纳米表征技术的新进展

纳米表征技术是高新材料基础理论研究与实际应用交叉融合的技术，对高新材料产业的发展有着重要的推动作用．纳米材料包括纳米颗粒及其以纳米颗粒为基础的材料；纳米纤维及其含有纳米纤维的材料；纳米界面及其含有纳米界面的材料．纳米材料的性能与其微观结构有着重要的关系．因此研究纳米材料微观结构的表征对认识纳米材料的特性，推动纳米材料的应用有着重要的意义。     

纳米材料在油井水泥中的应用进展

纳米材料具有粒径小、表面能大、比表面积大的特点,将其添加到油井水泥中制备成性能优异的固井水泥浆是国内外研究的热点。介绍了纳米材料在油井水泥中的作用,包括促进水泥水化、改善油井水泥石力学性能、降低水泥石渗透率和孔隙度、提高水泥石耐温性、提高浆体稳定性等;并对目前在油井水泥中应用的纳米碳材料、纳米矿粉、纳米金属氧化物三类纳米材料进行了详细分析,重点阐述了纳米二氧化硅、纳米重晶石粉、纳米沸石粉、埃洛石纳米管、纳米黏土、纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化铁、碳纳米管/碳纳米纤维、石墨烯纳米片在油井水泥中的应用进展及作用机理。最后指出了纳米材料在油井水泥应用中存在的问题,提出未来需要在纳米材料分散性、对油井水泥性能的双重影响及应用成本方面进一步探索和研究。     

纳米技术手册

“纳米材料”是指在纳米尺度（0．1～100nm范围，1nm=10^-9m）上研究物质的特征和相互作用，以及利用纳米尺度的特征开发新产品的一门科学和技术。纳米科技包含纳米材料、纳米器件和对它们的检测与表征等应用性很强的研究和技术领域。通常说的纳米检测和表征是指在纳米尺度上分析纳米结构材料和器件的组成、构造，并且进一步探索新现象，作为发展新的器件和功能材料的手段。     

磁性纳米功能材料研究进展

磁性纳米材料是纳米科技的重要研究领域之一。本文综述了磁性纳米材料的分类、特性及若干磁性功能材料在研究和应用方面的新进展。主要内容包括 :永磁纳米材料、软磁纳米材料、磁性液体、磁性生物高分子微球、纳米磁波材料等。     

复合材料与界面纳米结构热传导问题分子动力学与连续介质跨尺度耦合模型与算法

构一体化的热、力耦合多尺度模型与算法研究是力学、数学、物理学与材料科学多学科交叉的前沿领域,也是重大装备研发中需要着重解决的基础科学问题。材料与结构在裂纹、空洞、夹杂、纤维取向、基体分布形态等方面具有内在的不确定性,其损伤和破坏还表现为复杂的热力耦合非线性多尺度力学行为。尺度间隙和跨尺度连接,涉及微—细—宏观不同尺度间数学物理模型的联系与差别等基本问题,建立微/纳米尺度的热、力模型,揭示热、力耦合的物理机制,发展材料与结构一体化的宏—细—微观耦合的多尺度模型与算法,具有重要的理论与实际意义。结果表明:复合材料界面结构对于材料的力、热、电、磁等物理、力学性能有十分重要的影响。我们针对复合材料与界面纳米结构热传导问题,发展了一类分子动力学与连续模型跨尺度耦合模式、MD/FEM耦合算法,并编写了相关计算程序。主要进展有:(1)实现了纳米结构导热系数等热学参数的分子动力学计算和量子校正;(2)发展了复合材料和多孔材料周期及随机结构热传导问题连续模型的多尺度算法;(3)提出了一类分子动力学与连续模型的跨尺度关联模式和MD/FEM耦合算法;(4)实现了三维复合材料和界面纳米结构的MD/FEM计算。     

纳米颗粒对陶瓷材料力学性能的研究

纳米材料是当今材料研究的热点，对陶瓷材料采用纳米颗粒复合的方法可大大改善其力学性能。本文介绍了纳米复合陶瓷的各种强韧化机理，简述了其制备工艺，对纳米复合陶瓷的内在强韧化机理和最佳制备工艺作了进一步探索。同时给出了我们的部分分散实验结果。     

