韩国开发出大量生产纳米粒子的新技术

韩国科学家最近开发出一种生产铁、锰等金属纳米粒子的新技术，与传统方法相比，新技术能使金属纳米粒子的生产成本更低，产量更高。     

高定向石墨表面一维金纳米粒子链

利用真空沉积方法在高定向石墨(HOPG)基底上直接制备了粒径分布较小的金纳米粒子.超高真空扫描隧道显微镜(STM)研究发现,在74℃退火后,金纳米粒子在HOPG基底上形成了排列均匀的准一维纳米粒子链.与以往研究不同之处在于,金纳米粒子链并非沿基底台阶排列.其中一些金纳米粒子能够穿越基底表面的单原子台阶;另外金纳米粒子链的取向决定于金纳米粒子的尺寸.这一发现为制备由金粒子组成的有序纳米结构开辟了探索途径.     

高定向石墨表面一维金纳米粒子链

利用真空沉积方法在高定向石墨(HOPG)基底上直接制备了粒径分布较小的金纳米粒子. 超高真空扫描隧道显微镜(STM)研究发现，在74℃退火后，金纳米粒子在HOPG基底上形成了排列均匀的准一维纳米粒子链. 与以往研究不同之处在于，金纳米粒子链并非沿基底台阶排列. 其中一些金纳米粒子能够穿越基底表面的单原子台阶；另外金纳米粒子链的取向决定于金纳米粒子的尺寸. 这一发现为制备由金粒子组成的有序纳米结构开辟了探索途径.     

油酸功能化金属有机框架纳米片的摩擦学性能研究

利用对苯二甲酸与乙酸铜为原料,采用超声辅助自组装合成了铜基金属有机框架(Cu-MOF)纳米片,之后通过超声处理将油酸分子修饰于Cu-MOF表面,得到Cu-MOF@OA纳米片.相比于Cu-MOF纳米片, Cu-MOF@OA纳米片在保持片状结构的同时,其尺寸进一步减小,同时也使团聚问题得到了极大改善,在基础油500 N中表现出良好的分散稳定性.摩擦学试验表明,在1.0 wt.%的添加浓度下, Cu-MOF@OA展现出最佳的摩擦学性能,其摩擦系数降低至基础油的3/5,磨损体积降低至基础油的1/6.最后,利用扫描电子显微镜(SEM)与X射线光电子能谱(XPS)对Cu-MOF@OA纳米片润滑后的磨痕进行形貌和特征元素的表征,探究其润滑机制.结果表明,摩擦过程中在负载和剪切应力的共同作用下, Cu-MOF@OA纳米片、基础油以及铁基底三者之间发生了复杂的摩擦化学反应,形成了由含氮物质、含碳物质与铁氧化物组成的摩擦膜,降低了摩擦磨损.     

等离激元纳米流体的光热特性研究

实验研究了利用金属纳米粒子的表面等离激元共振(LSPR)效应增强太阳能光热转换的可行性.采用光化学浸渍方法制备了一种TiO2/Ag复合结构纳米粒子.将这些纳米粒子分散于水中,超声振荡形成TiO2/Ag纳米流体,对其光热转换性能开展实验研究,分析纳米流体的浓度对光热转换性能的影响.结果表明:与不添加纳米粒子的纯水相比,等离激元粒子组成的纳米流体的光热转换性能大大提高.     

功能纳米材料-金属及其化合物纳米粒子功能化的胶体微球的合成

由于金属及其化合物纳米粒子具有独特的光学、电子、催化等性质,其成为了纳米材料领域研究的热点。但它们容易发生聚集、表面易被氧化等缺点也大大限制了其应用范围：而通过胶体粒子来稳定这些纳米粒子不仅可以大大提高金属及其化合物纳米粒子的分散性和稳定性,同时也可以利用胶体微球自组装的特性以及特殊的核壳结构来实现这些纳米粒子的规则排列和复合结构的构筑。本文介绍了国内外金属纳米粒子及其化合物功能化的胶体微球的制备的最新进展,并在最后就其发展作了展望。     

激光剥离制作无机纳米粒子

纳米粒子具有高的表面积，呈现更佳的物理与化学特性，常用于塑橡胶的添加物来改善或增进应用的特性，有许多纳米粒子的制作方法已商用化，激光剥离方式以脉冲能量自物体表面产生纳米粒子，为制作各种纳米粒子尤其组成或晶相复杂的纳米粒子的重要方法。随使用靶材的微结构与晶相，可经由剥离条件的调整获得多晶相的纳米粒子，粒径在50纳米以下同时呈现圆形的外观，纳米粒子的组成由靶材组成，反应性气体与激光能量决定。使用如氧化钛光触媒之还原效果，进一步在纳米粒子表面披覆银粒子，具有核壳结构的纳米粒子具有更多的特性，有更大的应用潜力。     

