矿物中纳米及微米固体的材料学研究

本项目根据自然科学发展历史及纳米科技兴起的现实情况，及时地开拓了矿物学与纳米科学的交叉学科 -- 纳米及微米矿物学。提出了"矿物及材料的物理性能不仅取决晶体结构，而且取决于其粒度特性。当颗粒粒度进入纳米量级时，尤其如此"的重要学术思想；应用扫描探针显微镜（SPM）及一系列的晶体学和矿物学的现代测试方法，证实了地壳中纳米固体的存在，对洋底锰结核、黄土、煤矸石中纳米矿物粒度、结晶状态等方面提出大量的测试数据，丰富了纳米及微米矿物学的具体内容；将纳米及微米矿物学的学术思想应用于建材、陶瓷等工业领域的新产品开发研究，研制成功了承重型加气混凝土和新型磁性日用陶瓷等产品。 2100433B

本项目着重解决用于固体推进剂中超细金属粉的氧化问题和纳米催化材料的团聚及其分散问题，以获得一种含能量高、催化活性好的纳米/微米复合材料。其制备工艺和理论研究也广泛适用于其它领域纳米材料的分散和性能的改善。本项目的研究可以取代传统推进剂中的非含能催化剂，有助于改善我军现有武器装备性能，特别是对提高武器弹药的能量性能和燃烧性能有十分重大的意义，为研究制备新型的武器弹药进行前瞻性的和基础性的探索研究。本项目利用纳米、微米复合技术和膜包覆技术，首先对微米或亚微米金属粉进行纳米膜包覆，对其进行保护；然后再在其外表面复合上一层纳米催化剂粒子，形成核/膜/壳的纳米/微米含能催化复合材料。这种在常温十分稳定的复合材料在高温下自身也可以发生剧烈的反应放出大量的热，当加入推进剂中后，就可以对体系中某些组分（如高氯酸铵）的热分解起到十分有效的催化作用。

随着科学技术的发展，材料学和生物医学结合越来越紧密，纳米材料在生物应用上已取得了很大的成就，并展现出良好的发展势头和巨大的发展潜力。但是我们还应看到，很多方面发展还不完善，应用还不安全有待进一步研究。笔者认为在21 世纪纳米材料在生物医学方面发展应该加强和有巨大应用潜力，将成为今后一段时间研究热点的有：

(1) 生物医学检测诊断用材料：不可否认，现在纳米材料在生物检测诊断上已发生相当大的发展和应用，各种纳米材料已经在实践中的应用取得了良好的效果。但在各种医学检测中对各种各样的功能性纳米材料的要求还比较高。比如生物医学工程和医疗设备器材两者之间相辅相成，生物医学工程是基础，它的课题研究的深人会催生新的医疗设备器材出现，同时对临床医疗设备器材的需求信息会产生新的研究方向，纳米功能材料在这个方面将大有前途。又如分析与检测技术的进一步优化，势必要求具有更先进性能纳米材料的出现。

(2) 药物治疗上使用的材料：药物控释纳米材料将继续成为纳米医用材料研究发展的重点。纳米粒子不但具有能穿过组织间隙并被细胞吸收等特性，而且还具有靶向、缓释、高效、低毒且可实现口服、静脉注射及敷贴等多种给药途径等优点，因而在药物输送方面具有广阔的应用前景。

(3) 功能性生物材料：各种有着特定功能的材料将越来越多地应用到生物医学上去。未来几年生物材料中纳米陶瓷将在人造骨骼中发挥主导作用，有着各种特性的无机——有机复合纳米材料也必将在介入治疗、血液净化方面大展身手。

(4) 生物安全性纳米材料：目前在一些国家生物纳米材料的安全性研究已经被提上日程，但很多研究还不深入，取得效果也不明显。在全球瞩目安全问题的同时，纳米材料安全性研究必将成为下一热点。生物降解绿色材料将是未来药物的首选。关于生物技术的风险，目前确实还有很多问题没有搞清楚，有待于继续研究。

纳米技术与生物医学的结合，为医学界提供了全新的思路，纳米材料在医学领域的应用取得了显著效果。但纳米材料应用还很有限，尤其是在生物医学上面，目前大多数研究还处于动物实验阶段，还需大量临床试验予以证实，纳米材料应用的生物安全性有待进一步提高。这就要求生物医学研究者与纳米材料的研究人员合作需进一步加强，制造出更先进的生物医用纳米材料。我们有理由相信，随着纳米材料在生物医学领域更广泛的应用，临床医疗将变得节奏更快、效率更高，诊断、检查更准确，治疗更有效，人们的生命安全将得到更大的保障。