银纳米材料的应用研究 何静妍（河南摘要：纳米材料作为近年来材料领域备受关注的热点， 郑州４５００４５） 同形态的银纳米材料。此法发展时间较长，技术相对比较成 熟，对设备的要求也不高，且操作比较简便，一直是主流的制备 其制备方法在不断的革新，应用的领域也越来越多元，纳米材 料正迅速的融入到人们的日常生活中来。而其中金属纳米材 方法。但是此方法无法控制操作条件，以至于制备出的纳米材 料不仅拥有表面效应、量子效应、小尺寸效应等纳米材料的共 料形态不一，无法保障制成的电子元件的性能 。 性，而且还拥有金属材料在催化、导电、以及磁学方面的很多特 性。由于银是自然界中导电和导热性能最好的金属，并且银的 １－２快速还原沉淀法 快速还原沉淀法是先利用化学反应生成纳米级银粉颗粒 化学性质较稳定，因此银纳米材料成为近年来研究的重点。本 沉淀，再通过改变外部条件控制纳米的结构。这种方法制备的 文介绍了纳米材料的性质，总结了近年来银纳米材料主流的制 产物纯度高、形态均匀、色泽亮度好，但机械性能很差，尤其在 备方法，并阐述了银纳米材料在不同领域的应用情况。 关键词：纳米材料；银纳米材料；制备；应用 制成复合材料时会出现随着固化温度升高，由于活性增大，银 纳米材料颗粒之间相互作用发生收缩，导致复合材料中形成大 纳米材料的独特结构引起人们对其形态、性质和应用的浓 量的颗粒物，复合材料的质地也会变粗，不仅失去了其本有的 而且导致其零位电阻增加，因此该方法还在进一步 厚兴趣。纳米材料拥有一些独特的效应：１．表面效应，由于纳 银粉光泽，米材料的尺寸极小，通常在１０～１００纳米之间，这个尺寸仅相当 的研究当中 。 干一个至数十个原子大小，因此它的表面积非常大，能够参与 反应的原子非常多，当该原子处于未成键状态时能表现出更高 的反应活性。２．小尺寸效应，当材料颗粒尺寸小到纳米级别， １．３还原球磨法 还原球磨法是以化学还原所制备的产物如银纳米颗粒为 原料，经过球磨使其压成片状，通过球磨法加工的银纳米材料， 它的表面边界被破坏，对外界的光波的吸收作用也会发生改 主要是片状的纳米银粉，色泽光亮、机械性能好、密度大、烧结 变。３．量子尺寸效应，宏观的块体物质被加工到纳米级别后晶 过程中能改善粉末的性能、增大冷却速度 。该方法相对比较 体结构被破坏，相关的物理性质如导电性等也发生改变。４．宏 成熟，适合工业生产，在光诱导化学还原法尚未大规模推广使 子仍能穿越这一势垒…。 在纳米材料研究过程中，研究人员发现贵金属，例如Ａｕ和 Ａｇ，在光、电、催化等方面拥有许多其他金属材料不同的性质， 观量子隧道效应，即微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒 用之前，还原球磨法都将占据片状银纳米材料生产的主导地 法可能是最有发展潜力的制备方法。 位。但随着人们对低能耗、低污染的要求越来越高，化学还原 ２银纳米材料的应用 尤其是银，因为其优良的导电导热性能和稳定的化学性质，受 到了研究人员的持续关注。在研究中发现，不同形貌的银纳米 由于纳米材料具有独特的小尺寸效应、表面效应、量子尺 寸效应和宏观量子隧道效应，因此它在光、电、磁、热等各个方 结构在性能上也有着巨大的差异，因此对银纳米材料的形态结 面都展现出不同于常规材料的特性。而银纳米材料不仅保留 构尺寸的研究极为重要，这是近年来广大研究学者的工作重 了纳米材料这些固有的特性，还具有良好的导电性能、化学稳 点，如今已经制备出了纳米粉、纳米片、纳米棒、纳米球，乃至纳 定性、高塑性和抗氧化性等特点，被广泛应用在化学催化、检 米碗等诸多形态的银纳米材料。 