最新納米材料論文(案例16篇)

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最新納米材料論文(案例16篇)
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納米材料論文篇一

很多單位的業(yè)務開始呈現出區(qū)域化發(fā)展的模式,都會在異地設設置分支機構(或者子公司),這就需要主體單位在會計管理工作中能夠對異地的分支機構(或者子公司)等進行核算管理。但是,當前很多主體單位的分支機構(或者子公司)一般是采取自己設置相對獨立的會計核算系統(tǒng)的方式在工作,然后再按照上一級單位的要求填報相關報表、數據,這樣一來其真實性就容易受到影響。所以,主體單位如果需要進行跨地區(qū)運作,那么在運作過程中就必須從全局工作的角度出發(fā),組織集中、統(tǒng)一的戰(zhàn)略部署,而會計管理工作必定是其中重要的內容,因此會計核算管理功能就必須要滿足跨地區(qū)的需要。

2.2必須能夠實時提供準確的會計信息

信息更新的周期在不斷縮短,這不僅要求單位的管理層領導必須跟上時代發(fā)展的節(jié)奏,也要求會計管理工作必須能夠進行實時有效的信息傳遞,能夠實現會計信息的自主靈活輸入、主體單位及其成員單位能夠及時地進行會計核算,實現會計人員工作效率的整體提高,并保證會計信息的真實性,保證財務管理人員能夠準確、快速地獲得所需要的相關數據、資料等信息。

2.3必須實現會計管理與業(yè)務決策的協調統(tǒng)一

就目前的財務工作情況來看,一個單位的會計管理工作與其自身的業(yè)務工作是息息相關的。構建會計管理系統(tǒng)必須要保證管理層可以實時了解各個成員單位的實際工作狀況,并能夠進行對應的資源調配,實現單位內部資源的優(yōu)化配置。主體單位利用高度集中的資金管理系統(tǒng),能夠實現對單位的資金進行統(tǒng)一調配,提高資金管理水平,降低單位運營成本,最終完成單位會計管理工作與業(yè)務決策的協調統(tǒng)一。

納米材料論文篇二

納米材料的概念是一位德國學者在1980年首次提出的,他是只晶體晶粒尺寸在1~100數量級的超細材料。晶體晶粒的尺寸在標準級內,被稱為超細材料,納米級高于1nm的被成為超細材料。嚴格意義的納米材料尺寸在5nm數量級。納米材料制作新時代產品的工藝技術是納米技術。

超細晶粒的優(yōu)異特殊性能是由納米材料的特殊性能引起的,由此特性導致的眾多實驗結果,引起了科學界的廣泛重視,這也使得納米科技邁入了科學界的橋處低位。納米晶體材料、復合材料被統(tǒng)稱為納米材料。

納米材料的空間維數由納米結構的區(qū)分可以分為:(1)零維的納米顆粒材料;(2)一維纖維納米材料;(3)二維層狀納米材料。所有固態(tài)晶體材料均是晶體結構的晶粒以及具有無序排列結構的晶界組成,而晶界的厚度占的體積分數很小可忽略不計,而納米材料中界面部分所占的體積分數相當大,使得納米材料成為一種新的結構狀態(tài)。此外,由于納米晶粒中的原子排列十分無序,使得通常大晶體材料產生分裂而成為分子軌道的能級。高濃度界面及原子能級的特殊結構導致納米材料的性能的顯著改變。納米材料及納米技術被公認為是21世紀最有前途的研究和發(fā)展領域。

2納米材料的特性

2.1納米材料獨特的表面效應

納米材料的表面原子數是有變化效應的,引起變化效應的是由原子數和總原子數的比例與晶粒的尺寸配比的,這樣的變化成為納米材料的表面效應。相似形狀的粒子的表面積與其線尺寸的平方成正比,由此可得其比表面積(表面積/體積)與線尺寸成反比。

粒子線尺寸的變化對表面積會造成顯著影響,粒子線增大,表面積見效,表面積的原子數也會響應的增加,由此導致表面原子配屬的重大失衡使納米材料的化學性顯像明顯。

2.2納米材料的體積效應

納米材料的體積效應是由于單個納米粒子所包含的原子數很少導致。金屬納米粒子靠近費米面進一步假設他們的能級為準原子態(tài),由此得到費米能級。納米粒子的直徑減小導致能級間距將增大,進而電阻率將增大,甚至會導致絕緣體。對具有同素異構轉變的金屬納米粒子還會出現非導電的高溫結構相,此情況僅在粒子中觀測到。

2.3納米材料的量子尺寸效應

納米粒子的尺寸下降會導致半導體中分子軌道能級被占據,從而使得處于分離的量子化能級中的電子的波動性效應。納米粒子的尺寸相當或更小時,呈現量子尺寸效應。例如,光吸收材料的特征波長而顯示出極高的矯頑力。

2.4納米材力學性能的效應

納米材料的性能效應是由納米粒子細化和材料的強度造塑性共同顯現的。為了提高材料結構的強度,晶粒細化可以大大增強這種效應,并且第二次強化的過程隨著尺寸的增加會顯著增大,效果更強。結構納米材料中,晶粒的相位結構更加細化,使其力學性能遠超其他結構材料之上。納米陶瓷和金屬的任性已達到了普通金屬材料的韌性水平,超過了超級鋼。

3納米技術

范圍在10~7cm范圍內的物體,經常顯示出物理化學甚至生物性上的異樣特征和現象。納米技術的通俗定義是納米尺度利用的結果。納米在發(fā)展過程中,中字和電子交互作用形成波動,豐富了納米尺度利用的方式。

結構的特征尺寸介于10-9~10-7m(1~100nm)的范圍,物體經常顯示出物理、化學和生物上新穎而明顯改善的特性和現象.納米技術是在一個納米尺度利用功能結構的通俗定義。在納米尺度上的重大改變主要是由于物質中的電子和原子交互作用的波動。通過創(chuàng)造納米尺度的結構能控制材料的基本特性,由此將出現以前被認為生物系統(tǒng)的一個重要特性是物質在納米尺度上有系統(tǒng)的組織。(-9和-7上標嗎)

納米技術的一大特點便是允許將所需信息儲存在納米表面,無需機器人和其他原件共同的配合儲存.材料和生物科學技術結合,會得到全新的加工方法和工業(yè)動能.納米尺度和微米尺度共同材料性質相比,納米結構的韌性十足,不受影響.納米體積的催化劑會大大減少廢物產生和簡介污染。納米結構比微米小很多,所以納米構成系統(tǒng)的原件密度大大高于微米尺度構成的原件。電子元器件在納米結構的控制下相互作用,會得到新的電子元件,減低能耗的同時可以大大提高動能,提高效率。典型的納米技術。

(1)自然界的納米技術。葉綠體是進行光合作用的核心,其內部包括納米級的分子結構,具有轉化光能和二氧化碳為生物化學能的高活性.人類和動物牙齒表面的納米級微晶,光滑并具有很高的硬度.

(2)早期的納米技術。攝影和催化是早期的納米技術。這兩項技術通過納米技術的發(fā)展而大幅提高。大部分現有的納米技術是意外地發(fā)現的,例如,現在我們知道在橡膠中加入某種無機粘土可提高輪胎的壽命和耐磨性。

(3)鐵磁流體。磁鐵流體是一種由高精度納米顆粒組成的膠體,納米顆粒是永態(tài)磁體,只有當鐵磁流體的磁場為零,附加磁場生成變化,才會發(fā)生共生反應。鐵磁流體區(qū)別于其他流體,在得到外加磁場的同時,由于力矩產生于鐵磁流體內部,特殊的流體力學現象會顯現。

(4)硬質材料。納米結構的硬材料正在進入商業(yè)領域.如wc/co和tic/和co組成的納米材料形成雙連續(xù)納米結構,獲得優(yōu)異的材料性能的同時硬度、斷裂韌性和耐磨性都有顯著提高.

(5)納米涂料。納米涂料的熱噴技術將納米結構材料應用于商業(yè)的途徑.晶粒尺寸達到納米尺度并且原子數目是可控范圍內時,境界顆粒的純度達到最大,和其他晶粒材料共同具備抗腐蝕能力。熱穩(wěn)定性和抵抗位錯是納米晶粒的特性,由此特性可以衍生出超高的硬度和韌性。納米級涂料在日常使用過程中,可以減小涂料的應力狀態(tài),提高涂層厚度,抗腐蝕性能極強,耐老化。該技術現已應用在渦輪葉片,螺旋槳機翼等部件,每年有幾十億美元的潛在應用市場。

(6)納米技術與相關技術路徑分析。任何技術領域都無法獨立的存在于科研領域,都是相對獨立但又不同程度的和其他技術形成交互過程的情況,技術領域性質的差異導致獨立發(fā)展和互溶發(fā)展間的異樣表現形式。專利技術領域的共同關系,可以闡明技術領域間多項技術的互動關系。表1按共現特征統(tǒng)計了三個階段納米技術發(fā)展趨勢。

4網絡駭客攻擊

駭客攻擊指的是通過破解系統(tǒng)的某個程序來獲取數據甚至是獲利,駭客攻擊的主要手段分為破壞性和非破壞性。非破壞性僅影響系統(tǒng)的正常運行而破壞性則會盜取用戶的重要數據,形成重大影響。

駭客攻擊的常見模式是通過干擾程序運行、獲取文件和傳輸方式等不被許可的操作。駭客攻擊的對象和數據一般都是非常重要或者機密的,當攻擊形成以后,會對客戶造成重大損害。在使用電子郵件、木馬等手段來攻擊時,給整個計算機網絡造成了極大的損害。由于駭客對于計算機網絡正常運行有著重要的影響甚至是重大損害和經濟威脅,各國對于該領域均非常重視,但就目前,防御駭客攻擊的相關技術人才非常緊缺,相關培訓也鳳毛麟角,美國的國安局已成為對駭客人才需求最為迫切的美國聯邦機構。駭客領域中威脅計算機網絡安全的因素,如表2所示。

5計算機病毒

計算機病毒非常常見,是通過編制一些計算機指令,并且插入一定數目的損害性數據,使其能夠達到自我復制的計算機指令。計算機病毒有各自的特點,大部分分為伴隨性、蠕蟲性、變型形等形態(tài)的病毒。這些病毒有些是隨時呈現激活狀態(tài)的,有些是自身釋放在內存中,一旦計算機重啟或者關機,只要接通電源,便可實施傳染;但有些病毒在電腦中僅有一小部分的占用空間,即便激活狀態(tài)也不會對計算機形成過大的傷害。

5.1系統(tǒng)漏洞

系統(tǒng)漏洞是指由于操作軟件設計的疏忽和技術上的不完善,為不法分子竊取該軟件的程序流提供了機會,使得系統(tǒng)被各種木馬和病毒等侵入計算機,從而實現大面積控制,進而得到重要的信息和文件,甚至于破壞了電腦操作系統(tǒng)。系統(tǒng)漏洞也作為病毒的入侵入口存在。

長期以來,正版系統(tǒng)都以其高昂的購買成本讓大多數人望而卻步,大多數人還在使用著盜版系統(tǒng),但盜版系統(tǒng)通常會留下非常多的系統(tǒng)漏洞。主要漏洞類型分為up漏洞、賬號類漏洞和熱鍵類漏洞。這些漏洞的存在也進一步提供了病毒的擴散溫床,導致計算機病毒的進一步擴散,影響了計算機的網絡安全。

6計算機網絡安全防范技術的應用分析

6.1防火墻技術防火墻

防火墻通過執(zhí)行站點的安全策略,從而限制人們從定制的控制點離開;同時所有的的信息想要進入計算機,都必須通過防火墻,這樣就能夠有效的記錄網上的所有活動,防止病毒侵入;防火墻能夠通過隔開網絡中的一個網段與另一個網段,從而能夠很好對用戶暴露點進行保護與限制。

7納米材料與技術于計算機網絡技術的結合

7.1數據加密技術

數據加密技術作為一種新興技術,也是計算機網絡安全的保障性技術,是指傳送方通過各種加密函數轉換形成密文,接收方對于數據加密技術的控制,需要數據加密技術的指定性。要求只有在解除密碼后,才能而獲得原來的數據,這些特殊的信息就是密鑰。密鑰共分為三類:專用密鑰、對稱密鑰和公開密鑰。

計算機網絡由繁多的路徑所構成,非常復雜,信息的傳播也異常廣泛,如何保證信息在傳播過程中的安全性和時效性,需要通過計算機信息的加密技術來實現。

7.2網絡訪問控制技術

網絡訪問控制技術指的是以路由器作為網關,對外界的網絡服務信息控制和篩選。這種技術可以防止計算機在實施遠程登錄和文件使用過程中,防止不法分子通過漏洞,對電腦進行空盒子。對訪問者的身份進行深入檢測后,可以有效的防止入侵,確保計算機在網絡中的安全。

