纳米微粒

纳米微粒（推荐9篇）

纳米微粒 篇1

对于用十二烷基硫醇包覆的金纳米微粒,用Langmuir-Blodgett(LB)技术制备了二维金纳米微粒有序阵列.在单纯的硫醇包覆的金纳米微粒形成的LB膜中,由于硫醇分子之间的疏水相互作用,容易导致金纳米微粒的`自组织而在LB膜中形成缺陷.为了改善金纳米微粒的成膜性能和提高金纳米微粒阵列的有序性,正十二醇作为添加剂和润滑剂加入到金纳米微粒的氯仿溶液中与金纳米微粒一起形成LB膜.用透射电子显微镜对金纳米微粒的二维阵列进行了表征.结果表明,正十二醇的加入可以有效地减少用LB技术制备的二维金纳米微粒阵列中的缺陷,提高金纳米微粒阵列的有序性.

作 者：廖建辉 吴仲岿 葛存旺 虞伟 徐丽娜 陈坤基 顾宁 作者单位：廖建辉,葛存旺,虞伟,徐丽娜,顾宁(东南大学分子与生物分子电子学实验室,南京,210096)

吴仲岿(南京大学介观材料与化学实验室,南京,210008)

陈坤基(南京大学固体微结构物理实验室,南京,210008)

纳米微粒 篇2

光动力疗法是指让一些对光敏感的分子进入到肿瘤中, 然后用光照射, 这些光敏分子就会产生有毒物质杀死癌细胞。现在常通过血液注射的方式来输送光敏分子, 但注射液中多是彼此分散的单个分子, 这样要使肿瘤部位出现较高的光敏分子含量就有难度。

英国赫尔大学的研究人员在美国期刊《分子药物学》上报告说, 他们开发出一种直径为几十个纳米大小的微粒, 每个微粒可以携带上百个光敏分子, 具有把光敏分子大量送达肿瘤部位的能力。在纳米微粒的内部和外部, 还可以携带两种不同的光敏分子, 进而增加光动力疗法的效果。

研究人员罗斯·博伊尔说, 这种纳米微粒的形状经过精心设计, 能进入肿瘤而不在健康组织中引起副作用, 其原因是肿瘤中的血管与健康组织中的血管不太一样, 其血管壁并不紧密, 存在一些“漏洞”, 纳米微粒可以在血压推送下穿过这些“漏洞”进入肿瘤。

构成物质微粒的基本性质教案 篇3

现象：（学生认真观察分析，说出实验现象。）

整个试管慢慢变红，固体碘消失。提问：这个实验说明什么？ 结论：碘是由细小的微粒构成。（2）、高锰酸钾溶于水

演示操作：取一小块高锰酸钾固体放入试管中，向试管中加入5亳升水，振荡，观察现象；将试管中的溶液倒入盛有100毫升水的烧杯中，搅抖，观察现象。现象：高锰酸钾固体溶解，水变红。结论：高锰酸钾是由微小的微粒构成。

小结：经过无数科学家的研究，证明物质是由极其微小的、肉眼看不见的微粒所构成。人们已经发现物质大多数是由原子、分子和离子等微粒构成。原子、分子和离子的性质，原子、分子、离子分别构成哪物质，在以后的化学课中再作讲解。

二、构成物质的微粒的基本性质

（一）、微粒极其微小，肉眼无法看到

1、播放多媒体课件“水分子的自述” 内容是：嘿，我是构成水的微粒，我的质量和体积都很小，一个我的质量约为3×10-26kg，在每一滴水中大约有1.67×1021个和我一样的微粒。我这么小，当然你们人类用肉眼是看不见我的。如果用10亿人来数一滴水里的微粒，每人每分钟数100个，日夜不停，需要数3万多年才能数完哩。我想请你们猜一猜当我们微粒构成水时，是不是静止不动，紧密无缝的聚集在一起呢？由此，引入微粒的

（1）、向烧杯中加入约20毫升蒸馏水，滴入2—3滴酚酞试液，现向溶液中滴加浓氨水，可观察到溶液变成 红_色。这一现象说明：浓氨水能使酚酞试液变成红色。

（2）、演示白花变成红花实验（白纸鹤变红纸鹤）

把A，B两烧杯改成用滤纸折成的纸花，一只贴在大烧杯内壁，一只在外壁。实验前用酚酞把纸花喷湿，在实验过程中烧杯内的白花会变成红花。

提问：为什么白花没有接触到氨水也会变红呢？。思考：

1、你能举出一些生活中微粒不断运动的例子吗？

2、实验中为什么氨微粒可以运动到酚酞中，那酚酞微粒为什么没有运动到氨水中呢？

3、衣服为何在太阳光下干的比在阴凉处要快？

用多媒体演示在不同温度下水微粒的运动快慢。（微粒的运动速度与温度的关系。）

（三）、微粒间存在空隙。

1、探究实验3：

问题思考：10ml水和10ml酒精混合体积等于20ml吗？

（提示：教师提示学生联想生活中一碗黄豆和一碗小米混合，是否有两碗？）（1）、水和酒精的混合实验

取一根长约30厘米的细玻璃管，将一端封口，向下班管中加入水至玻璃管容积的1/2，再向玻璃管中加入酒精至玻璃管充满，塞好玻璃管口，上下颠倒玻璃管数次，观察玻璃空中液体体积的变化。

