纳米材料与纳米技术论文

纳米材料与纳米技术论文（共11篇）

1.纳米材料与纳米技术论文 篇一

纳米科学技术与纳米材料发展综述

摘 要:介绍了纳米科学技术、纳米材料的概况及纳米材料的结构、特性、制备方法和应用前景.关键词:纳米科学技术;纳米材料;纳米效应

纳米是长度单位，原称“毫微米”即10’9米(10亿分之一米)。纳米科学是研究在1一100纳米内原子、分子和其他类型物质的运动和变化的学问。在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工，称为纳米技术。20世纪80年代，纳米材料体系开始为科学家所关注，目前已成为跨世纪材料科学研究的热点。纳米科学技术

纳米科学技术是在0.1~100 nm尺度上研究和应用原子、分子现象,并由此发展起来的多学科的、基础研究与应用研究紧密联系的新的科学技术.它是现代物理(介观物理、量子力学、混沌物理和分子生物学等)和先进工程技术(计算机、微电子和扫描隧道显微镜等技术)结合的产物.纳米并非是一个新名词,但是在Nano ST中的纳米却是一种新的思考方式,即生产过程要越来越精细,以致最后在纳米尺度上直接由原子和分子制造具有特定功能的产品.因此,随着Nano ST的发展,必将引发一系列新的科学技术.国际纳米科技会议将纳米科技分为6个主要部分,即纳米电子学、纳米物理、纳米化学、纳米生物学、纳米机械学和纳米测量学.其中纳米电子学处于重要地位,其研究的直接目标就是新型的纳米电子器件,在纳米器件中,最有特色的是单电子器件.其典型结构是纳米粒子,它的电子结构特点是一个势阱内具有分立能级的量子点,若处于量子点内的电子能量高于热起伏,那么就可以检测到单电子隧穿现象.在此基础上可以构造单电子晶体管、逻辑电路、存储电路以及纳米功能元件阵列的超高密度集成电路.与现在的微电子器件相比,它具有更低的功耗、更快的开关速度、更高的存储密度以及更高的集成度.因此,它不仅有丰富的理论内容,而且有极为现实的应用前景.2 研究纳米科技的背景和意义

从真空电子管的发明到晶体管的出现,从集成电路的诞生到大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用,每一代小型化电子器件的出现,都带来了电子技术的革命,推动了电子科技的迅速发展,也促进了其它科技和社会生产的进步.特别是以微电子器件为基础的高速计算机的出现和个人计算机的广泛应用,使人类社会进入了计算机时代.促进计算机时代继续发展的一个重要因素是微电子器件的集成度不断提高,其芯片上的功能元件尺寸不断减小,按照目前功能元件尺寸减小的速度推算,不久的将来,芯片上功能元件的尺寸将进入纳米范围.目前,人类广泛应用的功能材料和元件,其尺寸远大于电子自由程,观测的电子输运行为具有统计平均结果.描述这些性质的主要是宏观物理量,现已有成熟的理论和技术.当功能材料和元件的尺寸逐渐减小到纳米量级时,其物理长度与电子自由程相当,载流子的输运将有明显的量子力学特征,传统的理论和技术已不再适用.因而,需要发展基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落等特性的新的理论和新的技术.传统科学技术中元件尺寸是从毫米向微米过渡,现在,在新技术、新效应的应用中,功能元件的尺寸要求从微米向纳米过渡.如果再进一步发展,需要组装性能更新颖、结构更复杂的功能元件,就需要开发新材料和相应的组装技术,也就更需要多学科的协作与交叉发展.因此,从80年代后期开始逐渐发展起来了一个新的综合性的多学科交叉的研究领域———纳米科学技术.纳米科学技术的诞生将对生产力的发展产生深远的影响,并且有可能从根本上解决人类面临的一系列问题,例如粮食、健康、能源和环境保护等重大问题。纳米材料学

纳米材料学是纳米科技领域中发展最为迅速的学科。纳米材料包括纳米颗粒材料和由纳米颗粒组成的纳米相块体材料。纳米材料学主要研究纳米材料的制备、结构、性能及其应用等，是纳米科技与材料学交叉而成的边缘学科。

3.1纳米材料的特性

在生产实践中人们发现，如果将宏观尺度的物质微细化到纳米尺度，这种纳米颗粒在性能上就表现出与原宏观尺度物质完全不同的性质，人们将这种纳米颗粒称为“物质的新状态”。纳米物质之所以表现出这些奇异的性能，主要是由于物质进人纳米尺度后表现出了一些宏观物质不具备或在宏观物质中可忽略的物理效应。据目前人们对纳米颗粒的研究，这些效应主要有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。

3.1.1表面效应

凝固态物理学告诉我们，处于物质内部的粒子和处于物质表面的粒子其状态完全不同，后者具有很高的能量和化学活性，在电子显微镜的电子束照射下，表面粒子仿佛进人了“沸腾”状态。一般情况下，由于表面原子数和整个物质的原子数相比微不足道，所以无表面效应显示。但当物质的尺度进人纳米量级，表面原子数就达到了不可忽略的地步(表1)，这时表面效应就表现得非常明显。纳米材料的表面效应可增加材料的化学活性、降低熔点等。利用这一特性可制作高效催化剂、敏感元件、用于高熔点材料冶金等。实际上，目前已成熟的粉末冶金法及无机材料行业普遍采用的粉碎一成形一烧结工艺流程，在一定程度上就是利用了这一原理。

3.1.2量子尺寸效应(九保效应)能带理论指出:由无数原子组成固体时，各原子的能级就合并成能带，由于各能带中电子数目很多，能带中能级间隔很小，可以看成是连续的。但对于纳米粒子，能带中能级间隔增大;当能级间距大于热能、磁能、电能、光子能量或超导态的凝聚能时，物质就会呈现出一系列与宏观物质截然不同的反常特性，这就是量子尺寸效应。量子尺寸效应会导致纳米物质在磁、电、光、声、热以及超导性等方面表现出与宏观物质显著不同的特性。例如，导电的金属在纳米状态下变成绝缘体;磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，光谱线会向短波长方向移动等。有人曾利用九保关于能级间距的计算公式计算出金属银粒子在IK时出现量子尺寸效应时的临界尺寸为14nm，指出当银粒的粒径小于14nm时将变成绝缘体。

3.1.3小尺寸效应

当固态物质的粒子尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特性尺寸相当或更小时，晶体周期性边缘条件将破坏，非晶质的表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热等特性发生显著改变，即谓之小尺寸效应。小尺寸效应为纳米物质的实用技术开拓了新领域，如果磁性物质当其处于纳米尺度时具有很高的矫顽力，可以制成磁卡，或制成磁性液体，广泛用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、润滑、选矿等领域。利用等离子共振频率随尺寸变化的性质，可以通过改变纳米颗粒的尺寸控制吸收边位移，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、飞机隐型等。

3.1.4宏观量子随道效应

电子等微观物质具有穿越热垒的能力称隧道效应。现在人们发现一些宏观的量如纳米颗粒的磁化强度、量子相干器中磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观量子隧道效应。宏观量子隧道效应早期曾被用来解释纳米镍在低温下继续保持超顺磁性等，后来发现在许多纳米物质中普遍存在。对宏观量子隧道效应的研究既有基础理论意义，又有重要的实用意义。它限定了磁介质进行信息存储的时间极限。量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一起将会是未来电子器件的基础，一方面它指出了现有电子器件微型化的发展方向，同时又确定了其限度。纳米材料的制备方法

