东南大学纳米材料课程总结

什么是量子点

Ⅱ-Ⅵ族量子点有什么独特的荧光特性？

与传统有机染料相比，量子荧光点有什么优势？

表征荧光量子点的步骤或注意点？

什么是EPR效应？在肿瘤治疗方面有什么作用

斑块的形成，POCT试纸的机制

靶向药物按照作用机制可以分为几类？P157

什么是激子态？针对他的特性有什么应用？

纳米材料、一维、二维纳米材料定义？纳米颗粒？

简述美罗华单克隆抗体进入人体对肿瘤细胞的主要杀伤机制

胶体金与蛋白质的结合方式？环境pH对二者的结合有何影响?

为何可以用柠檬酸钠还原氯金酸制备纳米金胶体？原理。纳米颗粒的粒径？

胶体金聚集使溶液变色的原因

纳米颗粒进行磁感应热疗时，肿瘤的散热方式

列举磁性纳米粒子的制备方法以及他们的优缺点

高温分解法制备磁性纳米粒子有什么特点？

如何让将沉淀反应控制生成纳米颗粒

简述在成核扩散控制模型中，过饱和度对成和速度和生长速度的影响

影响纳米颗粒制备的重要因素、条件

哪几种方法可以获得窄粒度分布的纳米粒子

Ostwald熟化机制？如何制备粒径均匀的纳米颗粒

使纳米颗粒粒径变大的两种机制

剩磁，矫顽力，超顺磁性，量子尺寸效应

超顺磁性与尺寸温度的关系

能级？比较分子能级和半导体颗粒的能级

表面效应？纳米结构？

纳米材料的研究意义？特性？（表，小尺，量，宏）

纳米粒子的表面修饰有哪些方法？

*lamer成核扩散控制模型p54

什么是激子态？针对他的特性有什么应用？

在半导体中，如果一个电子从满的价带激发到空的导带上去，则在价带内产生一个空穴，而在导带内产生一个电子，从而形成一个电子-空穴对。空穴带正电，电子带负电，它们之间的库仑互相吸引作用在一定的条件下会使它们在空间上束缚在一起，这样形成的复合体称为激子。

四、表征荧光量子点的步骤或注意点？

然后表征的注意事项就是

1.测紫外吸收光谱

2.选用最大吸收峰位置的波长的光为激发光

3.注意区分倍频光与真正的荧光

五、什么是EPR效应？在肿瘤治疗方面有什么作用

ERP(enhanced permeability and retention effect)效应就是增强渗透滞留效应（增强透过性与保留效应）相对于正常组织，某些尺寸的分子或颗粒更趋向于聚集在肿瘤组织的性质。

实体瘤的高通透性和滞留效应（enhanced permeability and retention effect，EPR）

正常组织中的微血管内皮间隙致密、结构完整,大分子和脂质颗粒不易透过血管壁,而实体瘤组织中血管丰富、血管壁间隙较宽、结构完整性差,导致渗透增强，造成大分子类物质和脂质颗粒具有选择性高通透性

淋巴回流缺失,淋巴循环受限，导致滞留增强

EPR效应促进了大分子类物质在肿瘤组织的选择性分布,可以增加药效并减少系统副作用。这种现象现在最多的是用来解释纳米颗粒作为肿瘤治疗载体的优势。

EPR效应要求分子量大于2万，而为了防止体内蛋白从肾排出，肾的截留分子量是3万到5万。所以分子量大于3万，且为中性电荷的聚合物在血浆内半衰期长。

肿瘤对药物的吸收主要取决于分子量，电荷，构象，疏水性，免疫性。

肿瘤细胞内的一些特性，如内涵体、溶酶体的低PH值，及溶酶体酶均可有助于聚合物偶联药物在肿瘤细胞的定点释放。

斑块的形成

斑块：血液运输流动剪切力损伤血管内皮细胞，从而粘附巨噬细胞，而巨噬细胞吞噬易氧化的低密度脂蛋白，脂蛋白刺激斑块变软，使斑块破裂，形成血管堵塞。

低密度蛋白胆固醇增高是导致斑块形成的最主要原因。这类胆固醇被氧化以后会损伤血管内皮，使内皮细胞变性、坏死并脱落，从而影响血管内皮的功能。血管内皮损伤以后，内皮下层组织暴露出来，血液中增高的甘油三酯和低密度蛋白胆固醇等脂质就会通过受损的内皮进入到血管壁，沉积于血管内皮下，使血管内皮增厚、变硬。与此同时，在人体发挥止血功能的血小板也会迅速黏附、聚集于受损处，逐渐形成粥样硬化斑块。

斑块在逐渐形成的过程：脂质条纹，纤维斑块，造成动脉管腔狭窄，血流不畅，粥样斑块，面临诸多危害巨大的继发性病变。比如斑块内出血，在斑块内形成血肿，血肿会使斑块的体积进一步变大隆起，严重时会将动脉管腔完全堵塞，无法输送血液，导致相应部位的组织器官急性缺血，功能受损；斑块破裂形成血栓是更为严重的一种继发性病变，斑块一旦破裂，斑块内的脂质等内容物质就会从破裂处流出进入血液，形成血栓，引起栓塞，甚至导致人体器官比如心、脑的梗死，另外，斑块破裂后，斑块处会形成溃疡，溃疡表面很粗糙又极易促进新的血栓形成，所以说斑块破裂的危害巨大；斑块的另一继发病变是钙化，会导致动脉血管变硬、变脆，易于破裂；严重的粥样硬化斑块还会继发动脉瘤，动脉瘤如果破裂的话会引发大出血。

POCT试纸的机制

即时检验技术（POTC）。POTC又称床边检验技术，能让患者在第一时间、第一地点内迅速了解自己的病症状况，具有“便捷化”、“床边化”等特点。医用试纸就是一种典型的POTC 技术。医疗模式的发展与演化，从最初的家庭医生、赤脚医生，逐渐发展成目前的大型综合性医院的治病医疗模式；而人类进入21世纪以来，人们普遍对健康、预防与诊治的需求不断扩大，医疗模式也有回归家庭保健的趋势。检验技术的发展也是与医疗模式的发展相适应的，POCT技术的不断发展正好适合这种回归家庭的趋势，迎来了发展的最好时机。

POCT的基本原理是：把传统方法中的相关液体试剂浸润于滤纸和各种微孔膜的吸水材料中，成为整合的干燥试剂块，然后将其固定于硬质型基质上，成为各种形式的诊断试剂条；

或把传统分析仪器微型化，操作方法简单化，使之成为便携式和手掌式的设备；或将上述两者整合为统一的系统。主要特点就是，可以迅速地获得可靠的检验结果，从而提高病人的临床医疗效果。简单的说，实验仪器小型化，操作方法简单化，结果报告即时化。

POCT主要技术包括：（1）简单显色（干化学法测定）技术颜色反应，用肉眼观察定性或仪器检测(半定量)。（2）多层涂膜（干化学法测定）技术片基上，制成干片，用仪器检测，可以准确定量。（3）免疫金标记技术胶体金颗粒具有高电子密度的特性，金标蛋白结合处，在

显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应的标记处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，这一反应可以通过银颗粒的沉积被放大。该类技术主要有斑点免疫渗滤法（DIGFA）和免疫层析法（ICA）。（4）免疫荧光技术通过检测板条上激光激发的荧光，定量检测=（5）生物传感器技术利用离子选择电极，底物特异性电极，电导传感器等特定的生物检测器进行分析检测。（6）生物芯片技术（7）红外和远红外分光光度技术此类技术常用于经皮检测仪器，用于检测血液中血红蛋白、胆红素、葡萄糖等成分。这类床边检验仪器可连续监测病人血液中的目的成分，无需抽血，可避免抽血可能引起的交叉感染和血液标本的污染。

简述美罗华单克隆抗体进入人体对肿瘤细胞的主要杀伤机制

美罗华是一种人鼠结合的单抗，FC端人源，Fab端鼠源

1.ADCC（抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用），美罗华将CD20标记，FC端招募免疫细胞，如NK（天然杀伤细胞）杀伤肿瘤细胞

2.补体效应：一旦两个抗体特异性结合到CD20，补体将两个抗体形成桥联，桥联爆发形成毒素

3.直接形成凋亡效应。

（美罗华为一种单克隆抗体，该抗体与CD20抗原特异性结合。该抗原在95%以上的B淋巴细胞型的非何杰氏淋巴瘤中表达。美罗华在与抗体结合后，CD20不被内在化或从细胞膜上脱落,也不以游离抗原形式在血浆中循环，不会与抗体竞争性结合。

美罗华与B淋巴细胞上的CD20结合，从而引起B细胞溶解。细胞溶解的可能机制包括补体依赖性细胞毒性(CDC)和抗体依赖性细胞的细胞毒性(ADCC)。此外，体外研究证明，美罗华可使药物抵抗性的人体淋巴细胞对一些化疗药的细胞毒性敏感。）

十一、胶体金与蛋白质的结合方式？环境pH对二者的结合有何影响?