7.3安全漏洞檢測技術

安全漏洞檢測是一項重要技術。通過安全漏洞掃描能夠幫幫助用戶在駭客攻擊之前找到系統(tǒng)的漏洞,并及時的恢復。在對安全漏洞進行檢測的可以從各個方面進行了預防,保證網絡的安全。

7.4數據庫的備份與恢復技術

為了防止防止系統(tǒng)發(fā)生意外,數據庫的備份與恢復技術需要保證數據的安全性和完整性。這種備份技術主要有數據庫、備份數據庫和事物日志來更好的確定網絡的安全。數據庫系統(tǒng)的構成模塊,如圖1所示。

7.5系統(tǒng)功能結構圖的測試環(huán)境

測試環(huán)境。本系統(tǒng)的測試主要硬件環(huán)境:intelpentiumd2.8g;軟件環(huán)境:windowsr2;測試工具:netbeansprofile3.2。從測試結果來看,在整個架構中,索引是由guice維護的單例進行單線程索引,整個系統(tǒng)在最慢的環(huán)節(jié)遇到了瓶頸,因此線程數從3個提升到4個引起的性能并沒有很大的提高,猜測線程數如果繼續(xù)提升到某個數值,系統(tǒng)效率反而會下降。

8結語

在系統(tǒng)功能上,由納米材料和納米技術逐漸延伸的網絡技術發(fā)展遍歷行業(yè)內。每個節(jié)點根據http協議中的type字段自動找到相應解析器(parser)解析資源,解析器將解析后的resource對象傳遞給索引模塊進行索引,實現納米技術在計算機網絡技術中的抓取過程。在抓取過程中能盡可能過濾重復模塊,功能過濾不符合規(guī)則的網絡節(jié)點,能夠在抓取過程中統(tǒng)計信息,分析網絡應用和系統(tǒng)運行狀態(tài)。由于使用者對搜索引擎的需求是既有共性又有個性特征,因此只有結合用戶需求的實際,開發(fā)出相應的檢索系統(tǒng)以發(fā)揮其相應的作用,產生社會效益。

參考文獻

[6]李剛.利用原子轉移自由基聚合方法的木材表面功能性改良[d].哈爾濱:東北林業(yè)大學,2011.

納米材料論文篇三

于琳楓(12化學1班)

摘要:二氧化鈦納米管由于新奇的物理化學性質引起了廣泛的關注,本文就近年來在制備方法﹑反應機理﹑二級結構及摻雜和應用方面予以綜述,并討論了今后可能的研究發(fā)展方向。

關鍵詞:二氧化鈦,納米管,制備,反應機理,二級結構

0引言

tio2俗稱鈦白粉,無毒、無味、無刺激性、熱穩(wěn)定性好,且原料來源廣泛易得。它有三種晶型:板鈦礦、銳鈦礦和金紅石型。tio2最早用來做涂料。

1.1氣相法

包括:直流電濺射法、高頻無線電濺射法、分子束取向生長法和等離子體法等。

1.2液相法

目前制備tio2納米材料應用最廣泛的方法是各種前驅體的液相合成法。這種方法的優(yōu)點是:原料來源廣泛、成本較低、設備簡單、便于大規(guī)模生產。但是產品粒子的均勻性差,在干燥和煅燒過程中易發(fā)生團聚。應用最普遍的液相制備方法包括液相沉積法和微乳液法等。

1.2.1液相沉積法

液相沉積法是以無機鈦鹽作原料,通過直接沉積來制備功能tio2粉體和薄膜的液相法。deki等用(nh4)2tif6和h3bo3的水溶液為起始溶液,制備了tio2薄膜。imai等用添加了尿素的tif4和ti(so4)2的水溶液制備了不同形貌的tio2納米材料。液相沉積法具有以下優(yōu)點:對儀器要求比較低,溫度要求低(30~50℃),基片選擇比較廣等。

1.2.2微乳液法

2.1氧化鈦納米管形成的反應機理

尚不確定。理論上鈦納米帶折疊或卷曲形成納米管時,可形成下列3種形狀:(a)蛇形的,即單層納米管的卷曲;(b)洋蔥式的,即幾個有弱相互作用的納米片的卷曲;(c)同心式的,通過卷曲或者折疊成多層的納米管。但實際上,(c)種形狀在合成時很難出現。yao和ma通過tem研究分別證實了(a)和(b)構型鈦納米管的存在。

梁建等則認為鈦納米管的生長機理符合3-2-1d的生長模型,在水熱合成的過程中,在高壓高溫和強堿作用下,二氧化鈦塊體沿著(110)晶面被剝落成碎片,在片的兩面有不飽和懸掛鍵,隨著反應的進行,不飽和懸掛鍵增多,使薄片的表面活性增強,開始卷曲成管狀,以減少體系的能量,這一點從反應中間產物中觀察到大量的片狀及卷曲態(tài)得的到證明。dimitryv.bavykin[19]等系統(tǒng)地研究了合成溫度以及tio2/naohmol比對制備二氧化鈦納米管形貌的影響。認為圖3-b符合氧化鈦納米管的形成機理,并給出了形成機理的原始驅動力的解釋。dimitryv.bavykin等進行了氧化鈦納米管形成的熱力學和動力學研究。該模型見圖4能夠很好的解釋實驗中增加tio2/naoh的摩爾比,氧化鈦納米管的平均管徑也增大。同時也可以解釋反應溫度增加有利于納米管的平均管徑增大。

2.2納米管的熱穩(wěn)定性及氧化鈦納米管的晶型

由于二氧化鈦納米管為無定形結構,在熱力學上,屬于介穩(wěn)態(tài)。因此研究溫度對其熱穩(wěn)定性的影響頗有必要。王保玉等以tio2為原料制備成tio2納米管,通過不同溫度焙燒得到不同的樣品,用tem,xrd,ft-ir,bet等手段詳細的研究了溫度對晶型,比表面積的影響。研究表明,在300℃和400℃焙燒存在著兩次比表面積的突降,用化學法合成的納米管在400℃時,比表面積降到很小,管的結構嚴重被破壞。用化學法合成的納米管是無定形的,而模板法制備的納米管為銳鈦礦型的。這可能是因為化學法制備的納米管為多層,層與層之間不能形成三維空間的點陣結構。而王芹等研究則發(fā)現鈦納米管經過400℃熱處理后能保持其納米管的形貌,600℃有納米管間燒結的現象,800℃時管的形狀完全被破壞??梢姾铣煞椒ǖ牟煌?,氧化鈦納米管的熱穩(wěn)定性也有很大的差異。

納米材料論文篇四

整個會計管理系統(tǒng)使用b/s架構,以oracleerp作為基礎,使用當前較為成熟的三層技術結構,將web服務鞥、業(yè)務應用層和數據服務層三個層次結合起來,通過靈活部署、合理響應的方式,構建起一個界面友好、安全穩(wěn)定的會計管理系統(tǒng)。

3.2基于計算機網絡的會計管理系統(tǒng)的功能實現

(1)自主設置會計科目??梢愿鶕黧w單位的統(tǒng)一規(guī)定,對會計科目體系及報表體系進行對應的維護,并根據實際需要對相關內容進行修改,在各個分支機構提出申請之后,上報主體單位的.財務處進行審批,由系統(tǒng)的管理人員進行統(tǒng)一的維護、管理。

(2)用戶設置。利用計算機網絡會計管理系統(tǒng)可以對主體單位的所有用戶進行統(tǒng)一設置和管理,并利用角色關聯技術實現對相關審批流程的快速響應。

(3)審批流程的自定義。各個功能模塊都可以設置相對獨立的審批流程,例如憑證審批流程、報銷審批流程等,通過角色關聯的方法,將用戶直接關聯至對應的審批流程。

(4)組織架構的維護。各個單位及相關部門的組織結構發(fā)生變化后,財務部門可以進行變更申請,由會計管理系統(tǒng)的相關人員根據具體的變化對項目組織層次結構、項目自動會計、組織資源列表、領料部門等組織結構進行維護和變更。

(5)分支機構信息管理。主體單位根據統(tǒng)一的編碼規(guī)則對分支機構的系統(tǒng)運行情況進行維護,當需要新增或者變更下屬部門或者下設分支機構的信息時,經使用部門提出申請之后,由財務部門根據業(yè)務的關聯屬性進行財務信息的設置。

(6)物資的管理和維護。在對系統(tǒng)進行初始化時,單位大多數的物資分類和編碼是使用程序直接導入的,而在后續(xù)的使用過程中,大部分的操作都需要根據實際情況進行對應的增減,因此,主體單位及其分支機構需各自根據自身的實際情況對應用程序進行維護。

3.3計算機網絡系統(tǒng)在會計管理工作中的應用效果

(1)促進單位整體工作水平的提高。利用會計業(yè)務流程的重構和計算機網絡會計管理系統(tǒng)的實時信息傳遞功能,能夠實現對主體單位的所有分支機構實施統(tǒng)一的會計管理,簡化了原有的審批流程,提高了會計管理工作效率,提高了單位的整體工作水平。

(2)促進會計管理系統(tǒng)功能的提高。利用會計管理系統(tǒng)的報表查詢平臺,能夠實現對單位各個部門(或者分支機構)工作信息的搜集和集成,能夠為財務管理工作提供一個信息分析的完善平臺,為單位的管理與經營決策提供實時、準確的信息依據,有效地提高了單位的應急反應能力。

(3)促進會計服務水平的提高。會計工作的主要任務就是為單位的財務管理服務,進而也可以為整個主體單位的有序運營服務,因此真實、準確、實時、有效的會計信息對于一個單位的健康運營有著不可替代的重要作用,計算機網絡系統(tǒng)在會計管理工作中的運用為提高會計工作的服務水平奠定了堅實的科學基礎,更好地發(fā)揮出了其服務財務管理、服務單位的職能。

參考文獻:

[1]賀丹丹.淺議會計信息系統(tǒng)對會計管理活動的影響[j].商,(22)

[2]楊燕.網絡會計信息系統(tǒng)構建相關問題的研究[j].中國海洋大學,

納米材料論文篇五

計算機軟件工程理論的研究無法跟上其發(fā)展速度,同時還缺少宣傳。雖然很多計算機軟件工程管理的工作人員都是本專業(yè)出身,但是每個學校的課程內容與實際情況存在極大的差距,這也導致工作人員在參與到項目后缺乏對項目整體計劃的認知,無法全面認識到工程項目層次、環(huán)節(jié)的問題。工作人員在進行工作時,只顧眼前,不夠重視和關注其他的計算機軟件工程。這種工作方式和狀態(tài)不但可能拖慢工程的進度,甚至會影響到工程項目的完成。

2.2缺乏團隊合作意識

計算機軟件由很多部分組成,每個部分的專業(yè)性較強,因此軟件的開發(fā)需要團隊合作完成。一個成功的計算機軟件需要團隊的協調合作,無法只靠一個人或幾個人完成軟件的開發(fā)。但是,很多計算機軟件工程的工作人員無法良好、有效地交流和溝通,團隊內的人員自然也無法通力合作。一旦出現工序重復或不銜接的情況,或者成員、部門之間出現吵架的情況,就會嚴重影響到團隊良好的工作氛圍,同樣也不利于軟件工程的開發(fā)。

2.3培訓工作效果差

由于計算機軟件工程管理的專業(yè)性和系統(tǒng)性較強,因此其崗位的要求也較高,需要管理人員具備較高的管理水平,同時還要具有豐富的工作經驗和理論知識。目前,從事計算機軟件工程管理的人員主要分為兩類[2],一類是具有較高管理水平的管理人才,但是這種人員通常缺少必要的專業(yè)知識,難以快速進入工作狀態(tài),完成計算機軟件工程的管理;另一類是具備專業(yè)知識的技術人才,這類人員雖然掌握必要的專業(yè)知識,但是缺乏完整的工作經驗,無法有效地管理和指導軟件工程的工作人員。

納米材料論文篇六

納米材料是指尺度在1nm—100nm范圍內的材料,常見的有零維納米顆粒和一維納米材料,后者包括納米棒、納米線和納米管等等。納米技術是指在納米尺度范圍內,操縱原子、分子或原子團、分子團,使它們重新排列組合,創(chuàng)造具有特定功能的新物質的科學技術。納米材料的研究和納米技術在最近幾年得到了廣泛的重視和發(fā)展,并被應用到很多領域。

