納米科技論文范文精選

本文作者：曲登峰作者單位：河南省鄭州市獸藥飼料監(jiān)察所

載藥納米微粒的靶向性及控釋作用

所謂納米藥物指的是納米級別的用來防治或者輔助治療的藥物，納米藥物具有輕松通過體內(nèi)生理屏障的顯著優(yōu)點(diǎn)，納米級別藥物與傳統(tǒng)的宏觀藥物在其分布、吸收以及代謝和排泄等角度與傳統(tǒng)的宏觀藥物截然不同。

1納米級別的藥物能夠跨越體內(nèi)各種屏障

如果我們選擇合適的納米材料來制備納米藥物，可以有效的穿透生物膜的并透過血腦屏障，可以將藥物直接輸送到大腦內(nèi)部對疾病進(jìn)行治療。采用納米技術(shù)制備的藥物載體和抗體能夠大幅度提高穿透人造膜和天然膜的能力，并蓄積在小腸，使藥物的生物利用率顯著改善。

2納米藥物的控釋作用

本文作者：王國豫馮燁作者單位：大連理工大學(xué)

納米技術(shù)可能引起的主要倫理問題

1．健康和安全問題。納米技術(shù)對健康和安全的影響，是納米倫理面對的首要問題。由于納米粒子極其微小，可以說無孔不入，所以也很容易進(jìn)入人體，有可能成為許多重大疾病如肺部疾病和心血管疾病的誘因，給人類健康和安全帶來嚴(yán)重的損害。研究表明，吸入的納米顆粒可能避開免疫系統(tǒng)的吞噬作用，蓄積在某些靶器官，也可跨越不同生物屏障，重新轉(zhuǎn)運(yùn)分布到身體的其他組織器官，產(chǎn)生系統(tǒng)的健康效應(yīng)［10］。而且，環(huán)境中的納米顆粒由于具有較大的表面積而極易吸附大氣中的有毒污染物，如多環(huán)芳烴等，被納米顆粒吸附的有毒污染物可進(jìn)一步對人和其他生物體產(chǎn)生毒性效應(yīng)，還可能波及整個生物圈。納米粒子對健康和環(huán)境的潛在風(fēng)險涉及安全倫理和環(huán)境倫理的問題。安全不僅是一個科學(xué)的概念，安全更是倫理學(xué)必須考量的最基本的要素，因?yàn)榘踩仁侨说幕拘枨笠彩侨说幕緳?quán)利。離開了安全，人的其他權(quán)利和自由、尊嚴(yán)等也將無從談起;而且，保障研究人員和工人在工作場所的生命和健康安全，也是國家和企業(yè)的基本責(zé)任。

2．平等與公正問題。首先，納米技術(shù)的潛在利益和風(fēng)險使得其風(fēng)險與利益的分配，也面臨著社會公平與公正的倫理問題。納米技術(shù)可能為技術(shù)發(fā)明家、企業(yè)家?guī)碡S厚的利益，但也可能為研究者、受試者、生產(chǎn)者甚至消費(fèi)者帶來直接的和間接的健康風(fēng)險，為公眾帶來環(huán)境風(fēng)險。面對個體利益與公眾利益、企業(yè)利益與社會利益、眼前利益與長遠(yuǎn)利益的沖突，應(yīng)該優(yōu)先考慮誰的利益?承擔(dān)高風(fēng)險的人是否應(yīng)得到較高的回報(bào)?“如何分配科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來的好處、風(fēng)險和代價，就成為了我們時代所必須面對的一個重要問題”［11］。其次，納米技術(shù)的應(yīng)用也可能加劇原有的社會不平等、不公正現(xiàn)象。眾所周知，“信息高速公路”的出現(xiàn)導(dǎo)致了迅速擴(kuò)大的信息資源和知識資源分布嚴(yán)重不均的“數(shù)字鴻溝”問題，并且加劇了原有的經(jīng)濟(jì)不平等、機(jī)會不平等和社會不平等問題，成為當(dāng)今社會問題的一個重要根源。納米技術(shù)的發(fā)展也可能產(chǎn)生類似數(shù)字鴻溝的“納米鴻溝”問題。比如，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，使得疾病的預(yù)防、早期診斷和治療成為可能。研究表明，在不久的將來，用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成的納米機(jī)器人，有可能通過血管進(jìn)入人體以診斷疾病、攜帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段，也可以將攜帶納米藥物的芯片送入人體內(nèi)，在外部加以導(dǎo)向，使藥物集中到患處，更理想地提高藥物療效［12］。但是，這些技術(shù)在其發(fā)展的初期階段，往往比較昂貴，大部分人可能只好望而卻步，僅能被少數(shù)人使用。如何使社會中的大多數(shù)成員公正地享受到納米技術(shù)的成果并避免可能受到的損害，是納米技術(shù)發(fā)展過程中必須面對的重要倫理問題。第三，納米技術(shù)還有可能帶來代內(nèi)與代際、窮國與富國之間的平等與公正問題，尤其是可能使發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家之間的差距加大。能夠支付納米技術(shù)研究與發(fā)展巨額費(fèi)用的國家，可能優(yōu)先發(fā)現(xiàn)和利用納米技術(shù)的研究成果，在國際舞臺上便優(yōu)先掌握了“話語權(quán)”。當(dāng)然，也不能排除發(fā)達(dá)國家將有污染的、甚至有毒的納米研究項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家的可能。諸如此類的問題會使國際間的不平等惡化。此外，還存在為了當(dāng)代利益發(fā)展納米技術(shù)而提前利用了過多的自然資源或給后代造成眾多污染等代際不公正現(xiàn)象。

