脉冲纳米复合电沉积的研究现状及前景展望

纳米材料的国内外研究现状及应用作者：段利利来源：《山东工业技术》2015年第23期摘要：纳米材料是当今非常热门的新型材料。

本文系统阐述了纳米材料的研究现状、未来发展趋势及其应用。

关键词：纳米材料；研究现状；发展现状；应用DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.23.1980 引言自从人类能够认识世界，从尺寸角度讲，人类文明史的发展过程可分为模糊（产业革命之前）时期，毫米时期（20世纪初的产业革命）、微观和纳米时代（20世纪40年代以来）[1]。

20世纪80年代初以来，德国的科学家格雷特[2]提出的纳米结晶材料的概念，是人工制造纳米结晶史上，首次研究其系统的不同物理性质。

纳米材料，在世界各国的受人瞩目。

纳米材料，其特征是尺寸大小通常在1 ～ 100nm的固体材料的微粒子。

纳米材料的研究是人类认识客观世界的新层次，是交叉学科跨世纪的战略科技领域。

1 国内外研究现状1980年代以后，纳米材料的研究迅速发展。

这个过程分类方法有很多，按内容特点有3个阶段：第一阶段，1990年之前为止，只是探索制造各种材料纳米粒粉，探索纳米材料不同于传统材料的特殊的性能。

纳米粒子和纳米块结构的研究，是80年代末开始的。

研究对象一般只停留在单一材料和单相材料。

纳米晶一般都指的是这类材料。

第2阶段是1990年到1999年，人们已经把焦点转移到纳米材料的物理、化学、机械性能，从而开发纳米复合材料。

纳米复合材料是将不同纳米粒子之间或者和传统材料复合，并发展到复合纳米膜层。

探究纳米复合材料合成的方法已经成为这个阶段的主导。

第三阶段，自1994年以来人工组装的纳米结构材料的合成系统越来越受到关心、新焦点。

国际上称这种材料为纳米组装材料。

纳米研究的第1阶段到第3阶段，从颗粒到纳米管，纳米材料的研究，再到组装纳米材料。

与此同时，在基础研究和应用研究并行发展的新的情况下，纳米材料的应用成为了科学家们关注的焦点。

迄今为止，研究系统设计、组装纳米粒子和高性能纳米结构材料的合成与性改，改进了传统材料和涂层材料，对纳米颗粒性改与表面涂层的研究取得了惊人的进步，应用前景更加扩大。

纳米材料的应用现状及发展趋势罗新中2007440375摘要作为一种新型的材料，纳米材料曾经引起了一场巨大的科技的革命，它的特殊性能、规模化制备和生产引起了人们对其不懈的探索。

纳米材料的研发制备是其应用的基础，而规模化产业化的应用才是研究的最终目的。

因此，如何使纳米材料由科学研究转化为大规模的产业化生产才是重中之重。

文章分别从纳米材料的制备、纳米材料的应用以及纳米材料未来的发展方向三个方面对其进行总结。

介绍了其研究现状及应用前景，分析了目前在纳米材料研究方面所存在的问题，并对以后的研究提出了自己的看法。

关键词纳米材料制备应用前景纳米材料是指物质的粒径至少有一维在1～100 nm 之间，具有特殊物理化学性质的材料。

如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

纳米材料独特的纳米晶粒及高浓度特征以及由此产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、光、电、声、磁等性能，在电子信息、生物工程、航空航天、国防科技及日常生活中有着广阔的应用前景。

因此，近年来关于纳米材料的研究及其制备技术引起了世界各国的普遍重视，对纳米材料的制备、结构、性能及其应用的研究也成为2O 世纪90年代材料科学研究的热点，继而在整个社会中形成了“纳米热”。

