纳米技术论文

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纳米技术论文

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纳米技术简介纳米技术(Nanotechnology)是指在纳米尺度下进行材料和设备加工、组装与制造的一种新型技术。

纳米尺度是指物质尺寸在1到100纳米之间,也就是说它的尺寸只有原来物质尺寸的1/100000,对应到人类的尺度,就像是将一个头发的直径缩减到现在的1/100000,可以说十分微小。

纳米技术可以调控和控制物质的结构和性质,开辟了材料科学、生物学、物理学、化学和工程学等多个领域的新途径和新空间。

纳米技术的历史纳米技术的概念最早可以追溯到1959年美国物理学家Richard Feynman在一次著名的演讲中提出的“有趣的可能性”。

然而,直到1981年,IBM科学家Gerd Binning和Heinrich Rohrer成功地发明了扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope),才真正实现了对纳米颗粒的观测和实验,并使纳米技术的研究成为可能。

从那时起,纳米技术在各个领域得到了迅速发展。

纳米技术在材料科学中的应用纳米材料的制备纳米材料的制备是纳米技术的重要研究方向之一。

传统的材料制备方法往往难以得到均匀的纳米颗粒,而纳米技术通过控制反应条件、添加表面活性剂等手段,可以制备出尺寸均一、性能稳定的纳米材料。

常见的纳米材料制备方法包括溶胶-凝胶法、气相法、水热法等。

纳米材料的性能调控纳米材料具有很高的比表面积和尺寸效应,因此具有许多其他材料所不具备的特殊性质。

纳米技术可以通过调控纳米材料的尺寸、形状和表面结构等因素,来改变纳米材料的各种性能。

例如,通过调控纳米颗粒的尺寸可以改变其吸光性能,从而实现光催化分解有害物质的应用。

纳米传感器纳米技术在传感器领域有着广泛的应用。

纳米传感器可以利用纳米材料的特殊性质,对微小的物质浓度变化进行检测。

例如,纳米传感器可以通过改变材料的电阻、荧光等性质,来实现对特定物质的高灵敏度检测。

纳米传感器在环境检测、生物医学和食品安全等领域有着重要的应用前景。

[纳米材料与纳米技术论文]纳米技术的应用论文

[纳米材料与纳米技术论文]纳米技术的应用论文

[纳米材料与纳米技术论文]纳米技术的应用论文纳米材料是处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称,下面小编给大家分享一些纳米材料与纳米技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。

纳米材料与纳米技术论文篇一纳米材料的生物安全性摘要:随着纳米科技的迅猛发展,纳米材料得到广泛应用。

本文通过对其生物安全性问题的提出及现今我国面临的问题的分析,希望纳米科技可以得到更好的发展以及纳米材料能更好地应用于生活的各个领域。

关键词:纳米材料;生物安全;应用中图分类号:G301 文献标志码:A 文章编号:1674-932409-0082-02一、什么是纳米材料纳米材料是处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称,根据物理形态划分,纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。

由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应等,因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能。

1984年,德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。

1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议上,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。

二、纳米材料生物安全性问题的提出进入21世纪以来,纳米科技发展迅猛,大规模生产的各种人造纳米材料已经在生活消费品和工业产品中广泛使用。

据统计,纳米材料已经应用在近千种消费类产品中,来提高原有的功能或获得崭新的新功能,包括化妆品、食品、服装、生活日用品、医药产品等领域。

然而,近年来的研究发现,由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等,纳米材料具有很强的“双刃剑”特性,即在提高原有材料功能同时也存在巨大的安全风险。

例如,美国科学家让一组小鼠生活在含20纳米特氟隆颗粒的空气里,结果小鼠在4小时内全部死亡;而另一组生活在含120纳米特氟隆颗粒的空气里的小鼠,却安然无恙。

纳米技术的论文(精选五篇)

纳米技术的论文(精选五篇)

纳米技术的论文(精选五篇)第一篇:纳米技术的论文纳米技术在新型建筑材料中的应用纳米技术作为一门新兴的技术,在多个范畴具有十分重要的应用,特别是极大地推进了新型建材的开展,引见了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护资料等方面的应用,经过阐述可知,纳米资料在新型建材范畴具有很好的开展应用前景。

纳米技术;新型建材;应用;前景 1 纳米涂料的应用通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光亮度不够等缺陷。

而纳米涂料则能较好的处理这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性,可以弥盖墙体细小裂痕,具有对微裂痕的自修复作用。

(2)具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。

(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。

(4)纳米涂料的色泽鲜艳温和,手感温和,漆膜平整,改善建筑的外观等。

固然国内外对纳米涂料的研讨还处在初步阶段,但是已在工程上得到了较普遍的应用,如北京纳美公司消费的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷,效果良好。

在首体改造工程中,运用纳米涂料1700吨,涂刷6万平方米。

复旦大学教育部先进涂料工程研讨中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。

2 纳米水泥的应用普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其本身也存在一些固有的缺陷,使其在运用过程中不可防止地产生开裂并毁坏。

为理解决这一问题就必需加速对具有特殊性能混凝土的研发,而纳米混凝土就能有效的处理这样问题,纳米混凝土,与普通混凝土相比,纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显着进步,同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能,因此可用于一些特殊的建筑设备中(如国防设备)。

通常在普通混凝土中参加纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已到达纳米混凝土的性能,而且经过改动纳米资料的掺量还能配置出防水砂浆等。

目前开发研制的纳米水泥资料包括纳米防水复合水泥,纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。

纳米技术应用论文

纳米技术应用论文

浅析纳米技术的应用摘要:随着科技的发展,使得我们对事物的认识的越来越透彻,越来越细致。

纳米技术便出现了,本文主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述从而有更全面的认识。

关键词:纳米材料纳米技术技术应一、纳米的发展历史纳米(nm)是数学上的一种长度单位,1纳米约是10-9米(十亿分之一米),对宏观物体来说,纳米是一个非常细小的单位,比如,人的头发丝用纳米表述其直径一般为7000-8000纳米,人体红细胞的直径一般为3000-5000纳米,多数病毒的直径也只是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。