金纳米粒子，称为胶体金，1-100nm，随粒径的不同呈现不同颜色。能够稳定迅速地吸附蛋白质，且蛋白质的生物活性不变，可作为探针进行细胞表面和内部多糖、蛋白质、多肽、抗原、激素等大分子的精确定位。

胶体金在弱碱环境下带负电荷，可与蛋白质分子的正电荷基团形成牢固的结合，由于这种结合是静电结合。

胶体金对蛋白的吸附主要取决于pH值，在接近蛋白质的等电点或偏碱的条件下，二者容易形成牢固的结合物。（此时蛋白质成电中性，二者的静电作用较小，然而蛋白质分子的表面张力最大，出于微弱的水化状态，较易吸附在纳米金表面）如果胶体金的pH值低于蛋白质的等电点时，则会聚集而失去结合能力。除此以外胶体金颗粒的大小、离子强度、蛋白质的分子量等都影响胶体金与蛋白质的结合。

若使溶液正点，则胶体金会聚沉，因此使蛋白质带微弱的负电

胶体金聚集使溶液变色的原因

胶体金显色是由于表面等离子体共振频率与某个可见光的频率相同，当胶体金发生聚集时，在有多个金原子的共振方向上会出现等离子共轭，频率改变，显色改变。波长红移，显示蓝色。

为何可以用柠檬酸钠还原氯金酸制备纳米金胶体？原理。纳米颗粒的粒径？

柠檬酸的还原性并不强，因此要加热沸腾。

柠檬酸钠要一次快速加入，且搅拌，使反应体系均一。

反应浓度，相对浓度，稳定剂，pH

柠檬酸三钠是还原剂也可作保护剂，但该方法值得的纳米金表面吸附柠檬酸根带负电，限制进一步应用。

柠檬酸钠加入得越多，还原法制备的纳米金颗粒粒径越小。出现这个情况的原因可以用胶体金的生长方式来解释，柠檬酸钠多时，由于AuCl4是一定的，爆发性成核的AU越多，剩余

用来生长的Au3+的就越少，粒径就会越小。柠檬酸钠分批加时，成核和生长叠加，颗粒不均一。不均一，则大小、表面内部缺陷不同。单分散是指尺寸相对均一，尺寸越小，允许的相对偏差越大。

十四、纳米颗粒进行磁感应热疗时，肿瘤的散热方式

1，通过组织向环境散热2，血管循环散热

十五、列举磁性纳米粒子的制备方法以及他们的优缺点

物理法：机械球磨法，易操作，尺寸分布宽，耗时长

生物法：细菌、蜜蜂、蚂蚁等，粒径均一，形貌规整，细菌培养难，粒子提取较繁琐，粒径受限制

化学法：均相制备法，共沉淀法均高温分解法

非均相制备法微乳液法溶胶-凝胶法超声化学法激光分解法电化学沉积法

共沉淀法：常采用碱液如NaOH和氨水溶液和二价铁三价铁的盐溶液中加入还原剂，Na2SO3,还原出二价铁，形成二价三价共存的平衡体系再与碱液发生共沉淀反应生成Fe4O3纳米粒子

高温分解法：将反应原料快速注入含有表面活性剂的高温溶剂实现纳米粒子的快速成核，再通过反应温度和时间的控制得到不同的尺寸的同时具有债粒度分布的纳米粒子；另一种方式是将反应原料在低温条件下预先混合，然后缓慢加热至反应开始，在粒子生长过程中通过不断地补加反应材料维持体系中恒定的过饱和浓度，最后得到窄粒度分布的粒子。

特点：粒度分布窄，尺寸形貌可控，在密封，储存，阻尼方面有广阔应用前景，但是疏水性影响应用。

溶胶凝胶法：二价铁与碱液形成Fe(OH)2凝胶，再在胶体陈华过程中用氧化剂如硝酸钾缓慢氧化

超声化学法：利用超声波的空化作用瞬间产生的高温，高压，以及极高的冷却速率等极端条件促使氧化，还原，分解，和水解等反应进行制备纳米粒子。

特点：操作简单，但是由于是非均相方法，粒子的成核和生长过程受活性物种的生成和扩散等因素的影响，因此在纳米粒子的尺寸和形貌控制方面仍有待于进一步提高。

微乳液和反向胶束法：利用水，油，和表面活性剂三元油包水体系形成的微乳液或反相胶束作为微型反应器。再在胶束中发生共沉淀。表面活性剂一方面可以有效地组织纳米粒子聚集和进一步生长，从而实现对粒子尺寸的有效控制；另一方面，可以为粒子提供可溶解性或可分散性。

结晶度，磁响应等方面有待于提高。

高温分解法制备磁性纳米粒子有什么特点？

粒度分布窄，尺寸形貌可控等特点，在密封，阻尼，存储等方面有广阔的应用前景，但是疏水性限制了其应用。

十七、如何让将沉淀反应控制生成纳米颗粒

控制溶液浓度、反应温度、表面活性剂、PH值、反应时间。

为了得到粒径小的粒子, 认为应采取以下措施: ( l) 提高溶液浓度; ( 2) 降低反应温度; ( 3) 选择添加适当品种和用量的表面活性剂; (4 )控制适当的p H 值和反应时间。

十八、简述在成核扩散控制模型中，过饱和度对成和速度和生长速度的影响

在均相反应体系中，纳米粒子的形成过程主要包括成核过程和生长过程。过饱和度即组成粒子物质的浓度c与溶解度s之差。当过饱和度较小时，生长速度大于成核速度，有利于粒子生长；当过饱和度较大时，成核将占主导。

影响纳米颗粒制备的重要因素、条件

1、反应物浓度；

2、相对浓度（如：氯金酸与还原剂的比）；

3、稳定剂

二十、哪几种方法可以获得窄粒度分布的纳米粒子

局部过饱和：对于两种物质反应生成的纳米粒子，可以将一种物质的溶液滴加到另一种中造成局部过饱和，促进晶核的快速形成，由于在整个溶液中过饱和度远小于成核浓度因此在晶核生长过程中不再有新的晶核生成

2.引入晶种：在过饱和浓度小于成核浓度的情况下引入晶种，随后的生长中没有晶核生成

3.补加反应原料以维持稳定：在过饱和度很小的情况下，一般粒子的生长均匀缓慢，不断补加反应原料以维持恒定的过饱和度。

二十一、Ostwald熟化机制？如何制备粒径均匀的纳米颗粒

过饱和固溶体析出沉淀相的后期,沉淀相颗粒大小并不相同,由于较小颗粒消溶而较大颗粒继续长大因而颗粒平均尺寸增大,这样一种长大机制,称为Ostwald成熟,或称Ostwald长大.。要制备较小粒径的纳米颗粒,就应该尽量避免晶体生长过度.在晶体长得太大之前停止反应.以遏制Ostwald熟化过程。

