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纳米流体材料

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纳米流体材料相关的论坛

  • 离心场场流仪在纳米材料领域的应用简介

    离心场场流仪,简称CF3,是在空心的分离通道内施加一个垂直于样品流动方向的离心力,使样品分离并分析测试其尺寸及分布。这款仪器与超速离心有相似之处,但是分离能力、分辨率等要高出很多。像热场具有两个分离原理一样,离心场也具有两个分离原理:1 尺寸分离,包括聚合物/生物大分子材料的流体力学体积、纳米材料的体积与尺寸;2 按照密度分离。离心场是最早商品化的场流分离仪,在人工合成/制造的纳米材料领域有着广泛的应用,在国际纳米材料科研领域享有极高声誉。许多归国留学科学家都曾经在国外学习期间使用过、了解过离心场CF3。目前,国内不少科研单位都对离心场产生了浓厚兴趣。由于具有按照密度分离的能力,离心场可以把尺寸相同或相近的、但是化学性质不同的纳米材料分离开来。附件的文件中,就介绍了尺寸基本相同的纳米金与纳米银颗粒的混合材料,被离心场分离开来并分别测试其含量和尺寸分布。注意,场流仪的分离,是先馏出小尺寸/小分子量样品,再馏出大尺寸/大分子量样品的,其顺序与GPC的分离顺序相反。具体到离心场,小尺寸/小密度的样品先馏出,因此,纳米银颗粒在前、纳米金颗粒在后。离心场可以分离分析各种纳米材料:金属、非金属、有机与无机材料等等,既可以使用水做流动相,也可以使用各种有机溶剂做流动相。

  • 纳米材料综述

    1,概述一纳米等于十亿分之一米,相当于人的头发丝直径的八万分之一。纳米材料被誉为“21一世纪最具有前途的材料”,与信息技术和生物技术并成为21世纪社会经济发展的三大支柱之一和战略制高点。材料的结构决定材料的性质,纳米材料的特殊结构决定它具有一些特异性质,从而纳米材料具有常规材料没有的性质,从而使纳米材料得到更广泛的应用。纳米材料在化工,工程材料,信息,生物医学,军事等领域都得到了充分的应用。现在纳米技术尚在初期阶段,但于社会效益与经济效益都产生的巨大的影响,在未来纳米材料必定大显身手。纳米科技是研究结构尺度在1(0.1)~100nm范围内材料体系的运动规律,相互作用及实际应用的科学技术。其基本内涵是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作原子,分子创造新的物质。纳米技术在材料学,生物学,电子学,化学,物理学,测量学,力学的若干领域得到应用。纳米技术是许多基础理论,专业工程理论与当代高新技术的结晶。以物理学,化学的微观理论为基础,以现代高精密检测仪器和先进的分析技术为手段。美国IBM首席科学家曾经说到:“正像微电子技术产生了信息革命一样,纳米技术将成为下一代信息的核心。”我国著名科学家钱学森也指出:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科学技术发展的重点,会是一次技术革命,从而引发21世纪的一次新的产业革命。”纳米技术具有极大的战略意义,世界上许多国家都将其纳入重点发展项目。本文将从纳米材料的现状,发展趋势及应用三方面加以主要叙述。2,定义 纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级(1~100nm)的极细颗粒组成的固体材料。广义上讲,纳米材料指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。发展历史纳米材料的概念可以追溯到1959年,诺贝尔奖获得者理查德·费曼(Richard Phillips Feynman)_在一次名为“There is plenty of room at the bottom”演讲中提到的。他构想人类可以使用宏观上的机器制造比其体积小的机器,进而制造更小的机器,这样一步步缩小生产装置,逐步达到分子尺度,到最后人类可以按照自己的意愿来排列原子,制造产品。尽管当时的科学界抱以普遍的怀疑态度,但不久之后,他的理念得以证实, 1980年H·Gleiter教授在一次穿越澳大利亚的沙漠旅行时引发的构想,他不同于当时的常规想法,即具有完整空间点阵结构的实体即晶体视为主体,而将空间点阵中的空位,置换原子,间隙原子,相界,位错和晶界视为晶体材料中的缺陷。他将“缺陷”视为主体,制造出一种晶界占有极大体积比的材料。1984年,他领导的研究组用惰性气体凝聚法制备了具有具有清洁表面的黑色纳米金属粉末粒子,并以它为结构单元制成了纳米块体材料。 1987年美国国家实验室的西格尔(Siegel)等人使用气相冷凝法制备纳米陶瓷材料TiO2,并观察到纳米材料在室温和低温下具有良好的韧性。1990年7月,在美国巴尔的摩召开国际第一届纳米科技学术会议,正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世,表明了纳米材料科学已经成为一个比较独立的学科。1994年在美国波士顿召开的MRS秋季会议上正式提出了纳米材料工程。是纳米材料的新领域,是纳米材料研究的基础上通过纳米合成,纳米添加发展新型的纳米材料,并通过纳米添加对传统材料进行改性,扩大纳米材料的应用范围,开始形成了基础研究与应用研究并行的局面。纳米材料发展有三个阶段:第一阶段(1990年之前)主要是在实验室探索,用各种手段制造各种材料纳米颗粒粉体,合成块体,研究表征方法,探索纳米材料的性能。第二阶段(1990~1994年)。人们

  • 求购纳米材料

    请问哪位兄弟知道再南京的什么地方可以买到纳米钛白粉和其他纳米粉体材料?价格如何?

