有机高分子／无机物杂化纳米材料
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有机高分子／无机物杂化纳米 材料
杂化材料是从二十世纪八十年代末开始 迅速发展的多学科交叉的材料．
1.无机材料，有机高分子材料及生物物质的 特点
无机材料： 结构材料（高强度，高刚性，高硬度）； 光，电，磁等功能材料（光谱谱线较窄）； 性能长期稳定，使用寿命长； 加工成型较难（高温烧结，冶炼，晶体培
8.功能型杂化材料
8.1荧光材料 用Sol-gel方法将荧光物质，例如罗丹明，香豆素
等掺杂到SiO2等多孔物质(凝胶)中，得到产生荧 光的杂化材料． 发光物质陷入基质的微孔中，与外界处于隔离状 态，避免了因环境分子的影响而产生的非辐射去 接活过程，有利于提高荧光效率． 多孔基质的平均孔径可在几十～几千A之间控制． 荧光物质分散尺度的控制有很宽的调节范围．
5.4大分子间反应杂化
这是杂化材料研究的主要方向。 相分离是困扰形成纳米级或分子水平杂化
的难题，如果两相间以强化学键（共价键 等）相连，会使微区尺寸缩小。 通常的三种实现方法： (1) 使聚合物官能团化，带有硅烷、硅烷醇 或其它官能团，它们可与金属烷氧化物共 同水解和缩合；
(2)利用已存在于聚合物中的官能团；
纳米微粒的特殊性质： 纳米微粒表面原子或分子单元在整个粒子中占有
很大的比重，因粒子外层和内部性质不同，在催 化科学和非线性光学材料中应用前景广泛．
粒子尺寸／nm 10 4 2 1
总原子数 3x104 4x103 2.5x102 30
表面原子百分数 20 40 80 99
纳米材料中晶体内缺陷出现的几率小．小尺寸材 料中，缺陷扩散容易，不易留在晶格中．无缺陷 是衡量光，电，磁等功能材料性能的一个重要因 素．
8.2非线性光学材料
包括：无机非线性光学晶体，有机非线性光学晶 体和聚合物非线性光学材料．
特点：无机材料稳定性好，均匀性好；有机和聚 合物材料非线性光学系数高，响应快，光学损伤 阀值高；Sol-gel技术可得到有机－无机杂化的具 有非线性光学响应的干凝胶或薄膜材料．
带有发色基团的硅氧烷的分子，Si(OR)3基团可以 水解，缩合杂化．分子也可与TEOS反应，多官能 团单体也可单独聚合或与TEOS共同反应杂化．
以上特点决定了纳米组装体具有高密度， 多功能，高集成度，高存储密度，协调和 协同效应，且材料透明，可用于光学通 讯．
3.制备手段
纳米化学：即用化学的方法制备纳米杂化材料。 实现纳米杂化的化学方法主要有： (1)在表面活性剂存在下，利用聚电解质制备。 (2)微乳液方法。 (3)利用两亲性的嵌段和接枝共聚物制备纳米杂化
(3)利用单体R’Si(OR)3,R’是可在光照或加热 情况下聚合的基团。例如：光聚合或热聚 合得到的带三乙氧基硅烷的聚合物与TEOS、 H2O反应，得到有机聚合物在二氧化硅基体 中。
5.5预聚体杂化
预聚体带有较小的无机网络，端基带有可聚合的 基团，聚合得到有机－无机杂化材料。例子。 P288
按化合物类型分：无机－有机，无机－生 物，有机－生物，金属－聚合物杂化等．
按界面本质分：两相间以弱键（氢键，范 德华力或离子键）联接杂化，两相间以强 键（共价键，离子－共价键）联接杂化．
以起始物分：小分子杂化，大分子杂化， 预聚物杂化，嵌段共聚物杂化．
5.1分子间小分子杂化
有机小分子
7.结构型杂化材料
7.1少量加入一种组分改善力学性能 无机微粒分散在有机高分子中可提高改善聚合物力
学性能． 通常地，在微米级以上． 杂化材料的相分离尺寸在纳米级，在很低的含量下
就可显著地提高力学性能． 较常用的无机组分是云母，滑石粉，蒙脱土等具有
片层状的物质．例如：尼龙／蒙脱土的杂化材料， 热变形温度由65℃（纯尼龙）提高到152℃(7wt% 蒙脱土)．模量变化见P.292
养等加工成型方法）．
有机高分子材料：
易于成型加工；
