新型奈米生物材料有哪些作用
在接觸新型奈米醫藥材料這門課之前我對奈米的認識是極為淺陋的，僅僅知道其是一個極小的單位，並且有著極其優異的化學性質，但其具體的應用我並不瞭解。通過這幾周的學習可以說我對奈米材料有了更為具體和深入的瞭解，儘管這種認識仍是膚淺的不全面的，但我確已認識到奈米材料在我們生活中的具體應用和廣闊的前景。下面我便談一談我對奈米材料幾點認識。
一．奈米技術及奈米材料的基本認識
奈米(nm)是一個長度單位，1奈米是十億分之一米，相當於10個氫原子排在一起那麼長，並沒有物理內涵。奈米技術是一種在奈米尺度空間(0～100nm)內的生產方式和工作方式，並在奈米尺度認識自然、創造物質的一種新的技能。奈米技術的內涵非常廣泛，它包括奈米材料的製造技術，奈米材料在各個領域應用的技術(含高科技領域)，在奈米尺度構築一個器件實現對原子、分子的翻砌、操作以及在奈米微區內物質傳輸和能量傳輸的新規律等。而奈米材料具體是指當物質尺寸被加工到奈米尺度以後，其效能就會發生突變，出現一些特殊效能。這種既具有不同於原來組成的原子、分子，也不同於巨集觀物質的特殊效能構成的材料，即為奈米材料。如果僅僅是達到奈米尺度，而沒有特殊效能的材料，也不能稱之為奈米材料。
通過以上的概念我瞭解到了納米，奈米技術與奈米材料之間的聯絡與區別，在日常生活中我們經常混淆這幾種概念，用奈米這個獨立的物理量來指代奈米技術，我想這是不全面的也是對於奈米材料和奈米技術的誤讀，奈米技術是指在奈米尺度上對原子的操縱等範圍十分廣闊的技術，而奈米技術也不僅僅是指達到奈米尺度的材料，而是要必須具備特殊效能的材料。我想通過門課的學習我對奈米材料已經有了最起碼的認識。
二．奈米材料的表面化
材料表面奈米化的方法有3種。表面塗層或沉積、表面自奈米化以及表面自奈米化與化學處理相結合的混合方式。
1．表面塗層或沉積
製備出具有奈米尺度的顆粒後，將其固結在材料表面，在材料上形成一個與基體化學成分相同(或不同)的奈米結構表層。這種材料的主要特徵是：奈米結構表層的晶粒大小比較均勻，表層與基體之間存在著明顯的介面，材料的外形尺寸與處理前相比有所增加。許多常規表面塗層和沉積技術都具有開發的潛力，如物理氣相沉澱(PVD)、化學氣相沉澱(CVD)、濺射、電鍍和電解沉積等。
2．表面自身奈米化
對於多晶材料，通常採用非平衡處理方法增加材料表面的自由能，使粗晶組織逐漸細化至奈米量級。這種材料的主要特徵是：晶粒尺寸沿厚度方向逐漸增大，奈米結構表層與基體之間不存在介面，與處理前相比，材料的外形尺寸基本不變。由非平衡過程實現表面奈米化主要有兩種方法：表面機械加工處理法和非平衡熱力學法，不同方法所採用的工藝技術和由其所導致的奈米化的微觀機理均存在著較大的差異。
3．混合方式
將表面奈米化技術與化學處理相結合，在奈米結構表層形成時對材料進行化學處理，在材料的表層形成與基體成分不同的固熔體或化合物。由於奈米晶組織的形成，材料表面晶界的體積分數明顯增大，這為原子的擴散提供了理想的通道，可顯著地降低化學處理的溫度和時間、提高元素滲入的濃度和深度，從而使得材料的化學處理更容易在低溫下進行。
表面奈米化改變了材料表面的組織和結構，這不僅有利於提高材料的表面性能，而且對材料的整體效能也有相當的提高。材料經過表面奈米化處理後，表面的硬度、強度耐磨性、疲勞強度等效能均得大的提高，特別是生物相容性得到了很好的改善。另外，由於表面晶粒細化，原子活性提高，擴散係數增大，對材料進一步進行表面化學處理、擴散焊接等加工時，
其加工效能也能得到很大的改善。表面化技術使材料的力學效能，材料的抗疲勞效能，耐磨耐腐蝕效能，熱穩定性，化學熱處理性，生物相容性都有了很大程度的提高。從這裡可以看出奈米化的巨大影響。可以想見如果表面奈米化技術得以應用，對科技的發展將產生多麼巨大的作用，而科技的發展也必將推動這項技術更快的發展。