  • 纳米片材料性质

    [font=微软雅黑][size=10.5000pt]由于纳米单元层都是一个动力学独立的片状颗粒,其空间位阻被降到最低,因此可以与任意大小的微粒同纳米层实现组装,进而合成一系列利用常规方法不能抽取的插层化合物,特别是插入体积非常大的客体分子。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]此外,剥离得到的纳米层通过剥离[/font]/重组技术可以制备新的纳米功能薄膜、纳米功能积层材料、有效高比表面积的催化材料材料以及有机-无机复合材料等。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]期待合成的纳米材料在磁性材料、选择性催化剂、选择性吸附剂,锂离子二次电池正极材料等方面得到广泛应用。[/size][/font][align=left][b][font=微软雅黑][size=12pt]层状化合物及分类[/size][/font][/b][/align][font=微软雅黑][size=10.5000pt]随着纳米复合材料的深入研究,另一类多功能的无机层状化合物已成为合成功能性复合材料重要的前驱物或基本组成单元。无机层状化合物的各类繁多,一般以层状主体是否带电来进行分类。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]阴离子型层状化学物:是指层间具有可交换阴离子或中性分子的层状结构主体,且层状主体构架是带正电荷的。其中比较有代表性的主要是:水滑石、类水滑石。它们的主体成份一般是由两种金属的氢氧化物构成,因此又称其为双金属氢氧化物。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]阳离子型层状化合物:是由带负电结构单元通过共用边、角、面形成的层状框架或网络。片层电荷补偿是通过层间可移动的阳离子如钾离子或者纳离子等或中性分子来实现。其中比较有代表性的是蒙脱土、绿土、磷酸盐、硅酸盐、钛酸盐和砷酸盐和铌酸盐。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]中性层状化合物:即层状主体结构是电中性的。这类化合物层与层之间是范德华力维持,研究较多的是石墨、层状双硫氧化物、[/font]V[/size][/font][sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]2[/size][/font][/sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]O[/size][/font][sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]5[/size][/font][/sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]等。[/size][/font]

  • 【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】纳米材料的定义

    现在对纳米材料的定义是:粒径为1nm-100nm的纳米粉,直径为1nm-100nm的纳米线,厚度为1nm-100nm的纳米簿膜,并且出现纳米效应的材料。 前些时间听东华大学的报告,将其纤维做细,但没达到100nm以内的范围,却出现一些难于用平常的理论来解释,那这就不能称为纳米材料了吗?能给一个定义吗?做微孔材料,及其在内的填充物的,其直径小于1nm,但有很明显的纳米效应,就不能称为纳米材料了吗?众所周知的纳米碳管,其直径不过大约0.5nm,也不能称为纳米吗?在社会上有人投机倒把,混淆概念,但在科研上,似乎没有必要必须在1nm-100nm之间。

  • 纳米材料的应用是怎样的?

    现如今借助于纳米材料的各种特殊性质,科学家们在各个研究领域都取得了性的突破,这同时也促进了纳米材料应用的越来越广泛化。催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒子作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢,水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2(优~锆~纳~米),粒径非常小,而且不团聚,分散性能好,没有任何沉淀,不含任何添加剂(香精),催化活性高,可以迅速的捕捉并分解室内的甲醛,苯,氨等有害气体,除味效果好,可以说其既有较高的光催化活性,又能耐酸碱,对光稳定,无毒。

