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納米技術特征范文第1篇

關鍵詞：功能性紡織品 納米技術開發 應用 研究

前言

傳統的紡織企業被發達國家逐漸淘汰，目前，先進的科學技術已經替代了傳統紡織企業。納米技術、生物技術、信息技術等新型的技術在紡織品制造中應用，能夠有效的完善紡織品的功能。其中基于納米技術下的紡織品的市場需求量逐漸增加。如，納米領跑、納米羊絨衫、納米保暖內衣等產品市場前景光明，為了拓展的紡織品市場，需要深入的研究納米技術應用。

一、功能性紡織品加工方法與發展思路

（一）功能性紡織品加工方法

功能性紡織品加工的方法比較多，常見的方法有以下幾種：第一，基于新的原料仿制功能性纖維。該種方法中所提到的新材料是指蝦、蟹、昆蟲殼中所提煉出來的纖維。此外還有自然界中的竹炭纖維、竹原纖維；第二，對紡織品的化學改性處理，該種方法是在原始的材料基礎上應用化學材料進行材料的性質改變，最終使得紡織品原液中的摻入功能劑；第三，應用新型的紡絲技術，該種技術下所生產出來的紡絲比較柔軟，并且表面上的纖維功能被優化；第四，基于后整理的纖維織物功能優化，應用功能性整理劑對紡織品進行后整理的方式，能夠賦予紡織品新的功能。

（二）功能性紡織品發展思路

功能性紡織品的產生，以人們的生活需求，社會的發展需求為核心，在未來，其發展道路更加的寬廣。在發展功能性紡織品環節中，首先需要強化基礎科學研究，其次，關注多學科、多領域以及相應產業鏈之間的合作與發展。第三，大力發展功能性紡織品市場。

二、納米技術在功能性紡織品加工中的應用

（一）仿荷葉效應防水材料

荷葉上的水珠不會浸濕荷葉，會聚積成為水珠，這樣的自然現象說明荷葉具有較好的防水性，該種現象對于功能性紡織材料的設計提供了新的思路。防水紡織品在人們的生活中應用廣泛，因此對于防水材料的研究比較關鍵。在電子顯微鏡下，蓮葉表面上覆蓋著無數尺寸約為10個Um的凸起包，并且在每個小凸起包上又布滿直徑約為的幾百nm的絨毛。基于荷葉表面的結構特征，使得其具備了較強的防水性能，該種結構為較為特殊的納米結構，研究人員在此基礎上研發出仿荷葉結構納米防水布。該種防水布借助其表面上凹凸不平的結構，能夠實現疏水疏油。

（二）仿“孔雀羽毛”結構的生色纖維

孔雀的羽毛色澤艷麗、美觀，將納米技術應用到功能性的紡織品加工中，通過分析孔雀時羽毛結構生色，總結出這樣結論：動物羽毛中的蛋白質晶體纖維會在自然光的照射下發生干涉，并且使得羽毛產生絢爛多彩的視覺色彩。為了借助納米技術仿造孔雀羽毛材料，采取對孔雀羽毛結構進行觀察的方式，了解其蛋白纖維的結構特征。在研究中發現孔雀羽毛的蛋白纖維、二維光子晶體結構產生過程比較特殊，是在積聚狀態下產生。在功能性紡織品研發中，應用納米技術，需要解決將nm單位的纖維設置在陽光折射率不同的尼龍材料中。該問題比較關鍵，需要在實際研究中，對重疊厚度設定中按照nm單位進行控制，那么，在這樣的設計下，就能夠制造出能夠發出紅、綠、藍、紫等四種顏色的紡織材料。該種材料與傳統的紡織材料相比，其實際的辨識度比較高，提升了紡織品的裝飾性。

（三）仿“小鳥絨毛”的中空纖維

鳥類的羽絨質軟，并且保暖性能較強，在羽絨服等御寒服裝中常見，但是該種羽絨材質造價比較高，因此，在紡織行業中運用納米技術研發出與小烏羽絨功能相似的中空纖維材料。該種纖維材料的產生為―種人工合成纖維，能夠有效的替代羽絨纖維材料，目前，該種材料已經成為了功能性紡織品中較為重點的材料。在絨毛纖維仿造中，借助虎皮鸚鵡的絨毛纖維特征進行生產，在研究中，通過虎皮鸚鵡絨毛纖維的電鏡照片，能夠發現絨毛細長，并且包含棱錐狀的附節。基于該種結構材料在實際應用，具有較好的方向性。在功能性紡織品生產中，借助膠原蛋白和靜電紡絲技術，能夠研制出一種兼具保暖性、蓬松性的產品。

（四）仿“蜘蛛絲”的防彈纖維

納米技術特征范文第2篇

關鍵詞：納米，中醫藥，經濟，技術

引言：通過現在的問題反映，首先提出一些納米技術的需求，再而闡述了納米中醫藥的現狀接著提出納米中藥化的好處和現在存在的一些問題，通過筆者的分析，一步一步的攝入了納米技術在當前中國的國情來說要發展，提出一些相對的解決方法。引入納米技術是社會的要求。最后說明自己的觀點（總結）。

