文/李凤喜（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心）

纳米材料是处于亚稳态的物质，粒径极小，比表面积大，表面原子比例高，具有独特的电子运动状态、表面效应和体积效应,表现出宏观量子隧道效应和量子尺寸效应，这些结构上的特点使纳米材料具有很多优良的特性[1]。目前制备纳米材料，主要采用化学方法，化学方法制备纳米材料的过程中不可避免地要使用酸、碱、盐等物质，而且反应条件苛刻，对环境会造成一定的污染，并且产物容易团聚。因此需要一种操作方便、反应时间短、污染性小的方法来制备纳米材料，这种方法就是激光照射法。

一、激光在金属纳米材料制备中的应用情况

激光照射制备金属纳米，主要是将不同金属放置在纯溶剂中（通常为水），然后利用激光对其表面照射，控制激光能量及辐照实际，即可以得到各种金属的纳米颗粒。该方法简单，对制备环境要求低，制备的纳米颗粒一般呈圆球状且粒度分布均匀，纳米颗粒的大小可以通过调整激光强度来控制[2]。

孟宪赓等介绍了飞秒激光在金属纳米材料制备和材料微结构加工中的应用，指出飞秒激光灯超短脉冲激光可以制造满足要求的纳米颗粒尺寸，还可以用于改变纳米颗粒的形状。

袭锴等利用飞秒激光制备金属纳米材料，直接用激光对准金属盐溶液进行照射，得到不同形貌的金属纳米材料。

曾和平等公开了一种纳米材料制备装置及纳米材料制备方法，将原料进行研磨和压片后，通过激光烧结模块进行烧结处理，得到烧结晶体；将烧结晶体通过激光消融模块进行消融处理，得到纳米颗粒溶胶。

其中，所使用的脉冲激光器选择纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器。

二、激光在有机物纳米材料制备中的应用情况

激光制备有机纳米材料的主要方法是将有机物粉末分散在其不良溶剂中，例如水，然后激光照射，形成纳米颗粒。其原理是:当用具有吸收波长的激光束照射分散在非溶剂中的有机化合物时，有机化合物粉末吸收光，并且在光吸收部分中迅速发生局部温度升高。在激光照射之后，在光照射部分中的该温度升高瞬时发生，而在光照射部分周围的温度由于热传导而发生改变,在非吸收部分出现陡峭的温度差。因此，在粉末的激光照射部分及其周边部分产生明显的内部应力，使得固体粉末破裂并破碎。使用的激光束应该是具有有机化合物的吸收波长和溶剂本身不吸收的波长。当然所使用的激光只要其输出具有使由于粉末内部的热引起的应力被细微地分开的输出即可。用过量的光强度照射会引起有机化合物的分解和劣化，照射时间长也会导致原料粉末的熔化和热分解。这些有机化合物可以是萘、蒽、菲及其衍生物；颜料，例如酞菁和喹吖啶酮。使用的激光包括紫外线激光、可见光激光、近红外激光、红外激光，激光中的细分根据有机化合物的吸收波长来选择。优选的激光是几十毫微微秒至几百纳秒的短时脉冲激光。

朝日钢等提出了制造医用纳米颗粒悬浮液的方法，将不良溶剂中加入低水溶性或水不溶性的药物的药效成分，形成悬浮溶液之后，通过激光照射悬浮溶液将悬浮溶液中的药物的药效成分碎裂形成药效成分的纳米颗粒。该文献指出，与水混合之前，可以将药效成分研磨成粗粉，这样可以降低形成纳米颗粒所需要的时间。将药效成分分散在水溶液中形成水混合物，水混合物通过搅拌来制备悬浮溶液。然后，在悬浮溶液被持续搅拌时，利用激光照射形成纳米颗粒。在激光照射时可以使用冷却设备冷却，避免由于激光照射引起的水温增加而导致的效率降低。川上友则等采用激光照射有机化合物，可使有机化合物微粒子化。制备过程中可以向分散液中添加稳定化剂（表面活性剂）来防止微粒之间的团聚，能够提高微粒的制造效率。梁仙一等采用激光照射制备有机化合物纳米粒子，其中有机化合物可以是药物的药用成分、颜料、碳材料、农药和清洁剂。药物的药效成分包括抗癌剂、维生素、镇痛药和抗炎剂的药用成分，颜料的实例包括喹吖啶酮和酞菁，碳材料的实例包括富勒烯C60和C70，金属封装的富勒烯、碳纳米管等。

李子樵等采用激光制备纳米药物制剂，将难溶性药物与辅料的水性混悬液，经过激光辐射，获得含有纳米粒子的混悬液。整个纳米化过程中，操作所用器械和药物溶液之间没有任何物理接触，可以很好地保证药液的无菌状态，省却繁复的灭菌步骤。王春锐等[10]将酞菁和（或）酞菁类化合物与水混合，进行超声出料，得到酞菁悬浊液；然后将酞菁悬浊液进行激光照射处理，离心干燥后，得到酞菁纳米材料。

三、结论

作者检索各数据库以后发现，使用激光制备有机物纳米颗粒的研究主要集中在日本，国内相关的研究并不多。激光制备有机物纳米颗粒具有可控、无污染的优点，其在有机化合物的纳米颗粒制备中具有良好的前景。