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納米技術范文1
全世界的首篇納米硒的論文就是中國科學家撰寫的。1997年納米硒問世之后，1998年經鑒定申請了國家專利，1999年第二次鑒定后由四通納米港迅速產業化，逐步被人們所認識和接受。我去香港講學，就有人問我要這個產品，他們反映臺灣也在搞這個項目推廣，而這個項目是推向實用化進程最快的一個項目，也是將源頭創新和市場接軌最好的事物。所以說，這樣一個產品理應受到政府的重視和支持。
Chinese scientists first reported the properties of nano selenium after obtaining its patent right. Stone Nano Technology Port Ltd. rapidly invested for this novel technology and the product in the form of health food has gained good reputation it warrants. While I was in Hong Kong for academic activity, many people there told me they enjoyed this product, they also said it was popular in Taiwan. The project is innovative, moveing-fast, highly integrated into market. Thus, such a product ought to be paid attention and be supported by government.
納米科技發展速度之快出乎了大家的預期，尤其是實用化技術的進程大大加快。比如，美國的目標是到2010年納米科技的GDP達到10000億美元，并培養80萬人真正懂納米科技。并且納米生物學會比美國上一屆總統克林頓估計r 20年發展歷程縮短5年左右。目前美國有大量實驗室和風險投資正式對源頭創新進行投入，生產方式在納米組合空間得以體現，其中美國硅谷由政府支持建立全球第一條芯片生產線，這條生產線生產的芯片是人的肉眼看不見的、尺度只有100納米、而且計算速度提高1000倍。此外，在新材料領域及醫藥領域的納米技術的應用也有很大突破。
現在各國都致力于納米技術和納米產業發展，美國的發展是全面的，而日本主要致力于納米機器人的發展，德國則定位于環境和能源，英國定位于醫藥領域的應用，法國重新建立國家納米中心?？傊{米實用進程加快了，并將成為各國競爭的焦點。
客觀來說，中國的納米科技起步早，在納米科技基礎研究方面與國際水平相差不大。但我國要真正將納米技術轉為財富、使納米為我國GDP做貢獻，還面臨三大問題：其一，我國的納米技術缺乏實用化進程、缺乏市場目標做牽引、缺乏進入市場具體規劃，沒有適合本國納米發展的領域；其二，納米技術應是多學科交叉的，科學家應該能組織在一起進行納米技術的應用，這樣才能迅速集成技術進入市場，而我國是各干各的；其三，我國前一段時期市場上出現炒做概念、亂用概念，錯誤地低估納米技術，其實我們要認識到，納米不使性能提高便一錢不值，不能將性能提高和納米科技內涵脫離開來。
那么我國納米技術有沒有領先呢？有。譬如納米硒，是世界上為數不多的納米技術的領先產品，在硒的研究方面中國本身就具有領先水平，全球硒的膳食標準就是中國參與制訂的，而且硒又是普遍看好的一個事物，它對免疫力的提高、維持新陳代謝的平衡及防止癌癥起到了別的元素不可替代的作用。缺碘會導致大脖子病，缺鈣會導致骨質疏松，缺鐵導致貧血，那么缺硒導致多種疾病的高發。當然微量元素過量補充也會有反作用。過去人們對硒的副作用看得過高，其實這是過量補充造成的后果。
客觀認識硒的作用，那么目前對硒的更高要求是什么呢？我認為主要納米集成技術加工后使硒變成人體易于吸收的營養，避免硒帶來的副作用。傳統補硒醫學上是非常慎重的，因為有益含量和有害的差得太近了，所以，在醫院一般是非吃不可、如癌癥放化療患者才能補硒。而納米硒具有低毒、高效的功能。這也是對納米生物學一個相當高的要求。
納米技術范文2
所謂碳納米管就是由碳原子組成的納米級的圓柱體，來自麻省理工學院的研究者將碳納米管包裹在單鏈DNA中并將其植物葉片細胞中的葉綠素中。被“改造”過的葉綠素捕捉和轉換光能的能力比普通葉片提高了40%，它們也能產生更多的養分和氧氣。
