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低维纳米结构与性能工作组

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  • 全国纳米标委会低维纳米结构与性能工作组秘书长梁铮博士参加ChinaNANO 2017国际会议

    全国纳米标委会低维纳米结构与性能工作组秘书长梁铮博士参加ChinaNANO 2017国际会议

    8月29日,中国国际纳米科学技术会议(ChinaNANO 2017)在北京召开,中国科学院院长白春礼院士为大会主席并代表会议组委会致开幕欢迎词。泰州石墨烯研究检测平台执行主任、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组(下简称“全国低维工作组”)、中国国际石墨烯资源产业联盟国际标准工作委员会(下简称“中烯盟国际标委会”)秘书长梁铮博士参加了ChinaNANO 2017标准及计量分会的专家交流和讨论。国际标准化组织纳米技术标委会(下简称“国际纳米标委会”)ISO/TC229主席Koltsov博士受邀作“全球纳米材料产业标准化进展”、韩国标准科学研究所纳米安全计量中心Nam Woong Song院长受邀作“纳米安全评价标准化进展”的主旨发言,中国食品药品检定研究院徐丽明主任等其他专家分别就纳米材料安全、检测、计量以及标准物质研制作专题报告。Koltsov主席介绍了全球纳米产业的近况及前景,对国际纳米标委会的标准化工作作了说明和总结,并指出国际纳米标委会将对全球整个纳米产业提供标准化支持,推动其健康有序发展。梁铮博士向Koltsov主席汇报了我国低维纳米技术领域标准化的最新进展。8月21日,在国家纳米科学中心、全国纳米技术标准化技术委员会的大力支持和指导下,全国低维工作组在江苏泰州正式成立,编号为SAC/TC279/WG9,南京大学长江学者、国家杰出青年基金获得者王欣然教授任组长,秘书处设在泰州石墨烯研究检测平台,该工作组将全面负责组织协调全国低维纳米技术领域标准化工作。当天,中烯盟国际标委会亦同时举行揭牌仪式并召开了第一次全体工作会议。梁铮博士向Koltsov主席进一步提到,以石墨烯为代表的低维纳米材料和相关纳米技术领域目前在中国已逐步从实验室研究阶段进入到产业化阶段,具有广泛和迫切的标准化需求,需要在前期国际国内纳米技术标准化工作的基础上,充分考虑石墨烯等低维纳米材料的特殊结构与性能,研究开发准确、有效、稳定的标准方法。Koltsov主席表示,国际纳米标委会将积极探讨与中国国家标准、联盟标准等各级标准化工作组织的合作机制,推动我国低维纳米技术领域各级标准的制定,为中国乃至国际纳米材料产业的健康发展提供有力支撑。测量方法的标准化、标准物质研制和计量技术的发展是确保纳米科学研究及产业化过程中各种技术指标一致性、准确性、可靠性的重要手段。此次ChinaNANO 2017标准及计量分会专门讨论了国际国内纳米技术标准化最新工作进展、发展路线图、研究热点,纳米测量不确定度评价、标准物质研制、纳米计量等领域所面临的技术挑战等,对我国石墨烯等新兴低维纳米材料的标准化具有重要的指导意义。[align=center][img=,450,337]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311359_01_2047_3.jpg[/img][/align][align=center]全国低维工作组秘书长梁铮博士参加ChinaNano2017国际会议[/align][align=center][img=,450,337]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311400_01_2047_3.jpg[/img][/align][align=center]全国低维工作组秘书长梁铮博士认真听取报告[/align][align=center][img=,450,337]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311400_02_2047_3.jpg[/img][/align][align=center]全国低维工作组秘书长梁铮博士与国际标准化组织纳米技术标委会ISO/TC229主席Koltsov博士亲切交谈[/align]

  • 全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组(SAC/TC279/WG9)成立会议暨国家标准编制启动会赞助方案

    会议时间:2017年8月20日-21日会议地点:泰州天德湖宾馆主办单位:国家纳米科学中心、江苏省质量技术监督局承办单位:泰州市质量技术监督局、泰州石墨烯研究检测平台(全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组秘书处)协办单位:中国国际石墨烯资源产业联[color=windowtext]盟、南京大学、东南大学、上海交通大学、复旦大学、[/color]南京邮电大学、西北工业大学、中国科学院上海技术物理研究所、内蒙古石墨烯材料研究院赞助单位:岛津企业管理(中国)有限公司、低维材料在线赞助联系人:袁文军(手机13761090949,邮箱[email=sponsor@graphene-center.org][color=black]sponsor@graphene-center.org[/color][/email])[align=center][b]赞助条款细则[/b][/align]近年来,越来越多的低维纳米材料,如石墨烯、二硫化钼、氮化硼、二维黑磷单晶等被相继发现,以这些材料为基础的各种复杂结构,如异质结、堆垛结构等也不断产生。这些低维纳米材料与结构的新奇性质以及在光电、催化、传感等领域的前景引起了学术界和产业界的高度关注,也逐步进入了从实验室研发到产业化应用的阶段。统一的命名方式、测试方法、技术规范、性能评价等标准的建立,对该领域相关产业和技术的发展具有有力的支撑作用,开展标准化工作已成为迫切需求。经国家标准化管理委员会和中国科学院批准,全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组正式成立,编号为SAC/TC279/WG9,负责组织协调全国低维纳米技术领域标准化工作。经研究,定于2017年8月20日~21日在江苏省泰州市召开全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组(SAC/TC279/WG9)成立会议,暨国家标准编制启动会。同时,为了加速国家标准、团体标准立项进度,推动我们主导相关国际标准,同期举办中国国际石墨烯资源产业联盟国际标准工作委员会第一次全体大会。本次会议预计参会人数近200人,是低维纳米技术领域相关企业、仪器设备厂商向中国和国际低维纳米行业展示自己产品并积极参与国家标准编制的一个很好机会,我们诚挚地邀请贵单位赞助这一盛会并展示宣传,共同推动低维纳米技术领域的蓬勃发展。大会的基本赞助条款如下:[b]A类赞助(5万元)[/b]承担会议期间举行的酒会、晚宴部分费用。(1) 由赞助企业代表在会议欢迎酒会或晚宴上代表本企业致辞;(2) 成为全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组的长期战略合作单位,优先推荐相关专家成为观察员;(3) 长期优先参与标准的编制讨论;(4) 在会议手册上印制公司LOGO或显示公司名称;(5) 在会议各轮通知、日程及网页的突出位置显示公司的LOGO;(6) 在会场展区提供大约 4 平方米的展位,在展示区内提供2个宣传易拉保位置;(7) 免费参加会议(含会务费、资料费、餐费);(8) 会议资料袋中放置赞助单位的宣传资料。[b]B类赞助(2万元)[/b](1) 有权参与本次标准的编制讨论;(2) 在会议手册上印制公司LOGO或显示公司名称;(3) 在会议各轮通知、日程及网页的突出位置显示公司的LOGO;(4) 在会场展区提供大约3平方米的展位,在展示区内提供1个宣传易拉保位置;(5) 免费参加会议(含会务费、资料费、餐费);(6) 会议资料袋中放置赞助单位的宣传资料。更多合作,会议支持,会议展示,欢迎来电洽谈。如果赞助企业有其它特殊要求,请提出具体设想。我们将竭诚为本次会议的赞助商提供全方位细致周到的宣传与服务。联系人:袁文军(手机13761090949)E-mail:[email=sponsor@graphene-center.org][color=black]sponsor@graphene-center.org[/color][/email]会议网站:[url=http://www.grapheneiso.com/][color=black]http://www.grapheneiso.com/[/color][/url][align=right] 全国纳米技术标准化技术委员会[/align][align=right]低维纳米结构与性能工作组[/align]

