2014纳米生物材料.pdf

思 考 题 1. 名词解释：SWNTS、MWNTS 、STM、AFM 、SEM、XRF 、TEM、 CRDDS、主动靶向、被动靶向、生物相容性 SWNTS: 单壁碳纳米管 MWNTS ：多壁碳纳米管 STM ：扫描隧道显微镜 AFM ：原子力显微镜 XRF ：X 射线荧光光谱分析 TEM ：透射电子显微镜 CRDDS ：控释给药系统 主动靶向：是利用抗原-抗体或受体等分子亲和作用将药物定向分 布在靶组织或靶细胞内,将药物定向地运送到靶区浓集发挥药效。 被动靶向：通过减少与非靶器官，组织及细胞的非特异性相互作 用来增加靶部位/非靶部位的药物水平比率。 生物相容性：材料植入人体后与人体相容程度 2. 什么是纳米、纳米结构、纳米材料、纳米科技？纳米技术的科学 意义？ 纳米：长度计量单位 纳米结构：以纳米尺度物质单元为基础，按一定规律构筑或组装 的新的体系，它包括一维，二维和三维体系。 纳米技术：在纳米尺寸上对物质和材料进行研究处理的技术。 纳米材料：在三维中至少有一维处于纳米尺度范围或由他们作为 基本单元构成的材料。 3. 举例说明纳米材料具有哪些特殊的性质？ 纳米金：颜色：不同粒径有不同的颜色，从红色至紫色 熔点：粒径降到5nm 以下，熔点急剧下降θ=2T0 σ/ ρLr 高电子密度：表面效应 粒径为10nm 时，比表面积为90m2/g；粒径为5nm 时，比 表面积为180m2/g；粒径下降到2nm 时，比表面积猛增到450m2/g。 粒子直径减小到纳米级：尺寸效应 4. 纳米材料有哪4 种维度？举例说明。 零维：团簇、量子点、纳米粒子 一维：纳米线、量子线、纳米管、纳米棒 二维：纳米带、二维电子器件、超薄膜、多层膜、晶体格 三维：纳米块体 5. 请叙述什么是小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道 效应、库伦堵塞效应。 小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、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征尺寸相当或更小时，晶体周 期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的 原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的 物理性质的变化称为小尺寸效应。 表面效应：球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直 径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。 随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子 数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定， 致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应。 量子尺寸效应：当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的 电子能级由连续态分裂成分立能级。当能级间距大于热能、磁能、 静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料 的量子效应，从而使其磁、光、声、热、电、超导电性能变化的 效应。 宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。 纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应，它们可以穿过宏观系统的 势垒而产生变化，这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。 库仑堵塞效应：前一个电子对后一个电子的库伦排斥，小体系单 电子运输行为。 6. 随着颗粒直径的减小，材料的熔点有什么改变？材料的热稳定性 有什么改变？ 1、熔点下降，由于颗粒小，纳米微粒的表面能高，表面原子数多， 这些表面原子临近配位不全，活性大，纳米例子熔化时，所需增 加的内能小，这就使得纳米微粒熔点急剧下降 2 、热稳定性变差，微粒半径越小，热稳定性越差。 7. 什么是纳米管、量子点？ 纳米管：是一种具有特殊结构的一维量子结构，径向为纳米级， 轴向为微米级。 量子点：准零维纳米材料，由少量原子构成，三个维度的尺寸都 小于费米波长。 8. 什么是纳米生物技术和生物纳米技术？两者有什么区别和联系？ 1) 纳米生物技术是纳米技术在生命科学的应用。此研究领域包括 两种方式：其一是纳米级工具应用在生物系统；其二是