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用作光電材料
空心微球可作為光電材料。空心球緊密堆積而形成“超晶格”結構,當這些空心球密排成三維周期的“晶格”結構后,性質出現極大變化。可能會在此結構中得到完全的光電子帶隙,光子在其中不會向任何方向傳播,就能夠抑制我們所不需要的光的自發傳播,而可以操縱光子的流向。這類材料在現代光電子器件中有重要應用。相關研究人員制備的空心球表現出明顯的量子尺寸效應,對紫外光吸收有明顯的藍移,而且在室溫下呈現出光致發光現象,發光帶的峰位在比塊狀CdS藍移了130nm,可以作為光電材料。
生物醫用材料
研究人員制備的空心多孔微球表面具有3D孔結構和敏感聚電解質外層。這種空心微球結構材料包裹藥物后利用其敏感特性進行控制藥物傳輸。還有研究人員將生物酶包裹在聚合物空心球中,得到新型生物功能材料;他們制備的含有蛋白質和高分子的空心球,可作為藥物載體注入生物體中。
催化材料
空心微球可作為催化材料。研究人員用去除模板法合成了金屬空心球,并研究了其作為催化劑的性能。研究發現,用空心球結構的Pd作催化劑,可多次使用而不失活。同樣的條件下,用的納米顆粒作催化劑,反應進行一次后,催化劑顆粒團聚,失去活性。這表明空心球結構的材料用作催化劑有明顯的優勢。此外,TiO2、CdS、ZnS等半導體材料的空心球結構常用作光催化材料。將這些材料的空心球撒在含有有機物的廢水表面上,利用太陽光可進行有機物降解。美國、日本已經利用這種方法對海上石油泄漏造成的污染進行處理。
輕體材料
空心球結構的硅酸鹽有良好的熱學性質和力學性質,將它們和鋁合金混合后,可用于制作機器人的手臂,這要比純鋁合金的材料輕,而且性能可以和鋁合金制作的相媲美。這種輕體材料在機械工程中有廣泛的應用前景。
新型建材
空心球材料特殊的力學、熱學性質,可以被作為輕質的隔熱、保溫、阻燃材料。由于空心球材料相對其固體材料有較小的密度,作為涂料的顏料或填料,具有質量輕、用料少等許多優點。人們研究還發現,一定內徑、殼層含有孔洞的空心球對某些波段的聲音有吸收,空心球材料有望被開發為聲吸收材料。因此,空心微球材料在建筑、裝磺材料、涂料工業等領域有很大的潛在應用價值。
資料來源:
周鵬:二氧化鋯陶瓷空心微球的制備工藝與表征,哈爾濱工業大學
(中國粉體網編輯整理/平安)
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