纳米车用技术方兴未艾

进入1990年代．纳米科学得到迅速的发展，产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学、纳米生物学等等．由此产生的纳米技术产品也层出不穷，并开始涉及汽车行业。纳米车用配件。纳米界面材料技术即超双亲性二元协同界面材料技术(亲水亲油)和超双疏型界面材料技术(疏水疏油)，可以在任何材质表面实现。因此．如果国产橡胶材料应用该技术，困扰国产汽车的漏油渗油等问题将得到解决。     

纳米微粒的微乳液制备方法

纳米材料的制备是纳米科学发展的基础，微乳液法与传统的制备方法相比具有明显的优势，文章较全面地了微乳液中纳米微粒的形成机理，影响因素及对纳米微粒结构的鉴定方法。     

纳米驱油材料提高采收率研究进展、挑战及前景

系统总结了国内外已开展的纳米驱油材料研究进展，分类阐述了纳米二氧化硅、纳米金属氧化物、聚合物纳米微球以及碳纳米材料等在提高采收率中的应用效果；重点解析了现有纳米驱油材料的理化性能，及其在储层多孔介质中的驱油机理，包括纳米尺寸效应、润湿反转、结构分离压力和流度比改善等作用机制；展望了优势显著的纳米驱油材料在中国高含水、低渗透、致密油及页岩油等油藏类型中的应用潜力；指出纳米驱油材料在石油开发过程中所面临有关测试方法、数模准确性、材料多功能性、经济性及规模化生产等方面的科研难点及攻关方向，为未来纳米驱油材料提高采收率在更多领域的规模应用提供了理论基础和实验依据。     

基于原子力显微镜的薄膜涂层界面观测及其变形特性

提出了一种基于原子力显微镜的纳米材料弹性模量的测试方法,并应用原子力显微镜对薄膜涂层材料界面微观结构进行高倍观察,定量分析界面相的存在对界面弹性变形的影响.研究结果表明,实验样品为柔性界面;界面相具有晶界型纳米相的微观分布,该微观结构有助于缓解并阻止裂纹的产生,从而增强了纳米涂层材料的承载能力.从微观尺度上探索了界面相效应对材料弹性变形的影响.     

In vitro assay of cytoskeleton nanomechanics as a tool for screening potential anticancer effects of natural plant extract, tubeimoside I on human hepatoma (HepG2) cells

Cytoskeleton nanomechanics characterizes cancer cell’s physical behaviors such as how it spread and invade. For anticancer drug, cytoskeleton nanomechanics may be a target to inhibit invasiveness and metastasis of cancer cells. Therefore, in vitro assay of cytoskeleton nanomechanics may be used to evaluate the effects of potential anticancer drug on various cancer types. Here, we investigated the effects of tubeimoside I (TBMS I) on human hepatoma (HepG2) cells by using optical magnetic twisting cytometry, a well-established technique for measuring nanomechanics of the Factin cytoskeleton. TBMS I is a natural compound extracted from a traditional Chinese herbal medicine, and is reported with antitumor effect. In this study, we demonstrated that the cytoskeleton stiffness (G) of HepG2 cells was affected by TBMS I. G′ exhibited a typical power law with respect to the loading frequency (f), i.e. G~f . The magnitude of G′ and the value of exponent (α) of the HepG2 cells decreased consistently with the increase of concentration for TBMS I exposure. In addition, the HepG2 cells responded to TBMS I much faster than the normal liver (L-02) cells. Such alteration of cytoskeleton nanomechanics induced by TBMS I was reported for the first time, which was further corroborated by assays of Factin cytoskeleton structure and cell migration. Taken together, these results suggest that in vitro assay of cytoskeleton nanomechanics may have a great potential as an additional tool in screening of anticancer drug candidates.     

