纳米生物材料(结课作业)
纳米作业参考答案
作业
1.简述纳米材料的概念与分类。
2.纳米材料具有那些奇异特性？
3.人们发现鸽子、海豚、蝴蝶及蜜蜂等具 有回归的本领，它们是如何辨别方向的？
1.简述纳米材料的概念与分类。
①纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平， 并且具有特殊性能的材料。 20世纪80年代，纳米材料的定义为1~100nm尺度范 围内的纳米颗粒（纳米晶）和由纳米颗粒组成的薄 膜和块体。现在纳米材料的广义定义是指在三维空 间中至少有一维处于纳米尺度范围内，或由纳米基 本单元构成的材料。其性质完全不同于常规材料， 而具有特殊性。
3
最早提出纳米尺度上 科学和技术问பைடு நூலகம்的是著名 物理学家，1965年诺贝尔 奖获得者理查德· 费曼（Richard Feynman）
4.纳米科技的深远影响 (1)纳米科技将促使人类认知的革命。
首先，纳米科技的科学意义体现在：纳米尺度下的 物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是 一片新的研究疆土。 其次，由于纳米科技是对人类认知领域新疆域的开 拓，人类将承担对新理论和新发现重新学习和理解 的任务。 再次，从人类未来发展的角度看，可持续发展将是 人类社会进步的唯一选择。
C60分子的结构图
2. 简述富勒烯C60的物理和化学性质.
物理性质
C60具有很高的对称性，是最稳定富勒烯分子，由于 C60晶体 结构上的特点，使它呈现出许多特殊的物理性质。
C60为黑色粉末，密度1.65g/cm3±0.05g/cm3，熔点>700℃； 几乎不溶于水，但在一些非极性分子溶液中有较高的溶解度； C60能在不裂解情况下升华； C60的可压缩率高，这个值 是金刚石的40倍，石墨的3倍，这表明C60可能是已知固 体碳中弹性最大的，它的抗冲击能力比迄今所知的所有 粒子都要强
生物材料纳米生物材料PPT教案
小尺寸效应
当颗粒尺寸处于纳米尺度时，由于粒子包含的原子数很少， 使得材料的声、光、电、磁、热等物理性质发生变化，这样的 效应称为小尺寸效应，也叫体积效应。
由于金属纳米粒子对光的反射率极低，导致所有的金属在 纳米颗粒状态下均呈黑色；相比于块体状态下，纳米金属颗粒 的熔点要低得多，比如金的常规熔点为1064℃，而当颗粒尺寸 减小到2nm时熔点仅为327℃，金属银的粒子尺度下降到5nm时 熔点仅为100℃。
主动靶向药物载体
主动靶向药物是利用抗体-抗原和配体-受体结合等生物特异 性来实现药物的靶向传递。
利用受体与其配体识别的特异性和结合的专一性，可以设 计出针对其受体为靶的靶向药物载体系统。这类配体应对受体 有很强的亲和力，包括细胞表面标识物如:糖、外源凝聚素等， 糖基化交联物如天然糖蛋白及化学修饰的糖基大分子被广泛用 作通过受体介导的胞吞作用的主动靶向的配体。含有半乳糖及 甘露糖残基的大分子可分别靶向肝细胞及巨噬细胞。
表面效应
纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径减小而急剧增大 所引起的性质变化称为表面效应。如图7-1所示随着粒子粒径的 减小，表面原子数急剧增大。当纳米粒子的粒径为10nm时，表 面原子数占总原子数 的20%；当粒径减小到 1nm时，99%的原子都 集中到了粒子的表面。
图7-1 粒子粒径与表面原子占总原子数比例的关系
生物材料纳米生物材料
会计学
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§10.1 纳米生物材料概述
10.1.1 纳米生物材料的概念和基本效应
纳米生物材料是指在三维方向上至少有一维处于纳米尺 度范围（1～100nm）的生物医用材料。它能对生物材料进行 诊断、治疗、修复或者替换病损组织。
与一般的纳米材料一样，纳米生物材料也具有小尺寸效 应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等基本效 应。
纳米材料导论大作业
