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納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

PCB88475579?來源:網(wǎng)絡(luò)整理? 2018年01月15日 11:32 ? 次閱讀

納米材料展現(xiàn)了異常的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)特性、敏感特性和催化以及光活性,為新材料的發(fā)展開辟了一個(gè)嶄新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域。納米技術(shù)在精細(xì)陶瓷、微電子學(xué)、生物工程、化工、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的成功應(yīng)用及其廣闊的應(yīng)用前景使得納米材料及其技術(shù)成為目前科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一,被認(rèn)為是世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。納米材料向國民經(jīng)濟(jì)和高新科技等各個(gè)領(lǐng)域的滲透以及對人類社會(huì)的進(jìn)步的影響是難以估計(jì)的。

納米材料和納米結(jié)構(gòu)無論在自然界還是在工程界都不是新生事物。在自然界存在大量的天然納米結(jié)構(gòu),只不過在透射電鏡的應(yīng)用以前人們沒有發(fā)現(xiàn)而已。

在工程方面,納米材料80年代初發(fā)展起來的,納米材料其粒徑范圍在1—100nm之間,故納米材料又稱超微晶材料。它包括晶態(tài)、非晶態(tài)、準(zhǔn)晶態(tài)的金屬、陶瓷和復(fù)合材料等。由于極細(xì)的晶粒和大量處于晶界和晶粒缺陷中心的原子,納米材料的物化性能與微米多晶材料有著巨大的差異,具有奇特的力學(xué)、電學(xué)、瓷學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及化學(xué)等多方面的性能,從而使其作為一種新型材料在電子、冶金、宇航、化工、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。目前已受到世界各國科學(xué)家的高度重視。美國的“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”、“信息高速公路”,歐共體的“尤里卡計(jì)劃”等都將納米材料的研究列入重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃;日本在10年內(nèi)將投資250億日元發(fā)展納米材料和納米科學(xué)技術(shù);英國也將發(fā)展納米材料科學(xué)技術(shù)作為重振英國工業(yè)的突破;我國的自然科學(xué)基金“863”計(jì)劃、“793”計(jì)劃以及國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室都將納米材料列為優(yōu)先資助項(xiàng)目。美國科學(xué)技術(shù)委員會(huì)把“啟動(dòng)納米技術(shù)的計(jì)劃看作是下一次工業(yè)革命的核心”

納米材料的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展

1861年,隨著膠體化學(xué)的建立,科學(xué)家們開始了對直徑為1~100nm的粒子體系的研究工作。真正有意識(shí)的研究納米粒子可追溯到20世紀(jì)30年代的日本的為了軍事需要而開展的“沉煙試驗(yàn)”,但受到當(dāng)時(shí)試驗(yàn)水平和條件限制,雖用真空蒸發(fā)法制成了世界第一批超微鉛粉,但光吸收性能很不穩(wěn)定。到了20世紀(jì)60年代人們開始對分立的納米粒子進(jìn)行研究。1963年,Uyeda用氣體蒸發(fā)冷凝法制的了金屬納米微粒,并對其進(jìn)行了電鏡和電子衍射研究。1984年德國薩爾蘭大學(xué)(Saarland University)的Gleiter以及美國阿貢實(shí)驗(yàn)室的Siegal相繼成功地制得了純物質(zhì)的納米細(xì)粉。Gleiter在高真空的條件下將粒子直徑為6nm的鐵粒子原位加壓成形,燒結(jié)得到了納米微晶體塊,從而使得納米材料的研究進(jìn)入了一個(gè)新階段。

1990年7月在美國召開了第一屆國際納米科技技術(shù)會(huì)議(International Conference on Nanoscience &Technology),正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支。

自20世紀(jì)70年代納米顆粒材料問世以來,從研究內(nèi)涵和特點(diǎn)大致可劃分為三個(gè)階段: 第一階段(1990年以前):主要是在實(shí)驗(yàn)室探索用各種方法制備各種材料的納米顆粒粉體或合成塊體,研究評(píng)估表征的方法,探索納米材料不同于普通材料的特殊性能;研究對象一般局限在單一材料和單相材料,國際上通常把這種材料稱為納米晶或納米相材料。

