纳米线材料及其研究进展

纳米材料研究的现状、特点和发展趋势文/中国科学院固体物理研究所张立德一、纳米材料研究的现状自70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有20多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。

从研究的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手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。

对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。

研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。

第二阶段（1994年前）人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段（从1994年到现在）纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。

国际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为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和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，基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。

纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。

如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。

著名诺贝尔奖金获得者，美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…，那将创造什么样的奇迹”。

就像目前用STM操纵原子一样，人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言，创造新奇迹的起点。

美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文，指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。

聚合物纳米线的研究进展唐知灯（湖南工程学院化学化工学院—湖南湘潭411100）摘要：全面综述了聚合物纳米线的制备方法及研究现状，根据聚合物纳米线的制备机理和实施方法的不同，可以分为静电纺丝法, 模板法，自主装法三种。

本文评述了其研究现状及可能的应用前景。

关键词：纳米线；聚合物纳米线；研究进展。

Advanced in polymer NanowireTangzhideng（Department of Chemistry and Technology, Hunan Institute of Engineering, HunanXiangtan 411100)Abstract：An overview of the latest research metal.It can be distributed electrospinning ,porous template and self-assembly by its diffirent synthesis.The possible applications of such kind of materials in the future were foreeasted．Key words：nanowire polymer Nanowire advanced引言：聚合物纳米线作为一种特殊结构的纳米材料有其特别的性能和用途。

纳米线作为一维纳米材料，是指直径处于10nm～100nm的纳米尺度而长度可迭微米量级的线性纳米材料。

本文将着重评述聚合物纳米线的制备方法及机理、性能以及潜在的应用等。

1 聚合物纳米管的制备方法及原理聚合物纳米线自发现几年来,研究一直在不断深入、完善和创新中。

其主要着眼点在于通过新的制备方法,新的聚合物品种等来开发新的聚合物纳米管,以期寻找新的性能及用途。

综合起来,目前已有的制备方法可分为多孔模板法、线模板法、自组装法等几大类。

现根据目前研究情况,从制备方法及原理的角度归纳如下表,并分述如下:1．1．1静电坊丝法：静电纺丝法是将聚合物溶液或熔体置于几千至上万伏高压电场，带电的聚合物液滴在电场力作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速，克服表面张力形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发固化，最终落在接收装置上，形成类似非织布状的纤维毡(Fig．I)t”。

黑色二氧化钛纳米材料研究进展黑色二氧化钛纳米材料是一种新型的纳米材料，由于其独特的物理、化学和光学性质，近年来备受。

本文将概述黑色二氧化钛纳米材料的制备方法、性能研究及其应用前景，并探讨当前研究的不足和未来需要进一步解决的问题。

黑色二氧化钛纳米材料的制备方法主要有化学气相沉积、液相合成和物理气相沉积等。

其中，化学气相沉积法是通过引入气态反应剂，使反应在催化剂表面进行，从而生成纳米材料。

液相合成法是将钛源、氧源和碳源等混合在溶剂中，通过控制反应条件合成出黑色二氧化钛纳米材料。

物理气相沉积法则是将钛源和氧源在高温下蒸发，然后在低温区快速冷凝，生成黑色二氧化钛纳米材料。

黑色二氧化钛纳米材料的性能主要包括物理性能、化学性能和光学性能。

物理性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有高比表面积、高透光性和良好的热稳定性等。

化学性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有优异的耐酸碱性和化学稳定性，能在广泛的环境条件下保持稳定。