引导观察现象：酒精和水混合后，上下颠倒玻璃管，玻璃管中液体的体积减少。

讨论：这个实验说明什么？

（构成水和酒精的微粒之间存在间隙）（2）、气体、液体压缩实验

取一支一次性医用注射器，将栓塞向外拉，吸入一些空气，用手堵住针筒部小孔，将栓塞向前推，然后将空气换成水进行同样的操作。观察比较实验现象。请两位学生进行操作，引导学生观察比较现象，让学生说出现象。（空气和水被压缩，空气比水被压缩的程度大）提问：这一现象说明什么？

（构成空气和水的微粒之间存在间隙，构成空气的微粒之间的间隙比构成水的微粒之间的间隙大）

小结：

1、一般情况，在固体、液体中，构成物质微粒之间间距比较小，在气

体物质中，微粒之间的间距比较大。但水比较特殊，冰的微粒间距大于水的微粒间距，所以，水结冰时体积膨胀，这就是水的反膨胀现象。

2、构成物质的微粒有：原子、分子、离子。

3、原子、分子、离子都有以下性质：

（1）、十分微小（质量和体积都微小）；

（2）、不停地运动；温度越高，微粒的运动速度越快。（3）、存在间隔。

四、练习

（1）用线连接，使A组所叙述的现象与B组的解释一一对应。

A组

酒精温度计能指示气温的高低 墙内开花墙外香

一滴水里约有1.67×1021个水分子

B组 微粒很小 微粒之间有空隙 微粒是不断运动的

（2）用微粒的性质解释：物质热胀冷缩现象。

（微粒间有间隔，遇热时微粒间间隔变大，所以我们会看到热胀现象；遇冷时微粒间的间隔变小，所以有冷缩现象。）

五、小结

本节课我们学习了物质是由原子、分子、离子等微粒构成的，它们都十分微小，都在不断地运动，它们之间存在间隔。我们利用这些性质，可以解释生活中的一些现象。

板书设计：

单元1

构成物质的微粒 ——构成物质微粒的性质

1、物质是由微粒构成的

2、微粒是不断运动的

温度越高，微粒的运动速度越快。

3、微粒之间有空隙

纳米微粒 篇4

【设计思路】

本单元内容是在学习了原子核外电子排布与元素周期律的基础上引入的，通过本单元的学习可以帮助学生初步认识原子是怎样构成物质的，了解物质中微粒之间存在的相互作用，认识离子键、共价键、分子间作用力，微粒之间的相互作用 课时1 离子键（教案）。

教材在讲述离子键这一课时从学生熟悉的物质氯化钠入手，帮助学生认识活泼金属和活泼非金属元素原子间能形成典型的离子键。通过学习，应用电子式来说明离子键的形成，表示离子化合物。

本课时的学习重点是学会判断离子化合物，以及学会常见化合物电子式的书写，对于基础薄弱的学生必须对前20号元素的原子核外电子排布完全掌握，因此需要加深记忆。物质的微观结构比较抽象，学生的空间想象能力还不强，教师在教学中要注意运用比较、化学符号、化学用语和模型，将抽象的概念具体化、形象化，减少理解的空难。【学情分析】

初中化学介绍了离子的概念，学生知道钠离子和氯离子由于静电作用结合成化合物氯化钠，又知道物质是由原子、分子和离子构成的，但并没有涉及离子化合物的概念。本节的化学键内容，目的的使学生进一步从结构的角度认识物质的构成，从而揭示化学反应的实质。

本节教材涉及的化学基本概念较多，内容抽象。根据高一学生的心理特点，他们虽具有一定的理性思维能力，但抽象思维能力较弱，还是易于接受感性认识。因此，本节课的教学，应低起点，小台阶，充分利用现代化教学手段，进行多媒体辅助教学，来突出重点，突破难点。

由于离子键的概念比较抽象，用电脑演示离子键形成的过程并设计动画，不但可以提高学生学习的兴趣及积极性，还能很好地帮助学生理解离子键的形成及概念。在电子式的学习里，学生最容易犯的错误是眼高手低的毛病，为加深学生对错误的认识，课堂上用欲擒故纵的方法，对不同物质的电子式进行分类，这样学生听起课来应该更专心，印象也深。最后再由学生根据自己的错误所在，总结出书写时的注意事项，从而得到好的教学效果。【教学目标】

知识与技能：1.掌握离子键的概念。

2.掌握离子键的形成过程和形成条件，并能熟练地用电子式表示离子化合物的形成过程。过程与方法：1.通过对离子键形成过程的教学，培养学生抽象思维和综合概况能力；

2.通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力，通过分子构型的教学，培养学生的空间想象能力。

情感态度与价值观：1.培养学生用对立统一规律认识问题。

2.通过对离子键形成的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神。3.培养学生由个别到一半的研究问题的方法。从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。

【教学重点】1.离子键和离子化合物的概念。2.用电子式表示离子化合物的形成过程。【教学难点】用电子式表示离子化合物的形成过程。【教学方法】学案导学、精彩展示、纠错反思 【教学准备】多媒体课件、投影仪。【教学过程】

引入元素原子的结构决定了元素的化学性质，化学反应的实质是原子的重新组合，是不是任意两个或多个原子结合就能形成新物质呢？答案是否定的。原子与原子相遇时，有些能自行组合，而有些则不能，这说明在能组合的原子和原子之间，一定有某种作用的存在，才能使原子和原子相互结合成新的分子和新的物质。人在地球上生活而不能自动脱离地球，是因为地球对人有吸引力。同样的原子之间能自动结合是因为它们之间存在着强烈的相互作用。原子和原子组合时，相邻的原子之间所存在的强烈的相互作用，我们又称其为化学键，这也是我们本节课所要讲的内容。 板书

