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纳米生物材料 Nanobiomaterials Sugar Beet Pulp Cellulose 20% cellulose, 25-30% hemicellulose and 25-35% pectin, sucrose, proteins, lignin, fat Individual microfibrils 2 - 4 nm in diameter Bacterial Cellulose Acetobacter xylinum Ribbons: rectangular cross-section of 50 x 0.8 nm Microfibril size Thank You 生物磁性纳米颗粒 生物体内磁性超微颗粒---生物磁罗盘 磁性阿霉素纳米粒在磁场中的定向运动 磁性纳米粒 运动轨迹 磁性纳米球用于 细胞分离 癌症诊断 磁性纳米粒在生物医学中的应用 （3） 特殊的热学性质 固态物质在大尺寸形态时，其熔点是固定的，超 细微化后其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量 级时尤为显著。 （4）特殊的力学性质 呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3～5倍。 陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微 颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。 电子具有粒子性又具有波动性，因此存在 隧道效应。 纳米颗粒的一些宏观物理量，如 颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等， 亦显示出隧道效应，称之为宏观的量子隧道效 应。 3.宏观量子隧道效应 三. 纳米材料分类 纳米粉末：碳酸钙，白炭黑，氧化锌 纳米纤维：纳米丝、纳米棒、纳米管 纳米膜： 超薄膜、多层膜、超晶格 纳米液体材料 纳米块体: 纳米Cu的块体材料 材料的形态 物理性能 纳米半导体 纳米磁性材料 纳米非线性光学材料 纳米铁电体 纳米超导材料 纳米热电材料 化学结构 纳米金属 纳米晶体 纳米陶瓷 纳米玻璃 纳米高分子材料 纳米复合材料 应用 纳米电子材料 纳米光电子材料 纳米生物医学材料 纳米敏感材料 纳米储能材料 四. 纳米生物材料的制备 固相法 反应物的聚合状态 液相法 气相法 纳米颗粒的作用受其尺寸、形貌和结构的影响。不是所有纳米尺寸的颗粒都能起作用，纳米颗粒的尺寸也不是越小越好；特定的技术领域需要特定尺寸、大小均一的纳米颗粒才能发挥最佳效果。 四.几种典型的纳米材料 1.纳米颗粒型材料 应用时直接使用纳米颗粒的材料称为纳米颗粒型材料。 纳米金属磁粉 →高密度金属磁带、磁盘 超微颗粒催化剂 镍和钢-锌合金的超微颗粒 ，超细铁粉 磁性纳米颗粒 →药剂的载体 纳米金颗粒 →金溶胶 +Ag/Ab →间接凝集试验 (快速诊断 ) 超细的银/镍粉轻烧结体 →电池的电极 纳米隐身涂料 →军事（吸波特性，波的反射率↓↓） 2.纳米固体材料 ●纳米固体材料通常指由尺寸小于15纳米的超微颗粒在高压力下压制成型，或再经一定热处理工序后所生成的致密型固体材料。 ●主要特征是具有巨大的颗粒间界面，原子的扩散系数大大提高，使得纳米材料具有高韧性。 普通陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蚀等优点，但又具有脆性和难以加工等缺点。 纳米陶瓷 —增加韧性，改善脆性 复合纳米固体材料 金属陶瓷 ：含有20％超微钻颗粒---火箭喷气口的耐高温材料 金属铝中含进少量的纳米陶瓷颗粒---重量轻、强度高、 韧性好、耐热性强的新型结构材料。 渐变功能材料 ：成分缓慢连续地发生变化的材料。 耐高温陶瓷表面→陶瓷与金属的复合体→导热性好的金属 （与冷却系统相接触 ） 用途：航天飞机隔热材料、核聚变反应堆的结构材料； 人造器官 3.纳米膜材料 颗粒膜材料是指将颗粒嵌于薄膜中所生成的复合薄膜。 通常选用两种在高温互不相溶的组分制成复合靶材，在基片上生成复合膜，当两组份的比例大致相当时,就生成迷阵状的复合膜，因此改变原始靶材中两种组份的比例可以很方便地改变颗粒膜中的颗粒大小与形态，从而控制膜的特性。如对金属与非金属复合膜，改变组成比例可使膜的导电性质从金属导电型转变为绝缘体。 金颗粒膜 →红外线传感元件 氧化锡颗粒膜 →气体一湿度多功能传感器 铬—三氧化二铬颗粒膜