(完整word版)碳化硅纳米线的制备与性能研究进展
碳化硅纳米线的制备与性能研究进展
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摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。
Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher characteristic in the high frequency and high temperature, high power, resist radiation and good performance, and is considered to be a new generation of microelectronics devices and integrated circuit of the semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have the important meaning.
关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解
Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor, photocatalytic degradation
.1 纳米材料的性能
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(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料具有量子尺寸效应、小体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，这使得纳米体系的光、电、磁、热等物理性质与常规块体材料不同，出现许多新奇的
特性[1]。纳米材料是一种全新结构的材料，具有独特的结构特性，包括电子弹道输运效应和库仑阻塞等，使其在光学、电学、磁学、催化以及传感器方面具有广阔的应用前景。
纳米材料的特性主要表现四种效应：①小尺寸效应；当超细微粒光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等的物理特征尺寸相近或更小的时候，其周期性的边界条件受到破坏，因此在光、热、电、声、磁等的物理特性方面都会出现一些新的效应，称为小尺寸效应；②表面与界面效应：纳米微粒的表面积很大，表面的原子数目所占比例很高，大大增加了纳米粒子的表面活性表面粒子的活性不但会引起微粒表面原子输运和构型的变化，同时也会引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化；③量子尺寸效应：当粒子尺寸降低到最低尺寸时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，当能级间距大于热能、磁能、静磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时，必须考虑量子尺寸效应，它能导致纳米粒子的磁、光、电、声、热、超导等特性显著不同；④宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应，量子尺寸效应、隧道效应将是未来微电子器件的基础，或者说它确立了现有微电子器件进一步微型化的极限。小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应，都是纳米粒子与纳米固体材料的基本特性，是纳米微粒和纳米固体出现与宏观特性反常的原因。由于纳米材料有很大的表面积，体积比，界面处的杂质浓度大大降低，因而与普通材料相比具有更好的力学性质，如断裂应力提高、范性增强等。
．2 SiC纳米材料
自从1991年日本科学家饭岛[2]发现了碳纳米管以后．推动了整个准SiC纳米材料的研究。SiC纳米材料是纳米材料中的一种重要的低维材料，其研究的范围和程度越来越广。[3-6]SiC材料，如纳米线和纳米管，比零维和二维材料具有更优越的物理和电学性能。而且，SiC系统具有最小的尺寸结构，可以被有效地应用于电子传输和光子激发上。因此，科学家希望把它们应用在纳米功能集成电子器件上。但是，人类对其性质了解还是很少的。SiC纳米结构应用很广泛，包括应用在纳米电子器件，超强超硬复合材料，功能纳米结构材料等等。近几年里，人们利用各种方法又陆续合成了多种准SiC纳米材料，如纳米管、纳米棒、纳米线、半导体量子线、纳米带和纳弹簧等。随着准SiC 纳米材料种类的增多，人们将进一步研究纳米结构和SiC纳米材料的性能，建立SiC纳米材料的新理论推动它们在纳米结构器件中的应用。总之，SiC纳米材料，是研究其它低维材料的基础，能广泛应用于纳电子器件及微型传感器中，可以在纳米导线、开关、线路及高性能光导纤维等方面发挥极大的作用，成为近年来国内外研究的前沿学科。．3 SiC纳米线的基本性质
在半导体材料的发展中，一般将Si、Ge称为第1代电子材料，GaAs、InP、GaP、InAs、AlAs及其合金等称为第2代电子材料，而将宽带隙高温半导体SiC、GaN、AIN、ZnSe、C·BN金刚石等称为第3代半导体材料。随着科学技术的发展，迫切需求在极端条件(如高温、高频、大功率、强辐射)下工作的电子器件．诸如Si、GaAs等常规半导体已
面临严峻挑战，所以发展宽带隙半导体材料显得更加重要。在这些材料中，SiC被称为“应用潜力巨大的极端电子学材料”。SiC结构中结构单元是Si—C原子以共价键结合而成的正四面体，ll碳原予位于正四面体的中心，每个碳原子周围有四个Si原子，反之亦然，相邻的两个正四面体共用顶角上的一个原子。SiC多型体就是由这些基本的结构单元在空间密排堆垛而成，显示明显的层状结构。SiC作为C和Si
唯一稳定的化合物，其晶格结构由致密排列的两个亚晶格组成，每个SI(或C)原予与周边包围的C(Si)原子通过定向的强四面体剐sp3键结合，虽然SiC的四面体键很强，但层错形成能量却很低，这一特点决定了SiC的多型体现象，迄今为止已发现的250余种多型体，每种多型体的C/Si双原子层的堆垛次序不同。显著特征为所有的多型体均由相同的Si-C双层堆垛而成，结构之间的差别仅在于沿c轴方向的一维堆垛顺序不同以及c轴的长短不同。密堆积有3种不同的位置，记为A，B，C。依赖于堆积顺序，SiC键表现出立方闪锌矿或六方纤锌矿结构。如堆积顺序为ABC’ ABC...，则得到立方闪锌矿结构，记作3C-SiC或β-SiC (c=cubic)．这是唯一一种纯立方结构的晶型。β-SiC的原胞为闪锌矿结构，密排面为{111}面，密排方向为(110)方向；其它所有六方结构类型统称为α-SiC，原胞通常采用六角点阵来描述，c轴可为六次或三次对称轴，晶格常数为a=b=O．3078nm，c=n*0．251 nm(其中n为单胞内的堆垛层数)，密排面为{0001}面，密排方向为(1120)
方向。若堆积顺序为AB，AB?，则得到纯六方结构，记为
2H-SiC(H=hexagonal)，其它多型体为以上两种堆积方式的混合。两
