手性纳米材料

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为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划手性纳米材料　　碳纳米管材料　　摘要：自从上个世纪末纳米技术的出现，纳米材料的独特性能引起人们的广泛关注。把纳米材料与高分子材料复合，制备高性能和功能化的复合材料成为高分子材料领域的热点之一。作为纳米材料领域之一的碳纳米管具有独特的物理性能，是一种具有纳米直径的管状碳纤维，它具有超强的韧性和强度以及优异的导电性能。通过不同的复合方法可制备出增强、导电和电磁屏蔽的优异性能的材料，具有广泛的应用前景。　　本论文通过不同的方法制备了不同高分子基碳纳米管复合材料，研究了CNTs在基体中分散状况和复合材料的力学、热学和导电性能，并探讨了CNTs对复合材料的结构和性能的影响　　关键词：碳纳米管，纳米材料，导电，传热，电弧放电法1.引言　　碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划手性纳米材料　　碳纳米管材料　　摘要：自从上个世纪末纳米技术的出现，纳米材料的独特性能引起人们的广泛关注。把纳米材料与高分子材料复合，制备高性能和功能化的复合材料成为高分子材料领域的热点之一。作为纳米材料领域之一的碳纳米管具有独特的物理性能，是一种具有纳米直径的管状碳纤维，它具有超强的韧性和强度以及优异的导电性能。通过不同的复合方法可制备出增强、导电和电磁屏蔽的优异性能的材料，具有广泛的应用前景。　　本论文通过不同的方法制备了不同高分子基碳纳米管复合材料，研究了CNTs在基体中分散状况和复合材料的力学、热学和导电性能，并探讨了CNTs对复合材料的结构和性能的影响　　关键词：碳纳米管，纳米材料，导电，传热，电弧放电法1.引言　　碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约，直径一般为2~20nm。根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。　　2.发展史　　1985年，“足球”结构的C60一经发现即　　吸引了全世界的目光，KrotoH.W.、SmalleyR.　　E.、和CurlR.F.亦因共同发现C60并确认和证　　实其结构而获得1996年诺贝尔化学奖。在富　　勒烯研究推动下，1991年一种更加奇特的碳结　　构——碳纳米管被日本电子公司的饭　　岛博士发现。　　碳纳米管在1991年被正式认识并命名之前，已经在一些研究中发现并制造出来，只是当时还没有认识到它是一种新的重要的碳的形态。1890年人们就发现含碳气体在热的表面上能分解形成丝状碳。1953年在CO和Fe3O4在高温反应时，也曾发现过类似碳纳米管的丝状结构。从20世纪50年代开始，石油化目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　工厂和冷核反应堆的积炭问题，也就是碳丝堆积的问题，逐步引起重视，为了抑制其生长，开展了不少有关其生长机理的研究。这些用有机物催化热解的办法得到的碳丝中已经发现有类似碳纳米管的结构。在20世纪70年代末，新西兰科学家发现在两个石墨电极间通电产生电火花时，电极表面生成小纤维簇，进行了电子衍射测定发现其壁是由类石墨排列的碳组成，实际上已经观察到多壁碳纳米管。　　3．结构特征　　碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时　　六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空　　间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，　　即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化　　状态，而这些p轨道彼此交叠在碳纳米管石墨　　烯片层外形成高度离域化的大π键，碳纳米　　管外表面的大π键是碳纳米管与一些具有共　　轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础。　　碳纳米管不总是笔直的，而是局部区域出现凸凹现象，这是由于在六边形编制过程中出现了五边形和七边形。如果五边形正好出现在碳纳米管的顶端，即形成碳纳米管的封口。当出现七边形时纳米管则凹进。这些拓扑缺陷可改变碳纳米管的螺旋结构，在出现缺陷附近的电子能带结构也会发生改变。另外，两根毗邻的碳纳米管也不是直接粘在一起的，而是保持一定的距离。　　4.分类目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，因此按照石墨烯片的层数可分为：单壁碳纳米管和　　多壁碳纳米管，多壁管在开始　　形成的时候，层与层之间很容易成为陷阱中心　　而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布　　满小洞样的缺陷。与多壁管相比，单壁管直径　　大小的分布范围小，缺陷少，具有更高的均匀　　一致性。单壁管典型直径在，多壁管　　最内层可达，最粗可达数百纳米，但典型管径为2-100nm。　　碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型：扶手椅形纳米管，锯齿形纳米管和手性纳米管。碳纳米管的手性指数与其螺旋度和电学性能等有直接关系，习惯上n>=m。当n=m时，碳纳米管称为扶手椅形纳米管，手性角为30o；当n>m=0时，碳　　纳米管称为锯齿形纳米管，手性角为0o；当n>m≠0时，将其称为手性碳纳米管。　　根据碳纳米管的导电性质可以将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管：当n-m=3k(k为整数)时，碳纳米管为金属型；当n-m=3k±1，碳纳米管为半导体型。　　