华中科技大学研究生课程考试答题本考生姓名刘洋考生学号M2011*****系、年级******类别硕士考试科目纳米材料导论考试日期评分题号得分题号得分总分：评卷人：注：1、无评卷人签名试卷无效。
2、必须用钢笔或圆珠笔阅卷，使用红色。
用铅笔阅卷无效。
题号回答内容得分铝在纳米尺度时表现的性质及其应用一, 背景：随着当今社会的迅猛发展，在各个生产生活中的各个方面都需要大量的铝。
铝已经成为人们生产生活不可或缺的一种金属。
普通铝和纳米级的铝表现出来的性质却有很大的区别。
铝是一种银白色轻金属。
有延性和展性。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。
熔点660℃，沸点2327℃。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。
航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。
随着国防科技的迅猛发展，纳米铝在火箭和导弹的固体推进剂中得到了广泛的应用。
在固体推进剂中加入适当的铝可以大幅提高燃烧热和燃烧速率。
因此，制备纳米铝的技术也是衡量一个国家国防科技水平的标准。
二, 观点：我认为纳米铝在固体推进剂中得到了广泛的应用，是因为它具有提高燃烧热和燃烧速率的作用。
究其原因应该是处于纳米级的铝产生了新的性质，即受到了尺寸效应的影响。
纳米铝表面具有更多的原子，因此具有更大的化学反应性。
在纳米铝颗粒尺寸达到纳米量级时，就会表现出来高度光学非线性，特异性催化和光催化性质，强氧化性质和还原性。
因此，将纳米铝加入到固体助燃剂中可以提高燃烧热和燃烧速率。
三, 制备纳米铝常用的方法：①线爆炸法线爆炸法是一种物理法,首先将爆炸室抽至较高的真空,然后向爆炸室充入一定压力的高纯氩气。
调节高压至34kV,向储能器充电30kV,使整个系统处于稳定状态。
通过送丝装置将直径为0.3mm的铝丝送入爆炸室,控制Al线爆炸频率为30次/min。
生物纳米材料
生物纳米材料
生物纳米材料是一种具有生物特性和纳米特性的材料，其在生物医学、生物传感、生物成像、药物传递等领域具有广泛的应用前景。
生物纳米材料的研究和应用已经成为当前生物医学领域的热点之一。
生物纳米材料的制备方法多样，包括生物合成、化学合成、物理合成等多种途径。
其中，生物合成是利用生物体内的生物大分子，如蛋白质、核酸等，通过生物学方法合成纳米材料的过程。
生物合成制备的生物纳米材料具有良好的生物相容性和生物活性，可用于生物医学材料、药物传递系统等领域。
生物纳米材料在生物医学领域的应用十分广泛。
例如，生物纳米材料可以用于
肿瘤治疗，通过靶向传递药物到肿瘤部位，提高治疗效果并减少药物的副作用。
此外，生物纳米材料还可以用于生物成像，通过标记生物纳米材料，可以实现对生物体内部结构和功能的高分辨率成像，为临床诊断提供重要信息。
生物纳米材料还可以应用于生物传感领域。
生物纳米材料可以作为生物传感器
的敏感元件，用于检测生物体内的生物分子、细胞等信息。
通过调控生物纳米材料的结构和性能，可以实现对生物体内部微小变化的高灵敏检测，为生物医学研究和临床诊断提供重要支持。
总的来说，生物纳米材料具有广阔的应用前景和发展空间。
随着生物医学领域
的不断发展和深入，生物纳米材料必将发挥越来越重要的作用，为人类健康事业做出更大的贡献。
希望未来能有更多的科研人员投入到生物纳米材料的研究和应用中，推动生物纳米材料领域的发展，为人类健康福祉造福。
生物纳米材料
生物纳米材料生物纳米材料是指通过生物学和纳米技术相结合的方法制备的一类材料，其一般具有微纳米级别的尺寸和特殊的结构形态。
由于具有优良的物理化学性能和生物相容性，生物纳米材料在生物医学、环境保护、能源储存等领域具有广阔的应用前景。
生物纳米材料的制备方法主要包括生物合成法和生物模板法。
生物合成法是通过生物体本身的生长代谢过程，利用生物体内的酶、蛋白质或细胞膜等生物分子对金属离子或化合物进行还原、沉淀、聚集等反应，最终形成纳米颗粒或纳米结构。
生物模板法是利用生物体内的有机或无机结构作为模板，在其表面或孔隙中进行化学反应，形成纳米结构。
这些方法能够有效地控制纳米材料的形貌、尺寸和组分，实现对材料性能的调控和提高。
生物纳米材料具有许多优异的性能。