种最常见的六方晶型是4H和6H，其堆积方式分别为ABCB，ABCB?和ABCA CB，ABCACB?。不同SiC多型体在Si-C双层密排面的晶格捧列完全相同，它们有相同的化学性质，但是在物理性质，特别是在半导体特性方面表现出各自的特性。在所有同质多型体中，β-SiC是唯一具有立方晶体结构的相，并且β-SiC的键能最小、晶格自由能最大。因此，β-SiC 最易成核，且需要的生长温度最低。SiC具有高硬度、高熔点、高化学稳定性和抗辐射能力。其中3C·SiC(β-SiC)较适宜于制造高温半导体器件。此外，SiC具有优良的抗辐射特性(>105W／cm2)
SiC器件抗辐射能力比Si器件高10—100倍；高的击穿临界场强，载流子寿命和扩散长度随温度增加而增加。它还有高的声波传播速度(7—8km／s)。可用作声表面波功能器件；在宽的可见波(特别是短波长)有发光效能。这些优越性能使其成为制造电子和光电予器件的理想材料。另外，对纳米的SiC进行高温处理和掺杂不同元素，就可以使SiC 吸收剂具有质轻、吸收频带宽等特点，对雷达波具有强吸收的吸收和衰减效果，一般来说，β-SiC吸收性能优于α-SiC．在所有同质多型体中，β-SiC是唯一具有立方晶体结构的相，并且β-SiC的键能最小、晶格自由能最大。因此，β-SiC最易成核，且需要的生长温度最低。SiC具有高硬度、高熔点、高化学稳定性和抗辐射能力．其中3C．SiC (β-SiC)较适宜于制造高温半导体器件。此外，SiC具有优良的抗辐射特性(>105W／cm2)SiC器件抗辐射能力比Si器件高10—100倍；高的击穿临界场强(22"107cm／s)，载流子寿命和扩散长度随温度增加而增加。它还有高的声波传播速度(7—8km／s)。可用作声表面波功能
器件；在宽的可见波(特别是短波长)有发光效能。这些优越性能使其成为制造电子和光电予器件的理想材料。另外，对纳米的SiC进行高温处理和掺杂不同元素，就可以使SiC吸收剂具有质轻、吸收频带宽等特点，对雷达波具有强吸收的吸收和衰减效果，一般来说，β-SiC 吸收性能优于α-SiC。[7]
．4 SiC纳米线的制备方法
目前制备SiC纳米线主要有气相反应法和固相法两类。下面就简单介绍几种常见的制备SiC纳米线方法：
4．1 化学气相沉积法(CVD)
气相沉积法应用很普遍，可以合成高纯度的SiC。[8-9]主要有以下几种途径：利用有机硅化合物，如Si(CH3)，CH3SiC l3等在1100—150013温度范围内热分解或氢还原，即CHiCl3+H2→SiC+3HCI+Hi(载体)；或者SiC l4等卤化物和CC l4或烃类1200-1500℃的范围内的氢还原反应，即SiC l4+CoHy+H2→SiC+HcI或利用简单的实验设备，特殊的金属丝做触媒，以Si02和C为原料，利用碳热还原反应生成SiO和CO，通过CVD方法来合成SiC纤维．中科院的孟国文[10]等人也用此种方法制备了SiC 纳米线，具体过程为：将含有Fe(N03)s的柱状活性炭罱于炉内，炉内抽成真空后通入0．1MPa的高纯Ar气，经4h加热到1200℃。接着以H2气为载气将SiC l4载入炉内，在1200℃保温1．5h，整个过程中一直通入Ar气(1500ml／min)，以保证管道气路畅通无阻。在1200℃下，SiCl．与H2反应生成Si，由于活性炭中Fe的催化作用，Si与C反应生成单晶SiC纳米线，直径为10nm左右，长度为几微米到十几微米。反
应过程如下：SiCl4(g)+2H2(g)→Si(g)+4HCl，Si(g)+C(s)→SiC(s)。Yang[11-12]用化学气相生长方法(CVG)，以MTS作为气源，在1373K时发生以下反应：CH3SiCl3+H2→CH4+SiCl2+HCI，CH4+SiCl2→
SiC(s)+2HCl+H2。在实验过程中，用CH4气体代替MTS后，会在SiC表面生成一层C。
4．2 碳纳米管模板法
1994年2月，美国亚利桑那大学Zhou[13]等人首次用碳纳米管作为先驱体，在流动Ar气保护下让其与SiO气体于1700℃反应，合成了长度和直径均比碳纳米管大一个数量级的实心、“针状”的SiC晶须。该过程的总反应式为：2C(s)+SiO(g)→ SiC(s)+CO(g)。分析表明，用碳纳米管先驱体，在没有金属催化剂条件下。所以能合成实心的SiC 晶须，是因为碳纳米管自身高的活性和它的几何构型对晶须的形成和生长起了决定性的作用。1995年美国哈佛大学的Lieber研究小组[14]在nature报道了将碳纳米管与具有较高蒸气压的氧化物或卤化物反应，成功地合成了直径为2—30nm，长度达20u m的碳化物纳米丝，并给出了普适反应模式。随后他们还利用原子力显微镜对制各的碳化硅纳米棒进行了力学性能测定，发现碳化硅纳米棒的强度远大于块体碳化硅，接近于理论值。1997年，清华大学韩伟强[15]御用纳米碳管与Si-Si02的混合物制备SiC晶须，指出在反应过程中，首先是固态Si和Si02反应生成SiO气体Si(s)+Si02(v)→SiO(v)，然后生成的SiO气体与碳纳米管反应，生成SiC纳米丝SiO(v)+2C(s)→SiC(s)+CO(v)；同时伴随以下反应：SiO(v)+2C0(v)→SiC(s)+C02(s)及C(纳米管)+C02(v)
→2CO(v)。碳纳米管模板法最可能的生长机理是先驱体碳纳米管的纳米空间为上述气相反应提供了特殊的环境，为气相成核以及核的生长提供了优越的条件。碳纳米管的作用就像一个特殊的“试管”，一方面它在反应过程中提供所需的碳源消耗自身，另一方面提供了形成核场所，同时又限制了SiC的生长方向。可以认为，在相同的反应条件下，碳纳米管内的合成反应和管外的反应是不同的。KhadamovllOSi 也采用这种方法制备出SiC纳米线。香港城市大学的李述汤等采用多壁碳管，用水平加热炉来加热SiO粉末来制备出SiC管，其晶格为3．8A。
4．3 溶胶凝胶法与碳热还原法
中科院的孟国文111-113等以纯试剂正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇(ETOH)、蔗糖(C，2H=011)和蒸馏水为原料，用硝酸为催化剂，采用溶胶凝胶工艺制备含蔗糖的二氧化硅溶胶，其中TEOS：FLOH：H20的摩尔比为1：4：12．5，蔗糖的加入量使最终凝胶中碳与二氧化硅中硅的摩尔比为4．1：1。上述均匀混合后经90℃烘干，再经700℃在N2中加热2h获得含碳的Si02于凝胶。将含碳Si02千凝胶块体放入炉内的高纯石墨坩埚中，在流动Ar气保护下(1500 ml／min)，以14℃／min 的升温速率加热至1650℃，保温2．5h，然后炉冷到室温。获得的SiC 纳米丝，直径为15～50 nm，长度20—50u m，晶型为β-SiC。文献114报道用AI凝胶可以用来控制SiC的直径。
4．4 激光烧蚀
通过激光烧蚀技术，用SiC靶在900℃持续2小时合成SiC纳米线，直径80nm长为10 u m，用Fe催化，通过VLS机制来生成SiC，外面包裹
一层-17nm的Si02层。[16]
4．5 电弧放电
