銀納米粒子是一種新興的功能材料，其作為納米顆粒的一種，具有納米粒子所特有的表面效應、體積效應、量子尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等性質，顯示出不同于常規(guī)材料的熱、光、電、磁、催化和敏感等一系列優(yōu)異的物理、化學性能，因此，廣泛用作催化劑材料、低溫超導材料和生物傳感器材料等。此外，銀納米粒子，毒性低，對生活中許多種類的細菌、真菌和病毒具有不同程度的抑制作用，同時具有除臭及吸收部分紫外線的功能，因而可應用于醫(yī)藥行業(yè)和化妝品行業(yè)。  

 

近年來，以銀納米粒子填充聚合物合成功能性復合材料已經取得很大進展。納米復合材料分散相與基體相之間的界面面積特別大，如分散相粒徑為15～20nm 時，其界面面積高達 160～640m2/g。當分散相和基體的性質充分結合起來時，理想的界面粘接性能可消除其與有機物基體熱膨脹系數不匹配的問題，由此可充分發(fā)揮銀納米粒子的優(yōu)異力學性能高、耐熱性等；同時，由于復合材料熔體和溶液的流變性能與高聚物相似，因此對多種類型的成型加工有廣泛的適應性。此類復合材料在具有了銀納米粒子和聚合物的優(yōu)良特性的同時，還可賦予材料一些特異或新的功能。  

 

穩(wěn)定分散的銀納米粒子是制備銀/聚合物納米復合材料的前提。銀納米粒子的制備方法一般可以分為物理法和化學法兩大類。物理法適用于對銀納米粒子的尺寸和形狀要求都不高的產業(yè)化制備?；瘜W法合成的銀納米粒子主要應用于對納米粒子性能要求較高的光學、電學和生物醫(yī)學等領域，其關鍵技術是如何控制顆粒的尺寸、較窄的粒度分布和獲得特定而均勻的晶型結構。  

 

最常用的化學方法是液相化學還原法。此法是利用化學反應中的氧化還原、熱分解和水解等原理，在液相中將銀鹽中的銀陽離子還原成原子銀，從而制備出銀納米粒子。液相法工藝簡單，易于操作，是最具有實用價值的方法之一。根據不同的反應介質和體系特性，它可分為溶膠-凝膠法、沉淀法、微乳液法和離子液體法等。

 

 

以下就溶膠-凝膠法制備銀納米例子做簡單介紹。

 

溶膠-凝膠法制備納米顆粒的基本原理是：將醇鹽或金屬的無機鹽水解，然后將溶質聚合凝膠化，再將凝膠干燥、焙燒，最后得到納米粉末。此法制得的產品純度高，顆粒均勻且細小，過程容易控制，凝膠顆粒自身的燒結溫度低，但凝膠顆粒之間燒結性差，干燥時收縮性較大。Nersisyan 等在十二烷基磺酸鈉存在的條件下，先將 AgNO3 轉化為 Ag2O中間體，然后分別用水合肼、甲醛、葡萄糖作還原劑還原 Ag2O，合成出粒徑為20~60nm 的銀粒子，并且，在不同的還原劑作用下，所得到的銀粒子的尺寸和分布也有所差別。Chen 等用“一鍋法”合成了由聚丙烯酰胺穩(wěn)定的納米銀膠。在無引發(fā)劑的條件下，銀離子的還原和丙烯酰胺的聚合同時進行。模擬光散射和紫外-可見分析表明所得銀膠為納米銀和氧化銀的混合粒子。另外，他們還用類似的方法在油酰胺-液體石蠟體系中合成了穩(wěn)定的單分散銀納米粒子。這表明，改變反應介質可得到組成、粒子尺寸均不同的納米粒子。因此，利用溶膠-凝膠法通過改變一定的反應條件，可以得到尺寸可控的銀納米粒子。

 

 

銀/聚合物納米復合材料 

 

金屬/聚合物納米復合材料的制備技術在當前納米材料研究中占有極其重要的地位。與通常的聚合物無機填料體系相比，銀納米粒子均勻分散在有機高分子基體中，并不是無機相與有機相的簡單加和，而是通過聚合物的每一個分子提供多個連接部位同時與顆粒作用，而非常有效的將其固定，并且還能通過靜電、氫鍵、電荷轉移及其它作用來形成各種納米結構的自組裝，對納米微粒起到很好的保護作用。因此，銀納米復合材料的制備技術與其結構和性能之間存在著密切關系。