隨著經濟的發展，環境問題變得越來越嚴重。從而導致發病率變得越來越高。如果還是單靠過去的一味中藥很難把病情完全治好。加上現在環境問題的特為嚴重和社會的需求量增多。很多中藥材都是靠人工培育，但人工培育的功效始終比不上天然的。雖然實行了中醫藥的政策，解決了老百姓的看病難，看病貴的問題。但始終是不能從根本解決問題。加上納米技術的進一步發展，因此將納米技術融入中醫藥是社會的要求，社會的主流。納米技術使中醫藥的藥效得到更好的發揮。

那先由我們看看納米中醫藥的發展

納米中藥制備技術的研究現狀

醫學上的發展就目前來說，提出最多的是中西合作和中醫藥現代化，但我們在中醫藥的現狀中發現很多問題，例如上面所提的民生問題，為此我們要想一下有沒有更好的方案解決目前的問題，隨著經濟的發展我，我國的納米技術已達到一定的程度，并取得一定的成效，為使中藥面向世界，并形成醫學科新的經濟增長點，應將現代的高新技術引入到中藥制劑之中。隨著科學技術的飛速發展，中藥的現代化生產已成為現實。納米技術的出現使得超微粉碎成為全世界各個生產領域的先進技術，日益顯現出它強大的生命力和蘊藏的無窮財富。對于中國的國藥—中草藥尤為如此。可以說中藥超微粉碎是中藥的一次飛躍性革命。如果中國能勝利的打完這場“革命”，在醫學生又是一個新的焦點。納米技術是如何引進中醫藥中呢？首先注意的是納米粒制備的關鍵是控制粒子的粒徑大小和獲得較窄且均勻的粒度分布，減小或消除粒子團聚現象，保證用藥有效、安全和穩定。

根據目前的科技情況。納米藥物粒子的制備技術可以分為三類，機械粉碎法、物理分散法和化學合成法。通過宏觀到微觀的轉型，實現了微觀世界的并且是醫學界的狂飆式發展。

中醫藥的理論基于對宏觀的自然界，而納米技術科研研究則是微觀技術，現在把宏觀與微觀技術的有機組合能不能在醫學上形成一們嶄新的“宏微”中醫理論學科呢？至于宏觀中醫藥大家對它有了一定的了解，現在我只是對微觀進行闡述。納米科學與技術，有時簡稱為納米技術，是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的引入是醫學微觀化，一方面由于納米技術的引入為攜帶提供了一定的方便，以前，無論什么看一次病總要大袋小袋的提著，這只是對病者，如果像醫院或一些醫護機構，當他們想購買大量藥物時不是很麻煩。引入納米技術在這里就起了相當重要的作用，比如運輸大量的藥物，現在只須小盒便能搞定；另一方面，害怕吃藥嗎？害怕打針嗎？不用怕，納米技術中藥話可以幫助你，把納米級藥物制成藥膏然后貼于患處，可以通過皮膚直接接受不需要注射。由于納米技術是對藥物的微觀化，比如將藥物磨成粉狀，加大了與病菌的接觸面積，例如中藥超細后的產品除用于散劑、顆粒劑、膠囊劑、片劑、中藥口服散劑、膠囊劑、微囊外，把藥物微化，這樣可以提高藥物在體內的生物利用度。增強中藥的療效，再者，納米技術在中藥加工方面的應用能保持中藥原有成分的基礎，使藥效充分析出。另外，納米粒子包裹的智能藥物進入人體后，可主動搜索并攻擊癌細胞或修復損傷組織。在人工器官移植領域，只要在器官外面涂上納米粒子，就可以預防器官移植的排異反應。使用納米技術的新型診斷儀，只需檢測少量的血液，就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病。在抗癌的治療方面，德國一定醫院的研究人員將一些極其細小的氧化鐵納米顆粒，注入患者的癌瘤里，然后將患者置于可變的磁場中，使患者癌瘤里的氧化鐵納米顆粒升溫到45-47攝氏度，這溫度足以燒毀癌細胞，而周圍健康組織不會受到傷害。同時，配合使用納米藥物來阻斷腫瘤血管生成，餓死癌細胞。納米中藥化不知那些好處，據了解，納米中藥化將藥物加工成納米級的微細粒子，病人服藥時，首先減輕病人的痛苦，有些病人怕吃藥，如果制成了粒子狀，病人一般是比較易接受，藥物的真對性特別的強，藥物就可能針對性地直達病灶，激活中藥細胞活性成分，直接攻擊病毒、細菌、重金屬、毒質，細胞壁或細胞膜等障礙將不復存在，這樣中藥療效可大大速率，盡快的減輕病人的痛苦，如治療消化道疾病的藥品“思密達”經納米化處理后其藥效提高了3倍。中藥藥效的加大、加快，使中藥可與西藥相媲美，為今后中藥的發展創造了條件。使中藥具有新的功能將中藥加工至納米尺寸之后，其細胞內原有不能被釋放出來的某些活性成分由于破壁而被釋放出來，有可能使納米中藥具有新的功能。此外，由于其給藥途徑，藥物吸收方式等的改變，可能在藥代動力學、藥效學、藥理學、藥物化學等方面產生新的作用。并且中藥有沒有西藥那樣很多副作用，發展納米中醫藥看來是必然的事了。特別的，一些科學家預言：由于納米微粒的尺度一般比生物體內的細胞、紅血球小得多，所以，有可能把含有計算機功能、人機對話功能和有自身復雜能力的納米機器人送入體內而又不嚴重干擾細胞的正常生理過程。通過體外控制操作，獲取體內多種生化反應的連續的動態信息，從而破解中藥復雜的作用機制。