某些高分子材料可作结构材料（较高的强 度，刚性和硬度）；
大多数高分子材料不适合作光，电，磁等 功能材料（光谱谱线较宽）；
性能，功能的长期稳定性较无机材料差一 些．
生物物质： 生物活性的材料； 对环境有极度敏感性．
杂化材料：两种或两种以上不同类型材料 的复合，兼具两类或两类以上材料的特点 的材料．
材料。使某些无机化合物处于嵌段共聚物微区 （纳米级）内，成为纳米材料。 (4)利用sol-gel（溶胶－凝胶）法，通过交联网 络中孔的尺寸，生成纳米晶体或纳米微粒。
杂化的条件：必须有共同的合适的环境。
杂化材料制备中较常用的方法是sol-gel方法。它 是元素烷氧化合物经水解和缩合后生成元素氧化 物的方法。例如：SiO2,TiO2,CrO2等，都是无机高 分子络．反应式如下：M(OR)n----M-OXO(无机 聚合物)
在基团水平上研究溶胶－凝胶反应过程的最有效方法．
6.2结构表征
小角X射线散射法(SAXA) SAXA适合研究尺寸在10-103A范围的与电 子密度起伏有关的结构特征． 有机与无机组分有一定的电子密度差异．
电子显微镜法（EM） 直接观察杂化样品表面和内部大形态结构。
透射电镜应用更多，可得到粒子大形状、 大小、尺寸分布等。
光学上应用，染料、荧光染料、光致变色染料和非线性光 学染料掺入基体材料，可得光学杂化材料。例如：光致变 色杂化层用于光学数据存储具有高的空间分辨率。光波导、 偶合器、光栅和透镜用于显微光学；稳定的非线性光学材 料和器件。掺杂敏感的荧光分子的粉末用作传感器。等等。
电学上应用，氧化还原靶嵌入到杂化材料 中，得到光活性、电活性材料。可通过确 定自扩散系数来研究溶胶凝胶突变过程中 结构的变化。利用这些性质可望制成氧化 还原传感器。
8.3电致发光材料
特点：有机电致发光材料发光效率高，易 全色大面积显示，但工作电压高；无机电 致发光材料载流子密度大，电阻小，工作 电压低，但制备工艺相对复杂；而有机／ 无机复合电致发光材料可获得单一材料达 不到的性能．
例如：无机半导体含有大量的载流子，有机材料 具有高的发光效率，杂化材料可使电荷从无机半 导体注入到有机发光层导致有机发光层高效率的 发光；
小分子与大分子杂化， ΔS杂化的值也较大， ΔG杂化<0也能实现，杂化也能进行．
大分子与大分子的杂化，若是简单混合， ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很少． 因此，大分子与大分子的杂化不能依靠简单混合 实现，而要用反应杂化来实现．
5.杂化类型
＋
有机小分子分
分散在无机高分子中
无机小分子无机高分子
有机小分子可具有荧光、光致变色或非线 性光学性质；无机高分子是SiO2/TiO2或过 渡金属氧化物凝聚等。
有机高分子＋无机微粒无机微粒分散在 高聚物中
在共聚物加入无机填料可提高高聚物力学 性能，如果无机小分子经表面处理后，与 有机高分子有更好的亲合性，将使高聚物 性能得到更大的改善。
6.1跟踪反应过程 红外光谱法(IR)
观察反应过程中特征基团的变化情况．进 而推断可能的反应机理（结合其它手段佐 证）．
荧光光谱(Fluorescence Spectrum)
荧光探针分子在几个A尺寸内对局部粘度和 自由体积非常敏感，可研究几种凝聚体系 的固化行为．
聚合溶液－聚合线型，支化高分子（转 动探针分子的运动受阻，能量以辐射跃迁 形式放出，出现荧光强度最大值）－交联 （交联使网络变密，转动探针逐渐被排 斥到网络外．因此，荧光强度逐渐降低）
纳米材料可以兼顾无机物分子的分离能级和半导 体的连续谱的优点，因而可用作光，电等功能材 料．
纳米粒子具有量子尺寸效应，其吸收光谱随粒经 的减小而发生蓝移．量子效应，隧道效应是未来 微电子器件的基础．
同样体积的本体，由纳米微粒组成的方式 要较大尺度粒子的组成方式多得多．这为 制备集成化，高存储密度的材料提供了条 件．
8.5其它材料
