纳米技术的研究范文

导语：如何才能写好一篇纳米技术的研究，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】纳米材料 微纳米技术 汽车工业 应用 发展

1 纳米材料与微纳米技术

纳米（nanometer）并不是一种物质，它是一个尺寸的度量，与米、厘米、毫米一样，1个纳米等于百万分之一毫米，本身没有物理内涵。20世纪80年代，纳米级颗粒的出现，产生了纳米材料以及后来的微纳米科技。

1.1 纳米材料

以“纳米”命名的颗粒，其尺寸在1nm-100nm范围内。最早的纳米材料是由纳米颗粒、纳米膜以及固体组成，它是一种单元物质。广义上说，纳米材料指在三维立体空间中其有一维或多维处于纳米尺度范围作为基本构成的单元物质。大多数纳米粒子为理想单晶态，与原子和结晶体都不同。

1.2 微纳米技术

纳米技术指研究纳米尺度范围物质的结构、特性和相互作用，以及利用这些特性制造具有特定功能产品的技术[2]。最早提出纳米技术概念是在1959年，由美国著名物理学家理查德・费曼在题为《空间之尽头仍然很大》的开创性发言中提出的，发展的源动力来自20世纪80、90年代仪器设备领域的关键发明。

2 纳米材料与技术在汽车工业上的应用

任何一门科技决不是一种孤立的科学技术，纳米科技不仅如此，较其他科技而言，它涉足的领域更为宽广。近几年来，电子学、生物学、材料学、生物科学、医学、机械工业、环保、汽车、国防都有它的足迹，并且成果累累。尤其在汽车工业领域，纳米科技正日益成为旧科技的汇合点和新科技的孵化器。

2.1 纳米材料与汽车的发展

纳米材料在汽车生产制造上的使用广泛，几乎可应用在汽车的任何部位，内部的内装，外部的车身，动力系统，传动系统，行驶系统。材料种类繁多，有纳米塑料、纳米陶瓷、纳米剂、纳米催化剂、纳米涂料、纳米液体膜、纳米橡胶等几乎包罗了汽车的所有零部件。比如纳米材料科可强化车身钢板结构；纳米涂料可以让车漆色泽光亮、耐蚀以及耐磨；纳米粒子可以使内装更清洁、健康；纳米金属作为排气系统的触媒，可以获得刚好的转换效果。以上材料具备超强的物理性能，对于汽车的安全、轻质、环保等有很大的帮助。同时，对轻量化车身，减少使用成本，净化尾气排放，降低燃油消耗，延长使用寿命具有十分重要的意义。

2.2 减小汽车零部件损耗

机械零部件使用时间长，容易出现磨损、疲劳和腐蚀，磨损造成的经济损失十分巨大。纳米剂利用纳米离子的良好摩擦性，将粒子采取恰当的方式与油液混合，形成悬浮液后通过吸附、游离和扩散等形式产生保护膜。它不对其他车用油剂产生不良作用，是纯石油产品。

纳米剂与高级油或固定添加剂相比，在重载和高温条件下，可以最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦，使机械转速加快、质量减小、稳定性增强，使用寿命延长，从而大幅度地降低摩擦和磨损。现代汽车在发动机曲轴轴承和气缸壁等部位应用较多。

2.3 降低尾气污染，净化空气

大气污染是当今世界各国共同面临的重点议题，超标的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物在大气中扩散蔓延，严重影响人类身体健康。碳纳米管、纳米汽油等新纳米材料和纳米技术的应用能有效缓解并解决产生有害气体的污染问题。

纳米汽油是一种将纳米微粒通过纳米技术制备的一种汽油微乳化剂，用它来替代工业生产中使用的汽油、柴油，能够改善燃料品质，促进油液燃烧。此外，通过活性炭为载体、纳米粉体为催化活性体的汽车尾气净化催化剂，具有极强的电子得失能力和氧化还原性，所以它能够氧化一氧化碳并且还原氮氧化物，最终转化为一二氧化碳和氮气，对人体没有任何伤害。因此，降低了汽车尾气污染，同时净化了空气。

结语

“十二五规划”对于我国未来汽车工业和汽车技术指明了发展方向，我国汽车工业与国外的竞争，核心和本质是技术水平的竞争。充分利用高新技术，使新型汽车向轻量化、低能耗、低排放、高效能的方向发展，优化汽车产品设计、制造工艺、拓展营销等。同时建立以纳米技术为主导的新兴产业基地，并形成自主知识产权，树立发展以纳米技术促进产业结构调整，推进产业升级的主要指导思想，从而有序推动我国汽车工业健康、快速、高效发展。

参考文献

[1]张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构.科学出版社，2001.

[2]曹新，赵振华.纳米科技时代.经济科学出版社，2001.

[3]Charles.M.Lieber.令人惊讶的纳米电路.Scientific American，2001.12.

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目前,纳米技术已广泛应用于材料学、电子学等领域,并逐渐向生物医学领域渗透。2000年,杨氏等[1]在通过研究不同粒径(≤100、150、200、500 nm)的矿物中药雄黄和石决明(纳米、微米和常态)对药效的尺寸效应后认为,利用改变中药颗粒的单元尺寸(使其小到一定程度)以改变其物理状态,可以显著改变中药制剂产生的药理效应,并由此首次提出了纳米中药的概念。此后,国内学者开始了纳米技术在中药领域的应用研究,并取得了一些突破性进展,申请了许多有关纳米中药的专利。纳米技术的应用对中药的研究和开发产生了巨大的推动作用。