吴旭峰[17]等在直径<6mm的石墨棒中心钻一个直径<4ram的孔，将50at．％C+50at．％Si02的粉末充分混合，填入其中作电弧放电阳极，水冷铜靶作阴极，放电电流70A。其中有大量的实心纳米丝，其直径30—50nm，长度5u m以上。在电弧放电的过程中，碳纳米管形成及其与高温气态Si02与其反应生成的．生成SiC纳米丝同时完成，无需先制备碳纳米管。早在2000年德国学者也采用这方法来合成SiC纳米线。．5 研究意义
集成电路产业的高速发展，对传统碳材料纳米结构的科学研究和技术发展提出了挑战，因此对纳米材料尤其是碳基纳米材料的研究显得尤为重要。近年来，对SiC纳米半导体材料的研究已成为国际半导体材料和纳米领域研究的热点。因为碳基SiC纳米材料特殊的结构、优越物理性能和诱人的应用前景，目前普遍认为有望成为下一代集成电路产业的基本组成单元，被公认为一种极具潜力的材料。SiC纳米碳基材料既能比较容易的和当前成熟的集成电路工艺相兼容，又可以在纳米方面发挥其独特的性能，具备了一般体材料无法达到的优异性能。研究SiC纳米半导体材料的制备以及性能将推动产品的微型化、高性能化，以及节能、高效、低耗、高集成度化，这将有重要的意义。．6 纳米线的发展前景
将其组装为多功能的、体积小的β-SiC纳电子器件．综上所述，SiC纳米线是今后纳米科学与技术研究领域中一个重要的发展方向，
而SiC半导体正是极具广阔应用前景的新一代半导体，特别适合制作高温、高压、高功率等传感器器件，是制作高温传感器和探测器的理想材料。而β-SiC纳米线在光、电等性能方面具有不同于其块体材料的性质。目静，对β-SiC纳米线的研究还处于初始阶段，研究主要集中在以下几个方面：(1)研究SiC纳米线不同的制备方法。(2)对制备出来β-SiC纳米线进行光学和电学(如场发射)方面的简单表征。为迸一步实现β-SiC纳米线作为纳电子器件的构筑材料，并与当今成熟的硅半导体技术结合来集成大范围、高密度和高信息的β-SiC纳电子器件(nanodevice)和纳米电路(nanocircuit)打下基础。这将会给β
-SiC纳米电子器件的应用带来一场革命性的飞跃，对实现电子器件的体积小型化和功能多元化的双重目标具有重大的理论和现实意义。所以，实现β-SiC多功能的纳米器件的前提是得到大量尺寸可控、均匀、分散的SiC纳米线，才有可能对SiC纳米线的各种性能进行研究。
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纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
中药制剂纳米技术研究进展
中药制剂纳米技术研究进展 中药学：张生杰 104753091411 摘要:纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂，具有增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性等特点。本文详细介绍了纳米中药的定义、特点，同时介绍了纳米中药制剂技术方面的进展。指出了纳米中药制剂存在的问题，并作了展望。 关键词:纳米技术；中药制剂；中药现代化 1.前言 纳米即十亿分之一米，相当于10个氢原子排成直线的长度。纳米技术(nanotechnology)是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化，以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体。纳米技术作为高新技术，可广泛应用于材料学、电子学、生物学、医药学、显微学等多个领域，并起着重要的作用。1998年，徐辉碧教授等[2]率先提出了“纳米中药”的概念，进行了卓有成效的探索。纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于lOOnm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。因纳米材料和纳米产品在性质上的奇特性和优越性，将增加药物吸收度，建立新的药物控释系统，改善药物的输送，替代病毒载体，催化药物化学反应和辅助设计药物等研究引入了微型、微观领域，为寻找和开发医药材料、合成理想药物提供了强有力的技术保证。运用纳米技术的药物克服了传统药 物许多缺陷以及无法解决的问题。将纳米技术应用于中药领域是中药现代化发展的重要方向之一。 中药作用的物质基础来自于中药中的活性成分，这些化学成分可能是某单一化合物(即有效成份)，也有可能是所提取的某一有效部位或有效部位群，有些中药甚至以全药入药。对于从中药中提取的单一有效成份如紫杉醇、喜树碱等而言，其纳米化制备类似于合成药，因而其研究在技术上相对较易实现。纳米载药系统在这方面的应用已有一些报道，目前这类药物已有多种制剂进入临床研究阶段。从目前的情况来看，可以大量获得单一有效成份的中药并不多，这就意味着纳米载药系统在这一层次上的应用受到一定限制。中药有效部位为主要活性成份的制剂占有相当比例，这一方面体现了中药多成份、多靶点的特点，同时具有原料较有效成份容易获得，成本相对低廉的特点。因此，以有效部位作为纳米载药系统在中药研究中的切入点无疑具有更现实的意义。对于中药有效部位，由于其组成的多样性其纳米化制备是较复杂的，要研究的问题还很多。利用其结构或性质相近的特点选择适当的辅料和工艺，使其多组分同时实现纳米化，可能是解决问题的途径之一。对于中药(植物、动物和矿物)的全药，由于组成复杂且性质差异较大，实现纳米化的方法除超细粉碎以外有待进一步开发。总之纳米技术应用于中药制剂还处于起步阶段，但前景是很好的。 2．纳米中药的制备 2.1超细粉碎 粉碎是中药材加工最常用的方法之一。随着科学技术的进步，新的粉碎机械不断涌现，粉碎所能达到的粒度越来越小，使中药粉末的粒度由细粉的尺度10μm-1000μm进入到超细粉的尺度0.1μm-10μm。经过超细粉碎的中药材，最直接的效应就是由于表面积增大而导致的药物吸收增加，相应地生物利用度得到提高，服用剂量减小，资源的利用率提高。 但是，超细粉碎在中药研究中的应用还存在一些问题，首先，中药材的超细粉碎虽然
碳化硅纳米颗粒增强纳米结构的微观结构和力学性能
纳米碳化硅强化纳米结构铜的微观结构的发展和力学性能摘要：纳米结构的铜和体积占百分之2的铜的碳化硅纳米复合材料是由 机械研磨和热压工艺生产的。微观结构的发展在制作过程中通过X射线衍射，电子显微镜扫描，透射电子显微镜扫描和电子反向散射衍射技术被研究。结果表明，铜的微观结构和铜基纳米复合材料由双峰和非随机取向差分布混合而成的等轴纳米晶粒构成的。在有碳化硅纳米颗粒精炼铜基质的晶粒结构的前提下，低角度晶界的比例增加。力学性能的评价通过压缩试验表现出屈服强度增强从505717兆帕的纳米铜到630712兆帕与2％（vol）的碳化硅强化金属。我们联系纳米材料的强度与其基于强化机制的微观结构特征。分析不同机制的作用包括奥罗万强化，大角度晶界和位错密度。它表明，高角度晶界的纳米结构材料在加强机制中发挥了重要的作用。提出并讨论了纳米粒子的影响。 关键词：铜纳米结构材料碳化硅晶粒尺寸强化机理 1.介绍 铜具有良好的成形性，优良的导电性和导热性，低成本的独特组合。这些优点使铜作为合适的铜基复合材料对于结构和功能应用的制备。它是有据可查的铜与陶瓷颗粒的加固显著改善了高温机械性能和耐磨性而没有让基质的导热和导电严重恶化。因此，铜基复合材料被认为是有前途的候选，在高导电性，高机械性能，和良好的耐磨性的应用中是必需的。