3．自主與尊嚴(yán)問題。人是有理性的存在物。理性之人的尊嚴(yán)來自于它的自主性，能夠按照自己的意志作出決定。“大自然中的無理性者，它們不依靠人的意志而獨(dú)立存在，所以它們至多具有作為工具或手段的價值，因此我們稱之為‘物’。反之，有理性者，被稱為‘人’，這是因?yàn)槿嗽诒拘陨暇褪悄康淖陨矶嬖冢荒馨阉划?dāng)做‘物’看待。人是一個可尊敬的對象，這就表明我們不能隨便對待他。”［13］聯(lián)合國教科文組織在《世界生物倫理與人權(quán)宣言》中強(qiáng)調(diào)，科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展需要遵循本宣言所闡述的倫理原則，要尊重人的尊嚴(yán)。這包括自尊、享受別人尊重和尊重他人三個方面。在納米技術(shù)的研究與應(yīng)用中，許多方面涉及人的自主與尊嚴(yán)問題。例如，納米技術(shù)與認(rèn)知科學(xué)相互滲透與融合，可以揭示人腦的工作機(jī)制，利用納米藥物可以增強(qiáng)人的認(rèn)知能力或治療某些腦神經(jīng)與認(rèn)知方面的缺陷。但是，如果利用這些研究成果控制人的思維、干擾人的決定，則侵犯了人的自主權(quán)、漠視人的尊嚴(yán)。再者，如果將能夠隨時獲取他人信息的納米電子芯片等極微小的納米器件，毫不被人察覺地嵌入他人衣服或皮膚里，則不僅竊取了他人的隱私，更貶損了他人的尊嚴(yán)。又如，納米基因工程不僅能夠治療遺傳病，而且能夠改變生殖細(xì)胞基因以達(dá)到治療或增強(qiáng)后代的目的。但是，不論父母的主觀意愿是否善良，這種行為確實(shí)忽視了子女的自主與尊嚴(yán)。而諸如賽博格(Cyborg)、生命產(chǎn)品(Biofact)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將模糊人與機(jī)器、生命體與人工產(chǎn)品之間的界限，使得我們關(guān)于人與自然的基本概念發(fā)生動搖，什么是人、什么是自然等問題將變得不再是不言而喻的了。

納米倫理的特征與評估

本文作者：夏陽1謝海峰1章非敏1，2顧寧2作者單位：1南京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)研究所2東南大學(xué)蘇州研究院

鑒于以上缺陷，當(dāng)前對于牙科復(fù)合樹脂的改良主要是將納米材料作為無機(jī)填料，或用納米級材料修飾微米級填料，再加入復(fù)合樹脂中，以改良樹脂或使其具備新的性能或兼而有之。

