纳米材料综述
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纳米材料的制备技术综述纳米材料的制备技术,听上去是不是有点高大上?其实也没那么神秘,咱们聊聊就能搞懂。
说实话,纳米这个词说得多了,很多人可能还不太明白,啥叫“纳米”?其实就是非常非常小的东西,咱们说得简单点,就是比我们眼睛能看到的还要小得多得多的小东西。
要是你拿个针尖放大个几百倍,可能就能看到这些纳米级的玩意儿。
为什么大家对这些小东西这么感兴趣呢?因为它们能做的事儿太牛了!从医学到能源,从环境保护到电子产品,几乎无所不能。
不过,要把这些纳米材料做出来,可不是随便乱搞的事儿,它需要技术、需要工艺,得讲究“心思”。
现在就让咱们来聊聊这些技术。
想要制备纳米材料,最常见的办法之一就是化学气相沉积(CVD)。
这个名字听起来挺吓人,其实不难懂,就是把一些气体材料,通过加热、反应等方式,沉积到一个表面上,最后变成纳米级的薄膜、颗粒什么的。
说白了,就是通过“气体变成固体”这件事儿,把小小的东西固定下来。
要是你还记得小时候吹过的泡泡,那泡泡里的水蒸气凝结成液滴差不多,CVD的原理就有点像这个。
只不过它可不是吹泡泡那么简单,而是需要高温、特殊的气氛、精准的控制,才能让这些纳米材料顺利“成型”。
是不是有点神奇?再来说说溶胶凝胶法,这也是一种特别有意思的技术。
其实它的名字就告诉你大概是怎么回事:先把一些材料溶解在液体里,形成溶胶,然后通过化学反应把它们凝结成固体,也就是纳米材料。
这个方法简单来说就像做菜一样,先把材料“泡”在液体中,激活它们,让它们变得“活跃”,然后等到合适的时机,它们就会自己变成纳米颗粒,接着凝聚成你想要的形态。
你要是做过豆腐脑,就知道这个道理。
豆腐脑一开始也是液体,经过“老母鸡”和大豆的“配合”,慢慢变成了一个个嫩滑的块状物。
这种方法不需要特别复杂的设备,也能做到高质量的纳米材料,所以很多研究者都喜欢用它。
再说说球磨法,简单说就是用机械力把大颗粒的材料磨成小颗粒。
你可以想象一台超级强力的“搅拌机”,把大块的材料放进去,几千转的高速旋转让它们变得越来越小,最后变成纳米级别的颗粒。
材料科学领域纳米材料设计方法综述引言:随着纳米科学与技术的迅猛发展,纳米材料引起了广泛关注,并在各个领域展现出巨大的潜力。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学性质,以及较大的比表面积和界面效应等独特特性。
纳米材料的设计方法和制备技术对于开发新型材料、提高材料性能和创新功能材料具有重要意义。
在材料科学领域,纳米材料的设计方法一直是研究热点之一。
本文将对目前纳米材料设计方法进行综述,包括理论模拟计算方法、实验设计方法以及混合方法等。
一、理论模拟计算方法1. 密度泛函理论(DFT)密度泛函理论是纳米材料设计中经常采用的一种计算方法。
它基于量子力学原理,通过求解Schrödinger方程获得材料的电子结构和物理性质。
DFT可以预测纳米材料的能带结构、原子和分子间的相互作用等重要性质,并能够通过模拟计算进行材料的优化和组装。
然而,DFT也存在一些局限性,如计算复杂度较高,对于大尺寸纳米材料的计算非常困难。
2. 分子动力学模拟(MD)分子动力学模拟是一种基于经典力学原理的计算方法,适用于研究纳米材料的结构和动力学行为。
通过分子间的相互作用力和运动方程,可以模拟出纳米材料的力学性质、热力学性质等。
分子动力学模拟可以预测纳米材料的形貌,优化材料的构型,研究材料的力学响应等。
然而,分子动力学模拟也存在一些局限性,如模拟的时间尺度和空间尺度有限。
二、实验设计方法1. Top-down方法Top-down方法是一种将大尺寸的材料通过加工和刻蚀等方法逐渐减小至纳米尺寸的方法。
例如,通过光刻和电子束曝光等技术,可以在大面积的材料上制备出纳米图案。
Top-down方法适用于制备尺寸较大的纳米材料,具有操作简单、可扩展性强的优点。
但是,这种方法对原料材料的选择和加工工艺的控制要求较高。
2. Bottom-up方法Bottom-up方法是指通过分子自组装和化学合成等方法逐步构建起纳米尺寸的材料。
通过控制反应条件和材料的自组装过程,可以精确调控纳米材料的形貌和结构。
纳米材料综述功能材料与应用论文(已处理)纳米材料综述摘要概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.1、纳米材料的基本概念纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级 0.11 nm, 100nm 的超微粒子纳米微粒及由其聚集而构成的纳米固体材料。
纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。
其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:1 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;2 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;3 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;4 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。
另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。
纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:1 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;2 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。
2、纳米材料的性质2.1、纳米微粒的结构和特性纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域,是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。
由于纳米粒子具有壳层结构。
粒子的表面原子占很大比例,并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构,这与体相样品的完全长程有序结构不同。
纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。
把自己的题目写在此地兰州交通大学2013年7月15日纳米材料的制备方法一、前言纳米材料和纳米科技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。
早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。
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。
当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。
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。
应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。
使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。
因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。
由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。
利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。
纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系,所以也可以用作新型的磁传感材料。
高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率,对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多,而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级,磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级,从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
纳米材料综述范文纳米材料是自上世纪90年代以来兴起的一项新兴科技,其具有独特的物理、化学和生物性能,因此受到了广泛的关注和研究。
本文将综述纳米材料的定义、制备方法、应用领域以及潜在的风险和挑战。
首先,纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米级尺寸(1-100纳米)的材料。
由于其尺寸处于微观和宏观之间,纳米材料往往具有与传统材料不同的物理和化学性质。
例如,纳米颗粒表面积大大增加,导致其在催化、光学和磁性等方面具有更高的活性和敏感性。
此外,纳米材料还具有较高的比表面积和功率密度,使其在能源存储、传感器和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
纳米材料的制备方法多种多样,但可以分为两大类:自下而上和自上而下。
自下而上方法是通过控制和组装分子、原子或离子来构建纳米结构。
例如,溶液法、气相沉积和电化学沉积等方法可以制备出纳米颗粒、纳米薄膜和纳米线等结构。
自上而下方法则是通过纳米加工工艺将材料从大尺寸逐渐减小到纳米级。
常见的自上而下方法包括球磨、机械研磨和激光刻蚀等。
纳米材料具有广泛的应用领域,包括能源、环境、生物医学、电子等。
在能源领域,纳米材料被广泛应用于太阳能电池、燃料电池和储能材料中。
纳米材料的高比表面积可以提高电池的能量密度和效率。
在环境领域,纳米材料可以用于水处理、污染物检测和空气净化等方面。
例如,纳米颗粒可以作为催化剂用于有害气体的催化转化和光催化分解。
在生物医学领域,纳米材料可以用于药物输送、分子成像和组织修复等方面。
纳米颗粒可以通过控制其大小和表面修饰来实现药物的靶向输送和释放。
在电子领域,纳米材料可以用于制备纳米电子元件和纳米传感器等。
纳米材料的尺寸效应和表面效应使其在电子器件的性能和灵敏度方面具有巨大的优势。
然而,纳米材料的应用也面临着一些潜在的风险和挑战。
首先,纳米材料的生产和处理过程中可能释放出有害物质,并对环境和人体健康造成潜在风险。
此外,由于纳米材料的小尺寸和特殊性质,其对生物体的毒性和生物互作性尚不完全了解。
纳米材料的自组装综述纳米材料的自组装是一种具有巨大潜力的新兴领域,通过利用分子间的相互作用和动力学行为来自组装出具有特殊结构和性质的纳米材料。
自组装方法不仅能够制备出高度有序的纳米结构,还能够在纳米尺度上控制物质的形貌、结构和性能,因此被广泛应用于纳米科学、纳米技术和材料科学等领域。
自发性自组装是指纳米材料在适当条件下,由于分子间的相互作用和动力学行为,自行组装形成特定的纳米结构。
自发性自组装方法包括溶液中的自组装、蒸发结晶法、自组装膜的自发生成等。
其中,溶液中的自组装是一种常见的方法,通过溶液中的分子之间的静电相互作用、范德华力、水合作用等力来实现自组装。
在适当的溶剂和浓度条件下,纳米材料可以通过纳米粒子的互相吸引和排斥形成特定结构。
蒸发结晶法是一种将溶液中的纳米材料通过蒸发水分使其自行形成纳米结构的方法。
自组装膜的自发生成是指将自组装分子散布在固体基底上,通过控制其组装行为,使其在固体基底上形成自组装膜。
外界控制下的自组装是指通过外界参数的调控来实现纳米材料的自组装。
外界控制下的自组装方法包括利用电场、磁场、光场、温度等外界参数的调控来实现纳米材料的组装行为。
例如,电场可以通过调控分子之间的电荷来实现纳米材料的组装行为;磁场可以通过控制磁性纳米材料的相互作用来实现纳米材料的组装行为;光场可以通过控制光的强度、波长和方向来实现纳米材料的组装行为;温度可以通过调控纳米材料的热运动来实现纳米材料的组装行为。
纳米材料的自组装不仅能够制备出具有特殊结构和性能的纳米材料,还能够为纳米技术和材料科学的发展提供新的方法和途径。
自组装方法可以实现纳米材料的可控制备和自组装膜的可控形成,为纳米技术的实现和材料科学的发展提供了重要的基础。
此外,纳米材料的自组装还具有很多独特的优势,例如可以在大面积上实现纳米尺度的组装、可以制备出高度有序的纳米结构、可以通过改变组装条件来调控纳米材料的性能等。
总之,纳米材料的自组装是一种具有巨大潜力的新兴领域,通过自发性自组装和外界控制下的自组装方法,可以实现纳米材料的有序组装和控制形貌、结构和性能。
纳米材料分散的综述一、纳米材料简介纳米材料是指尺寸在纳米级别的材料,具有优异的物理、化学和机械性能。
由于其独特的性质,纳米材料在能源、环保、医疗、信息技术等领域具有广泛的应用前景。
二、纳米材料制备方法纳米材料的制备方法多种多样,主要包括物理法、化学法以及生物法。
物理法包括机械球磨法、真空蒸发法等;化学法包括溶液法、气相法等;生物法则利用生物分子的自我组装和生物模板法。
不同的制备方法适用于不同类型的纳米材料,且具有各自的优势和局限性。
三、纳米材料的应用领域纳米材料因其优异的性能被广泛应用于以下领域:1.能源领域:太阳能电池、燃料电池、储能电池等;2.环保领域:空气净化器、水处理设备等;3.医疗领域:药物输送、生物成像、癌症治疗等;4.信息技术领域:电子器件、量子计算等。
四、纳米材料的分散技术纳米材料的分散技术是实现其应用的关键。
纳米材料由于其高比表面积和表面能,容易发生团聚,因此需要对其进行分散。
分散技术可分为物理分散和化学分散。
物理分散包括机械搅拌、超声波分散等;化学分散则是利用表面活性剂或偶联剂进行分散。
