金属纳米棒光存储

Ⅰ 金纳米棒的金纳米棒的表征

1. 体外诊断：基于金纳米棒的表面等离子体共振性质而开发的生物传感器可被用于生物医学上的体外诊断。详情参见下文“在传感器方面的应用”。 2. 体内成像：金纳米棒在近红外波段对光有强烈的散射，而生物体在这个波段的散射背景较弱，这使得金纳米棒可以作为基于光散射的生物成像对比剂。由于金纳米棒的高稳定性、低毒性，并且其光散射效应没有荧光淬灭类似的失效途径，这些优良的性质使得金纳米棒成为优于传统的基于染料或半导体量子点的染色剂。
3. 体内治疗：金纳米棒总的消光包括散射和吸收两部分，对于直径小于10 nm的金纳米棒，光的吸收远大于散射，而吸收的这部分能量最终将通过晶格的弛豫转化为热能。 另一方面，对于生物体来说，近红外波段的辐射具有窗口效应，该频段的辐射能够以微弱的损失穿透生物体组织。因此可以利用金纳米棒在近红外波段较高的光吸收截面和优良的光热转换效率来制造光热疗法的试剂。通过在金纳米棒表面包覆一层与体液相容性良好的聚合物分子，金纳米棒可以在生物活体内进行长达15小时的流通与传输。科学家已经证明，金纳米棒以及相关的纳米结构可以通过光热疗法，在较小的光照剂量下杀死癌细胞。 1. 表面增强拉曼散射：单分散、或是耦合的金纳米棒有极强的表面电场增强效应，在表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering)的应用中能作为拉曼增强剂使用。金纳米棒拉曼增强剂比传统的银纳米颗粒拉曼增强剂具有更高的物理和化学稳定性，更长的储存时间和使用寿命。这使金纳米棒在基于拉曼散射信号的传感器中拥有极佳的应用机会。
2. 基于折射率敏感度的微量分子探测：金纳米棒周围几个纳米范围内的介质可以显着影响它的表面等离子体共振性质：随着介质折射率的增大，金纳米棒表面等离子体共振峰会随之红移。红移的相对大小可用折射率敏感度来衡量。这一性质是的金纳米棒可被用于微量分子的检测。
3. 基于纳米颗粒组装的微量分子、离子探测：在某些特定分子或离子的作用下，裸露的或者具有表面修饰的金纳米棒会以有序的方式进行组装，或者以无序的方式发生团聚。金纳米棒的组装或团聚会引起其特征光谱的变化（某些情况下可凭肉眼直接观察其颜色变化），基于这种原理可以探测这些特定分子或离子在溶液中的存在，进而确定其含量。
4. 基于能级共振耦合效应的微量分子、离子探测：通过静电相互作用，带电荷的染料分子可被吸附在金纳米棒的表面。当金纳米棒的表面等离子体共振能级与吸附在其表面的染料分子的吸收能级简并时，这个系统会发生能级共振耦合效应，这种共振耦合会造成金纳米棒等离子体共振峰的大幅移动。在溶液中一些其他特定分子或离子的作用下，表面静电吸附的染料分子会脱吸附而离开金纳米棒的表面，从而消除共振耦合效应，并引起等离子体共振峰的回移。基于这种原理，可以探测这些特定分子或离子在溶液中的存在。 1. 近红外滤光片：由于其在近红外波段强烈的吸收，金纳米棒可用于制作滤光片。
2. 非线性光学元件：表面等离子体共振导致金纳米棒表面电场强度被极大的增强(高至10e7倍)，这种电场增强效应降低了达到非线性效应所需的照射光强阈值，从而可被用于制造各种非线性光学元件。
3. 偏振片：金纳米棒拥有一个平行于长轴方向和两个简并的垂直于长轴方向的等离子体共振模式，分别被称为轴向表面等离子体共振模和径向表面等离子体共振模。其中径向表面等离子体共振模处于500 nm至 530 nm，调谐范围小，强度弱。而长轴表面等离子体共振模随长径比变化可在可见(550 nm)至近红外波段(1550 nm)连续可调，强度远高于径向模式，并且为平行于长轴方向的线偏振模式。如果将金纳米棒按照一个方向排列起来，则偏振方向平行于这个方向的光场分量将被金纳米棒的轴向等离子体共振模吸收，而偏振方向垂直于这个方向的光场分量则不受影响的透过。基于这个原理可以制成波长范围在550 nm到1550 nm的金纳米棒偏振片。 由于在制造纳米光子集成电路上的无限潜力，基于表面等离子体激元的纳米光子学，即表面等离子体激元学，受到了全球庞大的微电子工业的广泛关注。传统光子学元件的尺寸往往限制在微米以上，但能工作在上百太赫兹(10^12 Hz)的频率，运行速度极快；而微电子元件的尺寸已能缩小到几十纳米，却最高只能工作在吉赫兹频率(10^9 Hz)，运行速度相对较慢。如果能将光子线路整合到微电子线路中，将有可能大大提高传统微电子芯片的处理速度。但是，光子学元件和微电子元件的尺寸差距极大地妨碍了它们的整合，从而阻碍了利用光子学元件提高微电子线路运行速度的可能。正因为此，基于表面等离子体激元的纳米光子集成线路成为解决这个尺寸匹配问题的关键因素。为了实现表面等离子体激元纳米光子集成线路，我们需要那些与基本的微电子元件相对应的表面等离子体激元元件。到目前为止，这方面的突破性工作都集中在被动型表面等离子体激元元件，例如等离子体激元波导，谐振器和耦合器。而关于主动型表面等离子体激元元件的研究却十分有限，例如表面等离子体激元调制器和开关。香港中文大学王建方教授研究 组报道了一种基于金纳米棒可控共振耦合的表面等离子体开关。 这样一个开关由单个金纳米棒和其周围的光至变色分子组成，大小不到一百纳米，金纳米棒和分子都被封装在一层二氧化硅薄膜中。而它的开关属性则是由紫外光来触发，由暗场散射技术来监测。操纵这样单个表面等离子体激元开关所需要的触发功率和能量只有大约13pW和39pJ，而它的调制深度则可以达到7.2dB。这种光控等离子体激元开关可以作为纳米光子线路中的一个开关元件，从而能够于微电子元件很好的耦合，解决它们之间的尺寸匹配问题。

