《納米粉體制備與表征》一些熱點(diǎn)納米材料簡介

第2章一些熱點(diǎn)納米材料簡介2.1富勒烯2.2碳納米管2.3石墨烯2.4量子點(diǎn)2.5納米傳感器（自學(xué)）2.6納米顆粒的毒性（自學(xué)）2.1富勒烯

C601985年由英國Kroto等人用激光作石墨的氣化試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)。C60是由60個(gè)碳原子組成的穩(wěn)定原子簇。此后又發(fā)現(xiàn)C50、C70、C240、C540等，它們都具有空心的球形結(jié)構(gòu)，屬于籠形碳原子簇分子。因C60的結(jié)構(gòu)類似BuckminsterFuller設(shè)計(jì)的圓頂建筑，因而稱為富勒烯(Fullerend)，也有巴基球、足球烯、球碳、籠碳等稱謂。以C60為代表的富勒烯是繼金剛石、石墨后發(fā)現(xiàn)的第3種碳的同素異形體。在富勒烯中，人們對(duì)C60研究得最深入。它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇異的物理化學(xué)性質(zhì)備受科學(xué)界的關(guān)注，其研究不僅涉及化學(xué)的各個(gè)分支，還涉及到生命科學(xué)、材料科學(xué)及固體物理等諸多領(lǐng)域。C60是20世紀(jì)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,Kroto等人因此榮獲1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。富勒烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

以C60為代表的富勒烯，碳原子分別以五元環(huán)和六元環(huán)而構(gòu)成球狀。C60是由12個(gè)正五邊形和20個(gè)正六邊形組成的三十二面體，像一個(gè)足球。每個(gè)五邊形均被6個(gè)六邊形包圍,而每個(gè)六邊形則鄰接著3個(gè)五邊形和3個(gè)六邊形。富勒烯族分子中的碳原子數(shù)是28、32等偶數(shù)系列的“幻數(shù)”。C28C32C50C60

C70C240

C540

C60分子中碳原子彼此以鍵鍵合，其雜化軌道類型介于sp2與sp3之間，被稱為sp2.28雜化，平均鍵角為116°。碳原子上剩余的軌道相互形成鍵。C70為橢球形，C240及C540與C60有一些差別，但都是籠形空心結(jié)構(gòu)。

C60的晶體屬分子晶體，晶體結(jié)構(gòu)因晶體獲得的方式不同而異，但均系最緊密堆積所成。用超真空升華法制得的C60單晶為面心立方結(jié)構(gòu)。

C60的合成

目前C60的合成法主要可分為兩種:

★石墨氣化法

電弧放電法氣化石墨，所得的煙灰用沸騰的甲苯萃取，得到一種棕紅色溶液。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑后,得到一種黑色粉末,是C60和C70的混合物。其中90%以上是C60,用升華法、色譜法及萃取重結(jié)晶法可得到純的C60和C70?！锛兲既紵ㄔ?73～673K真空中加熱炭黑，收集蒸氣凝結(jié)成的固體，制得C60和C70。但用一般炭黑難于得到富勒烯。將純碳在苯火焰上燃燒也可制得富勒烯。用乙炔作燃料也可產(chǎn)生富勒烯，但產(chǎn)率較苯低。

C60的化學(xué)行為特征

C60中兩個(gè)相鄰的碳原子上的剩余的p軌道可形成鍵。這樣得到的雙鍵都位于兩個(gè)六元環(huán)鍵合的位置，而單鍵則鍵合五元環(huán)和六元環(huán)鍵合的位置。這樣構(gòu)造的共軛體系使其具有一定芳香性。由于角錐化的sp2.28雜化的碳原子在分子中引起了大量的張力，故其熱力學(xué)穩(wěn)定性比金剛石和石墨都差。此外，C60是負(fù)電性分子，它易于被還原而不易于被氧化。

