1、一維氧化硅基的納米結構材料不僅具有非晶態(tài)氧化硅材料天然的生物相容性、親水性、光致發(fā)光特性以及穩(wěn)定的化學性質等突出優(yōu)勢，還可以通過微結構的調控，實現對多種性能的優(yōu)化和拓展。一直以來，由于制備方法的局限，氧化硅基的納米材料的制備、性能和應用研究都主要集中在零維結構，對于一維的氧化硅復合材料以及微結構可控的氧化硅基纖維的研究還相對較少，而一維納米結構相對零維納米結構而言往往具有更廣的結構可調控性以及更有效的構建二維和三維的能力。因此，解決一維

2、氧化硅基納米結構的可控制備問題以及研究其性能與微結構的關系，具有重要的理論意義和實際應用價值。
　　本文采用溶膠凝膠結合單針頭靜電紡絲法成功地制備了一維氧化硅基納米材料，通過SEM、HRTEM、XRD、XPS、FTIR等多種分析測試方法深入系統(tǒng)地研究了氧化硅基納米纖維的形貌、微結構以及組成，通過抗菌性、生物活性以及光學性能測試系統(tǒng)研究了一維氧化硅基納米材料的摻雜以及微結構對性能的影響規(guī)律，主要結果如下:
　　(1)采用溶膠凝

3、膠法制備了具有可紡性的靜電紡絲前驅體溶液，通過控制溶膠中TEOS的水解縮聚時間以及作為介孔模板物的三嵌段聚合物F127(EO106PO70EO106)的濃度，能夠調節(jié)溶膠的粘度和Si-O-Si網絡的比例。系統(tǒng)研究了溶膠制備參數和電紡參數對氧化硅納米纖維的形貌、尺寸以及介孔結構的影響，發(fā)現隨著TEOS水解縮聚時間的增加，溶膠的粘度增大，Si-O-Si網絡中線性氧化硅鍵的比例顯著增加，得到的紡絲直徑增加，紡絲形貌均勻性先增加后降低，這是由于

4、溶液粘度過高時反而會降低可紡性。而改變F127的含量，則不僅能顯著改變氧化硅纖維的尺寸和形態(tài)，也會同時改變纖維中介孔的尺寸和有序性。當水解縮聚時間為13小時，F127/TEOS質量比為0.26和0.28時，紡絲中形成的是尺寸分布均勻（直徑約為4 nm）的無序介孔，當F127/TEOS質量比為0.14～0.18區(qū)間時，圓柱形紡絲內部會形成一列與軸向平行的高度有序介孔結構。
　　(2)利用電紡過程中高分子溶液的溶劑快速揮發(fā)導致的相分離

5、現象，使用傳統(tǒng)單針頭電紡法制備出了中空結構的氧化硅納米纖維，研究了TEOS/PVP的摩爾比例、PVP的摩爾濃度以及H2O含量對電紡纖維形貌、尺寸和管壁厚度的影響。發(fā)現高分子PVP載體的加入，不僅能夠調節(jié)溶膠粘度，還可促進在電紡過程中的相分離，形成中空管狀纖維結構。隨著PVP濃度的增加，溶液的粘度值增加，紡絲的尺寸均勻性提高，當PVP=0.08 mM/L時，能得到最均勻的纖維形貌，隨著H2O/TEOS的摩爾比例從1.1增加到1.8，溶液中

6、Si-O-Si網絡的含量增加，納米管的纖維直徑從0.6±0.1μm增加到0.94±0.09μm，管壁厚度從107±6.9nm增加到199±21.3 nm。
　　(3)首次發(fā)現AgNO3能夠替代H2O來進行TEOS的分解和縮聚反應，AgNO3含量的增加一方面能調控納米氧化硅管中Ag的加載量，同時也能對Si-O-Si網絡的形成與完整性起到調控作用。隨著AgNO3摩爾含量從0.04M/L增加到0.09M/L，氧化硅管的管壁會逐漸從致密結

7、構變成多孔、甚至是鏤空的結構，其相應的比表面積也得到了增加。
　　(4)研究了不同Ag含量和氧化硅管壁結構的納米管的生物抗菌性能，發(fā)現鏤空狀的摻銀氧化硅納米管在7小時內就能完全殺滅大腸桿菌，48小時內完全殺滅金色葡萄球菌，這是由于鏤空狀的摻銀氧化硅納米管比表面積大、具有與細菌更多的接觸面積而具有最強的抗菌性能。
　　(5)研究了不同Ag含量和管壁結構的氧化硅納米管的發(fā)光性質與拉曼增強性質，發(fā)現致密管壁的氧化硅管中由于Ag的摻

8、入，導致氧化硅網絡中的-OH缺陷狀態(tài)發(fā)生變化，從而能對缺陷發(fā)光的峰位和強度具有明顯的調控作用，而具有鏤空結構的摻銀氧化硅納米管則由于Ag納米顆粒的尺寸和密度增加，能起到最佳的拉曼增強效果。
　　(6)首次利用單針頭電紡法直接制備成型了中空結構、生物活性可調節(jié)的氧化硅基生物活性纖維。研究了前驅體種類、高分子PVP載體濃度和氧化硅含量對纖維形貌、相組分和結晶性的影響。發(fā)現了作為Ca源，CaCl2·6H2O比Ca(NO3)2·4H2O能

9、得到更高的纖維結晶率，PVP高分子摩爾濃度的提高會改善纖維形貌的均勻性，但會降低纖維的結晶率，而氧化硅含量的增加會顯著降低纖維的結晶率，成功獲得了直徑在200～300 nm范圍內、管壁厚度在10～50nm，結晶率在0～81.2％可調的Ca、P共摻中空氧化硅基生物活性纖維。此外，通過引入AgNO3，成功制備了Ca、P、Ag三元共摻的同時具有生物活性和抗菌性能的中空氧化硅基納米材料
　　(7)系統(tǒng)研究了Ca、P共摻的中空氧化硅基纖維的