模板法及其在纳米材料制备中的应用
纳米材料的纳米棒及其应用
纳米材料的纳米棒及其应用在当今科学技术的飞速发展中，纳米技术已成为一个备受关注的领域。
纳米棒作为一种常见的纳米材料，在医学、电子、光学以及催化等多个领域都有着重要的应用。
本文将简要介绍纳米棒的定义、制备方法和主要应用领域。
1. 纳米棒的定义和特点纳米棒是一种形态为棒状的纳米材料，其长度通常为1-1000纳米，直径在1-100纳米之间。
由于其形态独特，具有极高的比表面积和优异的物理、化学性质，从而有着广泛的应用前景。
2. 纳米棒的制备方法目前，纳米棒的制备方法主要包括模板法、溶剂热法、化学气相沉积法、电化学合成法等多种方法。
其中，模板法是最常用的制备方法之一。
该方法是基于模板的影响，通过控制模板的形状和大小，制备出具有特定形态和尺寸的纳米棒材料。
3. 纳米棒在医学领域的应用纳米棒在医学领域的应用主要包括生物成像和药物传输领域。
纳米棒作为一种药物载体，可以通过表面修饰等方式，将药物精准地传递到病灶部位，从而提高治疗效果。
此外，由于纳米棒具有良好的光学性质，可以作为生物成像探针，用于癌症等疾病的诊断。
4. 纳米棒在电子领域的应用纳米棒在电子领域的应用主要包括传感器、透明导电膜等方面。
纳米棒作为一种高敏感的传感器，可以用于气体、湿度、化学物质等多方面的检测。
此外，纳米棒作为一种新型透明导电材料，可以用于液晶显示器、薄膜电池等领域。
5. 纳米棒在光学领域的应用纳米棒在光学领域的应用主要包括表面等离子体共振（SPR）、增强拉曼光谱等方面。
纳米棒作为一种高度可控的表面等离子体共振材料，可以用于检测生物分子、气体等物质。
此外，纳米棒作为一种拉曼增强材料，可以用于材料表面结构、化学反应等方面的研究。
6. 纳米棒在催化领域的应用纳米棒在催化领域的应用主要包括氧化还原反应、CO2还原等方面。
纳米棒作为一种高效的催化剂，可以用于提高催化反应的效率和选择性，从而节约原材料、降低能源成本。
总之，纳米棒作为一种多功能、高效的纳米材料，具有广泛的应用前景。
聚合物纳米材料光电子器件的制备和应用研究
聚合物纳米材料光电子器件的制备和应用研究光电子器件是基于光电转换原理的电子器件，是光学、电子学、计算机等多个领域的交叉学科，近年来备受关注。
随着科技的发展和经济的增长，人们对光电子器件的需求也不断增加。
而聚合物纳米材料作为一种新型材料，因其良好的光电特性，成为光电子器件制备和应用领域的新研究热点。
一、聚合物纳米材料的制备方法聚合物纳米材料是指聚合物分子通过自组装或其他方法聚集而形成的具有纳米级大小的材料。
目前常用的制备方法主要有两种：溶剂挥发法和模板法。
溶剂挥发法是指利用溶剂蒸发的特性，将聚合物溶液均匀涂覆在不同基底上，并在一定条件下使溶剂蒸发，形成光电子器件所需的聚合物纳米材料。
模板法是在特定条件下，将制备好的聚合物分散涂布在模板表面，并通过一定方式定位、聚集，最终形成所需的聚合物纳米材料。
二、聚合物纳米材料光电子器件的应用光电子器件是一种应用广泛的电子器件，主要应用于信息技术、生命科学、环境保护等领域。
而聚合物纳米材料因其良好的光电特性被广泛应用于光电子器件的制备和应用研究中。
1. 光电转换器件光电转换器件是一种将光能转化为电能的器件，主要应用于太阳能电池、光电探测器等领域。
通过将制备好的聚合物纳米材料作为光电转换器件的基础材料，在不同的光照条件下，实现光能到电能的转换，从而实现低成本、高效能源的开发和利用。
2. 传感器件传感器件是一种能够将物理量转化为电信号的器件，主要应用于环境监测、生命科学等领域。
通过将制备好的聚合物纳米材料作为传感器件的敏感材料，实现对温度、湿度、气体等物理量的快速检测和响应。
3. 光子学器件光子学器件是一种基于光学效应的电子器件，主要应用于计算机通讯、激光器等领域。
通过将制备好的聚合物纳米材料作为光子学器件的反射材料，实现对光线的调控和反射，从而实现信息、能源等领域的应用。
三、聚合物纳米材料光电子器件的优势和未来发展1. 优势聚合物纳米材料具有良好的光电特性和可塑性，在材料加工和应用过程中具有比传统材料更大的优势。
中空纳米材料的制备与应用
中空纳米材料的制备与应用在近年来的纳米科学领域中，中空纳米材料逐渐受到研究者的关注。
中空结构具有较大的比表面积、低密度、优异的光学性能和较低的导热性等优点，因此在多个领域具备广泛的应用前景。
本文将从制备方法和应用领域两个方面，对中空纳米材料进行探讨。
一、制备方法1. 模板法中空纳米材料最常见的制备方法之一是模板法。
该方法通过利用模板的孔洞空间，获得具有中空结构的纳米材料。
常用的模板包括硅胶、氧化铝等。
首先，将模板与所需的材料进行复合，然后经过高温或溶剂处理，模板被去除，留下中空的纳米材料。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是另一种常用的制备中空纳米材料的方法。
该方法通常涉及对溶胶中的化合物进行聚合、凝胶化和煅烧处理，最终形成中空结构。
这种方法可以制备出各种不同材料的中空纳米颗粒，具有较高的可控性。
3. 气溶胶法气溶胶法是一种通过气相反应制备中空纳米材料的方法。
这种方法将材料的前体溶解在溶剂中，形成气溶胶，然后通过控制溶胶中的温度和湿度，使气溶胶中的颗粒聚集并形成中空结构。
二、应用领域1. 催化剂中空纳米材料在催化领域具有广泛的应用潜力。
中空结构可以提供更多的反应表面积，从而增加反应物与催化剂之间的接触面积，提高催化活性。
同时，中空结构还可以通过调控金属纳米颗粒的大小和分布等参数，实现对反应的选择性催化。
2. 药物传递中空纳米材料在药物传递领域也具有重要的应用。
中空结构可以用作药物的负载平台，通过控制中空纳米颗粒的尺寸和壁厚等参数，实现药物的控释。
同时，中空结构还可以通过表面修饰等手段，增加药物在体内的稳定性和靶向性，提高疗效。
3. 环境技术由于中空纳米材料具有较大的比表面积和孔隙结构，因此在环境技术领域也有着广泛的应用。
中空纳米材料可以用作吸附剂，吸附和去除水中的有害物质，如重金属离子和有机污染物。
此外，中空结构还可以用作光催化剂，在可见光区域吸收光能，激发光催化反应，降解有机废水等。
4. 能源存储中空纳米材料在能源存储领域也具备潜力。
聚合物模板法制备纳米材料的技术指南
聚合物模板法制备纳米材料的技术指南聚合物模板法是一种制备纳米材料的重要技术方法。
通过选择合适的聚合物作为模板，可以获得具有优良性能的纳米材料，如纳米颗粒、纳米线等。
本文将详细介绍聚合物模板法的原理、制备过程以及应用前景。