  • 【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。

  • 【转帖】未来纳米材料的发展方向

    5.纳米科学与技术 (1)研究方向:研究物质在纳米尺度上表现出的物理、化学和生物特性,单分子的特性和相互作用,为以原子、分子为起点,设计和构筑新的纳米结构、材料和器件,提供科学基础和理论准备。加强对纳米结构新的测试和表征方法的研究和探索,加深对纳米科技理论和方法的理解。 (2)应用方向,纳米技术的发展有5个主要方向:   以纳米材料(颗粒、C60、碳纳米管)为代表的方向;以从微电子向纳电子转化为代表的方向;以微光、机、电集成系统向纳光、机、电集成系统为代表的方向(MEMS――NEMS);以纳米生物学、系统为代表的方向;以纳米物理化学性质、制备、表征等为代表的方向。 (3)纳米技术在纺织领域的应用:   目前,纳米技术在纺织方面的应用主要表现在纳米复合纤维及纳米技术在纺织后整理等方面。   ①纳米复合纤维:化学纤维中加入纳米级添加剂,可以制造出新一代功能性更强的、不同用途的优良复合化学纤维。这种方法的技术难度比直接制造纳米纤维的难度要低,是近期内纳米技术在纺织领域中应用的主导方向。结合当前的实际情况,应考虑发展以下几类纤维:   ●抗紫外纤维   纳米TiO2和纳米ZnO等陶瓷粉,由于小尺寸效应,对光的吸收性很强。以它们为无机紫外线屏蔽剂制成的抗紫外线型纤维或织物,不仅可全面抵御UV-A、UV-B对人体皮肤的伤害,而且还能反射可见光和红外线,具有遮热功能,以此类纤维制成的织物,便于印染整理,手感柔软,透气凉爽,服用性好。目前从国内外研制生产的品种来看,涉及到涤纶、维纶、腈纶、锦纶、丙纶和粘胶纤维等。   ●抗菌、抑菌和除臭纤维   纳米级TiO2和ZnO等光催化无机抗菌剂可应用于超细纤维等特殊场合,是前景广阔的新型抗菌材料。它们可作为添加剂加到涤纶、丙纶、锦纶、腈纶、粘胶等化纤中,赋予各类纤维及其织物抗菌、抑菌、除臭功能,从而起到保健和美学作用,所制成的纤维不仅具有疏水导湿性、快干性、抗污性、密度小和手感柔软等特点,且抗菌性能持久。   ●导电纤维   将二氧化锡和氧化锌等白色纳米粉体与纤维高聚物混合纺丝或通过吸附法及浸渍化学反应使其覆盖于纤维表面上,制成白色导电纤维,可用来制作防护服、工作服和装饰性导电材料。   ●远红外纤维   此类纤维可以吸收太阳光和人体辐射的远红外线,也可以发射出波长和功率与其温度相适应的远红外线,因而使织物具有更好的保暖效果;它还能吸引人体自身向外散发的热量,并再向人体反射易吸收的远红外线。同时,由于特殊的物理效能刺激人体生理发生变化,还能达到保健和抑菌的作用。远红外纤维除了具有反射功能外,还兼有抗可见光、近红外线和抗紫外线的功能,可用来制作夏日服装、野外工作服、遮阳伞及装饰用布等,孕育着十分广阔的市场。   ●空气负离子纤维   奇冰石纳米复合粉是将多种天然矿石进行深度加工,并添加纳米TiO2等纳米粉体制成的性能奇特的超细粉体。添加了奇冰石的丙纶、涤纶纤维,可以产生空气负离子,发射远红外电磁波,还可以释放人体需要的微量元素,因此可制作保健服、内衣、室内装饰布、窗帘、家用纺织品、汽车装饰布等。它还可以为人体随时补充所需要的微量元素,实现了医药工程和纺织工程的完美结合,易被广大消费者接受,具有较大的市场潜力。   ●高强高模量纤维   纳米碳管的强度极高,弹性模量也很高,甚至可以弯曲后再弹回,可用于制备高强高弹性纤维。另外,粘土与聚合物的复合能够大大提高材料的强度和模量,北京服装学院利用纳米粘土的这种功能,与聚酰胺插层聚合开发尼龙纳米功能纤维,使纤维的强度和模量有很大的提高,尤其是模量,可以提高2倍,但纤维的纺丝性能没有明显的改变。   除了上述功能纤维以外,采用纳米粉体对纤维进行改性,还可以开发多种功能纤维,如变色纤维、耐热纤维、芳香纤维、磁性纤维、储能纤维、发光纤维、阻燃纤维、吸水吸湿纤维、防水拒油纤维等。   ②纳米技术在织物后整理中的应用   ●直接涂层法获得功能性涂层   先将纳米微粒直接加入到织物整理剂中,使其均匀分散,然后使织物通过包含纳米微粒的整理液,在粘合剂作用下直接涂覆在织物表面,形成功能性涂层。   ●接枝技术法获得功能性涂层   对于某些涂层牢度不够、功能性不持久的情况,可采用接枝技术。具体可采用两条技术路线:一是将对纳米材料有很强的配位能力的有机化合物接枝到棉纤维上,制成简单的有机分子模板,再将纳米团簇组装到纤维上;二是在制备纳米微粒时,用可接枝到纤维上的化合物作为捕获剂,使纳米微粒通过捕获剂进行表面修饰形成"团簇",再把"团簇"接枝到纤维上。   (4)纳米改性涂料   实验研究表明,在各类涂料中添加纳米材料,如纳米TiO2,可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,广泛应用于医院和家庭内墙涂饰;防紫外线涂料,用于生产防紫外线阳伞;吸波隐身涂料,用于隐形飞机、隐形军舰等国防工业领域及其他需要电磁波屏蔽场所的涂敷。在涂料中添加纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍提高,涂料的质量和档次大大升级。纳米二氧化钛超亲水性和超亲油性的开发应用将为涂层材料带来革命,使表面具有自清洁功效,防污、防雾、易洗、易干。纳米材料改性外墙涂料的耐洗刷性可由原来的1000多次提高到1万多次,老化时间延长2倍多,利用纳米材料的光学性能改性后的颜料色彩艳丽、保持持久且极易分散。   (5)纳米稀土   纳米稀土是目前国内纳米材料发展的热点之一。目前正在重点开发纺织纤维用纳米稀土材料、PDP\\LED用稀土发光材料、稀土荧光粉和高性能稀土合金。   纳米稀土的主要应用方向为汽车尾气催化剂(如纳米CeO2)、纺织纤维添加剂、高性能稀土发光材料、陶瓷及涂层等。   (6)纳米陶瓷   氧化钇锆是一种应用广泛的陶瓷材料,用纳米氧化钇和氧化锆能在较低温度下烧结成氧化锆陶瓷,具有很高的强度和韧性,可用作刀具和耐磨零件,也可制成陶瓷发动机部件。此外,稀土氧化物等纳米材料可以掺入普通陶瓷粉,喷涂在陶瓷基体上形成无机陶瓷腊(膜),代替聚四氟乙烯有机膜,做成耐热、无铅、不粘的日用陶瓷炊具。

