纳米碳管生物效应与安全应用

本书特色

《纳米碳管生物效应与安全应用》：丛书组织全国10余个研究机构的一线科研人员，近百人参与搜集、整理、编写工作。希望能够为读者提供*为广泛的纳米材料的毒理学知识和安全性应用的基础知识：包含在我国大规模生产和使用的纳米材料，生产规模还不大但是安全性争议很大的纳米材料，自然界没有而是完全人造的纳米材料等。并希望能够为保障国家纳米科技整体发展所需的安全性和国际竞争力做出贡献。

内容简介

本书涉及多学科交叉的研究领域，介绍了纳米碳管的性质、制备方法、表征方法、化学和功能化修饰，在生物医学领域的应用，对实验动物的整体毒性、细胞毒性、分子毒性，环境和生态毒理学，纳米材料的职业健康防护等内容，介绍了纳米碳管从合成到应用及可能对人体健康和生态环境带来的潜在危害、控制策略等比较全面且*新的进展。
　　本书可供纳米科学与技术、医学与药学、公共卫生学、纳米技术标准化管理(纳米安全标准)、环境生态保护等领域的读者及政府部门和纳米技术产业中规章制度的制定者和决策者阅读和参考。

节选

相关资料

插图：出必须有类似富勒烯结构的碳的碎片才可以形成SWCNT。从上述实验结果我们可以看出，SWCNT生长过程中固相的过程是很关键的，不过有些细节问题还没有解决。而化学气相沉积方法制备纳米碳管的过程是一个气固反应过程，该过程涉及几个步骤：反应物种吸附到催化剂表面，发生表面反应生成纳米碳管和气态副产物，气态产物从基底表面脱附。前期研究催化热解制备碳纤维的过程发现，其生长过程包括吸附在催化剂表面的碳源（如甲烷）被催化裂解成碳，碳在催化剂粒子中溶解扩散；当达到过饱和时，碳将以管的形式析出。如果催化剂粒子与基底表面的黏附力比较强，碳将会从粒子的上面析出，即底端生长模型；而催化剂粒子与表面的黏附力较弱时，碳将从粒子的下面析出，粒子会被不断生长的碳管举起，这样催化剂颗粒就会处于碳管的上端，即顶端生长模型。纳米碳管的生长过程也被认为遵循上述过程，因为在纳米碳管的顶端或底端都可以找到催化剂颗粒。这为纳米碳管生长动力学的研究提供了一些有趣的信息。Puretzky等通过测定He-Ne激光束从垂直定向生长的纳米碳管管束上获得的时间分辨的反射率，来直接观察纳米碳管生长的动力学过程。根据实验结果他们提出了一个动力学模型，指出前驱体催化热解的热活化过程可以视为一个低温行为。Einarsson等口发现纳米碳管生长的速率在开始阶段随着前驱体气压的增加而成正比上升，但是在一个固定的压力值就饱和了。如果生长温度提高，这个饱和气压值也升高。虽然催化化学气相沉积法机理研究可以借鉴碳纤维的生长机理，但是纳米碳管生长中还有一个重要的问题没有解决，就是催化剂颗粒为什么会失活或中毒。失活也许是一个外部因素造成的，如催化剂与基底的化学反应，原料扩散受阻；但也可能是生长过程本身的一部分（如生成了促使失活的副产物），也就是“自失活”过程。由于失活问题直接关系到纳米碳管连续生长的长度，因此成为目前CVD方法在机理研究中的一个重点，但是测定催化剂颗粒的寿命是实验上的一个难点。Chiashi等。和Kaminska等。*先使用拉曼光谱来实时跟踪纳米碳管的生长，因为拉曼光谱不仅可以提供动力学数据，还可以提供碳管的结构信息。Picher等。也报道了他们使用原位拉曼光谱研究SWCNT“自失活”过程的实验结果。他们的研究揭示了生长速率和生长寿命是反向相关的，根据生长条件的不同存在两种不同的规律。生长速率与寿命的表观活化能类似于生长过程中的缺陷愈合所需的活化能。因此他们提出纳米碳管生长过程中“自失活”是由于在催化剂颗粒与纳米碳管开口的界面处结构缺陷的增大，而这些边缘缺陷的热退火是延长生长寿命的一个重要方法。

作者简介

贾光，1968年10月生，分别于1990年、1993年获山东医科大学(现山东大学)预防医学学士、环境毒理学硕士学位，1996年子北京医科大学(现北京大学医学部)获工业毒理学博士学位并留校任教至今，2006年晋升为教授，博士生导师。兼任中华预防医学会劳动卫生与职业病专业委员会常委。自由基预防医学专业委员会常委兼秘书、《中华预防医学杂志》编委等职。2000—2002年子日本国立环境研究所研修。主要从事职业与环境有害因素健康效应研究，在国内外重要刊物上发表论文70余篇。