需要控制的条件就是：在保证晶体生长的情况下使用尽量低的生长温度；足够快的搅拌；在保证晶体生长的情况下尽量缩短生长时间。

二十二、使纳米颗粒粒径变大的两种机制

聚集熟化

生长的机制：原子在晶格表面的沉积使得晶格不断增大（成核生长）

1，聚集：纳米颗粒有很高的表面能

保持聚集体

纳米颗粒之间融合

2，熟化：小颗粒消失，大颗粒生长Ostward熟化

二十五、能级？比较分子能级和半导体颗粒的能级

能级指分子或原子的各个能量量子化状态通常是指原子核外电子的量子化能量状态

分子能级包括了转动振动和电子运动所导致的能级比原子能级结构要复杂。

二十三、剩磁，矫顽力，超顺磁性，量子尺寸效应

剩磁：磁化过的物体不再受外部磁场影响时保留的磁化强度。永磁体经磁化至技术饱和，并去掉外磁场后所保留的表面场Br, 称为剩余磁感感应强度。

矫顽力：矫顽力（coercive force）是指磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度B并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力。

超顺磁性：是指铁磁物质的颗粒小于临界尺寸时具有单畴结构，在较高温度下表现为顺磁性特点，但在外磁场作用下其顺磁性磁化率比一般顺磁材料的大好几十倍，称为超顺磁性。临界尺寸与温度有关，铁磁性转变成超顺磁性的温度常记为TB，称为转变温度。

量子尺寸效应：是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。

饱和磁化强度（saturation magnetization）指磁性材料在外加磁场中被磁化时所能够达到的最大磁化强度叫做饱和磁化强度。

二十四、超顺磁性与尺寸温度的关系

对于磁性集合体来说，有两个量很重要：一是出现超顺磁性的临界尺寸（直径）Dp。如果颗粒系统的温度保持恒定，则只有当颗粒尺寸D≤Dp才有可能呈现超顺磁性，该直径小于单畴颗粒的临界直径。二是截止温度TB，对于足够小的磁性颗粒，存在一特征温度TB，当温度T

1.40nm左右的四氧化三铁是单畴的颗粒，磁矩被固定在晶格的某一个方向，矫顽力巨大，容易留剩磁，团聚

2.<20nm的，呈现超顺磁性，内部磁矩可以随意翻转

磁各向异性能：磁矩翻转所克服的能量E=kV (k各向异性能常数，V体积)，随着粒子减小，让他们翻转更加容易，常温下的热能kT(k玻尔兹曼常数)就能让他翻转

二十六、表面效应？纳米结构？

表面效应：微球的表面积增大和所包含的表面原数增多的现象。（球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应。）

纳米结构：是尺寸介于分子和微米尺度间的物体的结构；有一，二，三维物质。如这些物质的线度都在0.1-100nm范围内，则称为纳米物体。这些物体的结构则称为纳米结构。

二十七、纳米材料的研究意义？特性？（表，小尺，量，宏）

（1）表面与界面效应

这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时，微粒包含4000个原子，表面原子占40%；粒子直径为1纳米时，微粒包含有30个原子，表面原子占99%。主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。再例如，粒子直径为10纳米和5纳米时，比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。

（2）小尺寸效应

当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出“新奇”的现象。例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；绝缘的二氧化硅颗粒在20纳米时却开始导电。再譬如，高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能，此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等等。

（3）量子尺寸效应

当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级。当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料的量子效应，从而使其磁、光、声、热、电、超导电性能变化。例如，有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强，在1.1365千克水里只要放入千分之一这种粒子，水就会变得完全不透明。（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。纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应，它们可以穿过宏观系统的势垒而产生变化，这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。

二十八、纳米粒子的表面修饰有哪些方法？

方法：书P64

效果：书P79

纳米粒子有强烈的聚集倾向，可以通过表面修饰降低纳米粒子的表面能，可得到具有可溶性或者可分散性的纳米粒子。同时，适当的表面修饰还可以调节磁性纳米粒子与其他材料的相容性和反应特性，从而赋予特殊功能。

常见方法有：1.采用有机小分子修饰粒子表面；2.采用有机高分子修饰粒子表面。3；采用SiO2修饰粒子表面；4.采用其他无机纳米材料修饰粒子表面

二十九、*lamer成核扩散控制模型p54

纳米材料学总结

《纳米材料》 一、名称解释 纳米材料：指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。久保理论：关于金属粒子电子性质的理论，是针对金属超微颗粒面附近电子能级状态分布而提出的。 量子尺寸效应： 自组装：基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。 团簇：由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，其物理和化学性质随所含的原子数目而变化。 二、简答 列举几个材料或化学类的期刊；列举说明几种表征手段；列举几个研究纳米材料的研究小组 三、纳米材料不同于其它材料的物理化学性质； 四、列举几种材料的制备方法 五、抑制团聚的措施 六、光催化原理 光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激发生成电子-空穴对（当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子()和空穴()），空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化-还原作用，能将绝大多数的有机物氧化至最终产物二氧化碳和水，甚至对一些无机物也能彻底分解。 第二章纳米微粒的基础 1. 量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽现象。 2. 小尺寸效应：当超细微粒的尺寸与光波波长，德布罗意波长以及超导态的相干长度或者透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小。 3. 表面效应：纳米微粒尺寸小，表面能大，表面原子配位不足，活性强。 4. 宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力。 第三章纳米微粒结构与物理性质

东南大学硕士研究生培养方式及质量

东南大学硕士研究生培养方式及质量 在长期的办学实践中，东南大学始终坚持育人为本的办学理念，不断加强教学投入，深化教学改革，努力推进素质教育，着力培养学生的创新精神和实践能力，所以我们集中优质资源，着力为全校师生营造良好的环境，学校目前建有四牌楼、丁家桥、九龙湖等校区，四牌楼校区位于市中心，环境优美，设备先进，06年起九龙湖校区成为学校的主校区，位于江宁区，占地3700亩，其中教学区、行政区、生活区和基础体育设施一举俱全，机械学院、材料学院等十几个院系在此建成，众多良好的办学条件和优质的教育资源为来校深造的学生提供了理想的学习和生活环境。东南大学一项以科教兴国为己任，积极的开展科学研究，在国内外具有重大的影响。08年学校的科研经费超过八亿元，专利申请和授权书都位于全国前列，这些为培养社会急需的人才提供了有力的支撑平台。 改革开放以来，学校的国际交流活动日益活跃，先后和130多所的大学和研究机构签署了合作交流协议，邀请了包括杨振宁等诺贝尔奖获得者在内的一大批专家学者到学校讲课访问，营造了浓厚的学术氛围，通过各种形式的学术交流，提升研究生的科研实践能力，开拓他们的学术视野。 学校不断完善研究生的培养方案和课程体系，为夯实专业基础，提高实践能力，提供了基础，为研究生积极开拓创新，设置了一系列基金，为鼓励他们积极参加国际学术交流，设置了国外学术交流基金，鼓励他们参加国外学术会议，以及到国外科研院所和实验室进行短期合作交流和研究，我们学校每年通过国家建设高水平大学公派研究生的项目，我们会选拔一百多名优秀研究生，到国外一流大学、一流学科攻读学位，我校已逐步深化研究生培养机制改革，在导师的选择考核，研究生的招生改革，以及研究生培养质量的过程控制等方面，都进行了一系列的制度建设和机制创新