三．奈米材料的具體應用
關於奈米材料的具體應用可以說涉及我們生活的各個方面，如醫藥，環保，軍事等。在這裡我僅列舉幾項我認為比較有代表性的應用，用以指出奈米材料其用途的廣泛與巨大。
1. 奈米藥物載體材料
奈米藥物載體材料技術就是將藥物溶解、吸附、包埋或連結於奈米載體上，利用奈米載體的理化特性和選擇性分佈的特點，解決藥物在輸運過程中存在的溶解度低、穩定性差和吸收受限等問題，增加藥物的溶出速率和吸收速率，提高藥物的穩定性和生物利用度，或將藥物特異性地匯入靶器官、靶組織或靶細胞，降低藥物毒副作用，提高療效的一種藥物輸送技術。該技術使藥物在體內的分佈取決於載體，而不是藥物本身，可根據臨床治療的要求和藥物本身的理化性質選擇適當的載體材料，改善藥物的理化性質、藥劑學特點和藥理活性。因此，載體技術是藥物輸運的核心技術。理想的藥物載體在藥物輸送方面具有許多優越性主要體現在：①控制藥物釋放，延長作用時間；②靶向輸送藥物，降低毒副作用；③提高藥物的穩定性，延長貨架期；④避免生物工程藥物及核酸藥物被酶降解，提高其活性；⑤克服人體生理屏障；⑥開闢新的給藥途徑。特定設計的奈米藥物載體傳遞系統幾乎能滿足上述要求，為臨床疾病的治療提供了理想的藥物劑型和給藥途徑。
2. 奈米感測器材料
感測器是一種獲取與處理資訊的裝置。中華人民共和國國家標準(GB7665--87)規定的感測器的定義為能感受規定被測量並按照一定的規律轉換成可以應用的.訊號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉化、轉換單元組成首屆世界生物感測器學術大會將生物感測器定義為由生物活性材料與相應的換能器的結合體，能測定特定的化學物質(主要是生物物質)；而將能用於生物參量測定但構成中不含生物活性材料的裝置稱為生物感測器。生物感測器是一類特殊的化學感測器，一般由感受器、換能器和檢測器三部分組成。感受器的主要功能是進行生物化學識別。換能器的主要功能是將感受器感受到的生物化學資訊轉換成易檢測的物理化學訊號。檢測器將得到的物理化學訊號進行檢測、記錄處理和顯示結果。生物感測器是對生物物質敏感並將其濃度轉換為電訊號進行檢測的儀器，是由固定化的生物敏感材料作識別元件(包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質)與適當的理化換能器(如氧電極、光敏管、場效電晶體、壓電晶體等)及訊號放大裝置構成的分析工具或系統。
以上兩個有關奈米材料的應用是我印象最為深刻的應用，在這裡我僅就其概念做以簡單的介紹，是因為其具體原理及其製備對於非材料專業的我來說過於艱深。其實僅就其概念來看其所展示的應用也是極其廣闊的，奈米載體以及奈米感測器對於醫藥方面的意義是十分巨大的，如果其大規模的應用，對人類的健康來說將是極大的福音。
四．總結
我想每個人對與奈米材料前景都有著自己的看法，但我想大家對於奈米材料的發展都是抱有極大的希望的，其前景也將會是廣闊的，隨著人類科技的發展對於奈米材料的認識也會更上一層樓。也許在不久的將來奈米材料就會進入千家萬戶，奈米機器人就會進入我們身體檢測我們的身體狀況，奈米醫藥將會使藥物更好被我們吸收。也許奈米材料也會被應用於戰爭的方面，但總之利大於弊，對與奈米技術的發展我是以積極的態度來對待的。通過這門課程的學習使我對奈米醫藥材料有了深入的認識，使我認識到當今奈米技術的發展水平及其發展前景，也許這門課程的內容與我的本專業聯絡較少，但它們所體現出來的對科學的態度卻是相同的。通過這門課的學習，我深刻認識到了自己知識的淺薄，和科學海洋的浩瀚無邊。總之，
奈米材料的未來是廣闊的，未來是我們的時代，也將是奈米的時代。
參考文獻
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