第二階段(1990~1994年):人們關(guān)注的熱點(diǎn)是如何利用納米材料已發(fā)掘的物理和化學(xué)特性,設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料,復(fù)合材料的合成和物性探索一度成為納米材料研究的主導(dǎo)方向。

第三階段(1994年至今):納米組裝體系、人工組裝合成的納米結(jié)構(gòu)材料體系正在成為納米材料研究的新熱點(diǎn)。國際上把這類材料稱為納米組裝材料體系或者納米尺度的圖案材料。它的基本內(nèi)涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲、管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系。

納米材料的主要應(yīng)用

借助于納米材料的各種特殊性質(zhì),科學(xué)家們在各個(gè)研究領(lǐng)域都取得了性的突破,這同時(shí)也促進(jìn)了納米材料應(yīng)用的越來越廣泛化。

特殊性能材料的生產(chǎn)

材料科學(xué)領(lǐng)域無疑會(huì)是納米材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域。高熔點(diǎn)材料的燒結(jié)納米材料的小尺寸效應(yīng)(即體積效應(yīng))使得其在低溫下燒結(jié)就可獲得質(zhì)地優(yōu)異的燒結(jié)體(如SiC、WC、BC等),且不用添加劑仍能保持其良好的性能。另一方面,由于納米材料具有燒結(jié)溫度低、流動(dòng)性大、滲透力強(qiáng)、燒結(jié)收縮大等燒結(jié)特性,所以它又可作為燒結(jié)過程的活化劑使用,以加快燒結(jié)過程、縮短燒結(jié)時(shí)間、降低燒結(jié)溫度。例如普通鎢粉需在3 000℃高溫時(shí)燒結(jié),而當(dāng)摻入0.1%-0.5%的納米鎳粉后,燒結(jié)成形溫度可降低到1200℃-1311℃。復(fù)合材料的燒結(jié)由于不同材料的熔點(diǎn)和相變溫度各不相同,所以把它們燒結(jié)成復(fù)合材料是比較困難的。

納米材料的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng),不僅使其熔點(diǎn)降低,且相變溫度也降低了,從而在低溫下就能進(jìn)行固相反應(yīng),得到燒結(jié)性能好的復(fù)合材料。納米陶瓷材料的制備通常的陶瓷是借助于高溫高壓使各種顆粒融合在一起制成的。由于納米材料粒徑非常小、熔點(diǎn)低、相變溫度低,故在低溫低壓下就可用它們作原料生產(chǎn)出質(zhì)地致密、性能優(yōu)異的納米陶瓷。納米陶瓷具有塑性強(qiáng)、硬度高、耐高溫、耐腐蝕、耐磨的性能,它還具有高磁化率、高矯頑力、低飽和磁矩、低磁耗以及光吸收效應(yīng),這些都將成為材料開拓應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域,并將會(huì)對高技術(shù)和新材料的開發(fā)產(chǎn)生重要作用。

生物醫(yī)學(xué)中的納米技術(shù)應(yīng)用

從蛋白質(zhì)、DNA、RNA到病毒,都在1-100nm的尺度范圍,從而納米結(jié)構(gòu)也是生命現(xiàn)象中基本的東西。細(xì)胞中的細(xì)胞器和其它的結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機(jī)械”,細(xì)胞就象一個(gè)個(gè)“納米車間”,植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。遺傳基因序列的自組裝排列做到了原子級(jí)的結(jié)構(gòu)精確,神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞和反饋等都是納米科技的完美典范。生物合成和生物過程已成為啟發(fā)和制造新的納米結(jié)構(gòu)的源泉,研究人員正效法生物特性來實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的納米級(jí)控制和操縱。納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅血球還要小,這就為醫(yī)學(xué)研究提供了新的契機(jī)。目前已得到較好應(yīng)用的實(shí)例有:利用納米SiO2微粒實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分離的技術(shù),納米微粒,特別是納米金(Au)粒子的細(xì)胞內(nèi)部染色,表面包覆磁性納米微粒的新型藥物或抗體進(jìn)行局部定向治療等。