五、纳米材料分散的物理化学原理纳米材料分散的物理化学原理主要包括表面能作用、静电力作用和空间位阻作用。
表面能作用是纳米材料分散的主要驱动力,静电力作用则是在带电纳米粒子间的相互作用,空间位阻作用则是利用高分子物质对纳米粒子进行稳定分散。
六、纳米材料分散的方法与技术纳米材料分散的方法与技术主要包括以下几种:1.机械搅拌分散:通过机械搅拌的方式将纳米材料分散在溶剂中,可加入适量的表面活性剂或分散剂以增强分散效果。
2.超声波分散:利用超声波的振动能将纳米材料打散在溶剂中,可有效破解团聚现象。
3.化学分散:利用化学反应改变纳米材料的表面性质,如通过偶联剂对纳米材料进行改性,使其具有更好的分散稳定性。
4.溶剂热法:在高温高压条件下,利用溶剂的性质将纳米材料溶解分散在溶剂中。
此方法可用于制备一些具有特殊性质的纳米材料。
从人类认识世界的精度来看,人类的文明发展进程可以划分为模糊时代江业革命之前)、毫米时代江业革命到20世纪初)、微米和纳米时代(20世纪40年代开始至今)>i n。
自20世纪80年代初,德国科学家Gleite}2]提出‘纳米晶体材料’,的概念,随后采用人工制备首次获得纳米晶体,并对其各种物性进行系统的研究以来,纳米材料已引起世界各国科技界及产业界的广泛关注。
纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级通常指1一100 rm)的极细颗粒组成的固体材料。
从广义上讲,纳米材料是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。
通常分为零维材料哟米微粒久一维材料值径为纳米量级的纤维久二维材料(}度为纳米量级的薄膜与多层膜久以及基于上述低维材料所构成的固体。
从狭义上讲,则主要包括纳米微粒及由它构成的纳米固体客观世界的新层次,是交叉学科跨世纪的战略科技领域。
1国内外研究现状50年代末,美国著名物理学家Richard.P Feyn-man曾经设想“如果有一天能按人的意志安排一个个原子和分子,将会产生什么样的奇迹?”他提出逐级地缩小生产装置,以致最后直接由人类按需排布原子以制造产品。
这在当时只是一个美好的梦想。
然而,随着时间的推移和科学技术的日益发展,这个梦想正在逐渐地变成现实。
进入60年代后,人们就开始对分立的纳米粒子进行了真正有效的研究;70年代末,德雷克斯勒成立了NST (NanoscaleScience & Technology)研究组;1984年德国科学家G 1e ite r首先制成了金属纳米材料,同年在柏林召开了第二届国际纳米粒子和等离子簇会议,使纳米材料成为世界性的热点之一;1990年在美国巴尔的摩生;1994年在德国斯图加特举行的第二届NST会议,表明纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理等领域的焦点。
近年来,世界各国先后对纳米材料给予了极大的关注,对纳米材料的结构与性能、制备技术以及应用前景进行了广泛而深入的研究,并纷纷将其列人近期高科技开发项目。
一、纳米材料与纳米科技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。
纳米材料在近十几年的研究中,领域迅速拓宽,内涵不断扩展。
目前,普遍接受的定义为基本单元的颗粒或晶粒尺寸至少在一维上小于100nm,且必须具有与常规材料截然不同的光、电、热、化学或力学性能的一类材料体系。
纳米材料的奇异性是由于其构成基本单元的尺寸及其特殊的界面、表面结构所决定的。
纳米科技是面向尺寸在1~100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及在应用中实现特有功能和智能作用的技术问题,发展纳米尺度的探测和操纵。
它从思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展,将从微米层次深入至纳米层次。
纳米技术未来的目标是按照需要,操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。
纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等,这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。
纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。
扫描隧道显微镜(STM)在纳米科技中占有重要的地位,它贯穿到七个分支领域中,以其为分析和加工手段所做的工作占一半以上。
