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納米涂料范文1
我國現有建筑房屋的外墻面，大多是采用涂刷薄層外墻漆、粘瓷磚、貼大理石等，它們或多或少地存在著弊端。如外墻涂料施工對墻面質量要求高，與水泥墻面粘結力差，施工工序復雜，容易褪色、開裂等；粘瓷磚、馬賽克費工費時，而且易脫落傷人，不易翻新；干掛大理石雖豪華氣派，但成本太高，且增加了建筑物的沉重，國家已嚴禁高層建筑使用。而墻面漆（乳膠漆為主）和壁紙仍是目前家居墻面裝飾材料的主導產品。對于壁紙，人們是又喜愛又擔憂，喜愛它的質地、花色、造型，可擔憂它昂貴的價格、開裂的接縫、有毒的粘膠、無法擦洗的污跡。這種種麻煩讓多少消費者忍痛割愛，留下幾多遺撼。現在，經過納米技術改良的涂料將解決這些難題。
產品性能特色
外墻涂料――納米復合理石墻藝漆：
納米復合理石墻藝漆具有諸多優點。第一，它成本低廉、使用簡便，呈固體干粉狀，可以用紙袋或塑料袋包裝，不需像傳統乳膠漆一樣用鐵桶或塑料桶包裝，解決了涂料易沉淀、存放期短、易變質、包裝儲運費用高的難題；第二，納米復合理石墻藝漆無毒無味、健康環保；第三，納米復合理石墻藝漆粘結力強、附著力好、能顯著提高工效，可直接在水泥基層上施工，且不需光滑基面，即能與水泥基面牢固粘合；第四，納米復合理石墻藝漆色彩逼真、艷麗，裝飾效果豐富多彩，可以制出仿大理石的各種裝飾效果，具有豪華高雅的格調和品位；第五，納米復合理石墻藝漆具有優異的抗老化性能和耐候性能，使用壽命長；第六，納米復合理石墻藝漆耐粘污性好，有極強的自潔功能，由于采用納米材料與無機材料復配，可將涂層上的污染物、污漬、灰塵等在光的照射下逐步降解為二氧化碳和水被沖洗掉，保證建筑物長期潔凈如新；第七，納米復合理石墻藝漆保溫性強、隔熱性好。
室內裝飾涂料―納米改性七彩絲光錦緞涂料、藝術質感墻藝涂料：
納米改性七彩絲光錦緞涂料、藝術質感墻藝涂料同樣是高新科技的結晶。第一，產品經納米改性無毒無味、綠色環保；第二，涂料不褪色、不起皮、不開裂、耐酸、耐堿、耐擦洗；第三，具有釋放負離子、凈化空氣、治理室內污染、促進人體健康的功效；第四，裝飾效果豪華典雅，圖案精美亮麗，色澤豐富柔和，如錦似緞，并可根據消費者需求隨意設計出千余種圖案，裝飾出南國風光、塞北寒梅、人物山水、花鳥魚蟲等諸多圖案，栩栩如生；第五，其中的隱形幻彩系列涂料在自然光和普通燈光下為潔凈柔和的白色，在紫外光照射下，該涂料會顯示出神奇、艷麗的畫面，例如海底世界、宇宙星空、人物山水、樹木花草，呼之欲出，美不勝收。
投資條件及效益分析
納米復合理石墻藝漆投資條件：
小型投資需要設備投資5000元，廠房80～120平方米，工人2～3人，電源380V，功率5Kw，流動資金1萬～2萬元，年產量可達1000噸；
中型投資需要設備投資3萬～5萬元，廠房200～250平方米，工人3～5人，電源380V，功率8Kw，流動資金3萬～5萬元，年產量可達5000噸；
大型投資需要設備投資10萬～20萬元，廠房400～600平方米，工人5～8人，電源380V，功率20Kw，流動資金10萬～15萬元，年產量可達10000噸。
納米復合理石墻藝漆效益分析：原材料成本為1300～1500元/噸，加上制作每噸涂料所需發放工資、包裝費，綜合成本為1500～2000元，而現今市場售價是3000～4000元/噸，也即純利潤為1500～2000元/噸。
納米涂料范文2
[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.
納米涂料范文3
【關鍵詞】陽離子；粘合劑；涂料染色
0 引言
涂料染色是多年來倡導的無水少水染整技術之一，具有生產工藝簡單、品種適應性強、節約能源、生態環保等眾多優點[1-2]。由于涂料粒子本身對纖維沒有親和力和反應性，涂料印花是利用粘合劑在織物表面成膜的原理，借助粘合劑、交聯劑等助劑將涂料粒子粘附在纖維上[3-4]。因此，粘合劑的性能是涂料染色印花質量的決定因素。在傳統的涂料染色印花工藝中在染中、深色時，需要添加大量粘合劑，從而出現手感差，摩擦牢度、水洗牢度明顯下降，染中、深色困難等問題[5]。
近年來關于陽離子粘合劑在涂料染色中的應用成為研究的熱點，陽離子粘合劑可以與帶負電荷的涂料粒子通過靜電引力相互作用，提高了被染織物的牢度，同時減少了粘合劑的用量改善了被染織物的手感[6]。但這些研究大都存在陽離子型粘合劑與陰離子涂料直接混合時會產生凝聚問題，導致染色疵點。本文將實驗室自制的一種陽離子聚合物乳液應用到涂料浸染染色中，探討了陽離子聚合物乳液的整理工藝，陽離子聚合物乳液的用量以及涂料用量對染色的影響。
1 試驗
1.1 藥品及儀器
織物：棉針織布；藥品：陽離子納米球P（St-co-BA）（實驗室自制，粒徑為20～110nm，Tg為-10～20℃），涂料BLUE HH-2RD。
儀器：恒溫震蕩水浴鍋，電子天平，摩擦牢度儀，SP60系列積分球式分光光度儀。
1.2 陽離子聚合物乳液整理工藝
將合成的陽離子聚合物乳液按照對織物重0.5%～2%以1：50的浴比配成處理液，將織物浸沒在處理液中在50℃下恒溫震蕩水浴鍋中震蕩吸附處理30min。
1.3 涂料浸染染色工藝
對陽離子聚合物乳液整理過的織物進行涂料浸染染色（涂料0.5%～2%owf，浴比1：25，溫度50℃，時間1h）水洗（浴比1：50，洗三次）烘干（80℃，3min）焙烘（120℃，2min）。
1.4 測試
染色顏色深度：用SP60系列積分球式分光光度儀測定所染織物的K/S值，K/S值越大，表明所染顏色越深。