1  纳米技术应用于中药研究与开发的意义

1.1  有助于对中医药基础理论研究的突破

1.1.1  揭示中药“归经”的实质  中药归经是中药选择性地归属于机体疾病状态的某些脏腑经络的属性,是药物作用的定位概念。传统的归经理论没有阐明归经所依据的经络、脏腑的实质,随着时代的发展,它已经难以继续指导中药新药的研究和开发。中药归经理论的进一步研究应该是全面探讨归经的物质基础,并从分子水平阐明这一理论所涉及的现代生理、生化、药理、病理等问题,揭示归经的实质。目前,中药归经理论实验研究的其中一类思路是观测中药有效成分在体内的分布及作用部位[2]。随着纳米中药粒子或纳米中药微胶囊的发明,可以利用其控释效应,使中药有效成分恒速稳定地作用于动物模型或人体的作用器官或特定靶组织,并较长时间地维持其有效的浓度,从而较好地确定药物主要作用的某些生理系统,揭示中药归经的实质。

1.1.2  进一步完善中药“升降沉浮”理论 

中药的“升降沉浮”是指药物作用于人体的趋势。升降沉浮作为用药的基本原则,它与临床治疗有着密切的关系。在临床治疗时,需根据药物升降沉浮的不同特性选用相应的药物。传统理论认为,代赭石、半夏等能引药向下,作用趋势向下；人参、黄芪等能益气升提,作用趋势向上；金银花、细辛等可作升浮药；大黄、黄连等可作沉降药。因此,我们可以将纳米级的这些中药作用于生理器官,跟踪其作用趋向,确定其“升降”或“沉浮”。

1.1.3  揭示“五脏相音”的实质 

五脏相音理论认为,五脏相应于不同的声音,五脏脾、肺、肝、心、肾相应于五音宫、商、角、徵、羽,可以根据人们声音的变化,以作为诊断和治疗的依据,提示应当进行何种经络调理和饮食调理,最终达到治未病的目的[3]。2004年,德国gimzewski教授[4]在《science》杂志上发表了其研究成果,利用原子力显微镜(atomic force microscope)精确地测知了单细胞细胞壁上的任何振动,并把它们转换为声音,开创了基于纳米水平的细胞声学,也开创了一个新的高科技研究领域——声音与疾病的关系。这与《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论具有惊人的相似之处[5]。因此,纳米技术的应用,将可能揭开中医“五脏相音”理论的神秘面纱,以更好地指导中药新药的研究和开发。

1.2  有助于提高制剂质量和水平,促进中药新产品的开发

1.2.1  改善传统制剂工艺,丰富中药剂型,提高制剂质量和水平 

采用传统的水提或醇提的制剂工艺容易破坏中药的生物活性成分及有效成分,而一些与纳米技术相关的制剂技术的应用,如分子包合技术、脂质体技术、固体分散技术、固体脂质纳米粒技术、聚合物纳米粒技术和微乳技术等,不仅可以极大地丰富中药传统的以汤、丸、散、膏、丹为主的剂型,引入高效透皮释放制剂、口服控释片、口服含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌面速溶片以及植入制剂、微乳剂和脂质体等多种新剂型,也将显著地提高中药制剂的质量和水平,如可以极大地提高制剂的混合均匀性、分剂量准确性以及可压性。

1.2.2  增加新功效,促进中药新产品的开发 

纳米中药的量子尺寸效应和表面效应将导致其物理化学性质、生物活性及药理性质发生根本的变化,从而赋予传统中药全新的药效,拓展治疗范围[3]。例如,纳米化后的牛黄和灵芝都呈现普通牛黄和普通灵芝不具有的药效。若将纳米中药应用到保健品或化妆品中,将促进中药材保健品、化妆品工业的发展,拓展中药的使用范围。此外,若将纳米中药作病毒诱导物,将可能实现不含抗生素的长效广谱抗菌功效和抗病毒功效,开发出新一代的广谱抗菌药物。总之,纳米技术在中药领域的应用,对加速中药新药的研制与开发具有重要的意义。

1.2.3  促进中药制剂的标准化和国际化,提升中药的市场竞争力 

中药的多种新剂型,可以使其使用方法更符合现代医学标准,利于其在国际市场上的推广。将纳米技术引入中药的研究与开发,能在纳米中药的制药技术、药效等诸方面建立一系列具有自主知识产权的专利技术和创新方法,能使中药的质量评价有国际化的标准,从而有助于提升中药的市场竞争力。

1.3  有助于提高中药的生物利用度和疗效

中药一般都含有较多的木质素、纤维、胶质、脂肪、糖类等,用传统方法粉碎往往难以达到细胞破壁,影响了中药材中有效成分的浸出,妨碍了药物在生物体内的吸收。中药粒子的纳米化可以使细胞破壁,大大提高中药有效成分的渗透性或溶解度,提高药物的生物利用度；还可以利用纳米化的中药所具有的缓释功能和靶向给药功能,提高药效。另外,也可以利用中药的纳米包覆技术,改变一些中药制剂的亲水亲油性,提高中药的临床疗效。这将有利于减少用药量,节约有限的中药资源。

2  存在的问题

2.1  与中医“辨证用药”原则相悖

中药复方的药理作用机理较复杂,往往多元反应同时进行。中药从单味药到组合成方,不仅量变,而且质变,中药在不同复方中的功效可能有所不同,这与药物在不同的复方中可能发生不同的化学反应有关。随着纳米技术的应用,中药成分之间的某些物理化学反应将受到控制或发生根本性的变化,使得药物脱离了复杂的化学环境或使化学环境更加复杂,导致中药有效成分和药效的不确定性,并影响药物的稳定性,从而可能改变药物的功效,与中医“辨证用药”的原则相悖。

2.2  与中医药“价廉”的特点相悖

纳米技术在中药制备领域的应用将极大地提高其生产成本,势必会影响到中药的销售价格,使原本以质优价廉取胜的中药因价格因素而难以推广,也会影响到我国具有中国特色的医疗卫生保障体系的建设。

2.3  一些基础性研究工作有待加强

①纳米中药制备的理论与技术研究,包括适合中药制药行业使用的系列超细颗粒装备及配套设备的研制和产业化工作；②纳米中药质量评价和质量控制方法研究,建立纳米中药药理、疗效、病理学和毒理学的理论与系统评价方法；③纳米中药新产品开发的理论和技术研究以及产业化推广工作。

3  结语

纳米技术是21世纪最具发展前景的领域之一,它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。随着纳米技术在中药研究与开发领域的一些应用基础研究上获得突破,它必将极大地促进中药现代化的进程。

【参考文献】

 

[1] 杨祥良.基于纳米技术的中药基础问题研究[j].华中理工大学学报,2000, 28(12)：104－105.