正在研制的生物芯片包括細(xì)胞芯片、蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等,都具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點(diǎn),已成為納米生物工程的前沿科技。將直接應(yīng)用于臨床診斷,藥物開發(fā)和人類遺傳診斷。植入人體后可使人們隨時(shí)隨地都可享受醫(yī)療,而且可在動(dòng)態(tài)檢測中發(fā)現(xiàn)疾病的先兆信息,使早期診斷和預(yù)防成為可能。納米生物材料也可以分為兩類,一類是適合于生物體內(nèi)的納米材料,如各式納米傳感器,用于疾病的早期診斷、監(jiān)測和治療。各式納米機(jī)械系統(tǒng)可以快速地辨別病區(qū)所在,并定向地將藥物注入病區(qū)而不傷害正常的組織或清除心腦血管中的血栓、脂肪沉積物,甚至可以用其吞噬病毒,殺死癌細(xì)胞。另一類是利用生物分子的活性而研制的納米材料,它們可以不被用于生物體,而被用于其它納米技術(shù)或微制造。

納米生物計(jì)算機(jī)開發(fā)

生物計(jì)算機(jī)的主要原材料之一是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子,并以此作為生物芯片。在這種芯片中,信息以波的形式傳播,其運(yùn)算速度要比當(dāng)今最新一代計(jì)算機(jī)快10倍以至幾萬倍,能量消耗僅相當(dāng)于普通計(jì)算機(jī)的幾億分之一,存貯信息的空間僅占百億分之一。由于蛋白質(zhì)分子能自我組合,再生新的微型電路,從而使得生物計(jì)算機(jī)具有生物體的一些特點(diǎn),如能發(fā)揮生物本身的調(diào)節(jié)機(jī)能、自動(dòng)修復(fù)芯片上發(fā)生的故障,還能使其模仿人腦的機(jī)制等。世界上第一臺(tái)生物計(jì)算機(jī)是由美國于1994年11月首次研制成功的。

科學(xué)家們預(yù)言,實(shí)用的生物分子計(jì)算機(jī)將于今后幾年問世,它將對未來世界產(chǎn)生重大影響。制造這類計(jì)算機(jī)離不開納米技術(shù)。生物納米計(jì)算機(jī)和納米機(jī)器人的結(jié)合體則是另一類更高層次上的可以進(jìn)行人機(jī)對話的裝置,它一旦研制成功,有可能在1秒鐘完成數(shù)十億次操作,屆時(shí)人類的勞動(dòng)方式將產(chǎn)生徹底的變革。

目前納米科學(xué)技術(shù)正處在重大突破的前夜,它已取得一系列成果,使全世界為之震動(dòng),并引起關(guān)心未來發(fā)展的全世界科學(xué)家的思索。人們正注視著納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出的奇異現(xiàn)象和新進(jìn)展,這一領(lǐng)域前景十分誘人。它與其它學(xué)科相互滲透和交叉,可以形成許多新的學(xué)科或?qū)W科群,其有關(guān)發(fā)展將對經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防實(shí)力、科技發(fā)展乃至整個(gè)社會(huì)文明進(jìn)步產(chǎn)生巨大影響。

