納米材料的應(yīng)用ppt課件-文庫吧資料
2025-05-09 03:30本頁面
【正文】 如各式納米傳感器，用于疾病的早期診斷、監(jiān)測(cè)和治療。將直接應(yīng)用于臨床診斷，藥物開發(fā)和人類遺傳診斷。目前已得到較好應(yīng)用的實(shí)例有：利用納米 SiO2微粒實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分離的技術(shù)，納米微粒，特別是納米金 (Au)粒子的細(xì)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(jìn)行局部定向治療等。生物合成和生物過程已成為啟發(fā)和制造新的納米結(jié)構(gòu)的源泉，研究人員正效法生物特性來實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的納米級(jí)控制和操縱。細(xì)胞中的細(xì)胞器和其它的結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機(jī)械”，細(xì)胞就象一個(gè)個(gè)“納米車間”，植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測(cè)少量血液，就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。 將藥物儲(chǔ)存在碳納米管中，并通過一定的機(jī)制來激發(fā)藥劑的釋放，則可控藥劑有希望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在新世紀(jì)，超導(dǎo)量子相干器件、超微霍爾探測(cè)器和超微磁場(chǎng)探測(cè)器將成為納米電子學(xué)中器件的主角。 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。利用 DNA基本元件堿基的配對(duì)機(jī)制，可以用DNA為“燃料” 控制這種鑷子反復(fù)開合。 如果有一種超微型鑷子，能夠鉗起分子或原子并對(duì)它們隨意組合，制造納米機(jī)械就容易多了。 ? 納米計(jì)算機(jī)的問世，將會(huì)使當(dāng)今的信息時(shí)代發(fā)生質(zhì)的飛躍。美國(guó)錫拉丘茲大學(xué)已經(jīng)利用細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白質(zhì)制作出了光導(dǎo) “ 與 ” 門，利用發(fā)光門制成蛋白質(zhì)存儲(chǔ)器。 注：細(xì)菌視紫紅質(zhì)是一種具有光驅(qū)動(dòng)質(zhì)子泵功能的跨膜蛋白 ,迄今為止已被當(dāng)作光合作用、質(zhì)子泵和七螺旋跨膜的受體模型進(jìn)行研究 . ? 到目前為止，還沒有出現(xiàn)商品化的分子計(jì)算機(jī)組件。畢閣等研究了細(xì)菌視紫紅質(zhì)分子潛在的并行處理機(jī)制和用作三維存儲(chǔ)器的潛能。該生物材料具有特異的熱、光、化學(xué)物理特性和很好的穩(wěn)定性，并且，其奇特的光學(xué)循環(huán)特性可用于儲(chǔ)存信息，從而起到代替當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息處理和信息存儲(chǔ)的作用。美國(guó)南加州大學(xué)的艾德曼博士等應(yīng)用基于 DNA分子計(jì)算技術(shù)的生物實(shí)驗(yàn)方法，有效地解決了目前計(jì)算機(jī)無法解決的問題 —“哈密頓路徑問題 ” ，使人們對(duì)生物材料的信息處理功能和生物分子的計(jì)算技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 四、納米技術(shù)在生物工程上的應(yīng)用 ? 眾所周知，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變的最小單位。這種玻璃與普通玻璃的價(jià)格比預(yù)計(jì)為 ： 1。 我國(guó)新近研制成功一種具備自動(dòng)清潔功能，可以自動(dòng)消除異味、殺菌消毒的 “ 納米自潔凈玻璃 ” 。在醫(yī)院的病房、手術(shù)室及生活空間細(xì)菌密集場(chǎng)所安放納米 TiO2光催化劑還具有除臭作用。內(nèi)毒素是致命物質(zhì)，可引起傷寒、霍亂等疾病。 ? （ 5）處理城市生活垃圾 用納米 TiO2可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大顆粒 TiO2的 10倍以上，從而解決大量生活垃圾給城市環(huán)境帶來的壓力。 ? （ 3）處理毛紡染廢水 用納米 TiO2催化降解技術(shù)來處理毛紡染整廢水，具有省資、高效、節(jié)能，最終能使有機(jī)物完全礦化、不存在二次污染等特點(diǎn)，顯示出良好的應(yīng)用前景。 ? （ 2）降解有機(jī)磷農(nóng)藥 有機(jī)磷農(nóng)藥是 70年代發(fā)展起來的農(nóng)藥品種，占我國(guó)農(nóng)藥產(chǎn)量的 80％，它的生產(chǎn)和使用會(huì)造成大量有毒廢水。其降解機(jī)理是在光照條件下將這些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和有機(jī)酸。 3．納米 TiO2與環(huán)境保護(hù) ? 由于納米 TiO2除了具有納米材料的特點(diǎn)外，還具有光催化性能，使得它在環(huán)境污染治理方面將扮演極其重要的角色。一種新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力。它從污水中流失，也是資源的浪費(fèi)。納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。污水治理就是將這些物質(zhì)從水中去除。納米級(jí)催化劑用于汽車尾氣催化，有極強(qiáng)的氧化還原性能，使汽油燃燒時(shí)不再產(chǎn)生一氧化硫和氮氧化物，根本無需進(jìn)行尾氣凈化處理。經(jīng)它催化的石油中硫的含量小于％。 美國(guó) F117隱形轟炸機(jī)機(jī) 美國(guó) B2隱形轟炸機(jī) 三、 納米材料在環(huán)境保護(hù)方面的作用 ? 隨著納米技術(shù)的悄然崛起，納米環(huán)保也會(huì)迅速來臨，拓展人類利用資源和保護(hù)環(huán)境的能力，為徹底改善環(huán)境和從源頭上控制新的污染源產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。 1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī) 美國(guó) F117表面包覆了多種超微粒 （ Al2O TiO SiOFe2O3 、氮化硼，碳化硼及其復(fù)合材料都是隱身材料）的紅外與微波隱身材料， 吸收寬頻帶的微波，可以逃避雷達(dá)的監(jiān)視，而伊拉克的軍事目標(biāo)沒有這種設(shè)施，損失慘重。 (1)紫外吸收 ? 日光燈管是利用水銀的 紫外譜線來激發(fā)燈管壁的熒光粉導(dǎo)致高亮度照明 .一般來說 ,185nm的短波紫外光對(duì)燈管的壽命有影響 ,而且燈管的泄露對(duì)人體有害 ,這是一直困擾日光燈工業(yè)的主要問題 .如果把幾個(gè)納米的 Al2O3 摻雜到稀土熒光粉中 ,利用納米紫外吸收的藍(lán)移現(xiàn)象就有可能吸收掉這種有害的紫外光 ,而且不降低熒光粉的發(fā)光效率 . ? 大氣中紫外線在 300400nm波段 (太陽光對(duì)人體有傷害的紫外線也是這個(gè)波段 ),在防曬油和化妝品中加入納米材料 ,納米 Al2OTiO SiO2等對(duì)這個(gè)波段的紫外光進(jìn)行強(qiáng)吸收 ,可減少進(jìn)入人體的紫外線 . ? 在紫外線照射下塑料很容易老化 ,如果在塑料表面涂上一層含納米材料的透明層 ,這種涂層對(duì) 300400nm波段的紫外線有強(qiáng)吸收 ,就可防止塑料的老化 .汽車和船艦的表面都涂上油漆 ,底漆主要是氯丁橡膠和雙酚或環(huán)氧樹脂為原料 ,容易在陽光照射下老化 ,使得油漆脫落 ,若在面漆中加上能
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