  • 关于召开全国纳米技术标准化技术委员会 低维纳米结构与性能工作组(SAC/TC279/WG9)成立会议 暨国家标准编制启动会的通知

    各相关单位和专家:近年来,越来越多的低维纳米材料,如石墨烯、二硫化钼、氮化硼、二维黑磷单晶等被相继发现,以这些材料为基础的各种复杂结构,如异质结、堆垛结构等也不断产生。这些低维纳米材料与结构的新奇性质以及在光电、催化、传感等领域的前景引起了学术界和产业界的高度关注,也逐步进入了从实验室研发到产业化应用的阶段。统一的命名方式、测试方法、技术规范、性能评价等标准的建立,对该领域相关产业和技术的发展具有有力的支撑作用,开展标准化工作已成为迫切需求。经国家标准化管理委员会和中国科学院批准,全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组正式成立,编号为SAC/TC279/WG9,负责组织协调全国低维纳米技术领域标准化工作。经研究,定于2017年8月20日~21日在江苏省泰州市召开全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组(SAC/TC279/WG9)成立会议,暨国家标准编制启动会。同时,为了加速国家标准、团体标准立项进度,推动我国主导相关国际标准,同期举办中国国际石墨烯资源产业联盟国际标准工作委员会第一次全体大会。现将有关事项通知如下:一、会议主体及参会对象主办单位:国家纳米科学中心、江苏省质量技术监督局承办单位:泰州市质量技术监督局、泰州石墨烯研究检测平台(全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组秘书处)协办单位:中国国际石墨烯资源产业联盟、南京大学、东南大学、上海交通大学、复旦大学、南京邮电大学、西北工业大学、中国科学院上海技术物理研究所、内蒙古石墨烯材料研究院赞助单位:岛津企业管理(中国)有限公司、低维材料在线参会对象:全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组全体委员、中国国际石墨烯资源产业联盟国际标准工作委员会全体委员、低维纳米技术领域相关单位及专家、有意参加标准编制工作的相关单位及专家。二、会议内容(一)全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组成立仪式1. 领导致辞2. 工作组成员证书颁发(二)国家标准工作会议1. 20170324-T-491 国家标准《石墨烯薄膜的性能测试方法》编制启动会。报告人:智林杰研究员国家纳米科学中心2. 国家标准《储能用石墨烯基复合电极材料的振实密度测试方法》技术交流。报告人:智林杰研究员国家纳米科学中心3. 国家标准项目需求研讨(如有需求请用附件2反馈)(三)联盟标准工作会议1. 中国国际石墨烯资源产业联盟国际标准工作委员会第一次全体大会及委员证书颁发2. 纳米技术国际标准化进展。报告人:葛广路研究员国家纳米科学中心3.二维高分子材料:从微观到宏观的结构与形貌调控。报告人:张帆教授 上海交通大学4.多极轴分子铁电/压电材料。报告人:游雨蒙教授 东南大学5.新型二维材料的电子输运和器件应用。报告人:缪峰南京大学6. 原子力显微镜在纳米材料观测中的应用。报告人:陈强岛津企业管理(中国)有限公司7. 专家专题报告8. 联盟标准项目需求研讨(如有需求请用附件2反馈)三、标准化需求征集本次会议面向全国各单位征集低维纳米技术领域的标准化需求,供本次国家或联盟标准工作会议研讨和后续立项。如有需求请于7月28日前反馈《附件2:标准化需求征集表》至邮箱:[email]standard@graphene-center.org[/email]。联系人:邵悦13914543362,梁铮18936799578。四、会务安排(一)会议报到时间:8月20日全天,欢迎晚宴18:30开始。会议于8月21日召开,会期一天。(二)会议地址:泰州天德湖宾馆酒店地址:泰州市海陵区海陵南路268号(天德湖公园内)(三)交通1. 高铁到镇江南站后,会务组安排专车接站,接站发车时间:17:00(需接站者请在附件1会议回执中注明)。2. 高铁南京站到泰州火车站动车约1小时20分钟。3. 扬州泰州机场到泰州汽车南站约35分钟车程,大巴班次如下:10:00、12:00、13:40,、18:00、20:10。4. 南京禄口机场到泰州汽车南站约2.5小时车程,大巴班次如下:10:30、12:30、14:30、16:30、19:00、21:30。五、会务费用及相关事宜1.会议费用全免(含会务费、资料费、餐费)。往返差旅、zhusu费自理。2.会议酒店客房紧张,会务组可提前帮助预订房间。住宿标准:大床房和标准间均为380元/间• 天(含双早)。标准间如需拼房,请在附件1会议回执中注明。六、参会报名希各单位接此通知后于8月4日前将《附件1:会议回执》反馈至邮箱:[email]standard@graphene-center.org[/email]。参会联系人:邵悦13914543362,梁铮18936799578。会议网址:[url]http://www.grapheneiso.com/[/url]七、会议赞助更多合作,会议支持,会议展示,欢迎来电洽谈。赞助/参展联系人:袁文军13761090949,[email]sponsor@graphene-center.org[/email][align=right] [/align][align=right]全国纳米技术标准化技术委员会[/align][align=right]低维纳米结构与性能工作组 [/align][align=right] 2017年7月15日[/align][align=right] [/align]附件1:会议回执附件2:标准化需求征集表附件3:国家标准项目介绍附件1:会议回执 [table=623][tr][td]姓 名[/td][td]性别[/td][td]单位[/td][td]职务[/td][td]联系电话[/td][td]8月20日是否订房(注明大床/双床)[/td][td]8月21日是否订房(注明大床/双床)[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td=7,1] [b]备注:会务组将到高铁镇江南站接站,接站发车时间:17:00[/b]是否需要接站: [color=red](必填项,请填“是/否”)[/color]到站班次: [color=red](若无需接站则不必填写)[/color]到站时间: [color=red](若无需接站则不必填写)[/color][/td][/tr][/table]希各单位接此通知后于8月4日前将《附件1:会议回执》反馈至邮箱:[email]standard@graphene-center.org[/email]。参会联系人:邵悦13914543362,梁铮18936799578。会议网址:[url]http://www.grapheneiso.com/[/url]附件2:标准化需求征集表[table][tr][td]项目名称(中文)[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]项目名称(英文)[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]标准类别[/td][td=3,1] 选填:产品/基础/方法/管理/安全/卫生/环保/其他[/td][/tr][tr][td]提出单位[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]主要提出人[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]主要提出人联系电话[/td][td] [/td][td]主要提出人电子邮件[/td][td] [/td][/tr][tr][td]项目提出时间[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]项目计划开始时间[/td][td] [/td][td]项目计划结束时间[/td][td] [/td][/tr][tr][td]目的、意义[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]范围和主要技术内容[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]国内外情况简要说明[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]项目成本预算[/td][td=3,1] [/td][/tr][tr][td]备注[/td][td=3,1] [/td][/tr][/table]希各单位接此通知后于8月4日前将《附件2:标准化需求征集表》反馈至邮箱:[email]standard@graphene-center.org[/email]。联系人:邵悦13914543362,梁铮18936799578。附件3:国家标准项目介绍 [table][tr][td][b]标准名称[/b][/td][td]石墨烯薄膜的性能测试方法[/td][/tr][tr][td][b]ICS分类号[/b][/td][td]07.030[/td][/tr][tr][td][b]目的意义[/b][/td][td]石墨烯是一种典型的二维纳米材料,由于石墨烯具有高电子传输速率以及光透过率,石墨烯薄膜材料被广泛应用于透明导电膜的制备,在许多光电器件,如太阳能电池、触摸屏、智能窗、液晶显示等领域中备受关注。由于不同应用对于透明导电膜的性能要求不同,在使用前需要对石墨烯薄膜的导电性、透光性等性能进行测试,以评价石墨烯薄膜的光电性能,并有助于选出符合应用所需的材料。 本标准使用四探针法对石墨烯薄膜的导电性和面电阻均匀性进行测试,使用原子力显微镜扫描法对石墨烯薄膜的厚度进行测试,使用紫外-可见-近红外分光光度法对石墨烯薄膜的透光性进行测试。国内尚无测试石墨烯薄膜上述性能的标准方法。因此,为满足国内该领域的使用需求,制定石墨烯薄膜性能测试标准具有重要意义。[/td][/tr][tr][td][b]范围和主要 技术内容[/b][/td][td]本标准规定了在常温常压空气环境下使用四探针法对石墨烯薄膜样品的导电性和面电阻均匀性进行测试的方法。通过定量测试石墨烯薄膜的方块电阻值,并结合厚度信息得到电导率值,从而进行石墨烯薄膜样品的导电性的综合评价。本标准规定了九点电阻测量法测定石墨烯薄膜的面电阻均匀性的方法,通过测定特定的九个点的方块电阻值,计算方块电阻偏差的相对大小,从而得到薄膜样品均匀性的评价。本标还准规定了原子力显微镜扫描法测定石墨烯薄膜的厚度的方法,通过扫描样品边缘处的高度差,得到薄膜的厚度信息。本标准同时规定了在空气环境下使用紫外-可见-近红外分光光度法(UV-Vis-NIR)对石墨烯薄膜样品的透光性进行测试的方法。通过定量测试石墨烯薄膜在紫外-可见-近红外波长范围内的透过率曲线,进行石墨烯薄膜样品在所选取的波长范围内透光性的综合评价。同时,本标准提供一种对可见光区域内石墨烯薄膜的透光性的评价方法。 技术内容: 使用四探针测试仪对石墨烯薄膜的方块电阻和电导率进行测试,明确石墨烯薄膜的导电性。具体为样品准备、方块电阻的测试、样品厚度测试、电导率的计算,重复进行三次样品测试。使用四探针测试仪对石墨烯薄膜的面电阻均匀性进行测试,具体为选取测试区域和测试点、方块电阻的测试、均匀性的计算。使用原子力显微镜对样品的厚度进行测试,具体为样品准备、原子力显微镜扫描得到厚度信息、多次扫描取平均值。使用紫外-可见-近红外分光光度计对石墨烯薄膜在某一波长范围的透光率进行测试,明确石墨烯薄膜的透光性。具体为样品准备、波长区间及扫描速率确定,重复进行三次样品测试,由透光率曲线得到石墨烯薄膜的透光性评价。[/td][/tr][tr][td][b]国内外情况[/b][/td][td]国内尚无对石墨烯薄膜的导电性、面电阻均匀性、厚度、透光性等性能测试制定标准方法。[/td][/tr][/table] [table][tr][td][b]标准名称[/b][/td][td]储能用石墨烯基复合电极材料的振实密度测试方法[/td][/tr][tr][td][b]ICS分类号[/b][/td][td]07.030[/td][/tr][tr][td][b]目的意义[/b][/td][td]石墨烯作为一种新型纳米材料,其独特的二维单原子层结构赋予了它许多新颖特性,如优异的机械性能、良好的导热和导电性能等,其在诸多领域均表现出良好的应用前景。基于石墨烯与锂离子电池活性电极材料的复合,一类新型纳米复合电极材料正成为科学界和工业界重点关注的能源材料体系。尽管能源电极材料的振实密度对于其实际应用至关重要,目前国际国内尚无石墨烯基复合电极材料的振实密度测试的相关标准,其主要原因是各种维度、结构和形态的石墨烯基复合电极材料在不同的堆积方式下及不同形态的测试器皿中具有不同的振实体积,致使现存的颗粒及粉末振实密度测试方法完全无法应用于该类新型的纳米材料体系;制定该类材料的振实密度测试标准对推进材料的实际应用无疑具有极其重要的意义。[/td][/tr][tr][td][b]范围和主要 技术内容[/b][/td][td]本标准提供石墨烯基复合电极材料振实密度的测定方法,即要求在考虑石墨烯基复合电极材料的结构及形态特征的基础上,将未排列及预排列的样品置于器皿形状与材料维度相匹配的器皿中振实;本标准提供一种对石墨烯基复合电极材料的振实密度进行表征的指导。 技术内容:使用振实密度测试仪将精确称量的具有不同堆积方式的石墨烯基复合电极材料根据材料的维度等结构形态信息在不同形状的体积测试器皿中进行振实,以石墨烯基复合电极材料的质量除以材料经振实后的体积,得到其振实密度值。具体为样品堆积方式的确定、器皿形状的选择、样品量的确定、振实过程的控制等,重复进行三次样品振实密度测试,确保数据可靠性。[/td][/tr][tr][td][b]国内外情况[/b][/td][td]国内尚无针对纳米材料-石墨烯基复合电极材料进行其振实密度测试的标准方法。[/td][/tr][/table]

  • 基于黑磷纳米片的自供电光探测器构筑与性能

    基于黑磷纳米片的自供电光探测器构筑与性能

    光探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置,其在诸多领域都有着广泛的应用。与此同时,低维材料在线提供的二维层状材料因其优异的内秉光电特性而常常被用于光电探测的研究。全国纳米技术标准化技术委员会低维材料工作组的专家介绍,黑磷作为一种新的二维层状半导体材料,具有较高的载流子迁移率、各向异性的光电性质、可调控的直接带隙以及高的开关比,因而被人们认为是制造高性能光电探测器的理想材料之一。与此同时,研究表明减小层状材料的厚度能够有效提高材料的电输运性能,改善能带结构并有利于提升材料的光探测能力,所以少层黑磷纳米片在光电领域具有极大的应用价值。然而,二维黑磷纳米片在外界条件下暴露时会遭受严重的氧化,这极大地阻碍了其开发应用的开展。近日,湘潭大学钟建新教授团队的祁祥副教授课题组和深圳市黑磷光电技术工程实验室主任深圳大学张晗教授课题组采用KOH作为电解液,在溶液的环境下测试了少层黑磷纳米片的自供电光探测性能并研究了其稳定性情况。从图中可看出,基于二维黑磷纳米片的自供电光探测器展现出优异的光响应性能以及良好的环境稳定性,不同入射光强度下二维黑磷纳米片光响应率在1.9到2.2μAW[sup]-1[/sup]的范围内波动,表现出较为稳定的敏感度。同时,光探测器的电流密度随着入射光的强度增强而线性增加,也符合光电化学型光探测器的特性。除此之外,研究结果还表明碱性电解液的存在有助于维持黑磷纳米片的稳定性。黑磷纳米片在0.1MKOH电解液中的光电流能达到265nA/cm[sup]2[/sup],24个小时后光电流密度从265 nA/cm[sup]2[/sup]略微衰减到243nA/cm[sup]2[/sup],这也就意味着黑磷纳米片在KOH电解液中具有优异的光探测能力以及良好的稳定性。不仅如此,通过对KOH电解液的浓度和外界偏压进行调控,他们还进一步的优化了黑磷纳米片的光探测性能。该工作不仅研究了黑磷纳米片光探测性能和电解液浓度的关系,还表明黑磷纳米片作为低功耗光探测器件的良好性能与潜力。综上所述,黑磷在碱性溶液中所表现出来的高稳定性和光响应性能,使得光电化学型光探测器结构具有极大的研究意义以及潜在的应用价值。在这个工作中,他们研究了黑磷纳米片光探测器的基本性能,为进一步研发基于黑磷纳米片的光探测器提供研究基础以及技术路线。目前巨纳集团低维材料在线商城91cailiao.cn,提供的各类二维材料,一维材料,零维材料,如黑磷BP,石墨烯,纳米管,HOPG,天然石墨NG,二硫化钼MoS2,二硫化钨WS2,hBN氮化硼晶体,二碲化钨WTe2,二硫化铼ReS2,二硒化铼ReSe2等,受到了科研工作者的一致好评。[img=,690,642]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707141029_01_2047_3.png[/img]

  • 【分享】巧夺天工!纤维纳米发电机(图)

    【分享】巧夺天工!纤维纳米发电机(图)

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2008441608_01_1633307_3.jpg[/img]图:(a)低倍扫描电子显维照片显示两个互相缠绕的、表明长有氧化锌纳米线阵列的纤维,其中一个镀有金。(b)高倍扫描电子显维照片显示两纤维界面处的纳米线对纳米线结构。(c)显示多根纤维组成的纤维纳米发电机的串/并连式连接来提高输出电压/电流。(图片来源:王中林实验室) 从2006年开始,王中林小组相继发明了纳米发电机、直流发电机。在2006年他首次提出了压电电子学(Piezotronics)的概念和新研究领域。由于氧化锌具有独特的半导体和压电性质,弯曲的氧化锌纳米线能在其拉伸的一面产生正电势,压缩的一面产生负电势。氧化锌半导体和金属电极之间的肖特基势垒则能控制电荷的积累与释放,从而实现机械能到电能的转化,并有效释放。   2007年初,基于压电电子学原理,王中林研究小组用超声波带动纳米线阵列运动,研制出能独立从外界吸取机械能、并将之转化为电能的纳米发电机模型。在超声波带动下,这种纳米发电机已能产生上百纳安的电流。但是,在实际环境中,机械能主要以低频震动形式存在,如空气的流动、引擎的震动等。要让纳米发电机能广泛应用于各方面,一个关键的问题就是要降低纳米发电机的响应频率,让纳米线阵列在几个赫兹的低频震动下也能将机械能转化为电能。   为了实现这一目标,王中林教授和王旭东博士及秦勇博士组成研究小组。利用溶液化学方法,他们将氧化锌纳米线沿径向均匀生长在纤维表面,然后用两根纤维模拟了将低频震动转化为电能的这一过程。为了能实现电极与氧化锌纳米线之间的肖特基接触,他们采用磁控溅射在一根纤维表面镀了一层金膜作为电极,而另一根表面是未经处理的氧化锌纳米线。当两根纤维在外力作用下发生相对运动时,表面镀有金膜的氧化锌纳米线像无数原子力显微镜探针一样,同时拨动另外一根纤维上的氧化锌纳米线;所有这些氧化锌纳米线同时被弯曲、积累电荷,然后再将电荷释放到镀金的纤维上,实现了机械能到电能的转换。   相对于之前的直流纳米发电机,新成果实现了如下突破:首先,通过让氧化锌纳米线在纤维之上生长,为实现柔软,可折叠的电源系统(如“发电衣”)等打下了基础;其次,基于纤维的纳米发电机能在低频震动下发电,这就使得步行、心跳等低频机械能的转化成为可能;再次,由于其合成方法简单,条件温和,这就大大扩展了基于氧化锌纳米线的纳米发电机的应用范围。根据目前的实验数据,他估计,如果能用这些纤维编织成布在极端优化的条件下,每平方米这样的布可能输出大约20-80毫瓦的电能。   王中林说,目前这种由两根纤维组成的纳米发电机的输出功率还很小,这主要是由于纤维的内阻较大以及纤维之间接触面积较小造成的。目前,他们正努力提高这种基于纤维的纳米发电机的输出能量。例如,通过在纤维上预先镀一层导电材料然后生长氧化锌纳米线,可以明显降低纳米发电机的内阻,进而可提高纤维基纳米发电机的输出电流;也可以通过增加纤维的数量来提高纳米发电机的输出能量。   文章的审稿人认为:“这是一项很有创意、具有突破性的研究……作者的思路是革命性的。”王中林认为,新成果将为纳米发电机在生物技术、纳米器件、个人携带式电子设备以及国防技术等领域的应用开拓更为广泛的空间。    “今天,纳米科技已经从早期对纳米材料结构和基本物理化学特性的研究,发展到利用纳米材料的优良特性有目的地制造纳米器件,各种各样的纳米器件被纷纷制造出来,如纳米传感器、纳米电动机甚至纳米机器人等。”王中林说,“但与此同时,为这些微型化、集成化的纳米器件提供能量的仍是传统电源,如电池。因此,迫切需要开发出纳米尺度的电源系统,为纳米器件的进一步小型化、集成化提供基本能源。”   目前,已经有BBC、NBC、PBS、《国家地理》等多家国际权威新闻媒体对这一重要的科学成果进行了报道。

