纳米材料论文
(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征
⑧浙江大学博十学位论文
第一章绪论
纳米是一种长度度量单位,即米的十亿分之一。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1一100m)或者由它们作为基本单元构成的材料。广义地说,纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。
1.1.1纳米材料的诞生及其发展
早在】8世纪60年代,随
着胶体化学的建立,科学家们就
开始了对纳米微粒体系(胶体)
的研究。到20世纪50年代末,
著名物理学家,诺贝尔奖获得者
理查德·费曼首先提出了纳米技
术基本概念的设想。他在1959
年12月美国加州理工学院的美
国物理年会上做了一个富有远畿鬈0意黑2=:盏:篙翼盎:见性的报告,并做出了美妙的设
想:如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹?理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。
随后,1977年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始,并定义为纳米技术(nanotcchnology)。1982年Binining和Rohrer研制成功了扫描隧道显微镜(s1M),从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。1990年美国IBM公司两位科学家在绝对温度4K的超真空环境中用sTM将Ni(110)表面吸附的xe原子在针尖电场作用下逐一搬迁,
⑧浙江大学博士学位论文
电子既具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应。量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在O.25um。目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
纳米材料综述功能材料与应用论文(已处理)
纳米材料综述功能材料与应用论文(已处理)纳米材料综述
摘要
概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.
1、纳米材料的基本概念
纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级 0.11 nm, 100nm 的超微粒子纳米微粒及由其聚集而构成的纳米固体材料。纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:
1 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;
2 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;
3 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;
4 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。
纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:
1 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;
2 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。
2、纳米材料的性质
2.1、纳米微粒的结构和特性
纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域,是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。由于纳米粒子具有壳层结构。粒子的表面原子占很大比例,并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构,这与体相样品的完全长程有序结构不同。纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。
化学专业论文纳米材料在能源领域的应用与优化
化学专业论文纳米材料在能源领域的应用与
优化
纳米材料在能源领域的应用与优化