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。

二、纳米技术在防腐中的应用纳米涂料必须满足两个条件:一是有一相尺寸在1~100nm;二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。

纳米涂料性能改善主要包括:第一、施工性能的改善。

利用纳米粒子粒径对流变性的影响,如纳米sio2用于建筑涂料,可防止涂料的流挂;第二、耐候性的改善。

利用纳米粒子对紫外线的吸收性,如利用纳米tio2、sio2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等;第三、力学性能的改善。

利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力,可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。

纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。

纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径,目前用于涂料的纳米材料最多的是sio2、tio2、caco3、zno、fe2o3等。

但并不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能,需要经过大量的实验研究工作,才有可能得到真正的纳米涂料。

纳米涂料虽然无毒,但由于目前技术原因,性能并不理想,加上价格太过昂贵,难以全面推广;而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。

纳米技术结课论文

纳米技术结课论文

浅谈纳米技术在隐身材料制备方面的应用摘要: 在人类发展的历史中,隐身的人类长久以来的一个大胆而美好的创想,但受限于我们的认知和科技的水平,对于隐身方面的研究还仅仅只是存在于人们天马行空的想象中而很少能付诸实践。

但20世纪以来,科学技术在各方面都取得了长足的进展,在隐身材料制备方面的也取得了不小的成就。

本文将从目前比较先进的纳米技术入手讨论其在纳米隐身材料制备方面的应用,通过介绍纳米隐身材料的特性和吸波机理,以及国内外纳米隐身材料的研究进展情况,并对纳米隐身材料今后的发展方向进行了展望。

关键词:纳米技术;隐身材料;吸波机理;发展展望一、研究背景与意义:随着电子科技的迅速发展,雷达,毫米波,红外,激光,声波等探测技术趋于成熟,使得未来战场上武器系统特别是一些大型的作战武器,如飞机、坦克、导弹、舰艇等所面临的威胁日益增加。

为了提高在战场上的生存能力、防御能力和攻击能力的隐身技术普遍受到了世界各国的高度重视。

在二战期间,各国为了降低特征信号以提高飞机生存能力强烈需求的推动下纷纷开展隐形材料的制备,并取得一定的成就,像美国F-117 A“夜鹰”隐形飞机的诞生。

隐身技术的发展关键在于隐身材料技术的发展。

现代化的战争对吸波材料的性能提出了越来越高的要求,一般传统意义的吸波材料已经很难满足薄、轻、宽、强的综合要求,各国都在积极开发新型的吸波材料。

纳米隐身材料是目前隐身材料研究中一个非常活跃的热点,纳米材料具有很多与众不同的特异性能,主要表现为具有纳米尺寸效应、宏观量子隧道效应、界面效应、纳米非均匀性等特点,使其在光、电、磁等物理方面具有独特的性质,可导致微波的高磁导率、高磁损耗,实现微波的宽频带强吸收,而且具有兼容性好、质量轻、厚度薄等特点,是一种具有很大发展潜力的新一代隐身材料。

二、纳米技术的材料特性及吸波机理:1.纳米技术材料特性:纳米材料是指材料组分的特性尺寸在纳米量级(1~100nm)的材料,纳米隐身材料是指以磁性纳米材料或结构为主体构成的一种复合型隐身材料,由于结构和组成的特殊性,纳米隐身材料具有一些独特的特,主要体现在以下几个方面:( 1 ) 特性尺寸在1~l00 nm之内,低于微波频段趋肤深度,可以避开趋肤效应的制约。

纳米技术作文(7篇)

纳米技术作文(7篇)

纳米技术作文(7篇)英文回答:Nanotechnology is a rapidly advancing field that involves manipulating matter at the atomic and molecular level. It has the potential to revolutionize various industries, including medicine, electronics, and energy. In this essay, I will discuss the benefits and challenges of nanotechnology, as well as its impact on society.One of the major advantages of nanotechnology is its potential to improve healthcare. Nanoparticles can be used for targeted drug delivery, allowing medications to be delivered directly to the affected cells or tissues. This can enhance the effectiveness of treatments while minimizing side effects. For example, researchers are developing nanoparticles that can deliver cancer drugs directly to tumor cells, reducing the damage to healthy cells.Another area where nanotechnology shows promise is in electronics. Nanoscale materials can be used to create smaller, faster, and more efficient electronic devices. For instance, nanoscale transistors can be integrated into computer chips, allowing for higher processing speeds and increased memory capacity. This has led to the development of smaller and more powerful smartphones, laptops, and other electronic gadgets.However, nanotechnology also presents challenges and concerns. One of the main concerns is the potential environmental impact of nanomaterials. Since nanoparticles are so small, they can easily enter the environment and potentially harm ecosystems. For example, if nanoparticles used in sunscreen products are released into water bodies, they could have detrimental effects on aquatic life. Therefore, it is crucial to conduct thorough research on the environmental impact of nanomaterials and develop appropriate safety measures.In addition, there are ethical considerations surrounding the use of nanotechnology. For instance, theuse of nanobots in medicine raises questions about privacy and autonomy. If nanobots are used to monitor anindividual's health, who has access to this information? How can we ensure that individuals have control over their own bodies? These are important questions that need to be addressed as nanotechnology continues to advance.Despite these challenges, nanotechnology has the potential to greatly benefit society. It can lead to advancements in renewable energy, such as more efficient solar panels and energy storage devices. It can also revolutionize manufacturing processes, making them more sustainable and environmentally friendly. For example, nanotechnology can be used to develop lightweight and strong materials for transportation, reducing fuel consumption and carbon emissions.In conclusion, nanotechnology holds immense potential for improving various aspects of our lives. It can revolutionize healthcare, electronics, energy, and manufacturing. However, it is important to address the challenges and ethical concerns associated withnanotechnology. By doing so, we can harness its benefits while ensuring its responsible and sustainable use.中文回答:纳米技术是一门快速发展的领域,涉及到在原子和分子水平上操纵物质。

