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南京微纳米气泡技术及应用

南京微纳米气泡技术及应用
南京微纳米气泡技术及应用

把存在于水里的大小在10到几十微米的气泡叫做微米气泡;把大小在数百纳米以下的气泡叫做纳米气泡,而存于双方中间的气泡混合状态称微纳米气泡。

微纳米气泡特点:

(1)水中停留时间长一般的气泡在水中产生后,会很快上升到水面并破裂消失,即存在时间短。而微米气泡在水中由产生到最终破裂消失会有几十秒钟甚至达到几分钟。有研究数据标明,直径为1mm的气泡在水中的上升速度为6m/min,而直径为10um的气泡在水中的上升速度为3mm/min。可以看出,微米气泡在水中的上升速度非常缓慢,所以可在水中停留较长时间。

(2)带电性微米气泡表面带负电荷,而且相对于普通气泡,其所带负电荷比较高,一般30um以下的气泡的表面负荷在-40mV左右,这也是微米气泡能大量聚集在一起时间较长而不破裂的原因之一。利用微米气泡的带负电性,可以吸附水中带正电的物质,对去除水中悬浮物或污染物的吸附和分离起到很好的效果。

(3)自我增压和溶解气泡内部的压力和表面张力有关,气泡的直径约小,内部压力越大。由于微米气泡的直径很小,比表面积很大,所以它内部的压力要比外界液体的压力大很多,而正式由于由于微米气泡的这种内部增压和比表面积大的优势,它的气体溶解能力是毫米级气泡的几百倍之多。因为溶解度与压力有

很大关系,所以微米气泡内部压力增大到一定阙值时,会使界面达到过饱和状态,在将更多气泡内的气体溶解到水中的同时,自身也会慢慢溶解消失。

(4)收缩性微米气泡在水中产生后因为自身增压,会不断的收缩或膨胀,其直径是一直变化的。据最新研究标明,20um~40um的气泡会以1.3um/s的速度搜索到8um左右,然后收缩速度会土壤急剧增加,此后可能进一步分裂成纳米级气泡或者完全溶解于水中。(5)界面动电势高微米气泡的表面会吸附带电荷的离子如OH-,而在这OH-离子层周围,又会分布反电荷离子层如H+,这样微米气泡的表面就形成了双电层,双电层界面的电位又称为界面动电势,界面动电势的高低在很大程度上决定了微米气泡界面的吸附性能。因为微米气泡的收缩性,使得电荷离子在段时间内大量聚集在气泡的界面,一直到气泡完全破裂溶解之前,界面动电势一直都会增高,表现出对水中带电粒子的吸附性能越好。

(6)产生自由基离子一般来水,10um以下的微米气泡在不断收缩的情况下,双电层的电荷的密度会迅速增高,直到气泡破裂时,已经达到极高浓度的正负电荷瞬间放电将积蓄的能量释放,产生大量的自由基离子,如氧离子、氢离子、氢氧离子等。而其中的羟基自由基具有很强的氧化作用,可以氧化分解一些难以降解的有机污染物,起到很好的净化水质的效果。

(7)氧传质效率高在曝气处理废水的过程中,氧的传质效率是影响废水处理效率的重要因素之一,而气泡直径的大小又是与曝气时的氧的传质效率密不可分。由于微米气泡具有很大的比表面积,在水中能停留较长时间,加上自身的增压性,使得气液界面的传质效率能持续增强。

南京蓝洁环保科技有限公司是一家环保全产业链的综合服务业,专门从事于高浓度工业有机废水、工业交通民用环境噪音污染、高难度工业废水烟尘处理以

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微纳米气泡处理污水小系统开题报告_图文

微纳米气泡处理污水小系统开题报告_图文安徽工程大学 本科毕业设计(论文)开题报告 题目: 微纳米气泡处理污水小系统设计 指导老师: 徐建平 (教授) 院系: 生物与化学工程学院 专业: 环境工程(102班) 学号: 3100406226 姓名: 张琴弦 日期: 2014年3月5日 选题依据: (包括选题的目的、意义、国内外研究现状分析等,并附主要参考文献及出处) 一、选题的目的和意义 中国是个水资源严重短缺的国家,水环境问题极为突出。目前,对于日益严重的河湖污染问题,我国通常采用的处理设备,难以产生微纳米级的细小气泡,溶氧率低、能耗高。而微纳米气泡发生装置能够生产直径在50μm和数十纳米(nm)之间的微小气泡,可快速地溶解于水体中,溶氧效率大大提高。该技术作为一种新型污水处理技术,在水环境治理中的市场前景极为广阔。 微纳米气泡:就是气泡发生时,其大小在十微米(um)以下至数百纳米(nm)之间的气泡混合状态,称为微纳米气泡。水处理领域离不开曝气环节,气泡越小容氧性越强,而气泡小到十微米以下,其物理、化学性质都将发生根本性变化。

微气泡由于尺寸小,可表现出一些特殊的行为特性,如存在时间长、传质效率高、表面电荷形成的ζ 电位高以及可释放出自由基等特性。微气泡破裂瞬间,由于气液界面消失的剧烈变化,界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子 [5]释放出来,此时可激发产生大量的羟基自由基。本次试验研究将基于微纳 米气泡的一些特殊行为特性,进行微纳米气泡法处理工业废水的探讨。。 本课题拟开展微纳米气泡强化处理污水中的有机物、氨氮、铁锰离子、酚类的 机理与效果研究。探讨一种新型、高效、无二次污染的高级氧化处理方法,对微纳米气泡法在污水处理中的推广应用有重要意义。 二、国内外研究现状分析 2.1微纳米气泡强化氧化法处理污水的现状 利用羟基自由基的强氧化性可以对工业废水中大量污染物进行处理。有研究结 果证实,使用臭氧作为微气泡承载气体更容易产生大量羟基自由基,而且值得注意的是,尽管臭氧具有强氧化性,但自身却不能氧化分解某些有机物,如聚乙烯醇等,但将臭氧与微气泡技术联用后,却可以在短时间内有效地将这些不能降解的有机物氧化为无机物[6]。 Takahashi 等[7]证实强酸条件下空气微气泡破裂产生自由基可以去除酚;Li 等[8]发现酸性条件下铜可以催化氧气气泡破裂产生自由基,以去除聚乙烯醇; Chu 等[9,10]发现臭氧微气泡能够提高臭氧传质效率,并强化溶解性污染物的氧化去除; Liu等[11]在染料废水混凝气浮处理中,发现微气泡可以提高氧传质速率及污染物去除效率。 2.2微纳米气泡强化氧化法处理污水的机理 微气泡由于尺寸小,可表现出一些特殊的行为特性,如存在时间长、传质效率高、表面电荷形成的ζ 电位高以及可释放出自由基等特性。 1. 延长停留时间

