,納米隱身 材料是指以磁性納米材料或結(jié)構(gòu)為主體構(gòu)成的一種復(fù)合型隱身材 料,由 于結(jié)構(gòu)和組成的特殊性,納米隱身材料具有一些獨(dú)特的特,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 :(1)特性尺寸在1~l00 nm之內(nèi),低于微波頻段趨膚深度,可以避開(kāi)趨膚效應(yīng) 的制約。 沙 拉耶夫造 出了隱身衣。納米技術(shù)帶動(dòng)了技術(shù)革命。在納米生物材料、微細(xì)加工、光學(xué)顯示、生物信息和分子生物學(xué)等技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,發(fā)展生物芯片技術(shù)、形成新型生物分子識(shí)別的專(zhuān)家系統(tǒng)、臨床疾病檢測(cè)系統(tǒng)、藥物篩選系統(tǒng)和生物工業(yè)活性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等實(shí)用化技術(shù),具有重要的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)前景。國(guó)際上把這類(lèi)材料稱(chēng)為納米組裝材料體系或者納米尺度的圖案材料。納米材料與納米技術(shù)的應(yīng)用:天然納米材料海龜在美國(guó)佛羅里達(dá)州的海邊產(chǎn)卵,但出生后的幼小海龜為了尋找食物,卻要游到英國(guó)附近的海域,才能得以生存和長(zhǎng)大。當(dāng)用金屬和陶瓷納米顆粒按其含量逐漸變化的要求混合后燒結(jié)成形時(shí),就能達(dá)到燃燒室內(nèi)側(cè)耐高溫、外側(cè)有良好導(dǎo)熱性的要求。納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便,用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體后可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。直到2003年3月,美國(guó)化學(xué)會(huì)年會(huì)上的有關(guān)納米顆粒對(duì)生物可能存在危害的報(bào)告才引起了世界對(duì)納米材料安全性的廣泛關(guān)注。而納米燃油添加劑正是通過(guò)這樣的過(guò)程讓燃油二次霧化,上萬(wàn)倍地提高了燃油的物理活性。另外,近年來(lái)有關(guān)工頻電磁場(chǎng)對(duì)人體健康的影響問(wèn)題已眾所周知,可現(xiàn)在我們?cè)僖膊挥脼榉离姶泡椛涠鴵?dān)憂(yōu)。新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力,它是普通凈水劑的10~20倍,可將污水中的懸浮物和鐵銹、異味等污染物除去,通過(guò)納米孔徑的過(guò)濾裝置,還能把水中的細(xì)菌、病毒去除。環(huán)境保護(hù)和能源高效利用是可持續(xù)發(fā)展的主旋律,就燃油來(lái)說(shuō),尋找提高燃油燃燒效率和降低廢氣排放的途徑便成了當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)已努力趕上先進(jìn)國(guó)家水平,研究隊(duì)伍也在日漸壯大。但是這種沉積工藝比較復(fù)雜,而且一般只適用于制備硬材料。納米傾斜功能材料在航天用的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)中,燃燒室的內(nèi)表面需要耐高溫,其外表面要與冷卻劑接觸。但是它創(chuàng)造的文明會(huì)是非常輝煌的。納米材料因其光吸收率大的特色,可應(yīng)用于紅外線感測(cè)器材料。這將是對(duì)信息產(chǎn)業(yè)和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的一場(chǎng)深刻的革命。也感謝老師這一學(xué)期的授課,讓我學(xué)到了不少東西。它表明,當(dāng)光線的方向發(fā)生改變,物品的隱身是可以實(shí)現(xiàn)的。在二戰(zhàn)期間,各國(guó)為了降低特征信號(hào)以提高飛機(jī)生存能力強(qiáng)烈需求的推動(dòng)下紛紛開(kāi)展隱形材料的制備,并取得一定的成就,像美國(guó)F117 A“夜鷹”隱形飛機(jī)的誕生。在激光照射下生成氣態(tài)碳,這些氣態(tài)碳和催化劑粒子被氣流從高溫區(qū)帶向低溫區(qū)時(shí),在催化劑的作用下生長(zhǎng)成CNTs。有了納米技術(shù),還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。概括來(lái)說(shuō),納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用大致有以下幾個(gè)方面:納米生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用由于納米材料結(jié)構(gòu)上的特殊性,賦予納米材料獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)和表面/界面效應(yīng),使其在性能上與微米材料具有顯著性差異,表現(xiàn)出諸多優(yōu)異的性能和全新的功能。