中国是目前世界上唯一拥有锰方硼石矿床的国家,至今学者仅对其化学成分和矿物的晶体结构有初步研究,材料学方面的研究几乎空白,本文首次对天然锰方硼石和合成的纳米锰方硼石的发光性能,中子辐照性能,伽马射线辐照性能,抗肿瘤和灭菌性能,电磁性能,摩擦磨损性能等性能,结合其结构特点进行了研究。将天然锰方硼石与合成锰纳米方硼石进行了性能的对比,为锰方硼石的合理开发和利用提供依据。通过XRD及EMS等软件对合成纳米锰方硼石和天然锰方硼石的结构进行了模拟,锰方硼石其结构和尖晶石结构类似,晶体中存在大量的四面体和八面体格位,Mn2+占据这两个格位在蓝光(450nm-490nm)的激发下发出绿光(500nm-540nm)和红光(670nm-730nm)。锰方硼石这一发光性质具有将“冷色光”转化为“暖色光”的性质,可能应用于制作能量转换玻璃,具有很好的保温效果,也可能用于制作激光器。在202Gy计量的伽马射线辐照下,锰方硼石产生大量的晶体缺陷,其中天然锰方硼石的发光强度提高了3.5倍,合成锰方硼石发光强度提高了3倍;在高能中子(14MeV)的辐照下,天然锰方硼石发光强度提高了39%,合成锰方硼石提高了23%。锰方硼石这种随辐照而产生的发光强度变化的特性,使得锰方硼石在伽马射线探测和中子示踪材料领域具有重要的应用前景。同时物理方法制备的环氧树脂/锰方硼石涂层对中子射线具有有效的吸收,1.05cm厚度的纳米锰方硼石复合涂层对14MeV的中子吸收率可达19%,因此锰方硼石作为中子屏蔽材料具有重要应用价值。锰方硼石可能作为核战争或核反应堆的核辐射的防护和示踪材料。锰方硼石同时对在低频电磁波和微波频段也具有较为稳定的电磁特性,通过引入适当的吸收剂可以电磁屏蔽材料领域得以应用。通过对人肺癌细胞A549和大肠杆菌BL21的生物实验,发现锰方硼石具有一定的抗肿瘤和灭菌性能,其中天然锰方硼石的肿瘤抑制率可达80%,细菌杀灭率达到了97.6%。因此,锰方硼石利用喷丝工艺制作出的防护服,既有吸收宇宙射线的作用,又有杀菌作用,可以用于宇航员的防护。也可以用于核战争中的人员防护。铜基粉末冶金摩擦材料是在高速、重载荷设备用制动器中的关键材料,在航天与汽车制造业中占有重要地位,实验采用与汽车中现用的铜基摩擦片材料相同的组分,在铜基摩擦材料中引入锰方硼石,摩擦片的摩擦系数更加稳定,磨损率降低,从而提高了铜基摩擦片的摩擦磨损性能。因此,锰方硼石对改善铜基摩擦材料的使用寿命和安全性具有重要意义。最后,本文讨论了钨系纳米材料的光催化特性和抗肿瘤抗病毒特性。利用柠檬酸法,通过控制pH值对反应的前驱体进行处理,合成不同结构的含钨纳米颗粒,建立了其微观结构模型。用不同结构钨系纳米材料通过对水、罗丹明B和甲基橙的光催化分析,得出掺杂Eu3+的W03和CaWO4纳米材料均有明显的光催化活性,CaWO4:Eu3+纳米材料对罗丹明B溶液具有最佳的催化效率。通过生物实验测定不同样品对肿瘤和病毒生长的抑制效果,确定了最佳抗肿瘤抗病毒药物的组分与结构。不同结构的钨系纳米材料对不同的肿瘤病毒的最佳抑制率是不同的。通过纳米颗粒与肿瘤细胞体系反应前后的荧光光谱、瞬态吸收谱的消长变化,表征了病毒和肿瘤与药物中间的电子传递。