納米中醫藥也存在一定的問題，那是值得我們深慮：

1.成分的混亂；由于納米中藥化加大了藥的效用，但同時也是所需藥的成分難以把握，例如你本來是需要的是5兩A藥材6兩B藥材4兩C藥材，但當你納米化時，你會使藥用發生了變化，使得吸收的藥的分量不同，可能導致A多了或少了。納米技術中藥化使得生物利用度、溶出度較低等得以糾正，療效得以增強。這種改變性質的作用使得傳統中藥所含的有效成分及其藥效變得面目全非。嚴重的會造成安全隱患。為此對研究和發展納米中藥化造成了巨大的壓力。

2.由于納米技術是一種微觀的世界，如果科學家對藥物不是有充分的了解，當實行微觀處理時可能會導致一些藥物的分量不夠或減少了別的分量，另外，需要謹慎地掌握納米粒度與相關中藥所含有效成分分子組成和分子量的關系，以防為獲得納米微粒而損壞了藥物的有效成分。納米級的研究并不像宏觀的研究那么簡單，如果一些技術錯誤了，結果可能要重做。

3.納米中藥因其粒度超細，表面效應和量子效應顯著增加，使得藥物的有效成分獲得了高能級的氧化或還原潛力，從而影響藥物穩定性，增加了保質和儲存的困難。

4.加大了鑒別的難度，即超細狀態下的中藥是否還具有普通粉碎時所有的顯微特征？如果原有的顯微特征發生了改變，則又應建立何種更精細的鑒別方法？這是個重大的問題，對于納米級的研究，考的是先進的技術。

5.納米尺度的物質存在著生物安全性威脅問題，如果不能夠有效地防止納米尺度物質的接觸或者攝入，可能會引起多系統的復雜病變。

所謂萬物都有雙面性，納米中醫藥的引入一定上給我們帶來了很多好處，但也有一些負面的影響，綜合中國現在的情況，許多專家都認為發展納米中醫藥是利大于弊。那就根據我國的國情出發，如何將納米技術中醫藥引入。何如加大對納米技術中醫藥的發展呢？

1.由于各級的懶散性比較強，如果國家不統一制定完全的行業技術標準，可能會導致某些地方的藥用不高或某些地方的納米中藥技術只是一個夢想。如果國家有了一定的機構管理，一定的技術標準，那樣可以使納米藥物統一化，安全化。所以國家應成立你執迷中醫藥的研究中心，一方面集中科研相關的技術連接，另一方面可以組織協調科研機構，高校試驗室以及產業界的公共參與，進行重點攻關。

2.國家政府必須認真重視納米醫藥的發展，畢竟市場是一個充滿“利潤”式的社會，很多時候，如果國家不重視藥物的安全管理，可能不導致藥物市場混亂，同時國家有必要組織一定實力和特色的中藥類高校與納米研究機構進行強強聯合，通過集大家之智慧來進行納米中醫藥化。這就是國家要加強宏觀調控對納米藥物的管理。

3.由于納米中藥化是剛剛引進來的一個新學科，很多方面還沒有完善，特別是納米對技術的要求高，所以國家應增加國內納米重要的博士研究站，在較高會議上培養和吸引綜合性的科研人才投身到這個領域中去

4.加強國內研究基地的建設。改善基礎設施條件，增加專項的投入，并重視知識產權的保護，加大納米中醫藥的財政支出，因為外國對這方面有了一定的認識，由于他們的技術含量高，納米技術早就名噪一時，所以，國家可以加大中外的合作，另外還有派人到外國學習先進的技術，通過只是的交流，國與國的合作，進一步提高中醫藥的納米技術的發展。

總結：納米技術是2l世紀最具發展前景的領域之一，它給中醫藥的現代化提供了新的思路和方法。通過對比中國的利弊，實行納米中藥化的轉型不但可以促進經濟的發展和提供取藥的方面，在歷史上也是一次偉大的改革，在一定的程度上提高了醫學家納米中醫藥的定位，而且在國外也是中醫的地位提得更高。科學技術的迅猛發展，中醫藥也逐步走向世界，面臨著前所未有的機遇和巨大的發展空間—納米技術中藥化，然而，基于其獨特的理論體系，現代科學技術尚難與之有機地結合起來，這也成為阻礙中醫藥發展的最主要因素。隨著納米技術在中藥研究開發領域的一些應用基礎研究上獲得突破，它必將極大地促進中藥現代化的進程。在中醫理論的指導下，中藥納米化技術作為實現中藥現代化的關鍵技術，必將推動我國的中藥盡可能快地走向國際市場。

參考文獻：

1楊祥良基于納米技術的中藥基礎問題研究[J]．華中理工大學學報，20一104—105

2趙宗江，胡會欣，張新雪．中藥歸經理論現代化研究[J]．北京中醫藥大學學報，2002年25

3.徐輝碧,楊祥良,謝長生,等.納米技術在中藥研究中的應用[J].中國藥科大學學報,2001年32

納米技術特征范文第3篇

[論文摘要]科技的發展，使我們對物質的結構研究的越來越透徹。納米技術便由此產生了，主要對納米材料和納米涂料的應用加以闡述。

一、納米的發展歷史

納米（nm）是長度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對宏觀物質來說，納米是一個很小的單位，不如，人的頭發絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級；對于微觀物質如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當于1個氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認為納米材料應該包括兩個基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時具有區別常規尺寸材料的一些特殊物理化學特性。

