有机高分子／无机物杂化纳米材料
载药纳米颗粒的发展前景
几种新型无机纳米药物载体的研究进展学院：专业：学号：姓名：日期：摘要：无机纳米药物载体系统作为新型的药物投递和控制释放系统受到国内外学者的广泛关注，本文主要介绍磁性纳米粒、载药纳米羟基磷灰石、量子点几种新型无机载药纳米粒子的典型制备工艺及存在的问题，并展望了这几种载药纳米粒子的发展前景。
关键词：磁性纳米粒载药纳米羟基磷灰石量子点前言：常见的纳米药物载体主要包括无机纳米药物载体和有机高分子纳米药物载体．其中，高分子纳米粒子作为药物载体研究得比较早，目前已有少量基于高分子纳米载体的药物得到欧美一些国家药监部门批准用于临床治疗[1]．这是因为高分子纳米粒子生物相容性好，毒性小，药物可通过物理包覆或者化学键合的方式结合到高分子纳米粒子中，其释放后高分子载体可通过降解排出体外[2]．常见的无机纳米药物载体包括磁性纳米粒子、介孔二氧化硅、纳米碳材料、量子点等这些无机纳米药物载体，在实现靶向性给药、控释和缓释药物以及癌症靶向治疗等方面表现出良好的应用前景.[3]与高分子纳米粒子相比，无机纳米粒子不仅尺寸、形貌可控性好比表面积大，而且独特的光、电、磁性质赋予其具有潜在的成像显影、靶向输送和协同药物治疗等功能，使其更适于在细胞内进行药物输送[4]．本文主要介绍Fe3O4磁性纳米粒、载药纳米羟基磷灰石、量子点几种新型载药纳米粒子的典型制备工艺及存在的问题，并展望了这几种载药纳米粒子的发展前景。
1.Fe3O4磁性纳米粒生物医学领域使用磁性纳米粒子主要就是由于其具有特殊的磁性能，通常是以磁性纳米粒子（如铁、铁氧化物、镍、钴等）为核、有机物或无机物为壳，通过表面修饰包覆或组装等作用形成的具有独特功能的复合粒子。
纳米磁靶向药物载体作为一种新型药物载体,能在特定的导向机制下,将药物高效的运输到靶器官,使药物在局部发挥作用,大大地降低了药物对全身的毒副作用[5]。
磁性纳米粒子因其良好的超顺磁性可使其在外磁场的作用下方便地进行磁性分离和导向，而且由于磁性纳米粒子能够在磁场中不被永久磁化，因此在体内既安全又易于控制。
无机-有机纳米杂化烧蚀材料的制备及其性能
雾和密度也有所降低 。
关键词 ： 料科学 ； 形八乙烯基硅倍半氧烷 ； 材 笼 三元 乙丙 橡 胶 ； 蚀 材 料 烧
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｒ ｐ ｒ ｎ ｕ ａ ｏ ｔ ｒａ ｗｉ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｌｔｖ ａ ｅ，ｓ ｋ ｎ ｅ ｓ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｐ ｅ ａ ｅ ｉ ｓ ｌ ｔ ｒ ｍａ ｅ ｉｌ ｔ ｌ ｗ ｉ ａ ｂ ａ ｉ ｅ ｒ ｔ ｈ ｎ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｉｙ，ｔ ｅ ｉ ｏ ｇ ｎ ｃ ｈ ｎ ｒ ａ ｉ— ｏ ｇ ｎｃ ｎ ｎ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｂ ａ ｉ ｅ ｍａ ｅ ｉｌｗａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｗｉ ｃ ａ ｉ ｙ ｓｌ ｅ ｕ ｏ ａ ｅ （ ｒ ａ ｉ ａ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｄ ａ ｌ ｔ ｔ ｒａ ｓ ｐ ｅ ａ ｅ ｔ ｏ ｔ ｖｎ ｌ ｉ ｑ ｉ ｘ ｎ ｖ ｈ ｓ ＯＶＰ）ａ ｄ ｅ ｈ ｌ ｎ ｒ ｐ ｌ ｎ ｎ ｔ ｙｅ ｅｐ ｏ ｙ ｅ ｅ ｄ ｅ ｅ ｍｏ ｏ ｒ ｒ ｂ ｅ ＥＰ ｉｎ ｎ ｍｅ ｕ ｂ ｒ（ ＤＭ ）ｂ ｗｉ ｏ ｌｒ ｍｉ ｅ ．Ｔｈ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｉｓ ｉ ｅ ｒａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｔ ｙｔ ｎｒｌ ｘ ｒ ｅ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｔｅ ，ｌ ａ ｂ ａ ｉ ａ ｅ，ｓ ｋ ｎ ｎ ｖ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｉｙ ｏ ｈ ＥＰ ｅ ｓｔ ｆ ｔ ｅ ＤＭ ｎ ｕ ａ ｏ ｔ ｒａ ｓ ｗｅ ｅ ｅ ｅ ｍｉ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｏ ａ ｅ ｔ ｈ Ｅ ｉ ｓ ｌｔ ｒ ｍａ ｅ ｉｌ ｒ ｄ ｔ ｒ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ＰＤＭ ｉ ｓ ｌｔ ｒ ｍａ ｅ ｉｌ ｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｍｍｏ ｉ ｍ ｈ ｓ ｈ ｔ ，ｐ ｒ ｅ ｌ ｃ ｍｅ ｔ ｆ ｎ ｕ ａ ｏ ｔ ｒａｓ ｏ ｔ ｉｉ ｇ ａ ｎ ｕ ｐ ｏ ｐ ａ ｅ ａ ｔｒ ｐ ａ ｅ ｎ ｏ ＯＶＰ ｆ ｒＡＰ ｏ ｒ ｄ ｌ ｅ ｒａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ Ｐ ｌ ｗｅ ｅ ｉ ａ ｂ ａ ｉ ａ ｅ ｎ ｖ
第四章-杂化纳米复合材料【可编辑全文】
此类凝胶经脱液干燥后形成干胶，吸收液体后 又能恢复原状。此过程是可逆的，故又称为可逆 凝胶。
第四章 杂化复合材料
刚性凝胶 大多数为无机凝胶，如SiO2、TiO2、V2O5、
Fe2O3等，常以水为分散体系。 在吸收或释出液体时自身体积变化很小，显示
化学反应的这种特性，会造成复合材料的结构 不均匀、组成分布不均匀等不良现象。
第四章 杂化复合材料
4.4 聚合物溶胶与凝胶
1. 聚合物溶液与胶体体系 聚合物往往呈一定线团状态（大小介于1～
1000nm）分布于分散体系中，其分散体系属于胶体 体系。
聚合物溶胶就是通常意义上的聚合物溶液，是热 力学稳定体系。
第四章 杂化复合材料
聚合物溶胶与凝胶的判断： 若聚合物呈溶解分散状态，聚合物分子链间仅靠 范德华力相互作用缠结，则该体系属于溶胶体系。 聚合物分子链间存在氢键、静电作用等准化学键， 构成交联聚合物，形成分散体系中具有一定立体 构造的骨架分子结构，则该分散体系属于凝胶体 系。
第四章 杂化复合材料
聚合物溶液与普通胶体的异同点： 同：分散相胶粒的大小相当、扩散速率缓慢、都 不能透过半透膜等；
有学者研究发现SARS病毒还通过空气污染物气溶 胶颗粒这一载体，在空气中作中距离传播。
第四章 杂化复合材料
2. 溶胶的主要研究领域 ①分子溶胶（亲液溶胶）
聚合物在溶液中呈分子无规线团状态存在，线 团与溶剂之间没有清晰的界面。溶解分散过程是 一个自发过程，整个体系是热力学稳定体系。分 子溶胶在纳米材料和杂化纳米复合材料的制备中 应用较广泛。
异：①聚合物能够自动溶解在溶剂中，胶体粒子 不能；②聚合物溶液是均相体系，没有明显界面， 属于热力学稳定体系。溶胶是多项体系，为热力 学不稳定体系；③聚合物溶液的粘度比溶胶的粘 度大得多；聚合物溶液的丁达尔效应很弱而溶胶 的很强等。
有机高分子／无机物杂化纳米材料
纳米粒子具有量子尺寸效应，其吸收光谱随粒经的减 小而发生蓝移．量子效应，隧道效应是未来微电子器 件的基础．
以上特点决定了纳米组装体具有高密度，多功 能，高集成度，高存储密度，协调和协同效应， 且材料透明，可用于光学通讯．
三．利用单体R’Si(OR)3,R’是可在光照 或加热情况下聚合的基团。例如：光聚 合或热聚合得到的带三乙氧基硅烷的聚 合物与TEOS、H2O反应，得到有机聚合 物在二氧化硅基体中。
5.5预聚体杂化
预聚体带有较小的无机网络，端基带有可聚合的基团， 聚合得到有机－无机杂化材料。例子。P288
6嵌段共聚物杂化 两嵌段共聚物组成变化引起的形态变化有：球形、圆
有机小分子 有机高分子
○ ＋ 有机无机互穿网络
无机小分子无机高分子
5.2分子内自杂化
由一种反应物（含亲水基团），水解缩合后生 成带可聚合基团的产物。例子。P287
3大分子混合杂化 ○ 大分子与大分子的杂化，若是简单混合，
ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放 热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很 少．大分子与大分子的杂化不能依靠简单混合 实现，而要用反应杂化来实现．
单击添加副标题
有机高分 子／无机 物杂化纳
米材料
2023
杂化材料是从二十世纪八十年代末开始 迅速发展的多学科交叉的材料．
1.无机材料，有机高分子材料及生物物质的特点
无机材料： 结构材料（高强度，高刚性，高硬度）； 光，电，磁等功能材料（光谱谱线较窄）； 性能长期稳定，使用寿命长； 加工成型较难（高温烧结，冶炼，晶体培养等加工成型方法）．
有机高分子材料： 易于成型加工； 某些高分子材料可作结构材料（较高的强度，刚
高分子纳米复合材料介绍
等。
防老化
强度大、模量高