  • 好书推荐——《拉曼光谱学与低维纳米半导体》

    给大家推荐一本书,北京大学张树霖老师编著的《拉曼光谱学与低维纳米半导体》。书中前半部分主要介绍拉曼仪器,拉曼技术和拉曼相关的基础知识,后半部分介绍拉曼在纳米材料中的应用和进展。由科学出版社在2008年出版,有兴趣的同仁可以购买,相关的技术问题可以拿来讨论。作者简介:张树霖,教授/博士生导师,中国物理学会光散射专业委员会国际顾问组成员;国际拉曼光谱学大会国际执委会主席(2002-2004)、终身委员。2004年,获国家自然科学二等奖:“若干低维材料的拉曼光谱学研究”(第一作者)。1986年,获国家教委颁发的教学仪器研制一等奖:“RBD—Ⅱ型激光拉曼光谱仪”(研制主持人)。http://www.waterlike.com.tw/image/book/O58C087001.jpg

  • 【技术@创新】科技日报:我科学家合成世界首例单晶碲化物纳米带

    在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院的大力支持下,中国科学院长春应化所稀土化学与物理院重点实验室张洪杰研究员课题组,在一维碲化锑纳米材料合成方法的开发方面取得了重大突破,有关研究成果发表在近期的美国化学会杂志上。 表面活性剂辅助的水热合成方法在制备一维纳米材料方面展示出了超凡的能力。同时它还具有操作简单,可控性强,产物均匀,结晶性好,绿色环保等大量优点。因此,该方法在纳米材料合成中被广泛采用。然而,由于碲源的选取和原料与水反应等方面的困难,这种方法始终未能在碲化物纳米材料合成中获得成功。张洪杰研究员等人将这种方法进行了一系列改进,终于得到了世界上首例单晶碲化物纳米带。他们选用在氮气保护的条件下得到的碲氢化钠水溶液作为碲源;同时还运用酒石酸与易与水反应的锑盐形成稳定的复合物,从而确保了其水溶液中含有大量的锑离子。通过调节加入表面活性剂的浓度实现了对碲化锑产物形貌的控制。这一研究成果为获得其它低维碲化物纳米结构材料提供了一个良好的思路。所获得单晶碲化锑纳米带极有可能会具有更为优良热电性能。审稿人一致认为该研究成果对材料科学领域具有极其重要的贡献。碲化锑是一种具有较高优值ZT(figureofmerit)的热电材料。大量理论与实验结果显示将热电材料制成低维纳米结构将会极大地提高其性能。因此,开发一种合成低维碲化锑纳米材料简单可控的合成方法在功能材料研究领域也具有重大意义。

  • 【创新】我科学家合成世界首例单晶碲化物纳米带

    在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院的大力支持下,中国科学院长春应化所稀土化学与物理院重点实验室张洪杰研究员课题组,在一维碲化锑纳米材料合成方法的开发方面取得了重大突破,有关研究成果发表在近期的美国化学会杂志上。表面活性剂辅助的水热合成方法在制备一维纳米材料方面展示出了超凡的能力。同时它还具有操作简单,可控性强,产物均匀,结晶性好,绿色环保等大量优点。因此,该方法在纳米材料合成中被广泛采用。然而,由于碲源的选取和原料与水反应等方面的困难,这种方法始终未能在碲化物纳米材料合成中获得成功。张洪杰研究员等人将这种方法进行了一系列改进,终于得到了世界上首例单晶碲化物纳米带。他们选用在氮气保护的条件下得到的碲氢化钠水溶液作为碲源;同时还运用酒石酸与易与水反应的锑盐形成稳定的复合物,从而确保了其水溶液中含有大量的锑离子。通过调节加入表面活性剂的浓度实现了对碲化锑产物形貌的控制。这一研究成果为获得其它低维碲化物纳米结构材料提供了一个良好的思路。所获得单晶碲化锑纳米带极有可能会具有更为优良热电性能。审稿人一致认为该研究成果对材料科学领域具有极其重要的贡献。碲化锑是一种具有较高优值ZT(figureofmerit)的热电材料。大量理论与实验结果显示将热电材料制成低维纳米结构将会极大地提高其性能。因此,开发一种合成低维碲化锑纳米材料简单可控的合成方法在功能材料研究领域也具有重大意义。来源:科技日报

  • 西交大前沿院纳米结构与纳米能源材料课题组招收TEM博士后

    正在组建实验室,需要招人,压力大。请大家轻拍。西交大前沿院纳米结构与纳米能源材料课题组招收TEM博士后纳米结构与纳米能源材料课题组工作主要涉及高分辨电子显微学,电子能量损失谱,电子全息,纳米及能源材料的微结构分析,功能氧化物及强关联材料的物理性质与微结构关联性研究。先根据工作需要,招聘博士后3~5名。研究方向:先进电子显微方法及在凝聚态物理和材料科学中的应用1、应聘条件; (1)获得物理、材料或相关领域的博士学位, (2)有丰富透射电子显微镜(TEM)表征经验,有球差校正电镜表征经验者优先, (3)在一流的实验室从事过科研工作,有代表性的学术论文或著作2~3篇, (4)具有良好的英文阅读、写作和交流能力。2、岗位待遇:。 (1)5~10万元年薪+0~5万个人年终奖励(优秀者可获得最高15万元/年), (2)提供50-60平米住房居住, (3)优秀者在博士后期间可送美国著名大学或国家实验室合作交流。3、应聘材料 (1)一封cover letter, (2)详细的个人简历,包括完整的学习、工作经历,主要研究工作,完整论文清单, (3)三位推荐人姓名及联系方式。初选合格者将受邀来我校参加面试4、联系方式联系人:何佳清博士http://jiaqinghe.tripod.comE-mail:jiaqinghe@gmail.com课题组组长何佳清教授简介:何佳清博士2004年获得武汉大学和德国于利希研究中心联合培养的物理学博士学位,师从著名电子显微镜专家Knut Urban教授和王仁卉教授。博士毕业后2004-2008在美国布鲁克海文国家实验室从事博士后研究;后加入美国西北大学,被聘为研究助理教授,现为西安交通大学前沿科学技术研究院教授、电镜中心主任,国家“青年千人计划”获得者。何佳清博士在专业杂志上发表论文60余篇包括JACS(11篇),Nature或Nature姊妹期刊(4篇), Advanced (Functional/energy) Materials (4篇), Nano Letters(3篇),Angew.Chem, ACS Nano,Energy andEnvironmental Science (各1篇);其中第一作者或通讯作者文章20多篇,文章被引用超过700次,研究成果还被三十多个传统新闻媒体和网络媒体报道和转载。何佳清博士曾多次在国际会议上做口头报告,也被多所美国和中国大学和研究所特邀做学术报告。此外,何佳清博士还受邀担任许多国际上著名材料物理类杂志的长期审稿人,如PRL, PRB,APL,Nanotechnology, Journal of electron microscopy,Microscopyand Microanalysis等15种期刊。

  • 【求助】问一个困扰很久的弱问题,关于一维纳米材料的XRD图谱

    关于一维或二维纳米材料的XRD图谱中,有的峰强度会非常高,可以说明样品按某方向生长此XRD峰强度是否也反映了材料在基底上的几何取向,还是仅仅和晶体本身的生长方向有关系?例如一种纳米线已知均按(001)方向生长,但是随机取向分布在基底上的,并非统一垂直于基底,那么(001)峰还会特别强吗?

  • 纳米压印设备商光舵微纳完成近亿元B+轮融资

    据致道资本官微消息,近日,致道资本已投项目——苏州光舵微纳科技股份有限公司(简称:光舵微纳)完成由国投创合投资的近亿元B+轮股权融资。作为国内领先的纳米压印技术完整方案提供商,光舵微纳经过多年的研发及市场应用推广,制造出了多款研发型纳米压印设备及全自动量产型纳米压印设备,实现了设备、耗材及工艺的全方位突破。纳米压印技术是微纳加工领域的一项关键底层技术,在国际半导体蓝图(ITRS)中,该技术被列为下一代半导体加工技术的重要代表之一。[img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/35f3a9bc-4344-456c-bb7c-169186c68048.jpg[/img]光舵微纳在LED图形化衬底产业(LED-PSS)处于绝对的技术及市场领先地位,纳米压印设备及耗材已在客户端实现超过4000万片LED-PSS的大规模稳定量产,在此应用场景上实现了对尼康光刻机的产业化替代,并处于快速扩张阶段。同时,积极拓展纳米压印技术在高端半导体、AR衍射光波导、生物检测器件、消费电子等诸多重大[color=#686868]领域的产业化应用,并取得了重要进展。[/color][img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/a55665c3-16b9-45c4-ad33-6ace1d7108bf.jpg[/img]此次融资完成后,光舵微纳将继续提升其核心研发团队的技术实力,积极研发应用于多个重要场景的高端纳米压印设备并进行广泛的市场开拓,进行产线扩充,推进纳米压印技术在更多应用领域的导入,打造从产品、系统到整体解决方案的商业模式,助力我国半导体制造产业的高速发展。[来源:致道资本][align=right][/align]

  • 【分享】功能纳米结构可控生长的新途径

    功能纳米结构可控生长的新途径:非模板选择性自组装 纳米结构的很多应用是通过有机功能分子的吸附来实现的。可控地、有选择性地在纳米结构的不同表面吸附上具有不同功能的分子,对设计及组装功能纳米结构具有重要的意义。通常,人们采用模板方法来实现纳米结构(包括功能分子纳米结构)的可控制备。如何采用非模板方法实现功能纳米结构的可控自组装和选择性吸附极具挑战性,是纳米电子器件和纳米催化的重要基础问题。高鸿钧研究组对纳米结构的可控生长、物性及其在超高密度信息存储方面的应用进行了系统研究。最近,该研究组杜世萱等人研究了金属单晶表面上功能有机分子的吸附、生长和相互作用等。他们从实验和理论上研究了两种有机分子在Ag单晶不同表面上的吸附行为,发现在Ag(775)基底上PTCDA分子会完全吸附在(111)台阶面上,而DMe-DCNQI分子则完全吸附在(221)台阶面上。该研究还阐明了PTCDA分子与基底原子之间的相互作用机制,提出了PTCDA与基底之间的相互作用是通过分子末端官能团的氧原子实现,中心的π共轭区域与基底相排斥,理论模拟得到的氧原子的NIXSW相干长度以及碳原子的K X-ray吸收谱与实验结果符合得很好。这一结论否定了F.S. Tautz等人提出的PTCDA与基底间的相互作用是通过其中心的π共轭区域与基底成键的机制(Nature 425, 602(2003) 和Phys. Rev. Lett. 94, 036106(2005))。这项研究开创了一种新的外延生长A/B有序纳米结构的新途径-非模板选择性自组装,对三维有序组装和各类纳米功能器件的构造具有重要的参考价值和指导意义。该项工作与德国Muenster大学的H. Fuchs组和美国橡树岭国家实验室的S. Pantelides教授组进行了合作。相关研究结果发表在2006年10月13日出版的Phys. Rev. Lett. 97, 156105 (2006)上[color=green](see the attached article below)[/color]。该工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部和中国科学院的资助。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=31890]Selective Nontemplated Adsorption of Organic Molecules on Nanofacets and the Role of Bonding Patterns [/url]