新的國防科技革命

納米技術(shù)將對國防軍事領(lǐng)域帶來革命性的影響。例如:納米電子器件將用于虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)和戰(zhàn)場上的實(shí)時(shí)聯(lián)系;對化學(xué)、生物、核武器的納米探測系統(tǒng);新型納米材料可以提高常規(guī)武器的打擊與防護(hù)能力;由納米微機(jī)械系統(tǒng)制造的小型機(jī)器人可以完成特殊的偵察和打擊任務(wù);納米衛(wèi)星可用一枚小型運(yùn)載火箭發(fā)射千百顆,按不同軌道組成衛(wèi)星網(wǎng),監(jiān)視地球上的每一個(gè)角落,使戰(zhàn)場更加透明。而納米材料在隱身技術(shù)上的應(yīng)用尤其引人注目。 在雷達(dá)隱身技術(shù)中,超高頻(SHF,GHz)段電磁波吸波材料的制備是關(guān)鍵。納米材料正被作為新一代隱身材料加以研制。由于納米材料的界面組元所占比例大,納米顆粒表面原子比例高,不飽和鍵和懸掛鍵增多。大量懸掛鍵的存在使界面極化,吸收頻帶展寬。高的比表面積造成多重散射。納米材料的量子尺寸效應(yīng)使得電子的能級(jí)分裂,分裂的能級(jí)間距正處于微波的能量范圍,為納米材料創(chuàng)造了新的吸波通道。納米材料中的原子、電子在微波場的輻照下,運(yùn)動(dòng)加劇,增加電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的效率,從而提高對電磁波的吸收性能。美國研制的“超黑粉”納米吸波材料對雷達(dá)波的吸收率達(dá)99%,法國最近研制的CoNi納米顆粒被覆絕緣層的納米復(fù)合材料,在2-7GHz范圍內(nèi),其m¢和m¢¢幾乎均大于6。最近國外正致力于研究可覆蓋厘米波、毫米波、紅外、可見光等波段的納米復(fù)合材料,并提出了單個(gè)吸收粒子匹配設(shè)計(jì)機(jī)理,這樣可以充分發(fā)揮單位質(zhì)量損耗層的作用。納米材料在具備良好的吸波功能的同時(shí),普遍兼?zhèn)淞吮 ⑤p、寬、強(qiáng)等特點(diǎn)。納米材料中的硼化物、碳化物,鐵氧體,包括納米纖維及納米碳管在隱身材料方面的應(yīng)用都將大有作為。

其他領(lǐng)域

除此之外,納米材料還在諸如海水凈化、航空航天、環(huán)境能源、微電子學(xué)等其他領(lǐng)域也有著逐漸廣泛的應(yīng)用,納米材料在這些領(lǐng)域都在逐漸發(fā)揮著光和熱。

納米材料的應(yīng)用前景

1、信息產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)

納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用主要表現(xiàn)在3個(gè)方面:①網(wǎng)絡(luò)通訊、寬頻帶的網(wǎng)絡(luò)通訊、納米結(jié)構(gòu)器件、芯片技術(shù)以及高清晰度數(shù)字顯示技術(shù)。②光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件,這方面我國還很落后,但是這些原器件轉(zhuǎn)為商品進(jìn)入市場也還要10年時(shí)間,所以,中國要超前15年到20年對這些方面進(jìn)行研究。③網(wǎng)絡(luò)通訊的關(guān)鍵納米器件,如網(wǎng)絡(luò)通訊中激光、過濾器、諧振器、微電容、微電極等方面。

2、環(huán)境產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)

納米技術(shù)對空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解是不可替代的技術(shù)。要凈化環(huán)境,必須用納米技術(shù)。近年來,不少公司致力于把光催化等納米技術(shù)移植到水處理產(chǎn)業(yè),用于提高水的質(zhì)量,已初見成效;采用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術(shù)對汽車尾氣處理器件的改造效果也很明顯;治理淡水湖內(nèi)藻類引起的污染,最近已在實(shí)驗(yàn)室初步研究成功。

3、能源環(huán)保中的納米技術(shù)

合理利用傳統(tǒng)能源和開發(fā)新能源是我國當(dāng)前和今后的一項(xiàng)重要任務(wù)。在合理利用傳統(tǒng)能源方面,現(xiàn)在主要是凈化劑、助燃劑,它們能使煤充分燃燒,燃燒當(dāng)中自循環(huán),使硫減少排放,不再需要輔助裝置。另外,利用納米改進(jìn)汽油、柴油的添加劑已經(jīng)有了,實(shí)際上它是一種液態(tài)小分子可燃燒的團(tuán)簇物質(zhì),有助燃、凈化作用。