微纳米气泡发生器-南京蓝洁环保科技有限公司

微纳米气泡发生器是产生微纳米气泡的主要部件。人们通常把存在于水里的大小在10到几十微米的气泡叫做微米气泡;把大小在数百纳米以下的气泡叫做纳米气泡,而存于双方中间的气泡混合状态称微纳米气泡 微纳米气泡发生器技术简介: 人们通常把存在于水里的大小在10到几十微米的气泡叫做微米气泡;把大小在数百纳米以下的气泡叫做纳米气泡,而存于双方中间的气泡混合状态称微纳米气泡。 微纳米气泡发生器特点: (1)水中停留时间长一般的气泡在水中产生后,会很快上升到水面并破裂消失,即存在时间短。而微米气泡在水中由产生到最终破裂消失会有几十秒钟甚至达到几分钟。有研究数据标明,直径为1mm的气泡在水中的上升速度为 6m/min,而直径为10um的气泡在水中的上升速度为3mm/min。可以看出,

微米气泡在水中的上升速度非常缓慢,所以可在水中停留较长时间。 (2)带电性微米气泡表面带负电荷,而且相对于普通气泡,其所带负电荷比较高,一般30um以下的气泡的表面负荷在-40mV左右,这也是微米气泡能大量聚集在一起时间较长而不破裂的原因之一。利用微米气泡的带负电性,可以吸附水中带正电的物质,对去除水中悬浮物或污染物的吸附和分离起到很好的效果。 (3)自我增压和溶解气泡内部的压力和表面张力有关,气泡的直径约小,内部压力越大。由于微米气泡的直径很小,比表面积很大,所以它内部的压力要比外界液体的压力大很多,而正式由于由于微米气泡的这种内部增压和比表面积大的优势,它的气体溶解能力是毫米级气泡的几百倍之多。因为溶解度与压力有很大关系,所以微米气泡内部压力增大到一定阙值时,会使界面达到过饱和状态,在将更多气泡内的气体溶解到水中的同时,自身也会慢慢溶解消失。 (4)收缩性微米气泡在水中产生后因为自身增压,会不断的收缩或膨胀,其直径是一直变化的。据最新研究标明,20um~40um的气泡会以1.3um/s的速度搜索到8um左右,然后收缩速度会土壤急剧增加,此后可能进一步分裂成纳米级气泡或者完全溶解于水中。(5)界面动电势高微米气泡的表面会吸附带电荷的离子如OH-,而在这OH-离子层周围,又会分布反电荷离子层如H+,这样微米气泡的表面就形成了双电层,双电层界面的电位又称为界面动电势,界面动电势的高低在很大程度上决定了微米气泡界面的吸附性能。因为微米气泡的收缩性,使得电荷离子在段时间内大量聚集在气泡的界面,一直到气泡完全破裂溶解之前,界面动电势一直都会增高,表现出对水中带电粒子的吸附性能越好。

微纳米气泡机编制说明

微纳米气泡机编制说明 一、工作简况 (一)任务来源 依据《中华人民共和国标准化法》、国家标准化管理委员会、民政部《团体标准管理规定》(国标委联(2019)1号)等有关规定,结合行业发展需要,根据《中国合作贸易企业协会团体标准制定管理办法》(中贸企协字(2018)9号),经预案调研,专家论证审核,《中国合作贸易企业协会2019年第一批团体标准项目计划》,宁波海伯集团有限公司、标准联合咨询中心等单位共同制定《微纳米气泡机》团体标准(标准计划号为:T/CC-JH201901)。 (二)目的和意义 1、微纳米气泡机是通过负压自吸的方式把尽量多的空气吸入混入水中,通过压力使空气超饱和的混入水中,再通过释气装置,把混在水中的空气完全释放出来,形成很小直径的微纳米气泡。释放过程中要尽可能的全部释放出混入水中的空气,形成更多细小的微纳米气泡使出水颜色更白,气泡保持时间更长。 2、随着技术进步和市场对微纳米气泡机的需求逐年增大,产品规格多样,目前国内主要生产厂家达到10多家,年产量60万台,年销售达到1亿多。生产批量也在逐年增大,30%的产品出口到世界各地。微纳米气泡机生产涉及金属材料加工、塑料注塑成型工艺┄等等,生产环节多,工艺复杂,随着市场需求的扩大,由于没有统一的标准,产品质量良莠不齐,给消费者选择产品和技术监督部门监督抽查带来一定的难度,因此制定满足我国现行技术水平的团体标准规范微纳米气泡机,对提高微纳米气泡机产品的质量,促进品牌培育,增强我国产品在国内和国际市场的竞争力等方面都有着重要意义。 (三)主要工作过程 1.准备阶段 ●2019年2月,项目立项并筹备组织开展标准的制定工作; ●2019年3月,召开工作组启动会议,标准工作组提交工作计划及 人员组成等方案;

【CN109876684A】一种实验室可控粒径的纳米气泡发生装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910222910.7 (22)申请日 2019.03.22 (71)申请人 大连理工大学 地址 116023 辽宁省大连市甘井子区凌工 路2号 (72)发明人 赵佳飞 匡洋民 宋永臣 杨磊  刘延振 孙明瑞  (74)专利代理机构 大连智高专利事务所(特殊 普通合伙) 21235 代理人 李猛 (51)Int.Cl. B01F 3/04(2006.01) (54)发明名称一种实验室可控粒径的纳米气泡发生装置(57)摘要一种实验室可控粒径的纳米气泡发生装置,属于微纳米气泡基础应用研究领域。技术方案如下:包括:主体气泡发生器膜组件系统、进气系统、真空抽气系统、循环进水系统;主体气泡发生器膜组件中,陶瓷膜滤芯通过轴向密封圈固定膜外壳内部,形成内外两部分腔室,膜组件外壳上部两侧开口连接进气系统,陶瓷膜滤芯上设有纳米微孔陶瓷膜;有益效果是:本发明利用纳米多孔陶瓷材料为膜分离器,其孔径尺寸分布可控,便于更换,有利于实验室条件下研究纳米气泡产生机理及满足不同实验需求,包括产生的流量大小及不同气体种类、粒径纳米气泡,能够产生一定浓度并且粒径均匀的纳米气泡,解决了现有纳米气泡发生器产生气泡尺寸不可控、容易被污染 等诸多问题。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109876684 A 2019.06.14 C N 109876684 A