导电材料．例如：导电聚合物聚苯胺进入无机－ 有机高分子网络中仍具有很好的电导率，此杂化 材料与无机物（如SiO2玻璃和ITO玻璃）有很好的 粘结性，是优良的电活化涂层．
磁性材料．例如：γ-Fe2O3与聚合物形成的纳米 材料仍具有超顺磁性．通常采用的聚合物是离子 交换树脂和其它交联聚合物．
用低阻的无机半导体代替有机电荷传输层将使工 作电压降低．
无机半导体纳米微粒用于有机／无机复合的发光 器件的发光层，得到发光颜色随电压可调的发光 器件，利用纳米微粒的量子尺寸效应，通过改变 粒子大小获得不同颜色的电致发光．
8.4生物材料 探索既保持生物活性，又具有很好加工特
点的杂化体系．
例如：用Sol-gel技术将酒酵母与SiO2形成生 物复合材料．
TiO2或ZrO2与聚合物制成光学波导材料．
9.应用和前景
结构材料具有适宜的力学性能 聚合物与玻璃纤维接枝或混合，当两相尺寸降到纳米范围 时，力学性能得到极大改善。增强聚合物和增韧陶瓷。
涂料、阻隔层和抗划硬质涂料用于保护玻璃和较软的聚合 物表面。加过渡金属氧化物微粒改变折光指数可做成光纤 和光波导。还有抗腐涂料用于金属表面。
核磁共振法(NMR)
例如：Sol-gel反应中，Si(OC2H5)4的水解产物有四种： Si(OC2H5)4+H2O Si(OC2H5)3(OH)+C2H5OH Si(OC2H5)3(OH)+H2OSi(OC2H5)2(OH)2+C2H5OH Si(OC2H5)2(OH)2+H2OSi(OC2H5)(OH)3+C2H5OH Si(OC2H5) (OH)3+H2O Si(OH)4+C2H5OH 控制反应，只水解而不缩合，就有五种硅化合物，通过 29Si-NMR得到五种不同环境的硅的相对含量，计算动力学 参数．
有机小分子有机高分子 ＋ 有机无机互穿网络
无机小分子无机高分子
5.2分子内自杂化
由一种反应物（含亲水基团），水解缩合 后生成带可聚合基团的产物。例子。P287
5.3大分子混合杂化 大分子与大分子的杂化，若是简单混合，
ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放 热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很 少．大分子与大分子的杂化不能依靠简单 混合实现，而要用反应杂化来实现．
5.6嵌段共聚物杂化 两嵌段共聚物组成变化引起的形态变化有：球形、
圆柱形、有序连续双金刚石结构(OBDD)和片层状 结构，微区尺寸可由嵌段的分子量调节在50～ 200A，处于纳米级，使无机化合物处于嵌段共聚 物的微区内，成为很好的纳米杂化材料。பைடு நூலகம்
6.杂化材料的表征
跟踪反应过程和结构变化的表征； 最终样品结构性能，功能的表征．
大尺寸杂化材料：如玻璃钢（兼具有机高 分子易加工和无机材料高强度的特点）．
小尺寸杂化材料：即在纳米尺度及分子水 平上的杂化，以期得到多功能，高密度集 成的复合材料，可满足当前信息时代对材 料的高技术要求．
2.无机物纳米微粒的结构特性
小尺度杂化材料和大尺度杂化材料在组成和原子 或分子的排布上是一样的．但小尺度杂化时组成 物质的聚集态微粒为纳米粒子．
以正硅酸乙酯为例：
nSi(OC2H5)4+4nH2OnSi(OH)4+4nC2H5OH nSi(OH)4nSiO2+2nH2O nSi(OC2H5)4+2nH2OnSiO2+4nC2H5OH
4.无机，有机物纳米杂化的基本原理
小分子与小分子的杂化，ΔS杂化>>0， 所以ΔG杂化<0比较容易实现，杂化能进行．
生物学上的应用。例如：蛋白质和酶的包 裹，生物传感器和模拟生物组装。
7.2可调节的性能
特点：无机材料高强度，高模量；聚合物 良好的塑性，韧性，易于加工；杂化材料 随组分的变化，可得到增韧的陶瓷和增强 的聚合物，且性能可在这之间变化．