随着现代科学技术的发展,纳米材料作为一种新型材料,已经成为化学领域研究的热点之一。其与能源领域的结合无疑给能源转换和存储技术带来了重大突破和革新。本文将介绍纳米材料在太阳能转换、电池和储能装置等能源领域的应用,并探讨其优化方法和未来发展趋势。
一、纳米材料在太阳能转换中的应用
太阳能转换被认为是未来可持续能源的重要途径之一。纳米材料因其独特的尺寸效应和表面效应,成为有效提高太阳能转换效率的关键材料之一。例如,纳米级的半导体材料可以通过调节带隙大小实现对太阳光不同波长的吸收,从而提高光电转换效率。同时,纳米级结构的光伏器件也可以在相同的体积下获得更大的光吸收表面积,以增加太阳能的吸收量。此外,纳米材料还能够提高光子的扩散和传导,从而减少光电子的复合率,进一步提高太阳能电池的效率。
二、纳米材料在电池中的应用
电池作为储能装置,在能源领域具有广泛的应用前景。纳米材料在电池中的应用主要包括正极材料、负极材料和电解质等方面。例如,通过纳米材料合成的正极材料可以获得更高的比表面积和更快的离子传导速度,从而提高电池的能量密度和功率密度。同时,纳米材料还
可以改善电池的循环稳定性和充放电速率,延长电池的寿命。另外,纳米材料还可以用于增强电池的安全性,例如通过纳米材料的应用,可以有效防止电池发生过热和短路等问题。
三、纳米材料在储能装置中的应用
能源储存是解决可再生能源不稳定性的重要途径之一。纳米材料在储能装置中的应用主要包括超级电容器和锂离子电池等方面。纳米材料具有高比表面积和优异的电化学性能,能够提供更多的储能空间和更快的充放电速率,因此被广泛应用于超级电容器中。另外,纳米材料在锂离子电池中的应用可以提高电池的容量和循环寿命,同时减小电池的体积和重量,实现更高能量密度的储能效果。
纳米科技与现代生活论文
纳米材料与其发展前景
摘要
随着第三次产业革命的深化与发展,纳米科技也在不断走向成熟,其应用也在不断扩展。纳米材料的应用也将会更加广泛。
关键词纳米科技纳米材料纳米陶瓷
先来谈谈我对这门课的理解吧。选这门选修课的初衷是为了增加理科方面的知识,毕竟一个文科生对于物理、化学、生物还是知之甚少的。但是又怕自己水平有限,难以理解老师的授课内容。所幸老师很体谅我们,授课内容并没有很高深,也使得我对纳米科技有了更深层次的理解,而不是只停留于表面了。
纳米科技英文名称是nanotechnology,定义:能操作细小到0.1~100nm物件的一类新发展的高技术。生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。纳米是长度单位,1纳米是十亿分之一米,对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。
纳米科技是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳
米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。
纳米材料是纳米科技的一个应用方面,它与人们的生活息息相关。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。其应用包括:天然纳米材料、纳米磁性材料、纳米陶瓷材料、纳米传感器、纳米倾斜功能材料、纳米半导体材料、纳米催化材料、医疗上的应用、纳米计算机、纳米碳管、家电、环境保护、纺织工业、机械工业。
纳米材料的应用研究论文
纳米材料的应用研究论文
随着纳米科学技术的发展,纳米材料作为其中的重要成果,已经得到了广泛的应用。本文将探讨纳米材料的应用研究,并对其未来发展进行展望。
一、纳米材料的应用
1. 电子行业
纳米材料可用于制造微型电子器件,如纳米晶体管、纳米传感器等。其优势在于体积小、性能高、功耗低,适合于生产高性能电子产品。例如,石墨烯就是一种高性能电子材料,其导电性高,可以应用于电子芯片、显示屏等领域。
2. 医疗行业
纳米材料在医疗领域中的应用也十分广泛。纳米材料可以用作生物传感器、基因治疗和癌症治疗等。例如,纳米金颗粒可以被注射到肿瘤细胞中,通过激活T细胞,使其攻击癌细胞,达到治疗癌症的目的。
3. 环保领域
纳米材料也可以在环境清洁方面发挥重要作用。例如,纳米纤维可以用于制造空气过滤器和水过滤器,能够有效降低空气和水中的污染物含量。
二、纳米材料的研究方向
1. 合成方法
纳米材料的大规模制备是一项需要重点研究的技术。目前,人们已经开发出了许多纳米合成方法,如物理法、化学法、生物法等。未来,需要进一步开发更可控、更高效且成本更低的合成方法。
2. 表面修饰
纳米材料的表面往往具有独特的物理化学特性,使得其在不同应用领域中的性能和功能千差万别。因此,对纳米材料表面的修饰和控制十分关键,可以通过化学修饰、生物修饰、物理修饰等手段实现。