纳米材料论文

应用技术大学2017—2018学年第二学期 《纳米材料与未来生活》期（末）试卷 课程代码: 学分: 2 课程序号: 班级：学号：: 我已阅读了有关的考试规定和纪律要求，愿意在考试中遵守《考场规则》，如有违反将愿接受相应的处理。 试卷共页，请先查看试卷有无缺页，然后答题。 本课程以小论文形式进行期末考核，要求如下： 一、请同学们在下列题目中按照指定题目，写成期末论文。 1、纳米材料先进制备技术 2、纳米材料与未来生物医药 3、纳米材料与未来汽车 4、纳米材料与先进催化 5、纳米材料与未来锂电 6、纳米多孔材料与超级电容器 7、纳米催化剂与燃料电池 8、纳米材料与光催化技术 二、论文写作要求： 论文题目应为授课教师指定题目，论文要层次清晰、论点清楚、论据准确；论文写作要理论联系实际，同学们应结合课堂讲授容，广泛收集与论文有关资料，含有一定案例，参考一定文献资料。 三、论文写作格式要求： 论文题目要求为宋体三号字，加粗居中； 正文部分要求为宋体小四号字，标题加粗，行间距为1.5倍行距； 论文字数要控制在2000－2500字； 论文标题书写顺序依次为一、（一）、1.。

四、论文提交注意事项： 1、论文一律以此文件为封面，写明班级、、学号等信息。 2、论文一律采用书面提交方式，在规定时间提交，逾期将不接受补交。 3、如有抄袭雷同现象，将按学校规定严肃处理。

目录 纳米材料的概念 (1) 未来汽车的概念 (1) 未来汽车的外饰 (2) 未来汽车外饰与纳米材料 (2) 未来汽车的饰 (2) 未来汽车饰与纳米材料 (3) 总结 (4)

纳米材料与未来汽车 一、纳米材料的概念 （一）、纳米材料 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。 （二）、纳米材料的补充 人们普遍认为纳米科技源自费曼于1959年的一次演讲，而“小就是与众不同”在现在几乎成了纳米科技界的一句口头禅。纳米科技近年来的发展可以说是非常迅猛，从国际上犹如雨后春笋一般冒出来的数十种纳米科技类杂志就可见一斑，其中英国物理学会率先出版Nanotechnology,美国化学学会继成功出版Nano Letters之后又推出了ACS Nano可以发现纳米科技有着魔力让人们着迷。 我国把纳米翻译为奈米。我国先后成立了国家纳米科技指导协调委员会和纳米技术专门委员会，建立了国家纳米科学中心、国家纳米技术与工程研究院（天津）、纳米技术及应用国家工程研究中心、国家纳米技术国际创新园。 纳米塑料———强度更高汽车制造中应用的塑料数量将越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能：强度高，耐热性强，比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长，纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度，这样的纳米塑料在汽车上将有广泛的用途。经过纳米技术处理的部分材料耐磨性更是黄铜的27倍。除此之外，纳米塑料除了可回收外，还有长期耐紫外线、色泽稳定、质量较轻等优点，在汽车配件中的应用领域相当广泛。在汽车外装件中，主要用于保险杆、散热器、底盘、车身外板、车轮护罩、活动车顶及其它保护胶条、挡风胶条等。在饰件中，主要用于仪表板和饰板、安全气囊材料等。 二、未来汽车的概念 （一）、未来汽车 未来汽车有别于我们家庭所使用的目前所了解的汽车，未来汽车的发展方向