按照是否含有管壁缺陷可以分为：完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管。　　按照外形的均匀性和整体形态，可分为：直管型，碳纳米管束，Y型，蛇型等。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　5．性质　　导电　　碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的　　离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有　　一些特殊的电学性质。　　碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳　　米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有　　很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于　　其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于　　6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，　　CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子　　导线。有报道说Huang通过计算认为直径为的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有×10-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。　　常用矢量Ch表示碳纳米管上原子排列的方向，其中Ch=na1+ma2，记为。a1和a2分别表示两个基矢。与碳纳米管的导电性能密切相关。对　　于一个给定的纳米管，如果有2n+m=3q，则这个方向上表现出金属性，是良好的导体，否则表现为半导体。对于n=m的方向，碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的1万倍。　　传热目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　碳纳米管具有良好的传热性能，CNTs具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。　　其他　　碳纳米管还具有光学和储氢等其他良好的性能,正是这些优良的性质使得碳纳米管被认为是理想的聚合物复合材料的增强材料。　　6．制备　　常用的碳纳米管制备方法主要有：激光烧蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。　　激光烧蚀法　　激光烧蚀法的具体过程是：在一长条石英管中间放置一根金属催化剂/石墨混合的石墨靶，该管则置于一加热炉内。当炉温升至一定温度时，将惰性气体冲入管内，并将一束激光聚焦于石墨靶上。在激光照射下生成气态碳，这些气态碳和催化剂粒子被气流从高温区带向低温区时，在催化剂的作用下生长成CNTs。　　固相热解法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　除此之外还有固相热解法等方法。固相热解法是令常规含碳亚稳固体在高温下热解生长碳纳米管的新方法，这种方法过程比较稳定，不需要催化剂，并且是原位生长。但受到原料的限制，生产不能规模化和连续化。　　离子或激光溅射法　　另外还有离子或激光溅射法。此方法虽易于连续生产，但由于设备的原因限制了它的规模。　　聚合反应合成　　在碳纳米管制备方法中，聚合反应合成法一般指利用模板复制扩增的方法。碳纳米管的一般制备过程与有机合成反映类似，其副反应复杂多样，很难保证同一炉碳纳米管均为扶手椅式纳米管或锯齿形纳米管。科学家发现，在强酸、超声波作用下，碳纳米管可以先断裂为几段，再在一定纳米尺度催化剂颗粒作用下增殖延伸，而延伸后所得的碳纳米管与模板的卷曲方式相同。　　于是科学家设想，如果通过这种类似于DNA扩增的方式对碳纳米管进行增殖，那么只需找到少量的扶手椅式纳米管或锯齿形纳米管，便可在短时间内复制、扩增出数量几百万倍于模板数量的、同类型的碳纳米管。这可能会成为制备高纯度碳纳米管的新方式。　　催化裂解法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　催化裂解法是在600~1000℃的温度及催化剂的作用下，使含碳气体原料分解来制备碳纳米管的一种方法。此方法在较高温度下使含碳化合物裂解为碳原子，碳原子在过渡金属-催化剂作用下，附着在催化剂微粒表面上形成为碳纳米管。催化裂解法中所使用的催化剂活性组分多为第八族过渡金属或其合金，少量加入Cu、Zn、Mg等可调节活性金属能量状态，改变其化学吸附与分解含碳气体的能力。催化剂前体对形成金属单质的活性有影响，金属氧化物、硫化物、碳化物及有机金属化合物也被使用过。　　7.结语　　利用碳纳米管的性质可以制作出很多性能优异的复合材料。例如用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、屏蔽无线电波。使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高，不易对环境造成影响。碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高，抗冲击性能好。碳纳米管上由于存在五元环的缺陷，增强了反应活性，在高温和其他物质存在的条件下，碳纳米管容易在端面处打开，形成一个管子，极易被金属浸润、和金属形成金属基复合材料。这样的材料强度高、模量高、耐高温、热膨胀系数小、抵抗热变性能强。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　碳纳米管还给物理学家提供了研究毛细现象机理最细的毛细管，给化学家提供了进行纳米化学反应最细的试管。