低维纳米结构与性能工作组

微纳米气泡是指液体中存在的直径在100nm-100μ m之间的气泡，是通过专用的气泡发生器产生的。含有微气泡的水具有很多奇特的功效：用微纳米气泡养鱼能提高产量，用微纳米气泡栽培或灌溉能促进作物生长，微纳米气泡浴能有清洁、镇静和愉悦身心的效果，向污水中注入微气泡能加速水体及底泥中污染物的生物降解过程，实现水质净化。但是，微纳米气泡的粒度分布决定了它的性能，准确测试微纳米气泡的粒度，对验证微纳米气泡发生器的效能、评价微纳米气泡的效果至关重要。那么，怎样测试微纳米气泡的粒度呢？

在5 mmolPL H2 PtCl6 的稀硫酸溶液中,采用循环伏安法(CV) ,扫描电位为- 012～016V 和010～016V ,分别扫描30 和15 循环,在碳纳米管P纳米TiO22聚苯胺复合膜上实现了Pt 纳米粒子的高度有效分散,得到多壁碳纳米管P纳米TiO22聚苯胺载铂四组分纳米结构复合电极,通过CV 法和计时电位法并结合扫描电镜对复合电极的电化学性质和结构进行表征,研究了复合电极对葡萄糖的电催化氧化性能。结果表明,该复合电极对葡萄糖的电氧化有高催化活性,具有性能稳定、重现性好、抗毒化作用强、能耐高温、易保存且使用寿命较长的优点。

微纳米气泡的出现及其不同于普通气泡的特点，使其在水处理等领域显现出优良的技术优势和应用前景,介绍了微纳米气泡以及其比表面积大、停留时间长、自身增压溶解、界面电位高、产生自由基、强化传质效率等特点，论述了微纳米气泡在水体增氧、气浮工艺、强化臭氧化、增强生物活性等环境污染控制领域的应用研究。引 言微米气泡(microbubble)通常是指存在于水中直径为10～50μ m的微小气泡，直径小于200nm的超微小气泡称为纳米气泡(nanobubble)，介于微米气泡和纳米气泡之间的气泡称为微纳米气泡(micro-nano bubble)，与传统大气泡(coarse bubble，直径50mm)和小气泡(fine bubble，直径5mm)相比，微纳米气泡直径小，其传质特性和界面性质均显著不同于传统大气泡。

微纳米气泡因其自身体积小、比表面积大、自身增压溶解等特点，具有广泛的应用价值。但微纳米气泡受气泡发生条件的影响很大，需要依靠准确的检测方法去优化气泡发生条件，检测微纳米气泡的性质。本文借助动态图像法和纳米颗粒跟踪分析技术，分别检测了微米气泡和纳米气泡：通过动态图像法，测得微米气泡的粒径分布、气泡数量、球形度等信息，用于表征、鉴别微米气泡；通过纳米颗粒跟踪分析技术，测得纳米气泡的粒径分布、浓度、电位等信息，用于全面表征纳米气泡的性质。

随着微电子技术的发展，微纳结构材料的热性能测试评价越来越得到广泛的需求和重视，这主要是由于这些低维材料热性能的测试十分困难。本文介绍了一种测试具有高导热性能的微纳尺寸纤维的测试方法，这种方法基于经典的闪光法（激光脉冲法），但对测量精度和不必要的复杂形式进行了改进。本文采用改进后的闪光法测量了各种碳基结构由聚酰亚胺和沥青构成的纤维，研究了这些纤维热性能随沥青含量的变化规律，测试结果与文献值相比不超过5%。

表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种结合拉曼散射和纳米技术的超灵敏振动光谱技术，检测水平可低至单分子，可应用于微纳塑料的检测研究。复旦大学张立武课题组之前的研究工作中，首次报道利用 SERS 技术实现了环境纳米塑料的检测（EST,2020, 54(24): 15594）。但是该研究中采用的商业化 Klarite 基底成本昂贵，不适宜广泛大规模的应用。