  • 【原创大赛】纳米材料对环境的危害

    【原创大赛】纳米材料对环境的危害

    纳米对环境的危害http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311192241_478203_2428063_3.jpg早些年,看到science杂志上有一篇介绍纳米材料毒性的文章,后来形形色色的杂志都出现了介绍纳米材料毒性的文章,可以说,science引领着科学发展的趋势和潮流。纳米是一个长度单位,为10-9次方,是近十年来炒作起来的一个热门技术。纳米其实并不神秘,胶体离子,即介稳体系,就属于纳米的范畴。但是纳米听起来好听,但是其负面消息却鲜为人知。目前纳米毒性研究已然成为研究的热点。纳米材料可能进入人体的细胞,改变细胞的生物学特性,导致基因突变,甚至是癌变。纳米粒子的粒度越小,粒子的穿透力越强,对人体的危害越强,有些危害甚至是蓄积性的。但是目前的研究仍然缺乏实证,因为实验的对象都是小白鼠。历史的认识存在一个反复的过程,以前北方取暖多用暖气片,后来觉得效果不佳,换成了地暖,但是换成地暖以后,由于地面温度高,空气密度小,随之地面和上方的发生交换,带起了地面的粉尘。所以地暖又改回了暖气片。对纳米毒性的认识肯定是一个长期的过程。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311192243_478204_2428063_3.gif纳米材料的粒度小,同时决定了其延展性方面有独特的优势。但是随之而来的问题可能就是,这样材料一旦废弃以后无法处理,自然界本身无法降解。是固体污染物的一大来源。以现在吵的沸沸扬扬的PM2.5而言,如果不能有效减少汽车尾气的排放,无论检测技术多么发达,终究只是个美好的传说。当然固体污染物还是可以接受了,一旦转移到水体中,就会创造出进入人体的途径。这个时候纳米的危害生物链条就产生了。当然纳米对环境的危害也是有限的,纳米的研究大都停留在实验室的研究阶段,目前应用到实际中的纳米技术其实不多。是被科学家们炒作起来的一个概念,真正有利用价值的纳米材料几乎为零。所以从这个角度上来讲,纳米对环境的危害又是微乎其微的,全凭科学家们的一张嘴。纳米和转基因技术的最大的不同就是,一个是针对非生命体的,另外一个直接作用于生命体。有机与无机的界限虽然通过尿素和合成实现了统一,生命与非生命体的转换通过结晶牛胰岛素实现了结合。但是毕竟难度极大,所以目前关注于纳米材料毒性的科学家更应该把精力集中到转基因的毒性上面来。基因工程的危害更是迫在眉睫!

  • 【原创大赛】纳米材料的潜在毒性

    当今,纳米材料已成为高科技的卖点,纳米化妆品、纳米药物、纳米羽绒服等目前都被炒得火热。比如添加纳米材料的化妆品,防晒功能更强,可有效杀灭隔绝有害菌等。但是越来越多的研究表明,大小只有十亿分之一米的纳米颗粒有可能穿过皮肤,进入人类的血液循环系统,并被传送到大脑、肺部等人体器官当中。最早是2004年,英国的一位学者指出纳米材料的危害性,文章发表在《科学》上。认为这种尺寸级别的颗粒,能够直接进入人体,穿透人体的安全屏障。最近,A. Sood等在Nature Nanotechnology上发表了一篇 Signalling of DNA damage and cytokines across cell barriers exposed to nanoparticles depends on barrier thickness。 文章介绍说,随着纳米材料越来越多的应用在医药、电子、航空等领域,人体与纳米材料的接触也不可避免的增加,从外部来说,周围环境中有很多非常细微的纳米颗粒;从内部来说,纳米颗粒用于体内成像及肿瘤治疗等。研究表明,纳米颗粒可以产生活性氧进而引发氧化损伤,因此,纳米颗粒应用在消费品方面之前应该对其潜在的毒性进行仔细的评估。 细胞屏障以各种形态存在于身体内,在抵御外界纳米颗粒侵犯,在保护细胞方面起到很重要的作用。比如,与泪膜在一起的角膜上皮细胞屏障是多层的,可以阻止病原体、过敏原、刺激物等进入眼睛。但是,限制微小物体如细菌等向脑脊液的扩散的血脑屏障是由内皮细胞的单分子层屏障组成的。胎盘屏障可以调节母体和胎儿之间的物质交换,其结构会在妊娠期间发生变化,早期妊娠阶段,胎盘绒毛被多核合胞体滋养层细胞组成的双分子层细胞覆盖,直接依赖细胞滋养层。之后,胎盘屏障会变的明显一些,但也不是完全的单分子层,还是有一层不完全的细胞滋养层。 我们之前的研究发现钴铬纳米颗粒不需要穿过细胞屏障,就可以引起多层细胞屏障另一侧细胞染色体中DNA的损伤和畸变,这种间接的损伤是由屏障中缝隙连接蛋白之间的细胞的信号传递导致的,其中以ATP和Ca2t作为信使。那么,纳米颗粒的这种间接效应是否会因为不同类型的细胞屏障而发生改变?这是一个很值得研究的领域。我们通过体内、体外以及体内模型的研究发现,纳米颗粒的这种间接效应取决于细胞屏障的厚度,双分子层或者多分子层屏障可以导致DNA损伤,引起间接毒性,但是单分子层屏障不会产生类似的作用。研究发现,胚胎滋养层以及角膜屏障都可以产生这种间接的损伤信号,并且已经在小鼠以及人体胚胎的体外组织培养中得以证实。如果这种基于屏障厚度的信号传导是所有屏障的一个共同特点,那么我们的研究结果可以为如何减少纳米材料负面作用提供很重要的帮助,并可能提供新的治疗方法。

  • 【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。

  • 【原创】纳米材料是否受REACH法规的约束?

