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核壳结构微纳米材料应用技术

2014年4月9日() | 打印内容 打印内容

  纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域,它所研究的是人类过去从为涉及的非宏观、非围观的中间领域,使人们改造自然的能力延伸到分子、原子水平,标志这人类的科学技术进入了一个新的时代。纳米结构由于既有纳米微粒的特性如量子效应、小尺寸效应、表面效应等优点,又存在由纳米结构组合引起的新效应,如量子耦合效应和协同效应等,而且纳米结构体系很容易通过外场(电、磁、光)实现对其性能的控制。核壳型纳米微粒由于表面覆盖有与核物质不同性质纳米粒子,因此表面活性中心被适当的壳所改变,常表现出不同于模板核的性能,如不同的表面化学组成、稳定性的增加、较高的比表面积等,这些粒子被人为设计和可控制备以满足特定的要求。

  关键词:纳米 核壳 纳米材料的应用

   1核壳型纳米粒子的定义及分类

   1.1 核壳型纳米粒子定义

  核壳型纳米粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核,在其表面包覆数层均匀纳米薄膜而形成的一种复合多相结构,核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。广义的核壳材料不仅包括由相同或不同物质组成的具有核壳结构的复合材料,还包括空球、微胶囊等材料。

  核壳型复合微球集无机、有机、纳米粒子的诸多特异性质与一体,并可通过控制核壳的厚度等实现复合性能的调控。通过对核壳结构、尺寸剪裁,可调控它们的磁学、光学、电学、催化等性质,因而有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。他在材料学、化学组装、药物输送等领域具有极大的潜在应用价值。

   1.2 核壳型纳米粒子分类

   (1)无机—无机核壳结构微纳米材料:核壳均为无机材料的复合微纳米材料。

   (2)无机—有机核壳结构微纳米材料:核为有机材料,壳为无机材料的复合微纳米材料。

    (3)有机—无机核壳结构微纳米材料:核为无机材料,壳为有机材料的复合微纳米材料。

   (4)有机—有机核壳结构微纳米材料:核壳均为有机材料的复合微纳米材料。

   (5)复杂核壳结构微纳米材料:具有多层核壳结构,核壳多分分分别为有机或者无机材料。

   2 核壳结构微纳米材料形成机理

  目前核壳型复合微球的形成机理主要有化学键作用、库伦力静电引力作用、吸附层媒介作用机理、过度饱和机理等。颗粒表面的包覆,无论是有机还是无机,一般均认为由以上4种机理形成,也可能几种机理同时存在。

   3  有机—有机核壳结构微纳米材料制备

  有机—有机核壳结构复合材料分为微球和微囊,微球和微囊因其特殊尺寸和特殊结构在许多重要领域起到了特殊而关键的作用。微球的主要功能有以下几个方面:(1)微存储器。  (2)微反应器。 (3) 微分离器。 (4)微结构单元。

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