  • 【分享】微结构决定的具有均一米状形貌的新奇银纳米颗粒的高产率合成

    金属纳米颗粒由于其良好的电学、光学、热导、催化以及磁学性质而得到广泛的研究。近年来,金属纳米颗粒奇异的光学性质引起人们极大的兴趣。其中,金银纳米颗粒由于在可见和红外光频区有着很好的表面等离子体共振性质而格外引人注目,在表面增强光谱、生物检测等方面具有巨大的应用前景。通过控制纳米颗粒的形貌可以有效的调制金属纳米颗粒的表面等离子体共振性质。因此,获得不同形貌的金属纳米颗粒是最近兴起的表面等离子体光子学研究领域中重要的研究方向之一。 最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室徐红星研究员研究组的梁红艳同学和王文忠教授首次用多羟基醇还原法合成了一种外形为纺锤状的银纳米颗粒(Ag Nanorice),并与李建奇研究员研究组的杨槐馨副研究员合作,发现这种银纳米颗粒为六方相和立方相交生形成,内部存在孪晶,堆垛层错,多重调制等多种缺陷结构,并且缺陷密度在银纳米颗粒的不同部位有着明显区别,这种微结构突破了传统银纳米颗粒常规的单晶、孪晶特性,决定了具有均一米状形貌的新奇银纳米颗粒的高产率合成。该项研究的意义不仅在于为有效调制表面等离子体共振特性提供新的纳米结构,还在于这种堆垛结构可能打破晶体生长时晶体结构对形貌的限制,为设计合成所需形貌晶体带来曙光。这将丰富纳米晶体结构控制生长的内涵,深化对金属晶体生长规律的认识,拓展金属纳米结构在光谱分析、超灵敏检测等方向的应用,因而具有十分重要的实际意义。 该工作发表于近期的J. Am. Chem. Soc. 131,6068-6069(2009)上。此项研究获得国家自然科学基金委杰出青年基金,科技部重大项目,中科院知识创新工程和教育部的“985”和“211”等项目的资助。

  • 南方科技大学程春教授(广东省杰青)课题组30W聘优秀博士后(纳米材料与器件)

    700 次;其中包括Nature Comm., Nano Lett., ACS Nano, Adv. Matter., J. Am. Chem. Soc. 等;并已获授权一项国家专利,一项美国专利已提交申请;作为评审专家审核国家自然科学基金项目以及深圳市各类科技类基金项目,是Nano Lett,ACS Nano,Adv. Mater. 等期刊的长期审稿人。目前课题组工作以纳米功能氧化物机敏材料、能源材料、二维纳米材料为主要发展方向,近3年发表SCI论文30余篇。现在主持及参与国家自然科学青年基金二项,教育部留学归国人员启动基金一项,广东省杰出青年项目一项,深圳市纳米压印重点实验室项目以及孔雀计划启动基金等,课题组经费约800万元。 http://www.sustc.edu.cn/index.php?r=blog/index&id=59研究领域:1. 低维纳米材料应用于光吸收、能量转化(太阳能电池,分解水)、节能环保(智能玻璃,可见光光催化); 2. 二维纳米材料的可控合成、光学性质及电输运性质; 3. 基于二氧化钒单畴相变的微纳器件 (纳米功率计、执行器等)。课题组具备或近期到位的基本实验条件:1. 化学气相沉积设备5套;水热合成设备多套2. 微区拉曼光谱仪(JY Horiba)2. 半导体测试仪Keithley 4200 +Keithley 电表多套2400/6517+2台锁相放大stanford3. 探针台(cascade)+低温电学测量腔体(janis)4. 双工位手套箱+太阳能模拟器(Newport)5. 电子束热蒸发设备6. 光分解水设备7. 其他设备博士后 岗位要求和待遇:博士后招聘要求(长期有效,名额不限):1. 博士已经毕业或者2015年6月前答辩的博士候选人;2. 博士后将进行下面某一研究方向进行课题研究,因此要求申请人有较强的相关研究经验。a、二维纳米材料的制备,特性研究及器件应用;b、新型钙钛矿薄膜太阳能电池;c、纳米二氧化钒相变的特性研究及器件应用(执行器、纳米功率计、智能玻璃等等)。岗位待遇:1. 在相关专业领域已取得突出的学术成绩和科研成果优秀博士将能够申请南科大设立的校长卓越博士后计划:年薪为30万元整,其中市财政生活补贴12万元/年(免税);对于资质优异的博士,导师将积极帮助推荐。2. 未能入选校长卓越博士后计划的博士后年薪最低为22万元起,最高同样可达30万元(具体待遇视个人资历和能力面议),其中含有深圳市12万元整的高额免税补贴;组内经费充裕、科研气氛极好、设备先进齐全,并提供良好的办公、住宿和科研条件。3. 市政府对出站后留深工作者给予10万元科研启动经费(可算做个人奖励);4. 出站留深工作,符合深圳市后备级或孔雀计划人才条件的可获80-100万元的住房补贴;5. 出站留深进行科研工作的具有海外留学经历的,可申请获得300万的孔雀计划科研启动经费。科研助理1名,招聘要求:1. 硕士毕业或即将毕业;2. 具有一定的科研经验(上述相关的研究领域);3. 待遇面议。应聘流程:1. 申请人将详细的申请材料发送到程春教授邮箱:chengc@sustc.edu.cn,邮件标题请注明“姓名+博士毕业学校+应聘职位” (如,张三XX大学应聘博士后职位)。申请材料需包括:(1) 详细的个人简历,含学习、工作和科研的经历,主要科研成果(如论文论著、成果证书或奖励)清单以及联系方式;(2) 2-3推荐人的姓名及有效联系方式;(可后补充)(3) 其他可以证明工作能力的材料。(4)代表论文2. 通过简历初步遴选者,将在一周内获得电话面试或视频面试通知。3. 通过电话面试者将被邀请到南科大现场面试 ,通过现场面试者将依照相关程序办理博士后入站手续。欢迎有志于在学术界有所建树的同学加入我们课题组!如有疑问,欢迎咨询。

  • 北京纳米跃升工程在宏观尺度超润滑领域取得突破

    塑料问答:近日,在北京市科委支持下,清华大学化工系魏飞教授团队与清华大学微纳米力学与多学科交叉创新研究中心、北京大学信息学院合作,在超润滑领域取得重大突破,在世界上首次检测到了大气环境下厘米以上长度碳纳米管管层间的超润滑现象。所实现的超润滑尺度比以前报道结果的最高值高出3个数量级,同时所得到的摩擦剪切强度比以前报道结果的最低值降低了4个数量级。相关成果发表在国际纳米领域权威学术期刊《自然—纳米技术》上。  摩擦现象一直是人类面临的最具挑战性的问题之一。全世界约1/3至1/2的一次性能源由摩擦过程消耗;工业发达国家因摩擦磨损造成的损失高达GDP的5%-7%。在微观尺度,由于材料比表面积增大,使得摩擦现象更加显著,界面摩擦成为制约器件性能和寿命的关键因素。解决摩擦磨损问题的根本途径是实现固体界面之间的极低摩擦甚至零摩擦,即超润滑。过去二十年中所发现的超润滑现象主要是在纳米尺度和高真空条件下实现的,实现宏观尺度上的超润滑不仅要求固体表面具有超高的模量,而且要求在宏观尺度上原子级平整,无缺陷与位错,如此苛刻的条件使得人们普遍认为大尺度下几乎不可能实现超润滑。  碳纳米管从结构上看是由石墨烯卷曲而成,理论研究表明,当碳纳米管存在哪怕只有一个原子级别的缺陷时,其管壁间摩擦力就会急剧增大。经过近十年的努力,魏飞教授团队在制备长达数厘米且无缺陷的碳纳米管的制备方面取得了一系列突破,发展了单根碳纳米管的纳米颗粒标记技术,这些工作为宏观尺度超润滑工作奠定基础。在上述基础上,魏飞团队首先在光学显微镜下通过用微弱气流吹动碳纳米管的方法观察到了碳纳米管管壁之间快速相对运动的奇妙现象,进而利用扫描电镜下的微纳米操纵平台进行双壁碳纳米管内层的可控抽出,并测量了管壁间的超低摩擦力。研究发现,双壁碳纳米管的管壁之间存在着超低的摩擦力,并且这种摩擦力与碳纳米管的长度没有关系,即无论多长的碳纳米管,其内层都可以被轻易地抽出来。  这项工作被《自然—纳米技术》杂志审稿人评价为里程碑式原创性工作,对于研究和控制摩擦力做出了重大的、创造性的贡献,为下一代全碳电子器件构筑、超润滑机械开发以及超高速微纳米机械、电子器件制备提供了基础。转自塑料问答

  • 微纳米粉捕集装置

    微纳米粉捕集装置

    [font=仿宋_GB2312][size=19px]将待分离粉末加入到电磁筛分部分最上部,承筛部分放置筛孔为微米的筛网(如10、20微米)。[/size][/font][font=仿宋_GB2312][size=19px]筛网层上面有机玻璃盖,通过管路联接到微纳米物质分离捕集器。这是一款内置双层粗孔片和超细滤膜的配件,可将微纳米微粒和大于上层筛孔直径的物料分离。[img=,554,283]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011653556947_148_1812435_3.png!w554x283.jpg[/img][/size][/font][font=仿宋_GB2312][size=19px]捕集器另一端联接真空泵。工作时,真空泵提供负压传输到筛分仪,筛分仪超声装置可将原料粉团聚体打开,并将堵塞的筛孔打开,有利于三维震动的筛分部分将物料快速筛下,扬起微细粒颗粒的作用,空气和纳微米颗粒由筛分仪向真空泵运移,纳微米颗粒最终在捕集器中分离富集[/size][/font][font=宋体][size=19px]。[img=,156,409]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011654144101_1924_1812435_3.png!w156x409.jpg[/img]本装置特点:[font=Wingdings]u [/font][font=宋体]电磁驱动,清洁能源[/font][font=Wingdings]u [/font][font=宋体]三维抛掷筛分,速度快,重复性高[/font][font=Wingdings]u [/font][font=宋体]操作简便,功率、振幅可调节[/font][font=Wingdings]u [/font][font=宋体]独有S型压盘设计,可快速拆卸筛子,筛分效率高[/font][font=Wingdings]u [/font][font=宋体]采用单向夹具,可快速压紧[/font][font=Wingdings]u [/font][font=宋体]连续、精微、间断三种震动模式可选[/font][font=Wingdings]u [/font][font=宋体]干法、湿法筛分可选[/font][/size][/font]

  • 中国科学技术大学纳米催化表面物理化学研究组招聘博士后

    中国科学技术大学纳米催化表面物理化学研究组招聘博士后中国科学技术大学纳米催化表面物理化学研究组目前承担了国家科技部重大科学研究计划、中国科学院、国家自然科学基金、MPG-CAS伙伴小组等项目,因科研需要,诚招有相关科研经验的博士后。研究组组长黄伟新教授是中国科学院“百人计划”入选者(2005-2008年),已在国内外学术期刊上发表SCI收录论文80余篇,被引用700余次。2005年在中国科学技术大学独立工作以来在JACS, AngewChemIntEd, JCatal, JPC等刊物发表学术论文60余篇。曾获得第13届国际催化大会“青年科学家奖”(2004年)、亚历山大洪堡基金会洪堡学者(2004年)、中国真空学会 “中国真空青年科技创新奖”(2008年)和中国化学会“青年化学奖”(2009年),曾担任“先进催化材料结构-性能关系:试验与理论”教育部创新团队带头人。目前为“多相催化模型体系的结构-性能关系”中国科学院-德国马普学会伙伴小组组长和中国化学会催化委员会委员。详细信息请访问研究组主页http://staff.ustc.edu.cn/~huangwx/ 一、研究方向(1)模型催化体系基于表面分析仪器研究催化反应过程中的基元化学反应步骤,从中了解催化反应的具体路径,探讨催化剂表面的构效关系。(2)纳米催化研究利用各种纳米材料的制备方法合成纳米催化剂,并通过样品表征技术来研究催化剂的组成、结构和催化性能之间的联系 二、招聘条件申请者应具有相关专业的博士学位(或即将毕业),身体健康,品学兼优,有敬业精神,具有相关课题经验和科研经历,以及独立的科研工作能力,有责任心和团队精神。 三、待遇享受中国科学技术大学规定的博士后工作和生活待遇,学校提供生活设施齐全的博士后公寓一套。优秀者将有机会获得学校青年科学基金(10-20万元)资助和额外生活补贴。 四、应聘材料(1)个人简历(2)曾参加或承担的主要科研工作简介,成果业绩(3)博士/硕士/本科论文的主要内容(4)发表(含录用)论文清单 五、联系方式请将申请函寄至信箱:huangwx@ustc.edu.cn