首先，生物纳米材料具有较大的比表面积和高度异质性，使其具有优异的催化性能和吸附/解吸附能力。
其次，生物纳米材料具有良好的可控性和稳定性，可以根据具体需求进行调控和改性，以满足不同应用的要求。
此外，生物纳米材料还具有较好的生物相容性和生物活性，可以用于生物医学领域的药物传递、组织工程等应用。
最后，生物纳米材料还能够通过改变其表面特性和结构来调控其光电等性能，因此在光电催化、能源转换等领域具有广泛的应用前景。
生物纳米材料的应用领域非常广泛。
在生物医学领域，生物纳米材料可以用于药物传递、癌症治疗、组织工程等方面。
例如，通过将药物包裹在生物纳米材料中，可以增强药物的稳定性和生物利用度，降低副作用，实现靶向传递和控释，提高药物治疗效果。
此外，生物纳米材料还可以用于生物传感、生物成像和诊断等方面，如磁性纳米颗粒可用于磁共振成像，金纳米颗粒可用于表面增强拉曼光谱等。
在环境保护领域，生物纳米材料可以用于水污染治理、废气处理等。
例如，通过改性的生物纳米材料可以高效吸附和解析水中的重金属离子、有机污染物等，净化水质。
同时，生物纳米材料还可以用于催化剂的制备，提高催化反应的效率，降低废气排放对环境的影响。
纳米生物材料的研究及应用
纳米生物材料的研究及应用随着纳米技术的发展和生物科学的不断进步，纳米生物材料这一新兴领域也引起了人们的关注。
纳米生物材料是将纳米技术应用于生物医学领域，结合了生物材料学、化学和生物学等学科的交叉研究。
近些年来，纳米生物材料已经成为一个非常热门的研究领域，并广泛应用于生物医学、生物传感器等多个领域。
一、纳米生物材料的定义纳米生物材料是一种具有纳米尺度结构和生物特性，并具有生物医学应用潜力的材料。
它包括纳米粒子、纳米管、纳米板、纳米膜等，这些纳米材料的粒径通常在1-1000nm之间。
目前，纳米生物材料已经被广泛应用于诊断、治疗、药物传递和生物成像等方面。
其中，纳米颗粒是一种常见的纳米生物材料，其特点是可通过口服、静脉注射、吸入等方法将药物直接送到病变组织，达到快速、准确、无创伤的治疗效果。
除此之外，还有纳米管、纳米板、纳米膜等纳米结构材料，这些材料的独特性能使之在生物医学领域的应用变得更加多样化。
例如，纳米管可以用于生物传感器，用于检测生物体内的蛋白质、DNA等分子，从而发现某些疾病的早期征兆并进行预测和治疗。
二、纳米生物材料的制备纳米生物材料的制备主要有物理方法和化学方法两种。
（一）物理方法物理方法主要包括热蒸发法、磁控溅射法、电弧放电法等，在这些方法中，利用物理性质改变材料的形态，使其达到纳米级粒径。
例如，磁控溅射法中，通过在高真空中施加电磁场来加速离子，使其撞击并蒸发材料，从而在基板上形成超薄膜。
该方法能够有效地制备出纳米级材料，但其制备时间较长，成本也较高。
（二）化学方法化学方法主要是将材料分子在特定条件下，通过化学反应的方式得到纳米级材料。
热力学计算法是一种典型的化学方法，可以通过计算和预测材料的热化学性质，合理选择反应条件来实现纳米级材料的制备。
此外，还有溶胶-凝胶法、微乳液法、水相法等不同的化学方法，也可以有效地制备出纳米级材料。
总体来说，物理方法的优点在于纳米级制备的精度较高，但制备周期长，成本高；化学方法则相对简单、便捷，能够大规模制备纳米材料，但受到限制的是材料制备的环境和检测对纳米级纯度的要求较高。
纳米材料习题
一、选择题1、纳米（nm）是一个长度单位，它等于B。
A.10-6 米B.10-9 米C.10-10 米D.10-3米2、一般而言，光学显微镜由于受到光学衍射的限制，其分辨率约为200 nm。
①200纳米(nm)②1毫米(mm)③10微米(μm)④3～5纳米(nm).3、准一维纳米材料是指在两个维度上为纳米尺度，长度约为微米级、毫米级的新型纳米材料。
下列各选项中，属于准一维纳米材料的是碳纳米管。
A.纳米粒子B.纳米结构薄膜C.碳纳米管D.储氢合金粉末4、1981年美国IBM公司的科学家们发明了扫描隧道显微镜和原子力显微镜，极大地推动了纳米科技的发展。
这两种微观表征和操纵技术的英文缩写为ＳＴＭ和ＡＦＭ。
A.SEM和STMB.SPM和AFMC.SEM和SPMD.STM和AFM5、原子的直径在0.1～0.3nm之间，原子核的大小约几个费米（1fm=10-15m）。
