高分子膜的发展应用
高分子薄膜的制备及其应用研究
高分子薄膜的制备及其应用研究高分子材料在当今的工业和科学领域中发挥着重要的作用。
其中,高分子薄膜作为一种重要的材料形式,在电子、光电子、生物医学、环境保护等领域中有着广泛的应用。
因此,对高分子薄膜的制备及其应用研究具有重要的意义。
一、高分子薄膜的制备方法1、溶液旋转涂敷法溶液旋转涂敷法是制备高分子薄膜的一种常用方法。
它通常通过将高分子物质溶解在溶剂中,将溶液滴在基材上,并利用旋转涂敷机器快速旋转以移除溶剂,形成平坦且均匀的薄膜。
这种方法简单易行、可控性强,可以制备出具有不同厚度和形貌的高分子薄膜,很适合于小批量制备和工艺优化。
2、静电纺丝法静电纺丝法是制备高分子薄膜的另一种方法。
该方法通过将高分子物质溶解在溶剂中,并利用静电纺丝机器施加高电压,将溶液从微细孔洞中拉伸出纤维。
在拉伸的过程中,由于蒸发速度的快慢,纤维表面的溶剂被部分挥发,从而形成具有孔隙结构的薄膜。
这种方法制备的薄膜具有高比表面积和多孔结构,适用于生物医学等领域。
二、高分子薄膜的应用研究1、电子领域高分子薄膜在电子领域中有着广泛的应用。
例如,在新型平板显示器中,高分子薄膜被用作液晶显示器的屏幕背光剂,能够在灯光下提供清晰的图像。
此外,高分子薄膜还被用作光电器件的绝缘材料和包裹保护材料,以防止化学腐蚀和水蒸气侵入。
2、光电子领域高分子薄膜在光电子领域中也有着重要的应用。
例如,高分子薄膜可以用作太阳能电池的光敏材料,将光能转化为电能。
此外,高分子薄膜还广泛应用于有机发光二极管(OLED)中,用于提供高效的发光材料。
3、生物医学领域高分子薄膜在生物医学领域中的应用也日益增多。
例如,高分子薄膜可以用作生物传感器的支撑材料,在诊断和治疗疾病方面具有重要的作用。
此外,高分子薄膜还可用作药物缓释材料,控制药物的释放速率和浓度,从而提高药物的疗效和安全性。
4、环境保护领域高分子薄膜在环境保护领域中也具有广泛的应用。
例如,高分子薄膜可以用作水处理中的隔离膜,使污染物得以过滤出去。
高分子分离膜发展
高分子分离膜发展高分子分离膜是一种具有微孔结构和分子筛效应的薄膜材料,广泛应用于分离、纯化和浓缩等领域。
近年来,随着科学技术的不断发展和应用需求的增加,高分子分离膜得到了广泛的研究和发展,取得了显著的进展。
高分子分离膜在水处理领域发挥着重要的作用。
水资源是人类赖以生存和发展的重要基础,而水的处理和利用对于保障人类的生活和环境的可持续发展至关重要。
高分子分离膜作为一种有效的水处理技术,可以实现对水中杂质、溶解物和微生物等的分离和去除,从而提高水的品质和净化效果。
例如,利用高分子分离膜可以实现海水淡化,将咸水转化为可供人类生活和工业用水的淡水,解决水资源短缺问题。
此外,高分子分离膜还可以应用于废水处理、饮用水净化和水资源回收等方面,为人类创造更加洁净和可持续的水环境。
高分子分离膜在生物医药领域具有广阔的应用前景。
随着人口老龄化和健康意识的提高,生物医药领域对于高效、精确的分离和纯化技术的需求日益增加。
高分子分离膜作为一种理想的分离材料,具有良好的生物相容性和选择性,可以应用于生物大分子的分离、纯化和浓缩等过程。
例如,利用高分子分离膜可以实现药物的纯化和提纯,提高药物的质量和疗效;同时,高分子分离膜还可以用于生物分子的分离和富集,如蛋白质的纯化、DNA的提取和细胞的分离等,为生物医药研究和临床诊断提供了重要的工具和技术支持。
高分子分离膜还在能源领域展示出了巨大的应用潜力。
能源是人类社会发展的基础和动力,而高分子分离膜作为一种能够实现能量转换和分离的关键材料,对于能源的合理利用和高效转化具有重要意义。
例如,高分子分离膜可以应用于燃料电池中的质子交换膜,实现氢离子的传输和电荷的分离,提高燃料电池的效率和稳定性。
高分子分离膜作为一种重要的分离材料,在水处理、生物医药和能源等领域具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
随着科学技术的不断进步和应用需求的增加,相信高分子分离膜将在未来发展中发挥更加重要的作用,为人类的生活和社会发展做出更大的贡献。
高分子分离膜材料的发展与应用
高分子膜材料的发展与应用姓名:熊腾飞班级:材科jd1401学号:0121401101309班级序号:28摘要:作为膜分离技术的核心,膜材料越来越受到人们的重视。
目前膜材料的研究主要集中在已开发的功能高分子膜材料和无机膜材料。
相比无机膜材料,有机膜材料具有韧性好、成型性好、相容性好、空隙率大等优点,已成为成为研究的热点。
本文首先对高分子分离膜的概念,分离机理,膜的分类进行了简介。
全文主体是高分子分离膜的发展与应用,着重介绍了四类高分子膜材料的研究进展,包括天然高分子类、聚烯烃类、聚酰胺类以及聚砜类膜材料,涉及其特点、应用情况、缺点、改性方法等。
在文章结尾,总结了高分子分离膜面临的共性问题,并展望了最合适的解决方法。
关键词:高分子,膜材料,分离,改性1.引言随着科技的发展与社会的进步,人们对分离技术的要求逐渐提高。
特别是21世纪以来,药物缓释、肾脏透析膜、气体分离富集、海水淡化、污水处理、共沸物分离、食品加工等研究应用热点都离不开高水平的分离技术[1]。
传统的分离技术主要有沉淀、过滤、重结晶、筛分、蒸发、离子交换等。
然而,这些技术都伴随着大量能量的消耗。
相比之下,膜分离技术耗能较低,且过程相对简单,选择性高,被誉为“化学工业的明天”[2]。
膜分离技术的核心在于膜,可分为无机分离膜和有机分离膜。
无机分离膜难以成型,脆性强,抗冲击性有限,其低孔隙率也使其性能降低。
有机分离膜(也称高分子分离膜)很好的克服了这些缺点,不仅成型性好、韧性强,而且兼具环保、高选择性分离、生物相容性强、可设计性强的特点[3]。
然而,有机分离膜的发展也面临着一些挑战。
2.基本概念2.1高分子分离膜的定义及评价标准高分子分离膜,广义来讲,是指由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,一般为固态或液态。
高分子分离膜之所以具有分离物质的功能,主要在于其选择透过性。
选择透过性的实现需要一定的推动力,例如压力差、浓度差、温度差或者电位差等。
我国高分子分离膜的应用分析
我国高分子分离膜的应用分析摘要:高分子分离膜是由高分子复合材料制成的具有分离流体混合物功能的膜。
