氮化硼(BN)纳米结构与碳纳米结构类似,兼具高杨氏模量、高热导率等特点。BN纳米材料突出的高温稳定性和电学可调谐的特性使其成为开发电子纳米器件的热门材料。此外,与碳纳米材料相比,BN纳米结构被认为具有更好的生物相容性,有望应用于生物传感领域。然而,BN纳米材料的制备却面临诸多困难,处于合成产量低、杂质多的现状。本文,从BN纳米材料的制备及改性两方面展开了系统的研究。文中首先着眼于BN纳米材料的可控宏量制备。从生长机理及实验两方面对氮化硼纳米带(Boronnitridenanoribbons,BNNRs)及氮化硼纳米管(Boronnitridenanotubes,BNNTs)的高纯制备进行了研究。第二阶段,在制备的基础上分析了等离子改性方法,针对致密纳米膜结构,对等离子方法进行了改进研究。在生物传感的可行性应用讨论中,分析了改性前后的纳米膜作为膜电极材料的生物相容性,纳米膜对人体细胞毒性的研究结果对BN纳米材料在生物传感、植入式MEMS机器人等领域的应用具有参考价值。　　在多种结构BNNTs的合成与催化机理的研究中,提出了基于球磨的催化剂辅助球磨新工艺,达到纳米管结构可控,高纯的制备效果。热重分析结果表明纳米管的制备效率显著提高。通过实验和模拟两方面分析Fe(NO3)3、Li2O的催化机理。催化剂辅助球磨的行为可产生亚稳态高活性化合物,有效提高硼粉的氮化率并降低BNNTs的起始反应温度,从而达到纳米管的宏量制备。　　文中建立了原位生长BNNRs的新方法,直接合成类石墨烯的超薄、超长纳米带结构。BNNRs厚度约为1nm,结构规则完整、边缘整齐、缺陷少。对原位生长的解链机理进行了探讨,论证了解链过程中纳米管高效先驱形式的存在。结合实验结果建立原位生长的解链模型。通过多种表征手段对BNNRs的物理、化学结构及光学性能进行了详细的研究。研究表明,通过原位生长方法制备的BNNRs具有边缘性能一致和趋同的结构手性特点。同时,由于其兼具宽禁带和层状纳米结构特征,BNNRs具有非常稳定的激子效应,是潜在的光电纳米器件材料。　　在BN纳米材料的改性研究中,针对BNNTs膜结构提出了复合等离子的新改性方法。与传统连续波等离子相对比,在较小能量的输出下可保持纳米管膜的完整性。具体分析了纳米膜润湿性的改变以及引入官能团的种类、质量、时效性。通过等离子改性处理,在纳米膜表面实现润湿性可控操作,同时完成了氨基官能团在表面的嫁接。　　设计细胞增殖实验,分析了BNNTs膜的生物相容性。采用人体乳腺纤维原细胞及变异细胞(TXPRFP3),基于改性前后纳米膜进行了对比增殖研究。分析两种细胞在BNNTs膜上的增殖、附着、伸展等情况。结果表明,改性后亲水BNNTs膜由于氨基官能团的引入而表现出更好的细胞生长效果。通过实验,证明了BNNTs膜对实验细胞无毒性,符合生物膜电极材料的相容性要求。针对人体乳腺纤维原细胞的增殖率优于TXPRFP3的现象,提出BNNTs膜对细胞生长具有选择性的论点。　　文中通过对BN纳米材料的表征和性能研究,为下一步开展纳米器件研究奠定了基础。同时,改性研究指出了BNNTs膜应用在生物传感、微流控以及植入式MEMS器件等方面的可行性,对BN纳米材料在纳米电子器件方向的开发具有一定的指导意义。