Ⅱ 金纳米棒不是金子吗

金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒。金是一种贵金属材料，化学性质非常稳定，金纳米颗粒沿袭了其体相材料的这个性质，因此具有相对稳定，却非常丰富的化学物理性质。金纳米棒拥有随长宽比变化，从可见(550 nm)到近红外(1550 nm)连续可调的表面等离子体共振波长，极高的表面电场强度增强效应(高至10e7倍)，极大的光学吸收、散射截面，以及从50%到100%连续可调的光热转换效率。由于它独特的光学、光电、光热、光化学、以及分子生物学性质，金纳米棒在材料科学界正受到强烈的关注，并引发众多材料学家、生物化学家、医学家、物理学家、微电子工程师等科研工作者对之进行广泛和深入的研究。
编辑本段金纳米棒的合成
种子诱导生长法已成为当今化学方法合成高纯度溶剂相金纳米棒胶体溶液的最有效途径。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)是金纳米棒合成中最常用的表面活性剂之一。
编辑本段金纳米棒的表征
表面等离子体共振
金纳米棒的表面等离子体共振会引起其对可见与近红外波段特定波长光的散射和吸收，因此，可见、红外消光光谱法可用于表征即时合成的金纳米棒胶体溶液的光学性质，即其中金纳米棒的表面等离子体共振性质。暗场散射法亦常被用于表征单个金纳米棒表面等离子体共振引发的光散射性质。
形貌结构
金纳米棒是一种棒状金纳米颗粒，长度在20 nm到200 nm范围连续可调，宽度在5 nm到100 nm范围连续可调。扫描电子显微镜和透射电子显微镜常被用于对金纳米棒的形貌结构进行表征。其中高分辨透射电子显微镜可用于表征金纳米棒的晶格结构和表面晶面分布。
表面晶面结构
在水中由十六烷基三甲基溴化铵稳定的金纳米棒表面可显示出高指数晶面。其化学活性远高于由其他低指数晶面包围的金纳米颗粒。高指数晶面包围的金纳米棒还可以作为模板诱导生成钯的高指数晶面，这种钯的衍生高指数晶面具有极高的催化活性，可用于高通量催化Suzuki偶联反应(Suzuki Coupling)。[2]
编辑本段金纳米棒的应用
在生命科学上的应用
1. 体外诊断：基于金纳米棒的表面等离子体共振性质而开发的生物传感器可被用于生物医学上的体外诊断。详情参见下文“在传感器方面的应用”。[3]2. 体内成像：金纳米棒在近红外波段对光有强烈的散射，而生物体在这个波段的散射背景较弱，这使得金纳米棒可以作为基于光散射的生物成像对比剂。由于金纳米棒的高稳定性、低毒性，并且其光散射效应没有荧光淬灭类似的失效途径，这些优良的性质使得金纳米棒成为优于传统的基于染料或半导体量子点的染色剂。[4] 3. 体内治疗：金纳米棒总的消光包括散射和吸收两部分，对于直径小于10 nm的金纳米棒，光的吸收远大于散射，而吸收的这部分能量最终将通过晶格的弛豫转化为热能。[5]另一方面，对于生物体来说，近红外波段的辐射具有窗口效应，该频段的辐射能够以微弱的损失穿透生物体组织。因此可以利用金纳米棒在近红外波段较高的光吸收截面和优良的光热转换效率来制造光热疗法的试剂。通过在金纳米棒表面包覆一层与体液相容性良好的聚合物分子，金纳米棒可以在生物活体内进行长达15小时的流通与传输。科学家已经证明，金纳米棒以及相关的纳米结构可以通过光热疗法，在较小的光照剂量下杀死癌细胞。[6]
在催化领域的应用
在相同温度和化学物理环境下，钯或铂包覆的金纳米棒具有比相同剂量纯钯或纯铂催化剂具有更高的催化活性，同时兼具较好的稳定性。特别是在有光线(例如日光)照射的情况下，这种复合催化剂中的金纳米棒可以吸收光能并转化成热能，这种光热转换使得金纳米棒表面十几个纳米范围内的局域温度提升几十到几百摄氏度。这种局域温度的提升一方面为催化反应在纳米颗粒表面的进行提供温度活化，另一方面又节省了将整个溶液体系加热所需的能量。是一种更绿色、更节能的催化剂。科学家们相信钯或铂包覆的金纳米棒可能具有更高的催化选择性，但这个命题是否成立仍有待实验验证。
在传感器方面的应用
1. 表面增强拉曼散射：单分散、或是耦合的金纳米棒有极强的表面电场增强效应，在表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering)的应用中能作为拉曼增强剂使用。金纳米棒拉曼增强剂比传统的银纳米颗粒拉曼增强剂具有更高的物理和化学稳定性，更长的储存时间和使用寿命。这使金纳米棒在基于拉曼散射信号的传感器中拥有极佳的应用机会。 2. 基于折射率敏感度的微量分子探测：金纳米棒周围几个纳米范围内的戒指可以显着影响它的表面等离子体共振性质：随着戒指折射率的增大，金纳米棒表面等离子体共振峰会随之红移。红移的相对大小可用折射率敏感度来衡量。这一性质是的金纳米棒可被用于微量分子的检测。[7] 3. 基于纳米颗粒组装的微量分子、离子探测：在某些特定分子或离子的作用下，裸露的或者具有表面修饰的金纳米棒会以有序的方式进行组装，或者以无序的方式发生团聚。金纳米棒的组装或团聚会引起其特征光谱的变化（某些情况下可凭肉眼直接观察其颜色变化），基于这种原理可以探测这些特定分子或离子在溶液中的存在，进而确定其含量。 4. 基于能级共振耦合效应的微量分子、离子探测：通过静电相互作用，带电荷的染料分子可被吸附在金纳米棒的表面。当金纳米棒的表面等离子体共振能级与吸附在其表面的染料分子的吸收能级简并时，这个系统会发生能级共振耦合效应，这种共振耦合会造成金纳米棒等离子体共振峰的大幅移动。在溶液中一些其他特定分子或离子的作用下，表面静电吸附的染料分子会脱吸附而离开金纳米棒的表面，从而消除共振耦合效应，并引起等离子体共振峰的回移。基于这种原理，可以探测这些特定分子或离子在溶液中的存在。