碳纳米管上极小的微粒可以引起碳纳米管在电流中的摆动频率发生变化，利用这一点，1999年，巴西和美国科学家发明了精度在10-17kg精度的“纳米秤”，能够称量单个病毒的质量。随后德国科学家研制出能称量单个原子的“纳米秤”。　　参考文献　　[1]陈为，李家麟，周明华，等．高分散碳纳米管载银催化剂的制备[J]．华中师范大学学报(自然科学版)，XX，37：2ll-214．　　[2]和庆钢，袁晓姿，原鲜霞等．碳纳米管负载铂催化剂的制备、结构及电化学加氢特性[J]．电化学，XX，10(1)：51-58．　　[3]应永飞：纳米碳管加氢催化剂的制备及其在催化加氢中的应用[D]．浙江工业大学，XX．　　[4]邹勇，刘吉平．碳纳米管载镍催化剂的制备及其催化甲烷部分氧化反应活性的研究[J]．石油化工，XX，33(11)：1016-1019．　　[5]高晓红，张登松，施利毅等．碳纳米管／Sn02复合电极的制备及其电催化性能研究[J]．化学学报，XX，65(7)：589—594．　　[6]陈书贵，周金梅，张鸿斌等．碳纳米管负载／促进Cu—cr催化上甲醇分解制氢[J]．厦门大学学报(自然科学版)，XX，42(2)：133—138．目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　[7]房永彬，严新焕，孙军庆等．碳纳米管负载Pt—sn—B非晶态催化剂催化氯代硝基苯液相加氢反应的性能[J]．催化学报，XX，26(3)：233—237．　　[8]胡长员，李风仪，华丽等．镧对碳纳米管负载型Ni—B非晶态合金乙炔加氢性能的影响[J]．稀土，XX，27(4)：15—20．　　第x章手性介孔材料　　谢俊杰、车顺爱　　上海交通大学化学化工学院　　第一节引言　　介孔材料具有均一且连续可调的孔径、较大的比表面积和孔体积、多种规则有序的孔道结构等一系列优点，其发现开创了多孔材料研究的新纪元。手性介孔材料是其中重要的一个分支[1,2]。最近，一种新型介孔材料高度有序的手性介孔二氧化硅的发现，引起了化学、材料学等多学科的普遍关注。由于手性介孔材料不仅具有上述介孔材料的优点，而且还兼具独特的手性孔道结构，在选择性吸附分离、不对称催化以及非线性光学等方面具有巨大的应用潜力[3]。下面将对手性介孔材料的合成，形貌与结构，形成机理以及性能进行详细介绍[4]。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　手性是自然界的基本属性之一。自然界的基本生命现象和定律都是由手性构成的。手性表示的是宏观世界中的物体在几何学上不对称性：一个物体通过旋转和移动，不能与其镜面物体重合，就说明该物体具有手性[5]。从简单的分子、聚合物、表面活性剂分子、生物大分子到超分子聚集体，再到自然界中的螺旋生物体，手性在各个层次上都呈现出不同的表现方式。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　随着近现代科学研究技术的不断发展，手性的研究可以分为三个层次：1)分子手性；2)超分子手性；3)宏观形貌的手性。分子手性是由于分子中基团的不对称排列而形成的特定空间构象所表现出来的手性层次，这类化合物分子成为手性分子,不具有对称中心，对称轴和对称面是识别手性分子与非手性分子的基本标志，其中结构完全镜面对称的两个分子成为对映异构体(enantiomers)；超分子手性是由于手性分子或非手性分子之间，通过分子间非共价键相互作用，组装形成聚集形态以非线性的方式得以放大的手性[6,7]。超分子中二维或三维的非对称空间的结构的手性表现出比分子更高层次的手性。超分子手性与分子手性之间的区别在于：分子手性体现的是手性分子本身的构象特征，而超分子手性所体现的是有序超分子组装体的表达；手性分子，甚至是非手性分子均可参与形成手性超分子组装体。在宏观世界中，手性物质的宏观形貌大都以螺旋的结构为重要的表达形式，体现了自然世界的复杂性和特殊性，对于手性的科学研究有助于人类对自然界的基本问题：手性起源，手性的传递与放大的进一步认识。　　具有不对称结构的手性物质，能使平面偏振光旋转的性能称为光学活性(旋光性)[8]。光学活性产生的原因在于手性物质中存在的螺旋结构，科学家们提出了“螺旋理论”，螺旋理论把各主要构象中存在的各种螺旋，按其方向、半径、螺距、螺仰角等对于旋光性的贡献进行叠加和权重平均，从而求得最终值，使人们能够定量的解释和预测手性物质的光学活性。研究各层次螺旋结构的生成动力、组合机制、性质功能等具有重要的意义，是各个领域的科学家需要长期研究的一项课题[9]。　　设计与制备手性化合物、手性液晶和手性功能无机材料已成为自然科学领域一项重要的研究工程。因此，合成具有螺旋结构的介孔材料是一项很有意义的工作，可以应用于手性分离、不对称催化、手性识别等领域[10]。到目前为止，单一手性的具有螺旋结构的介孔材料还鲜有报道，但关于具有纳米级尺寸手性外形的beta分子筛(Zeolite)和三维螺旋孔道的分子筛[11-13]，以及手性金属配位聚合物(Metal-Organic-Framework：MOF)类材料的合成已有报道[14]，其结构示意图见图x-1和图x-2。　　图x-1beta分子筛沿b轴(a)和c轴(b)的骨架结构示意图.Reproducedbypermissionofref.[12].CopyrightXXTheRoyalSocietyofChemistry.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图x-2含有螺旋孔道的手性配位聚合物.Reproducedbypermissionofref.[14].CopyrightXXNatureGroup.　　第二节具有螺旋结构的介孔材料概述　　有序介孔材料的制备方法有很多种，各不相同，但其核心却一样，均为溶胶-凝胶(sol-gel)化学[15]。其基本思路是：采用表面活性剂为模板剂，以其形成的超分子结构为模板，通过溶胶－凝胶过程，在无机物和有机物之间的界面的引导作用下，自组装形成孔径在2-50nm、孔径分布窄且孔道结构规则有序的介孔材料　　[16,17]。溶胶-凝胶法是最早用于合成二氧化硅手性介孔介孔材料的方法。