納米材料自從在微電子和半導體工業(yè)中得到了成功應用之后,現在正逐漸被應用于生物醫(yī)學方面,并取得了良好的效果。納米微粒在性能上與通常所用的宏觀材料完全不同,具有很多特殊性。這些特殊的性能主要是與其特殊的體積所引起,主要表現為表面與界面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應等。納米微粒的這些特殊性能使得其在實際應用中具有很多特殊的效果,如比表面積大、表面活性中心多、表面反應活性高、強烈的吸附能力、較高催化能力、低毒性以及不易受體內和細胞內各種酶降解等。這些特殊的表現,使得其在生物醫(yī)學方面得到廣泛的應用。納米微粒在生物醫(yī)學應用上占據了很大的地位,但一維納米材料如納米管在一些特殊的生物應用中具有獨特的優(yōu)勢,也開始受到重視。納米管具有較大的內部空腔體積,從小分子到蛋白質分子等許多化學或生物物質都可被填充其中;此外,納米管具有明顯的內、外表面和開放的端口,便于進行不同的化學或生物化學修飾改性。下面分別介紹兩者在生物醫(yī)學方面的應用。

核磁共振成像技術、細胞分離和染色技術、作為藥物或基因載體、生物替代納米材料、生物傳感器等很多領域。下面對一些比較成熟的技術作一些介紹。

生物芯片是在很小幾何尺度的表面積上,裝配一種或集成多種生物活性,僅用微量生理或生物采樣即可以同時檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和dna的特性以及它們之間的相互作用,從而獲得生命微觀活動的規(guī)律。其主要分為蛋白質芯片和基因芯片(即dna芯片)兩類,具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點,其發(fā)展的最終目標是將樣品制備、生化反應到分析檢測的全過程集成化以獲得所謂的微型全分析系統(tǒng)。納米基因芯片技術正是利用了大多數生物分子自身所帶的正或負電荷,將電流加到測試板上使分子迅速運動并集中,通過電子學技術,分子在納米基因芯片上的結合速度比傳統(tǒng)方法提高一千倍。與常規(guī)技術相比,納米基因芯片具有很多優(yōu)點,如微電子技術使帶電荷的分子運動速度加快,分子雜交的時間僅以分鐘計而非傳統(tǒng)技術的以小時計;靈活性強,測試基板可安排為各種點陣結構,可同時對一個樣本進行多種測試,分析多種測試結果;用戶容易按自己的要求建立測試點陣;可現場進行置換擴增,使測試敏感,更有力度等等。生物芯片最典型的應用就是進行分子診斷,用于基因研究和傳染病研究等等。

納米探針一種探測單個活細胞的納米傳感器,探頭尺寸僅為納米量級,當它插入活細胞時,可探知會導致腫瘤的早期dna損傷。一些高選擇性和高靈敏度的納米傳感器可以用于探測很多細胞化學物質,可以監(jiān)控活細胞的蛋白質和感興趣的其他生物化學物質。還可以探測基因表達和靶細胞的蛋白生成,用于篩選微量藥物,以確定那種藥物能夠最有效地阻止細胞內致病蛋白的活動。隨著納米技術的進步,最終實現評定單個細胞的健康狀況。使用能夠接受激光產生熒光的半導體量子點(一種半導體納米微晶粒),可以改善由于傳統(tǒng)有機熒光物質激發(fā)光譜范圍窄、發(fā)射峰寬而且容易脫尾等現象。使用納米生物熒光探針可以快速準確的選擇性標記目標生物分子,靈敏測試細胞內的失蹤劑,標記細胞,也可以用于細胞表面的標記研究。此外進行其它改造可以用以檢測很多其他東西,如cognet等人用10nm的金顆粒標記膜蛋白用于蛋白質的成像檢測,克服了熒光標記的褪色及閃動的缺點,檢測靈敏度高,信號穩(wěn)定。另有人選用葡萄糖包覆超順磁性的fe3o4納米粒子,通過葡萄糖表面的酞基化實現與抗體的偶聯,制得fe3o4/葡萄糖/抗體磁性納米生物探針,將此探針進行層析實驗,結果表明,該探針完全適用于快速免疫檢測的需要。

該技術是現在醫(yī)學中使用較多的一種技術,其使用的納米微粒主要是納米級的超順磁性氧化鐵粒子。根據產品的顆粒大小可以分為兩種類型,一類是普通的超順磁性氧化鐵納米粒子,一般直徑在40—400nm;另一類是超微型超順磁性氧化鐵納米粒子,其最大直徑不超過30nm。該技術是因為人體的網狀內皮系統(tǒng)具有一分豐富的巨噬細胞,這些吞噬細胞是人體細胞免疫系統(tǒng)的組成部分,當超順磁性氧化鐵納米粒子通過靜脈注射進入人體后,與血漿蛋白結合,并在調理素作用下被網狀內皮系統(tǒng)識別,吞噬細胞就會把超順磁性氧化鐵納米粒子作為異物而攝取,從而使超順磁性氧化鐵集中在網狀內皮細胞的.組織和器官中。吞噬細胞吞噬超順磁性氧化鐵使相應區(qū)域的信號降低,而腫瘤組織因不含正常的吞噬細胞而保持信號不變,從而可以鑒別腫瘤組織。使用納米顆??梢允沟脵z測出的病灶直徑從使用普通顆粒的1.5cm下降到0.3cm。

血液中紅細胞的大小為6000—9000nm,一般細菌的長度為2000—3000nm,引起人體發(fā)病的病毒尺寸一般為幾十納米,因此納米微粒的尺寸比生物體內的細胞和紅細胞小的多,這就為生物學研究提供了一條新的途徑,即利用納米顆粒進行細胞分離和細胞染色等。如研究表明,用sio2納米顆粒可進行細胞分離。在sio2納米顆粒表面,包覆一層與待分離細胞有較好親和作用的物質,這種納米顆粒可以分散在含多種細胞的膠體溶液,通過離心技術使細胞分離。這種方法有明顯的優(yōu)點和實用價值。使用不同的納米顆粒與抗體的復合體與細胞、某些組織器器官和骨骼系統(tǒng)相結合,就相當于給組織貼上了標簽,利用顯微技術可以分辨各種組織,即用納米顆粒進行細胞染色技術。

傳統(tǒng)的給藥方式主要是口服和注射。但是,新型藥物的開發(fā),特別是蛋白質、核酸等生物藥物,要求有新的載體和藥物輸送技術,以盡可能降低藥物的副作用,并獲得更好的藥效。粒子的尺寸直接影響藥物輸送系統(tǒng)的有效性。納米結構的藥物輸送是納米醫(yī)學領域的一個關鍵技術,具有提高藥物的生物可利用度、改進藥物的時間控制釋放性能、以及使藥物分子精確定位的潛能。納米結構的藥物輸送系統(tǒng)的優(yōu)勢體現在能夠直接將藥物分子運送到細胞中,而且可以通過健康組織把藥物送到腫瘤等靶組織。如通過制備大于正常健康組織的細胞間隙、小于腫瘤組織內孔隙的載藥納米粒子,就可以把治療藥物選擇性地輸送到腫瘤組織中去。當前研究的用于藥物輸送的納米粒子主要包括生物型粒子、合成高分子粒子、硅基粒子、碳基粒子以及金屬粒子等。用納米控釋系統(tǒng)輸送核苷酸有許多優(yōu)越性,如能保護核苷酸,防止降解,有助干核苷酸轉染細胞,并可起到定位作用,能夠靶向輸送核苷酸等。還可以對于一些藥材,如中藥加工成由納米級顆粒組成的藥,有助于人體的吸收。

納米微粒在生物醫(yī)學上的應用遠不止上面提到的這些,利用納米微粒技術制備生物替代納米材料、生物傳感器等也已有很大發(fā)展。如納米人工骨的研究成功,并已進行臨床試驗。功能性納米粒子與生物大分子如多肽、蛋白質、核酸共價結合,在靶向藥物輸運和控制釋放、基因治療、癌癥的早期診斷與治療、生物芯片和生物傳感器等許多方面顯示出誘人的應用前景和理論研究價值。

如前面所述,納米管以其特殊的性能,在生物醫(yī)學方面得到較多的研究和應用。目前研究較多的納米管有碳納米管、硅納米管、脂納米管和肽納米管等。這些納米管主要是用于生物分離、生物催化、生物傳感和檢測等生物技術領域。

對納米管的內、外表面進行不同修飾后,可用作納米相萃取器,如用其進行手性異構分子的分離。由于異構體分子之間的理化性質差別非常小,因此傳統(tǒng)分離方法的選擇性往往都很低。將抗體通過一定的化學試劑固定在硅納米管的內外表面,利用抗體對異構體的特異結合作用,賦予納米管手性識別能力,可以實現對特定手性異構體的拆分,該思路使得納米管在手性生物物質分離方面的應用前景大為拓展。將用模板法制備的納米管可以留在膜孔內可以用于分離。其分離機理之一即是上面提到的對納米管的修飾,另一機理是調節(jié)納米管的直徑尺寸使之與混合物中相對較小的物質分子的尺寸相匹配,實現小分子與大分子物質的分離,即所謂的篩分法。納米管的應用使得對生命體中各種氨基酸、核酸分子的手性研究有了很大的進展。

納米管用于生物催化技術的最主要的一個原因就是其大的比表面積,如含酶納米管可以在生物催化反應器中使用。通過醛基硅烷將葡萄糖氧化酶(god)結合到硅納米管(管徑60nm)的內外表面,形成的god納米管催化劑可催化葡萄糖的氧化反應,且無泄漏。雖然與目前常用的其他共價法固定化酶介質(如聚合物、硅膠)相比,納米管固定化酶的活性降低幅度還較大,但納米管的微小尺寸、大比表面(120~700m2·g-1)和優(yōu)良的機械性使其更適合作為催化劑或載體用于生物微反應器。這些納米管可以攜帶酶參加反應,其自身還能起到催化作用,如對于神經組織還是骨組織而言,使用碳納米管含量較高的復合材料,均能促進組織再生,同時顯著地抑制對植入設備產生不利影響的膠質痕跡和纖維組織的形成。

納米管生物傳感器是目前納米管生物技術中研究最為活躍的領域。使用酶修飾電極是生物傳感器的基本構件和關鍵,但實際上在酶的電化學反應中通常需要外加促進劑和電子媒介。研制適宜的電極材料和固定化方法對實現酶的直接電子轉移反應和生物活性的維持非常重要。一般用聚合物膜來達到此要求,但由于其穩(wěn)定性較差,制約其應用。相比之下,碳納米管的機械強度高,比表面大,化學穩(wěn)定性高,導電能力強且對環(huán)境和被吸附分子的變化敏感,是生物傳感器中理想的固定化酶介質。除此之外,碳納米管還有其它特點,如它可以改善參加反應的生物分子的氧化還原可逆性;降低氧化還原反應中的過電位;還可以直接進行電子傳遞,用于電流型酶傳感器。由于碳納米管具有一定的吸附特性,吸附的氣體分子與碳納米管發(fā)生相互作用,改變其費米能級引起其宏觀電阻發(fā)生較大改變,可以通過檢測其電阻變化來檢測氣體成分,因此碳納米管還可用于制造氣敏傳感器。將碳納米管用作原子力顯微鏡(afm)的探針是比較理想的,它具有直徑小、長徑比大、化學和機械性能好、剛性極大等優(yōu)點,制的afm分辨率比普通的高,可用于分子生物學的研究。

納米材料論文篇七

【摘 要】目前,一些大型化工企業(yè),生產過程采用計算機控制,實現了生產過程的自動化,但是往往忽視了企業(yè)的自動化管理。本文所介紹的個人計算機網絡管理(pcnm)系統(tǒng),既可以方便地與過程控制計算機相互交換信息,又可以同企業(yè)內部原有的計算機網絡連接,形成計算機一體化的生產系統(tǒng),實現了工廠的計算機控制與信息管理一體化。

一、概述

純堿是基本化學工業(yè)中產量最大的產品,是用途十分廣泛的工業(yè)原料,在國民經濟中占有非常重要的地位。隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展,對純堿的需求量不斷增大,為了滿足市場需求,除了擴大生產規(guī)模外,還必須進一步發(fā)掘生產潛力。

山東濰坊純堿廠是一個新建廠,設備先進,但純堿生產大部分還是人工操作,落后的操作方法已不能適應生產發(fā)展的`需要。為了解決先進設備與落后操作的矛盾,穩(wěn)定生產,提高原料利用率,降低能耗,增加產量,堿廠從美國霍尼韋爾公司引進具有先進水平的tdc-3000集散型控制系統(tǒng),并用于制堿生產的心臟工序――重堿碳化工段,以實現工業(yè)生產的全局控制。