世界研究开发动态与评论

美科学家研究出能探测肿瘤的纳米颗粒　　装载荧光材料的纳米级聚合分子囊泡 ,使科学家能透过皮肤和肌肉 ,看到组织深处的肿瘤。研究人员说 ,这一技术将在癌症诊断和治疗领域发挥重大作用。由宾夕法尼亚大学、明尼苏达大学科学家组成的研究小组 ,日前在美国《全国科学院学报》上发表论文说 ,他们在类似细胞膜的聚合物膜内部“封装”进卟啉荧光团 ,由此形成的纳米级囊泡可以让皮肤深处的组织结构清楚地显示出来。科学家们用这种囊泡看清楚了实验鼠体内的肿瘤。这种聚合物膜由宾夕法尼亚大学科学家在 2 0世纪 90年代中期研究成功 ,它的结构与…     

纳米流体的格子Boltzmann模拟

纳米流体是由流体与纳米粒子组成的胶体悬浮物, 与普通固液两相流相比, 其传热性能明显增强. 悬浮在流体中的纳米粒子会受到运动阻力、Brown力、粒子间扩散力、重力等内力或外力的影响, 因而其运动规律极其复杂. 根据纳米流体中粒子和液体介质的受力关系, 建立了纳米流体的格子Boltzmann流动与传热模型, 并用于分析纳米粒子的动态分布.     

液固比对铁粒子形貌、结构、电导率和微波电磁特性的影响

采用球磨工艺,仅通过控制液固比λ得到不同形貌和结构的铁粒子.研究了λ对铁粒子的形貌、结构、电导率、微波电磁和吸收特性的影响规律.结果表明,随λ在0～0.25范围内增大,球磨过程中的焊合和微锻作用分别减弱和增强,导致铁粒子的高活性原子面和形状各向异性分别减小和增大.这使铁粒子的电导率在88.50～2.25 S.cm·1范围内非线性降低,而电磁参数呈规律性变化.其中,湿磨（λ=0.08～0.25）得到的片状铁粒子具有比干磨（λ=0）获得的不规则铁粒子更低的电导率、更高的介电常数、磁导率和吸波性能.这主要得益于片状结构产生的介电驰豫损耗、交换能和电导损耗的协同作用.这表明通过改变λ能有效地调控产物的结构形貌、电导率、微波电磁和吸收特性.     

纳米粒子接枝双峰聚合物链的模拟研究

向聚合物基底中添加纳米粒子可用来制备聚合物纳米复合材料,而纳米粒子在基底中的分散性和稳定性问题是多年来制约其大规模应用的关键因素.采用聚合物配体链来修饰纳米粒子,是实现对纳米粒子稳定性调节的一种可行方案.在众多接枝聚合物链的纳米粒子中,双峰聚合物刷接枝的纳米粒子在聚合物基底中表现出超强的分散性和稳定性.本文采用分子动力学方法,模拟研究了双峰聚合物链接枝到纳米粒子表面的grafting-to反应过程.模拟研究表明,影响grafting-to反应过程的因素是多重的,包括双峰聚合物链中短链所占的比例、聚合物链的浓度等因素.研究表明,反应前期聚合物链长度影响很微弱,但反应后期长链的反应速率、接枝效率都会明显降低.此外,在低浓度体系中,接枝过程并不受聚合物链长度的影响,遵循"就近原则"接枝;但在高浓度体系中,纳米粒子明显表现出"选择性"地接枝短链的行为.该研究的结论对实现聚合物纳米复合材料性能的精细调控具有一定的指导意义.     

日本用纳米材料开发出微观诊断新技术

日本科学家最近利用纳米材料 ,开发出一种可检测人或动物体内物质的新技术。这一技术可以辨别身体内物质特性 ,因而有望用来预防和诊断糖尿病等疾病。据《日刊工业新闻》报道 ,东京大学大学院工学系的科研人员使用的是一种纳米级微粒子 ,它可以同人或动物体内的物质反应产生光 ,研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光 ,经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态。研究人员使用的微粒子是聚合乳酸等制成的 ,检测工具是一种被称为半透膜空心柱形聚合体的物质。微粒子的直径约 2 0 0纳米 ,表面是含有萤光素的 3种酶。检测工具…     

凝聚相中纳米粒子的自组装

低维纳米材料的研究是当前材料科学与其它学科交叉的前沿领域。为了降低制造成本以便工业生产某些具有特殊功能的人造分子和纳米器件，必须寻找在液相中大量复制和组装它们的技术。在液相中制造纳米粒子有两个最重要的问题需要解决。一是粒子在溶液中的稳定性；二是颗粒度和结构的控制。其中三维有序结构的构建是制造纳米分子器件的首要总是。本文简介国徽法合成金属纳米粒子的原理及其自组装条件的控制，并进一步阐述如何利用脉冲辐解研究其成核反应动力学。     

等离子体辅助原子层沉积过渡金属及其碳化物

过渡金属及其碳化物薄膜现已广泛应用于微电子、能源及催化等领域.等离子体辅助原子层沉积能够产生高活性的反应粒子,具有沉积温度低、反应充分等特点,能在复杂3D结构基底上制备连续、保形的高质量过渡金属及其碳化物薄膜.本文首先介绍了等离子体辅助原子层沉积技术的基本原理,然后综述了当前等离子体辅助原子层沉积制备金属及其碳化物的研...     

