封面图片说明:光学前沿

 纳微光学，在光波导上嵌入光学纳米天线，可达亚微米级（图片来源：IEEE Spectrum）     

纳米铝膜的非线性电阻效应

采用蒸发镀膜法制备了金属铝纳米膜，通过电子扫描显微镜(SEM)对纳米铝膜的表面形貌进行了观测，并采用标准四探针仪和半导体参数分析仪对薄膜的导电特性进行了分析。结果表明：在常温和毫安级电流下，纳米铝膜的电阻率呈非线性阶跃性变化，类似于在低温和纳安级电流下出现的库仑阻塞效应，这是由于膜厚度变小及膜表面的纳米结构所造成。     

蝴蝶翅表面多级微/纳结构疏水模型及耦合机理

使用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和红外光谱仪(FT-IR),观测了27种蝴蝶翅表面的微观结构、复合浸润性和化学成分.利用Cassie方程建立了蝴蝶翅表面微/纳结构疏水模型,从生物耦合角度探讨了疏水机理.结果表明,蝴蝶翅表面由天然疏水材料组成,具有复杂的多级微/纳结构,包括一级结构(微米级鳞片)、二级结构(纳米级纵肋和横桥)和三级结构(纳米级突起).翅表面具有高疏水性(接触角138°~157°)和低黏附性(滚动角1°~3°).翅表面微观形貌和自清洁性具有显著的各向异性.这种特殊的复合浸润性是材料耦元与结构耦元耦合作用的结果.微米级鳞片的宽度越小、间距越大,纳米级纵肋的高度越小、宽度越小、间距越大,翅表面疏水性越强.研究结果有助于进一步流调结果揭示生物表面的疏水机理,为智能界面材料的仿生设计和制备提供启示.     

纳滤膜分离技术最新研究进展

综述了纳滤膜的特点,包括纳米级孔径,膜体带有电性基团,操作压力低,对二价和高价离子的截留率极高.介绍了纳滤膜在水处理中的应用,以及出现的膜污染问题.     

纳米致动器研究现状与工程应用的进展

纳米致动器是能够以0.1～100 nm 的步距驱动或移动被控对象的各种装置或器件.根据特征尺寸分为毫米尺度以上的宏机械纳米致动器、制作在芯片上的微米尺度纳米致动器及分子尺度的纳机械致动器,它们的共同特征是可以实现纳米级精度的机械驱动和定位.该文综述了纳米致动器国内外研究状况和主要研究成果,特别对近几年出现的典型的微机械纳米致动器的驱动机理进行了分析,讨论了纳米致动器在工程实际中的应用,指出了其发展的关键技术、存在问题及未来发展前景和趋势.     

壳聚糖/羟基磷灰石复合纳米材料的研究

采用前驱液混合并结合反相微乳液法制备了壳聚糖/羟基磷灰石复合纳米粒.利用IR光谱表征了所得复合纳米粒的化学结构,通过Zeta粒度仪、透射电镜观察粒子粒径及形态,通过X射线衍射及热失重研究羟基磷灰石晶体生长情况和含量.并研究了前驱液中钙、磷离子浓度对复合纳米粒中羟基磷灰石晶体的影响.结果表明复合纳米粒中壳聚糖和羟基磷灰石相互结合紧密,呈球形,实现了纳米级分散.使用NaOH陈化,可以使羟基磷灰石晶体规整性增加.     

纳信息功能器件系统的关键科学问题和发展趋势

本文综合评述了国内外纳电子器件和新原理的纳功能器件的最新进展,指出硅基微电子技术正在向与新的、目前尚不明确核心技术的纳信息技术共同发展的方向转型,这是我国信息技术和产业后来居上的重要机遇。基于纳尺度各种显著的物理效应和多场耦合原理,开展低维纳功能器件的新原理、新性能、新架构的深入系统的研究,具有重大科学与现实意义。这类纳信息功能器件与硅芯片技术相融合的设计、工艺和技术将是需要突破的重大问题。随着纳米科学技术研究的重点向功能化器件系统方向发展,如何加强以产业发展为背景的研究,特别是加强微纳电子、芯片设计制造业与纳米科技基础研究的结合,加强微纳硅工艺与新的纳米技术的结合,加强高水平科学研究发现与关键技术创新的结合,是我国纳米科学技术发展的重要问题。     