工業(yè)生產的全局控制包含著兩層意義,一是指生產過程的自動化,二是指企業(yè)管理的自動化。生產過程的自動化指的是生產過程采用計算機控制,用計算機自動調節(jié)各生產要素,做到產品的高產、優(yōu)質與低耗。企業(yè)自動化管理指的是調度、經營與決策的自動化,就是把當前生產的全部信息匯總起來,使管理決策者能夠對全廠的生產、經營進行整體安排與調度,以期取得全廠各部門生產活動的協調進行,達到整體效益的最佳工業(yè)過程。全局控制系統(tǒng)可分為以下4級:

3.生產管理級管理

[1]?[2]?[3]?[4]

納米材料論文篇八

計算機軟件工程管理需要管理人員具有足夠的專業(yè)知識和豐富的工作經驗,但是我國在計算機軟件工程管理方面還處于初級階段,嚴重缺乏高素質的管理人員,這也嚴重制約了計算機軟件工程管理的提高。計算機軟件工程管理中一個重點就是組織機構的管理,其不僅可以保證人力資源調用、分配的科學性和合理性,還可以匯合管理開發(fā)人員,充分發(fā)揮人力資源最大的優(yōu)勢,極大地提高工作質量和效率,這也是目前計算機軟件工程管理需要重點研究的問題。

1.2工作人員管理

工作人員的管理相對于組織機構管理來說更具有針對性,管理過程也更加具體。計算機軟件工程能夠順利發(fā)展的關鍵就是工作人員,同時工作人員還是軟件的直接參與者,因此,工作人員的管理不僅包括軟件的開發(fā)設計,還包括軟件的實施應用。在進行工作人員的管理時,需要詳細、全面地了解工作人員的綜合素質和專業(yè)能力,將合適的人放在合適的崗位上。

1.3軟件用戶管理

軟件用戶管理可以分析用戶的反饋信息、調查市場、收集用戶信息,從而優(yōu)化和完善軟件工程。為了使軟件的開發(fā)更加符合社會發(fā)展和用戶的需求,就需要在開發(fā)實際的軟件項目前,充分地調查和研究市場,采集不同用戶群體的各類信息,在此前提下優(yōu)化開發(fā)設計,盡可能地降低軟件工程的風險。

1.4檔案資料管理

計算機軟件工程規(guī)模隨著科學技術的發(fā)展而不斷龐大,其包括大量的檔案資料和數據信息,龐大的信息量和資料也加大了檔案資料的管理難度。軟件工程的檔案資料管理包括兩個方面,一個是開發(fā)過程中備份和存檔相關的資料,另一個是收集和整理項目期間的.檔案資料。重視檔案資料的管理不僅可極大地提高軟件開發(fā)的效率,提升檔案的安全性,還有利于軟件后期的維護與開發(fā)[1]。

納米材料論文篇九

摘要:目前世界上上轉換納米熒光材料正處在發(fā)展階段,材料的選擇和合成有待于深入細致的研究。本文對上轉換發(fā)光納米晶的選擇和合成做了系統(tǒng)的討論。

關鍵詞: 納米材料 發(fā)光材料 上轉換發(fā)光 熒光材料 雙光子吸收 納米晶

近年來,人們開始對熒光標記材料產生了濃厚的興趣,特別是隨著納米技術的發(fā)展,能夠進行生物標記的無機納米晶成為人們追逐的熱點,但是由于生物背底同樣會產生熒光從而對熒光檢測形成干擾,于是不會產生背底干擾的稀土上轉換納米發(fā)光標記材料引起了人們的注意。

1.1納米材料簡介

納術概念是1959年木,諾貝爾獎獲得著理查德。費曼在一次講演中提出的。他在“there is plenty of room at thebottom”的講演中提到,人類能夠用宏觀的機器制造比其體積小的機器,而這較小的機器可以制作更小的機器,這樣一步步達到分子尺度,即逐級縮小生產裝置,以至最后直接按意愿排列原子,制造產品。他預言,化學將變成根據人仃〕的意愿逐個地準確放置原子的技術問題,這是最早具有現代納米概念的思想。20世紀80年代末、90年代初,出現了表征納米尺度的重要工具一掃描隧道顯微鏡(stm),原子力顯微鏡(afm)一認識納米尺度和納米世界物質的直接的工具,極大地促進了在納米尺度上認識物質的結構以及結構與性質的關系,出現了納米技術術語,形成了納米技術。 其實說起來納米只是一個長度單位,1納米(nm)=10又負3次方微米=10又負6次方毫米(mm)=10又負9次方米(m)=l0a。納米科學與技術(nano-st)是研究由尺寸在1-100nm之間的物質組成的體系的運動規(guī)律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題的科學技術。關于納米技術,從迄今為止的研究狀況來看,可以分為4種概念。在這里就不一一介紹了。

1.2上轉換納米材料介紹

稀土上轉換發(fā)光材料通過多光子機制把長波輻射轉換成短波輻射稱為上轉換。所謂的上轉換材料就是指受到光激發(fā)時,可以發(fā)射比激發(fā)波長短的熒光的材料。由此可見上轉換發(fā)光的本質是一種反stokes發(fā)光,因此,也稱上轉換發(fā)光為反stokes發(fā)光。早在1959年,就出現了上轉換發(fā)光的報道。用960nm的紅外光激發(fā)多晶zns,觀察到了525nm綠色發(fā)光。上轉換發(fā)光的機理可以歸結為4種情況:

(1)單離子的步進多光子吸收,這實際上是激發(fā)態(tài)吸收(esa)的過程。

(2)直接雙光子吸收。這也是一個單離子過程,能量為e1和e2 (e1與e2可以相等也可以不相等)的兩個光子從一個虛擬的中間量子態(tài)被同時吸收終態(tài)e3=e1+e2。

(3)多個激發(fā)態(tài)離子的共協上轉換。

(4)光子雪崩吸收上轉換。

2.1 共沉淀法

組分體系的制備就可能存在一些問題。岡為它對于原料的選擇會造成一定的困難,同時還要求各種組分具有相同或相近的水解或沉淀條件,這樣必將對所合成的多組分體系有一定的要求,從而限制了它的使用。.iohannes hampl等人用高溫流化床合成出了具有較好分散性的er,yb共摻的氧硫化物。合成時,將er,yb和y的硝酸鹽用尿素共沉淀,得到的沉淀在840℃下通過h2s和水蒸氣,最后在1500℃的流化床中用ar氣保護活化,這樣得到了尺寸大約400nm的粒子。硫化物的粒子形態(tài)較好,一般為圓形,但是要求較高的活化溫度(1500~),在此溫度下粒子容易粘連,所以在硫化床中活化,這樣加大了合成的難度。

2.2水熱法

水熱法也是近幾年來研究無機發(fā)光材料中發(fā)明的又一新興 的合成方法。此法主要是在特制的反應釜(高壓釜)中,采用水溶液作為反應體系,通過將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應體系中產生高壓環(huán)境從而在一定溫度和壓力下,使物質在溶液中進行化學反應的一種無機制備方法。在水熱法的基礎上,以有機溶劑代替水,采用溶劑熱反應來制備發(fā)光材料是水熱法的一種重大改進,可以適用于一些非水反應體系的制備,從而打一大了水熱技術的適用范圍。

上轉換納米微粒的個最重要標志是尺寸與物理的特征量相差不多,例如。當上轉換納米粒子的粒徑與超導相干波長、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長相當時,小顆粒的量子尺寸效應十分顯著。

與此同時,大的比表面使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內部的原子、電子的行為有很大的差別,這種表面效應和量子尺寸效應對納術微粒的光學特性有很大的影響。甚至使納米微粒具有同樣材質的宏觀犬塊物體不具備的新的光學特性。

例如:

1.寬頻帶強吸收。納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對紅外有個寬頻帶強吸收譜。這是因為納米粒子大的比表面導致r平均配位數下降,不飽和鍵和懸鍵增多,與常規(guī)大小材料不同,沒有一個單一的,擇優(yōu)的鍵振動模.而存在個較寬的鍵振動模的分布.在紅外光場作用下它們對紅外吸收的頻率也就存在個較寬的分布,這就導致了納米粒于紅外吸收帶的寬化。

2.吸收帶藍移現象。這可能由于兩方面原因,一是量子尺寸效應,由于顆粒尺下降能隙變寬,這就導致光吸收帶移向短波方向,ball等對這種藍移現象給出了解釋:已被電子占據分子軌道能級與未被電子占據分子軌道能級之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大.這是產生藍移的根本原因。這種解釋對半導體和絕緣體都適用。另一種是表面效應。由于納米微粒顆粒小,大的表面張力使晶格畸變,品格常數改變。對納米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近鄰和第二近鄰的距離發(fā)生變化。鍵長的改變導致納米微粒的鍵本征振動頻率改變,結果使光吸收帶發(fā)生移動。 3.量子限域效應。半導體納術微粒的半徑rab(激子玻爾半徑)時,電子的平均自由程受小粒徑的限制,局限在很小的范圍,空穴很容易與它形成激子,引起電子和空穴波函數的重疊,這就報容易產生激子吸收帶。

當上轉換納米微粒的尺寸小到一定值時可在定波長的光激發(fā)下發(fā)光。1990年,日本佳能研究中心的h .tabagi發(fā)現,粒徑小于6nm的硅在室溫下可以發(fā)射可見光。隨半徑減小,發(fā)射帶強度增強并移向短波方向。當粒徑大干6nm時,這種光發(fā)射現象消失。tabagi目認為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應引起的。brus認為,大塊硅不發(fā)光是因為它的結構存在平移周期性,由平移對稱性產生的選擇定則使得大尺寸硅不可能發(fā)光,當硅粒徑小到某程度時(6nm).平移對稱性消失,因此出現發(fā)光現象。

1 電沉積納米晶材料技術 屠振密[等]編著 2008

2 發(fā)光材料與顯示技術 徐敘瑢主編 2003

3 有機發(fā)光材料、器件及其平板顯示 李文連著 2002

8 楊劍 滕鳳恩 《材料導報》 1997 第2期

9 納米材料及其技術的應用前景 張中太 2000 材料工程

10 李彥 施祖進 納米團簇的超分子自組裝 [期刊論文] -化學進展 11 張立德 納米材料的發(fā)展 1994(03)

納米材料論文篇十

于琳楓(12化學1班)

摘要:二氧化鈦納米管由于新奇的物理化學性質引起了廣泛的關注,本文就近年來在制備方法﹑反應機理﹑二級結構及摻雜和應用方面予以綜述,并討論了今后可能的研究發(fā)展方向。

關鍵詞:二氧化鈦,納米管,制備,反應機理,二級結構

0引言

tio2俗稱鈦白粉,無毒、無味、無刺激性、熱穩(wěn)定性好,且原料來源廣泛易得。它有三種晶型:板鈦礦、銳鈦礦和金紅石型。tio2最早用來做涂料。

1.1氣相法

包括:直流電濺射法、高頻無線電濺射法、分子束取向生長法和等離子體法等。

1.2液相法

目前制備tio2納米材料應用最廣泛的方法是各種前驅體的液相合成法。這種方法的優(yōu)點是:原料來源廣泛、成本較低、設備簡單、便于大規(guī)模生產。但是產品粒子的均勻性差,在干燥和煅燒過程中易發(fā)生團聚。應用最普遍的液相制備方法包括液相沉積法和微乳液法等。

1.2.1液相沉積法

液相沉積法是以無機鈦鹽作原料,通過直接沉積來制備功能tio2粉體和薄膜的液相法。deki等用(nh4)2tif6和h3bo3的水溶液為起始溶液,制備了tio2薄膜。imai等用添加了尿素的tif4和ti(so4)2的水溶液制備了不同形貌的tio2納米材料。液相沉積法具有以下優(yōu)點:對儀器要求比較低,溫度要求低(30~50℃),基片選擇比較廣等。

1.2.2微乳液法

2.1氧化鈦納米管形成的反應機理

尚不確定。理論上鈦納米帶折疊或卷曲形成納米管時,可形成下列3種形狀:(a)蛇形的,即單層納米管的卷曲;(b)洋蔥式的,即幾個有弱相互作用的納米片的卷曲;(c)同心式的,通過卷曲或者折疊成多層的納米管。但實際上,(c)種形狀在合成時很難出現。yao和ma通過tem研究分別證實了(a)和(b)構型鈦納米管的存在。

