新型材料的研究进展及其应用场景

纳米材料的研究进展及其应用

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学院：电光院

1、纳米材料

1.1纳米材料的概念

纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是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，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。

1.2纳米材料的发展

自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段：

第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。

第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。 2、纳米材料：石墨烯

2.1石墨烯的概念

石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

负折射率材料的研究概述及其应用进展

随着人们对负折射率材料的研究逐步深入，对其在日常生活中应用的探索也逐渐加深，使其物理特性得到了优化。文章对负折射率材料的发展历史和其基本原理进行了简要介绍，同时介绍了负折射率材料在各个领域的应用。最后总结认为设计并制作出符合应用条件的实际负折射率材料，从而在可见光波段实现负折射率是未来手性负折射率材料的重要发展方向之一。

标签：负折射率材料；负折射；左手材料

Abstract： With the further study of negative refractive index materials， the

application of negative refractive index materials in daily life has been gradually

deepened， and its physical properties have been optimized. In this paper， the

development history and basic principle of negative refractive index materials are

briefly introduced. At the same time， the applications of negative refractive index

materials in various fields are introduced. Finally， it is concluded that it is one of the

important development directions of chiral negative refractive index materials in the

future to design and fabricate the actual negative refractive index materials in

第２６卷第１期　２００８年２月　江　西　科　学　

ＪＩＡＮＧＸＩ　ＳＣＩＥＮＣＥ　Ｖｏｌ＿２６　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２ｏ０８　

文章编号：１００１—３６７９（２００８）０１—００８４—０５　

介孔ＴｉＯ２材料的改性及其应用的研究进展　

朱雪娇，魏立安，张雪红，涂丽丽，龙　琳，叶　微　

（南昌航空大学，江西南昌３３００６３）　

摘要：介孔ＴｉＯ　材料由于具有特殊的性能展示了广阔的潜在应用前景，近年来备受关注。对纯介孔ＴｉＯ　的　合成现状和介孔ＴｉＯ　的改性方法进行了综述，着重介绍了通过引入金属杂质的改性方法及其应用。　关键词：介孔ＴｉＯ２；改性；应用　中图分类号：Ｏ６４１　文献标识码：Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　

Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｄｉｏｘｉｄｅ　

ＺＨＵ　Ｘｕｅ－ｊｉａｏ，ＷＥＩ　Ｌｉ—ａｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｕｅ—ｈｏｎｇ，ＴＵ　Ｌｉ—ｌｉ，ＬＯＮＧ　Ｌｉｎ，ＹＥ　Ｗｅｉ　

（Ｎａｎｃｈａｎｇ　Ｈａｎｇｋｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００６３　ＰＲＣ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｈａｖｅ　ａｔｔｒａｃｔｅｄ　ｇｒｅａｔ　ｉｎｔｅｒｅｓｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅｉｒ　ｐｅｃｕｌｉａｒ　

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈｅｉｒ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｆｏｒ　ｗｉｄｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｐｕｒｅ　ｍｅｓ０一　

ｐｏｒｏｕｓ　ＴｉＯ２　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎｄ　ｗｅ　ｌａｙ　ｔｈｅ　ｅｍｐｈａｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　

ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｃｈｑｕｅｓ　ｂｙ　ｍｅｔａｌ　ｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．　

新型船舶材料的研究进展及应用

摘 要：讨论及论述船舶材料的研究发展状况以及材料应用中出现的一系列问题。讨论并研究船舶材料未来的发展趋势以及对船舶自身性能的改善。已经成为世界各国船舶制造业非常关心的一个重点。

关键词：船舶材料；材料发展史；材料科学

引言：在现代船舶发展过程中，美、俄（苏）、英、德、法、日等船舶强国，均将材料技术发展视作船舶发展的基础和先导，对材料技术发展给予了高度重视，不仅在不同的发展时期从船舶材料技术发展的顶层研究，制定了发展战略规划，投入大量人力、财力持续开展基础材料技术、新兴材料技术的研发和前沿技术的探索，而且非常注重试验验证平台（包括试验潜艇）的建设。伴随着船舶发展，经过不断创新，与时俱进，人们不仅研制了满足船舶各发展时期所需的各种材料，并且已形成很强的材料技术的研究、生产能力和完整的门类齐全的配套体系，建立起了较完善的船舶材料体系和船舶材料技术的基本理论、方法、工艺等。

着眼于当前船舶材料技术的发展状况，立足于21世纪前期（2035年前）的高新技术发展，可以预见，21世纪前期船舶材料技术的发展趋势将呈现出“高”、“复”、“钛”、”稳”、“防”、“有”、“无”、”前”、“用”、“低”等十大特征。

1.人类材料的的发展的状况

造船材料的发展依从于世界材料发展的共同道路l1[—《手册》内容符合世界材料科学共同发展的规律中外科学家探讨了到公元ZDZO年的1万年间人类使用材料的发展史，绘成如下示意图。

该示意图的主要用途是预言应用的发展方向，为各工业部类应用新材料提供指导性意见。造船工业的材料选用也可从中得到启示。本手册的编写内容充分体现了该发展方向。《手册》中高强度钢占有足够的篇幅；单独列有金属复合材料和焊接材料各一章；轻金属部分、铝、镁、钦、稀有金属和超导金属都有单独的一章；对纤维增强塑料、工程塑料、胶粘剂及密封材料、电气绝缘材料等都分列一章；这样在31章中对发展中的材料有足够的篇幅，以上各例说明《手册》赶上了世界材料发展的步伐。