摩擦牢度：摩擦牢度分為干摩擦牢度和濕摩擦牢度，參照GB/T 3920-2008測定，試樣為50mm×200mm，經緯向各兩塊，用沾色用灰色樣卡評定摩擦布的干濕摩擦牢度。
手感：由5人分別觸摸評定，評定結果共分為柔軟、較軟、較硬和硬4個級別。
2 結果與討論
2.1 陽離子聚合物乳液的整理工藝
由表1可以看出不同的陽離子納米球的整理工藝對染色性能有較大影響，整理后不經水洗直接染色的工藝在有較好手感和摩擦牢度的情況下可以獲得更深的顏色深度。這是因為陽離子納米球表面吸附的表活性劑經水洗容易脫落導致棉纖維表面的納米球或正電荷數減少，從而涂料粒子上染減少，顏色變淺，而烘干后染色，納米球在棉纖維表面成膜，在成膜過程中部分納米球表面的表面活性劑被掩蓋，使得整理后的棉纖維正電荷性減少，從而染得色較淺。所以采用陽離子納米球處理纖維后直接進行涂料染色，不僅得色量更高而且節水。
2.2 陽離子聚合物乳液的用量
表2表示的是陽離子納米球的用量對涂料染色性能的影響。從表2中可以看出隨著納米球用量的增加在同一涂料用量下染色深度不斷增加，但當納米球用量達到一定程度時顏色深度不再加深。這是因為剛開始隨著納米球用量的增多在棉纖維表面吸附的帶正電的納米球增加，棉纖維表面的納米球量增加，通過靜電引力上染的涂料粒子增加顏色加深；但是當納米球全部覆蓋滿棉織物表面時由于電荷斥力的存在納米球不再繼續吸附到棉纖維上去，通過靜電引力上染的涂料粒子一定，顏色不再加深。
2.3 涂料的用量
表3表示的是不同涂料用量對染色性能的影響。從表中可以看出在同一納米球用量的情況下，隨著涂料用量的增加，顏色深度不斷加深。這是因為整理過棉纖維表面帶正電荷，在涂料染色過程中帶負電荷的涂料粒子主要通過靜電引力吸附上染纖維，上染過程是一個吸附平衡的過程，涂料用量越大，最終平衡時吸附上染的涂料粒子越多，染得的顏色越深。
3 結論
實驗結果表明：采用陽離子納米球處理纖維后直接進行涂料染色，不僅得色量更高而且節水。而且隨著陽離子納米球用量和涂料用量的增加，染色深度不斷加深，最后達到一個穩定值。
【參考文獻】
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[2]趙錦， 陳宏書， 胡志毅. 聚丙烯酸酯類涂料印花黏合劑的研究進展[J].中國膠粘劑，2011，20（3）：49-52. DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2011.03.012.
[3]馬紅霞，李耀倉.新型環保涂料印花粘合劑的研究進展[J].中國膠粘劑，2010， 19（10）：47-50. DOI：10.3969/j.issn.1004-2849.2010.10.011.
[4]李超， 譚艷君， 陳秀娜. 自制涂料印花粘合劑的應用性能[J].染整技術， 2013， （10）：29-31. DOI：10.3969/j.issn.1005-9350.2013.10.011.
納米涂料范文4
1．1基于稀土上轉換納米材料的檢測稀土上轉換納米材料被近紅外光（980nm）激發發射出可見光，可以消除活體內檢測時細胞和組織中自發熒光的干擾［25，36］．Zijlmans等人在1999年首次利用上轉換熒光材料實現了人類前列腺組織異性抗原的檢測［20］．隨后，基于上轉換納米材料的熒光生物探針被用于各種分析物的生物檢測．例如，Tanke課題組［21］使用上轉換熒光材料來進行生物檢測，將400nmY2O2S：Yb／Er上轉換納米顆粒與DNA偶聯制備出DNA探針，檢出限為1ng／L，比傳統的花青染料探針靈敏度提高了4倍．Nied－bala等人［37］利用側向免疫層析檢測法，同時檢測出唾液中安非他明、脫氧麻黃堿、苯環己哌啶和麻醉劑等物質．之后，Wang等人提出一種基于上轉換納米材料的夾心雜交檢測方法并實現了對DNA的超靈敏檢測［38］．2013年，陳學元課題組［39］報道了一種新穎的上轉換生物檢測方法，用Yb3＋，Er3＋共同摻雜到上轉換納米顆粒作為生物探針進行溶液中痕量分析物（如抗生物素蛋白和腫瘤標記物等）的檢測．多功能酶標儀可以收集上轉換納米顆粒近紅外光激發發射出的可見光信號，量化分析物中的生物分子濃度．例如，利用Ln3＋摻雜的上轉換納米顆粒的發光強度和抗生物素蛋白濃度成正比例關系檢測抗生物素蛋白，檢出限為90pmol•L－1．相同的結果也從尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑受體、癌胚抗原和α－胎蛋白中獲得，其檢出限范圍為40～100pmol•L－1．本課題組［40］將核酸適配體與上轉換納米材料相結合，利用分子識別引入了一種檢測潛指紋的新方法，如圖1所示．通過水熱法合成的上轉換納米顆粒表面包裹著一層油酸，油酸不僅起到表面活性劑的作用，還能夠通過配體交換將聚丙烯酸連接到上轉換納米顆粒上，得到的上轉換納米顆粒既可溶于水又能夠通過羧基將生物活性分子修飾到顆粒表面．將經氨基修飾的溶菌酶核酸適配體（lysozyme－bindingaptamer，LBA）連接到修飾了羧基的上轉換顆粒（upconversionnanoparticles，UCNPs）的表面，形成核酸適配體功能化的稀土上轉換納米顆粒（簡稱UCNPs－LBA）．UCNPs－LBA通過核酸適配體高效地與指紋中溶菌酶特異性結合并在近紅外光的激發下發出可見光，指紋圖像清晰呈現并被配有微焦鏡頭的單反相機記錄．這種通過分子識別的潛指紋檢測方法可以實現不同表面和不同人的潛指紋檢測．潛指紋中除了包含有本身的分泌物外，還包含一些外源化學物質，如可卡因．將核酸適配體換成可卡因的適配體同樣可以實現潛指紋的檢測，該方法對可卡因的檢出限可達0．5μg．該檢測方法有望為刑事偵查提供有力的信息。