在膜分离过程中,采用分离膜作为中间层。
在压差和浓差电位差的驱动下,通过不同的膜穿透率,使流体混合物中的组分在膜的两侧富集,达到分离、精制、浓缩和回收的目的。
单位时间内通过膜的流体量(透过速度)和不同物质的传输系数(分离系数)与某些物质的保留率之比是衡量膜性能的重要指标。
一、国内高分子分离膜发展史我国膜科学技术的发展始于1958年对离子交换膜的研究,20世纪60年代进入了一个开创性的发展阶段,1965年对反渗透技术进行了探索。
全国海水淡化之战始于1967年。
极大地促进了我国膜技术的发展。
从上世纪70年代的后期,高分子迎来了快速发展阶段。
并于上世纪80年代进入推广应用阶段。
20世纪80年代是气体分离和其它膜的发展阶段。
广泛的应用于不同的领域,但今天对于我们来说,特别是随着我国的工业制备分离膜的大量需求,使其具有其它聚合物所不具备的特性和特性。
聚合物分离膜的制备方法有流延法、坏溶剂凝胶法、微粉烧结法、直接聚合法、表面涂覆法、可控拉伸法、辐射化学蚀刻法和中空纤维纺丝法。
二、高分子分离膜的研究现状1、对于氢气的回收替代聚合物分离膜对氢气具有选择性,可有效用于合成气的调节、冶炼气中氢气的回收和液氨合成中氢气的回收。
这种技术在美国被广泛应用。
同时也为我国的高分子化工产业起到积极的示范作用。
2、有机气体的回收一些高分子材料对有机气体具有特殊的选择性和可过滤性。
分离膜用于回收有机气体,如塑料合成中单分子气体的回收、工业废气中有机物的回收、能源的利用、气体的净化等。
美国和西方国家生产的高分子分离膜广泛应用于化工和环境治理中。
3、用于天然气的回收天然气中含有CO2、H2O和H2S,是造成天然气质量低、输送管道情况下来进行,但是易腐蚀的情况是它的主要原因。
那么需要聚合物分离膜能有效去除这些有害物质,只有要这样的情况下才能更好的提高天然气质量,并且通有效的延长管道使用寿命。
高分子薄膜材料的开发与应用
高分子薄膜材料的开发与应用高分子薄膜材料是一种在现代科技中应用广泛的材料。
由于其独特的性质和广泛的应用领域,高分子薄膜材料的开发和应用已成为材料科学中的一个重要研究方向。
本文将从高分子薄膜材料的性质、制备方法和应用领域等方面进行阐述。
首先,高分子薄膜材料具有许多独特的性质。
首先是其机械性能优良,高分子材料具有良好的延展性和韧性,能够抵抗外部应力的作用并保持结构的完整性;其次是其化学稳定性好,高分子薄膜材料能够抵抗化学腐蚀,具有良好的耐候性;再次是其光学性能优异,高分子薄膜材料具有良好的透光性和折射率可调性,可以应用于光学器件的制备等领域;最后是其电学性能出色,高分子薄膜材料具有良好的导电性和介电性能,是制备柔性电子器件的重要材料。
其次,高分子薄膜材料的制备方法多种多样。
常见的制备方法包括溶液浇铸法、溶液拉伸法、溶液旋涂法和熔融法等。
溶液浇铸法是一种常用的制备方法,通过将高分子溶液均匀地倾倒到基材上,并通过蒸发溶剂使高分子溶液转变为固态薄膜。
溶液拉伸法则是通过将高分子溶液涂覆到拉伸的基材上,并在拉伸过程中使其凝固成薄膜,从而得到所需的高分子薄膜材料。
溶液旋涂法是将高分子溶液放置在旋涂机上,通过旋涂机的高速旋转使溶液均匀地分布在基材上,并通过高速旋转的离心力使溶液迅速成薄膜状态。
熔融法是将高分子材料粉末或薄片加热到熔融状态,然后通过刮涂或压制的方式将其均匀地涂覆到基材上。
最后,高分子薄膜材料的应用领域广泛。
高分子薄膜材料已成功应用于光电子器件、激光器件、电容器、纳米技术等领域。
在光电子器件领域,高分子薄膜材料可以用于制备太阳能电池、有机发光二极管等器件,其透明性和可撤销性使其成为可穿戴技术等领域的理想材料;在激光器件领域,高分子薄膜材料可以用于制备固态激光器的增益介质,具有较高的发光效率和稳定性;在电容器领域,高分子薄膜材料可以用于制备超级电容器,具有高能量密度和长周期寿命等特点;在纳米技术领域,高分子薄膜材料可以用于制备纳米尺度的模板和膜,用于纳米结构的加工和制备。
2024年高分子分离膜市场前景分析
2024年高分子分离膜市场前景分析引言高分子分离膜是一种用于分离混合物的薄膜材料,广泛应用于水处理、气体分离、食品加工、制药等领域。
随着环境保护和产业发展的要求,高分子分离膜市场呈现出快速增长的趋势。
本文将从市场规模、应用领域、竞争格局和发展趋势等角度分析高分子分离膜市场的前景。
市场规模高分子分离膜市场在过去几年中经历了快速增长,预计将继续保持增长势头。
根据市场调研公司的数据,2019年高分子分离膜市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将增长至XX亿美元。
市场规模的增长主要受到水处理、食品加工和制药行业的驱动。
应用领域高分子分离膜在多个领域具有广泛的应用。
首先是水处理行业,在污水处理、海水淡化等方面有着重要作用。
其次是气体分离行业,用于天然气处理、空气分离等。
此外,高分子分离膜在食品加工、制药和化工等行业也有应用。
随着环保意识的提高和法规的推动,高分子分离膜在这些领域的应用将进一步扩大。
竞争格局高分子分离膜市场存在着激烈的竞争。
目前,市场上主要的竞争者包括国内外的膜制造商和供应商。
一些国际大型企业在技术研发和市场渠道上具有优势,而国内企业则凭借成本优势在国内市场有一定竞争力。
此外,新兴的技术公司也在不断涌现,推动市场的竞争进一步升级。
发展趋势高分子分离膜市场未来的发展将受多个因素的影响。
首先是技术创新。
随着研发水平的提高,新型高分子材料和分离技术不断涌现,将进一步提高膜分离效率和降低成本。
其次是环保倡导。
政府和社会对环境污染和资源浪费的关注将推动高分子分离膜在水处理和其他领域的应用扩大。
此外,产业结构的调整和市场需求的变化也将对市场的发展产生影响。
结论高分子分离膜市场在市场规模、应用领域、竞争格局和发展趋势等方面都呈现出积极的前景。
随着技术的进步和环保意识的提高,高分子分离膜的应用将进一步扩大。
然而,市场竞争激烈,企业需要继续加强技术研发和市场推广,以保持竞争优势。
同时,政府和行业协会也应加强支持和引导,促进高分子分离膜市场健康发展。
最新功能高分子膜材料应用进展
功能高分子膜材料应用进展功能高分子膜材料应用进展张帅(西安交通大学化学工程与技术学院, 陕西西安 710049)摘要:本文主要概述了四种功能高分子膜材料,根据其主要功能将其分为:化学功能膜材料、物理功能膜材料、物理化学过渡膜、生理功能膜材料。
