纳米TiO2光催化材料的制备及其固定化技术的研究进展

纳米TiO2作为一种新的光催化剂,目前在废水、废气中有机污染物的处理方面得到广泛的应用,本文综述了TiO2的制备、固定化技术的研究进展,为开发新型、高效、实用、经济的光催化材料提供启示.     

国家特种超细粉体工程技术研究中心

国家特种超细粉体工程技术研究中心于2002年初由科技部批准依托南京理工大学组建.其主要任务是:1.开展军民领域各种特殊超细(微纳米)粉体的制备技术及装备研究,如军民领域各种易燃易爆、矿物、韧性、塑性、纤维、超硬、生物活性及刚柔混合等特殊材料微纳米粉体制备技术与装备的研究开发;     

二氧化锰纳米结构制备研究

本文在低温、常压条件下，根据氧化还原原理，以KMnO4和无机酸为原料，在液相环境中制备纳米二氧化锰。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和扫描电镜等方法对样品进行表征。通过调节溶液pH值和反应温度等参数来控制MnO2形貌和晶体结构。其中在低温和较低酸浓度条件下，得到层状褶皱结构的6--MnO2微球，而在高温和较高酸浓度条件下，可制备出一维a-MnO2单晶纳米棒和海胆状纳米结构。     

精成所至"金"石为开——记东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室教授佟伟平

学者们普遍认为,表面纳米化技术和低温渗氮技术是目前在纳米材料领域较有实用前景的技术之一.表面纳米化即利用各种物理或化学方法将材料的表层晶粒细化至纳米量级,制备出具有纳米结构的表层,但是基体仍然保持原有的粗晶状态,借以改善和提高材料的表面性能,如疲劳强度、抗蚀性和耐磨性等.     

掺杂对ZnO基材料气敏性能的影响

ZnO是一种重要的半导体材料,具有独特的电学、光学特性,在气敏传感器领域得到了广泛的应用.本文综述了掺杂对ZnO材料气敏性能影响的原理,以及贵金属、稀土元素、碱土金属元素、过渡族金属氧化物四类元素掺杂对ZnO材料的气敏特性的影响.     

特种纳米涂料

一、主要技术内容 "特种纳米涂料"系"九五"科技攻关成果项目. 纳米材料是由表面(界面)结构组元构成的材料,粒径介于原子团簌与常规粉体之间,一般不超过100纳米.一般根据纳米材料的不同需要,控制其粒子的形态就形成了以下三种纳米材料三维尺寸均为纳米量级的为三维纳米材料,如纳米粉体;某二维尺寸为纳米量级的为二维纳米材料,如层状纳米材料;某一维尺寸为纳米量级的为二维纳米材料,如纳米纤维.     

借激光之力,筑石墨烯集成之梦

随着便携式电子设备的快速发展,对于器件小型化和灵活性的需求正在成为一个重要的趋势。石墨烯是sp2杂化单原子层的二维晶体,具有独特的电学、机械、热学性质,较大的比表面积、较低的制造成本等,广泛的应用在可穿戴、智能电子器件等领域。尽管目前已有一些报道提出了很多关于石墨烯基可穿戴柔性电池、电容器以及集成电路、驱动器件的研究,但是大多数制备方法存在制备过程烦琐、操作复杂、制备和加工样品时间较长、样品容易遭到污染等问题,限制了其商业化的应用。此外,有效实现石墨烯功能复合材料的规模化制备仍然具有很大的挑战性。激光加工为非接触式加工技术,其较快的材料加工速度、较大的扫描面积、优越的纳米空间分辨率和逐步处理为高效、快速制备和加工石墨烯提供了新的思路。本文提出了一种激光区域选择性微加工氧化石墨烯纤维以及快速、大体积制备石墨烯功能复合材料的新方法;构建了不同结构的石墨烯/氧化石墨烯一体化纤维电容器,并获得了湿气响应刺激的可编织石墨烯基纤维驱动器,通过调节不同的激光参数,纤维在湿气下发生弯曲、弯折及螺旋扭转等复杂的响应形变;采用激光照射氧化石墨烯凝胶,引发凝胶迅速自发的还原反应,极短时间内将整个氧化石墨烯凝胶还原成石墨烯块。基于此成功制备了大块的三维结构石墨烯、化学掺杂的石墨烯、金属以及金属氧化物掺杂的石墨烯等。     

