化学与材料论文
探讨化学材料的发展与展望的论文
探讨化学材料的发展与展望的论文关于探讨化学材料的发展与展望的论文化学材料是人们制造工具的物质来源,也是人类生产和生活的基础。
材料科学技术就是研发各种材料的种类和性能,然后将其运用到人类生产和生活中,推动生产力的提高和人们生活水平的提高,人类历史也可称之为材料发展史。
1 化学材料的发展历史材料是人们生产和生活的基础条件,历史学家经常把材料作为划分时代的依据。
在人类出现的最早时期,生产水平极为低下,人们都是寻找天然石块磨制成石器聊以生存,被后人称为“石器时代”。
后来因为开始使用金属铜和铁,人们相继进入“铜器时代”和“铁器时代”。
资本主义革命结束后,机器开始被大规模地使用,人类进入“钢铁时代”。
1920 年以后,化学合成工业得到发展,大批的高分子化合物被合成,很快就遍布人类生活的每个角落,于是又进入了“高分子时代”。
现在很多新兴技术都需要用到性能特殊的材料,科学家就将古代的陶瓷进行变革,研制出精密陶瓷材料,我们即将面临“新陶瓷时代”。
从人类诞生到1920 年之前,人们都是在观察中对材料产生认识,创造和使用的都是比较单一的材料。
近些年来,因为物理学和化学的发展,再加上计算机和电子技术的进步,人们对材料的认识从宏观阶段过渡到微观阶段,从晶粒、分子和原子的角度去分析材料的结构与性能,尤其是超高温、超低温、强磁场和高真空等条件,让人们能够从本质上认识材料的物理和化学性能。
材料科学是一门综合性学科,一方面需要利用多种学科理论和成果去解决科学研究问题,另一方面它研究的问题本身就自带综合性,是从各种材料制造和应用中提取的。
材料科学与多种学科都存在一定的联系,是多种学科和技术互相结合形成的产物。
它涉及到物理、化学和力学等学科知识,而材料科学的发展,又可以带动这些学科的进步,为其提供研究课题和资料。
总结起来就是一句话:材料科学与多种学科互相联系、共同发展。
2 化学材料的未来展望世界将要面临一场新的技术革命,而新兴技术的核心物质就是新材料。
材料化学论文
材料化学论文材料化学是一门研究材料结构、性能、制备及应用的学科,是化学和材料科学的交叉学科。
在材料化学领域,人们通过对材料的微观结构和化学成分进行研究,来探索材料的性能和应用。
本文将围绕材料化学的相关内容展开讨论,包括材料的分类、性能表征、制备方法以及应用领域等方面。
首先,材料化学可以根据材料的组成和结构进行分类。
常见的材料包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。
金属材料具有良好的导电性和机械性能,广泛应用于工程领域;陶瓷材料具有优异的耐磨、耐高温性能,常用于制备耐火材料和电子陶瓷;聚合物材料具有轻质、柔韧等特点,被广泛应用于塑料制品、纤维和橡胶制品等领域;而复合材料则是由两种或两种以上的不同材料组成,具有综合性能优异的特点。
其次,材料的性能表征是材料化学研究的重要内容之一。
材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等多个方面。
人们可以通过各种实验手段和仪器设备来对材料的性能进行表征,例如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等。
这些表征手段可以帮助人们深入了解材料的微观结构和性能特点,为材料的设计和改进提供重要依据。
另外,材料的制备方法也是材料化学研究的重要内容之一。
材料的制备方法包括物理方法、化学方法、生物方法等多种途径。
物理方法主要包括热处理、溶液法、气相沉积等;化学方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等;生物方法则是利用生物体系合成材料,具有绿色环保的特点。
不同的制备方法会对材料的结构和性能产生重要影响,因此选择合适的制备方法对于材料的性能和应用具有重要意义。
最后,材料化学在能源、环境、医药、电子等领域都有着重要的应用价值。
例如,在能源领域,材料化学可以帮助人们设计高效的储能材料和光伏材料;在环境领域,材料化学可以帮助人们制备高效的吸附材料和催化材料用于环境治理;在医药领域,材料化学可以帮助人们设计新型的药物载体和医用材料;在电子领域,材料化学可以帮助人们研发新型的半导体材料和导电材料。
化学与材料科学范文
化学与材料科学范文
结构化学与材料科学是探究物质构成,结构与性质的综合学科,是材
料科学发展的核心。
它追求以结构学和理论物理学为基础,结合物理、化学、数学等学科,研究材料构成和性质的关系及材料的开发与应用,以及
材料的宏观结构和细节构造的设计及材料系统的性能表征的相关理论,综
合运用数学模型和计算机的技术,研究材料的结构、性能、加工性能及固
态形貌调整等与材料科学有关的问题。
结构化学与材料科学把物理、化学、力学、计算机等多学科的知识融合到一起,利用实验,理论计算,热力学
等来构筑新材料,探讨材料的性能。
材料科学分为基础与应用,基础研究关注的是材料的性质、构造和结构。
结构化学与材料科学主要包括固体结构、固体行为、晶体化学、非晶
态材料、相变机理、金属多相反应等。
例如固体结构,可以研究原子在固
体中的排布,相互作用及从结构上影响材料性质的基础。
从晶体化学角度,可以运用空间群理论来研究各种晶体的结构,晶体系统及特定材料的反应
机理。
化学与新材料
化学与新材料在我们生活的这个日新月异的时代,化学学科的发展与新材料的涌现正以前所未有的速度改变着我们的世界。
从日常生活中的塑料制品到高科技领域的半导体芯片,从医疗领域的人造器官到航空航天领域的高性能复合材料,化学与新材料的紧密结合为人类社会的进步提供了强大的动力。
化学,作为一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学,为新材料的设计、合成和应用提供了坚实的理论基础。
通过对原子、分子层面的研究,化学家们能够深入理解物质之间的相互作用和反应机制,从而有针对性地开发出具有特定性能的新材料。
比如说,在有机化学领域,研究人员通过对碳氢化合物的合成和改性,创造出了各种高性能的塑料、橡胶和纤维材料。
这些材料不仅具有优异的机械性能,如强度、韧性和耐磨性,还具备良好的化学稳定性和加工性能,广泛应用于汽车制造、电子设备、建筑等众多领域。
而在无机化学方面,对金属和非金属元素的研究使得新型合金材料和陶瓷材料应运而生。
高强度、耐高温的钛合金在航空航天领域大放异彩,而具有良好绝缘性能和耐高温性能的陶瓷材料则在电子工业中发挥着重要作用。
新材料的出现往往源于对化学原理的创新应用和对传统材料性能的突破。
以纳米材料为例,当物质的尺寸减小到纳米级别时,其物理、化学性质会发生显著的变化。
通过控制纳米粒子的大小、形状和表面性质,科学家们能够制备出具有独特光学、电学和催化性能的纳米材料。
比如纳米金颗粒具有出色的催化活性,可用于高效的化学反应;纳米碳管具有极高的强度和良好的导电性,有望在未来的材料领域引发革命性的变革。
在能源领域,化学与新材料的结合更是为解决全球能源危机带来了新的希望。
锂离子电池的广泛应用就是一个典型的例子。
通过对电极材料的化学改性和优化,锂离子电池的能量密度不断提高,使得电动汽车的续航里程得到了显著提升。