C60在空氣中穩(wěn)定,在真空中加熱至400℃也不會(huì)分解。這是因?yàn)镃60分子中所有五元環(huán)均被六元環(huán)分開，即遵循五元環(huán)分離原則。在富勒烯結(jié)構(gòu)中只有遵循五元環(huán)分離原則，才能穩(wěn)定存在。在C60中，所有的碳原子所處環(huán)境都是一致的，即高對(duì)稱性。C60的結(jié)構(gòu)特征確定了其化學(xué)行為。基于C60結(jié)構(gòu)，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)特征歸納為:

(1)C60的主要化學(xué)反應(yīng)類型是對(duì)雙鍵的加成，特別是親核加成而非親電加成，以及自由基加成、環(huán)加成及過渡金屬配合物的形成。此外，各種形式的氫化、鹵化及路易斯酸復(fù)合物的生成反應(yīng)也能進(jìn)行。

(2)加成反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力是富勒烯碳籠中張力的解除，即導(dǎo)致飽和的sp3雜化碳原子的反應(yīng)。因此，大多數(shù)反應(yīng)是放熱的。但高度加成的產(chǎn)物卻變得不穩(wěn)定，或完全不能形成。這是由于新的張力如加成試劑的立體排斥或平面環(huán)己烷環(huán)的引入而迅速增加之故，同時(shí)這些張力因素又決定了加成試劑的數(shù)目。C60典型化學(xué)反應(yīng)

★同金屬的反應(yīng)堿金屬化合物或堿金屬摻雜C60的制備方法有兩種:一是使C60同堿金屬A(A＝K、Rb、Cs)在氦氣的減壓封閉管中加熱反應(yīng);二是在氬氣氛中，C60與堿金屬(K、Rb)在回流的甲苯中攪拌反應(yīng)。由此得到的堿金屬化合物K3C60的晶體基本上是由K＋離子與C603－離子所成的離子晶體，K＋在C60的面心立方晶格內(nèi)的分布如左圖。在1個(gè)晶胞內(nèi)，C603－數(shù)為4,K＋數(shù)為12。

K3C60此外，V、Fe、Co、Ni、Cu、Rh、La等的Mx＋C60－類化合物及啞鈴形配合物如Ni(C60)2也已制備出來。這些化合物稱為外鍵合金屬C60化合物。另一種C60的金屬化合物是金屬包含于C60籠內(nèi)部。碳籠包含物用符號(hào)Mx@Cn表示，其制備方法是在制備富勒烯時(shí)將石墨同金屬一起氣化，從而在生成富勒烯時(shí)將金屬包含在碳籠內(nèi)。

★氧化還原反應(yīng)由石墨氣化法制備的富勒烯含有氧化富勒烯C60On(n≤5)，這是由于有少量氧分子存在所致。光氧化C60也可生成C60O。紅外光譜研究表明C60O中O與兩個(gè)碳原子形成了環(huán)氧三元環(huán)。C60可以像烯烴一樣用OsO4氧化，生成C60的鋨酸酯。該反應(yīng)是由砒啶加成物或在砒啶存在的條件下與化學(xué)計(jì)量的OsO4反應(yīng)來完成:

C60＋OsO4＋2C5H5N

[Os(O)2(py)2(OC60O)]

C6H5CH3，0～25℃

C60可被氟化生成C60F2n(n＝15～30)，n值在30以上時(shí),富勒烯骨架中會(huì)有σ鍵斷裂。氯、溴也可在一定條件下同C60反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的氯化或溴化富勒烯，如C60Cl6、C60Br8、C60Br24等。

C60可以和強(qiáng)還原劑如鋰的氨溶液發(fā)生還原反應(yīng)而氫化。C60的氫化物可表示為C60H2n，其中n＝l～18。至今未能成功合成出C60H60，其不穩(wěn)定性源自環(huán)已烷平面的巨大張力和大量H、H之間的重疊作用。C60的多氫化物中以C60H36最穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)難以確定。因?yàn)闅湓涌梢枣I連在外表面，也可鉆進(jìn)碳籠內(nèi)而鍵連在內(nèi)表面。

C60和硫酸、硝酸反應(yīng)，中間體(氧化產(chǎn)物)在堿性水溶液中水解生成富勒醇。

…★加成反應(yīng)