原位法制备无机纳米粒子/聚合物复合材料

纳米粒子的尺寸介于体相材料和分子之间, 具有许多独特的物理和化学性质, 近年来在催化、光电子以及生物等领域得到广泛的关注. 为了使纳米粒子更好的展现它们特有的功能, 将其与聚合物复合是行之有效的方法, 这不仅可以稳定纳米粒子, 还可以实现纳米粒子与聚合物之间功能的集成. 但是, 这一思想的实现在很大程度上依赖于纳米粒子与聚合物之间的相容性, 以及如何调节纳米粒子与聚合物之间的相互作用, 使我们得到预期的功能. 因此, 人们发展了许多将纳米粒子复合到聚合物中的方法. 本文主要阐述了近几年我们课题组把原位法和其他方法有机结合, 实现纳米粒子与聚合物的复合, 从而制备了具有不同功能的一维、二维乃至体相纳米粒子/聚合物复合材料. 我们所建立的这些方法最突出的特点是纳米粒子与聚合物之间具有很好的相容性, 可以确保其在聚合物中的均匀分散, 而且聚合物网络结构的存在使纳米粒子更加稳定, 对于更好的体现其功能具有重要意义.     

20MnMo钢内裂纹修复规律的研究

通过对含内裂纹20MnMo钢试样的物理模拟研究、扫描电子显微镜分析和超声显微探伤测定,认为金属材料的内裂纹在一定条件下是可修复的,修复过程的源动力为基体金属中的原子向裂纹空洞内的扩散迁移,此修复过程表现为:原裂纹空洞区域首先被晶粒细小的金属物质填充,填充过程由裂纹的尖端开始,该部分金属物质中含有大量的显微孔洞,其组织与周围基体明显不同;随加热温度升高和保温时间延长,该金属物质中显微孔洞的尺寸和数量不断减少,组织逐渐接近周围的金属基体.     

国外新闻

20 0 4年诺贝尔物理学奖成果解读　　构成宇宙万物的最小粒子是什么 ?自然界中存在着哪些力 ,它们之间如何相互作用 ?这些是整个 2 0世纪乃至现在都困扰物理学家的难题。荣获本年度诺贝尔物理学奖的三位美国科学家 ,通过他们的研究为回答这些问题作出了重要贡献。近代物理学理论认为 ,夸克等是比质子和中子等亚原子粒子更基本的物质组成单位 ,夸克等组成了质子和中子 ,中子和质子又形成原子核 ,最终产生原子以及今天的宇宙万物。现有的物理学理论还认为 ,自然界中存在引力、电磁力、强作用力和弱作用力等 4种力。其中 ,夸克通过强作用力组成…     

德科学家计划建造“太空发电厂”

以色列魏兹曼研究院一个科研小组最近开发出一种癌症诊断新技术，该技术可使医生在不进行肿瘤切片的情况下，快速准确地判断患者肿瘤是恶性还是良性。     

HSLC和HSLA钢中的纳米铁碳析出物

用化学相分析、X射线小角散射测定的纳米粒子的质量衡算、高分辨透射电子显微镜观察和热力学分析及回火快冷技术研究了低碳高强度钢(HSLC 钢)中尺寸小于20 nm析出物的属性、质量分数、粒度分布及其对钢力学性能的影响, 发现薄板坯连铸连轧低碳钢中存在大量尺寸小于18 nm的铁碳析出物, 它们主要是在A1温度以下形成的Fe-O-C和Fe-Ti-O-C析出物, 这些纳米粒子对薄板坯连铸连轧低碳钢具有显著的沉淀强化作用, 是HSLC钢强度高的主要原因之一. HSLA钢中也存在大量小于36 nm的铁碳析出物.     

等离子喷涂-物理气相沉积7YSZ热障涂层形成机制

采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术,以纳米团聚的ZrO2-7%Y2O3(7YSZ)粉末为原料在镍基高温合金为基体的CoCrAlSiY黏结层表面制备了羽毛柱状7YSZ涂层.通过透射电子显微镜(TEM)观察并分析了柱状涂层的显微结构,发现涂层的最小组成单元为纳米柱状晶,众多柱状晶在空间随喷涂遍数累积气相原子依次形核长大形成了微观上的树枝状结构,在宏观上呈现羽毛状结构涂层.基于7YSZ羽毛柱状涂层的形成过程,本文首先从热力学原理分析了7YSZ气相原子的形核机制,阐述了裹挟高浓度气相原子的高温等离子体与基体相互作用形成的温度梯度和气相原子浓度梯度规律,探讨了温度梯度下纳米柱状7YSZ晶体的长大和分枝过程,分析了等离子焰流气相原子沉积过程中过冷度变化对气相原子形核、长大和宏微观涂层结构的影响,研究了PS-PVD喷涂过程中涂层柱状结构内部和柱状结构间隙形成的内在规律和机制.