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128当代化工研究Chenmical Intermediate技术应用与研究环境工程2018·11纳米粒子的绿色合成技术及其应用＊李明睿（浙江省严州中学新安江校区 浙江 311607）摘要：纳米技术是在纳米尺寸上研究物质的制备、组成及其应用的方法。纳米技术的巨大发展开辟了材料科学和工程领域的新的发展方向，并且纳米结构已经被广泛应用于生物医学、催化、电子、机械以及环境修复领域。到目前为止，传统制备纳米结构的方法常常涉及到有毒有害的试剂和苛刻的合成条件，例如高温高压，并且成本较高，合成过程中产生的有害物质对环境也会产生恶劣的影响。因此，采用绿色合成技术制备纳米结构引起了人们的极大兴趣和关注。本篇综述主要突出合成纳米粒子绿色技术，及其在生物医学和农业等各个领域的潜在应用，为后面的研究工作提供了一定的指导。关键词：纳米粒子；绿色合成技术；应用中图分类号：T 文献标识码：AGreen Synthesis Technology of Nanoparticles and Its ApplicationLi Mingrui（Xinanjiang Campus of Yanzhou Middle School in Zhejiang Province, Zhejiang, 311607）Abstract：Nanotechnology is a method to study the preparation, composition and application of materials on the nanometer scale. The huge development of nanotechnology has opened up a new development direction in material science and engineering, and nanostructures have been widely used in biomedical, catalytic, electronic, mechanical and environmental remediation fields. Up to now, the traditional method of preparing nanostructures often involves toxic and harmful reagents and harsh synthesis conditions, such as high temperature and high pressure, and the cost is high. The harmful substances produced in the synthesis process will also have a bad impact on the environment. Therefore, the preparation of nanostructures by green synthesis technology has attracted great interest and attention. This article mainly highlights the green technology for synthesizing nanoparticles and its potential applications in various fields such as biomedicine and agriculture, which provides some guidance for future research.Key words：nanoparticles；green synthesis technology；application1.前言传统方法制备纳米材料成本较高，并且制备时间较长，所使用的保护剂和还原剂也是有毒有害的化学试剂，因此所制得的纳米材料对我们的生存环境会造成一定的污染。近年来，随着人们环保意识的提高，科研人员也在花费大量的人力物力去开发更加环保的方法制备纳米颗粒，不仅要降低对环境的危害，并且希望在医疗体系领域中发挥重要的作用。因此，绿色合成技术走入科研工作者的眼中，通过绿色合成技术得到的纳米粒子具有环境友好型的特点。传统的方法分为自上而下和自下而上方法，自上而下的方法是通过机械外力将快递材料变成纳米级别的颗粒，而自下而上是通过化学变化先得到晶核再逐渐形成纳米颗粒。如图1所示，自下而上方法具有可分为超临界流体、溶胶-凝胶技术，而自上而下方法包括光刻技术等。这些技术制备纳米材料的过程不仅耗时，耗能源，更重要的是多数制备过程采用的还原剂和保护剂都是有毒有害的化学试剂，所得到的纳米材料对环境造成一定的影响。纳米材料合成的方法自下而上超临界流体 使用模块 溶胶-凝胶工艺2.纳米材料的绿色制备方法纳米技术是一个新兴领域，致力于创建，改进和利用先进生物技术的纳米级结构。正如许多研究报道的那样，纳米粒子的常规合成方法使用有机溶剂，有毒化学品和不可生物降解的稳定剂。与常规方法相比，绿色合成避免了合成过程中的有毒化学和非极性溶剂以及合成添加剂或封端剂，从而不会对环境产生潜在的危害。纳米材料的绿色合成包括微生物合成和植物合成，通常具有成本效益，生物相容性，无毒性和环保性等特点。微生物合成是指利用微生物如细菌，真菌，酵母和病毒作为制造纳米材料的还原剂，植物合成利用植物的一部分作为还原剂，例如叶，茎皮和根茎。使用天然可用材料作为还原和封端剂的纳米颗粒的合成在绿色纳米技术领域中变得流行。到目前为止，许多金属纳米粒子如银，金，铁，铜和锌已经通过绿色合成程序成功制造。(1植物制备法 自上而下蚀刻（化学） 溅射（动能） 电爆炸图1 纳米材料的制备方法由于植物提取物的快速，环保，无毒，经济的方案，植物作为金属或金属氧化物纳米材料制造的还原剂的使用已引起关注。植物提取物，如蛋白质，氨基酸，酚类，皂苷，萜类和维生素，具有药用价值，对环境无害。这些提取物既可作为纳米材料的还原剂和封端剂，也可用于植物提取物中的多酚和咖啡因，具有抗氧化性。绿茶已成为纳米级ZVI合成中提取还原剂最广泛使用的原料之一。绿茶水提取物含有（-）-没食子儿茶素没食子酸酯（GCG，>45%）， （-）-表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG，36-40%）， （-）-表没食子儿茶素（EGC0.7%-2.3%），和（-）-表儿茶素（EC0.5-2.2%），具有杀菌和抗氧化活性。这些酚类化合