4、精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個(gè)巨大的工業(yè)領(lǐng)域,產(chǎn)品數(shù)量繁多,用途廣泛,并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無疑也會(huì)給精細(xì)化工帶來福音,并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域,納米材料都能發(fā)揮重要作用。

5、納米生物醫(yī)藥

這是我國進(jìn)入WTO以后一個(gè)最有潛力的領(lǐng)域。目前,國際醫(yī)藥行業(yè)面臨新的決策,那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)藥就是從動(dòng)植物中提取必要的物質(zhì),然后在納米尺度組合,最大限度發(fā)揮藥效,這恰恰是我國中醫(yī)的想法。在提取精華后,用一種很少的骨架,比如人體可吸收的糖、淀粉,使其高效緩釋和靶向藥物。對傳統(tǒng)藥物的改進(jìn),采用納米技術(shù)可以提高一個(gè)檔次。

納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測

據(jù)估算,全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前,發(fā)達(dá)國家政府和大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心,2001年年初把納米技術(shù)列為國家戰(zhàn)略目標(biāo),在納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資,從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元,準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心,把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開發(fā)重點(diǎn),將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域,全國有19家機(jī)構(gòu)專門建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類進(jìn)入21世紀(jì)之際,納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對社會(huì)的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說,21世紀(jì)將是一個(gè)納米世紀(jì)。

由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高,所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級(jí),產(chǎn)業(yè)化市場前景極好。

在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面,將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品,以及對傳統(tǒng)材料改性;將重點(diǎn)突破各類納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。預(yù)期十五期間,各類納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán),將對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響;納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域,將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展,促使涂料更新?lián)Q代,為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。

我國每年房屋竣工面積約為18億平方米,年增長速度大約為3%。18億平方米的建筑若全部采用建筑涂料裝飾則總共需建筑涂料近300萬噸,約200~300億元的市場。目前,我國建筑涂料年產(chǎn)量僅60多萬噸,世界現(xiàn)在涂料年總產(chǎn)量為2500萬噸,每人每年消耗4千克,為發(fā)達(dá)國家的1/10,中國人年均涂料消費(fèi)只有1.5千克。因而,建筑涂料具有十分廣闊的發(fā)展前景。

納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品,展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對空氣中有毒氣體有強(qiáng)烈的分解,消除作用。對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能,使室內(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測試,對各種霉菌的殺抑率達(dá)99%以上,有長期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料,實(shí)際上是高級(jí)的衛(wèi)生型涂料,適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料,利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理,較低的表面張力,具有高強(qiáng)的附著力,漆膜硬度高且有韌性,優(yōu)良的自潔功能,強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力,疏水性極佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外線能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小,能深入墻體,與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng),使其牢牢結(jié)合成一體,附著力強(qiáng),不起皮,不剝落,抗老化。其納米抗凍性功能涂料,除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外,可在-10℃到-25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10%以下的規(guī)定,使建筑行業(yè)施工縮短了工期,提高了功效,又創(chuàng)造出高質(zhì)量,一舉三得,所以備受建筑施工單位的歡迎。

由于目前應(yīng)用納米材料對涂料進(jìn)行改性尚處在初級(jí)階段,技術(shù)、工藝還不太成熟,需要探索和改進(jìn)。但涂料的各種性能得到某些改進(jìn)的試驗(yàn)結(jié)果足以證明,納米改性涂料的市場前景是非常好的。

納米科學(xué)技術(shù)的誕生,將對人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題,尤其是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題。可見,納米技術(shù)對我們既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究,為我國在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個(gè)人類社會(huì)將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。

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一種連續(xù)測量汗液中葡萄糖的可穿戴電化學(xué)汗液生物傳...