同时,新型的太阳能电池材料,如钙钛矿材料,凭借其高效的光电转换效率,为太阳能的大规模利用提供了可能。
在生物医学领域,化学合成的新材料也为疾病的诊断和治疗带来了突破。
化学毕业论文精选范文
化学毕业论文范文一:材料化学工程方向研究生教学探析材料是人类赖以生存和发展的物质基础,与信息、能源并称为社会文明的三大支柱。
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。
从人类以石头为工具的旧石器时代到对石器进行加工进入新石器时代,再到后来的青铜器时代、铁器时代、钢铁时代,人类的发展历程可以说就是材料的发展史。
现代社会,材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。
材料化学工程在这种大背景下应运而生,本学科以化学、化工、物理学为基础,系统学习材料科学与工程的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成制备、结构表征、性能检测及其应用等方面的新兴学科,是一门交叉性与工程技术密不可分的应用科学。
但随着社会进步,旧的研究生教育模式的弊端逐渐显示出来。
本文基于材料化学工程的特点,分析了现今研究生教学中存在的问题,并提出了解决办法。
1存在的问题1.1内容广,概念多材料化学工程是以化学和化工基础,研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。
研修的主要课程包括物理化学、材料科学基础、材料力学、材料工艺、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等。
在基础课程中概念多、公式多,如在物理化学中的热熔、积分溶解热、积分稀释热等,有些概念相似如果不仔细区分容易混淆。
在诸如高分子材料这类介绍性的课程中名称特别多,如聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂等,这些材料在我们的生活中经常接触。
但通过学习很多学生还是不能识别基本的材料,掌握它们的基本制备工艺和用途。
1.2叙述性的内容多关于三大材料的学习主要是叙述性的内容多,比较抽象。
例如,金属加工中热处理的四把火:退火、正火、淬火、回火,退火又分好几个种类,每种钢材根据用途不同,而选择不同的工艺条件。
但是只通过课本的叙述,对于很多材料依旧没有直观的认识。
虽然很多同学有参加过金工实习课,但是时间不长,很难做到全面深入的了解,对一些材料的性质、加工方法感到陌生,从而逐渐丧失学习兴趣。
化学与材料论文
化学与材料论文——石墨烯一( 前言石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。
因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。
本文介绍了近几年石墨烯的研究进展, 包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。
石墨烯由于其特殊的电学、热学、力学等性质以及在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用,引起了科学界新一轮的热潮。
二(石墨烯的生产加工方法及化学原理物理方法:1.微机械剥离法:通过机械力从新鲜石墨晶体的表面剥离石墨烯片层。
2.印章切取转移印制法: 在印章突起的表面上涂上一层转换层( 可用树脂类材料通过旋转涂布法均匀涂于表面, 其作用像胶水那样黏附石墨烯) , 在300psi 及室温下, 将这种印章按压在石墨上, 高压下印章边缘产生极大的剪应力, 使得石墨烯层从石墨上分离下来。
类似地, 将石墨烯层从印章上转移到器件上同样需要固定层0( 要求这种转换层0与石墨烯间的作用力远大于转换层0与石墨烯间的作用力) , 经类the real implementation of the "quasi, ruthless. Tough," requirement, carry forward the spirit of a nail, and the corrective measures The implementation of the nerve endings, do not let the rectification is not in place, not to retreat, the people are not satisfied. Pin four is to adhere to the reform and innovation. To reform the way of thinking and innovative courage to turn style, against four winds, the courage toface the contradictions, good at solving the chronic ills, dare to break the outdated customs and bad habits Hensha unhealthy tendencies, trees, fresh healthy. The five is to adhere to tackling the problem. That is the wind Su Ji and the education supervision combined, in order to establish a new system to promote the normalization of style building, long-term, to enhance the party spirit of honest and pragmatic people thought conscious action. The six is to insist on the completion of the third grasp the overall situation. Activity and end This year the goal of safety production work plan for next year, work together, to promote the activities and the work of production safety with both hands, two promotion, two not mistake. Two, rectification of the overall objectives and specific objectives: (a) the overall path around the "four focus", carried out the outstanding problems of the special rectification, the full implementation of the central and provincial Party committee