一、聚合物模板法的原理聚合物模板法是利用聚合物的空腔作为“模具”，在其中合成纳米材料。
聚合物的结构和形态能够决定纳米材料的结构和形态。
根据选择的聚合物类型和处理方法，可以调控纳米材料的尺寸、形状、组分、结构等特性。
这使得聚合物模板法成为一种非常灵活的制备纳米材料的方法。
二、聚合物模板法的制备过程聚合物模板法的制备过程通常包括以下几个步骤：聚合物的选择、模板制备、纳米材料的合成和模板去除。
首先，选择合适的聚合物作为模板非常重要。
聚合物应具有合适的空腔结构和稳定的性能，同时要与目标纳米材料有良好的相容性。
其次，制备模板。
可以通过溶剂蒸发、自组装、表面修饰等方法获得具有空腔结构的聚合物模板。
这些模板应具有一定的尺寸和形状控制能力，以满足不同纳米材料的制备需求。
然后，合成纳米材料。
根据所需的纳米材料的性质和应用，选择相应的化学合成方法，如溶胶-凝胶法、水热法、模板法等。
在聚合物模板中进行合成过程，纳米材料将填充进聚合物的空腔中。
最后，去除模板。
通过选择合适的溶剂或高温处理等方法，将聚合物模板从纳米材料中去除。
这一步骤也非常关键，因为去除模板过程中要保证纳米材料的结构和形貌不发生变化。
三、聚合物模板法的应用前景聚合物模板法具有广泛的应用前景。
首先，在纳米材料的制备领域，聚合物模板法可以用于制备各种形态的纳米材料，如纳米颗粒、纳米线、纳米孔等。
这些纳米材料在电子学、光电子学、生物医学等领域都具有重要应用。
其次，聚合物模板法还可以用于纳米材料的功能化修饰。
通过调控合成纳米材料的组成和结构，在其表面引入各种功能基团，使其具备特殊性能，如增强光催化性能、提高电导率等。
这将为纳米材料的应用拓展提供更多可能性。
纳米纤维薄膜的制备及其应用
纳米纤维薄膜的制备及其应用概述：纳米材料是一种具有特殊结构和性能的材料，其颗粒尺寸在1到100纳米之间。
纳米纤维薄膜是一种应用广泛的纳米材料，具有较大的比表面积、高孔隙度和优异的力学性能。
本文将重点介绍纳米纤维薄膜的制备方法以及其在各个领域的应用。
一、纳米纤维薄膜的制备方法1. 电纺法电纺法是一种常用的制备纳米纤维薄膜的方法。
通过电纺设备将聚合物溶液注入电纺针头，利用高电压的电场作用下形成纳米尺寸的纤维，并在收集器上形成纳米纤维薄膜。
电纺法制备出的纳米纤维薄膜具有较高的孔隙度和比表面积，适用于过滤、分离和催化等领域。
2. 真空蒸发法真空蒸发法是一种通过在真空环境下将物质从固态直接转化为气态，再沉积到基底上形成薄膜的方法。
通过调控沉积条件和蒸发物质的性质，可以制备出具有纳米级结构的纤维薄膜。
真空蒸发法具有制备简单、薄膜质量高的优点，适用于光学器件和电子器件等领域。
3. 模板法模板法是一种常用的制备纳米纤维薄膜的方法。
通过选择合适的模板材料和制备工艺，在模板孔隙中填充聚合物或金属溶液，经过固化和模板移除等步骤，最终得到纳米纤维薄膜。
模板法制备的纤维薄膜具有均匀的孔隙结构和较高的孔隙度，适用于储能和催化等领域。
二、纳米纤维薄膜的应用1. 污水处理纳米纤维薄膜具有高孔隙度和大比表面积的特点，可以用于污水处理领域。
通过纳米纤维薄膜的过滤作用，可以有效去除污水中的悬浮颗粒和有机物质，实现水质的净化。
此外，纳米纤维薄膜还可以用作分离膜，对盐水进行脱盐，解决淡水资源的问题。
2. 组织工程纳米纤维薄膜具有类似胶原蛋白的纤维结构和良好的生物相容性，因此在组织工程领域有广泛应用。
通过将细胞种植在纳米纤维薄膜上，可以模拟自然的细胞外基质环境，促进细胞生长和组织再生。
此外，纳米纤维薄膜还可以用于药物缓释，实现局部治疗和控制释放，提高疗效。
3. 能源领域纳米纤维薄膜在能源领域具有重要应用价值。
通过改变纳米纤维薄膜的孔隙结构和材料组成，可以制备出高效的电池隔膜和超级电容器电极等材料，提高能源存储的性能。
模板法合成纳米结构材料
模板法合成纳米结构材料纳米结构材料是指在纳米尺度上（1-100纳米）呈现出有序或无序结构的材料。
这些材料具有许多独特的物理和化学性质，如高比表面积、高导电性、高强度等，使其在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将探讨纳米结构材料的合成方法及其应用。
纳米结构材料的特点纳米结构材料具有许多特点，如高比表面积、高导电性、高强度等。
这些特点使得纳米结构材料在力学、电磁学、光学、热学等方面具有优异的性能，为材料科学领域带来了革命性的变化。
纳米结构材料的合成方法纳米结构材料的合成方法有很多种，其中常用的方法包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括蒸发冷凝法、激光脉冲法、电子束蒸发法等。
这些方法通常需要使用昂贵的设备，并且反应条件难以控制，但可以合成出高纯度的纳米结构材料。
化学法是最常用的合成方法之一，主要包括溶液法、气相法、沉淀法等。
这些方法的优点是反应条件易于控制，能够大规模生产，但需要使用大量的有机溶剂和化学试剂，对环境造成一定的污染。
生物法是利用微生物或植物提取物等生物资源来合成纳米结构材料的方法。
生物法具有环保、可持续等优点，但合成过程和机理仍需进一步研究。
纳米结构材料的应用纳米结构材料因其独特的性质和广泛的应用前景，已广泛应用于电子、医药、环保、催化等领域。
电子领域纳米结构材料在电子领域具有广泛的应用，如制造更小、更快、更强大的电子设备。
例如，纳米结构材料可以用于制造更先进的集成电路和晶体管，提高计算机的性能。
医药领域纳米结构材料在医药领域也具有广泛的应用，如药物输送、肿瘤治疗等。
通过将药物包裹在纳米颗粒中，可以实现对药物的精准输送，提高药物的治疗效果和降低副作用。
环保领域纳米结构材料在环保领域也有着广泛的应用，如空气净化、水处理等。
通过使用纳米结构材料制成的滤膜或催化剂，可以有效地去除空气或水中的有害物质，保护环境。
催化领域纳米结构材料在催化领域也具有广泛的应用，如催化剂载体、汽车尾气处理等。
通过优化纳米结构材料的性质，可以提高催化剂的活性和选择性，实现高效的催化反应。
聚合物模板法制备纳米材料的技术指南
聚合物模板法制备纳米材料的技术指南聚合物模板法是一种制备纳米材料的重要方法，它利用聚合物材料作为模板，在其孔道或结构中制备纳米颗粒或纳米结构。
这种方法具有简单、可控、多样化等优点，被广泛应用于纳米材料的制备领域。
本文将以技术指南的形式，介绍聚合物模板法制备纳米材料的步骤和关键要点。
一、聚合物模板的选择在聚合物模板法中，首先需要选择合适的聚合物作为模板。
