纳米材料的应用与制备方法综述.doc

纳米材料的应用与制备方法综述摘要: 由于纳米材料的特殊结构以及所表现出来的特异效应和性能,使得纳米材料具有不同于常规材料的特殊用途。本文就纳米材料的应用及制备方法进行了综述,并对其发展前景进行了展望。关键词: 纳米材料; 应用; 制备方法 0 前言纳米材料出现的重要科学意义在于它引领人们认识白然的新层次,是知识创新的亮点。在纳米领域发现新现象, 提出新概念, 认识新规律, 建立新理论, 为构建纳米材料科学体系新框架奠定基础。材料的结构决定材料的性质。纳米材料的特殊结构决定了纳米材料具有一系列的特异效应,日: 小尺寸效应、量了尺寸效应和宏观量了隧道效应等久因而出现常规材料所没有的一些特别性能,从而使纳米材料己获得和正在获得广泛的应用! 美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”, 欧共体的“尤里卡计划”等都将纳米材料的研究列入重点发展计划; 日本在 10 年内将投资 250 亿日元发展纳米材料和纳米科学技术; 英国也将发展纳米材料科学技术作为重振英国工业的突破口; 我国的自然科学基金、“ 863 ”项目、“ 973 ”项目、“攀登计划”以及国家重点实验室都将纳米材料列为优先资助项目. 纳米材料必将成为“ 21 世纪最有前途的材料”, 纳米科学技术的发展必将对生产力的发展产生深远的影响, 并有可能从根本上解决人类面临的一系列如粮食、健康、能源及环保等重大问题。目前, 纳米材料的研究主要包括: (1) 纳米材料结构的研究以及纳米材料性能的分析、测试及表征; (2) 纳米材料的合理制备;( 3) 纳米晶结构材料及纳米微粒大小的可控性研究; ( 4) 纳米材料的工业化生产及实际应用. 其中纳米材料的制备在当前纳米材料科学的研究中占有极其重要的地位, 应用纳米材料由于其产生的特殊效应, 因而具有常规材料所不具备的性能, 使得其在各个方面的潜在应用极为广泛。对于纳米材料及其应用前景的研究工作已经不再局限于单一学科与单一研究方法, 而是多学科和多种研究方法的综合利用。 在催化方面的应用纳米微粒作催化剂是纳米材料的重要应用领域之一。纳米颗粒具有很高的比表面积, 表面原子配位不全表面的键态和电子态与颗粒内部不同等特点, 导致表面的活性位置增加, 使纳米颗粒具备了作为催化剂的先决条件。有关纳米粒子表面形态的研究指出, 随着纳米粒子的粒径的减小, 微粒表面的光滑程度变差, 凹凸不平的原子台阶逐步形成, 能够大大增加反应物料在其表面的接触机会。利用上述特性, 可将纳米粒子进一步加工成具有化学催化、光催化和热催化性能的纳米催化剂。纳米微粒作催化剂可以控制反应时间、提高反应效率及反应速度、决定反应路径、有优良的选择性和降低反应温度。 在生物医学方面的应用(1) 生物学中。纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程, 从而根据生物学原理发展分子应用工程。如在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为 5~ 20 nm 的聚合物后, 可以固定大量蛋白质, 特别是酶, 从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合, 研究分子生物器件, 利用纳米传感器, 可以获取细胞内的生物信息, 从而了解机体状态, 深化人们对生理及病理的解释。(2) 医学中。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发