第1章 碳纳米管的基本概念与性质 1
1.1 纳米材料与碳纳米管 1
1.1.1 纳米科技及应用 1
1.1.2 纳米材料及其结构与特性 1
1.1.3 碳纳米管简介 3
1.2 碳纳米管的结构与基本性质 3
1.2.1 碳纳米管的结构 3
1.2.2 碳纳米管的基本性质 4
1.3 碳纳米管的制备与应用 6
1.3.1 碳纳米管的制备及处理 6
1.3.2 碳纳米管的应用 7
1.4 碳纳米管安全性研究 9
1.4.1 国内外纳米材料生物安全性的研究现状 9
1.4.2 碳纳米管的生物学效应研究成果及进展 10
1.4.3 碳纳米管在医学中的应用 13
1.5 碳纳米管复合材料研究现状 14
1.5.1 碳纳米管／聚合物复合材料 14
1.5.2 碳纳米管／金属／陶瓷复合材料 15
1.5.3 碳纳米管生物复合材料的研究 16
1.6 小结 16
参考文献 16
第2章 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料 25
2.1 羟基磷灰石的结构特点及其制备技术 25
2.1.1 羟基磷灰石的结构特点 25
2.1.2 羟基磷灰石制备技术 25
2.1.3 羟基磷灰石复合材料 28
2.1.4 化学沉淀法制备羟基磷灰石粉体及其表征 30
2.2 碳纳米管／羟基磷灰石复合粉体制备与表征 40
2.2.1 碳纳米管／羟基磷灰石复合粉体的机械混合制备技术 40
2.2.2 羟基磷灰石在碳纳米管表面的自组装技术 42
2.3 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料的制备 58
2.3.1 复合材料的成分及工艺设计 58
2.3.2 复合材料的成形工艺 59
2.3.3 复合材料的烧结工艺研究 60
2.3.4 复合材料的微观结构特点 61
2.4 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料的力学性能与强韧化机制 68
2.4.1 复合材料的强度及韧性 68
2.4.2 复合材料的增韧机制分析 71
2.5 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料的生物相容性研究 72
2.5.1 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料的体外细胞毒性研究 73
2.5.2 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料植入动物体内的组织学观察 77
2.5.3 碳纳米管／羟基磷灰石复合材料植入动物体内的分子生物学实验研究 84
参考文献 88
第3章 碳纳米管／磷酸钙骨水泥复合材料 92
3.1 磷酸钙骨水泥的制备与性能研究 92
3.1.1 α-磷酸三钙骨水泥的制备与性能研究 93
3.1.2 磷酸四钙骨水泥的制备与性能研究 97
3.1.3 高温αH-磷酸三钙骨水泥的制备与性能研究 98
3.1.4 β-磷酸三钙骨水泥性能初探 102
3.2 碳纳米管／磷酸钙骨水泥复合材料的制备与表征 104
3.2.1 碳纳米管／磷酸钙骨水泥复合材料的制备与性能研究 105
3.2.2 碳纤维／碳纳米管／磷酸钙骨水泥复合材料的制备与性能研究 110
3.2.3 骨水泥及其复合材料中的气孔 112
3.3 碳纳米管／磷酸钙骨水泥复合材料的强韧化机制 113
3.3.1 碳纳米管的结构及表面性能 114
3.3.2 羟基磷灰石的结构及骨水泥水化过程 115
3.3.3 羟基磷灰石在碳纳米管上的生长模型 116
3.3.4 碳纳米管在复合材料中的增强机制 119
3.4 碳纳米管／磷酸钙骨水泥复合材料的生物相容性与骨传导性 120
3.4.1 骨水泥复合材料的血液相容性 120
3.4.2 骨水泥复合材料的骨传导性 120
参考文献 124
第4章 凋亡肿瘤用碳纳米管热种子复合材料 126
4.1 肿瘤热疗机制与热种子材料研究现状 126
4.1.1 肿瘤热疗的生物学机制简介 126
4.1.2 肿瘤热疗存在的主要问题 127
4.1.3 纳米材料在肿瘤热疗中的应用 128
4.1.4 碳纳米管复合热种子材料及其热凋亡技术设计 128
4.2 多壁碳纳米管的生物学效应研究 129
4.2.1 概述 129
4.2.2 碳纳米管安全性实验 130
4.2.3 实验结果与讨论 131
4.2.4 小结 144
4.3 多壁碳纳米管的表面修饰 145
4.3.1 碳纳米管的纯化氧化处理及分散性研究 145
4.3.2 羟基磷灰石对碳纳米管表面修饰的研究 149
4.3.3 四氧化三铁对碳纳米管表面修饰的研究 152
4.3.4 壳聚糖对碳纳米管表面修饰的研究 156
4.3.5 小结 160
4.4 碳纳米管生物复合材料的吸波性及热效应研究 161