人类的遗传物质DNA是纳米科学技术的重要研究对象，DNA螺旋结构的横向尺寸约为1-3nm 。
①1-3nm②3～5μm③100μm④200μm6、研究表明，纳米粒子粒径从100nm减小至1nm，其表面原子占粒子中原子总数的比例将增大。
①减小②不变③尚无定论④增大7、固体物质随着晶粒尺寸的细化，其熔点将表现出明显变化。
差热分析(DTA)实验表明，平均粒径为40nm的纳米铜粒子的熔点与同一种固体材料的熔点相比，（由3000℃左右降到1000℃）。
①降低了300℃左右②无明显变化③升高了300ºС左右④由3000℃左右降到1000℃。
8、科学研究发现，从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在纳米尺度范围，即纳米结构也是生命现象中基本的东西，例如DNA的直径约2nm左右，SARS病毒约60--120nm，艾滋(AIDS)病毒约100nm 。
①100埃②100nm ③100μm ④1～3μm9、下述所列纳米材料制备技术或方法中，属于液相制备方法的是溶胶—凝胶法（Sol-gel ）。
纳米作业及答案完整版
纳米作业及答案完整版绪论1、什么是纳米科学技术？纳米科技的主要研究内容有哪些？定义：20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9m)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术。
纳米科技的主要研究内容:（1）创造和制备优异性能的纳米材料；（2）制备各种纳米器件和装置；（3）探测和分析纳米区域的性质和现象。
2、纳米材料的定义？按照结构维度划分，纳米材料可以分为哪几类？纳米材料(Nanomaterials)的定义:把组成相或晶粒结构的尺寸控制在1-100纳米范围的具有特殊功能的材料称为纳米材料。
即三维空间中至少有一维尺寸在1-100纳米范围的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料。
按结构维度( the number of dimensions）分为5类：(1)0维材料quasi-zero dimensional—三维尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。
(2)1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。
(3)2维材料—厚度为1 — 100 nm的薄膜。
(4)体相纳米材料(由纳米材料组装而成)。
(5)纳米孔材料(孔径为纳米级)3、纳米科技的最终目标是什么？纳米科技的最终目标：直接利用物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
4、制造纳米产品的技术路线有哪些？制造纳米产品的技术路线可分为两种：―自上而下‖ (top down)：是指通过微加工或固态技术，不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化。
如：切割、研磨、蚀刻、光刻印刷等。
特点：尺寸从大到小―自下而上‖ (bottom up) ：是指以原子分子为基本单元，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品，这种技术路线将减少对原材料的需求, 降低环境污染。
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纳米技术在世界各国的情况
1981年 科学家发明研究纳米的重要工 具———扫描隧道显微镜，原子、分子世界 从此可见。 1990年 首届国际纳米科技会议在美国巴 尔的摩举办，纳米技术形式诞生。 1991年 碳纳米管被人类发现，它的质量 是相同体积钢的六分之一，强度却是铁的 10倍，成为纳米技术研究的热点。
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2.1 国外纳米技术进展（1）