微纳光纤制备方法及高精度直径控制技术

微纳光纤具有小尺寸、强光场约束、大比例倏逝场、低传输损耗等特性,近年来获得广泛关注及应用研究,其中微纳光纤的制备精度是决定其导波特性及应用性能的关键因素.本文首先介绍玻璃微纳光纤的高温拉伸制备原理,接着重点介绍基于火焰加热手持式拉伸、火焰加热机械扫描拉伸、电加热机械扫描拉伸及激光加热机械扫描拉伸的微纳光纤实验制备方法,分析及比较了四种制备方法的优缺点.同时,简要介绍了聚合物微纳光纤的制备方法.然后,详细介绍了基于高阶模截止的直径反馈控制原理、控制技术及纳米级直径控制精度的制备系统,以及微纳光纤的在线直径测量方法.最后,简要总结微纳光纤制备方面的已有进展,并探讨进一步研究方向.     

第4届纳米光纤及应用国际学术研讨会

正第4届纳米光纤及应用国际学术研讨会(ONNA2016)经过组委会一年多的积极准备于2016年10月23~26日在浙江大学召开。此次会议的主题为"纳米光纤在量子光学、微纳光子学及光学传感等领域的应用"。作为光纤光学与纳米技术的完美结合,微纳光纤是近年来发展起来的光纤光学及微纳光子学等领域的前沿研究方向之一。与传统光纤相比,微纳光纤的直径通常接近或小于传输的光波长,而且纤芯包     

羟基磷灰石-果胶复合纳米粒的制备与表征

羟基磷灰石(HAp)具有良好的生物相容性和骨诱导性,在骨组织工程和药物递送方面具有潜在的应用前景.与传统的HAp粒子相比,纳米级HAp具有高比表面积、高表面能、靶向性等特性,同时其表面粗糙度高、亲水性强,所以更易吸附蛋白,表现出更佳的生物相容性.然而,纯的HAp纳米粒非常不稳定,容易发生团聚,不利于细胞摄取,也可能引发血管堵塞的问题,阻碍了其在体内的应用.果胶(pectin)是来源于高等植物细胞壁的杂多糖,由于其良好的生物相容性和形成凝胶的特性使其在药品研制、食品保护等方面得到大规模的应用,近年来也逐渐成为组织工程的研究热点.本文旨在研究开发HAp与果胶的纳米复合材料,首先通过果胶分子链上的羧基与钙离子反应制得了果胶钙纳米凝胶,然后将磷酸根引入,原位反应制得了HAp@pectin复合纳米粒.利用FT-IR、XRD和TGA等检测手段,详细研究了HAp@pectin复合纳米粒的结构及分子间的相互作用,借助TEM探索复合纳米粒的形貌,使用激光粒度仪测定了纳米粒的尺寸及Zeta电位.研究发现果胶分子结构上的羧酸根与Ca2+的静电作用是HAp@pectin形成的主要驱动力,可以通过调整果胶的含量...     

离子液体调控合成AuPd纳米刺球及其催化性能

在室温水溶液中,采用离子液体[C_4im]Cl调控合成了AuPd纳米刺球。采用多种表征技术对产品的形貌和结构进行了分析。研究结果表明:所制备的AuPd纳米刺球由0.5～1.0μm的球形颗粒组成。颗粒表面较为粗糙,有许多纳米级颗粒组成的尖刺,具有明显的微纳分级结构。同时,AuPd刺球在有机染料亚甲基蓝的降解过程中表现出良好的催化活性,整个反应过程仅需150 s,反应速率常数为0.017 4 s~(-1),其催化活性是商用Pd/C催化剂的1.67倍。     

锗晶的零维纳米结构的光致发光模型

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构.对比了在长时间高温退火氧化条件下和在短时间低温退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布.为了解释605nm波长处的很强的光致发光峰,在Ge纳晶团簇与SiO2的界面处建立起三能级受激光致发光模型.这为锗的集成激光元器件的开发提供了一条新思路.     