对4种功能高分子膜材料进行了简单的介绍。
通过对其简单的应用,大致了解膜材料在我国各行业的应用情况,其中有些膜材料的应用价值相当高,值得进行深入研究。
认为我国应大力研究主要向高性能、低成本方向发展,发展新型绿色、环保的功能高分子膜材料以及绿色加工方法才是今后研究的主要方向。
关键词:功能高分子膜材料进展Functional polymer membrane materials application progressZAHNG Shuai(School of Chemical Engineering and Technology , Xi’an Jiaotong University , Xi’an710049 , China) Abstract:This paper mainly summarizes the four kind of functional polymer film material, according to their main functions will be divided into: chemical functional membrane materials, physical functional membrane materials, physical and chemical transition film, physiological function of film materials.4 kind of functional polymer film material has carried on the simple introduction.Through the simple application, overview the membrane material industries in our country, the application of some of the membrane material is of very high application value, worthy of further research.Think our country should vigorously research to develop in the direction of high performance and low cost, the development of new green functional polymer film material, environmental protection and green machining method is the main direction of future research.功能高分子膜材料其概念类似于功能高分子,功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。
高分子薄膜的制备及其应用研究
高分子薄膜的制备及其应用研究高分子薄膜是一种重要的材料,广泛应用于电子设备、光学器件、生物医学等领域。
其制备及应用研究已经成为热门话题之一。
一、高分子薄膜的制备高分子薄膜的制备方法主要包括溶液法、熔融法、拉伸法和层层自组装法等。
(一)溶液法溶液法通常使用高分子溶液,溶液中含有单体或预聚物,通过溶液的挥发、凝固形成薄膜。
这种方法优点是制备简单、成本低,但缺点是薄膜的厚度和均匀性难以控制。
(二)熔融法熔融法主要是将高分子加热熔融,在某种条件下快速冷却形成薄膜。
该方法制备的薄膜质量好,但需要高温,一些高性能的聚合物很难熔融而不分解。
(三)拉伸法拉伸法是将高分子薄片进行拉伸制备的方法,可以得到高度拉伸的高分子薄膜。
该方法制备的薄膜的机械性能优异,并且具有方向性,但需要较高的技术要求。
(四)层层自组装法层层自组装法是一种逐层将高分子薄膜沉积在基底上的方法,每层薄膜之间通过一种化学键连接,使得薄膜有均匀的厚度和良好的质量。
该方法具有高温、高压不需要,制备工艺简单等优点。
二、高分子薄膜的应用高分子薄膜以其优异的性能和良好的制备可控性,在光电器件、电子设备、生物医学等领域有广泛的应用。
(一)光电器件高分子薄膜在光电器件中的应用主要包括有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OPS)等。
其中,OLED作为一种发光器件,具有颜色纯正、亮度高等优点,被广泛应用于显示器、灯具等方面,而OPS则是通过将有机半导体附着在电极上,形成光电转换的元件,具有环保、柔性等特点。
(二)电子设备高分子薄膜广泛应用于电子设备中的屏幕保护片、触摸屏、电容式触摸屏等领域。
这些薄膜由于其高硬度、高透明度等性质在手机、平板等电子设备中成为不可或缺的材料。
(三)生物医学高分子薄膜在生物医学领域的应用也很广泛。
例如,用于包裹和输送药物的纳米粒子表面经常被涂上用于细胞增殖和组织再生的高分子薄膜;或将高分子薄膜用于人造器官的支架等。
三、发展趋势随着科技的不断发展,高分子薄膜在越来越多的领域得到应用,对于其制备方法和性能的控制提出了更高的要求。
生物高分子膜材料的研发和应用
生物高分子膜材料的研发和应用随着社会的进步和科技的不断发展,生物高分子膜材料的研发和应用越来越受到人们的关注。
生物高分子膜材料具有优良的物理化学性能和多种功能,逐渐成为一种具有广泛应用前景的新型材料。
一、生物高分子膜材料的定义和分类生物高分子膜材料是由生物高分子组成的一种薄片状材料,具有良好的渗透性和选择性。
主要包括蜂窝状膜、石墨烯膜、离子通道膜等。
蜂窝状膜是一种微孔过滤膜,具有良好的渗透性和选择性,适用于生物制药、生物化学、微生物学等领域。
石墨烯膜是一种新型的膜材料,具有高导电性、高强度和高渗透性等特点。
离子通道膜是一种重要的传质材料,在生物分离、催化反应等方面有广泛的应用。
二、生物高分子膜材料的研发生物高分子膜材料的研发是一个多学科交叉的领域,需要涵盖材料科学、化学、生物学等多个方面的知识。
在材料的设计、合成和表征等方面需要精细的实验技术和理论分析。
材料的设计是生物高分子膜材料研发的核心,需要结合不同领域的知识,考虑到材料的性能、构造和制备等方面的要求。
合成技术是生物高分子膜材料研发的关键,需要考虑到材料的可控性、产率和纯度等方面。
表征技术是生物高分子膜材料研发的基础,需要对材料的物理化学性质、结构和形貌等方面进行综合分析。