据Iler的描述[15]，溶胶-凝胶可以分为两个过程：(1)无机物种的水解；(2)水解产物的聚合。在反应的初期，硅氧烷水解、聚合成可溶于水的低聚硅酸盐(即溶胶)，然后，这些聚硅酸盐进一步缩合，生成三维网状的体型结构(即凝胶)　　，此过程就是溶胶目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　-凝胶过程。溶胶-凝胶过程与pH值、温度、无机物种浓度、催化剂性质与浓度、水/硅物种比、陈化温度与时间等因素密切相关。水解和聚合都可以通过酸或碱来催化，由于二氧化硅的等电点在pH=，当pH时，大部分硅物种带负电荷，此过程为碱催化过程。这些过程的产物各有特点，与无机源在不同pH的水解、聚合的速度密切相关。这两种催化下的硅酸盐缩聚机理是不同的，在水解过程中，酸催化的反应速度要大于碱催化过程；而聚合步骤中，碱催化的速度要大一些。手性介孔材料形貌控制的方法和一些合成策略都直接源自于溶胶-凝胶过程。　　采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅手性介孔材料，通常以手性表面活性剂分子自组装形成的手性超分子聚集体为模板[18]，加入无机源，通过氢键和离子键作用吸附在有机模板表面，然后水解、缩聚形成三维无机骨架结构，复制相应的手性聚集体手性形貌，除去模板剂后便形成具有螺旋孔道的介孔材料[19,20]，其合成示意图见图x-3。　　图x-3.溶胶-凝胶法制备多种螺旋形貌的手性介孔材料的过程。Reproducedbypermissionofref.[20].CopyrightXX,TheRoyalSocietyofChemistry.　　自XX年以来，日本化学家Shinkai，Hanabusa，Shimizu等人采用溶胶-凝胶法分别合成了不同螺旋形貌的二氧化硅手性介孔材料[21,22]。XX年，Shinkai等人利用胆固醇衍生物自组装形成的带正电的有机凝胶为模板，以TEOS为硅源，制备了单一右旋的纤维管状的二氧化硅材料，这种手性材料的螺距为100-200nm,目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　[23]内部孔道的直径是10nm，见图x-4；此外，Shinkai等人还利用手性二氨环己　　烷有机聚集体合成出手性二氧化硅材料，并且发现采用R-型对映体混合总是形成左手螺旋材料，而S-型对映体则形成右手螺旋材料，无论是左手还是右手螺旋，这两种材料的内部孔道直径都分布在20-60nm[24]。XX年，Shimizu等人利用糖和胺苯基类衍生物的混合物形成的有机凝胶为模板，首次合成了直径为3-25nm,类似于DNA和RNA双螺旋结构的二氧化硅材料，而这种双螺旋结构在只含糖基的有机凝胶为模板时却不能形成[25]　　。因此，推测其机理可能是在糖和胺　　苯基类衍生物之间存在分子间氢键或π-π作用使这两种有机物形成了双螺旋结构的有机聚集体，水解的无机硅酸根离子的寡聚体吸附在双螺旋纤维表面，因而复制了这种双螺旋结构。模板剂分子式和得到的双螺旋结构的电镜照片，见图x-5。同年，英国Bristol大学的StephenMann等人以脂质体的超分子自组装体为模板，通过溶胶-凝胶法合成了层状结构的螺旋二氧化硅材料[26]。　　图x-4.以胆固醇衍生物为模板通过溶胶-凝胶法制备纤维状的手性介孔材料。Reproducedbypermissionofref.[23].CopyrightXXWiley-VCH.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图x-5.由含糖基的表面活性剂通过溶胶-凝胶法制备的双螺旋纳米管状的二氧化硅.Reproducedbypermissionofref.[25].CopyrightXXAmericanChemicalSociety.　　XX年以来，Yang等人报道了以多种手性两亲性小分子化合物形成(其中包括：胶体、增稠剂、表面活性剂以及脂质体)的自组装体为模板，通过溶胶-凝胶法合成了一系列的螺旋介孔二氧化硅和有机无机杂化二氧化硅的纳米纤维。这些两亲性小分子化合物通常是氨基酸、葡萄糖或胆固醇的衍生物，通过非共价作用自组装形成各种各样螺旋形貌的有机聚集体，其中包括：单股螺旋、　　双股螺旋、目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　多股螺旋、扭曲带状、卷曲带状以及管状，然后利用溶胶凝胶法，成功制备了螺旋的介孔纳米二氧化硅和有机无机杂化二氧化硅的纳米结构[27-30]。尽管通过溶胶-凝胶法能够制备得到了各种不同的螺旋形貌的二氧化硅材料，但是还是难以精确控制这种螺旋形貌的二氧化硅的尺寸，单一手性纯度。XX年，Yang等人用氨基酸型表面活性剂，通过溶胶-凝胶法，制备了含介孔的二氧化硅纳米纤维，这些螺旋的纳米纤维的直径在300nm左右，其中这些超细的纳米纤维在50nm左右;如图x-6所示，在这些超细的纳米纤维中存在着规则排列的一维取向的介孔孔道，孔径为2nm。这种多股螺旋的纳米纤维，可能是由表面活性剂分子先组装成单股纤维，然后慢慢地聚集在一起形成一捆多股的纳米纤维[31]。　　图x-6.由氨基酸表面活性剂通过溶胶-凝胶法制备的多股螺旋的介孔二氧化硅纳米纤维。Reproducedbypermissionofref.[31].CopyrightXXAmericanChemicalSociety.　　这些具有螺旋结构的介孔材料除了二氧化硅材质外，还有其它金属氧化物。XX年，Hanabusa等人利用手性环己二胺衍生物形成的有机凝胶为模板，加入过渡金属氧化物的前聚体，制备出氧化钽，氧化钛，氧化钒的螺旋管状的手性介孔材料，如图x-7所示[32]。由于此手性材料具有金属氧化物的特性，同时因其纳米结构又具有独特的性质，所以具有广阔的应用前景，如电子、光学功能材料中手性、光学特性的催化等。　　1.纳米：是一个长度单位，1nm等于十亿分之一米，1nm大体上相当于10个氢原子紧密地排列在一起所具有的长度。　　2.