纳米材料学

1. 团簇:一般指由几~几百个原子的聚集体系,尺寸≤1nm.其结构多样化,呈线状,网状,层状,洋葱状,骨架状…… 2. 人造原子:是指包含一定数量的真正原子的量子点,准一维的量子棒,准二维的量子盘以及~100nm 的量子器件 3. 同轴纳米电缆: 4. 介孔固体: 5. 介孔复合体: 6. 纳米结构: 7. 自组织合成和分子自组织合成: 8. 阵列体系的模板合成: 9. 纳米碳管及其分类:是由碳原子组成的Φ:几~几十nm,长约几十nm~μm 的管子,侧边为六边型,顶端为五边型封顶.有单壁碳管和多壁碳管,多壁管还分为单臂,锯齿形和手性. 10. 光吸收带蓝移和红移:与大块材料相比,纳米微粒的吸收带移向短波方向,是由于尺寸下降,能隙变宽;还有由于纳米微粒颗粒小,大的表面张力使晶格畸变,晶格常数变小.红移可能是由于粒子表面形成的偶极层的库仑作用引起的红移大于粒子尺寸的量子限域效应引起的蓝移,还可能是表面形成束缚激子导致发光. 11. 超顺磁性:铁磁纳米微粒尺寸小到一定临界值,就不再服从居里-外斯定律,呈顺磁性. 12. 磁性液体(结成和特点) 13. 沉淀法和共沉淀法:包含一种或多种离子的可溶性盐溶液,当加入沉淀剂后,或于一定温度下使溶液水解,形成不溶性氢氧化物或盐类从溶液中析出,并将溶液中原有的阴离子洗去,经热分解即得到所需的氧化物粉料. 含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂后,所有离子完全沉淀的方法称共沉淀法,分为单相共沉淀和混合物共沉淀. 14. 均相沉淀法:通过控制溶液中的沉淀剂浓度,使之缓慢地增加,则使溶液中的沉淀处于平衡状态,且沉淀能在整个溶液中均匀出现,这种方法称为均相沉淀. 15. 金属醇盐水解法:利用一些金属有机醇盐能溶于有机溶剂并可能发生水解,生成氢氧化物或氧化物沉淀的特性,制备细粉料的一种方法. 16. 纳米微粒的尺寸,结构和形貌特征:1~100nm;一般呈球型,还有其他与制备方法密切相关的其他形状;结构一般与大颗粒相同,但颗粒内部,特别是表面层晶格畸变,有时会出现与大颗粒差别很大的情况. 17. 什么是久保理论?它的基本点是什么?该理论的优缺点是什么?是关于金属粒子电子性质的理论,将超微粒子靠近费米面附近的电子状态看作是受尺寸限制的简并电子气,并进一步假设它们的能级为准粒子态的不连续能级,且忽略相互作用,得到的电子能级分布优于等能级间隔模型;还认为从超微粒子中取走或放入一个电子都是困难的,超微粒子是电中性的.久保理论解释了超微粒子在EPR,磁化率,比热等方面的量子尺寸效应,但对外界条件以及自旋-轨道相互作用对电子能级分布的影响没有考虑. 18. 量子尺寸效应:当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级,能隙变宽现象均称为量子尺寸效应. 小尺寸效应:当超细微粒的尺寸与光波波长,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征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏;非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小,导致的声,光,电磁,热力学的新特性. 表面效应: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,使得表面原子具有高的活性,极不稳定,很容易与其他原子结合. 宏观量子隧道效应:一些宏观量,例如微颗粒的磁化强度,量子相干器件中的磁通量等亦具有贯穿势垒的能力,称为宏观量子隧道效应. 库仑堵塞与量子隧穿: 介电限域效应:当粒子的尺度下降到可与激子的玻尔半径相比拟时,屏蔽效应被减小,而颗粒间的库仑作用得到增强,导致ε增加,激子束缚能增加等效应. 19. 纳米微粒的基本热学特征:纳米微粒的熔点,开始烧结温度和晶化温度均比常规粉体低很多.由于颗粒小,纳米微粒的表面能高,比表面原子数多,这些表面原子近邻配位不全,活性大以及体积远小于大块材料,因此纳米粒子熔化所需增加的内能小得多,熔点急剧下降.纳米微粒尺寸小,表面能高,压制成块材后的界面具有高能量,在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力,有利与界面中的孔洞收缩,因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的. 20. 纳米微粒超顺磁性,高矫顽力,低T C 产生的原因:超顺磁性的起源:由于小尺寸下,当各向异性能减小到与热运动能可相比拟时,磁化方向就不再固定在一个易磁化方向,易磁化方向作无规律变化,结果导致超顺磁性的出现.纳米微粒尺寸高于超顺磁临界尺寸时呈现的高矫顽力,有一致转动模式和球链反转磁化模式.一致转动磁化:每个粒子就是一个单磁畴,要使这个磁铁去掉磁性,需要每个粒子整体的磁矩反转,这需要很大的反向磁场.由于小尺寸效应和表面效应而导致纳米粒子的本征和内禀的磁性变化,因此具有较低的居里温度. 21. 纳米材料往往呈现出常规粗晶不具有的发光现象,原因是什么?常规粗晶的结构存在平移对称性,由平移对称性产生的选择定则禁介使得它不能发光.当小到一定程度时,平移对称性消失.载流子的量子限域效应. 22. 如何分散纳米粒子?(1)加入反絮凝剂形成双电层.即选择恰当的电解质做分散剂,使纳米粒子表面吸引异电离子形成双电层,通过双电层之间库排斥作用使粒子之间发生团聚的引力大大降低,实现纳米微粒分散的目的.(2)加表(界)面活性剂包裹颗粒.使其吸附在粒子表面,形成微胞状态,由于活性剂的存在而产生了粒子间的排斥力,使得粒子间不能接触,从而防止团聚体的产生. 23. 低压气体中蒸发法的基本原理是什么?影响纳米粒子尺寸的因素是什么?是在低压的氩,氦等惰性气体中加热金属,使其蒸发后形成超微粒(1~1000nm)或纳米微粒.加热源又以下几种:电阻加热法;等粒子喷射法;高频感应法;电子束法;极光法. 可通过调节惰性气体压力,蒸发物质的分压即蒸发温度或速率,或惰性气体的温度来控制纳米微粒的尺寸. 24. 溅射法制备纳米微粒的基本原理:用两块金属板分别作为阳极和阴极,阴极为蒸发用的材料,在两电极间充入Ar 气(40~250Pa),两电极间施加的电压范围为0.3~1.5kV .由于两电极间的辉光放电使Ar 离子形成,在电场的作用下Ar 离子冲击阴极靶材表面,使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子,并在附着面上沉积下来.粒子的大小及尺寸分布主要取决于两电极间的电压,电流和气体压力. 25. 水热法制备纳米微粒方法的基本点:水热反应是高温高压下在水(水溶液)或蒸汽等流体中进行有关化学反应的总称.水热氧化;水热沉淀;水热合成;水热还原;水热分解;水热结晶. 26. 溶胶-凝胶法制备纳米粒子的基本原理与过程:基本原理是将金属醇盐或无机盐经水解,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥,焙烧,最后得到无机材料.过程包括:(1)溶胶的制备:一使先将部分或全部组分用适当沉淀剂先沉淀出来,经解凝,使原来团聚的沉淀颗粒分散称原始颗粒;另一种方法使由同样的盐溶液出发,通过对沉淀过程的仔细控制,使首先形成的颗粒不致团聚为大颗粒而沉淀,从而直接得到胶体凝胶.(2)溶胶-凝胶转化:溶胶中含有的大量的水,凝胶化过程中,体系失去流动性,形成一种开放的骨架结构.途径有二:一是化学法,通过控制溶胶中的电解质浓度来实现凝胶化;二是物理法,迫使胶颗粒间相互靠近,克服斥力,实现凝胶化.(3)凝胶干燥:一定条件下(如加热)使溶剂蒸发,得到粉料,干燥过程中凝胶结构变化很大. 27. 常用的评估纳米粒子直径的方法有哪些?测量原理及运用的范围.(1)透射电镜观察法:用此方法测得的颗粒粒径,不一定是一次颗粒,往往是由更小的晶体或非晶,准晶微粒构成的纳米级微粒.这是因为在制备电镜观察用的样品时,很难使它们全部分散成一次颗粒.(2)X 射线衍射线宽法:是测定微粒晶粒度的最好方法.晶粒度<100nm.(3)比表面积法:通过测定粉体单位重量的比表面积S w ,假设颗粒呈球形,则颗粒直径w S d ρ/6=.容量法:测定已知量的气体在吸附前后的体积差,进而得到气体的吸附量;重量法:直接测定固体吸附前后的重量差,计算吸附气体的量.(4)X 射线小角散射法:假定粉体粒子为均匀形状,大小,利用X 射线衍射中倒易点阵原点(000)结点附近的相干散射现象,计算求出粒度分布和平均尺寸.颗粒约几~几十nm.(5)Raman 散射法:通过测量Raman 谱中某一晶峰在纳米晶体和常规晶体中的偏移来得到纳米晶粒的平均粒径. 28. 纳米固体基本构成及分类:基本构成十纳米微粒以及它们之间的分界面(界面).按小颗粒结构状态可分为纳米晶体,纳米微晶,纳米准晶材料;按小颗粒键的形式可分为纳米金属,纳米离子晶体,纳米半导体,纳米陶瓷材料;由单相微粒构成的固体称为纳米相材料,每个纳米微粒本身由两相构成(一种相弥散于另一种相中)的成为纳米复相材料.纳米复合材料大致包括三种类型:一是0-0复合,即不同成分,不同相或者不同种类的纳米粒子复合而成的纳米固体;二是0-3复合,即把纳米粒子分散到常规的三维固体中;三是0-2复合,即把纳米粒子分散到二维薄膜材料中,又分均匀弥散和非均匀弥散. 29. 为什么纳米固体具有高比热,高热膨胀系数?体系的比热主要由熵贡献,在温度不太低的情况下,电子熵可以忽略,体系熵主要由振动熵和组态熵贡献.纳米结构材料的界面结构原子分布比较混乱,界面体积百分比大,因而纳米材料熵丢比热的贡献比常规粗晶材料大的多.固体的热膨胀与晶格非线形振动有关.纳米晶体在温度发生变化时,非线形热振动可分为两个部分,一时晶内的非线形热振动,二时晶界组分的非线形热振动,往往后者的非线形振动更为显著,可以说占体积百分数很大的界面对纳米晶热膨胀的贡献起主导作用. 30. 为什么纳米相材料在较宽的温度范围内具有好的热稳定性,而金属易长大?简述提高纳米相材料热稳定性的方法.因为金属纳米晶体晶粒生长激活能小,在热激活下,相对与纳米相材料晶粒易于长大,故热稳定温区较窄.提高热稳定性(1)降低界面迁移的驱动力.如果没有驱动力,则正向和反相运动的几率是相同的;在驱动力下使势垒产生不对称的偏移,就显示晶界的迁移.界面能量高及界面两侧相邻两晶粒的差别大有利于晶界迁移.纳米材料晶粒为等轴晶,粒径均匀,分布窄,保持纳米材料各向同性就会大大降低界面迁移的驱动力.(2)晶界结构弛豫.高能的晶界并不一定首先引起晶界迁移.晶界结构弛豫所需要的能量小于

纳米科技与纳米材料课程总结

西南科技大学 纳米科技与纳米材料课程 总 结 报 告 报告人：理学院光信息1102班杨星 时间：2012.4.9

早在1959年，美国著名的物理学家，诺贝尔奖金获得者费曼就设想：“如果有朝一日人们能把百科全书存储在一个针尖大小的空间内并能移动原子，那么这将给科学带来什么！”这正是对纳米科技的预言，也就是人们常说的小尺寸大世界。 纳米科技是研究尺寸在0.1～100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。 纳米材料和技术是纳米科技领域最富有活力、研究内涵十分丰富的学科分支。“纳米”是一个尺度的度量，最早把这个术语用到技术上的是日本在1974年底，但是以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1～100nm范围。 可以说纳米技术是前沿科学，有很大的探索空间和发展领域，比如：医疗药物、环境能源、宇航交通等等。而今纳米时代正走向我们，从古文明到工业革命，从蒸汽机到微电子技术的应用，纳米时代的到来将不会很远。