4.4.1 碳纳米管生物复合材料的吸波性能的研究 161
4.4.2 碳纳米管生物复合材料的粉体热效应研究 165
4.5 热疗用温敏凝胶的制备 167
4.5.1 壳聚糖-甘油磷酸钠温敏凝胶的制备 167
4.5.2 结果分析 168
4.5.3 小结 173
4.6 载有热种子的热疗用壳聚糖温敏凝胶的制备 173
4.6.1 实验过程 173
4.6.2 实验结果讨论 174
4.6.3 小结 180
4.7 热疗用温敏凝胶的细胞毒性研究 180
4.7.1 实验准备 181
4.7.2 实验过程 181
4.7.3 结果分析 183
4.7.4 小结 186
4.8 肿瘤热凋亡动物实验结果简介 187
4.8.1 实验方法 188
4.8.2 实验结果 190
4.8.3 小结 191
4.8.4 展望 192
参考文献 193
第5章 碳纳米管／铁氧体低频微波吸收材料 198
5.1 电磁波吸收材料与吸波机制简介 198
5.1.1 铁氧体吸波材料 198
5.1.2 纳米吸波材料 198
5.1.3 手性吸波材料 199
5.1.4 高分子导电聚合物吸波材料 199
5.1.5 多晶铁纤维吸波材料 199
5.1.6 坡莫合金吸波材料 200
5.1.7 吸波材料研究发展趋势 200
5.1.8 电磁波与电磁波吸收材料的作用原理 200
5.2 纳米Fe3O4包覆碳纳米管吸波材料 201
5.2.1 实验方案及技术路线 202
5.2.2 实验原料与电磁性能测试 202
5.2.3 复合材料粉体的制备与表征 205
5.2.4 复合材料粉体制备工艺的优化 208
5.2.5 复合材料粉体微波吸收性能测试及分析 213
5.2.6 复合材料粉体热效应测试及分析 218
5.3 碳纳米管-锂锌铁氧体纳米核壳结构的制备与表征研究 219
5.3.1 实验过程 220
5.3.2 结果与讨论 220
5.4 碳纳米管-二氧化硅纳米核壳结构的制备与表征研究 221
5.4.1 实验过程 222
5.4.2 结果与讨论 222
参考文献 225
第6章 碳纳米管增强金属间化合物复合材料 228
6.1 金属间化合物Fe3Al粉体的制备 229
6.1.1 粉体制备工艺 229
6.1.2 MA过程中Fe3Al粉体的典型形貌和反应机理 229
6.2 CNTs/Fe3Al复合粉体制备与表征 232
6.2.1 碳纳米管及其纯化 232
6.2.2 复合粉体的制备 232
6.2.3 测试与表征方法 233
6.2.4 结果与讨论 233
6.3 CNTs/Fe3Al复合材料制备与表征 236
6.3.1 实验过程 236
6.3.2 实验结果 237
6.4 CNTs/Fe3Al复合材料的力学性能与微观结构研究 245
6.4.1 实验过程 245
6.4.2 CNTs/Fe3Al复合材料的力学性能研究 246
6.4.3 CNTs/Fe3Al复合材料的增韧机理探索 247
6.4.4 小结 256
参考文献 256
第7章 碳纳米管增强酚醛树脂／石墨双极板复合材料 259
7.1 质子交换膜燃料电池双极板材料及要求 259
7.1.1 质子交换膜燃料电池简介 259
7.1.2 双极板材料的要求 259
7.1.3 问题的提出与新材料研究 260
7.2 碳纳米管增强酚醛树脂／石墨双极板复合材料制备 261
7.2.1 研究内容 261
7.2.2 实验用原料与仪器设备 261
7.2.3 酚醛树脂／石墨复合材料的制备过程 262
7.2.4 碳纳米管增强酚醛树脂／石墨复合材料的制备 263
7.2.5 碳纳米管增强酚醛树脂／石墨复合材料性能测试与表征方法 265
7.3 碳纳米管增强酚醛树脂／石墨复合材料的制备工艺研究 267
7.3.1 实验过程 267
7.3.2 结果与分析 268
7.3.3 小结 276
7.4 碳纳米管改性与增强机制 276
7.4.1 Fenton试剂法对碳纳米管改性机理探索 277
7.4.2 碳纳米管复合材料的增强机理探索 279
7.4.3 小结 282
参考文献 283
第8章 碳纳米管／羟基磷灰石复合涂层的制备与微观结构研究 286
8.1 碳纳米管／羟基磷灰石复合涂层的制备 287
8.1.1 碳纳米管的纯化 287
8.1.2 羟基磷灰石均匀包覆碳纳米管复合粉体的制备 287
8.1.3 基体钛的表面处理及有序排列的TiO2纳米管阵列的制备 287
8.1.4 TiO2纳米管阵列／碳纳米管／羟基磷灰石复合涂层的制备 288
8.2 碳纳米管／羟基磷灰石复合涂层的微观结构研究 288
8.2.1 纯化前后碳纳米管的微观结构分析 288
8.2.2 羟基磷灰石均匀包覆碳纳米管复合粉体的微观结构 289
8.2.3 有序排列TiO2纳米管阵列的微观结构 289
8.2.4 TiO2纳米管阵列／碳纳米管／羟基磷灰石复合涂层的微观结构 289
8.3 小结 295
参考文献 296