  • 时间分辨荧光光谱测定不同氮化碳纳米结构的光催化性能研究

    时间分辨荧光光谱测定不同氮化碳纳米结构的光催化性能研究

    [align=center][b][font=黑体]时间分辨荧光光谱测定不同氮化碳纳米结构的光催化性能研究[/font][/b][/align][align=center][font=宋体]刘传德,束[/font][font=宋体]爽,魏[/font][font=宋体]巍[/font]*[/align][align=center][font=宋体]江苏大学[/font][font=宋体]分析测试中心[/font], [font=宋体]江苏[/font] [font=宋体]镇江[/font] 212013[/align][b][font=黑体]摘[/font][font=黑体]要[/font]: [/b][font=宋体]本文系统地研究了不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构(块体[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和纳米线)光催化降解亚甲基蓝的活性及其在纳米尺度下的时间分辨荧光光谱。主要研究目的是阐明不同氮化碳纳米结构对光活性影响的因素。时间分辨荧光光谱表明,氮化碳纳米线形成了低的价导带和稳定的发光缺陷态,进而增长了其荧光寿命。研究进一步表明,氮化碳纳米线的界面发生的电子转移受氮化碳结构缺陷的影响。此外,光催化实验结果表明,与块体[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比所制备的纳米线具有更高的催化活性。[/font][b][font=黑体]关键词[/font]: [/b][font=宋体]氮化碳[/font][font=楷体_GB2312];[/font][font=宋体]纳米线;时间分辨荧光光谱;光催化活性[/font][align=center][b]Study on photocatalytic properties of different carbonnitride nanostructures determined by time-resolved fluorescence spectroscopy[/b][/align][align=center] LIU Chuan-de, SHU Shuang, WEI Wei *[/align][align=center]Analysis &Testing Center, Jiangsu University,Zhenjiang 212013, China[/align][b]Abstract:[/b]The time-resolved photoluminescence(PL) in the nanosecond time scale of different g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub]nanostructures (bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4 [/sub]and nanowires) has beensystematically investigated in relation to their photocatalytic degradation ofMethylene blue (MB). The main aim of the study is to elucidate the origin ofthe effects in photoactivity produced by different g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub]nanostructures. Time-resolved PL analysis indicates carbon nitride nanowiresintroduce new stabilized luminescent defective trap states below the conductionband revealed by long-living PL components. While analysis indicates that theelectron transfer occurring at the carbon nitride nanowires interface is affectedby the defective structure of carbon nitride. Furthermore, the photocatalyticexperimental results indicated that the as-prepared nanowires showed enhancedactivities compared with bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub].[b]Key words:[/b]carbon nitride nanowires time-resolvedphotoluminescence photocatalytic activity[font=宋体]石墨相氮化碳([/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体])是由[/font]N[font=宋体]桥连七嗪环([/font]C[sub]6[/sub]N[sub]7[/sub][font=宋体])结构单元构成的二维层状材料,它具有可见光响应、化学稳定性好、热稳定性高及成本低廉等突出优点[/font][sup][1, 2][/sup][font=宋体],在可见光催化水分解制氢[/font][sup][3][/sup][font=宋体]、二氧化碳还原[/font][sup][4][/sup][font=宋体]及环境治理[/font][sup][5][/sup][font=宋体]等领域得到了广泛应用,是近年备受研究人员关注的一种聚合物光催化材料。块体氮化碳([/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体])存在比表面积低、光生载流子易复合和光吸收有限等缺点[/font][sup][6][/sup][font=宋体],限制了石墨相氮化碳的实际应用前景。[/font][font=宋体]研究工作者通过调控[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的形貌来改善其催化活性[/font][sup][7][/sup][font=宋体],近年来,各种形态的纳米结构不断出现,已经报道的超薄纳米片、三维多孔等结构[/font][sup][3-5][/sup][font=宋体],此类结构都有这优异的特性,备受工作者青睐。[/font][font=宋体]时间分辨荧光光谱也叫瞬态荧光光谱,能够表征样品由基态受激发到激发态后,再由激发单重态回到基态辐射光子的过程,能够直接获得荧光衰减曲线,从而获得瞬态相关的物理机制,可以进一步研究光催化过程的光诱导电荷分离及其转移过程。[/font][font=宋体]我们利用高级稳态瞬态荧光测试系统,以可调谐皮秒激光器为激发光源,对制备的不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构(块体[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和纳米线)进行荧光性能检测。考察不同形貌[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的瞬态寿命,辅以[/font]X[font=宋体]射线衍射仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和比表面分析仪器等相应的检测手段,研究不同结构[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的相应性能,从而总结时间分辨荧光光谱寿命对催化性能的影响。[/font][b]1[/b][font=宋体]实验[/font][b]1.1[/b][font=黑体]材料与仪器[/font][font=宋体]三聚氰胺、三聚氰酸、无水乙醇、乙腈、亚甲基蓝均为分析纯,购自国药集团化学试剂公司;实验用水采用二次蒸馏水。[/font]X[font=宋体]射线衍射分析仪[/font]([font=宋体]德国[/font]Bruker [font=宋体]公司,[/font]D8 Advance)[font=宋体],扫描电子显微镜[/font]([font=宋体]日本[/font]JEOL[font=宋体]公司,[/font]JSM-7001F)[font=宋体],透射电子显微镜[/font]([font=宋体]日本[/font]JEOL[font=宋体]公司,[/font]JEM-1200EX)[font=宋体],傅里叶红外光谱仪[/font]([font=宋体]美国赛默飞世尔科技有限公司,[/font]Nicolet 50)[font=宋体],紫外可见分光光度计[/font]([font=宋体]日本岛津公司,[/font]UV-2450)[font=宋体],全自动比表面和孔隙分析仪[/font]([font=宋体]美国康塔公司,[/font]NOVA4200E)[font=宋体]、高级稳态瞬态荧光测试系统[/font]([font=宋体]美国[/font]Photon Technology International[font=宋体]公司,[/font]QM4m)[font=宋体]。[/font][b]1.2[font=黑体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=黑体]纳米结构的制备[/font][/b][font=宋体]首先,称取等摩尔比的三聚氰胺和三聚氰酸,直接溶解于[/font]60 mL[font=宋体]的乙腈中,充分搅拌[/font]12h[font=宋体],待搅拌结束后,用乙腈清洗数遍后,在[/font]80[font=宋体]℃下干燥[/font]12h[font=宋体],获得白色粉末。将白色粉末分散于[/font]80 mL[font=宋体]的乙腈中,放入[/font]100mL[font=宋体]的内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中,密封在[/font]180[font=宋体]℃下反应[/font]24h[font=宋体],反应结束后,离心洗涤多次,在[/font]80[font=宋体]℃下干燥[/font]12h[font=宋体]获得前驱体。将前驱体放入坩埚中于管式炉中在氮气保护[/font]500[font=宋体]℃下煅烧[/font]2h[font=宋体],待管式炉自然冷却至室温,取样品袋备用,标记为[/font]CNWs[font=宋体]。作为参比,根据之前的报道直接热解三聚氰胺获得样品,标记为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][sup][3, 6][/sup][font=宋体]。[/font][b]1.3[font=黑体]光催化活性测试[/font][/b][font=宋体]取[/font]0.1g[font=宋体]催化剂加入到[/font]100mL 10 mg/L[font=宋体]亚甲基蓝溶液,暗反应[/font]30min[font=宋体]以保证吸附[/font]-[font=宋体]脱附达到平衡,然后打开光源([/font]350 W[font=宋体]氙灯)照射在每隔[/font]30min[font=宋体]取出约[/font]3mL[font=宋体]液体,离心分离,利用采用紫外可见分光光度计测定溶液的吸光度。亚甲基蓝溶液的脱色率用以下公式计算:[/font][font=宋体]降解率[img=,433,65]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630259980_5308_5248244_3.png!w433x65.jpg[/img][/font][font=宋体]式中:[/font][i]C[sub]0[/sub][/i]—[font=宋体]原溶液中亚甲基蓝的初始质量浓度;[/font][i]C[sub]e[/sub][/i]—[font=宋体]亚甲基蓝溶液降解后的质量浓度;[/font][i]A[sub]0[/sub][/i]—[font=宋体]原溶液中亚甲基蓝的初始吸光度;[/font][i]A[sub]e[/sub][/i]—[font=宋体]亚甲基蓝溶液降解后的吸光度。[/font][b] 2 [/b][font=宋体]结果与分析[/font][b]2.1[font=黑体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=黑体]纳米结构的表征[/font][/b][align=center][img=,690,265]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091629425631_5031_5248244_3.png!w690x265.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]1 [font=宋体]所制备的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的[/font]XRD[font=宋体]谱图[/font](a)[font=宋体]和红外光谱图[/font](b)[/align][align=center] Fig. 1 XRD patterns (a) and FT-IR spectra (b)for the as-prepared samples: bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub] and CNWs.[/align][b]2.1.1[/b][font=楷体_GB2312]样品的晶相分析[/font][font=宋体]图[/font]1(a)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的[/font]XRD[font=宋体]谱图。在[/font]12.8[font=宋体]°和[/font] 27.3[font=宋体]°处出现石墨相氮化碳的特征衍射峰,与标准[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的晶面相相吻合[/font][font=宋体],分别对应于[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的[/font](100)[font=宋体]和[/font](002)[font=宋体]晶面,[/font][font=宋体]且未观测到其它特征峰,表明采用超分子自组装法能够制备[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][sup] [6][/sup][font=宋体]。[/font]12.8[font=宋体]°处的衍射峰归属于[/font]melon[font=宋体]类物质的特征峰,由体系内缩聚的三嗪单元的有序排列引起;[/font]27.3[font=宋体]°处的衍射峰归属于典型层间堆积的共轭芳香体系,表明[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]具有类石墨的层状结构[/font][sup][4][/sup][font=宋体]。[/font][align=center][font=宋体][img=,690,297]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630100029_8764_5248244_3.png!w690x297.jpg[/img]图[/font]2[font=宋体]所制备的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]样品的[/font]TEM[font=宋体]图:[/font](a) bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font](b) CNWs[/align][align=center]Fig. 2 RepresentativeTEM micrographs of (a) bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub] and (b) CNWs.[/align][font=宋体]此外,与[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比,[/font]CNWs[font=宋体]处于[/font]27.2[font=宋体]°处的峰出现偏移,说明该材料的晶面间距增大,表明层状结构被破坏,且强度变弱,说明采用超分子自组装法合成的[/font]CNWs[font=宋体]具有更高的缺陷率[/font][sup][8][/sup][font=宋体]。图[/font]1(b)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的红外光谱图。[/font]CNWs[font=宋体]的红外吸收峰位与[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]基本一致,均表现出典型的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]特征振动模型,说明两种纳米结构的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]表观官能团结构相似,[/font]810 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处的吸收峰归属于三嗪结构单元典型的弯曲振动模式[/font][sup][4][/sup][font=宋体],[/font]890 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处的吸收峰归属于[/font]N-H[font=宋体]键的弯曲变形,[/font]1240~1640 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处的吸收峰是典型的芳香型碳氮杂环([/font]C–N(–C)–C [font=宋体]或[/font] C–NH–C[font=宋体])的伸缩振动峰[/font][sup][9][/sup][font=宋体]。同时,与[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比,[/font]CNWs[font=宋体]在[/font]3000 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处有更强的吸收峰([/font]N-H[font=宋体]的弯曲振动峰),表明[/font]CNWs[font=宋体]中有较多的氨基基团。[/font][b]2.1.2[/b][font=楷体_GB2312]样品的形貌分析[/font][font=宋体]图[/font]2[font=宋体]为[/font][font=宋体]所制备的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]样品的[/font]TEM[font=宋体]图。由图可见,与直接热解三聚氰胺得到的层状堆叠结构的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比,[/font]CNWs[font=宋体]形成了纳米线结构。这种特殊形貌的形成是因为非共价键(氢键和卤键)在超分子自组装过程中的引导作用[/font][sup][9][/sup][font=宋体],使得三聚氰胺和三聚氰酸分子出现定向排布,最终形成纳米线构型。[/font][b]2.1.3[/b][font=楷体_GB2312]样品的紫外光谱及比表面积分析[/font][align=center][font=宋体][img=,690,261]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630395450_9441_5248244_3.png!w690x261.jpg[/img]图[/font]3[font=宋体]所制备的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的[/font]Uv-vis[font=宋体]谱图[/font](a)[font=宋体]和氮气吸附[/font]/[font=宋体]脱附等温曲线[/font](b)[/align][align=center]Fig. 3 (a)Uv-vis diffuse reflectance spectra of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub] andCNWs (b) Nitrogen adsorption/desorption isotherm curves of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub]and CNWs[/align][font=宋体]光吸收性能是影响样品的光催化活性的重要因素。图[/font]3(a)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的紫外可见漫反射光谱图。从图中可以发现,制备的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的最大吸收边为[/font]465 nm[font=宋体],而具有纳米线形貌的[/font]CNWs[font=宋体]的最大吸收边发生了明显的红移,大大增强了其对可见光的响应。相比[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体],超分子自组装法制备的纳米线在光吸收能力上显著增强,提高了其对可见光的利用率。根据[/font]Tauc plot[font=宋体]公式计算[/font][sup][3][/sup][font=宋体],[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]禁带宽度为[/font]2.62 eV[font=宋体],而氮化碳纳米线的禁带宽度为[/font]1.52 eV[font=宋体],形成了较低的价导带,表明了光吸收性能得到了有效的改善,可能由于入射光在纳米线堆中多次反射后增大了光吸收的有效光程所致[/font][sup][10][/sup][font=宋体]。图[/font]3(b)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的的[/font][font=宋体]氮气吸附[/font]/[font=宋体]脱附等温曲线。经吸附脱附等温线测试得分析[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]表现出典型的第Ⅳ类等温线特征,其比表面积为[/font]74.25 m[sup]2[/sup]g[sup]-1[/sup][font=宋体]和[/font]60.16 m[sup]2[/sup]g[sup]-1[/sup][font=宋体]。[/font]CNWs[font=宋体]在[/font]p/p[sub]0[/sub] = 0.8- 1.0 [font=宋体]质检出现滞后环,表明其内部结构介孔较多,且孔径较大,纳米线结构有利于分子的穿插和吸附,增强了反应分子的传质效率[/font][sup][5,11][/sup][font=宋体]。[/font][align=center][img=,690,269]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630514303_7222_5248244_3.png!w690x269.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]4 (a) bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的荧光光谱图[/font] (b)bulkg-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的时间分辨荧光光谱寿命图[/font][/align][align=center]Fig.4 (a) Photoluminescence spectra of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4 [/sub]and CNWs (b) Time-resolvedfluorescence decay spectra of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4 [/sub]and CNWs[/align][b]2.1.4 [/b][font=楷体_GB2312]样品的光学性质分析[/font][font=宋体]光致发光光谱中荧光强度越弱表明光生电子空穴复合作用越弱,光量子效率越高,说明光催化性能越好。荧光光谱的强度是反应半导体中光致电子空穴分离和复合效率的重要手段,其峰值强度越大往往代表着较低的电子空穴复合速率以及较高的光催化活性[/font][sup][3][/sup][font=宋体]。图[/font]4(a)[font=宋体]显示的是在[/font]350 nm[font=宋体]处激发的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的荧光光谱图。[/font]bulkg-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]在[/font]469 nm[font=宋体]处有一个强度较高的发射峰,然而[/font]CNWs[font=宋体]的发射峰强度比[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的强度急剧下降,说明[/font]CNWs[font=宋体]拥有相对较低的电子空穴复合速率。从中推测[/font]CNWs[font=宋体]的纳米线结构形成有效的界面电子转移,从而大幅抑制光生载荷子的复合[/font][sup][8][/sup][font=宋体],实现[/font]TiO[sub]2[/sub][font=宋体]光催化活性的提高,这与上述[/font]Uv-vis[font=宋体]分析结果一致。[/font][font=宋体]为了进一步研究不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的光生载流子的光物理性质,采用时间分辨荧光光谱定量测定样品的荧光寿命,以高级稳态瞬态荧光测试系统可调谐皮秒激光器为激发光源,激发光波长为[/font]337 nm[font=宋体],检测荧光发射信号在样品荧光发射峰[/font]469 nm[font=宋体]位置。图[/font]4(b)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的时间分辨荧光光谱寿命图。采用单指数衰减方程[/font][sup][4][/sup][font=宋体]来拟合相应的荧光衰减曲线,经拟合计算[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的平均荧光寿命分别为[/font]2.36 ns[font=宋体]和[/font]3.29 ns[font=宋体]。可见,[/font]CNWs[font=宋体]的光生载流子复合率较低,可能与的二维线性结构和改变的电子能带有关[/font][sup][10][/sup][font=宋体]。时间分辨荧光光谱寿命进一步表明,[/font]CNWs[font=宋体]体系中的光生电子具有较长的荧光寿命。由此,利用二维纳米线结构,促进材料间的光生电荷快速迁移,使催化剂的光生电子与空穴能够有效分离与传输,并保持较强的氧化还原能力[/font][sup][11][/sup][font=宋体]。[/font][b]2.2[font=宋体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构的光催化性能[/font][/b][font=宋体]图[/font]5 [font=宋体]为制备的不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构样品随光照时间的变化降解亚甲基蓝([/font]MB[font=宋体])的降解率曲线及降解有机染料[/font]MB[font=宋体],对比两种不同形貌[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的光催化活性。[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]对[/font]MB[font=宋体]的降解率分别为[/font]71.08%[font=宋体]和[/font]98.52%[font=宋体],纳米线具有更大比表面积的纳米线结构有利于[/font]MB[font=宋体]吸附,提供了更多的反应位点;其二维结构促进了电荷转移传输,增大了光生载流子的转移效率和存活时间,使得催化效率得到了进一步提高[/font][sup][5, 8,12][/sup][font=宋体]。[/font][align=center][img=,690,272]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091631019684_8928_5248244_3.png!w690x272.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]5 [font=宋体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]样品对亚甲基蓝的降解率[/font] (a) [font=宋体]和降解动力学曲线[/font] (b) [/align][align=center]Fig. 5 (a) Degradation of MB by differentsamples and (b) degradation kinetics curve of different samples.[/align][b] 3[font=宋体]结[/font][font=宋体]论[/font][/b][font=宋体]二维线性结构的氮化碳纳米线结构形成有效的界面电子转移,大幅抑制光生载荷子的复合,使得光催化活性明显高于块体氮化碳。借助时间分辨荧光光谱寿命研究了不同氮化碳的荧光性能,进一步证明了纳米线具有更长的荧光寿命,表明氮化碳纳米线的界面发生的电子转移受氮化碳结构缺陷的影响,提高了氮化碳的光催化性能。[/font][font=黑体]参考文献:[/font][1] Wang, Y., Wang, X., & Antonietti, M. (2012).Polymeric graphitic carbon nitride as a heterogeneous organocatalyst: fromphotochemistry to multipurpose catalysis to sustainable chemistry. [i]AngewandteChemie International Edition[/i], [i]51[/i](1), 68-89.[2] Wang, X., Blechert, S., & Antonietti, M.(2012). Polymeric graphitic carbon nitride for heterogeneousphotocatalysis. [i]Acs Catalysis[/i], [i]2[/i](8), 1596-1606.[3] Cao, S., Low, J., Yu, J., & Jaroniec, M.(2015). Polymeric photocatalysts based on graphitic carbon nitride. [i]AdvancedMaterials[/i], [i]27[/i](13), 2150-2176.[4] Zhao, Z., Sun, Y., & Dong, F. (2015). Graphiticcarbon nitride based nanocomposites: a review. [i]Nanoscale[/i], [i]7[/i](1),15-37.[5] Zheng, Y., Lin, L., Wang, B., & Wang, X.(2015). Graphitic carbon nitride polymers toward sustainable photoredoxcatalysis. [i]Angewandte Chemie International Edition[/i], [i]54[/i](44),12868-12884.[6] Ma, T. Y., Cao, J. L., Jaroniec, M., & Qiao, S.Z. (2016). Interacting carbon nitride and titanium carbide nanosheets for high[font=宋体]-[/font]performance oxygen Evolution. [i]AngewandteChemie International Edition[/i], [i]55[/i](3), 1138-1142.[7] Xia, P., Zhu, B., Yu, J., Cao, S., & Jaroniec,M. (2017). Ultra-thin nanosheet assemblies of graphitic carbon nitride forenhanced photocatalytic CO[sub]2[/sub] reduction. [i]Journal of MaterialsChemistry A[/i], [i]5[/i](7), 3230-3238.[8] Cui, Q., Xu, J., Wang, X., Li, L., Antonietti, M.,& Shalom, M. (2016). Phenyl[font=宋体]-[/font]modified carbon nitride quantum dots with distinct photoluminescenceBehavior. [i]Angewandte Chemie International Edition[/i], [i]55[/i](11),3672-3676.[9] Zhou, C., Lai, C., Huang, D., Zeng, G., Zhang, C.,Cheng, M., ... & Wen, X. (2018). Highly porous carbon nitride bysupramolecular preassembly of monomers for photocatalytic removal ofsulfamethazine under visible light driven. [i]Applied Catalysis B:Environmental[/i], [i]220[/i], 202-210.[10] Niu, P., Qiao, M., Li, Y., Huang, L., & Zhai,T. (2018). Distinctive defects engineering in graphitic carbon nitride forgreatly extended visible light photocatalytic hydrogen evolution. [i]NanoEnergy[/i], [i]44[/i], 73-81.[11] Xia, P., Antonietti, M., Zhu, B., Heil, T., Yu,J., & Cao, S. (2019). Designing defective crystalline carbon nitride to enableselective CO[sub]2[/sub] photoreduction in the gas phase. [i]AdvancedFunctional Materials[/i], 1900093.[12] Zhang, G., Li, G., Heil, T., Zafeiratos, S., Lai,F., Savateev, A., ... & Wang, X. (2019). Tailoring the grain boundary chemistryof polymeric carbon nitride for enhanced solar hydrogen production and CO[sub]2[/sub]reduction. [i]Angewandte Chemie International Edition[/i], [i]131[/i](11),3471-3475.