这门课程我最深刻的内容是：第二讲扫描隧道显微镜及其应用 引言： 在物理学、化学、材料学和生物研究中，物质真实表面状态的研究具有重要意义。常用的手段有： 1.光学显微镜：由于可见光波长所限，光学显微镜的分别率非常 有限（一般1000nm，分辨率高的可到250nm，理论极限为200nm）。 2.扫描电镜：虽然给表面观察及分析提供了有力的工具，但由于 高能电子束对样品有一定穿透深度，所得的信息也不能反映 “真实”表面状态，分辨率3nm。 3.透射电镜：虽有很高的分辨率，但它所获得的图像实际上是很 薄样品的内部信息，用于表面微观观察及分析几乎是不可能的。 分辨率0.1nm。 4.针对这一问题，宾尼与罗雷尔于1982年发明了扫描隧道显微镜。 在不到5年的时间内，分辨率就达到了原子水平。分辨率0.01nm。 扫描隧道显微镜的基本原理： 1982年，国际商业机器公司（IBM）苏黎世研究所的 Gerd Binnig 和 Heindch Rohrer及其同事们成功地研制出世界上第一台新型的表面分析仪器，即扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）。它使人类第一次能够直接观察到物质表面上的单个原子及其排列状态，并能够研究其相关的物理和化学特性。因此，它对表面物理和化学、材料科学、生命科学以及微电子技术等研究领域有着十分重大的意义和广阔的应用前景。STM的发明被国际科学界公认为20世

东南大学研究生课程思政示范课程建设立项申报书

东南大学研究生“课程思政”示范课程 建设立项申报书 课程类型：□ 公共课程□ 专业课程课程名称： 课程负责人： 学院： 手机： 邮箱： 填表日期：年月日 东南大学研究生院 年月

填表说明 . 公共课程：注重在培育人的综合素养过程中根植理想信念。 . 专业课程：注重发挥深化和拓展作用，在知识传授中强调主流价值引领， 挖掘课程中蕴含的“思政元素” 。哲学社会科学专业课程应重点强化政治导向和育人功能，自然科学专业课程应重点强化创新意识、科学素养、人文情怀和工匠精神等教育。 . 每个项目限报负责人一人。课程建设项目负责人应是该课程的主讲教师， 并在课题研究中承担实质性工作。 . 项目负责人有责任聚集课程的所有任课教师共同参与课程建设项目并共享 项目成果。 . 项目参与人（包括负责人）在表中应按承担项目工作的内容先后排序，一 般不多于人。

．基本情况 课程名称 课程编号 课程类型公共类：□ 公共课 专业类：□ 专业基础学位课程□ 专业必修学位课程□ 专业选修课程 面向学院及专 业 授课学分平均每次开课 学时选课人数 开课学期春学期□秋学期□ 课本课程已开设的届数，学生选课情况，曾经历的教改、课程程建设项目、课程思政相关前期工作等情况： 信 息 课程前期情况 课 姓名性别 程 出生年月学历 负 责 现任职称现任职务 人 信邮箱电话

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息教学情况：（近年承担课程教学情况，包括：课程名称、年份、授课学生层次、课程名称、课程性质、学时学分、授课人数次；） 学术研究：（近年主持或参与科研项目情况，包括：项目名称、来源、级别、主持参与、时间；） 获奖情况：（教学与科研获奖情况：奖励名称、级别、排名、年份） 姓名性别出生年月学历职称在教学中承担的工作 教 学 团 队 结 构

纳米材料学教案

《纳米材料》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：2 中文名称：纳米材料 英文名称：Nano-materials 适用专业：化学工程与工艺 课程类别：专业选修课 开课时间：第5学期 总学时：32 总学分：2 二、课程简介（字数控制在250以内） 《纳米材料》是化学工程与工艺专业的一门专业选修课，本课程系统地讲授各类纳米材料的概念、制备方法、结构和性能特征以及表征技术和方法，在此基础上，对其发展前景进行了展望。通过本课程的学习，引导大学生对纳米科学和技术进行认知与了解，帮助他们掌握纳米科技和纳米材料学的基本概念、基本原理、研究现状以及未来发展前景，从而启迪大学生的创新思维，拓宽其科学视野，培养他们对纳米科技的学习兴趣。 三、相关课程的衔接 与相关课程的前后续关系。 预修课程（编号）：高等数学B1（210102000913）、高等数学B2（210102000713）、物理化学A1（2）、物理化学A2（2），无机化学（A1）（2）、无机化学（A2）（2）。 并修课程（编号）：无特别要求 四、教学的目的、要求与方法 （一）教学目的 通过本课程的学习，引导大学生对纳米科学和技术进行认知与了解，帮助他们掌握纳米科技和纳米材料学的基本概念、基本原理、研究现状以及未来发展前景，从而启迪大学生的创新思维，拓宽其科学视野，培养他们对纳米科技的学习兴趣。 （二）教学要求 掌握纳米科技和纳米材料学的基本概念、基本原理、研究现状，对未来发展前景有一定的认识。

（三）教学方法 本课程遵循科学性、系统性、循序渐进、少而精和理论联系实际的教学原则，结合最新的研究成果着重讲述有关纳米材料的基本理论、理论知识的应用。本课程以课堂讲授教学为主，教学环节还包括学生课前预习、课后复习，习题，答疑、期末考试等。 五、教学内容（实验内容）及学时分配 （1学时） 第一章绪论（2学时） 1、教学内容 1.1纳米科技的基本内涵 1.2纳米科技的研究意义 1.3纳米材料的研究历史 1.4纳米材料的研究范畴 1.5纳米化的机遇与挑战 2、本章的重点和难点 本章重点是纳米科技与纳米材料的基本概念。 第二章纳米材料的基本效应（2学时） 1、教学内容 2.1 小尺寸效应 2.2 表面效应 2.3 量子尺寸效应 2.4宏观量子隧道效应 2.5 库仑堵塞与量子隧穿效应 2.6 介电限域效应 2.7 量子限域效应 2.8 应用实例 2、本章的重点和难点 重点：纳米材料的表面效应、小尺寸效应及量子尺寸效应。难点：宏观量子隧道效应。 第三章零维纳米结构单元（4学时） 1、教学内容 3.1 原子团簇

块状纳米材料的制备方法总结

块状纳米材料的制备方法总结 块体纳米材料是晶粒尺寸小于100 NM 的多晶体, 其晶粒细小, 晶界原子所占的体积比很大, 具有巨大的颗粒界面, 原子的扩散系数很大等独特的结构特征, 其表现出一系列奇异的力学及理化性能。 1、惰性气体凝聚原位加压成型法 其装置主要由蒸发源、液氮冷却的纳米微粉收集系统、刮落输运系统及原位加压成型系统组成1 这种制备方法是在低压的氩、氦等惰性气体中加热金属, 使其蒸发后形成超微粒( < 1 000 NM) 或纳米微粒[ 1] 1 由惰性气体蒸发制备的纳米金属或合金微粒, 在真空中由四氟乙烯刮刀从冷阱上刮下, 经低压压实装置轻度压实后,再在高压下原位加压, 压制成块状试样1 实验装置如图1所示。其优点是: 纳米颗粒具有清洁的表面,很少团聚成粗团聚体, 块体纯度高, 相对密度高, 适用范围广[ 2 ] ，但工艺设备复杂, 生产率低, 特别是制备的纳米材料中存在大量孔隙, 致密度仅为75% ~90%。 2、高能机械研磨法(MA) 利用粉末粒子与高能球之间相互碰撞、挤压, 反复熔结、断裂、再熔结使晶粒不断细化,直至达到纳米尺寸1 纳米粉通过热挤压、热等静压等技术加压后, 制得块状纳米材料。该法成本低、产量大、工艺简单, 在难熔金属的合金化、非平衡相的生成及开发特殊使用合金等方面显示出较强的活力, 可以制备纯金属纳米块体材料、不互溶体系纳米合金、纳米金属间化合物及纳米尺度的金属- 陶瓷粉复合材料等1 但其研磨过程中易产生杂质、污染、氧化, 很难得到洁净的纳米晶体界面。 3、大塑性变形方法(SPD) 由于大塑性变形具有将粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力, 已引起人们的极大关注。块纳米金属和合金最快捷的生产方法之一便是大塑性变形加工。高能球磨是在机械力的作用下, 粉末颗粒被反复地破碎、焊合, 将粗大晶粒细化到微米或纳米量级的一种有效手段。但是与高能球磨和非晶晶化法制备纳米材料的不同之处在于, 大塑性变形是通过剧烈的塑性变形, 使粗大晶粒破碎、细化, 从而直接获得块体纳米材料。近年来出现了一些大塑性变形方法, 如等径角挤压(Equal channel angular pressing, ECAP)、高压扭转(High pressure and torsion, HPT)、叠轧合技术(Accumulative roll bonding, ARB)、反复折皱一压直法(Repetitive corrugation and straightening.RCS)等。在发展多种塑性变形方法的基础上, 已成功地制备了晶粒尺寸为20～200nm 的纯Fe、Fe-1.2C 钢、Fe- C-Mn- Si—V 低合金钢、A1- Li—Zr、Mg—Mn- Ce 等合金的块体纳米晶材料。 4、非晶晶化法 该法通过控制非晶态固体的晶化过程, 可以使晶化的产物为纳米尺寸的晶粒。该法主要包括两部分: 获得非晶态固体和将非晶固体晶化。非晶态固体可通过熔体激冷、高速直流溅射、固态反应法等技术制备, 最常用的是单辊或双辊旋淬法。但以上方法只能获得非晶粉末、丝及条带等低维材料, 因而还需采用热压、高压烧结方法合成块状样品。非晶态合金的制备技术经过几十年的发展已非常成熟, 可以成功地制备出块状非晶态合金。由于非晶态合金在热力学上是不稳定的, 在受热或辐射等条件下会出现晶化现象, 即非晶态向晶态转变。晶化通常采用等温退火方法, 近年来还发展了分级退火、激波诱导等方法。此法在纳米软磁材料的制备方面应用最为广泛。目前利用该法已制备出Ni、Fe、Co、Pt 基等多种合金系列的纳