[2] 赵宗江,胡会欣,张新雪.中药归经理论现代化研究[j].北京中医药大学学报,2002,25(1)：5－7.

[3] 高也陶,李捷玮,潘慧巍,等.五脏相音——《黄帝内经》失传2000多年的理论和技术的现代研究[j].医学与哲学(人文社会医学版),2006, 27(9)：51－53.

[4] pelling ae, sehati s, gralla eb, et al. local nanomechanical motion of the cell wall of saccharomyces cerevisiae[j]. science,

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关键词：锦99块；调驱；聚合物纳米微球

1 锦99块总体概况

1.1 地质概况

锦99块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡的西南部，北靠千12块，南邻锦7块。开发目的层为杜家台油层，是一个被断诱诘驳谋叩姿油藏，断块被五条正断层切割为三个独立的四级断块，即东块、西块和中块。东块为断鼻构造，高点在11-01井处；中块为东南向西北方向抬起，高点在13-502井和16-5204井处；西块是被两条断层夹持的断鼻构造，高点在18-03井处。

1.2 生产现状

本次调驱部署集中在锦99块中东块，下面重点对锦99块中东块进行调驱部署研究。

截止到2015年7月锦99块中东块共有油井42口，开井33口，日产油40.4t，日产水612.2t，含水93.8%，累产油236.9698×104t，累产水923.1196×104t，采油速度0.16%，采出程度26.51%。注水井17口，开井16口，日注水量1392m3，累注水1419.3962×104t，月注采比2.13，累注采比1.21。

2 存在的主要问题

2.1 局部注采系统不完善，油水井井况差，限制挖潜措施

锦99块目前共有油井83口，开井56口，共有水井39口，开井20口，开井注采井数比1：2.8，注采井数比偏低。局部无注水井控制。

锦99杜中东块目前该块共有油水井59口，有18口井的井况有问题，占油水井总数的30.5%，井况差加大了实际注采井网的不完善，限制了挖潜措施的实施。

2.2 目前开发方式达不到预测水驱采收率

锦99杜中东块内部油水井间主流线方向水淹严重。目前开发方式下，采收率仅为29.5%，井间剩余油无法动用，很难达到预测水驱采收率32.6%（表1）。

2.3 非均质较强，致使纵向上动用差异较大

该块层间非均质性较强，随着开发的逐渐深入，单层突进现象严重，层间矛盾突出，统计锦99块吸水剖面，吸水厚度占射开厚度的56.8%，动用程度极不均衡，锦99块整体采出程度27.1%，而中西块的采出程度高达50.44%。

2.4 低部位油井水淹严重、高部位尖灭带附近油井低产液现象

该块投产以来，受构造储层条件制约，注水主要采用边部注水加内部点状注水方式开发，位于高部位尖灭带附近的井，由于物性较差，且注采不完善普遍存在低产液现象。

3 调驱工艺方案设计

3.1 配方设计

调驱采用聚合物纳米球调驱体系。

依据公式，计算调驱半径25m，调驱井距1/3～2/3处。

R-调驱半径，m；h-调驱层段厚度；

单井组注入量设计按照下式计算。

注入量Q注=πR2φh

3.2 聚合物纳米球机理

聚合物纳米球具有良好的调驱效果，注入过程中压力变化不大，对于非均质油藏，注入的化学剂优先进入高渗层，起到封堵调驱的作用，后续注水进入中低渗透层，改善水的波及效率，同时能够在地层深处封堵孔喉，改变注入流体的方向进一步改善水驱效果。特点：选择孔喉作为工作部位，实现液流改向，具体表现在：

（1）利用微米尺寸材料，解决注入性与封堵能力问题。

（2）解决了以往凝胶类调剖剂地下交联控制困难问题。

（3）解决了材料稳定性和耐久性问题。

（4）对地下水矿化度、温度不敏感――适用于各类油藏。

（5）着眼于孔喉，用量相对较少。

（6）可以与各种表活剂等复合使用，提高驱替效率。

（7）在各类油田污水溶解分散迅速。

室内研究表明，单管模拟驱替实验，注入0.3PV，纳米驱驱油效率8.92%，封堵率为92.16%。

前置段塞主要封堵高渗流通道，调整纵向矛盾；主段赛调整平面矛盾，实现深部调驱。

4 应用效果

锦2-13-502水井调驱自2015年12月10开始施工，2016年4月23日施工结束，累注纳米微球54070kg。通过对全井组的跟踪分析，已初步取得调驱效果，主要体现在以下几个方面。

4.1 调驱井效果评价

注水压力提高，措施前注水压力为5.6MPa，措施后压力上升到8.8MPa，提高了3.2MPa。调剖剂有效地封堵了地层的水流通道，高渗透层的吸水量受到限制，迫使液流改向，中低渗透层得到了一定程度的动用，从而提高了水驱波及体积。

4.2 对应油井效果评价

调驱井对应7口油井，日产油量由措施前的5.8t，措施后井组日产最高达到13.5t，平均日产9.8t，日增油量4t；综合含水由措施前的96.9%下降到目前的95.7%，降水量达到1.2个百分点，到目前为止，累积增油1697t。说明注入的堵剂封堵了部分水流通道，达到了调驱的目的。

5 结束语

鉴于在锦2-13-502井上实施大剂量深部调驱试验所取得的初步成效，建议在锦99块进行推广试验，从而改善吸水剖面，提高中、低渗透层的动用程度，到达提高水驱波及体积，提高区块采收率的目的。

参考文献

[1]高凤伟.锦99块（杜）水井调驱试验及应用推广[J].中国高新技术企业，2008.

