纳米技术初级入门 纳米技术材料制备方法及其危害简介

      关于纳米技术的应用，市场上资料众多，在此不再表述。
​     一、 纳米的单位换算

      专家解释，“纳米”即毫微米，通常用“NM”表示。在物理学中，纳米是一个长度的单位；1微米为千分之一毫米，1纳米又等于千分之一微米，相当于头发丝的十万分之一。

      1纳米=0.001微米（1.0×10-3即1/1000微米）=1.0×10-6毫米= =1.0×10-7厘米=1.0×10-9米

       所谓“纳米科技”，就是在0.1~100纳米的尺度上，研究和利用原子、分子的结构、特征及相互作用的高新科学技术。“纳米微操作”，是纳米技术的重要内容，其目的是在纳米尺度上按人的意愿对纳米材料实现移动、整形、刻画以及装配等工作。纳米微操作始于上世纪80年代。

     【知识延伸一---粒径分布的表示】

    比如：D代表粉体颗粒的直径，D50表示累计50％点的直径（或称50%通过粒径），D10表示累计10％点的直径，D50又称平均粒径或中位径。

   粒度D50=3.5 μm,表示累计分布的50%处的直径是3.5μm,也可以用来表示该样品粒度为3.5μm。
​     【知识延伸二】

什么是粉体？什么是颗粒？

颗粒是具有一定尺寸和形状的微小物体，是组成粉体的基本单元。

它宏观很小，通常界定在1nm以上和1mm以下，但微观却包含大量的分子、原子。

实践中，单个颗粒很难见到，见到的是无数颗粒的堆积体，也即常说的粉体。广义地说，分散在空气中的雾滴、分散在水中的油滴、溶液中的气泡、多孔体中的孔等也可看做“颗粒”，前两者是液体的“颗粒”，后两者是气体“颗粒”。

通常所说的超微颗粒或目前流行的所谓纳米颗粒，是指1-100nm尺度的颗粒。

严格地讲，纳米颗粒应是2~10nm的颗粒，有明显的量子效应，2nm以下称为原子团；

微米颗粒指1-1000微米的颗粒；亚微米颗粒指0.1-1微米的颗粒。超细颗粒是纳米颗粒与亚微米颗粒的总称；

“细粉”指1-100微米的固体颗粒；“粗粉”指100-1000微米的固体颗粒；超过1000微米的特大颗粒则进入块状物体的范畴了。

不同的行业还有很多不同的说法，统一这些说法有利于粉体技术交流。
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      二、纳米技术简介

      纳米技术(nanotechnology)，也称毫微技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

       从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念:

       第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。

      第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。

       第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。
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       三、纳米粒子对环境的危害：

      目前尚不明确，主要担心纳米颗粒可能会造成某些未知的危害。
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      四、纳米粒子对健康的危害：

      纳米颗粒进入人体有四种途径:吸入，吞咽，从皮肤吸收或在医疗过程中被有意的注入(或由植入体释放)。一旦进入人体，它们具有高度的可移动性。在一些个例中，它们甚至能穿越血脑屏障。

       纳米粒子在器官中的行为仍然是需要研究的一个大课题。基本上，纳米颗粒的行为取决于它们的大小，形状和同周围组织的相互作用活动性。它们可能引起噬菌细胞(吞咽并消灭外来物质的细胞)的"过载"，从而引发防御性的发烧和降低机体免疫力。它们可能因为无法降解或降解缓慢，而在器官里集聚。还有一个顾虑是它们同人体中一些生物过程发生反应的潜在危险。由于极大的表面积，暴露在组织和液体中的纳米粒子会立即吸附他们遇到的大分子。这样会影响到例如酶和其他蛋白的调整机制。
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        五、纳米粒子的制备方法

       纳米粒子的制备方法很多，可分为物理方法和化学方法。

      真空冷授法:用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、位度可控，但技术设备要求高。

       物理粉碎法:透过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产晶纯度低，顺粒分布不均匀。

       机械球磨法:采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。

       气相沉积法:利用金属化合物蒸汽的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。

沉淀法:把沉淀剂加人到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料.其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备载化物。

       水热合成法:高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。

       溶胶凝胶法:金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低沮热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和11一VI族化合物的制备。

       徽乳液法:两互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在徽泡中经成核，聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和接口性好，11一VI族半导体纳米粒子多用此法制备。
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