例如：无机－有机高分子杂化材料的最大 强度可达到800MPa，且具有良好的韧性； 而传统的SiO2增强聚合物最大强度仅为 100MPa；图见P.293
杂化材料是从二十世纪八十年代末开始 迅速发展的多学科交叉的材料．
1.无机材料，有机高分子材料及生物物质的 特点
无机材料： 结构材料（高强度，高刚性，高硬度）； 光，电，磁等功能材料（光谱谱线较窄）； 性能长期稳定，使用寿命长； 加工成型较难（高温烧结，冶炼，晶体培
8.功能型杂化材料
8.1荧光材料 用Sol-gel方法将荧光物质，例如罗丹明，香豆素
等掺杂到SiO2等多孔物质(凝胶)中，得到产生荧 光的杂化材料． 发光物质陷入基质的微孔中，与外界处于隔离状 态，避免了因环境分子的影响而产生的非辐射去 接活过程，有利于提高荧光效率． 多孔基质的平均孔径可在几十～几千A之间控制． 荧光物质分散尺度的控制有很宽的调节范围．
5.4大分子间反应杂化
这是杂化材料研究的主要方向。 相分离是困扰形成纳米级或分子水平杂化
的难题，如果两相间以强化学键（共价键 等）相连，会使微区尺寸缩小。 通常的三种实现方法： (1) 使聚合物官能团化，带有硅烷、硅烷醇 或其它官能团，它们可与金属烷氧化物共 同水解和缩合；
(2)利用已存在于聚合物中的官能团；
纳米微粒的特殊性质： 纳米微粒表面原子或分子单元在整个粒子中占有
很大的比重，因粒子外层和内部性质不同，在催 化科学和非线性光学材料中应用前景广泛．
粒子尺寸／nm 10 4 2 1
总原子数 3x104 4x103 2.5x102 30
表面原子百分数 20 40 80 99
纳米材料中晶体内缺陷出现的几率小．小尺寸材 料中，缺陷扩散容易，不易留在晶格中．无缺陷 是衡量光，电，磁等功能材料性能的一个重要因 素．
8.2非线性光学材料
包括：无机非线性光学晶体，有机非线性光学晶 体和聚合物非线性光学材料．
特点：无机材料稳定性好，均匀性好；有机和聚 合物材料非线性光学系数高，响应快，光学损伤 阀值高；Sol-gel技术可得到有机－无机杂化的具 有非线性光学响应的干凝胶或薄膜材料．
带有发色基团的硅氧烷的分子，Si(OR)3基团可以 水解，缩合杂化．分子也可与TEOS反应，多官能 团单体也可单独聚合或与TEOS共同反应杂化．
以上特点决定了纳米组装体具有高密度， 多功能，高集成度，高存储密度，协调和 协同效应，且材料透明，可用于光学通 讯．
3.制备手段
纳米化学：即用化学的方法制备纳米杂化材料。 实现纳米杂化的化学方法主要有： (1)在表面活性剂存在下，利用聚电解质制备。 (2)微乳液方法。 (3)利用两亲性的嵌段和接枝共聚物制备纳米杂化
(3)利用单体R’Si(OR)3,R’是可在光照或加热 情况下聚合的基团。例如：光聚合或热聚 合得到的带三乙氧基硅烷的聚合物与TEOS、 H2O反应，得到有机聚合物在二氧化硅基体 中。
5.5预聚体杂化
预聚体带有较小的无机网络，端基带有可聚合的 基团，聚合得到有机－无机杂化材料。例子。 P288
按化合物类型分：无机－有机，无机－生 物，有机－生物，金属－聚合物杂化等．
按界面本质分：两相间以弱键（氢键，范 德华力或离子键）联接杂化，两相间以强 键（共价键，离子－共价键）联接杂化．
以起始物分：小分子杂化，大分子杂化， 预聚物杂化，嵌段共聚物杂化．
5.1分子间小分子杂化
有机小分子
7.结构型杂化材料
7.1少量加入一种组分改善力学性能 无机微粒分散在有机高分子中可提高改善聚合物力
学性能． 通常地，在微米级以上． 杂化材料的相分离尺寸在纳米级，在很低的含量下
就可显著地提高力学性能． 较常用的无机组分是云母，滑石粉，蒙脱土等具有
片层状的物质．例如：尼龙／蒙脱土的杂化材料， 热变形温度由65℃（纯尼龙）提高到152℃(7wt% 蒙脱土)．模量变化见P.292
养等加工成型方法）．
有机高分子材料：
易于成型加工；
某些高分子材料可作结构材料（较高的强 度，刚性和硬度）；
大多数高分子材料不适合作光，电，磁等 功能材料（光谱谱线较宽）；