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关键词：纳米材料；纳米技术；动物疾病防控

中图分类号：S858文献标识码：B文章编号：1007-273X（2018）04-0012-02

当前国际动物疫病现状呈现复杂化，形势不容乐观。新兴复合型科技研究产物应用于动物疾病的诊断、治疗预防等环节迫在眉睫。纳米材料及技术由于具有新颖的物理、化学和生物学特性，已被研究应用于生命科学领域。纳米材料具有其独特的功能和优势，越来越多研究人员将纳米技术引入到动物疾病防控领域，如致病菌的快速检测、疾病的诊治等方面，并己取得了一定的效果。

1纳米材料及纳米技术研究概况

1.1纳米材料特点

纳米材料主要表现为表面与界面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。实际应用效果包括表面积大、表面活性高、催化效率高、安全性稳定、吸附能力优良、低毒性等特点。

1.2纳米材料研究进展

纳米材料是纳米科学发展的重要基础，也是纳米科技最为重要的研究对象。纳米材料在生物医学中检测诊断、药物治疗以及健康预防方面均取得了一定的发展。军事医学院邱志刚[1]试验发现，水中的纳米氧化铝可以促使耐药基因从大肠杆菌转入沙门氏菌的效率提高200倍。即使以往很难发生耐药基因转移的不同种类细菌，在氧化铝纳米粒子的作用下耐药基因也发生了转移。由此可见，应用氧化铝纳米粒子大大加快了细菌获取耐药基因的速度。

1.3纳米技术

纳米技术是在纳米尺度下对物质进行制备、研究。在药物研究领域，由于纳米材料和纳米产品性质的特异性和优越性，用该技术建立新的药物控释系统可起到提高药物在体内的吸收效果、改善药物的输送、替代病毒载体、催化药物化学反应的作用。研究引入了微型领域，为寻找和开发新兽药、结合转基因技术用于动物试验研究[2]，研制合成理想的药物提供强有力的技术支撑。

2纳米材料在动物疾病防治中的应用

随着生命科学、生物信息学等新兴复合型学科的迅速发展，纳米材料借助其特殊的结构效应在动物疾病防治领域展示出广阔的应用前景。医学起源于疾病诊断，对动物疾病没有很好的诊断就不可能有很好的预防和治疗。目前随着科技的发展，动物疾病诊断技术得到了前所未有的发展，各种检验诊断手段、仪器已是各式各样。利用纳米材料的特性去化验检测样品材料，可借助纳米材料极高的传感灵敏效应对疾病进行早期诊断，便于疾病防治。

2.1纳米分子信息成像和诊断

分子信息影像是生物医学和分子诊断学中的一门重要学科，可用于检测，考察机体内外组织中的分子细胞形态结构变化[3，4]。而纳米探针由于具有高亮、光学稳定、光谱吸收范围广等特点，可用于定量准确监测生物机体内部分子的理想工具，连接于小分子的肽、抗体以及核酸分子来进行疾病检测，靶向定位于目标细胞分子内部。Wu等[5]研究发现，基于量子点的肿瘤标记Her2的免疫荧光标记，比常规荧光染料标记不同的靶细胞表面受体、细胞骨架、核抗原和其他细胞器更有效。同时也发现了生物结合的胶体量子点在细胞标记、细胞示踪、DNA检测和体内成像方面很有价值。Gao等[6]进行了体内量子点成像和肿瘤定位的动物研究，观察到量子点在肝、脾、脑、心、肾和肺中的吸收、滞留和分布有逐渐减少的规律，在裸鼠前列腺癌异种移植瘤的研究中，量子点在瘤组织内特异性蓄积呈现出亮红色。

2.2纳米金及其检测技术

纳米金即指金的微小颗粒。其直径在1～100nm，具有高电子密度介电特性和催化作用。可与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性。新型的纳米抗菌复合材料具有作为新的抗菌剂或者是抗菌包装材料的高效伤口敷料的可行性[7]，可以用作高效的抗微生物制剂在生物应用中具有广阔的发展前景。纳米金PCR是基于常规PCR基础上，结合纳米技术而发展起的新型检测技术。刘阳等[8]根据副溶血弧菌（VP）的toxR基因序列，设计一对特异性引物，建立纳米金PCR检测方法，结果表明能扩增得到与试验设计相符的208bp（VP）的特异性条带，且与其他细菌无交叉反应。与普通PCR法进行比较，该方法检测灵敏度比普通PCR高10倍。而与传统的细菌分离鉴定法相比，纳米金PCR检测大大提高检测效率且具有灵敏度高、特异性强等优点。

2.3作为药物运输载体

和传统的注射或口服给药途径不同，运用纳米材料可定点靶向进行药物运输，对于药物剂量控制和疾病的预防及治疗具有重要意义。使用纳米材料运输药物可有效提升药物运输效率，降低毒性反应。越来越多的科研人员开始关注并构建用于药物输送的纳米载体，这些药物载体在肿瘤疾病的诊断治疗中具有广阔的前景。如Chen等[9]将pH敏感材料环糊精和低分子量的聚乙烯亚胺整合成纳米载体，并负载寡聚核酸，该载体可以有效地转染肺腺癌细胞，并对肿瘤生长有良好的抑制作用[10]。