纳米技术与应用论文

纳米技术与应用论文

纳米技术与应用论文第一篇:纳米技术与应用论文纳米技术与应用Nano technology and application 学号:2012093207 金月Student number: 2012093207 Jinyue摘要:纳米技术是20世纪80年代末期诞生并迅速崛起的新技术,它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子,创造新物质。

纳米(nm)是一个长度单位,纳米体系(通常界定为1~100nm的范围)就在其中。

这一体系既不完全适合于描述宏观领域的牛顿经典力学规律,又不完全适合于描述微观领域的量子力学规律,它表现出了许多独特的性能,需要用全新的理论、方法和表征手段在纳米尺寸范围内认识和改造自然,这就是纳米科技。

纳米科技主要包括:纳米物理、纳米化学、纳米材料、纳米生物纳米电子等分支学科,它们之间既相互独立,又相互联系。

目前,各个分支领域都取得了令人瞩目的成果,纳米科技正处于重大突破的前期。

关键词:新技术纳米科技应用Abstract: nanotechnology is born in the late 1980 s and rapid rise of the new technology, its basic meaning is within the scope of nano-sized understanding and reforming nature, through direct manipulation and arrangement of atoms, molecules, create new material.Nanometers(nm)is a unit length, nanometer system(usually defined as the range of 1 ~ 100 nm)among them.This system is not completely suitable for describe the macroscopic field of Newton's law of classical mechanics, and not entirely suited to describe the microscopic quantum mechanics in the field of law, it shows many unique properties, need to use new theories, methods and characterization methods in the nanometer size within the scope of understanding and reforming nature, this is the nano science and technology.Nano science andtechnology mainly includes: physics, chemistry, nano material, nano biological nanometer electronic branch, between them, is mutually independent and contact each other.At present, have made remarkable achievements in various subfields, nano science and technology is a major breakthrough in the early.Key words: new technology nanotechnology applications中国是世界上少数几个最先开展纳米科技研究的国家之一。

纳米技术的作文450

纳米技术的作文450

纳米技术的作文450
英文回答:
Nanotechnology is a fascinating field that involves manipulating matter on an atomic and molecular scale. It has the potential to revolutionize many industries, from medicine to electronics. For example, in medicine, nanotechnology can be used to deliver drugs directly to cancer cells, minimizing the side effects of treatment. In electronics, nanotechnology can lead to the development of smaller and more efficient devices, such as nanocomputers and nanosensors.
中文回答:
纳米技术是一个非常迷人的领域,它涉及在原子和分子尺度上操纵物质。

它有潜力彻底改变许多行业,从医学到电子。

例如,在医学领域,纳米技术可以用于将药物直接输送到癌细胞,最大程度减少治疗的副作用。

在电子领域,纳米技术可以导致开发更小更高效的设备,比如纳米计算机和纳米传感器。

纳米技术在军事上的应用论文

纳米技术在军事上的应用论文

纳米技术在军事上的应用论文纳米技术应用于军事领域的诸多方面,有效地提高了军队作战效能,同时也带有一定的风险,对未来战争将产生深远影响。

下面是店铺给大家推荐的纳米技术在军事上的应用论文,希望大家喜欢!纳米技术在军事上的应用论文篇一《纳米技术应用于军事领域产生的效应及其对未来战争的影响》摘要:蓬勃发展的纳米技术使人类对物质世界有了更为深入的认识,纳米技术的应用越来越受到人们的重视,军事领域也不例外。

纳米技术应用于军事领域的诸多方面,有效地提高了军队作战效能,同时也带有一定的风险,对未来战争将产生深远影响。

关键词:纳米技术;军事领域;效应;影响当物质的尺寸小到0.1~100纳米时,物质属性会发生很大变化。

如铜块被加工成纳米尺度的粉末,而后再压成块状,其导热速度是自然铜块的数倍;很多物质被加工到纳米尺度后,其导电性和光吸收能力提高数倍等等。

研究这些现象的技术被称为纳米技术[1]。

先进的技术总是最先应用于军事领域,纳米技术也是如此。

当这种技术刚刚兴起时,世界各主要军事大国便相继制定了繁多的军用纳米技术项目。

他们认为,在未来的战争中,纳米技术将极大地改善战场侦察和战场指挥手段,并加速武器装备小型化、信息化和一体化进程,甚至改变未来战争的模式[2]。

1 纳米技术在军事领域应用所产生的积极作用纳米技术在军事领域应用,将有效地提升指挥系统的性能、改进侦察技术手段、增强武器装备的作战效能和降低士兵伤亡率[3-4]。