C60中的共軛π鍵體系可看作是一種離域大π鍵，因此，C60的大多數(shù)反應(yīng)都可歸屬為加成反應(yīng)。但與芳烴不同的是，C60容易發(fā)生親核加成。親電加成反應(yīng)比親核加成要難些。合適的碳親核試劑是格氏試劑或有機(jī)鋰試劑，如在格氏試劑作用下與CH3I反應(yīng)能生成各種烷基化產(chǎn)物:C60＋10t－BuMgBr＋10CH3IC60(t－Bu)10Me10

THF富勒烯的加成反應(yīng)中環(huán)加成最引人矚目，因?yàn)樗鼮楦焕障┑墓倌芑峁┝擞辛Φ墓ぞ?。通過合適的加成試劑進(jìn)行環(huán)加成反應(yīng)，幾乎所有的官能團(tuán)都能與C60以共價(jià)鍵相連，許多環(huán)加成產(chǎn)物非常穩(wěn)定。由此可想象，富勒烯會(huì)像1825年發(fā)現(xiàn)的苯一樣，將成為一大類新物質(zhì)的母體。

碳籠原子簇的應(yīng)用盡管有相當(dāng)多的報(bào)道，但仍處于研究階段，其應(yīng)用前景無法估量。從化學(xué)和材料科學(xué)的角度來看，它們都具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用前景。

★富勒烯的應(yīng)用

其中最早令人關(guān)注的是金屬摻雜富勒烯的超導(dǎo)性。由于室溫下富勒烯是分子晶體，面心立方晶格的C60的能帶結(jié)構(gòu)表明是半導(dǎo)體，能隙為1.5eV。但經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕饘贀诫s后，都能變成超導(dǎo)體。摻雜富勒烯超導(dǎo)體有兩個(gè)特點(diǎn):一是與一維有機(jī)超導(dǎo)體和三維氧化物超導(dǎo)體不同，摻雜富勒烯超導(dǎo)體是各向同性非金屬三維超導(dǎo)體;二是超導(dǎo)臨界溫度Tc比金屬超導(dǎo)體高，如摻雜I的IxC60的Tc已達(dá)57K。據(jù)推測(cè)，若C540的合成獲得突破，其摻雜物可能是室溫超導(dǎo)體。C60具有非線性光學(xué)性質(zhì)，隨著光強(qiáng)不同，它對(duì)入射光的折射方向也發(fā)生改變。C70能把普通光轉(zhuǎn)化成強(qiáng)偏振光，因此C70有可能用作三維光學(xué)電腦開關(guān)和光纖通訊。

某些水溶性C60衍生物具有生物活性。二氨基二酸二苯基C60具有抑制人體免疫缺損病毒酶HIVP的功效，因此有可能從富勒烯衍生物中開發(fā)出一種治療艾滋病的新藥。一種水溶性C60脂質(zhì)體包結(jié)物，與體外培養(yǎng)的人子宮頸癌細(xì)胞融合后以鹵素?zé)粽丈?，?duì)癌細(xì)胞具很強(qiáng)的殺傷能力。因此，富勒烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具誘人的應(yīng)用前景。

C60能承受20Gpa的靜壓，可用于承受巨大壓力的火箭助推器;C60的球形結(jié)構(gòu)，可望成為超級(jí)潤滑劑;根據(jù)C60的磁性和光學(xué)性質(zhì)，C60有可能作光電子計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)的元器件材料。

總之，富勒烯的應(yīng)用前景十分誘人，但還有許多問題需要解決。例如，富勒烯及其衍生物的合成必須有新的突破，目前合成法成本很高，很大程度限制其應(yīng)用。

2.2碳納米管

1991年由日本電鏡學(xué)家飯島教授通過高分辨電鏡發(fā)現(xiàn)的，屬碳材料家族中的新成員，為黑色粉末狀，是由類似石墨的碳原子六邊形網(wǎng)格所組成的管狀物，它一般為多層，直徑為幾納米至幾十納米，長度可達(dá)數(shù)微米甚至數(shù)毫米。碳納米管分類單壁碳納米管多壁碳納米管碳納米管本身有非常完美的結(jié)構(gòu)，意味著它有好的性能。它在一維方向上的強(qiáng)度可以超過鋼絲強(qiáng)度，它還有其他材料所不具備的性能：非常好的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和電性能。