1 纳米材料的制备技术1.1 现阶段纳米材料的制备技术纳米材料的制备从制备手段来分一般可归纳为物理方法和化学方法。

1.1.1 物力制备方法物理制备纳米材料的方法有：粉碎法、高能球磨法、惰性气体发、溅射法等。

粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。

高能球磨法是利用球磨机的转动或震动对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。

高能球磨法可以将相图上几乎不相互融的几种元素制成纳米固溶体，为发展新材料开辟了新途径。

惰性气体凝聚蒸发法是在以充满惰性气体的超高真空室中将蒸发源加热蒸发，产生原子雾，原子雾再与惰性气体碰撞失去能量，骤冷后形成纳米颗粒。

《C60纳米复合材料的制备及电化学性质研究》一、引言近年来，纳米科学技术的发展极大地拓宽了科研和工业应用的领域。

在众多纳米材料中，C60纳米复合材料因其独特的结构和性质在诸多领域展现出了潜在的应用价值。

本文将重点研究C60纳米复合材料的制备方法，并对其电化学性质进行深入探讨。

二、C60纳米复合材料的制备C60纳米复合材料的制备方法主要分为物理法和化学法。

本文采用化学法中的溶胶-凝胶法进行制备。

1. 材料与设备实验所需材料包括C60粉末、溶剂、催化剂等。

设备包括磁力搅拌器、烘箱、离心机等。

2. 制备过程（1）将C60粉末与溶剂混合，进行磁力搅拌，使C60充分溶解。

（2）加入催化剂，引发化学反应。

（3）将反应液进行溶胶-凝胶转化，得到C60纳米复合材料的前驱体。

（4）对前驱体进行热处理，得到C60纳米复合材料。

三、电化学性质研究C60纳米复合材料具有优异的电化学性质，如高导电性、高比电容等。

本文将通过循环伏安法、恒流充放电测试等方法，对C60纳米复合材料的电化学性质进行深入研究。

1. 循环伏安法循环伏安法是一种常用的电化学测试方法。

通过在一定的电压范围内，以不同的扫描速度对C60纳米复合材料进行循环扫描，观察其电流响应，从而了解其电化学反应过程和可逆性。

2. 恒流充放电测试恒流充放电测试是评估电池材料性能的重要手段。

通过在一定电流密度下，对C60纳米复合材料进行充放电测试，可以获得其比电容、库伦效率等关键参数。

四、结果与讨论1. 制备结果通过溶胶-凝胶法成功制备了C60纳米复合材料。

通过SEM、TEM等表征手段，观察到C60纳米颗粒均匀地分布在复合材料中，且具有较好的分散性和稳定性。

2. 电化学性质分析（1）循环伏安法结果分析：C60纳米复合材料在循环扫描过程中表现出较高的电流响应，说明其具有良好的电化学反应活性。

同时，循环扫描曲线呈现较好的可逆性，表明其具有良好的充放电性能。

（2）恒流充放电测试结果分析：C60纳米复合材料在恒流充放电过程中表现出较高的比电容和优异的库伦效率。

新型纳米杂化材料的研究与应用前景随着科技的迅速发展，新型纳米杂化材料已成为当前材料领域的研究热点。

纳米杂化材料是指由两种或两种以上不同材料组成的复合材料，其中至少一种材料具有纳米级结构。

这种复合材料往往具有比单一材料更优异的性能。

本文将探讨新型纳米杂化材料的研究现状和应用前景。

一、新型纳米杂化材料的研究现状1.1 研究对象纳米杂化材料的研究对象十分广泛，包括金属、半导体、有机、无机、高分子等材料。

例如，金属和半导体的纳米杂化材料可以被应用于电子学和生物医学领域；有机和无机的纳米杂化材料可以用于催化反应、能量存储和传输等方面；高分子和无机的纳米杂化材料可以用于水净化和环境污染治理等方面。

1.2 研究方法纳米杂化材料的研究方法主要有物理方法、化学方法和生物方法三种。

物理方法主要包括溅射沉积、蒸镀和磁性分离等；化学方法主要包括凝胶转化法、自组装法和模板法等；生物方法主要包括酵母表面展示法、细胞分泌法和生物合成法等。

其中，化学方法因其简便可行、高效稳定而被广泛应用。

1.3 研究进展目前，纳米杂化材料已经取得了诸多研究进展。

例如，金纳米棒和半导体纳米晶的纳米杂化材料可以被应用于生物医学领域，如用于肿瘤治疗和光学成像；石墨烯、碳纳米管和半导体的纳米杂化材料可以用于电子学领域，如制造高效染料敏化太阳能电池和柔性电子器件；PVD纳米粒子和TiO2纳米粒子的纳米杂化材料可以应用于清洁能源领域，如制造高效的染料敏化太阳能电池和光催化水分解系统。

二、新型纳米杂化材料的应用前景在新型纳米杂化材料的研究进展的基础上，其应用前景也十分广阔。

以下将分别从生物医学、电子学和清洁能源三个领域探讨其应用前景。

2.1 生物医学纳米杂化材料在生物医学领域中的应用前景非常广泛。

其主要应用于治疗肿瘤、提高疫苗的免疫学作用等方面。

例如，纳米杂化材料可以作为肿瘤治疗的药物载体，治疗肿瘤的同时不会对健康细胞造成伤害。

此外，纳米杂化材料还可以应用于生物成像和光学诊断等方面。

纳米材料的研究进展以及应用现状1.绪论从概念来说，纳米材料是由无数个晶体组成的，它的大小尺寸在1~100纳米范围内的一种固体材料。

主要包括晶态、非晶态的金属、陶瓷等材料组成。

因为它的大小尺寸已经接近电子的相干长度，它有着特殊的性质。

这些特殊性质所表现出来的有导电、导热、光学、磁性等。

目前国内、国际的科学家都在研究纳米材料，试图打造一种全新的新技术材料，将来为人类创造更大的价值。

纳米科学技术也引起了科学家的重视，在当代的科学界有着举足轻重的地位。

纳米技术的范围包括纳米加工技术、纳米测量技术，纳米材料技术等。

其中纳米材料技术主要应用于材料的生产，主要包括航天材料、生物技术材料，超声波材料等等。

从1861年开始，因为胶体化学的建立，人们开始了对直径为1~100纳米粒子的研究工作。

然而真正意义上的研究工作可以追溯到20世纪30年代的日本为了战争的胜利进行了“沉烟实验”，由于当时科技水平落后研究失败。

2.纳米材料的应用现状研究表明在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，不仅可以除去异味和消毒。

还使得衣服不易出现折叠的痕迹。

很多衣服都是纤维材料制成的，通常衣服上都会出现静电现象，在衣服中加入金属纳米微粒就可消除静电现象。

利用纳米材料，冰箱可以消毒。

利用纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经可以在商场买到了。

另外利用纳米粉末，可以快速使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。

这个技术可以提高水的重复使用率，可以运用到化学工业中。

比如污水处理厂、化肥厂等，一方面使得水资源可以再次利用，另一方面节约资源。

纳米技术还可以应用到食品加工领域，有益健康。

纳米技术运用到建筑的装修领域，可以使墙面涂料的耐洗刷性可提高11倍。

玻璃和瓷砖表面涂上纳米材料，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。

这样就可以节约成本，提高装修公司的经济效益。

使用纳米微粒的建筑材料，可以高效快速吸收对人体有害的紫外线。

纳米材料可以提高汽车、轮船，飞机性能指标。