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新型納米生物材料有哪些作用
新型納米醫藥材料在生物醫藥方面的應用及前景
在接觸新型納米醫藥材料這門(mén)課之前我對納米的認識是極為淺陋的，僅僅知道其是一個(gè)極小的單位，并且有著(zhù)極其優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)，但其具體的應用我并不了解。通過(guò)這幾周的學(xué)習可以說(shuō)我對納米材料有了更為具體和深入的了解，盡管這種認識仍是膚淺的不全面的，但我確已認識到納米材料在我們生活中的具體應用和廣闊的前景。下面我便談一談我對納米材料幾點(diǎn)認識。
一．納米技術(shù)及納米材料的基本認識
納米(nm)是一個(gè)長(cháng)度單位，1納米是十億分之一米，相當于10個(gè)氫原子排在一起那么長(cháng)，并沒(méi)有物理內涵。納米技術(shù)是一種在納米尺度空間(0～100nm)內的生產(chǎn)方式和工作方式，并在納米尺度認識自然、創(chuàng )造物質(zhì)的一種新的技能。納米技術(shù)的內涵非常廣泛，它包括納米材料的制造技術(shù)，納米材料在各個(gè)領(lǐng)域應用的技術(shù)(含高科技領(lǐng)域)，在納米尺度構筑一個(gè)器件實(shí)現對原子、分子的翻砌、操作以及在納米微區內物質(zhì)傳輸和能量傳輸的新規律等。而納米材料具體是指當物質(zhì)尺寸被加工到納米尺度以后，其性能就會(huì )發(fā)生突變，出現一些特殊性能。這種既具有不同于原來(lái)組成的原子、分子，也不同于宏觀(guān)物質(zhì)的特殊性能構成的材料，即為納米材料。如果僅僅是達到納米尺度，而沒(méi)有特殊性能的材料，也不能稱(chēng)之為納米材料。
通過(guò)以上的概念我了解到了納米，納米技術(shù)與納米材料之間的聯(lián)系與區別，在日常生活中我們經(jīng)�；煜@幾種概念，用納米這個(gè)獨立的物理量來(lái)指代納米技術(shù)，我想這是不全面的也是對于納米材料和納米技術(shù)的誤讀，納米技術(shù)是指在納米尺度上對原子的操縱等范圍十分廣闊的技術(shù)，而納米技術(shù)也不僅僅是指達到納米尺度的材料，而是要必須具備特殊性能的材料。我想通過(guò)門(mén)課的學(xué)習我對納米材料已經(jīng)有了最起碼的認識。
二．納米材料的表面化
材料表面納米化的方法有3種。表面涂層或沉積、表面自納米化以及表面自納米化與化學(xué)處理相結合的混合方式。
1．表面涂層或沉積
制備出具有納米尺度的顆粒后，將其固結在材料表面，在材料上形成一個(gè)與基體化學(xué)成分相同(或不同)的納米結構表層。這種材料的主要特征是：納米結構表層的晶粒大小比較均勻，表層與基體之間存在著(zhù)明顯的界面，材料的外形尺寸與處理前相比有所增加。許多常規表面涂層和沉積技術(shù)都具有開(kāi)發(fā)的潛力，如物理氣相沉淀(PVD)、化學(xué)氣相沉淀(CVD)、濺射、電鍍和電解沉積等。
2．表面自身納米化
對于多晶材料，通常采用非平衡處理方法增加材料表面的自由能，使粗晶組織逐漸細化至納米量級。這種材料的主要特征是：晶粒尺寸沿厚度方向逐漸增大，納米結構表層與基體之間不存在界面，與處理前相比，材料的外形尺寸基本不變。由非平衡過(guò)程實(shí)現表面納米化主要有兩種方法：表面機械加工處理法和非平衡熱力學(xué)法，不同方法所采用的工藝技術(shù)和由其所導致的納米化的微觀(guān)機理均存在著(zhù)較大的差異。
3．混合方式
將表面納米化技術(shù)與化學(xué)處理相結合，在納米結構表層形成時(shí)對材料進(jìn)行化學(xué)處理，在材料的表層形成與基體成分不同的固熔體或化合物。由于納米晶組織的形成，材料表面晶界的體積分數明顯增大，這為原子的擴散提供了理想的通道，可顯著(zhù)地降低化學(xué)處理的溫度和時(shí)間、提高元素滲入的濃度和深度，從而使得材料的化學(xué)處理更容易在低溫下進(jìn)行。
表面納米化改變了材料表面的組織和結構，這不僅有利于提高材料的表面性能，而且對材料的整體性能也有相當的提高。材料經(jīng)過(guò)表面納米化處理后，表面的硬度、強度耐磨性、疲勞強度等性能均得大的提高，特別是生物相容性得到了很好的改善。另外，由于表面晶粒細化，原子活性提高，擴散系數增大，對材料進(jìn)一步進(jìn)行表面化學(xué)處理、擴散焊接等加工時(shí)，
其加工性能也能得到很大的改善。表面化技術(shù)使材料的力學(xué)性能，材料的抗疲勞性能，耐磨耐腐蝕性能，熱穩定性，化學(xué)熱處理性，生物相容性都有了很大程度的提高。從這里可以看出納米化的巨大影響�？梢韵胍�(jiàn)如果表面納米化技術(shù)得以應用，對科技的發(fā)展將產(chǎn)生多么巨大的作用，而科技的發(fā)展也必將推動(dòng)這項技術(shù)更快的發(fā)展。