东南大学研究生培养方案

东南大学硕士研究生培养方案 （学科门类：工学一级学科代码：0814 一级学科名称：土木工程）（二级学科代码：081402 二级学科名称：结构工程) 要求具备土木工程一级学科坚实宽广的基础理论，系统、深入掌握复杂结构系统的分析理论和设计方法，培养从事土木工程领域的科研、设计、师资和管理人才。熟练掌握一门外语。 一、研究方向 1.混凝土及高强混凝土结构设计理论及其应用 2.现代预应力结构体系及计算理论 3.工程结构鉴定与加固 4.钢结构设计理论及应用 5.巨型、高层结构的力学分析及应用 6.大跨度空间结构体系的力学分析及应用 7.土木工程施工研究 二、知识域要求 三、课程设置与考试要求

注:1. 硕士生在校期间课程总学分最低要求为28学分，其中学位课程最低学分要求为16学分，其余为非学位课程。此外，还应完成必修环节3学分。 2．要求硕士生所有课程学习一般应在入学后一学年半内完成，其中学位课程学习应在入学后一学年内完成。 3．学位课程根据此表，非学位课程从“研究生课程目录”中选择。 东南大学研究生奖学金条例 为吸引更多优秀人才来我校攻读研究生学位，鼓励在校研究生勤奋学习，奋发向上，培 养研究生成为德、智、体、美全面发展的社会主义事业建设者和接班人，学校设立研究生奖学金。 研究生奖学金分为普通奖学金、硕士生优秀奖学金、专项奖学金、单项奖学金。 一、普通奖学金 (一)普通奖学金标准 (二)申请条件 凡经过统一入学考试(或推荐免试)并经审查后的研究生(国家计划内)，符合以下条件者，均可申请享受普通奖学金。

1)坚持四项基本原则，热爱祖国，品行良好，积极参加学校的各项集体活动。 2)遵纪守法，遵守学校各项规章制度和研究生培养与学位管理的各项条例。 3)认真学习，努力掌握专业知识，各门课程学习成绩合格。 研究生在校期间，如在政治思想、道德品质、学习成绩等方面考核不合格，或因违反校纪校规、违法乱纪而受到纪律处分者，视情节轻重，扣发部分或取消普通奖学金。 二、硕士生优秀奖学金 (一)硕士生优秀奖学金的标准及比例 一等奖 1000元/年 (比例10%) 二等奖 500元/年 (比例10%) (二)申请条件 硕士生优秀奖学金用于奖励在学期间品学兼优的在校研究生，经本人申请并符合下列条件的硕士生，可获得一、二等优秀奖学金，并颁发奖学金证书。 1、本科期间各门课程考试成绩总平均位于年级前列，德、智、体全面发展的推荐免试生。 2、参加研究生统一入学考试，国家统考课程总分成绩居同类考生前列，专业课程考试良好的品学兼优考生。 3、在校学习期间，总学分工科修满30学分以上，文科修满36学分以上，医学类32学分以上，学位课程单科考试成绩80分以上，选修课程考试总平均80分以上的品学兼优研究生。 4、学习成绩合格，在科研工作中有显著成绩者。 5、推荐并批准的硕—博连读生。 硕士生优秀奖学金的评比与中期筛选工作、研究生评优工作同步进行。 三、专项奖学金 (一)专项奖学金分为校友奖学金和企业奖学金。 校友奖学金——由校友提供，项目及金额等详见各专项奖条例。 企业奖学金——由企业提供，项目及金额等详见各专项奖条例。 (二)校友、企业奖学金按照有关的要求进行评比(详见各专项奖条例)，各专项奖不可兼得，但可兼得普通奖学金和硕士生优秀奖学金。

低维纳米材料总结

低维纳米材料的制备与性能研究 创新实践课 徐成彦 材料科学与工程学院 微系统与微结构制造教育部重点实验室 课时安排 共32学时，授课及讨论20学时，实践教学12学时2-9周 授课：周四、周六，A513 实践课：微纳米中心(科学园B1栋314) 联系方式 办公室：材料楼502房间 电话：86412133 E-mail: cy_xu@https://www.doczj.com/doc/4618544050.html, Homepage: https://www.doczj.com/doc/4618544050.html,/pages/cyxu 一.纳米材料导论 1.纳米：长度计量单位，1nm=10-9 m。 2.纳米结构：通常是指尺寸在100nm以下的微小结构。 3.纳米技术：在纳米尺度上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。纳米技术本质上是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。 4.团簇：Clusters denotes small, multiatom particles. As a rule of thumb, any particle of somewhere between 3 and 3x107 atoms is considered a cluster. (a few ? ~ a few hundreds ?) 5.量子点：A quantum dot is a portion of matter (e.g., semiconductor) whose excitons are confined in all three spatial dimensions. Consequently, such materials have electronic properties intermediate between those of bulk semiconductors and those of discrete molecules. (typically, 5 ~ 50 nm)

纳米材料科学与技术

聚合物基纳米复合材料的研究进展 摘要:本文总结了聚合物基纳米复合材料的研究进展，主要涉及纳米复合材料的制备方法、性能介绍和应用情况等方面，对聚合物基纳米复合材料的合成技术方法、不同的类型和相应性能特点进行了重点分析。对于聚合物基纳米复合材料，纳米填料的分散性、与聚合物基体的界面性能以及基体的性质都是影响其物理、热性能、机械等性能的重要参数。最后，简要介绍了目前在聚合物基纳米复合材料研究领域存在的问题，并对中国在该领域的未来发展以及纳米复材的产业化应用提出了相关建议。 关键词：纳米复合材料；聚合物；进展 Progress in Polymer Nanocomposites Development Abstract：This article summarizes some of the highlights of newest development in polymer nanocomposites research. It focuses on the preparation, properties and applications of polymer nanocomposites. The various manufacturing techniques, analysis of kinds of polymer nanocomposites and their applications have been described in detail. In the case of polymer nanocomposites, filler dispersion, intercalation/exfoliation, orientation and filler-matrix interaction are the main parameters that determine the physical, thermal, transport, mechanical and rheological properties of the nanocomposites. Finally, the recent situation of research in polymer nanocomposites was introduced and some constructive suggestions were proposed about the industrialization of polymer nanocomposites in China. Keywords：nanocomposites; polymer; progress