近年来，纳米的增强早已被研究作为铜基复合材料的制备。它已经表明，少量细小的陶瓷颗粒如Al2O3，WC和TiB2的加入，提高了铜的强度而且电气和热导率都没有太大的影响。 在铜基复合材料中，铜基碳化硅复合材料因其优异的导电性和导热性、硬度、耐磨性和摩擦性能而受到越来越多的关注。铜基碳化硅复合材料已用于焊接电极，电触点，接触器，开关，断路器，和电子封装。粉末冶金方法，挤压铸造，复合电铸技术通常被用于制备铜基复合材料。 虽然大量的研究已经呈现出铜基碳化硅复合材料的制备和特性，但纳米碳化硅颗粒的加入和它们对铜基质的晶粒结构的影响已被告知有限。建华等人用电铸工艺制备纳米碳化硅颗粒增强铜。他们发现纳米颗粒精细分布在整个基体中，因此纳米复合材料表现出较高的硬度和良好的耐磨性。由雷恩卡等人进行电沉积的方法用微米和纳米尺寸的碳化硅颗粒加强铜。制备出来的铜基碳化硅复合材料表现出硬度与未加强的相比对于微米级别的碳化硅和纳米级别的碳化硅分别高出35%和61%。当然耐磨性也明显改善。铜基复合材料的力学性能如果铜基体的晶粒结构也会进一步提高。 近日，Shen和Guduru等人表明通过减小的铜晶粒尺寸到纳米范围内（小于100纳米），同时延展性几乎保持不变或提高使拉伸强度能提高到1GPa 的高值。如果在纳米结构的铜基体中的碳化硅纳米颗粒得到精细和均匀分布，纳米铜复合材料将具有独特的高导热性和导电性，以及优异的耐高温退火。 在本文中，我们使用高能量机械球研磨制备纳米晶铜和铜基碳化硅复合粉末。对粉末进行热压，并对其显微结构特征进行了研究。该材料的强度是
纳米生物医用材料的进展研究样本
生物医用材料的研究进展 生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料, 它是研究人工器官和医疗器械的基础, 己成为材料学科的重要分支, 特别是随着生物技术的莲勃发展和重大突破, 生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。研究动态 迄今为止 ,被详细研究过的生物材料已有一千多种 ,医学临床上广泛使用的也有几十种 ,涉及到材料学的各个领域。当前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料, 具体体现在以下几个方面: 1. 提高生物医用材料的组织相容性 途径不外乎有两种, 一是使用天然高分子材料, 例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表示; 二是在材料表面固定有生理功能的物质, 如多肽、酶和细胞生长因子等, 这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体 ,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。 2. 生物医用材料的可降解化 组织工程领域研究中 ,一般应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外, 还需具有生物相容性和可降解性。 英国科学家创造了一种可降解淀粉基聚合物支架。以玉米淀粉为基本材料, 分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素 ,再分别对应加入不同比例的发泡剂 (主要为羧酸 ), 注塑成型后就能够获得支撑组织再生的可降解支架。 3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化 利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面 ,经过表面修饰构建新一代的分子生物材料 ,来引发我们所需的特异生物反应 ,抑制非特异性反应。例如将一种名叫玻璃粘连蛋白 (ＶＮ)的物质固定到钛表面, 发现固定ＶＮ的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。4．开发新型医用合金材料
纳米碳化硅材料
纳米碳化硅材料 摘要：本文主要讨论的是关于纳米碳化硅材料的结构、性能及其应用，主要在其 光学性质、力学性质等方面对其进行讨论。 关键词：纳米碳化硅光学性质力学性质 1. 引言 SiC纳米材料具有高的禁带宽度，高的临界击穿电场和热导率，小的介电常 数和较高的电子饱和迁移率，以及抗辐射能力强，机械性能好等特性，成为制作 高频、大功率、低能耗、耐高温和抗辐射器件的电子和光电子器件的理想材料。 SiC 纳米线表现出的室温光致发光性，使其成为制造蓝光发光二极管和激光二极 管的理想材料。近年来的研究表明：微米级SiC晶须已被应用于增强陶瓷基、金 属基和聚合物基复合材料，这些复合材料均表现出良好的机械性能，可以想象用 强度硬度更高及长径比更大的SiC 一维纳米材料作为复合材料的增强相，将会 使其性能得到进一步增强。随着研究的深入，研究者还发现一维SiC纳米结构在 储氢、光催化和传感等领域都有广泛的应用前景。 2. 纳米碳化硅结构 碳化硅（SiC）俗称金刚砂，又称碳硅石是一种典型的共价键结合的化合物， 自然界几乎不存在。碳化硅晶格的基本结构单元是相互穿插的SiC4和CSi4四面 体。四面体共边形成平面层，并以顶点与下一叠层四面体相连形成三维结构。SiC 具有α和β两种晶型。β－SiC的晶体结构为立方晶系，Si和C分别组成面心立 方晶格；α－SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体，其中，6H多型体为 工业应用上最为普遍的一种。在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关 系。在温度低于1600℃时，SiC以β－SiC形式存在。当高于1600℃时，β－SiC 缓慢转变成α－SiC的各种多型体。4H－SiC在2000℃左右容易生成；15R和6H 多型体均需在2100℃以上的高温才易生成；对于6H－SiC，即使温度超过2200℃， 也是非常稳定的。下面是三种SiC多形体结构图
电化学在制备纳米材料方面的应用
电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中，机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高，生产成本高；化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域，同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质，但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比，电化学制备方法主要具有以下优点：1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多；2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控，在技术上困难较小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；3、常温常压操作，避免了高温在材料内部引入的热应力；4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长，可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理，并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比，电沉积法具有以下优点：(1)晶粒尺寸在1~100 nm内；(2)