隨著全球糖尿病發(fā)病率的持續(xù)增長,市場對無創(chuàng)血糖測量方法的需求越來越高。盡管已經(jīng)進(jìn)行了無數(shù)次嘗試,但目....
發(fā)表于 2023-10-20 09:16? 38次閱讀
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聚苯乙烯(PS)三大改性手段

聚乙烯(PE)具有優(yōu)良的柔性和抗沖擊性能,因而有利于提高PS的韌性。但PS和PE是兩種不相容的高聚物....
發(fā)表于 2023-10-13 16:26? 122次閱讀
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石墨烯在傳感器上的應(yīng)用

“石墨烯”又名“單層石墨片”,是指一層密集的、包裹在蜂巢晶體點(diǎn)陣上的碳原子,碳原子排列成二維結(jié)構(gòu),與....
發(fā)表于 2023-08-28 14:58? 252次閱讀
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超細(xì)晶和納米多孔材料的高效熱電制冷性能

來源?|? Materials Today 01 背景介紹 熱電( TE )技術(shù)作為一種綠色的工程解....
發(fā)表于 2023-06-27 09:38? 176次閱讀
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基于一維納米材料組裝體的太陽光輻射調(diào)控智能窗戶

在建筑物中,減少空調(diào)、暖氣等室內(nèi)溫控設(shè)備的過度使用,是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要途徑之一。窗戶作為太陽光....
發(fā)表于 2023-06-19 09:53? 173次閱讀
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湘潭大學(xué)在膠體量子點(diǎn)近紅外探測器領(lǐng)域取得重要研究...

光生電子與空穴在負(fù)柵壓與內(nèi)建電場的雙重作用下能快速分離與轉(zhuǎn)移,聚積在柵極電介質(zhì)層界面的光生電子能產(chǎn)出....
發(fā)表于 2023-06-14 15:41? 228次閱讀
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張好斌教授:聚合物電磁屏蔽復(fù)合材料研究進(jìn)展

從趨勢上看,幾乎所有電子產(chǎn)品和器件都在縮短更新?lián)Q代周期,并且朝著輕量化、精密化、高功率化、多功能化發(fā)....
發(fā)表于 2023-05-16 10:10? 346次閱讀
張好斌教授:聚合物電磁屏蔽復(fù)合材料研究進(jìn)展

綜述:基于金屬納米材料的可穿戴無創(chuàng)葡萄糖傳感器研...

其中,貴金屬納米顆粒具有較高的比表面積和活性,目前已成為應(yīng)用于可穿戴無創(chuàng)葡萄糖傳感器的最常見的納米材....
發(fā)表于 2023-05-12 14:37? 321次閱讀
綜述:基于金屬納米材料的可穿戴無創(chuàng)葡萄糖傳感器研...

面外變形對二維納米材料電子結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制研究

本項(xiàng)目采用基于密度密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,對石墨烯中的“零維”面外變形效應(yīng)進(jìn)行了深入探究。首先....
發(fā)表于 2023-05-12 09:45? 305次閱讀
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氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

到目前為止我們已知的GaN有三種晶體結(jié)構(gòu),它們分別為纖鋅礦(Wurtzite)、閃鋅礦(Zincbl....
發(fā)表于 2023-04-29 16:41? 4849次閱讀
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石墨烯的作用和功效

石墨烯纖維及其紡織品可以通過目前工業(yè)上可用的防潮技術(shù)從具有高質(zhì)量特性的石墨烯和纖維素中獲得,國產(chǎn)石墨....
發(fā)表于 2023-04-17 09:44? 5975次閱讀
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超聲激活微針貼片,用于雙側(cè)增強(qiáng)聲化學(xué)動(dòng)力學(xué)和聲溫...

首先,研究人員按照一定的流程成功制備了CuO?/TiO?異質(zhì)結(jié)構(gòu),并對其進(jìn)行了相關(guān)表征(圖2A)。通....
發(fā)表于 2023-02-03 11:21? 785次閱讀
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納米材料的有益特性可產(chǎn)生更高效的傳感器

為什么納米技術(shù)改進(jìn)了傳感器
發(fā)表于 2023-01-13 09:45? 717次閱讀
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“爆炸滲流”過程帶來先進(jìn)導(dǎo)電涂料

在實(shí)驗(yàn)中,研究人員將聚合物乳膠球加入氧化石墨烯中。通過干燥這種溶液,就像干燥油漆一樣,氧化石墨烯被困....
發(fā)表于 2022-12-22 14:04? 149次閱讀
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?綜述:基于類酶材料的微流控技術(shù)在生物分析方面的...