“這項實驗證明納米技術是可以與合成生物學一起來調整和增加有機體的功能。”麻省理工學院生物工程學教授詹姆斯?科林斯（James Collins）說，“這不僅僅可以將植物改造成微型‘發電廠’，也可以在未來用于人體受損器官組織的修復以及強化等更有意義的領域?！?/p>
走進醫院的電子游戲技術
長久以來，醫院里病人摔倒造成附加傷害已經成為醫院頭疼的一個問題，密蘇里大學的研究者曾經試圖利用攝像機來記錄分析病人摔倒的原因，但是普通攝像機必須要在光線充足的時候才能發揮作用，有著一定局限性。
于是研究者轉而使用動態圖像捕捉攝像機，這種攝像機原本是制作電子游戲時用來捕捉角色動作的，這種設備可以100%顯示一個人的動作，它無需在有光環境下工作，而且顯示出來的只是一個人三維輪廓，可以保護患者的隱私。
“我們在這套設備上加上制作電子游戲的動態分析技術就可以準確找出患者摔倒的時間和原因?！泵芴K里大學計算機教授馬喬里?蘇可比克（Marjorie Skubic）說，“只有了解病人摔倒的原因，我們才能找到預防病人摔倒的方法?！?/p>
幫助減肥的糖
糖和龍舌蘭酒都不是健康飲食中的一部分，但是龍舌蘭酒中的一種糖可以為肥胖或糖尿病患者解決想吃糖卻又怕病情加重的顧慮。
這種名為Agavins的糖分來源于龍舌蘭屬植物，是制作龍舌蘭酒的主要材料。根據墨西哥研究者的報告，這種糖不會被吸收，因此不會增加食用者血糖含量。另外研究者通實驗發現服用Agivans的小鼠吃的比沒有服用這種糖分的小鼠少，研究者推測這是因為Agivans可以刺激小鼠產生一種名為GLP-1的荷爾蒙，可以延長“吃飽的感覺”并且促進胰島素的分泌。
“這讓Agavins成為肥胖和糖尿病患者能吃的糖的最佳候選之一，”研究者梅賽德斯?洛佩茲（Mercedes Lopez）表示。
黑巧克力更健康之謎
黑巧克力比其他巧克力更有營養是婦孺皆知的事情，但是具體的原因直到現在才被找出――原來這是和人體內的細菌有關系。
圣路易斯大學的研究團隊發現人體內的雙歧桿菌和乳酸菌會以巧克力為食，同時產生抗炎物質，這種物質被吸收后可以緩解人體心血管的氧化、調節血壓并降低人中風的危險。實驗證明巧克力原料之一的可可粉中的物質是產生這種抗炎物質的關鍵，眾所周知黑巧克力中可可粉的含量最高，因此黑巧克力更加健康。
研究還發現益生元可以幫助體內細菌更好地產生抗炎物質，也許巧克力生產商要考慮將大蒜、熟麥等富含益生元的食品與巧克力結合起來，做出更健康的產品。
心臟問題新征兆
如果你在彎腰系鞋帶或做其他事情時感覺呼吸困難，那么你要小心了。得州大學西南醫療中心的研究表明，這種情況可能是心臟問題的前兆。
該機構的專家將這種現象稱為“彎腰呼吸困難癥”（bendopnea）?！坝泻芏嗳苏J為彎腰喘不過氣來是因為自己太胖了，但是我們認為這其中會有更大的原因?！毖芯空哒材莘?錫伯杜（Dr. Jennifer Thibodeau）說。
錫伯杜和她的團隊發現有“彎腰呼吸困難癥”的人往往是因為體內液體較多，在彎腰時會壓迫肺所致。同樣，體內液體過多也會給心臟造成壓力，是心臟的隱患之一。因此，錫伯杜建議彎腰半分鐘就會出現呼吸困難的人要盡早去醫院檢查。
新應用：一小時看完《哈利?波特》
一款名為Spritz的閱讀應用最近成為各博客網站的熱門話題，它不像常規的閱讀軟件顯示一行行的字，而是將單詞一個個地顯示出來，使用者可以根據自己的習慣和能力調節文字顯示速度（從每分鐘250個單詞到1000個單詞），據悉，在最快速度下一個人在一個小時內就可以看完《哈利?波特》的第一部。
納米技術范文3
關鍵詞：納米材料；應用；前景展望
中圖分類號：S219.04 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2013）03-（頁碼）-頁數
1.納米技術引起納米材料的興起
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。80年代初，德國科學家H.V.Gleiter成功地采用惰性氣體凝聚原位加壓法制得純物質的塊狀納米材料后，納米材料的研究及其制備技術在近年來引起了世界各國的普遍重視。由于納料材料具有獨特的納米晶粒及高濃度晶界特征以及由此而產生的小尺寸量子效應和晶界效應，使其表現出一系列與普通多晶體和非晶態固體有本質差別的力學、磁、光、電、聲等性能，使得對納米材料的制備、結構、性能及其應用研究成為90年代材料科學研究的熱點。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。
2.納米材料及其性質表現
2.1納米材料
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。
2.2納米材料的特殊性質
納米材料高度的彌散性和大量的界面為原子提供了短程擴散途徑，導致了高擴散率，它對蠕變，超塑性有顯著影響，并使有限固溶體的固溶性增強、燒結溫度降低、化學活性增大、耐腐蝕性增強。因此納米材料所表現的力、熱、聲、光、電磁等性質，往往不同于該物質在粗晶狀態時表現出的性質。與傳統晶體材料相比，納米材料具有高強度——硬度、高擴散性、高塑性——韌性、低密度、低彈性模量、高電阻、高比熱、高熱膨脹系數、低熱導率、強軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用于高力學性能環境、光熱吸收、非線性光學、磁記錄、特殊導體、分子篩、超微復合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結助劑、劑等領域。
3.納米材料的應用示例
目前納米材料主要用于下列方面：
3.1高硬度、耐磨WC-Co納米復合材料
納米結構的WC-Co已經用作保護涂層和切削工具。這是因為納米結構的WC-Co在硬度、耐磨性和韌性等方面明顯優于普通的粗晶材料。其中，力學性能提高約一個量級，還可能進一步提高。高能球磨或者化學合成WC-Co納米合金已經工業化。化學合成包括三個主要步驟：起始溶液的制備與混和；噴霧干燥形成化學性均勻的原粉末；再經流床熱化學轉化成為納米晶WC-Co粉末。噴霧干燥和流床轉化已經用來批量生產金屬碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氫氣氛下液相燒結成塊體材料。VC或Cr3C2等碳化物相的摻雜，可以抑制燒結過程中的晶粒長大。
3.2納米結構軟磁材料
Finemet族合金已經由日本的Hitachi Special Metals，德國的Vacuumschmelze GmbH和法國的 Imply等公司推向市場，已制造銷售許多用途特殊的小型鐵芯產品。日本的 Alps Electric Co.一直在開發Nanoperm族合金，該公司與用戶合作，不斷擴展納米晶Fe-Zr-B合金的應用領域。
3.3電沉積納米晶Ni
電沉積薄膜具有典型的柱狀晶結構，但可以用脈沖電流將其破碎。精心地控制溫度、pH值和鍍池的成份，電沉積的Ni晶粒尺寸可達10nm。但它在350K時就發生反常的晶粒長大，添加溶質并使其偏析在晶界上，以使之產生溶質拖拽和Zener粒子打軋效應，可實現結構的穩定。例如，添加千分之幾的磷、流或金屬元素足以使納米結構穩定至600K。電沉積涂層脈良好的控制晶粒尺寸分布，表現為Hall-Petch強化行為、純Ni的耐蝕性好。這些性能以及可直接涂履的工藝特點，使管材的內涂覆，尤其是修復核蒸汽發電機非常方便。這種技術已經作為 EectrosleeveTM工藝商業化。在這項應用中，微合金化的涂層晶粒尺寸約為100nm，材料的拉伸強度約為鍛造Ni的兩倍，延伸率為15%。晶間開裂抗力大為改善。
3.4Al基納米復合材料
Al基納米復合材料以其超高強度（可達到1.6GPa）為人們所關注。其結構特點是在非晶基體上彌散分布著納米尺度的a-Al粒子，合金元素包括稀土（如Y、Ce）和過渡族金屬（如 Fe、Ni）。通常必須用快速凝固技術（直接淬火或由初始非晶態通火）獲得納米復合結構。但這只能得到條帶或霧化粉末。納米復合材料的力學行為與晶化后的非晶合金相類似，即室溫下超常的高屈服應力和加工軟化（導致拉神狀態下的塑性不穩定性）。這類納米材料（或非晶）可以固結成塊材。例如，在略低于非晶合金的晶化溫度下溫擠。加工過程中也可以完全轉變為晶體，晶粒尺寸明顯大干部份非晶的納米復合材料。典型的Al基體的晶粒尺寸為100～200nm，鑲嵌在基體上的金屬間化合物粒子直徑約50nm。強度為0.8～1GPa，拉伸韌性得到改善。另外，這種材料具有很好的強度與模量的結合以及疲勞強度。溫擠Al基納米復合材料已經商業化，注冊為Gigas TM。霧化的粉末可以固結成棒材，并加工成小尺寸高強度部件。類似的固結材料在高溫下表現出很好的超塑：在1s-1的高應變速率下，延伸率大于500%。
4.納米材料的前景趨向