3. 应用研究
纳米材料的应用研究是发展纳米材料的关键。需要进行更多的基础研究和交叉研究,寻找更多的应用领域并推广应用。
三、纳米材料的未来发展
纳米材料具有广泛的应用前景和良好的经济效益,因此未来发展前景十分广阔。未来,纳米材料的发展方向可能包括以下几个方面:
论文纳米材料的发展与应用
论文纳米材料的发展与应用
随着人类科技的不断发展,纳米材料的出现已经成为了科技进步的重要支撑。纳米材料由于其具有的材料特性和优异的性能,使得其被广泛应用于各个领域。本文将对纳米材料的发展历程和应用进行介绍。
纳米材料的发展历程
纳米材料是指材料颗粒的尺寸在11OO纳米之间的物质,通常由于其材料特性和应用领域的要求,将其所指的尺寸再缩减到更小的量级。纳米材料的研究开始于1984年,当时IBM研究员发现用扫描隧道显微镜把硅的表面腐蚀,可以得到具有纳米尺度晶粒的金属薄膜。自此之后,各类纳米材料的研究不断涌现,其发展历程大致可分为三个阶段。
第一阶段是起始阶段,主要研究铜、铝等金属微粒的性质和应用。在这一阶段,学界关注的问题是如何合成、如何测量,并初步探究纳米材料特性。
第二阶段是发展与完善阶段,主要关注于纳米材料的合成技术和性能的研究。随着纳米技术和纳米制造技术的发展,各类纳米材料的合成方法得到完善,制备技术得到优化,同时还提出了一系列的理论方法,如MTD、SPH.DFT等方法。
第三阶段是应用与产业阶段,主要是基于纳米材料的应用研究,产业化与推广。纳米材料的使用范围涵盖多个领域,如电子、材料、医学等。在这一阶段,纳米材料的性能得到充分发掘,应用领域不断拓宽,中小企业在多个领域的创新创业也受到倡导。
纳米材料的应用
纳米材料得到了广泛的应用,其中一些典型应用分别为:
1 .生物医学领域:利用纳米材料的小尺寸和生物相容性,发展出生物探针、药物载体、癌症治疗等医疗应用。
2 .电子领域:由于纳米材料的物理学特性,可用于微电子元件、高效太阳能电池等领域。
纳米材料与技术论文
纳米材料与技术论文
纳米技术与纳米材料在纤维中的应用
摘要:
本文介绍了纳米技术在化学纤维中的应用方式,并阐述了纳米技术在功能性纤维和其他特种纤维中的应用情况,以及纳米材料在应用中存在的问题及解决方法,最后展望了纳米技术的应用前景。
关键词:纳米技术;纳米材料;功能性纤维;特种纤维
近年来,纳米技术与纳米材料正引起人们的极大关注。纳米材料凭借其内部所特有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等四大效应,从而拥有完全不同于常规材料的奇特的力学性能、光学性能、热力性能、磁学性能、催化性能和生物活性等性能。这些都为纳米材料在纺织工业的应用奠定了基础。
可以说,纳米材料是21 世纪最有前途的材料,在功能性纺织品和高分子科学领域有着广阔的应用前景。[1]
1 纳米技术在化学纤维中的应用方式
纳米粒子的奇特性质为纳米技术的广泛应用奠定了基础,应用纳米技术开发功能性化学纤维主要有两个途径[2]。
1.1 纤维超细化
使纤维达到纳米级,以满足特殊用途领域的需要。
1.2 共混纺丝法
共混纺丝法是指在化纤聚合、熔融阶段或纺丝阶段加入功能性纳米材料粉体,以使生产出的化学纤维具有某些特殊的性能。此法是生产功能性化纤的主要方法。由于纳米粉体的表面效应,其化学活性高,经过分散处理后,容易与高分子材料相结合,较普通微粉体更容易共熔混纺;而且纳米粉体粒径小,能较好地满足纺丝设备对添加物粒径的要求,在化纤生产过程中能较好地避免对设备的磨损、堵塞及纤维可纺性差、易断丝等问题;对化纤的染色、后整理加工及服用性能等也不会造成很大的影响。该法的优点在于纳米粉体均匀地分散在纤维内部,因而耐久性好,其赋予织物的功能具有稳定性。目前化纤产品中复合型纤维的比例不断扩大,如果在不同的原液中添加不同的纳米粉体,可开发出具有多种功能的纺织品。例如在芯鞘型复合纤维的皮、芯层原液中各自加入不同的粉体材料,生产出的纤维可具有两种或两种以上功能。
纳米材料的制备
纳米材料的制备
摘要:纳米材料是指颗粒尺寸在1~100 nm的超细材料,由于其晶粒小,比表面积大 ,这就使其产生了块状材料所不具有的量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等。表现在纳米体系的光、热、电、磁等性质与常规材料不同,从而在工程材料、磁性材料、催化剂、计算机等方面有着广泛的应用。在众多的纳米材料的研究与应用中,纳米材料的制备是基础。本论文从物理制备方法和化学制备方法来阐述纳米材料的一些制备方法,对纳米材料的制备作一些简单的介绍。相信随着科学研究的不断深入,会有更好更多的新制备方法出现,以满足人们的需要,纳米材料的应用会越来越广泛。
关键词: 纳米材料;球磨法;气体冷凝法;溅射法;化学沉淀法;溶胶—凝胶法