    一般认为,纳米材料是指空间三维中至少有一维处于纳米尺度范围(-100nm)或以其作为基本单元构成的材料.因其介于宏观的常规细粉和微观的原子团簇之间的过渡介观区域,故呈现出一些独特的性质,其中一个重要的特性是表面效应因此,纳米材料所具有的危害与常规物质存在很大差异,一般来说要比常规物质危害更加强。因此,目前欧盟仞在考虑是否在REACH法规下对纳米物质采取特定的管理。但整体上来看,只要制造/进口量超过1吨/年的物质就应当进行注册,因此,纳米材料一般说来需要受到REACH法规的制约。

  • AF4在纳米材料领域的应用

    最近,我搜集了一些AF4在纳米材料领域的应用,既有文献,也有postnova的方法介绍,供大家参考。纳米-微米材料,有些尺寸较小,二有些则密度很低,都不太适合用离心场CF3来分析了,此时,AF4的优势就显现出来了。尤其像一些比较轻的、密度很小的纳米材料,AF4是很好的解决办法。其他一些纳米材料,如:量子点、碳纳米管等等,AF2000系列场流仪也是可以做的,方法也是现成儿的,感兴趣的朋友,可以到postnova公司网站上浏览他们那边的“scientific paper”, 可以找到更多文献或其摘要。附件其中一篇文献,好像是日本的吧,采用了流动场与离心场的在线联用,我在另一个帖子里面介绍了这个文献,此处顺便多说几句。由于CF3与AF4在量程范围、样品种类与情况方面的差异,无法相互完全替代,因此,有些资金条件好的客户,就买了两台,一台离心场CF3,另一台流动场AF4。国内,目前就是国家计量院是这样的配置,目前这两台仪器都在十三陵的计量院新区的实验室里,但是这两台postnova的仪器是分开使用的,没有联用。附件中,有一个是微量型分离通道盒及其应用,其内外尺寸比标准的分析型分离通道盒要小一些,参看“非对称流动场分离通道及过滤膜的尺寸与型号”一贴的附件,可以找到其具体数据的。这个也很有特色,适合样品量较少的样品分析。在这个配置中,需要将交叉流泵的注射器,换成100ul的微量注射器。

  • 【转帖】电极用β-Ni(OH)2纳米材料的制备

    电极用β-Ni(OH)2纳米材料的制备概述纳米材料是关于原子团簇和微粉之间的一种新型材料,它是指尺寸介于0.1~100nm范围内的超细颗粒(缉纳米颗粒),包括金石、非金属、有机、无机和生物等多种颗粒材料。随着物质的超细化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生宏观物体所不具有的特性,如表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等,因此,纳米材料与常规颗粒材料相比具有一系列优异的电、磁、光、力学和化学等宏观特性,从而使其作为一种新型材料在电子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。目前,世界各国对纳米材料的研究主要包括制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面。其中超微粉的制备技术是关键。纳米材料的制备途径大致有两种:一是粉碎法,即通过机械作用将粗颗粒物质逐步粉碎而获得纳米颗粒 另一种是造粉法,利用原子、离子或分子通过成核和长大两个阶段合成纳米颗粒。如以物料状态来分,则可归纳为固相法、液相法和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]法三大类,但随着科技的不断发展以及对不同物理化学特性纳米材料的需求,在上述方法的基础上衍生出许多新的制备技术,如配位沉淀法、微乳法等。90年代以来,纳米科学技术已经应用到电化学领域。纳米态活性物质β-Ni(OH)2.作为添加物掺杂到常规用球形β-Ni(OH)2,可提高填充密度,进而提高放电容量,由此制面的β-Ni(OH)2电极,单电极放电容量大大提高。氢氧化镍正极在粘结式碱性二次电池中的应用十分广泛。US Nanoclrp.Inc公司的科研人员利用湿化学合成方法制备出纳米级Ni(OH)2粉未,具有β-Ni(OH)2的结构,是高度纳米孔隙的纤维和等轴晶粒的混合物,纤维直径2~5nm,长150~50nm,晶粒尺寸约5nm,由其团聚后制成的正极放电容量可提高20%。本实验采用均相沉淀法制成β-Ni(OH)2纳米粉,供后续的电化学实验制备电极,测其正极比容量。制备原理Ni(NO3)2 + 2en =[Ni(en)2](NO3)2[Ni(en)2](NO3)2 + 2NaOH = Ni (OH)2 (s) +2en +2NaNO3 由于乙二胺(en)的加入,与Ni2+形成配合物,降低了溶液中Ni2+的浓度。而不断生成的配合物与滴加的NaOH溶液在搅拌条件下,可制备出纳米级的Ni (OH)2。实验内容1. 准确移取200.00 ml 0.1000 mol/L Ni(NO3)26H2O溶液,水浴加热到50℃,保持恒温。2. 按物质的量比[en]:[Ni2+] = 2:1,准确量取乙二胺2.70ml,加入Ni(NO3)26H2O溶液中,并轻微搅拌。此时液体呈深蓝色,搅拌20分钟。3. 滴加NaOH溶液并控制滴速每分钟100滴左右,与此同时开始增加搅拌力度。反应过程中随时用精密pH试纸测定溶液pH值,当溶液pH值为12.5时,停止滴加NaOH溶液。此时溶液为蓝灰色,继续搅拌1小时。4. 反应完成后,将产物离心分离(1000 rmin-1),沉淀分别用蒸馏水、丙酮洗涤。5. 蒋沉淀物在80℃真空干燥8小时以上,即得所要制备的β-Ni(OH)2纳米粉末。