梁建等則認為鈦納米管的生長機理符合3-2-1d的生長模型,在水熱合成的過程中,在高壓高溫和強堿作用下,二氧化鈦塊體沿著(110)晶面被剝落成碎片,在片的兩面有不飽和懸掛鍵,隨著反應的進行,不飽和懸掛鍵增多,使薄片的表面活性增強,開始卷曲成管狀,以減少體系的能量,這一點從反應中間產物中觀察到大量的片狀及卷曲態(tài)得的到證明。dimitryv.bavykin[19]等系統(tǒng)地研究了合成溫度以及tio2/naohmol比對制備二氧化鈦納米管形貌的影響。認為圖3-b符合氧化鈦納米管的形成機理,并給出了形成機理的原始驅動力的解釋。dimitryv.bavykin等進行了氧化鈦納米管形成的熱力學和動力學研究。該模型見圖4能夠很好的解釋實驗中增加tio2/naoh的摩爾比,氧化鈦納米管的平均管徑也增大。同時也可以解釋反應溫度增加有利于納米管的平均管徑增大。

2.2納米管的熱穩(wěn)定性及氧化鈦納米管的晶型

由于二氧化鈦納米管為無定形結構,在熱力學上,屬于介穩(wěn)態(tài)。因此研究溫度對其熱穩(wěn)定性的影響頗有必要。王保玉等以tio2為原料制備成tio2納米管,通過不同溫度焙燒得到不同的樣品,用tem,xrd,ft-ir,bet等手段詳細的研究了溫度對晶型,比表面積的影響。研究表明,在300℃和400℃焙燒存在著兩次比表面積的突降,用化學法合成的納米管在400℃時,比表面積降到很小,管的結構嚴重被破壞。用化學法合成的納米管是無定形的,而模板法制備的納米管為銳鈦礦型的。這可能是因為化學法制備的納米管為多層,層與層之間不能形成三維空間的點陣結構。而王芹等研究則發(fā)現鈦納米管經過400℃熱處理后能保持其納米管的形貌,600℃有納米管間燒結的現象,800℃時管的形狀完全被破壞??梢姾铣煞椒ǖ牟煌?,氧化鈦納米管的熱穩(wěn)定性也有很大的差異。

tio2納米材料的很多應用都是和其光學性質緊密相連的。但是,tio2的帶隙在一定程度上限制了tio2納米材料的效率。金紅石型tio2的帶隙是3.0ev,銳鈦礦型是3.2ev,只能吸收紫外光,而紫外光在太陽光中只占很小的一部分(10%)。因而,改善tio2納米材料性能的一個目的就是將其光響應范圍從紫外光區(qū)拓展到可見光區(qū),從而增加光活性。目前經常采用的改性方法包括貴金屬沉積、離子摻雜、染料敏化和半導體復合等方法。

5.1貴金屬沉積

tio2光催化活性的影響,發(fā)現fe、mo、ru、os、re、v和rh離子摻雜可以把tio2的光響應拓寬到可見光范圍,其中fe離子摻雜效果最好,而摻雜co和al會降低其光催化活性。wu等定性分析了過渡金屬(cr、mn、fe、co、ni和cu)離子摻雜對tio2的光催化活性的影響。xu等比較了不同稀有金屬(la、ce、er、pr、gd、nd和sm)離子摻雜對tio2光催化活性的影響。

陰離子摻雜可以改善tio2在可見光下的光催化活性、光化學活性和光電化學活性。在tio2晶體中摻雜陰離子(n、f、c、s等)可以將光響應移動到可見光范圍。不像金屬陽離子,陰離子不大可能成為電子和空穴的再結合中心,因而能夠更有效地加強光催化劑的催化活性。asahi等測定了取代銳鈦礦tio2中o的c、n、f、p和s的摻雜比例。發(fā)現p態(tài)n和2p態(tài)o的混合能使價帶邊緣向上移動從而使得tio2帶隙變窄。盡管s摻雜同樣能使tio2帶隙變窄,但是由于s離子半徑太大很難進入tio2晶格。研究表明c和p摻雜由于摻雜太深不利于光生電荷載體傳遞到催化劑表面,所以對光催化活性的影響不是很有效。ihara等將硫酸鈦和氨水的水解產物在400℃的干燥空氣中煅燒,得到了可見光激發(fā)的n摻雜tio2光催化劑。

5.3染料敏化

有機染料被廣泛地用作tio2的光敏化劑來改善其光學性質。有機染料通常是具有低激發(fā)態(tài)的過渡金屬化合物,像吡啶化合物、苯二甲藍和金屬卟啉等。yang等用聯吡啶、carp等用苯二甲藍染料作為感光劑敏化tio2,發(fā)現這些染料可以改善光生電子空穴對的電荷分離,從而改善了催化劑的可見光吸收。

5.4半導體復合

針對tio2納米材料的性質、合成、改性和應用,人們已經做了廣泛的研究。隨著tio2納米材料的合成和改性方面的突破,其性能得到不斷地改善,新應用也不斷的被發(fā)現。但從目前的研究成果看,可見光催化或分解水效率還普遍很低。因此如何通過對納米tio2的改性,有效地利用太陽光中的可見光部分,降低tio2光生電子空穴對的復合機率,提高其量子效率是今后的研究重點。

參考文獻

[3]王芹,陶杰,翁履謙等,氧化鈦納米管的合成機理與表征,材料開發(fā)與應用,19:9-12,2004。

[4]張青紅,高濂,鄭珊等,制備均一形貌的長二氧化鈦納米管,化學學報,60(8):1439-1444,2002.[4]賴躍坤,孫嵐,左娟等,氧化鈦納米管陣列制備及形成機理,物理化學學報,20(9):1063-1066,2004.

[7]洪樟連。唐培松。周時鳳。樊先平。王智宇。錢國棟。王民權水熱法制備納米tio2的可見光波段光催化活性的溶劑效應[期刊論文]-稀有金屬材料與工程2004(z1)[8]張景臣納米二氧化鈦光催化劑[期刊論文]-合成技術及應用2003(3)[9]蔡登科。張博。孟凡納米tio2在有機廢水處理方面的研究進展[期刊論文]-電力環(huán)境保護2003(3)60.陳琦麗。唐超群。肖循。丁時鋒二氧化鈦納米晶的制備及光催化活性研究[期刊論文]-材料科學與工程學報2003(4)[10]江紅。戴春愛納米tio2光催化降解技術在污水處理方面的研究進展[期刊論文]-北方交通大學學報2003(6)

納米材料論文篇十一

納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。小尺寸效應?,F在從尺寸效應探討其特性和應用。

隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言,尺寸變小,同時其比表面積亦顯著增加,從而產生如下一系列新奇的性質。量子尺寸效應指當金屬或半導體從三維減小至零維時,載流子在各個方向上均受限,隨著粒子尺寸下降到接近或小于某一值(激子玻爾半徑)時,費米能級附近的電子能級由準連續(xù)能級變?yōu)榉至⒛芗壍默F象稱為量子尺寸效應。金屬或半導體納米微粒的電子態(tài)由體相材料的連續(xù)能帶過渡到分立結構的能級,表現在光學吸收譜上從沒有結構的寬吸收過渡到具有結構的特征吸收。量子尺寸效應帶來的能級改變、能隙變寬,使微粒的發(fā)射能量增加,光學吸收向短波長方向移動(藍移),直觀上表現為樣品顏色的變化,如cds微粒由黃色逐漸變?yōu)闇\黃色,金的微粒失去金屬光澤而變?yōu)楹谏?。同時,納米微粒也由于能級改變而產生大的光學三階非線性響應,還原及氧化能力增強,從而具有更優(yōu)異的光電催化活性[5,6]。

第頁納米材料與技術是在20世紀80年代末才逐步發(fā)展起來的前沿交叉性新興學科領域,它與住處技術和生物技術一起并稱為21世紀三大前沿高新技術,并可能引導下一場工業(yè)革命。

納米技術是嚴謹的高新交叉技術,人類剛剛邁進門檻,就顯現出其強大的生命力。有些納米材料(如納米金剛石)經過表面改性和分散,可以均勻分布到聚合物的熔融體中,經過噴絲、冷卻形成具有特殊功能的納米纖維,添加比列很低,但每根短纖維上有成千上萬個納米顆粒??梢宰鞒筛呖鼓?、自清潔、防雨、防紫外線、防靜電、殺菌、紅外隱形等功能布料,很有發(fā)展前景。

將人類帶入新的微觀世界。人類可以從新的納米技術領域獲得很大好處。利用這項技術的目的是在納米尺寸上操縱物質,以創(chuàng)造出具有全新分子組織形式的結構。這有可能改變未來材料和裝置的生產方式,并且給人類帶來巨大的經濟益處。

第頁界。

傳統(tǒng)的解釋材料性質的理論,只是用于大于臨界長度100納米的物質。如果一個結構的某個維度小于臨界長度,那么物質的性質就常常無法用傳統(tǒng)的理論去解釋。而科學家正試圖在大哥分子或原子尺度到十萬個分子的尺度之內發(fā)現新奇的現象。

美國國納米技術計劃初期研究的重點是,在分子尺度上具有新奇的特性并且系統(tǒng)、物理和化學性能有明顯提高的材料。比如,在納米尺度上,電子和原子的交互作用受到變化因素的影響。這樣,在納米尺寸上組織物質的結構就有可能使科學家在不改變材料化學成分的前提下,控制物質的基本特性,比如磁性、蓄電能力和催化能力等。又如在納米尺度,生物系統(tǒng)具有一套成系統(tǒng)的組織,這使科學家能夠把人造組件和裝配系統(tǒng)放入細胞中,以制造出結構經過組織后的新材料,有可能使人類模擬自然的自行裝配。還有,納米組件有很大的表面積,這能夠使它們成為理想的催化劑和吸收劑等,并且在放電能和向人體細胞施藥方面派上用場。利用納米技術制造的材料與一般材料相比,在成分不變的情況下體積會大大縮小而且強度和韌性將得到提高。

美國西北大學開發(fā)的一種比色傳感器,已經成功探測出結核桿菌??茖W家把探測對象的dna附加在納米大小的黃金微粒上。當互補的微粒在溶液中存在時,黃金微粒會緊緊地結合在一起,改變懸浮液的顏色。

隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由

第頁于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微粒而言,尺寸變小,同時其比表面積也顯著增加,從而產生如下的新奇的性質:特殊的光學性質、熱學性質、磁學性質和力學性質。具體的光學性質是當黃金被分割到小于光波波長的尺寸時,即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上,尺寸越小,顏色愈是黑。由此可見,金屬超微顆粒對反光的反射率很低。熱學性質具有高矯頑力的特征,已經作為高儲存密度的磁記錄磁粉,大量應用于磁帶。利用磁性,人們已經將磁性超微粒制成用途廣泛的磁性液體。力學性質是具有良好的任性。因為納米材料具有大的界面,界面的原子排列是相當混亂的,原子在外力變形的條件下很容易遷移,因此變現出很好的韌性和延展性,使陶瓷材料具有新奇的力學性質。美國學者報道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明,人的牙齒之所以具有很高的強度,是因為它是有磷酸鈣等納米材料構成的。呈納米晶粒的金屬比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3到5倍。

一般常見的磁性物質均屬多磁區(qū)之集合體,當粒子尺寸小至無法區(qū)分出其磁區(qū)時,即形成單磁區(qū)之磁性物質。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時,將成為優(yōu)異的磁性材料。

我們對納米材料的認識還遠遠不夠,還需要不斷的探索和研究。相信通過不斷的深入,一定會使納米在更多的領域里發(fā)揮作用,服務于生產和生活。

第頁

參考文獻:

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納米材料論文篇十二

摘要:目前世界上上轉換納米熒光材料正處在發(fā)展階段,材料的選擇和合成有待于深入細致的研究。本文對上轉換發(fā)光納米晶的選擇和合成做了系統(tǒng)的討論。

關鍵詞:納米材料發(fā)光材料上轉換發(fā)光熒光材料雙光子吸收納米晶

近年來,人們開始對熒光標記材料產生了濃厚的興趣,特別是隨著納米技術的發(fā)展,能夠進行生物標記的無機納米晶成為人們追逐的熱點,但是由于生物背底同樣會產生熒光從而對熒光檢測形成干擾,于是不會產生背底干擾的稀土上轉換納米發(fā)光標記材料引起了人們的注意。

