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基本信息

項目名稱：
一維碲@酚醛樹脂熒光核殼納米線的化學(xué)制備以及生物相容性研究
小類：
能源化工
簡介：
作品報道了一步水熱法成功制備了碲@酚醛樹脂復(fù)合納米材料的制備方法。這種核殼納米線的特征為：核為直徑為4-10nm的半導(dǎo)體碲，殼層為厚度約為10-15 nm的酚醛樹脂，具有獨特的熒光特性。并詳細(xì)研究了材料的生長機(jī)理以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，提出了同步軟硬模板法。 本作品同時揭示了這種核殼納米材料具有生物相容性，此外半導(dǎo)體碲是重要的窄直接帶隙半導(dǎo)體材料，結(jié)晶的半導(dǎo)體碲材料具有有趣的光學(xué)性質(zhì)。
詳細(xì)介紹：
作品研究了碲@酚醛樹脂復(fù)合納米材料的制備方法，報道了一步水熱法成功制備了碲@酚醛樹脂核殼納米線，材料具有獨特的熒光特性。這種碲@酚醛樹脂核殼納米線的特征為：核為直徑為4-10nm的半導(dǎo)體碲，殼層為酚醛樹脂，厚度約為10-15 nm。材料獨特的熒光性能表現(xiàn)為，當(dāng)激發(fā)光波長為270nm和402nm時，分別在藍(lán)紫色和綠光區(qū)有很強(qiáng)的熒光發(fā)射，這與文獻(xiàn)報道的都不相符。作品詳細(xì)地研究了材料的生長機(jī)理以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，提出了同步軟硬模板法的生長機(jī)理。 本作品同時揭示了這種核殼納米結(jié)構(gòu)材料具有生物相容性，可以被細(xì)胞吞噬，并且表現(xiàn)出可以忽略的毒性，可以作為熒光標(biāo)簽使用，使得這種材料用于活體生物標(biāo)識成為可能。此外半導(dǎo)體碲是重要的窄直接帶隙半導(dǎo)體材料（帶隙為：0.35eV）；結(jié)晶的半導(dǎo)體碲材料具有有趣的光學(xué)性質(zhì)，在記錄材料，紅外光電檢測器，以及非線性紅外光學(xué)器件，光電應(yīng)用等方面具有重要的應(yīng)用價值。 作品具有重要的科學(xué)意義以及實際應(yīng)用價值。

作品圖片

  • 一維碲@酚醛樹脂熒光核殼納米線的化學(xué)制備以及生物相容性研究
  • 一維碲@酚醛樹脂熒光核殼納米線的化學(xué)制備以及生物相容性研究
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  • 一維碲@酚醛樹脂熒光核殼納米線的化學(xué)制備以及生物相容性研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

碲是一種窄直接帶隙半導(dǎo)體材料（帶隙能為：0.35eV）；結(jié)晶的半導(dǎo)體碲材料具有有趣的光學(xué)性質(zhì)，酚醛樹脂是重要高分子材料，具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能。本作品是將這兩種材料制備成具有核殼納米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研究復(fù)合物的光學(xué)性質(zhì)以及應(yīng)用等。 核殼納米結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)越的物理化學(xué)性能,將半導(dǎo)體碲材料與酚醛樹脂復(fù)合在一起制備具有完美的核殼結(jié)構(gòu)，材料具有更獨特的性能。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

（1）作品首次報道，并成功地制備一維碲@酚醛樹脂核殼納米線，核是直徑為4-10nm的碲納米線，殼層是厚度為10-15nm的酚醛樹脂。 （2）作品報道碲@酚醛樹脂核殼納米線具有獨特的熒光性質(zhì)，當(dāng)激發(fā)光波長為270和402納米時，分別在藍(lán)紫色和綠光區(qū)有很強(qiáng)的熒光發(fā)射。 （3）材料具有非常好的生物相容性，可作為新的熒光標(biāo)記材料，在全息記錄材料，紅外光電探測器，生物納米科技等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

作品報道的一維碲@酚醛樹脂核殼納米線，核是由半導(dǎo)體碲組成的，晶體碲可作為全息記錄材料，在紅外光電檢測器，紅外非線性光學(xué)器件等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，本作品制備的熒光核殼納米線的碲納米線的直徑只有4-10納米，具有獨特的熒光性質(zhì)，鮮有報道；酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能。同時核殼納米線具有非常好的生物相容性，可以被細(xì)胞吞噬，并且表現(xiàn)出可以忽略的毒性，可以作為熒光標(biāo)簽使用。

學(xué)術(shù)論文摘要

軟硬模板協(xié)同機(jī)理被提出來解釋核殼納米線的形成。一步水熱合成法成功制備了碲@酚醛樹脂核殼納米線，材料具有獨特的熒光特性，當(dāng)激發(fā)光波長為270和402納米時，分別在藍(lán)紫色和綠光區(qū)有很強(qiáng)的熒光發(fā)射。納米線還具有非常好的生物相容性，可以作為熒光標(biāo)記物來標(biāo)記細(xì)胞。