經過我國材料技術人員多年對納米技術的研究探索，現在科學家已經能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術有了飛躍式的發展。納米技術的應用研究正在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領域高速發展。可以預測：不久的將來納米金屬氧化物半導體場效應管、平面顯示用發光納米粒子與納米復合物、納米光子晶體將應運而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝計算機將投入應用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學傳感器等將被研究制造出來。
近年來還有一些引人注目的發展趨勢新動向，如：（1）納米組裝體系藍綠光的研究出現新的苗頭；（2）巨電導的發現；（3）顆粒膜巨磁電阻尚有潛力；（4）納米組裝體系設計和制造有新進展。
納米技術范文4
關鍵詞：納米技術與納米材料；教學改革；教學實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0029-02
納米科技是繼信息技術之后，人類的又一次技術革命，在人類未來的生活中有著非常重要的影響，納米科技包括納米材料學、納米電子學、納米生物學、納米機械學、納米加工學、納米檢測與表征等多種學科，是21世紀飛速發展的一門新興學科，[1]它涉及到物理、化學、生物、電子、機械等多個學科，一個交叉性綜合性學科。而納米材料是整個納米科技的基礎，納米技術則是整個納米科技的靈魂，兩者在納米科技中相互交織，一起構成了納米科技的主體，將會帶動整個納米科技發展。認識納米技術與納米材料將會是學生能夠了解并跟上未來科技的發展，使學生能夠對納米這種新的科學技術有較為全面認識，開拓視野，擴展知識，從而能夠讓學生在今后從事納米方面的工作打下良好的技術，所以很多高校在本科生中開設了《納米技術與納米材料》課程?！都{米技術與納米材料》是一門交叉性綜合性學科，涉及到物理、化學、電子、生物等學科的基礎知識，而授課所面向的學生在這些技術知識方面存在不同程度的不足，在教學方面存在很大的難度；同時納米科技發展迅猛，需要不斷地更新納米科學技術的最新進展。如何讓學生能夠全面地了解納米科技，理解納米科技中的一些基本原理，對納米科技產生興趣，并培養學生的創造能力和思考能力，這是授課中需要思考的問題。針對上述問題，需要對課程的內容安排，教學的方式方法，教學形式以及考核方面做出一些改進和補充。
一、教學內容的安排與更新
《納米技術與納米材料》這門課基本涵蓋了納米科技的整個領域，具有內容多，更新快，范圍廣等特點，且需要在規定的時間內將整個納米領域講授給學生，這就需要教學內容條理清晰，重點突出，邏輯性強，結合納米科技的特點具有較強的創新性和啟發性。在我校這門課所選用的教材為國防工業出版社的《納米技術與納米材料》（張志焜，崔作林著），該書主要以納米材料為中心，介紹了納米材料的制備、特性以及納米材料的加工、表征手段，內容豐富，知識面廣，介紹詳細且深入，是一本較為全面的圖書。但對于課程的授課對象——本科生以及學校的實際授課課時來說，這本書的還存在一定的問題，如學時較少，涉及的知識面較寬，書中涉及到的理論較為深奧，而學生的基礎知識較為薄弱，且授課課時受限，因此導致學生很難接受教材中的知識，全面地理解書中內容。為此，需要將整個教材的內容重新規劃，根據納米科技領域中所涉及到的學科，故將這門課分為納米基礎及概況、納米材料的應用、納米材料的制備、納米材料加工、納米電子學、納米機械學，納米生物學，納米的發展前景八個部分，這八個部分既相互獨立，也相互聯系。以這八個部分為主線，將納米材料的制作，性能，原理以及應用通過總體介紹、分類介紹、綜合講述，全面地介紹納米科技以及納米材料的總體以及兩者的相互聯系。并且在實際授課中，需要言簡意賅，重點突出，條理分明，前后貫通，對于納米科技所涉及的知識盡量深入淺出，對于抽象的知識，通過比喻等方法，將其形象化，易于讓學生接受。如講授納米電子學的時候，就需要將納米材料有哪些特殊的電子學特性及優越性明確指出來，以提起學生的興趣，隨后介紹出為什么納米材料以及納米結構會出現這種特性，通過比喻等方法，形象化介紹納米電子機理、機制。針對本科生基礎知識薄弱，所以要盡量減少一些不必要的理論知識，并且重點介紹納米科技中的方法以及思路，從而能夠讓學生既能夠了解納米科技，又能從納米科技的發展中學習到納米科技的創新思路，從而能夠培養學生的創新精神和科學素養。同時針對納米科技這一新興學科不斷發展的特性，適時、適當地開展專題課程介紹目前納米科技發展的最新動態，從而能夠讓學生更多地了解目前納米科技的科研動態，引導學生關注納米科技的最新動態。希望能夠通過這些內容的學習，從而能夠使學生真正的了解納米科技，掌握其中的基礎知識，以及其中的一些實用基礎，并拓寬知識面，養成科學、嚴謹、創新的基本素質。