1.1納米材料簡介

納術概念是1959年木,諾貝爾獎獲得著理查德。費曼在一次講演中提出的。他在“thereisplentyofroomatthebottom”的講演中提到,人類能夠用宏觀的機器制造比其體積小的機器,而這較小的機器可以制作更小的機器,這樣一步步達到分子尺度,即逐級縮小生產裝置,以至最后直接按意愿排列原子,制造產品。他預言,化學將變成根據人仃〕的意愿逐個地準確放置原子的技術問題,這是最早具有現代納米概念的思想。20世紀80年代末、90年代初,出現了表征納米尺度的重要工具一掃描隧道顯微鏡(stm),原子力顯微鏡(afm)一認識納米尺度和納米世界物質的直接的工具,極大地促進了在納米尺度上認識物質的結構以及結構與性質的關系,出現了納米技術術語,形成了納米技術。其實說起來納米只是一個長度單位,1納米(nm)=10又負3次方微米=10又負6次方毫米(mm)=10又負9次方米(m)=l0a。納米科學與技術(nano-st)是研究由尺寸在1-100nm之間的物質組成的體系的運動規(guī)律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題的科學技術。關于納米技術,從迄今為止的研究狀況來看,可以分為4種概念。在這里就不一一介紹了。

1.2上轉換納米材料介紹

稀土上轉換發(fā)光材料通過多光子機制把長波輻射轉換成短波輻射稱為上轉換。所謂的上轉換材料就是指受到光激發(fā)時,可以發(fā)射比激發(fā)波長短的熒光的材料。由此可見上轉換發(fā)光的本質是一種反stokes發(fā)光,因此,也稱上轉換發(fā)光為反stokes發(fā)光。早在1959年,就出現了上轉換發(fā)光的報道。用960nm的紅外光激發(fā)多晶zns,觀察到了525nm綠色發(fā)光。上轉換發(fā)光的機理可以歸結為4種情況:

(1)單離子的步進多光子吸收,這實際上是激發(fā)態(tài)吸收(esa)的過程。

(2)直接雙光子吸收。這也是一個單離子過程,能量為e1和e2(e1與e2可以相等也可以不相等)的兩個光子從一個虛擬的中間量子態(tài)被同時吸收終態(tài)e3=e1+e2。

(3)多個激發(fā)態(tài)離子的共協上轉換。

(4)光子雪崩吸收上轉換。

2.1共沉淀法

組分體系的制備就可能存在一些問題。岡為它對于原料的選擇會造成一定的困難,同時還要求各種組分具有相同或相近的水解或沉淀條件,這樣必將對所合成的多組分體系有一定的要求,從而限制了它的使用。.iohanneshampl等人用高溫流化床合成出了具有較好分散性的er,yb共摻的氧硫化物。合成時,將er,yb和y的硝酸鹽用尿素共沉淀,得到的沉淀在840℃下通過h2s和水蒸氣,最后在1500℃的流化床中用ar氣保護活化,這樣得到了尺寸大約400nm的粒子。硫化物的粒子形態(tài)較好,一般為圓形,但是要求較高的活化溫度(1500~),在此溫度下粒子容易粘連,所以在硫化床中活化,這樣加大了合成的難度。

2.2水熱法

水熱法也是近幾年來研究無機發(fā)光材料中發(fā)明的又一新興的合成方法。此法主要是在特制的反應釜(高壓釜)中,采用水溶液作為反應體系,通過將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應體系中產生高壓環(huán)境從而在一定溫度和壓力下,使物質在溶液中進行化學反應的一種《·》無機制備方法。在水熱法的基礎上,以有機溶劑代替水,采用溶劑熱反應來制備發(fā)光材料是水熱法的一種重大改進,可以適用于一些非水反應體系的制備,從而打一大了水熱技術的適用范圍。

上轉換納米微粒的個最重要標志是尺寸與物理的特征量相差不多,例如。當上轉換納米粒子的粒徑與超導相干波長、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長相當時,小顆粒的量子尺寸效應十分顯著。

與此同時,大的比表面使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內部的原子、電子的行為有很大的差別,這種表面效應和量子尺寸效應對納術微粒的光學特性有很大的影響。甚至使納米微粒具有同樣材質的宏觀犬塊物體不具備的新的光學特性。

例如:

1.寬頻帶強吸收。納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對紅外有個寬頻帶強吸收譜。這是因為納米粒子大的比表面導致r平均配位數下降,不飽和鍵和懸鍵增多,與常規(guī)大小材料不同,沒有一個單一的,擇優(yōu)的鍵振動模.而存在個較寬的鍵振動模的分布.在紅外光場作用下它們對紅外吸收的頻率也就存在個較寬的分布,這就導致了納米粒于紅外吸收帶的寬化。

2.吸收帶藍移現象。這可能由于兩方面原因,一是量子尺寸效應,由于顆粒尺下降能隙變寬,這就導致光吸收帶移向短波方向,ball等對這種藍移現象給出了解釋:已被電子占據分子軌道能級與未被電子占據分子軌道能級之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大.這是產生藍移的根本原因。這種解釋對半導體和絕緣體都適用。另一種是表面效應。由于納米微粒顆粒小,大的表面張力使晶格畸變,品格常數改變。對納米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近鄰和第二近鄰的距離發(fā)生變化。鍵長的改變導致納米微粒的鍵本征振動頻率改變,結果使光吸收帶發(fā)生移動。3.量子限域效應。半導體納術微粒的半徑rab(激子玻爾半徑)時,電子的平均自由程受小粒徑的限制,局限在很小的范圍,空穴很容易與它形成激子,引起電子和空穴波函數的重疊,這就報容易產生激子吸收帶。

當上轉換納米微粒的尺寸小到一定值時可在定波長的光激發(fā)下發(fā)光。1990年,日本佳能研究中心的h.tabagi發(fā)現,粒徑小于6nm的硅在室溫下可以發(fā)射可見光。隨半徑減小,發(fā)射帶強度增強并移向短波方向。當粒徑大干6nm時,這種光發(fā)射現象消失。tabagi目認為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應引起的。brus認為,大塊硅不發(fā)光是因為它的結構存在平移周期性,由平移對稱性產生的選擇定則使得大尺寸硅不可能發(fā)光,當硅粒徑小到某程度時(6nm).平移對稱性消失,因此出現發(fā)光現象。

1電沉積納米晶材料技術屠振密[等]編著2008

2發(fā)光材料與顯示技術徐敘瑢主編2003

3有機發(fā)光材料、器件及其平板顯示李文連著2002

8楊劍滕鳳恩《材料導報》1997第2期

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10李彥施祖進納米團簇的超分子自組裝[期刊論文]-化學進展11張立德納米材料的發(fā)展1994(03)

納米材料論文篇十三

本文主要研究了污染物的光催化降解原理,進一步分析了光催化納米材料在環(huán)境保護工作中的應用,同時對于光催化納米材料的應用趨勢和方向也進行了必要的研究,希望對這一工作的開展提供一定的指導作用。

光催化;納米材料;環(huán)境保護;

工業(yè)廢水和廢氣中都含有較多的毒害物質,比如有機磷農藥或是二氯乙烯等,這些物質對于人體的影響都是十分明顯的。傳統(tǒng)的水處理方式,比如吸附法、混凝法等方法在現階段實際應用環(huán)節(jié)中仍然存在較大的困難,效果并不理想,所以在今后的實際發(fā)展過程中就需要不斷探索和獲取一種經濟、合理的方式,實現對傳統(tǒng)方法處理后水中的殘留物質進行更有效的降解。1976年,科學家在對紫外線光照射下對納米tio2進行了研究,發(fā)現這種方式可以將難以降解的有機化合物多氯聯苯脫氯進行有效降解。當前,已經發(fā)現超過3000余種難降解的有機化合物都可以借助此種方式進行降解,尤其是水中有機污染物濃度較低或是其他降解方式不佳的時候,這項技術更是能發(fā)揮出前所未有的技術優(yōu)勢。

光催化的納米材料采用的絕大多數都是金屬氧化物或是硫化物等半導體材料,是一種特殊的電子結構。和金屬相比,這種半導體存在明顯的不連續(xù)性,在對電子的低能價帶進行填滿的過程中會和空的高能導帶存在明軒的禁帶,所以當二者產生的能量大于光照射的時候,在價帶上的電子就會被轉移到導帶上,最終在半導體表面形成具備高活性的電子[1]。

在光催化反應中,獲取光激發(fā)所出現的空穴,和對給體或是受體產生的作用也是有效的。所以在實際工作中為了確保光催化反應能更有效的進行,就應該適當降低電子和空穴之間的簡單復合。

(一)光催化納米技術在污水處理中的應用

傳統(tǒng)的水處理方式中可以對污水中出現的懸浮物質或是泥沙等大顆粒的污染物進行去除,但是對于濃度較低的可溶性物質卻很難進行有效的處理,并且由于這項工作的工作效率比較低,花費的經濟成本比較高,所以很多時候并不能進行有效的處理。但是借助納米材料的光催化方法,就可以將很多難以降解而定污染物進行合理轉變,從而將原本水中的污染物轉化為水分子或是二氧化碳等無污染的分子物質。

比如在對有機廢水的處理環(huán)節(jié)中,光催化納米材料就可以將水中的絕大多數有機污染物進行轉化,使其成為無污染的物質,比如可以將酸。表面活性劑等有機污染物進行氧化,使其轉變?yōu)樗蚨趸嫉葻o害的物質。借助納米材料可以的對物質表面性能進行轉變,通過這種方式對水中納米的分散性進行優(yōu)化。從而實現對光激發(fā)作用下產生的電子和空穴復合問題進行抑制,進一步實現對催化活性的提升[2]。

再比如對無機廢水的處理環(huán)節(jié)中,由于無機物在納米粒子表面存在明顯的光化學活性,因此光催化納米材料后所出現的電子和空穴都可以對高氧化狀態(tài)的物質進行還原,也就是借助此種方式實現對無機物污染的有效消除。

(二)光催化納米技術在大氣污染治理中的應用

對大氣污染產生影響的主要成分就是二氧化硫、一氧化碳等物質,這些氣體如果長期存在于空氣中必然會對人體的健康造成不利的影響。光催化劑可以和一些氣體吸附劑進行有效結合,從而更有效的實現對降解濃度的有效降低。

將一些對日光有相應的半導體納米材料涂抹在墻壁或是其他合理的位置上可以形成空氣清潔劑的作用,而二氧化硫、一氧化碳等物質吸附在上面的時候,就可以在光的作用下被轉變?yōu)闊o害物質,這種方式對于去除臭氣的影響也是十分重要的環(huán)節(jié)[3]。納米對于氟利昂具備較強的光催化活性,因此將這以技術進行融合后,可以在表面對酸性進行催化,通過這種方式獲取較高的光催化活性作用,這對于物質穩(wěn)定性的提升也將起到一定的幫助作用。

此外,納米技術還能對室外的氣象有機污染物進行分解,比如在紫外線的照射下,納米材料可以將室內裝飾建材中產生的甲醛、氯乙烯等物質進行有效分解。將活性炭纖維作為重要載體的過渡金屬離子中適當進行納米材料光催化劑的融合,通過此種方式將紫外線光照射下濃度更低的甲醛進行或降解,但是這種技術手段對于濃度高的污染物降解效果比較差,同時由于使用時間的增加,最終催化劑的活性也將大大降低,最終甚至會出現活性的完全消失。

綜上所述,光催化納米材料在當前環(huán)境保護中有著越來越顯著的應用,不僅可以對難處理的污染物進行有效處理,同時還能借助自身的吸附作用對低濃度的有害物質進行分解。在當前光催化納米技術的不斷發(fā)展過程中,環(huán)境保護工作效率和質量也必然會得到顯著提升??偠灾?,當前我國環(huán)境保護工作已經受到了越來越多的影響,甚至對人們的身體健康產生了威脅,所以在此種背景下,更需要加強對相關技術的研究,不斷為我國環(huán)保工作的順利開展提供幫助作用,實現可持續(xù)工作的順利進行。

納米材料論文篇十四

[摘要]納米醫(yī)學是納米技術與醫(yī)藥技術結合的產物,納米醫(yī)學研究在疾病診斷和治療方面顯示出了巨大的應用潛力。近幾年,納米技術突飛猛進,作為納米技術的重要領域的納米生物工程也取得了輝煌的成就。本文從納米醫(yī)學、納米生物技術和納米生物材料三個方面,講述了納米生物工程的重大進展。本文就納米診斷技術、組織修復和再生醫(yī)學中的納米材料、納米藥物載體、納米藥物等方面的研究現狀與進展進行綜述,并探討納米醫(yī)學的發(fā)展前景。

1、跨世紀的新學科——納米科技

所謂/納米科技,就是在0.1~100納米的尺度上,研究和利用原子和分子的結構、特征及相互作用的高新科學技術,它是現代科學和先進工程技術結合的產物。1990年7月,第一屆國際納米科技會議的召開,標志著納米科技的正式誕生。時至今日,納米科技涉及到幾乎現有的所有科學技術領域。它的誕生,使人類改造自然的能力直接延伸到分子和原子。它的最終目標,是人類按照自己的意志操縱單個原子,在納米尺度上制造具有特定功能的產品,實現生產方式的飛躍。目前,納米科技已經取得一系列成果,正處于重大突破的前夜。研究者認為,這一興起于本世紀90年代的納米科技,必將雄踞于21世紀,對人類社會產生重大而深遠的影響。

