納米材料的應用ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 03:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能殺死環(huán)境中的細菌，而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復合物。在醫(yī)院的病房、手術室及生活空間細菌密集場所安放納米 TiO2光催化劑還具有除臭作用。 ?（ 7）自潔作用 ? 納米 TiO2由于其表面具有超親水性和超親油性，因此其表面具有自清潔效應，即其表面具有防污、防霧、易洗、易干等特點。 我國新近研制成功一種具備自動清潔功能，可以自動消除異味、殺菌消毒的 “ 納米自潔凈玻璃 ” 。 ?“ 納米自潔凈玻璃 ” 是應用高科技納米技術在平板玻璃的兩面鍍制一層納米薄膜，薄膜在紫外線的作用下可分解沉積在玻璃上的污物，氧化室內(nèi)有害氣體，殺滅空氣中的各種細菌和病毒。這種玻璃與普通玻璃的價格比預計為 ： 1。 綜上：被稱之為 21世紀前沿科學的納米技術將對環(huán)境保護產(chǎn)生深遠的影響，有著廣泛的應用前景，甚至會改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)環(huán)保觀念，利用納米技術解決污染問題將成為未來環(huán)境保護發(fā)展的必然趨勢。 四、納米技術在生物工程上的應用 ? 眾所周知，分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)不變的最小單位。生物分子是很好的信息處理材料，每一個生物大分子本身就是一個微型處理器，分子在運動過程中以可預測方式進行狀態(tài)變化，其原理類似于計算機的邏輯開關，利用該特性并結合納米技術，可以此來設計量子計算機。美國南加州大學的艾德曼博士等應用基于 DNA分子計算技術的生物實驗方法，有效地解決了目前計算機無法解決的問題 —“哈密頓路徑問題 ” ，使人們對生物材料的信息處理功能和生物分子的計算技術有了進一步的認識。 雖然分子計算機目前只是處于理想階段，但科學家已經(jīng)考慮應用幾種生物分子制造計算機的組件，其中細菌視紫紅質(zhì)最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學物理特性和很好的穩(wěn)定性，并且，其奇特的光學循環(huán)特性可用于儲存信息，從而起到代替當今計算機信息處理和信息存儲的作用。在整個光循環(huán)過程中，細菌視紫紅質(zhì)經(jīng)歷幾種不同的中間體過程，伴隨相應的物質(zhì)結構變化。畢閣等研究了細菌視紫紅質(zhì)分子潛在的并行處理機制和用作三維存儲器的潛能。通過調(diào)諧激光束，將信息并行地寫入細菌視紫紅質(zhì)立方體，并從立方體中讀取信息，并且細菌視紫紅質(zhì)的三維存儲器可提供比二維光學存儲器大得多的存儲空間。 注：細菌視紫紅質(zhì)是一種具有光驅(qū)動質(zhì)子泵功能的跨膜蛋白 ,迄今為止已被當作光合作用、質(zhì)子泵和七螺旋跨膜的受體模型進行研究 . ? 到目前為止，還沒有出現(xiàn)商品化的分子計算機組件。科學家們認為：要想提高集成度，制造微型計算機，關鍵在于尋找具有開關功能的微型器件。美國錫拉丘茲大學已經(jīng)利用細菌視紫紅質(zhì)蛋白質(zhì)制作出了光導 “ 與 ” 門，利用發(fā)光門制成蛋白質(zhì)存儲器。此外，他們還利用細菌視紫紅質(zhì)蛋白質(zhì)研制模擬人腦聯(lián)想能力的中心網(wǎng)絡和聯(lián)想式存儲裝置。 ? 納米計算機的問世，將會使當今的信息時代發(fā)生質(zhì)的飛躍。它將突破傳統(tǒng)極限，使單位體積物質(zhì)的儲存和信息處理的能力提高上百萬倍，從而實現(xiàn)電子學上的又一次革命。 如果有一種超微型鑷子，能夠鉗起分子或原子并對它們隨意組合，制造納米機械就容易多了?？茖W家在 10日出版的英國 《 自然 》 雜志上報告說，他們用DNA（脫氧核糖核酸）制造出了一種納米級的鑷子。利用 DNA基本元件堿基的配對機制，可以用DNA為“燃料” 控制這種鑷子反復開合。 ? 1997年，美國科學家成功地用單電子移動單電子，這種技術可用于研制速度和存儲容量比現(xiàn)在提高上萬倍的量子計算機。 2022年 7月，荷蘭研究人員制造出在室溫下能有效工作的單電子納米碳管晶體管。這種晶體管以納米碳管為基礎，依靠一個電子來決定“開”和“關”狀態(tài)，由于它低耗能的特點，將成為分子計算機的理想材料 [30]。在新世紀，超導量子相干器件、超微霍爾探測器和超微磁場探測器將成為納米電子學中器件的主角。 五、納米科技在其他方面的應用 ? ? 使用納米技術能使藥品生產(chǎn)過程越來越精細，并在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品。 將藥物儲存在碳納米管中，并通過一定的機制來激發(fā)藥劑的釋放，則可控藥劑有希望變?yōu)楝F(xiàn)實。 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入人體后可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織。使用納米技術的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。 ? 從蛋白質(zhì)、 DNA、 RNA到病毒，都在 1100nm的尺度范圍，從而納米結構也是生命現(xiàn)象中基本的東西。細胞中的細胞器和其它的結構單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機械”，細胞就象一個個“納米車間”，植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。遺傳基因序列的自組裝排列做到了原子級的結構精確，神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞和反饋等都是納米科技的完美典范。生物合成和生物過程已成為啟發(fā)和制造新的納米結構的源泉，研究人員正效法生物特性來實現(xiàn)技術上的納米級控制和操縱。 ? 納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細胞、紅血球還要小，這就為醫(yī)學研究提供了新的契機。目前已得到較好應用的實例有：利用納米 SiO2微粒實現(xiàn)細胞分離的技術，納米微粒，特別是納米金 (Au)粒子的細胞內(nèi)部染色，表面包覆磁性納米微粒的新型藥物或抗體進行局部定向治療等。 ? 正在研制的生物芯片包括細胞芯片、蛋白質(zhì)芯片 (生物分子芯片 )和基因芯片 (即 DNA芯片 )等，都具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點，已成為納米生物工程的前沿科技。將直接應用于臨床診斷，藥
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