二、課堂教學方式方法的改變
課堂講授在教學中是一個非常重要的環節，如何有效地利用課堂時間，激發學生的興趣、注意力，提高學生的學習能力在教學中一直是一個至關重要的問題。這就需要通過啟發、誘導、提問、互動等方式，引起學生的注意力，讓學生能夠參與到課堂中，培養學生的學習自學能力。[2-7]在講授方面需由淺入深、深入淺出，務必讓學生能夠理解課堂所講述的內容，并根據學生的興趣，引入一些相關感興趣的內容，激發學生的學習熱情和興趣。這就需要在教學方式，以及教學方法上，根據課程自己的特點和學生的特點對課程的教學進行一些改革，充分利用多媒體教學，通過影像、板書、圖片等方法將一些抽象的知識以豐富多彩的方式講授給學生，同時，這種課堂的互動，通過提問，自發提問，以及課堂小講演等方法，激發學生的學習興趣以及自學能力，培養學生的基礎素質。首先針對納米科技教學內容的特點，其中第一部分納米的基礎及概況即導論將介紹整個課程大體情況，是一門課的開篇，這部分將總體介紹課程的特點，課程的結構，以及教學大致內容，納米導論部分的講授將直接影響學生對這門課的印象以及日后學習的興趣。納米科技已成為人們普遍關注的一個熱點領域，并且已經有一部分納米產品已經在軍事，醫療以及日常生活中出現，并且展示出其獨特的魅力，如在軍工已經應用的雷達波隱身涂層，納米衣物，納米滅菌涂層等，由于納米科技誕生不久，這些只是納米科技在未來應用的冰山一角，而目前很多性能奇特的納米材料以及納米科技還在科學工作者的研究中，所以很多同學對于納米科技的了解很淺，知其名而不解其意。針對這個現狀，就要通過導論的講授，讓學生了解納米科技的整體輪廓以及納米科技的長遠意義，使學生能夠對納米科技產生較為濃厚的興趣。為此，對于導論的講述需要分為四個部分，第一部分，首先要介紹什么是納米，以及納米材料和納米科技的定義，并舉一些納米材料特例，第二部分介紹納米材料與納米技術所研究的范圍以及構成，從而讓學生能夠了解納米科技的整體雛形以及納米材料與納米技術在整個納米中的關系，以及與傳統學科之間的關系。第三部分為納米科技的發展歷程，第四部分為納米科技的研究熱點以及研究現狀，結合科技和生活實例，并且配合豐富多彩的圖像，引領學生進入納米領域，讓學生對納米科技有一個直觀全面的了解，同時激發學生的學習興趣。同時在課堂上讓同學舉出自己所了解的一些納米科技以及納米材料，進行互動式討論。讓學生對納米科技有一個較為深刻的印象。其次，利用多媒體教學中豐富的圖片以及影像，直觀地讓學生了解納米科技中的一些內容。圖片以及視頻以直觀形象的講授，讓學生更容易了解納米科技中的一些抽象難懂的內容。利用多媒體教學，可以通過文字講解，配合形象的圖片以及視頻可以以多種方式相互配合，讓學生了解納米科技，并對其產生興趣，同時豐富了教學內容。納米科技日新月異，在納米領域，不斷有新的科技成果出現。針對這一個特點，對于納米科技的授課，就需要不斷地給學生介紹一些最新的具有價值的科技成果，從而能夠對學生有所啟發，培養學生的創新精神。同時通過學生參觀納米科技相關的科學儀器，組織學生進納米材料實驗室自己動手制備一些納米材料，培養他們的科研和創新能力。另外，在教學中需要學生能夠積極參與，通過討論、上臺講解的方式將學生的思維、思想引入課堂，以互動的方式進行教學，能夠讓學生更加深入地了解納米科技。
三、考核方式的改變
與基礎知識課程不同，納米科技是一門新興的且實踐性較強的課程，所以通過傳統的閉卷或者開卷考試，讓學生了解知識點對于納米科技這門課不是非常適合。對于這門課程，需要注重學生的學習效果，學生的平時表現，平時成績，學習態度，以及獨立創新的素質養成，避免學生為應試而死記硬背，所以需要取消考試，以出勤（10），課堂表現（10），平時作業（20），書面調研報告（30），口頭報告（30）的考查形式考核學生，培養學生良好的學習習慣。綜上所述，在教學工作中教師應有效地掌握所學知識，激發學生的學習熱性，引導學生養成良好的學習習慣，培養學生實事求是的科學素養，以及用于探索的創新精神。
參考文獻：
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[2]第23期高校中青年干部培訓班“高校教學改革”課題研究組.關于高校“兩課”教學方法改革的若干思考[J].國家教育行政學院學報，2006，（2）：31-34.