1．2基于熒光共振能量轉移的檢測Kuningas等人［23］首次提出了基于上轉換納米材料的熒光共振能量轉移分析技術（upconversionFRETAssay，UC－FRET或UC－LRET），并通過使用抗生蛋白鏈菌素修飾的上轉換納米材料作為能量供體，生物素化的藻膽蛋白作為能量受體實現了生物素的高靈敏檢測．此后，基于UC－FRET的分析方法得到了快速發展，例如：李富友課題組［41］構建了一種高靈敏度的DNA納米傳感器：用表面修飾有DNA捕獲探針的NaYF4：Yb／Er上轉換納米顆粒作為能量供體，用標記有羅丹明的短鏈互補DNA序列作為能量受體構建UC－FRET結構，目標DNA通過鏈置換反應與DNA捕獲探針進行互補配對從而破壞UC－FRET結構實現對目標DNA的檢測，目標DNA的濃度與發射光的強度比存在線性關系，測量的目標DNA濃度極低，檢測范圍為10～60nmol•L－1．同樣，Zhang等人［42］也報道了基于寡核苷酸修飾上轉換納米顆粒的生物傳感器用來檢測DNA，檢出限低至到1．3nmol•L－1．貴金屬納米顆粒如納米金等具有表面等離子體共振性質和較大的消光系數，將這些材料與上轉換納米材料相結合可以降低檢測時的背景熒光干擾并提高檢測靈敏度，因此貴金屬納米顆粒也常常被作為能量受體用于UC－FRET生物檢測中［43］．例如，Wang等人［44］報道了基于NaYF4：Yb／Er和金納米顆粒的UC－FRET生物傳感器用來檢測抗生物素蛋白，檢出限低至0．5nmol•L－1．最近，Deng等人［45］提出一種在溶液和活細胞中快速檢測谷胱甘肽的新方法，該方法的基本原理是，谷胱甘肽能抑制上轉換納米顆粒表面的二氧化錳納米片對上轉換發光的猝滅作用．根據材料本身獨特的電學和熱學性能，石墨烯、氧化石墨烯和碳納米顆粒也在基于UC－FRET的生物檢測中被廣泛用作能量猝滅劑。
2生物成像領域內的應用
2．1體內深層組織的熒光成像稀土上轉換納米材料所用到的激發光源（980nm）在生物組織中有很強的穿透能力、不會引起生物體自發熒光干擾而且對生物組織幾乎無損傷，所以稀土上轉換納米材料是各種生物組織或生物體成像分析的理想熒光標記材料．Zhang課題組［49］使用PEI包裹的NaYF4：Yb／Er納米顆粒首次實現了動物體成像，證明了稀土上轉換納米材料相比于量子點在體內深層組織成像中的優勢．為了進一步增加稀土上轉換發射光的組織穿透深度從而提高成像靈敏度，需要調節上轉換發射光譜到紅光區（600～700nm）．這一波長范圍內生物組織對發射光的散射和吸收均較小，且自發熒光干擾也很小，對深層組織成像至關重要．趙宇亮課題組［22］報道了Mn摻雜的發單色紅光的NaYF4：Yb／Er上轉換納米材料用于活體成像，成像深度可延伸至15mm．Prasad課題組［50］也報道了一種新的體內成像方法，該方法利用NaYF4：Yb／Tm上轉換納米材料發出的近紅外光（800nm）作為檢測信號，在小鼠體內成像實驗中獲得了高對比度的熒光圖像．在隨后用Yb／Tm共摻雜的上轉換顆粒進行小鼠全身熒光成像的實驗中，實現了20mm的光穿透深度［51，52］．此外，聚丙烯酸修飾的上轉換納米顆粒（PAA－NaLuF4：Yb／Tm）也被報道作為光學生物學探針用于正常黑鼠的體內熒光成像，而且該探針在兔子體內成像實驗中也能獲得很高的信噪比［53］．多路復用成像是識別不同生物體最有效的方法之一，隨著稀土上轉換納米材料合成方法的不斷發展，可以通過調節摻雜元素的種類和含量在紫外到近紅外光譜區內對稀土上轉換納米顆粒的發射光譜進行精確調節，并可以使其呈現多個發射峰．Yu等人［54］首次使用NaYF4：Yb／Er／La納米棒實現了活體內多色成像．Cheng等人［55］將具有不同發射光譜的3種上轉換納米顆粒經皮下注射進入到小鼠體內，通過區分光譜反褶積實現小鼠的多色成像．熒光共振能量轉移是另一種調節上轉換納米顆粒發射多色光的方法，基于該方法的基本成像原理是，利用近紅外光激發上轉換納米顆粒并利用其發射光來激發顆粒表面的有機染料或量子點，使其發射出不同波長的熒光從而實現生物成像．劉莊課題組［56］利用有機染料和聚乙二醇（PEG）包覆的上轉換納米顆粒之間的疏水作用力將染料吸附在顆粒表面來調節復合材料在可見光區的發射光譜，并將該復合材料用于生物體多色成像體系中．
2．2多模態成像單模態成像技術通常只能反映生物體內單一的信息，因此，為了獲得更多的生物體內相關信息，多模態成像技術應運而生．近年來，以稀土上轉換納米材料為基礎的多模態成像技術得到了快速發展，例如，上轉換熒光成像（upconversionimaging，UCL）與磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）、電子計算機X射線斷層掃描（computedtomography，CT）、正電子發射斷層成像（positronemissioncomputedtomography，PET）和單光子發射計算機斷層成像（single－photonemissioncompu－tedtomography，SPECT）等其他模態成像技術相結合的多模態成像技術已經取得了長足發展并在生物成像中發揮著越來越重要的作用［57，58］．
