我国空气和水被化学品和颗粒物的污染日益严重。随着纳米技术和纳米材料的大量应用，各种工业用纳米材料、涂料和市场上1600 多种民用产品导致纳米材料释放到环境中，以致进入人体。因而纳米毒性的研究已在近几年中成为一个活跃的领域1,2。但是大多数国际国内研究中，只是对商业纳米材料进行一些以细胞和动物为模型的毒性测试和初步的机制探讨，很少有对纳米毒性的构效关系及分子机制进行系统研究，更缺少系统的功能化方法对纳米材料的毒性进行调控。
由于纳米材料的大多数原子位于表面，因而表面的化学改性能极大的影响其生物活性，从而既能阐明了纳米生物毒性的构效关系，也指明了一种对纳米材料生物活性调控的可行方法。运用纳米组合化学合成和高通量生物活性筛选，多样性功能化纳米材料库的合成极大地推进了纳米毒理研究的进展和对纳米毒性的调控3-5。这些研究还提供了大量系统的实验数据可供计算机模拟与计算。计算化学与实验数据的结合，提供了对构效关系的阐述，以及对特定生物活性纳米材料的计算机虚拟筛选和较为可靠的预测。
利用纳米碳材料的多孔性设计合成功能纳米胶囊结构
目前，纳米碳材料及其主-客体结构在诸多领域展现了潜在应用，设计合理的方法合成具有特殊结构、尺寸和层次性主-客体纳米碳材料引起了人们的广泛地关注。因此，采用碳纳米管、碳纳米空心粒子和碳纳米片作为构筑主体、活性纳米体作为客体得到复合纳米结构，引起了人们广泛的兴趣并通过不同的方法合成出来。在目前已合成的碳复合纳米结构中，纳米胶囊结构是一种将纳米粒子封装于空心碳壳中的特殊结构，在催化、电化学、生物标记、以及光学方面有着重要的应用前景。然而，此前报道的制备碳纳米胶囊结构的方法，多数需要使用模板法。但是，模板的加入和去除过程不仅步骤复杂，并且随之而来在一定程度上对空心结构的完整性造成影响。
因此，采取一种简单、快速和可控的方法合成均一、完整的碳纳米胶囊结构来满足在纳米器件和纳米传感等方面的应用是十分必要的。我们首次采用多孔的纳米空心碳材料作为主体，利用碳壁孔隙的渗透性简便合成多种碳纳米胶囊结构，包括碳纳米管封装Pt纳米粒子(Pt-in-CNTs)、梭形碳壳封装Fe3O4纳米粒子(Fe3O4-in-CNCs)等。在对材料进行甲醇燃料电池和锂离子电池的性质研究中，我们发现，与未封装材料相比，Pt-in-CNT和Fe3O4-in-CNCs展现出了更加优异的性质。并且，我们对于材料的性质机理研究展开了讨论。更重要的是，我们首次将多孔结构渗透的策略扩展到纳米胶囊结构的合成体系。
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