clear the rectification task, effectively curb the "four winds", realize the overall improvement of Party and government. The point is: focus on the people, the people, convenience, and resolutely curb the bureaucratic style of work; looking to stimulate grassroots vitality, resolutely curb the Wenshan sea; focus on the cadres honest, clean government, politics, and resolutely curb exceed the standard Quasi occupied office space, Gongjusiyong, public funds, extravagance of the wind; focus on establish a correct view of achievements, the concept of power, and resolutely curb acts against the interests of the masses. Accelerate the system reform and construction, improve the people honest and pragmaticnormalization system, constantly consolidate and expand educational practice achievements, make people satisfied. The recent reform goal: Political Quality Bureau and all Party members and cadres, further improve the quality of the business; the "four winds", "two" problem has been effectively solved. The middle goal of the reform: "opposition party and government austerity waste似的操作使得石墨烯从印章上剥落下来。
材料物理化学论文(5篇)
材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文范文第1篇一、材料物理专业的特色材料物理专业是“讨论各种材料特殊是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料进展供应科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。
主要讨论范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。
材料物理将理科的学问传授与工科的工程力量培育相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。
二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位材料物理化学是贵州高校材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度讨论材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。
该门课程的教学目的在于提高同学的专业学问水平,培育同学科学的思维方式和独立的创新力量,以及综合运用基础理论来解决实际问题的力量。
材料物理化学是材料物理专业特别重要的专业基础课,它以高等数学、高校化学、高校物理等理论基础课程为基础。
高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。
熟悉到高校物理和物理化学中热力学内容的连接,了解高校物理中原子结构学问的介绍,协调好与高校化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避开重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得留意和仔细对待的问题[4]。
材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。
材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本学问,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。
材料物理化学犹如一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业学问的系统与连贯性。
材料化学论文范文
材料化学论文范文材料化学论文范文材料化学是近年来随着材料科学的快速发展与社会需求的日益增加新开设的一个专业,下面小编给大家分享材料化学论文范文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
材料化学论文范文篇一浅谈材料化学专业人才培养模式摘要:学生培养是一个系统工程,涉及培养目标、培养方案和教学实施等方面。
人才培养模式的优略直接关系到人才培养的水平,对于高校材料化学专业建立合适的人才培养模式是非常必要的,本文从培养目标的定位、课程体系的设置、实践教学体系的建立等方面进行了研究并付诸于实践。
通过改革人才培养模式、优化课程体系、加强实践性教学环节等,以提高学生的实践能力,培养材料化学专业高素质复合型人才。
关键词:材料化学专业;人才培养模式材料化学是近年来随着材料科学的快速发展与社会需求的日益增加新开设的一个专业,它是一门新兴的交叉学科,是工程、信息、新能源等高科技产业和技术发展的重要基础。
随着环境问题的突出和人口的增长,各种功能材料在农业上的应用日益广泛,新材料的不断开发应用,对加速农业发展,推动农业产业化结构起到了重要作用。
但目前我国农业领域从事新材料技术开发和应用的专门人才还相当匮乏,远不能满足农业高速发展的需要,与现代新农村建设的需求存在很大的差距。
因此,在我国高等农业院校设置材料化学专业对我国农业的产业化发展具有重要的意义。
一、确定合理的材料化学专业培养目标坚持“结合材料科学发展的大方向和工科院校在材料领域的人才需要对材料化学专业人才培养进行定位”的原则,材料化学专业人才培养的基本目标是:培养适应社会主义现代化建设需要的、德智美体等全面发展的,掌握化学及材料学科的基本知识和基本理论,具备材料设计、开发、检验等基本技能,能在材料、化工及相关的领域从事新型材料研制、质量检验、产品开发、教学及技术管理等工作的基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的应用型、研究型人才。