1959年，著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德。費曼預言，人類可以用小的機器制作更小的機器，最后實現根據人類意愿逐個排列原子、制造產品，這是關于納米科技最早的夢想。1991年，美國科學家成功地合成了碳納米管，并發現其質量僅為同體積鋼的1/6，強度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發現標志人類對材料性能的發掘達到了新的高度。1999年，納米產品的年營業額達到500億美元。

二、納米技術在防腐中的應用

納米涂料必須滿足兩個條件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因為納米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對流變性的影響，如納米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流掛；第二、耐候性的改善。利用納米粒子對紫外線的吸收性，如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車面漆等；第三、力學性能的改善。利用納米粒子與樹脂之間強大的界面結合力，可提高涂層的強度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。

納米技術的應用為涂料工業的發展開辟了一條新途徑，目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之間極易團聚，納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過簡單的混配得到。同時納米粒子種類很多，性能各異，不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達到所期望的性能和功能，需要經過大量的實驗研究工作，才有可能得到真正的納米涂料。

納米涂料雖然無毒，但由于改性技術原因，性能并不理想，加上價格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價格原因未能大量應用。國外公司如美國的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德國的Hrubach、法國的SNCZ、英國的BritishPetroleum、日本的帝國化工公司均推出了一系列無毒納米防銹顏料，性能不錯，甚至已可與鉻酸鹽相以前我國防銹顏料的開發整體水平落后于西方發達國家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴重，對人體的傷害很大，目前已被許多國家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖比。我國防銹涂料業也蓬勃發展，也可以生產納米漆。

我國自主生產的產品目前已通過國家涂料質量監督檢測中心、鐵道部產品質量監督檢驗中心車輛檢驗站、機械科學院武漢材料保護研究所等國內多家權威機構的分析和檢測，同時還經過加拿大國家涂料信息中心等國外權威機構的技術分析，結果表明其具有目前國內外同類產品無可比擬的防銹性能和環保優勢，是防銹涂料領域劃時代產品，復合鐵鈦粉及其防銹漆通過國家權威機構的鑒定后已在多個工業領域得到應用。

三、納米材料在涂料中應用展前景預測

據估算，全球納米技術的年產值已達到500億美元。目前，發達國家政府和大的企業紛紛啟動了發展納米技術和納米計劃的研究計劃。美國將納米技術視為下一次工業革命的核心，2001年年初把納米技術列為國家戰略目標，在納米科技基礎研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元，準備像微電子技術那樣在這一領域獨占領先地位。日本也設立了納米材料中心，把納米技術列入新五年科技基本計劃的研究開發重點，將以納米技術為代表的新材料技術與生命科學、信息通信、環境保護等并列為四大重點發展領域。德國也把納米材料列入21世紀科研的戰略領域，全國有19家機構專門建立了納米技術研究網。在人類進入21世紀之際，納米科學技術的發展，對社會的發展和生存環境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻。從某種意義上說，21世紀將是一個納米世紀。

由于表面納米技術運用面廣、產業化周期短、附加值高，所形成的高新技術和高技術產品、以及對傳統產業和產品的改造升級，產業化市場前景極好。

在納米功能和結構材料方面，將充分利用納米材料的異常光學特性、電學特性、磁學特性、力學特性、敏感特性、催化與化學特性等開發高技術新產品，以及對傳統材料改性；將重點突破各類納米功能和結構材料的產業化關鍵技術、檢測技術和表征技術。多功能的納米復合材料、高性能的納米硬質合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業的跨越式發展提供了廣泛的機遇。各類納米材料的產業化可能形成一批大型企業或企業集團，將對國民經濟產生重要影響；納米技術的應用逐漸滲透到涉及國計民生的各個領域，將產生新的經濟增長點。

納米技術在涂料行業的應用和發展，促使涂料更新換代，為涂料成為真正的綠色環保產品開創了突破性的新紀元。

納米涂料已被認定為北京奧運村建筑工程的專用產品，展示出該涂料在建筑領域里的應用價值。它利用獨特的光催化技術對空氣中有毒氣體有強烈的分解，消除作用。對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內空氣更加清新。經測試，對各種霉菌的殺抑率達99％以上，有長期的防霉防藻效果。納米改性內墻涂料，實際上是高級的衛生型涂料，適合于家庭、醫院、賓館和學校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協同的荷葉雙疏機理，較低的表面張力，具有高強的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優良的自潔功能，強勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外線能力極強。使用壽命達15年以上。顆粒徑細小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質配位反應，使其牢牢結合成一體，附著力強，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍涂料，除具備納米型涂料各種優良性之外，可在10℃到25℃之內正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規定，使建筑行業施工縮短了工期，提高了功效，又創造出高質量。

四、結語

由于目前應用納米材料對涂料進行改性尚處在初級階段，技術、工藝還不太成熟，需要探索和改進。但涂料的各種性能得到某些改進的試驗結果足以證明，納米改性涂料的市場前景是非常好的。

參考文獻：

[1]橋本和仁等［J］.現代化工.1996(8):25～28.