纳米材料一般指尺寸从1nm到100nm之间 ,处于原子团族和宏观物体交接区域内的粒子。纳米材料具有宏观材料所不具有的特殊性质,即所谓的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等。纳米材料包括纳米粉体、纳米纤维、纳米块体、纳米复合材料和纳米结构材料等,它们的制备方法有的相同,有的不相同,有的原理上相同,但工艺上有显著的差异。纳米材料的制备方法很多,目前尚无科学的分类方法。如果按照反应类型分可分为物理方法和化学方法;如果根据反应介质可分为固相法、液相法及气相法;如果按反应物状态可分为干法和湿法等。分类方法不同,研究问题的侧重点就不同。为了更明了地阐述纳米材料制备过程的物理和化学机理,本论文按照物理方法和化学方法的分类来阐述纳米材料的一些制备方法。[1]
1、物理法制备纳米材料
纳米技术论文
纳米技术论文
纳米技术:概述与应用前景
纳米技术,是指在纳米尺度范围内人为地控制物质、能
量和信息等的现代科技,是20世纪末以来迅速发展起来的一
门新兴科技。纳米技术的发展,能够对物质进行精确的控制和改造,从而创造出具有全新性质和性能的纳米材料和器件。本文将从纳米技术的概念、原理和应用前景三个方面进行阐述。
首先,纳米技术的概念。纳米技术是一门交叉学科,涵
盖了物理学、化学、生物学、材料科学、电子工程等多个学科的内容。其核心概念是“纳米”,即1纳米等于十亿分之一米。借助纳米技术,我们可以在纳米尺度上对物质进行精确的操控,包括精确调控其结构、形态、功能等。通过纳米技术,我们可以制造出纳米材料和纳米器件,具有出色的特性和性能。
其次,纳米技术的原理。纳米技术的核心原理包括自组装、纳米加工和纳米测量等。自组装是指纳米尺度的物质自行组合形成结构或功能,利用物质的特性和力学原理进行组装。纳米加工是指使用纳米尺度的工具和装备对纳米材料进行加工和加工调整。纳米测量是指使用纳米尺度的测量仪器和技术对纳米材料进行精确测量和表征。
最后,纳米技术的应用前景。纳米技术具有广泛的应用
前景,涵盖了多个领域,如材料科学、医学、能源、环境等。在材料科学领域,纳米技术可以制造出具有优异性能的纳米材料,如纳米涂层、纳米管、纳米粒子等,用于改进传统材料的性能。在医学领域,纳米技术可以用于药物传输、诊断和治疗,
如纳米药物载体、纳米生物传感器等。在能源领域,纳米技术可以用于提高能源转化效率和存储密度,如纳米太阳能电池、纳米储能材料等。在环境领域,纳米技术可以用于水处理、空气净化等环境治理。
材料科学前沿论文
材料科学前沿论文
材料科学作为一门跨学科的学科,一直以来都是科研领域的热点之一。随着科
技的不断进步和发展,材料科学的研究也在不断深入和拓展。本文将围绕材料科学的前沿论文展开讨论,探讨目前材料科学研究的最新进展和未来发展方向。
在材料科学的研究领域中,纳米材料一直备受关注。纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性,因此在能源、环境、生物医学等领域具有广泛的应用前景。近年来,关于纳米材料的研究论文层出不穷,涉及到纳米材料的合成、表征、性能和应用等方面。其中,纳米材料在能源存储和转换领域的应用备受关注,例如纳米材料在锂离子电池、超级电容器和光伏器件中的应用研究。此外,纳米材料在生物医学领域的应用也备受瞩目,比如纳米药物载体、纳米诊断试剂和纳米生物传感器等方面的研究。
除了纳米材料,新型功能材料也是材料科学研究的热点之一。新型功能材料具
有特殊的物理、化学或者生物学性能,可以应用于传感、催化、信息存储等领域。例如,石墨烯作为一种新型的碳基材料,具有优异的导电性、热导性和机械性能,因此在传感、催化和电子器件等方面具有巨大的潜力。此外,具有多铁性、多铁电耦合等特殊性质的功能材料也备受关注,这些材料在磁性存储、传感器和自旋电子器件等方面具有广阔的应用前景。
材料科学的另一个研究热点是多功能复合材料。多功能复合材料是由两种或两
种以上的材料组成的复合材料,具有多种功能和性能。例如,具有自修复功能、自感应功能、自清洁功能等特性的多功能复合材料备受关注。这些材料不仅可以应用于结构材料领域,还可以应用于智能材料、生物材料等领域,具有广泛的应用前景。
纳米材料与纳米技术论文
纳米材料与纳米技术
学院:自动化学院
专业年级:2015级物联网工程4班
学生姓名:梁建业
摘要:纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要了解纳米材料和纳米技术,介绍它的一些相关的应用及其在国内外的现状,并尝试预测它的发展趋势。与此同时,也共同探讨下其存在的问题。首先,让我们来简单地了解下纳米材料和纳米技术吧!一.什么是纳米材料?
纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制
特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是
纳米材料必须同时具备的两个基本特征。
按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和
纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材
料和其他非金属纳米材料。
按纳米尺度在空间的表达特征,纳米材料可分为零维纳米材料即纳米颗粒材料、一维纳米材料(如纳米线、棒、丝、管和纤维等)、二维纳米材料(如纳米膜、纳米盘和超晶格等)、纳米结构材料即纳米空间材料(如介孔材料。
按形态,纳米材料可分为纳米颗粒材料、纳米固体材料(也称纳米块体材料)、纳米膜材料以及纳米液体材料(如磁性液体纳米材料和纳米溶胶等)。
按功能,纳米材料可分为纳米生物材料、纳米磁性材料、纳米药物材料、纳米催化材料、纳米智能材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料以及纳米环保材
料等)。
二.什么是纳米技术?
纳米技术(nanotechnology)是指在~100nm空间尺度上操纵原子和分子,对材料进行加工,制造具有特定功能的产品或对物质及其结构进行研究的一门综合性的高新技术学科。其实通俗的讲就是“use?little?things?to?finish?the?big?work”。我们在分子原子这样的微小尺度上加工材料,得到一些新型的功能性的高科技产品,他们往往具有相比于一般材料更优良的性能,具有很高的实用价值和研究价值。而将纳米应用到测量等方面,又可以达到高精度的效果,比如扫描隧道显微镜(STM)、原子显微镜(AFM)的发明等。另外还有:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等方面的应用。
浅析3D打印技术在纳米材料中的应用论文
浅析3D打印技术在纳米材料中的应用论文TP3A2095—6363(xx)17—0056—01
众所周知,在科学技术不断开展的当代,3D打印技术的出现无疑是科技领域的又一次革新,它被誉为“第三次工业革命重要标志之一”。与此同时,纳米材料近几年的开展也是不容小觑,纳米材料成功应用在人类的衣食住行等方面,更是被预言为是当今世界最有开展前景的决定性技术材料。但纳米材料的应用存在着单一性、数量少等局限性。因此,3D打印技术以其多样性、丰富性弥补了这一缺陷。二者完美契合,必定会为技术产品带来新面貌。
1.1概念及原理
简单来说,3D打印技术是一种快速成型技术,在国外它被称为“增材制造”。其原理是以数字模型文件为根底,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体,并且可以把复杂的三维制造转化为一系列的二维制造的叠加。
1.2开展及特点
据了解,3D打印技术的开展历程大致如下:1984年的数字资源打印成三维立体模型技术、1993年创造出的7三维打印技术
(3DP)、1996年第一次使用“3D打印机”、xx年世界上第一台离精度彩色3D打印机——Spe。3D打印技术与传统打印技术最大的区别在于适应的材料上,传统的打印机使用的无外乎是墨水等原料,而如今的高科技3D打印技术依赖于基于计算机科学的CAD技术,通过预先的CAD设计,继而在打印过程中完成一系列的数字切片程序;再将这些信息传入到计算机,其次在打印机中进展分层打印,最后将这些分层打印出来的薄片传送给打印机直至其堆叠出来一个成型的物体。
纳米材料就是在100nm以内的空间内从微观粒子的角度对材料进展加工和修饰,这些粒子包括分子、原子和离子等,这种材料与传统宏观意义上的材料不同。近些年来,纳米材料如雨后春笋般地涌现出来,广泛地应用于医疗等领域。而这都归功于纳米技术的高速开展,纳米技术的开展“刷新”了人们对物质世界的传统认知。纳米材料具有外表效应、小尺寸效应以及量子隧道效应等,融合了物理学中力、光以及电磁等技术,具备催化的性能。由此不难看出,纳米材料在21世纪将有着最广阔的应用前景。
纳米材料的研究现状及未来趋势探讨论文
纳米材料的研究现状及未来趋势探讨论文
纳米材料的研究现状及未来趋势探讨全文如下:
1、纳米材料的研究现状
近年来,科学技术发生了飞速发展,各种新兴产业和新兴科学技术应运而生,为了满足各个领域的快速发展,纳米材料受到越来越多的关注和重视,各国科学家都在研究纳米技术的基础理论知识,同时相关纳米技术在许多行业中已经得到广泛应用和实施,比如:电子电子行业、医疗行业等等,并向产业化的方向逐渐迈进。在美国、日本等国家纳米材料已经得到批量的生产,但是纳米材料的未来发展还需要科学家们不懈的努力和研究,研发和发展的道路任重而道远,尤其是纳米医疗诊断材料和纳米生物材料还需要不断的创新和发展。相关机构曾这样预测过:不到十年的时间,全世界纳米新材料市场便会达到87亿美元的规模,整个行业便会有24.6%的年增长率。