测、能源、印刷、生物了，至光电等各个领域。 １银纳米材料的制备 在制备方法上，研究人员也取得了巨大的进步，光诱导化 还原球磨法等，其中光诱导化学还原法与快速还原沉淀法由于 ２．１电学领域 银本身具有非常好的电导率，将其结构纳米化，便拥有了 电导率带来的是能耗的降低和效率的提升，比如在超导领域， 学还原法、快速还原沉淀法、模板法和热沉积法、超声辐射法、 纳米结构的量子效应，其电导率更是发生惊人的变化。超高的 方法简单、制备的产物纯净、对设备的要求较低，是实验室制备 以烧结的银纳米粉作为热交换材料，可以使制冷机的温度降低 工业生产的主流制备方法。 银纳米材料的重要方法，不过工艺更加成熟的还原球磨法仍是 至０．０１Ｋ以下，其效率远远高于传统材料，当把银纳米粉掺杂在 不同材料中时，经检测发现掺杂后的材料熔点更低，加速了高Ｔ １．１光诱导化学还原法 相的形成，通过改变掺杂的银纳米颗粒的质量分数，可以获得 首先要制备银溶胶，在环境中存在大量的携带有负电荷的 不同性质的复合材料，这有力的推动超导领域的发展。由于银 中的银盐离子发生还原反应，生成的超细银粉沉淀下来，在不 于各种电子元件，例如电位器、晶体管、滤波器、电容器等 。 有机物的情况下，光照可以使有机物产生自由基，进而自由基 纳米颗粒的粒径较小，烧结温度较低，可做成银浆或者涂层用 同波长的光照射下，超细银粉活化的程度也产生了差异，通过 ２．２光学领域 调节入射光的波长可以控制纳米银粉成长的取向，并制备出不 银纳米粒子表面分布着大量自由电子，当光线照射时，这 １５２【化 挥２０１８ｆ￣Ｅ０１Ｎ 些电子可以和入射光线发生作用产生等离子体共振，这种共振 ２．５生物医药领域 现象能使银粒子表面的局域场增强，这种效应被称为表面等离 子效应，利用这种效应可以对光的亚微米传播进行控制，并以 银具有良好的生物活性和相容性，在生物医药方面有着广 阔的发展潜力，它不仅可以做成超敏感生物传感器来检测ＤＮＡ 还可以用作某些生物蛋白分子或者药物的载体，并 此来制备相关的的产品，例如等离子体光子晶体管、全薄膜光 或者抗体，子等离子体电路等。银纳米材料在光电场作用下还可以产生 且银纳米颗粒的介入还能大幅增强蛋白酶的催化能力，在使用 表面等离子体共振效应，该效应可用于多种有机分子的拉曼散 过程中银的用量极少，且性质接近正常的天然生物组织，不会 射信号的增强，这在单分子检测和环境监测方面有着很大的应 对人体产生副作用，因此细胞可以在银纳米材料表面生长修复 用价值 。由于银纳米粒子的消光光谱对周围介质和粒子间 病变组织。银纳米材料还具有抗微生物的特性，并且不会引发 的距离很敏感，因此还可应用于物质检测领域。此外通过对银 病原体的突变，也不会导致病原体产生抗体，有效的克服了抗 纳米粒子的尺寸、形态、聚集状态的，可以改变银纳米粒子 生素的弊端 。还有学者提出利用纳米银粉的光学特性做一 的光学特性，这有助于其在光学元件上的使用。 种理想的显影剂，这将对疾病的诊断和监测起到有益作用。 ２．３催化领域 银纳米颗粒由于其粒径小、增加了化学反应过程中的接触 面积，其表面的电子态和键态和颗粒内部并不相同，表面的原 大提高，因此银纳米材料可用于催化工业领域 。银纳米颗粒 ３结语 纳米材料的研究是当今科学领域的一个热点，它不仅融合 了各种现代科学技术，而且为这些科学技术提供了新的研究思 于其性能优良、形态可控，成为各国研究的重点，随着制备方法 子配位不全会导致其活性位置增加，这都使得它的催化性能大 路和制备工艺。