納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文（精選9篇）
無(wú)論是在學(xué)習還是在工作中，大家總少不了接觸論文吧，論文是一種綜合性的文體，通過(guò)論文可直接看出一個(gè)人的綜合能力和專(zhuān)業(yè)基礎。那么你有了解過(guò)論文嗎？以下是小編為大家整理的納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇1
摘要：
納米材料具有獨特的表面效應、體積效應和量子尺寸效應，使得材料的性能發(fā)生突變，納米材料及采用納米材料的納米技術(shù)也因此成為材料科學(xué)與工程研究及應用最重要的發(fā)展方向之一。文中總結了納米材料、納米合成技術(shù)、納米表征技術(shù)以及納米仿生智能構筑技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析，展望了納米材料與納米技術(shù)在研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，對國內外納米材料及納米技術(shù)的研究現狀及其廣闊的應用前景進(jìn)行了綜述.
關(guān)鍵詞：
納米材料；納米技術(shù)；計算機網(wǎng)絡(luò )應用
1、納米材料的概念
納米材料的概念是一位德國學(xué)者在1980年首次提出的，他是只晶體晶粒尺寸在1～100數量級的超細材料。晶體晶粒的尺寸在標準級內，被稱(chēng)為超細材料，納米級高于1nm的被成為超細材料。嚴格意義的納米材料尺寸在5nm數量級。納米材料制作新時(shí)代產(chǎn)品的工藝技術(shù)是納米技術(shù)。
超細晶粒的優(yōu)異特殊性能是由納米材料的特殊性能引起的，由此特性導致的眾多實(shí)驗結果，引起了科學(xué)界的廣泛重視，這也使得納米科技邁入了科學(xué)界的橋處低位。納米晶體材料、復合材料被統稱(chēng)為納米材料。
納米材料的空間維數由納米結構的區分可以分為：
�。�1）零維的納米顆粒材料；
�。�2）一維纖維納米材料；
�。�3）二維層狀納米材料。
所有固態(tài)晶體材料均是晶體結構的晶粒以及具有無(wú)序排列結構的晶界組成，而晶界的厚度占的體積分數很小可忽略不計，而納米材料中界面部分所占的體積分數相當大，使得納米材料成為一種新的結構狀態(tài)。此外，由于納米晶粒中的原子排列十分無(wú)序，使得通常大晶體材料產(chǎn)生分裂而成為分子軌道的能級。高濃度界面及原子能級的特殊結構導致納米材料的性能的顯著(zhù)改變。納米材料及納米技術(shù)被公認為是21世紀最有前途的研究和發(fā)展領(lǐng)域。
2、納米材料的特性
2.1納米材料獨特的表面效應
納米材料的表面原子數是有變化效應的，引起變化效應的是由原子數和總原子數的比例與晶粒的尺寸配比的，這樣的變化成為納米材料的表面效應。相似形狀的粒子的表面積與其線(xiàn)尺寸的平方成正比，由此可得其比表面積（表面積/體積）與線(xiàn)尺寸成反比。
粒子線(xiàn)尺寸的變化對表面積會(huì )造成顯著(zhù)影響，粒子線(xiàn)增大，表面積見(jiàn)效，表面積的原子數也會(huì )響應的增加，由此導致表面原子配屬的重大失衡使納米材料的化學(xué)性顯像明顯。
2.2納米材料的體積效應
納米材料的體積效應是由于單個(gè)納米粒子所包含的原子數很少導致。金屬納米粒子靠近費米面進(jìn)一步假設他們的能級為準原子態(tài)，由此得到費米能級。納米粒子的直徑減小導致能級間距將增大，進(jìn)而電阻率將增大，甚至會(huì )導致絕緣體。對具有同素異構轉變的金屬納米粒子還會(huì )出現非導電的高溫結構相，此情況僅在粒子中觀(guān)測到。
2.3納米材料的量子尺寸效應
納米粒子的尺寸下降會(huì )導致半導體中分子軌道能級被占據，從而使得處于分離的量子化能級中的電子的波動(dòng)性效應。納米粒子的尺寸相當或更小時(shí)，呈現量子尺寸效應。例如，光吸收材料的特征波長(cháng)而顯示出極高的矯頑力。
2.4納米材力學(xué)性能的效應
納米材料的性能效應是由納米粒子細化和材料的強度造塑性共同顯現的。為了提高材料結構的強度，晶粒細化可以大大增強這種效應，并且第二次強化的過(guò)程隨著(zhù)尺寸的增加會(huì )顯著(zhù)增大，效果更強。結構納米材料中，晶粒的相位結構更加細化，使其力學(xué)性能遠超其他結構材料之上。納米陶瓷和金屬的任性已達到了普通金屬材料的韌性水平，超過(guò)了超級鋼。
3、納米技術(shù)
范圍在10～7cm范圍內的物體，經(jīng)常顯示出物理化學(xué)甚至生物性上的異樣特征和現象。納米技術(shù)的通俗定義是納米尺度利用的結果。納米在發(fā)展過(guò)程中，中字和電子交互作用形成波動(dòng)，豐富了納米尺度利用的方式。
結構的特征尺寸介于10-9～10-7m（1～100nm）的范圍，物體經(jīng)常顯示出物理、化學(xué)和生物上新穎而明顯改善的特性和現象.納米技術(shù)是在一個(gè)納米尺度利用功能結構的通俗定義。在納米尺度上的重大改變主要是由于物質(zhì)中的電子和原子交互作用的波動(dòng)。通過(guò)創(chuàng )造納米尺度的結構能控制材料的基本特性，由此將出現以前被認為生物系統的一個(gè)重要特性是物質(zhì)在納米尺度上有系統的組織。（-9和-7上標嗎）
納米技術(shù)的一大特點(diǎn)便是允許將所需信息儲存在納米表面，無(wú)需機器人和其他原件共同的配合儲存.材料和生物科學(xué)技術(shù)結合，會(huì )得到全新的加工方法和工業(yè)動(dòng)能.納米尺度和微米尺度共同材料性質(zhì)相比，納米結構的`韌性十足，不受影響.納米體積的催化劑會(huì )大大減少廢物產(chǎn)生和簡(jiǎn)介污染。納米結構比微米小很多，所以納米構成系統的原件密度大大高于微米尺度構成的原件。電子元器件在納米結構的控制下相互作用，會(huì )得到新的電子元件，減低能耗的同時(shí)可以大大提高動(dòng)能，提高效率。典型的納米技術(shù)。
�。�1）自然界的納米技術(shù)。葉綠體是進(jìn)行光合作用的核心，其內部包括納米級的分子結構，具有轉化光能和二氧化碳為生物化學(xué)能的高活性.人類(lèi)和動(dòng)物牙齒表面的納米級微晶，光滑并具有很高的硬度.
�。�2）早期的納米技術(shù)。攝影和催化是早期的納米技術(shù)。這兩項技術(shù)通過(guò)納米技術(shù)的發(fā)展而大幅提高。大部分現有的納米技術(shù)是意外地發(fā)現的，例如，現在我們知道在橡膠中加入某種無(wú)機粘土可提高輪胎的壽命和耐磨性。
�。�3）鐵磁流體。磁鐵流體是一種由高精度納米顆粒組成的膠體，納米顆粒是永態(tài)磁體，只有當鐵磁流體的磁場(chǎng)為零，附加磁場(chǎng)生成變化，才會(huì )發(fā)生共生反應。鐵磁流體區別于其他流體，在得到外加磁場(chǎng)的同時(shí)，由于力矩產(chǎn)生于鐵磁流體內部，特殊的流體力學(xué)現象會(huì )顯現。
�。�4）硬質(zhì)材料。納米結構的硬材料正在進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域.如WC/Co和TiC/Fe.WC和Co組成的納米材料形成雙連續納米結構，獲得優(yōu)異的材料性能的同時(shí)硬度、斷裂韌性和耐磨性都有顯著(zhù)提高.
�。�5）納米涂料。納米涂料的熱噴技術(shù)將納米結構材料應用于商業(yè)的途徑.晶粒尺寸達到納米尺度并且原子數目是可控范圍內時(shí)，境界顆粒的純度達到最大，和其他晶粒材料共同具備抗腐蝕能力。熱穩定性和抵抗位錯是納米晶粒的特性，由此特性可以衍生出超高的硬度和韌性。納米級涂料在日常使用過(guò)程中，可以減小涂料的應力狀態(tài)，提高涂層厚度，抗腐蝕性能極強，耐老化。該技術(shù)現已應用在渦輪葉片，螺旋槳機翼等部件，每年有幾十億美元的潛在應用市場(chǎng)。
�。�6）納米技術(shù)與相關(guān)技術(shù)路徑分析。任何技術(shù)領(lǐng)域都無(wú)法獨立的存在于科研領(lǐng)域，都是相對獨立但又不同程度的和其他技術(shù)形成交互過(guò)程的情況，技術(shù)領(lǐng)域性質(zhì)的差異導致獨立發(fā)展和互溶發(fā)展間的異樣表現形式。專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域的共同關(guān)系，可以闡明技術(shù)領(lǐng)域間多項技術(shù)的互動(dòng)關(guān)系。表1按共現特征統計了三個(gè)階段納米技術(shù)發(fā)展趨勢。
�。�7）納米技術(shù)與其它技術(shù)交融模式分析。不同領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)交互過(guò)程是通過(guò)不相連接的第三方技術(shù)領(lǐng)域聯(lián)通而成，促進(jìn)不同領(lǐng)域技術(shù)胡同的同時(shí)，也對中間領(lǐng)域技術(shù)在兩端技術(shù)間的延伸發(fā)展有著(zhù)重要作用
4、網(wǎng)絡(luò )駭客攻擊
駭客攻擊指的是通過(guò)破解系統的某個(gè)程序來(lái)獲取數據甚至是獲利，駭客攻擊的主要手段分為破壞性和非破壞性。非破壞性?xún)H影響系統的正常運行而破壞性則會(huì )盜取用戶(hù)的重要數據，形成重大影響。
駭客攻擊的常見(jiàn)模式是通過(guò)干擾程序運行、獲取文件和傳輸方式等不被許可的操作。駭客攻擊的對象和數據一般都是非常重要或者機密的，當攻擊形成以后，會(huì )對客戶(hù)造成重大損害。在使用電子郵件、木馬等手段來(lái)攻擊時(shí)，給整個(gè)計算機網(wǎng)絡(luò )造成了極大的損害。由于駭客對于計算機網(wǎng)絡(luò )正常運行有著(zhù)重要的影響甚至是重大損害和經(jīng)濟威脅，各國對于該領(lǐng)域均非常重視，但就目前，防御駭客攻擊的相關(guān)技術(shù)人才非常緊缺，相關(guān)培訓也鳳毛麟角，美國的國安局已成為對駭客人才需求最為迫切的美國聯(lián)邦機構。駭客領(lǐng)域中威脅計算機網(wǎng)絡(luò )安全的因素，如表2所示。
5、計算機病毒
計算機病毒非常常見(jiàn)，是通過(guò)編制一些計算機指令，并且插入一定數目的損害性數據，使其能夠達到自我復制的計算機指令。計算機病毒有各自的特點(diǎn)，大部分分為伴隨性、蠕蟲(chóng)性、變型形等形態(tài)的病毒。這些病毒有些是隨時(shí)呈現激活狀態(tài)的，有些是自身釋放在內存中，一旦計算機重啟或者關(guān)機，只要接通電源，便可實(shí)施傳染；但有些病毒在電腦中僅有一小部分的占用空間，即便激活狀態(tài)也不會(huì )對計算機形成過(guò)大的傷害。
5.1系統漏洞