三、生物高分子膜材料的应用生物高分子膜材料具有广泛的应用前景,在医学、生物制药、环保和能源等领域都有重要的应用。
在医学方面,生物高分子膜材料可以用于人造血管、人造心脏瓣膜等医疗器械的制造。
在生物制药方面,生物高分子膜材料可以用于纯化蛋白质、生产抗体、制备酶等领域。
在环保方面,生物高分子膜材料可以用于水处理、污水处理等。
在能源方面,生物高分子膜材料可以用于电池、燃料电池等领域。
四、生物高分子膜材料的未来发展随着科学技术的不断发展和人们对生物高分子膜材料的认识不断加深,生物高分子膜材料的应用范围和市场前景将会越来越广阔。
未来,生物高分子膜材料将会在更多领域发挥更重要的作用,成为一种具有广泛应用前景的新型材料。
2024年高分子分离膜市场需求分析
2024年高分子分离膜市场需求分析1. 引言高分子分离膜是一种基于高分子材料的薄膜,用于实现液体或气体分离的技术。
在能源、环境、医药等领域,高分子分离膜具有广泛的应用前景。
本文将对高分子分离膜市场需求进行分析。
2.市场规模高分子分离膜的市场规模在过去几年持续增长。
根据市场研究报告,预计到2025年,全球高分子分离膜市场规模将达到XX亿美元。
这主要得益于不断增长的能源需求和环境保护要求的提高。
3.技术发展趋势随着科技的进步和需求的不断升级,高分子分离膜的技术也在不断发展。
以下是一些主要的技术发展趋势:3.1 膜材料改性为了提高分离膜的性能和使用寿命,研究人员对膜材料进行了各种改性。
例如,通过添加纳米粒子或功能化表面,可以改善膜的分离性能和抗污染性能。
3.2 新型膜结构设计传统的膜结构存在一些限制,例如通量低、选择性差等。
因此,研究人员提出了一些新的膜结构设计,如纳米孔膜、表面改性膜等,以提高膜的分离性能。
3.3 压力驱动与扩散驱动相结合压力驱动和扩散驱动是目前常用的分离膜方法。
然而,两种方法各有优劣,通过将它们相结合,可以提高膜的分离效率和能源利用率。
4. 应用领域高分子分离膜在多个领域有广泛的应用,包括能源、环境和医药等。
以下是一些具体的应用领域:4.1 能源领域高分子分离膜在能源领域有重要的应用,如燃料电池、锂电池、氢气分离等。
它们可以帮助提高能源转化效率和储能性能。
4.2 环境领域高分子分离膜在环境污染治理中起着重要作用。
例如,膜分离技术可以用于水处理、废气处理和固体废弃物处理等领域,帮助减少大气污染和水体污染。
4.3 医药领域高分子分离膜在医药领域也有广泛应用,如药物分离、血液滤过等。
这些应用可以提高药物纯度和治疗效果。
5. 市场驱动因素高分子分离膜市场的发展受到多种因素的驱动。
5.1 能源需求增长随着人口增加和经济发展,全球对能源需求的增长呈现出持续的趋势。
高分子分离膜在能源转化和能量储存方面的应用,可以帮助提高能源利用效率。
高分子功能薄膜行业的历史发展
高分子功能薄膜行业的历史发展高分子功能薄膜是一种材料,广泛应用于电子、光电、医疗、能源等领域,具有独特的物理、化学和机械性能。
它的历史发展可以追溯到20世纪初。
20世纪初,塑料开始进入人们的视野,如尼龙、聚氯乙烯等。
然而,这些材料在功能和性能方面存在一些限制。
随着科学技术的发展,人们开始关注高分子材料的改性和功能化,以满足不同领域的需求。
在1940年代至1950年代,高分子材料的研发取得了重要进展。
首先是聚四氟乙烯(Teflon)的开发,作为一种具有优异耐热、耐化学性能的材料,被广泛应用于制造精密仪器和化工设备。
随后,人们成功开发了聚乙烯、聚丙烯等一系列合成树脂,拓宽了高分子材料的应用范围。
20世纪60年代至70年代,高分子功能薄膜行业取得了较大发展。
随着电子技术的迅猛发展,高分子功能薄膜在电子领域的应用得到了广泛推广。
一些高分子材料,如聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)等,具有良好的电气绝缘性能和耐高温性能,成为制造电路板、绝缘材料等的理想选择。
20世纪80年代至90年代,高分子功能薄膜行业进一步发展。
随着光电技术的迅速进步,高分子功能薄膜在显示器、太阳能电池、光纤通信等领域的应用愈发广泛。
特别是液晶显示器的发明和商业化应用,极大推动了高分子功能薄膜的发展和创新。
21世纪初,随着新材料、新技术的不断涌现,高分子功能薄膜行业进入了一个新的发展阶段。
新材料的研制和改性,使得高分子薄膜在柔性显示器、智能电子设备等领域的应用更加突出。
同时,高分子功能薄膜在能源储存和转换方面也呈现出巨大的潜力,如锂离子电池、燃料电池等。
除了电子、光电领域,高分子功能薄膜也在医疗器械、食品包装、水处理等方面得到了广泛应用。
聚氨酯、聚酯等高分子材料具有良好的生物相容性和机械性能,被用于制造人工关节、心脏支架等医疗器械。
聚乙烯、聚丙烯等材料的优异物理、化学性能使得它们成为食品包装材料的首选。
目前,高分子功能薄膜行业仍在不断发展。
高分子膜材料
高分子膜材料高分子膜材料是一种在工业和科学领域中被广泛应用的材料,它具有轻质、柔韧、耐磨、耐腐蚀等特性,因此在包装、建筑、医疗、电子等领域都有着重要的应用。
本文将就高分子膜材料的性能特点、应用领域和发展趋势进行介绍。
首先,高分子膜材料具有优异的物理性能。
它们通常具有较高的拉伸强度和弹性模量,能够承受一定的拉伸和压缩力,同时具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
此外,高分子膜材料还具有较低的比重和良好的透明性,能够满足不同领域对材料轻量化和透明度的需求。
其次,高分子膜材料在包装、建筑、医疗、电子等领域有着广泛的应用。
在包装领域,高分子膜材料可以制成各种包装袋、保鲜膜、泡沫箱等,用于食品、日用品、电子产品等的包装和保护。
在建筑领域,高分子膜材料可以用于制作隔热隔音材料、防水材料、装饰膜等,提高建筑材料的性能和美观度。
在医疗领域,高分子膜材料可以制成医用敷料、手术器械包装、药品包装等,满足医疗器械和药品的卫生、安全要求。
在电子领域,高分子膜材料可以用于制作柔性电路板、触摸屏膜、绝缘材料等,提高电子产品的性能和可靠性。
最后,随着科学技术的不断发展,高分子膜材料也在不断创新和发展。
新型高分子膜材料的研发,使得其在性能和应用方面都有了新的突破。
例如,新型高分子膜材料在力学性能、光学性能、导热性能等方面都有了较大的提升,能够满足更加复杂和苛刻的应用要求。