权 利 要 求 书1/1页CN 109876684 A 1.一种实验室可控粒径的纳米气泡发生装置,其特征在于,包括:主体气泡发生器膜组件系统、进气系统、真空抽气系统、循环进水系统; 所述主体气泡发生器膜组件系统包括:膜组件外壳(10)、陶瓷膜滤芯(13)、轴向密封圈(14),所述陶瓷膜滤芯(13)通过轴向密封圈(14)固定膜外壳内部,形成内外两部分腔室,所述膜组件外壳(10)上部两侧开口连接所述进气系统,所述陶瓷膜滤芯(13)上设有纳米微孔陶瓷膜; 所述进气系统包括:压力表(3)、注气控制阀门(4)、注气管路(5)、高压柱塞泵(6),所述高压柱塞泵(6)通过所述注气管路(5)与所述主体气泡发生器膜组件系统连接,所述注气管路(5)上设置所述压力表(3)和注气控制阀门(4); 所述真空抽气系统包括:真空抽气管路(1)、抽气控制阀门(2)、真空泵(7),所述真空泵(7)通过所述真空抽气管路(1)与所述主体气泡发生器膜组件系统连接,所述真空抽气管路(1)上设置所述抽气控制阀门(2); 所述循环进水系统包括:注水管路(8)、注水入口阀门(9)、抽水泵(11)、储液槽(12)、注水出口阀门(15)、取样控制阀门(16)、取样瓶(17)、取样管路(18)、出水管路(19),所述抽水泵(11)放置在所述储液槽(12)内,所述抽水泵(11)通过所述注水管路(8)与所述主体气泡发生器膜组件系统的进水口连接,所述注水管路(8)上设置所述注水入口阀门(9),所述主体气泡发生器膜组件系统的出水口通过取样管路(18)与所述取样瓶(17)连接,所述取样管路(18)上设置所述取样控制阀门(16),所述主体气泡发生器膜组件系统的出水口通过出水管路(19)与所述储液槽(12)连接,所述出水管路(19)上设置所述注水出口阀门(15)。 2.如权利要求1所述的实验室可控粒径的纳米气泡发生装置,其特征在于,所述纳米微孔陶瓷膜的纳米孔径为10-1000nm。 3.如权利要求1所述的实验室可控粒径的纳米气泡发生装置,其特征在于,所述抽水泵(11)为抽水型潜水泵。 2

微纳米气泡的理论体系

微纳米气泡(高能氧)在 ---------污水处理和空气净化中的应用

1、前言 任何微小的粒子都具有非常高的能量,只是能量表现的形式不同,对外的性质也各不相同。如磁性材料钕铁硼,在颗粒度为700目时只能制作成普通磁性的磁铁,当颗粒度达到1200目时,则可以制作磁能级高达70高斯以上的永磁体,当颗粒度达到2000目时,则磁能级可以达到150高斯以上。 高能氧是指具有较高能量的活性氧分子团构成的微小活性氧气泡,主要存在于水或空气环境中。 氧气经过电离后,以高速涡旋运动产生切割作用、并随着高速涡旋运动产生的高压作用,把电离的氧气切割并压缩成微小的气泡,并以极高的线速度射入水中,在水中形成初始运动速度较高、具有比较高的移动效率和转移效率的活性氧分子团——高能氧。 高能氧所拥有的能量全部体现在氧的微观粒子对外表现的特性方面,因此可以称这种能量为粒子能量。 在能量的作用下,高能氧可以快速完成对水和空气中污染物的氧化降解,可以迅速溶解在水中成为高浓度溶解氧,从而彻底解决污水处理中提高氧溶解度的难题。

2、能量的产生 高能氧所含有的粒子能量来源如下五个方面: 2.1、电离能: 氧气经过电离后生成部分氧离子,并形成等离子体,当电离作用消失后,氧等离子体消失,转变成活性氧气团,主要包括臭氧离子团(O 32—、O 3—)、臭氧分子团(O 3)、氧离子团(O 22—、O 2—)、氧分子团(O2)等,这些活性氧气团具有非常高的电离能,经过气体切割后,各种离子团和分子团分离,切割动能转变为气泡能级跃迁能量,在各个气泡中表现为电离能提高,达到可以随时产生氧化作用的高能级,可以氧化一切接触到的物质。

纳米压印技术

纳米压印技术 李学明 摘要:纳米压印技术突破了传统光刻在特征尺寸减小过程中的难题,具有分辨率高、低成本、高产率的特点。自1995年提出以来,纳米压印已经经过了14年的发展,演变出了多种压印技术,广泛应用于半导体制造、mems、生物芯片、生物医学等领域。被誉为十大改变人类的技术之一。 关键词:纳米压印纳米技术微米纳米加工技术 Overview of Nanoimprint Lithography Technology Li Xueming Abstract: Nanoimprint lithography is a low cost and high throughput mass manufacturing technology with sub-10nm resolution, while many other technologies suffer serious drawbacks. It has been 14 years since Stephen Y Chou released this idea in 1995. There are lots of technologies derived from imprint lithography, and are popular in semiconductor manufacturing, mems, biomchip, biomedicine field. Nanoimprint has been high praised as one of the ten emerging technologies that will change the world. 压印这门古老的技术,从几千年前就为我们的生活带来了便利。古代帝王的玉玺、四大发明的活体印刷,甚至是我们的中秋美食月饼,都是压印技术的完美应用。硅器时代,同样是压印技术,也正为微电子行业带来了新的惊喜。 在半导体技术的发展过程中,器件的特征尺寸越来越小,光刻也变得越发复杂,而这也导致了下一代光刻(NGL, next generation lithography)的成本不断增加。要继续追求特征尺寸的缩小,就需要光刻中曝光波长的减小,而涉及到曝光波长的变化,就需要光刻工具的更替,这种更替需要的花费极其昂贵,对于许多公司来说都是望而止步。因此,许多研究机构都在努力寻找可替代的光刻技术。1995年,华裔科学家周郁(Stephen Chou)提出了纳米压印光刻(NIL)的思想。有别于传统的光刻技术,纳米压印将模具上的图形直接转移到衬底上,从而达到量产化的目的。纳米压印光刻技术具有加工原理简单,分辨率高,生产效率高,成本低等优点。 Electron beam光刻虽然有很高的分辨率,但是由于其工艺产率低,不适合大批量生产;X-ray光刻产率高,但是这种光刻的掩膜板和曝光系统非常复杂且昂贵。而纳米压印采用1:1比例的模版生成线宽,不用考虑图形转移受到分辨率限制的问题。鉴于这些优点,纳米压印技术已经被国际半导体技术蓝图机构(ITRS)收录纳入在16nm节点上。MIT的Technology Review于2003年发布的10 EMERGING TECHNOLOGIES THAT WILL CHANGE THE WORLD中,纳米压印也榜上有名。 长期以来,NIL受到了普遍的关注与推动,越来越多的研究机构和商业机构都开始加入这一领域。目前NIL主要的商业机构有:Nanonex Corp,由Stephen Chou于2000年创立,Molecular Imprint Inc(MII),该公司的技术由德克萨斯大学授权,另外还有奥地利的EV Group、德国SUSS MicroTec以及瑞典Obducat。