系統漏洞是指由于操作軟件設計的疏忽和技術(shù)上的不完善，為不法分子竊取該軟件的程序流提供了機會(huì )，使得系統被各種木馬和病毒等侵入計算機，從而實(shí)現大面積控制，進(jìn)而得到重要的信息和文件，甚至于破壞了電腦操作系統。系統漏洞也作為病毒的入侵入口存在。
長(cháng)期以來(lái)，正版系統都以其高昂的購買(mǎi)成本讓大多數人望而卻步，大多數人還在使用著(zhù)盜版系統，但盜版系統通常會(huì )留下非常多的系統漏洞。主要漏洞類(lèi)型分為UP漏洞、賬號類(lèi)漏洞和熱鍵類(lèi)漏洞。這些漏洞的存在也進(jìn)一步提供了病毒的擴散溫床，導致計算機病毒的進(jìn)一步擴散，影響了計算機的網(wǎng)絡(luò )安全。
6、計算機網(wǎng)絡(luò )安全防范技術(shù)的應用分析
6.1防火墻技術(shù)防火墻
防火墻通過(guò)執行站點(diǎn)的安全策略，從而限制人們從定制的控制點(diǎn)離開(kāi)；同時(shí)所有的的信息想要進(jìn)入計算機，都必須通過(guò)防火墻，這樣就能夠有效的記錄網(wǎng)上的所有活動(dòng)，防止病毒侵入；防火墻能夠通過(guò)隔開(kāi)網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)網(wǎng)段與另一個(gè)網(wǎng)段，從而能夠很好對用戶(hù)暴露點(diǎn)進(jìn)行保護與限制。
7、納米材料與技術(shù)于計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的結合
7.1數據加密技術(shù)
數據加密技術(shù)作為一種新興技術(shù)，也是計算機網(wǎng)絡(luò )安全的保障性技術(shù)，是指傳送方通過(guò)各種加密函數轉換形成密文，接收方對于數據加密技術(shù)的控制，需要數據加密技術(shù)的指定性。要求只有在解除密碼后，才能而獲得原來(lái)的數據，這些特殊的信息就是密鑰。密鑰共分為三類(lèi)：專(zhuān)用密鑰、對稱(chēng)密鑰和公開(kāi)密鑰。
計算機網(wǎng)絡(luò )由繁多的路徑所構成，非常復雜，信息的傳播也異常廣泛，如何保證信息在傳播過(guò)程中的安全性和時(shí)效性，需要通過(guò)計算機信息的加密技術(shù)來(lái)實(shí)現。
7.2網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)
網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)指的是以路由器作為網(wǎng)關(guān)，對外界的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)信息控制和篩選。這種技術(shù)可以防止計算機在實(shí)施遠程登錄和文件使用過(guò)程中，防止不法分子通過(guò)漏洞，對電腦進(jìn)行空盒子。對訪(fǎng)問(wèn)者的身份進(jìn)行深入檢測后，可以有效的防止入侵，確保計算機在網(wǎng)絡(luò )中的安全。
7.3安全漏洞檢測技術(shù)
安全漏洞檢測是一項重要技術(shù)。通過(guò)安全漏洞掃描能夠幫幫助用戶(hù)在駭客攻擊之前找到系統的漏洞，并及時(shí)的恢復。在對安全漏洞進(jìn)行檢測的可以從各個(gè)方面進(jìn)行了預防，保證網(wǎng)絡(luò )的安全。
7.4數據庫的備份與恢復技術(shù)
為了防止防止系統發(fā)生意外，數據庫的備份與恢復技術(shù)需要保證數據的安全性和完整性。這種備份技術(shù)主要有數據庫、備份數據庫和事物日志來(lái)更好的確定網(wǎng)絡(luò )的安全。數據庫系統的構成模塊，如圖1所示。
7.5系統功能結構圖的測試環(huán)境
測試環(huán)境。本系統的測試主要硬件環(huán)境：IntelPentiumD2.8G；軟件環(huán)境：Windows2003R2；測試工具：NetBeansProfile3.2。從測試結果來(lái)看，在整個(gè)架構中，索引是由Guice維護的單例進(jìn)行單線(xiàn)程索引，整個(gè)系統在最慢的環(huán)節遇到了瓶頸，因此線(xiàn)程數從3個(gè)提升到4個(gè)引起的性能并沒(méi)有很大的提高，猜測線(xiàn)程數如果繼續提升到某個(gè)數值，系統效率反而會(huì )下降。
8、結語(yǔ)
在系統功能上，由納米材料和納米技術(shù)逐漸延伸的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展遍歷行業(yè)內。每個(gè)節點(diǎn)根據HTTP協(xié)議中的Type字段自動(dòng)找到相應解析器（Parser）解析資源，解析器將解析后的Resource對象傳遞給索引模塊進(jìn)行索引，實(shí)現納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)中的抓取過(guò)程。在抓取過(guò)程中能盡可能過(guò)濾重復模塊，功能過(guò)濾不符合規則的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，能夠在抓取過(guò)程中統計信息，分析網(wǎng)絡(luò )應用和系統運行狀態(tài)。由于使用者對搜索引擎的需求是既有共性又有個(gè)性特征，因此只有結合用戶(hù)需求的實(shí)際，開(kāi)發(fā)出相應的檢索系統以發(fā)揮其相應的作用，產(chǎn)生社會(huì )效益。
參考文獻
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納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇2
將納米材料和聚合物復合，然后精細控制納米材料粒子均勻分散在聚合物基體中，從而制造性能良好的涂料，這是技術(shù)的發(fā)展才能實(shí)現的成果。在當前的涂料當中對納米材料進(jìn)行科學(xué)化的應用，就能保障涂料的性能提高，在實(shí)際應用的作用方面也能有效發(fā)揮。
1 、納米材料和納米材料在涂料中的應用特性分析
1.1 納米材料概述
納米材料的成果是在納米技術(shù)的支持下實(shí)現的，關(guān)于對納米材料的應用，也是在近些年得以迅速發(fā)展的。納米材料從狹義的定義上來(lái)理解，主要是粒徑在1- 100 納米，并且有著(zhù)比較特殊性的物理化學(xué)性能的材料。從廣義的定義上來(lái)理解，就涵蓋著(zhù)三維結構中一維長(cháng)度在1- 100 納米以及有著(zhù)納米結構的應用材料。根據物理學(xué)的相關(guān)理論對納米材料進(jìn)行理解，就有著(zhù)幾個(gè)層面的問(wèn)題，納米材料中的電子強關(guān)聯(lián)以及相關(guān)性，激發(fā)態(tài)以及激子過(guò)程等。納米材料在當前的多個(gè)領(lǐng)域中都得到了應用，發(fā)揮了重要作用。例如將納米材料和涂料進(jìn)行結合，就能優(yōu)化涂料的質(zhì)量。
1.2 納米材料在涂料中的應用特性分析
納米材料在涂料當中的應用有著(zhù)比較突出的特征體現，在涂料當中添加納米材料，對涂膜的機械強度能有效提高以及在附著(zhù)力和防腐性能等方面能有效提高，這和宏觀(guān)的材料相比來(lái)說(shuō)就有著(zhù)不同。在光學(xué)特性層面，納米材料就有著(zhù)大顆粒不具有的光學(xué)性能，納米級的微粒在摻和了母體材料的時(shí)候，達到了納米級分散就說(shuō)明母體材料是透明的，能有效散射紫外光。納米粒子用在涂料達到納米級分散的時(shí)候，在其特有的光學(xué)特性就能化作油量罩光漆，在保光的功能發(fā)揮上就比較突出。
納米材料在涂料當中的應用特性還體現在填充特性以及表面活性上，納米材料的表面原子數的占比比較大，表面原子周?chē)鷽](méi)有相鄰原子，所以有著(zhù)不飽和的性質(zhì)。在將納米材料和涂料進(jìn)行結合的時(shí)候，就能增強材料的韌性，在附著(zhù)力上也能得到有效提高。從納米材料涂料的表面活性的特性上來(lái)看，納米材料的`粒徑相對比較小，這樣在表面的原子數就會(huì )增加，表面積會(huì )發(fā)生迅速的變化，從而使得表面的活性比較突出。
2 、納米材料在涂料中的實(shí)際應用探究
2.1 納米材料在涂料當中的實(shí)際應用
納米材料的類(lèi)型比較多，將不同的納米材料在涂料中進(jìn)行應用也有著(zhù)不同的效果。例如將納米二氧化硅應用在涂料當中，這是沒(méi)有定型的白色粉末，材料的表面有著(zhù)不飽和殘鍵和不同鍵和狀態(tài)羥基，在分子狀態(tài)方面就會(huì )呈現出三維鏈狀結構。在將納米二氧化硅在涂料當中進(jìn)行應用后，就能有效改善涂料的開(kāi)鍵效果，涂料是沒(méi)有分層的，在觸變性的特性上也比較突出，并且在自清潔的能力上也比較突出。在對這一納米材料的應用后，就能有助于涂料的質(zhì)量水平提高。
在隨著(zhù)新技術(shù)的不斷升級下，對納米材料的應用水平也有著(zhù)提高，一些新型的納米材料在涂料當中得到了廣泛應用。例如在對超雙親界面物性材料的應用中，就能起到良好的應用作用。光照可引起二氧化鈦表面在納米區域形成親水性以及親油性?xún)上喙泊娴亩獏f(xié)同納米界面結構。通過(guò)對二元協(xié)同原理的應用，就能知道設計超雙親性修飾劑，從這些方面得到了加強，對涂料的應用質(zhì)量以及品質(zhì)就能有效提高。
將納米氧化鋅材料應用在涂料中，對材料也能起到優(yōu)化作用。納米氧化鋅是新時(shí)期的高功能精細無(wú)機產(chǎn)品，有著(zhù)比較優(yōu)異的涂層保護作用。如將其在電機機等防菌涂層中進(jìn)行應用，就能起到良好的抗菌性能。在新的納米材料應用下，對提高涂料的應用水平也有著(zhù)促進(jìn)作用，對納米氧化鋅材料的應用要加強重視。還有耐老型的納米材料涂料的應用方面，也要加強重視，將其與之相結合，也能發(fā)揮積極作用。
除此之外，涂料當中應用抗菌納米材料也是比較重要的，納米二氧化鈦以及納米氧化鋅材料對人體的健康不會(huì )造成影響，并且抗菌的范圍也比較廣泛，有著(zhù)熱穩定性等。在當前人們的生活需求不斷增加下，對抗菌性納米材料和涂料的結合，就能滿(mǎn)足不同要求需求的人群。
2.2 納米材料的應用發(fā)展