同时,高分子膜材料的环保性能也得到了加强,符合绿色环保材料的发展趋势。
综上所述,高分子膜材料具有优异的性能特点,在包装、建筑、医疗、电子等领域有着广泛的应用前景,并且在科学技术的推动下不断创新和发展,将会有更加广阔的发展空间。
希望本文的介绍能够帮助大家更加深入地了解高分子膜材料的重要性和发展前景。
高分子膜的制备及其应用研究
高分子膜的制备及其应用研究
高分子膜是一种重要的材料,它具有广泛的应用领域。
在农业、医疗、能源等行业中,高分子膜都有着独特的作用。
高分子膜的制备方法有很多种。
其中,溶剂挥发法是一种常用
的制备方法。
这种方法的原理是通过将高分子材料溶解于溶剂中,在适当的条件下蒸发溶剂,形成高分子膜。
这种方法具有制备过
程简单、成本低廉等优点。
另外,还有一种电解沉积法。
这种方法虽然制备过程较为复杂,但是可以获得更加均匀的高分子膜。
这种方法的原理是将高分子
材料溶解于电解质中,在电流的作用下,在电极上沉积高分子膜。
这种方法可以获得高质量、高性能的高分子膜。
一般来说,高分子膜的应用领域可以分为三类。
第一类是农业
领域。
在农业生产中,高分子膜被广泛应用于土壤保护和水分管理。
由于高分子膜具有良好的渗透性和保水性,可以有效地保持
土壤湿度,提高农作物的生长率和产量。
第二类是医疗领域。
在医疗领域中,高分子膜被用作医用敷料、医用导管等。
由于高分子膜具有良好的生物相容性和可吸收性,
可以避免对人体的不良影响,对于创伤的治疗和外科手术具有良
好的疗效。
第三类是能源领域。
在能源领域中,高分子膜被用来制备太阳能电池和燃料电池。
由于高分子膜具有良好的导电和导热性能,可以提高太阳能电池和燃料电池的效率和性能。
总的来说,高分子膜是一种多功能的材料,具有广泛的应用领域。
随着科技的发展和材料科学的进步,相信高分子膜的应用前景会越来越广阔,对于推动各个领域的发展具有重要的作用。
高分子分离膜发展
高分子分离膜发展
高分子分离膜是一种用于分离化学物质的过滤器,它由聚合物材料制成,具有高度的选择性和分离效率。
自20世纪60年代开始,高分子分离膜得到了快速的发展和广泛的应用,成为当今世界上最重要和成功的分离技术之一。
随着分子分离技术的不断发展,高分子分离膜在环境保护、水处理、食品加工等领域中得到了广泛的应用,并且未来还有着巨大的发展前景。
高分子分离膜的材料种类涵盖了各种聚合物材料,如纤维素、聚硫醚、聚酯、聚烯烃等。
其中,以聚丙烯(PP)和聚醚砜(PSU)制成的高分子膜使用最为广泛。
在安装和运行方面,高分子膜的成本低、易于制造和操作,并且可以经受高温和高压等严酷的处理条件。
高分子分离膜的分离机理包括滤过、拦截和溶剂调和等多种方式。
根据不同的分离机理,高分子分离膜可以实现从离子、分子到大分子的任何物质的分离和纯化。
如在环境保护领域中,高分子分离膜可以将废水中的有毒有害物质、油水混合物等物质分离出来,实现污水的净化和资源的回收利用。
近年来,高分子分离膜的发展方向主要包括以下几个方面:
一、材料的开发与改进。
研究人员通过改变不同聚合物材料的化学结构,选用合适的添加剂和处理条件,进一步提高高分子分离膜的分离性能和使用寿命,使其在更广泛的领域中得到应用。
二、技术的创新和集成。
研究人员致力于通过新型制备技术和集成化设计,提高高分子分离膜的性能和效率,实现高通量、低能耗、高选择性的工业化生产。
三、应用领域的扩展。
高分子分离膜在环境保护、水处理、食品加工等领域中得到了广泛的应用,并且还有着许多未被开发的应用领域,如能源、医药方面的分离和纯化等。
2023年高分子分离膜行业市场分析现状
2023年高分子分离膜行业市场分析现状高分子分离膜是一种在化学工业、能源开发、环境保护等领域中具有广泛应用的重要材料。
它具有分离、浓缩、净化等功能,能够将液体、气体、溶液等中的物质进行有效分离和提纯。
目前,高分子分离膜行业在全球范围内正处于快速发展阶段。
本文将对高分子分离膜行业市场进行分析。
首先,高分子分离膜行业具有广阔的应用前景。
随着全球人口增加和经济发展,对能源、水资源等的需求不断增加。
高分子分离膜具有能源回收、海水淡化、废水处理、气体分离等多种应用场景,因此市场需求量巨大。
同时,环境保护要求越来越高,高分子分离膜在环保领域也具有广泛的应用前景。
其次,高分子分离膜行业在技术研发领域取得了显著进展。
随着科学技术的不断进步,高分子分离膜的质量和性能得到了极大提升。
新材料的应用、新工艺的发展以及分离膜的膜结构优化,使得分离膜的效果更加稳定和高效。
此外,高分子分离膜的生产技术也在不断改进,使得分离膜的生产成本逐渐下降,增加了行业竞争力。
再次,高分子分离膜行业在国内市场具有巨大潜力。
中国是世界上最大的化工生产国之一,化工产业对高分子分离膜的需求量巨大。
同时,中国面临着水资源紧缺、能源需求增加等问题,高分子分离膜在水处理、能源回收等领域的应用前景巨大。
此外,随着中国经济的快速发展,居民生活水平不断提高,高分子分离膜在食品、医药等领域的应用也将逐渐增加。
最后,高分子分离膜行业存在一些挑战和问题。
一方面,高分子分离膜行业技术门槛较高,研发和生产成本较高,导致市场竞争激烈。
另一方面,高分子分离膜的性能和稳定性仍有待提高,需要进一步加强研发和创新。
此外,市场竞争激烈,新进入者进入门槛较低,导致市场份额分散。
综上所述,高分子分离膜行业市场处于快速发展阶段,具有广阔的应用前景和潜力。
然而,行业内仍面临一些挑战和问题,需要加大技术研发和创新力度,提高产品质量和性能,以满足市场需求。
同时,加强行业协作,提高行业整体竞争力,促进行业的健康有序发展。
新型高分子膜的开发与应用
新型高分子膜的开发与应用第一章引言新型高分子膜是指利用一定的高分子单体或聚合物,经过一定的化学反应或物理处理,制备出一定性质的膜状材料。
高分子膜除了具有传统材料如陶瓷、金属、玻璃等所具备的力学性能外,还具有电子、光学、磁学、声学、生物学等特殊性质。
在生物医学、环境保护、能源开发等领域的应用也日益广泛。
本文将从新型高分子膜的开发、制备方法和应用方面进行讨论。
第二章新型高分子膜的开发2.1 树脂薄膜树脂薄膜是以树脂或单体为原料,采用表面增强剂、结晶调节剂等辅助剂,通过溶液浸渍、蒸汽沉积、离子束辐照等多种技术手段制备而成。
其主要特点是制备工艺简单、成本低廉、成膜速度快,具有较好的化学稳定性和复杂形状的可塑性。