常用的聚合物模板包括聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。
选择聚合物模板时需要考虑其溶解性、热稳定性、机械强度等因素。
同时，还需根据所需制备的纳米材料特性来选择不同的聚合物模板。
二、聚合物模板的制备聚合物模板的制备是聚合物模板法的第一步。
通常，聚合物模板的制备可以通过溶剂挥发法或热处理法来实现。
溶剂挥发法是将聚合物溶液涂覆在基体上，然后利用溶剂挥发的方法使聚合物形成孔道或结构。
热处理法是通过对聚合物进行热处理，使其在高温下形成孔道或结构。
三、纳米材料的沉积在聚合物模板的基础上，可以利用不同的方法将纳米材料沉积到孔道或结构中。
常用的纳米材料包括金属纳米颗粒、半导体纳米颗粒等。
制备纳米材料的方法有物理气相沉积法、溶胶凝胶法、电化学沉积法等。
选择合适的沉积方法需要考虑纳米材料的特性以及聚合物模板的结构。
四、聚合物模板的去除在纳米材料沉积完成后，需要将聚合物模板从样品中去除。
常用的去除方法包括热解法、酸碱法等。
热解法是将样品在高温下进行热处理，使聚合物模板炭化并挥发。
酸碱法是将样品浸泡在酸或碱溶液中，使聚合物模板溶解。
去除聚合物模板的过程需要注意对样品的保护，以免对纳米材料造成损害。
五、纳米材料的表征与性能测试在成功制备纳米材料后，需要对其进行表征与性能测试。
常用的表征方法包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等。
通过这些表征方法，可以观察纳米材料的形貌、晶体结构等信息。
同时，还可以通过测试纳米材料的光学性能、电学性能等来评估其性能。
生物模板法制备纳米结构材料的研究
生物模板法制备纳米结构材料的研究随着纳米科技的迅猛发展，人们对纳米结构材料的研究越来越深入。
近年来，一种新的制备纳米结构材料的方法——生物模板法，引起了广泛关注。
生物模板法是利用生物体内存在的生物胶体、骨骼、细胞膜等具有特殊功能的生物材料，作为模板来制备纳米结构材料的方法。
本文将从背景、原理、应用等角度进行探讨。
首先，让我们看一下生物模板法研究的背景。
传统的纳米材料制备方法包括溶胶-凝胶法、氧化还原法、热力学法等，这些方法虽然能有效地制备出纳米粒子和薄膜，但是过程复杂，成本高昂，并且很难控制材料的形貌和尺寸。
而生物模板法则是一种简化的、高效的制备纳米结构材料的方法。
利用生物体内存在的可控制的生物模板，可以在模板表面控制沉积纳米粒子，从而制备出具有规则结构和特殊性能的纳米结构材料。
其次，我们来看一下生物模板法的原理。
生物体中存在一些特殊的生物材料，如胞内骨骼组织、细胞膜，它们具有特殊的形貌和结构。
这些生物材料可以作为模板，通过控制模板表面的性质，来控制纳米粒子的沉积和排列。
一种常用的生物模板法是利用胞内骨骼组织来制备纳米结构材料。
我们知道，骨骼组织主要由无定型的胶原和钙磷矿物质组成，它们的结构规则、孔隙性能和生物活性能决定了骨骼的功能。
利用胞内骨骼组织作为模板，可以制备出具有规则孔结构和高生物活性的纳米材料，如纳米钙磷骨骼材料。
接下来，我们来看一下生物模板法在纳米材料制备中的应用。
生物模板法不仅可以用于制备材料表面的纳米结构，还可以用于制备具有特定功能的纳米材料。
以胞内骨骼组织为例，通过调控骨骼组织的结构和成分，可以制备出不同形貌和尺寸的纳米粒子，如纳米球、纳米片等。
这些纳米粒子具有高比表面积和特殊的光学、电学、磁学性能，被广泛应用于催化、传感、光电子等领域。
此外，生物模板法还可以用于制备纳米复合材料、纳米多孔材料等，这些材料具有独特的力学、热学等性能，在材料科学和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
模板法
多孔硅 金属模板天然高法
多孔阳极氧化铝膜（AAO）带有高度有序的纳 米级阵列孔道，作为模板来制备纳米材料和纳米
阵列复合结构。
氧化铝模板结构示意图
阳极氧化铝模板合成一维纳米结构示意图
硬模板多孔硅及二氧化硅模板法
多孔硅的表面高密度分布的纳米孔使其具有很 大的比表面积，从而容易进行物理吸附，并表
戊四醇等，结合使用微乳法、胶束法、液-液界面法 等制备技术，使得表面活性物质在纳米材料合成领域 得到广泛应用。
软模板其他模板法
有机大分子模板 LB膜
囊泡
层状液晶
……
在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方 法，可以合成各种纳米材料。
但存在以下几个问题：（1）有些生物材料是仿
模板法及其在纳米材料制备中的应用
模板法基本原理和优点
模板法基于模板的空间限域作用实现对合成纳米材 料的大小、形貌、结构等的控制。相比于其他方法有如 下显著的优点： 模板法合成纳米材料具有相当的灵活性 实验装置简单，操作条件温和 能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构
能够防止纳米材料团聚现象的发生
景的一种模板。常用的有DNA、蛋白质、矿物骨架、
植物体及微生物等。
软模板表面活性剂模板法
利用表面活性剂分子胶束模
板制备六方相中孔分子筛。
软模板表面活性剂模板法
在纳米材料合成中常用的表面活性剂有 SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、SDS(十二烷基硫酸钠)、
CTBA(十六烷基三甲基溴化铵)、聚氧乙烯醚类、季
现出很大的表面还原性。
二氧化硅介孔材料具备规整可调的孔道结构和 较大的比表面积，孔内可渗透目标材料形成预 期的各类纳米阵列。
硬模板其他硬模板法
纳米材料的组装和应用
纳米材料的组装和应用纳米材料是指尺寸在1~100 nm之间的材料，通常由数百到数千个原子或分子组成。
由于其尺寸特别小，因此具有独特的物理、化学和生物学特性，可以应用于许多领域，例如电子、医学和环境保护等。
然而，对于纳米材料的组装和应用仍然存在着许多挑战。
一、纳米材料的组装1. 自组装自组装是指在物理、化学、生物等条件下，纳米材料自动排列形成一定结构。
自组装是一种有效的方式，可以实现高效、低成本的纳米材料组装。
例如，磁性纳米颗粒可以通过自组装排列成链、柱、簇等结构，从而实现磁性控制和调节。
2. 模板法模板法是指在纳米孔等模板中，通过化学或物理方法将纳米材料填充到孔洞中形成结构。
常见的模板包括多孔性聚合物、介孔硅等。
模板法可以控制纳米材料的粒径和形态，是组装复杂纳米结构的一种有效方法。