在材料化学专业培养计划中,借鉴其他重点大学材料化学相关专业的成功经验,以材料化学技术为主线,以材料工程为背景,通过教育和行业、高校和企业的密切合作,探索适合材料化学专业产业创新人才计划的新的培养方案和课程体系。
材料与化学
材料与化学材料是指一切由原子或分子构成的物质,而化学则是研究物质的组成、性质、结构和变化的科学。
材料与化学密不可分,许多材料的性质和应用都与化学有着紧密的联系。
本文将就材料与化学的关系展开探讨。
化学在材料的制备过程中起着重要的作用。
许多材料的制备都涉及到化学反应,通过控制反应条件和配比,可以得到不同结构和性质的材料。
例如,陶瓷材料的制备需要通过高温烧结过程,而烧结过程中涉及到氧化、还原等化学反应。
另外,合成纳米材料也是化学技术的一个重要领域,通过调控反应条件和添加适当的催化剂,可以合成出具有特殊性质的纳米材料。
化学在材料的改性和加工过程中起着关键的作用。
许多材料的性能可以通过化学方法进行改善。
例如,通过聚合反应可以将低密度聚乙烯转化为高密度聚乙烯,从而提高其硬度和强度;通过添加合适的添加剂,可以改善金属材料的耐蚀性;通过控制材料的晶格结构和组分,可以调控材料的导电性、光学性能等。
此外,化学还可以用于材料的表面处理,如电镀、化学镀膜等,以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性等。
材料的结构和性能也可以通过化学手段进行分析和表征。
化学分析技术可以用于确定材料的组分和结构,如质谱、核磁共振等;化学表征技术可以用于研究材料的物理和化学性质,如X射线衍射、红外光谱等。
这些分析和表征手段可以帮助科学家深入了解材料的结构和性能,为材料的设计和应用提供依据。
材料的应用领域也与化学有着密切的联系。
材料科学的发展离不开化学工业的支持,许多先进材料的制备和应用都依赖于化学工业的技术和装备。
例如,光电材料、能源材料、生物材料等都是材料科学中的重要研究方向,而这些材料的制备和应用都涉及到化学的基础理论和实验技术。
材料与化学紧密相连,化学在材料的制备、改性、加工和表征过程中起着重要的作用。
材料科学的发展离不开化学的支持,而化学的发展也离不开对材料的研究和应用。
随着科学技术的不断进步,材料与化学之间的关系将会变得更加紧密,为人类的生活和工业发展带来更多的创新和突破。
化学与材料探索化学在材料科学中的应用和创新
化学与材料探索化学在材料科学中的应用和创新化学是自然科学中的一门重要学科,其研究对象是物质的组成、性质、结构、变化规律等方面。
而材料科学则是研究材料的性质、结构、组成及其制备方法和应用等的学科。
化学作为材料科学的核心基础学科,在材料科学研究中扮演着不可或缺的角色。
本文将探讨化学在材料科学中的应用和创新。
一、化学分析与材料表征在材料科学研究中,化学分析和材料表征是十分重要的环节。
化学分析通过分析材料的成分和结构,为材料研究提供了重要的数据支持。
常见的化学分析方法包括质谱分析、光谱分析、电化学分析等。
通过这些方法,可以揭示材料的分子结构、元素组成以及各种化学反应的发生与机理。
而材料表征则是通过对材料的形态、性质、结构等进行观察和测定,来揭示材料的内在特征和物理性质。
常见的材料表征方法有扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等。
这些手段可以提供关于材料微观结构、晶体结构、表面形貌等方面的信息,有助于揭示材料与化学性质之间的关系,为新材料的设计和合成提供依据。
二、新材料的开发与应用化学在材料科学中最重要的作用之一就是开发和应用新材料。
随着科技的进步,人们对材料的性能和功能要求越来越高,而这些要求往往需要通过化学手段来实现。
在新材料的开发过程中,化学家通过合成新材料、调控材料的结构和组成,来探索和实现新型材料的性能和功能。
例如,纳米材料就是近年来兴起的一种新型材料,其尺寸在纳米级别,具有特殊的物理、化学和生物学性质。
化学家通过合成方法的创新,成功制备出了各种具有特殊性质的纳米材料,如金属纳米颗粒、二维纳米材料、纳米多孔材料等。
这些纳米材料在能源、光电子学、生物医药等领域具有广泛的应用前景,为科技发展带来了许多新的机遇和挑战。
另外,有机高分子材料也是近年来材料科学领域的热点之一。
虽然有机高分子材料在日常生活中经常被使用,例如塑料和橡胶,但通过化学手段对其结构进行调控,可以得到许多全新的高分子材料,并拓展其在能源、光电子学、信息存储等领域的应用。
化工新材料研究毕业论文范文
化工新材料研究毕业论文范文摘要随着科学技术的不断发展,化工新材料的研究与应用越来越受到人们的关注。
本论文以化工新材料为研究对象,对其性能、制备方法及应用进行了全面系统的探讨。
首先,对化工新材料的定义、分类及特点进行了介绍;其次,详细阐述了化工新材料的性能,包括物理性能、化学性能及生物性能;然后,对化工新材料的制备方法进行了分类和介绍,包括合成、改性、复合等方法;最后,分析了化工新材料在各个领域的应用情况,并对其发展趋势进行了展望。
关键词:化工新材料;性能;制备方法;应用1. 引言化工新材料是指在化学工业中应用的新出现的或者正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能的材料。
化工新材料的研究与开发,对于推动我国化工产业的转型升级,提高国家经济实力具有重要意义。
本论文旨在对化工新材料的研究进行全面系统的梳理,为相关领域的研究提供参考。
2. 化工新材料的定义、分类及特点2.1 定义化工新材料是指在化学工业中应用的新出现的或者正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能的材料。
2.2 分类化工新材料可以根据其组成、结构及性能等特点进行分类,主要包括高分子材料、陶瓷材料、金属材料、复合材料等。
2.3 特点化工新材料具有以下特点:1. 优异的性能:化工新材料具有传统材料所不具备的优异性能,如高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等。
2. 广泛的应用领域:化工新材料广泛应用于化学工业、航空航天、新能源、生物医学等领域。
3. 环保节能:化工新材料的研究与开发,有利于推动环保节能产业的发展,提高资源利用效率。
3. 化工新材料的性能化工新材料的性能是其区别于传统材料的重要特征,也是衡量其质量的重要指标。
主要包括以下几个方面:3.1 物理性能化工新材料的物理性能包括密度、熔点、沸点、热导率、电导率等。
这些性能决定了材料在实际应用中的可操作性和稳定性。
3.2 化学性能化工新材料的化学性能包括耐腐蚀性、耐氧化性、耐磨性等。
这些性能是材料在化学工业中应用的关键。
化学与材料发展
化学与材料发展随着科技的不断进步和人类对生活品质的追求,化学与材料领域的发展日益重要。
化学与材料的研究不仅能够推动科技创新,还能够改善人类生活质量,满足人们对环境、能源、医疗和食品等方面的需求。
本文将探讨化学与材料发展的重要性、现状及未来发展方向。
一、化学与材料的重要性化学与材料学科是现代科技和工业生产的基础。