性能，功能的长期稳定性较无机材料差一 些．
生物物质： 生物活性的材料； 对环境有极度敏感性．
杂化材料：两种或两种以上不同类型材料 的复合，兼具两类或两类以上材料的特点 的材料．
材料。使某些无机化合物处于嵌段共聚物微区 （纳米级）内，成为纳米材料。 (4)利用sol-gel（溶胶－凝胶）法，通过交联网 络中孔的尺寸，生成纳米晶体或纳米微粒。
杂化的条件：必须有共同的合适的环境。
杂化材料制备中较常用的方法是sol-gel方法。它 是元素烷氧化合物经水解和缩合后生成元素氧化 物的方法。例如：SiO2,TiO2,CrO2等，都是无机高 分子络．反应式如下：M(OR)n----M-OXO(无机 聚合物)
在基团水平上研究溶胶－凝胶反应过程的最有效方法．
6.2结构表征
小角X射线散射法(SAXA) SAXA适合研究尺寸在10-103A范围的与电 子密度起伏有关的结构特征． 有机与无机组分有一定的电子密度差异．
电子显微镜法（EM） 直接观察杂化样品表面和内部大形态结构。
透射电镜应用更多，可得到粒子大形状、 大小、尺寸分布等。
光学上应用，染料、荧光染料、光致变色染料和非线性光 学染料掺入基体材料，可得光学杂化材料。例如：光致变 色杂化层用于光学数据存储具有高的空间分辨率。光波导、 偶合器、光栅和透镜用于显微光学；稳定的非线性光学材 料和器件。掺杂敏感的荧光分子的粉末用作传感器。等等。
电学上应用，氧化还原靶嵌入到杂化材料 中，得到光活性、电活性材料。可通过确 定自扩散系数来研究溶胶凝胶突变过程中 结构的变化。利用这些性质可望制成氧化 还原传感器。
8.3电致发光材料
特点：有机电致发光材料发光效率高，易 全色大面积显示，但工作电压高；无机电 致发光材料载流子密度大，电阻小，工作 电压低，但制备工艺相对复杂；而有机／ 无机复合电致发光材料可获得单一材料达 不到的性能．
例如：无机半导体含有大量的载流子，有机材料 具有高的发光效率，杂化材料可使电荷从无机半 导体注入到有机发光层导致有机发光层高效率的 发光；
小分子与大分子杂化， ΔS杂化的值也较大， ΔG杂化<0也能实现，杂化也能进行．
大分子与大分子的杂化，若是简单混合， ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很少． 因此，大分子与大分子的杂化不能依靠简单混合 实现，而要用反应杂化来实现．
5.杂化类型
＋
有机小分子分
分散在无机高分子中
无机小分子无机高分子
有机小分子可具有荧光、光致变色或非线 性光学性质；无机高分子是SiO2/TiO2或过 渡金属氧化物凝聚等。
有机高分子＋无机微粒无机微粒分散在 高聚物中
在共聚物加入无机填料可提高高聚物力学 性能，如果无机小分子经表面处理后，与 有机高分子有更好的亲合性，将使高聚物 性能得到更大的改善。
6.1跟踪反应过程 红外光谱法(IR)
观察反应过程中特征基团的变化情况．进 而推断可能的反应机理（结合其它手段佐 证）．
荧光光谱(Fluorescence Spectrum)
荧光探针分子在几个A尺寸内对局部粘度和 自由体积非常敏感，可研究几种凝聚体系 的固化行为．
聚合溶液－聚合线型，支化高分子（转 动探针分子的运动受阻，能量以辐射跃迁 形式放出，出现荧光强度最大值）－交联 （交联使网络变密，转动探针逐渐被排 斥到网络外．因此，荧光强度逐渐降低）
纳米材料可以兼顾无机物分子的分离能级和半导 体的连续谱的优点，因而可用作光，电等功能材 料．
纳米粒子具有量子尺寸效应，其吸收光谱随粒经 的减小而发生蓝移．量子效应，隧道效应是未来 微电子器件的基础．
同样体积的本体，由纳米微粒组成的方式 要较大尺度粒子的组成方式多得多．这为 制备集成化，高存储密度的材料提供了条 件．
8.5其它材料
导电材料．例如：导电聚合物聚苯胺进入无机－ 有机高分子网络中仍具有很好的电导率，此杂化 材料与无机物（如SiO2玻璃和ITO玻璃）有很好的 粘结性，是优良的电活化涂层．