2．2．1雙模態成像當前的研究熱點之一是將上轉換熒光成像與MRI相結合構建雙模態成像探針并探究其在生物醫學領域內的應用．眾所周知，熒光成像為生物體內成像提供了高的靈敏度，但它的激發光對生物組織的穿透深度較淺．相比于熒光成像，MRI為體內成像提供了良好的空間分辨率．但由于其靈敏度有限，所以通過結合上轉換熒光成像和磁共振成像的優勢，可以獲得同時具備高靈敏度、高空間分辨率和較強激發光組織穿透深度的雙模態成像探針．近年來，一些基于稀土上轉換納米材料的雙模態成像探針制備方法已有報道．第一種制備方法是分子的功能化，即將Gd配合物等磁共振成像造影劑修飾在上轉換納米顆粒表面來構建UCL／MRI雙模態成像復合探針．例如，Li等人［57］報報道了一種核殼結構的UCL／MRI納米顆粒探針，該探針以上轉換納米顆粒為核并將Gd配合物擔載在二氧化硅殼層中．第二種制備方法是通過連續生長或者包覆的方法實現其他磁性材料與上轉換納米材料的復合．超順磁性氧化鐵納米粒子（SPIONS）由于其良好的磁性和生物相容性獲美國FDA批準為商用磁共振成像造影劑；目前，SPIONS包覆的上轉換納米顆粒作為雙模態成像探針的雛形技術已有報道．Xia等人［58］制備了NaYF4：Yb／Tm＠FexOy納米核殼結構的復合材料，并將其用于生物體T2加權MRI和UCL雙模態淋巴管成像的造影劑．然而，上轉換納米顆粒的發光強度在這個核殼結構中將會逐漸減小，這是因為Fe3O4殼層既吸收發射光也吸收近紅外激發光．為解決這一問題需要進一步制備反相的核殼納米結構，所以Zhu等人又合成Fe3O4納米顆粒為核而上轉換納米顆粒為殼層的納米結構來避免Fe3O4對發射光和激發光的吸收［59］．劉莊課題組［60，61］用層層自組裝的方法制備了UCNPs－SIONPs納米復合材料成像探針．該探針以上轉換納米顆粒為核，顆粒外包覆一層超薄氧化鐵納米顆粒，然后在最外層包裹一層金顆粒．該納米復合材料可用于UCL／MRI雙模態生物成像并在體內和體外進行定向的癌癥光熱治療，還可用于干細胞的示蹤和操控．這些結果表明UCNPs－SIONPs作為新型的多功能成像探針有潛力應用于體內轉移性細胞的示蹤和操控［62］．然而，實現稀土上轉換納米材料與其他磁性材料結構和功能的復合非常困難并且會導致一些副作用（例如Fe3O4可能會猝滅稀土上轉換材料的發射光）．就這一點而言，含有Gd的材料（Gd2O3，GdPO4，GdF3，NaGdF4等）與稀土上轉換材料有良好的相容性．將含有Gd的納米殼層包裹在稀土上轉換納米顆粒表面來制備的復合納米材料同時具有光學和磁學兩種性質，可以用于多功能生物體系中［27～35］．例如，趙宇亮課題組［32］成功合成了形貌可調的Ln摻雜的Gd2O3納米顆粒，該顆粒具有多種顏色的上轉換熒光成像和磁共振成像能力．Zhou等人［63］報道了基于Yb／Er（Tm）共摻雜NaGdF4納米顆粒的小動物UCL／MRI雙模態成像體系．第三種制備方法是將有磁性的離子摻雜到稀土上轉換納米顆粒中．例如，趙宇亮課題組［22］報道了NaYF4：Yb／Er納米晶體摻雜Mn離子后表現出上轉換熒光發射和磁性雙重性質．Zeng等人［64］報道了NaLuF4納米晶體摻雜Gd／Yb／Er三種元素離子的體系，該納米晶體不僅具有近紅外發射的性質還在室溫下具有順磁性，經生物分子功能化的NaLuF4上轉換納米顆粒有望應用于體內和體外的雙模成像中（UCL／MRI）．將UCL和SPECT相結合也是一種備受關注的雙模態成像技術，SPECT成像在臨床診斷中常用18F作為放射性同位素標記物，由于常用的上轉換納米顆粒的組成元素中含有氟，所以可以在合成上轉換納米顆粒時將F元素換成其帶有放射性的同位素18F來獲得UCL／SPECT雙模成像性質．最近，Sun等人［65］報道了用含有18F的NaYF4：Yb／Tm納米顆粒進行小動物全身UCL／SPECT雙模成像，該納米顆粒不僅可以在老鼠體內獲得高靈敏度的圖像，而且在大型動物體內也可以獲得．然而，18F較短的半衰期（1．829h）限制了其在生物體內長時間成像中的應用，所以研究者們又進一步合成了長半衰期153Sm（46．3h）摻雜的NaLuF4：Yb／Tm納米顆粒并將其用于生物體長周期UCL／SPECT雙模成像［66］；而且由于153Sm發射出中等能量的β射線，對生物體損傷較小，因此該成像探針更加適合用于長時間的生物成像．
2．2．2多模態成像最近，PET／MRI／UCL或著CT／MRI／UCL三模態成像受到人們越來越多的關注，將3種成像技術結合不僅可以提高成像的清晰度還可以提高診斷效率．例如，CT是根據人體不同組織對X射線的吸收和透過率不同而獲得被檢查部位的3D高分辨圖像的非侵入性分子成像技術；然而，由于CT和MRI成像不僅平面分辨率有限而且不適用于細胞水平的成像，而UCL成像卻具有極高的靈敏度和空間分辨率可以廣泛地應用于生物醫學研究領域的細胞和組織成像．因此，通過結合UCL，CT和MRI三種成像模式可以實現從細胞到活體超靈敏、多層面的分子成像．Liu等人［67］報道Gd2O3：Yb／Er的多功能探針可以在小動物體內進行UCL，MRI和CT多模態成像來提供診斷，治療以及疾病的相關信息．Xia等人［68］制備了Gd配合物摻雜的NaLuF4上轉換納米顆粒可以在小動物體內進行UCL，MRI和CT多模態成像．比如Fe3O4＠NaLuF4：Yb／Er（Tm）和NaYF4：Yb／Er／Tm＠NaGdF4＠TaOx納米核殼結構也同樣可以作為MRI，CT，UCL三模態成像的生物探針．李富友課題組制備了18F標記的NaYF4：Gd／Yb／Er納米顆粒［69］，該顆粒具有放射性，磁性和熒光性可以作為多功能的納米探針進行體外熒光成像和MRI／PET活體成像．而Os（II）復合體包裹的NaYF4：Yb／Tm納米復合物也已證明可以進行三模態成像［70］．