而其中金属纳米材料，尤其是银纳米材料，由 作为催化剂主要应用在两个方面：１，光催化反应，主要是Ａｇ， 的推陈出新，其应用潜力也被不断挖掘出来，而且已经在一些 ＴｉＯｚ复合物和Ａｇ／ＺｎＯ复合物等，它们与银纳米材料复合后能显 领域发挥着独特的作用。但由于人们对银纳米材料的形貌塑 示出更高的催化活性；２，化学反应，纳米银粉可用于乙烯氧化 造过程尚不是很了解，对不同形态的银纳米材料的形成机理还 催化和其他化工合成。 不清楚，还需要广大科研工作者继续开展相关工作。 ２．４抗菌领域 随着人们生活水平的提高，日常用物的抗菌性被重视起 参考文献： 『１】张丹慧，基于银纳米材料的制备及性能研究，南京理工 来。银粒子具有不错的杀菌效果，它自身带正电，可以吸附在 大学，２０１１． 带负电的微生物的细胞壁上，影响其正常的物质运输，缺少物 的安全性和持久性完全可以满足人们的日常需要。在涂料中 量的纳米银粉可以制成抗菌的健康餐具，在保鲜膜里掺入银纳 米颗粒可以阻止生鲜食品变质。银纳米颗粒的抗菌性比较稳 【２］莫博，阚彩侠，柯善林，等，银纳米片的研究进展，南京航 ［３］楚广，杨天足，等，纳米银粉的制备及应用研究进展，中 『４１任国庆，金属纳米材料的形态可控制备，浙江大学，２００８． 质和能量的微生物最终会因细胞壁破裂凋亡，并且银纳米颗粒 空航天大学，２０１２． 加入银纳米颗粒可以有效提高涂料的抗菌性，在陶瓷中掺入适 南大学，２００６． 『５１卢鹏荐，银纳米碗、纳米笼与中空多孔纳米片的制备研 究，武汉理工大学，２０１０． 定，即便是升高温度，仍能保持其优秀的抗菌性能 。 （上接第１５１页） 以问题探究式学习方式为主。根据学生自身特点选择适宜的 高职院校中大力开展数字化教学模式的探索，不断总结经验，教学方法与教学内容，因材施教。 三加强数字化资源库建设和教学平台建设。有序的网络 为国家的经济建设和发展培养量多质优的技能型人才。 参考文献： 【１】刘乐星．兰先芳．高辉辉．基于现代信息技术条件下 课程安排、教学内容安排、课程信息展现方式、关联程度能够增 强学生的自我效能感 ，增强学生学习效果。建设网络教学平 高职教学模式改革的探索【Ｊ】．软件工程师，２０１４，１７（８）：３８—４１． 台、教学资源中心等，进一步促进数字化教学模式的开展。 ｆ２１龚光军．高职院校数字化教学互动中的问题及改进［Ｊ］ 四全面考核学习效果。采取灵活多样的评价方式，课程评 ．技术与市场，２０１５，２２（３）：１４６—１４９． 价以“评价过程形成性、评价主体多元化、评价内容个性化、评 价结果实时化”为原则，为学生个性发展提供足够空间。 ．［３］龚安．基于ＶＢ的ｗｉｎｓｏｃｋ控件实现Ｃ／Ｓ网络通信Ⅱ［Ｊ】 科学技术与工程，２００６，６（１０）：１４４７—１４４９． ［４］帅晓华．高职院校数字化教学模式的创新研究［Ｊ］．新 课程研究，２０１５，７：８０—８１． 作者简介：国玲玲（１９８４一），女，硕士研究生，主要研究方向石油 项目：本文系辽宁石化职业技术学院课题ＬＳＨＹＹ１６１３研究 ５结语 信息化时代带来了新的信息运用技术手段和数字化资源， 高职院校的教学模式面临新挑战。数字化教学模式运用新型 对信息的获得、分析、后加工的能力，相互协作的团队精神及新 科技手段，将理论知识体系与课堂教学相结合，着重培养学生 化工。 科技的应用能力，这与高职教育的目的完美契合。因此，应在 成果 ２０１８年０１月化毒 卵Ｊ １５３