阻隔性能——对于插层纳米复合材料，聚合 物分子链进入到层状无机纳米材料片层之间 ，分子链运动受到限制，而显著提高了复合 材料的耐热性和材料的尺寸稳定性。层状物 极纳米材料在二维方向阻隔各种气体的渗透 ，从而达到良好的阻燃、气密作用。
纳米复合材料有诸多先进性，但体系一旦发 生相分离，即纳米微粒发生团聚，则有关纳 米复合材料的特殊性能将无法实现。
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有机-无机杂化材料
3.2 乳液共混法
先制备聚合物乳液，在与无 机纳米粒子均匀混合，最后 除去溶剂（水）而成型。
3.3 溶胶-聚合物共混法
有机盐（如有机醇盐）先水解脱醇、 脱水、缩合成溶胶或无机盐和金属 粉共混制成溶胶等方法再与有机高 分子溶液或乳液共混，发生胶化而 形成杂化材料。
4. 自组装法
自组装法制备有机-无机杂化材料的 基本原理是体系总是会自发地向自 由能减小的方向移动，形成共价键， 离子键或配位键，得到多层交替有 机-无机膜。
本方法以共价键印迹蛋白质,用草酸洗脱。 表面印迹有利于大分子蛋白质向印迹位 点的扩散和再结合,合成的印迹聚合物对 牛血清白蛋白的吸附率达44.5%,而其它 蛋白的吸附率小于17%,显示对模板蛋白 具有特异吸附能力。
1.1 原位法
原位法是无机物前驱体与有机物在共溶 剂中均匀混合后再进行溶胶、凝胶化而 制得杂化材料的方法。
关键：选择具有良好溶解性能的共溶剂。
1.2 溶-原位聚合法
有机高分子单体与无机溶胶均匀混 合后再引发单体聚合形成杂化材料 的方法。该方法也可在单体或无机 溶胶的金属原子（M）上引入交联剂、 螯合剂，增进聚合物-无机材料的相 容性。
杂化材料 制备进展
杂化材料
*杂化材料二十世纪八十年代开 始兴起的一种新型材料 *该种材料尚没有统一严密的概 念，一般认为它是无机和有机成 分互相结合，特别是在微观尺寸 上结合得到的一类材料。
*对无机和有机材料在宏观尺寸上 进行复合，以期改进单一材料的不 足，已经有相当长的历史。
*土砖即是用泥土掺杂少量的稻草烧 结而成的，稻草属于有机纤维类， 它的加入，可以有效的防止泥土烧 结过程中裂缝的生成。
*微观层面上无机和有机组分的有 致复合就需要借助化学手段。
纳米材料的表面修饰技术及应用案例
纳米材料的表面修饰技术及应用案例纳米材料是具有尺寸范围在纳米级别的材料，其特殊的物理化学性质使其在许多领域具有广泛的应用潜力。
然而，由于其表面积较大、表面活性较强的特点，纳米材料在催化、电子器件、生物医学等领域的应用受到了一定的限制。
为了提升纳米材料的稳定性、功能性以及可操作性，表面修饰技术成为了必不可少的手段。
一、纳米材料的表面修饰技术1. 化学修饰技术：化学修饰技术是通过改变纳米材料表面化学结构，增强其与其他物质之间的相互作用。
例如，通过在纳米材料表面引入官能团或改变表面配位基团，可以实现针对性的吸附、嵌入或化学反应。
这些改变可以通过化学合成或表面修饰方法实现，如溶剂热处理、化学键合等。
2. 物理修饰技术：物理修饰技术主要利用物理手段对纳米材料进行表面修饰，例如利用等离子体处理、氧化、还原等方法改变纳米材料的形貌、晶相、尺寸等特性。
此外，还可以利用机械强化、高能球磨等技术对纳米材料进行表面修饰，提高其力学性能、稳定性等。
3. 生物修饰技术：生物修饰技术是利用生物分子对纳米材料进行表面修饰，例如利用蛋白质、多肽、核酸等生物分子对纳米材料进行包覆、功能化修饰。
这些生物修饰剂可以通过特异性的结合作用与纳米材料相互作用，从而增强其生物相容性、改变其特定性质。
二、纳米材料表面修饰技术的应用案例1. 纳米催化剂：纳米催化剂广泛应用于化学合成、能源转换、环境治理等领域。
表面修饰技术可以调控纳米催化剂的催化活性和选择性。
例如，通过在金纳米颗粒表面修饰有机官能团，可以实现更高的催化活性和选择性；通过调控纳米颗粒之间的间隔，可以提高催化剂的稳定性和循环使用性。
2. 纳米电子器件：纳米材料在电子器件领域具有重要的应用前景。
通过表面修饰技术，可以改善纳米材料的导电性能、界面特性和器件稳定性。
例如，利用表面修饰技术改变纳米颗粒的带隙能级，可以调控纳米材料的导电性质；利用高分子杂化修饰技术可以增强纳米材料与基底之间的界面粘附力，提高器件的稳定性。
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用引言纳米复合材料是一类新型复合材料,它是指1种或多种组分以纳米量级的微粒即接近分子水平的微粒复合于基质中所构成的一种复合材料。
纳米复合材料因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域，将给材料的物理和化学性质带来特殊的变化，正日益受到关注。
纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”，该类材料研究的种类已经涉及到无机物、有机物和非晶态材料等。
有机-=无机纳米复合材料因其综合了有机物和无机物各自的优点，并且可以在力学、热学、光学、电磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能，正在成为材料科学研究的热点之一。
目前，国内外在这方面的研究成果正不断见诸报道。
本文拟对有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用作一个综述。
有机一无机纳米复合技术最先制得的纳米复合材料是无机纳米复合材料，如金属、非金属、陶瓷和石英玻璃等。
目前，纳米复合材料研究的种类已涉及到有机物和非晶态材料等。
各国首先着重于纳米复合材料制备方法的研究，特别是薄膜制备法的研究。
纳米复合方法常用的有3种：溶胶一凝胶法、嵌入法和纳米微粒填充法。
其中溶胶一凝胶法较早用于制备有机一无机分子杂化材料或纳米复合材料；嵌入法在分子材料领域表现出很好的前景，特别是将不同的性能综合到单一的材料中去。
把具有有机／无机纳米复合材料的性能和特点的纳米颗粒材料添加到其他材料中，可以根据不同的需要选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的，因为复合材料中增强体的尺寸降到纳米数量级会给复合材料引入新的材料性能。
首先，纳米颗粒本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等特殊的材料特性，这会给复合材料带来光、电、热、力学等方面的奇异特性；其次，纳米颗粒增强复合材料所具有的特殊结构，如高浓度界面、特殊界面结构、巨大的表面能等等必然会大大影响复合材料的宏观性能。
由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的有机／无机纳米复合材料具有无机材料、无机纳米材料、有机聚合物材料、无机填料增强聚合物复合材料、碳纤维增强聚合物复合材料等所不具备的一些性能。
有机无机杂化材料
材料化学专业杂化材料结课论文题目:有机/无机纳米杂化材料摘要随着现代科技的发展，单一性能的材料已不能满足人们的需要。
目前通过两种或多种材料的功能复合，性能互补和优化，可以制备出性能优异的复合材料。
无机有机杂化材料是无机材料和有机材料在纳米尺度结合的复合材料，两相间存在强的作用力或形成互穿网络结构。
环氧树脂有诸多方面的优点，然而，由于环氧树脂是交联度很高的热固性材料，它的裂纹扩展属于典型的脆性扩展，其固化物脆性大、耐热性差、抗冲击强度低、易开裂，难以满足日益发展的工程技术的要求，从而限制了环氧树脂的进一步应用。
目录摘要 (I)第1章绪论 (4)1.1有机/无机纳米杂化材料 (4)1.2 纳米材料的特点 (5)1.3 有机/无机纳米杂化材料的研究现状及应用 (6)第2章有机无机纳米杂化材料的制备方法 (8)2.1 溶胶--凝胶法 (8)2.2 有机与无机两相间以共价键结合 (9)2.3 插层复合法 (9)2.4 前驱体法 (11)2.5 LB膜技术 (11)第3章环氧树脂/SiO2-TiO2纳米杂化材料 (12)3.1环氧树脂/SiO2-TiO2纳米杂化材料 (12)总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论1.1有机/无机纳米杂化材料有机无机纳米杂化材料是有机和无机成分相互结合，特别是在微观尺寸上结合得到的一种材料。
制备纳米材料的方法主要有物理方法和化学方法，物理方法有：真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法；化学方法有：气相沉积法、水热合成法、沉淀法、溶胶凝胶法、微孔乳液法。
无机组分和有机组分的复合,可以形成光学材料、耐高温材料、力学材料等多种功能材料[1]。
尽管种类千变万化但根据其两相间的结合方式和组成材料的组分，可将无机有机杂化材料大致分为以下两种类型。
(1)有机分子或聚合物简单包埋于无机基质中，制备此类杂化材料可以采用预先掺杂法，也可以采用凝胶浸渍法，此时无机组分与有机组分之间通过弱键如范德华力、氢键或子间作力而相互连接。
纳米材料的介绍
纳米材料的介绍一、纳米材料概述纳米材料是指纳米级尺寸的材料，具有良好的化学、光学等性能。
纳米材料泛指三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或由它们作为基本单元构成的材料。
根据物理形态的不同，纳米材料可划分为五类：纳米薄膜、纳米粉体、纳米纤维、纳米块体、纳米相分离液体。
纳米材料的性能一般由量子力学决定，其光、电、磁、热性能与普通材料存在明显的差异。