3疾病治療領域內的應用
稀土上轉換納米顆粒也可以應用到疾病治療領域中，比如可以作為載體來運輸小分子抗癌藥物和治療性多肽等物質，也可以根據其成像性質來實時、簡單、有效地追蹤藥物輸送路徑并了解藥物釋放的效率．下文主要介紹稀土上轉換納米顆粒在作為藥物和基因載體方面的發展現狀并總結稀土上轉換納米顆粒在光動力學治療和光熱治療的應用．3．1藥物和基因輸送近年來，由于中空和介孔結構有巨大的孔容量所以常用作理想的藥物載體．例如，趙宇亮課題小組［33］將布洛芬（IBU）包載到帶有介孔殼的Gd2O3：Yb／Er中空納米顆粒中．另外，Yb（OH）CO3＠Yb－PO4：Er和NaREF4：Yb／Er（RE＝Yb，Lu，Y）納米顆粒也可以通過包載藥物進行藥物釋放誘導癌細胞死亡［71，72］．核殼結構Fe3O4＠nSiO2＠mSiO2＠NaYF4：Yb／Er（Tm）［73］（mSiO2＝介孔硅），NaYF4：Yb／Er＠硅纖維［74］，NaYF4：Yb／Er＠nSiO2＠mSiO2［75］和Gd2O3：Er＠nSiO2＠mSiO2［76］等納米復合物也已證實可以作為藥物載體并且可控制藥物的釋放．但是，由于介孔硅層的厚度很難控制到10nm以內，所以介孔二氧化硅包裹的上轉換納米顆粒由于介孔硅的包裹使得納米顆粒的尺寸增加．除了硅封裝，還可以利用藥物分子與上轉換納米顆粒表面功能分子的相互作用來實現藥物運輸，該方法可以避免增加納米顆粒的尺寸．Wang等人［77］合成了多色光譜的上轉換納米顆粒，并通過靜電吸附作用利用PEG化的上轉換納米顆粒實現抗癌藥物阿霉素（DOX）的包載與釋放的行為研究．首先將PEG與葉酸（FA）共價交聯形成新的化合物，然后表面修飾到油酸包裹的上轉換顆粒表面，這種顆粒能夠對葉酸受體有靶向效果，并進行了KB細胞與HeLa細胞對比，研究發現FA－PEG－UCNPs能夠很快進入KB細胞而不能在相同的時間內進入HeLa細胞．值得注意的是，DOX在低的pH值條件下，具有更好水溶性，低pH值條件加速了DOX中－NH2基團的質子化，從而導致釋放出更多的DOX分子．根據pH值進行藥物釋放的納米復合顆粒對臨床癌癥治療是具有實際意義的，因為腫瘤的細胞外組織、細胞內的溶酶體和核內體的微環境均是酸性的．通過利用稀土上轉換納米顆粒近紅外激發紫外光發射的性質來控制包裹藥物的籠狀化合物進行藥物釋放和基因表達，避免了直接使用紫外光照射的組織穿透能力低和光毒性的缺點．目前，這種近紅外激發紫外光發射的上轉換納米顆粒在智能藥物領域的研究得到發展．Zhang課題組［78］通過包裹可光解的質粒DNA／siRNA分子到介孔氧化硅包覆的NaYF4：Yb／Tm上轉換納米顆粒的多孔硅中，該方法不僅提高了生物相容性且增加了載藥能力．在近紅外光激發下，上轉換納米顆粒發射紫外光刺激質粒DNA或者siRNA進行基因表達調控或者基因下調．Yang等人［79］首次證明通過共價鍵將陽離子可光解連接器與硅包覆的上轉換納米顆粒連接起來，在980nm激光輻射下，上轉換的紫外光可以使光敏連接器分開，因此可以有效地釋放siRNA并控制其在活體細胞中靶基因的表達．同時，這一方法可以應用于其他的籠狀化合物比如說NO［80］，羧酸［81］，二硝基苯［33］和熒光素［82］．另外可光解藥物釋放系統也可以應用于基于上轉換納米顆粒的其他光響應系統，例如，Yan等人［83］通過使用光敏水凝膠包裹的上轉換納米顆粒在近紅外光激發發射紫外光的情況下可以引發溶膠－凝膠轉變并且可以釋放大的、無活性的生物大分子（比如說蛋白質）到溶液系統中．Liu等人［84］報道了基于偶氮苯基團（azo）修飾介孔氧化硅包裹的NaYF4：Yb／Tm＠NaYF4上轉換納米顆粒在近紅外光激發下，發射的紫外光可以引發偶氮分子從反式異構體轉換到順時異構體，以一種可控的反式異構體來引發藥物釋放．3．2光動力治療光動力治療（photodynamictherapy，PDT）采用光激活化學物質（光敏劑），從而產生單線態氧（1O2），最終導致癌細胞死亡．用于激活光敏劑的激發光通常在可見－近紅外波段，由于其穿透能力有限，所以將光敏劑包裹到上轉換納米顆粒上來提高其組織穿透能力．當納米微粒被980nm的近紅外光激發時發出可見光然后可見光激發光敏劑釋放1O2最后殺死癌細胞．Chen等人將光敏劑亞甲基藍（MB）附著到表面包裹有二氧化硅的NaYF4：Er／Yb／Gd上轉換納米顆粒上，發現了顯著的紅光猝滅現象［85］．Zhang課題組將光敏劑酞菁鋅（ZnPc）包裹到NaYF4：Yb／Er－PEI上轉換納米顆?；蛘逳aYF4：Yb／Er＠mSiO2上轉換納米顆粒［17，86，87］，由于ZnPc的吸收峰（～670nm）與NaYF4：Yb／Er納米顆粒的紅色發射峰相重疊，所以在近紅外光的照射下ZnPc產生了大量的1O2殺死癌細胞，增加了癌癥的治療效果．之后，Idris等人制備了與兩種不同光敏劑即ZnPc和MC540（部花青540）吸收波長相匹配的上轉換納米材料，從而實現利用單一波長光源同時激發兩種光敏劑的治療方法［34］，與單一負載的光敏劑相比，UCNs－ZnPc－MC540產生了大量的單線態氧并且減慢了荷瘤小鼠的腫瘤生長速率．另外，為了提高藥物的靶向能力，將具有靶向作用的葉酸和抗體連接到上轉換納米顆粒上，使其既可以進行靶向光動力學治療又擁有了更多的抗腫瘤效應［17，37，86］．