【预约试拍】超分辨率显微镜STORM揭示巨噬细胞足体簇的纳米结构和调控

在微纳集成器件进一步微型化和集成化的发展趋势下，现有器件特征尺寸已缩小至深亚微米和纳米量级，以突破常规尺寸的极限实现超微型化和高功能密度化，成为近些年来的热点研究领域。微纳结构器件不仅对功能薄膜本身的厚度和质量要求严格，而且对功能薄膜/基底之间的界面质量也十分敏感，尤其是随着复杂高深宽比和多孔纳米结构在微纳器件中的应用，传统的薄膜制备工艺越来越难以满足其发展需求。ALD 技术沉积参数高度可控，可在各种尺寸的复杂三维微纳结构基底上，实现原子级精度的薄膜形成和生长，可制备出高均匀性、高精度、高保形的纳米级薄膜。

近日，格拉茨技术大学相关团队提出了基于聚焦电子束诱导沉积（Focused Electron Beam Induced Deposition，FEBID）方法制备具有准确纳米尺度3D几何结构的等离子体纳米结构。同时，作者通过FusionScope多功能显微镜和透射电镜（TEM）对相应的3D纳米结构进行了原位几何尺寸的表征。然后，使用扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱仪（STEM-EELS）对所制备的3D纳米结构的等离子性能进行表征。所测量的结果与相关模拟计算结果相比，两者结果相互吻合，证明了通过FEBID的方法制备3D等离子体纳米结构的可行性。相关工作以《Spectral Tuning of Plasmonic Activity in 3D Nanostructures via High-Precision Nano-Printing》为题在SCI期刊《Advanced Functional Materials》上发表。

耦合ISS的SMT系统到奥林巴斯共焦显微镜，激光扫描成像基于反馈算法，在扫描期间，根据要成像的物体的形状，连续地调整和确定激光束跟随的路径。该算法将激光光斑移动到离物体表面一定距离的位置，由于激光光斑的位置和离物体表面的距离是已知的参数，所以利用这些参数来重建物体的形状。三维细胞结构可以在几秒钟内分辨率达到20-40纳米，精度为2纳米。

在过去数十年里，人们的气候保护意识有所提高，生物纳米技术也取得了重大进展。因此，考虑到迫切的可持续性需求，木基纳米材料已在能源、生物医学、建筑等众多领域得到应用，或作为石油基聚合物的替代品[1]。尽管如此，更详细地了解植物细胞壁的纳米尺度结构将极大地提高这些材料的性能[2]。

碳纳米管(CNTs)是具有圆柱形纳米结构碳的同素异形体。由CNTs构成的复合材料展示了有趣的和新颖的特性，这使得它们可以应用于多个领域，如材料科学、电子，光学或其他领域等。聚合物/多壁碳纳米管的复合材料可以使用SAXSess mc² 进行测量。 碳纳米管的内部结构可以通过碳纳米管横截面的电子密度分布计算得出。

阿米精控科技（山东）有限公司专注于纳米运动控制及超精密机电系统领域的创新设计及产品研发，是一家集研发设计、制造、销售于一体，拥有全自主知识产权的微纳测控及超精密自动化“系统级硬科技”公司。阿米精控纳米运动平台基于微纳柔性机构和压电执行器实现超高分辨力纳米运动，内置光栅/电容微位移传感器，通过高性能纳米伺服系统实现闭环控制，具有亚纳米级运动分辨率、纳米级运动精度和高速、高动态轨迹扫描功能。

是德科技UTM T150 纳米力学测试系统适用于对多种材料的微纳米力学特性进行表征。T150系统对样品进行精确加载，在设计范围内对样品的静态和动态微拉伸和压缩性能进行精确测试与分析。T150系统支持行业内最大的动态载荷范围（500mN），和市场上最高的测试精度（储存模量和损耗模量的测试范围横跨5个数量级），通过对各点进行精确测量，可对多种材料的动态性能进行分析。此外，T150系统也广泛用于对生物材料的拉伸/压缩性能进行测试。

半导体纳米金属线，因其物理特性可控，所以未来有望应用于光学器件上。尤其是异相聚合机构或者核壳结构的材料，富有多重物理特性，应用范围也会变得更广泛。图1是化合物半导体核壳结构纳米金属线的SE/STEM观察结果。图1(a)是二次电子图像显示了纳米金属线的表面形貌。图1(b)(c)的BF-STEM/DF-STEM图像，可以清楚观察到纳米金属先端的内部构造，可以确认核，内壳层和外壳层的三层结构。图2是化合物半导体核壳结构纳米金属线的EDX面分布。核壳层和外壳层检测到Ga和As，内壳层检测到Al和As，能够清楚地分离出三层的结构的各种成分分布。SU9000与大立体检测角的X-MaxN 100TLE相结合，可实现超高空间分辨率的EDX面分布。