三．納米材料的具體應用
關(guān)于納米材料的具體應用可以說(shuō)涉及我們生活的各個(gè)方面，如醫藥，環(huán)保，軍事等。在這里我僅列舉幾項我認為比較有代表性的應用，用以指出納米材料其用途的廣泛與巨大。
1. 納米藥物載體材料
納米藥物載體材料技術(shù)就是將藥物溶解、吸附、包埋或鏈接于納米載體上，利用納米載體的理化特性和選擇性分布的特點(diǎn)，解決藥物在輸運過(guò)程中存在的溶解度低、穩定性差和吸收受限等問(wèn)題，增加藥物的溶出速率和吸收速率，提高藥物的穩定性和生物利用度，或將藥物特異性地導入靶器官、靶組織或靶細胞，降低藥物毒副作用，提高療效的一種藥物輸送技術(shù)。該技術(shù)使藥物在體內的分布取決于載體，而不是藥物本身，可根據臨床治療的要求和藥物本身的理化性質(zhì)選擇適當的載體材料，改善藥物的理化性質(zhì)、藥劑學(xué)特點(diǎn)和藥理活性。因此，載體技術(shù)是藥物輸運的核心技術(shù)。理想的藥物載體在藥物輸送方面具有許多優(yōu)越性主要體現在：①控制藥物釋放，延長(cháng)作用時(shí)間；②靶向輸送藥物，降低毒副作用；③提高藥物的穩定性，延長(cháng)貨架期；④避免生物工程藥物及核酸藥物被酶降解，提高其活性；⑤克服人體生理屏障；⑥開(kāi)辟新的給藥途徑。特定設計的納米藥物載體傳遞系統幾乎能滿(mǎn)足上述要求，為臨床疾病的治療提供了理想的藥物劑型和給藥途徑。
2. 納米傳感器材料
傳感器是一種獲取與處理信息的裝置。中華人民共和國國家標準(GB7665--87)規定的傳感器的定義為能感受規定被測量并按照一定的規律轉換成可以應用的信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉化、轉換單元組成首屆世界生物傳感器學(xué)術(shù)大會(huì )將生物傳感器定義為由生物活性材料與相應的換能器的結合體，能測定特定的化學(xué)物質(zhì)(主要是生物物質(zhì))；而將能用于生物參量測定但構成中不含生物活性材料的裝置稱(chēng)為生物傳感器。生物傳感器是一類(lèi)特殊的化學(xué)傳感器，一般由感受器、換能器和檢測器三部分組成。感受器的主要功能是進(jìn)行生物化學(xué)識別。換能器的主要功能是將感受器感受到的生物化學(xué)信息轉換成易檢測的物理化學(xué)信號。檢測器將得到的物理化學(xué)信號進(jìn)行檢測、記錄處理和顯示結果。生物傳感器是對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉換為電信號進(jìn)行檢測的儀器，是由固定化的生物敏感材料作識別元件(包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質(zhì))與適當的理化換能器(如氧電極、光敏管、場(chǎng)效應管、壓電晶體等)及信號放大裝置構成的分析工具或系統。
以上兩個(gè)有關(guān)納米材料的應用是我印象最為深刻的應用，在這里我僅就其概念做以簡(jiǎn)單的介紹，是因為其具體原理及其制備對于非材料專(zhuān)業(yè)的我來(lái)說(shuō)過(guò)于艱深。其實(shí)僅就其概念來(lái)看其所展示的應用也是極其廣闊的，納米載體以及納米傳感器對于醫藥方面的意義是十分巨大的，如果其大規模的應用，對人類(lèi)的健康來(lái)說(shuō)將是極大的福音。
四．總結
我想每個(gè)人對與納米材料前景都有著(zhù)自己的看法，但我想大家對于納米材料的發(fā)展都是抱有極大的希望的，其前景也將會(huì )是廣闊的，隨著(zhù)人類(lèi)科技的發(fā)展對于納米材料的認識也會(huì )更上一層樓。也許在不久的將來(lái)納米材料就會(huì )進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，納米機器人就會(huì )進(jìn)入我們身體檢測我們的身體狀況，納米醫藥將會(huì )使藥物更好被我們吸收。也許納米材料也會(huì )被應用于戰爭的方面，但總之利大于弊，對與納米技術(shù)的發(fā)展我是以積極的態(tài)度來(lái)對待的。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習使我對納米醫藥材料有了深入的認識，使我認識到當今納米技術(shù)的發(fā)展水平及其發(fā)展前景，也許這門(mén)課程的內容與我的本專(zhuān)業(yè)聯(lián)系較少，但它們所體現出來(lái)的對科學(xué)的態(tài)度卻是相同的。通過(guò)這門(mén)課的學(xué)習，我深刻認識到了自己知識的淺薄，和科學(xué)海洋的浩瀚無(wú)邊�？傊�，
納米材料的未來(lái)是廣闊的，未來(lái)是我們的時(shí)代，也將是納米的時(shí)代。
參考文獻
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