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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划纳米材料实验室安装新浪财经端：随时随地手机看行情，更有免费股价提醒理财周报材料科学实验室研究员张伟贤/撰述在上期关注了全球顶尖高分子材料研究所之后，本期理财周报将聚焦纳米材料和生物材料的全球顶尖实验室。众所周知，纳米材料和生物材料属前沿新材料，代表着未来材料科学的发展方向。由于这两种材料具有重要的战略意义，各个国家在这两个领域的研发竞争可谓白热化。美国将信息材料、生物医用、纳米材料、环境材料和材料技术科学等列为重点发展方向，日本重点加强信息通信、环境、生命科学和纳米材料方面的优势，欧
2、盟则重点发展光电、有机电子、超导复合、催化剂、光学、磁性、纳米和智能材料。由此可见，纳米、生物材料已成兵家必争之地。根据我国的新材料产业“十二五”规划，纳米材料和生物材料也是材料科学的重点发展方向。20年6月，四年一度的世界生物材料大会首次落户中国，尼古拉佩帕斯、钱煦、威廉邦菲尔德、师昌绪等一大批国际顶尖生物材料专家汇聚成都，显示出了中国在生物材料方面日益增加的影响力。显然，争夺纳米和生物材料话语权关键还是研究所和研究人才的竞争。美国：顶尖研究所众多1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学一个新分支，美国也成为了全球纳米技术研究的中心。大学研究所方面
3、，走在纳米材料研究前沿的美国大学包括纽约州立大学阿尔巴尼分校、哈佛大学、北达科他州立大学、史丹佛大学、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学等。其中，纽约州立大学阿尔巴尼分校的纳米技术与工程学院拥有55亿的公众和私人投资，是全球纳米技术研究中心之一，也是世界上第一个专门研究纳米科学与纳米工程的高等院校。在国家/独立研究所方面，橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、美国阿贡国家实验室和美国加州纳米技术研究院等均享有国际盛誉。此外，美国跨国也走在纳米研究的前列：IBM微博和NEC都是最早进入纳米技术研究领域的，最先取得碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利，Nanter
4、o则是第一家开发微电子级碳纳米管材料、并使用碳纳米管开发下一代半导体设备的。美国生物材料方面的研究同样全球领先，著名的斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、加州理工学院、约翰霍普金斯大学、普林斯顿大学、加州大学旧金山分校、耶鲁大学、康乃尔大学、圣路易斯华盛顿大学、杜克大学、芝加哥大学美国顶尖院校生物工程研究排名靠前。刚刚结束的XX年诺贝尔奖获得者中，迈克尔莱维特和托马斯C苏德霍夫等两位生物化学领域的科学家出自同一所大学：斯坦福大学。大名鼎鼎的MIT生物材料研究也走在世界顶尖水平，该校拥有44个与生物材料研究相关的研究中心/研究室。美国同样还有一批生物材料研究领先的跨国企业，如
5、安捷伦科技，英斯特朗、Ceramtec、泰科纳、冶联科技、CRS）、美敦力(Medtronic)等等。这些的产品垄断了全球大部分的高端生物材料市场份额，其研发实力也可见一斑。欧日朝迎头赶上在如此众多顶尖大学实验室、国家研究所和跨国实验室的支撑下，美国在纳米材料、生物材料方面建立的优势已基本上无人可以撼动。不过即便如此，以欧洲和日韩为代表的研究力量同样不可小觑，部分领域甚至已经可以和美国匹敌，并呈现出德国、英国、日本和韩国四足鼎立之势。德国在纳米材料领域的研究起步较早，在全国范围内建立了六大纳米研究中心，分别是纳米结构、纳米应用开发、纳米技术、纳米化学、纳米加工和纳米分析中心，形成一张遍布全国的
6、纳米科技研究协作网，而马普学会、弗朗霍夫协会、海姆霍茨大研究中心联合会和莱布尼茨研究联合会则是德国纳米研究的核心力量。纳米材料方面的大学研究室，则主要是卡尔斯鲁厄理工学院，德国不伦瑞克理工大学半导体技术研究所。生物材料方面，德国柏林柏林勃兰登堡地区是德国生物技术研究机构分布密集最高的地区，同时也是欧洲最大的“全方位服务型生物科技区”，共拥有6个生物科技园和2个特别实验室。与德国相比，英国的纳米材料相对逊色，不过生物工程技术却有过之而无不及。在英国，诞生了世界上第一只克隆羊“多莉”。英国在生物材料领域次于美国，居世界第二。据理财周报材料科学实验室的不完全统计，迄今为止，英国在生物和医学领域已获得
7、了20多个诺贝尔奖。大学研究室方面，剑桥大学材料科学与冶金系拥有生物材料的全球顶尖研究院，Zeneca、GlaxoWelle和SmithKliheBeacham等跨国生物材料研究能力也是全球领先。在日本，研究中心是其主要研究阵地。日立的“纳米技术管理推进中心”、日本电器“基础研究实验室”；日本电报电话的“厚木实验室”、富士通的纳米技术研究中心等企业研究中心是其纳米材料研究的核心力量。韩国则凭借着三星微博等巨头在纳米材料技术的研究领域迎头赶上。中国研究阶段性突破在国内，中科院的纳米材料和生物材料研究仍旧首屈一指。理财周报记者获悉，中科院国家纳米科学中心主要从事纳米技术理论研究，该中心在20年在铋