納米材料的在和涂料相結合的應用過(guò)程中，會(huì )受到一些因素的影響，在應用中存在諸多問(wèn)題。納米材料是聯(lián)系宏觀(guān)物體和微觀(guān)粒子的重要橋梁，應用在涂料當中的時(shí)候，就會(huì )有著(zhù)比較突出的特征，而當前在對納米材料的應用還處在初級階段，有諸多方面需要進(jìn)行優(yōu)化。納米材料應用在涂料當中的時(shí)候，就要注重強化橫向的合作，這樣對其作用的發(fā)揮才能起到積極促進(jìn)作用。在對納米涂料的施工工藝優(yōu)化方面要能加強，對納米薄膜涂層方面的應用上，在工藝制造的過(guò)程要進(jìn)行優(yōu)化。無(wú)機納米粒子與無(wú)機非納米粒子混合.以期降低成本，改善涂料的性能。探索納米粒子與樹(shù)脂的界面相互作用機理和相混合機理，以期為更有效開(kāi)發(fā)利用納米材料提供理論依據。通過(guò)在這些方面了加強，才能有助于納米材料涂料的應用廣泛化。
3 、結論
總而言之，處在當前多元化發(fā)展社會(huì )，在新技術(shù)的應用方面要加強重視，通過(guò)多種方法措施的應用，對納米材料的應用就要結合實(shí)際的需求。通過(guò)從理論層面對納米材料以及在涂料當中的應用研究分析，就能從很大程度上提高應用的質(zhì)量水平。希望能通過(guò)此次研究對實(shí)際納米材料涂料的廣泛應用起到促進(jìn)作用。
納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇3
摘要：
納米材料是近年來(lái)材料學(xué)中的一種新型材料，納米材料以其優(yōu)良的性能越來(lái)越受到各個(gè)行業(yè)的關(guān)注，應用領(lǐng)域廣泛，例如在催化、涂料、醫藥、污水處理、空氣凈化等行業(yè)，當今世界各國對于納米材料的研究投入都相當大，本文針對納米材料的性質(zhì)、應用等方面展開(kāi)進(jìn)一步的研究。
關(guān)鍵詞：
納米材料；高分子材料；污水處理；化工；應用
納米材料是指的大小處于納米級（1-100mm）的材料，這種材料由納米粒子組成，納米粒子的大小介于原子和分子之間，因此它具有一般材料不具有的特殊性質(zhì)，在許多領(lǐng)域中，尤其是化工、催化劑、涂料、醫藥等化工行業(yè)中，這些特殊的性質(zhì)展現出了良好的性能，被廣泛的利用，在其他精細化工方面的應用也較多，本文對納米材料在化工領(lǐng)域的應用進(jìn)行闡述。
1、納米材料的特殊性質(zhì)
1.1力學(xué)性質(zhì)
由于納米材料由納米粒子組成，而粒子處于納米級時(shí)，材料的強度、硬度等力學(xué)性質(zhì)會(huì )隨著(zhù)粒子的粒徑減小而增大。正是由于納米材料的這種性質(zhì)，它可以被用于某些需要強度和硬度的包裝上，解決大多包裝容易破壞的問(wèn)題，例如在塑料中加入納米二氧化鈦、納米碳酸鈣等材料，可以改進(jìn)塑料在許多方面的缺陷，提高塑料力學(xué)方面的性能。塑料本身耐熱性差、脆性大、強度低、透明度低等缺點(diǎn)通過(guò)在塑料中加入無(wú)機納米材料后都取得了很好的效果，納米材料對于塑料行業(yè)無(wú)疑是一次重要的技術(shù)性突破。
1.2磁學(xué)性質(zhì)
納米材料中納米粒子由于粒徑處于納米級別，各個(gè)納米晶粒之間的此理作用反映到納米材料中，影響材料磁學(xué)性質(zhì)。納米晶粒的磁各向異性和晶粒間的磁相互作用對納米顆粒的磁化作用起到了決定性作用，而納米晶粒的磁各向異性與晶粒的形狀、結構等物理性質(zhì)有很大的關(guān)系，這就體現了納米顆粒的小尺寸對于納米材料磁學(xué)性質(zhì)的作用。
1.3電學(xué)性質(zhì)
納米結構的電阻較其他晶結材料高是由于納米結構的晶結面上的原子體積分數增大，在電器元件中能夠發(fā)揮較好的作用，其良好的電學(xué)性能，例如高速、高容量、體積微小，都比現如今的半導體材料更好，因此在不久的將來(lái)，由納米材料制造的電器元件有可能將代替現有的半導體材料，在電氣行業(yè)中發(fā)揮重要的作用。
2、納米材料在化工領(lǐng)域中的應用
2.1在催化方面的應用
納米材料能夠用作催化劑，催化劑是用來(lái)加速某些化學(xué)反應的，納米材料以其較高的比表面積而展現良好的表面活性，這種特性是納米材料能夠成為催化劑非常重要的一個(gè)必要條件，在催化劑行業(yè)，納米顆粒催化劑必將成為重要角色。光催化劑是納米材料在催化劑中的一個(gè)例子，光催化劑是利用納米TiO2所具有的量子尺寸效應，這種效應使這種催化劑具有更強的氧化還原能力，在作為催化劑時(shí)表現出很好的'作用。
2.2在涂料方面的應用
納米材料表面的結構特殊性決定了其能夠作為添加進(jìn)涂料中，這種添加了納米材料的納米涂料具有一般涂料不具備的優(yōu)良性能，這就使傳統的涂料性能得到很好的改善，將一般涂層變?yōu)榧{米復合體涂層，常用于涂料中的納米材料有納米SiO2、納米TiO2、納米鈦粉、納米Fe2O3、納米ZnO等。本文主要對SiO2和納米鈦粉進(jìn)行介紹。
2.2.1納米SiO2
納米SiO2能夠吸收紫外線(xiàn)、紅外線(xiàn)，這對于提高涂料的抗老化性有非常重要的幫助，同時(shí)可以對SiO2表面進(jìn)行處理已達到各種預期的效果。在建筑工程中對建筑物墻體進(jìn)行粉刷時(shí)，在涂料中加入SiO2能夠明顯改善涂料性能，防止分層、觸變，同時(shí)耐臟，耐擦洗。在船舶、車(chē)輛等對涂料要求較高的地方，添加SiO2還能增加涂料的強度、光潔度、耐老化性等等。
2.2.2納米鈦粉
納米鈦粉加入涂料主要是為了提高涂料的耐磨、耐腐蝕等性能，實(shí)踐證明，納米鈦粉的加入大大提升了涂料的這些性能，效果顯著(zhù)。納米鈦粉和樹(shù)脂化合能夠制作出多種類(lèi)型的涂料，這些合成的新型涂料較普通涂料有明顯的優(yōu)勢，最大的優(yōu)勢是它的耐腐蝕性，在許多惡劣的環(huán)境中能夠抵抗環(huán)境的腐蝕性作用多年而不被損壞，這在船舶等行業(yè)中能夠發(fā)揮出很大的價(jià)值。
2.3在醫藥方面的應用
隨著(zhù)人們對健康的重視程度越來(lái)越高，人們對日常生活中的醫藥方面的關(guān)注也越來(lái)越多，進(jìn)入納米時(shí)代后，納米材料在許多方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用，在醫藥方面也不例外，如何控制藥物更好的發(fā)揮作用是醫學(xué)界一直在研究的問(wèn)題，納米材料的出現很好的解決了這個(gè)問(wèn)題已，用納米材料將藥物包裹制成智能藥物，這種藥物能夠主動(dòng)尋找需要藥物治療的組織或細胞。
2.4在其它精細化工方面的應用
納米材料在其他精細化工方面也發(fā)揮著(zhù)重要的作用，例如化妝品中添加納米材料就能夠起到很好的作用，化妝品中添加納米TiO2、納米ZnO等具有較強吸收紫外線(xiàn)能力的納米材料就能夠為防止紫外線(xiàn)提供很好的幫助。
3、結語(yǔ)
納米科學(xué)是一門(mén)新興學(xué)科，納米材料作為一種新型的材料，在21世紀科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，被應用于各個(gè)領(lǐng)域，納米技術(shù)的誕生對于人類(lèi)而言受益匪淺，未來(lái)經(jīng)過(guò)人類(lèi)的不懈努力，可以將納米材料發(fā)揮出更大的作用，從而解決當今一些仍然束手無(wú)策的問(wèn)題，納米材料在精細化工中的應用對促進(jìn)社會(huì )的發(fā)展有重要的作用。
參考文獻：
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納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇4
[摘要]
本文主要討論了殼聚糖納米纖維的制備及在生物醫學(xué)領(lǐng)域的應用。殼聚糖納米纖維主要采用靜電紡絲的方法制備，為改善殼聚糖的可紡性將其與其他高分子進(jìn)行混合紡絲；殼聚糖納米纖維的應用主要集中在醫用敷料、組織支架、仿生細胞質(zhì)基質(zhì)等方面。通過(guò)對殼聚糖納米材料的制備及應用的文獻綜述，對殼聚糖納米材料進(jìn)行了展望。
[關(guān)鍵詞]
殼聚糖；納米纖維；醫用敷料；組織支架
殼聚糖是天然高分子材料甲殼素脫N-乙�；漠a(chǎn)物，其全稱(chēng)為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D葡萄糖，外觀(guān)是一種白色或灰白色半透明的片狀或粉狀固體。殼聚糖因其獨特的分子結構，是天然多糖中唯一大量存在的堿性氨基多糖，因而具有一系列特殊功能性質(zhì)[1]。
殼聚糖制成的人工皮膚與創(chuàng )面的貼合性、透氣性、透水性好，既具有抑制疼痛和止血的功能又可以抑制創(chuàng )面常見(jiàn)的金黃色葡萄糖球菌等細菌的生長(cháng)。據報道，日本應用人工皮膚已經(jīng)治療了幾百例燒傷患者。在制作人工皮膚的過(guò)程中發(fā)現，膜的透氣性和透水性都不如納米纖維，由此殼聚糖納米纖維的研究日益受到關(guān)注[2]。
1、殼聚糖納米纖維的制備
靜電紡絲工藝是制備殼聚糖納米纖維最常用的一種方式，這種方式使將殼聚糖紡絲液在強電場(chǎng)作用下，使殼聚糖分子突破液體表面張力的束縛，以紡絲細流的方式噴射出去，在接收器上形成納米纖維。純殼聚糖溶液比較難于靜電紡絲，這是由于殼聚糖分子上存在大量的氨基，氨基在酸性溶液中質(zhì)子化，從而使殼聚糖溶液變成了聚電解質(zhì)，在靜電紡絲過(guò)程中高電場(chǎng)的作用下，聚合物骨架內離子基團的排斥力增加，限制了連續纖維的形成，經(jīng)常產(chǎn)生珠狀顆粒物[3]。
真正實(shí)現殼聚糖溶液電紡是以三氟乙酸作為溶劑，它與殼聚糖分子上的氨基作用形成銨鹽，有效的降低了殼聚糖分子間的相互作用，而三氟乙酸的高揮發(fā)性也使紡絲細流容易脫除溶劑，使其能迅速固化下來(lái)。這種紡絲方式中，殼聚糖濃度對紡絲的形態(tài)有重要影響，當濃度超過(guò)8%時(shí)能形成直徑為390~610nm的纖維，而濃度低于7%時(shí)會(huì )明顯出現珠狀物，在紡絲液中加入二氯甲烷能明顯減少珠狀物的出現，提高纖維的均勻性，纖維的平均直徑為330nm[4]。
由于殼聚糖水溶液的粘度高、分子間作用力大，難于紡絲，常與其他水溶性高分子，如聚氧乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)等混合紡絲的方式制備納米殼聚糖纖維[5]。
PVA混合紡絲做的比較多，PVA的特點(diǎn)是無(wú)毒、生物相容性好，成絲性能好且能與殼聚糖分子形成分子間氫鍵。通過(guò)這種混合紡絲制得的纖維直徑都比較細，一般在20~100nm之間。制得的CS/PVA納米纖維用NaOH溶液處理，去除PVA成分，可以得到多孔殼聚糖納米纖維，這種多孔纖維用戊二醛交聯(lián)，既能提高其在水中穩定性，又能把生物酶固定在多孔殼聚糖納米纖維上，酶固定后的活性能保持49%以上[6]。
PVA畢竟不是生物質(zhì)材料，與人體的相容性不如天然高分子。殼聚糖和蛋白質(zhì)的混合物的靜電紡絲，能與殼聚糖混合紡絲的蛋白質(zhì)具有很好的成絲性能，同時(shí)，能與殼聚糖分子相互作用，有效提高殼聚糖的成絲性能。膠原蛋白用六氟異丙醇(HFIP)為溶劑可以進(jìn)行靜電紡絲，膠原蛋白的質(zhì)量分數為8%時(shí)，纖維的平均直徑為460nm(直徑分布范圍為100~1200nm)，可以用作組織工程的功能性仿生細胞外基質(zhì)[7]。