納米技術特征范文第4篇

納米技術的定義是指一些設備，本身或其關鍵部分是人工的，至少在某個方向上是1~100nm范圍。與癌癥相關的納米技術設備可以是攜帶靶向性治療藥物的納米載體；生物靶向性的納米造影劑；也可以是高度特異檢測DNA和蛋白質的納米粒子和納米設備，將在腫瘤的診斷、治療領域產生巨大突破。

【關鍵詞】 納米技術　腫瘤　診斷　治療

1 癌癥納米技術

納米技術的正式定義是指一些設備，本身或其關鍵部分是人工的，至少在某個方向上是1~100nm范圍。與癌癥相關的納米技術設備可以是注射的納米載體；生物靶向性的納米造影劑，用于手術中顯像以區別神經—腫瘤的相互關系；也可以是高度特異檢測DNA和蛋白質的磁性納米粒子。Whitesides[3]在其納米技術的定義中，對確切的大小沒有過分限制，從生物學需要考慮，更強調生物納米尺寸在實際操作中的合適性。

2 常用的納米技術工具

2.1 用于藥物投遞和顯像的納米載體

癌癥治療中的納米載體是一大類納米技術裝置，可以非侵襲性地發現早期腫瘤分子標志；同時靶向性投給藥物。納米載體一般至少由3部分組成[2]：核心的組成部分；治療作用和（或）影像功能的有效負荷；生物表面調節分子，以增加納米粒子在播散時的腫瘤靶向性。

脂質體是原始而簡單的納米載體，可以穿透癌癥新生血管增加腫瘤位點的藥物濃度。脂質體包埋的阿霉素現在用于乳腺癌或難治性卵巢癌[4]。幾種類型的納米粒子可以增加MRI的對比度，如含釓或氧化鐵的納米粒子；以及多結構納米造影劑，可以將MRI與生物靶向性和可見光檢測相結合。低密度脂性納米粒子已用于提高超聲影像的質量。

注射用的多孔硅納米載體可以生物降解，比其他可生物降解的聚合體速度更快（幾分鐘~幾小時vs幾天~幾個月），因此具有以前不可達到的時間特征。金納米殼（Nanoshell）[5]，由黃金在硅核心上涂布組成，可以通過組織的近紅外線被選擇性的激活，導致局部治療性熱消融。

2.2 含納米材料的宏觀設備

目前有能力在納米范圍內進行分子沉淀，使信息密度成百萬倍的增加，微陣列進步為納米陣列，直接用于核酸或蛋白組的測定。用于癌癥領域的另一個納米級裝置是表面增強的激光解吸附—電離飛行時間（surface?鄄enhanced laser desorption/ionization time?鄄of?鄄flight，SELDI?鄄TOF）質譜技術，應用于癌癥的早期診斷[6]。

多通路生物分子傳感器，可以同時間對大量不同的分子標志（組織或血清蛋白組）進行檢測，目前最有希望的有微懸臂和納米懸臂陣列。

硅納米導線或導管已用于小分子分離，控釋藥物的投給[7]。也可以作為納米級的場效應生物晶體管，當其表面發生分子結合事件時，變化的導電率可以被檢測。將尺寸控制在5~100納米的通路和小孔已在硅芯片上制成，使體積移動精確到納米范圍。

3 癌癥納米技術的應用

納米技術的應用包括：早期診斷，如對血標本進行蛋白組分析；其次，在體內對腫瘤的演化過程進行分析或分子顯像；提高藥物治療的靶向性，避開體內的生物或生理學屏障；對治療效果進行實時監測，替代治療后的隨訪評估。

3.1 體內癌癥生物標志的檢測和監測

新的影像學技術使用的造影劑上結合有分子識別物質或靶向性藥物（抗體），具有信號增強作用，可以檢測更微小更早期的癌細胞。

近來證實，親淋巴的順磁性納米粒子，可對前列腺癌的隱性淋巴結轉移進行MRI顯像，這為非侵襲性方法難以發現。Meta分析顯示[8]，使用納米粒子造影的MRI對多種癌癥的淋巴結轉移的診斷具有很高的特異性（96%）和敏感性（88%）。Kobayashi等[9]在乳腺癌小鼠中使用釓納米載體——聚合狀的樹狀體（dendrimers）可以清晰顯示淋巴結和淋巴管的排泄，提示在臨床上可以替代前哨淋巴結活檢。雙峰納米粒子，攜帶有近紅外的肉眼可見的熒光基團，與MRI造影劑（交聯氧化鐵）共價結合，可以用于手術前腦腫瘤輪廓的描繪和手術中的病變顯示。交聯氧化鐵納米粒子與annexin?鄄Y共價結合，用于MRI可識別喜樹堿誘導T細胞的凋亡。使用生物精確納米粒子，端粒酶活性（增殖潛能的標志）也可以在細胞水平由MRI檢測。

持續血管生成發生于癌前病變中，是早期診斷中的重要標志。在動物模型中使用改良納米粒子，以ανβ3?鄄integrin為靶點，可以對血管形成進行了MRI顯像。另一個體內分子檢測的是植入性傳感器，體外設備進行信號接收，但植入性材料存在非特異性吸附血清蛋白——生物污垢，導致傳感器對蛋白檢測能力迅速下降。