3. 液液界面法液液界面法是指利用液液界面上的纳米材料形成自组装结构。
例如，疏水性纳米颗粒可以在水/有机溶剂界面上形成单层或多层结构。
液液界面法不需要模板，可获得可重复性好的纳米结构，是一种新兴的纳米材料组装技术。
二、纳米材料的应用1. 电子领域纳米材料在电子领域的应用非常广泛。
例如，以碳纳米管为代表的纳米材料可以用于电池、电容器、传感器等领域。
磁性纳米颗粒可以应用于磁性存储、磁性共振成像等领域。
此外，各种金属和半导体纳米材料也可以应用于光电器件中，例如太阳能电池、荧光材料等。
2. 医学领域纳米材料在医学领域的应用正在逐步发展。
例如，利用纳米材料可以制备出具有很强定向性和药物释放功能的纳米粒子，可以用于医学治疗和诊断。
在癌症治疗方面，纳米颗粒可以通过靶向给药，将药物直接输送到肿瘤细胞处，降低对正常细胞的损伤。
3. 环境保护领域纳米材料在环境保护领域的应用也越来越多。
例如，利用纳米颗粒可以制备出高效的吸附材料，可以用于净化水、废气等环境污染物。
此外，纳米材料还可以用于制备催化剂，用于净化废气、污水等。
三、反思纳米材料的组装和应用是一个前沿性领域，但同时也存在诸多挑战。
纳米结构材料的模板合成技术
纳米结构材料的模板合成技术纳米结构材料是指具有纳米级别尺寸效应的材料，其具有特殊的电子、光学、力学和热学性能，广泛应用于太阳能电池、传感器、电子器件、催化剂等领域。
目前，制备纳米结构材料的方法已经非常多样化，其中一种重要的方法就是模板合成技术，该技术通过选用具有特定形状、尺寸和表面性质的模板，控制反应物在模板内部或表面的反应过程，从而获得不同形式的纳米结构材料。
以下是模板合成技术的详细介绍。
一、模板合成技术的分类模板合成技术可以分为硬模板法、软模板法和自组装模板法三种。
1. 硬模板法硬模板法是利用具有亚微米结构的硬质模板，在模板孔道内化学反应形成纳米材料。
该方法可以制备具有规则形态的纳米结构，但需要精密的模板制备技术和繁琐的模板移除步骤。
软模板法是在有机相中制成高分子聚合物微球，然后将反应物加入其中，在模板孔道内反应制备纳米材料。
该方法具有较大的柔性，可以获得具有多孔、孔径可调的纳米结构材料。
自组装模板法是利用特定的分子或离子在水或有机溶液中自组装形成纳米结构，在其表面或内部形成纳米粒子。
该方法具有简单、易于操作和低成本等优点。
模板合成技术已经被广泛应用于不同领域，如催化剂、传感器、电池材料等，以下是其中几个应用领域的案例。
1. 催化剂通过模板合成技术可以制备出具有规则纳米孔道的催化剂，拥有更好的选择性和活性，例如利用介孔二氧化硅作为模板，可以制备具有规则孔道的催化剂。
2. 传感器传感器是通过检测物质的特定功能特征实现检测作用的，通过模板合成技术可以制备高灵敏度和选择性的传感器。
例如利用聚合物微球作为模板，制备出具有特定结构的纳米材料，作为传感器的灵敏材料，可以提高传感器的检测能力。
3. 电池材料模板合成技术也可以用于生产高性能的电池材料，例如通过模板合成技术可以制备出具有三维多孔网络结构的电池正负极，可以改善电极材料对离子输运的性能，从而提高电池的功率密度和循环寿命。
三、模板合成技术的局限性和未来发展方向尽管模板合成技术已经取得了很大的成功，但该技术仍然存在一些挑战和局限性。
模板法
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硬模Байду номын сангаас阳极氧化铝模板法
多孔阳极氧化铝膜（AAO）带有高度有序的纳 米级阵列孔道，作为模板来制备纳米材料和纳米 阵列复合结构。
氧化铝模板结构示意图
阳极氧化铝模板合成一维纳米结构示意图
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硬模板多孔硅及二氧化硅模板法
多孔硅的表面高密度分布的纳米孔使其具有很 大的比表面积，从而容易进行物理吸附，并表 现出很大的表面还原性。
模板法研究趋势：
➢开发性能优良、适合批量生产的新型模板 ➢解决如何除去模板且保证去除工艺不对所合
成的纳米材料的形貌和性质产生不良影响的 难题
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谢谢！
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模板法及其在纳米材料制备中的应用
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模板法基本原理和优点
模板法基于模板的空间限域作用实现对合成纳米材 料的大小、形貌、结构等的控制。相比于其他方法有如 下显著的优点： 模板法合成纳米材料具有相当的灵活性 实验装置简单，操作条件温和 能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构 能够防止纳米材料团聚现象的发生
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软模板生物分子模板法
一些具有特殊结构的生物大分子、细胞组织和 某些活细胞，它们自身纳米级结构单元的优越性 和易获得性，使其成为纳米材料合成中极具前景 的一种模板。常用的有DNA、蛋白质、矿物骨架、 植物体及微生物等。
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软模板表面活性剂模板法
利用表面活性剂分子胶束模 板制备六方相中孔分子筛。
二氧化硅介孔材料具备规整可调的孔道结构和 较大的比表面积，孔内可渗透目标材料形成预 期的各类纳米阵列。
a
纳米空壳结构的制备与应用
纳米空壳结构的制备与应用纳米空壳结构是一种在纳米尺度下制备的空心结构，具有优异的物理、化学、生物学性质，因此在许多领域中都有着广泛的应用。
本文主要介绍纳米空壳结构的制备方法以及它们在能源、生物、传感器等领域的应用。
一、纳米空壳结构的制备方法1. 外模板法外模板法常用于制备金属、半导体和陶瓷等纳米空壳结构。
该方法的步骤包括：将有孔的多孔材料（如硅胶、氧化铝等）浸渍到所需材料的前驱体溶液中，干燥制成前驱体膜，然后加热至可转化为所需材料的温度，得到目标纳米空壳结构。
外模板法可以控制纳米空壳的直径、壳厚和形态，但存在难回收、成本高、毒性等问题。
2. 内模板法内模板法是一种利用多孔模板制备空心结构的方法，常用于制备具有良好生物相容性的金属、陶瓷和聚合物的纳米空心微球等。
该方法的步骤包括：将模板浸渍到所需材料的前驱体溶液中，在溶液中化学或物理还原，得到目标纳米空壳结构。