2018·11技术应用与研究环境工程Chenmical Intermediate当代化工研究129物负责铁离子的还原和铁纳米粒子的分散。红茶是另一种广泛使用的源植物，用于提取纳米零价铁合成中的还原和稳定剂[34,68,69]。属于combretaceae科的Terminalia chebula果实也是有害的六价铬离子到三价铬离子的良好还原剂。果实中存在的主要植物成分是可水解的单宁，没食子酸，螯合酸，螯合鞣花单宁和没食子酸酯。(2微生物制备方法微生物的使用已经成为用于合成各种无机金属/金属氧化物纳米颗粒的新技术，其颗粒形状，尺寸和单分散性取决于工艺参数。由于其不寻常的光学，化学，光电化学和电子性质，使用生物实体合成无机金属纳米粒子已经获得了极大的关注。例如，TiO2纳米颗粒的合成使用乳杆菌得到。 Bansal等人报道了使用真菌物种合成二氧化硅和二氧化钛纳米粒子，他们发现真菌分泌了细胞外21和24kDa蛋白，这种蛋白负责六氟钛酸盐复合物水解转化为球形二氧化钛纳米颗粒，细菌的细胞壁用作纳米颗粒的微尺度载体基质，从而防止它们聚集并使该结合有希望用于消毒技术。纳米颗粒被生物合成。3.绿色纳米粒子的应用领域领域应用荧光生物标签，药物和基因传递，病原体和蛋白质的生物医学检测，免疫测定，疾病诊断程序，用于检查DNA结构的探针，组织工程，支架制备和生物分子或细胞的纯化农业纳米传感器和基于纳米的智能传输系统在农业害虫检测中的应用。 纳米胶囊在除草剂侵入中的作用环境生物修复，表面涂层，油漆中的零价铁纺织工程纳米织物和医用敷料生物传感器和电化学传半导体纳米粒子在生物传感器，水净化系统中感器表1 纳米粒子的应用领域纳米粒子在生物学或医学中有许多应用，包括用作荧光生物标记，药物和基因传递，病原体和蛋白质检测，免疫测定，疾病诊断程序，DNA结构检测探针，组织工程，支架制备和生物分子或细胞的纯化。纳米颗粒目前用于制备三维支架，用于工程化骨和软骨的细胞和组织。此外，纳米颗粒广泛用于药物递送，这导致其被称为智能药物或诊断学的材料中的疾病的治疗，预防或诊断相关的特殊功能。农业中使用纳米传感器和纳米智能传输系统来检测植物中有害生物，病毒和土壤养分的含量。此外，这些颗粒可用于监测各种环境压力，如盐度，干旱和重金属的存在。纳米胶囊用于通过角质层和组织侵入除草剂，允许缓慢而规则地排出除草剂或基因等活性物质。零价铁是一种众所周知的修复剂，因为它可用于渗透性反应屏障。这些屏障可有效地用于处理受到不同污染物污染的地下水和土壤，如重金属 （砷或铬）或卤代烃（全氯乙烯或三氯乙烯）。由于最近开发了用于生产零价铁纳米颗粒的绿色纳米技术方法，该材料的使用次数在环境修复方面已经增加。它们的高表面积与其高反应性相关，这使它们成为能够转化/降解土壤和水中污染物的优异试剂。金属，氧化物和半导体纳米粒子用于构建电化学传感器和生物传感器，用于固定生物分子，催化电化学反应和标记生物分子或蛋白质。还可以用纳米颗粒固定DNA以产生电化学DNA传感器。已经测试了纳米银生物结合物的抗菌和杀虫剂吸附能力，以确定这些颗粒是否适用于水净化 技术。4.结论与展望 本文总结了各种绿色方法生产纳米粒子的研究工作。突出用于合成纳米结构的各种绿色试剂，例如来自植物的提取物和微生物材料。文献表明，已经探索了植物和微生物材料用于合成纳米材料，并发现可用于生物医学、农业、环境和纺织工程以及生物传感器领域。笔者认为为了实现纳米材料合成的可持续性，需要进行更多的研究，以探索更多的普通的本地可用资源来进行生产铁纳米材料。•【参考文献】[1]Behera, M. and S. Ram, Inquiring the mechanism of formation, encapsulation,and stabilization of gold nanoparticles by poly(vinyl pyrrolidonemolecules in 1-butanol.Applied Nanoscience,2014.4(2:p.247-254.[2]Klefenz,H.,Nanobiotechnology:From Molecules to Systems.Engineering in Life Sciences,2004.4(3:p.211-218.[3]Baker,S.,et al.,Plants:Emerging as Nanofactories towards Facile Route in Synthesis of Nanoparticles. Bioimpacts,2013.3(3:p.111-117.[4]Allen,T.M.and P.R.Cullis,Drug delivery systems: entering the mainstream. Science,2004.303(5665:p.1818-1822.[5]Ali,D.M.,et al.,Biosynthesis and characterization of silver nanoparticles using marine cyanobacterium, Oscillatoria willei NTDM01.Dig J Nanomater Biostruct 6:385-390.Digest Journal of Nanomaterials & Biostructures,2011. 6(2:p.385-390.[6]Bhat,R.,et al.,Photo-bio-synthesis of irregular shaped 