3展望

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1纳米技术的相关概念和理论介绍

从单纯的纳米材料结构来看，纳米材料主要在微观分子、原子和宏观物质中间的领域，我们只有详细的认识什么是纳米材料以及现阶段纳米技术发展的成果，才能更好的去分析和探究纳米技术在机械工程领域的实际应用。我们可以简单的认为纳米材料科学是材料学的分支之一，我们也不能否认纳米技术在人们日常生活中的广泛应用和重要地位。这一科技突破成果的广泛应用，改变了我国传统机械工程的生产模式，为我国的机械工程发展和进步带来了翻天覆地的变化。

1.1纳米技术的定义

首先，我们必须明确的一点是，纳米是一个长度单位，它的原称是“毫微米”。我们通常所指的纳米科技就是指研究结构尺寸在一至一百纳米范围内材料的性质和应用。这门学科不是独立的、单一的存在，纳米科学与技术和众多的科学学科有着十分密切的关系，可以说，纳米技术一直走在学科交叉领域的前沿。我们通常将纳米科技分为三个研究方向，即纳米材料、纳米器件和纳米尺度，这三个研究领域都是进行科技研究的重要领域。纳米科技的根本目的就是利用纳米的特殊性能去制造具有特殊功能的产品。纳米技术在机械工程方面的应用意义重大，微型机械技术已经成为二十一世纪纳米技术运用的核心，很多国家开始对纳米技术进行了更深入的研究，旨在为机械工程的发展做出更大的贡献。

1.2纳米技术的主要内容

首先，纳米材料主要包括制备和表征。我们通常希望通过利用纳米尺度的结构，在不改变物质化学成分的前提下，去实现对材料基本性质的控制。其次，纳米动力学主要是微型电动机械系统，它的英文简称是MEMS，即主要包括微机械和微电机。这种技术实际上是一种类似于集成电器设计和制造的新型工艺。它的最主要特点就是部件很小，虽然刻蚀的深度要求范围在数十至数百微米，但是它的宽度误差很小。这种技术有着很强的科研潜力，一旦研究的更加成熟，就会在实际的应用中带来更好的经济价值和利用价值。第三，纳米生物学和纳米药物学，这种纳米技术的应用也很广泛，可以用自组装的方法在细胞内放入零件以构成新的材料。最后，还有纳米电子学，它主要包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光或者电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。这项技术可以满足当前电子技术发展的主要趋势。

1.3纳米技术在机械行业中的发展前景

我们认为，纳米技术作为科学研究中一项很重要的突破性成果，如果合理加以利用，能够在机械行业中展示出很强的利用潜力，为企业的生产带来更高的经济价值。纳米技术在机械行业中的应用范围和应用程度有待扩大和加深，它的发展前景是十分广阔的，我们必须看到纳米技术的科研潜力和经济价值，结合当前我国机械行业发展的现状和在实际利用中出现的问题，不断的进行研究和创新，深入的促进纳米技术和机械行业的紧密结合。我们可以在机械行业的各个领域去应用纳米技术，如：机械及汽车工业的滑配原件、射出成型时发生的粘模以及塑胶流道的低粘应用等。

2纳米技术在机械工程中的应用

随着科学技术的发展和社会经济的不断进步，纳米技术在机械方面的应用最重要的一方面就是微型机械技术，许多国家对此进行了深入的研究，我们可以看到，纳米技术在机械工程中的应用主要存在于微型纳米轴承方面。这种技术深深的改变了传统机械工程的发展模式。由于传统轴承的体积较大，它的摩擦力只能够靠来进行减少，但是这种方式并不能够从根本上避免摩擦力带来的问题。美国科学家通过研究，利用纳米技术很好的解决了这一问题，他们研制出了一种微型纳米轴承，这种轴承最大的优势就是几乎没有摩擦并且其直径仅仅是一个头发直径的万分之一。安徽的合肥大学通过研制，成功发明了纳米材料刀具，这标志着运用纳米材料制作的新型金属陶瓷刀具问世，这种刀具不仅仅品质十分优化，并且使用寿命也得到了极大的提高。另外，纳米耐磨符合图层的运用也是十分广泛的，实际上，这种微型化的大力运用已经从根本上改变了传统机械生产的模式，颠覆了传统机械的概念和范畴，这种微型机械的基础是现代科学技术，这种创新性的思维方式也是时展的重要产物。除此之外，纳米技术马达、纳米磁性液体以及纳米技术在食品机械领域的应用，都展示了纳米技术给机械工程带来的重大改变。

3结论

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1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以发表和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技发表协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行发表与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

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关键词： 纳米技术;纳米材料;食品安全 

纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术,随着研究的深入和科学的发展,纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域,近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业,在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品,纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。 

纳米是一种几何尺寸的度量单位,l纳米为百万分之一毫米,即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学,纳米技术就是一种多学科的交叉技术,最终实现利用纳米机构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此,利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。 

随着纳米技术的发展,纳米食品生产也取得了很大的成就。目前,纳米食品产品超过300种,一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元,因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。 

所谓纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品,更大程度上指里哟个纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高,在这方面应用最广泛主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。 

然而纳米食品也存在一些问题,首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染,同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测,纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外问题那就关于纳米食品的安全检测并没有个一个同一的标准。目前,国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准,大多数是短期评价方法,短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分,并且经过纳米化后,这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内,因此副作用也就越大,而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来,因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。虽然纳米食品存在一系列的问题但是纳米技术在食品包装和保险技术中却得到了很好的应用。 