磁性材料．例如：γ-Fe2O3与聚合物形成的纳米 材料仍具有超顺磁性．通常采用的聚合物是离子 交换树脂和其它交联聚合物．
用低阻的无机半导体代替有机电荷传输层将使工 作电压降低．
无机半导体纳米微粒用于有机／无机复合的发光 器件的发光层，得到发光颜色随电压可调的发光 器件，利用纳米微粒的量子尺寸效应，通过改变 粒子大小获得不同颜色的电致发光．
8.4生物材料 探索既保持生物活性，又具有很好加工特
点的杂化体系．
例如：用Sol-gel技术将酒酵母与SiO2形成生 物复合材料．
TiO2或ZrO2与聚合物制成光学波导材料．
9.应用和前景
结构材料具有适宜的力学性能 聚合物与玻璃纤维接枝或混合，当两相尺寸降到纳米范围 时，力学性能得到极大改善。增强聚合物和增韧陶瓷。
涂料、阻隔层和抗划硬质涂料用于保护玻璃和较软的聚合 物表面。加过渡金属氧化物微粒改变折光指数可做成光纤 和光波导。还有抗腐涂料用于金属表面。
核磁共振法(NMR)
例如：Sol-gel反应中，Si(OC2H5)4的水解产物有四种： Si(OC2H5)4+H2O Si(OC2H5)3(OH)+C2H5OH Si(OC2H5)3(OH)+H2OSi(OC2H5)2(OH)2+C2H5OH Si(OC2H5)2(OH)2+H2OSi(OC2H5)(OH)3+C2H5OH Si(OC2H5) (OH)3+H2O Si(OH)4+C2H5OH 控制反应，只水解而不缩合，就有五种硅化合物，通过 29Si-NMR得到五种不同环境的硅的相对含量，计算动力学 参数．
有机小分子有机高分子 ＋ 有机无机互穿网络
无机小分子无机高分子
5.2分子内自杂化
由一种反应物（含亲水基团），水解缩合 后生成带可聚合基团的产物。例子。P287
5.3大分子混合杂化 大分子与大分子的杂化，若是简单混合，
ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放 热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很 少．大分子与大分子的杂化不能依靠简单 混合实现，而要用反应杂化来实现．
5.6嵌段共聚物杂化 两嵌段共聚物组成变化引起的形态变化有：球形、
圆柱形、有序连续双金刚石结构(OBDD)和片层状 结构，微区尺寸可由嵌段的分子量调节在50～ 200A，处于纳米级，使无机化合物处于嵌段共聚 物的微区内，成为很好的纳米杂化材料。பைடு நூலகம்
6.杂化材料的表征
跟踪反应过程和结构变化的表征； 最终样品结构性能，功能的表征．
大尺寸杂化材料：如玻璃钢（兼具有机高 分子易加工和无机材料高强度的特点）．
小尺寸杂化材料：即在纳米尺度及分子水 平上的杂化，以期得到多功能，高密度集 成的复合材料，可满足当前信息时代对材 料的高技术要求．
2.无机物纳米微粒的结构特性
小尺度杂化材料和大尺度杂化材料在组成和原子 或分子的排布上是一样的．但小尺度杂化时组成 物质的聚集态微粒为纳米粒子．
以正硅酸乙酯为例：
nSi(OC2H5)4+4nH2OnSi(OH)4+4nC2H5OH nSi(OH)4nSiO2+2nH2O nSi(OC2H5)4+2nH2OnSiO2+4nC2H5OH
4.无机，有机物纳米杂化的基本原理
小分子与小分子的杂化，ΔS杂化>>0， 所以ΔG杂化<0比较容易实现，杂化能进行．
生物学上的应用。例如：蛋白质和酶的包 裹，生物传感器和模拟生物组装。
7.2可调节的性能
特点：无机材料高强度，高模量；聚合物 良好的塑性，韧性，易于加工；杂化材料 随组分的变化，可得到增韧的陶瓷和增强 的聚合物，且性能可在这之间变化．
例如：无机－有机高分子杂化材料的最大 强度可达到800MPa，且具有良好的韧性； 而传统的SiO2增强聚合物最大强度仅为 100MPa；图见P.293