在光学元件上的应用
1. 近红外滤光片：由于其在近红外波段强烈的吸收，金纳米棒可用于制作滤光片。 2. 非线性光学元件：表面等离子体共振导致金纳米棒表面电场强度被极大的增强(高至10e7倍)，这种电场增强效应降低了达到非线性效应所需的照射光强阈值，从而可被用于制造各种非线性光学元件。 3. 偏振片：金纳米棒拥有一个平行于长轴方向和两个简并的垂直于长轴方向的等离子体共振模式，分别被称为轴向表面等离子体共振模和径向表面等离子体共振模。其中径向表面等离子体共振模处于500 nm至 530 nm，调谐范围小，强度弱。而长轴表面等离子体共振模随长径比变化可在可见(550 nm)至近红外波段(1550 nm)连续可调，强度远高于径向模式，并且为平行于长轴方向的线偏振模式。如果将金纳米棒按照一个方向排列起来，则偏振方向平行于这个方向的光场分量将被金纳米棒的轴向等离子体共振模吸收，而偏振方向垂直于这个方向的光场分量则不受影响的透过。基于这个原理可以制成波长范围在550 nm到1550 nm的金纳米棒偏振片。
吸收增强型薄膜太阳能电池
为了节省半导体原材料的用量，薄膜型太阳能电池的吸收层膜厚可薄至几百个纳米。当半导体吸收层厚度低于微米量级时，其本身已不足以吸收全部入射光线，此时便需要辅以适当的结构和材料来增加半导体吸收层的吸光效率。强散射型金纳米棒，由于其较低的光热能量损失和在可见及近红外波段极强的场增强效应，可以增加薄膜太阳能电池中吸收层在这个波段的吸光效率，从而增加太阳能电池的整体光伏转换效率。
纳米标准物
通过精确控制的合成手段和后处理手段，可生产出形貌极其均一的金纳米棒胶体溶液。其中金纳米棒的长度可从20 nm 到200 nm连续可调，宽度可从5 nm到100 nm连续可调。这种个体差异极小的金纳米棒可用作纳米尺度下的标准参照物。
防伪
金纳米棒在从可见(550 nm)到近红外(1550 nm)可以有连续的波长响应。尤其是在近红外波段的光学响应，可使金纳米棒成为绝佳的防伪材料。利用在红外不同波段响应的金纳米棒，可以组成纳米红外条形码，这种肉眼不可分辨的条形码，能在红外显示器件上显示出不同的数字组合，甚至图案组合，以适用于高端防伪需求。
光信息存储
金纳米棒的波长可调性以及偏振依赖特性可以用来制备大容量信息存储设备。2009年5月澳大利亚斯温伯恩科技大学的顾敏教授等人在《自然》杂志上发表论文，阐述了如何利用金纳米棒来制造下一代大容量五维信息存储媒介。制造原理是金纳米棒可因其形状不同而对不同波长的光起反应，研究人员因此能在同一张光盘上录制不同波长的颜色信息，加上原有的空间三维，存储容量便大大扩增，这与现有只能录制单一波长颜色的DVD相比是一大进步。而光盘的第五维是利用光的偏振特点制造，这使光盘可录制多层不同角度的信息，而且各层信息之间不会产生干扰。利用该报道的新存储技术，一个现有DVD大小的光盘理论上可存储1600G的数据。与此相比，现有DVD光盘的容量一般在4GB左右，而取代DVD的蓝光光盘也只能存储50G的信息。[8][9]
纳米光电子学
由于在制造纳米光子集成电路上的无限潜力，基于表面等离子体激元的纳米光子学，即表面等离子体激元学，受到了全球庞大的微电子工业的广泛关注。传统光子学元件的尺寸往往限制在微米以上，但能工作在上百太赫兹(10^12 Hz)的频率，运行速度极快；而微电子元件的尺寸已能缩小到几十纳米，却最高只能工作在吉赫兹频率(10^9 Hz)，运行速度相对较慢。如果能将光子线路整合到微电子线路中，将有可能大大提高传统微电子芯片的处理速度。但是，光子学元件和微电子元件的尺寸差距极大地妨碍了它们的整合，从而阻碍了利用光子学元件提高微电子线路运行速度的可能。正因为此，基于表面等离子体激元的纳米光子集成线路成为解决这个尺寸匹配问题的关键因素。为了实现表面等离子体激元纳米光子集成线路，我们需要那些与基本的微电子元件相对应的表面等离子体激元元件。到目前为止，这方面的突破性工作都集中在被动型表面等离子体激元元件，例如等离子体激元波导，谐振器和耦合器。而关于主动型表面等离子体激元元件的研究却十分有限，例如表面等离子体激元调制器和开关。香港中文大学王建方教授研究[1]组报道了一种基于金纳米棒可控共振耦合的表面等离子体开关。[10]这样一个开关由单个金纳米棒和其周围的光至变色分子组成，大小不到一百纳米，金纳米棒和分子都被封装在一层二氧化硅薄膜中。而它的开关属性则是由紫外光来触发，由暗场散射技术来监测。操纵这样单个表面等离子体激元开关所需要的触发功率和能量只有大约13pW和39pJ，而它的调制深度则可以达到7.2dB。这种光控等离子体激元开关可以作为纳米光子线路中的一个开关元件，从而能够于微电子元件很好的耦合，解决它们之间的尺寸匹配问题