  • 纳米材料在隔热涂料中的应用

    当前,节能和新能源探索已经成为世界的重要课题。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占的比例一般在30%~40%,它们绝大多数是采暖和空调造成的能耗,而通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖及空调耗能的50%。因此,提高门窗的保温隔热性能是降低建筑能耗的有效途径。为节约能源,人们发明了多种节能方法,都是为了阻隔太阳光中多余的热辐射而达到降温的目的。但是有些产品有的隔热效果不佳,有的价格过于昂贵等多种原因在应用推广上有些困难。纳米材料由于具有宏观尺寸物体所没有的性质,能为新型涂料的研制带来意想不到的效果而成为研究的热点。透明隔热宝(UG-C06)是由优锆纳米新研发出的一种水性陶瓷类隔热保温涂料,采用最新复合陶瓷隔热技术和纳米二氧化钛材料,设计用来反射光能和辐射热能。在炎热的季节降低表面温度和内部温度;在寒冷的季节更好地保持室内温度;在使用空调的环境中降低能源消耗。不仅如此,透明隔热宝(UG-C06)独特的环保成分――液体纳米ATO,纳米二氧化钛更能消除周围环境中的异味,解甲醛和其他有害物质。透明隔热宝(UG-C06)中的4种陶瓷微珠能够产生魔术般的功效!第一种陶瓷微珠能够有效地阻隔紫外线达99%;第二种陶瓷微珠能反射90%以上的可见光;第三种陶瓷能够阻隔红外线达92.5%,而神奇的第4种陶瓷分子能够防止超量的水蒸汽进入,而允许正常数量的水分子的通过。由此极大增加整个建筑表面的防晒绝热能力。该产品采用先进的生产工艺将纳米超活性ATO ,TIO2做成适合在玻璃,瓷砖,金属,水泥、PE,PET,PC,PP,PVC等表面涂覆的纳米涂层材料。其透明性的超活性ATO,起到吸收红外线和阻隔紫外线功能。超活性ATO化学性稳定的对热,湿度等外部环境引起的物性变化小,所以能保持半永久性导电性质,能有效地阻止红外辐射和紫外线辐射,阻隔红外效果达95%,阻隔紫外效果达90%,该涂层材料与基材有极好的相容性,铺展,流平性能好,附着力强,持久不脱落。纳米隔热涂料(优锆纳米)不仅能够兼顾隔热与透光性,而且具有机械性能优异、耐老化、耐腐蚀等优点。纳米透明隔热涂料的开发应用能够很好地解决对采光玻璃既透明又隔热节能的技术要求,加上其自身的结构特点保证了该涂料的使用寿命长,因而纳米透明隔热涂料在普通玻璃、有机玻璃等透明载体表面的开发应用,不但环保节能,而且经济实用。在当今社会能源危机和环保压力日益增大的情况下,隔热涂料将具有很好的应用前景。

  • 【创新】专家研制新型的纳米材料 健康洗血有望体外实施

    一张看似无奇的医用无纺布,经过改造可以成为有效过滤血液中“废物”的工具。上海有机所曹阿民研究员课题组日前研制的纳米功能吸附材料,提供了一种有效的体外净化血液方法,若能设计成医疗器械应用于临床,可能让高血脂患者享受痛苦少、见效快的“健康洗血”。   对于血脂高,除了药物治疗之外,科学家曾尝试过一些物理方法,如利用二氧化硅或高分子凝胶柱等粉体材料来过滤血浆,但后者治疗费用昂贵,不利于推广。新研制成功的纳米功能吸附材料,不仅可以起到明显的过滤作用,且成本相对低廉,推广应用于临床的希望也就较大。  “打个比方,像磨豆浆一样,血液流经这种材料之后,原本活跃其中的有害物质都像渣子一样被留在无纺布上,过滤后的血就像新鲜豆浆一样健康。”专家表示,用于过滤的无纺布内部孔径在100纳米-5.0微米之间,刚能把高血脂的凶手———低密度脂蛋白筛出。  尽管采用此方法是在体外进行洗血,相对于传统的吃药疗法,操作程序较复杂,但专家仍十分看好它的前景,表示该项目计划将进一步攻关,在提供更多医疗思路的同时,力争降低治疗成本。

  • 【转帖】欧盟提议将纳米材料纳入Reach系统

    近日,欧盟提议,将纳米材料划入欧盟的“REACH”系统(负责化学物质的注册、评估、批准、限制)中,并要求在纳米产品的使用标签上,标明其含有纳米材料。比利时消费者保护和环境保护的部长PaUL Magnette在本周举行的关于纳米材料的可追溯性会议上称,消费者日常生活中使用的纳米材料的数量正在呈上涨的趋势,但消费者对纳米材料并不了解。当前的法律法规中,并没有关于纳米材料的使用标签要求以及它可能会给消费者带来的潜在危险,这一点是不能被民众接受的。此外,Magnette表示,使纳米材料被人们普遍接受和认可的唯一途径是,减少其使用功效中的不确定因素。据了解,到目前为止,全球并未有任何国家制定出关于纳米科技的详细法规。

  • 大家都是做与粒度有关的工作的,为了健康,请警惕纳米材料成为石棉第二!