一、化学键

1.化学键的概念 讲述根据原子和原子相互作用的实质不同，我们可以把化学键分为离子键、共价键、金属键等不同的类型，教案《微粒之间的相互作用 课时1 离子键（教案）》。首先我们来学习离子键。 板书2.化学键的类型：离子键、共价键

二、离子键 实验探究演示钠在氯气中的燃烧（请一位同学描述实验现象）

现象：钠在加热的情况融成一个小球，当把盛有黄绿色气体的集气瓶扣于预热过的钠上方时，钠剧烈燃烧，瓶中出现大量白烟，原来的黄绿色逐渐消失! 自学展示1请大家写出该反应的化学方程式。 2na+cl2====2nacl

交流讨论有些原子在化学反应中容易失去电子，有些原子在化学反应中容易得电子，那么，在氯化钠的形成过程中，哪种原子得到电子，哪种原子失去电子呢？请大家用原子结构示意图，完成下列表格。

原子结构示意图

通常什么途径达到稳定结构

用原子结构示意图表示氯化钠的形成过程

na cl

氯化钠的形成：要求学生填写下列原子结构示意图和达到稳定结构的途径。精讲点拨上述过程我们可以用电脑形象地表示如下： ①钠原子最外层1个电子在核外高速运动，氯原子最外层7个电子在核外高速运动； ②钠原子与氯原子互相接近(发生反应)；

③钠原子最外层1个电子跑到氯原子上去，钠原子变成带1个单位正电荷的阳离子，氯原子变成带1个单位负电荷的阴离子，由于静电作用而生成氯化钠。[讲述］从原子结构分析氯化钠的形成过程，我们可以看出在钠跟氯气反应时，由于钠元素的金属性很强，在化学反应中钠原子易失掉一个电子而形成8电子稳定结构；而氯元素的非金属性很强，在化学反应中氯原子易得一个电子而形成8电子稳定结构。

当钠原子和氯原子相遇时，钠原子的最外电子层的1个电子转移到氯原子的最外电子层上，使钠原子和氯原子分别形成了带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。这两种带有相反电荷的离子通过静电作用，形成了稳定的化合物。我们把阴、阳离子结合成化合物时的这种静电作用，叫做离子键。

板书1.使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键。交流讨论根据氯化钠的形成过程，小结下列问题： 1.形成离子键的微粒是什么？ 2.哪些元素原子在化合时可能形成离子键？

精讲点拨活泼金属和活泼非金属化合时，由于活泼金属的原子容易失去其最外层上的电子形成阳离子，活泼非金属的原子容易结合电子形成阴离子，它们之间可以通过电子转移，分别形成阳离子和阴离子。一般第Ⅰa、Ⅱa元素与第Ⅵa、Ⅶa元素之间容易形成离子键。另外，强碱和大多数的盐也都以离子键结合。这些阴、阳离子通过静电作用便形成离子化合物。案例展示1 下列原子序数表示的两种元素能形成离子化合物的是①11和10②6和16③19与7④12与8 a．①②

b．②③ c．①③

d．③④

自学展示2在化学反应中原子核是不会发生变化的，但外层电子，特别是最外层电子会发生变化，为了分析化学反应实质的方便，我们引进了只表示元素原子最外层电子的这么一种式子——电子式。 板书

三、电子式 在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子的式子叫电子式。 案例展示2写出下列原子的电子式

k ca f s 案例展示3写出下列离子的电子式 k+、mg2+、o2-、cl-案例展示4写出下列物质的电子式 ab型 nacl cao a2b型na2s ab2型 mgcl2 案例展示5用电子式表示离子化合物形成过程：mgcl2 k2s 交流讨论请同学们归纳小结用电子式表示离子化合物形成过程的注意事项。请其他组对上述发言进行评议。

精讲点拨注意：①离子须标明电荷数； ②相同的原子可以合并写，相同的离子要单个写；

③电子式中阴离子要用方括号括起；④不能把“→”写成“＝”；⑤用箭头标明电子转移方向(也可不标)。

【小结归纳】本节课解决的关键问题：离子化合物的判断，电子式的书写，用电子式表示离子化合物的形成过程。

【板书设计】

一、化学键

1.化学键的概念 2.化学键的类型：离子键、共价键

二、离子键 1.使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键。

纳米微粒 篇5

钙钛矿型催化剂处理NOx和微粒的工作条件

摘要：通过试验,对钙钛矿型复合氧化物催化剂La0.9K0.1CoO3处理NOx和微粒的工作条件进行了研究,结果表明,反应温度、氮氧化物的浓度、氧气的浓度以及催化剂与微粒的接触程度,是影响催化反应进行的.主要因素,同时给出了反应条件.该催化剂的反应条件与柴油机尾气状况相近,通过与其他氮氧化物后处理技术协同作用,可望达到较好的去除汽车尾气污染物的效果.作 者：王伟    杜传进    徐翔    WANG Wei    DU Chuan-jin    XU Xiang  作者单位：武汉理工大学汽车工程学院,武汉,430070 期 刊：武汉理工大学学报  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 28(9) 分类号：X734.2 关键词：钙钛矿型催化剂    La0.9K0.1CoO3    净化   