微气泡技术原理

微气泡水是指水中的气泡以微米级和纳米级的单位混合存在,气泡在气泡以大于50微米直径存在时是我们平常可以用肉眼观察到的,当水中这种气泡大量存在的情况下,由于光的折射作用我们可以观察到的水溶液呈乳白色,俗称牛奶水。 目前看来能够形成纳米气泡的表面多是疏水的,疏水表面上形成气泡的方法一般有四种: 一是直接浸置法;二是外源法;三是醇水替换法;四是化学反应法。以上几种方法目前基本都有相关的产品,但是大多数都应用于工业领域.民用微气泡设备主要以日本与台湾技术为主,比较出名的就是日本的悦泊,是一种面向家庭为主的小型化的微气泡发生装置。 由于微气泡具有氧化性、稳定性和杀菌性等特性,现已经普遍应用于日常生活之中,如: 1、清洁皮肤健康沐浴 水中的气泡从零开始增大至微米级气泡而破灭,产生的低音频率具有去除污垢的效果,同时低音频率更具有刺激脑内啡的产生,令人有镇静与愉悦的感觉。此外,如果水中含有以氧气产生的超微氧气泡,当身体浸泡在这种含高氧量的水中,可以滋养皮肤、延缓老化,达到高氧疗法之功效。 2、缓解皮肤病症状 皮肤病的成因很多大部分是由真菌造成,通过微气泡水的洗涤虽然不能达到治愈的效果,但是由于微气泡水的清洁与高增氧功能在一定程度上可以缓解皮肤病的一些症状。比如皮肤瘙痒、脚气等都是有明显的效果。而且对于一些较轻的表层皮肤病状确实还存在着一些治疗效果。 3、高效去除厌氧菌缓解口腔疾病 氧气可抑制和杀灭导致“口气”难闻,牙齿腐烂和牙龈疾病的厌氧菌,使用微气泡水,对有口腔疾病的患者是一大福音。 4、蔬菜、水果出色的清洗效果

微气泡水清洗蔬菜主要是利用微气泡水蕴藏着的丰富的动能及气泡爆炸的波浪使水进入到蔬菜水果表面的凹凸缝隙,以及茎杆的夹缝处从而达到清除污垢及取出农药残留的效果。 5、xx氧水的神奇功效 经过微气泡处理过的普通水可以称之为“富氧水”富氧水中的溶解氧可达到70mg/L,是普通水的10倍。初步研究发现,喝富氧水对心血管系统的健康有益;许多人自觉喝了“富氧水”后精神焕发;有人喝了后头痛消失;运动员喝了以后可提高运动能力。如果使用富含微量元素的矿泉水生产“富氧水”还可达到防病健身的多种目的。

纳米分析技术

纳米食品的分析检测进展 摘要介绍了纳米材料的安全性,重点对纳米食品的3种分析检测手段(成像、分离和表征技术)进行了较为详细的综述,并对该领域的工作进行了展望。 关键词纳米材料,纳米食品,分析手段 进入21世纪以来,纳米技术已经在材料、化工、生物、医药、食品、通信、能源等众多领域展现出广阔的应用前景,并对各学科领域的发展产生了深远的影响。在食品工业中真正运用了纳米技术的产品只占消费品的一小部分,主要包括纳米包装材料、纳米营养物和纳米添加剂等[1]。目前,全球有200多家公司致力于纳米技术在食品工业中的应用。根据著名咨询公司HelmutKaiser一项调查显示,仅在食品饮料包装行业, 2004年纳米产品的全球销售额就高达8·6亿美元,而在2002年,纳米产品的全球销售额只有1·5亿美元[2]。 纳米食品,也称纳米尺度(10-9-10-7m)的食品,是以人类可食用的天然物、合成物和生物生成物等原料采用纳米技术加工制成的,并根据人体健康进行不同配制的食品。由于纳米粒子具有独特的表面效应和量子尺寸效应,研究发现,食品和营养素经过纳米化以后,亦表现出更高生物活性,甚至显现出常态物质没有的活性。所以纳米食品除了包括普通食品的功能外还有以下功能:预防疾病、调节机体、康复病体的功能;降低保健食品的毒副作用功能;提高人体对矿质元素的吸收利用率和杀菌除味等。新兴纳米技术下生产的食品的安全性一直受到消费者和研究人员的高度关注。本文就纳米食品的分析检测方法进行综述,以期为纳米食品的发展提供技术支持。 1纳米材料的安全性 纳米材料是将材料的尺度在空间进行约束,并到一定的临界尺寸后,材料的结构和性质也随之发生从宏观到微观的转变。粒径的减小也是引起纳米材料的安全性问题的主要原因。Frampton通过对大气中尘埃粒子的研究发现,当大气中的尘埃粒子粒径<10μm时,尘埃粒子对肺部有明显的毒性。材料对生物体的毒性强烈地依赖于材料的尺寸[3]。 在一般情况下,纳米材料不会表现出明显的毒性。但纳米材料的潜在毒性、在生物体内的富集及其对食物链的影响,人们却自知甚少,研究者称这种毒性为“生态毒性”。Brunner等研究发现,不同类型的纳米粒子能够透过细胞膜,导致细胞内自由基含量的增加,最终造成生物体的毒性[4-6];同时,纳米粒子还会在生物体的组织中富集。Chen研究发现, SiO2纳米颗粒会导致核质蛋白的团聚,从而损害细胞核的功能[6]。富勒烯和TiO2纳米颗粒会对蚤、大口鲈鱼和其他水生动物产生一定的毒性[7]。而纳米材料有时也会扮演降低污染物毒性的角色: Zhang 通过对鲤鱼的活体实验发现,TiO2纳米颗粒会大量富集游离的镉离子[8];纳米银也显示出较强的抗菌能力,研究者已将这种抗菌能力应用到人们健康保护和水生环境治理中[9]。 纳米食品中采用的纳米技术是一种全新的技术,如同转基因食品,其安全性和接受程度受到消费者的质疑。纳米食品在活性、吸收利用率等增加的同时还应该考虑到有害物质的吸收、渗透等问题。一方面粒径减小使得食品原料本身具有的毒素,农残和重金属成分更易被吸收,加剧了纳米化后的安全隐患。另外,纳米食品中营养成分纳米粒子可以通过传统吸收途径之外的其他途径进入人体,并穿过生物膜屏障,使人体的防御能力降低,引起机体功能紊乱,出现健康问题。 维蒙特大学的消费经济学家科洛丁斯基在佛罗达里达州奥兰多市的食品安全大会上说,纳米技术是一种新的基因工程〔10〕。美国消费联盟的资深科研人员汉森称,不要因为某种物质在自然尺寸状态下是安全的,就以为处理成纳米尺寸后也一定是安全的,所有科学家都赞同,物质的大小也是安全重要因素之一。例如,大量接触含有纳米碳(如富勒烯)的食品或化妆品,会造成与石棉一样的危害[10]。美国消费者保护组织称,纳米食品已经悄悄打入市场,促请美国