    石棉危害不断曝光,警惕纳米材料成为石棉第二!   【日经BP社报道】 笔者曾于7月13日在日本的博客网站上发表过一篇题为“石棉会在体内残留,那个热门新素材岂不如此?”的帖子,在读者中间引起了巨大反响。其中回帖最多的就是“请公开这种新素材的名字!”。这种要求在正常不过了,只是当时采访的对象不是研究该材料对健康具有哪些影响的专业人员,所以没有公开素材的名称。最近笔者得到了一个与该材料的研究人员直接接触的机会,因此借此机会向大家做一次汇报。   采访对象是位于茨城县筑波市的日本国立环境研究所。该研究所对粒径50nm以下的“纳米粒子”和具有纳米尺寸而被赋予新功能的“纳米材料”进行健康风险评估。其中包括以柴油尾气排放的粒子为代表的大气粒子物质在内的,氧化钛和氧化锌等物质,纳米材料则包括富勒烯和碳纳米管等。   在上次的博客帖子中,笔者所写的“纳米科技材料”针对的是碳纳米管。据环境研究所称,由于碳纳米管为纤维状,因此有可能像石棉一样从肺部到达胸膜。数年前,在美国毒性学会上就曾发表过一项研究报告,指出使用大白鼠和小鼠所做的动物实验已经证实碳纳米管具有比可导致矽肺病的硅石更强的毒性。“这项研究成果极具冲击性,不过,经过充分分析以后我们发现,实验中是将碳纳米管凝聚后使用的。而要想准确地进行评价,必须要使碳纳米管处于分散状态,因此目前真实的结果还不是十分清楚”。环境研究所在对上述实验方法持怀疑态度的同时,也指出:目前使用碳纳米管时必须考虑到这种风险的存在。   不过,能够“达到大脑”的并非碳纳米管。环境研究所表示“碳纳米管再小,应该无法通过血脑屏障(blood-brain barrier)。当然,不能说可能性为零”。笔者在此再次强调,目前尚无碳纳米管到达大脑的报告。   但是,目前已经证实有其他材料是能够到达大脑的。这就是在锰电池生产车间中吸入的氧化锰中的锰。听说锰电池制造工人中已经有人出现了类似帕金森氏病的症状。其致病机理已经从医学上得到阐明,即在工作中吸入锰粒子后,锰会滞留在大脑而发病。锰达到大脑的途径业界分析有2种,一种是从肺进入循环系统,然后到达大脑。另一种是形成溶液后从嗅觉神经末梢,通过神经系统进入大脑。可能性较高的是后一种途径。   环境研究所敲响警钟:“假如因为使用方便,便无节制地使用纳米粒子或纳米材料的话,石棉悲剧就有可能再次上演”。纳米粒子和纳米材料之所以令人担心,原因就在于其尺寸非常小。尤其是纳米粒子和富勒烯,据说恐怕具有能透过细胞等物质的组织透过性。一旦透过细胞,就可能对组织本身造成伤害,并可能向其他脏器运动。在德国使用大白鼠进行了粒径90nm的碳粒子吸入实验,结果在血管的内皮细胞中就发现了碳粒子。也就是说,碳粒子通过肺泡到达血管细胞的可能性非常高。   所以材料的有害性,不仅是指材料的化学性质,材料的尺寸、形状、溶解性、面积等物理性质也与有害性有很大关系。石棉很危险,但是如果使用的是在尺寸和形状上与石棉类似的物质的话,也存在与石棉相同的危险。如果对这一点未能充分认识的话,危害程度可能会有所不同,但将来难免不会发生第二、第三个石棉公害问题。而且同样的问题不仅限于类似石棉的细纤维材料,同样还存在于纳米级别的超微材料中。不过,在这里希望不要误解的是,笔者并不是想说“这些材料危险,所以请停止使用”。而笔者恰恰认为,这些都是有用的材料,所以必须充分利用通过巨大的付出才得到的知识,研究出安全的使用方法。   正像上次在博客网站上所讲述的那样,事实未经确认的物质名称决定不予公开(透露这条消息的尽管并不是纳米粒子和纳米材料的研究人员,但却是一位值得信赖的公共卫生专家)。这样一来估计会有人指责“应该在得到证实后再刊载”。但笔者之所以没有这样做,是因为希望尽快地向大家透露纳米类材料的危险性。   原因在于笔者认为,要想小心地安全使用,还是越快越好。另一个理由就是这个栏目并非专业报道,而是博客论坛。在这个栏目中登载的都是一些记者平日里通过采访所感受的、所思考的、或心中感到困惑的与物质生产有关的内容。尽管如此,对于上次的博客帖子,笔者曾经困惑过。经过与木崎主编一同探讨,根据信息的重要性和栏目的特点,最终还是决定“刊登”。(记者:获原 博之) ■日文原文 アスベストが体内に残るなら,あの???}の新素材だって…の「物?|名」お?护à筏蓼?

  • 纳米材料诱发的化学发光(一)