2.2 板材膜板材膜是将板材经过各种处理方式(如切割、打孔、胶粘、压制、热成型等)后制备成的高分子膜材料。
相对于建筑、汽车等行业通用的板材而言,板材膜具有更高的柔韧性、更好的导电性、更好的保温性能和防水性能,从而更为合适地应用于新能源、环保、生物医学等领域。
2.3 纳米膜纳米膜是指厚度小于100纳米的高分子膜,具有超级疏水、超疏油、防污染、隔热、传感、抗辐射等特殊的物理、化学性质。
纳米膜具有很高的应用前景,可以应用于油墨、电影、印刷、光电子学、微纳米技术等领域。
第三章新型高分子膜的应用3.1 生物医学领域高分子膜在生物医学领域中得到了广泛的应用。
例如,可以利用高分子膜制备胶囊用于体内监测和输送药物,可广泛用于病情监测、治疗、研究等。
高分子膜还可制备成人工血管、心脏瓣膜等器械,也可作为组织细胞培养基质等生物医学器材。
3.2 环保领域高分子膜经过改性后可以作为分离膜用于水处理、气体分离、废气净化等环保技术。
此外,高分子膜在油水分离领域也具有重要性的应用。
3.3 能源领域高分子膜在能源领域中也扮演着重要的角色。
例如,利用高分子膜制备的燃料电池具有高效的能量转换和分离性能;高分子膜还可作为太阳能电池、聚合物电池等能源存储领域中的关键材料。
高分子过滤膜的制备及应用
高分子过滤膜的制备及应用高分子过滤膜是一种特殊的薄膜材料,由高分子材料制成。
这种膜具有高的选择性和流量特性,可以用于分离、纯化、浓缩和除病毒等工艺。
在生物科技、化学工业、环境保护等领域中得到广泛应用。
1. 高分子过滤膜的制备高分子过滤膜的制备方法通常有两种,即溶液浇铸法和相转移法。
1.1 溶液浇铸法溶液浇铸法是一种比较简单的制备方法。
首先,将高分子材料加入溶液中,使其形成高分子液体。
然后,将高分子液体倾倒在支撑膜表面,膜形成后进行干燥、固化处理,最终得到高分子过滤膜。
1.2 相转移法相转移法是一种制备高分子过滤膜的高级方法,其优点是能够制备高性能的薄膜。
其主要步骤包括相转移催化、单体聚合、溶剂交换、膜形成等几个过程。
2. 高分子过滤膜的应用高分子过滤膜广泛应用于水处理、生物技术、医药、食品等领域。
下面就分别介绍一下这些应用场合。
2.1 水处理随着工业的发展和城市化进程的推进,水资源日益紧缺,水质也随之恶化。
高分子过滤膜在水处理中具有优异的分离性、通透性和抗菌性能。
可以用于海水淡化、电镀废水处理、饮用水净化等领域。
2.2 生物技术高分子过滤膜在生物技术中主要用于纯化、分离和浓缩生物大分子,如蛋白质、核酸、细胞等。
通过改变膜孔径和分子筛选性,可以实现不同大小分子的分离和抽提,为生物技术的研究提供了便利。
2.3 医药高分子过滤膜在药物制备中具有很大的优势。
在药品制剂中,通过高分子膜的选择性过滤分离有效成分和杂质,可以得到高纯度、高质量的药品,从而提高药物的疗效和稳定性。
2.4 食品高分子过滤膜在食品加工中的主要应用是浓缩、分离和过滤。
在奶制品生产中,通过高分子膜的浓缩工艺,可以将牛奶中的大部分水分移除,从而增加奶制品的浓度和品质。
在食用油生产过程中,经过高分子的过滤和净化可以去除油中的杂质和有害物质,保证了食用油的质量和安全。
3. 高分子过滤膜的发展趋势随着社会的不断进步和科技的飞速发展,高分子过滤膜也在不断地进步和改进。
高分子薄膜材料在光电器件中的应用研究
高分子薄膜材料在光电器件中的应用研究光电器件是指能够将光能转化为电能或者将电能转化为光能的装置。
在当今科技发展迅速的时代,光电器件的应用越来越广泛,从太阳能电池到显示屏幕,都离不开高分子薄膜材料的应用。
本文将对高分子薄膜材料在光电器件中的应用进行研究和探索。
一、高分子薄膜材料在太阳能电池中的应用太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,而高分子薄膜材料在太阳能电池中有着重要的应用。
首先,高分子薄膜材料可以作为太阳能电池的电极材料,提供电子传导的通道,使得太阳能电池能够更高效地转化光能为电能。
其次,高分子薄膜材料具有优良的光学性能,可用于提高太阳能电池的吸光率,从而改善光电转换效率。
此外,高分子薄膜材料还可以用于太阳能电池的封装,起到保护电池内部结构的作用。
因此,高分子薄膜材料在太阳能电池中的应用具有广阔的前景。
二、高分子薄膜材料在显示屏幕中的应用显示屏幕作为人们日常生活中广泛应用的电子产品,对材料的性能要求极高。
高分子薄膜材料在显示屏幕中的应用主要体现在三个方面。
首先,高分子薄膜材料可以作为显示屏幕的基底材料,具有轻薄、柔性、透明等特点,为显示屏幕的制作提供了便利。
其次,高分子薄膜材料可以作为显示屏幕的光学膜材料,能够改善显示效果,提高画面的亮度和清晰度。
最后,高分子薄膜材料还可以作为显示屏幕的保护材料,提高显示屏幕的抗划伤性能和耐久性。
因此,高分子薄膜材料在显示屏幕中的应用对于提升显示屏幕的性能至关重要。
三、高分子薄膜材料在光电传感器中的应用光电传感器是指利用光电转换原理来感知和检测光信号的装置。
而高分子薄膜材料在光电传感器中具有广泛的应用前景。
首先,高分子薄膜材料可以作为感光层材料,将光信号转化为电信号,实现信号的检测和测量。
其次,高分子薄膜材料还具有响应速度快、能耗低等特点,适合应用于光电传感器中,提高传感器的性能。
最后,高分子薄膜材料还可以应用于光电传感器的封装中,提供保护和稳定的环境,延长传感器的使用寿命。
高分子有机膜
高分子有机膜
【原创版】
目录
1.引言
2.高分子有机膜的定义和分类
3.高分子有机膜的应用领域
4.高分子有机膜的优势和挑战
5.我国在高分子有机膜领域的发展
6.结论
正文
【引言】
高分子有机膜是一种重要的材料,被广泛应用于多个领域。
本文将介绍高分子有机膜的定义、分类、应用领域以及我国在这个领域的发展状况。
【高分子有机膜的定义和分类】
高分子有机膜是由高分子材料制成的膜状物质。
根据高分子材料的不同,高分子有机膜可以分为多种类型,如聚烯烃膜、聚酯膜、聚酸酯膜等。
【高分子有机膜的应用领域】
高分子有机膜在许多领域都有广泛的应用,包括环境保护、化工、医药、食品等。
例如,高分子有机膜可以用于水处理,如海水淡化和废水处理;也可以用于气体分离,如氢气和氧气的分离;还可以用于生物医学领域,如人工器官和药物输送系统等。
【高分子有机膜的优势和挑战】
高分子有机膜具有许多优势,如良好的分离效果、高机械强度、化学稳定性好、耐热、耐腐蚀等。