纳米生物监测技术原理

纳米材料在各个领域都有应用,尤其是在生物医药方面,不管是用于遗传病监测诊断、病理学情况分析,还是作为药物的一部分促进药物表面溶解,纳米材料都能发挥很大作用。我们可能会疑惑,体积娇小的纳米材料究竟有什么性能?纳米生物监测技术原理到底是什么呢?下面就为大家详细解释一下。 纳米材料的种类很多,纳米材料凭借其独特的光、磁、电、热性能,已经被广泛应用于生物监测诊断。这些性能可用来产生不同类型的检测信号、放大检测信号的强度以及简化检测过程等。下面介绍3种纳米材料以及其技术原理。 1、半导体量子点 量子点是由II-VI、IV-VI或者III-V族元素组成的半导体纳米晶。这些纳米材料由于量子限域效应显示出与粒径相关的光电性能。当半导体材料的粒径接近或者小于其玻尔激子半径时,其能带成为具有势垒的离散能级,从而限制电子的运动,这种量子限域效应形成了量子点粒径可调性能的基础。当量子点的粒径增加时,其分立能级发生分裂导致禁带宽度变窄,相应的电子空穴对复合后发射出长波长的光子。因此,量子点的发光可以通过其粒径调节,发射出不同波长的光。 此外,量子点还具有宽而连续的吸收谱,该光学性能有利于其应用于体外检测,因为拥有不同发射光谱的量子点可以被单束激光所激发。但对于有机染料来说,具有不同发射谱的有机染料通常需要不同波长的激光器激发。此外,量子点

还具有更窄的发射谱、更好的光稳定性、更高的发光强度等,这些优异的发光性能使得量子点非常适合在生物标记及体外检测方面的应用。 2、金纳米颗粒 金纳米颗粒由于其表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)效应,显示出独特的光、热性能。当金纳米颗粒被光激发后,电场的振荡导致导带的电子(也叫等离激元)同步发生振荡。导带电子的位移在表面上产生了净电荷差或偶极子,这种偶极子与入射光的电场同相振荡,在特定波长下将引起强烈的光吸收。对于粒径小于50 nm的球形金纳米颗粒,蓝、绿光波段的光容易被吸收并传播出红色波段的光,因此粒径小的球形金纳米颗粒溶液通常显示出红色。振荡频率或者吸收波长取决于电子密度、电子的有效质量和电荷分布,这些因素都受到纳米颗粒的粒径、形状和表面化学状态的影响。随着金纳米颗粒粒径的增加,其吸收峰的位置向长波长方向红移,溶液的颜色则变成暗紫色。球形金纳米颗粒只呈现出单一吸收峰,而金纳米棒则呈现出两个吸收峰:一个在可见光波长范围,对应于横向等离激元;另一个在近红外波长范围,对应于纵向等离激元。颗粒间距也可影响金纳米颗粒的吸收谱。当其小于金纳米颗粒的直径时,溶液的颜色将由红色向紫色或者蓝色变化(图2(b)),取决于其聚集状态,而表面等离激元的耦合导致了吸收峰的红移。金纳米颗粒还可以在光激发的条件下产生热。当入射光的频率和表面等离子共振吸收峰匹配时,金纳米颗粒将通过非辐射衰减的形式产生热。在这个过程中,激发的热电子在弛豫时将能量转移到晶格上,并伴随着声子-声子相互作用,其中晶格能被耗散到环境中,导致纳米颗粒周围被局部加热。 3、磁性纳米颗粒

超微纳米气泡发生器设备型号以及特点有哪些

该产品主要由发生器装置、微纳米曝气头装置、连接管件等部分组成。通过泵力加压,由曝气头内部的曝气石高速旋转离心作用下,使内部形成负压区,空气通过进气口进入后,经过高速旋回切割成微纳米气泡,从而达到将气体快速、高效地溶入水中。由于气泡细小,不受空气在水中溶解度的影响,同时也不受温度、压力等外部条件限制,可以在污水中长时间停留,具有良好的气浮效果。 型号如下: 一、LJ-CWNM-1.1KW/10 处理水量:25m3/h 300m3 /天 二、LJ-CWNM-3KW/20 处理水量:75m3/h 900m3 /天 三、LJ-CWNM-5.5KW/30 处理水量:125m3/h 1350m3 /天 四、LJ-CWNM-7.5KW 处理水量:150m3/h 1550m3 /天 五、LJ-CWNM-11KW 处理水量:150m3/h 1750m3 /天 微纳米气泡特点: (1)水中停留时间长一般的气泡在水中产生后,会很快上升到水面并破裂