纳米材料毒性机制及其影响因素

纳米材料以其独特的物理化学性质被广泛应用到工农业和人们生活的各个领域,随着纳米材料的生产加工和使用,纳米材料可以经过大气循环、水循环、生物循环进入生态环境,进而侵染生物体,影响人类健康.因此,纳米材料的毒性问题日益受到人们的关注,而纳米材料毒性机制和影响因素是纳米材料毒性研究的热点问题之一.目前,氧化应激和炎症反应是解释纳米材料毒性的两种主要机制,此外,越来越多的研究表明自噬也是纳米材料毒性的一种潜在机制,并且自噬可能与氧化应激和炎症反应相互关联.另一方面,纳米材料的物理化学性质如尺寸、形状、表面修饰等对其毒性产生重要影响.本文首先概括了纳米颗粒进入环境及侵染生物体的方式,分析纳米材料引起生物和环境毒性的机制,最后对影响纳米材料毒性的因素进行深入探讨,以期为纳米毒理学研究提供帮助.     

碳纳米管的性能和应用研究进展

碳纳米管因其独特的结构和性能,而成为纳米材料领域的研究热点之一.本文在简要介绍碳纳米管结构特点的基础上,对其力学、电学、超导和光学性能进行了详细分析,并对其应用前景和研究进展进行了归纳总结.     

纳米材料的性质及应用

纳米材料是近年来科学上的一项重大发现,科学家们将其誉为“21世纪最有前途的材料”,并预言,纳米时代的到来不会很久,它在将来的应用将远远超过计算机工业,并成为未来信息时代的核心。就纳米材料的性质、应用和研究的方向进行了综述。     

微乳液在贵金属纳米材料制备中的应用

贵金属纳米材料是一类在电子、化工、医药等领域有着广阔应用前景的新型材料,控制贵金属纳米粒子的大小和形状是其获得应用的前提。介绍了微乳液的性质、特点,并对其在贵金属纳米材料制备中的应用现状和应用前景进行了评述。     

TiO2纳米带的水热合成表征及光催化性能

以十六烷基三甲基溴化胺为模板剂，采用水热法在200℃下合成了TiO2纳米带，用SEM、TEM、XRD、EDS对其形貌、结构和组成进行了表征，并用二氧化钛纳米带对甲基橙进行光催化降解研究．结果表明：所制备的TiO2纳米带产量高、结构均匀，具有较完整的结晶性能，直径最小的十几纳米，直径最大的100纳米左右，大多数的直径在60-80nm之间，长度达几十微米，光催化性能优良。     

TiO2纳米带的水热合成表征及光催化性能

以十六烷基三甲基溴化胺为模板剂,采用水热法在200℃下合成了TiO2纳米带,用SEM、TEM、XRD、EDS对其形貌、结构和组成进行了表征,并用二氧化钛纳米带对甲基橙进行光催化降解研究.结果表明所制备的TiO2纳米带产量高、结构均匀,具有较完整的结晶性能,直径最小的十几纳米,直径最大的100纳米左右,大多数的直径在60～80nm之间,长度达几十微米,光催化性能优良.     

六边形纳米CuⅠ电化学传感Cd(Ⅱ)

基于纳米材料的优异特性,根据文献采用一步液相反应法,制备了六边形纳米CuⅠ.并将其制成碳糊电极,采用经典的三电极系统:CuⅠ修饰的碳糊电极为工作电极,饱和KCl的Ag/AgCl电极为参比电极,铂片为对电极,在不同浓度的Cd2+溶液中,用电化学交流阻抗方法研究了其对Cd2+的电化学行为,实验结果表明电荷传递电阻Ret随着Cd2+浓度的增加而减小,实现了CuⅠ对Cd2+的电化学传感.该分析方法操作简单易行,具有潜在的应用价值,而且这些研究结果拓展了纳米材料修饰电极在电分析化学中的重要意义.     

石墨烯的制备方法及表征研究

石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,具有许多独特的理化性质。本文重点综述了目前石墨烯制备的主要方法,分析了各种制备方法的特点,对石墨烯表征手段进行了概述,并展望了其发展前景。     

土壤中纳米材料毒性效应的研究进展

系统评述了纳米材料对土壤中微生物、植物和动物的毒性效应，总结了纳米材料在食物链的富集和毒性效应中的研究情况，归纳了纳米材料对土壤生物的毒性机制，包括氧化应激、毒性金属离子释放和物理接触等．阐述了影响纳米材料毒性效应的主要因素自身理化性质和环境因子．针对目前纳米材料在土壤毒性效应研究中面临的主要问题，对今后纳米材料的研究方向，如食物链水平的毒性效应、模型弥补实验方法的不足、复合和长期毒性效应等，做出进一步的展望．