氨基酸辅助合成多种形貌纳米材料的研究进展

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1、http://www.hxtb.org化学通报2011年第74卷第4期·325·氨基酸辅助合成多种形貌纳米材料的研究进展*李霞刘桂霞董相廷王进贤(长春理工大学化学与环境工程学院长春130022)摘要氨基酸等生物大分子作为一种特殊的表面活性剂，在合成特殊形貌纳米材料方面具有很大的应用潜力。本文综述了使用多种氨基酸辅助合成的不同形貌的纳米材料，包括一维纳米材料、雪花状纳米结构、三维纳米球等，并对生物科学和化学学科间的交叉发展进行了展望。关键词纳米材料氨基酸形貌制备ResearchProgressforVari

2、ousMorphologiesofNanomaterialswithAminoAcids-assistedSynthesis*LiXia，LiuGuixia，DongXiangting，WangJinxian(SchoolofChemistryandEnvironmentalEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022)AbstractAminoacidsandotherbiomacromoleculesasak

3、indofspecialsurfactantplayapotentialroleinpreparingnanomaterials.Inthispaper，anoverviewispresentedonthesynthesisofnanomaterialswithvariousmorphologiesincluding1Dnanomaterials，snowflake-likenanostructures，3Dnanospheresetc.byaminoacidassistedmethod，thepromi

4、singdevelopmentbetweenbiologicalandchemistryisalsoprospected.KeywordsNanomaterials，Aminoaicd，Morphology，Preparation纳米材料具有小的晶粒和大的表面积，以及由此产生的小尺寸量子效应和晶界效应，因而表现出一系列与普通多晶材料和非晶态固体有本质差别的性能，在电子信息、生物工程、航空航天、国防科技及日［1～5］常生活中有着广阔的应用前景。因此，近年来关于纳米材料的研究引起了广泛的关注。形貌和尺寸可控的

5、纳米材料，由于其独特的结构特性而具有特殊的力学、电学、光学、磁学和机械性能，已成为研究的热点。在纳米材料的合成过程中，通常需要加入表面活性剂来控制前驱体的成核和晶粒生长过程，这样不仅能够增加纳米粒子的稳定性和可分散性，有效控制粒子大小，而且还可以通过表面修饰基团间的类超分子相互作用(如氢键、范德华力、疏水相互作用)实现对纳米粒子的组装，从而形成一维(1D)、二维(2D)或三维(3D)量子点超晶格。另外，表面化学修饰还使纳米粒子在发光和非线性光学等方面显示［6～9］出不同于常规块体的性质。氨基酸是一种构成蛋

6、白质的重要生物大分子，在人类组织形成的过程中有着非常重要的作用，并且它有很多官能团(如—NH2、—COOH、—SH、—OH)和不同的结构，与无机离子和金属发生协同作用的趋势明显，可以作为很有效的自组装试剂。另外，氨基酸也可形成两性离子表面活性剂，这种表面活性剂通常是通过氨基与长链脂肪酸缩合而在氨基酸的氨基中引入疏水取代基，具有低毒、低刺激性、良好［10］的抗菌性、优越的水溶性和可生物降解性等优点。因此，引起了生物学家和化学家极大的注意和兴趣。根据氨基酸的等电点(pI)不同，可以将其分为酸性氨基酸(天冬氨酸

7、、谷氨酸)、碱性氨基酸(组氨［11］酸、赖氨酸、精氨酸)和中性氨基酸(苯丙氨酸、色氨酸、半胱氨酸、丝氨酸等)3类。目前，人们已经李霞女，28岁，研究生，从事纳米材料的研究.*联系人，E-mail:liuguixia22@yahoo.com.cn2010-04-28收稿，2010-11-01接受·326·化学通报2011年第74卷第4期http://www.hxtb.org采用不同的氨基酸及其它生物大分子辅助的方法成功合成出了不同尺寸、不同组成和不同形貌的纳米材料，本文就此进行了综述。11D纳米材料的制备1

8、.1硫化物纳米材料的合成简单、廉价、环境友好的液相生物分子协助法是一种制备各种纳米材料的很有前景的方法，由于生［12］［13～16］物分子的特殊结构，该法能够有效地被用来制备金属硫化物纳米材料。金属硫化物纳米材料往往在Na2S或者H2S存在的情况下制备，会放出带有刺激性气味的H2S气体。半胱氨酸因含有—SH［17］键，在反应过程中不仅起到络合剂的作用，而且也能够作为硫源参与反应，从而保护环境。Qian［18］等通过一种简单的生