  • 2005年度国家自然科学基金委员会专项“纳米科技平台上纳米材料和器件的若干基础研究”研究课题申请指南

    2005年度国家自然科学基金委员会专项“纳米科技平台上纳米材料和器件的若干基础研究”研究课题申请指南 一、总体目标本专项的设立旨在充分利用国家纳米科技平台,实现数据和研究设备的共享;强化国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金会)“纳米科技基础研究”重大研究计划整体布局的集成,推动学科交叉和合作研究;促进纳米科技的稳定健康发展,提升我国在纳米材料和纳米器件基础研究领域的国际竞争能力。本专项的依托单位是国家纳米科学中心。 二、基本原则本专项将根据自然科学基金会“纳米科技基础研究”重大研究计划申请指南以及其他与纳米科技密切相关的研究课题的总体要求,充分利用国家纳米科学中心各协作实验室相关仪器设备,在纳米科学与技术的关键研究领域开展原创性基础研究。 三、研究领域 1、纳米尺度的相关检测和表征 (1)纳米材料的表面物理化学过程和自组装方法研究 (2)纳米尺度内物理、化学性质的检测和表征 (3)分子纳米结构和单分子检测 2、纳米结构、纳米器件的设计和应用探索 (1) 准一维纳米材料的基本理论和工艺技术研究 (2) 基于新原理的纳米电子器件和纳米光子器件 (3) 纳米材料及器件的设计和数学建模 3、纳米生物和医学器件研究 (1) 用于疾病早期诊断和治疗的纳米材料及相关器件技术 (2) 探索靶向治疗的纳米药物及其载体的定向输送和缓释体系 (3) 单分子和单细胞的探测、表征和传感技术 四、申请本专项研究课题注意事项 1、申请人资格本专项各研究课题申请人必须符合自然科学基金会面上项目申请者资格,承担过或正承担着自然科学基金会“纳米科技基础研究”重大研究计划资助项目以及基金会与纳米科技密切相关的项目。研究课题申请不受自然科学基金会基金申请限项规定的制约。 2、申请者可根据拟解决的具体科学问题,自由确定项目名称、研究目标、研究内容、技术路线。每个课题资助金额原则上不超过10万元,执行期限为2年。 3、本专项经费原则上应使用在国家纳米科学中心协作实验室的大型仪器上开展相关的学术研究和测试等方面的工作,在课题申请书上应明确表示使用大型仪器所在的协作实验室名称。课题经费按照申请内容和使用设备的情况划拨至相关的协作实验室。 4、申请者请于2006年1月10日前提交课题申请。使用统一电子版面上基金项目申请书,申请者可自行在基金会网站上下载,然后安装在个人计算机中,按照帮助文档的说明操作即可。基本信息表中的资助类别选择“专项基金项目”、亚类说明选择“其他”,附注说明填写“纳米科技平台上纳米材料和器件的若干基础研究”,报告正文按照面上项目撰写提纲撰写。一式5份报送国家纳米科学中心。 5、为避免重复资助,项目申请书应明确论述该项申请与其它相关研究项目的联系与不同。 6、自然科学基金会委托“纳米科技基础研究”重大研究计划专家指导组成员、协调工作组成员、本专项负责人和部分特邀专家组成本专项管理领导小组,负责项目评审等工作。评审中坚持择优和重点支持的原则,以到会评审专家投票的方式确定资助课题(赞成票须超过到会专家半数)。 7、在课题执行过程中,各课题负责人和课题组成员应保持稳定,确需变更的,课题负责人须及时提交变更申请及相应变更材料,经专项负责人签署意见后报管理领导小组审定。 8、本专项资助的课题研究所形成的论文、专利和数据库等须标注: “由国家自然科学基金资助,项目批准号90406024”等相关字样。 五、联系方式 联 系 人: 汲志华 王荷蕾 联系电话: 010-82613928,62652123 传 真: 010-62652116Email: jizh@iccas.ac.cn wanghl@nanoctr.cn 通讯地址: 北京中关村北一街2号国家纳米科学中心 邮 编: 100080