為了改進(jìn)這種細胞外基質(zhì)，Chen[8]等以HFIP/TFA為紡絲溶劑制備了殼聚糖/膠原蛋白靜電紡納米纖維。殼聚糖/膠原蛋白納米纖維膜中存在分子間的相互作用，分子間的相互作用使得殼聚糖和膠原蛋白可以很好地混合。
2、殼聚糖納米纖維的應用
2.1醫用敷料
近幾年，靜電紡絲制成殼聚糖納米纖維在作為敷料用于傷口愈合已展示出巨大的潛力。殼聚糖納米纖維材料本身具有的微小毛孔和高的比表面積使它可以抑制外來(lái)的微生物入侵并且能輔助控制傷口液體的流出。理想的醫用敷料應當具有透氣性、透濕性和保濕能力，抵御外界細菌的侵入，防止創(chuàng )口感染。此外，敷料要柔軟以便與皮膚粘合，并且生物相容性好能促進(jìn)新組織地再生。殼聚糖納米纖維作為性質(zhì)比較符合的一種材料，正在研究中[9]。此外，抗菌劑和藥物也可以容易在紡絲過(guò)程中被納入到材料中，使其能成為多功能納米纖維，這種材料以其良好的生物相容性、無(wú)毒親水而被廣泛應用[10]。但是單組分的殼聚糖可紡性差，如已經(jīng)使用聚氧乙烯的醋酸水溶液對高脫乙酰度的殼聚糖進(jìn)行靜電紡絲，制得直徑在60~80nm的纖維。有研究表明，殼聚糖納米纖維敷料能夠通過(guò)刺激皮膚細胞的增殖來(lái)縮短皮膚傷口的愈合時(shí)間。
2.2支架
靜電紡殼聚糖納米纖維復合材料還可以被用作骨支架血管支架等，生物降解塑料聚乳酸和殼聚糖復合納米纖維材料就是其中應用最為廣泛的一個(gè)。用同軸電紡技術(shù)將聚乳酸/殼聚糖制成納米纖維制作血管墊片支架，與純聚乳酸纖維網(wǎng)格血管支架相比聚乳酸-殼聚糖纖維機械強度較高[11]。
對骨缺損模型兔分別采用空白植入、髂后上棘自體松質(zhì)骨移植、聚左旋乳酸/殼聚糖納米纖維多孔支架移植和復合了骨髓間充質(zhì)干細胞的聚左旋乳酸/殼聚糖納米纖維多孔支架移植修復缺損部位。由于殼聚糖具有好的生物降解性、生物相容性并且無(wú)毒，這種材料在支架上得以應用可以使其代謝在人體，也可用于外科縫合手術(shù)線(xiàn)等。另外，殼聚糖納米纖維還可以做骨組織工程支架材料，用于提供形成細胞附著(zhù)骨的臨時(shí)襯底，從而增殖，形成新的組織。保持適當的細胞表型功能性骨形成，支架應能引導成骨前體細胞的成骨分化通過(guò)適當的細胞材料的相互作用[12]。
最近的研究結果表明納米纖維支架有利于骨成骨這表明，殼聚糖納米纖維支架與地形骨細胞外基質(zhì)(ECM)部分擁有的天然ECM的生物學(xué)功能特點(diǎn)。利用納米纖維是歸因于組合的影響的空間排列的納米纖維及其形態(tài)相似的天然細胞外基質(zhì)纖維。
2.3仿生細胞外基質(zhì)
組織工程是一種將細胞生物學(xué)和材料學(xué)相結合形成的新興生物醫學(xué)技術(shù)，目的是通過(guò)活細胞再生天然組織去代替缺損的`組織或器官[13]。
方法是在外源性細胞外基質(zhì)(ECMs)中種植細胞組成復合物，在生物反應器中培養擴增，在體外形成新組織后植入患者體內，與組織整合構建新的組織。組織工程學(xué)通過(guò)將種子細胞種植于支架材料上，并在體外培養增殖，在形成新的組織后植入受損部位，從而達到修復和重建原人體組織結構和功能的目的。理想的組織工程支架應仿生天然細胞外基質(zhì)的結構和生物學(xué)功能，并有良好的生物相容性和適當的力學(xué)性能，作為一種再生治療,它不存在器官移植中存在的供體短缺和免疫處理等問(wèn)題,也不存在人造生物材料的生物相容性差的問(wèn)題。將殼聚糖明膠復合靜電紡納米纖維材料用來(lái)制作組織工程支架，這種復合纖維既生物相容性好，又機械強度高。在殼聚糖與不同種類(lèi)材料進(jìn)行靜電紡絲制成納米纖維過(guò)程中，由于殼聚糖有較好的生物相容性，殼聚糖與材料有一定的相互作用，并且利用靜電紡絲技術(shù)形成納米纖維材料，組分使細胞的粘附和增殖速度加快，這種可能性對臨床醫學(xué)進(jìn)展有巨大作用。在未來(lái)的生物醫學(xué)發(fā)展方面有著(zhù)更多的研究?jì)r(jià)值[14]。
3、展望
綜上所述，納米科技作為當代的一種經(jīng)濟的可持續發(fā)展的技術(shù)，這種技術(shù)的成本、可推廣性、對人體有無(wú)傷害都將是人們關(guān)注的重點(diǎn)，因此殼聚糖作為一種來(lái)源豐富，生物相容性好又無(wú)毒的材料將會(huì )被越來(lái)越多的國內外研究者所關(guān)注，而目前這種研究也正在深入中。殼聚糖獨特的性質(zhì)，當它與其他納米材料復合形成殼聚糖納米復合材料或者器件時(shí)，是材料具有了抗菌性能，或是當做藥物的載體亦或是人體內血管或是骨骼的支架，這些材料能夠結合納米材料和殼聚糖各自的特性，而探索結合的復合材料的性能將是未來(lái)研究的方向之一。
納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇5
摘要:
納米技術(shù)作為一門(mén)新興的技術(shù)，在多個(gè)領(lǐng)域具有非常重要的應用，尤其是極大地推動(dòng)了新型建材的發(fā)展，介紹了納米技術(shù)在新型建筑涂料、復合水泥、自潔玻璃、陶瓷、防護材料等方面的應用，通過(guò)論述可知，納米材料在新型建材領(lǐng)域具有很好的發(fā)展應用前景。
關(guān)鍵詞:
納米技術(shù);新型建材;應用;前景
1 、納米涂料的應用
通常傳統的涂料都存在懸浮穩定性差，耐老化、耐洗刷性差，光潔度不夠等缺陷。而納米涂料則能較好的解決這一問(wèn)題，納米涂料具有下述優(yōu)越的性能:
(1)具有很好的伸縮性，能夠彌蓋墻體細小裂縫，具有對微裂縫的自修復作用。
(2)具有很好的防水性，抗異物粘附、沾污性能，抗堿、耐沖刷性。
(3)具有除臭、殺菌、防塵以及隔熱保溫性能。
(4)納米涂料的色澤鮮艷柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外觀(guān)等。
雖然國內外對納米涂料的研究還處在初步階段，但是已在工程上得到了較廣泛的應用，如北京納美公司生產(chǎn)的納米系列涂料已大量應用于北京建欣苑、建東苑等住宅區的外墻粉刷，效果良好。在首體改造工程中，使用納米涂料1700噸，涂刷6萬(wàn)平方米。復旦大學(xué)教育部先進(jìn)涂料工程研究中心的專(zhuān)家已研發(fā)出了“透明隔熱玻璃涂料”。
2、納米水泥的應用
普通水泥混凝土因其剛性較大而柔性較小，同時(shí)其自身也存在一些固有的缺陷，使其在使用過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生開(kāi)裂并破壞。為了解決這一問(wèn)題就必須加速對具有特殊性能混凝土的研發(fā)，而納米混凝土就能有效的解決這樣問(wèn)題，納米混凝土，與普通混凝土相比，納米混凝土的強度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有顯著(zhù)提高，同時(shí)還具有防水、吸聲、吸收電磁波等性能，因而可用于一些特殊的建筑設施中(如國防設施)。通常在普通混凝土中加入納米礦粉(納米級SiO2、納米級CaCO3)或者納米金屬粉末已達到納米混凝土的性能，而且通過(guò)改變納米材料的摻量還能配置出防水砂漿等。目前開(kāi)發(fā)研制的納米水泥材料包括納米防水復合水泥，納米敏感水泥、納米環(huán)保復合水泥以及納米隱身復合水泥。
納米防水水泥是通過(guò)在水泥中添加X(jué)PM水泥外加劑的納米材料而制成的，該納米外加劑摻入水泥后，可以加快水泥誘導期和加速期的水化反應，改善水泥凝固的三維結構，同時(shí)提高水泥石的密實(shí)度，增強了防水性能。
納米敏感水泥是在水泥中加入對周?chē)h(huán)境變化十分敏感的納米材料，從而達到改善水泥制品溫敏、濕敏、氣敏、力敏等性能。根據添加的敏感材料的不同可將納米敏感水泥用于化工廠(chǎng)的建設、高速路面的鋪設等。
納米環(huán)保復合水泥是利用納米材料的光催化功能，從而使水泥制品具有殺菌、除臭以及表面自清潔等功能。通常是選用TiO2作為納米添加劑。
納米隱身復合材料是通過(guò)使用具有吸收電磁波功能的納米材料(納米金屬粉居多)，在電磁波照射時(shí)，納米材料的表面效應使得原子與電子運動(dòng)加劇，促使電子能轉化為熱能，加強對電磁波的吸收，從何使材料能夠在很寬的頻帶范圍內避開(kāi)雷達、紅外光的偵查，這一材料常用于軍事國防建筑等。
3 、納米玻璃的應用
普通玻璃在使用過(guò)程中會(huì )吸附空氣中的有機物，形成難以清洗的有機污垢，同時(shí)，水在玻璃上易形成水霧，影響可見(jiàn)度和反光度。而通過(guò)在平板玻璃的兩面鍍制一層TiO2納米薄膜形成的納米玻璃，則能有效的解決上述缺陷，同時(shí)TiO2光催化劑在陽(yáng)光作用下，可以分解甲醛、氨氣等有害氣體。此外納米玻璃具有非常好的'透光性以及機構強度。將這種玻璃用作屏幕玻璃、大廈玻璃、住宅玻璃等可免去麻煩的人工清洗過(guò)程。
4 、納米技術(shù)在陶瓷材料中的應用
陶瓷因其具有較好的耐高溫以及抗腐蝕性以及良好的外觀(guān)性能而在工程界得到了廣泛的應用(如鋪貼墻面的瓷磚)，但是陶瓷易發(fā)生脆性破壞，因而在使用過(guò)程中也受到了一定的限制。使用納米材料開(kāi)發(fā)研制的納米陶瓷則具有良好的塑性性能，能夠吸收一定量的外來(lái)能量。在陶瓷基中加入納米級的金屬碳化物纖維可以大大提高陶瓷的強度，同時(shí)具有良好的抗燒蝕性，火箭噴氣口的耐高溫材料就選用納米金屬陶瓷作為耐高溫材料。用納米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韌性、高強度、耐磨性、低溫超塑性、抗冷熱疲勞等性能優(yōu)點(diǎn)。納米陶瓷將作為防腐、耐熱、耐磨的新材料在更大的范圍內改變材料的力學(xué)性質(zhì)，具有非常廣闊的應用前景。
5 、納米技術(shù)在防護材料中的應用
通常是在膠料中加入炭黑等以提高材料的防水性能，但這種材料的耐腐蝕性以及耐侯性較差，易老化，研制具有高強、耐腐蝕、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在積極研究的問(wèn)題，納米防水材料能夠很好滿(mǎn)足上述要求，北京建筑科學(xué)研究院就成功的研制了具有較好耐老化性能的納米防水卷材，該類(lèi)防水卷材具有很好的強度、韌性、抗老化性以及光穩定性、熱穩定性等。納米防水卷材具有叫廣泛的應用前景，如建筑頂面、地下室、衛生間、水利堤壩以及防潛工程等。
6 、納米保溫材料