納米填料的種類

牙科復(fù)合樹脂的填料絕非單一種類、單一粒徑的材料，而是具有一定分布梯度，且不同種類粒子相互配合的系統(tǒng)。牙科復(fù)合樹脂所含的填料能增加機(jī)械強(qiáng)度，降低熱膨脹系數(shù)和聚合熱，其粒度、粒度分布、折光指數(shù)、所占體積百分比、X線阻射性及硬度、強(qiáng)度等都會對材料的性能及臨床表現(xiàn)產(chǎn)生影響。目前，顆粒型陶瓷粉或玻璃粉是主要的填料類型，纖維(晶須)填料的研究和應(yīng)用也有報(bào)道，但相比前者較少。應(yīng)用理化性能更加優(yōu)良的填料來增強(qiáng)機(jī)械性能是發(fā)展的方向。已用于增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂的納米顆粒包括納米二氧化硅［1］、納米金剛石［2～4］、納米氧化鋯［5］、納米氮化硅［6］、納米羥基磷灰石［7］，納米氧化鈦［8］、納米三氧化二鋁［9］等。這類納米填料的研究較多，且大多數(shù)牙科產(chǎn)品廠家都有自己品牌的納米樹脂問世。納米纖維增強(qiáng)如納米碳管、短纖維和晶須是目前許多學(xué)者所提出的復(fù)合樹脂填料的新成員，都被用于牙科復(fù)合樹脂的增強(qiáng)和性能改善，但基本都處于基礎(chǔ)研究之中，而尚未應(yīng)用于臨床階段。這里所講的納米纖維增強(qiáng)復(fù)合樹脂，是指以納米纖維為另一類填料與顆粒填料共同增強(qiáng)的口腔充填用復(fù)合樹脂材料，所以這類材料中含顆粒與纖維兩種填料。口腔臨床中使用的還有一類單純使用的纖維增強(qiáng)樹脂基(多為環(huán)氧樹脂基)材料，典型的產(chǎn)品為牙體加強(qiáng)用的纖維樁。文章主要討論前者目前在口腔中的研究現(xiàn)狀。有學(xué)者為了更加明確研究目的和可能機(jī)理，也會以環(huán)氧樹脂為基體或只加入纖維填料進(jìn)行研究。碳化硅晶須和氮化硅晶須是近年來研究較多的用于牙科復(fù)合樹脂的晶須種類。其他增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂表面硬度和斷裂強(qiáng)度的纖維(晶須)包括氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、硅酸鹽晶須、硼酸鋁晶須、尼龍纖維、碳納米管等。

納米技術(shù)降低牙科復(fù)合樹脂的聚合收縮

Condon等用不含甲基丙烯酸功能化的硅烷代替含有甲基丙烯酸功能化的硅烷對二氧化硅納米顆粒表面進(jìn)行處理，獲得無粘接性的納米顆粒將其添加到復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)其具有與氣孔相似的效果，分布于樹脂基質(zhì)中的納米填料通過局部塑性形成應(yīng)力釋放點(diǎn)，可以有效地降低聚合收縮［10］。Condon在另外的研究中用非粘接性的納米填料、粘接性的納米填料和無被膜填料來降低聚合應(yīng)力。研究表明，納米填料添加到雜化型復(fù)合樹脂可以有效降低聚合應(yīng)力(降低31%)，在一定的體積含量水平(10%)，非粘接性納米填料具有更好的降低應(yīng)力作用，在只含有納米填料的復(fù)合樹脂，亦具有相同的效果［11］。八面的倍半硅氧烷，是具有直徑0．53nm的納米籠結(jié)構(gòu)，是一個輕量級、高性能的混合材料，其結(jié)構(gòu)通式為(RSiO1．5)8。SSQ聚合物顯示出優(yōu)良的介電和光學(xué)性質(zhì)，并已廣泛應(yīng)用，如在應(yīng)用程序中的光致抗蝕劑、耐磨涂層、液晶顯示元件、電子電路板的絕緣涂層和光纖涂料等。SohMS等將SSQ加入復(fù)合樹脂中制成符合材料，SSQ可以顯著降低樹脂的聚合收縮量，并同時增加樹脂的硬度和彈性模量［12］。Garoushi等將半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)加入由玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合樹脂，發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的聚合收縮率下降［13］。此后，又將納米SiO2顆粒加入上述復(fù)合物中，除了發(fā)現(xiàn)加入納米粒子后可使聚合收縮降低外，他們還發(fā)現(xiàn)聚合收縮的降低與納米粒子的添加量和聚合溫度相關(guān)［14］。