1.1 提升指挥系统的性能高性能的计算机是军队指挥系统中不可或缺的硬件设施。

采用纳米技术制造的电子器件,具有更高效的信息接收、处理和发送能力,且其并行能力强。

以此作为核心的计算机,在处理大量信息的同时能够保证指令安全、准确、迅捷地发送到作战人员计算机中。

1.2 改进侦察技术手段纳米技术可用于制造微型卫星和纳米卫星。

微型卫星、纳米卫星易发射,体积小、重量轻,生存能力强且研发费用低。

多星组成卫星网,即可实现对地球表面的覆盖。

纳米技术论文

纳米技术论文

纳米技术论文纳米技术:从理论到应用摘要:纳米技术是一种研究微观领域的前沿科技,其研究范围覆盖了纳米尺度下的物质和结构。

本文介绍了纳米技术的基本概念、原理和分类,分析了其目前的发展状况和未来的发展方向。

同时,结合实际应用,探讨了纳米技术将会对医学、能源、环境、电子等领域带来的前所未有的革命性变化。

关键词:纳米技术、原理、应用、发展一、引言随着科技的发展和人类对物质的认识深入,我们发现纳米尺度下的物质与结构具有很多独特的性质和特点。

纳米技术就是一项研究和应用纳米级科学的学科。

在过去的几十年中,随着纳米技术的不断发展,人们已经开始在制造和应用领域中看到了纳米尺度带来的重大突破和进展。

本文将主要介绍纳米技术的基本理论、分类、以及其在医学、能源、环境、电子等领域的应用。

二、纳米技术的基本概念和分类1. 基本概念纳米技术是指用新的理论、方法和手段,制备材料、器件和系统,以满足纳米尺度下材料和器件的理论和应用需求。

它是一种高度综合的学科,涉及物理、化学、生物等多个领域。

2. 分类纳米技术可以分为自下而上和自上而下两种方法。

自下而上是指通过控制材料分子自组装的方式构建物质;自上而下是指通过控制已有材料的物理和化学特性进行组装、改造和制造。

三、纳米技术的原理纳米技术的原理是纳米级别的材料、器件和系统的研究和制造。

纳米级别的特点包括小尺寸、高比表面积、巨大的表面活性和化学反应等特点。

其原理包括:纳米材料的合成、表面尺度效应、表面物理化学表征、表面弛豫、异质结等。

四、纳米技术的应用1. 医学应用利用纳米技术,可以设计和制造纳米级别的药物输送系统,使药物可以更好地集中到目标细胞或组织中,从而提高治疗效果。

纳米技术也可以用于制造新型的生物传感器、生物成像和生物检测技术等。

2. 能源应用利用纳米技术,可以制造更加高效的太阳能电池、燃料电池、储能系统等,推动能源的可持续发展。

同时,纳米技术也可以用于制造高效的光催化材料、催化剂等,为清洁化学产业发展提供支持。

纳米技术论文

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纳米技术论文纳米技术是一种应用于制造、材料、医疗、电子等领域的新兴技术。

该技术依靠精确控制和改变物质的尺寸和结构,使得材料和装置具备了独特的物理、化学和生物学特性,从而实现纳米级尺度的功能和性能的控制和优化。

在纳米技术的发展过程中,人们已经取得了很多重要的成果和进展。

首先,纳米技术在材料科学领域具有广泛的应用。

通过纳米技术制备的纳米材料具有高比表面积、多孔性、低密度等特点,这些特点使得纳米材料在催化剂、传感器、光电器件等领域展现出了巨大的潜力。

例如,纳米金属颗粒可作为高效催化剂应用于化学反应中,纳米碳材料可应用于超级电容器和锂离子电池中。

此外,纳米复合材料的制备和应用也是纳米技术的重要领域,通过控制纳米颗粒的尺寸和分布,可以调控材料的力学性能、耐磨性等。

其次,纳米技术在医学领域也具有重要的应用前景。

通过纳米技术制备的纳米颗粒和纳米载体可以用于药物传输、肿瘤治疗等。

纳米颗粒可以用作医药品的有效载体,可以提高药物的生物利用度,减少副作用和毒性。

同时,纳米材料的表面可以进行功能修饰,例如添加靶向分子,使药物可以准确地传递到病灶部位,提高治疗效果。

纳米技术还可以应用于生物成像、诊断等领域,通过纳米传感器和纳米探针可以对生物体进行高灵敏度和高分辨率的检测。

此外,纳米技术在电子领域也拥有广阔的应用前景。

纳米材料的尺寸效应和量子效应可以使电子材料和器件表现出特殊的电学、磁学和光学性质。

纳米技术可以用于制备高效的太阳能电池、发光二极管、场发射显示器等器件,也可以用于制备高密度存储器件。

此外,纳米技术也可以用于制备高导电性、高韧性和高强度的纳米材料,用于制备柔性电子器件。

总之,纳米技术的出现和发展为各个领域的科学研究和工程应用提供了新思路和新平台。

纳米技术的应用正在推动着各个领域的发展和进步,其前景令人期待。

纳米技术论文

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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。

总之,纳米技术作为一门前沿科学技术,具有重要的理论价值和应用价值。

通过对纳米材料和纳米器件的精确控制和改造,纳米技术可以创造出具有全新性质和性能的材料和器件,为各个领域的发展带来巨大的推动作用。

纳米技术的应用前景广阔,有望在材料、医学、能源和环境等领域发挥重要作用。

纳米技术论文

纳米技术论文

关于纳米技术的应用现状及展望【论文关键词】:纳米科学纳米技术纳米管【论文摘要】:讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。

一系列新的方法将被讨论。

我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。

在这个领域的研究举世瞩目。

无论是从基础研究(探索基于非经典效应的新物理现象)的观念出发,还是从应用(受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使)的角度来看,纳米结构都是令人极其感兴趣的。

1. 纳米结构的制备有两种制备纳米结构的基本方法:build-up和 build-down。

所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件(纳米团簇、纳米线以及纳米管)组装起来;而build-down 方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。

前一种方法包含有三个基本步骤:1)纳米部件的制备;2)纳米部件的整理和筛选;3)纳米部件组装成器件(这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等);“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制,而且它的制造机理与现代工业装置相匹配,换句话说,它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积(MOVCD)等来进行器件制造的传统方法。

“Build-down”方法的缺点是较高的成本。

很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。

在这段时期,研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。

学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。

这些成果向我们展示,如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来,我们必将收获更多的成果。

2.纳米制造所面对的困难和挑战随着器件持续微型化的趋势的发展,普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。

通过采用深紫外光和相移版,以及修正光学近邻干扰效应等措施,特征尺寸小至80 nm的图形已能用普通光刻技术制备出。

纳米技术结课论文

纳米技术结课论文

纳米技术在生物医学领域的发展【摘要】:随着科学技术的进步和发展,纳米技术和生物医学的结合越来越紧密,纳米技术在生物医学领域的应用已取得了很大进展,并展现出良好的发展势头和巨大的发展潜力。