化学研究可以深入理解不同物质的结构、性质和反应机制,从而为材料科学提供理论指导和方法支持。
材料科学的研究和应用,为我们的社会和经济发展提供了各种新材料。
在各个领域,如能源、环境、医疗、军事等,材料的性能和功能都起着关键作用。
因此,化学与材料的发展对于推动科技创新和实现社会进步至关重要。
二、化学与材料发展的现状目前,全球化学与材料研究呈现多领域、多学科、多功能的特点。
化学研究不仅限于传统的无机化学、有机化学和物理化学等领域,还扩展到生物化学、环境化学、材料化学、催化化学等各个学科。
同时,材料科学也逐渐从传统的金属、陶瓷和塑料等材料向功能材料、纳米材料、生物医用材料等新兴领域发展。
这种综合性和多样性的发展趋势有效促进了科技的创新和实践的广泛应用。
三、化学与材料发展的未来方向1. 可持续发展:在资源日益紧缺和环境污染日益严重的背景下,化学与材料的未来发展应致力于可持续发展。
这包括开发可再生资源、提高资源利用效率、减少有害物质排放和废弃物产生等方面的研究和应用。
2. 新材料研究:未来的化学与材料发展将继续关注新材料的研究和应用。
这包括功能材料、纳米材料、生物医用材料等领域的创新。
这些新材料具有独特的性能和功能,能够满足人们对于高性能、多功能和智能化材料的需求。
3. 先进制造技术:化学与材料的发展也需要与制造技术密切结合。
通过引入先进的制造技术,如3D打印、纳米制造等,能够实现对材料结构、性能和功能的精确控制和调控。
这将推动材料科学在制造业和生产领域的应用和发展。
4. 多学科交叉合作:未来的化学与材料发展将更多地涉及多学科的交叉合作。
《化学材料的发展与应用》
《化学与人类文明》课程论文化学材料的发展与应用学院:机械学院专业:机械制造及其自动化班级:机制101学号:学生姓名:电子信箱:2012年12月12日化学材料的发展与应用摘要:随着现代科学技术的飞跃发展,以前传统的材料早已不能满足我们人类的需求和发展,为了获得更多满足人类工业和日常生活中所需要的具有特定性能的材料,化学材料先如今得到了很大的发展,化学材料不仅获得了传统材料的有点,还具备了一些特殊的功能,极大的满足了工业生产和生活所需。
本文章分析了一些常见的化学材料的应用和发展状况,并提出了未来材料化学的发展趋势的一些简单看法。
关键词:材料化学;化学材料;性能;应用;发展化学与材料息息相关,面对传统的材料不能满足工业生产、日常生活的时候,世界上各国都已开始把目光看向了材料化学,材料化学的发现和使用,使之研发出一系列的新材料,材料化学在原子和分子的水准上设计新材料的战略意义有着广阔的应用前景。
然而,材料化学在发挥巨大作用的同时也不短的推动自身理论与技术水平的提高,并且为材料工程的发展带来了新的活力和更加广阔的发展空间。
1材料化学简介材料化学是材料科学的一个重要分支,也是材料科学的核心部分,在新材料的发现和合成,制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域所作出了的独到贡献。
材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品的性质的物质,是人们利用化合物的某些功能来制作物件时用的化学物质。
而化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、件能、反应和应用的学科。
材料与化学试剂不同,后者在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质,而材料则一般可重复持续使用,除了正常消耗以外,它不会不可逆的转变为别的物质。
化学则是关于物质的组成,结构和性质以及物质相互转变的研究。
显然,材料科学和化学的对象都是物质,前者注重的是宏观方面,而后者则关注原子和分子水平的相互作用。
材料化学正是这两者结合的产物,它是关于材料的结构、性能,制备和应用的化学。
化学专业优秀毕业论文范本新型有机光伏材料的设计与性能研究
化学专业优秀毕业论文范本新型有机光伏材料的设计与性能研究在化学领域中,研究新型有机光伏材料的设计与性能一直是一个重要的课题。
随着对可再生能源的需求不断增长,有机光伏材料作为一种高效、低成本的太阳能转化材料受到了广泛关注。
本文旨在探讨新型有机光伏材料的设计与性能研究,并提供一个化学专业优秀毕业论文范本,以供参考。
1. 引言在介绍新型有机光伏材料之前,首先需要阐明有机光伏材料的基本原理和应用前景。
有机光伏材料是由有机分子构成的光电转换材料,其基本工作原理是将太阳光中的能量转化为电能。
相比于传统的无机光伏材料,有机光伏材料具有更高的柔韧性、更低的成本以及更广泛的应用范围。
2. 新型有机光伏材料的设计在设计新型有机光伏材料时,需要考虑以下几个方面:2.1 光吸收能力:优秀的有机光伏材料应当具有宽广的光吸收能力,能够有效地吸收太阳光中的各个波长。
2.2 载流子传输性能:有机光伏材料中的载流子传输性能直接影响其电子传导和电子传输效率。
因此,设计新型有机光伏材料时需要考虑其载流子传输性能,以提高光电转化效率。
2.3 稳定性:新型有机光伏材料应当具有较高的化学稳定性和热稳定性,以确保其在长期使用中的稳定性能。
3. 新型有机光伏材料的性能研究在研究新型有机光伏材料的性能时,可以从以下几个方面展开:3.1 光电转化效率测试:利用光电转化效率测试仪器,测量不同样品的光电转化效率,并通过比较分析得出优异材料的结论。
3.2 光谱响应研究:使用不同波长的光源照射样品,记录其光谱响应曲线,以研究新型有机光伏材料的光吸收能力和波长响应特性。
3.3 载流子传输性能表征:通过测量有机光伏材料中的载流子迁移率和载流子寿命,分析并改善材料的载流子传输性能。
3.4 稳定性测试:利用高温、湿热等条件对新型有机光伏材料进行稳定性测试,评估其在复杂环境下的适用性。
4. 结果与讨论基于对新型有机光伏材料设计和性能研究的实验数据,可以得出以下结论:4.1 通过优化有机光伏材料的分子结构和能带结构,可以提高光电转化效率。
化学应用论文化学材料论文
化学应用论文化学材料论文氟化钡晶体开裂现象分析及解决办法研究[摘要]研究氟化钡晶体炸裂现象的机理和相应的防止炸裂方法是非常有必要的课题,也是亟待解决的问题。
[关键词]氟化钡晶体开裂现象一、引言氟化钡(BaF2)晶体是碱土氟化物晶体,具有透光范围宽、透过率高(0.2∪M~10∪M之间透过率90%,最高可达94%),折射率在较宽的波长范围内变化不大,吸水性小等优点,是一种良好透红外材料。
除了用于一般的红外系统外,还由于氟化钡晶体可以抵消热膨胀和应力所引起的光学畸变,保证光学性能和机械性能的稳定性,是一种品质优良的激光窗口材料。
氟化钡晶体还是一种具有独到之处的特殊闪烁晶体,可以同时测量能谱和时间谱,而且能量分辨率和时间分辨率都较高,是一种理想的闪烁晶体材料。
在核物理、核医学、高能物理等领域有着广泛的应用前景。
国内外很多光学分析仪器公司都在使用。
但是由于试制初期,氟化钡晶体生产出来后放置于常温下,有时出现自然开裂现象,加工时更是频频出现炸裂现象,甚至有时晶体加工完成后,在客户使用时还会有炸裂现象,这就大大影响了这种晶体材料的广泛使用。
试制初期我们主要采用生长晶体后再使晶体退火的方法,但效果并不理想。