3.2 體外癌癥生物標志分子的早期精確檢測

臨床使用的一些癌癥分子標志，如CEA、PSA，由于特異性不是很好，限制其應用于早期診斷。有幾個納米技術是很合適的侯選者，如納米懸臂，檢測蛋白組的SELDI?鄄TOF質譜分析。

生物分子的結合會產生壓力和形變[10]，使用合適的選擇性納米結構傳感器可以進行檢測和識別。主要的例子是微米和納米懸臂，當其表面發生核酸雜交、分子結合事件，其共振頻率會發生偏斜和改變。此偏斜或者直接被激光束探測，或者偏斜轉換成可以測量的物理特征，如共振頻率發生改變，見圖1。值得提出的是，將成千上萬個納米懸臂陣列集成在厘米大小的芯片上，這樣可以同時讀碼蛋白組信息，甚至整個蛋白組。此技術與微電子制作技術存在相同之處，因此提示可以大規模的，低成本可靠的生產。

納米懸臂、納米導線和納米管的陣列是可以將癌癥的診斷、預后和治療的選擇從單個生物標志向多個生物標志轉化的工具。

此外，攜帶熒光基團的硅珠已經用于白血病細胞的檢測；在人類SY5Y成神經細胞瘤和C6膠質細胞瘤中，熒光納米粒子可以檢測細胞內的鈣濃度——細胞死亡的有效標志，因此可定量測量細胞對藥物的反應。

納米粒子比傳統的細胞染色方法具有穩定性和可調性的優勢。如量子點不會隨時間丟失其信號強度，即不存在光漂白作用；而且，偶聯不同抗體的納米粒子與對應的分子靶向性結合后，可以顯示不同的顏色 [11]。即使進行單波長光照射，單個細胞或細胞群中的分子標志分布地圖將準確而清晰的顯示。

納米粒子已經用于血清蛋白組的檢測，重點是痕量的低分子量蛋白水解片段，應用于卵巢癌和其他腫瘤。SELDI?鄄TOF蛋白組分析使用納米粒子后，可增加單位面積的蛋白吸附能力，進行更多不同樣本的分離和檢測。

目前已經開始聯合使用多個納米診斷技術。如改良的寡聚核苷酸—金納米磁性粒子具有500個zepto摩爾（zepto=10-21）的敏感性，用于核酸的檢測。因不需要酶擴增，具有超過PCR的優勢，而且也用于蛋白質分析[12]。更進一步的方法是改良金納米粒子探針，與微懸臂結合，可以分析DNA的單個堿基錯配。

3.3 藥物的靶向性治療

將具有識別功能的物質（如抗體）與納米載體結合，使含有活性藥物的納米載體具有分子靶向性功能。與傳統的抗體引導的治療相比，分子靶向性納米載體至少具有4大優勢：在每個靶向性生物識別過程中，可以攜帶更多有效治療負荷；能攜帶多個不同的靶向性藥物，增強選擇性；能夠以整體的方法通過生物屏障；局部可以投給多種藥物，導致靶向性的聯合治療。

通過葉酸介導的靶向性納米粒子已經在移植鼻咽癌的裸鼠的治療中得到證實。多功能納米材料——樹狀多聚體在胞內與葉酸靶向性結合后，選擇性的在細胞內投遞抗癌藥物甲氨蝶呤[13]；若將熒光素結合到納米載體則可提供可視的影像信號。多種抗原已用于引導納米粒子識別血管內皮細胞。如將存在于內皮細胞的ανβ3?鄄integrin與全碳氟納米乳液結合，用于小鼠模型中結腸腺癌和黑色素瘤的抗血管治療。目前，已將靶向性溶解血管內皮細胞和化療藥物相結合的納米粒子開發出來，并可以明顯提高治療效果，減少副作用[14]。

另一類靶向性方法由外部能量驅動，激活局部毒性反應。如使用聚焦超聲爆破的脂質包裹微囊進行光動力學治療；通過聯合使用金納米殼和近紅外線光學激活，對深層的癌細胞進行局部熱消融。其次，非特異的物理化學相互作用也會提高納米載體的靶向性，如100nm的粒子更趨向于達到內皮細胞的末梢；比此尺寸更大或更小均導致靠邊，因此使治療的藥物更容易到達內皮或組織部位。對pH敏感的多聚納米載體可以生物分解而釋放出抗癌藥物紫杉醇，所以腫瘤部位特殊的pH水平使治療作用優先得到靶向性激活[15]。將來的希望是將上述靶向性方法聯合起來，使之在治療上取得最大成功。

獲得和維持藥物理想的生物分布，需要精確的給藥劑量和時間。植入體內的納米膠囊，沒有多次注射和醫院使用的不方便，還可以預先編程，使投遞具有時間變化規律，或者通過傳感器對植入點的微環境刺激作出自調節的反應。目前，從植入滲透泵恒速的投給激素藥物醋酸亮丙瑞林已經在臨床上用于治療前列腺癌[16]。

