第一章 纳米材料的基本概念-2014-PDF
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纳米粒子, 界面结构模型 1985, 美国, Kroto, (Laser) C60, C70的发现
发展历史
1990.7, USA, 1st Nano-Sci & Tech.: “Nanostructured Materials”, “Nano Biology”, “Nanotechnology”.
?
(1994- )
广阔的应用前景
电子计算机和电子工业: 纳米存储器芯片, “掌上电 脑”。
环境保护环境科学领域: 功能独特的纳米膜, 纳米传感 器可探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对 这些制剂进行过滤，从而消除污染.
材料领域: 纳米陶瓷刚柔并济，有一定的塑性，高硬 度和耐高温，使发动机在更高的温度下工作。
1950
1980
1990
2000
Nanowires began to shine !
Sohn et al, Nature 1998, 394, 131 Lieber et al, Nature 2001, 409, 66
Nanosensors
Boron-doped SiNWS were used to create highly sensitive, real time electrically based sensors for biological and chemical species. Amine- and oxide-functionalized SiNWs exhibit pH-dependent conductance that was linear over a large dynamic range and could be understood in terms of the change in surface charge during protonation and deprotonation.
Physics & Engineering Biology & Medicine
Nanochemistry
Self-lithography
Template directed synthesis
Nanochemistry
Sห้องสมุดไป่ตู้lf-assembly
Chemical methods
课程内容
1. 纳米材料的基本概念及 纳米颗粒的物理化学特性
“正如20世纪70年代的微电子引发了信息 革命一样，纳米科学技术将成为21世纪信 息时代的核心。”
------ 美国IBM公司首席科学家 Amostrong
发展历史
碳黑, 煤, 古代铜镜的防锈层 (SnO2)…… 自然界动物体内磁性粒子的导航作用…. 1861, Colloid chemistry, 1-100 nm 1962, 金属超微粒子的研究, 久保理论….. 1963, Uyeda et al., 气体冷凝法, TEM 1970, 半导体超晶格的发现, 能隙可调制的薄膜 1984, 德国, Gleiter, 惰性气体凝聚法, 清洁表面的
研究发展历程, 内涵及趋势
Nanocrystalline or nanophase 单相材料的制备, 表征 (1985-1990)
特异性能的挖掘, 复合材料的 设计: 0-0, 0-2, 0-3复合材料
(1990-1994)
Nanostructured assembling,
Patterning materials 有序阵列, 超结构, 材料的合理剪裁…...
Nanoengineering of NPs’ Surfaces Self-assembly of Ordered
Nanostructures at Different Scales
前言
在20世纪的最后十年一门崭新的学科 － 纳米科 学技术 诞生了。其新颖独特的思路和首批研究成
果问世，在科学技术界，军事界和产业界引起了 巨大的影响，受到广泛的关注。
参考教材: 张立德 牟季美, “纳米材料学”, 辽宁科学技术出版社, 1994 张立德 牟季美, “纳米材料和纳米结构”, 科学出版社, 2002
综合性大学科概念
材料科学
物理学
纳米科学
化学
信息科学
生物学
Panochemistry
Chemistry & Materials Science
Materials self-assembly over all length scales
2. 纳米颗粒及结构材料的表征方法 3. 纳米材料的制备技术与进展 4. 纳米新兴交叉领域的涌现 5. 纳米材料的应用前景及展望
纳米材料的制备技术与进展
Chemical Vapor Deposition (CVD) Chemical solution methods Biomineralization, Biomimetics
《纳米材料科学导论》
俞书宏
中国科学技术大学 化学与材料科学学院 微尺度物质科学国家实验室纳米材料与化学研究部
Email: shyu@ustc.edu.cn
Group Homepage:
http://staff.ustc.edu.cn/~yulab/ 电话：63603040
目的
本课程主要向学生讲授目前有关纳米材料的基本知识及 制备技术的前沿和应用前景的展望等; 研讨目前先进无 机纳米材料的各种关键制备技术, 特别是介绍当前纳米 制备技术方面的重要科学问题及涌现出的新兴交叉学科 和相关先进制备技术; 介绍各种制备技术的特点, 机理 和可能的应用前景。
医药领域: 把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁性 纳米颗粒的内部。这些颗粒可以自由地在血管和人体 组织内运动，如果在人体外部加以导向，使药物集中 到患病的组织中，那么药物治疗的效果会大大。
日常生活: 自清洁玻璃; 杀菌、防霉、除臭和抗紫外线 辐射的内衣和服装; 抗紫外线辐射的功能纤维。
Emerging Applications: Quantum Leap for “Mini”-Electronics
1996, China, 4th Nano-Sci & Tech. 2000, Japan, Sentai. 5th Nano-Sci & Tech. 2001, J. Nanosci. Nanotechno. (ASC) 2001, Nano Letters (ACS) : IF = 10.5 2002, Inter. J. Nanosci. (IJN) (WS) 2005, Small (Wiley) 2006, Nature Nanotechnology (NPG) 2007, ACS Nano (ACS)
发展历史
1990.7, USA, 1st Nano-Sci & Tech.: “Nanostructured Materials”, “Nano Biology”, “Nanotechnology”.