纳米微粒 篇6

近年来,人们在Zn S、Cd S纳米材料的制备方面开展了许多的研究工作。据报道,Zn S和Cd S纳米材料可以通过多种方法合成,归纳起来可分为固相法、液相法和气相法共3大类[3]。运用化学沉淀法[4]、电化学合成法[5]、模板法[6]、溶胶凝胶法[7,8]、水热合成法[9~10]和微波辐射法[11]等均可以合成过渡金属硫化物纳米材料,微乳液体系中液相反应法因具有工艺简单、条件温和及粒径可控等诸多优点更是备受人们的青睐。

本研究工作采用W/O型微乳液法,以Triton X-100(3m L)/正辛醇(2m L)/环己烷(8m L)/反应物溶液所形成微乳液体系成功制备出Zn S、Cd S纳米微粒,还将体系中水与表面活性剂的摩尔比(ω)作为变量,探讨ω值的变化对合成纳米Cd S粒子的形貌和粒径的影响,并结合TEM、XRD、Raman、UV-Vis和PL等检测手段对产物进行相关表征和分析。该方法反应条件温和、操作简单、产率高、粒径小、粒子均匀性、分散性好,为Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的合成与应用提供了技术基础。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硫化钠Na S·9H2O(AR)、乙酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O(AR)、硝酸镉Cd(NO3)2·4H2O(AR)、无水乙醇CH3CH2OH(AR),聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)C36H62O11(AR),环己烷C6H12(AR),正辛醇C8H18O(AR),丙酮C3H6O(AR),去离子水。

78HW-1恒温磁力搅拌器;LG10-2.4A电动离心机;DZF-6060真空干燥箱;EM 400ST透射电镜;D/MAX 2500V X射线衍射分析仪RF-5301PC;In Via显微共焦激光拉曼光谱仪;Cary 100型紫外-可见分光光度计;荧光分光光度计。

1.2 样品的制备

分别配制浓度均为0.1mol·L-1的Na2S、Zn(CH3COO)2、Cd(NO3)2等3种反应物溶液;室温下,采用Shah法先将不同反应物溶液分别配制成均相、澄清、透明、稳定的W/O型微乳液。

Zn S制备:在强力搅拌下,将含有Na S的微乳液逐滴滴入含有Zn(CH3COO)2的微乳液中,滴加完后继续搅拌30min,使2种微乳液充分混合与反应,室温下静置陈化。反应完毕后,依次用丙酮、无水乙醇和去离子水洗涤沉淀多次,真空抽滤后,将产物真空干燥5h,得到产物Zn S。

Cd S制备:采用含有Na S的微乳液逐滴滴加到含有Cd(NO)的微乳液中,其余过程与上述制备Zn S的相同。

1.3 样品的测试

利用透射电镜(TEM)观测样品的形貌和粒径;分别用X射线衍射分析仪和拉曼光谱仪对样品Zn S进行检测;分别用紫外-可见光谱仪与荧光光谱仪测试Cd S纳米粒子的紫外-可见吸收性能和激发及发散光谱。

2 结果与讨论

2.1 纳米Zn S的表征与分析

2.1.1 样品的形貌和粒径

在p H=6、反应物浓度为0.1mol·L-1、ω=15(含水量为1.2 m L)、反应温度为298K的实验条件下制备Zn S纳米粒子,合成了具有准球状结构的纳米硫化锌粒子,平均粒径在25nm左右,均匀性、分散性都较好,如图1所示。

2.1.2 样品的XRD光谱及拉曼光谱分析

图2为样品的XRD图谱,XRD光谱表明纳米硫化锌为立方β-Zn S晶相(闪锌矿型),对应的3个谱峰依次为闪锌矿型硫化锌的(111)、(220)、(311)面的衍射峰。拉曼光谱也进一步证实了这一点(图3)。

2.2 纳米Cd S的表征与分析

2.2.1 样品的形貌和粒径

在p H=5、反应物浓度为0.1mol·L-1和温度为298K时,通过实验分别考察了在ω=10、ω=15和ω=30等3个不同ω值条件以及不同的陈化时间对合成Cd S微粒的影响,图4为这一系列ω值在不同陈化时间下的Cd S纳米粒子的TEM图所展示的形貌。从图4可知,当ω值变化时,Cd S纳米粒子无论是其粒径还是形貌均随着ω值的变化而发生变化,而陈化时间对Cd S纳米粒的晶型也有一定影响。当ω=10,陈化时间为10min时,TEM图所显示出来的粒子粒径小,但Cd S纳米粒的晶型还不够稳定;ω=15,陈化30min时,所得Cd S纳米粒子晶型稳定单一,粒径较小,平均粒径在5nm左右,微粒分布状态良好,形貌也相对均一;而当ω=30,陈化60min时,粒径大小分布不够均一,较大的纳米粒子其粒径达10 nm左右,还出现了微粒团聚现象。可能原因其一是由于ω值变大时,水核半径也相应增大,所合成的Cd S纳米粒子其粒径也随之变大;其二还可能因为水含量的增大导致微乳液的水核容易破裂,使纳米粒子之间容易发生聚集,所以粒径大小分布不均一。

2.2.2 样品的紫外-可见吸收光谱及荧光发射光谱分析

以p H=5、反应物浓度为0.1mol·L-1、温度为298K和ω=15合成的目标产物作为光谱实验的样品,紫外光谱表明,纳米硫化镉在300~450nm处有一个宽的吸收,随着放置时间的加长,光谱朝紫外区移动,450nm处的多硫离子的吸收完全消失,形成稳定的硫化镉纳米粒子。其荧光发射光谱,在纳米粒子陈化30min后基本趋于稳定。图5表明所合成的纳米硫化镉可以作为荧光量子点使用,可以用于生物探针、环境监测等领域。