社会对纳米材料的需求不断增加的同时,世界各国纷纷投入到纳米材料的研发中,政府和企业大量人力和物力的投入,使纳米材料的发展达到了一个新的高度,纳米材料的市场规模不断的扩大。
在美国,纳米材料被广泛应用在军事、国防、航空航天等多个领域,因而美国将纳米材料的研究和发展作为一种国家战略层面的科研项目。事实证明,纳米材料具有优良的性能,已经被社会各界认可,随着纳米材料的不断研发,农业、医疗、生物等领域正在逐渐实施纳米技术,创造巨大的经济效益。
在世界各国中,我国对于纳米技术的研究并不算晚,当前,我国共有一百多个研发机构在进行纳米材料基础和应用的相关研究。这些研发机构主要是我国的一些高校和研究所,其中高校中开展较早的主要有:清华大学、东北大学、吉林大学等经典大学,研究所中开展较早的有:长春感光化学研究所、应用化学研究所等。通过各界不谢的努力和研究,近几年来,我国纳米材料的发展有了新的突
论文纳米材料对生活的影响
纳米材料对生活的影响
姓名:
年级:
专业:化学工程与工艺
学号:
内容摘要:纳米科学与技术将是构成21世纪科学技术新时代的基础。纳米
科技在电子学、计算机技术、医学和生物学等学科上的应用,制造特定功能的产品和装置实现生产方式的飞跃,将影响人类生活方式,也将影响人类的思维方式。
关键词:纳米技术;纳米材料;涂料;生活;
引言:纳米科学与技术将是构成21世纪科学技术新时代的基础。纳米科技是
在纳米尺度对物质特性进行研究的基础上,最终利用这种特性来制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃。就基础研究而言,纳米科学有着诱人的前景,因为在纳米尺度上的物质将表现出新颖的现象、奇特的效应和性质。
而作为一门技术纳米技术将为人类提供新颖并具有特定功能的产品和装置。因此,纳米科学技术充满着机会与挑战。
纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术将是21世纪科学技术新时代的基础。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材
料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米技术中纳米材料领域对我们生活影响最直接、最密切。纳米材料是纳米科技发展
的重要基础。纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平,并具有特殊性能的材料。纳米材料由于其结构的特殊性,加大的比表面以及一系列新的效应决定了纳米材料出现许多不同于传统材料的独特性能,优化了材料的各种性能。
化学毕业论文纳米材料在化工生产中的应用
纳米材料在化工生产中的应用
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起
物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料
这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注。它所具
有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料
的应用前景十分广阔。近年来,它在化工生产领域也得到了一定
的应用,并显示出它的独特魅力。
1. 在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以
控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂
不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料
的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。纳
米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒
于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来
不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反
应速度提高10~15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是
在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似