制备高纯、超细、均匀的纳米微粒，发展新型的纳米材料，就显得格外重要。通常，纳米微粒制备的要求是:(l)表面洁净;(2)粒子形状及粒径、粒度分布可控，防止粒子团聚;(3)易于收集;(4)有较好的稳定性;(5)产率高。随着纳米微粒研究的深入，对纳米超细微粒提出了不同的物理、化学特性需求，而解决问题的关键就在于研究、发展新的合成技术，并实现纳米材料的规模化、产业化。纳米超细微粒的制备方法很多，总体上可分为物理方法和化学方法，以物料状态来分可归纳为固相法、液相法、气相法，进而发展、衍生出模板合成法。具体包括固相物质热分解法，物理粉碎法，高能球磨法，水热合成法，表面化学修饰法，化学沉淀法，胶体化学法，溶胶—凝胶法，电解法，激光加热蒸发法，气相等离子体沉积法等。合成的方法各有优缺点，通常存在的问题往往是反应需要高温、大量使用有机溶剂、过程控制复杂、设备操作费用昂贵、颗粒均匀性差、粒子容易粘结或团聚等。因此，需要根据对纳米材料的不同要求和特点，选择研究不同的合成方法。由纳米粉体制备具有极低密度、高强度的催化剂、金属催化剂载体以及过滤器等工艺有待改进。

5纳米技术的前景

现在很多国家，尤其是美国、日本和欧洲都非常重视发展纳米技术，他们在纳米技术研究和应用方面投人的经费成倍地增加，我国政府也十分重视纳米技术的基础研究和应用。据有些科学家分析，我国目前纳米技术的基础研究处于世界上第5第6位，应用研究主要是纳米粉体(材料)的研究处于世界先进地位。纳米技术将是二十一世纪最关键的科学技术，将是二十一世纪里各个国家实力较量的最主要、最根本的领域，二十一世纪将是纳米技术的时代。

参考文献

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2.纳米材料与纳米技术论文 篇二

纳米是长度计量单位,1纳米等于10- 9米,形象地讲,1纳米的物体放到1个乒乓球上,相当于1个乒乓球放在地球上。20世纪80年代末纳米科技迅速发展。1982年,宾尼希等人发明了扫描隧道显微镜。该显微镜为人类进入纳米世界打开了一扇更宽广的门。

二、纳米科技的应用现状

纳米科技指在纳米尺度 ( 1 ~100纳米) 上研究物质 ( 包括原子、分子的操纵) 的特性和相互作用,以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技用途广泛,涉及领域多,体现多学科交叉性质的前沿领域,包含纳米物理学、纳米电子学等学科领域。

1.纳米电子学

量子元器件是纳米电子器件中最有应用前景的。这种利用量子效应制作的器件具有体积小、高速、低耗、电路简化等优点。

2.纳米材料学

由于纳米材料具有较大的界面,界面的原子排列很混乱的,在外力变形的条件下原子易迁移,因此纳米材料表现出优越的韧性与延展性。陶瓷材料通常呈脆性,而由纳米粒子压制成的纳米陶瓷材料却有很好的韧性。

当前材料研究领域中最热门的纳米材料是具有未来超级纤维之称的碳纳米管,可做成纳米开关或极细的针头用于给细胞 “打针” 等。纳米材料现已用于研究太空升降机、纳米壁挂电视、纳米固体燃料、纳米隐身飞机等。

3.纳米机械学

用原子、分子操纵技术、纳米加工技术、分子自组装技术等新科技,科学家们已经制造了纳米齿轮、纳米电池、 纳米探针、分子泵、分子开关和分子马达等。美国康纳尔大学的科学家利用ATP酶作为分子马达,研制出了一种可以进入人体细胞的纳米机电设备——— “纳米直升机”。

美国朗讯科技公司和英国牛津大学的科学家用DNA ( 脱氧核糖核酸) 制造出了一种纳米级的镊子,每条臂长只有7纳米。

还可用极微小部件组装一辆比米粒还小,能够运转的汽车、微型车床,可望钻进核电站管道系统检查裂缝; 组装提供化工使用的火柴盒大小的反应器; 组装驰骋未来战场上的纳米武器,如蚂蚁士兵、蚊子导弹、苍蝇飞机、间谍草等。

21世纪,纳米技术将广泛应用于信息、医学和新材料领域。

三、纳米材料的应用现状

纳米材料是纳米科技的基础。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料大都是人工制备的,属于人工材料,但是自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体,如陨石碎片、牙齿皆由纳米微粒构成的。纳米材料是一种新型的材料,具有以下优点:

1.特殊的光学性能

1991年海湾战争中,美国F - 117A型隐身战斗机外表所包覆的材料中就包含有多种纳米超微颗粒,强烈吸收不同波段的电磁波来欺骗雷达,实现隐形, 成功地打击了伊拉克的重要军事目标。

2.特殊的热学性能

固态物质在其形态为大尺寸时,熔点固定,超细微化后将显著降低熔点, 当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。

3.特殊的磁学性能

研究发现,鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下能辨别方向,具有回归的本领。

4.特殊的力学性能

陶瓷材料通常呈脆性,陶瓷水杯一摔就碎,而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料,可像弹簧一样具有良好的韧性。研究表明,人的牙齿具有很高的强度是由于它是由磷酸钙等纳米材料构成的。纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3 ~ 5倍。金属 - 陶瓷复合纳米材料的应用前景很广。

钱学森曾说: “纳米和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点, 会是一次技术革命,从而将是21世纪又一次产业革命。” 在不久的将来,纳米科技和纳米材料的发展和应用必将促进人类文明的进步!

摘要：纳米科技包括纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学这三个研究领域。纳米材料是纳米科技的基础,纳米材料是一种新型的材料,具有特殊的光学、热学、磁学、力学等性能。本文分别阐释纳米科技与纳米材料的应用现状。

3.纳米材料科学与技术教学方法探索 篇三

纳米材料学研究作为纳米科技发展的基础其地位尤为重要。纳米科技在信息、国防、能源、医药、环境、材料、工程等众多领域都存在重要的应用前景。由于纳米材料对未来社会发展、经济振兴、国力增强有战略性影响力，为提高大学生的创新能力，近年来很多高校开始增设该课程为本科生和硕士生的专业课。

2005年起，笔者任教的内蒙古大学化学化工学院为本学院材料物理与化学专业的本科生及硕士研究生开设了该课程做为专业必修课。目的是让材料专业大学生掌握更多的纳米材料的基础理论知识，掌握纳米技术的前沿动态，拓宽他们的知识面，培养创新型人才。笔者在几年的纳米材料科学与技术课程教学工作中有以下几点体会。

一基础理论知识的透彻讲解

纳米材料是一种介观物质，其物理化学性质不同于宏观物体，也不同于微观原子和分子。众所周知，宏观材料的尺寸改变时其物理化学性质不会有大的改变，但当材料的尺寸减小到纳米级时，其物理化学性质会有很大的变化，显示出不同于宏观材料的物理化学特性，如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、量子隧穿效应、库伦阻塞效应、巨磁阻效应等。这些特殊性质使得纳米材料在众多领域中有着重要的潜在应用前景，因而吸引着科研工作者的研究兴趣。

我学院为本科生开设这门课程是在大学四年级的第一学期，学生已经具有了一定的无机材料理论基础和实验经验，因此比较容易理解该课程内容。任课教师在讲解时注意引导学生对已学过的知识的运用。例如，介绍纳米微粒的制备方法时先讲解学生已经掌握的液相制备法如沉淀法和水热法，让学生认识到纳米材料不再神秘，又能触手可及，可以锻炼学生解决问题的能力。

在讲解量子隧穿效应时，运用量子力学的定态薛定谔方程来推导出一维势垒金属纳米粒子内部及外表面的电子运动状态波函数，结果金属纳米粒子外表面存在电子波函数，这种现象称为“隧道效应”。即金属纳米粒子表面处存在势垒，阻止内部电子向外逸出，但由于隧道效应，仍有一部分电子穿过表面势垒到达金属表面以外，并形成一层电子云。讲解量子隧道效应在扫描隧道显微镜纳米金属探针中的应用，使学生更容易理解和记忆枯燥的理论，进而达到活学活用的目的。