纳米结构通常是指尺寸在 100nm 以下的微小结构。以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或组装一种新的体系。它包括一维的、二维的、三维的体系，这些物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇或人造超原子、纳米管、纳米棒、纳米丝以及纳米尺寸的孔洞。结构表征广泛使用扫描电镜。

碳纳米管以其独特的结构和优异的性能，在纳米、生物、能源、催化、电子材料等领域有很大的应用潜力。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来；目前碳纳米管的合成和应用已经成为材料科学研究的前沿热点。然而，由于其分散性以及与基体材料的相容性问题制约着碳纳米管材料的发展；为解决这两个问题，很多科研工作者致力于碳纳米管表面改性的研究，以提升其分散性和相容性。XPS作为一种表面分析技术，由于其表面敏感性，这就使XPS成为碳纳米管研究过程中一种必不可少的研究手段。本文通过ESCALAB Xi+对改性前后的碳纳米管进行检测分析，探索不同改性工艺获得的改性碳纳米管的结构与组成信息，文章中将详细介绍如何利用XPS准确的获得材料表面组成和化学态信息。

由于ZnO具有宽的直接带隙(3,37 eV)、大的激子结合能(60 meV)以及优异的光学、压电和光电性能等特性，越来越多的应用领域认识到这种材料所带来的好处，特别是在涉及半导体、压电、光电和微纳米级高柔性机械性能的应用中，ZnO微/纳米线通常是许多领域的首选材料。

嵌段共聚物(BCP)纳米复合材料由于独特的纳米结构形态以及碳纳米管（CNTs）的定向掺入使得开发具有特殊热、机械和电学性能的功能材料成为可能。CNTs具有优良抗拉强度，优异导电性，高导热性，密度低等众多特点。通过将CNTs选择性地定向掺入到非混相共混物的合适相形态中，可以特异性地调整电学、热学和力学性能。碳纳米管的长径比较大阻碍了碳纳米管在纳米级BCP结构域中的定向掺入，碳纳米管的平均长度为1.5µm，明显超过了嵌段共聚物相的结构域尺寸。使用短CNTs比较容易将CNTs选择性掺入嵌段共聚物，但随着长径比的减小，电渗透阈值增加，即需要更多的填料含量来生产导电复合材料。对碳纳米管进行不同时长的球磨处理，并分别与BCP进行混合制备成复合分散体，利用LUMiSizer®分散体分析仪进行分散稳定性表征，研究不同研磨时间对稳定性的影响。

德国应用化学收录文章：在全PH值范围内的纳米结构化碳膜的超疏水性

在610 mol/L KOH溶液中,研究了锌电极中添加不同质量分数和不同粒径的ZnO对电极电化学性能的影响。结果表明,在较慢的扫描速度(1 mV/s)下,不同组成的锌电极循环伏安曲线峰形相差较大。对各电极循环伏安曲线峰电位及峰电流对比分析表明,添加质量分数为50%的纳米ZnO有效地改善了锌电极的结构,改进了电极反应的传质和传荷条件,使电极中电活性粒子具有合理的分布,因而显示出了良好的电化学性能,在25周和30周时放电容量仍有220 mAh/g和198 mAh/g。关键词　纳米ZnO,锌电极,循环可逆性,放电容量中图分类号:O646.2 TM912　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:100020518(2005)0120099204

萨勒诺大学工业工程系聚合物技术实验室，研究的重点是开发性能改进的聚乳酸纳米复合材料，用于食品包装应用。它还提供了对食品包装产品有重要意义的特性，例如对香味的高阻隔性；耐油脂性；高透明度和印刷性。然而，聚乳酸有一些性能限制，包括其对水和氧的阻隔性能。