隨著(zhù)我國推行節能減排的方針，工程界也越來(lái)越注重建筑的保溫節能性能，我國目前使用的比較多的仍是聚氨酯、石棉等傳統隔熱保溫材料，這些材料在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生一些對人體有害的物質(zhì)，如石棉與纖維制品含有致癌物質(zhì)，聚氨酯泡沫燃燒后釋放有毒氣體，而通過(guò)使用納米材料開(kāi)發(fā)研制的保溫材料則能避免這些弊端，如以無(wú)機硅酸鹽為基料，經(jīng)高溫高壓納米功能材料改性而成的保溫材料不僅具有很好的保溫效果，同時(shí)對人體也無(wú)損害，是一種綠色環(huán)保保溫材料。
7 、納米技術(shù)在其粘合劑以及密封材料和潤滑劑方面的應用
對于一些在深海中作業(yè)的結構以及其他特殊環(huán)境下工作的構件，它們對結構的密封性的要求非常高，已超過(guò)了普通粘合劑和密封劑所能滿(mǎn)足的范圍。國外通過(guò)在普通粘合劑和密封膠中添加納米SiO2等添加劑，使粘合劑的粘結效果和密封膠的密封性能都大大提高。其工作機理是在納米SiO2的表面包覆一層有機材料，使之具有永久性，將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構，即納米SiO2形成網(wǎng)絡(luò )結構的膠體流動(dòng)，提高粘接效果，由于顆粒尺寸小，更增加了膠的密封性。大型建材機械等主機工作時(shí)的噪聲達到上百分貝，用納米材料制成的潤滑劑，既能在物體表面形成半永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生根好的潤滑作用，大大降低噪聲，又能延長(cháng)裝備使用壽命，具有非常好的應用前景。
8 、結語(yǔ)
納米技術(shù)作為一門(mén)新興的學(xué)科，被譽(yù)為二十一世紀最具有發(fā)展前景的技術(shù)，是對未來(lái)經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展產(chǎn)生重大影響的一種關(guān)鍵性前沿技術(shù)。納米技術(shù)在建筑材料方面的應用前景非常廣闊，納米技術(shù)不僅會(huì )推動(dòng)建材新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，還將為改善人們的生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量做出不可估量的貢獻。納米功能材料已成為國內外研究的熱點(diǎn)，目前研究開(kāi)發(fā)工作正處于剛剛起步階段，還有很多問(wèn)題還未很好的解決，需要將進(jìn)一步加速對納米材料的研究以及推廣應用。納米材料將成為21世紀新型建筑材料的發(fā)展新方向，相信在不久的將來(lái)，我們將跨入一個(gè)全新的材料時(shí)代—納米材料時(shí)代。
參考文獻
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納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇6
摘要：
納米材料和納米技術(shù)是八十年代以來(lái)興起的一個(gè)嶄新的領(lǐng)域,隨著(zhù)研究的深入和技術(shù)的發(fā)展,納米材料開(kāi)始與許多學(xué)科相互交叉、滲透,顯示出巨大的潛在應用價(jià)值,并且已經(jīng)在一些領(lǐng)域獲得了初步的應用。本文論述了納米陶瓷材料、納米碳材料、納米高分子材料、微乳液以及納米復合材料等在生物醫學(xué)領(lǐng)域中的研究進(jìn)展和應用。
關(guān)鍵字：
納米材料；生物醫學(xué)；進(jìn)展；應用
1.前言
納米材料是結構單元尺寸小于100nm的晶體或非晶體。所有的納米材料都具有三個(gè)共同的結構特點(diǎn):(1)納米尺度的結構單元或特征維度尺寸在納米數量級(1~100nm),(2)有大量的界面或自由表面,(3)各納米單元之間存在著(zhù)或強或弱的相互作用。由于這種結構上的特殊性,使納米材料具有一些獨特的效應,包括小尺寸效應和表面或界面效應等,因而在性能上與具有相同組成的傳統概念上的微米材料有非常顯著(zhù)的差異,表現出許多優(yōu)異的性能和全新的功能,已在許多領(lǐng)域展示出廣闊的應用前景,引起了世界各國科技界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。
“納米材料”的概念是80年代初形成的。1984年Gleiter首次用惰性氣體蒸發(fā)原位加熱法制備成功具有清潔表面的納米塊材料并對其各種物性進(jìn)行了系統研究。1987年美國和西德同時(shí)報道,成功制備了具有清潔界面的陶瓷二氧化鈦。從那時(shí)以來(lái),用各種方法所制備的人工納米材料已多達數百種。人們正廣泛地探索新型納米材料,系統研究納米材料的性能、微觀(guān)結構、譜學(xué)特征及應用前景,取得了大量具有理論意義和重要應用價(jià)值的結果。納米材料已成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域中的熱點(diǎn),是當前國際上的前沿研究課題之一[1]。
2.納米陶瓷材料
納米陶瓷是八十年代中期發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)材料,是由納米級水平顯微結構組成的新型陶瓷材料,它的晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100nm量級的水平[2]。納米微粒所具有的小尺寸效應、表面與界面效應使納米陶瓷呈現出與傳統陶瓷顯著(zhù)不同的獨特性能。納米陶瓷已成為當前材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理研究的前沿熱點(diǎn)領(lǐng)域,是納米科學(xué)技術(shù)的重要組成部分[3]。陶瓷是一種多晶材料,它是由晶粒和晶界所組成的燒結體。由于工藝上的原因,很難避免材料中存在氣孔和微小裂紋。決定陶瓷性能的主要因素是組成和顯微結構,即晶粒、晶界、氣孔或裂紋的組合性狀,其中最主要的是晶粒尺寸問(wèn)題,晶粒尺寸的減小將對材料的力學(xué)性能產(chǎn)生很大影響,使材料的強度、韌性和超塑性大大提高。
常規陶瓷由于氣孔、缺陷的影響,存在著(zhù)低溫脆性的缺點(diǎn),它的彈性模量遠高于人骨,力學(xué)相容性欠佳,容易發(fā)生斷裂破壞,強度和韌性都還不能滿(mǎn)足臨床上的高要求,使它的應用受到一定的限制。例如普通陶瓷只有在1000℃以上,應變速率小于10-4/s時(shí),才會(huì )發(fā)生塑性變形。而納米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的內在氣孔或缺陷尺寸大大減少,材料不易造成穿晶斷裂,有利于提高材料的斷裂韌性;而晶粒的細化又同時(shí)使晶界數量大大增加,有助于晶粒間的滑移,使納米陶瓷表現出獨特的超塑性。許多納米陶瓷在室溫下或較低溫度下就可以發(fā)生塑性變形。例如:納米TiO2(8nm)陶瓷和CaF2陶瓷在180℃下,在外力作用下呈正弦形塑性彎曲。即使是帶裂紋的TiO2納米陶瓷也能經(jīng)受一定程度的彎曲而裂紋不擴散。但在同樣條件下,粗晶材料則呈現脆性斷裂。納米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。
傳統的氧化物陶瓷是一類(lèi)重要的生物醫學(xué)材料,在臨床上已有多方面應用,主要用于制造人工骨、人工足關(guān)節、肘關(guān)節、肩關(guān)節、骨螺釘、人工齒,以及牙種植體、耳聽(tīng)骨修復體等等。此外還用作負重的骨桿、錐體人工骨、修補移植海綿骨的充填材料、不受負重影響的人工海綿骨及兼有移植骨作用的髓內固定材料等。納米陶瓷的問(wèn)世,將使陶瓷材料在強度、硬度、韌性和超塑性上都得到提高,因此,在人工器官制造、臨床應用等方面納米陶瓷材料將比傳統陶瓷有更廣泛的應用并具有極大的發(fā)展前景[1]。
目前,對于具有良好力學(xué)性能和生物相容性、生物活性的種植體的需求越來(lái)越大,由于生物陶瓷材料存在強韌性的局限性,大規模臨床應用還面臨挑戰。隨著(zhù)納米技術(shù)和納米材料研究的深入,納米生物陶瓷材料的優(yōu)勢將逐步顯現,其強度、韌性、硬度以及生物相容性都有顯著(zhù)提高,隨著(zhù)生物醫用材料研究的不斷完善,納米生物陶瓷材料終將為人類(lèi)再塑健康人體[4]。
經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，納米生物陶瓷材料研究已取得了可喜的成績(jì)，但從整體來(lái)分析，此領(lǐng)域尚處于起步階段，許多基礎理論和實(shí)踐應用還有待于進(jìn)一步研究。如納米生物陶瓷材料制備技術(shù)的研究——如何降低成本使其成為一種平民化的醫用材料；新型納米生物陶瓷材料的開(kāi)發(fā)和利用；如何盡快使功能性納米生物陶瓷材料從展望變?yōu)楝F實(shí)，從實(shí)驗室走向臨床；大力推進(jìn)分子納米技術(shù)的發(fā)展，早日實(shí)現在分子水平上構建器械和裝置，用于維護人體健康等，這些工作還有待于材料工作者和醫學(xué)工作者的竭誠合作和共同努力才能夠實(shí)現[5]。
3.納米碳材料
納米碳材料由碳元素組成的碳納米材料統稱(chēng)為納米碳材料。在納米碳材料群中主要包括納米碳管、氣相生長(cháng)碳纖維、類(lèi)金剛石碳等;納米碳管、納米碳纖維通常是以過(guò)渡金屬Fe、Co、Ni及其合金為催化劑，以低碳烴化合物為碳源，以氫氣為載氣，在873～1473K的溫度下生成的，其中的超微型氣相生長(cháng)碳纖
維又稱(chēng)為碳晶須,具有超常的物化特性，被認為是超強纖維。由它作為增強劑所制成的碳纖維增強復合材料，可以顯著(zhù)改善材料的力學(xué)、熱學(xué)及光、電等性能,在催化劑載體、儲能材料、電極材料、高效吸附劑、分離劑、結構增強材料等許多領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景[6]。
納米碳纖維除了具有微米級碳纖維的低密度、高比模量、比強度、高導電性之外,還具有缺陷數量極少、比表面積大、結構致密等特點(diǎn),這些超常特性和良好的生物相容性,使它在醫學(xué)領(lǐng)域中有廣泛的應用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齒、人工肌腱在強度、硬度、韌性等多方面的性能顯著(zhù)提高;此外,利用納米碳材料的高效吸附特性,還可以將它用于血液的凈化系統,清除某些特定的病毒或成份。
納米碳材料是目前碳領(lǐng)域中嶄新的.高功能、高性能材料,也是一個(gè)新的研究生長(cháng)點(diǎn)。對它的應用開(kāi)發(fā)正處于起步階段，在生物醫學(xué)領(lǐng)域中，納米碳材料有重要的應用潛能。
4.納米高分子材料
納米高分子材料也可以稱(chēng)為高分子納米微�；蚋叻肿映⒘�，主要通過(guò)微乳液聚合的方法得到。這種超微粒子具有巨大的比表面積，出現了一些普通微米級材料所不具有的新性質(zhì)和新功能,已引起了廣泛的注意。