我院材料专业本科生在三年级时学习了X射线衍射技术。因此在讲解纳米颗粒粒径的表征方法时介绍了学生熟悉的X射线衍射技术中X射线衍射线线宽法（谢乐公式）测定一次颗粒晶粒度的方法。

碳纳米材料中多壁、单壁碳纳米管是大家关注的纳米材料。讲解单壁碳纳米管的结构时运用石墨片的模型。石墨片可以沿不同方向卷曲，得到各种螺旋度的纳米管，根据手性矢量Ch=na1+ma2的计算，可以将碳纳米管记为（n， m）。n和m的数值确定了纳米管的电学性质。例如当n=m时，纳米管为金属型，电子沿纳米管壁传输，因此金属型碳纳米管可用作纳米回路的导线等等。讲解单壁碳纳米管的表征方法时，采用透射电子显微镜的高分辨图片HRTEM和Raman光谱中的环呼吸振动峰等来进行表征。

二理论联系实际，激发学生积极性

纳米材料是一门实用性很强的学科，具有知识更新速度快的特点。大学四年级的学生面临着找工作、考研究生、考公务员等实际状况。如果任课老师此时一味地讲解基础理论知识，会使学生觉得枯燥无用，从而导致学生听课疲劳、厌学等现象，所以讲解时要注重理论联系实际。首先讲解与日常生活紧密相关的纳米材料，单臂碳纳米管阵列、磁性液体、钛酸钡纳米片及纳米纤维等。让学生了解这是一门有用的课程，激发他们深入学习的积极性，达到事半功倍的效果。

例如，讲解单臂碳纳米管阵列的合成及应用时，借助图像和动画，生动、直观地介绍了用微点阵技术将金属催化剂固定在硅基板上，然后采用化学气相沉积法在特定条件下使碳纳米管在硅片上垂直生长，形成单臂碳纳米管阵列。因为碳纳米管具有优异的场发射性质，单臂碳纳米管阵列可用于场发射高清晰度平板显示器等。

详细讲解磁性液体的多种用途，如用于旋转轴的动态密封、润滑剂、增进扬声器功率、矿物浮选、传感器、阻尼器件等。

广泛应用于数码产品中的多层陶瓷电容器的发展方向趋于大容量和薄层化，其主要原料钛酸钡高纯超细粉体的制备工艺备受学术界关注。任课老师查阅最新的钛酸钡纳米片及纳米纤维的制备及表征的文献，介绍给学生并进行探讨，激发学生的学习兴趣。

三注重课程在研究课题中的应用

研究合成无机材料的同学很多会用到透射电子显微镜（TEM）技术进行晶体结构表征。讲解纳米材料的结构表征时，让本科学生了解透射电子显微镜（TEM）的结构的同时掌握支持膜法制备纳米粉末样品。而且该课程的内容可能在以后的研究生学习中起到重要的作用。

在为硕士生讲解时，要求他们掌握电子衍射原理和初等结晶学等内容，并选用立方晶系材料的选区电子衍射图片具体讲解了衍射斑点的指数标定方法，让学生认识到学习该课程的重要性。准备一些与课题有关的或最新的纳米材料英文文献，分组翻译，并进行讨论，将基础理论知识与研究课题相结合，提高他们的综合能力。

四营造和谐互动的课堂气氛

笔者是一位留学回国人员，在国外攻读硕博课程期间有很多的学习体会。例如每周举行一次组会。组会具体内容有基础理论学习、课题进展报告、文献研读等。与学生一起分享自己的研究和学习的经验，讨论学习方法、学习经验，从而可以使学生有计划、有目的地使用时间，获得事半功倍的学习效果。例如，利用关键词搜索大量文献，通过泛读找到与课题有关的研究背景，再进行精读，来了解课题进展情况等。根据自己的学习经历，参考部分国外的教学模式，例如组会模式，活跃课堂气氛，激发学生学习的积极主动性。

人类的每一次进步都和一种或多种新材料的开发密不可分。新技术的产生是以新材料为基础的。纳米材料对我们国家经济振兴及国力增强，实现中国梦具有战略性影响力。因此高校为本科生和硕士生开设纳米材料科学与技术的专业课程是有必要的。纳米科技具有发展迅速、知识更新速度快的特点，任课老师要针对课程特点不断地查阅最新文献，更新纳米材料科研成果的内容。讲解时要注重纳米科技理论知识和实际应用的联系，借助图像和动画等形式，激发学生的学习兴趣。营造和谐互动的课堂气氛，以学生为主体，帮助学生做好学习规划，有效利用时间，获得事半功倍的效果。

参考文献

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[6]朱屯.国外纳米材料技术进展与应用[M].化学工业出版社，2002.

4.纳米材料与纳米技术论文 篇四

美国国家科学基金会的纳米技术高级顾问米哈伊尔?罗科预言：“由于纳米技术的出现，在今后30年中，人类文明所经历的变化将会比刚刚过去的整个20世纪都要多得多。”

纳米到底有多小?纳米材料与技术到底是个怎样的专业?这一新兴技术可以运用在哪些领域?它的主修课程有哪些?有哪些院校开设?发展前景如何?

一、专业解析

什么是纳米材料与技术?

想要了解纳米材料与技术，首先要弄清楚“纳米”是什么。纳米是长度单位，1纳米是1米的十亿分之一，大约相当于1根头发的八万分之一。别看它身材小，但作用很大。因为纳米正好介于以原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，而且纳米材料还带有“特异功能”，具有奇异的化学物理特性。

例如，有些纳米材料十分结实，强度比普通金属高十几倍，同时弹性又堪比橡胶，人们幻想有一天会使用这样的纳米钢材制造出汽车、飞机或轮船，使它们的重量减少到原来的1/10；而有的纳米材料轻而柔软，又非常强韧，密度是钢的1/6，而强度却是钢的l00倍，做防弹背心再好不过;还有的纳米材料可以吸收太阳光中的光能，直接作为电源使用。

纳米虽然微小，但是它构建的世界却是神奇而宏大的。纳米技术就是利用纳米材料的奇妙性能，制造具有特定功能的零部件和产品的技术。一些权威专家预测，未来纳米技术将在生物医学、航空航天、能源和环境等领域“大显身手”。

这个专业学什么?

在2012年最新颁布的普通高等学校本科专业目录中，纳米材料与技术专业属于工学门类中的材料类二级学科，标准学制4年，毕业后授予工学学士学位。

纳米材料与技术专业的学习内容大体包括公共课程和专业课程两部分。公共课程主要是数学、物理、化学、英语等。从大二起，学生会接触到部分材料类、纳米的专业知识。专业课程主要包括材料现代研究方法、材料化学基础、材料物理性能、材料力学性能、量子统计、材料表面与界定、纳米结构与性能、低维材料物理与技术基础、磁性材料等。作为一个新兴专业，很多院校还会根据各自的培养特点设置有针对性的专业课程，专门制定适合本校该专业的人才培养方案。

二、专业与就业

身材虽小领域宽广

有学者曾预言，本世纪经济发展的三大支柱产业是信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术。而纳米技术又是信息和生命科学技术进一步发展的坚固基石。未来的纳米技术和纳米材料将向新材料、微电子、计算机、医学、航天、航空、环境、能源、生物技术和农业等诸多领域渗透。

以目前纳米科技整体发展状况而言，欧、美、日已大力发展多年，而我国的纳米科技研究尚处在起步阶段，无论是科研水平或市场契合度，与欧、美、日均有一定差距。但是差距大也意味着潜力大、空间大，一旦纳米技术进入日常生活，该专业人才的需求量肯定会急剧上升。

纳米材料与技术专业的毕业生具有扎实的材料科学以及与纳米材料相关的数学、物理、化学、微电子、计算机应用等方面的基础知识和技能。适应于高科技发展需要，可从事材料领域高科技研究和高新技术应用等工作。