地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射
半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。
在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
光催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离
子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成,固氮反应,
水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的。
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纳米材料在陶瓷中的应用
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,以下是小编搜集整理的一篇探究纳米材料在陶瓷应用的论文范文,供大家阅读参考。
摘要:纳米材料具有独特的物理和化学性质,它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。本文主要综述了纳米材料在陶瓷方面的应用。
关键词:纳米材料;陶瓷;应用
自80年代初,德国科学家提出纳米晶体材料的概念以来,世界各国科技界和产业界对纳米材料产生了浓厚的兴趣并引起广泛关注。到90年代,国际上掀起了纳米材料制备和研究的高潮。纳米微晶随其尺寸的减小,显示出与体材料截然不同的特异性质,如各种量子效应、非定域量子相干效应、量子涨落和混沌、多体关联效应和非定域线性光学效应等。正是由于纳米材料这种独特的效应,从而使得纳米材料具有一系列优异的功能特性。纳米材料在陶瓷方面的应用已成为陶瓷行业关注的热点。
1 应用方式
纳米材料在陶瓷方面的应用方式,根据材料使用性能的要求,可采用两类方法。一种是制备陶瓷复合材料,另一种是将纳米材料以一定方式加入釉中。纳米陶瓷复合材料是指在陶瓷中加入纳米级第二相颗粒从而提高其性能的材料。制备纳米陶瓷复合材料的目标是把纳米级颗粒均匀分散到微米陶瓷基体中,并使其进入基体晶体内部,形成/ 晶内型0结构。Bowen指出:能生产出等轴的、窄粒子分布的、分散的、不团聚的、化学结构均匀的陶瓷亚微米粒子,是非常有用的。例
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应用技术大学2017—2018学年第二学期
《纳米材料与未来生活》期(末)试卷
课程代码: 学分: 2
课程序号:
班级:学号::
我已阅读了有关的考试规定和纪律要求,愿意在考试中遵守《考场规则》,如有违反将愿接受相应的处理。
试卷共页,请先查看试卷有无缺页,然后答题。
本课程以小论文形式进行期末考核,要求如下:
一、请同学们在下列题目中按照指定题目,写成期末论文。
1、纳米材料先进制备技术
2、纳米材料与未来生物医药
3、纳米材料与未来汽车
4、纳米材料与先进催化
5、纳米材料与未来锂电
6、纳米多孔材料与超级电容器
7、纳米催化剂与燃料电池
8、纳米材料与光催化技术
二、论文写作要求:
论文题目应为授课教师指定题目,论文要层次清晰、论点清楚、论据准确;论文写作要理论联系实际,同学们应结合课堂讲授容,广泛收集与论文有关资料,含有一定案例,参考一定文献资料。
三、论文写作格式要求:
论文题目要求为宋体三号字,加粗居中;
正文部分要求为宋体小四号字,标题加粗,行间距为1.5倍行距;
论文字数要控制在2000-2500字;
论文标题书写顺序依次为一、(一)、1.。
四、论文提交注意事项:
1、论文一律以此文件为封面,写明班级、、学号等信息。
2、论文一律采用书面提交方式,在规定时间提交,逾期将不接受补交。
3、如有抄袭雷同现象,将按学校规定严肃处理。
目录
纳米材料的概念 (1)
未来汽车的概念 (1)
未来汽车的外饰 (2)
未来汽车外饰与纳米材料 (2)
未来汽车的饰 (2)
未来汽车饰与纳米材料 (3)
总结 (4)
纳米材料与未来汽车
一、纳米材料的概念
(一)、纳米材料
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
(二)、纳米材料的补充
人们普遍认为纳米科技源自费曼于1959年的一次演讲,而“小就是与众不同”在现在几乎成了纳米科技界的一句口头禅。纳米科技近年来的发展可以说是非常迅猛,从国际上犹如雨后春笋一般冒出来的数十种纳米科技类杂志就可见一斑,其中英国物理学会率先出版Nanotechnology,美国化学学会继成功出版Nano Letters之后又推出了ACS Nano可以发现纳米科技有着魔力让人们着迷。