Ⅲ 纳米金是什么物质，对人的皮肤有什么作用

纳米金指金的微小颗粒，直径为1到100nm，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能在不影响生物活性的前提下与多种生物大分子结合。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色依直径大小而呈红色至紫色。

对人的皮肤作用：

1、纳米金粒活化纤维细胞，可以唤醒沉睡细胞，强化胶原与纤维的紧密度，修补疤痕、扶平皱纹、紧实肌肤，提高细胞组织活化，抗氧化及抗衰老，令肌肤自发性的展现韵律性规则的收缩。

2、通过按摩纳米金颗粒可以全面渗入皮肤真皮层，让肌肤保水能力倍增，产生更多的胶原蛋白对抗自由基，防止皮肤老化，使面部皮肤细纹减少，皮肤变得饱满紧实，充满弹性，从细胞到肌肤整个活化起来。

3、纳米金球体具有催化活性效果，可以快速全面穿透，渗入真皮网状层，形成弹性网膜，紧密连接，修护疲弱受损的细胞，活化纤维母细胞，改善肌肤弹性与张力，将弹力纤维与胶原蛋白纤维两者紧密结合，抚平皱纹，紧实肌肤，实现抗氧化、抗菌，解除各种肌肤问题，深层调理因皮脂病变所产生的问题。

(3)金属纳米棒光存储扩展阅读

我国科研人员在纳米金催化研究中取得重要进展

在国家自然科学基金项目（项目编号：21590792，91645203，21521091）等资助下， 清华大学化学系李隽课题组与美国西北太平洋国家实验室Chongmin Wang 和匹茨堡大学Scott X. Mao课题组合作，在纳米金催化领域中取得重要进展。

研究成果以纳米金催化一氧化碳氧化反应中的尺寸效应和动态结构变化为题，于2018年7月9日在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS，美国科学院院刊》）上发表。

自八十年代末发现纳米尺寸（2～5 nm）的金粒子具有低温催化活性以来，纳米金催化成为异相催化领域的里程碑之一。三十多年来，具有纳米尺寸的负载型金催化剂已经得到广泛的实验和理论研究，但其异常显着的“尺寸效应”仍然是一个难解之迷。

李隽课题组在多年开展的金团簇及其纳米粒子催化研究基础上，发现纳米金催化过程中存在反应条件下生成的动态单原子，因而提出了“动态单原子催化”的概念。

为揭示动态单原子催化的本质，通过利用环境电子透射显微镜和计算化学模拟的手段，首次揭示一氧化碳氧化反应中反应分子和金纳米颗粒的动态作用机理。研究发现，大的金颗粒（>4 nm）在与一氧化碳分子作用时只发生表面重构，不破坏颗粒的整体结构；而较小的金颗粒（～2 nm）在与一氧化碳分子作用时，金颗粒的整体结构被破坏，变成无定形的动态结构。

计算模拟表明，对于较小的金颗粒,表面吸附了一氧化碳的金原子可以源源不断地把反应分子输送到载体和金颗粒的界面处，从而与吸附在界面的氧气分子发生反应，大大加快了反应速率。因此金催化的尺寸效应可以由纳米金颗粒在反应条件下能否生成金的动态单原子而得以解释。

上述发现提高了人们对传统纳米金催化剂尺寸效应的认识，研究中所提出的动态单原子催化的反应模式可以解释更多的金属纳米催化现象，对纳米催化剂的动态反应机理研究具有重要的指导意义。