内模板法可控制空心结构的直径、壳厚和形态，但存在模板损坏、物质交叉污染等问题。
3. 模板自组装法模板自组装法是一种简单且能够制备大规模纳米空壳结构的方法，常用于制备具有良好生物相容性的聚合物纳米空壳结构。
该方法的步骤包括：将所需材料的前驱体溶液滴于天然或人工多孔模板表面，在适宜条件下通过自组装形成目标纳米空壳结构。
模板自组装法可以控制纳米空壳的大小、形状和粒径分布，但需要设计合适的模板，且难控制纳米空壳填充度。
二、纳米空壳结构的应用1. 能源领域纳米空壳结构在能源领域的应用主要集中在电池、超级电容器、燃料电池等领域。
例如，以纳米空心碳为负极材料的锂离子电池，其具有高比容量、高倍率放电和长循环寿命等优点；以金属氢化物为负极材料的镍氢电池，其以纳米空心结构为负极材料可以提高电池的容量和循环寿命；以金属氧化物、碳材料和聚合物为电极材料的超级电容器，其以纳米空壳结构为电极材料能够提高功率密度和电容量。
2. 生物医学领域纳米空壳结构在生物医学领域的应用主要集中在药物传递、细胞标记和成像、生物探针等方面。
纳米阵列的制备与应用方法
纳米阵列的制备与应用方法纳米科技近年来取得了巨大的发展，并在各个领域得到了广泛的应用。
纳米阵列作为一种重要的纳米材料结构，具有广阔的应用前景。
本文将介绍纳米阵列的制备方法和应用领域，为读者提供相关知识和深入理解。
首先，我们来了解一下纳米阵列的概念。
纳米阵列是一种由具有相互有序排列的纳米颗粒组成的结构。
这些纳米颗粒可以是金属、半导体或陶瓷等材料，其形貌可以是球形、棒形、片状等。
纳米阵列的制备方法多种多样，下面我们将详细介绍几种常见的方法。
第一种制备方法是模板法。
模板法是通过模板材料的模板作用，在其表面或内部形成纳米阵列。
常用的模板材料有硅、氧化铝、聚合物等，可以通过刻蚀、溶胶凝胶等方法制备得到所需的纳米阵列。
模板法制备的纳米阵列具有尺寸和排列有序性好的特点，适用于制备各种纳米结构。
第二种制备方法是自组装法。
自组装法是利用物质自身的分子间相互作用力在一定条件下自行组装形成纳米阵列。
常见的自组装方法有溶液自组装、气相自组装等。
自组装法具有制备简单、成本较低的优势，适用于大面积纳米阵列的制备，然而其制备的纳米阵列通常排列不够有序。
第三种制备方法是光刻法。
光刻法是利用光敏剂和模板进行光照的方式来制备纳米阵列。
该方法的步骤包括光刻胶涂覆、光罩对准、光照曝光和显影等。
光刻法制备的纳米阵列具有高度的排列有序性和尺寸控制能力，但是需要复杂的光刻设备和制作过程。
另外，纳米阵列在许多领域中都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：第一个应用领域是光电领域。
纳米阵列可以作为光电器件的基底材料，如太阳能电池、光传感器等。
其有序的结构可以提高光电转换效率和传感性能。
第二个应用领域是催化领域。
纳米阵列可以作为催化剂的载体，提供更多的表面积和活性位点，从而增加催化反应的效率和选择性。
在燃料电池、催化剂合成等领域都有着广阔的应用前景。
第三个应用领域是传感领域。
纳米阵列对于生物分子的识别和检测具有很好的敏感性和选择性。
在生物传感器、医疗诊断等方面可以发挥重要作用。
模板技术在纳米材料制备中的应用与发展
ＤＵ ｈ ｏ ｅ ｇ ＨＵＡＮＧ ｎ ， Ｎ ｕａ Ｚ ａ ｆｎ ， Ｙｉｇ ＱＩ Ｘｉｌ ｎ
（ ｐ ｒｍ ｅ ｔｏ ｐｉｄＣｈ ｍｉｔｙ ｃｅ ｃ ｆＣｏｌｇ ， ￣ｈ ｓｅ ｌｔｃ ｎｃ ｌ ｉｅ ｓｔ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＡｐ ｌ ｅ ｓｒ ，Ｓ ｉ ｅｏ ｌ ｅ Ｎｏ ｗｅｔｍ Ｐｏｙｅ ｈ ｉａ ｖ ｒｉ ｅ ｎ ｅ Ｕｎ ｙ，Ｘｉａ １ ０ ２ ’ｎ７０ ７ ）
ｐ ｒ ｄ ｍ ｔ ｒ ｌ ｍｐ ａ ｉ ｓ ｏ ｔｏ ｕ ｉ ｇ ｎ ｗ ｅ ｐ ａ ｉｇ ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔ ｉ ｏ ｅ ｓ ｅｌｓ ｒ ｃ ｕ ｅｍａ ｅ ｉ ｌ ， ｅ ｓ ｈ ｒ — ａｅ ａ ｅ ｉ 。ｅ ｈ ｓｚ ｎ ｉ ｒ ｄ ｃｎ ｅ ｔｍ ｌ ｔ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｃ ｒ －ｈ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ｔ ｒ ｓ ｃ ｎ ｐ ｅ ｅｍａ ａ ｅ ｎ ｎ ｎ ａ ｔ ｒ ｌ ａ ｄ ｂ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｅ ｉ ｓ ｎ ｉｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ａ
维普资讯
・３ ・ ８
材 料 导报
２０ ０ ６年 ５月第 ２ ０卷 专辑 Ⅵ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模 板技 术 在 纳 米材 料 制 备 中 的应 用 与发 展
杜朝锋 ， 黄 英 ， 秀兰 秦
（ 西北工业 大学理学 院应用化学系 ， 西安 ７０ ７ ） １ ０ ２
摘 要 模 板法制备的纳 米材料具 有形 貌、 结构 、 尺寸 、 向等 可控 的特 点 ， 取 是一种 简便有效 的方 法。介绍 了在 纳 米材料 合成 中常见的几种模板 ， 包括 多孔 阳极氧化铝模板 、 痕迹刻蚀聚合物模板 、 共聚物模板 、 中孔材料 、 纳米管 、 碳 生 物模板 、 集体模板 与混合模板 ； 述 了利用模板技 术可 以制备 材料的 类型及模板技 术在核 壳结构材料 、 聚 论 空心微球 材
模板法及其在纳米材料制备领域的应用研究进展