因此研究氟化钡晶体炸裂现象的机理和相应的防止炸裂方法是非常有必要的课题,也是亟待解决的问题。
二、氟化钡晶体开裂现象分析从氟化钡晶体的自身特点看,这种晶体密度大,热导率低,生产晶体时易产生较大的内应力,使晶体有时出现开裂现象。
晶体出现开裂现象后,我们对这种现象的出现做出细致深入的分析和研究,发现氟化钡晶体出炉后不是每根晶体都有开裂现象。
于是我们更进一步对毎炉、每根晶体进行了细致的观察、比较、分析,最后认为最大程度的开裂出现在非最优条件下生长出来的晶体中,晶体的开裂都是沿平行于【111】解理面开裂,主要原因是在生长过程中,温场设计不合理,生长速率和降温不适合造成的。
三、解决办法研究经多年生产实践的摸索,我们在晶体生长过程中主要采取以下几项措施。
化学与材料论文
化学与材料论文
化学与材料是现代科学技术发展中的重要组成部分,它们在各个领域都发挥着
重要的作用。
本文将从化学与材料的相关研究领域入手,探讨其在不同领域中的应用和发展趋势。
首先,化学在材料制备中起着至关重要的作用。
通过化学方法,可以合成出各
种具有特定性能的材料,比如高分子材料、无机材料、复合材料等。
这些材料在建筑、医药、电子、能源等领域都有着广泛的应用,推动着这些领域的不断发展和进步。
其次,化学在材料改性中也发挥着重要作用。
通过化学方法对材料进行表面改性、结构调控等,可以使材料具有特殊的性能,比如增强材料的力学性能、提高材料的耐热性、耐腐蚀性等。
这些改性后的材料在航空航天、汽车制造、新能源等领域都有着重要的应用前景。
另外,材料在化学储能领域也有着广泛的应用。
比如锂离子电池、燃料电池等,都是基于化学原理和材料科学的基础上发展起来的新型储能技术。
这些储能技术的发展,对于解决能源短缺、减少环境污染等问题具有着重要的意义。
在材料的可持续发展方面,化学也起着不可替代的作用。
通过绿色合成、循环
利用等化学方法,可以实现材料的可持续发展和利用,减少资源的浪费和环境的污染,推动材料科学的可持续发展。
综上所述,化学与材料的关系密不可分,二者相辅相成,共同推动着现代科学
技术的发展。
随着科学技术的不断进步,化学与材料的研究也将迎来更加广阔的发展空间,为人类社会的可持续发展和进步做出更大的贡献。
希望本文的探讨能够为相关领域的研究者提供一定的启发和帮助,共同推动化学与材料科学的发展。
材料化学结课论文
新型可降解材料聚乳酸摘要:随着时代的进步,科技的发展,我国在各方面都进入了高科技和新型功能材料的领域。
比如说在功能材料应用这方面,我国已经引进并且也自己研发了许多新型功能材料,使我们的工业生产和日常生活都得到了实惠,也为我们提供了诸多方便。
功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
本文主要介绍了新型可降解材料——聚乳酸的两种合成方法、基本性能、降解机理以及如何延长其使用寿命和前景展望。
关键词:聚乳酸;合成;降解;使用寿命聚乳酸(PLA)是以玉米为主要原料,经发酵制得乳酸,再经聚合而制成的高分子材料,具有良好的生物相容性和生物可降解性。
PLA可像聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料那样加工成各种产品,如薄膜、包装袋、包装盒、食品容器、一次性快餐盒、饮料用瓶、药物缓释包装剂等。
1 聚乳酸的生产方法聚乳酸的合成有两种方法,即乳酸直接聚合法和环丙交酯开聚合法。
1.1直接缩聚法直接缩聚法是乳酸的直接脱水缩聚,其聚合工艺短,对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求一致,但所得聚乳酸分子量小,且产品性能差,易分解,实用价值小。
1.2间接聚合法间接聚合法因为是环状二聚体的开环聚合,不同于一般的缩聚,没有小分子水生成,所以不需要进行抽真空排除小分子,聚合设备简单,此法所得聚乳酸分子量高达数万乃至数百万,机械强度高。
近年来,为便于工业化生产,主要集中在开环聚合的高效催化体系,新型结构和组成的共聚物的合成等方面的研究,以制备更高分子量的聚乳酸。
2 聚乳酸的基本性能聚乳酸是其中一种研究较多和性能较好的可生物降解的高分子材料。
乳酸有非常好的透明性,可在牛物体内分解、吸收,同时其力学性能可和通用塑料媲美。
聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,会在微生物的作用下分解成二氧化碳和水,随后在太阳光合作用下它们又会成为淀粉的起始原料,对人体无害,具有良好的生物相容性。
材料化学课程论文
本科课程论文题目压电材料的发展与展望院(系)化学学院专业化学课程材料化学学生姓名邹良元学号2009210469指导教师王宏里二○一二年六月[摘要]:本文简要介绍了压电材料的发展历史,详细叙述了压电陶瓷、压电单晶、压电复合材料及压电聚合物的发展状况,并对压电材料对日常生活的影响及其目前的研究热点做了概括。
[Abstract] : This article briefly describes the history of the development of the piezoelectric material, described in detail the development of piezoelectric ceramics, piezoelectric single crystal piezoelectric composites and piezoelectric polymers, and piezoelectric material impact on our daily life and itsthe hotspot summarized.[关键词]:压电材料压电陶瓷压电单晶压电聚合物压电薄膜1.引言:压电材料,简而言之,就是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
压电材料是一种能够实现电能与机械能相互转化的材料,由于压电材料的这一性能,以及制作简单、成本低、换能效率高等优点,压电陶瓷被广泛应用于热、光、声、电子学等领域。
主要应用有压电换能器、压电发电装置、压电变压器、医学成像等。
2.压电材料的发展历程1880年居里兄弟发现,在石英晶体的特定方向上施加压力或拉力会使石英晶体表面出现电荷,并且电荷的密度与施加外力的大小成比例,这就是压电体的正压电效应,从此便开始了压电学的历史。
随后,1881年居里兄弟又通过实验验证了逆压电效应,并且获得了石英晶体的正逆压电系数。
1894年沃伊特指出,介质具有压电性的条件是其结构不具有对称中心。
材料化学基础论文
非金属材料概述摘要:新材料是发展高新技术的基石,新型无机非金属材料将在未来科技发展中发挥更大的作用,促进材料行业的整体飞跃。
本文阐述了非金属材料的研究开发现状,介绍了它们在科学领域中的应用及其它们的重要作用。
关键词:非金属材料、陶瓷材料、水泥。
非金属材料一般是指无机非金属陶瓷材料。
陶瓷是人类在征服自然过程中获得的第一种经化学变化而制成的产品,它的出现比金属材料早得多,陶瓷材料作为材料科学的一个分支,其名称与含义也几经变迁。
早期,陶瓷是陶器与瓷器的总称,陶瓷是指以各种粘土为主要原料,成型后在高温窑炉中烧成的制品;硅酸盐材料曾是这一材料科学的分支的另一名称,它包括陶瓷器、玻璃、水泥和耐火材料。