毕业生主要在相关的科研机构、高等院校从事科学研究、教学工作，或者在电子信息、新能源、航空航天、仪器仪表、生物医药等高科技企业从事新材料研制、新产品开发及新技术工艺研究等高科技含量的工作。

纳米技术虽然在科研领域比较热门，但产业化程度不高。目前，该专业毕业生最理想的就业方向以研究单位和高校居多，也有很多人选择进一步深造，进入国内外著名高校攻读硕士、博士。

三、报考指南

目前，我国有北京航空航天大学、北京科技大学、南京理工大学、大连理工大学、苏州大学等5所院校获批开设纳米材料与技术专业，并从2011年起开始首次招生。

方向不同找准目标

已开设纳米材料与技术专业的院校都是在该领域领先的佼佼者。各校都有自己的培养方向和优势特色。考生可在报考时根据自己的兴趣爱好和各校培养方向认真选择。例如：北京航空航天大学的材料科学与工程学院的实力在全国同等专业类型中排名第八，在纳米机械和纳米涂层方面非常有优势。

北京科技大学的纳米材料与技术专业着重进行各种纳米材料制备、纳米结构及性能表征、纳米材料应用等基础科学及应用技术方面的研究。南京理工大学人

才培养的特点是能够满足微电子和光电子材料与器件、新型功能材料、高性能结构材料等战略性新兴产业领域中的用人需求。大连理工大学的纳米材料与技术专业属于化工与环境生命学部的化工与制药类专业之一，培养的人才适于综合解决纳米材料工业化生产中的技术问题。

三、报考看清专业名称

目前，教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中与新材料相关的，除了纳米材料与技术专业，还有功能材料、光电子材料与器件专业等。它们同属于工学中的材料大类。但在报考过程中还是要看清楚专业目录中各院校具体招生的名称，以免发生错漏。

如北京航空航天大学纳米材料与技术专业属于材料科学与工程学院，招生时按材料科学与工程专业大类招生。大连理工大学的纳米材料与技术专业属于化工与制药类，招生时按化工与制药大类招生。其他院校的都是以纳米材料与技术专业名称来招生的。

报考纳米材料与技术专业的学生最好在数学、物理、化学等科目有很好的基础，学习时更占优势。

5.纳米材料与纳米技术论文 篇五

纳米材料与技术在废水处理中的应用及前景

纳米技术是一种具有深刻理论研究价值和广泛应用前景的高新技术,通过概述纳米技术的内涵和纳米材料的特殊性质,以及综述近几年纳米技术与材料在废水化处理中的应用及研究进展,如光催化纳米材料、纳滤膜等可用于处理有机或无机废水,较传统的水处理技术有较大的.突破,并指出目前国内外的研究热点,认为该领域在水处理方面具有广阔的应用前景.

作 者：刘庆禄 林波 Liu Qinglu Lin Bo 作者单位：南昌大学,环境科学与工程学院,江西,南昌,330031刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：32(11)分类号：X703.1关键词：纳米技术 纳米材料 纳滤膜 废水处理

6.纳米材料与纳米技术论文 篇六

关键词：纳米材料; 水泥; 混凝土; 探索;

0 引言

纳米材料典型的晶粒尺寸为1~100nm, 作为一种新材料在各领域展现出广阔的应用前景。在当今建筑行业, 水泥混凝土被广泛应用, 但是由于其成本的原因, 还没有对纳米技术及纳米材料在水泥混凝土的改造性上加以重视。研究证实, 水泥硬化浆体的组成是:纳米级孔、纳米级粒子和毛细孔。研究成果证实:用纳米技术及纳米材料可以进一步改善水泥混凝土的微观机构, 可以对水泥混凝土进行改性, 显着提高混凝土的物理学性能和耐久性。

1 纳米材料的特性及作用

7.纳米材料与纳米技术论文 篇七

埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然的多壁纳米管状材料,属高岭石的变种,亦称变高岭石。HNTs的片层由硅氧四面体与铝氧八面体组成,其外壁含有一定的羟基,具有极性,但相互间作用力不强,易于分散,因此HNTs已作为一种新型的聚合物增强材料得到应用与研究。本课题组将HNTs与聚丙烯熔融共混[6,7,8],得到了力学性能优异的聚丙烯/HNTs纳米复合材料。与聚丙烯等非极性基体相比,极性的PA6与HNTs的相容性更好,HNTs在其中的分散将更加均匀中。目前还未见HNTs增强PA6纳米复合材料这方面的文献报道。本方法对PA6与HNTs熔融共混得到的PA6/HNTs纳米复合材料的制备与性能进行研究。

1 实验部分

1.1 原料

埃洛石(HNTs),产地湖北,过100目筛,共混前于80℃下烘12h;PA6,ZISAMIDE TP6603,台湾集盛实业股份公司生产,熔融指数50g/10min,共混前于80℃下烘12h。

1.2 试样的制备

将PA6与HNTs按预定比例混合好,再用挤出机造粒,然后注射成标准样条以进行性能测试。挤出温度设定依次为200℃/240℃/240℃/240℃/235℃/235℃/230℃/230℃;挤出机喂料转速和主机转速分别为25r/min和100r/min。挤出的粒料经80℃×12h干燥后注射成型,注射温度设定依次为200℃/240℃/240℃/270℃。

1.3 测试与表征

拉伸样条按照GB1040-92标准执行测试,试样为哑铃形,拉伸速率为50mm/min;缺口冲击强度按照GB/T1843-1996标准执行测试,V形缺口,试样尺寸为80mm×10mm×4mm,缺口深度1mm;弯曲性能按照GB/T9341-2000标准执行测试,弯曲样条尺寸为80mm×10mm×4mm,跨度64 mm,压头速率20mm/min。

PA6及纳米复合材料的动态力学性能采用NETZSCH DMA 242动态力学性能分析仪进行分析,采用3点弯曲模式(温度范围:-50~150℃,升温速度:5℃/min,频率为1Hz),试样尺寸为60mm×10mm×4mm;DSC采用TAQ 20示差扫描量热仪进行,所有操作在N2氛围中进行。先将试样快速升温至250℃,保温5min,然后以10℃/min的速度冷却至室温,再以10℃/min升温至250℃。

冲击式样断面采用Bio-Rad扫描电镜喷涂系统喷金,用德国LEO公司的SM 1530 VP型扫描电子显微镜进行扫描电镜观察。

采用Leica EM UC6型超薄切片机对试样超薄切片,厚度大约120nm;采用Philip CM12型透射电子显微镜进行观察,加速电压为30kV。

2 结果与讨论

2.1 力学性能

表1所示是HNTs的含量对PA6纳米复合材料力学性

能的影响。由表1可以看出,随着HNTs含量的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度略有提高,而弯曲强度与弯曲模量大幅提高。例如,当HNTs的含量为10份(约9%)时,弯曲强度和弯曲模量分别提高了19%和52%。由于HNTs管间相对低的相互作用,在熔融共混时,HNTs可以均匀地以纳米尺寸分散在PA6基体中;另外,HNTs外壁与端面含有羟基和硅氧键,能与PA6的酰胺基之间形成氢键,强化了两者之间的相互作用,因此HNTs能明显增强PA6。

为进一步揭示HNTs对PA6的增强机理,采用透射电镜(TEM)以及对缺口冲击试样的断面采用扫描电镜(SEM)进行了分析。图1所示为PA6/HNTs纳米复合材料的SEM照片,从图中可以看出,不管是加入低份(2份)还是高份(13份),HNTs都均一的分散于PA6基体中,且以单管的形式存在,无团聚或多管聚集在一起的现象,这从透射电镜照片(图2)可进一步得到证实。从图1还可看出,绝大部分HNTs都垂直与缺口冲击断面,这说明在PA6基体中,HNTs有取向现象,这可能是复合材料力学性能明显提高的一个原因;另外还可看到,大部分HNTs被破坏而极少有被拔出,这证明埃洛石与PA6基体间有着较强的界面相互作用,使载荷能通过基体顺利传递到HNTs,从而展现出突出的增强效果。