碳納米管尺寸盡管只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但它的導(dǎo)電率是銅的1萬倍，它的強(qiáng)度是鋼的100倍而重量只有鋼的七分之一。它像金剛石那樣硬，卻有柔韌性，可以拉伸。它的熔點(diǎn)是已知材料中最高的。

碳納米管的獨(dú)特性能，決定其在諸多領(lǐng)域有誘人前景。電子方面，用碳納米管奇異的電學(xué)性能，將其應(yīng)用于超級(jí)電容器、場發(fā)射平板顯示器、晶體管集成電路等。在材料方面，用于金屬、塑料、纖維等諸多復(fù)合材料領(lǐng)域，是最好的貯氫材料，可作為多類反應(yīng)的催化劑的優(yōu)良載體。在軍事方面，可用它對(duì)波的吸收、折射率高的特點(diǎn)，作隱身材料廣泛應(yīng)用于隱形飛機(jī)和超音速飛機(jī)。航天領(lǐng)域，利用其良好的熱學(xué)性能，添加到火箭固體燃料中,使燃燒效率更高。復(fù)合力學(xué)材料纖維素/碳納米管復(fù)合材料纖維，該纖維具有力學(xué)性能優(yōu)異、高溫模量保持率高以及熱燒蝕殘?zhí)柯矢叩忍攸c(diǎn)。

原子力顯微鏡尖端原子力顯微鏡尖端由于具有極小的尺寸、高導(dǎo)電率、高力學(xué)強(qiáng)度和彈性，碳納米管或許將最終用作不可或缺的納米探針。超級(jí)電容器由碳納米管膜和氧化銦納米線制備的超級(jí)電容器。碳納米管作陰極的場發(fā)射光源把碳納米管用作轉(zhuǎn)子的納米馬達(dá)圖像

碳納米管作為一種新型材料被發(fā)現(xiàn)已近二十年，卻未得到工業(yè)應(yīng)用。超高的成本使國際市場90％高純度的碳納米管價(jià)格高達(dá)1000－2000美元／克，一般純度的碳納米管價(jià)格也在60美元／克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出黃金的價(jià)格。2.3石墨烯2004年由英國Geim等人發(fā)現(xiàn)。屬碳材料家族中的新成員，是

由碳原子六邊形網(wǎng)格所組成的單層或少數(shù)多層（少于10層，厚度小于3.3nm）碳單質(zhì)，屬二維量子材料。石墨烯(graphenes)因有完美的獨(dú)特結(jié)構(gòu)、一系列優(yōu)異的光、電、力等性能和巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，可望使人類由當(dāng)今的硅族時(shí)代進(jìn)入碳族時(shí)代，因此它一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便引起國際學(xué)術(shù)界的轟動(dòng)。石墨烯是21世紀(jì)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，Geim等人因此榮獲2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

石墨烯分類即便是在10層以內(nèi)，層數(shù)不同，它們的電子結(jié)構(gòu)也不同：當(dāng)石墨烯在單層或兩層時(shí)，它們具有簡單的電子譜，是只有一種電子和一種空穴的零帶隙半導(dǎo)體（可以當(dāng)做是零重疊的半金屬），分別稱之為單層（monolayergraphene）、雙層石墨烯(bilayer

graphene)；當(dāng)石墨烯在3層以上，電子譜就會(huì)復(fù)雜許多，出現(xiàn)多種載流子，導(dǎo)帶和價(jià)帶開始顯著重疊。我們稱之為少數(shù)層石墨烯（fewlayer