劉莊課題組報道了通過非共價鍵修飾的方式將Ce6光敏劑裝載到NaYF4：Yb／Er＠PEG上轉換納米顆粒上［77，88］，構建了治療和成像雙功能的上轉換納米材料，通過構建4T1乳腺腫瘤Balb／c鼠動物模型，以瘤內注射的方式將UCNP－Ce6給藥到瘤內，再經過980nm的激光照射，首次實現了利用基于上轉換納米粒子的光動力治療在生物體應用，形成的光動力學治療納米復合物顯示了更深的組織穿透深度并且提高了體內腫瘤的抑制效果．其他的光敏劑分子，包括MC540［37］，四苯基卟啉（TPP）［89］和（4－羧基苯基）卟吩（TCPP）［77］也可以包裹到NaYF4：Yb／Er用做光動力學治療藥物．另外，將NaYF4：Yb／Er＠NaGdF4或者NaYF4：Yb／Er／Gd應用于能量轉換材料，可以實現MRI／UCL成像和光動力學療法相結合［85，90］．3．3光熱治療光熱療法（photothermaltherapy，PTT）是通過激光照射（近紅外光）改變癌細胞所處的環境，將光能轉換為熱能，達到一定溫度，可以誘發細胞內蛋白質的變性，破壞細胞膜，導致癌細胞的熱消融．與化學療法和外科手術相比較，PTT具有更少的侵入性，因此在癌癥治療中吸引了人們更多的關注．劉莊課題組制備了NaYF4：Yb／Er＠Fe3O4＠Au－PEG多功能納米顆粒不僅可以用于MRI／UCL來進行成像還可以進行具有磁性的靶向光熱癌癥治［61］．在動物實驗中，通過靜脈注射NaYF4：Yb／Er＠Fe3O4＠Au－PEG納米顆粒到荷瘤小鼠體內，不僅腫瘤成像信號加強而且當使用808nm近紅外光照射腫瘤時可以使腫瘤細胞熱消融．另外，Dong等人將合成的NaYF4：Yb／Er＠Ag納米顆粒與HepG2細胞一起培養［91］，在980nm近紅外光下照射8～20min中，HepG2細胞的存活率從65．05％下降至4．62％，顯示出光熱治療方法的療效．
4結論與展望
納米涂料范文5
關鍵詞：納米高嶺土；水泥基材料；工作性；強度；滲透性；SEM；氯離子；RCM
中圖分類號：TU52
文獻標志碼：A
文章編號：16744764（2014）01013008
嚴重暴雪和特大暴雪將造成交通路網陷于癱瘓狀態，為及時通車，傳統的氯鹽型融雪劑成為融雪的首選材料。然而隨著大雪的消融，諸多公路基礎設施遭到損壞，融雪劑對公路橋梁等基礎設施耐久性的長期負面影響已經引起土木工程界的關注。盡管氯鹽類融雪劑對混凝土結構和環境帶來巨大的損壞，但從融雪效能、速度、方便快捷到成本效益的比較，目前在世界范圍內仍難以取代。
據估算，美國每年因氯鹽腐蝕破壞環境的成本占GNP的4%（相當于美國國防開支）；氯鹽融雪劑造成哥本哈根地區102座橋中50%出現嚴重的鋼筋銹蝕；法國每年冬季消耗150萬 t氯鹽類融雪劑，耗資4億法郎。中國化冰鹽使用時間較其他國家短，混凝土結構損壞尚未完全顯現；但化冰鹽造成北京西直門老立交橋在使用20 a便被迫拆除的工程實例足以給我們警示。據報導，近年來中國冬季融雪劑的用量逐年增加。2001年北京市使用融雪劑1 000 t左右，2002年增至7 000 t；2008年中國南方特大雪災，僅京珠高速公路灑落近千噸融雪劑；2009年2月北京3場降雪便消耗融雪劑9 000多t；2010年中國遭遇大面積大雪和歷史上罕見低溫天氣，僅1月份北京首場降雪便消耗融雪劑3萬t；2011年中國再次大面積遭遇大雪，融雪劑不得不廣泛使用。近年來，不少發達國家致力于開發新型環保型融雪材料，但終因價格和適用性等原因無法推廣。因此，如何通過提高混凝土材料的抗氯離子滲透特性以從根本上減小或避免其對土木工程的損壞十分重要。
范穎芳，等：納米高嶺土顆粒改性水泥基復合材料的性能
中國正處于經濟高速發展時期，諸多耗資巨大的重要構筑物，如跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺、海港、近海與海岸工程等已經或正在興建，其中混凝土結構始終是普遍采用的結構形式。然而，海洋環境、融雪環境中水分和氯離子滲透至混凝土內部將直接導致鋼筋銹蝕、混凝土開裂，進一步加速鋼筋銹蝕，形成惡性循環致使混凝土結構劣化，甚至引發災難性事故的工程案例不勝枚舉。自20世紀50 年代至今，氯離子在普通混凝土中滲透作用成為普遍關注的課題，學者們在氯離子擴散模型、氯離子滲透預測、裂縫對氯離子滲透影響、荷載對氯離子滲透作用影響等方面開展了廣泛的試驗研究、理論分析和數值模擬，取得了豐碩的成果。然而，如何從材料層次出發，通過提高材料抗氯離子滲透特性以從根本上改善混凝土結構耐氯鹽侵蝕性能的研究尚有待開展。
氯離子在水泥基材料中的擴散性能受水灰比、水泥類型、混凝土配合比、養護條件等諸多因素有關。在實際工程中，在混凝土中摻加不同種類的塑化劑降低混凝土氯離子滲透性，造成材料強度和延性降低。隨著納米技術在土木工程中的應用，學者們對混凝土中摻加納米SiO2、納米TiO2、納米Fe2O3、Al2O3和高嶺土顆粒來改善混凝土性能，研究了不同納米顆粒對水泥基材料增韌機理、物理力學性能等[14]方面的影響。He等[5]研究了蒙脫粘土、SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3等不同納米顆粒對水泥砂漿抗氯離子滲透性的影響，研究表明當納米顆粒摻量為水泥質量1%時，蒙脫粘性水泥砂漿28 d氯離子擴散系數最小。另外，Tregger等[6]和Morsy等[7]研究表明納米高嶺土的雙層結構能有效阻礙氯離子的滲透。因此，鑒于粘土材料低廉的價格，采用納米高嶺善水泥基材料的氯離子滲透性必將有十分廣闊的應用前景。然而，目前有關納米高嶺性水泥基材料氯離子滲透性、納米高嶺土最佳摻量等方面的定量研究成果尚較缺乏。
