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課之前我對納米的認識是極為淺陋的，僅僅知道其是一個極小的單位，並且有着極其優異的化學性質，但其具體的應用我並不瞭解。通過這幾周的學習可以説我對納米材料有了更為具體和深入的瞭解，儘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認識。

一．納米技術及納米材料的基本認識

納米(nm)是一個長度單位，1納米是十億分之一米，相當於10個氫原子排在一起那麼長，並沒有物理內涵。納米技術是一種在納米尺度空間(0～100nm)內的生產方式和工作方式，並在納米尺度認識自然、創造物質的一種新的技能。納米技術的內涵非常廣泛，它包括納米材料的製造技術，納米材料在各個領域應用的技術(含高科技領域)，在納米尺度構築一個器件實現對原子、分子的翻砌、操作以及在納米微區內物質傳輸和能量傳輸的新規律等。而納米材料具體是指當物質尺寸被加工到納米尺度以後，其性能就會發生突變，出現一些特殊性能。這種既具有不同於原來組成的原子、分子，也不同於宏觀物質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，而沒有特殊性能的材料，也不能稱之為納米材料。

通過以上的概念我瞭解到了納米，納米技術與納米材料之間的聯繫與區別，在日常生活中我們經常混淆這幾種概念，用納米這個獨立的物理量來指代納米技術，我想這是不全面的也是對於納米材料和納米技術的誤讀，納米技術是指在納米尺度上對原子的操縱等範圍十分廣闊的技術，而納米技術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。我想通過門課的學習我對納米材料已經有了最起碼的認識。

二．納米材料的表面化

材料表面納米化的方法有3種。表面塗層或沉積、表面自納米化以及表面自納米化與化學處理相結合的混合方式。

1．表面塗層或沉積

製備出具有納米尺度的顆粒後，將其固結在材料表面，在材料上形成一個與基體化學成分相同(或不同)的納米結構表層。這種材料的主要特徵是：納米結構表層的晶粒大小比較均勻，表層與基體之間存在着明顯的界面，材料的外形尺寸與處理前相比有所增加。許多常規表面塗層和沉積技術都具有開發的潛力，如物理氣相沉澱(PVD)、化學氣相沉澱(CVD)、濺射、電鍍和電解沉積等。

2．表面自身納米化

對於多晶材料，通常採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。這種材料的主要特徵是：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。由非平衡過程實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法，不同方法所採用的工藝技術和由其所導致的納米化的微觀機理均存在着較大的差異。

3．混合方式

將表面納米化技術與化學處理相結合，在納米結構表層形成時對材料進行化學處理，在材料的表層形成與基體成分不同的固熔體或化合物。由於納米晶組織的形成，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，可顯著地降低化學處理的温度和時間、提高元素滲入的濃度和深度，從而使得材料的化學處理更容易在低温下進行。

表面納米化改變了材料表面的組織和結構，這不僅有利於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。材料經過表面納米化處理後，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，由於表面晶粒細化，原子活性提高，擴散係數增大，對材料進一步進行表面化學處理、擴散焊接等加工時，

其加工性能也能得到很大的改善。表面化技術使材料的力學性能，材料的抗疲勞性能，耐磨耐腐蝕性能，熱穩定性，化學熱處理性，生物相容性都有了很大程度的提高。從這裏可以看出納米化的巨大影響。可以想見如果表面納米化技術得以應用，對科技的發展將產生多麼巨大的作用，而科技的發展也必將推動這項技術更快的發展。

三．納米材料的具體應用

關於納米材料的具體應用可以説涉及我們生活的各個方面，如醫藥，環保，軍事等。在這裏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就是將藥物溶解、吸附、包埋或鏈接於納米載體上，利用納米載體的理化特性和選擇性分佈的特點，解決藥物在輸運過程中存在的溶解度低、穩定性差和吸收受限等問題，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。該技術使藥物在體內的分佈取決於載體，而不是藥物本身，可根據臨牀治療的要求和藥物本身的理化性質選擇適當的載體材料，改善藥物的理化性質、藥劑學特點和藥理活性。因此，載體技術是藥物輸運的核心技術。理想的藥物載體在藥物輸送方面具有許多優越性主要體現在：①控制藥物釋放，延長作用時間；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開闢新的給藥途徑。特定設計的納米藥物載體傳遞系統幾乎能滿足上述要求，為臨牀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並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術大會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，能測定特定的化學物質(主要是生物物質)；而將能用於生物參量測定但構成中不含生物活性材料的裝置稱為生物傳感器。生物傳感器是一類特殊的化學傳感器，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行生物化學識別。換能器的主要功能是將感受器感受到的生物化學信息轉換成易檢測的物理化學信號。檢測器將得到的物理化學信號進行檢測、記錄處理和顯示結果。生物傳感器是對生物物質敏感並將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器，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)與適當的理化換能器(如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等)及信號放大裝置構成的分析工具或系統。

以上兩個有關納米材料的應用是我印象最為深刻的應用，在這裏我僅就其概念做以簡單的介紹，是因為其具體原理及其製備對於非材料專業的我來説過於艱深。其實僅就其概念來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於醫藥方面的意義是十分巨大的，如果其大規模的應用，對人類的健康來説將是極大的福音。

四．總結

我想每個人對與納米材料前景都有着自己的看法，但我想大家對於納米材料的發展都是抱有極大的希望的，其前景也將會是廣闊的，隨着人類科技的發展對於納米材料的認識也會更上一層樓。也許在不久的將來納米材料就會進入千家萬户，納米機器人就會進入我們身體檢測我們的身體狀況，納米醫藥將會使藥物更好被我們吸收。也許納米材料也會被應用於戰爭的方面，但總之利大於弊，對與納米技術的發展我是以積極的態度來對待的。通過這門課程的學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的發展水平及其發展前景，也許這門課程的內容與我的本專業聯繫較少，但它們所體現出來的對科學的態度卻是相同的。通過這門課的學習，我深刻認識到了自己知識的淺薄，和科學海洋的浩瀚無邊。總之，

納米材料的未來是廣闊的，未來是我們的時代，也將是納米的時代。

參考文獻

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