其中纳米技术主要应用于制药领域、肿瘤治疗、生物检测等方面。

【关键词】:纳米纳米技术纳米材料纳米颗粒一.发展背景与意义“纳米”是一种度量单位,1纳米为百万分之一毫米,十亿分之一米,约相当于45个原子串起来这么长。

纳米结构通常是指尺寸在100纳米一下的微小结构。

1982年扫描隧道显微镜发明之后,便诞生了一门以0.1至100纳米长度为研究的分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品,纳米技术便指的是在此尺度范围内对原子、分子进行观察、操纵和加工的技术。

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,主要包括四个方面:纳米材料,纳米动力学,纳米生物学和纳米药物学,纳米电子学,其中纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。

本文主要介绍了纳米技术在生物医学领域的发展。

随着科学技术的进步和发展,纳米技术和生物医学的结合越来越紧密,纳米技术在生物医学领域的应用已取得了很大进展,并展现出良好的发展势头和巨大的发展潜力。

而纳米颗粒是生物医学领域中应用最广的纳米材料,纳米颗粒是介于微观与宏观之间的一类新的物质层次,具备许多独特的性质,如小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、体积效应等。

二.纳米技术在生物医学领域的应用纳米技术在生物医药领域的应用主要有药物载体、肿瘤治疗、生物监测方面等。

1.制药领域纳米材料药物载体已成为目前医药研究领域的一项重要课题。

纳米材料作为药物输送载体,具有以下一些作用:载药纳米微粒可缓释药物,从而延长药物作用时间;可增强药物效应,减轻毒副反应;可提高药物的稳定性;可保护核酸类药物,防止其被核酸酶降解;可帮助核苷酸分子高效转染细胞,并起到靶向定位作用;可建立一些新的给药途径。

纳米技术与应用

纳米技术与应用

《纳米技术与应用》课程论文纳米技术在军事中的应用摘要本文综述了纳米技术在军事领域中的应用,其中包括各种纳米材料和纳米武器,并探讨了纳米技术在军事应用中面临的问题及未来展望。

关键词纳米技术,军事应用,材料,武器1 前言进入新世纪,一场新的纳米技术革命正在悄然兴起。

历史经验表明,技术革命在带来产业革命的同时,必将引起军事领域的重大变革。

美国兰德公司认为,纳米技术将是“未来驱动军事作战领域革命”的关键技术。

目前,各主要军事大国,都对纳米在军事武器领域的应用高度重视,加大经费投入,开展研制试验,制造纳米武器。

纳米是一个长度单位,仅有一米的10亿分之一。

10亿分之一是什么概念,形象地比喻,一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。

一纳米相当于数个原子的并列长度。

纳米材料是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度(1nm~100nm)调制的各种固体超细材料。

纳米材料有4个基本效应,即小尺寸效应、量子尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应,由于这些效应,纳米材料具有常规材料所没有的特别性能,如高强度和高韧性、高热膨胀系数、高比热和低熔点、奇特的磁性、极强的吸波性,可以在光电器件、灵敏传感器、隐身技术、催化、信息存储等领域得到广泛的应用[1]。

纳米技术是在0.1纳米到几百纳米的尺度内对原子、分子进行操作、控制和加工的技术。

纳米技术的出现,将使物质加工和处理技术达到一个前所未有的水平。

在纳米这一极其微小的世界里,纳米技术有着广泛而神奇的用途,发挥着超乎人们想象的作用。

在新材料制备和现代制造技术方面,运用纳米技术,可以在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界中不存在的、生物材料和仿生材料;在微电子和计算机技术方面,纳米技术与微电子技术相结合出现的纳米电子学,可以超越集成电路的物理与工艺限制,研制出体积更小、速度更快、功耗更低的新一代量子功能器件,用量子元件代替微电子器件,“深蓝”、“银河”等巨型计算机就能装入口袋,“亚洲一号”通信卫星可只有鸽子大小;在环境与能源技术方面,纳米材料可用来消除水和空气中的污染,成倍地提高太阳能电池的能量转换效率;在医学技术方面,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体之后,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织,在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反应,还可研制疾病早期诊断的纳米传感器系统,大大提高医生的诊断水平;在航空航天技术方面,用纳米技术研制的低能耗、抗辐射、高性能计算机,用纳米集成的测试、控制仪器和电子设备以及抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料,将更多地应用到未来航空航天技术领域中[2-5]。

纳米技术的 论文

纳米技术的 论文

纳米技术的应用董祥明1纳米有关概念的内涵1.1纳米当结构的特征尺寸介于孤立原子和块材之间,即10-9~10-7m(1~100 nm)的范围,物体经常显示出与原子和块材都不同的特性[2].利用尺寸的特点,可以理性地设计材料和系统使其展现在物理、化学和生物上新颖而明显改善的特性和现象.纳米技术是至少在一个纳米尺度上构造和利用功能结构的通俗定义。

物质在纳米尺度上性能的重大改变主要是由于全新现象的出现,如量子幽禁、波动传输和界面效应.物质中的电子和原子交互作用的波动(量子力学)特性受到材料在纳米尺度上变化的影响.通过创造纳米尺度的结构能控制材料的基本特性,如:熔点、磁特性、充电容量,甚至颜色,而不需改变材料的化学成分.由此将出现以前被认为不可能的高性能产品和技术.生物系统的一个重要特性是物质在纳米尺度上有系统的组织.纳米技术将允许元件和集成物利用自然界自组装的方法制造新材料.装配所必需的信息在被存储在纳米元件表面.不需要机器人和其它仪器将元件放在一起.材料科学和生物技术的结合将导致全新的加工方法和工业.纳米尺度的材料如纳米颗粒和纳米薄膜有非常高的表面积体积比,使其适于合成材料、化学反应、药物传输和能量存储.与微米尺度的同种材料相比,纳米结构的陶瓷既坚硬又富有韧性.纳米尺度的催化剂将提高化学反应和燃烧的效率,同时显著地减少废物和污染.由于纳米结构非常小,由它们构建的系统的元件密度远高于微米尺度的物体.另外,电子在元件之间运动所需的时间也少得多.因此,通过控制纳米结构的相互作用可获得全新的电子元件,更小和更快的电路,实现更复杂的功能,并大幅度地降低能耗.假如将一根直径为0.05 mm的头发丝平均剖分为5万份,其中的一份就是1纳米。