二、纳米高分子纳米技术的发展日新月异,纳米高分子材料作为其中的重要分支,研发呈现出新的趋势。
由于纳米材料具有许多新的特性,如特殊的磁学特性、光学特性、电学特性和化学活性等,利用纳米粒子的这些特性对高分子材料进行改性,可以得到具有特殊功能的高分子材料。
这不仅使高分子材料的性能更加优异,使其更加广泛地应用于微电子、化工、国防、医学等各个领域。
1 纳米高分子材料的优势通常是将纳米微粒与聚合物基材进行复合,利用其特殊性质来开发新产品,这比研究全新的聚合物材料投资少,周期短,生产成本低。
高分子材料学的一个重要方面就是改变单一聚合物的凝聚态, 或添加填料来使高分子材料使用性能大幅提升。
纳米材料制备方法综述
纳米材料由于其特殊性质,近年来受到人们极大的关注。
随着纳米科技的发展,纳米材料的制备方法已日趋成熟。
纳米材料的制备方法按物态一般可归纳为气相法、液相法、固相法。
一、气相法
气相法是将高温的蒸汽在冷阱中冷凝或在衬底上沉积和生长低维纳米材料的方法。
气相法主要包括物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD),在某些情况下使用其他热源获得气源,如电阻加热法,高频感应电流加热法,混合等离子加热法,通电加热蒸发法。
二、液相法
液相法是以均匀的溶液相为出发点,通过各种途径是溶液和溶剂分离,溶质形成一定形状和大小的颗粒或所需材料的前驱体,再通过干燥或热分解后得到纳米颗粒,该法主要用于氧化物纳米材料的制备。
常用的液相法包括沉淀法,水热法,微乳液法,喷雾法和溶胶-凝胶法。
三、固相法
固相法合成与制备纳米材料是固体材料在不发生熔化、气化的情况下使原始晶体细化或反应生成纳米晶体的过程。
目前,发展出的固相法主要有高能球磨法、固相反应法、大塑性变形法、非晶晶化法及表面纳米化等方法。
二维纳米材料综述近年来,二维纳米材料作为一种新型材料,在材料科学领域引起了广泛关注。
二维纳米材料是指具有一维或零维尺度大小的纳米结构,在另外两个维度上具有几乎无限延伸的材料。
本文将从制备方法、结构特点、性质表现和应用领域等方面对二维纳米材料进行综述。
首先,二维纳米材料的制备方法多种多样。
一种常见的方式是通过机械剥离法获得单层或少层的二维纳米片。
这种方法可以从层状材料中剥离出单层材料,如石墨烯、硫化钼等。
此外,还可以通过化学气相沉积法、水热合成法、溶剂热法、电化学剥离法等方法制备二维纳米材料。
这些方法的选择取决于所需材料的性质及制备的要求。
二维纳米材料具有独特的结构特点。
首先,它们具有大比表面积和高纵横比。
由于纳米尺度的存在,二维纳米材料的比表面积远大于宏观材料。
这使得它们在吸附、催化和传感等方面表现出优异的性能。
其次,二维纳米材料具有层状结构,层与层之间的键合较弱,使其表现出较好的柔韧性和可调控性。
最后,二维纳米材料还具有较好的光学和电学性质,可应用于传感器、电池、超级电容器等领域。
二维纳米材料的性质表现也非常丰富。
以石墨烯为例,它的高导电性、高热导率和超高比表面积使其成为理想的催化剂和电子器件材料。
硫化钼具有优异的光电特性,可应用于太阳能电池领域。
钼酸盐纳米片具有独特的离子传输通道,使其成为优秀的超级电容器材料。
此外,二维纳米材料还具有良好的机械、热学和光学性能,以及特殊的表面效应和量子大小效应等。
根据不同的应用领域,二维纳米材料有着广泛的应用前景。
在能源领域,二维纳米材料可用于太阳能电池、储能器件和催化剂等。
在环境保护领域,二维纳米材料可应用于废水处理、污染物检测和纳米传感器等。
在电子器件领域,二维纳米材料可以用于柔性显示、纳米电子元件和光电子器件等。
除此之外,二维纳米材料还可以应用于生物医学、光催化和超级电容器等领域。
总之,二维纳米材料作为一种新型材料,具有独特的结构特点和多样的性质表现。
金属纳米材料综述-金属纳米材料
金属纳米材料是指尺寸在纳米级别的金属材料。
由于其独特的性质和广泛的应用潜力,金属纳米材料近年来备受关注。
特性和制备方法
金属纳米材料具有许多独特的特性,例如高比表面积、尺寸量子效应和表面等。
这些特性导致了金属纳米材料在催化、光学、电子等领域的广泛应用。
制备金属纳米材料的方法多种多样,包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法主要包括溅射法、热蒸发法和电化学法;化学方法主要包括溶胶-凝胶法、还原法和沉淀法;生物方法主要包括生物还原法、生物合成法和植物提取法。
选择适当的制备方法可以得到理想的金属纳米材料。
应用领域
金属纳米材料在许多领域有着广泛的应用。
在催化领域,金属
纳米材料可以用作催化剂,提高催化反应的效率和选择性。
在电子
领域,金属纳米材料可以用于构建高性能的电子器件,例如纳米电
极和纳米传感器。