相较于传统材料制品，纳米材料制品在光学、热学、力学、化学等性能方面具有明显优势。
从概念来说，纳米材料是由无数个晶体组成的，它的大小尺寸在1-100纳米范围内的一种固体材料。
主要包括晶态、非晶态的金属、陶瓷等材料组成。
因为它的大小尺寸已经接近电子的相干长度，它有着特殊的性质。
这些特殊性质所表现出来的有导电、导热、光学、磁性等。
目前国内、国际的科学家都在研究纳米材料，试图打造一种全新的新技术材料，将来为人类创造更大的价值。
二、纳米材料定义纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（1-100nm）的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。
由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。
因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。
纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节，是人们过去从未探索过的新领域，实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中，在结构上有序度的变化，在状态上的非平衡性质，使体系的性质产生很大的差别，对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入地认识。
三、纳米材料的性质1、"强" 在电子，医保，环保，能源等领域具有更多的优势。
2、"高" 适用纳米材料制作的器材，拥有更高的耐热，导电，高磁导性，可塑性。
3、"轻" 纳米材料更加轻更加便利，体积变小的同时还可以提高效率。
关于新型纳米农药制剂载体材料的研究
关于新型纳米农药制剂载体材料的研究摘要：随着科技水平不断提高，人们对于农业生产中化学品使用量也越来越多。
但是由于长期大量地使用化肥、农药等化学物质，导致了一系列环境问题和食品安全问题。
为解决这些问题，绿色环保型农药制剂成为当前热门话题之一。
而作为绿色农药制剂重要组成部分的纳米农药制剂则备受关注。
本文主要围绕新型纳米农药制剂载体材料展开讨论与研究。
关键字：新型纳米农药；制剂载体；特点引言近年来，随着纳米技术的发展以及应用领域的扩大，各种类型的纳米材料被广泛运用到各个行业之中。
在农药制剂方面，利用纳米技术开发出具有高效性、低毒性、无公害等特点的新型纳米农药制剂已经成为目前研究热点之一。
然而，传统意义上所说的纳米材料并不能完全满足现代化绿色农药制剂的要求，因此需要进一步深入研究开发更加适合现代化农药制剂的新型纳米材料。
一、纳米技术及纳米农药纳米技术是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内的科学技术。
其主要特点包括：高比表面积、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。
这些特性使得纳米科技具有了许多独特而优异的性质，如高度灵敏性、快速响应性以及特异识别性等等。
目前，纳米技术已经被广泛应用于各个领域，特别是在生物医学方面得到了迅速发展。
随着纳米科技的不断进步与创新，人们对于纳米材料的需求也越来越大。
由于传统意义上的纳米材料往往只具备单一或少数几个特定的性能，难以满足现代社会多元化的需求。
因此，开发新的多功能性纳米材料成为当前研究热点之一。
作为一种新兴的功能高分子材料，聚合物基纳米复合材料因其良好的可加工性、可控制性及较好的稳定性，近年来受到了广泛关注。
同时，利用纳米技术将其他材料进行改性或者修饰，可以赋予其更加优良的性能，从而拓展其应用前景。
纳米技术是指在三维空间范围内至少有一维处于纳米尺度(1~100nm)或由它们作为基本单元构成的复合体系。
其特点在于具有特殊性质和优异性能。
目前，随着科技不断发展，纳米技术已经被广泛应用于各个领域中，其中包括农业领域。
纳米复合材料：第4章 杂化复合材料
胶体吸收光的规律
呈色
规律
20nm 50nm
70nm
红色 紫色
蓝色
溶胶的颜色与胶体质点大小的关系：
胶粒越小，溶胶的颜色偏向长波长的光 色；胶粒越大，溶胶的颜色偏向短波长的 光色。
4.1 分散体系与溶胶
银溶胶的颜色
银粒径/nm 10～20 25～35 35～45 50～60 70～80
透射光 黄 红 红紫 蓝紫 蓝
4.1 分散体系与溶胶
2）凝聚法：
通过体系中各组分间的化学变化，形成具有一定粒子大小 的分散质的溶胶体系。在制备纳米复合材料时，更多的是通
过分子间的化学变化而形成溶胶.
