超顺磁性纳米材料ppt课件.ppt

在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。
绪论一.纳米材料的简单介绍一些纳米材料的照片树状大分子纳米氧化钇
(陶瓷专用)二.超顺磁性性纳米材料的概念三.超顺磁性纳米材料的应用原理任何带电体的运动都必然在它周围产生磁场，而纳米粒子表面的化学物质会对粒子的化学和物理性质产生很大影响。对于纳米粒子而言，随着颗粒的减小，表面原子所占比例越来越大，导致表面效应也越来越显著。由于粒子不完全是球形，使表面的磁性金属离子所处化学环境的对称度降低，因此粒子表面层的磁结构往往与内部的很不相同。这些不同可能会导致粒子的磁性能发生变化。
经研究显示，超顺磁性纳米颗粒在液体中处于悬浮状态，在外加梯度磁场的作用下可被磁化而发生定向移动，在指定部位可以从介质中分离出来；而当外加磁场去除后，其又可以重新处于悬浮状态，从而具有良好的分散性和可操作性。而磁性分离技术本身成本低，可操作性强，因此超顺磁性纳米材料在机械、电子、光学、磁学、化学和生物医学等领域有着广泛的应用前景。四.超顺磁性纳米材料的制备⑵高温分解法：
高温分解法是通过在高沸点有机溶剂中热分解有机金属化合物来制备磁性纳米粒子。该方法克服了共沉淀法制备磁性纳米粒子的缺点,能够制备出形状规则、粒径均一、单分散的磁性纳米粒子。有机金属化合物通常选用乙酰丙酮类金属、金属试剂盐或羰基铁化合物等，脂肪酸、油酸和油胺等是常用的表面活性剂。IBM公司的科学家Sun等使用晶种生长法,将乙酰丙酮类金属在油酸、油胺、高级脂肪醇共存的条件下,在高沸点溶剂中加热回流,合成出粒径4～20nm、形状规则且饱和磁化强度较高的磁性纳米粒子⑶低温双相回流法：
在最近的研究中,Gu等结合共沉淀法和高温分解法的优点,开发出低温双相回流法,即以FeCl2·4H2O,FeCl3·6H2O,C18H33O2Na和NaOH为原料,在水、乙醇和甲苯的混合溶剂中,较低温度下回流后制得Fe3O4磁性纳米粒子,其合成路线见图。所制备的超顺磁性Fe3O4纳米粒子大小均一、粒径分布窄、单分散性好。低温双相法制备磁性纳米粒子合成路线⑷超顺磁性纳米颗粒的生物合成：
目前合成生物相容性磁性纳米颗粒的方法有很多，但最常用的合成生物相容Fe3O4磁性纳米颗粒的方法为共沉淀法，即将铁的盐溶液按1:2(或2:3)的物质的量比混合后，沉淀剂为过量的氨水或NaOH等溶液，在恒定的温度和pH下，高速搅拌后离心得到沉淀，再将沉淀洗涤、干燥，即配制成超顺Fe3O4磁性纳米颗粒。共沉淀法制备生物相容的纳米颗粒，方法简单，操作方便。但须严格控制影响微粒粒径和磁学性能的因素，提高微粒的磁性及稳定性。除了以上几种常用的制备方法外,微乳液法、水热合成法、溶胶凝胶法等也是制备磁性纳米粒子的常用方法。
五.超顺磁性纳米材料的应用（2）磁保健：众所周知，人体具有生物磁场，人体的每一个细胞都是一个磁微单元，因此外界磁场的变化都会影响人体的生理机能。据报道可知，磁场对人体的神经系统、心脏功能、血液成份、血管系统、血脂、血液流变学、免疫功能、内分泌功能和等具有影响作用。因此，其对人体具有疾病治疗和保健作用。基于这种原理，我们发明了纳米磁性粉体，使添加此种粉体的产品达到调整人体机能和提高抗病能力，起到医疗保健的作用。制得的水基磁性液体稳定性很好，放置几个月仍能均匀分散。因此，可将水基磁性液体作为一种类似于磁性颜料易于添加到各种产品中，可广泛用于各类化纤、塑料、橡胶等，是保健产品、养生产品的极佳添加材料。⑶磁性纳米药物：
Bahadur等首先利用氨基硅烷对Fe3O4纳米颗粒进行包覆以实现其氨基官能化，然后通过Michael加成反应将丙烯酸甲酯和精氨酸接枝于纳米颗粒表面，形成平均粒径在10nm左右的树枝状磁性纳米颗粒药物载体。细胞生物学测试结果表明，该树枝状磁性纳米颗粒本身对细胞无细胞毒性，显示出良好的生物相容性。通过静电相互作用将抗癌药物链霉菌成功结合于该磁性纳米颗粒表面，测试结果表明，在最佳酸度条件下，药物分子可以有效得以释放，且在外加磁场作用下，其药物释放效率可以得到极大提高。除以上几种应用外，利用纳米Fe3O4粉体的磁性和深黑颜色，可制作磁记录材料，高梯度