那么,纳米技术又是什么呢?纳米技术就是指在0.1~100纳米尺度的空间里,研究电子、原子和分子的内在运动规律和特性的一项新技术。

换句话说,科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数的电子、原子或分子可以显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性即能制造出具有特定功能的设备,这种隔离和制造的技术就是所谓的纳米技术。

纳米科技论文范文

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纳米科技摘要:纳米技术,作为将带来新产业革命的一门科学技术,收到了广泛关注。

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,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。

21 世纪将是纳米技术的时代,随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在诸多领域将会得到日益广泛的应用,在机械、电子,光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。

本文主要介绍纳米材料,纳米科技的基本概念,分类以及各种纳米科技在机械领域的应用。

阐述纳米技术的发展趋势。

关键字:纳米技术,纳米材料,纳米技术在机械领域的应用现状,影响以及发展趋势。

1纳米技术纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳米机械学等。

技术内容纳米技术包含下列四个主要方面:(1)纳米材料(2)纳米动力学(3)纳米生物学和纳米药物学(4)纳米电子学。

2纳米材料:纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。

其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

纳米材料的用途很广,主要用途有:医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细,并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。

纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。

使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。

家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用,可用为作电冰箱、空调外壳里的抗菌除味塑料。

电子计算机和电子工业可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。

纳米技术写成一篇作文

纳米技术写成一篇作文

纳米技术写成一篇作文
纳米技术已经在我们身边流传很久了,科学家很久以前就开发出来了。

所谓纳米技术,就是用更精细、更精准的技术去完成很多科技任务和实验,但其实在我们的生活中起了很多作用和帮助。

在过去,人们可能会认为纳米技术这种高科技技能应该远离我们的生活。

我们不应该接触这种新技术。

我们也认为这种产能只会用在高科技领域,生活中不应该接触到。

现在,这种特殊技术也取得了系列的成果,现在这种技术已经成功的应用到健康诊断和治疗、饮用水处理、绿色印刷等与普通人密切相关的生活领域。

在健康诊断和治疗阶段,人们会大大提高诊断结果的.准确性,这将帮助人们更好地发现自己的身体疾病在哪里,换句话说,这将帮助人们更好地诊断癌症。

在饮用水方面,在传统的饮用水处理方式下,一些低浓度、高毒性的有机或无机微污染物会有明显的残留,长期饮用会对人体造成严重危害。

然而,含能纳米材料比传统材料具有更高的吸附和催化效率,为解决这一问题提供了一种新的方法。

在绿色印刷方面,印刷技术可以更加绿色和有机。

纳米绿色印刷的核心思想是将纳米技术与印刷材料相结合,实现印刷行业的绿色化、功能化和立体化。

传统的印刷方法会给空气带来很多污染,在很多产业链中造成污染,所以绿色印刷可以减少生活中的很多污染。

其实纳米技术一直让我们受益匪浅,这项技术的研发对我们的生产生活起到了非常好的帮助作用。

纳米技术的未来展望论文

纳米技术的未来展望论文

纳米技术的未来展望论文纳米技术的未来展望论文在日复一日的学习、工作生活中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。

那么,怎么去写论文呢?以下是店铺帮大家整理的纳米技术的未来展望论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

纳米技术的未来展望论文篇1一:纳米科技的起源:纳米是长度度量单位,一纳米为十亿分之一米。

纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R.Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。

费恩曼指出:如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置,则将会有许多激动人心的新发现。

他还强调:人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。

费恩曼憧憬说:试想,如果有一天,人们可以按自己的意志来安排一个个原子,将会产生怎样的奇怪现象。

与所有的天才假想一样,费恩曼的科学思想起初并未被接受。

然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。

继费恩曼之后,许多科学家又尽情发挥想像力,从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。

纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。

1980年代初,宾尼希(C.Binnig)和罗雷尔(H.Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器--扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy,STM)。

STM不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界,同时也为操纵原子、分子提供了有力工具,从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。

与此同时,纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。

1990年,纳米技术获得了重大突破。

美国IBM公司阿尔马登研究中心(Almaden Research Center)的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置,组成了“IBM”三个字母,这三个字母加起来不到3纳米长。