聚合物微粒尺寸減小到納米量級后,高分子的特性發(fā)生了很大的變化,主要表現在表面效應和體積效應兩方面。表面效應是指超細微粒的表面原子數與總原子數之比隨著(zhù)粒徑變小而急劇增大,表面原子的晶場(chǎng)環(huán)境和結合能與內部原子不同,因缺少相鄰原子而呈現不飽和狀態(tài),具有很大的活性,它的表面能大大增加,易與其它原子相結合而穩定下來(lái)。體積效應是由于超微粒包含的原子數減少而使帶電能級間歇加大,物質(zhì)的一些物理性質(zhì)因為能級間歇的不連續而發(fā)生異常。這兩種效應具體反映在納米高分子材料上,表現為比表面積激增,粒子上的官能團密度和選擇性吸附能力變大,達到吸附平衡的時(shí)間大大縮短,粒子的膠體穩定性顯著(zhù)提高。這些特性為它們在生物醫學(xué)領(lǐng)域中的應用創(chuàng )造了有利條件。目前，納米高分子材料的應用已涉及免疫分析、藥物控制釋放載體、及介入性診療等許多方面[7]。
納米級骨修復材料具有傳統材料無(wú)可比擬的生物學(xué)性能，已在組織工程和生物材料研究中顯示出廣闊的應用前景，將不同生物材料復合加工，研制出類(lèi)似人骨的材料，將是今后骨修復材料的研究重點(diǎn)。當前用于骨科臨床的納米產(chǎn)品不多，其性能、微觀(guān)結構和生物學(xué)效應尚有待系統研究。我們相信隨著(zhù)納米技術(shù)、組織工程技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展與綜合，必將研制出新一代性能優(yōu)異的納米骨材料，為治愈骨缺損和骨折提供最佳的選擇[8]。
5.納米復合材料
納米復合材料包括三種形式，即由兩種以上納米尺寸的粒子進(jìn)行復合或兩種
以上厚薄的薄膜交替疊迭或納米粒子和薄膜復合的復合材料。前者由于納米尺寸的粒子具有很大的表面能，同時(shí)粒子之間的界面區已經(jīng)大到超常的程度，所以使一些通常不易固溶、混溶的組份有可能在納米尺度上復合，從而形成新型的復合材料，研究和開(kāi)發(fā)無(wú)機/無(wú)機、有機/無(wú)機、有機/有機以及生物活性/非生物活性的納米結構復合材料是獲得性能優(yōu)異的新一代功能復合材料的嶄新途徑。
目前應用較廣的醫用材料多由一些有機高分子制成,受高分子的固有性質(zhì)所限,材料的機械性能不夠理想。碳納米管具有比重低、長(cháng)徑比高、并且可以重復彎曲、扭折而不破壞結構,因此是制備強度高、重量輕、性能好的復合材料的最佳承荷增強材料。很多研究表明,向高分子材料中加入碳納米管可以顯著(zhù)改善原有聚合物的傳導性、強度、彈性、韌性和耐久性等性質(zhì)。已經(jīng)涉及的高分子材料包括聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯乙烯等。對聚氨酯/多壁碳納米管復合膜[9]和聚苯乙烯/多壁碳納米管復合膜[10]的機械拉伸實(shí)驗均顯示,當碳納米管與基體間存在良好的界面結合時(shí),聚合物中的碳納米管可以增強聚合物抗張強度。研究還發(fā)現,對碳納米管進(jìn)行石墨化溫度處理和進(jìn)行功能化有助于增強碳納米管與聚合物基體間的相互作用[10],對于碳納米管相關(guān)的復合膜和復合纖維的機械性能都有改善作用。Webster等[9]發(fā)現,MWNT和聚氨酯形成的復合材料較之傳統的醫用聚氨酯具有更好的電導性和機械強度,適合制造應用于臨床的在體設備,如可能作為檢查神經(jīng)組織功能恢復情況的探針和骨科應用的假體等。
6.微乳液
微乳液是由油、水、表面活性劑和表面活性劑助劑構成的透明液體，是一類(lèi)各向同性、粒徑為納米級的、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)穩定的膠體分散體系。微乳液是熱力學(xué)穩定體系，可以自發(fā)形成。微乳液小球的粒徑小于100nm，微乳液呈透明或微藍色。微乳液結構的特殊性使它具有重要的應用前景。近年來(lái)，隨著(zhù)乳液聚合理論和技術(shù)研究的不斷深入，新型材料制備及分離技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對微乳液的應用研究十分關(guān)注，不斷開(kāi)發(fā)它在各領(lǐng)域中的應用，其中一些研究成果已轉入實(shí)用化。
7.總結
納米材料是80年代中期發(fā)展起來(lái)的新型材料,它所具有的獨特結構使它顯示出獨特而優(yōu)異的性能。盡管已對納米材料的制備、結構與性能進(jìn)行了大量的研究,但在基礎理論及應用開(kāi)發(fā)等方面還有大量的工作尚待進(jìn)行[11]。
8.展望
納米材料所展示出的優(yōu)異性能預示著(zhù)它在生物醫學(xué)工程領(lǐng)域,尤其在組織工程支架、人工器官材料、介入性診療器械、控制釋放藥物載體、血液凈化、生物大分子分離等眾多方面具有廣泛的和誘人的應用前景。隨著(zhù)納米技術(shù)在醫學(xué)領(lǐng)域中的應用,臨床醫療將變得節奏更快、效率更高,診斷、檢查更準確,治療更有效[12]。
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納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇7
摘要：
目前世界上上轉換納米熒光材料正處在發(fā)展階段，材料的選擇和合成有待于深入細致的研究。本文對上轉換發(fā)光納米晶的選擇和合成做了系統的討論。
關(guān)鍵詞：
納米材料 發(fā)光材料 上轉換發(fā)光 熒光材料 雙光子吸收 納米晶
1.引言
近年來(lái)，人們開(kāi)始對熒光標記材料產(chǎn)生了濃厚的興趣，特別是隨著(zhù)納米技術(shù)的發(fā)展，能夠進(jìn)行生物標記的無(wú)機納米晶成為人們追逐的熱點(diǎn)，但是由于生物背底同樣會(huì )產(chǎn)生熒光從而對熒光檢測形成干擾，于是不會(huì )產(chǎn)生背底干擾的稀土上轉換納米發(fā)光標記材料引起了人們的注意。
1.1納米材料簡(jiǎn)介
納術(shù)概念是1959年木，諾貝爾獎獲得著(zhù)理查德.費曼在一次講演中提出的。他在“There is plenty of room at thebottom”的講演中提到，人類(lèi)能夠用宏觀(guān)的機器制造比其體積小的機器，而這較小的機器可以制作更小的機器，這樣一步步達到分子尺度，即逐級縮小生產(chǎn)裝置，以至最后直接按意愿排列原子，制造產(chǎn)品。他預言，化學(xué)將變成根據人仃〕的意愿逐個(gè)地準確放置原子的技術(shù)問(wèn)題，這是最早具有現代納米概念的思想。20世紀80年代末、90年代初，出現了表征納米尺度的重要工具一掃描隧道顯微鏡(STM)，原子力顯微鏡(AFM)一認識納米尺度和納米世界物質(zhì)的直接的工具，極大地促進(jìn)了在納米尺度上認識物質(zhì)的結構以及結構與性質(zhì)的關(guān)系，出現了納米技術(shù)術(shù)語(yǔ)，形成了納米技術(shù)。 其實(shí)說(shuō)起來(lái)納米只是一個(gè)長(cháng)度單位，1納米(nm)=10又負3次方微米=10又負6次方毫米(mm)=10又負9次方米(m)=l0A。納米科學(xué)與技術(shù)(Nano-ST)是研究由尺寸在1-100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運動(dòng)規律和相互作用以及可能的實(shí)際應用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。關(guān)于納米技術(shù)，從迄今為止的研究狀況來(lái)看，可以分為4種概念。在這里就不一一介紹了。
1.2上轉換納米材料介紹
稀土上轉換發(fā)光材料通過(guò)多光子機制把長(cháng)波輻射轉換成短波輻射稱(chēng)為上轉換。所謂的上轉換材料就是指受到光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射比激發(fā)波長(cháng)短的熒光的材料。由此可見(jiàn)上轉換發(fā)光的本質(zhì)是一種反Stokes發(fā)光，因此，也稱(chēng)上轉換發(fā)光為反Stokes發(fā)光。早在1959年，就出現了上轉換發(fā)光的報道。用960nm的`紅外光激發(fā)多晶ZnS，觀(guān)察到了525nm綠色發(fā)光。上轉換發(fā)光的機理可以歸結為4種情況:(1)單離子的步進(jìn)多光子吸收，這實(shí)際上是激發(fā)態(tài)吸收(ESA)的過(guò)程。(2)直接雙光子吸收。這也是一個(gè)單離子過(guò)程，能量為E1和E2 (E1與E2可以相等也可以不相等)的兩個(gè)光子從一個(gè)虛擬的中間量子態(tài)被同時(shí)吸收終態(tài)E3=E1+E2。（3）多個(gè)激發(fā)態(tài)離子的共協(xié)上轉換。(4)光子雪崩吸收上轉換。
2. 上轉換納米材料的合成
2.1 共沉淀法
共沉淀法因其方便、節時(shí)等優(yōu)點(diǎn)也是一種發(fā)光材料制備中常用的方法，它之所以被使用，主要表現在制備金屬氧化物、納米材料等方面具有獨特的優(yōu)點(diǎn)，用沉淀法制備的樣品的優(yōu)點(diǎn)是：反應溫度低，樣品純度高，粒徑小，分散性也很好。這種方法雖然是無(wú)機粉末發(fā)光材料合成的重要方法，但它對于復雜的多
組分體系的制備就可能存在一些問(wèn)題。岡為它對于原料的選擇會(huì )造成一定的困難，同時(shí)還要求各種組分具有相同或相近的水解或沉淀條件，這樣必將對所合成的多組分體系有一定的要求，從而限制了它的使用。．Iohannes Hampl等人用高溫流化床合成出了具有較好分散性的Er，Yb共摻的氧硫化物。合成時(shí)，將Er，Yb和Y的硝酸鹽用尿素共沉淀，得到的沉淀在840℃下通過(guò)H2S和水蒸氣，最后在1500℃的流化床中用Ar氣保護活化，這樣得到了尺寸大約400nm的粒子。硫化物的粒子形態(tài)較好，一般為圓形，但是要求較高的活化溫度(1500~)，在此溫度下粒子容易粘連，所以在硫化床中活化，這樣加大了合成的難度。
2.2水熱法
水熱法也是近幾年來(lái)研究無(wú)機發(fā)光材料中發(fā)明的又一新興 的合成方法。此法主要是在特制的反應釜(高壓釜)中，采用水溶液作為反應體系，通過(guò)將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應體系中產(chǎn)生高壓環(huán)境從而在一定溫度和壓力下，使物質(zhì)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應的一種無(wú)機制備方法。在水熱法的基礎上，以有機溶劑代替水，采用溶劑熱反應來(lái)制備發(fā)光材料是水熱法的一種重大改進(jìn)，可以適用于一些非水反應體系的制備，從而打一大了水熱技術(shù)的適用范圍。