2、納米醫(yī)學的提出

納米醫(yī)學的形成除了納米技術之外,其醫(yī)學本身也應具有可應用納米技術的客觀基礎和必要條件??陀^基礎是指,像其他物質一樣,醫(yī)學研究的主體———人體本身是由分子和原子構成的。實現納米醫(yī)學的必要條件是,要在分子水平上對人體有更為全面而詳盡的了解。隨著現代生物學和現代醫(yī)學的不斷發(fā)展,人類在生物學和醫(yī)學等領域的研究內容已開始從細胞、染色體等微米尺度的結構深入到更小的層次,進入到單個分子甚至分子內部的結構。這些極其微細的分子結構的特征:尺度空間在0.1-100nm,屬于納米技術的尺度范圍。研究這些納米尺度的分子結構和生命現象的學科,就是納米生物學和納米醫(yī)學。納米醫(yī)學是一門涉及物理學、化學、量子學、材料學、電子學、計算機學、生物學以及醫(yī)學等眾多領域的綜合性交叉學科。freitas曾給納米醫(yī)學下過一個較詳細的定義:他認為,納米醫(yī)學是利用人體分子工具和分子知識,預防、診斷、治療疾病和創(chuàng)傷,劫除疼痛,保護和改善人體健康的科學和技術。目前的納米醫(yī)學研究水平還處于初級階段,當然,由于各國科學工者的不懈努力,納米醫(yī)學研究領域已初露曙光,有部分研究成果已開始接近臨床應用。

從定義來看,納米醫(yī)學可以分為兩大類,一是在分子水平上的醫(yī)學研究,基因藥物和基因療法等就是典型體現;二是把其他領域的納米研究成果引入醫(yī)學領域,如某種納米裝置在醫(yī)療和診斷上的應用。納米醫(yī)學的奧秘在于,可以從納米量級的尺度來進行原來不可能達到的醫(yī)療操作和疾病防治。當生命物質的結構單元小到納米量級的時候,其性質會有意想不到的變化。這種變化既包括物質的原有性能變得更好,還可能有我們所意想不到的性能和效益,從而用來治病防病。

3、納米技術的醫(yī)學應用3.1診斷疾病

這是納米醫(yī)學中的一個非?;钴S的領域,適時準確地釋放藥物是它的基本功能之一??茖W家正在為糖尿病人研制超小型的,模仿健康人體內的葡萄糖檢測系統(tǒng)。它能夠被植入皮下,監(jiān)測血糖水平,在必要的時候釋放出胰島素,使病人體內的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。美國密西根大學的博士正在設計一種納米/智能炸彈,它可以識別出癌細胞的化學特征。這種智能炸彈很小,僅有20nm左右,能夠進入并摧毀單個的癌細胞。

德國醫(yī)生嘗試借助磁性納米微粒治療癌癥,并在動物實驗中取得了較好療效。將一些極其細小的氧化鐵納米微粒注入患者的腫瘤里,然后將患者置于可變的磁場中,氧化鐵納米微粒升溫到45~47度,這一溫度可慢慢熱死癌細胞。由于腫瘤附近的機體組織中不存在磁性微粒,因此這些健康組織的溫度不會升高,也不會受到傷害??茖W家指出,將磁性納米顆粒與藥物結合,注入到人體內,在外磁場作用下,藥物向病變部位集中,從而達到定向治療的目的,將大大提高腫瘤的藥物治療效果。

納米藥物與傳統(tǒng)的分子藥物的根本區(qū)別在于它是顆粒藥物。廣義的納米藥物可分為兩類:一類是納米藥物載體,即指溶解或分散有分子藥物的各種納米顆粒,如納米球、納米囊、納米脂質體等。二是納米藥物,即指直接將原料藥物加工成的納米顆粒,或利用嶄新的納米結構或納米特性,發(fā)現基于新型納米顆粒的高效低毒的治療或診斷藥物。前者是對傳統(tǒng)藥物的改良,而后者強調的是把納米材料本身作為藥物。

3.2.1納米藥物

直接以納米顆粒作為藥物的應用之一是抗菌藥物。納米抗菌藥物具有廣譜、親水、環(huán)保、遇水后殺菌力更強、不會誘導細菌耐藥性等多種性能。以這種抗菌顆粒為原料,成功地開發(fā)出了創(chuàng)傷貼、潰瘍貼等納米醫(yī)藥類產品。例如,納米二氧化鈦樹脂基托材料具有一定的抗變形鏈球菌和抗白色念珠菌的效果,當樹脂基托中抗菌劑的濃度達到3%時,即可達到滿意的抗菌效果。

無機納米顆粒作為新型的抗癌藥物為腫瘤治療提供了新的思路。研究人員用gd@c82(oh)22處理得肝癌的小鼠,在10.7mol/kg的注射劑量下能有效地抑制腫瘤生長,同時對機體不產生任何毒性。其抑瘤效應不是通過納米顆粒對腫瘤的直接殺傷起作用,而是可能通過激活機體免疫來實現對腫瘤的抑制作用。納米羥基磷灰石在體外對惡性腫瘤細胞產生明顯的抑制作用,而對正常細胞作用甚微,可望通過進一步的研究獲得一種區(qū)別于傳統(tǒng)的化療藥物的納米無機抗癌藥物。此外,有的物質納米化后出現新的治療作用,如二氧化鈦納米粒子可抑制癌細胞增殖;二氧化鈰納米顆??梢郧宄壑械碾娍剐苑肿硬⒎乐我恍┯捎谝暰W膜老化而帶來的疾病。

3.2.2納米藥物載體

納米生物技術是納米技術和生物技術相結合的產物,它即可以用于生物醫(yī)學,也可以服務于其它社會需求。所包含的內容非常豐富,并以極快的速度增加和發(fā)展,難以概述。

3.3.1生物芯片技術

生物芯片是在很小幾何尺度的表面積上,裝配一種或集成多種生物活性,僅用微量生理或生物采樣,即可以同時檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和dna的特性,以及它們之間的相互作用,獲得生命微觀活動的規(guī)律。生物芯片可以粗略地分為細胞芯片、蛋白質芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即dna芯片)等幾類,都有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點,已成為21世紀生物醫(yī)學工程的前沿科技。

近2年,已經通過微制作(mems)技術,制成了微米量級的機械手,能夠在細胞溶液中捕捉到單個細胞,進行細胞結構、功能和通訊等特性研究。美國哈佛大學的教授領導的研究人員,發(fā)展了微電子工業(yè)普遍使用的光刻技術在生物學領域的應用,并研制出效果更好的軟光刻方法。以此,制出了可以捕捉和固定單個細胞的生物芯片,通過調節(jié)細胞間距等,研究細胞分泌和胞間通訊。此類細胞芯片還可以作細胞分類和純化等。它的功能原理非常簡單,僅利用芯片表面微單元的幾何尺寸和表面特性,即可達到選擇和固定細胞及細胞面密度控制。

美國圣地亞國家實驗室的發(fā)現實現了納米愛好者的預言。正像所預想的那樣,納米技術可以在血流中進行巡航探測,即時發(fā)現諸如病毒和細菌類型的外來入侵者,并予以殲滅,從而消除傳染性疾病。

一種探測單個活細胞的納米傳感器,探頭尺寸僅為納米量級,當它插入活細胞時,可探知會導致腫瘤的早期dna損傷。

3、4組織修復和再生醫(yī)學中的納米材料

將納米技術與組織工程技術相結合,構建具有納米拓撲結構的細胞生長支架正在形成一個嶄新的研究方向。相對于微米尺度,納米尺度的拓撲結構與機體內細胞生長的自然環(huán)境更為相似。納米拓撲結構的構建有可能從分子和細胞水平上控制生物材料與細胞間的相互作用,引發(fā)特異性細胞反應,對于組織再生與修復具有潛在的應用前景和重要意義。將納米纖維水凝膠作為神經組織的支架,在其中生長的鼠神經前體細胞的生長速度明顯快于對照材料。向高分子材料中加入碳納米管可以顯著改善原有聚合物的傳導性、強度、彈性、韌性和耐久性,同時還可以改進基體材料的生物相容性。研究發(fā)現,隨著復合物中碳納米管含量的增加,神經元細胞和成骨細胞在復合材料上的黏附與生長也越來越活躍,而星形細胞和成纖維細胞的活性則呈現同等程度的下降。研究人員設計的人造紅細胞輸送氧的能力是同等體積天然紅細胞的236倍,可應用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運動需要的額外耗氧等。研究人員成功合成了模擬骨骼亞結構的納米物質,該物質可取代目前骨科常用的合金材料,其物理特性符合理想的骨骼替代物的模數匹配,不易骨折,且與正常骨組織連接緊密,顯示出明顯的正畸應用優(yōu)勢。

納米自組裝短肽材料rada16-i與細胞外基質具有很高相似性,rada16-i納米支架可以作為一種臨時性的細胞培養(yǎng)人工支架,它能很好地支持功能型細胞在受損位置附近生長、遷移和分化,因而有利于細胞抵達傷口縫隙,使組織得以再生。有研究人員利用rada16-i納米支架修復了倉鼠腦部的急性創(chuàng)傷,并且恢復了倉鼠的視覺功能。rada16-i形成的水凝膠可用作新型的簡易止血劑,用于多種組織和多種不同類型傷口的止血。

4、我國發(fā)展納米生物學和納米醫(yī)學的現狀和發(fā)展策略

目前,我國在納米生物和醫(yī)學領域內的研究基礎還比較薄弱,通過采取各種激勵措施和各種研究計劃的實施,特別是國家自然科學基金委的納米技術重大研究計劃對納米生物和納米醫(yī)學項目的支持,我國在納米生物和納米醫(yī)學方面的研究狀況有了很大的改善,生物、醫(yī)學界的許多院、所相繼建立了有關納米技術的研究室,如中國醫(yī)學科學院基礎醫(yī)學研究所、軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所和生物物理研究所等都設立了納米研究室,初步形成了一只較強的研究隊伍。近年來,來自化學、物理、信息、藥物、生物和醫(yī)學等領域的科學家通過幾次研討會進一步明確了納米生物和納米醫(yī)學領域的研究方向和內容,并建立了較密切的合作。我國在納米生物和納米醫(yī)學的研究領域也涌現了一批極具特色的研究成果,如在生物傳感器、生物芯片、新型藥物載體和靶向藥物、新型納米藥物劑型、新造影劑、重大疾病的機制、納米材料的應用和生物安全性及重大疾病預防和早期診斷與治療技術等方面。但是,這些研究的水準與國際先進水平還有相當的差距,離國家、社會的需求也有相當遠的距離。

納米醫(yī)學工程的建立不僅是因為有其迫切的需要,而且也因為有了實現的可能。如今,納米科技在國際上已嶄露頭角,世界各發(fā)達國家紛紛開展納米科技的研究。在我國,科技界對納米科技的重要性有了共識,納米科技研究已取得引人注目的成果。學科發(fā)展和社會需要是推動社會發(fā)展的巨大動力,學科發(fā)展可以創(chuàng)造新的需求,社會需求可以促進學科向深度和廣度發(fā)展。納米生物醫(yī)學工程正在出現,我們無力將它阻擋。雖然它的廣泛應用尚有待時日,并潛在危險,但若沒有它,我們現在面臨的許多生物醫(yī)學工程問題就不可能得到滿意的解決。

9、10):2-5.[14]奇云。納米化學研究進展[j]?,F代化工,1993,13(8):38-39.[15]華中一。納米科學與技術[j]??茖W,2000,52(5):6-10.。

納米材料論文篇十五

本文主要研究了污染物的光催化降解原理, 進一步分析了光催化納米材料在環(huán)境保護工作中的應用, 同時對于光催化納米材料的應用趨勢和方向也進行了必要的研究, 希望對這一工作的開展提供一定的指導作用。

光催化; 納米材料; 環(huán)境保護;

工業(yè)廢水和廢氣中都含有較多的毒害物質, 比如有機磷農藥或是二氯乙烯等, 這些物質對于人體的影響都是十分明顯的。傳統(tǒng)的水處理方式, 比如吸附法、混凝法等方法在現階段實際應用環(huán)節(jié)中仍然存在較大的困難, 效果并不理想, 所以在今后的實際發(fā)展過程中就需要不斷探索和獲取一種經濟、合理的方式, 實現對傳統(tǒng)方法處理后水中的殘留物質進行更有效的降解。1976年, 科學家在對紫外線光照射下對納米ti o2進行了研究, 發(fā)現這種方式可以將難以降解的有機化合物多氯聯苯脫氯進行有效降解。當前, 已經發(fā)現超過3000余種難降解的有機化合物都可以借助此種方式進行降解, 尤其是水中有機污染物濃度較低或是其他降解方式不佳的時候, 這項技術更是能發(fā)揮出前所未有的技術優(yōu)勢。