光学性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有宽广的可见光透过范围和良好的紫外线屏蔽性能。

由于黑色二氧化钛纳米材料具有优异的性能，其在众多领域都具有广泛的应用前景。

例如，在光催化领域，黑色二氧化钛纳米材料可以用于降解有机污染物和杀菌消毒。

在太阳能电池领域，黑色二氧化钛纳米材料可以作为透明电极材料，提高太阳能电池的光电转化效率。

在涂料领域，黑色二氧化钛纳米材料可以用于制造高效能涂料，提高涂料的防晒、耐污和耐候性能。

黑色二氧化钛纳米材料作为一种新型的纳米材料，具有优异的物理、化学和光学性能，使其在众多领域具有广泛的应用前景。

然而，目前关于黑色二氧化钛纳米材料的研究仍存在不足之处，例如其制备方法尚需进一步优化以提高产量和纯度，同时其应用领域也需要进一步拓展。

未来，研究人员需要进一步解决这些问题，同时深入研究黑色二氧化钛纳米材料的潜在应用价值，为其在更多领域的应用奠定基础。

合成纳米二氧化钛的方法很多，主要包括物理法、化学法以及生物法。

科学研究创Ag纳米线/壳聚糖柔性复合膜的合成与性能研究陈蓉蓉1,2张小娟1,2*张思源1,2潘禧凯1,2荆雨阳1,2施俊杰1,2季嘉豪1,2张紫涵1,2汪佳凝1,2（1.金陵科技学院材料工程学院江苏南京211169；2.南京市视光材料与技术重点实验室江苏南京211169）摘　要：本课题采用匀胶法，将Ag纳米线溶液涂覆在壳聚糖膜表面，烘干成纳米银线薄层，再于纳米银线薄层上生长一层壳聚糖膜，最终制备成三明治结构的柔性导电复合材料，用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、万能拉力机对其官能团、微观结构、力学性能进行表征。

结果表明，Ag纳米线柔性复合材料兼顾了柔韧性和优异的导电性，大大拓展了材料的应用范围。

关键词：A g纳米线壳聚糖膜柔性复合材料复合膜匀胶法柔性导电复合材料中图分类号：T P394文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)10(b)-0009-04Synthesis and Properties of Ag Nanowires/Chitosan FlexibleComposite MembraneCHEN Rongrong1,2ZHANG Xiaojuan1,2*ZHANG Siyuan1,2PAN Xikai1,2JING Yuyang1,2SHI Junjie1,2JI Jiahao1,2ZHANG Zihan1,2WANG Jianing1,2( 1.School of Materials Engineering, Jinling Institute of Technology, Nanjing, Jiangsu Province, 211169 China;2.Nanjing Key Laboratory of Optometry Materials and Technology, Nanjing, Jiangsu Province,211169 China )Abstract: In this paper, Ag nanowire solution is coated on the surface of chitosan film by the homogenization method, dried into a thin layer of silver nanowires, and then a layer of chitosan film is grown on the thin layer of silver nanowires. Finally, a flexible conductive composite material with sandwich structure was prepared. The func‐tional groups, microstructure and mechanical properties were characterized by FT-IR, SEM and universal tensile machine. The results show that Ag nanowire flexible composite materials take into account both flexibility and ex‐cellent conductivity, which greatly expands the application range of the material.Key Words: Ag nanowires; Chitosan membrane; Flexible composite materials; Composite membrane; Homogeni-zation method; Flexible conductive composite materials随着科技的发展与时代的进步，智能机械设备在人们的工作生活中占据着越来越重要的地位，然而，在抗弯曲、抗拉伸及灵敏度方面还不能达到大规模生产的要求。

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。

纳米线阵列制备和应用研究随着科技的不断发展，纳米技术在材料科学和工程中的应用也越来越广泛。

其中，纳米线阵列是一种重要的纳米材料，具有许多独特的性质和应用潜力。

本文将介绍纳米线阵列的制备方法和应用研究进展。

一、纳米线阵列的制备方法1. 气相沉积法气相沉积法是制备纳米线阵列的一种常见方法。

它通过在高温下使气态金属蒸发后在基底上沉积形成纳米线阵列。

该方法具有制备成本低、纳米线质量高、生长速度快等优点，但需要使用昂贵的高真空设备。

2. 溶液法溶液法是利用溶液中金属离子还原和自组装的方法制备纳米线阵列。

具体来说，将金属离子溶于溶液中，然后在种子催化下形成纳米线阵列。

溶液法制备纳米线阵列的成本较低，制备过程较简单，而且可以使用可再生的溶剂，环保性好。

3. 其他制备方法此外，还有一些其他的制备方法，如电沉积法、热压法和激光蒸发法等。

这些方法各有优缺点，根据具体应用需求选择合适的制备方法。

二、纳米线阵列的应用研究进展1. 能量转换领域纳米线阵列可以应用于能量转换领域。

例如，利用纳米线阵列制备的太阳能电池可以实现更高的光电转换效率；利用纳米线阵列制备的燃料电池可以实现更高的能量转化效率。

此外，利用纳米线阵列还可以制备超级电容器、氢化物存储器等能量存储材料，应用于节能、环保等领域。

2. 生物医学领域纳米线阵列在生物医学领域也有广泛应用。

例如，利用纳米线阵列制备的传感器可以实现快速、灵敏的分子检测；利用纳米线阵列制备的仿生材料可以实现组织工程、假体制备等；利用纳米线阵列制备的药物递送系统可以实现精准治疗和控释。