grapheneorgraphenesheets）

a.石墨烯的原子力顯微圖b.單層石墨烯獨(dú)立地懸浮在微米級(jí)的金屬支架上的投射電鏡圖c.較大的石墨烯晶體的掃描電鏡圖極快的電子傳導(dǎo)速率石墨烯能帶結(jié)構(gòu)和布里淵區(qū)價(jià)帶和導(dǎo)帶在費(fèi)米能級(jí)的六個(gè)頂點(diǎn)上相交,從這個(gè)意義上說,石墨烯是一種沒有能隙的物質(zhì),顯示金屬性。在單層石墨烯中,每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)出一個(gè)未成鍵的電子,這些電子可以在晶體中自由移動(dòng),賦予石墨烯非常好的導(dǎo)電性。石墨烯中電子的傳導(dǎo)速率(8×105m/s),為已知物質(zhì)中最快的，僅次于光速。量子霍爾效應(yīng)霍爾電導(dǎo)=2e2/h,6e2/h,10e2/h....為量子電導(dǎo)的奇數(shù)倍，且可以在室溫下觀測(cè)到。這個(gè)行為已被解釋為“電子在石墨烯里遵守相對(duì)論量子力學(xué)，沒有靜質(zhì)量(masslesselectron)”。雙極電場效應(yīng)

雙極電場效應(yīng)（ambipolarelectricfieldeffect）電子和空穴之間載流子的濃度能連續(xù)地調(diào)到高達(dá)1013cm-2，載流子遷移率能超過15000cm2/Vs,并且溫度對(duì)遷移率的影響甚小。如果除去雜質(zhì)散射的影響，還能提高到100000cm2/Vs。力學(xué)性能石墨烯結(jié)構(gòu)非常完美，使各個(gè)碳原子間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外力時(shí)，碳原子面就彎曲變形。這樣，碳原子就不需要重新排列來適應(yīng)外力，這就保證了石墨烯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，使得石墨烯比金剛石還堅(jiān)硬，同時(shí)可以像拉橡膠一樣進(jìn)行拉伸。石墨烯的楊氏模量~1,100GPa，斷裂強(qiáng)度為125GPa均為已知物中最高。透光率單層石墨烯對(duì)白光僅有2.3%的吸光率，為高透明物質(zhì)透明電極帶有單層石墨烯制備的透明電極的觸摸屏，比當(dāng)前用ITO材料的設(shè)備更輕，更廉價(jià)，更耐用！太陽能器件染料敏化電池超薄的石墨烯膜透明、導(dǎo)電率高，可替代染料敏化電池用作窗口電極的金屬氧化物。傳感器利用懸浮的石墨烯場效應(yīng)晶體管作傳感器能提高1.5到2倍線性工作模式下的跨導(dǎo)，而低頻噪音的功率隨之降低12-6倍石墨烯納米篩

通過在完整石墨烯上刻蝕寬為5nm的孔，成功地開啟了能隙，使石墨烯成為了半導(dǎo)體薄膜100GHz晶體管2.4量子點(diǎn)量子點(diǎn)概念半導(dǎo)體量子點(diǎn)簡稱量子點(diǎn)(QuantumDots,QDs)，即半徑小于或接近于波爾半徑的半導(dǎo)體納米晶體。一種零維的納米材料，主要由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族元素組成，也可以由兩種或兩種以上的半導(dǎo)體材料組成核殼結(jié)構(gòu)(core-shell)的量子點(diǎn)。如：CdSe、CdTe、InP、PbS、PbSe、CdSe/CdS、CdS/PbS、CdSe/CdS/ZnS

量子點(diǎn)的性質(zhì)量子限域效應(yīng)光學(xué)效應(yīng)量子限域效應(yīng)半導(dǎo)體：吸收光子hν

，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，稱激子，其大小為激子波爾半徑,rc當(dāng)NC的大小<rc時(shí)，載流子(e,h)的動(dòng)能變大才能維持穩(wěn)定，這導(dǎo)致帶寬變大，能級(jí)分離。量子限域效應(yīng)光學(xué)性能吸收光譜QD越小，帶寬越大，吸收峰藍(lán)移第一個(gè)尖峰：激子峰。位置由帶寬決定，也就是由QD的大小決定。峰形由尺寸分布決定，同時(shí)還與QD的組成有關(guān)。光學(xué)性能發(fā)光光譜發(fā)射光與能帶寬度有關(guān)，因此發(fā)射光顏色可以由粒子的大小來控制。激發(fā)與發(fā)射光譜間的差為Stokes位移，對(duì)QD，約10-20nm光學(xué)性能量子產(chǎn)率發(fā)射的光子與吸收光子之比影響因素表面缺陷解決辦法表面鈍化：改變表面的有機(jī)配體、核殼結(jié)構(gòu)等如CdSeTOPO,HDA,10%升至40-50%InAs0.8%，InAs/InP1.2%，InAs/InP/ZnSe76%