2.2 动态力学性能

图3所示为PA6及其纳米复合材料的储能模量与损耗角正切(Tan δ)随温度的变化曲线。由图3(A)可知,随着HNTs份数的增加,PA6纳米复合材料的储能模量显著增加。当PA6基体中加入5份HNTs时,在玻璃态(-25℃)和橡胶态(100℃),其储能模量分别增加了35.5%和69.8%。当加入13份HNTs时,在玻璃态(-25℃)和橡胶态(100℃),其储能模量分别增加了54.6%和127.2%。玻璃态模量和橡胶态模量的同时升高进一步表明HNTs与PA6之间的强界面相互作用。如上所述,这种相互作用由于HNTs的纳米级均匀分散和与PA6之间氢键作用引起。

由图3(B)可知,PA6纳米复合材料的Tg与纯PA6的Tg一致,均为63.8℃,可能是一维的HNTs对PA6分子链运动的阻碍作用较少所致。这与碳纳米管增强PA6纳米复合材料的结果一致[1],却与2维层状的有机蒙脱土增强聚合物纳米复合材料的结果不同[9]。这应是碳纳米管与HNTs均为一维纳米管,对PA6分子链运动的空间阻碍作用较少,而剥离开的片状的蒙脱土极大的限制了聚合物链的运动,从而导致其增强的聚合物纳米复合材料的Tg向高温漂移。

2.3 熔融与结晶行为

采用DSC对PA6/HNTs纳米复合材料的熔融与结晶行为进行了研究。图4(A)为PA6及其纳米复合材料的冷却结晶曲线,B为二次熔融曲线。从图4(A)可看出,冷却结晶曲线表现为单一的放热峰,只是复合材料的始结晶温度向高温漂移,这表明HNTs起到了成核剂的作用;从图4(B)可知,PA6及其低含量(2份)的纳米复合材料的熔融曲线表现为双重峰,随着HNTs含量的递增,熔融曲线出现三重峰,第Ⅱ、III峰分别对应γ(六方晶系)晶型与α(单斜晶系),第I峰的出现是由不完善的γ(六方晶系)晶型引起[10]。表2所示是PA6及其纳米复合材料的结晶参数。从表2可知,HNTs的加入先使复合材料的结晶度上升后有下降的趋势。这是由于当HNTs含量较少时,由于大幅度提高了异相成核速率,因而结晶速率上升,结晶度提高;当HNTs含量增大后,其对PA6分子链运动的阻碍作用增大,因而结晶速率下降,结晶度下降,生成不同尺寸或不同完善程度的晶体;DSC升温过程中,不完善的晶粒会先熔融,然后再结晶形成具有更高熔融温度的结晶,温度进一步升高,重结晶熔化,从而表现为三重熔融行为。

3 结 论

(1)采用双螺杆挤出机将HNTs与PA6熔融共混制成了性能优异的PA6/HNTs纳米复合材料。

(2)未经改性的HNTs以纳米尺度均一分散于PA6基体中,PA6基体与HNTs相互间有着强烈的界面结合力。

(3)通过动态力学性能分析(DMA)可知,虽然HNTs能显著提高PA6的储能模量,但对Tg没有明显的影响;

(4)HNTs作为一种增强材料对PA6的结晶行为有着显著的影响。在基体中能起到成核剂的作用,提高了PA6的结晶温度。HNTs份数少时能提高PA6/HNTs纳米复合材料的结晶度,份数多时会使其结晶度下降和生成不稳定的晶体。

参考文献

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[9]Kojima Y,Usuki A,Kawasumi M,et al.[J].Journal of Mate-rials Research,1993,8,1185.

8.纳米材料与纳米技术论文 篇八

摘要：近年来，随着纳米技术的不断发展，由于其本身具有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等特点，使得其能够区别于传统的材料。纳米技术本身的理论价值比较深刻，且由于其独特的性质，获得了广泛的应用。这也是科学技术不断发展逐渐产生的高薪技术。在当前的社会中，纳米技术已经逐渐渗透到一些传统的产业中。在建筑材料中应用纳米技术，对建筑产业的发展有积极的应用。

关键词：纳米技术；建筑材料；应用

納米技术对未来社会经济的发展有重要的意义，纳米技术对建筑材料的发展也是十分巨大的。在近年来，人们对建筑行业的要求越来越高，对建筑材料的要求也越来越严格。通过在建筑材料中应用纳米技术，对促进建筑材料、建筑产业的进一步发展有积极的促进意义。

一、纳米科技的内涵、产生与发展

（一）纳米技术的内涵

纳米本身是一个长度单位，1nm=10-9m。纳米粒度是介于原子簇和宏观物体交界之间的过渡区域的。所谓纳米材料就是指该材料的几何尺寸基本可以叨叨纳米级，且该材料还具有特殊的性能。比较常见的纳米材料包括纳米结构晶体或三维纳米结构、二维纳米结构或纤维状纳米结构、一维纳米结构或层状纳米结构以及零维原子簇或簇组装四大类[1]。因为纳米材料自身的结构比较独特，因此还具有一些传统的的材料不具备的性质。

纳米技术最早是在胶体化学出现后，在科学家对直径1-100nm的微粒系统研究的过程中，物理学家在演讲中提出了纳米科技与纳米技术的问题。随后，就有学者将纳米微粒作为结构单元成功的合成了纳米块体材料。

（二）纳米科技的发展

在上世纪末，科学技术不断发展，出现了扫描隧道显微镜、原子力显微镜等以及原子操纵加工技术，能够直接对物资表面的原子结构进行观察，这对纳米科技的不断发展贡献出巨大的力量。学者与专家通过利用惰性气体蒸发原位加热法制出了具有清洁特性的纳米晶体材料，这也就预示着纳米技术从纳米科技中逐渐分离出来。通过不断促进纳米技术的发展，人类就可以根据自己的需求，对单个的原子与分子进行操纵，这也是21世纪科学不断发展的新课题。

二、纳米技术在建筑材料中的具体应用

随着人们生活水平的逐渐提高面对建筑材料的要求越来越高。通过在建筑材料中应用纳米技术，能够开发出具有更高价值与更多功能的建筑材料，从而促进建筑行业的不断发展。将一些具有特殊功能的纳米材料与建筑材料进行复合作用，从而能够使建筑材料具备新的功能。

（一）纳米技术在陶瓷材料的应用

在当前的建筑陶瓷材料中，应用纳米技术，使得传统的陶瓷材料逐渐向纳米陶瓷和纳米陶瓷基复合材料转变是主要的发展形势。因为传统的陶瓷材料质地较脆，且其韧性与强度都较差，这就使得其在建筑工程中的应用受到一定的限制。通过在陶瓷材料中应用纳米技术，及可以使传统的陶瓷材料中的晶粒细化，这也可以促使晶粒内的滑移实现，从而使材料更加具有可塑性[2]。同时，晶粒细化也可以有效的减少陶瓷材料中的缺陷与气孔。在陶瓷基体中加入纳米材料，还能有效的改善材料的强度、韧性及其高温性能。可以通过应用纳米SiC、Si3N、SiO2等制成的陶瓷材料，其硬度、强度与韧性都得到有效的提升，且具有低温超塑性等特点。这就使得纳米陶瓷作为具备耐热性、耐磨性等特性的新型材料，在建筑工程中获得更加广泛的应用。