首先,在已有的包装材料中加入一定的纳米微粒可以增加包装材料的抗菌性从而产生杀菌功能。目前一些冰箱的生产技术中已经应用了这种技术生产出了一些抗菌性的冰箱。 

其次,由于纳米材料的特殊性质,加入一定的纳米微粒还可以改变现有的包装材料的性能,从而进一步保证食品的安全。目前,部分学者已经成功的将纳米技术应用玉改进玻璃和陶瓷容器的性能,增加了其韧性。同时,由于纳米微粒对紫外线有吸收能力,因此在塑料包装材料中加入一些纳米微粒还可以防止塑料包装的老化,增加使用寿命。从而为食品生产提供了性能更加优越的包装容器。

第三,由于纳米材料的力磁电热的性质,使得纳米材料有着优越的敏感性。一些学者已经在研究将纳米材料的敏感性应用到防伪包装上面并取得了一定的成就。新的防伪包装的产生,无疑能够进一步加强普通食品和纳米食品的安全。 

第四,经过研究发现纳米技术和纳米材料的一些性能能够很好的解决食品的保鲜问题。 

篇8

1.纳米材料的特性

当一种物质被不断切割至一定程度，其粒子小至纳米量级，即为纳米材料。科学家发现纳米材料有许多鲜为人知的性质，比如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限效应等。而出现许多特性：光学性质、催化性质、化学反应性质、硬度高、可塑性强、高比热和热膨胀、高导电率和扩散性、高磁化率和高矫顽力等。正由于纳米材料具有诸如上述的性质，为生物医学、药学等许多领域带来新的生机。

2.纳米技术在生物医学中的应用

2.1生物兼容性物质的开发

在生物医学中应用纳米技术，可以使得材料生物的相容性得到最大限度的提升，同时还能够降低生物的毒性、增强生物的传导性从而使得材料生物可以最大限度的满足生物组织的需求，达到生物组织规定的标准。纳米技术应用到生物医学中，衍生出各种纳米材料，如纳米无机金属生物材料，这种材料不具有毒副作用，其与人体的组织具有相容性，有利于人体相关组织的生长。同时纳米具有较强的生物活性，能够对人体的血液进行有效的净化处理，将人体中的有毒物质排出人体的体外，从而使得人体的抵抗力得到进一步的提升，降低人体患病的可能性。

另外，相关的生物医学研究学者利用纳米技术已经研制出一种新型的骨骼亚结构纳米材料，这种材料在实际的临床应用中应用较为广泛，现如今已经成功的取代了原有的合金材料，并且其他成功研制的纳米材料也在临床中得到了应用，可以说，在生物医学领域中，纳米技术无处不在。

2.2 DNA纳米技术

DNA纳米技术主要是依据DNA的理化性质来实现对纳米技术的合理设计和应用，这种DNA纳米技术在实际的应用中，主要是用来实现对分子的组装，在对DNA进行复制的过程中，也能够应用这种技术实现对碱基各种特性的体现，同时也能够使得遗传信息的多样性得到最大限度的体现，在纳米技术进行设计的过程中，所遵循的原理也包括这几方面的特性和内容。

3.纳米技术在药学领域中的应用

3.1纳米控释系统改善药动学性质

将药物制成纳米制剂后，不但达到缓控释效果，而且改变其药物动力学的特性。比如有人以环抱素A为模型药物，以硬脂酸制备了纳米球以市售CYA微乳型口服液为对照，测得口服CYA-SA-NP在大鼠体内相对利用度接近80%，达峰时间推迟，具有明显效果。还有人以链脉霉素糖尿病大鼠为模型，皮下注射胰岛素纳米囊实验，其结果降糖作用持续3天，且在药物吸收相具有明显的量效关系。本品3天一次与一天3次的常规胰岛素疗效相当。

3.2纳米释药系统增强药物靶向性

纳米材料生物相容性好，采用可生物降解的高分子材料作药物载体制成纳米释药系统，可增强抗肿瘤药物靶向性，就相关的阿霉素免疫磁性毫微粒的体内磁靶向定位研究可以了解到，AIMN具有超顺磁特性，在给药部位近端和远端磁区均能产生放射性富集，富集强度为给药量的60%-65%，同时其在脏器的分布显著减少，从而证实了AIMN具有较强的磁靶向定位功能，为靶向治疗肿瘤奠定了结实的基础。

3.3纳米技术在药理学研究上的应用

在药理学研究上，人们可以利用尖端直径小到可以插入活细胞内而又不严重干扰细胞正常生理过程的超微化传感器或纳米传感器用以获得活细胞内大量的动态信息，反映出机体的功能状态并深化对生理及病理过程的理解，为药理学研究提供精确的细胞水平模型。

4.展望

纳米技术属于一种新型的学科技术，在未来的社会发展中，这种技术将会对生物医学以及药学领域带来更为积极的影响，在未来的社会中，这种技术的应用会使得生物医药与药学领域之间的联系性得到进一步的加强，就这方面来说，这项技术在生物医学以及药学领域中的应用主要包括以下几个方面：

（1）在未来的生物医学以及药学领域中，对于分子的研究会更加的深入，而其对于分子的要求也会进一步的提升，而纳米技术的应用就会进一步的提高分子之间相互的作用效果，从而实现对分子的有效组装，而且其在未来的社会发展中，主要的应用方向会是细胞器结构细节以及自身装配机理上等方面。

（2）随着纳米技术的深入发展，这种技术在应用于生物医学以及药学领域中后，会使得诊断以及检测技术的水平更上一层楼，同时这种技术的应用也会在微观上以及微量上实现有效的应用，并且在未来的发展中，这种技术也会逐渐向着功能性以及智能化的方向发展，以实现生物医学以及药学领域各项技术功能水平的提升，还会使得生物医学以及药学领域在管理上实现智能化和数字化，从而对生物医学以及药学领域的发展形成有效的推动作用。