在近代,陶瓷材料是无机非金属材料的同义词,不仅包括传统的陶瓷,还包括了硅酸盐材料和氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等新型材料。
在无机非金属材料领域中,陶瓷、水泥等已经形成相当规模的产业,被广泛应用于工业、农业、国防和人们的日常生活中,成为国民经济的支柱产业之一。
一、陶瓷材料1.1陶瓷材料的性能所谓陶瓷材料是指以天然硅酸盐(粘土、石英、长石等)或人工合成化合物(氮化物、氧化物、碳化物等)为原料,经过粉制、配料、成型、高温烧结而成的无机非金属材料。
工业陶瓷可分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类。
普通陶瓷用于工艺品、餐具等日常生活用品。
特种陶瓷具有特殊的力学、物理或化学性能,主要用于高温、机械、电子、航天、航空、医疗工程等尖端科学技术领域。
陶瓷材料通常具有强度高、硬度高、化学和热稳定性好,且耐高温、耐腐蚀等特点。
由于陶瓷的键和特点,陶瓷材料还具有绝缘、绝热的性能。
但陶瓷的最大缺点是塑性很差,可以认为多数陶瓷材料在常温下没有塑性,因此,陶瓷材料应用面临的主要问题是‘‘增韧’’。
1.2陶瓷材料的化学组成大多数非金属材料如陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等都是由石英、粘土、长石三部分组成的,只是各组分的含量及加工工艺不同,因而其用途和性能各异。
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化学与材料论文化学与材料论文——石墨烯一( 前言石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。
因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。
二(石墨烯的生产加工方法及化学原理物理方法:1.微机械剥离法:通过机械力从新鲜石墨晶体的表面剥离石墨烯片层。
2.印章切取转移印制法:在印章突起的表面上涂上一层转换层( 可用树脂类材料通过旋转涂布法均匀涂于表面, 其作用像胶水那样黏附石墨烯) , 在300psi 及室温下, 将这种印章按压在石墨上, 高压下印章边缘产生极大的剪应力, 使得石墨烯层从石墨上分离下来。
类似地, 将石墨烯层从印章上转移到器件上同样需要固定层0( 要求这种转换层0与石墨烯间的作用力远大于转换层0与石墨烯间的作用力) , 经类似的操作使得石墨烯从印章上剥落下来。
印章切取转移印制法操作简单, 但难以制备单层[ 23] 通过此方法得到的多为四层的石墨烯( 厚度约为113nm) 。
石墨烯, Stephen 等3.模板法1988年京谷隆等利用模板法在蒙脱土的层间形成了石墨烯片层,一旦脱除模板,这些片层就会白组装形成体相石墨。
一些研究小组正在探索如何利用二维模板的孔隙制备可自由存在的单层石墨烯片层,但至今尚无令人满意的结果报道。
化学方法:1.氧化-还原法指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨( GO) ,经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨) ,加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团,如羧基、环氧基和羟基,得到石墨烯。
2.溶液剥离法原理是将少量的石墨分散于溶剂中,形成低浓度的分散液,利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力,此时溶剂可以插入石墨层间,进行层层剥离,制备出石墨烯。
3.加热Si-C法加热单晶6H-SiC脱除Si,在单晶(0001) 面上分解出石墨烯片层。
具体过程是:将经氧气刻蚀的样品在高真空下通过电子轰击,除去氧化物。
用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使之温度升高至1250-1450?后恒温1min-20min,从而形成极薄的石墨层,从而制备出单层或是多层石墨烯。
4.化学气相沉积法使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉,通入含碳气体,例如,碳氢化合物,它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯,通过轻微的化学刻蚀,使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。
5.氧化分散还原法( 含氧化修饰还原法)这是目前应用最广泛的合成方法。
它是将石墨氧化得到溶液中分散( 借助超声、高速离心) 的石墨烯前体, 再用还原剂还原得到单层或多层石墨烯。
常见的氧化方法有Brodie 方法以及Staudenmaier 方法[ 34] , 其基本原理均为先用强质子酸处理石墨, 形成石墨层间化合物, 然后加入强氧化剂对其进行氧化。
其中, Brodie 方法采用发烟硝酸及KClO3 作为氧化剂。
Staudenmaier 法用浓硫酸和发烟硝酸混合酸对石墨进行处理, 同样也是以KClO3 为氧化剂。
Hummer 方法则使用浓H2SO4、NaNO3 及KMnO4 作氧化剂, Hummer 的实验表明如果得到的氧化石墨烯含氧量比较高时呈现黄色, 低时则呈现黑色。
此外, 间氯过氧苯甲酸(MCPBA) 也可以作为氧化剂。
以乙醇和钠为原料通过溶剂热法可制备克量级的石墨烯, 不仅产率提高, 而且也解决了以上这种方法所带来的环境污染问题, 符合绿色化学的要求。
三(石墨烯的结构及特性:结构:石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一,是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。
完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞(等角六边形)。
如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。
如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。
碳纳米管也被认为是卷成圆桶的石墨烯。
可见,石墨烯是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元。
单原子层石墨晶体薄膜。
每个原胞中两个碳原子,每个原子与最相邻三个碳原子形成三个σ键。
每个碳原子贡献一个多余p电子,垂直于graphene平面,形成未成键的π电子——良好的导电性。
特性:最薄——只有一个原子厚强度最高——美国哥伦比亚大学的专家为了测试石墨烯的强度,先在一块硅晶体板上钻出一些直径一微米的孔,每个小孔上放置一个完好的石墨烯样本,然后用一个带有金刚石探头的工具对样本施加压力。
