高分子与无机纳米粒子复合课件

第四章高分子与无机纳米粒子复合胶体的合成与组装高分子拥有丰富的相行为和溶液自组装特性,无机纳米粒子则拥有独特的光、电、磁以及催化性质,这两者的复合组装体表现出了与单一组分的组装体相比更为复杂的结构与性能。因此,高分子与无机纳米粒子复合体系的自组装作为超分子化学中一个新兴的领域受到了越来越多的关注同时也具备了更为广泛的应用前景第四章高分子与无机纳米粒子复合胶体的合成与组装本章内容主要集中在高分子与无机纳米粒子复合胶体的研究领域。首先简单介绍量子尺寸效应和纳米粒子的性质,然后讨论纳米粒子的表面功能化。接下来详细介绍目前该体系研究的最新进展,最后将对复合胶体在生物医学领域的应用加以介绍和展望。第一节无机纳米粒子的性质简介收藏在大英博物馆的“LycurgusCup”具有非常奇异的变色性能,它在透射状态下呈红色,在反射状态下呈绿色。这种变色性质源于玻璃中所含的金(Au)和银(Ag)的纳米粒子。对纳米粒子真正意义上的系统性研究则始于法拉第关于AU溶胶颜色与尺寸关系的先驱性工作金溶胶胶体金(colloidalgold),又称金溶胶(goldsolution),是指分散相粒子直径在1-150nm之间的金溶胶,属于多相不均匀体系,颜色呈桔红色到紫红色。胶体金可以作为标记物用于免疫组织化学,近10多年来胶体金标记已经发展为一项重要的免疫标记技术。胶体金免疫分析在药物检测、生物医学等许多领域的研究已经得到发展,并越来越受到相关研究领域的重视。金溶胶的制备方法氯金酸(HauC4)是主要还原材料,通过各种方法进行还原制备金溶胶,常用还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等根据还原剂类型以及还原作用的强弱,可以制备08mm~150nm不等的胶体金。金溶胶的制备方法纳米金溶胶制备——以水为分散介质,PVP为分散剂抗坏血酸作还原剂用较高浓度的氯金酸溶液,在弱酸性条件下,通过化学还原法制得球状、最大粒径为20nm的金溶胶结果表明还原剂用量为抗坏血酸/Au(摩尔比)=3PVP的用量取PVP/HAuC4(质量比)=1还原体系自身pH值3~5常温293K为金溶胶制备的最佳条件在此条件下制得的金粉粒度小,分散性好,且十分稳定,无反溶现象金溶胶溶胶的颜色取决于分散相物质的颜色、分散相物质的分散度和入射光线的种类,是散射光线还是透射光,粒子越小,分散度越高,则散射光的波长越短如胶体金颗粒在5~20nm之间,吸收波长520nm,呈红色的葡萄酒色;20~40nm之间的金溶胶主要吸收波长530nm的绿色光,溶液呈深红色;60nm的胶体金溶胶主要吸收波长600nm的橙黄色光,溶液呈蓝紫色。一般应用于免疫组织化学的胶体金颗粒为5~60nm范围内,溶液呈现红色第一节无机纳米粒子的性质简介半导体纳米粒子的量子尺寸效应:由于尺寸上的巨大差异,纳米粒子表现出与相应的分子状态和宏观体相材料都不同的性质,而且其性质往往介于后两者之间。当半导体纳米粒子尺寸小于其材料的玻尔半径时,电子和空穴的运动受限在很小的三维空间中,这些载流子的运动符合量子力学的规律,相应的电子能级产生分第一节无机纳米粒子的性质简介a.半导体纳米粒子及其相应分子状态和体相材料的电子能级结构;b.10种不同尺寸的Cdse-ZnS半导体纳米粒子在紫外灯照射下的照片;c4种不同尺寸果的原子数Cdse-ZnS纳米粒子的紫外吸收光谱;d相应纳米粒546子的荧光光谱。半导体纳米粒子的量子尺寸效应:半导体纳米粒子具有不连续的最高已占轨道和最低未占轨道,与体相材料的价带和导带类似之间同样也存在带隙但带隙较体相材料宽而且具有尺寸依赖性,即尺子尺寸效应,因此半导体纳米粒子又被称为量子点。(quantumdots)第一节无机纳米粒子的性质简介量子点能吸收所有能量高于其带隙的光子,在紫外可见光谱上表现为具有很宽的吸收谱带,因此不同尺寸的纳米粒子可以被小于一定波长