（3）纳米技术在未来的生物医学中以及药学领域中会实现靶向性的转变，纳米技术会将药物的作用进行有效的转向处理，在一定程度上可以将药物的药效得到最大限度的提升，同时也能够对药物的成本进行有效的降低，从而推动生物医学以及药学的发展。

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论文摘要： 纳米技术作为一种新兴的科学技术，随着技术的发展，纳米技术已经被日趋应用于生活领域的各个方面。本文回顾了纳米技术和纳米材料的发展过程并对纳米材料在食品安全的应用进行了介绍和论述。

纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术，随着研究的深入和科学的发展，纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域，近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业，在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品，纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。

纳米是一种几何尺寸的度量单位，l纳米为百万分之一毫米，即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学，纳米技术就是一种多学科的交叉技术，最终实现利用纳米机构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此，利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。

随着纳米技术的发展，纳米食品生产也取得了很大的成就。目前，纳米食品产品超过300种，一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元，因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。

所谓纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品，更大程度上指里哟个纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高，在这方面应用最广泛主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。

然而纳米食品也存在一些问题，首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染，同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测，纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外问题那就关于纳米食品的安全检测并没有个一个同一的标准。目前，国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准，大多数是短期评价方法，短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分，并且经过纳米化后，这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内，因此副作用也就越大，而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来，因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。虽然纳米食品存在一系列的问题但是纳米技术在食品包装和保险技术中却得到了很好的应用。

首先，在已有的包装材料中加入一定的纳米微粒可以增加包装材料的抗菌性从而产生杀菌功能。目前一些冰箱的生产技术中已经应用了这种技术生产出了一些抗菌性的冰箱。

其次，由于纳米材料的特殊性质，加入一定的纳米微粒还可以改变现有的包装材料的性能，从而进一步保证食品的安全。目前，部分学者已经成功的将纳米技术应用玉改进玻璃和陶瓷容器的性能，增加了其韧性。同时，由于纳米微粒对紫外线有吸收能力，因此在塑料包装材料中加入一些纳米微粒还可以防止塑料包装的老化，增加使用寿命。从而为食品生产提供了性能更加优越的包装容器。

第三，由于纳米材料的力磁电热的性质，使得纳米材料有着优越的敏感性。一些学者已经在研究将纳米材料的敏感性应用到防伪包装上面并取得了一定的成就。新的防伪包装的产生，无疑能够进一步加强普通食品和纳米食品的安全。

第四，经过研究发现纳米技术和纳米材料的一些性能能够很好的解决食品的保鲜问题。

经过研究发现传统的食品保鲜包转，在起到保鲜功能的同时还能够产生乙烯，而乙烯又反过来加剧了食品的腐蚀，因此可以说传统的食品保鲜包转并没有能够很好的起到保鲜功能。在纳米技术在研究过程中，发现纳米Ag粉具有对乙烯进行催化其氧化的作用。所以只要在现有的保鲜包转材料中加入一些纳米Ag粉，就可以加速传统保鲜包转材料产生的乙烯的氧化从而抑制乙烯的产生，进而产生更好的保鲜效果。

综上所述纳米技术虽然还有一些不足和缺陷，但是经过多年的研究和发展纳米技术已经取得了很大的进步和发展，并且已经开始应用于生产和生活领域。纳米技术和纳米材料以其特殊的性能不紧能够生产出性质更加优越的纳米食品同时通过改善包装材料还可以进一步提高食品的安全。

参考文献

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[9]袁飞，徐宝梁，黄文胜，唐英章.纳米技术在世界范围内 食品工业中的应用[J].食品科技.

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目前，纳米技术已广泛应用于材料学、电子学等领域，并逐渐向生物医学领域渗透。2000年，杨氏等[1]在通过研究不同粒径(≤100、150、200、500 nm)的矿物中药雄黄和石决明(纳米、微米和常态)对药效的尺寸效应后认为，利用改变中药颗粒的单元尺寸(使其小到一定程度)以改变其物理状态，可以显著改变中药制剂产生的药理效应，并由此首次提出了纳米中药的概念。此后，国内学者开始了纳米技术在中药领域的应用研究，并取得了一些突破性进展，申请了许多有关纳米中药的专利。纳米技术的应用对中药的研究和开发产生了巨大的推动作用。

1 纳米技术应用于中药研究与开发的意义

1.1 有助于对中医药基础理论研究的突破

1.1.1 揭示中药“归经”的实质 中药归经是中药选择性地归属于机体疾病状态的某些脏腑经络的属性，是药物作用的定位概念。传统的归经理论没有阐明归经所依据的经络、脏腑的实质，随着时代的发展，它已经难以继续指导中药新药的研究和开发。中药归经理论的进一步研究应该是全面探讨归经的物质基础，并从分子水平阐明这一理论所涉及的现代生理、生化、药理、病理等问题，揭示归经的实质。目前，中药归经理论实验研究的其中一类思路是观测中药有效成分在体内的分布及作用部位[2]。随着纳米中药粒子或纳米中药微胶囊的发明，可以利用其控释效应，使中药有效成分恒速稳定地作用于动物模型或人体的作用器官或特定靶组织，并较长时间地维持其有效的浓度，从而较好地确定药物主要作用的某些生理系统，揭示中药归经的实质。

1.1.2 进一步完善中药“升降沉浮”理论

中药的“升降沉浮”是指药物作用于人体的趋势。升降沉浮作为用药的基本原则，它与临床治疗有着密切的关系。在临床治疗时，需根据药物升降沉浮的不同特性选用相应的药物。传统理论认为，代赭石、半夏等能引药向下，作用趋势向下；人参、黄芪等能益气升提，作用趋势向上；金银花、细辛等可作升浮药；大黄、黄连等可作沉降药。因此，我们可以将纳米级的这些中药作用于生理器官，跟踪其作用趋向，确定其“升降”或“沉浮”。