    以下是我写的综述的部分内容,望得到大家的指教4 纳米体系化学发光4.1纳米材料参与的电致化学发光广义的化学发光也包括电致化学发光(ECL),电致化学发光是指对电极施加一定的电压进行电化学反应,电极反应的产物之间或与体系中的某种组分发生化学反应,产生激发态物质,激发态物质回到基态时产生的发光[42,43]。它不但具有化学发光分析的许多优点,还具有电化学方法的一些特点,如电发光反应过程控制性强,选择性好等优点[44,45]。近年来,将纳米材料引入分析化学研究中已成为分析化学的一个研究热点,并取得许多创新性研究成果[46,47]。4.1.1半导体纳米粒子电致化学发光机理4.1.1.1半导体纳米粒子直接接受电极提供的能量生成激发态传统ECL是利用电极原位(in situ)产生试剂,这些试剂在溶液中反应,完成较高能量的电子转移而生成激发态的分子,不稳定的激发态分子回到基态过程中以光辐射形式释放能量[48-50]。同理,当电极施加双阶跃正负脉冲(或电位循环)时,半导体纳米粒子(A)在正电位阶跃时被氧化为A+,接着在负电位阶跃时被还原为 A-,A+ 与 A- 反应生成激发态的 A*,激发态的 A* 回到基态过程中时产生了化学发光[24,51-55]。对应的反应过程可以用(4.1)—(4.3)式表示。值得注意的是通过该机理产生发光的必要条件是:产生的还原态 A- 或氧化态 A+ 在溶液中,要能够稳定存在一定时间,从而使得A+ 能够与 A- 相遇、碰撞并产生激发态的 A*[24]。 A → A+ + e- (4.1) A + e- → A- (4.2) A+ + A- → A* (4.3) A* → A + hv (4.4)较典型的例子是He气氛下,在含有0.1mol/L THAP乙腈溶液中,对Pt电极施加双阶跃正负脉冲电位,并在 +2.7 V 和 -2.1 V循环阶跃,在正电位阶跃时,粒径为2-4nm的Si纳米半导体被氧化成稳定的 Si(NCs)+,接着电位阶跃负方向产生Si(NCs)-,并与Si(NCs)+ 碰撞产生激发态的Si(NCs)*,Si(NCs)* 回到基态时产生640nm的光发射[24]。4.1.1.2 半导体纳米粒子电化学产物与共反应物(coreactant)发生ECL反应若体系中含有共反应物(还原性或氧化性物质)时,仅在工作电极上施加正或负电压,即可生成激发态的A*而发光[24,53,56-58]。其反应过程可以用(4.1)—(4.3)式表示。产生的还原态 A- 或氧化态 A+也要能够稳定存在于溶液中一定时间,才能发生发光[24]。 A → A+ + e- (4.1)A+ + Re → A* + Ox (4.5)A* → A + hv (4.4)或 A + e- → A- (4.2)A- + Ox → A* + Re (4.6) 其中较为典型的例子是Zou[56]等将纳米CdSe沉积在石墨充蜡电极表面上并成膜,纳米CdSe膜在循环伏安下产生两个ECL通道(ECL-1和ECL-2)。并用ECL-1,在事先通N2 25min 含有0.1mol/L KNO3 pH 9.3 磷酸缓冲溶液中,扫描速率为0.06V/S 下,对H2O2进行了测定,线性范围: 2.5×10-7 ~ 6×10-5 mol/L,检测限: 1.0×10-7 mol/L。他们也提出了ECL的机理(式4.7—4.11)。CdSe NCs + ne → nR• - (4.7)O2 + H2O2 + 2e → OOH- + OH- (4.8)2R• - + OOH- +H2O → 3OH- + 2R* (4.9)or2R• - + H2O2 → 2OH- + 2R* (4.10) nR* → CdSe NCs + hv (4.11) 4.1.2 纳米金粒子对电致化学发光体系的催化作用 因纳米具良好的“生物相容性”和高的催化特性,近来人们对纳米金催化等特性的研究进展迅速[59]。崔华[60]研究小组,已将纳米金用于化学发光体系研究,报道了纳米金粒子的催化作用对液相电致化学发光的影响,发现纳米金的催化作用和电化学活性既可以增强两个阳极ECL发光通道,又导致了两个新的阴极ECL发光通道的产生。最近,Liu[61]等发现纳米金可以催化Ru(bpy)32+- pentoxyverine (喷托维林)体系的电致化学发光,将电致化学发光分析法与毛细电泳技术联用,在毛细电泳柱端成功测定了喷托维林,检测限为:6nmol/L;并将该方法用于喷托维林和人血清白蛋白结合常数的测定,测定值为:1.8×103 L/mol。4.1.3 纳米材料作为化学发光试剂的固载。钱柯君[62]等用反胶束法水解正硅酸乙酯(TEOS)合成球形luminol/ SiO2复合纳米微粒;再用壳聚糖修饰已合成的纳米微粒并标记DNA作为DNA探针,构建的DNA探针与固定在聚吡咯修饰电极上的靶DNA杂交。用ECL法对DNA杂交情况进行评估,仅互补序列DNA才可以与DNA探针形成双链DNA(dsDNA)并产生强的ECL。发现3个碱基错配互补靶序列和非互补靶序列产生的ECL可以被忽略,ECL强度与互补序列DNA的浓度在5.0×10-12~1.0×10-9 mol/L范围内呈线性关系,对互补序列DNA的检测限为:2.0×10-12 mol/L。4.2 纳米材料参与的化学发光传统的化学发光研究一般仅限于分子和离子体系。最近,纳米粒子在化学发光中的行为研究已经引起了人们的重视:无论是半导体纳米粒子还是金属纳米粒子在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]和液相化学发光反应中都表现出特殊的活性。4.2.1纳米金参与的液相化学发光4.2.1.1 纳米金作为化学发光反应的微尺度平台Cui[26]等首次报道了,粒径为68-nm 的纳米金与KIO4—NaOH—Na2CO3之间的反应能够产生化学发光现象,该化学发光的光谱具有三个明显的发射带,分别位于380—390 nm, 430—450 nm和490—500 nm;该体系的化学发光强度随着溶液中

  • 纳米技术与纳米材料ppt

    纳米技术与纳米材料ppt

    下面是关于纳米技术与纳米材料的ppt,愿各位喜欢这个资料![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][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/08/200608221538_24397_1627011_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/08/200608221539_24398_1627011_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/08/200608221539_24399_1627011_3.jpg[/img]

  • 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】(已应助)拜托各位帮忙找找七项纳米材料标准

    GB/T 19619—2004《纳料材料术语》 GB/T 13321—2004《纳米粉末粒度分布的测定——X射线小角散射法》GB/T 19587—2004《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》GB/T 19588—2004《纳米镍粉》GB/T 19589—2004《纳米氧化锌》GB/T 19590—2004《超微细碳酸钙》GB/T 19591—2004《纳米二氧化钛》

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