Ⅳ 金纳米棒的简介

金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒。金是一种贵金属材料，化学性质非常稳定，金纳米颗粒沿袭了其体相材料的这个性质，因此具有相对稳定，却具有非常丰富的化学物理性质。金纳米棒的表面等离子体共振波长可以随长宽比变化，从可见(550 nm)到近红外(1550 nm)连续可调，极高的表面电场强度增强效应(高至10e7倍)，极大的光学吸收、散射截面，以及从50%到100%连续可调的光热转换效率。由于它独特的光学、光电、光热、光化学、以及分子生物学性质，金纳米棒在材料科学界正受到强烈的关注，并引发众多材料学家、生物化学家、医学家、物理学家、微电子工程师等科研工作者对之进行广泛和深入的研究。
晶体生长法已成为当今化学方法合成高纯度溶剂相金纳米棒胶体溶液的最有效途径。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)是金纳米棒合成中最常用的表面活性剂之一（CTAB作为表面活性剂和稳定剂而存在）。

Ⅳ 什么是零微纳米材料，谢谢

零维纳米材料是粒径比较小的颗粒，包括团簇，一般比较小的颗粒，它的特性会有很大的改变，很难具体说有什么共性，要考虑材料本身的特性。

但是有一点，一般小的活性会很强，比如很容易氧化，对于一些有光电性能的材料，比如团簇，它的光学性能会有很大提高，就是说比较容易跃迁和淬灭。

零维纳米结构单元的种类有多样，常见的有纳米粒子、超细粒子超细粉、烟粒子、人造原子、量子点、原子团簇、及纳米团簇等。

(5)金属纳米棒光存储扩展阅读：

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。

1、纳米陶瓷

利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。

2、纳米粉末

又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。

3、纳米纤维

指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

4、纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。

可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。

5、纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。

Ⅵ 实验室制备的金种和金纳米棒应该怎么保存急急急，是在液体里的。

金种不知道怎么保存，金棒应该离心分散后冰箱保存就可以了，要避光的。

Ⅶ 金纳米棒的介绍

金纳米棒是一种棒状金纳米材料，在宏观结构上分为横向部分和纵向 部分，在紫外可见吸收光谱上表现为横向表面等离子体共振吸收峰 (TSPR)及纵向表面等离子体共振吸收峰（LSPR)，纵向部分和横向部分 的比值称之为长径比。由于金纳米棒的长径、短径、长径比及分布范围的 可调，使其在光学材料，电化学传感、光化学传感、生物纳米材料、药物 传送与医学等领域据有巨大的应用价值。

产品应用领域
1.早期诊断癌症肿瘤、超低限检测及检测各种有毒害物质。
2.20nm 以下金天然具有抗肿瘤性能：3天后肿瘤细胞自萎缩了80%！（PNAS | April 23, 2013 | vol. 110 | no. 17 | 6703）
3.新一代安全避孕药。（CN201210274462.3 金纳米棒在雄性避孕中的用途：Nano Lett., 2013, 13 (6), pp 2477–2484）
4.生物成像：诊断/在线观察肿瘤细胞激光辐照治疗效应。（PNAS，2009，vol. 106 no. 14）
5.软组织的X光图像增强。
6.激光热快速治疗肿瘤：激光热释放负载分子靶向药物。（Adv. Mater. 2012, 24, 1418–1423）
7.激光快速无缝焊接无缝伤口。（HUANG ET AL. ACS nano，2013,7 (4), 2988.）
8.超高密度光存储：单张DVD容量100-300Tb以上。（Nature 459, 410-413 (2009).
9.特种光学材料：实现光的调控
10.利用不同组装：实现不同波长激光局域光/电场调制。（ACS Nano, 2012; 6 (1): 319 ;Scientific Reports 2012，Vol.2，,Article number:915DOI:doi:10.1038/srep00915）
11.阵列组装：实现无线通讯选择性接受与传递。（NATURE PHOTONICS | VOL 4 | MAY 2010 |313-315）
12.激光美肤中外用GNR可减少皮肤伤害增效效果.
13.纳米金添加于高端美容护肤品中有抗皱\美白\修复等功能.