本文作者：匡婷作者單位：廣東省建筑材料研究院

室內(nèi)空氣的凈化處理

對于新裝修的房間，一些裝修材料、家具等物品會散發(fā)出有害氣體，導(dǎo)致室內(nèi)空氣中的甲醛、甲苯等有機(jī)物質(zhì)的濃度高于室外，有的甚至?xí)哂诠I(yè)區(qū)，不利于人們的健康，因此需要對其室內(nèi)的空氣進(jìn)行凈化。而相關(guān)的研究表明，光催化劑———納米TiO2可以有效降解室內(nèi)甲醛、甲苯等有機(jī)有害物質(zhì)，并且其所達(dá)到的效果是最好的。另外，由于應(yīng)用納米TiO2的光催化功能在殺死室內(nèi)環(huán)境中的細(xì)菌的同時，還可以降解由細(xì)菌釋放出來的有毒復(fù)合物質(zhì)，因此，納米TiO2光催化劑也被安放于醫(yī)院的病房、手術(shù)室等區(qū)域以實(shí)現(xiàn)殺菌、除臭的作用。

脫硫催化劑的應(yīng)用

大氣中二氧化硫的污染主要來源于工業(yè)生產(chǎn)中燃料的燃燒和作為交通燃料的汽油、柴油等的使用。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中需要對其進(jìn)行脫硫處理，以減少硫化物的排放。而據(jù)有關(guān)資料表示，納米級ZnTiO3和CoTiO3都是非常好的石油脫硫催化劑，其中，經(jīng)過納米級CoTiO3催化作用的石油中硫含量可達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，其硫含量的百分比將低于0．01%。另外，煤燃燒時也會產(chǎn)生二氧化硫氣體，但是在煤燃燒時加入一種納米級助燃催化劑，在使其充分燃燒提高利用率、不產(chǎn)生SO2氣體的同時，還可使硫轉(zhuǎn)化為固體的硫化物，使得空氣的SO2含量降低，空氣的質(zhì)量也得到相應(yīng)的提高。

汽車尾氣的凈化處理

本文作者：郭秀芳作者單位：鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司弓礦公司機(jī)械廠

納米耐磨符合圖層的運(yùn)用

納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫侖力等,甚至有些顆粒還會和化學(xué)鍵結(jié)合,結(jié)果導(dǎo)致了陶瓷顆粒很容易出現(xiàn)團(tuán)聚,而且顆粒愈小,團(tuán)聚就越緊,在這種情況下,納米材料應(yīng)有的良好性能就比較難以充分發(fā)揮出來。就解決方式而言,一般通過施加機(jī)械能,或者引發(fā)化學(xué)作用這兩種途徑進(jìn)行解決,不過硬團(tuán)聚由于顆粒之間結(jié)合的比較緊密,單純的通過化學(xué)作用是遠(yuǎn)不能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的,所以還需要另外施加一個比較大的機(jī)械力,例如剪切力、撞擊力等。通過這些里對材料的結(jié)合力進(jìn)行破壞。

納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用

一般而言,對于靜態(tài)的密封比較容易解決,通常可以采用塑料、金屬、橡膠等材料制作的O型環(huán)當(dāng)做密封的元件,將其密封。但對于動態(tài)的密封,特別是旋轉(zhuǎn)條件下的密封則一直沒有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進(jìn)行動態(tài)密封,而納米磁性液體則帶來了一種新的解決方式。納米技術(shù)對磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用取得了很大的促進(jìn)作用。我國南京大學(xué)已經(jīng)成功進(jìn)行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應(yīng)用方面,電子計(jì)算機(jī)的硬盤在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在潤滑劑的制造方面,對新型潤滑劑的制造也起到了較大的促進(jìn)作用。

(1)納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的尺寸效應(yīng)在納米技術(shù)領(lǐng)域,其顯著成果之一就是在旋轉(zhuǎn)軸中,對傳統(tǒng)的尺寸單位進(jìn)行了縮小,以前的計(jì)量單位級為毫米,而今則是納米級,而1納米僅相當(dāng)于1毫米的百萬分之一,如果運(yùn)用在機(jī)械工程之中,那么機(jī)械的體積會因?yàn)榧{米技術(shù)的應(yīng)用而極大的降低,在此基礎(chǔ)上就有了微型機(jī)械為代表的新型機(jī)械的誕生和生產(chǎn)。實(shí)際上,這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發(fā)生了重大變化,而更多的是指可以成批進(jìn)行制作生產(chǎn)微傳感器、集合微結(jié)構(gòu)、微驅(qū)動器、微電路等處置裝置于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。系統(tǒng)中的大部分都運(yùn)用了納米技術(shù)成果,因此,從某種意義上說,其已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇。可以說微型機(jī)械是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),在整個納米科技中具有重要地位,采用嶄新技術(shù)路線和思維方式的具有劃時代意義的產(chǎn)物。