3 结论

以乙酸锌、硝酸镉和硫化钠为原料,采用W/O型微乳液法,成功合成出了平均粒径在25nm左右具有准球状结构的Zn S纳米粒子和粒径为5nm左右的纳米Cd S粒子。TEM图所展示的形貌和结构表明,该方法合成的产物粒子其均匀性、分散性都较好,ω值对合成纳米Cd S的形貌和粒径产生重要影响。Zn S纳米粒子的XRD光谱及拉曼光谱表明,合成的纳米硫化锌为立方β-Zn S相(闪锌矿型)。纳米Cd S的紫外-可见吸收光谱表明,陈化30min即能形成稳定的硫化镉纳米粒子,此时其荧光发射光谱,也基本趋于稳定,所合成的纳米硫化镉可以作为荧光量子点使用。

参考文献

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[2]张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京:科学出版社,2001.

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纳米科学技术与纳米材料发展综述 篇7

摘 要:介绍了纳米科学技术、纳米材料的概况及纳米材料的结构、特性、制备方法和应用前景.关键词:纳米科学技术;纳米材料;纳米效应

纳米是长度单位，原称“毫微米”即10’9米(10亿分之一米)。纳米科学是研究在1一100纳米内原子、分子和其他类型物质的运动和变化的学问。在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工，称为纳米技术。20世纪80年代，纳米材料体系开始为科学家所关注，目前已成为跨世纪材料科学研究的热点。纳米科学技术

纳米科学技术是在0.1~100 nm尺度上研究和应用原子、分子现象,并由此发展起来的多学科的、基础研究与应用研究紧密联系的新的科学技术.它是现代物理(介观物理、量子力学、混沌物理和分子生物学等)和先进工程技术(计算机、微电子和扫描隧道显微镜等技术)结合的产物.纳米并非是一个新名词,但是在Nano ST中的纳米却是一种新的思考方式,即生产过程要越来越精细,以致最后在纳米尺度上直接由原子和分子制造具有特定功能的产品.因此,随着Nano ST的发展,必将引发一系列新的科学技术.国际纳米科技会议将纳米科技分为6个主要部分,即纳米电子学、纳米物理、纳米化学、纳米生物学、纳米机械学和纳米测量学.其中纳米电子学处于重要地位,其研究的直接目标就是新型的纳米电子器件,在纳米器件中,最有特色的是单电子器件.其典型结构是纳米粒子,它的电子结构特点是一个势阱内具有分立能级的量子点,若处于量子点内的电子能量高于热起伏,那么就可以检测到单电子隧穿现象.在此基础上可以构造单电子晶体管、逻辑电路、存储电路以及纳米功能元件阵列的超高密度集成电路.与现在的微电子器件相比,它具有更低的功耗、更快的开关速度、更高的存储密度以及更高的集成度.因此,它不仅有丰富的理论内容,而且有极为现实的应用前景.2 研究纳米科技的背景和意义

从真空电子管的发明到晶体管的出现,从集成电路的诞生到大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用,每一代小型化电子器件的出现,都带来了电子技术的革命,推动了电子科技的迅速发展,也促进了其它科技和社会生产的进步.特别是以微电子器件为基础的高速计算机的出现和个人计算机的广泛应用,使人类社会进入了计算机时代.促进计算机时代继续发展的一个重要因素是微电子器件的集成度不断提高,其芯片上的功能元件尺寸不断减小,按照目前功能元件尺寸减小的速度推算,不久的将来,芯片上功能元件的尺寸将进入纳米范围.目前,人类广泛应用的功能材料和元件,其尺寸远大于电子自由程,观测的电子输运行为具有统计平均结果.描述这些性质的主要是宏观物理量,现已有成熟的理论和技术.当功能材料和元件的尺寸逐渐减小到纳米量级时,其物理长度与电子自由程相当,载流子的输运将有明显的量子力学特征,传统的理论和技术已不再适用.因而,需要发展基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落等特性的新的理论和新的技术.传统科学技术中元件尺寸是从毫米向微米过渡,现在,在新技术、新效应的应用中,功能元件的尺寸要求从微米向纳米过渡.如果再进一步发展,需要组装性能更新颖、结构更复杂的功能元件,就需要开发新材料和相应的组装技术,也就更需要多学科的协作与交叉发展.因此,从80年代后期开始逐渐发展起来了一个新的综合性的多学科交叉的研究领域———纳米科学技术.纳米科学技术的诞生将对生产力的发展产生深远的影响,并且有可能从根本上解决人类面临的一系列问题,例如粮食、健康、能源和环境保护等重大问题。纳米材料学

纳米材料学是纳米科技领域中发展最为迅速的学科。纳米材料包括纳米颗粒材料和由纳米颗粒组成的纳米相块体材料。纳米材料学主要研究纳米材料的制备、结构、性能及其应用等，是纳米科技与材料学交叉而成的边缘学科。

3.1纳米材料的特性

在生产实践中人们发现，如果将宏观尺度的物质微细化到纳米尺度，这种纳米颗粒在性能上就表现出与原宏观尺度物质完全不同的性质，人们将这种纳米颗粒称为“物质的新状态”。纳米物质之所以表现出这些奇异的性能，主要是由于物质进人纳米尺度后表现出了一些宏观物质不具备或在宏观物质中可忽略的物理效应。据目前人们对纳米颗粒的研究，这些效应主要有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。