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或由它们作为基本单元构成的宏观材料。　　3.制备方法物理法：蒸汽冷凝、爆炸法、电火花、离子溅射、机械研磨、低温等离子体。化学法：水热法、水解法、热熔法。综合法：等离子辅助CVD、激光CVD。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　4.表征方法：紫外可见光谱、扫描隧道显微镜、透射电镜、光声光谱、拉曼光谱。　　5.纳米材料的分类：a、零位，指三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等；b、一维，指由二维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等；c、二维，指有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。因为这些基本单元往往具有量子性质，所以零维、一维、二维的基本单元分别又有量子点、量子线和量子阱之称。　　6.固态物质其形态为大尺寸时，熔点固定，超细微后熔点降低。热运动涨落关于布朗运动。　　基熔点660℃，加入纳米晶Pb，实际测定320℃：(1)Al、Pb面心立方--晶格约束--形成同一晶格，受到约束，熔点升高。　　8.晶内：规则排列-熔点高-具有理想熔点。晶界：无序排列-熔点低　　9.纳米材料的基本效应目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　小尺寸效应：当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导状态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米微粒的表面层附近原子密度减小，声、光、电磁、热力学等物性均会发生变化，称此为纳米粒子的小尺寸效应，又叫体积效应。①特殊的热力学性质：熔点降低，AgAu；陶瓷烧结温度降低②特殊的磁学性质：超顺磁性，Fe3O4③特殊的力学性质：陶瓷材料有韧性　　表面效应：是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒子半径减小而急剧增大后所引起的性质上的变化。纳米粒子尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径的减小，表面原子百分数迅速增加。金属纳米粒子具有高活性，能迅速氧化燃烧；无机纳米粒子化学活性高吸附气体；催化作用，ZnO，TiO2，SnO2　　量子尺寸效应：金属费密能级附近的电子能级有准连续变为离散能级的现象，以及纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级而使能隙变宽的现象。久保理论：简并费米液体假设，超微粒子电中性假设　　宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。宏观量如微粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等具有隧道效应，我们称之为宏观量子隧道效应。粒径d1μm的为纳米线。　　23.同轴纳米电缆：是一种芯部为半导体活导体的纳米丝，外面包覆异质纳米壳体，外部壳体和芯部丝共轴的准一维纳米材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　24.纳米材料硬度与何有关：纳米多层膜的硬度与材料系统的成分、各组分相对量以及薄膜的调制波长有着密切的关系。材料系统的成分：在某些系统中出现超硬度效应，使材料硬度大大提高，而在某些系统中则没有这一现象，因此，在不同的材料系统中，硬度有很大差异。组成材料的相对含量：机械性能较好的薄膜材料一般由硬质相和韧性相共同构成，硬质相含量较高的薄膜材料，其硬度较高，并且与相同材料组成的近似混合薄膜相比，硬度有所提高。薄膜的调制波长：硬度值与调制波长Λ近似遵循σ=σ0+n，有公式知，硬度随Λ增大而减小。又因纳米多层膜中，界面含量较高，对位错移动等材料变形机制有直接影响，使多层膜的硬度随调制波长的减小而增大。因此，硬度与调制波长Λ的关系是　　在某一调制波长Λ时存在以最高值。　　25.纳米薄膜：指尺寸在纳米量级的晶粒构成的薄膜，或将纳米晶粒镶嵌于某种纳米薄膜中构成的的复合膜，以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜。　　纳米薄膜的分类微结构：a含有纳米颗粒与原子团簇的基质薄膜，纳米颗粒基质薄模厚度可超出纳米量级，由于膜内纳米颗粒或原子团簇的掺入，仍出现奇特的调制惨杂效应。b纳米尺寸厚度的薄膜，厚度接近电子自由程。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　(2)用途：纳米薄膜按用途分类可分为纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。前者主要利用纳米粒子所具有的光、电、磁方面的特性，通过复合使新材料具有基体所不具备的特殊功能；后者主要是通过纳米粒子复合，提高材料在机械方面的性能。由于纳米技术的组成、性能、工艺条件等参数的变化都对复合薄膜的特性有显著影响，因此可以在较多自由度下，人为的控制纳米复合薄膜的特性，获得满足一定需要的材料。　　层数：可分为纳米单层薄膜和纳米多层薄膜。其中，纳米多层薄膜包括我们所说的“超晶格”薄膜，它一般是由几种材料交替沉积而形成的结构交替变化的薄膜，各层厚度均为nm级。组成纳米单层薄膜和纳米多层薄膜的材料可以是金属、半导体、绝缘体、有机高分子，也可以是它们的的多种组合。　　26.纳米薄膜的制备　　物理法：PVD，是一种常规的制膜手段，包括蒸镀、电子束蒸镀、溅射等。PVD过程主要包括：I.气相物质的产生。II.气相物质的输运。III气相物质的沉积。　　真空蒸发镀膜：在高真空中加热，使源物质转化为气相，然后凝聚在基片表面的制膜方法。　　