在医学领域,金属纳米材料可以应用于生物成像、药物传递等方面。
挑战和展望
尽管金属纳米材料在各领域有着广泛的应用,但目前仍存在一
些挑战。
例如,金属纳米材料的稳定性和生物相容性问题仍然需要
解决。
此外,大规模制备金属纳米材料的成本也是一个挑战。
展望未来,随着技术的发展和研究的深入,金属纳米材料的性
能和应用将得到进一步的提升。
对金属纳米材料的研究将进一步扩
展其在能源、环境和生物医学等领域的应用。
参考文献
- 参考文献1
- 参考文献2
- 参考文献3。
纳米银研究现状摘要:近年来,人们对于纳米银独特的性质给予了广泛的关注,本文综述了纳米银的研究现状与前景。
简单介绍了自20世纪90年代以来,纳米银的制备方法,着重阐述了纳米银在医疗,食品方面的应用。
关键词:纳米银用途;纳米材料的制备;纳米银抗菌;应用前景。
引言:纳米银指的是纳米级的金属银单质。
是纳米材料的一个典型代表,它是一种新兴的功能材料,有着较高的比表面积,表面活性较好,导电率高,广泛用作催化剂材料、防静电材料和生物传感器材料等[1]。
另外,纳米银还具有抗菌、除臭、吸收部分紫外线的功能,可应用于医药行业,其应用前景广阔。
因此,研究纳米银有着重要的意义。
本文就纳米银的制备方法[2]以及应用,回收等方面进行综述。
图1纳米--长度单位一、制备方法(一)物理法物理法原理简单,所得产品杂质少、质量高,但其缺点是对仪器设备要求较高,生产费用昂贵。
主要有激光烧蚀法、蒸发冷凝法、机械球磨法。
1.1激光烧蚀法激光烧蚀法是制备纳米银粒子一种新兴起的技术。
具有以下特点:①周期短;②制备过程是一种物理过程,无外来杂质的干扰;③烧蚀后的金属表面粗糙程度具有纳米量级并可以重复利用。
李亚文等[3]用脉冲激光对处于去离子水中的银片进行激光烧蚀,得到了银纳米颗粒和银纳米胶体体系,有着很好的纯净性和表面增强拉曼散射活性。
1.2蒸发冷凝法蒸发冷凝法又称为物理气相沉积法,用激光、真空蒸发、电弧高频感应、电子束照射等使原料气化或形成等离子体,然后在介质中骤然冷却使之凝结。
其特点是纯度高,结晶性好,粒度可控,但技术复杂,设备要求高。
BakerC等人[4]在惰性气体氛围中,通过冷凝的方法制备出了纳米银粒子,但存在着纳米银粒子聚结的缺点。
1.3机械球磨法机械球磨法是利用高能球磨方法,在适当的球磨条件下获得纳米级的晶粒的纯元素、合金或复合材料。
该法工艺简单,制备效率高,但易引入杂质,纯度不高,颗粒分布也不均匀。
Xu等[5]在-196℃的低温下对银粉进行高能机械球磨,得到了平均粒径约为20nm的银颗粒粉末。
纳米材料自动化11-12班刘湘澎04111497纳米材料著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”(bottom up) 出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。
他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。
”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。
”[1]1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
1982年,科学家发明研究纳米的重要工具--扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。
[2]2 纳米知识介绍2.1纳米纳米(Nanometer),是一种长度单位,即1米的十亿分之一,单位符号为 nm。
2.2纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。
纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段:第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前)主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段,合成纳米块体(包括薄膜),研究评估表征的方法,探索纳米材料的特殊性能。
研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。
第二阶段 (1990年~1994年)人们关注的热点是设计纳米复合材料:•纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合),•纳米微粒与常规块体复合(0-3复合),•纳米复合薄膜(0-2复合)。
