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基本信息

項(xiàng)目名稱：
級(jí)次納米結(jié)構(gòu)材料合成方法的研究進(jìn)展
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
具有三維級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的化合物因其新穎的結(jié)構(gòu)，獨(dú)特的化學(xué)、物理性質(zhì)，以及形貌和尺寸對(duì)這些性質(zhì)極大地影響，使得它在光、電、磁等方面將具有更新穎的性質(zhì), 尤其是在納米器件的制造方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，豐富了納米結(jié)構(gòu)材料的性能而更加引人注目。
詳細(xì)介紹：
納米科技是上世紀(jì)80年代末90年代初才逐步發(fā)展起來的前沿、交叉性新型學(xué)科領(lǐng)域，納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著重要影響的研究對(duì)象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分[1]。納米科技的發(fā)展日新月異，人們?cè)诩{米結(jié)構(gòu)材料的合成領(lǐng)域已經(jīng)取得了豐碩的成果，對(duì)納米結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)也有了較深入的認(rèn)識(shí)。納米材料的性質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值很大程度上取決于材料的本質(zhì)特征，即材料的形貌和物相 (晶體學(xué)特征)，而材料的形狀和物相又決定于材料的制備方法與途徑[2]。因此納米材料的制備方法仍然是目前納米科技的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。總結(jié)已有的文獻(xiàn)可以看出，低維納米結(jié)構(gòu)材料的制備在納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位, 其制備技術(shù)和方法相對(duì)成熟，是當(dāng)今材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，具有級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的化合物因其新穎的結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的化學(xué)，物理性質(zhì)、以及形貌和尺寸對(duì)這些性質(zhì)極大地影響，使得它在光、電、磁等方面將具有更新穎的性質(zhì), 尤其是在納米器件的制造方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，豐富了納米結(jié)構(gòu)材料的性能而更加引人注目。本文結(jié)合近年來世界上級(jí)次納米結(jié)構(gòu)材料的最新研究進(jìn)展，就級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的制備方法、合成機(jī)制及其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用前景等方面作一綜述。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

使人們對(duì)于納米結(jié)構(gòu)合成法有更清楚的認(rèn)識(shí)，本文綜述了合成法的分類以及其在材料合成方面的應(yīng)用。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

有助于實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的一次性合成，大大簡(jiǎn)化制備過程，從而有利于降低成本。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

將為納米器件的制造和組裝提供理論依據(jù)。

學(xué)術(shù)論文摘要

具有三維級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的化合物因其新穎的結(jié)構(gòu)，獨(dú)特的化學(xué)、物理性質(zhì)，以及形貌和尺寸對(duì)這些性質(zhì)極大地影響，使得它在光、電、磁等方面將具有更新穎的性質(zhì), 尤其是在納米器件的制造方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，豐富了納米結(jié)構(gòu)材料的性能而更加引人注目。本文主要回顧了近年來國(guó)內(nèi)外級(jí)次納米結(jié)構(gòu)材料的最新研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了介孔材料、具有級(jí)次結(jié)構(gòu)的空心球、氣凝膠和其它典型的級(jí)次納米結(jié)構(gòu)，歸納了級(jí)次納米結(jié)構(gòu)制備中的各種合成方法，討論了級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的合成機(jī)制及各種影響因素，在此基礎(chǔ)上對(duì)級(jí)次納米結(jié)構(gòu)材料在一些領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

獲獎(jiǎng)情況

獲得學(xué)校證書。

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

無

同類課題研究水平概述

總結(jié)已有的文獻(xiàn)可以看出，低維納米結(jié)構(gòu)材料的制備在納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，其制備技術(shù)和方法相對(duì)成熟，是當(dāng)今材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，具有級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的化合物因其獨(dú)特的化學(xué)、物理性質(zhì)，以及形貌和尺寸對(duì)這些性質(zhì)極大的影響，豐富了納米結(jié)構(gòu)材料的性能而更加引人注目。這是因?yàn)榫哂屑?jí)次納米結(jié)構(gòu)所帶來的新穎結(jié)構(gòu)，使得它在光、電、磁等方面將具有更新穎的性質(zhì)，尤其是在納米器件的制造方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但是，級(jí)次納米結(jié)構(gòu)材料的制備比較困難，成功的實(shí)例不多，更沒有形成較系統(tǒng)完整的合成方法和技術(shù)，特別是有關(guān)級(jí)次納米結(jié)構(gòu)形成機(jī)理的研究較少。雖然上述文獻(xiàn)對(duì)這些級(jí)次結(jié)構(gòu)的形成條件及機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究，并得出了具有指導(dǎo)意義的結(jié)論，但是這些級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的形成還具有一定偶然性；另一方面，級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的研究還處于萌芽狀態(tài)，對(duì)其結(jié)構(gòu)與物理和化學(xué)性質(zhì)間關(guān)系的認(rèn)識(shí)還十分膚淺。 正如前所述，利用模板法制備級(jí)次納米結(jié)構(gòu)，尋找適當(dāng)?shù)哪０迨顷P(guān)鍵，而在金屬無機(jī)酸或有機(jī)酸鹽晶體的生長(zhǎng)中，由于不同晶面表面能的差異，使得生長(zhǎng)方向具有方向異性，很容易形成各種形貌的結(jié)晶體，被選擇作為合成級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的模板，容易獲得具有新穎結(jié)構(gòu)與形貌的產(chǎn)物。利用各向異性的金屬鹽晶體作為模板，在無機(jī)化合物幾次結(jié)構(gòu)的合成中還很少，但在有機(jī)化合物空心結(jié)構(gòu)的合成中已有報(bào)道；這可能與有機(jī)物分子的柔韌性有關(guān)，有機(jī)-無機(jī)相互作用可使有機(jī)分子附著在晶體表面生長(zhǎng)，而在無機(jī)級(jí)次納米結(jié)構(gòu)合成中，主體與客體晶體結(jié)構(gòu)間的差異，使無機(jī)物很難在模板晶體表面生長(zhǎng)，加之模板自身的各向異性，是選擇合適的反應(yīng)體系、反應(yīng)物與模板及模板表面的修飾成為實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵與難點(diǎn)。通過各種物理或化學(xué)方法在納米材料形成的同時(shí)實(shí)現(xiàn)其有序自組裝，從而得到一些具有優(yōu)異性質(zhì)的分級(jí)有序的納米結(jié)構(gòu)。這一方法可以實(shí)現(xiàn)級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的一步合成，大大簡(jiǎn)化制備過程從而更有利于降低成本，實(shí)現(xiàn)級(jí)次納米結(jié)構(gòu)材料的大規(guī)模合成，為其潛在應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。新穎形貌的半導(dǎo)體級(jí)次結(jié)構(gòu)材料不但可豐富納米材料化學(xué)的內(nèi)容，另一方面級(jí)次納米結(jié)構(gòu)的新穎形貌會(huì)產(chǎn)生奇特的電性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，在微傳感器、微電子和光電子器件方面將會(huì)具有良好的應(yīng)用前景。
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