隧道纳米管（TNTs）是一种纳米级的、富含肌动蛋白的、用于细胞间通讯的瞬时细胞间管。结构的复杂性和空间组织所涉及的组成部分的TNTs仍然未知。在本次研究中，STORM超分辨率成像技术被运用到结构组织的微丝和微管在细胞间的TNT在纳米尺度上。作者的研究结果揭示了不同的分布的微丝和交织结构的微管在TNT，促进TNT通信。

本文在生产条件下采用冲入法制备改性纳米SiC粉体强化奥氏体不锈钢材料，研究了纳米SiC粉体对不锈钢的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响及其作用机理。试验用的纳米SiC粉体预先经过表面改性处理，粒径为20－80nm。在细化晶粒方面，其作用机理与孕育剂相类似，但与常规孕育剂不同的是，该纳米SiC粉体与飞速发展的纳米技术相结合，相同质量的改性纳米SiC粉体，能够提供更多的结晶核心，从而以微量的纳米SiC粉体便能明显地细化铸造不锈钢的组织，提高其性能。对自然冷却后得到的不同纳米SiC粉体含量的不锈钢试样进行固溶处理。采用金相检验、布氏硬度检测、拉伸试验、冲击试验、化学浸泡试验、电化学分析等方法检测了不锈钢的晶粒组织、力学性能和耐腐蚀性能，并进一步讨论了不同纳米SiC粉体加入量对不锈钢的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明：经改性纳米SiC粉体强化处理后的不锈钢组织明显细化，力学性能、耐点蚀性能和耐晶间腐蚀性能均得到有效提高,当纳米SiC粉体加入量为0.1%时，不锈钢的延伸率和断面收缩率分别提高了10.69%和12.30%，硬度、抗拉强度和冲击韧性分别提高了6.33%、4.70%和19.97%，点蚀速率和晶间腐蚀速率分别降低了16.05%和42.39%；断口分析结果表明：经强韧化处理后，不锈钢的断裂方式为典型的韧性断裂；极化曲线表明：当纳米SiC粉体含量为0.1%时，不锈钢的电极电位提高了3倍；能谱分析结果表明，经强化处理后，不锈钢的铬成分偏析减轻，有效改善了晶界等易发生点蚀和晶间腐蚀部位的贫铬现象。该纳米粉体强韧化技术水平先进，设备工艺简单，操作方便，附加值高，能有效提高不锈钢的综合性能，降低能源消耗，可在铸件的生产中广泛应用，并能实现绿色生产和可持续发展。

自1991年碳纳米管被发现以来，就吸引了众多科学家和研究学者的注意。根据其手性参数的不同，碳纳米管既可呈金属又可呈半导体的性质。由于单壁和多壁碳纳米管独特的结构、力学性能和电学性能，使其在材料和器件方面有着广泛的应用。本论文主要对碳纳米管膜的电学性质、压阻效应和电化学性质进行了研究。本论文首先讨论了对碳纳米管的不同酸处理方法，并用透射电镜图和傅立叶红外谱表征了处理前后的碳纳米管，结果发现经过酸处理后的碳纳米管的端头被打开，并接上了羧基，成为羧基修饰的碳纳米管。文章对不同管径的碳纳米管膜电阻率随温度的变化进行了测定，发现所有这些碳纳米管膜电阻率均随温度的上升而呈下降趋势，即表现出非金属性。建立了碳纳米管膜的导电模型，其电阻率随温度的变化趋势与实验相符合。计算了碳纳米管膜的激活能，结果表明，碳纳米管膜的激活能随着管径的增加而减小。该研究对碳纳米管膜的应用有很好的指导意义。对碳纳米管膜的压阻效应进行了实验研究。研究表明，未处理的和经化学处理的碳纳米管膜相比，在相同的应变下，经化学处理的碳纳米管膜的电阻变化要大于未处理的碳纳米管膜的电阻变化；而对不同管径的多壁碳纳米管膜的研究发现，在相同的应变下，管径越小，电阻相对变化率就越显著。压阻因子K和应变的关系并没有显示出很好的规律性，在相同的温度下，未处理的碳纳米管膜的压阻因子在开始的时候随着应变的增加迅速增大，而后又逐渐减小。然而经化学处理后的碳纳米管膜的压阻因子随应变增加一直增大，两个样品的压阻因子随温度的升高也有很大的增加；在室温下对不同管径的多壁碳纳米管膜的压阻效应的研究发现，管径较小的碳纳米管膜与管径较大的相比具有更好的压阻效应，文中还对压阻效应的机制进行了详细的讨论。采用硝酸处理的方法实现了对氮掺杂碳纳米管的羟基修饰，使其具有化学活性，碳纳米管电化学性质主要决定于碳纳米管膜活化能和碳纳米管表面的官能团两个重要因素。碳纳米管的微孔道结构和端头的活性基团对多巴胺的氧化有很强的催化作用。正是由于这些催化作用，碳纳米管电极可用于在微量多巴胺与大量抗坏血酸共存下的检测等，并表现出很高的灵敏性和选择性。