蒸镀方式：电阻加热蒸镀、电子束加热蒸镀、激光、感应、空心阴极目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　溅射镀膜：指在真空室中，利用荷能粒子轰击靶材表面，使被轰击出的粒子在基片上沉积成膜的技术。①离子溅射的原理：利用离子源辐照物体，当能量为100—10keV时，入射离子会从固体表面进入内部，并与构成固体的原子和电子发生碰撞。如果反冲原子的一部分到达固体的表面，且具有足够的能量，那么它们就会客服逸出功而飞离固体表面，这种现象称作离子溅射。②溅射技术的发展演变：a、直流二极溅射：冷阴极辉光放电管结构。优点是结构简单，缺点是工作压力较高时膜层有玷污，沉积速率低，不能镀10微米以上的膜，而且基片易温升过高，靶材只能是导体半导体。b、三级和四极溅射：辅助阳极。提高了离化率，但不能抑制高速电子的轰击，膜层有玷污。c、射频溅射：靶材是绝缘体。但会产生靶中毒现象，溅射和沉积速率会降低。d、磁控溅射：靶材是平面。对二次电子的控制更加严密，镀膜速度提高。但靶材利用率不高。e、离子束溅射：能够控制膜层的质量，但镀膜速率低。　　化学法：CVD，其原理：通过赋予原料气体以不同的能量使其产生各种化学反应，反应产物在基片上生长、沉积成固体薄膜。①反应气体向基片表面扩散；②气体分子被吸附到基片或薄膜表面；③气体分子、原子在基片或薄膜表面发生化学反应；④反应产物沉积在基片上形成薄膜，反应产物离开基片表面。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　溶胶凝胶法：首先制备稳定溶胶，然后溶胶通过陈化形成三维网络结构凝胶的制膜方法。此法有两种途径：①有机途径，通过有机金属醇盐的水解与缩聚而形成溶胶。此法的缺点是在干燥过程中容易龟裂，可通过减小膜厚来防止龟裂。②无机途径则是通过其他方法制得的氧化物微粒制膜，有时只需在室温进行干燥即可。此法的缺点是薄膜与基体的附着力差。特点：设备简单，成本低；温度低，时间长；易于实现多组元化；绕镀性好　　分子组装法：LB先将双亲分子在水面形成有序的紧密单分子薄膜，再利用端基的亲水、疏水作用将单成膜转移到固体基片上。由于基片与分子之间的吸附作用，单分子层就沉积在固体基片上。如果固体基片反复的进出水面就可以形成多层膜。　　分类：LB膜随着转移的方式不同，可得到三种不同的结构，即X型、Y型、Z型。X型LB膜在一次次拉出时只有单分子层德疏水部分和基片接触而形成的，其结构是“基片—尾—头—尾—头”结构，即单分子层都按亲水基朝向空气的方式排列。Z型LB膜与X型相反它是在一次次拉出时只有单分子层的亲水部分连接到基片上面形成的。其结构是'基片—头—尾—头—尾“结构，即各单分子层均按疏水基朝向空气的方式排列。Y型LB膜是罪普遍的排列，也是最容易得到的。它是在侵入和拉出时均有单分子层沉积在基片上而形成的。即两分子按头对头、尾对尾的方式组合。　　制备：将悬浮液在气液界面的单分子膜转移到基体表面。最常用的是垂直提拉法。还有水平提拉发，亚相降低法、扩散吸附法和接触法。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　垂直提拉法：步骤是将基片垂直插入覆盖有单分子膜的水面，然后提出，从而将打蜜蜂们自摸转移到基片上。采用垂直提拉法可以制备数层甚至几百层的LB膜。　　垂直提拉要求：a.基片：常用的基片有石英玻璃、硅片、CaF2平、云母片、ITO导电玻璃、盖玻片、不锈钢片、半导体片和铂金等金属片。基片表面的物理化学性质可能影响LB膜的结构和性质。b,转移比也称沉积比：是指在一定表面下，LB膜的转移过程中气液界面单分子膜面积的减小值与转移至基片上的膜面积之比。转移比在~之外时，表明所沉积的LB膜的均匀性不好。c,提膜速度：第一层的拉膜速度要慢，以后各层可适当加快速度。　　分子自组装膜技术：平衡条件下，通过化学键或非化学键相互作用，自发缔合形成性能稳定的、结构完整的分子自组装薄膜的方法。　　27.纳米薄膜的应用：纳米光学薄膜：在眼镜上镀制的TiO2纳米粒子树脂或Fe2O3纳米微粒聚醇酸树脂膜，吸收紫外线；纳米耐磨损膜与纳米润滑膜：在SiO2表面沉积硬脂酸镉单分子层，减低摩擦系数；将LB膜涂在金属磁带上，起保护作用；纳米磁性薄膜：氧化铁、氧化锌涂层有很好的静电屏蔽性能；纳米结构的Fe/Cr,Fe/Cu,Co/Cu等多层膜系统具有巨磁阻效应；纳米气敏薄膜：SnO2超微粒膜非常容易吸收各种气体在其表面进行反应；纳米绝缘薄膜：LB膜是一种双亲分子，将这些分子紧密排列，形　　9成电阻大于10Ω的超薄绝缘层。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　28.纳米玻璃：指在透明玻璃连续相中周期排列着纳米尺寸的第二相的玻璃材料。　　纳米玻璃的制备：熔融热处理法：原理：凝固优点：极易获得，方法简单；缺点：难于控制超微粒子分布；所需温度高。溶胶-凝胶法：将半导体颗粒原料和金属盐直接引入溶胶，制成干胶后进行热处理析出纳米颗粒。优点：温度低，超微粒子量大；缺点：不易形成多组分玻璃。离子注入：将离子注入到熔体或固体中。多用Cu+、Ag+、Au+。离子交换法：通过低共熔盐的不同离子如Ag+、Cu+等替换玻璃基质表面层的一价碱金属离　　子气相沉积法　　29.纳米陶瓷：是指陶瓷材料在显微结构中晶粒、晶界以及他们之间的结合都处于纳米尺寸水平，包括晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸都是纳米级。　　纳米陶瓷制备：原材料→纳米粉体制备→陶瓷素坯的成型→纳米陶瓷烧结→成品　　与传统陶瓷基本相同，主要包括纳米粉体制备、陶瓷素坯的成型和纳米陶瓷烧结三个阶段。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　原理：a纳米粉体制备指介于固体分子之间具有纳米尺寸(1—100)nm的亚稳态中间物质。b素坯成型是将陶瓷粉末转变成具有一定形状、体积和强度的陶瓷坯体。c陶瓷材料的烧结是指素坯在高温下的致密化过程。