3.4 工程納米粒子避開生物、生理學屏障

藥物和造影劑從投給部位向理想靶點的緩慢移動，充滿磨難，納米載體和傳統的方法均如此。生物物理屏障包括上皮細胞之間的緊密聯接（血腦屏障）或血管內皮細胞的保護性排出，網狀內皮組織系統（reticulo?鄄endothelail system，RES）的捕獲，以及供應癌癥的脈管系統解剖結構的紊亂和癌癥細胞中的高滲透壓；延遲藥物微粒進入或促進滲出。納米技術基礎的藥物投遞系統具有穿過屏障的優勢，因為其組成的核心材料的獨特特征，如使用緩激肽拮抗劑可以增加血管的通透性[1]。

通透性增強劑的局部給藥，能可逆性地開啟細胞間的聯接，使生物分子藥物更容易穿透腸道的上皮細胞屏障，進入血液循環。納米技術具有多功能性，可以同時攜帶治療藥物、通透性增強劑和腸壁靶向性材料，因此也使藥物避免被酶降解，延遲釋放時間[17]。同樣，尺寸更微小的多功能粒子被靜脈注射，可以增加藥物從癌癥血管透出，或更容易通過血腦屏障。

細胞的RES可以隔離注射的納米粒子，對納米粒子包埋的藥物是有效的免疫屏障。通過表面覆蓋聚乙烯乙二醇，脂質體可以有效避免被RES的吸收，因此藥物的半衰從幾分鐘提高到幾小時或幾天，增加了脂質體靶向治療腫瘤的效果。

癌癥病變內的高滲透壓，導致治療藥物滲透和在腫瘤內擴散相當困難，即使藥物直接注射到病變也容易再排除，尤其是晚期癌癥。將來解決此麻煩問題的創造性方法是，多階段、多負荷的投遞系統，但目前這僅僅是一個理論上的構思。2005年1月Abraxane被美國FDA批準[18]為治療轉移性乳腺癌，此藥物由紫杉醇納米粒子組成，可以結合到白蛋白分子上。這種納米粒子不需要治療前使用甾體類抗炎藥物（傳統的紫杉類必須使用），白蛋白可以幫助納米粒子從內皮細胞上穿過，此聯合可以將紫杉醇的臨床劑量提高50%。

4 納米技術的安全性和展望

納米技術對癌癥治療可能是最有希望的手段之一，然而，應該放在安全性考慮之后。這不僅是嚴格的審批管理的觀點，當然也是健康工作者最關注的問題。納米載體也會觸發過敏反應。碳納米管可以產生抗體，早期的納米樹狀體也可導致較弱的抗體反應，但蛋白結合的樹狀體是很強的免疫原。因此，納米技術的治療不可能不導致過敏反應，需要設計合適對抗手段。

納米粒子主要的優勢是其多功能性，能夠將多方法，如治療、診斷和屏障避開制劑進行聯合，與藥物反應的生物副作用也會增加。Cristini等[19]發現，將靶向性細胞毒藥物治療腫瘤，尤其是抗血管治療，將癌癥病變分割成多個衛星灶，即治療產生的重新排列（氧和營養支持的來源），使后序治療的難度增加。

展望將來，對治療的療效進行實時評估方法，將替代直接對腫瘤大小、分子表達和靶向性信號通路進行的觀察，甚至替代一些傳統的終點分析方法，如緩解時間和生存時間。體內分子顯像劑的開發，雙重的治療—顯像納米載體技術的建立，體內顯微鏡技術（通過熒光光子技術對單個細胞進行顯像）的出現，將對最優的診斷治療提供確實的依據[20，21]。

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納米技術特征范文第5篇

【關鍵詞】納米纖維；納米塑料；納米技術發展

1 引言

目前，我們主要朝著兩個方向來發展納米技術，他們分別是開發新材料，如巴基球以及納米管等等，和運用新科技來減少現在正在使用的材料，例如金屬氧化物的用量等等。一些含有氟聚合物和特種復合材料中已經慢慢運用到了碳納米管，除此以外，鈦白粉和粘土以及SiO2等之中也運用到了納米技術。納米氧化物和材料、納米粘土以及碳納米管市場都是納米材料市場的組成部分。德固薩公司是一家以生產先進的納米氧化鈰、氧化銦以及氧化鋅為名的公司，它在2004年到2008年之間投資在納米研究領域有2500萬美元。密歇根大學目前正在跟比較前沿的巴斯夫公司合作，研究開發納米立方體。這種立方體在中壓時可以吸附氫氣，在釋放壓力時又可以放出氫氣，它是由含有苯和本基因有機體以及氧化鋅分子組合而成的多孔結構。其實，目前已經有多家公司開始從事聚合物納米技術的研究，并且還出產了許多商業化產品。