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納米技術范文5
在紡織和化纖制品中添加納米微粒，可以除味殺菌?；w布雖然結實，但有煩人的靜電現象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現象。
2、食
利用納米材料，冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經面世。利用納米粉末，可以使廢水徹底變清水，完全達到飲用標準。納米食品色香味俱全，還有益健康。
3、住
納米技術的運用，使墻面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，根本不用擦洗。含有納米微粒的建筑材料，還可以吸收對人體有害的紫外線。
4、行
納米技術范文6
文章編號：1003-1383（2013）01-0106-04 中圖分類號：R319 文獻標識碼：A
納米（符號為nm）是一種度量單位。1 nm=1/100萬mm?！凹{米材料”的概念是20世紀80年代初形成的，指的是物質的顆粒尺寸小于100 nm的具有小尺寸效應的零維、一維、二維、三維材料的總稱。目前在口腔醫學臨床上使用的材料相當廣泛，運用于口腔的納米材料稱之為口腔納米材料，對口腔臨床修復治療起到了非常重要的作用。隨著納米材料和納米技術的興起，新型的納米材料開始在口腔醫學領域[1]應用，對現有口腔材料的改性和創新具有重要意義。納米材料具有以下主要特點：納米粒子大小在1～100 nm；有大量的自由表面或界面；納米單元之間存在著相互作用，作用或強或弱。因為具有以上特性，納米材料具有包括表面或界面效應、小尺寸效應、量子尺寸、宏觀量子隧道效應[2]。納米材料與組成相同的微米晶體材料比較具有其許多優異的性能[3]，主要表現在催化、磁性、光學、力學等許多方面。納米高分子材料的應用涉及多方面，主要為介入性診療、免疫分析、藥物控制釋放載體等[4]。納米技術涉及許多領域，包括納米合成技術、納米裝置技術、微加工技術等，在口腔醫學方面采用的納米技術稱之為口腔納米技術[5]?，F就納米材料與納米技術在口腔內外科學中的應用進行如下概括綜述。
納米技術與納米材料在口腔內科學中的應用 1.納米復合樹脂 從以化學方式固化的復合樹脂到光固化燈照射固化的復合樹脂及雙固化型復合樹脂。用復合樹脂修復牙體缺損已有40多年歷史。復合樹脂的基本組成部分是無機填料，根據無機填料的粒徑大小分為大顆粒型、超微顆粒型和混合填料型。混合填料型樹脂填料粒徑近幾年不斷向納米級發展。如今推出的適用于所有充填通用型納米復合樹脂，將是最有希望的新型復合樹脂。為改善牙科樹脂的性能，目前多采用許多增加強度和增加韌性的方法。在樹脂中加入種類、數量、大小不相同的無機填料，雖然使復合樹脂的強度得到提高，但同時又使樹脂的韌性降低。而在樹脂中運用納米粒子來填充，可使復合樹脂強度與韌性增加。使復合樹脂的強度增強的納米粒子包括納米二氧化硅[6]、納米氧化鋯[7]、納米羥基磷灰石[8]、納米氧化鈦[9]等。由于納米粒子具有以下獨特的性能，如非配對原子多，表面缺陷少，比表面積大，能與聚合物發生較強物理結合或化學結合，使粒子與基體間界面粘結時，對更大的載荷都能承受，從而使納米復合樹脂具有更高的強度和韌性。為使材料發生聚合時不收縮或收縮減小，在光化聚合丙烯酸脂或異丁烯酸脂基的向列液晶單體中，加入二氧化硅納米微粒和較高含量的金屬氧化物，使形成高分子量的聚合物粘結性增強，
