博一建材讯:纳米技术开辟了材料和科学领域中新的研究前沿,物理和化学方法合成纳米晶的工艺技术都已相当成熟,但此类方法在合成纳米晶的同时也伴随着对环境的污染与破坏等问题。近几年来,生物合成纳米晶作为一种新颖且属于绿色化学范畴的方法已经引起了人们的广泛关注。
所谓生物方法制备金属纳米晶主要是利用生物分子、微生物、植物及其提取物的还原特性参与纳米晶的合成,具有原料来源广,反应条件温和,产物纳米颗粒不易团聚,以及合成过程加入的化学试剂和产生的有毒副产物少等特点。
一.利用真菌。真菌合成纳米晶是最近几年才被发现的一种现象。使用真菌的好处在于其能分泌大量可用于合成纳米材料的酶,而且合成与后处理分离过程简单。据报道,利用尖孢镰刀菌的这一性质已制备出稳定存在的不同形貌的Ag的水溶胶;利用嗜酸性黄萎病菌跟Ag+,AuCl4-一起进行培养可以生成Ag和Au纳米晶,这些晶的大小均在2~50nm之间;用黄曲霉菌与硝酸的类似于海绵硅聚合酶的阳离子蛋白质,来水解ZrF62-离子溶液制备了氧化锆纳米晶;利用单端孢属菌藻和AuCl4-离子可制备Au纳米晶;利用尖孢镰刀菌分别和SiF62-,TiF62-阴离子溶液混合,可制备二氧化硅和二氧化钛纳米颗粒。值得重视的是,利用烟曲霉菌可在10分钟内得到单分散性的银纳米晶,与某些物理、化学方法相比,这种生产更加快速,非常适合大批量连续合成纳米晶,具有广阔的发展前景。
二.利用细菌。据报道,利用荚膜红细菌的代谢产物可制备金纳米带,制得的金纳米带较为卷曲,且其直径和长度分布较宽,此方法为纳米带由实验室走向大规模工业生产提供了一条可行的新途径,对制备高性能金纳米器件并探索其在光电、光催化、传感器、水处理等几个方面的应用具有重大意义。
三.利用植物及其提取物。植物活株及其提取物也能制备纳米晶。和微生物类相比,植物不用花费大量的时间来培养细菌、真菌等微生物并保持其生理活性,制备纳米晶更为简单易行,且具有原料来源广泛、反应条件温和、纳米晶稳定性高的特点。据报道,利用紫花苜蓿草生物质可制备金纳米晶;用芦荟的提取物做还原剂,可制备Au,Ag纳米颗粒;用老鹳草(香叶天竺葵)叶提取液还原银离子可合成银纳米晶;用罗望子叶提取物作为还原剂可快速合成高浓度的稳定金纳米晶。我国科学家正在研究利用海南特有植物(如芦荟、黄秋葵、地不容、香蕉皮等)的提取液来制备纳米Au,Ag,TiO2,CdS,并利用其有序组装膜来实现长程有序纳米Au在芯片上的应用,纳米Ag在医用杀菌方面的应用,长程有序纳米TiO2在污水处理及光催化降解有机物上的应用,以及长程有序纳米CdS在医用荧光探针上的应用。
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