纳米科学和技术论文

纳米科学和技术论文

纳米科学和技术论文纳米科学和技术论文是一种创新性的论文,涉及到纳米领域内各种最新研究和技术。

它们在科学研究、工程应用和技术创新方面为我们提供了巨大的帮助。

在这篇文章中,我们将讨论纳米科学和技术论文的重要性、写作流程及其目录结构。

首先,纳米科学和技术论文对于推动科学和技术的发展至关重要。

这些论文可以帮助人们更好地理解纳米材料在各个领域中的应用。

纳米科学和技术论文不仅极为精细,同时研究内容也是非常直观的。

这样一来,人们就可以更方便地获取与纳米技术相关的信息和知识。

因此,纳米科学和技术论文的价值对于我们的社会和科技领域是不言而喻的。

接下来,我们来讨论纳米科学和技术论文的写作流程。

第一步是明确主题和目的。

作者应该在写作之前明确自己想要探索的具体的问题,并找到相关领域的文献进行阅读和了解现在的研究状况,为之后的研究打好基础。

在此基础上,作者需要确定研究的目的和方向,制定一个行之有效的研究计划。

其次,作者需要展开研究并收集相关数据。

在文献中了解相关领域信息的同时,也要在实验室或其他实地环境中进行实验,搜集数据和信息。

同时,研究过程中需要积极和他人沟通,获得更多的建议和意见,并加以实践。

最后,研究结果凝结到论文中,需要注意文章清晰流畅、排版规范、插图清晰、数学公式清晰等方面。

最后,我们来介绍一下纳米科学和技术论文的目录结构。

首先为编写论文的封面页,包括论文的题目、作者、单位、指导教师、日期等内容。

第二部分是摘要,在短短的几百字中,作者需要把自己的研究问题、目的、方法和重要结果和结论予以简要概述。

第三部分是引言,这一部分将详细阐述论文的研究背景、目的、意义和研究思路。

其次,是论文的正体部分,包括研究内容、实验方法、数据分析、结果解读等。

作者能够清晰准确地展示数据,并解读结果,让读者更好地理解研究内容。

最后,结论部分是总结全文,概括研究结果,并提出下一步实验或透视未来工作的建议。

总之,纳米科学和技术论文是纳米领域内研究最先进的成果之一,具有极高的价值。

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锂离子电池纳米材料研究进展Progress of Lithium-ion Battery in Nano-scale Material魏雨(材料科学与工程学院无机非金属材料系090611114)摘要锂离子电的核心是选择高能储锂电极材料,纳米材料以其独特的物理化学性能应用作为锂离子电池电极材料,具有减小极化,增大充放电电流密度,提高放电容量和循环稳定性等优点,有利于高性能、高容量和高功率电池的发展。

纳米电极材料具有非常广阔的应用前景,但目前已有的研究基本处于实验开发阶段,且主要集中在制备方法上,其微观结构和电化学性能沿需进一步研究探讨。

关键词锂离子电池纳米材料研究方向Abstract The main task in Lithium-ion battery research is how to find out the material with high storage Lithium. Nano-scale material is used to be the positive electrode of Lithium-ion battery for its special physical and chemical performances. In this paper, the applying actuality of Nano-scale anode and cathode materials of Lithium-ion battery are introduced. The performances and the preparation methods of the materials are also recommended.Key words Lithium-ion battery, nano-scale material, electrochemistry performance 1.电极锂离子电池纳米电极存在一些潜在的优缺点。

优点:更好地释放锂嵌入和脱嵌过程中的应力,提高循环寿命;可发生在块体材料中不可能出现的反应;更高的电极/电解液接触面积提高了充/放电速率;短的电子输运路径(允许在低电导或高功率下使用);短的锂离子传输路径(允许在低锂离子传导介质或高功率下使用)。

缺点:高比表面积带来的不可预期的电极/电解液反应增加,导致自放电现象,差的循环性能及寿命;劣等的颗粒包装技术使其体积能量密度很低,除非开发出一种特殊的压缩工艺,否则会限制它的应用;电极合成过程可能会更加复杂。

认识了这些优缺点,人们已经加大在负极材料及最近展开的正极材料的研发力度。

2.负极2.1 活泼/惰性纳米复合(active/inactive composite)概念该方法包含了两种材料的混合,一种与锂反应,另一种作为惰性的局域缓冲。

在这种复合材料中,活泼相纳米级金属团簇被包裹在惰性非晶相基体中,在嵌锂过程中很好地消除了产生的内应力,从而提高了合金化反应的可逆性。

将这一概念应用到不同的体系中,结果显示这些电极极大地提高了锂电池的循环性能。

1999年ou Mao等发现机械合金化得到的Sn基复合材料Sn-Fe-C存在Sn2Fe和SnFe3C两相,前一相中的Sn可以与Li发生反应因而被称为活泼相,而后一相却几乎不发生嵌锂反应因而被称为惰性相。

在两相的协调作用下,循环80次容量几无降低。

Si-C纳米复合材料亦有类似功能,2004年Novak,P等在日本召开的锂电池会议中宣布其Si-C纳米复合材料电极循环100次后比容量仍高达1000mAh/g,因而受到了非常的注目。

2005年3月份,Advanced Materials发表了对TiO2-B纳米管或纳米线的研究成果(B表示TiO2的类型而非硼元素)。

这种材料可由简单的水相合成途径大量合成,直径在40-60nm之间,长度可达数微米。

多晶TiO2-B纳米管是一种优秀的锂嵌入载体,插锂电位在1.5-1.6V,形成Li0.91TiO2-B(305mAh/g),具有优异的可逆循环容量(循环100次后容量几无降低)。

有意思的是,它的比容量要优于同种相的直径跟纳米线直径相仿的纳米粒子。

2003年Green, M等发现表面纳米柱磁电极因尺寸限制改变了颗粒的形变行为,减少了断裂的产生,同样显示了优异的可逆容量(循环50次后大部分柱状结构仍保持原样)。

人们研究发现纳米碳管的充放电容量可以超过石墨嵌锂化合物理论容量的一倍以上。

Z. H. Yang[8]发现用化学气相沉积法制备的纳米碳管容量可达700mAh/ g,Frackowia[9]用Co/ 硅胶为催化剂在900 ℃下催化分解乙炔气体得到的纳米碳管的首次嵌锂容量达到952mAh/ g。

但同时也发现与其它碳材料相比,纳米碳管作为负极材料不仅存在电位滞后,而且存在明显的双电层效应。

2.2 颗粒度的降低拓宽了人们对电极材料的选择范围纳米尺寸研究上的突破可能会迅速地改变人们对无机材料的化学/电化学反应原有的认识,原以为不满足传统锂插层标准而被否决的材料现在却值得重新思考了。

这来自于2003年Larcher, D等所做的关于宏观&纳米级赤铁矿颗粒与锂的反应活性的对比实验[10]。

纳米级赤铁矿颗粒(直径20nm)在可逆插锂过程中容量达0.6Li per Fe2O3,而无相变发生;大颗粒赤铁矿(直径1-2um)当插锂容量达到0.03 Li per Fe2O3时便发生不可逆相变。