然而,高分子有机膜也面临一些挑战,如制
备过程复杂、膜的耐久性问题、膜的污染问题等。
【我国在高分子有机膜领域的发展】
我国在高分子有机膜领域取得了显著的进展。
我国已经建立了一套完整的高分子有机膜研发和生产体系,并且已经成功应用于多个领域。
然而,我国在高分子有机膜领域的研究和应用仍然面临一些挑战,如技术创新能力不足、产业规模较小等。
【结论】
高分子有机膜是一种重要的材料,被广泛应用于多个领域。
我国在高分子有机膜领域的研究和应用已经取得了显著的进展,但仍然面临一些挑战。
高分子膜材料的研究应用概况
高分子膜材料研究概况摘要:高分子膜具备制备简朴、性能稳定以及与批示剂相容性好等特点。
本文简介高分子膜材料分类和性能研究,着重从高分子膜性能、应用等方面综述高分子膜材料研究进展状况,同步概要论述高分子膜材料此后发展远景。
核心词:高分子膜;蒸馏性膜;透过性膜;膜电性;膜应用。
前言:高分子膜虽然很早高分子膜虽然很早就浮现,但是对它进行较系统研究还是近年来才开始。
在代,由于石油工业发展增进了三大合成材料品种不断增多,高分子膜应用范畴也在逐渐扩大。
由包装膜开始,到30年代已将纤维素膜应用于超滤分离;40年代则浮现了离子互换膜和电渗析分离法;50年代浮现了反渗入法膜分离技术;60年代由加拿大和美国学者分别成功地制造出了高效能膜和超过滤膜,总之,国外高分子膜技术发展是很迅速。
近年来,国内科研工作者也开始注重这方面研究,膜种类及应用领域在不断扩大,其中用量最大是选取性分离膜,如离子互换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、液晶膜等。
当前已应用领域有核燃料及金属提炼、气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废解决、人工脏器制造、医药、食品、农业、化工等各方面。
1.高分子膜材料分类和性能研究当前高分子膜材料种类繁多,并且分类办法也不同,关于高分子膜材料研究办法普通涉及两方面:一是膜制备办法,二是膜性能测定办法,两者结合起来可以探讨膜性能与合成条件之间关系,从而达到有目地合成性能优秀膜材料。
当前普通惯用合成办法有溶液铸膜法、水面展开法、等离子体聚合法、相转换法、完全蒸发法、紫外光照射接枝法、熔融压膜法等。
选用哪种合成办法适当,重要由研究目决定,如欲制得极薄膜时,用水面展开法为好。
在膜性能中,透过或分离性能最为重要,其分离特性与孔径大小有很大关系,因此测定孔径大小办法就成为研究重要手段。
惯用办法有泡压法、滤速法、气体渗入法、压汞法、吸附法、电子显微镜法等2. 高分子膜性能研究2.1膜透过性膜透过性是高分子膜材料非常重要性能之一,几乎所关于于膜报道都涉及此性能。
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高分子膜的发展应用
【摘要】:薄膜材料的发展以及应用,薄膜材料的分类,如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。
各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。
【关键词】:薄膜;金刚石;铁电;氮化碳;半导体;超晶格
1 膜材料的发展
在科学发展日新月异的今天,大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用,薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。
自然届中大地、海洋与大气之间存在表面,一切有形的实体都为表面所包裹,这是宏观表面。
生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面,如细胞膜和生物膜。
生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。
细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成,它好似栅栏,将一些分子拦在细胞内,小分子如氧气、二氧化碳等,可以毫不费力从膜中穿过。
膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质,有的像船,可以载分子,有的像泵,可以把分子泵到膜外。
细胞膜具有选择性,不同的离子须走不同的通道才行,比如有K+通道、Cl-通道等等。
细胞膜的这些结构和功能带来了生命,带来了神奇。
2 膜材料的分类
近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。
薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有:超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。
目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。
2.1金刚石薄膜
金刚石薄膜的禁带宽,电阻率和热导率大,载流子迁移率高,介电常数小,击穿电压高,是一种性能优异的电子薄膜功能材料,应用前景十分广阔[2]。
近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。
金刚石薄膜属于立方晶系,面心立方晶胞,每个晶胞含有8个C原子,每个C原子采取sp3杂化与周围4个C原子形成共价键,牢固的共价键和空间网状结构是金刚石硬度很高的原因.金刚石薄膜有很多优异的性质:硬度高、耐磨性好、摩擦系数效、化学稳定性高、热导率高、热膨胀系数小,是优良的绝缘体。
利用它的高导热率,可将它直接积在硅材料上成为既散热又绝缘的薄层,是高频微波器件、超大规模集成电路最理想的散热材料。
利用它的电阻率大,可以制
成高温工作的二极管,微波振荡器件和耐高温高压的晶体管以及毫米波功率器件等。
金刚石薄膜的许多优良性能有待进一步开拓,我国也将金刚石薄膜纳入863新材料专题进行跟踪研究并取得了很大进展、金刚石薄膜制备的基本原理是:在衬底保持在800~1000℃的温度范围内,化学气相沉积的石墨是热力学稳定相,而金刚石是热力学不稳定相,利用原子态氢刻蚀石墨的速率远大于金刚石的动力学原理,将石墨去除,这样最终在衬底上沉积的是金刚石薄膜。