3.上轉換納米材料的光學(xué)性能
上轉換納米微粒的個(gè)最重要標志是尺寸與物理的特征量相差不多,例如。當上轉換納米粒子的粒徑與超導相干波長(cháng)、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長(cháng)相當時(shí)，小顆粒的量子尺寸效應十分顯著(zhù)。
與此同時(shí)，大的比表面使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內部的原子、電子的行為有很大的差別，這種表面效應和量子尺寸效應對納術(shù)微粒的光學(xué)特性有很大的影響。甚至使納米微粒具有同樣材質(zhì)的宏觀(guān)犬塊物體不具備的新的光學(xué)特性。
例如：
�、賹掝l帶強吸收。納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對紅外有個(gè)寬頻帶強吸收譜。這是因為納米粒子大的比表面導致r平均配位數下降，不飽和鍵和懸鍵增多，與常規大小材料不同，沒(méi)有一個(gè)單一的，擇優(yōu)的鍵振動(dòng)模．而存在個(gè)較寬的鍵振動(dòng)模的分布．在紅外光場(chǎng)作用下它們對紅外吸收的頻率也就存在個(gè)較寬的分布，這就導致了納米粒于紅外吸收帶的寬化。
�、谖諑{移現象。這可能由于兩方面原因，一是量子尺寸效應，由于顆粒尺下降能隙變寬，這就導致光吸收帶移向短波方向，Ball等對這種藍移現象給出了解釋?zhuān)阂驯浑娮诱紦肿榆壍滥芗壟c未被電子占據分子軌道能級之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大．這是產(chǎn)生藍移的根本原因。這種解釋對半導體和絕緣體都適用。另一種是表面效應。由于納米微粒顆粒小，大的表面張力使晶格畸變，品格常數改變。對納米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近鄰和第二近鄰的距離發(fā)生變化。鍵長(cháng)的改變導致納米微粒的鍵本征振動(dòng)頻率改變，結果使光吸收帶發(fā)生移動(dòng)。
�、哿孔酉抻蛐�。半導體納術(shù)微粒的半徑r<aB(激子玻爾半徑)時(shí)，電子的平均自由程受小粒徑的限制，局限在很小的范圍，空穴很容易與它形成激子，引起電子和空穴波函數的重疊，這就報容易產(chǎn)生激子吸收帶。
�、苌限D換納米微粒的發(fā)光。當上轉換納米微粒的尺寸小到一定值時(shí)可在定波長(cháng)的光激發(fā)下發(fā)光。1990年，日本佳能研究中心的H .Tabagi發(fā)現，粒徑小于6nm的硅在室溫下可以發(fā)射可見(jiàn)光。隨半徑減小，發(fā)射帶強度增強并移向短波方向。當粒徑大干6nm時(shí)，這種光發(fā)射現象消失。Tabagi目認為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應引起的。Brus認為，大塊硅不發(fā)光是因為它的結構存在平移周期性，由平移對稱(chēng)性產(chǎn)生的選擇定則使得大尺寸硅不可能發(fā)光，當硅粒徑小到某程度時(shí)(6nm)．平移對稱(chēng)性消失，因此出現發(fā)光現象。
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納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇8
摘要：
作為提高國家科技科學(xué)核心競爭力的戰略選擇，納米電子技術(shù)的發(fā)展研究至關(guān)重要。其應用廣泛，涉及到各個(gè)領(lǐng)域，是人類(lèi)生活中必不可少的部分。本文從納米電子技術(shù)的現狀進(jìn)行研究，展望其未來(lái)的發(fā)展，以期為納米電子技術(shù)的研究提供新的理論點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：
納米電子技術(shù)；現狀研究；未來(lái)發(fā)展
納米電子技術(shù)包括了納米電子元件、納米電子材料等，這些納米技術(shù)運用到了各行各業(yè)，向人們展示了其強大的功能�？萍夹畔r(shí)代的來(lái)臨，納米電子技術(shù)的發(fā)展應用將會(huì )帶來(lái)革命性的突破，目前人類(lèi)對納米電子技術(shù)的研究還在不斷深入，未來(lái)納米電子技術(shù)的運用將會(huì )更加廣泛。
1、納米電子技術(shù)現狀研究
1.1納米電子元件現狀研究電子元件從集成元件、超大規模集成元件最終發(fā)展成為納米電子元件，納米電子元件是其他兩個(gè)元件的深入研究發(fā)展。由于集成電路的規模越來(lái)越大，這就要求電子元件的規格越來(lái)越小，最終形成納米電子元件，納米電子元件的尺寸需要控制在0.1nm-100nm之間。比如已經(jīng)問(wèn)世的單電子晶體管，晶體管的一位信息數據就是一個(gè)電子信號，所以這個(gè)單電子晶體管的尺寸一定要夠小。
1.2納米電子材料現狀研究目前，市面上常見(jiàn)的納米材料有：納米半導體、納米硅薄膜等。最具優(yōu)勢的是納米硅電子材料，其電子技術(shù)對人類(lèi)的發(fā)展具有跨時(shí)代意義，納米硅電子材料的優(yōu)勢主要體現在：
�。�1）不耗時(shí)、低能耗、可靠性強、外界環(huán)境很難影響到其運用。
�。�2）研發(fā)、利用成本低。
�。�3）納米硅材料中分子間距較短，所以硅電子材料的運行速度極快，進(jìn)而材料的消耗低、耗時(shí)短。納米電子材料的問(wèn)世是納米電子技術(shù)的一個(gè)新突破，相信隨著(zhù)納米電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人類(lèi)生活的各個(gè)方面都會(huì )涉及到納米電子材料，納米電子材料也會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)更便捷的生活方式。
2、納米電子技術(shù)未來(lái)發(fā)展
2.1碳納米管的研究發(fā)展碳納米管作為納米電子技術(shù)重要的一部分，未來(lái)的研究發(fā)展必不可少。1990年，碳納米管在日本研發(fā)問(wèn)世，其特殊的拓撲結構和極優(yōu)的性能，具有很好的導電效果。碳納米管能夠很好地將金屬性能與半導體性能結合，使金屬性能和半導體性能達到最佳狀態(tài)。其次，由于碳納米管的質(zhì)地較輕，可以在超大規模集成電路中實(shí)現納米化性能，有效幫助計算機納米電子技術(shù)化。芬蘭和日本的研究者在2010年研發(fā)了新型碳納米管，該碳納米管是介于半導體與金屬性?xún)烧咧g的材料，其平衡性良好，將這種新型的碳納米管作為研究基礎，可以制作超大規模的集成電路，幫助集成電路排列邏輯順序，為納米計算機的研發(fā)提供有效幫助。目前，許多研究機構已經(jīng)對碳納米管的形成過(guò)程進(jìn)行研究分析，形狀小、質(zhì)量輕的`碳納米管能夠很好地提高運行速度，相比其他電子材料能夠提速25%；在降低能耗的同時(shí)，可以實(shí)現電路的集成化。而且碳納米管受到外界的干擾小，可以保證高速率的運行計算，存儲空間和容量大，在未來(lái)會(huì )有更多領(lǐng)域涉及到這種納米電子材料。所以，我國應該根據自身的發(fā)展要求，加大對碳納米管的研發(fā)，更好地將納米電子技術(shù)應用于人們的生活中。
2.2納米硅薄膜的研究發(fā)展作為目前世界上應用最廣泛、涉及領(lǐng)域最多的半導體材料，納米硅薄膜的研究發(fā)展關(guān)系到納米電子技術(shù)的全面發(fā)展，納米硅的研究發(fā)展可以更好地發(fā)展高性能的半導體材料。納米硅薄膜的整個(gè)制作工藝流程與集成電路、硅器件的制作流程相似，所以，納米硅薄膜的研發(fā)可以幫助量子功能進(jìn)一步發(fā)展研制，將會(huì )提升納米電子技術(shù)的整體發(fā)展，在納米電子技術(shù)中起著(zhù)重要的作用。
2.3新型電子元件的研究發(fā)展隨著(zhù)納米電子技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新興的電子元件相繼出現，納米技術(shù)的研究已經(jīng)遍布世界各地。例如，美國耶魯大學(xué)同英國等世界各高校聯(lián)合研究分子半導體晶體管、納米電子技術(shù)處理系統，并在2010年研制出了計算機自動(dòng)編程技術(shù)，這一壯舉預示著(zhù)今后納米電子技術(shù)會(huì )與計算機的發(fā)展相結合，廣泛應用于科學(xué)技術(shù)。2010年5月，美國同澳大利亞研究者通過(guò)隧穿顯微鏡研究單個(gè)原子的狀態(tài)，最終創(chuàng )造出目前世界上體積最小的原子晶體管，實(shí)現了人類(lèi)對單個(gè)原子的操控。世界上第一個(gè)人工制造原子的電子設備就此問(wèn)世，標志著(zhù)人類(lèi)向信息處理的超強大和超高速性能有了新的突破。2012年，美國科學(xué)研究者勞倫斯通過(guò)不斷的實(shí)驗研究，研制出了納米電子系統，勞倫斯將納米電子系統與生物技術(shù)相結合，實(shí)現了對三磷酸腺的操控，同時(shí)還將生物技術(shù)與納米電子晶體管相結合，有效連接人體的大腦神經(jīng)系統，達到無(wú)縫的電子界面。在未來(lái)的幾十年里，納米電子元件的發(fā)展將會(huì )更加迅速，在此期間，研究者們會(huì )對新型電子元件進(jìn)行更深入的研究，更多的納米電子元件產(chǎn)品將會(huì )層出不窮，幫助人類(lèi)探索更高領(lǐng)域的科學(xué)境界，提供更科學(xué)的研究方法。
2.4石墨烯的研究發(fā)展英國在2000年將石墨烯研制出來(lái)，其碳基功能良好，相對于硅來(lái)講更為優(yōu)質(zhì)。目前，對石墨烯的技術(shù)研究還是比較多的，碳原子是石墨烯的主要組成部分，單個(gè)的碳原子通過(guò)相互結合形成一種新型的碳化材料。石墨烯的問(wèn)世，有效促進(jìn)了其他碳制材料的發(fā)展，其硬度較大，并且只有一層碳基，相對于其他材料來(lái)說(shuō)輕薄許多，可以實(shí)現高速率的載流，并能很好地控制寬帶運行的速度。石墨烯的運用，將半導體的電學(xué)特征展現出來(lái)，并且與硅基相兼容，在器械上實(shí)現了碳基與硅基的共同使用。
2.5納米生物電子的研究發(fā)展近幾年來(lái)，對納米生物電子技術(shù)的研究更為深入。研究者將納米電子技術(shù)運用于生物芯片，從而制造出納米機器人。不同于一般的機器人，納米機器人能夠進(jìn)入人類(lèi)血管，幫助人們排除體內的有害物質(zhì)，促進(jìn)人體新陳代謝。納米機器人作為一個(gè)清潔器，能夠保證人類(lèi)的身體健康。