體積收縮減小。二氧化鋯用于口腔科具有X射線阻射性高、強度高和硬度高等優點，納米氧化鋯復合樹脂光學透明性極高，是理想的口腔科復合樹脂增強材料?？谇慌R床使用的樹脂充填材料，放射阻射性弱，如發生繼發齲壞時，X線片上很難將充填材料與繼發齲進行鑒別，若將氧化鉭納米粒子通過運用納米技術填充入樹脂材料中，形成具有放射阻射性的新型納米復合樹脂材料，材料的物理強度會得到增強。而將氧化鉭納米粒子加入玻璃離子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同時強度增強，與一般的復合樹脂相比，具有更好的耐磨性。該材料主要是依靠納米機械結合，來提高其耐磨性。如果把納米多孔二氧化硅凝膠加入樹脂材料中，使新形成的材料具有不相同的結構，耐磨性能得到提高。有學者將納米材料加入復合樹脂中，發現能使其具有抗菌性能。Xu等在口腔科復合樹脂中加入熔附了納米硅顆粒的晶須和納米二鈣或四鈣磷酸鹽，可達到自修復的目的[10，11]。宋欣等人在復合樹脂中加四針狀氧化鋅，發現該材料不僅能提高樹脂的機械性能，還使樹脂具有抗菌作用[12]。Niu等也在復合樹脂中加入四針狀氧化鋅，使復合樹脂具有抗菌性能的同時機械性能也增強[13]。由有機高分子材料和各種納米單元通過多種方式復合成型的新型復合材料就是納米填料復合樹脂，是一種含有納米單元相的納米復合材料。納米復合樹脂與過去的復合樹脂相比較性能上有更大提高，其優勢就是色澤更逼真，拋光性與持久性更佳，超強強度更耐磨，可以廣泛用于前牙或后牙。
2.納米粘結材料 從BisGMA粘結劑和酸蝕技術用于口腔臨床以來，在口腔臨床粘結治療方面獲得很大進步?？谇粌拳h境有其獨特性，使許多粘接材料和粘接技術沒有達到理想要求。隨著納米技術的廣泛運用，納米材料的日益發展，將納米粒子加入現有的口腔粘結材料中進行改性外，還把納米雜化樹脂（poss）作為基質，用它與硅基納米材料發生共聚，從而得到高強度、熱穩定、耐久性的高粘結性材料。這種材料不僅能很好地克服酸蝕過程中造成的牙本質小管閉合問題，而且能在牙體和材料之間發揮較高的粘結性，使粘接技術和粘接材料達到一個更高更新的水平。牙本質過敏是口腔內科臨床上常見病多發病，是牙齒上暴露的牙本質在受到外界刺激，如溫度、化學性、機械性刺激后，引起牙齒的酸、軟、疼痛癥狀，這主要是牙本質暴露后，牙本質小管內的液體，即牙本質液對外界刺激產生機械性反應所引起。臨床主要是通過在暴露的牙本質表面涂布粘結劑來緩解敏感癥狀。在臨床口腔常用的光固化粘結劑中加入一些納米材料，不僅能提高其粘結力，還可作為牙本質過敏治療的封閉材料。主要是利用納米粘結材料來封堵牙本質小管，可以使牙本質過敏得到迅速和永久的治愈。
3.納米根管充填材料 臨床上用于做根管治療的根充材料要求有以下特點：其一，能把炎癥始發地徹底清除，能使根管封閉、死腔消滅，從而防止微生物進入根管內，阻止根管再次受到感染；其二，材料自身有恢復組織病變的能力，對根尖孔的鈣化閉合有促進作用。因羥基磷灰石顆粒的尺寸較大，如單純使用羥基磷灰石作為根管充填材料，在根管充填后形成的整體脆性較大，彈性模量與牙根牙本質不匹配，從而出現明顯的微滲漏。隨著納米羥基磷灰石生物材料的出現，能很好解決根充材料存在的關于生物相容性的難題。經過大量基礎和臨床研究，發現納米羥基磷灰石的結構與天然骨的無機成分很相似，均有良好的生物相容性，兩者可以緊密結合，結合后周圍組織未見有炎癥和細胞毒性的發生，其對骨組織還有良好的誘導性。材料的組成和構造與脊柱動物硬組織相似，生物相容性良好[14～16]。將納米羥基磷灰石制成糊劑用于充填根管，大多數病例根尖透影區變小或消失，臨床癥狀消失，成功率達93.2%。根尖周圍組織有病變的牙齒，成功率達93.8%。王艷玲[17]研究指出，用納米羥基磷灰石根充與傳統氧化鋅丁香油糊劑根充兩者相比較，在根管壁密合度方面，前者明顯優于后者。納米羥基磷灰石具有良好的根尖封閉特性，用其作根管封閉劑可減少微滲漏的出現。不少學者把具有良好的生物相容性，可使病變組織愈合加快，根充不會被組織吸收的納米羥基磷灰石作為根管充填材料和根尖屏障材料，對其可行性進行了大量的臨床研究[18～22]，取得良好的療效。納米羥基磷灰石材料本身無殺菌作用，將碘或其他抗生素加入其中可以使該材料的抑菌和抗菌效果提高[23]。張海燕等[24]對難治性根尖周炎應用無機抗菌劑作為根管充填劑進行根管治療，取得很好臨床療效。本身沒有成骨性的納米羥基磷灰石，可為新生骨的沉積提供合適的生理基質，引導牙骨質不斷沉積來封閉根尖處的根尖孔。有臨床報道將其用于年輕恒牙的根管充填特別合適。
