一、 微球的重要性
前段时间科技日报总编刘亚东列出包括芯片,飞机发动机等在内的35项中国给人卡脖子的技术,其中微球材料也是其中之一。大多数人可能很容易理解芯片和飞机发动机的技术难度及其重要性,但很少人可以理解微球为什么也这么重要这么难做。
我们所熟知的宏观球体如篮球,乒乓球,玻璃珠是如此之普通,而微球只不过是把这些球体做到足够“小”而已,为什么中国这么大的一个地区却做不了。其实很多技术的难度都是因为“小”造成的。芯片之所以难做就是因为里面的结构要**控制到纳米尺寸。乒乓球可以很容易通过模具做出来,而要把乒乓球做到纳米和微米范围的尺度其实难度是很大的。在微观尺度下,大家习以为常的宏观工具和制作技术已*不适用,需要全新的技术手段,使得宏观很容易的事情在微观变成高不可攀的技术难题。当然也正是因为小,让微球材料性能得到大幅度的提升,比如说微球表面效应和体积效应,一个乒乓球直径40毫米,重量2-3克。如果把乒乓球做到直径40纳米微球,由于1毫米是106纳米,因此一个普通乒乓球就可以做出1018个直径40纳米微球。其表面积有5000多平米,相当与5个足球场大小,同样重量的40纳米微球与40毫米乒乓球相比表面积增加了1012倍,因此纳米微球表面吸附能力也增加了1012倍。当尺寸变小,表面吸附能力大幅度增加还是一个物理量变的过程,而某些物质小到一定程度时,其性能还会出现质的变化。比如说**点就是有一类物质当尺寸小到纳米尺度时,这些物质就会发生质的变化,由原本不发光的物质变成会发光的物质,而且发光的颜色或波长与尺寸还有关系。因此只要控制这些物质的尺寸就可以控制这类物质的发光波长。材质不变,只依靠尺寸的变化就可以改变其性能的**变化就是纳米技术领域兴起的重要原因之一。
一、 纳米微球的应用领域
纳米微球的应用较其广泛,几乎渗透到所有的产业:无论是新医l药,平板显示,食品安全检测,医l疗诊断,还是水处理,节能环保,石油化工,*安全等都离不开先进纳微米球材料。
在制药领域: 纳米孔道结构的微球材料具有较高的比表面积(1克微球材料的比表面积相当于一个足球场的面积),因此具有较强的吸附性能,如果在微球表面键合特殊功能基团使它可以选择性吸附某些物质,这一特性使得纳米微球材料成为所有生物药和**药分离纯化过程中不可缺少的材料,另外气相和液相色谱是当今医l药分析检测较l常用的方法,而色谱核心的材料就是微球材料。在药l物制剂领域,微球也是理想的药l物缓控释的载体,当有效组份负载在空心或多孔的纳米微球载体中可以使药l物在人体里缓慢释放,以减小药l物的毒负作用,增加药l物的有效性。由磁性材料组成的多孔微球可作为靶向释药系统的载体,在外加磁场的作用下,将药l物载至预定区域,可使免l疫磁性微球上的抗l癌药l物更易与癌细胞接触,提高了杀伤癌细胞的效果。
微球在血液净化领域:微球可以替代肾l脏用来去除血液有毒物质,治l疗和延长病l人寿命。微球是制造人工肾的关键材料。
微球在计量领域:粒径高度均一的微球可以作为标准颗粒用于精l确测量常规尺子无法计量的纳米尺寸的物质,标准颗粒作为计量工具也可用于矫正精密计量仪器。
微球在医l疗诊断领域:功能化微球如磁性微球,多色荧光编码微球可广泛地应用于免l疫分析,进行多样品或多标靶的高通量检测。由于微球的使用,使我们可以更**,方便地进行疾病检测和诊断。