新型氧化锌材料的合成和应用,尤其是一维的氧化锌纳米线阵列,是当前纳米科学研究的热点方向。作为一种多功能型的材料,纳米氧化锌不仅具备特殊的催化和光电性能,本身还是一种理想的抗菌原料；因此,一维的氧化锌纳米线阵列,还具有在抑菌、抗菌甚至医学领域的应用潜力。然而,现今关于一维氧化锌纳米线阵列的报道大都集中于化学或物理领域。氧化锌纳米线阵列在生物领域的研究尚处于起步阶段,许多基础性问题仍待解决。针对这一现状,我们系统地研究了氧化锌水热生长的机理和过程；成功开发了一系列用于制备各种特殊形貌的氧化锌纳米阵列的技术,并着重研究它们的生物性能。主要工作包括以下几部分:　　 (1)制备出不同取向性的氧化锌纳米阵列。借助激光扫描共焦显微镜和场发射扫描电镜等仪器,首次研究了阵列取向性与抗菌性能之间的联系,并重点探讨了不同晶面对抗菌性能的影响。结果表明,杂乱排布的氧化锌纳米阵列的抗菌活性要明显优于垂直有序的氧化锌纳米阵列。通过进一步讨论氧化锌纳米阵列表面细菌残骸的堆集情况,发现氧化锌非极性面的抗菌性能要优于其极性面。　　 (2)以氧化锌纳米棒/线为例,从3个方面探讨了细菌生物膜在纳米技术领域的应用潜力:首先,利用嗜热链球菌,在复杂形貌的基底内壁上固定并生长致密的氧化锌纳米阵列:然后,利用金黄色葡萄球菌制备出具备尺寸选择能力的微/纳米级“鸟巢”,这种特殊的多级结构不会主动伤害人类的真核细胞,可一旦有致病细菌入侵,又能有效地释放出足量的抗菌颗粒；最后,我们以大肠杆菌为例,探讨如何利用生物膜自身的选择性,实现多元素复合纳米阵列的分辨与组装。　　 (3)利用由热差引导的定向蒸发过程,成功实现了氧化锌纳米阵列的可控图案化。这是一种简单、高效、经济的纳米排序技术,可以在几分钟内制备出大面积的、形貌可控的有序纳米阵列。该方法无需任何模板或表面活性剂。有效降低了杂质混入阵列的概率。此外,最终产物可以直接在蒸发后获得,无需任何繁琐的后处理过程(例如:萃取、灼烧、冷冻)。在产业化应用中,甚至可以对挥发的乙醇进行冷冻回收,从而使整个过程运作在一个无浪费,零污染的循环体系之中。　　 (4)系统的研究了水热反应中,氧化锌纳米阵列的形成机理。并由此探讨自发生成图案化氧化锌纳米阵列的可能性。最终在无模板、无催化剂的条件下成功制备出了高纯度的样品材料。此方法同样无需模板或催化剂,经济而直接,因而能够避免许多人工图案化技术固有的缺陷。相较于普通排布的纳米阵列,这些精致的图案化材料具有许多优越的性能,可以加工成更为专业、高效的纳米器件。