（实例：将有机硅烷溶解在强极性有机化合物中，可以很 快形成稳定的溶液，如果有矿物酸的作用，有机硅烷催化水 解形成稳定的有机硅溶胶，目前已知的纳米复合材料前驱溶 胶还有有机钛溶胶、有机镉溶胶。）
因硅胶粒电离而荷负电。） 2、胶粒的吸附。胶粒可吸附水性介质中的H+、OH-或其它
离子，从而使胶粒带电。 3、胶粒晶格中某原子被取代而带电。（如：蒙脱土晶格中
的Al3+可部分被Mg2+或Ca2+取代而荷负电。）
4.1 分散体系与溶胶
4.1.2.3 溶胶的稳定性
由于界面原子的Gibbs自由能比内部原子高，憎 溶胶是热力学不稳定体系。若无其它条件限制，溶 胶倾向于自发凝聚，形成低表面能状态。
4.1 分散体系与溶胶
（2）缔合溶胶：表面活性剂分子在溶液中形成胶束， 进而构成所谓的微乳液或液晶，也是热力学稳定 体系。（如肥皂水、有机硅乳液、家用柔软剂、 牛奶等）
4.1 分散体系与溶胶
（3）憎溶胶：分散质与分散介质之间存在明显界面
的体系，是由微小的固体颗粒 悬浮分散在液相中 构成，分散颗粒不停地进行布郎运动，属于多相
有机-无机杂化发光材料
有机-无机杂化发光材料1. 引言1.1 介绍有机-无机杂化发光材料的概念有机-无机杂化发光材料是近年来备受关注的研究领域，它是由有机材料和无机材料通过特定的制备方法进行复合而成的新型材料。
有机材料通常具有良好的柔性和可溶性，而无机材料则具有优秀的光电性能和稳定性，将两者进行杂化可以充分发挥各自特点，实现性能的协同提升。
这种杂化结构不仅可以实现材料性能的多元化调控，还可以拓展材料的应用范围，具有潜在的广泛应用前景。
有机-无机杂化发光材料的研究不仅可以为新型光电器件的设计和制备提供新思路，还可以促进材料科学领域的跨学科交叉融合。
深入探讨有机-无机杂化发光材料的概念及其制备方法、性质、应用领域和发展趋势，对推动材料科学的发展具有重要意义。
1.2 研究背景和意义有机-无机杂化发光材料是一种新型材料，它将有机和无机材料结合在一起，发挥各自的优势，形成具有独特性能的复合材料。
随着近年来材料科学领域的不断发展，有机-无机杂化发光材料备受研究者关注。
有机和无机材料在发光领域各有其优势和局限性，有机材料具有丰富的结构多样性和发光色彩可调性，但其稳定性和光电子性能较差；而无机材料具有较好的稳定性和光电子性能，但结构单一、色彩单一。
有机-无机杂化发光材料的研究具有重要意义，可以综合利用有机和无机材料的优势，克服彼此的不足，实现材料性能的整合和提升。
有机-无机杂化发光材料在光电子器件、生物成像、显示器件等领域具有广阔的应用前景。
通过调控发光材料的结构和性能，可以实现更广泛的应用，为相关领域的发展提供新思路和新材料支撑。
加强对有机-无机杂化发光材料的研究，对促进材料科学领域的发展和技术创新具有重要意义。
2. 正文2.1 有机-无机杂化发光材料的制备方法有机-无机杂化发光材料的制备方法包括溶液法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等多种途径。
溶液法是最常见的制备方法之一。
在溶液法制备过程中，通常先将无机材料和有机材料分别溶解在适当的溶剂中，然后将它们混合搅拌并进行热处理，最终形成有机-无机杂化发光材料。
高折光率环氧ZrO_(2)纳米杂化材料的制备
第37卷第2期高分子材料科学与工程Vol.37,No.2 2021年2月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Feb.2021高折光率环氧/ZrO2纳米杂化材料的制备谢杨淡少敏2,何小伟2,顾慧敏2,张秋禹2(.中国核动力研究设计院，四川成都610213; 2.西北工业大学化学化工学院特种功能与智能高分子材料工信部重点实验室，陕西西安710129)摘要：采用溶胶-凝胶法在环氧E51中原位生成无机纳米ZiO)2团簇，并利用有机环氧分子链上的侧羟基与无机纳米团簇间形成化学键，以增加有机无机组分间的相容性，并防止无机纳米团簇在体系中团聚。
采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜和透射电镜等对其结构进行了表征，证明成功地在体系中原位生成了zr)2纳米粒子且分布均匀，所制备的薄膜材料具有很好的平整度。
环氧/zr)2纳米杂化光学材料的折光率随着体系中无机纳米粒子含量的增加而呈线性增加，并实现折光率在1.512-1.749间连续可调；在可见光波长范围内，环氧/Z1O)2纳米杂化光学薄膜的透过率普遍维持在85%以上，当纳米粒子的含量增至25%后，透光率也能保持在80%以上。
关键词：溶胶-凝胶法；纳米zr)2团簇；高折光率中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:1000-7555(2021)02-0142-07折光率作为光学材料最基本性质之一，同样也是区别遴选先进光学材料最重要的标准之一。
高折光率光学材料一方面可以显著优化光学元件的曲率与厚度，而且在不影响其折射能力的条件下减轻质量，从而使光学仪器实现轻量化和小型化。
因此，高折光率光材料被广泛地应用于光学元器件的减反射膜、光学透镜、光过滤器、太阳能电池、光电器件构筑等诸多领域［1~7］0当前广泛研究的高折光率光学材料大致可分为无机与有机材料两大类。
有机材料一般又可分为折光率在1.41左右的低折光率材料如甲基聚硅氧烷等，和高于1.5的高折光率材料如苯基的聚硅氧烷有机高折光率光学材料具有质量轻、抗冲击性强、易处理、改性可实现折光率可调等优势，但折光率变化范围小且易受温度和湿度影响，耐磨性、耐热性较差。
纳米材料类别
纳米材料类别纳米材料是指至少在一维尺度上具有至少一个尺寸小于100纳米的材料。
纳米材料因其独特的物理、化学和生物学特性而备受关注，被广泛应用于材料科学、生物医学、能源储存等领域。
根据其结构和性质的不同，纳米材料可以分为多个类别。