2.2铁电薄膜
铁电薄膜的制备技术和半导体集成技术的快速发展,推动了铁电薄膜及其集成器件的实用化。
铁电材料已经应用于铁电动态随机存储器(FDRAM)、铁电场效应晶体管( FEET)、铁电随机存储器( FFRAM)、IC卡、红外探测与成像器件、超声与声表面波器件以及光电子器件等十分广阔的领域[3]。
铁电薄膜的制作方法一般采用溶胶-凌胶法、离子束溅射法、磁控溅射法、有机金属化学蒸汽沉积法、准分子激光烧蚀技术等.已经制成的晶态薄膜有铌酸锂、铌酸钾、钛酸铅、钛酸钡、钛酸锶、氧化铌和锆钛酸铅等,以及大量的铁电陶瓷薄膜材料。
2.3氮化碳薄膜
1985年美国伯克利大学物理系的M.L.Cohen教授以b-Si3N4晶体结构为出发点,预言了一种新的C-N化合物b-C3N4,Cohen计算出b-C3N4是一种晶体结构类似于b-Si3N4,具有非常短的共价键结合的C-N化合物,其理论模量为4.27Mbars,接近于金刚石的模量4.43 Mbars.随后,不同的计算方法显示b-C3N4具有比金刚石还高的硬度,不仅如此, b-C3N4还具有一系列特殊的性质,引起了科学界的高度重视,目前世界上许多著名的研究机构都集中研究这一新型物质. b-C3N4的制备方法只要有激光烧蚀法、溅射法、高压合成、等离子增强化学气相沉积、真空电弧沉积、离子注入法等多种方法。
在CNx膜的诸多性能中,最吸引人的当属其可能超过金刚石的硬度,尽管现在还没有制备出可以直接测量其硬度的CNx 晶体,但对CNx膜硬度的研究已有许多报道。
2.4半导体薄膜复合材料
20世纪80年代科学家们研制成功了在绝缘层上形成半导体(如硅)单晶层组成复合薄膜材料的技术。
这一新技术的实现,使材料器件的研制一气呵成,不但大大节省了单晶材料,更重要的是使半导体集成电路达到高速化、高密度化,也提高了可靠性,同时为微电子工业中的三维集成电路的设想提供了实施的可能性。
这类半导体薄膜复合材料,特别使硅薄膜复合材料已开始用于低功耗、低噪声的大规模集成电路中,以减小误差,提高电路的抗辐射能力。
2.5超晶格薄膜材料
随着半导体薄膜层制备技术的提高,当前半导体超晶格材料的种类已由原来的砷化镓、镓铝砷扩展到铟砷、镓锑、铟铝砷、铟镓砷、碲镉、碲汞、锑铁、锑锡碲等多种。
组成材料的种类也由半导体扩展到锗、硅等元素半导体,特别是今年来发展起来的硅、锗硅应变超晶格,由于它可与当前硅的前面工艺相容和集成,格外受到重视,甚至被誉为新一代硅材料。
半导体超晶格结构不仅给材料物理带来了新面貌,而且促进了新一代半导体器件的产生,除上面提到的可制备高电子迁移率晶体管、高效激光器、红外探测器外,还能制备调制掺杂的场效应管、先进的雪崩型光电探测器和实空间的电子转移器件,并正在设计微分负阻效应器件、隧道热电子效应器件等,它们将被广泛应用于雷达、电子对抗、空间技术等领域。
2.6多层薄膜材料
多层薄膜材料已成为新材料领域中一支新军。
所谓多层薄膜材料,就是在一层厚度只有钠米级的材料上,再铺上一层或多层性质不同的其他薄层材料,最后形成多层固态涂层。
由于各层材料的电、磁及化学性质各不相同,多层薄膜材料会用有一些奇异的特性。
目前,这种制造工艺简单的新型材料正受到各国关注,已从实验室研究进入商业化阶段,可以广泛应用于防腐涂层、燃料电池及生物医学移植等领域。
1991年,法国特拉斯.博斯卡大学的Decher首先提出由带正电的聚合物和带负电的聚合物组成两层薄膜材料的设想,由于静电的作用,在一层材料上添加另外一层材料非常容易,此后,多层薄膜的研究工作进展很快。
通常,研究人员将带负电的天然衬材如玻璃片等,浸入含有大分子的带正电物质的溶液,然后冲洗、干燥,再采用含有带负电物质的溶液,不断重复上述过程,每一次产生的薄膜材料厚度仅有几钠米或更薄。
由于多层薄膜材料的制造可采用重复性工艺,人们可利用机器人来完成,因此这种自动化工艺很容易实现商业化。
目前,研究人员已经或即将开发的多层薄膜材料主要有以下几种:①制造具有珍珠母强度的材料。
②新型防腐蚀材料。
③可使燃料电池在高温条件下工作的多层薄膜材料[4]。
3 膜材料的应用
人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时,也在试图模仿它,仿生一直以来就是材料设计的重要手段,这就是薄膜材料。
它的一个很重要的应用就是海水的淡化。
虽然地球上70%的面积被水覆盖着,但是人们赖以生存的淡水只占总水量的2.5%~3%,随着人口增长和工业发展,当今世界几乎处于水荒之中。
因此将浩瀚的海水转为可以饮用的淡水迫在眉睫。
淡化海水的技术主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法用到的是具有选择性的高分子渗透膜,在膜的一边给海水施加高压,使水分子透过渗透膜,达到膜的另一边,而把各种盐类离子留下来,就得到了淡水。
反渗透法的关键就是渗透膜的性能,目前常用有醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚苯砜对苯二甲酰胺类等膜材料.这种淡化过程比起蒸法法,是一种清洁高效的绿色方法。
利用膜两边的浓度差不仅可以淡化海水,还可以提取多种有机物质。
工业生产中,可用膜法过滤含酚、苯胺、有机磺酸盐等工业废水,膜法过滤大大节约了成本,有利于我们的生存环境。
膜的应用还体现在表面化学上面。
在日常生活中,我们会发现在树叶表面,水滴总是呈圆形,是因为水不能在叶面铺展。
喷洒农药时,如果在农药中加入少量的润湿剂(一种表面活性剂),农药就能够在叶面铺展,提高杀虫效果,降低农药用量。
更重要的,研究人员还将膜材料用于血液透析,透析膜的主要功能是移除体内多余水份和清除尿毒症毒素,大大降低了肾功能衰竭患者的病死率[1]
4 展望膜材料的未来
迄今,人们已经设计和开发出了多种不同结构和不同功能的薄膜材料,这些材料在化学分离、化学传感器、人工细胞、人工脏器、水处理等许多领域具有重要的潜在应用价值,被认为将是21世纪膜科学与技术领域的重要发展方向之一。
参考文献:
[1]医疗设备信息.2007,(27)8.
[2]稀有金属材料与工程.2007,(36)8增刊1.
[3]硅酸盐通报.2008,(27)3.
[4]周志华,金安定,赵波,朱小蕾. 材料化学.化学工业出版社,2006,1第一版.。