水溶性荧光纳米银簇的合成与表征本科.docVIP

前言 已故物理学家·费曼在1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲提出了一个新的想法从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关范曼质问道，为什么我们不可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除地制造物品的可能性。”纳米技术的灵感纳米(nanometer)在1 - 100 nm间的粒子，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米科学技术(nano - technology)[1]。 纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代，随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在诸多领域将会得到日益广泛的应用，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有关广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。 金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支，它以贵金属金、银、铜为代表，其中因为纳米银具有很高的表面活性、表面能催化性能和电导热性能，以及优良的抗菌杀菌活性，在无机抗菌剂、催化剂材料、电子陶瓷材料、低温导热材料、电导涂料等领域有广阔的应用前景而得到最多的关注，如在化纤中加入少量纳米银，可以改善化纤制品的某些性能，并使其具有很强的杀菌能力；在氧化硅薄膜中加加少量的纳米银，可以使得镀这种薄膜的玻璃有一定的光致发性。纳米银就是将粒径做到纳米级的金属银单质纳米银粒径大多在25左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。10 nm大小的纳米银颗粒可迅速直接杀死细菌，使其丧失繁殖能力，无法生产耐药性的下一代，能有效避免因耐药性而导致反复发作久治不愈。[2]。 我们采用5’ - CCCTTAATCCCC - 3’作为银离子化学还原的模板剂，与AgNO3按一定比例混合后，利用硼氢化钠还原，合成银纳米团簇它与银形成的纳米团簇具有较强的荧光、稳定性以及较大的斯托克斯位移。5’ - CCCTTAATCCCC - 3’相对于其他模板剂具有稳定性高、选择性好、性质稳定等优点。 1 文献综述 纳米级结构材料简称为纳米材料(nanophase materials)，是指尺寸介于1100 nm范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化并且其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。[3]。 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围，或由他们作为基本单元构成的材料。如果按维数，纳米材料的基本单元可分为三类：(1) 零维，指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等；(2) 一维，指在空间中有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米管、纳米棒等；(3) 二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。因为这些单元往往具有量子性质，所以对零维、一维、二维的基本单元又分可称为量子点、量子线、量子阱[4]。 纳米材料的发展主要经历了三个阶段，第一阶段是单一材料和单相材料的研究阶段，即纳米晶或纳米粉末相材料(Nanocrystalline or Nanophase)。第二阶段是纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒的复合(0 - 0复合)、纳米微粒同常规块体之间的复合(0 - 3复合)及复合纳米薄膜(0 - 2复合)。第三阶段是纳米组装体系(Nano - assembly system)、纳米尺度的图案材料(Patterning materials on the nanometer scale)，他的基本内涵是纳米颗粒以及纳米丝，纳米管为基本单元在一维、二维及三维空间之中组装排列成具有纳米结构的体系，其中包括米阵列体系、介空组装体系、薄膜镶嵌体系。通过控制可使纳米颗粒，纳米丝，纳米管有序的排列，获得特殊的材料性能。 1.1.2 纳米材料的分类 1. 纳米颗粒型材料 这种材料的表面积大大增加，表面结构发生较大的变化，与表面状态有关的吸附、催化以及扩散等物理化学性质均有明显改变[5]。纳米颗粒型材料在催化领域有很好的前景，在火箭发射的固体燃料推进剂中添加l %重量比的超微铝或镍颗粒，每克燃料的燃烧热可增加l倍。 2. 纳米固体材料通常指由尺寸小于15 nm的超微颗粒在高压力下压制成型，或再经一定热处理工序后所生成的致密型固体材料。其主要特征是具有巨大的颗粒间界面， 如5 nm颗粒所构成的固体每立方厘米将含101