3.1.1表面效应

凝固态物理学告诉我们，处于物质内部的粒子和处于物质表面的粒子其状态完全不同，后者具有很高的能量和化学活性，在电子显微镜的电子束照射下，表面粒子仿佛进人了“沸腾”状态。一般情况下，由于表面原子数和整个物质的原子数相比微不足道，所以无表面效应显示。但当物质的尺度进人纳米量级，表面原子数就达到了不可忽略的地步(表1)，这时表面效应就表现得非常明显。纳米材料的表面效应可增加材料的化学活性、降低熔点等。利用这一特性可制作高效催化剂、敏感元件、用于高熔点材料冶金等。实际上，目前已成熟的粉末冶金法及无机材料行业普遍采用的粉碎一成形一烧结工艺流程，在一定程度上就是利用了这一原理。

3.1.2量子尺寸效应(九保效应)能带理论指出:由无数原子组成固体时，各原子的能级就合并成能带，由于各能带中电子数目很多，能带中能级间隔很小，可以看成是连续的。但对于纳米粒子，能带中能级间隔增大;当能级间距大于热能、磁能、电能、光子能量或超导态的凝聚能时，物质就会呈现出一系列与宏观物质截然不同的反常特性，这就是量子尺寸效应。量子尺寸效应会导致纳米物质在磁、电、光、声、热以及超导性等方面表现出与宏观物质显著不同的特性。例如，导电的金属在纳米状态下变成绝缘体;磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，光谱线会向短波长方向移动等。有人曾利用九保关于能级间距的计算公式计算出金属银粒子在IK时出现量子尺寸效应时的临界尺寸为14nm，指出当银粒的粒径小于14nm时将变成绝缘体。

3.1.3小尺寸效应

当固态物质的粒子尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特性尺寸相当或更小时，晶体周期性边缘条件将破坏，非晶质的表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热等特性发生显著改变，即谓之小尺寸效应。小尺寸效应为纳米物质的实用技术开拓了新领域，如果磁性物质当其处于纳米尺度时具有很高的矫顽力，可以制成磁卡，或制成磁性液体，广泛用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、润滑、选矿等领域。利用等离子共振频率随尺寸变化的性质，可以通过改变纳米颗粒的尺寸控制吸收边位移，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、飞机隐型等。

3.1.4宏观量子随道效应

电子等微观物质具有穿越热垒的能力称隧道效应。现在人们发现一些宏观的量如纳米颗粒的磁化强度、量子相干器中磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观量子隧道效应。宏观量子隧道效应早期曾被用来解释纳米镍在低温下继续保持超顺磁性等，后来发现在许多纳米物质中普遍存在。对宏观量子隧道效应的研究既有基础理论意义，又有重要的实用意义。它限定了磁介质进行信息存储的时间极限。量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一起将会是未来电子器件的基础，一方面它指出了现有电子器件微型化的发展方向，同时又确定了其限度。纳米材料的制备方法

制备高纯、超细、均匀的纳米微粒，发展新型的纳米材料，就显得格外重要。通常，纳米微粒制备的要求是:(l)表面洁净;(2)粒子形状及粒径、粒度分布可控，防止粒子团聚;(3)易于收集;(4)有较好的稳定性;(5)产率高。随着纳米微粒研究的深入，对纳米超细微粒提出了不同的物理、化学特性需求，而解决问题的关键就在于研究、发展新的合成技术，并实现纳米材料的规模化、产业化。纳米超细微粒的制备方法很多，总体上可分为物理方法和化学方法，以物料状态来分可归纳为固相法、液相法、气相法，进而发展、衍生出模板合成法。具体包括固相物质热分解法，物理粉碎法，高能球磨法，水热合成法，表面化学修饰法，化学沉淀法，胶体化学法，溶胶—凝胶法，电解法，激光加热蒸发法，气相等离子体沉积法等。合成的方法各有优缺点，通常存在的问题往往是反应需要高温、大量使用有机溶剂、过程控制复杂、设备操作费用昂贵、颗粒均匀性差、粒子容易粘结或团聚等。因此，需要根据对纳米材料的不同要求和特点，选择研究不同的合成方法。由纳米粉体制备具有极低密度、高强度的催化剂、金属催化剂载体以及过滤器等工艺有待改进。

5纳米技术的前景

现在很多国家，尤其是美国、日本和欧洲都非常重视发展纳米技术，他们在纳米技术研究和应用方面投人的经费成倍地增加，我国政府也十分重视纳米技术的基础研究和应用。据有些科学家分析，我国目前纳米技术的基础研究处于世界上第5第6位，应用研究主要是纳米粉体(材料)的研究处于世界先进地位。纳米技术将是二十一世纪最关键的科学技术，将是二十一世纪里各个国家实力较量的最主要、最根本的领域，二十一世纪将是纳米技术的时代。

参考文献

纳米微粒 篇8

1 材料

1.1 试验动物及药品

昆明小鼠10只, 6～8周龄, 雄性, 体重28～32 g, 由山东绿叶制药有限公司实验动物中心提供, 许可证号为SYXK (鲁) 2009 0013。

壳聚糖纳米微粒, 由浙江大学动物分子营养学教育部重点实验室惠赠;壳聚糖 (脱乙酰度98%) , 购自济南海得贝海洋生物工程公司。

1.2 主要试剂

无酚红RPMI 1640培养基, Hyclone公司生产;胎牛血清, 杭州四季青生物工程材料研究所生产;一氧化氮测试盒 (硝酸还原酶法) , 南京建成生物工程研究所生产;中性红, 天津市福晨试剂厂生产;其他试剂均为国产分析纯。