一、纳米颗粒。
纳米颗粒是指尺寸在1-100纳米范围内的颗粒状材料，常见的有金纳米颗粒、银纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒等。
这些纳米颗粒具有较大的比表面积和特殊的光学、电学性质，因此在生物医学成像、光催化、传感器等领域有着广泛的应用。
二、纳米结构材料。
纳米结构材料是指在三维空间中具有纳米级结构的材料，如纳米线、纳米管、纳米片等。
这些材料具有优异的电子、光学、热学性能，被广泛应用于柔性电子器件、纳米传感器、纳米发电机等领域。
三、纳米复合材料。
纳米复合材料是指将纳米材料与宏观材料进行复合，以获得优异的性能。
常见的纳米复合材料包括纳米陶瓷复合材料、纳米聚合物复合材料等。
这些材料具有优异的力学性能、导热性能和电学性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、新能源等领域。
四、纳米生物材料。
纳米生物材料是指在生物医学领域中应用的纳米材料，如纳米药物载体、纳米生物传感器等。
这些材料具有良好的生物相容性和靶向性，被广泛应用于药物输送、肿瘤治疗、疾病诊断等领域。
五、纳米碳材料。
纳米碳材料是指由碳原子构成的纳米材料，如纳米碳管、石墨烯等。
这些材料具有优异的导电性、导热性和力学性能，被广泛应用于电子器件、超级电容器、储能材料等领域。
六、纳米氧化物材料。
纳米氧化物材料是指由金属与氧原子结合而成的纳米材料，如二氧化钛纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒等。
这些材料具有优异的光学、电学和催化性能，被广泛应用于环境治理、光催化、能源储存等领域。
七、纳米功能材料。
纳米功能材料是指具有特定功能的纳米材料，如磁性纳米材料、光学纳米材料等。
这些材料具有特殊的功能性能，被广泛应用于传感器、信息存储、光学器件等领域。
总结，纳米材料类别繁多，每种类别的纳米材料都具有独特的物理、化学和生物学特性，被广泛应用于各个领域。
有机-无机杂化
1）前驱物的水解
C2H5O
OC2H5 Si OC2H5 + 4H2O OC2H5
OH HO Si OH + C2H5OH
OH
2）缩聚
OH
OH
HO Si OH + HO Si OH
OH
OH
OH OH HO Si Si OH + nSi(OH)4
OH OH
OH OH HO Si Si OH + H2O
OH OH
的反应前驱体： • 钛酸正丁酯（TBT）（TiO2） • 正丙氧基锆（ZrO2）
• TBT，水解速度太快，易形成不均相体系，较难获 得透明的杂化材料，应采取一定的措施：
• 利用有机酸或β-二酮如乙酰乙酸乙酯等络合剂先与 TBT作用，以降低其反应活性，然后再进行溶胶-凝 胶过程制得杂化材料；
• 先将有机聚合物与钛酸正乙酯（TET）或TBT按配料 比配好溶液，然后将其置于湿度恒定在60%的封闭 体系中，通过这种极为缓慢的供水方式，提供水解 所需要的水量，从而达到控制TET或TBT的水解目的 。
另 一 类 是 有 机 - 无 机 杂 化 材 料 （ organicinorganic hybrid materials），其中有机相为 主相，无机相为客相。
杂化材料具有传统的无机和有机材料，以及传 统的宏观尺度复合物所没有的独特性能。
有机组分可以提供 柔韧性 化学反应性 可控的电学性能 光导性能和足够的发光特性
2、硅酸盐的水解反应，以酸或碱为催化剂，一般 使用过量的水，才能进行比较彻底的水解。在低 温下，控制水解，可以得到均匀透明的凝胶。
3、对于水解速度较快的金属醇盐，容易产生沉淀而 不出现凝胶，可通过加入金属离子的螯合剂等手 段，遏制水解反应速度。如锆醇盐的水解与缩合 反应，以乙酰丙酮或乙酰乙酸乙酯等二羰基化合 物为螯合剂，使锆粒子与螯合剂反应，形成金属 烷基螯合物，将锆离子的水解与缩合反应逐渐同 步化，最后形成凝胶。
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有机小分子有机高分子 ＋ 有机无机互穿网络
无机小分子无机高分子
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5.2分子内自杂化
由一种反应物（含亲水基团），水解缩合 后生成带可聚合基团的产物。例子。P287
5.3大分子混合杂化 大分子与大分子的杂化，若是简单混合，
ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放 热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很 少．大分子与大分子的杂化不能依靠简单 混合实现，而要用反应杂化来实现．
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2.无机物纳米微粒的结构特性
小尺度杂化材料和大尺度杂化材料在组成和原子 或分子的排布上是一样的．但小尺度杂化时组成 物质的聚集态微粒为纳米粒子．
纳米微粒的特殊性质： 纳米微粒表面原子或分子单元在整个粒子中占有
很大的比重，因粒子外层和内部性质不同，在催 化科学和非线性光学材料中应用前景广泛．
5.杂化类型
按化合物类型分：无机－有机，无机－生 物，有机－生物，金属－聚合物杂化等．
按界面本质分：两相间以弱键（氢键，范 德华力或离子键）联接杂化，两相间以强 键（共价键，离子－共价键）联接杂化．
以起始物分：小分子杂化，大分子杂化， 预聚物杂化，嵌段共聚物杂化．
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5.1分子间小分子杂化
杂化材料：两种或两种以上不同类型材料 的复合，兼具两类或两类以上材料的特点 的材料．
可编机高 分子易加工和无机材料高强度的特点）．