隨著生物分析需求的不斷增長,如何實(shí)現(xiàn)快速、高效、即時(shí)的檢測成為目前生物分析領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)方法....
發(fā)表于 2022-12-21 13:54? 454次閱讀
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添加氧化石墨烯 (GO) 后,混凝土性能可明顯改...

混凝土由于其高抗壓強(qiáng)度和低成本而成為應(yīng)用最廣泛的建筑材料。混凝土的主要限制是它是一種脆性材料,抗拉強(qiáng)....
發(fā)表于 2022-12-15 10:33? 626次閱讀
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石墨烯(Graphene)常見的表征方法

石墨烯該如何表征呢?今天給大家介紹幾種對石墨烯來說常見的表征方法,主要包括SEM、TEM、AFM、F....
發(fā)表于 2022-12-13 13:54? 1471次閱讀
石墨烯(Graphene)常見的表征方法

細(xì)談納米薄膜材料的特性

納米顆粒膜,特別是Ⅱ—Ⅵ族半導(dǎo)體CdSxSe1-x。以及Ⅲ-V族半導(dǎo)體CaAs的顆粒膜,都觀察到光吸....
發(fā)表于 2022-12-13 11:41? 1635次閱讀
細(xì)談納米薄膜材料的特性

武漢理工大學(xué):宏觀石墨烯膜最新研究成果

石墨烯被稱為二十一世紀(jì)的新材料之王,兼具柔性、輕質(zhì)及超高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱與耐腐蝕等特性,在熱管理、傳感器....
發(fā)表于 2022-12-01 09:39? 332次閱讀
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電化學(xué)合成多維納米硅用于鋰離子電池負(fù)極材料

研究發(fā)現(xiàn),前處理酸浸溫度和電解電位在納米硅形成過程中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)前驅(qū)體在80℃酸處理之后,在-1....
發(fā)表于 2022-11-18 11:17? 631次閱讀
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全球首創(chuàng)“納米針灸傳感針”獲最新研究成果

湖北中醫(yī)藥大學(xué)檢驗(yàn)學(xué)院院長、納米生物傳感中心主任張國軍教授介紹,該團(tuán)隊(duì)一直致力于將納米生物傳感技術(shù)運(yùn)....
發(fā)表于 2022-11-08 09:26? 363次閱讀
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將碳纖維與碳納米管(CNT)結(jié)合起來

"雖然專利中的信息被成功地用于制造特帕斯卡(terapascal簡稱TPa)雙強(qiáng)度碳纖維,但我們?nèi)栽?...
發(fā)表于 2022-10-27 10:51? 424次閱讀
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從幻想走向科學(xué):人類操縱大腦的條條大路

大腦是人類最重要的器官,同時(shí)也是我們身體中最神秘的部分。在大腦中,無數(shù)的神經(jīng)元控制了我們的思想、情感....
發(fā)表于 2022-10-25 19:52? 914次閱讀
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什么是納米涂層材料?

納米材料是指由尺寸小于100nm(0.1-100nm)的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二....
發(fā)表于 2022-10-19 11:17? 4087次閱讀
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石墨烯在樣品前處理中的應(yīng)用

然而,石墨烯的強(qiáng)疏水性也導(dǎo)致其在水相中易團(tuán)聚,導(dǎo)致高比表面積的優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮。氧化石墨烯除了具有....
發(fā)表于 2022-10-19 10:01? 658次閱讀
石墨烯在樣品前處理中的應(yīng)用

表面結(jié)構(gòu)單元對納米材料表面性質(zhì)和形貌的影響

作者根據(jù)Wulff理論并與表面能數(shù)據(jù)制了每個(gè)NCM的晶粒形貌(圖4)。在該理論中,較小的表面能值往往....
發(fā)表于 2022-08-30 16:01? 1256次閱讀
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基于“指數(shù)擴(kuò)增反應(yīng)-包覆式DNA四面體鑷子”的生...