為了研究高抗氯離子滲透性水泥混凝土，將納米高嶺土摻入水泥基材料，研究納米高嶺土顆粒對水泥基材料氯離子滲透性的改善效果，基于前期有關納米高嶺土在水泥基材料中分散性研究成果[8]，確定了提高水泥砂漿、水泥混凝土氯離子滲透性的高嶺土最佳摻量，探討了高嶺性水泥基材料（包括水泥凈漿、水泥砂漿和水泥混凝土）工作性、強度和氯離子滲透性；從微觀角度揭示高齡土顆粒對水泥基材料性能的改性機理。
1試驗部分
1.1主要原料
試驗用水泥為小野田PO42.5R普通硅酸鹽水泥，其化學成分詳見表1。所用納米顆粒材料為納米高嶺土，是納米高嶺土原礦用破碎機進行粗、中碎以后，采用沖擊磨進行一段超細粉碎，然后經煅燒精制而成，其理論化學組成為Al2Si2O5（OH）4 [9]。利用掃描電鏡和XRD觀測，可以得到納米高嶺土微觀形貌（如圖1所示），其化學成分和主要技術參數分別列于表1和表2。
納米涂料范文6
關鍵詞：智能涂料；制備技術；分類
文章編號：1005－6629(2009)03－0054－03中圖分類號：TQ630.1文獻標識碼：E
涂料發展歷史淵源已久，3000多年前我國古代人民就能用桐油和松香等天然油脂、樹脂制作油漆。隨著近代自然科學的發展和有機化學的建立，涂料的研究開發有了堅實的理論基礎。進入21世紀，智能材料異軍突起，并向各行業滲透，智能涂料也受到廣泛關注。研制涂料的出發點也不僅限于保護性、裝飾性，而是逐步朝著生態和智能方向發展。
1智能涂料的概念
智能涂料是能以一種可控的方式和再現的方式來感受并回映環境中的一些變化，并以改變溫度、電場、壓力、聲音、亮度以及顏色等形式顯現出來。如電磁干擾屏蔽材料、導電涂料、光催化涂料、自清潔涂料等等[1]。
2智能涂料的制備技術
涂料是由成膜物、顏料、溶劑和助劑組成。其中，成膜物是決定涂膜性能的主要因素，因此涂料的智能化首先從制備刺激/響應膜入手。成膜物包括有機成膜物和無機成膜物，絕大多數成膜物屬于聚合物樹脂，因此智能高分子的合成技術可應用于制備刺激/響應聚合物膜。要創造具有“開關”性質的刺激/響應聚合物膜，必須根據刺激的形式和特點來選擇適宜的原料及合成方法，當然該原料要含有對某種刺激敏感的功能團。
2.1可控自由基聚合技術
活性自由基聚合是一種新型高分子合成技術，解決了傳統自由基聚合中聚合物分子大小、結構及分子量分布難以控制的問題，是一類典型的可控聚合?？煽刈杂苫酆戏椒ㄖ械湫偷挠校阂l鏈轉移終止劑法、穩定自由基聚合法、可逆加成―裂解鏈轉移聚合及原子轉移自由基聚合等方法。由于活性自由基聚合物鏈末端具有活性基團，在補加同種或異種單體時還能發生進一步的反應，因而能夠進行嵌段、接技、星形或超支化聚合。這就為精確設計聚合物分子結構、控制分子量分布，為聚合物端基功能化，為具有響應的可逆膠束、交聯網狀膠束、微膠囊、穩定的納米微粒、薄膜、聚合物刷和其他各種定向結構聚合物的合成提供了一個有效的途徑[2]。
2.2表面接枝技術
運用接枝技術，在特定的基質表面或界面上精確、高密度地接入功能聚合物鏈，就可得到聚合物刷，從而使該聚合物智能化。接枝技術有兩種形式，即“從表面接枝”和“接枝到表面”。“從表面接枝”方法是指先將引發劑結合到基體表面，再使其引發單體發生原位聚合反應?！敖又Φ奖砻妗狈椒ㄊ侵冈诤线m的反應條件下，使具有功能端的聚合物鏈與改性后的具有反應性的基體表面活性端發生反應，從而以共價鍵合方式使聚合物分子結合到基體表面，形成聚合物刷。聚合物薄膜的行為緊緊依賴于鏈的接枝密度、分子量和化學性質。如幾種典型球形刺激/響應聚合物刷，不同聚合物鏈在不同溶劑中舒展和收縮的情況就不同，根據上述卷縮―舒展行為，可制備具有“開關”能力的智能聚合物膜[3]。
當把具有生物活性的支鏈引入主鏈時，則聚合物可能具有生物活性。若一段是藥性基團，另一段是刺激控制基團即“開關”，可制備長效環?？煽氐目刮⑸锿苛?。若引入光敏性基團后，光照時聚合物膨脹，光暗時卷縮。
2.3層層自組裝技術
層層自組裝膜的制備是通過相反電荷的聚電解質在基片上的交替吸附，交替變化的離子電荷可被鄰近層固定，并在每次吸附后要進行必要的水洗和干化，即可制得均勻層狀的納米級薄膜[4]。
利用層層自組裝技術，通過靜電力、氫鍵等分子間的相互作用，把具有功能性的小分子、含有功能基團的大分子、功能性的納米粒子組裝在一起，形成分子水平上可控的納米級超薄膜。
2.4納米技術
納米材料應用于涂料有兩種情況：一是納米粒子在傳統有機涂料中分散后形成納米復合涂料；二是完全由納米粒子組成的納米涂層材料[5]。不同形狀的納米材料，如納米膠囊、納米管、納米線等，均可用于制作不同響應的聚合物。
2.5以各種功能膜制作技術為基礎
涂料的智能化，除涂料各組分的智能化外，還可將涂料技術與其他技術結合。在制作功能膜的過程中，使用生物技術、微電子技術、閃蒸技術、真空等離子噴涂、電化學沉積等技術，可制出各種具有特殊功能的智能涂膜。
3智能涂料的主要類型
從功能性和應用范圍分類，智能涂料大致可分為：(1)生物活性類，包括生物催化、光催化凈化、防污、自清潔、抗微生物、生物探測/降解敏感類涂料等；(2)光電活性類，包括導電、磁性、形狀記憶、色位移、光敏、腐蝕敏感涂料等；(3)溫敏類；(4)溶劑敏感類；(5)對外力敏感類。
3.1自清潔涂料
自清潔涂料的主要類型有：利用納米粒子的活性制作的光催化凈化涂料、超親水性涂料、超疏水性涂料和兩親納米界面涂料等。