  • 【转帖】纳米材料几个热点领域的新进展

    纳米材料几个热点领域的新进展  一、纳米组装体系的设计和研究  目前的研究对象主要集中在纳米阵列体系;纳米嵌镶体系;介孔与纳米颗粒复合体系和纳米颗粒膜。目的是根据需要设计新的材料体系,探索或改善材料的性能,目标是为纳米器件的制作进行前期准备,如高亮度固体电子显示屏,纳米晶二极管,真空紫外到近红外特别是蓝、绿、红光控制的光致发电和电子发光管等都可以用纳米晶作为主要的材料,国际上把这种材料称为“量子”纳米晶,目前在实验室中已设计出的纳米器件有Si-SiO2的发光二极管,Si掺Ni的纳米颗粒发光二极管,用不同纳米尺度的CdSe做成红、绿、蓝光可调谐的二极管等。介孔与纳米组装体系和颗粒膜也是当前纳米组装体系重要研究对象,主要设计思想是利用小颗粒的量子尺寸效应和渗流效应,根据需要对材料整体性能进行剪裁、调整和控制达到常规不具备的奇特性质,这方面的研究将成为世纪之交乃至下一个世纪引人注目的前沿领域。纳米阵列体系的研究目前主要集中在金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒在一个绝缘的衬底上整齐排列的二维体系。   纳米颗粒与介孔固体组装体系近年来出现了新的研究热潮。人们设计了多种介孔复合体系,不断探索其光、电及敏感活性等重要性质。这种体系一个重要特点是既有纳米小颗粒本身的性质,同时通过纳米颗粒与基体的界面隅合,又会产生一些新的效应。整个体系的特性与基体的孔洞尺寸,比表面以及小颗粒的体积百分比数有密切的关系。可以通过基体的孔洞将小颗粒相互隔离,使整个体系表现为纳米颗粒的特性;也可以通过空隙的连通,利用渗流效应使体系的整体性质表现为三维块体的性质。这样可以根据人们的需要组装多种多样的介孔复合体。目前,这种体系按支撑体的种类可划分为:无机介孔和高分子介孔复合体两大类。小颗粒可以是:金属、半导体、氧化物、氮化物、碳化物。按支撑体的状态也可分为有序和无序介孔复合体。  二、高性能纳米结构材料的合成  对纳米结构的金属和合金重点放在大幅度提高材料的强度和硬度,利用纳米颗粒小尺寸效应所造成的无位错或低位错密度区域使其达到高硬度、高强度。纳米结构铜或银的块体材料的硬度比常规材料高50倍,屈服强度高12倍;对纳米陶瓷材料,着重提高断裂韧性,降低脆性,纳米结构碳化硅的断裂韧性比常规材料提高100倍,n-ZrO2+Al2O3、n-SiO2+Al2O3的复合材料,断裂韧性比常规材料提高4-5倍,原因是这类纳米陶瓷庞大体积百分数的界面提供了高扩散的通道,扩散蠕变大大改善了界面的脆性。  三、纳米添加使传统材料改性  在这一方面出现了很有应用前景的新苗头,高居里点、低电阻的PTC陶瓷材料,添加少量纳米二氧化铣可以降低烧结温度,致密速度快,减少Pb的挥发量,大大改善了PTC陶瓷的性能,尺度为60nm的氧化锌压敏电阻、非线性阀值电压为100V/cm,而4mm的氧化锌,阀值电压为4kV/cm,如果添加少量的纳米材料,可以将阀值电压进行调制,其范围在100V~30kV之间,可以根据需要设计具有不同阀值电压的新型纳米氧化锌压敏电阻,三氧化二铝陶瓷基板材料加入3%--5%的27nm纳米三氧化二铝,热稳定性提高了2——3倍,热导系数提高10%——15%。纳米材料添加到塑料中使其抗老化能力增强,寿命提高。添加到橡胶可以提高介电和耐磨特性。纳米材料添加到其他材料中都可以根据需要,选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的,应用前景广阔。  四、纳米涂层材料的设计与合成   这是近1—2年来纳米材料科学国际上研究的热点之一,主要的研究聚集在功能涂层上,包括传统材料表面的涂层、纤维涂层和颗粒涂层,在这一方面美国进展很快,80nm的二氧化锡及40nm的二氧化钦、20nm的三氧化二铬与树脂复合可以作为静电屏蔽的涂层,80nm的BaTiO3可以作为高介电绝缘涂层,40nm的Fe3O4可以作为磁性涂层,80nm的Y2O3可以作为红外屏蔽涂层,反射热的效率很高,用于红外窗口材料。近年来人们根据纳米颗粒的特性又设计了紫外反射涂层,各种屏蔽的红外吸收涂层、红外涂层及红外微波隐身涂层,在这个方面的研究逐有上升的趋势,目前除了设计所需要的涂层性能外,主要的研究集中在喷涂的方法,大部分研究尚停留在实验室阶段,日本和美国在静电屏蔽涂层、绝缘涂层工艺上有所突破,正在进入工业化生产的阶段。  五、纳米颗粒表面修饰和包覆的研究   这种研究主要是针对纳米合成防止颗粒长大和解决团聚问题进行的,有明确的应用背景。美国已成功地在ZrO2纳米颗粒表面包覆了Al2O3在纳米Al2O3表面包覆了ZrO2,SiO2表面的有机包覆,TiO2表面的有机和无机包覆都已在实验室完成。包覆的小颗粒不但消除了颗粒表面的带电效应,防止团聚,同时,形成了一个势垒,使它们在合成烧结过程中(指无机包覆)颗粒不易长大。有机包覆使无机小颗粒能与有机物和有机试剂达到浸润状态。这为无机颗粒掺入高分子塑料中奠定了良好的基础。这些基础研究工作,推动了纳米复合材料的发展。美国在实验室中已成功的把纳米氧化物表面包覆有机物的小颗粒添加到塑料中,提高了材料的强度和熔点。同时防水能力增强,光透射率有所改善。若添加高介电纳米颗粒,还可增强系统的绝缘性。在封装材料上有很好的应用前景。

  • 【讨论】如何看纳米带的DIFFRACTION PATTERN?

    我的样品在高分辨下看到了一维纳米结构(RODS,或者BELTS),我很想知道到底是什么成份。请问怎么做diffratcion pattern吗?是不是要做NBD? 我还不会。做fft行吗?尺寸大概是5nm*50nm的样子谢谢

  • 我国专家首次当选ISO工作组召集人

    日前,中国合格评定国家认可委员会(CNAS)国际合作处副处长费杨被国际标准化组织合格评定委员会(ISO/CASCO)秘书处任命为新成立的ISO/CASCO第35工作组(WG35)召集人。 这是我国专家首次担任ISO/CASCO工作组召集人,将有助于进一步提升我国在国际认证认可领域的发言权和影响力,推动我国认证认可的国际化。这一成果的取得,得益于我国认证认可工作的国际化战略,得益于我国认证认可及其标准化工作的发展,得益于国家认监委、国 家 标 准委以及全国认证认可标准化技术委员会(SAC/TC261)对CNAS相关工作的重视和支持,得益于CNAS长期以来积极开展认可国际合作、积极参与认证认可标准化工作,也体现了ISO/CASCO和国际同行对我国认证认可地位和作用的肯定和重视。 据悉,WG35将负责起草近期立项的ISO技术规范《合格评定——质量管理体系认证审核的能力要求》。

  • 纳米气敏传感器研究进展

    转载一篇文章[url=http://www.instrument.com.cn/download/search.asp?sel=admin_name&keywords=quanbaogang]欢迎到我的资料库下载[/url][color=blue][b]纳米气敏传感器研究进展[/b][/color]1引言纳米技术是研究尺寸在01~100nm的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术[1]。纳米技术的发展,不仅为传感器提供了优良的敏感材料,例如纳米粒子、纳米管、纳米线、纳米薄膜等,而且为传感器制作提供了许多新型的方法,例如纳米技术中的关键技术STM,研究对象向纳米尺度过渡的MEMS技术等。与传统的传感器相比,纳米传感器尺寸减小、精度提高等性能大大改善,更重要的是利用纳米技术制作传感器,是站在原子尺度上,从而极大地丰富了传感器的理论,推动了传感器的制作水平,拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等方面获得广泛的发展。湖南长沙索普测控技术有限公司研制成功电阻应变式纳米压力传感器,这种电阻应变式纳米膜压力传感器,测量精度和灵敏度高、体积小、重量轻、安装维护方便,是一种稳定和可靠的测量压力参数的科技创新产品。利用一些纳米材料的巨磁阻效应,科学家们已经研制出了各种纳米磁敏传感器[2]。在生物传感器中,用纳米颗粒、多孔纳米结构和纳米器件都获得了令人满意的应用[3]。在光纤传感器基础上发展起来的纳米光纤生物传感器,不但具有光纤传感器的优点,而且由于这种传感器的尺寸只取决于探针的大小,大大减小了测微传感器的体积,响应时间大大缩短,满足了单细胞内测量要求实现的微创实时动态测量[4]。 2纳米气敏传感器的研究现状随着工业生产和环境检测的迫切需要,纳米气敏传感器已获得长足的进展。用零维的金属氧化物半导体纳米颗粒、碳纳米管及二维纳米薄膜等都可以作为敏感材料构成气敏传感器。这是因为纳米气敏传感器具有常规传感器不可替代的优点:一是纳米固体材料具有庞大的界面,提供了大量气体通道,从而大大提高了灵敏度;二是工作温度大大降低;三是大大缩小了传感器的尺寸[5]。2.1基于金属氧化物半导体纳米颗粒的纳米气敏传感器 在气敏传感器的研究中,主要方向之一是在气体环境中依靠敏感材料(例如金属氧化物半导体气敏材料以SnO2,ZnO,TiO2,Fe2O3为代表)的电导发生变化来制作气敏传感器。目前已实用化的气敏传感器由纳米SnO2膜制成,用作可燃性气体泄漏报警器和湿度传感器。在这些纳米敏感材料中加入贵重金属纳米颗粒(例如Pt和Pd),大大增强了选择性,提高了灵敏度,降低了工作温度。其性能的具体改善程度与加入贵重金属纳米颗粒的晶粒尺寸、化学状态及分布有关。北京大学王远等人[6]制成一种TiO2/PtOPt双层纳米膜作为敏感材料探测氢气的气敏传感器。其敏感材料的制备方法是先在玻璃衬底上覆盖上一层由Pt纳米颗粒构成的表面氧化的多孔连续膜,其中Pt的纳米颗粒直径大约13 nm,膜厚大约100 nm,然后在PtOPt膜上覆盖TiO2膜,其中TiO2纳米颗粒的直径尺寸从34 nm到54 nm,平均直径41 nm。传感器的工作温度在180~200 ℃,PtOPt多孔膜作为催化剂使TiO2纳米膜对氢气产生部分还原作用,从而使传感器在空气中,甚至在CO、NH3、CH4等还原性气体存在的情况下,对氢气都表现出很高的灵敏度和选择性,比较以前的钛基探测氢气的传感器有显著的提高。Raül Dìaz等人[7]用非电镀金属沉积法沉积Pt在SnO2纳米颗粒的表面,结果证明这种方法对改善气敏传感器催化剂的性能有很大帮助。Pt和Pd作为两种主要的贵重金属添加物,它们与衬底有不同的相互作用,Pd倾向于嵌入纳米SnO2晶粒中,而Pt倾向于形成大的金属颗粒团簇。与传统方法相比,用非电镀沉积法形成的催化剂的不同化学状态,为研究催化剂对气体探测机制的影响提供了一种新的方法。2.2用单壁碳纳米管制作气敏传感器碳纳米管具有一定的吸附特性,由于吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用,改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变,通过检测其电阻变化来检测气体成分,因此单壁碳纳米管可用作气敏传感器。J.kong等人[8]用化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法在分散有催化剂的SiO2/Si基片上可制得单个的单壁碳纳米管,如图1(a)所示,两种金属被用来连接一SSWNT时,形成金属/SSWNT/金属结构,呈现出p型晶体管的性质。气体探测试验是把SSWNT样品放在一个带着电引线的密封的500 mL的玻璃瓶中,通入在空气或者氩气中稀释的NO2((2~200)×10-6)或者NH3(01%~1%),流速700 mL/min。检测SSWNT的电阻变化,得到的I/V关系曲线如图1(b)和(c)所示,在NH3气氛中其电导可减小两个数量级,而在NO2气氛中电导可增加3个数量级。其工作机理是半导体单壁碳纳米管在置于NH3气氛中时,使价带偏离费米能级,结果使空穴损耗导致其电导变小;而在NO2气氛中时,使价带向费米能级靠近,结果使空穴载流子增加从而使其电导增加。由于金属/SSWNT/金属结构类似于空穴作为主要载流子的场效应管,所以在源极和漏极之间的电压一定时,电流随着栅极电压增大而减小(如图2所示)。图2中,b曲线是未通入任何气体的栅电压电流关系曲线,曲线a和c的栅电压电流关系曲线分别是NH3和NO2气氛中测得的。未通入任何气体时,在栅电压为0 V时,电流是15 μA,若通入有NH3的气氛中时,电流则几乎变为0 A。那么,如果测NH3气,我们就将初始栅电压设置在0 V,则由上图可知样品的电导将减小两个数量级。若测NO2气体,先将栅电压设置在+4 V,未通入NO2气体前则电流几乎为零,NO2通入后,电流大大增加,则其电导增加了3个数量级。这样可以使传感器在复杂的气体环境中具有选择性。