1.1.3 揭示“五脏相音”的实质

五脏相音理论认为，五脏相应于不同的声音，五脏脾、肺、肝、心、肾相应于五音宫、商、角、徵、羽，可以根据人们声音的变化，以作为诊断和治疗的依据，提示应当进行何种经络调理和饮食调理，最终达到治未病的目的[3]。2004年，德国Gimzewski教授[4]在《Science》杂志上发表了其研究成果，利用原子力显微镜(atomic force microscope)精确地测知了单细胞细胞壁上的任何振动，并把它们转换为声音，开创了基于纳米水平的细胞声学，也开创了一个新的高科技研究领域——声音与疾病的关系。这与《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论具有惊人的相似之处[5]。因此，纳米技术的应用，将可能揭开中医“五脏相音”理论的神秘面纱，以更好地指导中药新药的研究和开发。

1.2 有助于提高制剂质量和水平，促进中药新产品的开发

1.2.1 改善传统制剂工艺，丰富中药剂型，提高制剂质量和水平

采用传统的水提或醇提的制剂工艺容易破坏中药的生物活性成分及有效成分，而一些与纳米技术相关的制剂技术的应用，如分子包合技术、脂质体技术、固体分散技术、固体脂质纳米粒技术、聚合物纳米粒技术和微乳技术等，不仅可以极大地丰富中药传统的以汤、丸、散、膏、丹为主的剂型，引入高效透皮释放制剂、口服控释片、口服含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌面速溶片以及植入制剂、微乳剂和脂质体等多种新剂型，也将显著地提高中药制剂的质量和水平，如可以极大地提高制剂的混合均匀性、分剂量准确性以及可压性。

1.2.2 增加新功效，促进中药新产品的开发

纳米中药的量子尺寸效应和表面效应将导致其物理化学性质、生物活性及药理性质发生根本的变化，从而赋予传统中药全新的药效，拓展治疗范围[3]。例如，纳米化后的牛黄和灵芝都呈现普通牛黄和普通灵芝不具有的药效。若将纳米中药应用到保健品或化妆品中，将促进中药材保健品、化妆品工业的发展，拓展中药的使用范围。此外，若将纳米中药作病毒诱导物，将可能实现不含抗生素的长效广谱抗菌功效和抗病毒功效，开发出新一代的广谱抗菌药物。总之，纳米技术在中药领域的应用，对加速中药新药的研制与开发具有重要的意义。

1.2.3 促进中药制剂的标准化和国际化，提升中药的市场竞争力

中药的多种新剂型，可以使其使用方法更符合现代医学标准，利于其在国际市场上的推广。将纳米技术引入中药的研究与开发，能在纳米中药的制药技术、药效等诸方面建立一系列具有自主知识产权的专利技术和创新方法，能使中药的质量评价有国际化的标准，从而有助于提升中药的市场竞争力。

1.3 有助于提高中药的生物利用度和疗效

中药一般都含有较多的木质素、纤维、胶质、脂肪、糖类等，用传统方法粉碎往往难以达到细胞破壁，影响了中药材中有效成分的浸出，妨碍了药物在生物体内的吸收。中药粒子的纳米化可以使细胞破壁，大大提高中药有效成分的渗透性或溶解度，提高药物的生物利用度；还可以利用纳米化的中药所具有的缓释功能和靶向给药功能，提高药效。另外，也可以利用中药的纳米包覆技术，改变一些中药制剂的亲水亲油性，提高中药的临床疗效。这将有利于减少用药量，节约有限的中药资源。

2 存在的问题

2.1 与中医“辨证用药”原则相悖

中药复方的药理作用机理较复杂，往往多元反应同时进行。中药从单味药到组合成方，不仅量变，而且质变，中药在不同复方中的功效可能有所不同，这与药物在不同的复方中可能发生不同的化学反应有关。随着纳米技术的应用，中药成分之间的某些物理化学反应将受到控制或发生根本性的变化，使得药物脱离了复杂的化学环境或使化学环境更加复杂，导致中药有效成分和药效的不确定性，并影响药物的稳定性，从而可能改变药物的功效，与中医“辨证用药”的原则相悖。

2.2 与中医药“价廉”的特点相悖

纳米技术在中药制备领域的应用将极大地提高其生产成本，势必会影响到中药的销售价格，使原本以质优价廉取胜的中药因价格因素而难以推广，也会影响到我国具有中国特色的医疗卫生保障体系的建设。

2.3 一些基础性研究工作有待加强

①纳米中药制备的理论与技术研究，包括适合中药制药行业使用的系列超细颗粒装备及配套设备的研制和产业化工作；②纳米中药质量评价和质量控制方法研究，建立纳米中药药理、疗效、病理学和毒理学的理论与系统评价方法；③纳米中药新产品开发的理论和技术研究以及产业化推广工作。

3 结语

纳米技术是21世纪最具发展前景的领域之一，它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。随着纳米技术在中药研究与开发领域的一些应用基础研究上获得突破，它必将极大地促进中药现代化的进程。

参考文献

[1] 杨祥良.基于纳米技术的中药基础问题研究[J].华中理工大学学报，2000， 28(12)：104－105.

[2] 赵宗江，胡会欣，张新雪.中药归经理论现代化研究[J].北京中医药大学学报，2002，25(1)：5－7.

[3] 高也陶，李捷玮，潘慧巍，等.五脏相音——《黄帝内经》失传2000多年的理论和技术的现代研究[J].医学与哲学(人文社会医学版)，2006， 27(9)：51－53.

[4] Pelling AE， Sehati S， Gralla EB， et al. Local nanomechanical motion of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae[J]. Science，

2004，305(5687)：1147－1150.