3.正极3.1纳米正极材料使用中的稳定性问题仍待解决人们对正极材料的研究远不如纳米负极材料研究得透彻。

传统正极材料如LiCoO2,LiNiO2以及它们的固溶体纳米粒子的使用致使与电解液的反应大大增强,特别是在高温区,从而出现了在微米级别正极材料的使用中未尝遇到过的安全性问题,如Mn的溶解,Jahn-Teller效应,极化增大等。

为了解决这些问题,研究人员进行了大量的研究,其研究方向主要有:优化设计合成方法、掺杂、进行表面改性、优化电解液来改善LiMn2O4 和电解液的相容性等。

郑雪萍等在今年的《稀有金属快报》上对LiMn2O4循环稳定性衰减的原因进行了分析并对当然的解决办法作了较好的综述。

3.2调整电极材料形貌是增强电极容量的重要途径2000年Dong, W等报道的V2O5气溶胶(无规非晶高孔容材料)比多晶无孔的V2O5粉末具有更大的电活性容量。

这些气溶胶与电解液有很大的接触面积,可以支持高频工作,尽管由于过程中结构的改变或非常易发生反应的表面官能团导致循环性能成为一个问题。

3.3 插锂反应并不排斥相变的发生传统观点认为要保持锂电池快速可逆的电极反应,必须使用插层化合物作为电极,而且,插锂过程中不能发生相变,即插锂过程是连续的固溶过程。

然而,有越来越多的例子表明,尽管有相变的发生,锂的嵌入仍是很容易的,如LiCoO2 和Li4Ti5O12,特别是最终两相有较强的结构相似性时(如,只有Li的排序不同)。

2001年Robertson, A.D.等发现具有α-NaFeO2结构的层状LiMnO2发生相变转变为立方尖晶石结构时具有很好的循环性能,有>99.9%的容量恢复。

该体系是靠开发出的具有纳米结构的微米级颗粒的相变来释放应力的。

尖晶石纳米畴在立方和四方结构之间来回转变,所产生的应力则由畴壁的滑移而释放。

纳米畴是在层状到尖晶石结构转变时形成。

后来人们发现这样的纳米结构可以通过研磨的方法来实现到尖晶石结构的相变,也同样得到了循环性能的增强。

此外,碳包裹纳米粒子的制备使所选择的材料不再需要好的电导性能,也不再需要高的锂扩散系数,从而进一步拓宽了电极材料的选择范围。

4.材料锂离子电池是物理学、材料科学和化学等学科研究的结晶。

锂离子电池所涉及的物理机理,目前是以固体物理中嵌入物理来解释的,嵌入(intercalation)是指可移动的客体粒子(分子、原子、离子)可逆地嵌入到具有合适尺寸的主体晶格中的网络空格点上。

电子输运锂离子电池的正极和负极材料都是离子和电子的混合导体嵌入化合物。

电子只能在正极和负极材料中运动[4][5][6]。

已知的嵌入化合物种类繁多,客体粒子可以是分子、原子或离子.在嵌入离子的同时,要求由主体结构作电荷补偿,以维持电中性。

电荷补偿可以由主体材料能带结构的改变来实现,电导率在嵌入前后会有变化。

锂离子电池电极材料可稳定存在于空气中与其这一特性息息相关。

嵌入化合物只有满足结构改变可逆并能以结构弥补电荷变化才能作为锂离子电池电极材料。

控制锂离子电池性能的关键材料——电池中正负极活性材料是这一技术的关键。

4.1正极材料的性能和一般制备方法为了获得较高的单体电池电压,倾向于选择高电势的嵌锂化合物。

正极材料应满足:1)在所要求的充放电电位范围内,具有与电解质溶液的电化学相容性;2)温和的电极过程动力学;3)高度可逆性;4)全锂化状态下在空气中的稳定性。

研究的热点主要集中在层状LiMO2和尖晶石型LiM2O4结构的化合物及复合两到三种M(M为Co,Ni,Mn,V等过渡金属离子)的类似电极材料上。

作为锂离子电池的正极材料,Li离子的脱嵌与嵌入过程中结构变化的程度和可逆性决定了电池的稳定重复充放电性从应用前景来看,寻求资源丰富、价廉、无公害,还有在过充电时对电压控制和电路保护的要求较低等优点的,高性能的正极材料将是锂离子电池正极材料研究的重点,现在磷酸铁锂成为最有希望的材料。

另外,国外有报道LiVO2亦能形成层状化合物,可作为正极电极材料[9]。

从这些报道看出,虽然电极材料化学组成相同,但制备工艺发生变化后,其性能改变较多。

成功的商品化电极材料在制备工艺上都有其独到之处,这是国内目前研究的差距所在。

各种制备方法优缺点列举如下。

1)固相法一般选用碳酸锂等锂盐和钴化合物或多元化合物研磨混合后,进行烧结反应[10]。

此方法优点是工艺流程简单,原料易得,属于锂离子电池发展初期被广泛研究开发生产的方法,国外技术较成熟;缺点是所制得正极材料电容量有限,原料混合均匀性差,制备材料的性能稳定性不好,批次与批次之间质量一致性差。

2)络合物法用有机络合物先制备含锂离子和钴或钒离子的络合物前驱体,再烧结制备。

该方法的优点是分子规模混合,材料均匀性和性能稳定性好,正极材料电容量比固相法高,国外已试验用作锂离子电池的工业化方法,缺点是材料振实密度低,生产使用困难。

3)溶胶凝胶法利用上世纪70年代发展起来的制备超微粒子的方法,制备正极材料,该方法具备了络合物法的优点,而且制备出的电极材料电容量有较大的提高,属于正在国内外迅速发展的一种方法。

缺点是成本较高,技术还属于开发阶段[11]。

4)离子交换法Armstrong等用离子交换法制备的LiMnO2,获得了可逆放电容量达270mA·h/g高值,此方法成为研究的新热点,它具有所制电极性能稳定,电容量高的特点。

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