（二）纳米技术在玻璃、塑料和橡胶制品的应用

纳米技术在玻璃、塑料以及橡胶等建筑材料领域也获得了较为广泛的应用，

纳米材料在玻璃、塑料和橡胶等领域都能发挥重要作用。在橡胶材料中加入纳米Al2O3和SiO2，可以使其介电性和耐磨性得到有效的提升，且与传统的用炭黑做填料的橡胶相比，其弹性也有明显的增强。在一些有机玻璃的生产中加入经过表面修饰的SiO2，不仅不会影响该玻璃材料的透明度，还能使该玻璃材料的韧性与强度得到提升，还能有效的屏蔽紫外线，其功能的完善性远远超出了传统的钢化玻璃与镀膜玻璃。通过在透明塑料的生产中加入Al2O3和SiO2，发挥其本身的可塑性强，粒度小和透光的特点，能够使塑料材料的透明度、强度和韧性得到较大的提高，同时还能减少外界紫外线对材料的损害，从而在建筑塑料中获得广泛的应用。

（三）纳米技术在粘合剂、密封胶和润滑剂方而的应用

在一些国家中已经大胆的将国外已将纳米SiO2作为添加剂的一种，将其加入到建筑用粘合剂和密封胶中，从而能够使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性能得到有效的改善与提高。主要是因为在SiO2外，即在其表面上形成并覆盖有机材料，该材料形成后就具有永久的功效，应用纳米技术将其添加到密封胶中，就可以形成纳米硅石结构，其胶体流动就会逐渐形成网络结构，其粘结效果得到有效的提升[3]。且因为使用纳米技术后，其颗粒更小，其密封性也就得到了进一步的提高。在一般的建筑工程施工时，大型的器械都会发出较大的噪音，通过使用纳米技术制成的润滑剂，因为在其表面已经形成了半永久性的固态膜，其润滑效果得到有效的提升，就可以使噪音得到控制与降低，同时也能使该设备的寿命延长。

结束语

纳米技术由于其独特的功能，在建筑材料中与传统的材料结合起来，获得了广泛的应用，使得传统的建筑材料产业得到了进一步的发展。且在近年来在建筑行业不断发展的基础上，越来越多的纳米技术应用其中，必将会对建筑材料、建筑行业的发展产生深远的影响为了能够进一步实现纳米技术与建筑材料的发展，还需要进一步开发具有新功能的纳米材料，并逐渐扩展纳米技术在建筑材料中的应用。

参考文献：

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[2]张瑞锐，郭永聪，罗刚，刘雄伟.纳米材料在绿色建筑中的应用及其挑战[J].硅酸盐通报，2014，06：1408-1412.1417.

9.纳米材料与纳米技术论文 篇九

张成12721617

（上海大学材料科学与工程学院，上海 200072）

摘要：文章简要地概述了纳米材料的结构和基本效应，分别从纳米材料的热容、晶格参数、及纳米材料参与反应时反应体系的化学平衡吸附能等方面对纳米材料热力学的研究进展进行了阐述，并对热力学在纳米材料中的应用做了介绍，同时对其应用前景进行了展望。关键字：纳米材料；热力学；效应；结构

Development and Application forTheStructure and ThermodynamicFunctions of TheNanomaterials

ZhangCheng 12721617（School of Materials Science and Engineering，Shanghai University，Shanghai 200072，china）Abstract: The structure of the nanometer materials and the characterristics of nano material are briefly introduced in this paper.The thermodynamics properties of nanomaterials are usually different from the status of bulk materials.Thus,it is very important to stuty the thermodynamics of nanomatericals.The review focuses the status of research on thermodynamics of nanomaterials including heat capacity, lattice parameters and other thermodynamic functions.In addition, the development of thermodynamics in this field is introduced with the prospection for its application.Keywords:nanomaterials;thermodynamics;structure;functions

1.前言

纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中一个研究热点。这是由于它不仅具有独特的结构特征(含有大量的内界面)，能为深入研究固体内界面结构与性能提供良好的条件，而且它还表现出一系列优异的物理、化学及力学性能，能为提高材料的综合性能发展新一代高性能材料创造优异的条件。

纳米热力学(nanothermodynamics)这个名词最早正式出现在2000年，美国亚利桑那州立大学的Chamberlin在研究铁磁体的临界行为时使用了这一名词[1],Giebultowicz在nature上撰文认为纳米尺度热力学为热力学这一传统理论提供了新的发展契机[2]。美国加利福尼亚大学的Hill是最早真正涉足纳米热力学这一领域的科学家，他的一系列工作为纳米热力学理论的应用奠定了基础[3-5]。事实上，近年来已经有科研工作者利用这一理论得出了一些传统 热力学理论难以

图1.纳米颗粒材料的SEM图

Fig.1 Scanning electron microscope picture of nanoparticles materials

2.2 纳米材料的结构

材料学研究认为：材料的结构决定材料的性能，同时材料的性能反映材料的结构。纳米材料也同样如此。

对于纳米材料，其特性既不同于原子，又不同于结晶体，可以说它是一种不同于本体材料的新材料，其物理化学性质与块体材料有明显的差异

纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成。纳米晶粒内部的微观结构与传统的晶体结构基本一致，只是由于每个晶粒仅包含着有限个晶胞，晶格点阵必然会发生一定程度的弹性畸变。尽管每个晶粒都非常小，但与传统粗晶材料类似，其内部同样会存在着各种点阵缺陷：如点缺陷、位错、孪晶界等。在纳米材料中，点缺陷及位错等低维缺陷很不稳定，经充分弛豫后，很难在纳米晶粒中继续存在。而面缺陷则相对比较稳定，即使在纳米微粒中也可以有孪晶界存在[8]。

纳米材料的结构特点是：纳米尺度结构单元，大量的界面或自由表面，以及结构单元与大量界面单元之间存在的交互作用。在结构上，大多数纳米粒子呈现为理想单晶，也有呈现非晶态或亚稳态的纳米粒子。纳米材料的结构上存在两种结构单元；即晶体单元和界面单元。晶体单元由所有晶粒中的原子组成，这些原子严格地位于晶格位置；界面单元由处于各晶粒之间的界面原子组成，这些原子由超微晶粒的表面原子转化而来。界面原子密度低，界面上邻近原子配位数发生变化，界面原子间距差别大。

纳米材料由于非常小，使纳米材料的几何特点之一是比表面积（单位质量材料的表面积）很大，一般在102～104m2/g。它的另一个特点是组成纳米材料的单元表面上的原子个数与单元中所有原子个数相差不大。例如：一个由5个原子组成的正方体纳米颗粒，总共有原子个数125个，而表面上就有约89个原子，占了纳米颗粒材料整体原子个数的71%以上。这些特点完全不同于普通的材料。例

表面能。随着纳米粒子尺寸的减小，比表面积急剧加大，表面原子数及比例迅速增大。例如，粒径为5nm时，比表面积为180m2/g，表面原子的比例为50%；粒径为2nm时，比表面积为450m2/g，表面原子的比例为80%。由于表面原子数增多，比表面积大，原子配位数不足，存在未饱和键，导致了纳米颗粒表面存在许多缺陷，使这些表面具有很高的活性，特别容易吸附其他原子或与其他原子发生化学反应。这种表面原子的活性不但引起纳米粒子表面输运和构型的变化，同时也引起表面电子自旋、构象、电子能谱的变化。利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料[11,12]。2.3.2 体积效应

由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，因此许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象称之为体积效应。其中有名的久保理论就是体积效应的典型例子。久保理论是针对金属纳米粒子费米面附近电子能级状态分布而提出的。随着纳米粒子直径减小，能级间距增大，电子移动困难，电阻率增大，从而使能隙变宽，金属导体将变为绝缘体[13]。2.3.2 界面效应

纳米材料具有非常大的界面，界面的原子排列是相当混乱的。原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出很好的韧性与一定的延展性，使材料具有新奇的界面效应。研究表明，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3~ 5倍[13]。

