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静电纺丝制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维及其功能化的开题报告

1.背景和研究意义：

二氧化硅是一种重要的无机材料，具有许多优异的物理化学性质，如高比表面积、化学惰性、耐酸碱、优异的热稳定性和生物相容性等。因此，二氧化硅纳米材料应用广泛，如催化剂、光催化材料、电化学技术、传感器、生物医学应用等领域。

多孔/中空二氧化硅纳米纤维作为一种新型的纳米材料，由于其纳米级别的孔隙和中空结构，具有较大的比表面积和孔隙率，优异的生物相容性和分子选择性，并且易于表面修饰等优点。因此，多孔/中空二氧化硅纳米纤维在药物传输、生物医学成像、生物传感器等方面具有广泛的应用前景。

静电纺丝是一种简单、高效的制备纳米纤维的技术，其制备的纳米纤维具有较高的比表面积、良好的机械性能和灵活性，可以用于制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维。因此，本研究旨在探讨静电纺丝制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维的条件及其功能化，并评估其在生物医学领域的应用。

2.研究内容：

(1)优化静电纺丝制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维的条件，调整静电纺丝的电压、电流、喷孔直径和喷液浓度等参数，探究其对纳米纤维形态和孔隙结构的影响。

(2)采用微观测试和表征手段，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）等，对制备的多孔/中空二氧化硅纳米纤维进行形态和结构表征。

(3)对制备的多孔/中空二氧化硅纳米纤维进行功能化，如通过表面修饰和化学改性等手段，增强其生物医学应用的能力，如探究其在药物传输、生物医学成像和生物传感器等方面的应用。

3.研究意义与创新点：

(1)优化静电纺丝制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维的条件，在材料制备方面具有理论和实践的指导意义，可推动静电纺丝技术向多孔/中空结构的纳米纤维制备方向拓展。

(2)制备的多孔/中空二氧化硅纳米纤维具有较高的孔隙率和比表面积，能够用于制备纳米级别的生物医学材料，具有广泛的应用前景。

(3)对多孔/中空二氧化硅纳米纤维进行功能化，可以赋予其更多应用能力，拓展其在生物医学领域的应用范围。

4.研究方法：

(1)采用静电纺丝技术制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维，并通过SEM、TEM等手段进行形态和结构表征。

(2)采用FT-IR等手段对制备的多孔/中空二氧化硅纳米纤维进行化学组成分析。

(3)进行多孔/中空二氧化硅纳米纤维的表面修饰和化学改性，如引入有机基团和功能化分子，并评估其生物医学应用的能力。

5.预期研究结果：

(1)优化静电纺丝制备多孔/中空二氧化硅纳米纤维的条件，制备出具有较高孔隙率和比表面积的纳米纤维。

(2)对制备的多孔/中空二氧化硅纳米纤维进行形态和结构表征，并对其进行化学组成分析。

(3)进行多孔/中空二氧化硅纳米纤维的表面修饰和化学改性，增强其在生物医学领域的应用能力，如探究其在药物传输、生物医学成像和生物传感器等方面的应用。

6.参考文献：

(1)ZhangX,LiJ,ZhouQ,etal.Electrospinningproductionofporoussilicafibers[J].Journalofcolloidandinterfacescience,2007,308(1):156-160.

(2)TavakoliJ,RashidiAM,DavaranS,etal.Electrospuninorganicnanofibers:aversatilematerialforbiomedicalapplications[J].BiomedicinePharmacotherapy,2018,98:276-296.

(3)KeithC,DressickWJ,MaH.Synthesisandbiomedicalapplicationsofhollowandporousmagneticnanoparticles:Areview[J].Journalofbiomedicalnanotechnology,2015,11(5):701-718.

(4)TangX,PanX,HuY,etal.Synthesisandbiomedicalapplicationsofmesoporoussilicananoparticles[J].NanoResearch,2020,13(1):14-48.