effect , the sur face effect and the macro sco pic quant um tunnel effect. T hus nano mater ials hav e bro ad application in the electro nics, envir onmental pr otectio n, bio medicine and other fields. T emplate met ho d for sy nt hesizing nano materials is a simple and effect ive wa y. T he for mation mechanisms o f nano mater ials and the pro per ties of sev eral co mmon tem plates, including anodic aluminum o x ide, po ro us silicon, bio lo gical macro molecules and sur factant a re r eview ed. T he latest develo pments of nano materials prepared by the abov e metho ds ar e described. A nd the pr ospect o f template me thod is given. Key words templat e, nano arr ays, application
* 国家自然科学基金 ( 50903045) 蔡彬 : 男 , 1989 年生 , 硕士研究生 , 主要从事纳米材料方面的研究
目前科研人员已经开发出多种结构的微反应器作为合 成纳米材料的模板, 获得多种理想的研究结果。所用模板的 主要种类如表 1 所示。 表 1 常用模板归类介绍 T able 1 Classif ied int roduction of com mon tem plates 模板类型 模板材料 多孔 AA O 膜 硬模板 多孔硅与二 氧化硅 径迹刻蚀模板 有机大分子 软模板 生物模板 表面活性物质 典型实例 AAO 模板[ 1- 4] 、 硅基 A AO 模板 [ 5, 6] 、 金基 A AO 模板 [ 7] 多孔硅[ 8, 9] 、 KIT 6[ 10, 11] 、 氧化硅颗粒
碳点的制备与应用
碳点的制备与应用近年来，碳点作为一种新型纳米材料，因其独特的光电性能和化学特性而备受关注。
本文将介绍碳点的制备方法及其在各领域中的应用。
一、碳点的制备方法1. 模板法制备碳点模板法是一种常用的制备碳点的方法之一。
首先，选择一种合适的模板材料，例如聚苯乙烯微球。
将模板材料与碳源（如葡萄糖）进行共沉淀，然后通过高温煅烧的方式去除模板材料，最终得到碳点。
2. 水热合成法制备碳点水热合成法是一种简单有效的碳点制备方法。
将碳源（如柠檬酸）和合适的氧化剂（如过氧化氢）混合在一起，然后在高温高压条件下反应一段时间。
随后，通过过滤、洗涤等步骤将产物纯化，得到纯净的碳点。
3. 气相热解法制备碳点气相热解法是一种利用高温热解碳源得到碳点的方法。
将碳源（如葡萄糖）放入高温炉中，在特定温度和气氛条件下进行热解，生成碳点。
这种方法制备的碳点通常具有较高的结晶度和较窄的尺寸分布。
二、碳点的应用1. 生物成像碳点由于其良好的生物相容性和荧光特性，被广泛应用于生物成像领域。
通过将碳点功能化，可用于细胞染色、细胞追踪以及肿瘤靶向治疗等方面。
同时，碳点还可以作为荧光探针用于药物分析和生物传感器等领域。
2. 光电器件碳点的优异光电性能使其成为制备光电器件的重要材料。
在太阳能电池领域，碳点可以作为增强层，提高光电转换效率。
此外，碳点还可用于光电检测器、发光二极管等器件的制备。
3. 催化剂碳点具有丰富的官能团，可以作为优良的催化剂应用于化学催化领域。
碳点催化剂在氧气还原反应、氧气电极和可见光催化等方面显示出良好的催化性能，具有很高的应用潜力。
4. 超级电容器碳点因其高比表面积和可调控的导电性能，成为制备超级电容器的理想材料。
通过将碳点负载到电极材料上，可以提高电极的电容性能，实现高能量密度和高功率密度的超级电容器。
结语总之，碳点作为一种新型纳米材料，其制备方法多样，应用领域广泛。
随着对碳点研究的深入，相信碳点在光电子学、生物医学和能源领域等方面的应用潜力将逐渐展现，为我们的生活带来更多的惊喜和改变。
生物模板法制备纳米材料的研究进展
生物模板法制备纳米材料的研究进展近年来，纳米材料的研究和应用已成为科学界热议的话题。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性，被广泛应用于光电器件、传感器、催化剂等领域。
而生物模板法则是一种新颖且有效的方法，通过利用生物体内的生物分子和结构作为模板，制备具有纳米尺寸和精确形状的材料。
在本文中，将介绍生物模板法制备纳米材料的研究进展。
首先，介绍一种常见的生物模板法——生物矿化法。
生物矿化法是利用生物体内的无机盐离子通过生物大分子的调控形成纳米尺寸的无机晶体。
这种方法的独特之处在于生物大分子不仅可以作为模板，还可以通过其特定的结构和功能与无机离子相互作用，从而在晶体生长的过程中控制晶体的形状和尺寸。
举例来说，一些硅藻类生物体内的二氧化硅纳米颗粒就是由于生物大分子调控了硅酸盐离子的聚集和晶化过程，才能形成具有特定形状和尺寸的二氧化硅颗粒。
这种生物模板法制备的纳米材料具有高度形貌一致性和可控性的优点，可以广泛应用于纳米传感器、光学器件等领域。
其次，介绍另一种重要的生物模板法——生物诱导法。
与生物矿化法不同的是，生物诱导法是利用生物大分子的特定结构和功能，通过表面或界面的相互作用和调控，实现纳米材料的制备。
生物诱导法通常包括两个关键步骤：模板的制备和纳米材料的沉积。
在模板制备过程中，生物大分子的结构和功能在形成模板的过程中发挥关键作用。
例如，某些蛋白质可以通过自组装形成高度有序的分子结构，在这种结构的作用下，纳米材料的形貌和尺寸可以被精确控制。
在纳米材料的沉积过程中，生物大分子作为催化剂或模板，在特定的条件下促进纳米材料的生长。
这种生物诱导法制备的纳米材料具有较高的比表面积和复杂的结构，能够用于催化剂、分离膜等领域。
除了生物矿化法和生物诱导法外，还有其他一些新颖的生物模板法被开发出来。
例如，利用DNA分子的高度特异性配对能力，可以精确控制纳米材料的自组装和排列，从而形成复杂的纳米结构。
此外，利用细菌的特殊功能也被发现可以用来制备纳米材料。
聚合物纳米材料的研究及其应用
聚合物纳米材料的研究及其应用聚合物纳米材料是近年来材料科学领域的重要研究方向之一。
这种新型材料具有特殊的物理、化学和生物学性质，可用于生物医学、能源、环境保护、光电等多个领域，被认为是未来材料领域的研究重点之一。
一、聚合物纳米材料的定义及种类所谓聚合物纳米材料是由聚合物分子和纳米颗粒组成的复合材料。
它不仅拥有聚合物分子的特殊性质，还有纳米颗粒的特殊性质。