随着温度的上升和时间的延长，固体颗粒相互键联，晶粒长大，孔隙和晶界渐趋减小，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为坚硬的具有某种显微结构的多晶烧结体。　　优点：高强度，增韧性，超塑性，烧结特性。*气相合成原理：主要有气相高温裂解法、喷雾转化法和化学气相合成法，这些方法较具实用性。化学气相合成法可以认为是惰性气体凝聚法的一种变型，它既可制备纳米非氧化物粉体，也可制备纳米氧化物粉体。这种合成法增强了低温下的可烧结性，并且有相对高的纯净性和高的表面及晶粒边界纯度。粒径可小至3～4nm，是制备纳米陶瓷最有希望的途径之一。*凝聚相合成：水溶液中加入有机配体与金属离子形成配合物，通过控制PH值、反应温度等条件让其水解、聚合，经溶胶→凝胶而形成一种空间骨架结构，再脱水焙烧得到目的产物的一种方法。此法在制备复合氧化物纳米陶瓷材料时具有很大的优越性。纳米陶瓷特性：高强度：陶瓷强度随气孔率的增加呈指数级下降，同时强度与晶粒尺寸的平方根成反比，而纳米陶瓷的晶粒尺寸和气孔尺寸都在纳米级，因而具有较高的强度和韧性。一般比普通陶瓷高3~5倍。增韧性：纳米陶瓷由于晶粒小、界面大，界面的原子排列混乱，纳米晶粒易在其他晶粒上运动，是纳米陶瓷在受力时易于变形而不呈现脆性。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　超塑性：是指在拉伸试验中，在一定的应变速率下，材料产生较大的拉伸变形。在较低温度下，因其较高的扩散蠕变速率而对外界应力做出迅速反应，造成晶界方向的平移，纳米陶瓷表现出超塑性，韧性提高。　　烧结特性：纳米材料具有大量的界面，这些界面为原子提供了短程扩散途径及较高的扩散速率，并且使得材料的烧结驱动力剧增，大大加速了烧结过程，使烧结温度大幅度减低，烧结速率大幅度提高。纳米陶瓷具有高强度、高韧性的原因：由于陶瓷强度随气孔率的增加呈指数下降，与晶粒尺寸的平方根成反比，且陶瓷中的晶粒尺寸和气孔尺寸都是纳米级，所以具有较高的强度和韧性，纳米陶瓷由于晶粒小、晶面大、镜面的排列混乱，纳米晶粒易在其他晶粒上运动，使纳米陶瓷在受力时易于变形而不呈现脆性，在较低温度下，因其较高的扩散蠕变速率而对外界应力做出迅速反应，造成晶界方向的平移，纳米陶瓷表现出超塑性，韧性提高。　　陶瓷在通常情况下呈脆性，为何纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性？　　答：纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，在由于外部作用力而产生内部应力的情况下，边界原子很容易发生迁移而消耗掉内应力，从而表现出极强的韧性和一定的延展性。　　30.纳米介孔材料：孔径大于50nm的口称为打孔，小于2nm的孔称为微孔，孔径在2~50nm的多孔材料称为介孔材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　特点：I.长程结构有序；II.孔径分布窄并且可在~10nm之间系统调变；III.比表面积大，可高达1000m2/g；IV.孔隙率高；V.表面富含不饱和基团等。　　纳米介孔材料分类：按化学组成分类，可以分为硅基和非硅基组成介孔材料两大类，后者主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。　　纳米介孔材料的合成：软模板法：用表面活性剂，利用界面组装作用力，通过纳米自组装技术来合成有序的介孔材料。机理：液晶模板机理和协同机理纳米晶粒组装法：适用于金属类的合成硬模板法：预成型-浸渍-矿化-去除反介孔结构材料　　31.纳米金属：利用纳米技术制造的金属材料，具有纳米级尺寸的组织结构，在其组织中也包含着纳米颗粒杂质。　　32.纳米高分子：包括小分子间通过非共价键形成的高分子以及高分子间通过非共价键形成的高分子聚集体。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　33.纳米金属的晶化技术：①GP和团簇化②晶粒微细化③冷加工技术④吸氢技术⑤利用非晶相的技术纳米晶化技术：①GP和团簇化：利用过饱和固溶体析出现象控制纳米组织，提高材料强度。如通过精确控制Al-Mg-Si系合金的组织结构来制造汽车所使用的板材②晶粒微细化：在组织结构中，晶粒大小对强度影响最大，人们希望将晶粒大小控制到纳米级。如500MPa号的钢材被微细化到1μm时，屈服强度和延展性提高③冷加工技术：使晶粒细化的最简便方法，如机械研磨法，反复研磨，冷锻，形成纳米晶粒，材料也具有高密度位错④析氢技术：利用化合物与氢发生反应将组织微细化，制成性能非常好的黏结在一起的磁粉⑤利用非晶相的技术：使非结晶相发生纳米结晶化，软磁性能得到改善；例如Fe-SiR已经非晶化，怎样实现纳米晶化？利用非晶相的技术　　34.纳米复合材料：增强体是纳米颗粒、纳米晶片、纳米晶须、纳米纤维等纳米结构单元的复合材料。　　35.纳米复合材料的设计①纳米复合材料的功能设计②纳米复合材料的合成设计③纳米复合材料的稳定化设计。形成共价键、形成离子键、形成配位键、纳米作用能的亲和作用　　36.陶瓷基纳米复合材料制备：①固相法：热压烧结、反应烧结、微博烧结　　②液相法：浆体法、液态浸渍法、溶胶-凝胶法、聚合物热解法③气相法④原位复合法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　陶瓷基纳米复合材料性能：①高强度、高韧性：如Al2O3基体晶粒在加入纳米SiC颗粒增强体后，拉伸强度提高；加入纳米晶须SiC后的断裂韧性提高②良好的抗蠕变性：如加入SiCW晶须增强体后，Al2O3蠕变速率降低③超塑性：陶瓷基纳米复合材料有类似金属的加工性和超塑性，如将Si3N4和SiC进行纳米组合　　陶瓷基纳米复合材料作用机制：①显微结构：晶粒细化、微米晶粒的潜在纳米化效应、纳米颗粒对机体晶粒形状的影响②晶内韧化机理、晶内型结构导致纳米化效应、诱发穿晶断裂、纳米粒子使裂纹二次偏转或被钉扎③晶间强韧化机理　　主晶界被纳米粒子局部强化、晶界纳米粒子使裂纹二次偏转或被钉扎、晶间纳米粒子形成有利的应力分布　　37.