纳米碳化硅材料
纳米碳化硅材料 王星 （武汉工业学院化学与环境工程学院湖北武汉430023） 摘要：本文介绍了碳化硅的结构，纳米碳化硅几种常用的制备的方法和它掺杂改性以及应用。虽然SiC纳米材料制备规模小、成本高、工序复杂，近期难以实现大规模生产，但SiC纳米材料性能优于传统的SiC材料，能够达到高新技术领域的严格要求，具有更为广泛的用途，为此，应进一步加大对SiC纳米材料的研究。 关键词：纳米碳化硅掺杂改性应用 1 引言 纳米材料的出现是21世纪材料科学发展的重要标志，它所表现出的强大的科学生命力不仅是因为揭示出科学的深刻物理含义，而更重要的是它所发现的新结构、新现象、新效应源源不断地被用来开发具有新结构、新性能的固体器件，对通讯、微电子等高新技术产生极其深远的影响。SiC纳米材料具有高的禁带宽度，高的临界击穿电场和热导率，小的介电常数和较高的电子饱和迁移率，以及抗辐射能力强，机械性能好等优点，成为制作高频、大工率、低能耗、耐高温和抗辐射器件的电子和光电子器件的理想材料。SiC 纳米线表现出的室温光致发光性，使其成为制造蓝光发光二极管和激光二极管的理想材料。所以，对纳米碳化硅材料的研究具有十分重要的意义。 2碳化硅的结构 碳化硅（SiC）俗称金刚砂，又称碳硅石是一种典型的共价键结合的化合物，自然界几乎不存在。碳化硅晶格的基本结构单元是相互穿插的SiC4和CSi4四面体。四面体共边形成平面层，并以顶点与下一叠层四面体相连形成三维结构。SiC 具有α和β两种晶型。β－SiC的晶体结构为立方晶系，Si和C分别组成面心立方晶格；α－SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体，其中，6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于1600℃时，SiC以β－SiC形式存在。当高于1600℃时，β－SiC 缓慢转变成α－SiC的各种多型体。4H－SiC在2000℃左右容易生成；15R和6H 多型体均需在2100℃以上的高温才易生成；对于6H－SiC，即使温度超过2200℃，也是非常稳定的。下面是三种SiC多形体结构图
纳米银的制备与应用前景
纳米银的制备及其应用研究进展 华侨大学材料科学与工程学院 王健08应化0814131030 摘要：纳米材料是由纳米粒子组成的固体材料，自80时代纳米材料的概念形成后，这种材料就一直受到人们极大的关注，金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支，它以贵金属金、银、铜为代表，其中纳米银的研究结果最多，本文主要参阅了中外09~11年的9篇纳米银的制备与应用相关文献筛选总结，并简述了近年来纳米银的制备方法及其应用研究进展，包括物理方法和化学方法。 关键词:纳米银粒子制备物理方法化学方法应用 引言 纳米粒子----也叫超微颗粒，粒径一般在1—100 nm之间，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统，亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，介于原子、分子和宏观物质之间。随着对各种纳米粒子的不断深入研究，促进了纳米粒子在制药业、纺织业、物理、化学、农业等各领域的广泛应用。纳米银粒子是纳米粒子的一种。在各种金属纳米粒子中，纳米银粒子自从问世以来一直深受人们的关注，这不仅是由于其具有独特的电子特性，光学特性，机械特性和催化特性，并且具有良好的抗菌性、生物兼容性和表面易修饰等优点。因此，纳米银粒子是一种非常有用的纳米材料，可以用作照相制版、生物医用材料、化工的催化剂、陶瓷材料、导电浆料、污水处理、建筑材料、润滑剂、光吸收材料、涂料、传感器、高性能电极材料等。 纳米银粒子的制备方法有很多，人们借鉴已有的制备方法，已制备出各种粒径和结构的纳米银粒子，如球形纳米银粒子、纳米银块体材料、树状纳米银、银纳米管、银纳米带、银纳米链、银纳米立方体、银纳米双凌锥、银纳米线、银纳米三棱柱、银纳米片、银纳米盘等结构，如下图列出的几种：
纳米级碳化硅
纳米级碳化硅 金蒙新材料生产的纳米级碳化硅，对红外波有较强的吸收能力，可用作红外吸波和透波材料，做成功能性的薄膜或纤维，也可用于抛光研磨。 金蒙新材料通过特殊工艺生产的纳米碳化硅，具有纯度高、粒径分布范围小、比表面积高、化学性能稳定、导热系数高（165W/MK）、热膨胀系数小、硬度高等特点。其莫氏硬度达9.5，显微硬度为2840-3320kg/mm2,介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，是首选的材料耐磨添加剂。 纳米碳化硅具有优良的导热性能，还是一种半导体，高温时能抗氧化；纳米碳化硅耐磨，耐高温，耐腐蚀,耐酸碱溶剂，广泛应用于涂料、油漆等领域，增加耐磨性。 金蒙新材料纳米级碳化硅主要应用领域： 1.改性高强度尼龙材料：纳米SiC粉体在高分子复合材料中相容性好、分散性好，和基体结合性好，改性后高强度尼龙合金抗拉强度比普通PA6提高150％以上，耐磨性能提高3倍以上。主要用于装甲履带车辆高分子配件，汽车转向部件，纺织机械，矿山机械衬板，火车部件等。在较低温度下烧结就能达到致密化。 2.改性聚醚醚酮（PEEK，特种工程塑料）：金蒙碳化硅公司表面处理后的纳米碳化硅，添加量为5％左右时，可极大改善PEEK的耐磨性（提高原来的30%以上）。 3.橡胶行业的应用：添加2%左右金蒙纳米碳化硅，不改变原胶配方
进行改性处理，不降低原有性能和质量，可将耐磨性提高20％—40％。纳米碳化硅同时被广泛应用在橡胶胶辊、打印机定影膜等领域。 4.金属表面纳米SiC复合镀层：采用纳米级混合颗粒，在金属表面形成高致密度，结合力强的电沉积复合镀层。复合镀层显微硬度大幅度提高，耐磨性提高2-3倍，使用寿命提高3-5倍，镀层与基体的结合力提高40％，覆盖能力强、镀层均匀、平滑、细致。 5.其他应用：高性能结构陶瓷（如火箭喷嘴，核工业等），吸波材料，点火器，抗磨润滑油脂，高性能刹车片，高硬度耐磨粉末涂料，复合陶瓷增强增韧，电气工业用电热元件，远红外线发生器，航空航天工业领域的结构涂层、功能涂层、防护涂层、吸波材料、隐身材料，坦克及装甲车的防护装甲，陶瓷刀具、刃具、量具、模具，特殊用途的结构陶瓷、功能陶瓷、工程陶瓷。