根据纳米颗粒的种类，聚合物纳米材料可分为金属纳米颗粒/纳米粉末、无机纳米颗粒/纳米粉末、半导体纳米颗粒/纳米粉末、碳纳米管、氧化石墨烯等。
二、聚合物纳米材料的制备方法1. 模板法制备模板法制备聚合物纳米材料的方法是先制备纳米孔道模板，然后通过聚合物的化学反应将聚合物分子填充到模板孔道内，在经过后续的处理过程，得到具有纳米孔道的聚合物材料。
2. 正交设计法制备正交设计法指利用正交表选取一组试验点，通过对每个试验点的不同实验条件进行试验，最终通过数学计算找到最适宜的实验条件来制备聚合物纳米材料。
3. 基底溶液法制备基底溶液法是基于去离子水与反应物在基底条件下形成稳定的协同体系而制备的，通过控制各种基底溶液的pH值，调节溶液的酸碱度和溶液中络合物的浓度来制备聚合物纳米材料。
三、聚合物纳米材料在生物医学领域中的应用聚合物纳米材料因其特殊的物理、化学和生物学性质，被广泛应用于生物医学领域，包括生物成像、疾病治疗和生物传感器等方面。
1. 生物成像在肿瘤检测方面，聚合物纳米材料作为一种新型的造影剂可以被用来对肿瘤进行成像，有效识别出肿瘤的位置和形状。
另外，纳米颗粒可以利用可以利用其特异性吸附能力通过对待测物的无损动态检测，从而获得目标物分子的图像信息。
在这方面的研究上，不经常有让聚合物纳米材料改变颜色进行检测的方法，吸附在纳米颗粒表面上的特定生物分子可以在光谱范围内吸收或发射光，从而产生颜色变化，这与纳米颗粒表面的工作环境相应变化而紧密相关。
2. 疾病治疗在疾病治疗方面，聚合物纳米材料可用于制备药物传输系统，有效地输送药物到目标组织或细胞内部，实现对靶向组织或细胞的药物输送，并降低药物治疗的副作用。
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模板法及其在纳米材料制备中的应用***（************，******）摘要：纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应使其展现出许多特有的性质，在电子、环境保护、生物医药等领域具有广阔的应用前景。
本文主要综述了软、硬模板法制备纳米材料的研究进展，重点介绍几种常见软模板法制备无机纳米材料的基本原理和主要特点，并在此基础上提出了模板法制备纳米材料需要解决的问题和应用前景。
关键词：模板法；软模板；硬模板；纳米材料1 引言纳米材料由于其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，展现出许多特有的物理性质、化学性质，在催化、医药、滤光、水体处理、光吸收、磁介质及新材料等方面具有广阔的应用前景而备受关注[1]。
在纳米材料的制备研究中，研究人员一直致力于对其组成、结构、形貌、尺寸、取向等方面进行控制，以使得制备出的材料具备各种预期的或特殊的物理化学性质。
基于此，近年来模板法制备纳米材料引起了广泛的重视，该方法基于模板的空间限域作用实现对合成纳米材料的大小、形貌、结构等的控制。
由于模板法合成纳米材料相比于其他方法有如下显著的优点：（1）模板法合成纳米材料具有相当的灵活性、（2）实验装置简单，操作条件温和、（3）能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构、（4）能够防止纳米材料团聚现象的发生，从而引起了广泛的关注[2]。
2 模板分类模板法根据其模板自身的特点和限域能力的不同又可分为硬模板和软模板两种。
二者的共性是都能提供一个有限大小的反应空间，区别在于前者提供的是静态的孔道，物质只能从开口处进入孔道内部；而后者提供的是处于动态平衡的空腔，物质可以透过腔壁扩散进出[3]。
3 硬模板法制备纳米材料硬模板是指以共价键维系特异形状的模板。
主要指一些由共价键维系的刚性模板。
如具有不同空间结构的高分子聚合物、阳极氧化铝膜、多孔硅、金属模板天然高分子材料、分子筛、胶态晶体、碳纳米管和限域沉积位的量子阱等。
通过前驱体的填充、包裹等将模板的结构、形貌复制到产物中去，然后通过酸碱溶解、高温分解等去除模板，合成零维的纳米颗粒原子团簇，一维的纳米线、纳米管，二维的纳米薄膜乃至三维的纳米复合结构等一系列纳米材料。
3.1阳极氧化铝模板法制备纳米材料20世纪90年代以来，随着自组装纳米结构体系研究的兴起，多孔阳极氧化铝膜（AAO）这种带有高度有序的纳米级阵列孔道的纳米材料受到人们的重视。
人们将AAO作为模板来制备纳米材料和纳米阵列复合结构，并在磁记录、电子学、光学器件以及传感器等方面取得良好的研究成果。
3.2多孔硅及二氧化硅模板法制备纳米材料多孔硅的表面高密度分布的纳米孔使其具有很大的比表面积，从而容易进行物理吸附，并表现出很大的表面还原性。
多孔硅以其纳米级的孔道作为限制前驱体的主要结构，结合使用各类沉积方法和自组装技术可以制备多种复合纳米体系。
二氧化硅介孔材料具备规整可调的孔道结构和较大的比表面积，孔内可渗透目标材料形成预期的各类纳米阵列。
以介孔二氧化硅为模板，高温使氧化钨在孔道中结晶并用HF酸除去模板可以制得表面能大且双孔径的介孔氧化钨和复合氧化钨/碳的纳米介孔材料，这两种材料都具有很好的晶体结构并在电化学催化领域具有良好的应用前景。
3.3其他硬模板法制备纳米材料随着模板法的日益成熟，研究人员将更多种类的模板应用于纳米材料合成领域，以纳米管、纳米线为模板可进一步合成结构更复杂、功能更全面的纳米材料。
以碳纳米管为模板，用原位乳液聚合法在模板表面包覆聚苯胺，可以制得聚苯胺/碳纳米管的一维纳米复合管。
另外Goldberger等[4]利用在单晶硅表面沉积的ZnO 纳米线为模板，通过分步氧化刻蚀法得到了硅基GaN纳米管。
4 软模板法制备纳米材料软模板常常是由表面活性剂分子聚集而成的。
主要包括两亲分子形成的各种有序聚合物，如液晶、囊泡、胶团、微乳液、自组装膜以及生物分子和高分子的自组织结构等。
通过分子间作用力及空间限域能力，引导和调控游离前驱体的规律性组装，从而控制纳米材料的组成、结构、形貌、尺寸、取向和排布。
与硬模板相比，软模板的后期模板去除工作较为方便，并可以将回收的模板碎片再利用，但是软模板结构稳定性较差，模板效率不高。
4.1生物分子模板法制备纳米材料近年来，人们发现一些具有特殊结构的生物大分子、细胞组织和某些活细胞也可以用作纳米合成的模板，它们自身纳米级结构单元的优越性和易获得性，使其成为纳米材料合成中极具前景的一种模板。
DNA因其弱导电性和对金属粒子的选择吸附性，在用作模板时通过控制其实验条件可以合成不同结构、尺寸和性能的金属纳米线。