由于納米技術(shù)的好奇,并且渴望對(duì)它進(jìn)一步了解,本學(xué)期選修了“納米技術(shù)”這門(mén)課,八個(gè)星期的課程感覺(jué)收獲還是很大的,老師認(rèn)真的講解和生動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容,填補(bǔ)了我在“納米技術(shù)”這一知識(shí)領(lǐng)域的空白,至少對(duì)“納米技術(shù)”不再感到陌生。)從這些應(yīng)用來(lái)看,我們不難發(fā)現(xiàn),納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的廣泛應(yīng)用必將使新世紀(jì)的醫(yī)學(xué)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍,有了納米技術(shù)的輔助,醫(yī)學(xué)材料性能變得更優(yōu)異、疾病診斷變得更準(zhǔn)確、臨床治療變得更可靠更及時(shí),從這些方面來(lái)講,納米技術(shù)為醫(yī)學(xué)研究學(xué)者攻克醫(yī)學(xué)難題治療疑難病癥提供了更大的可能性,為廣大醫(yī)療工作者帶來(lái)了方便快捷,也給患者們送去了福音。碳納米管具有良好的力學(xué)性能碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng),卻擁有良好的柔韌性,可以拉伸。于是科學(xué)家設(shè)想,如果通過(guò)這種類(lèi)似于DNA擴(kuò)增的方式對(duì)碳納米管進(jìn)行增殖,那么只需找到少量的扶手椅式納米管或鋸齒形納米管,便可在短時(shí)間內(nèi)復(fù)制、擴(kuò)增出數(shù)量幾百萬(wàn)倍于模板數(shù)量的、同類(lèi)型的碳納米管。(2)磁性金屬納米材料具有高飽和磁化強(qiáng)度及形狀各向異性,其微波頻段的磁 導(dǎo)率和磁損耗可比磁性金屬微米顆粒吸收劑高2個(gè) 以上等級(jí),該特點(diǎn)可使納米 隱身材料具有大幅度的提高低頻段吸波性能的潛力。普通的材料無(wú)論如何看似光滑,對(duì)于微粒子來(lái)說(shuō)都好像雨點(diǎn)打在鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)那樣大的粗糙核桃殼上 一樣,總是會(huì)向各個(gè)角度產(chǎn)生反射。利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細(xì)血管,“餓死”癌細(xì)胞。預(yù)計(jì)到!“年,僅納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用,全球市場(chǎng)將達(dá)到2000億美元。它的基本內(nèi)涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲、管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系。最后,長(zhǎng)大的海龜還要再回到佛羅里達(dá)州的海邊產(chǎn)卵。納米半導(dǎo)體材料將硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成納米材料,具有許多優(yōu)異性能。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測(cè)少量血液,就能通過(guò)其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。紐約羅切斯特大學(xué)的研究者讓大鼠在含有粒徑為20nm的聚四氟乙烯(特氟龍)顆粒的空氣中生活15分鐘,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)大鼠在隨后4小時(shí)內(nèi)死亡;而另一組生活在含120nm特氟龍顆粒的空氣中的大鼠,則安然無(wú)恙。有資料表明,運(yùn)用納米技術(shù)還可以制成非常好的催化劑,其催化效率極高。在強(qiáng)烈輻射區(qū)工作并需要電磁屏蔽時(shí),可以在墻內(nèi)加入納米材料層,或者涂上納米涂料,能大大提高遮擋電磁波輻射性能。這些污水問(wèn)題的處理就顯得迫在眉睫。理論基礎(chǔ)空氣凈化方面:目前大部分交通工具(如汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)等)仍以化石燃料為主要能量來(lái)源,然而化石燃料卻存在明顯的污染特質(zhì)——不易充分燃燒,從容造成空氣的污染以及能源的浪費(fèi)。納米技術(shù)在世界各國(guó)尚處于萌芽階段,美、日、德等少數(shù)國(guó)家,雖然已經(jīng)初具基礎(chǔ),但是尚在研究之中,新理論和技術(shù)的出現(xiàn)仍然方興未艾。碳材料的血液相溶性非常好,21世紀(jì)的人工心瓣都是在材料基底上沉積一層熱解碳或類(lèi)金剛石碳。因此,可以用它們制作溫度傳感器、紅外線檢測(cè)儀和汽車(chē)尾氣檢測(cè)儀,檢測(cè)靈敏度比普通的同類(lèi)陶瓷傳感器高得多。估計(jì)二十一世紀(jì)的前半葉,甚至更長(zhǎng)時(shí)間,這種方法還起到支柱作用。金
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