贝壳珍珠母多级结构的化学-力学稳定性

我们从化学稳定性与化学功学耦合的新角度讨论贝壳珍珠母的多级结构及其力学性能。通过化学脱蛋白、脱矿方法与先进的微纳表征技术相结合,发现皱纹盘鲍（haliotis discus hannai）贝壳珍珠母首先是由形状不规整的文石片与有机基质薄层逐层堆垛而成的微结构;其次基本组成—文石片又是由纳米颗粒和片内有机基质网构成的纳米复合结构,其中不同文石片内的颗粒的平均直径及有机基质网的分布都有很大的差异。虽然氢氧化钠溶液对片层间和片内有机基质网都有脱蛋白作用,但是单个文石片的化学稳定性比由其构成的堆垛微结构高得多。进而对氢氧化钠处理后的珍珠母微、纳两级结构分别进行宏观弯曲实验和纳米压痕实验后发现,两者的杨氏模量均出现下降,但是前者的降低幅度更为显著。因此,文石片纳米复合结构比由其构成的堆垛微结构具有更好的化学-力学稳定性。     

国外科技期刊亮点

纳米复合材料三维微纳结构加工新进展2008年2月21日的《自然》杂志Re-search High-lights栏目报道了中国科学院理化技术研究所段宣明研究团队纳米复合材料三维微纳结构加工研究的新进展。相关论文发表于2008年1月30日的《先进材料》(Advanced Materials)杂志上。     

纳米相变存储技术研究进展

相变存储技术是纳电子器件发展的主流技术之一,利用其电脉冲操作下的纳秒级的可逆相变过程制备的相变存储器（PCRAM）,在嵌入式与大容量存储方面有巨大的商用价值与应用前景,已成为国际大公司开发的热点,PCRAM芯片容量与技术以超常规的速度发展,同时,针对纳米尺度的可逆相变机理、纳米尺度可逆相变的有效控制、低功耗的器件结构、已成为国际上科研界的研究热点,本文对上述情况进行综述,进一步给出我国的PCRAM的研究现状、工业基础、合作状况与展望。     

微/纳米机械粘附及表面分子自组装膜改性技术

江苏大学研发的“微/纳米机械粘附及表面分子自组装膜改性技术”日前通过省科技厅组织的鉴定．该研究成果建立了考虑量子效应的微/纳机械粘附的作用力分析理论模型,首次将量子力作用引入微/纳机械的设计,首次得到了不同表面力作用下的抗粘附结构参数设计图．研制出点接触纯滑动微摩擦测量仪,填补了宏观与纳米级之间微摩擦测试的空白,在国内首次成功制备了FDTS的自组装膜,在国际上首先对FDTS自组装膜的减摩性能、摩擦力随栽荷变化的规律、污染膜的影响、破坏规律、时间稳定性以及湿度对FDTS自组装膜摩擦性能的影响进行了全面系统的研究。     

纳米新技术应用

纳米是一个比微米小得多的计量单位。纳米技术是指在纳米范围内研究物质的结构及其变化规律,并应用于生产生活之中的技术。当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性为纳     

纳米级酶固定化技术的发展

对酶的纳米级固定化技术的研究现状进行了综述,按纳米级固定化技术的发展阶段将其划分为三类,并比较了这三类纳米级固定化法的优缺点,在此基础上对纳米级酶固定化技术的发展方向进行了分析。     

固体脂质纳米粒新型给药系统的制备及展望

此文通过对近五年国内外有代表性的论文分析总结,得出了固体脂质纳米粒给药系统的最新制备方法及药剂学性质。认为固体脂质纳米粒是一种前景看好的纳米给药系统,并对现阶段存在的问题及今后发展方向进行了展望。     

纳微米双相颗粒增强陶瓷基复合材料力学性能的数值模拟

以包晶型(纳米颗粒包围微米颗粒)和内晶型(纳米颗粒嵌于微米颗粒中)2种分布状态的特征体积单元为研究对象,利用整体-局部均质化方法从数值分析的角度计算了复相陶瓷材料中纳米颗粒与微米颗粒的排列方式、体积比、粒径比、界面特征等纳微观结构特性对纳微米颗粒增强陶瓷基复合材料有效弹性模量的影响。结果表明纳微米颗粒呈包晶型分布状态时,随体积百分比的增加,有效模量增大较为显著;与矩形特征体积单元相比,六边形情况估算有效弹性模量偏高;纳微米颗粒粒径比越小,颗粒分布越均匀,有效弹性模量越大;微观颗粒与基体间的界面损伤比纳观颗粒与基体的界面损伤更易于导致材料的有效刚度降低。从晶粒细化特征及显微结构等因素解释合理的纳微观复相颗粒分布对陶瓷基复合材料的有效弹性模量的改善效应。