结果显示,在石墨烯样品微粒开始断裂前,每100纳米距离上可承受的最大压力为2(9 微牛左右。
按这个结果测算,要使1 米长的石墨烯断裂,需要施加相当于55 牛顿的压力,也就是说,用石墨烯制成的包装袋应该可以承受大约两吨的重量。
没有能隙——良好的半导体良好的导热性热稳定性优于石墨优秀导电性——电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度--电子的“光速”移动碳原子有四个价电子,这样每个碳原子都贡献一个未成键的π电子,这些π电子与平面成垂直的方向可形成轨道,π电子可在晶体中自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。
此外,石墨烯是具有零带隙的能带结构。
说明石墨烯极有可能成为半导体装置使用的最合适材料室温下的量子霍尔效应(注:这样的测量还需要在接近绝对零度的温度下进行,同时还需施加非常强的磁场,但全世界仅有少数几家专业实验室具备这样的条件。
长期来讲,石墨烯倾向于能提供一个更好的标准。
)石墨烯具有明显的二维电子特性。
近来所观测到的显著的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应在石墨烯中不具有量子干涉磁阻四(材料的创新性1.2.应特性3. 探索单电子器件——在纳电子器件方面的应用。
室电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管进一步减小器件开关时间,THz超高频率的操作响温下石墨烯具有l0倍于商用硅片的高载流子迁移率(约10 am /V?s),并且受温度和掺杂效应的影响很小,表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性(300 K下可达0(3 m),这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势,使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。
较大的费米速度和低接触电阻则有助于进一步减小器件开关时间,超高频率的操作响应特性是石墨烯基电子器件的另一显著优势。
此外,石墨烯减小到纳米尺度甚至单个苯环同样保持很好的稳定性和电学性能,使探索单电子器件成为可能。
4.5. 在同一片石墨烯上集成整个电路其它潜在应用包括:复合材料;作为电池电极材料以提高电池效率、储氢材料领域、场发射材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域6.7. 可应用于各种器件的特殊性能要被精确的控制最重要的是石墨烯制备方法的改进,如何大量、低成本制备高质量的石墨烯材料应该是未来研究的一个重点石墨烯的出现可能会将摩尔定律延续下去,8. 2025年以后可能是从“硅”时代跨越到“石墨烯”时代——代替硅生产超级计算机。
科学家发现,石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料。
石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。
高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,例如手机,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它们被要求使用越来越高的频率,然而手机的工作频率越高,热量也越高,于是,高频的提升便受到很大的限制。
由于石墨烯的出现,高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。
这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。
研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。
光子传感器。
石墨烯还可以以光子传感器的面貌出现在更大的市场上,这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的,现在,这个角色还在由硅担当,但硅的时代似乎就要结束。
去年10月,IBM的一个研究小组首次披露了他们研制的石墨烯光电探测器,接下来人们要期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏了。
因为石墨烯是透明的,用它制造的电板比其他材料具有更优良的透光性。
五(石墨烯的社会经济效益分析透明电极——燃料太阳能电池的正极。
很多电器里,都需要用到透明的导电材料作为电极,电子表、计算器、电视机、液晶显示器、触摸屏、太阳能电池板等等诸多设备里都无法离开透明电极的存在。
传统的透明电极用的是氧化铟锡(简称ITO),由于铟的价格高昂和供应受限,而且这种材料比较脆,缺乏柔韧性,并且制作电极过程中需要在真空中层沉积而成本比较高,很长时间以来,科学家们都在致力于寻找它的替代品。
除了透明、导电性好、容易制备等要求,还需要材料本身的柔韧性比较好而石墨烯正是这么一种材料,非常合适来做透明电极。
韩国三星公司和成均馆大学的研究人员利用化学气相沉积的方法获得了对角长度为30英寸的石墨烯,并将其转移到188微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,简称PET)薄膜上,进而制造出了以石墨烯为基础的触摸屏电化学生物传感器——石墨烯为电子传输提供了二维环境和在边缘部分快速多相电子转移超级电容器——高效储存和传递能量的体系,它具有功率密度大,容量大,使用寿命长,经济环保复合材料——独特的物理、化学和机械性能为复合材料的开发提供了原动力氧化石墨烯——Dikin等制成了无支撑氧化石墨烯纸状材料。
氧化石墨烯片是以一种接近平行的方式相互连接或瓦片式连接在一起形成的,拉伸试验表明氧化石墨烯纸具有较高的拉伸模量和断裂强度,其平均模量为32 GPa,性能与用类似方法制备的碳纳米管布基纸相当。
Graphene晶体管——曼彻斯特的小组采用标准半导体制造技术制作出晶体管。
从一小片石墨烯片层开始,采用电子束曝光在材料上刻出沟道。
在被称为中央岛的中部位置保持一个带有微小圆笼的量子点。
电压可以改变这些量子点的电导率,这样就可以像标准场效应晶体管那样储存逻辑态。
双层石墨烯可降低元器件电噪声——美国IBM公司T?J?沃森研究中心的科学家,最近攻克了在利用石墨构建纳米电路方面最令人困扰的难题,即通过将两层石墨烯片叠加,可以将元器件的电噪声降低10倍,由此可以大幅改善晶体管的性能,这将有助于制造出比硅晶体管速度快、体积小、能耗低的石墨烯晶体管。
石墨烯可作为宇宙学研究的平台——精细结构常数是物理学中一个重要的无量纲数,用希腊字母α表示,它与量子电动力学有着紧密的渊源。
它将电动力学中的电荷e、量子力学中的普朗克常数h、相对论中的光速c联系起来,定义为α=(e )/(2ε0*h*c)(其中 e 是电子的电荷,ε0 是真空介电常数, h 是普朗克常数, c 是真空中的光速).而其大小为什么约等于1/137至今尚未得到令人信服的回答。