纳米材料特性

《纳米材料导论》作业 1、什么是纳米材料？怎样对纳米材料进行分类？ 答：任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料称作纳米材料。它包括体积分数近似相等的两部分：一是直径为几或几十纳米的粒子，二是粒子间的界面。纳米材料通常按照维度进行分类。原子团簇、纳米微粒等为0维纳米材料。纳米线为1维纳米材料，纳米薄膜为2维纳米材料，纳米块体为3维纳米材料，及由他们组成的纳米复合材料。 按照形态还可以分为粉体材料、晶体材料、薄膜材料。 2、纳米材料有哪些基本的效应？试举例说明。 答：纳米材料的基本效应有：一、尺寸效应，纳米微粒的尺寸相当或小于光波波长、传导电子的德布罗意波长、超导态的相干长度或投射深度等特征尺寸时，周期性的边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热力学等特征性即呈现新的小尺寸效应。出现光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子共振频移； 磁有序态转为无序态；超导相转变为正常相；声子谱发生改变等。例如，纳米微粒的熔点远低于块状金属；纳米强磁性颗粒尺寸为单畴临界尺寸时，具有很高的矫顽力；库仑阻塞效应等。二、量子效应，当能级间距δ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，必须考虑量子效应，随着金属微粒尺寸的减小，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道，能隙变宽的现象均称为量子效应。例如，颗粒的磁化率、比热容与所含电子的奇、偶有关，相应会产生光谱线的频移，介电常数变化等。 三、界面效应，纳米材料由于表面原子数增多，晶界上的原子占有相当高的 比例，而表面原子配位数不足和高的表面自由能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，从而具有很高的化学活性。引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化；纳米微粒表面原子运输和构型的变化。四、体积效应，由于纳米粒子体积很小，包含原子数很少，许多现象不能用有无限个原子的块状物质的性质加以说明，即称体积效应。久保理论对此做了些解释。 3、纳米材料的晶界有哪些不同于粗晶晶界的特点？ 答：纳米晶的晶界具有以下不同于粗晶晶界结构的特点：1）晶界具有大量未被原子占据的空间或过剩体积，2）低的配位数和密度，3）大的原子均方间距，4）存在三叉晶界。此外，纳米晶材料晶间原子的热振动要大于粗晶的晶间原子的热振动，晶界还存在有空位团、微孔等缺陷，它们与旋错、晶粒内的位错、孪晶、层错以及晶面等共同形成纳米材料的缺陷。 4、纳米材料有哪些缺陷？总结纳米材料中位错的特点。 答：纳米材料的缺陷有：一、点缺陷，如空位，溶质原子和杂质原子等，这是一种零维缺陷。二、线缺陷，如位错，一种一维缺陷，位错的线长度及位错运动的平均自由程均小于晶粒的尺寸。三、面缺陷，如孪晶、层错等，这是一种二维缺陷。纳米晶粒内的位错具有尺寸效应，当晶粒小于某一临界尺寸时，位错不稳定，趋向于离开晶粒，而当粒径大于该临界尺寸时，位错便稳定地存在于晶粒 T 内。位错与晶粒大小之间的关系为：1）当晶粒尺寸在50～100nm之间，温度<0.5 m

东南大学研究生院

东南大学研究生院 校研生〔2019〕43号 关于进一步加强东南大学研究生教育督导工 作的通知 各校区，各院、系、所，各处、室、直属单位，各学术业务单位： 为进一步深化我校研究生培养机制改革，规范和加强研究生教育过程管理，建立健全研究生教育质量监控体系，提高研究生培养质量和教育教学管理水平，加强我校研究生教育督导工作，充分发挥校级督导的作用，在院系推荐的基础上，经研究决定对东南大学研究生教育督导组成员进行调整。现将研究生教育督导组成员及工作要求公布如下。 —１—

东南大学研究生教育督导组名单 组长：吴申庆 副组长：耿有权 成员： 土建交通类：孟少平、刘博敏、黄侨 能源动力类：胥建群、陈南、蒋浩、马旭东、程向红 电子信息类：徐平平、朱利、吴金、汪军、徐立臻、黄杰 材料化工类：吴申庆、陈金喜、周建华、焦真 生命医学类：王振芬、蒋犁、董榕、葛丽芹 人文社科类：孟鸿志、刘须明、达庆利、耿有权、孙迎联、于向东东南大学研究生教育督导工作要求 一、总体工作要求 1．督导工作面向全校研究生的教育教学活动、教学教育管理以及研究生培养全过程。 2．督导组日常工作由研究生院培养办负责。培养办负责督导组工作的计划筹办、协调落实、反馈跟踪、记录整理，负责整理完成年度督导报告。—２—

3．督导组每学期召开至少两次督导组全体工作会，会议由督导组组长主持，研究生院培养办负责会务安排及协调工作。 4．督导组成员按要求，将检查结果、工作记录以及相关分析意见及时交给培养办，研究生院培养办负责整理汇总以及反馈跟踪。 二、工作内容及工作职责 1.普通课程督导 工作内容： 抽查研究生课程教学，对教学内容、教学方法、教学效果、课堂管理以及思政教育等方面进行记录、评价，对授课教师的教学能力提升提出意见与建议。 工作职责： 督导组成员每人每学年抽查10门次以上，每次抽查后须当面将问题和建议反馈至授课教师，并须在一周内将课程评价表（附表1）发送至研究生院培养办，严重问题需及时反馈至研究生院培养办以便组织专家再跟踪。 —３—

纳米学习材料含技术复习总结计划思考题.docx

一、填空：（每空 1 分，总共30 分） 1.纳米尺度是指 1~100nm 。 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质运动和变化的科学。 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术。 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称 为低维材料。 5. 一维纳米材料中电子在2个方向受到约束，仅能在1个方向自由运动，即 电子在2个方向的能量已量子化。一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广 泛关注的，又称为量子线。 6.1997 年以前关于 Au、 Cu、 Pd 纳米晶样品的弹性模量值明显偏低，其主要原因是 材料的密度偏低。 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在纳米晶粒容易长大和相变两个方 面。 8.纳米材料具有高比例的内界面，包括晶界、相界、畴界等。 9.根据原料的不同，溶胶 -凝胶法可分为：水溶液溶胶 -凝胶法和醇盐溶胶 -凝胶法10.隧穿过程发生的条件为|Q| > e/ 2 。 11.磁性液体由三部分组成：磁性颗粒、表面活性剂和基液。 12.随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向 短波方向移动，即蓝移。 13.光致发光指在一定波长光照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入 低能级被空穴捕获而发光的微观过程。仅在激发过程中发射的光为荧光。 在激发停止后还继续发射一定时间的光为磷光。 14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：扶手椅型、锯齿型、螺 旋型 15.STM 成像的两种模式是恒电流模式和恒高度模式。 二、简答题：（每题 5 分，总共45 分） 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些？ 答：主要有两种技术： Top down（由上而下）的方法和Bottom up（由下而上）的方法（2 分）；Top down 由上而下的方法是一种采用物理和化学方法对宏观物质的超细化的纳米科技的研究方法。 Bottom up 由下而上的方法，以原子、分子、团簇等为基元组装具有特定功能的器件、材料。纳米 科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能的产品。 2、纳米材料的分类？ 答：纳米材料通常按照维度进行分类。 超细粒子，团簇→ 0 维材料 纳米线或管→ 1维纳米材料 纳米膜→ 2维纳米材料 纳米块体→ 3维纳米材料 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？ 答： 1）尺度上：分别为10-9~10-7m, 10-7~10-5m, <10-9m