 

銀/聚合物納米復合材料大致可分為兩種類型：

第一種是 0-2 型復合材料，即把銀納米粒子分散到二維的薄膜材料中；

 

第二種是 0-3 型復合材料，即把銀納米粒子分散到常規(guī)的三維固體中。

 

核殼式復合粒子即為此類型，它可以使不同材料的復合從宏觀尺度發(fā)展到微觀尺度，這種嶄新的“復合技術”已引起人們的廣泛關注。  

 

制備銀/聚合物納米材料的方法有原位法，包括原位聚合法和原位生成法。前者就是首先合成出銀納米粒子，然后將納米微粒與單體混合均勻，在適當條件下引發(fā)單體聚合。一般僅限于 0-3 型銀/聚合物基納米復合材料的制備。原位生成法是在聚合反應單體聚合的過程中同時生成銀納米粒子，既適用于 0-3 型復合材料也適用于 0-2 型復合材料的制備。

 

 

 電紡制備銀/聚合物復合纖維  

 

納米復合物結合了金屬納米微粒的獨特性能和聚合物納米纖維的優(yōu)異性能。因此，金屬/聚合物納米復合物可應用于催化劑、光子和電傳感器、過濾器和人造組織。在參與形成此類復合纖維膜的金屬中，銀納米粒子因其具有非凡的催化反應性、抗菌性、以及電傳導性等特性而尤其引人注目。

 

銀/聚合物復合纖維可通過銀/聚合物電紡方法來制備。通常聚合物纖維直徑由微米級(10μm~100μm)降至納米級(10nm~100nm)時，纖維將具有一些特殊的性質，如比表面積大、孔隙率高等。這種特殊的性能使聚合物超細纖維在很多重要領域具有很好的應用前景。與其它類型的敷料相比，電紡膜傷口敷料具有很高的孔隙率和良好的氧氣透過率，其質量輕、柔韌性好，它的孔結構既可以使傷口的液體及時滲出又能保證傷口保持一定的濕潤性，還能防止細菌的入侵，創(chuàng)造組織生長的良好環(huán)境。因此，靜電紡絲制備的超細纖維膜的結構特點使它在組織工程支架、皮膚修復和創(chuàng)傷敷料等生物醫(yī)學領域有廣闊的應用前景。將銀納米粒子引入到聚合物纖維中，可大大增強纖維的抗菌性能，從而進一步擴大其在創(chuàng)傷醫(yī)學中的應用范圍。

 

納米粒子/聚合物復合纖維的主要制備方法有兩種：

 

一種是將纖維進行表面后處理，如將納米粒子的膠體溶液或由載體吸附的納米粒子通過浸漬或浸軋的方法，使其復合于纖維表面。后一種方法制得的納米纖維，納米粒子裸露在纖維表面，性能發(fā)揮的更充分，但納米粒子與纖維表面的結合力主要為物理吸附和機械錨定，很容易使粒子脫落而失去有效性能。

 

另一種是將納米粒子與聚合物基體進行共混紡絲，使納米粒子復合于纖維的內部或表面，通過基體與粒子的鍵合作用，使粒子與聚合物纖維牢固結合。

 

制備鍵合型銀/聚合物復合纖維的具體措施有兩種：

 

其一，電紡含有硝酸銀的聚合物溶液，得到含有 Ag+的纖維，然后再將纖維中的 Ag+還原為 Ag0。但這樣很容易使銀納米粒子聚集且聚合物溶液粘度較大，很難將銀粒子均勻分散在聚合物纖維中；

 

其二，將銀納米粒子均勻分散于聚合物溶液中，得到納米銀/聚合物復合膠乳，再進行電紡，從而得到銀納米粒子分散良好的纖維膜。目前，已有許多研究人員將電紡技術和納米技術結合起來，制備出了含有銀納米粒子的抗菌型聚合物纖維。Hong 等通過電紡制備出 AgNO3/PVA納米纖維膜，再通過熱處理將纖維中的 Ag+還原成銀納米粒子，從而得到了含有銀納米粒子的 PVA 納米纖維，抗菌測試結果表面，所制備的納米纖維具有較高的抑菌性，可用于皮膚敷料。