广州的珂纳偲最新推出的小尺寸GNR(金纳米棒），相对于目前市场上较大尺寸的GNR(金纳米棒），可应用于生物细胞成像、癌 症或肿瘤激光热治疗与动态观测，以及癌症、肿瘤不同时期诊断及载药治疗等前期预研。还可应用于制作各种化学传感器 (如荧光增强和表面拉曼增强、生物（小分子/DNA/酶/抗体/病毒等）以及光学微型传感器、制作超高密度光存储介质、美容护肤产品、左手或负折射材料、高效太阳能电池组件、催化材料与非线性光学器件、偏振器件及微电子器件的原料。

Ⅷ 纳米材料是什么有什么作用

纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。

在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。 研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。 1研究形状和趋势 纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。 纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米cu材料，硬度比粗晶cu提高5倍；晶粒为7urn的pd，屈服应力比粗晶pd高5倍；具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注，晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望， 根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位，世界发达国家的政府都在部署本来10～15年有关纳米科技研究规划。美国国家基金委员会（nsf）1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标；美国darpa（国家先进技术研究部）的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象；日本近年来制定了各种计划用于纳米科技的研究，例如 ogala计划、erato计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划，1997年，纳米科技投资1.28亿美元；德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划；英国政府出巨资资助纳米科技的研究；1997年西欧投资1.2亿美元。据1999年7月8日《自然》最新报道，纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意；美国总统克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究，决定加大投资，今后3年经费资助从2.5亿美元增 加至5亿美元。这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头。 2国际动态和发展战略 1999年7月8日《自然》（400卷）发布重要消息 题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴 起”。在这篇文章里，报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍，从2.5亿美元增加到5亿美元。克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准。为了加速美国纳米材料和技术的研究，白宫采取了临时紧急措施，把原1.97亿美元的资助强度提高到2.5亿美元。《美国商业周刊》8月19日报道，美国政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一，《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域中就包括了纳米技术领域（其它两个为生命科学和生物技术，从外星球获得能源）。美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此重视，其原因有两个方面：一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测，估计能达到14400亿美元，美国试图在这样一个诱人的市场中占有相当大的份额。美国基础研究的负责人威廉姆斯说：纳米技术本来的应用远远超过计算机工业。美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分。在《自然》的报道中还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流，在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一，纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼。1999年7月，美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功100urn芯片，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘，这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系，10bit／s尺寸的密度已达109bit／s，美国商家已组织有关人员迅速转化，预计2005年市场为400亿美元。1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应，到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世，在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景。 最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体，预计将给彩色印橡带来革命性的变革。纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量，在未来市场上占有重要的份额。纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目，正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位。原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉，新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇，美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位。 3国内研究进展 我国纳米材料研究始于80年代末，“八五”期间，“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目，组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作，国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题，国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。1996年以后，纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头，地方政府和部分企业家的介入，使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。 目前，我国有60多个研究小组，有600多人从事纳米材料的基础和应用研究，其中，承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有：中国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学。