3、結束語(yǔ)
納米電子技術(shù)的研究發(fā)展，推動(dòng)著(zhù)我國新興科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。在未來(lái)對納米電子技術(shù)的研究中需要緊跟納米電子新興前沿技術(shù)，將納米電子技術(shù)與物理、化學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域相結合，促進(jìn)科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的全面發(fā)展。
納米材料與納米技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )系統中的應用分析論文 篇9
摘要：
《納米材料》是一門(mén)新興的、多學(xué)科穿插性課程，觸及凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等范疇。針對該課程學(xué)問(wèn)點(diǎn)冗雜、概念籠統等特性，分離本身教學(xué)經(jīng)歷和課程特性，從該門(mén)課程的教學(xué)目的、教學(xué)內容、教學(xué)辦法與手腕等方面停止了系統的探究和變革，以到達進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量的目的。
關(guān)鍵詞：
納米材料，教學(xué)辦法，教學(xué)質(zhì)量
中圖分類(lèi)號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
納米科技是20世紀80年代末逐漸開(kāi)展起來(lái)的新興學(xué)科范疇，它觸及到凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等范疇[1]。目前，納米科技與生物技術(shù)、信息技術(shù)成為推進(jìn)人類(lèi)將來(lái)開(kāi)展的三大主流科技，在信息技術(shù)、生物與農業(yè)、環(huán)境能源、生命醫學(xué)以及航空航天等方面有普遍的應用前景。納米科技的迅猛開(kāi)展將促使簡(jiǎn)直一切的工業(yè)范疇產(chǎn)生一場(chǎng)反動(dòng)性的變化。
納米材料是納米科技的根底，對納米材料的學(xué)習，是順應將來(lái)社會(huì )對材料專(zhuān)業(yè)人才的需求。在教材的方面，不斷沒(méi)有一本面向研討生教學(xué)的、較系統性的納米材料的教材。本文擬從納米材料課程教學(xué)目的、教學(xué)內容、教學(xué)辦法與手腕等方面對高等院校材料類(lèi)研討生專(zhuān)業(yè)停止納米材料課程的教學(xué)變革停止討論。
1 、教學(xué)目的制定
課程的目的是經(jīng)過(guò)課堂教學(xué)，使碩士研討生可以理解、控制納米科學(xué)與技術(shù)的概念、分類(lèi)及其特性，理解和控制納米材料的根本物理和化學(xué)性能；控制納米材料的主要制備辦法和原理；控制納米材料的構造剖析測試辦法；理解納米材料的生物毒性和平安性；理解納米材料在不同范疇的應用現狀和應用前景以及最新研討停頓，以便使學(xué)生理解和把握當今納米科學(xué)的最新研討前沿
2 、教學(xué)內容的選擇
目前，納米材料正蓬勃開(kāi)展，其觸及的面也越來(lái)越普遍，涵蓋原子物理、凝聚態(tài)物理、膠體化學(xué)、固體化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)和外表、界面等多中學(xué)科，內容普遍[2]。隨著(zhù)納米科技的興起，也呈現了很多引見(jiàn)納米效應、納米技術(shù)應用及納米材料制備技術(shù)文獻和材料，對推進(jìn)納米科技的安康開(kāi)展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不斷沒(méi)有一本面向研討生教學(xué)的、較系統性的納米材料的教材。依據筆者從事納米材料課程教學(xué)的理論，以為要到達前面提出的納米材料課程教學(xué)目的。課程的教學(xué)主要內容應包含以下幾方面： 納米材料的根本概念、開(kāi)展史；納米材料的分類(lèi)及其特性；納米材料的根本物理和化學(xué)性能；納米材料的主要制備辦法和原理；納米材料的構造剖析測試辦法；納米材料的生物毒性和平安性；納米材料最新研討停頓。依據教學(xué)內容特性，能夠思索將教學(xué)內容分會(huì )以下6個(gè)局部。
2.1 緒論
從納米材料的新奇特性開(kāi)端，講述納米材料的.內涵和根本概念以及開(kāi)展史。依據材料的分類(lèi)辦法講述納米材料的分類(lèi)辦法及特性。講述納米材料的根本構造單元及其特性。重點(diǎn)講述納米材料的量子尺寸效應、小尺寸效應、外表效應、宏觀(guān)量子隧道效應等根本性能。并分離我國納米材料研討現狀和學(xué)生研討方向停止相關(guān)討論，激起學(xué)生對納米材料的獵奇心和求知欲。
2.2 納米材料物理化學(xué)性能
主要內容觸及納米材料的構造和形貌特征；納米材料的熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等物理特性；納米材料的吸附、分散、聚會(huì )等化學(xué)特性。將納米材料的物理化學(xué)特性與構造關(guān)聯(lián)，依照根本構造-根本特性-特殊構造-特殊效應-特殊功用-特殊應用這一思緒，引領(lǐng)學(xué)生深化考慮，能夠起到觸類(lèi)旁通效果。
2.3 納米材料的制備辦法和原理
依照納米材料維數分類(lèi)辦法，講述零維納米材料、一維納米材料、二維納米材料、三維納米材料的特征、制備辦法和根本原理。重點(diǎn)講述蒸發(fā)-冷凝法、濺射法、氣相化學(xué)合成法等氣相辦法和沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法、溶劑熱法等液相辦法。并分離學(xué)生研討方向對相關(guān)材料和辦法停止細致討論，使學(xué)生控制相關(guān)制備辦法，為隨后的研討奠定堅實(shí)的根底。
2.4納米材料的構造剖析測試辦法
主要包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)光電子能譜儀、X射線(xiàn)粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器。經(jīng)過(guò)學(xué)習，使學(xué)生控制納米材料測試的主要辦法和儀器，并控制各種儀器的優(yōu)缺陷和適用范圍。同時(shí)，也使同窗們認識到納米材料研討的高技術(shù)特性。
2.5納米材料的生物毒性和平安性
主要包括納米材料的生物毒性和平安性。依據已有的相關(guān)研討報道，引見(jiàn)一些納米材料的生物毒性，讓學(xué)生們理解納米材料的缺乏之處，控制相關(guān)的平安操作規則，以便在隨后的納米材料相關(guān)研討中防止呈現平安事故。
2.6最新研討停頓
依據納米材料的最新研討熱點(diǎn)，如石墨烯、鋰離子電池燈，講述納米科技范疇國際最新研討動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生理解國際最新研討熱點(diǎn)。
3、教學(xué)辦法與手腕
3.1 多媒體教學(xué)
針對納米材料課程內容普遍，學(xué)問(wèn)點(diǎn)多的特性，采用多媒體教學(xué)方式。應用多媒體教學(xué)圖、文、聲、像融為一體的優(yōu)點(diǎn)，能夠使教與學(xué)的活動(dòng)變得愈加豐富多彩，又能夠將信息量大的課程內容在有限的時(shí)間內呈現給同窗們。從而激起學(xué)生的學(xué)習興味，促進(jìn)學(xué)生思想開(kāi)展，豐厚學(xué)生的想象力。例如，講述納米材料宏觀(guān)量子隧道效應時(shí)，能夠動(dòng)畫(huà)的方式展示，便當學(xué)生們了解。講述納米材料的制備辦法時(shí)，能夠經(jīng)過(guò)表示圖的方式展示，更容易讓學(xué)生了解和控制。
3.2交互式討論
應用交互式討論教學(xué)方式。依據學(xué)生的興味，分離課程內容，將學(xué)生劃分多個(gè)課題小組，停止課堂討論。例如，講述微乳液法制備納米材料時(shí)，首先讓學(xué)生經(jīng)過(guò)文獻查閱等方式理解該辦法；其次，在課堂上就該辦法、原理和理論應用停止充沛討論和剖析；最后教師指出該內容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)這種交互式討論，在課堂教學(xué)中，確立學(xué)生的主體位置，尊重學(xué)生的主體認識；創(chuàng )設民主、對等的課堂氣氛，讓學(xué)生充沛發(fā)表本人對問(wèn)題的見(jiàn)地，發(fā)揮學(xué)生的主管能動(dòng)性，變被動(dòng)承受為主動(dòng)探究；使學(xué)生的創(chuàng )新認識、發(fā)明性思想才能得到不時(shí)的開(kāi)展[3]。
3.3理論操作相分離
納米材料是一門(mén)理論性很強的課程。在課程教學(xué)中要充沛與理論相分離，依據學(xué)生的研討方向，分離課程內容，布置學(xué)生停止相關(guān)實(shí)驗。經(jīng)過(guò)詳細的實(shí)驗使學(xué)生對納米材料有更多的理性認識。觸及透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器內容時(shí)，分離詳細狀況，可布置一定時(shí)間上機察看和操作。
4 、結語(yǔ)
納米材料是納米科技的根底，對納米材料的學(xué)習，是順應將來(lái)社會(huì )對材料專(zhuān)業(yè)人才的需求。本文從納米材料課程教學(xué)目的、教學(xué)內容、教學(xué)辦法與手腕等方面對高等院校材料類(lèi)研討生專(zhuān)業(yè)停止納米材料課程的教學(xué)變革停止系統的討論，理論證明，這些舉措的施行獲得了良好的教學(xué)效果，為培育學(xué)生的創(chuàng )新思想和科研肉體起到了一定的作用
參考文獻
[1]白春禮.納米科技及其開(kāi)展前景，新材料產(chǎn)業(yè)[J].2001，4：8-11.
[2]張立德，牟季美.納米材料和納米構造[M].北京：科學(xué)出版社，2001，2：11.
[3]羅華.開(kāi)啟學(xué)生的創(chuàng )新認識―談交互式討論教學(xué)法[J].天津師范大學(xué)學(xué)報（根底教育版），2002，3（4）：17-19+31
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