纳米材料进展.pdf

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1、纳米技术与纳米材料研究应用进展姓名：李扬生学号：20106578学院：化学化工学院专业：应用化学班级：2010级03班指导老师：刘成伦教授中国•重庆重庆大学化学化工学院一、纳米材料应用技术研究进展在最近的几年里“纳米材料”这几个字时常浮现我们的眼前。无论在制备和应用上都得到了很大的提高，纳米技术在国民经济新型支柱产业和高技术领域已经得到了广泛应用。在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天

2、、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。纳米材料具有独特的物理和化学特性，它的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们呈现出常规材料不具备的特性

3、，因此纳米材料在环境保护、检测、医学、航天、涂料、化工、陶瓷等领域有广阔的应用前景。（1）、医学应用生物纳米材料具有稳定的物理化学性质，较高的物理强度，较好的生物相容性、生物降解性，表现出特有的小尺寸效应、表面效应以[1][2]及量子效应，在医学上具有微量、高效、稳定的特性。Li等利用-1-PEG修饰包有抗癌药物多柔比星(doxorubicin)的脂质体后再连接转铁蛋白，对接种人肝癌细胞(HepG2)的小鼠进行治疗，研究发现荷瘤鼠肿瘤部位药物聚集量明显增加，并且显著降低了药物在心脏和肾脏的聚集，降低了抗癌药物的副作用。纳米生物技术的

4、发展将对传统医学产生很大影响，纳米技术应用到生物医学领域，为生物医学技术研究提供了重大创新机遇和市场前景。纳米生物医学研究为合理设计功能纳米器件提供了机会，进一步[3]促进了临床纳米药物的发展。（2）、环保应用随着人们生活水平的提高交通工具越来越发达，越来越普遍，汽车拥有量也越来越多，汽车所排放的尾气已成为污染大气环境的主要来源之一。纳米颗粒具有辐射、吸收、吸附等许多新性能，可有效提[4]高过滤作用的效率。目前最有发展前景的纳米微粒空气过滤材料是纳米TiO２光催化材料，它能将有害气体（如NH３、NOｘ、SO２、VOCｓ等）降解为CO

5、２、H２O及相应的无机离子，具有在常温下就能反应、[5]无二次污染的优点，能够有效的消除有害气。（3）、航空航天的应用由于纳米材料可满足传统材料所达不到的要求，因此可满足航天航空领域中对材料性能的特殊要求。纳米材料是制作航天器结构材料的理想材料，比如将纳米碳化硅、纳米氮化硅、纳米氮化钛、纳米硅粉添加到金属基体（铝、铜、银、钢、铁等合金）中，可制造出质量轻、强度高、耐热性好的新型合金材料，广泛应用于军事、航空航天、-2-[6]电子通讯等高技术领域。宋文国等人将纳米金属粉添加到固体火箭推进剂中可显著改善推进剂的燃烧性能。（4）、在催化方

6、面的应用纳米材料具有粒径小，比表面积大的特点，与反应物的接触面积远远大于一般的催化剂。而且纳米粒子表面活性中心多，能够大大提高反应速率，甚至使原来不能进行的反应也能进行。例如纳米TiO2既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定无毒，是制备负载型[7]光催化剂的最佳选择,纳米TiO2是目前唯一进入实用化的光催化。（5）、在涂料方面的应用[8]2005年欧盟在第六框架计划中设立了一个为期5年的科研项，通过控制纳米量级结构表面涂层的表面能、电荷、传导率、孔隙率、粗糙度、润湿性、摩擦性能、物理和化学反应特性以及微生物附着行[9]为，开发出

7、纳米量级结构表面的海洋无毒防污涂料。近年来国内外不断有研究者将纳米二氧化钛应用于防污涂料的[10]研究中。纳米TiO2不仅可以改善涂料的成膜性能，而且纳米TiO2在光照射下产生强烈的氧化能力，可以把许多难分解的有机污染物氧化分解为二氧化碳、水等无机物。二、纳米材料制备技术研究进展纳米材料拥具有一般材料没有的特性，那么它的制备方法有哪些呢？纳米材料的制备，目前已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金（晶态、非晶态及纳米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体，建立了相应的设备，做到纳米微粒的尺寸可控，并制成了-3-纳米薄膜和块材。

8、在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新，取得了重大的进展，成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形