納米技術與納米材料在口腔外科學中的應用 1.納米技術在拔牙麻醉上的應用 拔牙麻醉時的注射操作和疼痛往往讓患者感到害怕和恐懼。臨床上可使用丁卡因進行組織的表面麻醉或局部注射碧蘭麻來減輕患者的疼痛，但有時仍會出現諸多問題如麻醉鎮痛不全、血腫、面神經暫時性麻痹等。隨著納米技術的發展，口外醫生可將納米粒子活性麻醉劑懸液直接涂布在牙齦和牙齦溝內，在聲學信號（如超聲波）或程序化的化學反應鏈（電化學機制）的指引下，經牙齒的薄弱區牙頸部，藥物通過牙本質小管到達牙髓腔，達到麻醉效果。比牙本質小管管徑（1～4 μm）小數百倍甚至數千倍的納米粒子，可由信號引導，從牙本質小管灌流到牙髓腔內，起到麻醉效果，實現牙科無痛麻醉，給患者減少疼痛和恐懼感。
2.納米復合體材料修復骨缺損 隨著口腔材料學不斷發展，羥基磷灰石作為新興的材料，可大量用于口腔骨組織缺損的修復，如牙槽骨再造、牙周骨組織缺損、頜骨囊腫等。研究表明：羥基磷灰石所具有的許多特征與多種因素有關，尤其與它的顆粒直徑大小有密切關系。如果顆粒直徑大小在1～100 nm，羥基磷灰石則會具有特有的生物學特點。納米羥基磷灰石的晶體構造與自然骨中的無機成分相比較，兩者極為相似，都可以通過氫鍵方式與蛋白質及多糖結合在一起。無細胞毒性，生物相容性好，故認為其是多種口腔疾患造成天然骨質缺陷最好的替代物[25～29]。納米羥基磷灰石材料既可作為骨形成的支架，而且還對骨細胞有引導的作用。有學者用納米羥基磷灰石復合膠原植入術，對牙周病造成骨組織缺損的患者進行臨床治療及療效觀察，取得令人滿意的臨床效果[30，31]。羥基磷灰石復合膠原與周圍組織相容性好，其組成和構造跟天然骨相似，本身無細胞毒性，對牙周膜細胞的生長和新生骨的形成有促進作用，故認為它是一種良好的組織工程支架材料。清華大學材料科學與工程系研制的納米羥晶/膠原仿生骨，用來修復家兔顱頜骨實驗性穿通性骨缺損，因仿生骨有良好的生物相容性，對骨組織的再生、修復起到促進作用，從而取得良好的骨創愈合效果，達到骨創的關閉和骨性橋接。有學者用納米羥基磷灰石人工骨充填慢性根尖周炎及根尖囊腫手術后的骨缺陷區內以及下頜智齒拔除后的牙槽窩內，均取得令人滿意的療效。頜骨囊腫是口腔科的一種常見疾病，為減少術后出現感染概率，縮短術后修復時間，防止患者面部出現畸形，可加入納米羥基磷灰石人工骨，納米羥基磷灰石人工骨在充填骨缺損的同時，使感染問題得以解決，而且對骨誘導作用明顯，手術操作簡便易行，應在口腔外科臨床工作中廣泛推廣。
3.納米控釋系統在腫瘤治療中的應用 納米控釋系統包括納米粒子和納米膠囊，它們直徑在10～500 nm之間。藥物可以通過吸附作用、附著作用位于粒子表面或者通過溶解、包裹作用位于粒子內部。在外磁場的引導下，將磁性納米顆粒作為藥劑載體引導到腫瘤患者的患病部位，對病變部位進行定位治療，這樣可以減少治癌藥的毒副作用，提高藥物療效。惡性腫瘤血管組織的通透性較大，細胞的吞噬能力較強，用靜脈給藥方式把納米粒子運送到腫瘤組織，可使藥物療效得到提高，降低毒副作用和減少給藥量。Lebold T等[32]把針孔結構的納米硅石當作載體，結合多柔比星，將兩者制成薄膜，與其他給藥方式比較其釋藥時間顯著延長。作為抗惡性腫瘤藥物的輸送系統，納米控釋系統被認為是最有發展的應用之一。納米顆粒乳劑載體與分散于人體內的癌細胞容易融合，臨床上可利用它將抗癌藥物包裹。有人用聚乙烯吡咯烷酮納米粒子將抗癌藥物紫杉醇包裹用于腫瘤治療，結果表明，含紫杉醇的納米粒子與同濃度游離的紫杉醇在治療腫瘤療效方面，前者療效明顯增加。大量研究顯示，具有納米級的一些抗腫瘤藥物，延長在腫瘤內停留時間，腫瘤生長緩慢，同時減少對組織器官的毒性和副作用，減少藥物劑量。納米脂質載體在腫瘤造影和成像等方面具有較好的優勢[33]，因為其對藥物、基因、成影劑有較好的包封率。
綜上所述，隨著納米材料與納米技術的興起和快速發展，為口腔材料學的研究提供了一種全新的方法和手段。使我們能以全新的思維模式從納米水平來重新探索和研究材料的成份與結構，從而為口腔醫學領域研制出更好更理想的口腔材料。
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