纳米金属多层薄膜的塑性变形不稳定性及疲劳损伤机制

多层薄膜广泛应用于集成电路芯片、各种微/纳传感器及微电子机械系统中。大量的研究表明,当这些材料的几何尺寸减小到亚微米甚至纳米尺度时,会表现出诸多不同于块体材料的物理性能。特别是其力学性能已不能够完全采用传统块体材料的理论与模型进行描述与评价。因此,澄清具有纳米尺度的多层薄膜材料的力学行为及其尺度效应是目前微/纳米系统中有待解决的小尺度器件材料的可靠性问题。根据经典的Hall Petch细晶强化理论,减小材料内部的晶粒尺寸可以显著提高材料的屈服强度。为此,近年来人们通过不同的制备和加工手段获得了超细晶和纳米晶材料…     

燃烧合成熔化制备块体纳米晶材料

1984年德国科学家Gleiter教授首次采用惰性气体冷凝原位加压法成功制备出块体纳米晶材料,其发表在《材料科学进展》的一篇论文“纳米晶材料”被引用1300多频次(Progress in Materials Science1989,33(4):223—315)。到目前为止,德国政府已投入近5000万马克的经费资助纳米晶材料     

高分子膜电容式湿度传感器

一、主要技术内容 高分子膜电容式湿敏元件是采用物化性能稳定、耐高温的高分子聚合物做湿敏材料,用成熟的薄膜平面化工艺方法制成微型片式湿敏电容.高分子膜的吸湿、脱湿引起介电常数变化,从而改变其电容值,电容值的增量正比于相对湿度且呈线性变化.     

中国发展纳米科技的关键战略

本世纪纳米科技将在两方面影响人们的生活,即纳米材料和纳米电子技术.就纳米材料而言,它包含两方面:一是材料在某一维上的尺寸小于100纳米,但又不仅仅界定在100纳米.二是当材料达到纳米尺寸时,应产生区别于微观的分子或原子,也区别于宏观物体的超常规物性.具备这两个条件,才可称为纳米材料.纳米材料主要包括结构材料和功能材料.     

尼龙纳米塑料的研制与应用

自从1987年日本首先用原位插层聚合方法制备了PA6/粘土纳米复合材料后,有关聚合物基纳米复合材料的报道日益增多.其中尼龙/粘土纳米复合材料的研制最为成熟.     

纳米绿色印刷图案化技术研究进展

微纳制造技术是从纳米材料制备到器件应用的核心技术。面向微纳器件制造和系统集成,发展不同于传统微纳加工技术的低成本、高精度、绿色环保的纳米结构制造技术,是未来新型纳米结构器件的重要发展方向。绿色印刷技术作为增材制造方式,能耗少、材料普适性高,可望对新型纳米结构器件制造技术产生变革性影响。本文简要介绍了国家重点研发计划"绿色印刷制造技术与纳米结构器件系统集成应用"项目及其研究进展。     

分子电子学的基础研究

围绕“分子电子学”这一核心,按计划开展了各项研究工作,在高性能分子体系的设计与合成、低维分子材料的制备、有机单晶微纳米器件、高性能分子材料器件和分子电路的基础问题等几个方面取得许多有创新意义的成果,圆满完成了各项研究任务。     

纳米科学与酶

现代生命科学的发展尤其注重极端条件下生物体系的潜力。作为工业生物技术科学的一个分支,现代酶技术广泛探索如何极大限度地使酶在细胞外长期保持活性,并能有效地适应非生态环境的条件。纳米科学的迅速发展为酶的稳定和高效催化转化带来了新的机遇。纳米材料和酶技术结合可制备纳米酶催化剂,其纳米结构不仅能使酶在不同体系长期保持活性稳定,而且能提高水相、有机相、油．水界面的催化效率,并使多酶体系催化反应和辅酶再生成为可能。纳米颗粒的高曲率能降低酶固定化时的变构,纳米颗粒的布朗运动使纳米固定化酶和底物频繁碰撞,大幅度提高催化效率。同样,纳米纤维和纳米孔均能很好地保持酶的活性。用合适的纳米颗粒和纳米纤维修饰酶,可使酶自组装于油-水界面,不仅加速了油-水界面反应,而且使酶在油-水界面保持稳定。纳米孔还使伴随辅酶再生的多酶催化体系成为可能。深入研究纳米结构对酶稳定性的影响规律,从而根据酶的特性设计最佳的纳米结构是今后的挑战。利用多酶催化体系的工业生物技术是一个极具挑战性和前瞻性的发展方向。同时,微反应器的设计使纳米酶的回收利用成为可能,将带来更大的工业应用优势。     