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用 【摘要】目前纳米技术应用广泛，在高强金属材料应用方面尤为突出。本文针对现有主要几种纳米增强金属材料制备工艺方法进行概述并比较，讨论其优缺点。最后还探讨了纳米相增强制备技术未来的发展趋势和改进方向，并对纳米结构材料应用领域和前景进行展望。 【关键词】纳米增强制备方法优缺点 随着科技进步，各个领域对于相关材料的性能要求日益提高。纳米增强技术是改善材料性能的重要方法之一，其在金属材料领域尤其应用广泛。在电子、汽车、船舶、航天和冶金等行业对高性能复合材料需求迫切，选用最佳制备方法制备出性能更优良的纳米材料是当前复合材料发展的迫切要求。 1 纳米增强技术概述 纳米相增强金属材料是由纳米相分散在金属单质或合金基体中而形成的。由于纳米弥散相具有较大的表面积和强的界面相互作用，纳米相增强金属复合材料在力学、电学、热学、光学和磁学性能方面不同于一般复合材料，其强度、导电性、导热性、耐磨性能等方面均有大幅度的提高[1]。 1.1 机械合金化法 机械合金化法（MA）是一种制备纳米颗粒增强金属复合材料的有效方法。通过长时间在高能球磨机中对不同的金属粉末和纳米弥散颗粒进行球磨，粉末经磨球不断的碰撞、挤压、焊合，最后使原料达到原子级的紧密结合的状态，同时将颗粒增强相嵌入金属颗粒中。由于在球磨过程中引入了大量晶格畸变、位错、晶界等缺陷，互扩散加强，激活能降低，复合过程的热力学和动力学不同于普通的固态过程，能制备出常规条件下难以制备的新型亚稳态复合材料。 1.2 内氧化法 内氧化法（Internal oxidation）是使合金雾化粉末在高温氧化气氛中发生内氧化，使增强颗粒转化为氧化物，之后在高温氢气气氛中将氧化的金属基体还原出来形成金属基与增强颗粒的混合体，最后在一定的压力下烧结成型。因将材料进行内氧化处理，氧化物在增强颗粒处形核、长大，提高增强粒子的体积分数及材料的整体强度，这样可以提高材料的致密化程度，且可以改善相界面的结合程度，使复合材料的综合力学性能得到提高。 1.3 大塑性变形法 大塑性变形法（Severe plastic deformation）是一种独特的纳米粒子金属及金属合金材料制备工艺。较低的温度环境中，大的外部压力作用下，金属材料发
(完整word版)碳化硅纳米线的制备与性能研究进展
碳化硅纳米线的制备与性能研究进展 ××× ××××××××××学校西安邮编××× 摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。 Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher characteristic in the high frequency and high temperature, high power, resist radiation and good performance, and is considered to be a new generation of microelectronics devices and integrated circuit of the semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have the important meaning. 关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解 Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor, photocatalytic degradation .1 纳米材料的性能 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(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料具有量子尺寸效应、小体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，这使得纳米体系的光、电、磁、热等物理性质与常规块体材料不同，出现许多新奇的
纳米银的制备及应用研究进展
湖南工程学院 课程论文 学院化学化工学院班级化工1103 姓名吴飞学号201106010305 课程论文题目纳米银的制备及应用研究进展课程名称学科前沿讲座 评阅成绩 成绩评定老师签名 日期：2014 年10 月11 日
纳米银的制备及应用研究进展 吴飞 （湖南工程学院，湖南湘潭 411100） 摘要纳米银具有独特的热光、电磁、催化和敏感等特性,具有广阔的应用前景,是金属纳来材料研究的热点.阐述了制备纳米银的方法,包括化学还原法!光化学还原法!模板法!溶胶一凝胶法! 微乳液法激光烧蚀法等,列举了纳米银在化学反应!光学领域!杭菌领域和作为杭静电材料的主要应用,简述了纳米银制备过程中存在的不足,展望了纳米银合成研究的发展趋势. 关键词纳米银制备方法应用 Research Progress of Preparation and Application of Silver Nanomaterial Wu Fei (Hunan lnstitute of Engineering,Hunan Xiangtan 411100) Abstract Silver nanomaterial, one of the most active researeh fields in the metal nanometer materials, has a wide arnge of applications because of its unique heat , light , electricity and magnetism , catalysis and sensitive features .The prePartion methods of silver nanoparticles are discussed ,including chmeical reduction , photoehmeical reduction ,template , sol-gel method, microemulsion , laser ablation method and so on.Their main applications of nano-silver in chmeical reactions , optical field, anti-bacterial field and anti-static materials are introduced.The shortages in the fabrica -tion process of silver nanomaterial are also outlined. The developing trends of the synthetic technique in the Preparation of the silver nanomaterials are Prospected. Key words silver nanoparticle,preparation,application 前言 纳米银是指粒径为1~100 nm的金属银单质，是一种新兴的功能材料。纳米银独特的热、光、电、磁、催化和敏感等特性引起了化学、物理和材料学家的广泛兴趣，特别是一维、二维的纳米银材料，例如，单分散的纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米板材和纳米立方体等被认为在化学反应、抗菌和其它领域具有很大的潜在应用。 纳米银具有很高的比表面积和表面活性川，导电率比普通银至少高20倍，因此，广泛用作催化剂材料、防静电材料、低温超导材料和生物传感器材料等阅。另外，纳米银还具有抗菌功能，可应用于医药行业。因此，研究纳米银的制备方法具有重要意义。本文就近年来应用较多的纳米银的合成方法进行了评述，并对其应用作了简要的总结。 1纳米银的应用 纳米银粉基于其粉体粒径小，而具有比表面积大、表面活性点多、催化活性高、熔点低、烧结性能好等优点，此外，它还保留了金属银的导电性好、抗菌性能好，电铸银颜色光亮的优点，使得纳米银粉在热、电、光、声、磁和催化方面具有广阔的应用前景。 1.1纳米银应用于催化领域 纳米银粉由于粒径小、比表面积和表面能高、表面活性点多、表面原子的配位情况与颗粒内部原子有很大差异，具有优良的催化活性和反应选择性，可提高反应效率，因而其催化活性和选