中国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、中国科技大学、中国科学院化学研究所、清华大学，还有吉林大学、东北大学、西安交通大学、天津大学、青岛化工学院、华东师范大学，华东理工大学、浙江大学、中科院大连化学物理研究所、长春应用化学 研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究。我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果。已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金（晶态、非晶态及纳米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体，建立了相应的设备，做到纳米微粒的尺寸可控，并制成了纳米薄膜和块材。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新，取得了重大的进展，成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变；在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果；在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属gd；设计和制备了纳米复合氧化物新体系，它们的中红外波段吸收率可达 92％，在红外保暖纤维得到了应用；发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法；发现全致密纳米合金中的反常hall－petch效应。 近年来，我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果，引起了国际上的关注。一是大面积定向碳管阵列合成：利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术，用这种技术合成的纳米管，孔径基本一致，约20urn，长度约100pm，纳米管阵列面积达到 3mm 3mm。其定向排列程度高，碳纳米管之间间距为100pm。这种大面积定向纳米碳管阵列，在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景。这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上。二是超长纳米碳管制备：首次大批量地制备出长度为2～3mm的超长定向碳纳米管列阵。这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1～2个数量级。该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上。英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。三是氮化嫁纳米棒制备：首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3～40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒，并提出了碳纳米管限制反应的概念。该项成果被评为1998年度中国十大科技新闻之一。四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功，推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用。五是制备成功一维纳米丝和纳米电缆，该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后，许多外国科学家给予高度评价。六是用苯热法制备纳米氮化像微晶；发现了非水溶剂热合成技术，首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶。还用苯合成制备氮化铬（crn）、磷化钴（cop）和硫化锑（sbs）纳米微晶，论文发表在1997年的《科学》杂志上。七是用催化热解法制成纳米金刚石；在高压釜中用中温（70℃）催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉，论文发表在1998年的《科学》杂志上。美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金---从四氯化碳（cc14）制成金刚石”一文，予以高度评价。 我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累，在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地，中科院上海硅酸盐研究所、南京大学、中科院固体物理所、中科院金属所、物理所、中国科技大学、清华大学和中科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性，还是成果的学术水平和适用性来分析，都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地，促进我国纳米材料研究的发展，培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接，加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的中坚力量。 在过去10年，我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料，研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导cvd、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置，发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法，研制了性能优良的多种纳米复合材料。近年来，根据国际纳米材料研究的发展趋势，建立和发展了制备纳米结构（如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、mcm－41等）组装体系的多种方法，特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验，已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性，推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全，达到了国际90年代末的先进水平。 综上所述，“八五”期间我国在纳米材料研究上获得了一批创新性的成果，形成了一支高水平的科研队伍，基础研究在国际上占有一席之地，应用开发研究也出现了新局面，为我国纳米材料研究的继续发展奠定了基础。10年来，我国科技工作者在国内外学术刊物上共发表纳米材料和纳米结构的论文2400多篇，在国际上排名第五位，其中纳米碳管和纳米团簇在1998年度欧洲文献情报交流会上德国马普学会固体所一篇研究报告中报道中国科技工作者发表论文已超过德国，在国际排名第三位，在国际历次召开的有关纳米材料和纳米结构的国际会议上，我国纳米材料科技工作者共做邀请报告24次。到目前为止，纳米材料研究获得国家自然科学三等奖1项，国家发明奖2项；院部级自然科学一、二等奖3项，发明一等奖3项，科技进步特等奖1项；申请专利 79项，其中发明专利占50％，已正式授权的发明专利6项，已实现成果转化的发明专利6项。 最近几年，我国纳米科技工作者在国际上发表了一些有影响的学术论文，引起了国际同行的关注和称赞。在《自然》和《科学》杂志上发表有关纳米材料和纳米结构制备方面的论文6篇，影响因子在6以上的学术论文（phys．rev．lett，j．ain．chem．soc ．）近20篇，影响因子在3以上的31篇，被sci和ei收录的文章占整个发表论文的 59％。 1998年 6月在瑞典斯特哥尔摩召开的国际第四届纳米材料会议上，对中国纳米材料研究给予了很高评价，指出这几年来中国在纳米材料制备方面取得了激动人心的成果，在大会总结中选择了8个纳米材料研究式作取得了比较好的国家在闭幕式上进行介绍，中国是在美国、日本、德国、瑞典之后进行了大会发言。