1.3 主要仪器

SW-CJ-2FI型超净工作台, 苏净集团生产;HERA cell 150型二氧化碳培养箱, Thermo公司生产;TH4-200型荧光倒置显微镜, Olympus公司生产;BCD-215KCLV型电冰箱, 青岛海尔公司生产;960MC型荧光分光光度计, 北京瑞利分析仪器公司生产;DRP-9162 型电热恒温培养箱, 上海森新实验仪器有限公司生产;MLS-3750高压蒸气灭菌仪, SANYO Electric Co.Ltd公司生产;LPZ5-2型低速自动平衡离心机, 北京雷勃尔公司生产。

2 方法

2.1 小鼠腹腔巨噬细胞的制备与培养

颈椎脱臼处死小鼠, 75%乙醇消毒5 min, 移入超净工作台, 用镊子提起小鼠下腹部皮肤, 剪1个小的横切口, 撕开皮肤, 使腹膜完全暴露, 向腹腔内注射4 mL PBS, 轻揉其腹部使液体充分流动。用针头轻轻挑起腹壁, 收集腹腔液于无菌离心管中, 1 000 r/min离心5 min, 弃上清液, 再用PBS洗涤2次。用含10%灭活胎牛血清的无酚红RPMI 1640培养液悬浮细胞, 调整细胞浓度为1×106/mL, 以100 μL/孔加入96孔板, 置于37 ℃、5% CO2培养箱培养2 h。弃培养液后, 用无酚红RPMI 1640培养液洗去未贴壁的细胞, 贴壁细胞即为腹腔巨噬细胞[5]。将含10%灭活胎牛血清的无酚红RPMI 1640培养液按100 μL/孔加入96孔板, 37 ℃、5% CO2培养箱中培养24 h。

2.2 试验分组

将培养24 h的小鼠腹腔巨噬细胞培养孔随机分为6组, 每组设6个重复, 加入壳聚糖纳米微粒使反应体系中壳聚糖纳米微粒的终浓度分别为0, 3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL, 壳聚糖浓度为30.00 μg/mL, 37 ℃、5% CO2培养箱中培养24 h。

2.3 小鼠腹腔巨噬细胞的细胞活力检测

采用中性红法检测细胞活力[6]。巨噬细胞对中性红的吞噬能力依赖于细胞的活力, 只有活细胞能吞噬该染料, 死细胞与状态不好的细胞不吞噬该染料。使用乙醇提取液可以将吞噬到细胞内的中性红染料萃取出来, 溶液颜色的深浅与所含染料量成正比。在作用24 h的小鼠腹腔巨噬细胞中加入终浓度为0.1%的中性红, 200 μL/孔, 反应1 h后弃上清液;用PBS洗涤细胞3次;加入细胞裂解液 (无水乙醇∶冰醋酸=1∶1) , 200 μL/孔, 静置过夜, 于540 nm波长处测各孔OD值。细胞活力 (%) = (OD540 nm加药孔-OD540 nm空白孔) / (OD540 nm对照孔-OD540 nm空白孔) ×100%。

2.4 小鼠腹腔巨噬细胞NO生成量的检测

NO化学性质活泼, 代谢过程中很快转化为亚硝酸根离子和硝酸根离子, 而亚硝酸根离子又进一步转化为硝酸根离子, 试验利用硝酸还原酶的特异性将硝酸根离子还原为亚硝酸根离子, 通过显色深浅测定其浓度的高低。培养结束后, 收集上清液于1.5 mL Eppendof管中, -20 ℃保存, 备用。用一氧化氮测试盒检测NO的生成量, 操作按试剂盒说明进行。

3 结果与分析

3.1 巨噬细胞的鉴别

在倒置相差显微镜下观察细胞形态, 细胞呈圆形或椭圆形, 边缘清晰整齐, 贴壁生长 (见图1) 。激活后细胞形态不规则, 向四周伸展伪足, 贴壁生长。细胞核呈圆形或椭圆形, 细胞质较丰富。中性红吞噬试验检测其吞噬功能, 可证实试验所取细胞有巨噬细胞的形态特征, 具有良好的吞噬功能。

3.2 不同浓度的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞细胞活力的影响 (结果见表1)

注:同列数据肩标字母相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

由表1可知:与对照组相比, 不同浓度 (3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL) 的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞的细胞活力无显著影响 (P>0.05) ;与壳聚糖组相比, 不同浓度 (3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL) 的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞的细胞活力也无显著影响 (P>0.05) 。

3.3 不同浓度的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞形态的影响 (结果见图2)

由图2可知:3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL壳聚糖纳米微粒和30.00 μg/mL壳聚糖作用小鼠腹腔巨噬细胞24 h后, 对其形态均无明显影响。

3.4 不同浓度的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞NO生成量的影响 (结果见表2)

注:同列数据肩标字母相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

由表2可知:与对照组相比, 不同浓度 (3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL) 的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞NO的生成量无显著影响 (P>0.05) ;与壳聚糖组相比, 不同浓度 (3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL) 的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞NO的生成量也无显著影响 (P>0.05) 。

4 讨论

巨噬细胞是免疫系统中重要的细胞, 是人体内抗感染和抗肿瘤的主要效应细胞, 具有多种免疫功能, 包括免疫防御、免疫自稳、免疫监视、免疫调节及抗原呈递等, 在机体的免疫系统中起重要作用。研究探讨壳聚糖纳米微粒对巨噬细胞内重要的信使分子和效应分子NO的影响, 以探索其免疫调节作用和抗肿瘤作用的分子机制。NO是体内重要的信使分子和效应分子, 在免疫系统中介导细胞毒性, 参与杀灭微生物、原虫并杀伤肿瘤细胞。