3.纳米材料热力学特性

3.1热容

1996年，Bai等[14]在低温下测定了纳米铁随粒度变化的比热，发现与正常的多晶铁相比，纳米铁出现了反常的比热行为，低温下的电子比热系数减小50%。1998年，Zhang等[15]研究了粒度和温度对纳米粒子热容的影响，建立了一个预测热容的理论模型，结果表明: 过剩的热容并不正比于纳米粒子的比表面，当比表面远小于其物质的特征表面积时，过剩的热容可以认为与粒度无关。2002年，Eroshenko等[16]把多相纳米体系的热容定义为体相和表面相的热容之和，因为表面热容为负值，所以随着粒径的减小和界面面积 的扩大，将导致多相纳米体系总的热容的减小。他们还建立了多相纳米体系热容的理论模型，从理论上说明了体系热容随界面的扩大而降低。对于苯液滴，当半径达到1.05nm时，热容为零，而水滴热容等于零时的半径为1.51nm。2003年，徐慧等[17]建立了一维纳米随机链模型，应用点阵动力学的方法计算了一维纳米晶体的熵、热容以及振动自由能等，发现纳米晶体的熵比单晶的熵值高，这些结果可以用纳米晶体的特殊结构来

3.5 纳米粒子的吸附热力学

强吸附性是纳米粒子的重要特性之一。量子化学是研究纳米粒子吸附性质的主要方法之一，但是这些理论研究主要是计算计算了某个原子簇下的吸附能，且原子簇中包含的原子个数还均较少，仅有几个或十几个。在一些模拟实验中，纳米材料同普通块体材料的吸附分离效果一样也受值浓度、吸附时间、温度等因素的影响，其吸附等温线符合Langmuir、Freundlich等温曲线。不同温度下等温吸附曲线的测定和等量吸附焓的计算表明: 多壁碳纳米管对偏二甲肼的吸附是吸热的。

4.热力学在纳米材料中的应用

迄今，关于纳米材料的绝大多数工作集中于研究纳米界面的结构和特性，而忽略纳米晶粒内部的晶体对整体材料的贡献．如文献中已有的关于纳米材料热力学性质的研究，几乎全部以纳米晶界面的焓、熵和自由能作为表征整体纳米材料的热力学函数，并以之为判据探讨纳米多晶体材料的相变热力学．这一近似处理对于极细的纳米材料(如尺度小于10nm，约30％以上的原子位于界面上)是可行的，这也是Wagner[22]在其经典的界面膨胀QDA理论中首先指出的模型适用条件：“尺寸为10个纳米以下的多晶体且具有随机的晶体取向”。然而，对于较粗的纳米材料，上述近似处理则显示出局限性，尤其当晶粒尺寸超过几十纳米时，在相变热力学中对特征转变温度和临界尺寸等重要参量的预测将导致很大误差为此，因此在建立纳米界面确定型热力学函数的基础上，发展整体纳米材料的计算热力学，明确纳米尺度下多晶体的热力学函数与界面过剩体积、温度和纳米晶尺寸之间的定量关系，并将其应用于纳米材料相变热力学研究。基于热力学判据，预测纳米材料生成相、相稳定存在条件及相变行为，由此可为具有一定晶体结构和物理、机械性能的稳定纳米相的获得提供依据。

4.1纳米晶界的热力学函数

相对于完整晶体点阵结构上的原子，晶界上原子的配位数减少，原子排布密度降低，可以理解为晶界处于原子体积“胀大”了的非平衡状态。基于此考虑，Fecht和Wagner[22]认为，纳米晶界的热力学性质可以用类似于膨胀晶体的性质来描述，即建立“界面膨胀模型”。其中以界面的过剩体积△V作为描述纳米晶界面热力学性质的重要参量，它反映界面原子体积相对于晶内原子体积的增加量，定义为：△V=Vb/V0-1。

由Smith等[23]人发展的EOS定量描述了原子结合能与点阵常数之间的普适关系，并已证实成功地应用于解释双金属层的粘附、化学吸附以及表面能等问题。更重要的是，EOS对有较大比例的原子位于晶界的纳米晶体，由于“晶界膨胀”而产生的晶内负压，给出了合理的定量描述，此压力是表征纳米晶界面自由焓的

2.3r0B，(12)13lPP0其中0为参照温度下的体膨胀系数，其值取为线膨胀系数0的三倍。综合以上式子，可以得到以界面过剩体积和温度为变量的纳米晶界处的热力学函数，即焓、熵和吉布斯自由能，其具体表达式如下：

HbV，TE1Vr9l0.05V43r1V3B01V303r0323VWV0expVrBTTl30R0l,(13)SbV，T3kBIn1VVV，TVV，T，(14)

(15)GbV，THbV，T3kBTTRTSbV，T3kBInTTR, 其中

V11V13，(16)WVexpC011VC07.06E1213，(17)，(18)

B0r01232V27828182r061V73WV1C0V2716,(19)

r061V2r06CoWV274r001V61V2C02VWVV43WV1C0V，(20)

2TTR,(21)V，T45892r001V6V，T2r031V10TTR,(22)

4.2.纳米晶粒内部热力学函数

纳米晶粒内部晶体的热力学函数按照块体多晶体材料的热力学性质进行计算．由经典热力学理论，计算常规多晶体的焓、熵和吉布斯自由能的函数表达式分别为：

速高效的基因组测序基因诊断 基因治疗药物，导弹，技术，可靠人工组织和器官复明复聪器件等方面的应用 在环境保护方面，纳米材料因其具有强的吸附性能，在污水处理和空气净化方面也将会起到重要作用。

纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革[24]。

参考文献

[1] Chamberlin R V.Mean-field cluster model for the critical behaviour of ferromagnets[J].nature.2000(408): 337~339 [2] GiebultowiczT.Nanothermodynamics-Breathing life into an old model[J].nature.2000,(408):299~300 [3] Hill T L.A different approach to nanothermodynamics[J].Nano Lett.2001,1(3):111~112 [4] Hill T L.A different approach to nanothermodynamics[J].Nano Lett.2001,1(3):159~160 [5] Hill T L.A different approach to nanothermodynamics[J].Nano Lett.2001,1(3):273~275 [6] 姜俊颖,黄在银,米艳,李艳芬,袁爱群.纳米材料热力学的研究现状及展望[J].化学进展.2010,22(6):1058~1059 [7] 曹学军.神奇的纳米技术[J].国外科技动态.2000,9(3):33~36 [8] 张全勤.纳米技术新进展[J].国防工业出版社.2005.(45):78~80 [9] 施利毅.纳米材料[D].华东理工大学出版社.2007,136(96):12~15 [10] 石士考.纳米材料的特性及其应用[D].大学化学.2001,16(2):39~40 [11] 李泉，曾广斌.纳米粒子[J].化学通报.1995,(6):29 [12] 李良果,郑庆龙,张克.纳米粒子结构分析[J].化工新型材料.1991,19(12):12 [13] 符寒光，邢建东.纳米材料特性及其在冶金工业应用的展望[J].冶金信息导刊.2001,(6):26 [14] Bai H Y，Lou J L，Jin D,etal.Free-energy diagram and spontaneous vitrification of an ion-mixed metastable hexagonal phase in the Ni-Mo system[J].Journal of materials science letters.1996,79(1):361~364 [15] ZhangHZ,BanfieldJF.Energeticsofnanocrystalline TiO2.Nanostruct[J].Mater.1998, 10(2):185~194 [16] Eroshenko V A,Stoudenets V P.Composites:Part A,2002,33(10):1349-1353 [17] 徐慧,李新梅,钟桂雄.纳米晶体热学性质的理论研究[J].电子元件与材料.2003,21(10): 10~12 [18] 刘洋.纳米材料德拜温度、体膨胀系数及热容的尺寸效应.吉林大学硕士学位论文.2008 [19] Kim H K，Huh S H,Park J W,etal.Chem.Phys.Lett.2002,354(1):165~172 [20] 蒋青,梁立红.纳米晶体的熔化与过热[J].世界科技研究与发展.2003,24(6):57~67 [21] Polak M,RubinovichL.Nanochemical Equilibrium Involving a Small Number of Molecules: A Prediction of a Distinct Confinement Effect.2008,8(10):3543~3547 [22] Wagner，Andreas Otto，Hohlbrugger，Peter.Effects of different nitrogen sources on the biogas