Wang等[5]利用长度相同的直链DNA分子为模板，通过控制DNA的序列合成出花辨状和球形的金纳米粒，DNA和金纳米粒之间的静电排斥作用阻止了颗粒间的团聚。
蛋白质可视为由亲水性和疏水性氨基酸构成的天然两亲嵌段型共聚物，在溶液中易于自组装形成胶束。
刘燕[6]利用酶蛋白胶束为模板，并以其自身为还原剂，制备出形貌和尺寸可控的纳米金。
实验发现，由于酶蛋白胶束的保护作用，高浓度的酶蛋白有益于小尺寸纳米金生成。
一些矿物组织中的天然结构可直接用作模板，如鸡蛋壳膜的有机网络结构等。
Jinku Liu等[7]利用鸡蛋壳膜仿生合成了具有不同形貌的BaWO4晶体。
鸡蛋壳膜中含有胶原蛋白、糖蛋白类和蛋白聚糖，后两者含有亲水离子和亲水域。
亲水离子吸附钡离子提供了适合的成核活性位长成了BaWO4结晶。
在仿生合成中加入不同的添加剂对BaWO4结晶的形貌也有一定的影响。
植物体活细胞的生物膜的外部和内部表面结构不同，故可以组装成不同形貌的纳米材料。
因此以植物体为模板合成纳米材料是一个极具潜力的发展方向。
使用微生物为模板合成纳米材料是利用了微生物细胞壁上有充足的活性生物分子和官能团能够通过配位或静电相互作用结合金属离子或极性分子去直接合成或自组装不同形貌及结构的金属或金属氧化物等无机纳米材料的能力。
RoystonE.S.等利用烟草花叶病毒为模板剂制备出直径在10nm以内的银、金、钯和铂纳米棒。
4.2有机大分子模板法制备纳米材料根据大分子模板结合纳米粒子作用力方式可分为大分子物理吸附模板和大分子化学吸附模板。
大分子物理吸附模板是由众多大分子形成的具有一定吸附能力的网状结构的模板，该模板原有的以及通过修饰所具有的羟基等活性基团可通过物理作用吸附一些微粒来制备纳米材料。
大分子化学吸附模板是众多具有活性官能团的大分子通过化学键与前驱体相结合，即以化学反应的形式吸附前驱体，进而控制纳米材料的合成过程。
树枝状聚合物是常用的大分子化学吸附模板，以其为模板已经成功制备出许多单金属和双金属纳米粒子。
4.3表面活性剂模板法制备纳米材料人们利用表面活性剂分子的自组装效应、立体几何效应，通过表面活性剂分子极性头基与无机物种之间的非共价键相互作用，使无机物在模板上成核、生长、变形和堆砌，从而实现对纳米材料尺寸和形貌的调控。
在纳米材料合成中常用的表面活性剂有SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、SDS(十二烷基硫酸钠)、CTBA(十六烷基三甲基溴化铵)、聚氧乙烯醚类、季戊四醇等，结合使用微乳法、胶束法、液-液界面法等制备技术，使得表面活性物质在纳米材料合成领域得到广泛应用。
4.4其他软模板法制备纳米材料LB膜是用特殊的装置将不溶物膜按一定的排列方式转移到固体支持体上组成的单分子层或多分子层膜。
囊泡是双亲物质自身形成的双层聚集体，结构稳定，物理、化学、生物性质易控制，广泛应用于纳米材料的制备领域。
Hentze等[8]以囊泡为模板通过Sol-gel 过程合成粒径为60~120nm的SiO2空心球。
另外，层状液晶也是一种制备无机纳米材料的有效模板。
张冬柏等[9]以非离子表面活性剂C12E4的层状液晶作为模板，以氯金酸(HAuCl4)水溶液作为体系的水相和反应物，经还原制备了直径约为20nm的均匀Au纳米线。
5 结束语综上所述，在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方法，可以合成各种纳米材料，如金属、氧化物、硫化物、聚合物以及各种复合纳米管、线结构。
利用该法制备的光学材料、磁性材料、生物材料等具有广阔的应用前景，为进一步组装纳米器件提供了重要的物质基础。
但在其发展过程中还存在许多问题有待进一步探索：（1）有些生物材料是仿生材料，在高金属离子浓度下缺乏稳定性；（2）有机化合物模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上破坏了纳米材料的结构；（3）一些可得到有序纳米材料的无机化合物模板成本较高。
因此，有待于建立一些新的操作简单的模板合成方法，在合成具有预期功能的实用性材料方面仍需进一步努力。
设计和制备化学修饰、功能化、多维有序、复合型的纳米材料和开发性能优良、适合批量生产的新型模板将会是今后研究的热点。
另外，利用模板合成纳米材料后，如何除去模板且保证去除工艺不对所合成的纳米材料的形貌和性质产生不良影响是目前亟待解决的一大难题。
参考文献[1]李东风，贾振斌，魏雨.尖晶石型软磁铁氧体纳米材料的制备研究进展[J].电子元件与材料，2003，22(6)：37-40[2]李静，李利军，高艳芳，等.模板法制备纳米材料[J].材料导报，2011，25(18)：5-9[3]陈彰旭，郑炳云，李先学，等.模板法制备纳米材料研究进展[J].化工进展，2010，29(1)：94-99[4]Goldberger J，et al. Inorganic Nanotubes: A novel platform for nanofluidics[J].AccChem Res，2006，39(4):239[5]Wang Zidong，Zhang Jieqian，Jonathan M，et al. DNA-mediated control of metalnanoparticle shape：One-pot systhesis and cellular uptake of highly stable and functional gold nanoflowers[J]. Nano Lett，2010，10(5)：1886[6]刘燕．酪蛋白胶束结构与功能特性的研究[D]．扬州：扬州大学，2007[7]Liu J K，Wu Q S，Ding Y P. Controlled synthesis of different morphologies ofBaWO4 crystal through biomembrane/organic-addition supramolecule templates[J].Cryst Growth Des，2005，5：445[8]Hentze H，Raghavan S R，McKelvey C A，et al. Silica hollow spheres by templatingof catanionic vesicles[J]．Langmuir ，2003，19( 4) : 1069[9]张冬柏，齐利民，程虎民，等.液晶模板法制备Au 纳米线[J] .高等学校化学学报，2003，24( 12) : 2143。