研究表明, 不同浓度 (3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL) 的壳聚糖纳米微粒对小鼠腹腔巨噬细胞NO的生成无显著影响。H.J. Jeong等[7]研究证实, 高分子质量壳聚糖能够单独刺激巨噬细胞RAW264.7 释放NO, 但是水溶性壳聚糖 (30 ku) 必须联合干扰素 (IFN-γ) 才能刺激巨噬细胞RAW264.7释放NO。有研究发现:低分子质量壳聚糖 (20 ku) 即使联合IFN-γ 也不能刺激巨噬细胞RAW264.7释放NO[8]。还研究表明, 壳聚糖能否刺激巨噬细胞释放NO, 与其分子质量大小密切相关, 壳聚糖纳米微粒的分子质量相对较低, 故本试验的结果与其他试验的结果相符。

研究所用壳聚糖纳米微粒的浓度相对较低, 在试验过程中发现, 较高浓度的壳聚糖纳米微粒在培养液中具有成膜性, 进而影响巨噬细胞的生长, 为了最大程度排除壳聚糖纳米微粒成膜性对细胞的影响, 试验选择了3.75, 7.50, 15.00, 30.00 μg/mL浓度的壳聚糖纳米微粒作为试验剂量。

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静脉输液微粒的危害及预防 篇9

1输液微粒的危害

(1) 血管栓塞。

(2) 血栓形成和静脉炎。

(3) 肉芽肿。

(4) 热原样反应。2输液微粒的预防

(1) 严格进货渠道, 选用符合国家药典规定的优质药液, 药物及一次性输液器具并按要求储存保管。使用中发现问题及时反馈给药械科, 保证药液及输液器具质量。

(2) 严格执行无菌操作, 保持输液操作中的空气净化, 治疗室空气, 处置台面定时消毒, 定期监测。治疗室内安装空气净化设施。改善护士配液操作环境, 减少污染。出院患者床单位及时清洁消毒, 通风换气。操作者按常规要求穿衣戴帽, 流动水洗手, 避免扫床和不必要的人员流动, 减少陪护及探视, 减少输液污染。为1名患者静脉穿刺后, 用消毒液喷手, 再给第二者穿刺, 以减少细菌微粒污染。油垢污染的皮肤彻底清洁。熟练掌握穿刺技术, 减少回针次数。穿刺失败即更换针头, 勿将拔出的针头插入瓶塞内。尽量选择锐利的小号针头。正确掌握进针角度和速度, 减少进针带入的微粒。

(3) 规范护理操作, 护理人员配制输液严格执行“三查七对一注意”制度。尽量减少穿刺输液瓶塞的次数, 降低针头穿刺胶塞微粒污染。安瓿不能倒置, 否则安瓿断口处的微粒混入药液中, 造成污染[1]。针头于安瓿中部抽吸, 在抽吸过程中尽可能使安瓿内液面与安瓿口间距离增大, 防止安瓿端口处的微粒混入药液[2]。配药时先用镊子敲开安瓿, 割安瓿时砂锯与玻璃摩擦, 在安瓿局部产生玻璃碎屑和脱落砂粒, 割痕越长玻璃碎屑越多, 不溶性大颗粒数目也随之增加。据报道[3]1支5m L的安瓿, 用砂轮割锯后不消毒掰开, 瓶内液体就会带有玻璃微粒1300~3000个, 用75%酒精棉球擦试割锯后再开瓶, 微粒污染会减少。

(4) 操作前仔细检查输液器具的有效期、生产批号、是否完好。配药前抽取适量液体冲洗注射器。排气时, 尽量多排液体冲洗注射器及输液器内的微粒。一次性输液器具1人1针, 1药1针, 杜绝重复使用。针头以9~12号为宜, 不宜过粗, 以减少橡皮屑脱落。使用尖端成封闭圆锥形, 在针头旁侧开方形针孔的针头, 避免刺穿胶塞时带入微粒[4]。静注药液时, 通过莫菲氏滴管测孔用药, 防止直接将注射器与输液针头连接, 未通过输液器终端过滤造成微粒污染。

(5) 输液器产品标存中增加对微粒指标的检测要求。

(6) 目前, 一次性输液器过滤精度还有少量的20μm微粒通过。使用精密过滤液器是预防微粒进入人体的有效措施。

(7) 合理用药注意配伍禁忌, 有人研究输液配伍微粒显示:配伍药液越多, 微粒越多, 微粒增加越明显[5], 药物配伍不当造成微粒倍增[6]。护士配输液药物前, 详细阅读药品说明书, 熟悉药物药理作用, 了解药物的理化性质、用法、用量, 配伍禁忌及不良反应。药物现用现配[7]。粉剂充分溶解, 药物浓度越高, 微粒越多, 溶解度小的药物, 增加液体量。

(8) 根据药物理化性质及药物溶解度合理选择溶媒及用量。如苦参注射液选择生理盐水, 不选择葡萄糖注射液。实验证明, 用葡萄糖注射液作溶媒, 溶液中微粒数增加[8]。

综上所述, 医院要加强输液的监控和治理, 选用优质药品及一次性输液器具。加强临床合理用药监管力度, 减少药物不合理配伍使用。严格执行无菌操作规程, 改善配液、输液环境, 减少输液中不溶性微粒污染, 达到预防输液反应发生, 安全输液, 确保患者用药安全有效的目的。

参考文献

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