TiO2、ZnO等納米粒子具有很強的光催化氧化能力，在紫外光照射下，價電子被激發到導帶形成電子一孔穴對，進而與吸附在其表面的水和氧氣反應形成活性很高的自由基(?OH, ?OOH)和超氧離子(O2-)。它們可破壞有機物中的C―C、C―O、C―H、C―N、N―H等化學鍵，從而使有機物徹底氧化，故也稱之為光觸媒涂料。利用這一性質，可將納米TiO2添加于涂料中，制成光催化生態涂料。在紫外線或光的照射下，它能將甲醛、酚、氨、蒽、苯等有機物氧化為CO2和水，將氮氧化物、二氧化硫、三氯乙烯等轉化為無毒無害物質；當其遇到細菌時破壞細胞膜并侵入細胞質，破壞細胞質中的原生質活性酶(如輔酶A)，使細菌死亡，同時還能分解細菌死亡后釋放出的內毒素，從而賦予涂料殺菌抑菌的功能[6]。
3.2抗菌、防腐類涂料
3.2.1抗菌涂料
傳統抗菌涂料是在涂料體系中添加各種殺菌劑或Ag+、Cu2+等，方法簡便易行，但有效期短，對環境污染大。目前發展較快的是利用納米微粒的超活性，如納米TiO2，制成納米抗菌涂料。
真正智能抗菌涂料是用化學方法或吸附作用，將藥性基團固定在聚合體上，根據環境溫度、濕度、pH值的變化，智能控制藥物釋放，達到長效殺菌的目的[7]。如聚合物―藥物復合膜制成智能涂料對光電、冷熱、酸堿很敏感，當遇到這些刺激時，就會智能地控制藥物釋放，針對性地殺死有害細菌或病毒。還有一種智能藥物包覆膜，是由光固化聚丙烯酸涂膜，即聚甲基丙烯酸α-羥乙酯膜制成,對具有不同分子量的藥物進行控制釋放，對pH值具有響應。這些涂料可用于醫院和農用設施等方面。
3.2.2防腐涂料
在金屬防腐中，由于環保原因Cr(VI)化合物被嚴格限制，金屬的保護方式逐步改為導電聚合物涂層保護。利用自組裝納米相離子工藝制成的環保防腐涂料能替代六價鉻酸鹽，用于金屬表面防腐涂裝[8]。
3.3光、電、磁響應涂料
3.3.1隱身涂料
在軍事設施表面涂一層隱身涂料，在可見光、紅外光、紫外光、雷達波偵視條件下，能起到偽裝自己、迷惑敵人的作用。最初的隱身涂料是單一的保護色偽裝，后來發展到變形迷彩偽裝，進而發展到納米隱身涂料偽裝，直至智能“變色龍偽裝”。
納米超細金屬粒子具有較大的比表面，且具有較好的吸收電磁波的特性，可使紅外和雷達探測到的信號大大減弱，達到隱身的效果；并且納米粒徑越小，吸波效能超高[9]。利用此性質可制成性能優異的納米隱身型涂料，用機、導彈和軍艦等武器裝備上。目前可選用的納米材料有金屬超細粉末如Al、Co、Ti、Cr、Nd、Mo等，納米氧化物如TiO2、ZnO、CoO、Cr2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、Al2O3、Y2O3、MgO、納米氧化銦錫、氧化錫銻以及納米石墨粉、炭黑、陶瓷粉等。
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3.3.2發光涂料
發光涂料屬于特種功能涂料，包括熒光、反光、自發光和蓄光型發光涂料，其發光性能主要由發光材料的發光性能決定。目前發光涂料中所用的發光材料主要是光致蓄能長余輝發光材料，即硫化物或硫氧化物系列發光材料和稀土激活堿土金屬鋁酸鹽、堿土硅酸鹽和堿土硅鋁酸鹽系列發光材料。前者亮度低，余輝時間較短；后者亮度高，余輝時間長，無放射性危害，耐環境侵蝕，被稱為綠色節能材料[10]。
3.3.3磁性涂料
磁性涂料大多是一種可流動的復合磁性材料，是由成膜物、磁性粉末、助劑及溶劑組成，經高速分散、砂磨而成，涂于基材就形成了磁性聚合物膜，可用于磁帶、磁盤、錄音錄像、各種電子計算機的數據存儲(功能性記憶涂層)、磁屏蔽(隱身涂料)及微波通訊等方面。
3.4溫度、壓力、濕度敏感涂料
3.4.1調溫涂料
智能型熱敏涂料除“示溫”外還可以“調溫”。智能調光玻璃涂膜就是用沉積法或其他方法將智能凝膠和導電聚合物等涂在玻璃上形成的。根據光線強度、環境溫度或電壓高低，自動調節涂膜透光性，從而保持室內光線溫度相對穩定。
3.4.2耐高溫涂料
金屬超徽細粉末，如Al、Co、Cr、Cd、Nd、Mo、In、Ni及其氧化物，通常可用于制耐高溫涂料。納米材料與表面技術相結合的納米復合涂料結構均勻細致，有更好的力學性能和抗氧性、耐磨性和耐腐蝕性。如銥鋁合金制成的新型耐高溫抗氧涂料，通過形成自愈連續的阻氧層，即被氧化為IrO2、Al2O3連續氧化物薄膜，耐高溫達1673K。
3.4.3溶劑敏感類涂料
用吸濕性很強的硅藻巖可制成對水敏感，即“會喝水”的智能涂料[11]，涂于墻壁后，當濕度大時吸水，反之將吸收的水分重新釋放出來，具有“反哺”功能，可調節室內濕度。
3.4.4壓敏涂料
壓敏涂料可用來測量物體表面上任何一處的壓力，這種涂料對評價飛機在著陸或起飛情況下的性能上特別有用。該涂料含有在紫外線照射時會發出可見光的顏料，這一過程稱為熒光性過程。紫外線將能量傳遞給熒光分子中的電子并促使它們躍入激發態的較高能量狀態，在該電子回到起始狀態時就會發出它們所吸收的能量，其能量比原來來自紫外光的要低?？諝庵械难鯙殡娮踊貜偷狡湓瓉頎顟B提供了第二條路徑，但這條路徑卻不產生光，當涂料表面上的空氣壓力增加時，對熒光顏料的氧利用可能性就增加，所發出的光線也就減少。
智能型涂料是21世紀涂料工業重要發展目標之一，由于它的功能奇特，兼之具有優異的常規涂料性能，因此必將成為替代現有涂料的新品，并為涂料工業開辟新的應用領域做出貢獻。鑒于目前智能型涂料正處于發展新潮階段，未來的智能型涂料必將為涂料工業增輝生色，成為新世紀涂料工業的寵兒。
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