?
(1994- )
广阔的应用前景
电子计算机和电子工业: 纳米存储器芯片, “掌上电 脑”。
环境保护环境科学领域: 功能独特的纳米膜, 纳米传感 器可探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对 这些制剂进行过滤，从而消除污染.
材料领域: 纳米陶瓷刚柔并济，有一定的塑性，高硬 度和耐高温，使发动机在更高的温度下工作。
1950
1980
1990
2000
Nanowires began to shine !
Sohn et al, Nature 1998, 394, 131 Lieber et al, Nature 2001, 409, 66
Nanosensors
Boron-doped SiNWS were used to create highly sensitive, real time electrically based sensors for biological and chemical species. Amine- and oxide-functionalized SiNWs exhibit pH-dependent conductance that was linear over a large dynamic range and could be understood in terms of the change in surface charge during protonation and deprotonation.
Physics & Engineering Biology & Medicine
Nanochemistry
Self-lithography
Template directed synthesis
Nanochemistry
Sห้องสมุดไป่ตู้lf-assembly
Chemical methods
课程内容
1. 纳米材料的基本概念及 纳米颗粒的物理化学特性
“正如20世纪70年代的微电子引发了信息 革命一样，纳米科学技术将成为21世纪信 息时代的核心。”
------ 美国IBM公司首席科学家 Amostrong
发展历史
碳黑, 煤, 古代铜镜的防锈层 (SnO2)…… 自然界动物体内磁性粒子的导航作用…. 1861, Colloid chemistry, 1-100 nm 1962, 金属超微粒子的研究, 久保理论….. 1963, Uyeda et al., 气体冷凝法, TEM 1970, 半导体超晶格的发现, 能隙可调制的薄膜 1984, 德国, Gleiter, 惰性气体凝聚法, 清洁表面的
研究发展历程, 内涵及趋势
Nanocrystalline or nanophase 单相材料的制备, 表征 (1985-1990)
特异性能的挖掘, 复合材料的 设计: 0-0, 0-2, 0-3复合材料
(1990-1994)
Nanostructured assembling,
Patterning materials 有序阵列, 超结构, 材料的合理剪裁…...
Nanoengineering of NPs’ Surfaces Self-assembly of Ordered
Nanostructures at Different Scales
前言
在20世纪的最后十年一门崭新的学科 － 纳米科 学技术 诞生了。其新颖独特的思路和首批研究成
果问世，在科学技术界，军事界和产业界引起了 巨大的影响，受到广泛的关注。
参考教材: 张立德 牟季美, “纳米材料学”, 辽宁科学技术出版社, 1994 张立德 牟季美, “纳米材料和纳米结构”, 科学出版社, 2002
综合性大学科概念
材料科学
物理学
纳米科学
化学
信息科学
生物学
Panochemistry
Chemistry & Materials Science
Materials self-assembly over all length scales
2. 纳米颗粒及结构材料的表征方法 3. 纳米材料的制备技术与进展 4. 纳米新兴交叉领域的涌现 5. 纳米材料的应用前景及展望
纳米材料的制备技术与进展
Chemical Vapor Deposition (CVD) Chemical solution methods Biomineralization, Biomimetics
《纳米材料科学导论》
俞书宏
中国科学技术大学 化学与材料科学学院 微尺度物质科学国家实验室纳米材料与化学研究部
Email: shyu@ustc.edu.cn
Group Homepage:
http://staff.ustc.edu.cn/~yulab/ 电话：63603040
目的
本课程主要向学生讲授目前有关纳米材料的基本知识及 制备技术的前沿和应用前景的展望等; 研讨目前先进无 机纳米材料的各种关键制备技术, 特别是介绍当前纳米 制备技术方面的重要科学问题及涌现出的新兴交叉学科 和相关先进制备技术; 介绍各种制备技术的特点, 机理 和可能的应用前景。
医药领域: 把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁性 纳米颗粒的内部。这些颗粒可以自由地在血管和人体 组织内运动，如果在人体外部加以导向，使药物集中 到患病的组织中，那么药物治疗的效果会大大。
日常生活: 自清洁玻璃; 杀菌、防霉、除臭和抗紫外线 辐射的内衣和服装; 抗紫外线辐射的功能纤维。
Emerging Applications: Quantum Leap for “Mini”-Electronics
1996, China, 4th Nano-Sci & Tech. 2000, Japan, Sentai. 5th Nano-Sci & Tech. 2001, J. Nanosci. Nanotechno. (ASC) 2001, Nano Letters (ACS) : IF = 10.5 2002, Inter. J. Nanosci. (IJN) (WS) 2005, Small (Wiley) 2006, Nature Nanotechnology (NPG) 2007, ACS Nano (ACS)