第三阶段(从1994年至今)纳米组装体系研究。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。
纳米材料研究综述纳米材料是一种具有尺寸在纳米尺度范围内的材料,具有独特的物理、化学以及材料性质。
纳米材料研究是当代材料科学研究中的热点领域之一、本文将从纳米材料的定义、制备方法以及应用领域等方面进行综述。
纳米材料的定义是材料的至少一个尺寸小于100纳米。
纳米尺度效应的出现使得纳米材料具有与传统材料不同的特殊性质。
例如,纳米材料的比表面积大幅度增加,使得其具有更强的化学活性。
此外,量子尺寸效应的出现使得纳米颗粒具有特殊的电子以及光学性质。
纳米材料的制备方法多种多样,包括物理、化学和生物制备方法。
物理制备方法主要通过物理手段调控材料尺寸,如烧结、溅射、气相沉积等。
化学制备方法则是利用化学反应控制纳米材料的合成,如溶胶凝胶法、水热合成法和化学气相沉积法等。
生物制备方法则是利用生物体内的生物功能来制备纳米材料,例如利用微生物、草莓等生物体合成金属纳米颗粒。
纳米材料在许多领域具有广泛应用。
在材料领域,纳米材料的使用可以显著改善材料的性能,如提高材料的强度、硬度、导电性和光学性能。
在能源领域,纳米材料的应用可以提高能源传递效率,如利用纳米材料制备高效的太阳能电池和储能材料。
在医学领域,纳米材料可以用于药物的传递和缓释,实现精准治疗。
此外,纳米材料还广泛应用于传感器、催化剂以及环境保护等领域。
然而,纳米材料的应用也存在一定的挑战和问题。
首先,纳米材料的制备方法需要更高的技术要求和设备,成本较高。
其次,纳米材料的毒性和环境影响等问题也需要引起重视。
此外,纳米材料的稳定性和长期储存等问题也需要进一步研究。
总的来说,纳米材料研究是一个具有广泛前景和挑战的领域。
对纳米材料的研究不仅可以深入了解物质的基本属性,还可以为新材料的设计与合成提供理论指导。
随着纳米材料研究的不断深入,其在各个领域的应用也将进一步扩展和发展。
纳米材料综述1 引言纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料,它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为100一102nm。
它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面。
前者具有长程序的晶状结构,后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。
1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。
Gleiter在高真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成形,烧结得到纳米微晶块体,从而使纳米材料进入了一个新的阶段。
1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
从材料的结构单元层次来说,它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。
在纳米材料中,界面原子占极大比例,而且原子排列互不相同,界面周围的晶格结构互不相关,从而构原子排列互不相同,界面周围的晶格结构互不相关,从而构.在纳米材料中,纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。
纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序,通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级,高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。
纳米相材料和其他固体材料都是由同样的原子组成,只不过这些原子排列成了纳米级的原子团,成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。
其常规纳米材料中的基本颗粒直径不到l00nm,包含的原子不到几万个。
一个直径为3nm的原子团包含大约900个原子,几乎是英文里一个句点的百万分之一,这个比例相当于一条300多米长的帆船跟整个地球的比例。
2 纳米材料特性一般在宏观领域中,某种物质固体的理化特性与该固体的尺度大小无关。
当物质颗粒小于100 nm时,物质本身的许多固有特性均发生质的变化。
这种现象称为“纳米效应”。
纳米材料具有三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。