硅藻纳米技术的进展和新兴应用

本书围绕硅藻的物种起 源以及其生存环境进行了描 述，从硅藻的物种多样性、 孔隙度、环境平衡以及与流 体环境响应作用机制进行了 多方位的介绍，并且按照其 在不同领域中的应用，从海 洋生物学、遗传学、生态学 、材料科学、纳米科学、工 程学、光学、电子学、医学 和农学等方面介绍了硅藻纳 米技术的最新进展和新兴应 用。 本书可作为在硅藻纳米 技术领域从事基础研究的科 研工作者和企业产品开发人 员的参考资料和工具书，也 可作为高等院校相关专业的 教师、高年级本科生和研究 生的教学参考书。

第1章 硅藻壳体的多样性 1.1 引言 1.2 环境中的硅藻壳体 1.2.1 化学环境 1.2.2 为什么硅藻壳体现在才被重视 1.2.3 孔隙度范例：壳体微结构的重要性 1.2.4 分辨孔隙度 1.2.5 化学平衡与物理平衡 1.2.6 硅藻萎缩 1.3 硅藻壳体信息应用 1.3.1 将硅藻应用到实验室芯片体系 1.3.2 纳米尺度上的粒子运动 1.3.3 持续性发展 1.3.4 硅藻结构成像 1.3.5 探索硅藻多样性 1.4 结论 参考文献 第2章 硅藻与流体环境的相互作用 2.1 引言 2.2 营养物质传输 2.2.1 海洋中的物质运输 2.2.2 营养物质向渗养者壳体的传输 2.3 硅藻的动态流体环境 2.3.1 平流 2.3.2 下沉／浮力 2.3.3 成链效应 2.4 硅藻壳体对物质运输的影响 2.4.1 圆筛藻和海链藻的瓣膜结构形态 2.4.2 圆筛藻环带的形态 2.4.3 通过瓣膜孔的传质 2.4.4 壳体外表面对传质的影响 2.4.5 通过带状孔隙传物 2.5 结论 术语 参考文献 第3章 硅藻表面纳米工程的新兴应用 3.1 引言 3.2 光刻：硅藻的仿生结构 3.2.1 纳米压印光刻(NIL) 3.2.2 三维激光光刻(3DLL) 3.3 生物模板：蛋白质定向的模板形成 3.3.1 芯片实验室技术 3.3.2 肽和二氧化钛在硅藻壳体中沉积 3.4 太阳能电池(热／电／生物燃料) 3.5 无机纳米材料的合成 3.6 氧化物基纳米颗粒 3.7 结论 参考文献 第4章 硅藻细胞培养的细胞壳体功能化的光电性质 4.1 引言 4.2 金属在硅藻壳体中的代谢插入 4.2.1 二氧化硅生物矿化 4.2.2 金属通过代谢插入硅藻细胞的策略 4.2.3 硅藻细胞的后处理 4.2.4 锗通过代谢插入 4.2.5 锗氧化物通过代谢插入后壳体纳米结构的变化 4.2.6 代谢插入锗氧化物使硅藻壳体光致发光 4.2.7 代谢插入锗氧化物使硅藻壳体电致发光 4.2.8 钛通过代谢插入 4.2.9 其他金属通过代谢插入 4.3 硅藻壳体生物二氧化硅上的金属沉积 4.3.1 溶解基础上的金属沉积过程 4.3.2 金属包覆硅藻质生物二氧化硅器件 4.3.3 生物塑料替代工艺 4.4 硅藻质生物二氧化硅的生物分子功能化 4.4.1 基于硅藻质二氧化硅的光致发光生物传感 4.4.2 基于硅藻的SERs生物传感 4.5 未来方向的总结和建议 参考文献 第5章 硅藻纳米结构的微纳光学器件：自然光控制 5.1 引言 5.2 数字全息组合成像表征硅藻的超微结构 5.3 硅藻的光学性质 5.3.1 硅藻光致发光 5.3.2 无透镜聚焦 5.4 基于硅藻的光学应用 5.4.1 气相传感 5.4.2 生物传感 5.4.3 表面增强拉曼光谱 5.5 结论 参考文献 第6章 硅藻上蛋白质的固定化 6.1 引言 6.2 在硅藻质二氧化硅上固定蛋白质的方法 6.2.1 体外固定 6.2.2 体内固定 6.3 应用领域 6.3.1 催化 6.3.2 传感 6.3.3 药物输送 6.4 结论与展望 参考文献 第7章 改性硅藻壳体用于太阳能转化的潜力 7.1 引言 7.1.1 染料敏化太阳能电池 7.1.2 光电化学制氢 7.1.3 硅藻壳体 7.2 用于太阳能转化的硅藻壳体的留型改性 7.2.1 硅藻壳体热化学转化为半导体 7.2.2 硅藻壳体中半导体的生物嵌入 7.2.3 硅藻壳体的表面改性 7.2.4 硅藻壳体显微制备三维支架 7.3 用于染料敏化太阳能电池的改性硅藻壳体 7.4 用于光电化学制氢的改性硅藻壳体 7.5 结论与展望 参考文献 第8章 硅藻质二氧化硅——能量转化和储存的新型生物材料 8.1 引言 8.2 硅藻质二氧化硅的结构及性能 8.3 硅藻用于锂离子电池 8.4 硅藻用于超级电容器储能 8.5 硅藻在太阳能电池领域的应用 8.6 硅藻用于储氢领域 8.7 硅藻用于热能储存领域 8.8 展望 参考文献 第9章 硅藻：用于药物传递的纳米结构硅的天然来源 9.1 引言 9.2 来自硅藻的天然纳米二氧化硅 9.3 硅藻壳体制备微／纳米无毒载药载体 9.4 硅藻表面的生化改性策略 9.5 用于药物传递的硅藻微粒 9.6 用于在癌细胞内传递药物的硅藻纳米粒子 9.7 结论 参考文献 第10章 一种用于储存谷物保护的天然杀虫剂的硅藻土最新研究进展和展望 10.1 引言 10.2 硅藻土(DE)：来源和物理化学性质 10.3 硅藻土(DE)：防控害虫的天然杀虫剂 10.3.1 早期使用和实验结果 10.3.2 杀虫剂的作用方式 10.3.3 影响硅藻土杀虫效果的关键因素的综述 10.3.4 杀虫剂对谷物保护的局限性 10.3.5 硅藻土配方的开发和改进 10.4 结论 参考文献 索引