纳米材料的发现发展及应用

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'纳米材料的发现发展及应用'
纳米材料的发现发展及应用  目录  一 纳米材料的发现 ...................................................... 1 二 纳米材料的基本概念 .................................................. 2  纳米材料的定义 .................................................. 2 纳米材料的分类 .................................................. 3 三 纳米材料的发展 ...................................................... 3  国际发展 ........................................................ 3 国内发展 ........................................................ 4 四 纳米材料的应用 ...................................................... 6  天然纳米材料的应用 .............................................. 7 纳米磁性材料的应用 .............................................. 7 纳米陶瓷材料的应用 .............................................. 7 纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用 .............................. 8 纳米倾斜功能材料的应用 .......................................... 8 纳米半导体材料的应用 ............................................ 9 纳米催化材料的应用 .............................................. 9 纳米材料在医疗上的应用 ......................................... 10 纳米材料在计算机上的应用 ....................................... 10 纳米碳管的应用 ................................................ 10 纳米材料在涂料方面的应用 ...................................... 11 五 纳米技术发展现状、缺陷及展望 ....................................... 11  纳米技术发展现状 ............................................... 11 纳米技术的缺陷 ................................................. 12 纳米技术的前景及展望 ........................................... 12 总结语 ................................................................ 13  等几个方面重点支持,力争实现技术的跨越发展,使我国在纳米技术领域的国际竞争中占据有利的战略地位。通过国家攻关计划、863 计划、973计划的实施,我国在纳米技术研究方面己投人了大量的人力和物力。自20XX年到20XX年间,共资助项目545项,其中50万以上的项目102项。在基础研究和应用研究方面,500万以上的项目26项,资助的总经费大约亿元,加上社会资金对纳米材料产业化的投人,总投人约12亿元。  在国家各项科技计划的支持下,我国纳米材料及纳米科学技术已经取得了比较突出的成果,例如,在纳米电子方面,成功地研制出波导型单电子器件晶体管和对电荷超敏感的库仑计;实现6纳米宽的半导体量子线台面和6纳米宽的线条金属栅,制备出间隔仅为10纳米的多种“纳米电极对”,用CMB效应进行高灵敏度传感器和硬盘磁头原理的研制工作。  20XX年我国开始了第一个“纳米标准”的制定工作,这是纳米产业发展加速的一个显著标志,而支撑纳米标准建立的是我国已经具备的纳米基础科学基础研究、应用研究和产业化的实力。20XX年5月20日,中国实验室国家认可委员会纳米技术委员成立,又使我国纳米科技发展走上规范化管理的道路。目前,中国的纳米材料专利(包括三资企业在中国的纳米专利中请)占全世界该领域专利申请总数的20%以上,但我国专利质量和国外相比有一定的差距,尤其是纳米技术在电子信息与生物这些技术含量高的领域严重不足。  10年来,我国研究人员在国内外学术刊物上共发表有关纳米材料和纳米结构的论文2400篇,其中发表在《自然》和《科学》等世界顶级学术杂志上的论文共6篇,影响因子在6以上的学术论文近20篇,影响因子在3以上的31篇,被SCI和EI收录的文章占整个发表论文的59%。根据20XX年APEC统计,我国近几年在ICA上发表的论文仅次于美国和日本,超过德国,位于第三位。如果把20XX年和20XX年初的论文包括在内,中国超过日本,位于第二位,占全世界发表论文总数的%。经过几年来国家的政策引导、各部门的配合、科学界和企业界的努力,我国不但发展了纳米的基础研究,部分纳米技术已开始迈人产业化的阶段。据统计,我国有300多家公司在从事纳米材料和技术的研究及产业化,在纳米复合材料改造传统材料和产品方面,部分成果已经实现产业化,国家纳米技术产业化基地于20XX年12月在天津经济技术开发区落成,促进了我国纳米产业化的迅速发展;上海在涂料、光催化材料、生物材  5  料、电子材料和测试仪器、传统工业领域纳米应用等方面的产业化也取得突破,累计新增产值5亿元;“十五期间”北京队纳米产业化专项将投入2亿元。  四 纳米材料的应用  纳米材料具有常规材料所不具备的物理特性,即具有高度的弥散性和大界面,使纳米材料具有高扩散率,蠕变和超塑性。为原子提供了短程扩散途径,使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、从而其化学活性增大。因此纳米材料的力、热、声、光、电磁等性质不同于该物质在粗精状态时所表现出的性质。纳米材料的高强度、高扩散性、高塑性、低密度、高电阻、高比热、强软磁性等特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、热交换材料、敏感元件、润滑剂等领域。  表:纳米材料的物理性质及用途  性能 力学性能 光学性能 用途 超硬、高强、高韧、超塑性材料,特别是陶瓷增韧和高韧高硬涂层 光学纤维、光反射材料、吸波隐身材料、光过滤材料、光存贮、光开关、光导电体发光材料、光学非线性元件、红外线传感器、光折变材料 磁流体、磁记录、永磁材料、磁存储器、磁光元件、磁探
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