小尺寸杂化材料：即在纳米尺度及分子水 平上的杂化，以期得到多功能，高密度集 成的复合材料，可满足当前信息时代对材 料的高技术要求．
有机小分子
＋
有机小分子分
分散在无机高分子中
无机小分子无机高分子
有机小分子可具有荧光、光致变色或非线 性光学性质；无机高分子是SiO2/TiO2或过 渡金属氧化物凝聚等。
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有机高分子＋无机微粒无机微粒分散在 高聚物中
在共聚物加入无机填料可提高高聚物力学 性能，如果无机小分子经表面处理后，与 有机高分子有更好的亲合性，将使高聚物 性能得到更大的改善。
有机高分子／无机物杂化纳米 材料
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杂化材料是从二十世纪八十年代末开始 迅速发展的多学科交叉的材料．
1.无机材料，有机高分子材料及生物物质的 特点
无机材料： 结构材料（高强度，高刚性，高硬度）； 光，电，磁等功能材料（光谱谱线较窄）； 性能长期稳定，使用寿命长； 加工成型较难（高温烧结，冶炼，晶体培
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(2)利用已存在于聚合物中的官能团；
(3)利用单体R’Si(OR)3,R’是可在光照或加热 情况下聚合的基团。例如：光聚合或热聚 合得到的带三乙氧基硅烷的聚合物与TEOS、 H2O反应，得到有机聚合物在二氧化硅基体 中。
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5.5预聚体杂化
预聚体带有较小的无机网络，端基带有可聚合的 基团，聚合得到有机－无机杂化材料。例子。 P288
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3.制备手段
纳米化学：即用化学的方法制备纳米杂化材料。 实现纳米杂化的化学方法主要有：
(1)在表面活性剂存在下，利用聚电解质制备。 (2)微乳液方法。 (3)利用两亲性的嵌段和接枝共聚物制备纳米杂化
材料。使某些无机化合物处于嵌段共聚物微区 （纳米级）内，成为纳米材料。 (4)利用sol-gel（溶胶－凝胶）法，通过交联网 络中孔的尺寸，生成纳米晶体或纳米微粒。
养等加工成型方法）．
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有机高分子材料：
易于成型加工；
某些高分子材料可作结构材料（较高的强 度，刚性和硬度）；
大多数高分子材料不适合作光，电，磁等 功能材料（光谱谱线较宽）；
性能，功能的长期稳定性较无机材料差一 些．
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生物物质： 生物活性的材料； 对环境有极度敏感性．
nSi(OC2H5)4+4nH2OnSi(OH)4+4nC2H5OH nSi(OH)4nSiO2+2nH2O nSi(OC2H5)4+2nH2OnSiO2+4nC2H5OH
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4.无机，有机物纳米杂化的基本原理
小分子与小分子的杂化，ΔS杂化>>0， 所以ΔG杂化<0比较容易实现，杂化能进行．
纳米粒子具有量子尺寸效应，其吸收光谱随粒经 的减小而发生蓝移．量子效应，隧道效应是未来 微电子器件的基础．
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同样体积的本体，由纳米微粒组成的方式 要较大尺度粒子的组成方式多得多．这为 制备集成化，高存储密度的材料提供了条 件．
以上特点决定了纳米组装体具有高密度， 多功能，高集成度，高存储密度，协调和 协同效应，且材料透明，可用于光学通 讯．
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粒子尺寸／ nm
10
总原子数 3x104
表面原子百 分数
20
4
4x103
40
2
2.5x102
80
1
30
99
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纳米材料中晶体内缺陷出现的几率小．小尺寸材 料中，缺陷扩散容易，不易留在晶格中．无缺陷 是衡量光，电，磁等功能材料性能的一个重要因 素．
纳米材料可以兼顾无机物分子的分离能级和半导 体的连续谱的优点，因而可用作光，电等功能材 料．
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5.4大分子间反应杂化
这是杂化材料研究的主要方向。 相分离是困扰形成纳米级或分子水平杂化
的难题，如果两相间以强化学键（共价键 等）相连，会使微区尺寸缩小。 通常的三种实现方法： (1) 使聚合物官能团化，带有硅烷、硅烷醇 或其它官能团，它们可与金属烷氧化物共 同水解和缩合；
小分子与大分子杂化， ΔS杂化的值也较大， ΔG杂化<0也能实现，杂化也能进行．
大分子与大分子的杂化，若是简单混合，
ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很少． 因此，大分子与大分子的杂化不能依靠简单混合 实现，而要用反应杂化来实现．
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杂化的条件：必须有共同的合适的环境。
杂化材料制备中较常用的方法是sol-gel方法。它 是元素烷氧化合物经水解和缩合后生成元素氧化 物的方法。例如：SiO2,TiO2,CrO2等，都是无机高 分子络．反应式如下：M(OR)n----M-OXO(无机 聚合物)
以正硅酸乙酯为例：