消失,即存在时间短。而微米气泡在水中由产生到最终破裂消失会有几十秒钟甚至达到几分钟。有研究数据标明,直径为1mm的气泡在水中的上升速度为6m/min,而直径为10um的气泡在水中的上升速度为3mm/min。可以看出,微米气泡在水中的上升速度非常缓慢,所以可在水中停留较长时间。 (2)带电性微米气泡表面带负电荷,而且相对于普通气泡,其所带负电荷比较高,一般30um以下的气泡的表面负荷在-40mV左右,这也是微米气泡能大量聚集在一起时间较长而不破裂的原因之一。利用微米气泡的带负电性,可以吸附水中带正电的物质,对去除水中悬浮物或污染物的吸附和分离起到很好的效果。 (3)自我增压和溶解气泡内部的压力和表面张力有关,气泡的直径约小,内部压力越大。由于微米气泡的直径很小,比表面积很大,所以它内部的压力要比外界液体的压力大很多,而正式由于由于微米气泡的这种内部增压和比表面积大的优势,它的气体溶解能力是毫米级气泡的几百倍之多。因为溶解度与压力有很大关系,所以微米气泡内部压力增大到一定阙值时,会使界面达到过饱和状态,在将更多气泡内的气体溶解到水中的同时,自身也会慢慢溶解消失。 (4)收缩性微米气泡在水中产生后因为自身增压,会不断的收缩或膨胀,其直径是一直变化的。据最新研究标明,20um~40um的气泡会以1.3um/s的速度搜索到8um左右,然后收缩速度会土壤急剧增加,此后可能进一步分裂成纳米级气泡或者完全溶解于水中。(5)界面动电势高微米气泡的表面会吸附带电荷的离子如OH-,而在这OH-离子层周围,又会分布反电荷离子层如H+,这样微米气泡的表面就形成了双电层,双电层界面的电位又称为界面动电势,界面动电势的高低在很大程度上决定了微米气泡界面的吸附性能。因为微米气泡的收

纳米压印技术概述

随着科技的进步和发展,人们从理论和实验研究中发现,当许多材料被加工为具有纳米尺度范围的形状时,会呈现出与大块材料完全不同的性质。这些特异的性质向人们展现了令人兴奋的应用前景。而在开发超大规模集成电路工艺技术的过程中,人们已经开发了一些能够进行纳米尺度加工的技术,例如电子束与X射线曝光,聚焦离子束加工,扫描探针刻蚀制技术等。但这些技术的缺点是设备昂贵,产量低,因而产品价格高昂。商用产品的生产必须是廉价的、操作简便的,可工业化批量生产的、高重复性的;对于纳米尺度的产品,还必须是能够保持它所特有的图形的精确度与分辩率。针对这一挑战,美国“明尼苏达大学纳米结构实验室”从1995年开始进行了开创性的研究,他们提出并展示了一种叫作“纳米压印”(nanoimprint lithography) 的新技术[1]。 纳米材料在电子、光学、化工、陶瓷、生物和医药等诸多方面的重要应用而引起人们的高度重视. 一纳米材料的概述:从分子识别、分子自组装、吸附分子与基底的相互关系、分子操作与分子器件的构筑,并通过具体的例证加以阐述,包括在STM 操作下单分子反应有机小分子在半导体表面的自指导生长; 多肽-半导体表面特异性选择结合.生物分子/无机纳米组装体、光驱动多组分三维结构组装体、DNA 分子机器。 所谓纳米材料指的是具有纳米量级从分1~100 nm 的晶态或非晶态超微粒构成的分子识别走向分子信息处理和自组织作用的

固体物质。 纳米压印技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点,是纳米尺寸电子器件的重要制作技术。纳米压印技术主要包括热压印、紫外压印(含步进—闪光压印)和微接触印刷等。本文首先描述了纳米压印技术的基本原理,然后介绍了传统纳米压印技术的新进展,如气压辅助纳米压印技术、激光辅助压印技术、静电辅助纳米压印技术、超声辅助纳米压印技术和滚轴式纳米压印技术等。最后特别强调了纳米压印的产业化问题。我们希望这篇综述能够引起国内工业界和学术界的关注,并致力于在中国发展纳米压印技术。 这是一种全新的图形转移技术。纳米压印技术的定义为:不使用光线或者辐照使光刻胶感光成形,而是直接在硅衬底或者其它衬底上利用物理学的机理构造纳米尺寸图形。目前,这项技术最先进的程度已达到5nm 以下的水平[2]。纳米压印技术主要包括热压印(HEL)、紫外压印(UV - NIL)、微接触印刷(μCP)。纳米压印是加工聚合物结构的最常用方法,它采用高分辨率电子束等方法将结构复杂的纳米结构图案制在印章上,然后用预先图案化的印章使聚合物材料变形而在聚合物上形成结构图案。我们首先描述了纳米压印技术的基本原理,然后介绍了传统纳米压印技术以及纳米压印技术的新进展,最后别强调了纳米压印的产业化问题。 1 纳米压印技术的基本原理 纳米压印的具体工艺由于材料、目标图形和产品用途的不同而不

微纳米气泡发生器厂家-南京蓝洁环保科技有限公司

微纳米气泡快速发生装置的原理:微纳米气泡快速发生装置为旋回式气液混合型微纳米气泡发生发生器,按照流体力学计算为依据进行结构设计,在进入发生器的气液混合流体在压力作用下高速旋转,并在发生器的中部形成负压轴,利用负压轴的吸力可将液体中混合的气体或者外部接入的气体集中到负压轴上。 当高速旋转的液体和气体在适当的压力下从特别设计的喷射口喷出时,由于喷口处混合气液的超高的旋转速度与气液密度比(1:1000)的力学上的相乘效果,在气液接触界面间产生高速强力的剪切及高频率的压力变动,形成人造极端条件,在这种条件下生成大量微米、纳米级气泡的同时具有打碎聚合分子团,形成小分子团活性水的效果,并能够将小部分水分子电离分解,可以在微纳米气泡空间中产生活性氧、氧离子、氢离子和氢氧离子等自由基离子,尤其氢氧自由基有超高的还原电位,具有超强氧化效果可以分解水中正常条件下也难以分解的污染物,实现水质的净化。 二、微纳米气泡快速发生装置的特点 曝气管路可移动、便于和现有设备、设施进行结合; 可以外接多种气源,实现不同种类气液间自由组合,满足水处理的要求;

设备达到饱和溶气状态的时间短,效率高,节约能耗; 结构坚固、部件少、拆装简便、易维修、抗腐蚀。 三、微纳米气泡快速发生装置的应用领域 农业生产:营养液增氧与消毒、增氧灌溉 水产与畜牧养殖:水质净化与消毒、水体增氧 污水治理:水质净化、消毒、增氧 医疗养生:杀菌、消毒、洗浴保健 食品加工:果蔬清洗、消毒、保鲜 南京蓝洁环保科技有限公司是一家环保全产业链的综合服务业,以南京地区各大环境设计院研究所及华东地区设计院,环保公司进行合作,专门从事于高浓度工业有机废水、工业交通民用环境噪音污染、高难度工业废水烟尘处理以及工业废水余热回收利用技术等方面的综合性的环境工程服务,开拓新产品,集科研开发、设计、生产、销售和售后服务于一体。 进入官网https://www.doczj.com/doc/da5515139.html,/了解详情或电话咨询我们→→