是德科技纳米压痕仪的特点和优势–– 广受赞誉的快速测试选项可以和所有G200型纳米压痕仪配合使用，包括DCMII和XP模块以及样品台–– 快速进行面积函数和框架刚度校对–– 精确和可重复的结果，完全符合ISO 14577标准–– 通过电磁驱动，可在无与伦比的范围内连续调整加载力和位移–– 结构优化，适合传统测试或全新应用–– 模块化设计，可以进行适合划痕测试，高温测试和动态测试–– 强大的软件功能，包括对试验进行实时控制，简化了特殊测试方法的开发––全自动的热漂移效应实时扣除功能

采用电解法溶解多孔阳极氧化铝( PAA) 模板的阻挡层,用直流电沉积的方法在模板中组装了铜纳米线阵列。分别用扫描电镜和X 射线衍射表征铜纳米线阵列的形貌和晶体结构,用电化学法表征了铜纳米线阵列的电催化性能。结果表明,PAA 去阻挡层后,伏安图上出现一个阳极氧化峰。恒电位沉积的铜纳米线直径为22nm ,沿(111) 晶面择优取向。铜纳米线阵列电极能催化亚硝酸根的还原,其催化电流比本体铜电极上大2 倍,峰电位正移80mV 。纳米铜阵列电极可用于亚硝酸盐的电化学检测。

本文次以自然纳米结构（贝壳和骨质中的矿物质颗粒）的化学鉴定，证明通过红外近场显微镜技术能够解决以上问题。 纳米傅立叶红外光谱(nano-FTIR)是通过将傅立叶变换红外光谱技术(FTIR) 与散射式扫描近场光学显微技术（s-SNOM）结合获得的。对紫贻贝贝壳横截面抛光处理后，通过Nano-FTIR可以重复的观察到生物钙质微晶体的声子共振，以及生物文石质上明显不同的光谱特征。更重要的是，本研究次在紫贻贝贝壳中发现了尺寸为20nm左右、稀疏分布的纳米颗粒，其显著不同的光谱特征表明这些纳米颗粒为磷化物晶体。对人类牙齿界面的研究观察到了多组分磷酸盐的红外吸收峰。这些光谱在牙本质小管附近有明显的特征变换，证明了磷灰石纳米晶体的化学与结构的变化。红外光谱峰的强弱对应矿物质浓度变化，这点通过电镜得到印证。Nano-FTIR对结构的畸变反应敏感，因此非常适用于对生物矿物质形成和老化的研究。总体来说nano-FTIR适用于从微纳加工到临床骨科研究等多种学科中涉及复合材料的分析和鉴定工作。

是德科技公司的微纳米力学测试系统（Nano Indenter G200）不仅能测试出活塞环的纳米压痕硬度和杨氏模量，还可以通过摩擦磨损测试定量研究活塞环的耐磨特性，为新产品的研发和质量检测给出判据。

布鲁克纳米红外光谱仪（nanoIR）采用光热诱导共振技术(AFM-IR)实现微小区域红外信号的采集。红外激光照射到样品上，样品吸收辐射光产生热膨胀，这种热膨胀引发探针的震荡，通过监控探针的震荡强度获得红外吸收强度。AFM-IR利用原子力探针作为样品红外吸收的传感器，实现了超高灵敏度的光谱和红外成像探测，化学成像分辨能力可以达到10nm。近期，澳大利亚悉尼大学悉尼药学院团队将纳米红外光谱方法引入到单个EV结构的检测中，展示了其在同一EVs和不同EVs群体之间揭示个体EVs异质性的能力。