(4)表面固定细胞生长因子对生物材料进行表面修饰 (5)表面固定酶类对生物材料进行表面修饰 (6)利用微模型技术对生物材料进行表面修饰 (7)人工骨和人工关节表面修饰 具体见书P265-270
10.生物材料表面的拓扑结构对细胞黏附有何影响?
人工ECM的拓扑结构会改变细胞表面的应力分布,从而改变细胞的形态。研究表明,不管是材料表面吸附蛋白质还是整联蛋白调节细胞的黏连,细胞的形态都是控制细胞生长和凋亡的重要因素。同时,人工ECM的拓扑结构还能影响细胞的定向、迁移及细胞骨架的排列能力。进一步研究显示,细胞在细微构型或特意设计的拓扑结构上的生长良好,从而更加证明了人工ECM表面拓扑结构对细胞生长的作用。而细胞的表型在一定程度上也依赖于人工ECM与细胞核结构间的相互作用。
第八章
1.纳米材料的表界面有哪些基本特征?试举例说明与普通材料相比的不同之处。
2.纳米粒子的成核生成过程有什么特征?如何用表面化学手段控制纳米粒子的形态?
3.纳米粒子的稳定性取决于哪些因素?谈谈提高纳米粒子稳定性的主要方法。 (1)①纳米粒子周围的双电层②胶体粒子电子转移动力学③胶体成核和纳米离子稳定性(不确定)
(2)书P285-289
4.什么是粒子表面的纳米工程?主要有哪些方面? (1)书P289
(2)a.聚合物涂层
①通过聚合过程表面修饰 ②自组装的聚合物层 b.无机和复合物的涂层
①沉淀和表面反应 ②纳米粒子的控制组装 c.生物大分子层
5.简述如何用粒子表面的纳米工程技术构筑有机/有机、有机/无机和无机/无机核壳粒子。试述它们在材料领域中的应用。
6.简述自组装的定义。
所谓自组装(self-assembly),是指基本结构单元(分子,纳米材料,微米或更大尺度的物质)自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中,基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。自组装过程并不是大量原子、离子、分子之间弱作用力的简单叠加,而是若干个体之间同时自发的发生关联并集合在一起形成一个紧密而又有序的整体,是一种整体的复杂的协同作用。
7.纳米结构的半导体薄膜有哪些制备方法?试比较各自的优、缺点。
(1)由胶态悬浮体制备薄膜 (2)化学溶液沉积方法 (3)电化学沉积方法 (4)自组装层 优缺点见书301-305
8.什么是电致变色和光致变色效应?从材料结构角度,讨论提高电致变色和光致变色效应的措施。
(1)①电致变色:电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。②光致变色:光致变色是指一个化合物A,在适当波长的光辐照下,可进行特定的化学反应或物理效应,获得产物B,由于结构的改变导致其吸收光谱(颜色)发生明显的变化, 而在另一波长的光照射或热的作用下,产物B又能恢复到原来的形式。如下式所示:
(2)书P305-308
9.简述光电流产生的原理和光催化机理,结合实例阐述选用纳米结构材料的优势和作用机理。 (1)①光电流:金属物体在光的照射下发射电子,使金属带正电的现象叫光电效应。发射出的电子叫光电子。很多光电子形成的电流叫光电流。要金属发射电子的条件是:入射光的频率必须大于金属的极限频率。当有光电子发出后,光电流的强度跟入射光强度成正比。 ②光催化机理:光催化是通过光触媒起作用的反应。光触媒是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量,来产生催化作用。
使用TiO2作为光催化剂,完成光催化过程共含7个可能的步骤:由光子形成荷电体;荷电体重新结合释放热;由一个夹带空穴引起的氧化途径的发生;由一个导带电子引起的还原途径的发生;进一步的热和光催化反应,产生矿物化产品;在悬挂的表面间捕捉一个导带电
3+
子产生Ti;在表面的钛团簇上捕捉一个价带空穴。 (2)书P311-312
10.什么是光敏化?光敏化半导体薄膜有何潜在的应用价值?
(1)有些物质不能直接吸收某种波长的光,即对光不敏感,但若在体系中加入另外一种物质,该物质能吸收这种光辐射,并把光的能量传递给反应物,使反应物能够发生化学反应。所加入的这种物质就称为光敏剂,这样的反应称为光敏化反应。利用光敏化,即将光活性化合物化学吸附或物理吸附于纳米半导体表面,可扩大激发波长范围,达到在可见光区的光谱响应范围,从而能增加光催化反应的效率。 (2)书P313-315