4 纳米产业发展趋势

（1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。

（2）环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到0.1ppm，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。

(3)能源环保中的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快，就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料，我国也在做，它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。

(4)纳米生物医药：这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国中医的想法。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。

(5)纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品，但是很重要。据美国测算，到21世纪30年代，汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替，这样可以节省汽油40％，减少co2，排放40％，就这一项，每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外，还有各种功能材料，玻璃透明度好但份量重，用纳米改进它，使它变轻，使这种材料不仅有力学性能，而且还具有其他功能，还有光的变色、贮光，反射各种紫外线、红外线，光的吸收、贮藏等功能。

(6)纳米技术对传统产业改造：对于中国来说，当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱，可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉，用的是抗菌涂料，里面的果盘都采用纳米材料，发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势，中国纺织要在进入wto后能占据有利地位，现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术，特殊功能的有防静电的、阻燃的等等，把纳米的导电材料组装到里面，可以在11万伏的高压下，把人体屏蔽，在这一方面，纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶，可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能，而且釉不结霜，其它综合性能都很好；第四是建材工业中的油漆和涂料，包括各种陶瓷的釉料、油墨，纳米技术的介入，可以使产品性能升级。

1999年8月20日《美国商业周刊》在展望21世纪可能有突破性进展的领域时，对生命科学和生物技术、纳米科学和纳米技术及从外星球上索取能源进行了预测和评价，并指出这是人类跨入21世纪面临的新的挑战和机遇。诺贝尔奖获得者罗雷尔也曾说过：70年代重视微米的国家如今都成为发达国家，现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家。挑战严峻，机遇难得，我们必须加倍重视纳米科技的研究，注意纳米技术与其它领域的交叉，加速知识创新和技术创新，为21世纪中国经济的腾飞奠定雄厚的基础。
对于纳米科技，科学的态度是积极参与，脚踏实地地推动这一前沿科技的健康发展，既不需要商业炒作，也不需要科学炒作。
参考资料：http://bbs.texindex.com.cn/dispbbs.asp?boardID=2&ID=31153