2 化工中如何運用納米技術

2.1 開發運用碳納米管

運用碳納米管，我們可以制成儲氣能力極強的儲氫材料，然后將它運用于燃料電池等領域。除此外，碳納米管還可以制成具備高強度的碳Z-T-維材料以及將它作為增強填料形成各種復合材料。如果再大氣中制取因，則可以大大地降低費用，這是日本豐橋（Toyohashi）技術科學大學與Futaba公司以及Tokai碳素公司聯合開發研究出來的新方法。如果用200-300A的20V直流電在兩個石墨電極之間，便會產生電弧，在這種情況下，陽極是不斷地消耗的，在4000-10 000K下快速蒸發時候，電弧噴射便產生了。如果將電弧噴射快速急冷，讓它到冷卻板上，我們就可以得到納米碳顆粒了，這種產物越有30%納米管[3]和約70%碳顆粒凝聚體。碳納米管可以用于生產高性能塑料的蓄電池、燃料電池電極材料以及電子元件和增強材料，目前，世界上擁有著最大規模的碳納米管生產裝置的公司就是日本三井化學公司，它的生產能力為120t/d 。美國西南納米技術公司和大陸菲利普斯合作，它們的目標市場之一是應用于塑料參混物，現在正在不斷加快低成本碳納米管的商業化步伐。美國公司zeyo第一次提出了大大提高材料的導電和力學性能，可用于改性聚氨酯的單壁碳納米管和多壁碳納米管添加劑產品。我國的碳納米管技術也是列于世界前位的，目前我國清華南風納米粉體技術產業化啊工程中心的碳納米管批量生產技術在國際上是最高的。

2.2 納米催化劑

根據商務通訊公司的報道，在全球，納米催化劑的市場資金將會越來越多，應用領域也將會越來越大，其包含有煉油和石化行業、化學和醫藥領域、食品加工和環保領域等等。納米的催化性能以及吸附能得到了不斷增強，這是由于納米的表面積不斷增大以及納米微粒粒徑不斷減小的后果，除此之外，正是由于這些獨特的效應，使得一些原來不能反應的能夠進行反應了，而且也使得能反應的反應效率得到提高，有效地控制了反應效率。瑞士技術研究院開發了一種可應用于環氧化反應，并且低費用、高效的納米顆粒二氧化鈦，這就是二氧化硅催化劑。與穿透的環氧化催化劑相比，此種基于相同的材料但產生副產物很少的催化劑能夠大大地提高轉化率。所謂的環氧化物，就是生產表面活性劑、許多聚合物以及醫藥的關鍵中間體。

2.3 納米復合材料

由于納米粒子具備著量子尺寸效應、表面界面效應以及小尺寸效應，這些 效應和聚合物耐腐蝕卻容易加工以及密度小的特點結合以后，就使得他們能夠成為和常規不同的復合材料。它們分別包括了有納米塑料、輪胎納米聚合物、納米功能性纖維等。因為聚合物納米復合材料的快速崛起，所以傳統的塑料產業也出現了新的力量，聚合物復合材料提高了傳統材料的性能，體現了更加優異的綜合性能。除此之外，納米聚合物在輪胎中的運用能夠起到節省能源的作用。意大利Nova—mont公司與別的公司合作，開發出能夠大大減少輪胎滾動阻力的淀粉聚合物。最后，納米技術的進步還使得功能性聚酯等纖維應用了納米材料，得到進步。一些含有納米材料的功能性纖維陸續出現，其中能夠防輻射、變色、抗菌等等功能引起了人們的關注。

2.4 納米材料在石油工業的應用展望

納米材料在油田開發和石油化工方面都得到了應用。為了能夠解決好低參透油田的注水開采的最終采收率低和開采速度慢的問題，我國在實際注入過程中采用了新型降壓注水劑納米聚硅材料。實際證明，這種材料能夠提高低滲透壓注水井的吸水功能。除此之外，又因為納米表面積很大而且表面活性中心也多，所以它也是一種很好的催化材料。如果把一般的鉑、鎳、鐵等金屬催化劑制成納米微粒的話，納米它就可以大大地改善催化效果。

2.5 納米材料

俄羅斯科學家曾經將納米合金粉末和納米銅粉末加到油中，可是使得油的使用壽命延長，而且性能得到十倍以上的提高，降低磨損率。目前，油田現場的油氣井在完井時套管的管扣劑普遍采用的是黃油或是絲扣油，但是這種油經常會出現咬扣的現象，除此之外，這兩種油的減摩效果也不是很理想，所以卸扣和上扣的勞動強度也得到增強。針對套管和油管目前正在使用的絲扣油具有的缺點，根據納米材料低彈性模量以及硬度大的特點，和納米粒子抗磨特征，為了能夠達到減小上卸扣的困難以及避免咬扣或是粘扣的目標，提出了把納米粒子加入在先有絲扣油中作為添加劑的建議。

2.6 存在的問題與發展方向

盡管納米材料有著非常好的發展前景，但是我們也要認識到許多方面到目前為止也是美好的想象或者還處于試驗階段，必須還要解決離實際應用之路上的很多問題。

首先，雖然功能性納米材料的成本算是比較低的，但是目前我們制備工藝還大多處于實驗室階段，所以納米技術發展存在的一個關鍵問題是工業化設備問題。其次，其材料形式也是作為催化劑的納米材料的一個很重要的問題。如果直接用顆粒存于反映體系之中，那我們就必須考慮它的回收難易性和活性再生難以及抗污染性等問題。還有就是在目前的水平中，納米二氧化鈦燈光催化劑的催化效率還處于比較低的水平，因為它僅僅只能利用波長低于400nm的太陽光。最后，納米粒子在基礎油中必須均勻、穩定地分散，這是它作為油添加劑被應用的前提。我們相信這些難題將會隨著納米技術的不斷發張都會慢慢得到解決，納米材料也會在應用中顯示它的無比優越性。