獲獎情況

作品以論文的形式發(fā)表： (1) Haisheng Qian, Enbo Zhu, Shunji Zheng, Zhengquan Li, Yong Hu, Changfa Guo, Xingyun Yang, Liangchao Li, Guoxiu Tong, Huichen Guo, One-pot synthesis of biocompatible Te@phenol formaldehyde resin core–shell nanowires with uniform size and unique fluorescent properties by a synergized soft–hard template process，Nanotechnology， 2010，21（49），495602(6pp). SCI 一區(qū) (IF 2009 = 3.137)（2--10） (2) Xingyun Yang, Yong Hu, Liming Fang, Kai Shen, Suxiao Wang, Qinlan Dong, Jianfeng Tu, Hai-Sheng Qian*, Template-free synthesis of lead telluride nanowires by a hydrothermal process, Asian Journal of Chemistry 2011, 已接收發(fā)表(SCI)。（1--8） (3) Hai-Sheng Qian*, Yong Hu, Zheng-Quan Li, Xing-Yun Yang, Liang-Chao Li, Xian-Ting Zhang, Rong Xu, ZnO/ZnFe2O4 Magnetic Fluorescent Bifunctional Hollow Nanospheres: Synthesis, Characterization and Their Optical/Magnetic Properties. J. Phys. Chem. C 2010, 114(41), 17455-17459. SCI 二區(qū)(IF 2009 = 4.224) （4--7）

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)如下： （1）Y.G. Yang, D.T. Taggart, M.A. Brown, C.X. Xiang, S.C. Kung, F. Yang, S.C. Kung, J. Hemminger and R.M. Penner, ACS Nano, 3, 4144 (2009). （2）J.P. Zhu, S.H. Yu, Z.B. He, J. Jiang, K. Chen and X.Y. Zhou, Chem. Commun., 5802 (2005). （3）G. Tai, W. Guo and Z. Zhang, Cyst. Growth Des., 8, 2906 (2008). （4）H.W. Liang, S. Liu, Q.S. Wu and S.H. Yu, Inorg. Chem., 48, 4927 (2009). （5）L.Z. Zhang, J.C. Yu, M.S. Mo, L.Wu, K.W. Kwong and Q. Li, Small, 1, 349 (2005).

同類課題研究水平概述

自1991年日本NEC公司Iijimal1 首次發(fā)現(xiàn)碳納米管以來，各種準(zhǔn)一維納米材料立刻引起了科學(xué)家們極大關(guān)注；由于核殼納米結(jié)構(gòu)相對于單一組分具有更優(yōu)越的物理和化學(xué)性能已經(jīng)受到了強(qiáng)烈的關(guān)注，核殼納米線（同軸納米電纜）已成為當(dāng)前納米材料科學(xué)領(lǐng)域的前沿和熱點。根據(jù)其內(nèi)核和殼材料的不同，同軸納米電纜可分為無機(jī)物／無機(jī)物型、無機(jī)物／聚合物型、聚合物／聚合物型、金屬／金屬型等不同的種類。自同軸納米電纜被發(fā)現(xiàn)以來，研究的內(nèi)容主要集中在新的合成方法的探索、微結(jié)構(gòu)的表征和物理性能的探索上。如何制備出純度高、產(chǎn)量高和直徑分布窄的同軸納米電纜一直是人們關(guān)注的焦點。 核殼納米線自從1997年納米電纜發(fā)現(xiàn)以來，截止到目前，已開發(fā)許多方法來制作各種核殼納米結(jié)構(gòu)材料，例如：激光切除，射線照射法，電化學(xué)沉積，碳熱還原法，化學(xué)氣相外延，溶膠凝膠法。大部分技術(shù)都需要硬模板，如碳納米管，氧化鋅納米線，陽極氧化鋁（AAO）或嚴(yán)格的反應(yīng)條件。最近，軟硬模板協(xié)同合成方法已經(jīng)發(fā)展到靈活的銀/交聯(lián)聚乙烯醇同軸納米電纜，銅/交聯(lián)聚乙烯醇，碲/交聯(lián)聚乙烯醇和銀@碳納米電纜在水熱條件下。銀/聚吡咯（polypyrrole）納米電纜在室溫下以聚乙烯（乙烯基吡咯烷酮）的加入為協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)通過硝酸銀和吡咯之間的氧化還原反應(yīng)在水溶液中制備。 元素碲是一種窄直接帶隙半導(dǎo)體，帶隙能量為0.35 eV，這是因為有其獨特的螺旋鏈構(gòu)象晶體結(jié)構(gòu)其中有一個強(qiáng)烈的取向省長趨勢。晶體碲顯示獨特的光學(xué)特性，可作為全息記錄材料，紅外光電檢測器，紅外非線性光學(xué)器件，如二次諧波產(chǎn)生。特別是，直徑為幾個納米額的單晶碲納米線被發(fā)現(xiàn)在藍(lán)紫色區(qū)域有很強(qiáng)的光致發(fā)光現(xiàn)象，到目前為止，作出了許多努力用來合成各種一維納米材料，比如納米線，納米管，納米帶。此外，碲納米結(jié)構(gòu)已被廣泛用于控制合成貴重合金和碲納米線/納米管。 據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，目前關(guān)于半導(dǎo)體碲一維核殼結(jié)構(gòu)的合成的報道主要是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授課題報道的碲/交聯(lián)聚乙烯醇，非晶碳包覆碲核殼納米線，還沒有關(guān)于碲@酚醛樹脂核殼納米線的研究報道。 由于酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能，廣泛應(yīng)用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料，所以對于化學(xué)合成一維碲@酚醛樹脂核殼納米線具有重要的科學(xué)意義以及應(yīng)用前景。
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