光催化的納米材料采用的絕大多數都是金屬氧化物或是硫化物等半導體材料, 是一種特殊的電子結構。和金屬相比, 這種半導體存在明顯的不連續(xù)性, 在對電子的低能價帶進行填滿的過程中會和空的高能導帶存在明軒的禁帶, 所以當二者產生的能量大于光照射的時候, 在價帶上的電子就會被轉移到導帶上, 最終在半導體表面形成具備高活性的電子[1]。

在光催化反應中, 獲取光激發(fā)所出現的空穴, 和對給體或是受體產生的作用也是有效的。所以在實際工作中為了確保光催化反應能更有效的進行, 就應該適當降低電子和空穴之間的簡單復合。

(一) 光催化納米技術在污水處理中的應用

傳統(tǒng)的水處理方式中可以對污水中出現的懸浮物質或是泥沙等大顆粒的污染物進行去除, 但是對于濃度較低的可溶性物質卻很難進行有效的處理, 并且由于這項工作的工作效率比較低, 花費的經濟成本比較高, 所以很多時候并不能進行有效的處理。但是借助納米材料的光催化方法, 就可以將很多難以降解而定污染物進行合理轉變, 從而將原本水中的污染物轉化為水分子或是二氧化碳等無污染的分子物質。

比如在對有機廢水的處理環(huán)節(jié)中, 光催化納米材料就可以將水中的絕大多數有機污染物進行轉化, 使其成為無污染的物質, 比如可以將酸。表面活性劑等有機污染物進行氧化, 使其轉變?yōu)樗蚨趸嫉葻o害的物質。借助納米材料可以的對物質表面性能進行轉變, 通過這種方式對水中納米的分散性進行優(yōu)化。從而實現對光激發(fā)作用下產生的電子和空穴復合問題進行抑制, 進一步實現對催化活性的提升[2]。

再比如對無機廢水的處理環(huán)節(jié)中, 由于無機物在納米粒子表面存在明顯的光化學活性, 因此光催化納米材料后所出現的電子和空穴都可以對高氧化狀態(tài)的物質進行還原, 也就是借助此種方式實現對無機物污染的有效消除。

(二) 光催化納米技術在大氣污染治理中的應用

對大氣污染產生影響的主要成分就是二氧化硫、一氧化碳等物質, 這些氣體如果長期存在于空氣中必然會對人體的健康造成不利的影響。光催化劑可以和一些氣體吸附劑進行有效結合, 從而更有效的實現對降解濃度的有效降低。

將一些對日光有相應的半導體納米材料涂抹在墻壁或是其他合理的位置上可以形成空氣清潔劑的作用, 而二氧化硫、一氧化碳等物質吸附在上面的時候, 就可以在光的作用下被轉變?yōu)闊o害物質, 這種方式對于去除臭氣的影響也是十分重要的環(huán)節(jié)[3]。納米對于氟利昂具備較強的光催化活性, 因此將這以技術進行融合后, 可以在表面對酸性進行催化, 通過這種方式獲取較高的光催化活性作用, 這對于物質穩(wěn)定性的提升也將起到一定的幫助作用。

此外, 納米技術還能對室外的氣象有機污染物進行分解, 比如在紫外線的照射下, 納米材料可以將室內裝飾建材中產生的甲醛、氯乙烯等物質進行有效分解。將活性炭纖維作為重要載體的過渡金屬離子中適當進行納米材料光催化劑的融合, 通過此種方式將紫外線光照射下濃度更低的甲醛進行或降解, 但是這種技術手段對于濃度高的污染物降解效果比較差, 同時由于使用時間的增加, 最終催化劑的活性也將大大降低, 最終甚至會出現活性的完全消失。

綜上所述, 光催化納米材料在當前環(huán)境保護中有著越來越顯著的應用, 不僅可以對難處理的污染物進行有效處理, 同時還能借助自身的吸附作用對低濃度的有害物質進行分解。在當前光催化納米技術的不斷發(fā)展過程中, 環(huán)境保護工作效率和質量也必然會得到顯著提升??偠灾?, 當前我國環(huán)境保護工作已經受到了越來越多的影響, 甚至對人們的身體健康產生了威脅, 所以在此種背景下, 更需要加強對相關技術的研究, 不斷為我國環(huán)保工作的順利開展提供幫助作用, 實現可持續(xù)工作的順利進行。

納米材料論文篇十六

納米技術作為一門新興的技術,在多個領域具有非常重要的應用,尤其是極大地推動了新型建材的發(fā)展,介紹了納米技術在新型建筑涂料、復合水泥、自潔玻璃、陶瓷、防護材料等方面的應用,通過論述可知,納米材料在新型建材領域具有很好的發(fā)展應用前景。

納米技術;新型建材;應用;前景

通常傳統(tǒng)的涂料都存在懸浮穩(wěn)定性差,耐老化、耐洗刷性差,光潔度不夠等缺陷。而納米涂料則能較好的解決這一問題,納米涂料具有下述優(yōu)越的性能:

(1)具有很好的伸縮性,能夠彌蓋墻體細小裂縫,具有對微裂縫的自修復作用。

(2)具有很好的防水性,抗異物粘附、沾污性能,抗堿、耐沖刷性。

(3)具有除臭、殺菌、防塵以及隔熱保溫性能。

(4)納米涂料的色澤鮮艷柔和,手感柔和,漆膜平整,改善建筑的外觀等。

雖然國內外對納米涂料的研究還處在初步階段,但是已在工程上得到了較廣泛的應用,如北京納美公司生產的納米系列涂料已大量應用于北京建欣苑、建東苑等住宅區(qū)的外墻粉刷,效果良好。在首體改造工程中,使用納米涂料1700噸,涂刷6萬平方米。復旦大學教育部先進涂料工程研究中心的專家已研發(fā)出了“透明隔熱玻璃涂料”。

普通水泥混凝土因其剛性較大而柔性較小,同時其自身也存在一些固有的缺陷,使其在使用過程中不可避免地產生開裂并破壞。為了解決這一問題就必須加速對具有特殊性能混凝土的研發(fā),而納米混凝土就能有效的解決這樣問題,納米混凝土,與普通混凝土相比,納米混凝土的強度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有顯著提高,同時還具有防水、吸聲、吸收電磁波等性能,因而可用于一些特殊的建筑設施中(如國防設施)。通常在普通混凝土中加入納米礦粉(納米級sio2、納米級caco3)或者納米金屬粉末已達到納米混凝土的性能,而且通過改變納米材料的摻量還能配置出防水砂漿等。目前開發(fā)研制的納米水泥材料包括納米防水復合水泥,納米敏感水泥、納米環(huán)保復合水泥以及納米隱身復合水泥。

納米防水水泥是通過在水泥中添加xpm水泥外加劑的納米材料而制成的,該納米外加劑摻入水泥后,可以加快水泥誘導期和加速期的水化反應,改善水泥凝固的三維結構,同時提高水泥石的密實度,增強了防水性能。

納米敏感水泥是在水泥中加入對周圍環(huán)境變化十分敏感的納米材料,從而達到改善水泥制品溫敏、濕敏、氣敏、力敏等性能。根據添加的敏感材料的不同可將納米敏感水泥用于化工廠的建設、高速路面的鋪設等。

納米環(huán)保復合水泥是利用納米材料的光催化功能,從而使水泥制品具有殺菌、除臭以及表面自清潔等功能。通常是選用tio2作為納米添加劑。

納米隱身復合材料是通過使用具有吸收電磁波功能的納米材料(納米金屬粉居多),在電磁波照射時,納米材料的表面效應使得原子與電子運動加劇,促使電子能轉化為熱能,加強對電磁波的吸收,從何使材料能夠在很寬的頻帶范圍內避開雷達、紅外光的偵查,這一材料常用于軍事國防建筑等。

普通玻璃在使用過程中會吸附空氣中的有機物,形成難以清洗的有機污垢,同時,水在玻璃上易形成水霧,影響可見度和反光度。而通過在平板玻璃的兩面鍍制一層tio2納米薄膜形成的納米玻璃,則能有效的解決上述缺陷,同時tio2光催化劑在陽光作用下,可以分解甲醛、氨氣等有害氣體。此外納米玻璃具有非常好的透光性以及機構強度。將這種玻璃用作屏幕玻璃、大廈玻璃、住宅玻璃等可免去麻煩的人工清洗過程。

陶瓷因其具有較好的耐高溫以及抗腐蝕性以及良好的外觀性能而在工程界得到了廣泛的應用(如鋪貼墻面的瓷磚),但是陶瓷易發(fā)生脆性破壞,因而在使用過程中也受到了一定的限制。使用納米材料開發(fā)研制的納米陶瓷則具有良好的塑性性能,能夠吸收一定量的外來能量。在陶瓷基中加入納米級的金屬碳化物纖維可以大大提高陶瓷的強度,同時具有良好的抗燒蝕性,火箭噴氣口的耐高溫材料就選用納米金屬陶瓷作為耐高溫材料。用納米sic、si3n、zno、sio2、tio2、a12o3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韌性、高強度、耐磨性、低溫超塑性、抗冷熱疲勞等性能優(yōu)點。納米陶瓷將作為防腐、耐熱、耐磨的新材料在更大的范圍內改變材料的力學性質,具有非常廣闊的應用前景。

通常是在膠料中加入炭黑等以提高材料的防水性能,但這種材料的耐腐蝕性以及耐侯性較差,易老化,研制具有高強、耐腐蝕、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在積極研究的問題,納米防水材料能夠很好滿足上述要求,北京建筑科學研究院就成功的研制了具有較好耐老化性能的納米防水卷材,該類防水卷材具有很好的強度、韌性、抗老化性以及光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。納米防水卷材具有叫廣泛的應用前景,如建筑頂面、地下室、衛(wèi)生間、水利堤壩以及防潛工程等。

隨著我國推行節(jié)能減排的方針,工程界也越來越注重建筑的保溫節(jié)能性能,我國目前使用的比較多的仍是聚氨酯、石棉等傳統(tǒng)隔熱保溫材料,這些材料在使用過程中容易產生一些對人體有害的物質,如石棉與纖維制品含有致癌物質,聚氨酯泡沫燃燒后釋放有毒氣體,而通過使用納米材料開發(fā)研制的保溫材料則能避免這些弊端,如以無機硅酸鹽為基料,經高溫高壓納米功能材料改性而成的保溫材料不僅具有很好的保溫效果,同時對人體也無損害,是一種綠色環(huán)保保溫材料。

對于一些在深海中作業(yè)的結構以及其他特殊環(huán)境下工作的構件,它們對結構的密封性的要求非常高,已超過了普通粘合劑和密封劑所能滿足的范圍。國外通過在普通粘合劑和密封膠中添加納米sio2等添加劑,使粘合劑的粘結效果和密封膠的密封性能都大大提高。其工作機理是在納米sio2的表面包覆一層有機材料,使之具有永久性,將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構,即納米sio2形成網絡結構的膠體流動,提高粘接效果,由于顆粒尺寸小,更增加了膠的密封性。大型建材機械等主機工作時的噪聲達到上百分貝,用納米材料制成的潤滑劑,既能在物體表面形成半永久性的固態(tài)膜,產生根好的潤滑作用,大大降低噪聲,又能延長裝備使用壽命,具有非常好的應用前景。

納米技術作為一門新興的學科,被譽為二十一世紀最具有發(fā)展前景的技術,是對未來經濟和社會發(fā)展產生重大影響的一種關鍵性前沿技術。納米技術在建筑材料方面的應用前景非常廣闊,納米技術不僅會推動建材新產品的開發(fā),還將為改善人們的生活環(huán)境,提高生活質量做出不可估量的貢獻。納米功能材料已成為國內外研究的熱點,目前研究開發(fā)工作正處于剛剛起步階段,還有很多問題還未很好的'解決,需要將進一步加速對納米材料的研究以及推廣應用。納米材料將成為21世紀新型建筑材料的發(fā)展新方向,相信在不久的將來,我們將跨入一個全新的材料時代—納米材料時代。

[1]@張立德。納米材料[m].北京:化工出版社,2002.

[5]@唐輝宇,陳麗娟。納米技術與環(huán)保建材[j].四川建材,2005,(1):6-8.

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