10.材料成型与控制技术简历 篇十

销售行政及商务

酒店/旅游

职位名称：技术员，销售 ; 工作地区： 待遇要求：-3000元/月 不需要提供住房 到职时间：可随时到岗

教育培训
教育背景：	时间 所在学校 学历 9月 - 7月 福建交通职业技术学院 专科

时间	所在学校	学历
9月 - 7月	福建交通职业技术学院	专科

工作经历
	所在公司： 颖明（福州）标准件有限公司 时间范围： 204月 - 年11月 公司性质： 外商独资．外企办事处 所属行业： 机械制造、机电设备、重工业 担任职位： 工程/机械/能源-维修工程师 工作描述： 维护机台的正常运行 离职原因：
	所在公司： 厦门裕元达机械设备有限公司 时间范围： 2010年4月 - 8月 公司性质：   所属行业： 机械制造、机电设备、重工业 担任职位： 工程/机械/能源-维修工程师 工作描述： 安装机台 售后服务 离职原因：

所在公司：	颖明（福州）标准件有限公司
时间范围：	204月 - 年11月
公司性质：	外商独资．外企办事处
所属行业：	机械制造、机电设备、重工业
担任职位：	工程/机械/能源-维修工程师
工作描述：	维护机台的正常运行
离职原因：

11.纳米电子技术的发展与展望 篇十一

关键词：纳米电子技术；发展；展望

随着我国电子科学技术的迅速发展，纳米电子技术也引起了很多人的关注，纳米电子技术的应用价值渐渐的越来越广泛，纳米电子技术可以研制出功能奇特，性能优良的产品，也可以实现一种高效率的工作模式。但在我国的电子科学技术研究中，对纳米电子技术的研发比较浅显，而研发出新的纳米电子技术是很有必要的，它不仅能够改善人们的生活水平，也能推动我国电子科学技术的发展。

1 纳米电子技术的概念和发展背景

1.1 纳米电子技术的概念 在纳米科学和纳米技术中，纳米电子技术是一个新兴的学科，也是纳米科学和技术中比较重要的组成部分，它不仅是推动电子实业发展的重要前提，也是微电子学的发展方向。纳米电子技术更新技术的方法是研究纳米空间里的电子等微小物质，同时也推动了微电子的发展。而创新集成电路设计及制作的方法对于新兴电子技术的发展是十分重要的。部分先进的工程技术结合现代物理学产生了纳米电子技术，纳米技术的主要目的就是让人们可以对细微的原子等物质进行随意操作。

1.2 纳米电子技术的发展背景 目前我国社会主义市场经济的发展十分迅速，这也加快了电子技术的发展脚步。而在电子技术方面的重大发明也改变了人们的生活和工作，使得集成电路的发展逐渐小型化。电子技术的产品大部分都要求成本最低化、体积最小化、稳定性强，这跟纳米电子技术慢慢发展过程中对电子技术的高要求是相驳的，也就直接阻碍了纳米电子技术的发展。

2 纳米电子技术的发展近况

2.1 纳米材料的运用 纳米硅材料、纳米硅薄膜等都是目前的纳米材料。而纳米硅材料是同类材料中技术优势最大的材料，它不仅技术先进，还将新世纪人类对电子技术的新要求彻底实现了。纳米硅材料的运行时间相比其他同类材料比较短，也相对较精确可信，而且它耗损的能量较低，不会因外界环境而产生影响。因不断的开发研究应用，也使纳米硅材料的成本较低。纳米硅材料在运行过程中反应速度非常快是得益于其分子间距较短，这也降低了耗损，提高了工作效率。纳米硅材料相比其他同类材料，优势非常的多，也是目前所有纳米电子材料中新的突破。若纳米电子材料普及应用到人们的生活工作中，一定会给人们带来非常多的方便快捷[2]。

2.2 纳米元件的应用 经过超大规模集成元件和集成元件这两个发展历程，纳米元件才得以问世，所以纳米元件集合了集成元件和超大规模集成元件的所有优点。电子元件必须在纳米尺寸的范围内是目前持续扩大的集成规模对电子元件尺寸的新要求，例如尺寸微乎其微的单电子晶体管，它单单一位电子信号里就有一位信息数据，这也打破了高效率的现代电子技术必然会损耗高能量的局面。

2.3 现代医学中纳米电子技术的运用 在现代医学方面运用的纳米技术相比其他领域是最多的。有些细微之处是无法通过普通显微镜查看到的，纳米技术的发展能够帮助研究一些细微部分，纳米传感器的发明运用纳米电子技术而产生的，生化反应各式各样的化学或电化学信息都能用纳米传感器观测到。利用纳米技术研制出可以帮助医学的高科技产品，这些产品为人类医学的发展作出了伟大贡献。结合生物医学和电子学的新技术就是纳米电子技术，它不仅有无穷的研究潜力，还有巨大的开发利用价值。生物医学电子学是生物医学和电子学相结合的产物。在集成化生物医学电子设备和微型化方向的研究中，生物医学电子学还可以有很大的进展。

3 纳米电子技术的发展趋势

3.1 石墨烯的发展动向 石墨烯是一种不仅非常薄，质地也非常坚硬的纳米材料，相比其他的导体，它在常温下的电子传播速度较快。而石墨烯因自身性质的特点在将来的发展进程中有着很重要的作用。构成石墨烯的成分也跟构成其他相似导体的成分不同，它们若是相互碰撞，不会消耗任何能量。因此在纳米电子技术发展过程中石墨烯的发展有着非常重要的作用。

3.2 纳米硅薄膜发展的动向 目前我国硅的发展十分迅速，产量也较大。硅制造了大部分半导体电子器件，纳米硅薄膜的计划方案也在整个技术领域占有十分重要的地位。新兴纳米产品中纳米硅薄膜也是电子元件发展的重要基础。

3.3 纳米生物电子发展的动向 纳米生物技术是纳米技术发展的过程中所有纳米技术的首要重点之一。纳米生物技术的主要观点就是结合纳米电子技术和生物技术将纳米电子技术领到新的发展空间。利用纳米生物技术的特点在纳米生物技术的发展过程中可以研制出纳米医用材料，在我国未来的医学领域纳米生物电子技术会因自身的特殊性质得到更好的发展，同时也会给医疗事业作出巨大的贡献。

3.4 忆阻器的发展动向 通过结合电杆元件、电阻器和电容器而产生的电子元件就是忆阻器，同时它也是一种经过纳米元件而产生的纳米电子技术。忆阻器不仅工作的功率较小，不会因外界因素而受到影响，而体积相比其他同类产品也较小。在将来的发展进程中忆阻器会因为自身的优势，更快的代替硅芯片，提供快捷和方便，同时为新时代纳米电子技术的发展作了保障。

4 结语

目前电子技术的迅速发展也对人类跨越科学技术和人们的生活产生了明显的影响。事不宜迟，我们应抓住机会趁热打铁，集中所有最好的力量研究纳米电子的基础和运用，推动我国新一代信息技术的迅速发展。纳米电子技术的迅速发展对全人类来说绝对是一个非常重大的好消息，当人们的平常生活中完全渗入了纳米信息技术时，人们的生活现况会因纳米信息技术创造出来的科学环保生物材料而得到很大的改善，让人们真实的体现纳米时代，为人类的科学大跨步做出了伟大的贡献，也保证了我国的纳米电子技术的迅速发展。

参考文献：

[1]蒋鹏程.纳米电子技术的发展与趋势[J].科技展望，2015（11）.