尺寸、形貌和结构可控的球形二氧化硅、及其纳米复合二氧化钛、银球颗粒的研发

纳米材料可控制备技术是目前国内外引人注目的一项高新技术。它利用一系列的化学方法，制备适应不同产品所需要的特定尺寸、结构、形状的纳米材料，改变纳米材料研究中的盲目性、随机性，按照人们的意志来设计、组装、构建纳米功能材料。     

纳米塑料

纳米塑料是指用层状硅酸盐作为分散相,利用插层聚合、熔融插层等特殊工艺方法制备的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料.层状硅酸盐主要来源于天然蒙脱土,故又称聚合物/粘土纳米复合材料[见学术刊物,包括美国<科学>(Science)和英国<自然>(Nature)杂志].蒙脱土的基本单元结构片层厚约1nm,长宽约100nm,用插层聚合等工艺所制备的纳米复合材料形成特殊的"纳米马赛克"结构,类似在有机聚合物基体上贴上了一层无机纳米马赛克,具有一般塑料所不具备的优异性能,特别是气体阻隔性和熔体粘度反常下降.     

分子导线：半导体性-金属性组合的双壁纳米碳管

由于双壁纳米碳管独特的双层结构,可望在纳米器件领域得到广泛应用。如根据构成两层碳管的导电性不同,可用作分子导线和记忆功能的分子存贮器等纳米电子器件,并可用作分子轴承、分子马达、超高频分子振荡器等纳米机械器件。同时,双壁纳米碳管的双层结构也为研究层间作用力对声子和电子结构的影响提供了理想的平台。但是迄今为止,所制备的双壁纳米碳管由于纯度低、无序排列和直径分布较宽的特点,严重阻碍了对其深入的理论研究和实际应用。沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部任文才等于2002年率先提出了流动催化剂化学气相沉积法用…     

面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器研究进展

本文对纳米科技重点专项《面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器基础研究》项目中期进展情况进行了总结。该项目针对高危有机化学品和持久性有机污染物的检测,重点开展四方面的工作,一是研究纳米结构材料与待测目标物的相互作用及敏感机制,为传感器的研究提供敏感材料;二是研究纳米材料表面功能化与富集分离工作机制,为传感器的研究提供特异性富集分离材料;三是研究敏感信号转换机制及超高灵敏检测方法,为传感器的研究提供设计和制造基础;四是综合上述三方面的研究成果,重点研制针对六六六、汞、TNT和沙林等的高性能现场快速检测传感器,并对传感器进行应用示范。经过两年的努力,项目提出了5种纳米敏感结构构筑新方法,实现了纳米敏感结构阵列的大面积构筑;通过纳米结构表面修饰与异质包覆,实现了选择性敏感效应;发展了系列阶层多孔纳米材料的功能化制备以及毒性甄别方法;硅纳米线实现了三维可控批量制造;提出了高能效下沉式三维微加热器结构;在硅纳米线上实现了多种基团分子的简单、可控修饰;初步形成了传感器制造平台方案,研制出原型传感器,确定了示范应用方案。     

有机/无机杂化水凝胶纤维研究进展

有机/无机杂化水凝胶是一类具有三维网络结构的高含水、软湿性材料。近年来,基于杂化水凝胶功能与结构的研究积累,为进一步将水凝胶的本征功能与宏观构筑形式相结合,水凝胶纤维材料研究逐步兴起,并已在仿生结构构筑、生物材料等应用领域有重要进展。本文综述了近年来水凝胶纤维在制备技术、新型材料、应用领域等方面的研究进展,总结并评述了水凝胶纤维纺丝新技术的发展,及其面向生物、传感等领域的应用前景,并提出了以水凝胶纤维为媒介实现"人体-材料"互联的智能化构建设想。