金属基纳米复合材料制备：①固相法：粉末冶金法②液相法：压铸成型法、半固态复合铸造法③沉积法：　　喷涂沉积法、喷射沉积法④原位复合法　　金属基纳米复合材料性能：①高比强度、高比模量②抗蠕变、抗疲劳性好③超顺磁性　　37,2金属基纳米复合材料应用：①金属/金属纳米复合材料②金属/聚合物纳米复合材料③金属介电荷壳结构纳米复合材料　　38.聚合物基纳米复合材料①插层型聚合物纳米复合材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　聚合物/蒙脱土插层复合材料：具有层状结构的纳米尺寸的粘土、硅酸盐矿等，经有机化处理后，在其层间插入单体或聚合物，并同时发生插入化学反应，使一层一层分散在聚合物内而制成的纳米复合材料。每个结构单元为1nm厚，长宽为100-200nm的片层，层间有可交换的阳离子，如Na+、Ca2+、Mg2+等聚合物基纳米复合材料制备：原位插层聚合、液态插层复合、熔融插层复合　　性能：力学性能：抗张性能、弯曲性能、抗断裂性能；防护性能：防渗透性、耐溶剂性；热学性能：热稳定性、阻燃性　　②填充型聚合物纳米复合材料制备：直接共混法、原位聚合法、溶胶-凝胶法　　性能：改善力学性能、催化性能、电磁特性、光学性能：光吸收性能、发光性能、生物特性　　应用：聚合物/纳米TiO2、聚合物/纳米SiO2、聚合物/纳米CaCO3　　39.聚合物/聚合物纳米复合材料　　分子复合纳米聚合物材料　　原位复合纳米聚合物材料　　聚合物微纤/聚合物纳米复合材料　　40.纳米组装体系：指以纳米微粒或纳米丝、纳米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。其按驱动力可分为人工组装体系和自组装体系。　　41.人工纳米组装体系：按照人类的意志，利用物理和化学的方法人工的将纳米尺度的物质单元组装构成纳米结构体系。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　42.纳米自组装体系：指通过弱的和方向性较小的非共价键、弱的离子键协同作用把原子、离子、或分子连接在一起构筑城一个纳米结构或纳米结构的图案。　　人工组装纳米结构的装配工具要求非常严苛，比较难以实现，相继出现一系列扫描探针显微镜：1982年葛·宾尼和海·罗雷尔等发明了扫描隧道显微镜，相继又出现了原子力显微镜。　　43.纳米组装体系中人工组装具体？　　原子操纵：主要包括单原子的移动、提取和放置三部分。　　原子操纵借助STM完成，根据STM针尖到样品表面的距离不同，物理机制有所不同。当距离，其主要作用的是样品表面与针尖之间的纯电场或电流效应。　　单原子的放置方法按被放置原子的来源分为三类：铅笔法：所放置的原子来自于STM针尖的材料；蘸水笔法：所放置的原子时先用针尖从样品上的某处提取的一些原子，然后再将这些吸附在针尖上的原子一个一个地放置到特定的位置上；钢笔发：这种方式则是寻找一种方法将某种所需的原子源源不断地供给给STM针尖上，再源源不断的放置到样品表面上。　　44.单分子操纵技术目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　光镊：利用聚焦激光束产生辐射压力而形成光学陷阱，处在陷阱中的微粒因受到梯度力场的作用而被钳住。磁镊：一般针对DNA分子。玻璃微针：主要针对DNA分子。单分子的移动：例CO分子人、C60分子算盘。STM加工特点：产生作用的加工区域是纳米量级，可以对样品表面进行直接刻写，也可以对涂有抗蚀剂的表面进行光刻，还可以进行诱导沉积以及可以对吸附在样品表面的颗粒和原子进行操纵、搬运等。聚焦离子束技术：在电场和磁场的作用下，将离子束聚焦到亚微米甚至纳米量级，通过偏转系统及加速系统控制离子束，实现微细图形的检测分析和纳米结构的无掩模加工。其应用包括：掩膜修补、电路修改、在三维机构及为系统中FIB可以实现复杂的三维微观结构制备。　　45.分子自组装：针对分子生物学。是指在平衡条件下，分子间通过非共价相互作用力自发组合形成的一类结构明确、稳定、具有某种特定功能或性能的分子聚集体或超分子结构的过程。　　分子器件：分子导线、分子开关、分子整流器。　　46.制作分子导线材料需满足条件：能导电；具有确定长度；含有能够与系统功能单元连接的断电；允许在其连接端点进行氧化还原反应；导线必须与周围绝缘。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　47.分子开关：分子开关是一种具有双稳态的量子化体系。当外界条件发生变化时，分子可以在两种状态之间进行转换，这两种状态由于电阻的大小不同而对应于电路的通或断，从而构成开关。分子开关种类较多，主要有电场控制分子开关、机电分子开关、光控分子开关和电化学分子开关四种类型。　　48.分子机器：是一类能将能量转变为可控运动的分子器件。它是一种多组分体系，其中某些部分不动，而另一些部分得到“燃料”后可以连续运动。　　分类：DNA镊子、分子剪刀、分子刹车、分子马达。　　49.纳米器件：是指器件的特征尺寸在纳米范围内的器件，包括纳米电子器件、纳米光电器件、分子器件和分子机器。　　50.隐身材料：由于纳米材料的优异结构，物质的表面、界面效应等将对武器的吸波性能产生重要影响。红外隐身材料的隐身原理是什么？　　答：a、纳米微粒尺寸远小于红外与雷达波波长，纳米微粒材料对两大波段内透过率大，从而大大减少对两大波段的反射率，使红外探测器和雷达等接收的反射信号降至很微弱，从而达到隐身的目的。b、纳米微粒材料具有大的比表面，因此对红外波段和电磁波段的吸收率增大，使反射信号降至很微弱，起到隐身作用。c、纳米磁性材料，既有优良的吸波特性，又有良好的吸收和耗散红外线的性能，加之密度小，在隐身方面的应用有明显的优越性。d、纳米磁性材料与驾驶、内信号控制装置相配合，通过开关发出干扰。e、纳米磁性材料可改变反射信号，使波形畸变，使波形变化不定，有效干扰迷惑雷达操作员，达到隐身目的。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。