量子點(diǎn)的應(yīng)用生物標(biāo)記LED其他生物標(biāo)記有機(jī)染料易光漂白，穩(wěn)定性不夠激發(fā)峰窄、發(fā)射峰寬、有拖尾一種物質(zhì)只有一種顏色量子點(diǎn)穩(wěn)定，不易光漂白發(fā)射峰窄，激發(fā)峰寬可以通過調(diào)節(jié)大小來得到不同顏色的量子點(diǎn)大小在2-20nm之間，適合進(jìn)入生物體生物標(biāo)記通過表面配體與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)的作用，可以方便的將蛋白等物質(zhì)與QD相連接。多種顏色的復(fù)合，可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)編碼。生物標(biāo)記通過量子點(diǎn)與藥物分子等分子的相連，來實(shí)現(xiàn)觀測(cè)藥物分子在細(xì)胞內(nèi)或體內(nèi)轉(zhuǎn)移、負(fù)載位置的目的。CdSe/ZnS(上面)InAs/InP/ZnSe(下面)LED通過幾種顏色的復(fù)合，可以制得白光LEDLED紅光InP/ZnS/SiO2(605nm)綠光Sr0.94Al2O4:Eu0.06(545nm)黃光YAG/Ce565nm其他應(yīng)用太陽能電池激光器，場效應(yīng)晶體管等傳感器探針

2.5納米傳感器

納米傳感器的概念特殊的化學(xué)傳感器，以生物活性單元(酶、抗體、核酸、細(xì)胞)作為生物敏感單元，對(duì)被測(cè)目標(biāo)物有高度選擇性；最早：酶電極，-----微生物電極、細(xì)胞器電極、組織電極、免疫電極

納米傳感器特點(diǎn)集生物、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)；具有選擇性好、靈敏高、分析快、成本低、能連續(xù)檢測(cè)；高度自動(dòng)化、微型化、集成化、能野外分析，應(yīng)用廣：生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品、醫(yī)藥、軍事醫(yī)學(xué)。3個(gè)發(fā)展階段第一代：非活性基質(zhì)膜（固定生物成分）和電化學(xué)電極第二代：生物成分直接吸附和共價(jià)連接在轉(zhuǎn)換器表面，無需非活性基質(zhì)膜，不加其他試劑；第三代：生物成分直接固定在電子元件上，可直接感知并放大物質(zhì)信號(hào)變化

納米傳感器的應(yīng)用納米生物傳感器Alarie和Vo-Dinh1996提出：用納米材料實(shí)現(xiàn)傳感器結(jié)構(gòu)的超微化；納米生物傳感器能直接進(jìn)行生物和化學(xué)物質(zhì)的電學(xué)檢測(cè)；用納米技術(shù)進(jìn)行早期惡性腫瘤和疾病的檢測(cè)，并判定治療效果。納米生物傳感器-分類納米膠體金顆粒用于生物分子標(biāo)記；納米顆粒做生物分子載體固定，增加反應(yīng)信號(hào)，如硅納米線；用兩性磷脂納米小體改性聚丁二炔類化合物微聚體。OOH

COOH

COOH

COOH

C硅納米顆粒照片智能脂質(zhì)體顆粒示意圖DNA納米生物傳感器導(dǎo)電DNA鏈：在DNA表面覆蓋納米金，或納米Zn,Ni,Co,獲得DNA電線，保持選擇性結(jié)合其他分子的能力；納米微懸臂梁生物傳感器圖6-5微加工懸臂天平陣列(8個(gè)懸臂，每個(gè)500×100×1m3)