3. 电子器件领域纳米线阵列还可应用于电子器件领域。

例如，利用纳米线阵列制备的晶体管可以实现更高的导电性和响应速度；利用纳米线阵列制备的发光二极管可以实现更高的亮度和节能效果。

此外，还可以利用纳米线阵列制备传感器、微波器件等电子器件。

三、纳米线阵列的发展前景随着科技的不断发展，纳米线阵列在各个领域的应用将越来越广泛。

氮化钛纳米材料制备及其光热转换应用的研究进展曹云波１）　梁峰１）　王森１）　何江锋１）　王晓函１）　郝娴２）　张海军１）１）武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室　湖北武汉４３００８１２）中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司　河南洛阳４７１０３９摘　要：纳米氮化钛具有高熔点、良好的化学稳定性以及优良的抗氧化性和导电性能，同时具备局部表面等离子体共振（ＬＳＰＲ）特性，被视为新一代热等离子体材料。

纳米氮化钛的组成与结构、粒度大小和比表面积会影响其ＬＳＰＲ效应和光热转换效率。

因此，纳米氮化钛的有效制备是实现其在光热转换领域产业化应用的关键。

为此，综述了氮化钛纳米材料现有的制备方法及最新研究进展，阐述了各种方法的工艺过程及合成机制，探讨了不同方法之间的差别及应用范围，总结了氮化钛纳米材料在光热转换方面的应用现状，并就未来纳米氮化钛的发展方向做出了展望。

关键词：氮化钛纳米材料；局部表面等离子体共振；光热转换；研究进展中图分类号：ＴＫ５１９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－１９３５（２０２１）０３－０２４４－０７ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－１９３５．２０２１．０３．０１５ 光热转换作为太阳能利用的一种有效途径，逐渐引起学者的广泛关注。

纳米颗粒独特的局部表面等离子体共振（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄｓｕｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎｒｅｓｏｎａｎｃｅ，ＬＳＰＲ）特性可以将光学控制的维度从三维降为二维或零维，实现纳米尺度超衍射极限光传输的有效调控，同时可在纳米尺度区域汇聚放大电磁能量，实现对紫外光至近红外光的增强吸收［１－３］。

光热转换效应是通过材料表面ＬＳＰＲ特性将光能转化为电子或空穴谐振的动能，或者电子跃迁产生的能量，由晶格散射的振动能向周围环境传递从而使环境温度提高，具有ＬＳＰＲ特性的光热转换材料被称为热等离子体材料［４］。

热等离子体结构能够支持自由电子（表面等离子体）的集体振荡，具有许多特性，包括强共振散射和吸收，以及显著的近场增强，这使其有着广泛的应用［５－６］。

化学气相沉积法制备SiC纳米线的研究进展摘要：SiC纳米线具有优良的物理、化学、电学和光学等性能在光电器件、光催化降解、能量存储和结构陶瓷等方面得到广泛应用。

其制备方法多种多样其中化学气相沉积法（CVD)制备SiC纳米线因具有工艺简单、组成可控和重复性好等优点而备受关注。

近年来在化学气相沉积法制备SiC纳米线以及调控其显微结构方面取得了较多成果。

采用Si粉、石墨粉和树脂粉等低成本原料以及流化床等先进设备,通过化学气相沉积法制备出线状、链珠状、竹节状、螺旋状以及核壳结构等不同尺度、形貌各异的SiC纳米线并且有的SiC纳米线具有优良的发光性能、场发射性能和吸波性能等,为制备新型结构和形貌的SiC纳米线及开发新功能性的SiC纳米器件提供了重要参考。

目前,未添加催化剂时利用气相沉积法制备的SiC纳米线虽然纯度较高但存在产物形貌、尺度和结晶方向等可控性差;制备温度较高和产率相对较低的问题。

而添加催化剂、熔盐以及氧化物辅助可明显降低SiC纳米线的制备温度提高反应速率以及产率但易在SiC 纳米线中引入杂质。

将来应在提高SiC纳米线的纯度、去除杂质方面开展深入研究;还应注重低成本、规模化制备SiC纳米线的研究采用相应措施调控SiC纳米线的显微结构以拓宽SiC纳米线的应用领域。

本文综述了目前国内外采用化学气相沉积制备SiC纳米线的方法分析总结了无催化剂、催化剂、熔盐以及氧化物辅助等各种制备方法的优缺点并对未来的研究进行展望,期望为SiC纳米线的低成本、规模化制备和应用提供理论依据。

引言：SiC纳米线因具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等而表现出独特的电、磁、光、热等物理和化学性质。

同时SiC纳米线还具有优异的力学性能、抗腐蚀性、耐热性以及耐高温氧化性等，使其在复合材料和陶瓷材料的强化增韧中起重要作用调以及吸收性能好，可有效改善材料的场发射性能、催化性能、电化学性能及微波吸收性能等l1。

多功能性的SiC纳米线成为极具广泛应用潜力的理想新型材料。