  • 【特稿】浅谈纳米材料的应用

    有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些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、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。  1 力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

  • 【分享】针对纳米器件电学性能的测量技术

    随着纳米技术日新月异的发展,研究已深入到原子挨原子的分子级,构造具有全新特性的新结构。特别地,纳米电子领域的发展十分迅速,其潜在影响涉及非常宽的行业领域。目前的纳米电子研究的内容主要是如何开发利用碳纳米管、半导体纳米线、分子有机电子和单电子器件。不过,由于多方面的原因,这些微小器件无法采用标准的测试技术进行测试。其中一个主要原因在于这类器件的物理尺寸。某些新型“超CMOS”器件的纳米级尺寸很小,很容易受到测量过程使用的甚至很小电流的损坏。此外,传统直流测试技术也不总是能够揭示器件实际工作的情况。脉冲式电测试是一种能够减少器件总能耗的测量技术。它通过减少焦耳热效应(例如I2R和V2/R),避免对小型纳米器件可能造成的损坏。脉冲测试采用足够高的电源对待测器件(DUT)施加间隔很短的脉冲,产生高品质的可测信号,然后去掉信号源。通过脉冲测试,工程技术人员可以获得更多的器件信息,更准确地分析和掌握器件的行为特征。例如,利用脉冲测试技术可以对纳米器件进行瞬态测试,确定其转移函数,从而分析待测材料的特征。脉冲测试测量对于具有恒温限制的器件也是必需的,例如SOI器件、FinFET和纳米器件,可以避免自热效应,防止自热效应掩盖研究人员所关心的响应特征。器件工程师还可以利用脉冲测试技术分析电荷俘获效应。在晶体管开启后电荷俘获效应会降低漏极电流。随着电荷逐渐被俘获到栅介质中,晶体管的阈值电压由于栅电容内建电压的升高而增大;从而漏极电流就降低了。脉冲测试有两种不同的类型:加电压脉冲和加电流脉冲。电压脉冲测试产生的脉冲宽度比电流脉冲测试窄得多。这一特性使得电压脉冲测试更适合于热传输实验,其中我们所关心的时间窗口只有几百纳秒。通过高精度的幅值和可编程的上升与下降时间能够控制纳米器件上的能耗大小。电压脉冲测试可用于可靠性测试中的瞬态分析、电荷俘获和交流应力测试,也可用于产生时钟信号,模拟重复控制线,例如存储器读写周期。电流脉冲测试与电压脉冲测试非常相似。其中,将指定的电流脉冲加载到DUT上,然后电子测量器件两端产生的电压。电流脉冲测试常用于测量较低的电阻,或者获取器件的I-V特征曲线,而不会使DUT产生大量的能耗,避免对纳米器件的损害或破坏。电压和电流脉冲测试都有很多优点,但是它们的缺点却不尽相同。例如,超短电压脉冲的速度特征分析属于射频(RF)的范畴,因此如果测试系统没有针对高带宽进行优化,那么测量过程中很容易产生误差。其中主要有三种误差来源:由于线缆和连接器造成的信号损耗、由于器件寄生效应造成的损耗以及接触电阻。电流脉冲测试的主要问题是上升时间较慢,可能长达几百纳秒。这主要受限于实验配置中的电感和电容。

  • 【2014诺奖回顾】光学显微纳米新时代

    【2014诺奖回顾】光学显微纳米新时代

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/12/201412191620_527962_2972800_3.jpg 1873年,显微学家厄恩斯特•阿贝提出“传统光学显微镜分辨率为不会超过0.2微米”的物理限制。大约一个半世纪之后,来自美国的埃里克•白兹格(Eric Betzig)和威廉姆•莫尔纳尔(William Moerner)以及德国的斯特凡•赫尔(Stefan Hell)成功突破了这一限制,他们利用荧光分子,发明了一种超级分辨率荧光显微镜,从此开启了光学显微镜的纳米时代,正因如此,三人荣获2014年诺贝尔化学奖。 该显微镜融合了另外两种显微镜的成像原理,其一是2000年斯特凡•赫尔发明的受激发射损耗(STED)显微镜,其原理是利用两条激光束,一条激发荧光分子使其发出荧光,另一条抵消除纳米级荧光外的所有荧光;这样一纳米一纳米地扫描样品,所得图像的分辨率突破了阿贝的物理限制。其二是2006年埃里克•白兹格和威廉姆•莫尔纳尔发明的单分子显微镜,其工作原理是开关单分子荧光,科学家们反复多次对扫描同一样品,每次只让几个分子发出荧光,叠加所有图像后得到的致密图像就有纳米级分辨率。如今,纳米显微学已经广泛用于全世界,深入人们生活的各个方面,科学家们从此能了解更多活细胞中分子的细节,从而为改善人类生存环境做出更大贡献。

  • 纳米表征技术的新突破

    纳米表征技术的新突破 在“纳米”技术愈来愈广泛地开发应用的同时,人们可能会提出这样的问题∶如此微小的“纳米”是用何种科学手段检测的?北京科技大学方克明教授经过20多年的研究,探索出了一种新的方法———  “纳米”这个名词越来越引起人们的兴趣。大家知道“纳米”是一个非常微小的长度单位。具体地说,一纳米约一根头发粗细的万分之一。纳米技术应用到传统产品中,会极大地改善产品的性能。例如,碳纳米管是由一层或若干层碳原子卷曲而成的管状“纤维”,直径只有几到几十纳米。比重只有钢的六分之一,而强度却是钢的100倍。如果把碳纳米管制成绳索,是从月球上挂到地球表面而惟一不被自身重量所拉断的绳索。  在“纳米”技术愈来愈广泛地开发应用的同时,人们可能会提出这样的问题∶如此微小的“纳米”是用何种科学手段检测的?据了解,目前我国用来检测纳米的纳米表征技术正日趋成熟并取得了新的突破。  记者日前在采访中了解到,北京科技大学冶金学院博士生导师方克明教授经过20多年的研究,在纳米表征技术方面取得了新的突破,探索出了用透射电镜或高分辨电镜对纳米材料进行表征的新方法。该技术采用金属包埋法可以从纳米材料中切取纳米尺度的薄膜,然后用透射电镜或高分辨电镜研究纳米材料的微观形貌和微观结构。该技术的成功为我国纳米技术的发展提供了一种重要的检测手段,它荣获第十二届全国发明展览会金牌奖并取得了国家专利,目前在国内外处于该领域的领先水平。  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。  透射电镜是研究材料的重要仪器之一,在纳米技术的基础研究及开发应用中也不例外。但是用透射电镜研究材料微观结构时,试样必须是透射电镜电子束可以穿透的纳米厚度的薄膜。单体的纳米颗粒或纳米纤维一般是透射电镜电子束可以直接穿透的。研究者通常把试样直接放在微栅上进行透射电镜观察。但是由于纳米颗粒或纳米纤维容易团聚,因此,用这种方法常常得不到理想的结果,有些研究内容也难以实施。比如∶纳米颗粒的表面改性的研究,纳米纤维的横切面研究都比较困难,研究界面问题则有更大的难度。因此,纳米材料的透射电镜研究,其样品制备问题是一个值得探讨的重要课题。对此,方克明教授进行了研究,探索了一种比较适用的制样方法。该方法可以从纳米颗粒或微米颗粒中直接切取可以进行透射电镜研究的薄膜,对进行纳米纤维横切面观察或纳米界面观察的制样也有很高的效率。  这一技术的特点是从纳米或微米尺度的试样中直接切取可供透射电镜或高分辨电镜研究的薄膜。试样可以为简单颗粒或表面改性后的包覆颗粒,对于纤维状试样,既可以切取横切面薄膜也可以切取纵切面薄膜。对含有界面的试样或纳米多层膜,该技术可以制备研究界面结构的透射电镜试样。技术的另一重要特点是不损伤试样的原始组织。制膜过程中不使用高温,不接触酸碱,必要时也可以不接触水或水溶液。  目前上述技术已应用于多项课题研究,如:沸石颗粒中半导体纳米团簇组装过程的研究;纳米碳纤维微观结构的高分辨电镜研究;纳米颗粒微观结构与尺寸的表征;多层膜层间结构的透射电镜研究;粉体颗粒表面改性的研究;电容钽粉颗粒渗氧层及介质膜的研究;铸铁中各种石墨微观结构的研究等。  该技术在全国已经获得了广泛应用,为北大、清华、中科院等上百个新材料科研课题组和企业提供了技术支持。为我国高新材料的深入研究提供了一种重要方法,引起了国内外的关注。  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。对我国高新材料产业的发展有着重要的推动作用。我们希望这项新技术能得到有关部门的关注并在全国更广泛地推广应用,以加速我国高新材料研究的进程,为我国高新技术产业的发展作出更大的贡献

  • 【转帖】纳米材料研究的现状、特点和发展趋势

    一、纳米材料研究的现状  自70年代纳米颗粒材料问世以来,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,至今已有20多年的历史,但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二阶段(1994年前)人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三阶段(从1994年到现在)纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新的热点。国际上,把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系,基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性,那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系,更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。著名诺贝尔奖金获得者,美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…,那将创造什么样的奇迹”。就像目前用STM操纵原子一样,人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言,创造新奇迹的起点。美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文,指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。可见,纳米结构的组装体系很可能成为纳米材料研究的前沿主导方向。  二、纳米材料研究的特点  1、纳米材料研究的内涵不断扩大第一阶段主要集中在纳米颗粒(纳米晶、纳米相、纳米非晶等)以及由它们组成的薄膜与块体,到第三阶段纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶),例如气凝胶孔隙率高于90%,孔径大小为纳米级,这就导致孔隙间的材料实际上是纳米尺度的微粒或丝,这种纳米结构为嵌镶、组装纳米微粒提供一个三维空间。纳米管的出现,丰富了纳米材料研究的内涵,为合成组装纳米材料提供了新的机遇。  2.纳米材料的概念不断拓宽1994年以前,纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜,现在纳米结构的材料的含意还包括纳米组装体系,该体系除了包含纳米微粒实体的组元,还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体,因此,纳米结构材料内涵变得丰富多彩。   3.纳米材料的应用成为人们关注的热点 经过第一阶段和第二阶段研究,人们已经发现纳米材料所具备的不同于常规材料的新特性,对传统工业和常规产品会产生重要的影响。日本、美国和西欧都相继把实验室的成果转化为规模生产,据不完全统计,国际上已有20多个纳米材料公司经营粉体生产线,其中陶瓷纳米粉体对常规陶瓷和高技术陶瓷的改性、纳米功能涂层的制备技术和涂层工艺、纳米添加功能油漆涂料的研究、纳米添加塑料改性以及纳米材料在环保、能源、医药等领域的应用,磨料、釉料以及纸张和纤维填料的纳米化研究也相继展开。纳米材料及其相关的产品从1994年开始已陆续进入市场,所创造的经济效益以20%速度增长。  三、纳米材料的发展趋势  1.加强控制工程的研究  在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究,这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用,它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分,是有利的作用,还是不利的作用更难以判断,这不但给某一现象的解释带来困难,同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响,如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响,这都是控制工程研究亟待解决的问题。国际上近一两年来,纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面:一是纳米颗粒的表面改性,通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度;二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态(连续分布还是孤立分布)来控制量子尺寸效应和渗流效应;三是通过设计纳米丝、管等的阵列体系(包括有序阵列和无序阵列)来获得所需要的特性。   2.近年来引人注目的几具新动向   (1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头。日本Nippon 钢铁公司闪电化学阳极腐蚀方法获得6H多孔碳化硅,发现了蓝绿光发光强度比6H碳化硅晶体高100倍:多孔硅在制备过程中经紫外辐照或氧化也发蓝绿光;含有Dy和Al的SiO2气凝胶在390nm波长光激发下发射极强的蓝绿光,比多孔Si的最强红光还高出1倍多,250nm波长光激发出极强的蓝光。  (2)巨电导的发现。美国霍普金斯大学的科学家在SiO2一Au的颗粒膜上观察到极强的高电导现象,当金颗粒的体积百分比达到某临界值时,电导增加了14个数量级;纳米氧化镁铟薄膜经氢离子注入后,电导增加8个数量级;  (3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力。1992年,纳米颗粒膜巨磁电阻发现以来,一直引起人们的关注,美国布朗大学的科学家最近在4K的温度下,几个特斯拉的磁场,R/R上升到50%,目前这一领域研究追求的目标是提高工作温度,降低磁场。如果在室温和零点几特斯拉磁场下,颗粒膜巨磁阻能达到10%,那么就将接近适用的使用目标。目前国际上科学家们正在这一领域努力。  (4)纳米组装体系设计和制造有新进展。美国加利福尼亚大学化学工程系成功地把纳米AU 颗粒组装到DM的分子上形成纳米晶分子组装体系;美国利用自组装技术将几百支单壁纳米碳管组成晶体索"Ropes",这种索具有金属特性,室温下电阻率小于10-4W/cm;将纳米三碘化铅组装到尼龙(nylon-11)上,在X射线照射下具有强的光电导性能,利用这种性能为发展数字射线照相奠定了基础。

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