我国把纳米翻译为奈米。我国先后成立了国家纳米科技指导协调委员会和纳米技术专门委员会,建立了国家纳米科学中心、国家纳米技术与工程研究院(天津)、纳米技术及应用国家工程研究中心、国家纳米技术国际创新园。
纳米塑料———强度更高汽车制造中应用的塑料数量将越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长,纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度,这样的纳米塑料在汽车上将有广泛的用途。经过纳米技术处理的部分材料耐磨性更是黄铜的27倍。除此之外,纳米塑料除了可回收外,还有长期耐紫外线、色泽稳定、质量较轻等优点,在汽车配件中的应用领域相当广泛。在汽车外装件中,主要用于保险杆、散热器、底盘、车身外板、车轮护罩、活动车顶及其它保护胶条、挡风胶条等。在饰件中,主要用于仪表板和饰板、安全气囊材料等。
二、未来汽车的概念
(一)、未来汽车
未来汽车有别于我们家庭所使用的目前所了解的汽车,未来汽车的发展方向
应该是节能、环保、追求速度、追求安全。正如“更快、更高、更强”的口号,我们未来汽车应该也提出一些不同的口号,比如更快、更省、更安全。(二)、未来汽车的外饰
A柱前移、前移、再前移从汽车诞生以来,车空间的最大变化就是整个汽车业界为之努力的方向。这也是为什么现在的车子变得越来越大,就举个例子,在三十年前老普桑算得上是最标准的B级轿车,但是放到现在,老普桑的那个尺寸顶多也就是个入门级紧凑型轿车的水平。可见,消费者对于车空间的需在逐年增加的。当然车空间的增加并不会无休止的通过加大外廓尺寸来进行,所以空间利用率开始被业界重视起来。
(三)、未来汽车外饰与纳米材料
1、在橡胶产品中加入纳米材料,可大幅度提高橡胶产品的耐磨性和介电常数,使用寿命和性能大为提高。传统的橡胶产品生产通常用炭黑粉体作补强填充剂、促进剂、防老化剂等。作为粉体状物质,当今一个重要的发展趋势是向纳米材料发展。目前,世界上著名的轮胎厂逐渐用白炭黑来代替炭黑制造绿色轮胎和节能轮胎,不仅提高橡胶的高速耐磨性、抗老化性能,其耐曲性能提高5倍。
2、纳米油漆———刮痕更少漂亮、心爱的汽车如果不小心出现刮痕,可就大煞风景了。汽车制造商戴姆勒-克莱斯勒公司日前宣布,从2003年年底起采用一种汽车车身喷涂用的新型纳米油漆,以防止碰撞时小刮痕的出现。据悉,该公司科研人员经过4年多研发出的这种纳米油漆,可以在喷涂后的车身上形成一层致密网状结构,其间含有许多微小瓷颗粒。通过对150辆汽车进行的试验表明,这种纳米漆不仅光亮度比传统油漆高出40%,而且当车身与其他物体轻微碰撞时,其防止刮痕出现的性能也要比传统油漆好得多。
(四)、未来汽车的饰
虽然自动驾驶汽车被视作未来汽车的发展方向,但是成熟自动驾驶技术的引入目前看来还需要十几年的时间。但是汽车的饰好像已经在为自动驾驶而改变了,那就是由原先的驾驶空间逐渐演变成一个强调生活和乐趣的空间。因此,“可居住性”是未来汽车发展的一个主流趋势,因为目前生活中花在汽车上的时间甚
至高于在家里的时间。在这样的大前提下,饰的功能性,对乘客的舒适性方面的设计,也变得越来越重要。
此外,如今汽车已经引入了数字技术,车的整体功能大幅提升,从仪表板开始到中控台。车的设计更加向虚拟驾驶舱而转变。
由于使用了数字化技术,汽车的饰发生了很大变化。但驾驶员目前最先感受到的部分依然是座椅周围,与仪表板,中控台这些地方。因此这些地方也就成就了设计师设计和改造汽车的中点。
驾驶者和车辆如何沟通其实一直是汽车设计师很头疼的问题,从原先的物理阿健,到虚拟按键,到现在的手势操作,语音操作。驾驶这和汽车的交流手段变得更加丰富多样。最近几年汽车中越来越多的使用了大屏幕,就是更加方便驾驶者与汽车沟通的有效手段。
最近车陂不仅增大的显示屏的尺寸,而且分辨率也大幅度提法哦。另外,曲面屏的使用可硬正价乘客的可视角度。
除了硬件设计意外,软件这几在最近几年也被重视起来。厂商逐渐认识到,把手机app植入手机是不可取的。因为车载屏幕更大,不适合徒手滑动操作,也不利于观察。因此必须要为汽车单独设计更合理,更直观的用户界面。以方便驾驶者读取信息
(五)、未来汽车饰与纳米材料
1、轻量化
汽车轻量化是未来汽车发展方向,火热的是全铝车身。相对于饰,轻量化的应用也已经小围实现,用植物纤维作为门饰板本体的材料。
2、未来感十足的装饰
模装饰技术,亦称免涂装技术。英文名称:In-Mold Decoration,IMD是国际风行的表面装饰技术,表面硬化透明薄膜,中间印刷图案层,背面注塑层,油墨中间,可使产品耐摩擦,防止表面被刮花,并可长期保持颜色的鲜明不易退色。
3、科技感的氛围
参考Benz E class饰,大胆时尚,连贯而大幅应用的真木、真铝装饰件,集成在装饰条下沿背面的氛围灯,配合RGB LED的Ambient light pipe在不同模式下的颜色转换,愉悦驾乘。