超微纳米悬浮气泡发生器-南京蓝洁环保科技有限公司

人们通常把存在于水里的大小在10到几十微米的气泡叫做微米气泡;把大小在数百纳米以下的气泡叫做纳米气泡,而存于双方中间的气泡混合状态称微纳米气泡。 微纳米气泡特点: (1)水中停留时间长 一般的气泡在水中产生后,会很快上升到水面并破裂消失,即存在时间短。而微米气泡在水中由产生到最终破裂消失会有几十秒钟甚至达到几分钟。有研究数据标明,直径为1mm的气泡在水中的上升速度为6m/min,而直径为10um 的气泡在水中的上升速度为3mm/min。可以看出,微米气泡在水中的上升速度非常缓慢,所以可在水中停留较长时间。(6)产生自由基离子 一般来水,10um以下的微米气泡在不断收缩的情况下,双电层的电荷的密度会迅速增高,直到气泡破裂时,已经达到极高浓度的正负电荷瞬间放电将积蓄的能量释放,产生大量的自由基离子,如氧离子、氢离子、氢氧离子等。而其中

的羟基自由基具有很强的氧化作用,可以氧化分解一些难以降解的有机污染物,起到很好的净化水质的效果。 超微纳米气泡发生器装置氧传质效率高 在曝气处理废水的过程中,氧的传质效率是影响废水处理效率的重要因素之一,而气泡直径的大小又是与曝气时的氧的传质效率密不可分。由于微米气泡具有很大的比表面积,在水中能停留较长时间,加上自身的增压性,使得气液界面的传质效率能持续增强。 超微纳米气泡发生器装置的使用场合: 1、鱼类养殖内氧气供给; 2、河流净化、畜产排水净化; 3、水耕栽培时,溶解氧的增加; 4、臭氧混合发生器杀菌、脱色、脱臭; 5、发酵食品类的发酵培养的促进; 6、化工厂气液反应器; 7、食品加工类清洗、消毒。 南京蓝洁环保科技有限公司是一家环保全产业链的综合服务业,以南京地区各大环境设计院研究所及华东地区设计院,环保公司进行合作,专门从事于高浓度工业有机废水、工业交通民用环境噪音污染、高难度工业废水烟尘处理以及工业废水余热回收利用技术等方面的综合性的环境工程服务,开拓新产品,集科研开发、设计、生产、销售和售后服务于一体。 进入官网https://www.doczj.com/doc/da5515139.html,/了解详情或电话咨询我们→→

南京微纳米气泡技术及应用

把存在于水里的大小在10到几十微米的气泡叫做微米气泡;把大小在数百纳米以下的气泡叫做纳米气泡,而存于双方中间的气泡混合状态称微纳米气泡。 微纳米气泡特点: (1)水中停留时间长一般的气泡在水中产生后,会很快上升到水面并破裂消失,即存在时间短。而微米气泡在水中由产生到最终破裂消失会有几十秒钟甚至达到几分钟。有研究数据标明,直径为1mm的气泡在水中的上升速度为6m/min,而直径为10um的气泡在水中的上升速度为3mm/min。可以看出,微米气泡在水中的上升速度非常缓慢,所以可在水中停留较长时间。 (2)带电性微米气泡表面带负电荷,而且相对于普通气泡,其所带负电荷比较高,一般30um以下的气泡的表面负荷在-40mV左右,这也是微米气泡能大量聚集在一起时间较长而不破裂的原因之一。利用微米气泡的带负电性,可以吸附水中带正电的物质,对去除水中悬浮物或污染物的吸附和分离起到很好的效果。 (3)自我增压和溶解气泡内部的压力和表面张力有关,气泡的直径约小,内部压力越大。由于微米气泡的直径很小,比表面积很大,所以它内部的压力要比外界液体的压力大很多,而正式由于由于微米气泡的这种内部增压和比表面积大的优势,它的气体溶解能力是毫米级气泡的几百倍之多。因为溶解度与压力有

很大关系,所以微米气泡内部压力增大到一定阙值时,会使界面达到过饱和状态,在将更多气泡内的气体溶解到水中的同时,自身也会慢慢溶解消失。 (4)收缩性微米气泡在水中产生后因为自身增压,会不断的收缩或膨胀,其直径是一直变化的。据最新研究标明,20um~40um的气泡会以1.3um/s的速度搜索到8um左右,然后收缩速度会土壤急剧增加,此后可能进一步分裂成纳米级气泡或者完全溶解于水中。(5)界面动电势高微米气泡的表面会吸附带电荷的离子如OH-,而在这OH-离子层周围,又会分布反电荷离子层如H+,这样微米气泡的表面就形成了双电层,双电层界面的电位又称为界面动电势,界面动电势的高低在很大程度上决定了微米气泡界面的吸附性能。因为微米气泡的收缩性,使得电荷离子在段时间内大量聚集在气泡的界面,一直到气泡完全破裂溶解之前,界面动电势一直都会增高,表现出对水中带电粒子的吸附性能越好。 (6)产生自由基离子一般来水,10um以下的微米气泡在不断收缩的情况下,双电层的电荷的密度会迅速增高,直到气泡破裂时,已经达到极高浓度的正负电荷瞬间放电将积蓄的能量释放,产生大量的自由基离子,如氧离子、氢离子、氢氧离子等。而其中的羟基自由基具有很强的氧化作用,可以氧化分解一些难以降解的有机污染物,起到很好的净化水质的效果。 (7)氧传质效率高在曝气处理废水的过程中,氧的传质效率是影响废水处理效率的重要因素之一,而气泡直径的大小又是与曝气时的氧的传质效率密不可分。由于微米气泡具有很大的比表面积,在水中能停留较长时间,加上自身的增压性,使得气液界面的传质效率能持续增强。 南京蓝洁环保科技有限公司是一家环保全产业链的综合服务业,专门从事于高浓度工业有机废水、工业交通民用环境噪音污染、高难度工业废水烟尘处理以