此外,該團(tuán)隊(duì)利用指數(shù)擴(kuò)增反應(yīng)(EXPAR)的增敏效果,開發(fā)了多目標(biāo)物靈敏檢測的EXPAR-cDNA-....
發(fā)表于 2022-07-11 11:57? 818次閱讀
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一種新型的二維納米材料:Ti3C2Tx-MXen...

Ti3C2Tx-MXene是一種新型的二維納米材料,該材料具有良好的金屬導(dǎo)電性、親水性、大比表面積及....
發(fā)表于 2022-06-08 09:25? 5088次閱讀
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MOFs及其衍生金屬氧化物在鋰離子電池中的應(yīng)用

MOFs因?yàn)槠漭p質(zhì)(~0.13g/cm3)、高比表面積(10000m2/g)、結(jié)構(gòu)和組成多樣的特點(diǎn)而....
發(fā)表于 2022-06-07 10:47? 2829次閱讀
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發(fā)表于 2022-06-06 10:41? 2067次閱讀
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納米聲學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用

SAM的分辨率有限。因此,為了在亞微米分辨率下表征材料特性,使用了另一種被稱為原子力聲學(xué)顯微鏡(AF....
發(fā)表于 2022-04-27 10:38? 1188次閱讀
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關(guān)鍵詞:六方氮化硼,納米材料,5G,低介電,絕緣,透波,高導(dǎo)熱,國產(chǎn)高端導(dǎo)言:六方氮化硼(h?BN)....
發(fā)表于 2022-03-28 17:05? 2131次閱讀
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光刻膠中金屬雜質(zhì)對硅基基質(zhì)的吸附機(jī)理 南通華林科...

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發(fā)表于 2021-12-13 10:02? 805次閱讀
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美國匹茲堡大學(xué)斯萬森工程學(xué)院智能結(jié)構(gòu)監(jiān)測與響應(yīng)測試(Intelligent Structural M....
發(fā)表于 2021-06-15 14:41? 2476次閱讀
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從大型橋梁到小型醫(yī)療植入物,傳感器已經(jīng)無處不在,它們所扮演的角色正日益重要。傳感器可以持續(xù)監(jiān)測環(huán)境變....
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淺談100噸轉(zhuǎn)爐耳軸傳動(dòng)側(cè)軸承位磨損輕松修復(fù)方法

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發(fā)表于 2021-04-07 15:29? 478次閱讀
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運(yùn)輸皮帶是帶式輸送機(jī)的主要部件,主要用于煤炭、礦山、冶金、化工、建筑和交通等部門的大規(guī)模連續(xù)化運(yùn)輸,....
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紙機(jī)烘缸軸頭單邊20mm磨損,現(xiàn)場該如何維修

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修復(fù)碎煤機(jī)傳動(dòng)軸軸徑磨損的方法是怎樣的

碎煤機(jī)是一種帶有破碎環(huán)的沖擊轉(zhuǎn)子式破碎機(jī),碎煤機(jī)主要適用于燃煤電廠,因鍋爐用煤通常是未經(jīng)過分級(jí)的原煤....
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碳納米聚合物材料修補(bǔ)干式煤氣柜腐蝕泄露的過程介紹

干式煤氣柜腐蝕泄露問題是比較常見的,但腐蝕機(jī)理是比較復(fù)雜的,無論是氣相腐蝕還是液相腐蝕,歸根到底都屬....
發(fā)表于 2021-03-21 11:01? 442次閱讀
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我們該如何處理提升機(jī)主軸軸徑磨損的故障

提升機(jī)是通過改變勢能進(jìn)行運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備,如礦井提升機(jī)、過壩提升機(jī)等。大型提升機(jī)設(shè)備的主軸在使用過....
發(fā)表于 2021-03-16 14:29? 404次閱讀
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