纳米生物材料研究进展
纳米生物材料研究进展 学院：建筑工程学院专业：土木工程 姓名：李春波学号111401140 生物材料又称生物工艺学或生物技术。应用生物学和工程学的原理，对生物材料、生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。只有通过基因工程对生物进行改造，才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品，而今天，就让我带领你走进微小，但不失奇妙的纳米生物材料。 纳米，其实是长度单位，原称毫微米，就是10亿分之一米，即100万分之一毫米。如同厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。举个例子来说，假设一根头发的直径是0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。也就是说，一纳米大约就是0.000001毫米.纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。有纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。全世界的科学家都知道纳米技术对科技发展的重要性，所以世界各国都不惜重金发展纳米技术，力图抢占纳米科技领域的战略高地。我国于1991年召开纳米科技发展战略研讨会，制定了发展战略对策。十多年来，我国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前，我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家，充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。 在过去几年中,生物纳米材料的理论与实验研究已成为人们关注的焦点,特别是核酸与蛋白质的生化、生物物理、生物力学、热力学与电磁学特征及其智能复合材料已成为生命科学与材料科学的交叉前沿。目前,纳米生物芯片材料、仿生材料、纳米马达、纳米复合材料、界面生物材料、纳米传感器与药物传递系统等方面已取得很大进展。 1.纳米生物芯片材料 纳米生物芯片材料是一个正在发展的技术，它首先利用生物智能全数字癫痫定位仪查出致痫病灶，并进行精确定位，运用生物芯片技术进行植入病灶顶部，运用生物芯片调节神经兴奋及异常发作的微小电流，芯片植入后(就是出现发作人体也感应不到，因为电流被芯片吸收，就不会出现电流刺激神经和脑细胞，各种肢体抽搐等异常症状即刻消失)。而治疗系统中另一项需同时进行的血液磁化技术，它是依据生物物理学、生物磁学、生物光学、生物化学的原理，将磁、光、氧有机结合形成磁共振作用，以血液为媒介调节机体代谢实现对机体的治疗，它能感应和影响人体电流分布、电荷微粒的运动、膜系统的通透性和生物高分子的磁矩取向等，清除大脑异常电流，稳定神经细胞膜，提高神经细胞兴奋阈，抑制大脑神经元高频放电和冲动的传播。在脑部形成稳定的生物磁场，使异常放电的神经元电位趋于平衡，调整神经网路电失衡。对神经细胞功能失调有整合作用,对缺氧破损的神经细胞有修复作用,可以增进神经细胞的重新生长,针对性的修复受损的神经细胞，从而产生镇静、解痉作用，激发神经自身保护功能，促使神经
纳米银 聚合物复合材料的制备研究进展
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(5), 447-454 Published Online May 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/6a1310897.html,/journal/ms https://https://www.360docs.net/doc/6a1310897.html,/10.12677/ms.2018.85050 Progress in Preparation of Nanosilver/Polymer Composites Wenbo Li, Shuhong Sun, Yong Liu, Yan Zhu* Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan Received: Mar. 23rd, 2018; accepted: Apr. 30th, 2018; published: May 8th, 2018 Abstract Nanosilver/polymer composites have unique physical and chemical properties such as non-linear optical effects and optical energy conversion effects, and have broad application prospects in an-tibacterial self-cleaning, surface enhanced Raman scattering (SERS) and so on. Previous re-searches show that the preparation technology of nanosilver/polymer composites has an impor-tant influence on structure and performance. Its preparation methods can be divided into two categories: mixing nanosilver in polymer and coating nanosilver on polymer surface. In this paper, the methods of mixing nanosilver in polymers—physical blending method, in-situ method and ion exchange method, and the methods of coating nanosilver on polymer surface—physical method, chemical method, and physical-chemical combination method are respectively reviewed. Keywords Nanosilver, Polymer, Composites 纳米银/聚合物复合材料的制备研究进展 李文博，孙淑红，刘勇，朱艳* 昆明理工大学，云南昆明 收稿日期：2018年3月23日；录用日期：2018年4月30日；发布日期：2018年5月8日 摘要 纳米银聚合物复合材料具有非线性光学效应、光能转化效应等独特的物理化学性质，在抗菌自洁、表面*通讯作者。