纳米压印技术

纳米压印及其加工技术 摘要:纳米压印是一种全新的纳米图形复制方法。米压印可望成为一种工业化生产技术, 从根本上开辟了各种纳米器件生产的广阔前景。讲解了纳米压印相关技术种类,技术发展程度,及未来发展方向和应用前景。 关键词:纳米压印;影响因素;产业化发展 7月16日,王旭迪老师在我校格物楼二楼学术报告厅开展一场主题报告,本次报告主题为“纳米压印及其加工技术”。我专业80余人参加了此次报告会。 王老师讲解了纳米压印技术的分类、原理,以及此项技术的发展历程和应用前景。 一、纳米压印的技术方法 纳米压印技术最早由Stephen Y Chou教授在1995年率先提出,这是一种不同与传统光刻技术的全新图形转移技术。纳米压印技术的定义为:不使用光线或者辐照使光刻胶感光成形,而是直接在硅衬底或者其它衬底上利用物理学的机理构造纳米尺寸图形。 纳米压印技术是一种目前在国际上引起普遍关注的具有超高分辨率的新纳米光刻方法, 可以在柔性聚合物等薄膜上形成分辨率小于10nm 的大面积三维人工结构。纳米压印分为两步: 压印和图形的转移。将模版与基片进行对准, 基片由硅片和聚合物形成的抗蚀层组成。通常热压印中抗蚀层为传统光刻胶聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA) ,且压印前已经均匀固化在硅片上。然后加压,使模版上的微细图形转移到抗蚀剂上。最后进行脱模分离, 使模版与抗蚀层分离。后续工艺为采用反应离子刻蚀(RIE)将残余层除去。这就完成了整个压印过程。 传统纳米压印技术主要有三种:热塑纳米压印技术、紫外固化压印技术和微接触纳米压印技术。

1.1 热塑纳米压印技术 热塑纳米压印技术主要的工艺流程:制备高精度掩模板,一般采用硬度大和 化学性质稳定的SiC、Si 3N 4 、SiO 2 ,利用电子束蚀刻技术或反应离子蚀刻技术来 产生图案;利用旋涂的方式在基板上涂覆光刻胶,常见的是PMMA和PS;加热至光刻胶的玻璃化转换温度(T g)之上50℃~100℃,然后加压(500kPa~1 000kPa)于模板并保持温度和压力一段时间,液态光刻胶填充掩模版图形空隙;降低温度至T g以下后脱模,将图形从模板转移到基片上的光刻胶;采用反应离子刻蚀去除残留光刻胶,就将图形转移到基板上。为了减小空气气泡对转移图案质量的影响,整个工艺过程都要在小于1Pa的真空环境中进行。 1.2 紫外固化纳米压印技术 紫外固化纳米压印技术由德州大学C GWillson教授提出。主要工艺过程:先制备高精度掩模板,而且要求掩模板对紫外光是透明的,一般采用SiO 2 材质作为掩模版;在基板上旋涂一层液态光刻胶,光刻胶的厚度为600nm~700nm,光刻胶要求黏度低,对紫外光敏感;利用较低压力将模板压在光刻胶之上,液态光刻胶填满模板空隙,从模板背面用紫外光照射,紫外光使光刻胶固化;脱模后用反应离子蚀刻方式除去残留光刻胶,将图案从模板转移到基板上。压印过程如图1-1所示。 紫外固化纳米压印技术与热塑压印技术相比不需要加热,可以在常温下进行,避免了热膨胀因素,也缩短了压印的时间;掩模板透明,易于实现层与层之间对准,层与层之间的对准精度可以达到50 nm,适合半导体产业的要求。但紫外固化纳米压印技术设备昂贵,对工艺和环境的要求也非常高;没有加热的过程,光刻胶中的气泡难以排出,会对细微结构造成缺陷。生产中常常采用紫外固化纳米压印技术和步进技术相结合,形成步进式快闪纳米压印技术,工艺过程如图1-2所示。该方法采用小模板分步压印紫外固化的方式,大大提高了在基板上大面积压印转移的能力,降低了掩模板制造成本,也降低了采用大掩模板带来的误差。但此方法对位移定位和驱动精度的要求很高。

纳米压印工艺解读

欢迎访问Freekaoyan论文站纳米压印工艺欢迎访问Freekaoyan论文站 目前纳米结构制作的主要途径是采用光刻手段在物体上制作纳米量级图形,纳米尺度的产品必须能够保持它所特有的图形的精确度与分辨率。随着光学光刻的极限分辨率可以达到光源波长的一半,193 nm 波长的光源分辨率则可以达到100 nm ,157 nm 波长的光源分辨率将达到70 nm。而由于深紫外线能被各种材料强烈吸收,继续缩短波长将难以找到制作光学系统的材料,这使得光学光刻在70 nm 时在技术上遇到其难以跨越的困难。 为了适应集成电路技术的迅猛发展,在光学光刻努力突破分辨率极限的同时,替代光学光刻的下一代光刻技术在最近几年内获得了大量的研究。极紫外光刻技术使用波长11~l3nm 的极紫外光,系统采用精度极高的反射式光学系统,以避免折射系统中强烈的光吸收,如何实现足够功率的短波长光源也是一个难点,整个光刻系统造价非常昂贵。而商用产品的生产必须是廉价的、操作简便的,可工业化批量生产的、高重复性的。除极紫外光刻之外,比较有前途的还有电子束光刻和接近式X射线光刻,但其也存在一些不足之处,如产出低,模板难以制作等,从而离工业应用还有一段距离。 针对以上的挑战,美国“明尼苏达大学纳米结构实验室”从1995年开始进行了开创性的研究,他们提出并展示了一种叫做“纳米压 印”(nanoimprint lithography)的新技术。 纳米压印术是软刻印术的发展,它采用绘有纳米图案的刚性压模将基片上的聚合物薄膜压出纳米级图形,再对压印件进行常规的刻蚀、剥离等加工,最终制成纳米结构和器件。它可以大批量重复性地在大面积上制备纳米图形结构,并且所制出的高分辨率图案具有相当好的均匀性和重复性。该技术还有制作成本极低、简单易行、效率高等优点。因此,与极端紫外线光刻、X射线光刻、电子束刻印等新兴刻印工艺相比,纳米压印术具有不逊的竞争力和广阔的应用前景。目前,这项技术最先进的程度已达到5 nm以下的水平。 纳米压印技术主要包括热压印(HEL)、紫外压印(UV—NIL)(步进-闪光压印(S—FIL))和微接触印刷(μCP),以下将分别就其压印工艺、特点及存在的不足等方面予以阐述。 1、热压印 热压工艺是在微纳米尺度获得并行复制结构的一种成本低而速度快的方法,仅需一个模具,完全相同的结构可以按需复制到大的表面上。 热压印法的工艺过程分三步:压模制备、压印过程、图形转移。其基本概念是用电子束刻印术或其他先进技术,把坚硬的压模毛坯加工成一个压模;

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