圖6-6激光檢測(cè)免疫作用所引起的懸梁彎曲

納米光纖生物傳感器納米光纖制作：1.用CO2激光加熱光纖、微吸管纖拉裝置拉伸，20-50nm尖端光纖；2.化學(xué)蝕刻，小管蝕刻技術(shù)；近場光學(xué)顯微鏡及光譜分析：納米Au顆粒電鏡圖納米插指電極診斷納米傳感器用于惡性腫瘤早期診斷的納米傳感系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞表面抗原腫瘤細(xì)胞核腫瘤細(xì)胞膜靶向器納米磁性顆粒體外檢測(cè)系統(tǒng)8101214010203040Au+SiO2納米顆粒Au納米顆粒SiO2納米顆粒無納米顆粒響應(yīng)電流I(uA/cm2)納米顆粒含量(mmol/L)64圖2-2Au-SiO2及其組成的復(fù)合顆粒對(duì)葡萄糖生物傳感器電流響應(yīng)的影響1020304050010203040無納米顆粒SiO2納米顆粒Pt納米顆粒Pt+SiO2納米顆粒響應(yīng)電流I(uA/cm2)納米顆粒含量(mmol/L)圖2-3Pt-SiO2及其組成的復(fù)合納米顆粒對(duì)葡萄糖生物傳感器電流響應(yīng)的影響通過金納米顆粒表面修飾的核苷酸的配對(duì)識(shí)別達(dá)到檢測(cè)的目的表面包覆核苷酸的金納米顆粒探針的雜化過程Au納米棒表面增強(qiáng)拉曼檢驗(yàn)金、銀納米顆粒能增強(qiáng)微量有機(jī)/生物分子的拉曼特征光譜。A)0.8,B)1.2,andC)2.0mLof8mMGNRethanolsolutionGNR在不同4-ATP濃度

(1,10,100nM)SiO2@GNSs@SiO20.01,0.1,0.5,1ng/mL

h-IgG0.01,0.1,1,10ng/mL

h-IgGAu納米顆粒的可卡因檢測(cè)2.6納米顆粒的毒性

納米顆粒的抑菌性摘自：Roberty

BraynerZnO納米顆粒的革蘭氏陰抑菌性ZnO納米對(duì)革蘭氏陰/陽的抑菌性Tween20下制備PVA下制備空白對(duì)照ZnO納米抑菌圈空白對(duì)照12%WtZnO納米顆粒無乳鏈球菌金色葡萄球菌無乳鏈球菌金色葡萄球菌細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)電子衍射圖比較顯示在金色葡萄球菌細(xì)胞內(nèi)外ZnO晶格結(jié)構(gòu)的變化

納米顆粒的細(xì)胞毒性Ag納米顆粒的毒性摘自：IvanSondy大腸桿菌被覆Ag納米顆粒細(xì)胞膜放大圖Fe2O3納米顆粒的神經(jīng)細(xì)胞毒性

摘自：ThomasR.PisanicII在PC12細(xì)胞下培養(yǎng)24h空白對(duì)照0.15mM納米顆粒15mM納米顆粒包覆PEG的Fe2O3納米顆粒的體內(nèi)動(dòng)力學(xué)J774巨噬細(xì)胞在37oC下培養(yǎng)4小時(shí)摘自：Marie-SophieMartina細(xì)胞膜被綠色熒光素FITC標(biāo)記20微米20微米間隔95.4s未包覆PEG15分鐘包覆PEG30分鐘50微米未包覆PEG1小時(shí)包覆PEG4小時(shí)24小時(shí)未包覆PEG包覆PEG20微米13微米羅丹寧+異硫氰酸熒光素(FITC)共同標(biāo)記標(biāo)記異硫氰酸熒光素(FITC)標(biāo)記聚乙烯醇-TiO2復(fù)合膜NeatEVOHTiO0.25TiO0.5TiO1.0TiO2.0TiO5.0TiO10TiO13功能化Fe3O4/TiO2顆粒的滅菌性未修飾Fe3O4@TiO2納米粒+Au納米顆粒液多巴胺修飾Fe3O4@TiO2納米粒鏈球菌

金葡菌

鏈球菌

腐生葡萄菌

鏈球菌

結(jié)合改性磁粒后各種細(xì)菌的形態(tài)摘自：S