朗讯公司和牛津大学: 纳米镊子 碳纳米管“秤”，称量一个病毒的重量 称量单个原子重量的“纳米秤”
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2.1 国外纳米技术进展（2）
1990年，IBM公司用原子排出“IBM”镍基底上用35个氙原 子排列成英文[IBM]
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纳米技术在当代中国的发展
1993年，中科院操纵原子写字
纳米生物材料
学号：11011543 姓名：杨 贵 东
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一、纳米材料的概述
纳米技术简介 纳米技术在世界各国的情况 纳米技术在当代中国的发展
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1.1 纳米及纳米技术
所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺 度里，研究电子、原子和分子运动规律和 特性以及对物质和材料进行处理的技术被 称为纳米技术。 纳米生物医用材料是指用于对生物医用材 料进行诊断、治疗、修复或替代其病损组 织、器官或增进其功能的新型高科技纳米
---中国科学院合肥 研究院 的研究
中国科学院沈阳自 动化所研制研制的 纳米微操作机器人 在10×10微米的基片 上刻出的字样
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纳米组织工程材料
纳米陶瓷材料、纳米复合材料、纳米碳材料、纳米 抗菌材料及创伤敷料、纳米生物活性材料等。
制备纳米晶羟基磷灰石或胶原复合的生物硬组织修复材料，复合材料具有纳米 级别的天然骨分级结构和天然骨的多孔结构
晶体周期性的边界条件遭破坏，颗粒表面层 附近原子密度减小，从而导致声、光、电磁、 热力学等特性呈现新的小尺寸效应。 可以分为特殊的光学性质，热学性质，磁学 性质，力学性质，电学性质。
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在血管中运动的纳米机器人，它正在使用纳米切割 机和真空吸尘器来清除血管中的沉积物
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纳米机器人在清理 血管中的有害堆积 物
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界面效应(2)
2. 体积效应主要表现在两个方面：一是物质体积的缩小虽 不会引起物质物性基本参量的变化，但会使那些与体 积有关的物性发生变化，如磁体的磁畴变小，半导体 中电子的自由路程变短，等等；二是物质一般具有由 无限个原子组成的物质属性，而纳米粒子则表现出有 限个原子集合体的特性。
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尺寸效应
《国家纳米科技发展纲要 （2001-2010）》和 《国家纳米科技发展指南框架》
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1.2 纳米材料的基本效应
1.
界面效应
2.
尺寸效应
量子效应 费米能级附件的电子能级由准连续变为离 散能级的现象
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3.
界面效应(1)
1.
纳米材料由于大量的原子存在于晶界和局部 的原子结构不同于大块晶体材料，使纳米材料的 自由能增加，纳米材料处于不稳定状态。 表面效应 是指微粉的粒径越小，其总表面 积越大；表面原子数与总原子数之比随粒径变小 而急剧增大。如当粒径为10 nm(总原子数为 3×104)时，表面原子数／总原子数=0.20；而 当粒度减小到l nm(总原子数为30)时，这一比 值急剧上升到0.991表面原子的晶场环境和结合 能与内部原子不同，具有很大的活性；晶粒的微 粒化随着这种活性的表面原子增多，使其表面能 也大大增加。 9