生物纳米药物的现状和发展
纳米药物的现状和发展 一、背景 纳米药物指以纳米微粒作为载体系统，与药效粒子以一定的方式结合在一起后制成的药物，其粒径可能超过100 nm但通常小于500 nm。自20世纪90年代初期这一概念被首次提出起，它就一直是发达国家研究的热点领域之一。纳米药物的粒径使它具有特殊的表面效应和小尺寸效应等，与常规药物相比，它颗粒小、表面反应活性高、活性中心多、催化效率高、吸附能力强[1]，由此导致的以下优点正是其一直受到青睐和寄予极大期望的原因。 1.改善药物稳定性 一些药物为蛋白质或多肽大分子，口服会被消化系统破坏。传统采用注射等方法给药，而如将维他命12或叶酸修饰过的纳米粒再与药物结合，不仅能避免口服时药物在肠道中发生蛋白水解，还能使药物在体内循环时间增加，从而大大增加了药物的吸收度[1]。 2.提高药物的作用效率 将一般的小分子药物装载在纳米粒子上后，药物的总表面积大大增加,药物的溶出速率随之提高，与给药部位接触面积增大，提高了单位面积药物浓度。同时由于载药纳米粒较好的黏附性及小粒径，药物与吸收部位的接触时间延长，增加了药物在吸收部位上皮组织黏液层中的浓度，并延长了药物的半衰期，因此提高了药物的生物利用度。载药纳米粒子还可以改变膜运转机制，增加药物对生物膜的通透性，药物有可能通过简单扩散或渗透形式进入生物膜 ,使溶解度增加[3] 。 3.靶向作用 靶向作用主要有三类：被动靶向、主动靶向和物理化学靶向。 被动靶向指人体自然将纳米药物驱赶到其需要作用的部位，如载药纳米粒进入体内后作为异物而被巨噬细胞吞噬,到达网状内皮系统(RES) 分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位。 主动靶向指利用抗原、抗体或配体-受体结合使药物到达靶部位。 物理化学靶向使用的方法包括热导向、磁导向、pH导向等。有些靶组织的透过性对热敏感，给药同时结合热疗即可使纳米药物粒子更好地作用于组织[3]。 4.提高控释效果 普通制剂有“峰谷现象”，而纳米药物的特殊结构使得药物可以恒速释放作用于器官或组织，从而使体内药物浓度保持平稳，减少给药次数，提高药效和安全度。一般是通过调节纳米粒子表面的性质，如亲水性、电荷等来调整其在体内服役时间长短
SiC纳米材料的制备与应用研究现状
安徽科技学院2014-2015学年第2学期《纳米材料合成技术》课程论文 学院：化学与材料工程班级：无机非金属材料工程12级卓越班学号：1882120129 姓名：周可可授课教师：李子荣成绩： 论文摘要：本文根据SiC纳米材料的尺寸不同，分别介绍了其零维和一维纳米材料的制备与应用进展。零维SiC纳米材料即SiC纳米微粉，主要是通过激光诱导化学气相沉积法（LICVD）、通电加热蒸发法、聚合物热分解法制取得到。由于该粉末具有优良的力学性能、电性能和热导率，作为结构材料广泛应用于集成电路的基片和封装材料等。一维SiC纳米材料主要是通过模板法、激光烧蚀法、加热蒸发法和碳热还原法制取而来。由于该一维材料具有一定的耐磨、耐腐蚀以及低密度、高强度的优良特性，可应用于发动机改装器、高性能雷达天线材料和红外整流罩等。 教师评语：
SiC纳米材料的制备与应用研究现状 摘要：本文根据SiC纳米材料的尺寸不同，分别介绍了其零维和一维纳米材料的制备与应用进展。零维SiC纳米材料即SiC纳米微粉，主要是通过激光诱导化学气相沉积法（LICVD）、通电加热蒸发法、聚合物热分解法制取得到。由于该粉末具有优良的力学性能、电性能和热导率，作为结构材料广泛应用于集成电路的基片和封装材料等。一维SiC纳米材料主要是通过模板法、激光烧蚀法、加热蒸发法和碳热还原法制取而来。由于该一维材料具有一定的耐磨、耐腐蚀以及低密度、高强度的优良特性，可应用于发动机改装器、高性能雷达天线材料和红外整流罩等。 关键词：SiC；纳米材料；制备、应用 0 引言 SiC具有低密度、高强度、高弹性模量、高抗氧化性以及优异的耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于航空、航天、能源、化工和环保等众多领域[1]。同时，SiC作为第三代半导体材料，有高临界击穿电压、高热导率、宽带隙等良好的性质，使其成为制造高频、大功率、抗辐射、耐高温的半导体器件及长波发光二极管等等的理想材料[2]。但传统SiC材料自身的缺陷（如易脆性）使其无法满足目前这个社会的现代科技的苛刻要求。纳米技术的诞生为SiC纳米材料的制备开辟了一条崭新的路径和新的制备征程。SiC纳米微粉，是指颗粒直径为1~100nm 之间的SiC颗粒。而且性能更为优异的SiC纳米微粉可以克服SiC传统材料的缺陷，应用也更为广泛和有效性[3]。一维的SiC纳米材料除了具有其块体材料的性质之外，还具有其他以下特性：（1）十分优异的力学性能，具有较高的弹性和强度，是一种优良的补强增韧添加剂，已被用于陶瓷、聚合物和金属等的增强材料应用；（2）特殊的光学性能，可清晰地观察到室温下的某些发光特性，因此在光电子器件领域中拥有不错的应用前景；（3）优良场发射特性，且其阈值场强不高，但电流密度较强，且高温下较为稳定，可以作为发射电磁场的电极物质。（4）高效的光催化特性，可用于废水处理系统的光催化及提高太阳光的利用率方面等[4]。 而本文介绍了SiC的零维和一维纳米材料的制备方法及应用进展。零维SiC纳米材料即SiC纳米微粉，主要从激光诱导气相沉积技术（LICVD）、通电加热蒸发法、聚合物（螯合物）热分解法来阐述其制备过程。在应用方面，由于该粉末具有优良的力学性能、电性能以及热导率，因此为实现其所能发挥的最大优势，其可以作为作为结构材料，而能够被应用于集成电子电路的基片和封装材料等广大范围。一维SiC纳米材料主要介绍了其是通过模板法（碳纳米管等）、激光烧蚀技术、加热蒸发法和碳热还原法制取而来。在应用发面，由于该一维材料具有一定的耐磨、耐腐蚀，另外，还具有低密度、高强度的优良特性，可应用于航空航天技术方面，比如神舟系列航天器的发动机改装器、雷达上的高性能天线合成的纳米原材料和夜视仪上的红外整流罩等。 1 SiC纳米材料的制备 1.1零维SiC纳米材料的制备 1.1.1激光诱导化学气相沉积法（LICVD） 激光诱导化学气相沉积法（LICVD）是一种近几年兴起的制备纳米微粉的技术，使用该方案的优点有：粒子大小可以控制、粒度分布均匀，且易制备得到几纳米至几十纳米（nm）的晶态或非晶态纳米颗粒。其基本原理是利用气体分子的激光分解过程（比如红外多光子分解或紫外线光解）、激光高温降解、激光诱导化学方法合成反应等。在一定的工艺流程下，通过控制其激光功率大小、反应池压强、反应参与气体摩尔配比和整体反应