8、系化合物超结构制备，基于新型Te化物纳米材料的宽带光谱光学探测器，新型微纳加工方法等诸多方面的研究均取得获得突破性新进展。国家纳米中心现有6个研究室、2个实验室和1个发展研究中心、人员方面，纳米中心目前科技人员159人、科技支撑人员23人，包括研究员31人、副研究员及高级工程技术人员39人。20年，纳米中心科研人员共发表SCI251篇。此外，北京航空航天大学，南京理工大学，北京科技大学，大连理工大学等院校纳米材料研究起步较早。生物材料方面，中科院上海硅酸盐研究所和清华大学、武汉大学微博、四川大学、南开大学、上海交通大学微博、华南理工大学、华东理工大学等大学研究室在国内处于领先地位。20年的世界
9、生物材料大会承办方便是四川大学。导读纳米材料是材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具前途的科研领域欧亚芝西南交通大学材料科学与工程专业，四川成都摘要：纳米材料是材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具前途的科研领域。纳米材料是特征维度尺寸为纳米量级1100nm的固态超细材料。在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能和广泛的应用前景。由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价值。关键词：纳米；碳纳米管；制备；应用碳纳米管简介纳米材料是材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具前
10、途的科研领域。纳米材料是特征维度尺寸为纳米量级1100nm的固态超细材料。在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能和广泛的应用前景。由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价值。首先介绍一下在碳纳米管制取中很重要的化学气相沉积法。化学气相沉积法,简称CVD法，就是使含碳气体如乙烯、乙炔、CO、甲烷、丙烯等有机气体，在一定温度下，一般为6001000，在过渡金属Fe,Co或Ni催化剂作用下进行催化分解,或者直接热分解含Fe，CO或Ni碳化合物，如二茂铁以及羰基化合物等，来制备碳纳米管的方法而且采用CVD法可以制备碳纳米管阵列,这也是CVD法的大优势。尽管CVD法制备
11、的碳纳米管会有一些缺陷，但是通过高温热处理就能改善碳纳米管的结构。化气相沉积法由于其设备简单，反应温度低，操作方便，反应过程易控以及能大量制备而成为了目前最常用的方法。按照催化剂加入或存在方式又可分为3种方法:基体法、喷淋法、悬浮法。关于碳纳米管的结构，纳米碳管又称巴基管Buckytube，属富勒碳系，管壁一般由碳六边形环构成，还有一些五边形碳环和七边形碳环对称存在于纳米碳管的弯曲部位。石墨烯的片层一般可以从1层到上百层，含有一层石墨烯片层的称为单壁纳米碳管SWNT，多于一层的则称为多壁纳米碳管MWNT。SWNT的直径一般为16nm，研究中发现了直径为nm和nm的SWNT，但是很不稳定；直径大
12、于6nm的SWMT也不稳定，会发生SWNT管的塌陷；而MWNT的长度则可达几百nm到几m。这是因为SWNT的最小直径与富勒烯分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管，MWNT的层间距约为nm，直径在几nm到几十nm，长度一般在m量级，最长者可达数mm。由于纳米碳管具有较大的长径比，所以可以把其看成准一维纳米材料。纳米碳管的特殊结构使其具有许多奇特的性质，产生了许多与此相关的应用。“微管”是目前强度最高直径最细的纤维材料，具有很高的长径比。纳米碳管既有碳纤维材料的固有性质，还有纺织材料的柔软和编织性以及高分子材料的易加工性，是典型的一材多能、一材多用的功能材料和结构材料，广泛应用于国民经济的各个部
13、门。近几年来，随着人们对纳米碳管及纳米材料研究的不断深入，其广阔的应用前景也不断地显现出来。首先，纳米碳管作为场发射电子源用作微型电子元件、微型齿轮等存在着巨大的潜力；其次，纳米碳管通过化学方法诸如取代、加成、包合、重氮化、氧化、还原等对表面或管内进行修饰，达到改善纳米碳管的强度、导电等性能，并有望成为光导材料、非线性光学材料、新型发光材料、软铁磁性材料及理想的分子载体等；第三，格林Green等已经将活性物植入到纳米碳管中，有可能将其作为生物传感器来攻克癌症，使Fullerene化学在生物研究和药物合成方面的工业化成为可能。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实验操作一、制取碳纳米管准确称取1g確
14、氏剂前驱体均匀地分散在石英盅底部，将石英盅放入玻璃管底部。将石英盅放在热电偶短头两边。塞上塞子，观察是否有易燃物。设定程序，根据炉温设定起始温度，通入氩气做保护气体，使管式电阻炉升温到800。以500mLmin的速度通入氩气做还原气体，保持60分钟。在30分钟内让管式电偶炉降温到700。在700下通入乙炔和氩气的混合气体，氩气流量200mLmin,乙炔流量25mLmin。在此条件下让碳纳米管生长一个小时，然后通入流量为50mLmin的氩气作保护气体，达到程序起始温度时取产物。二、碳纳米管的纯化采用硝酸纯化法纯化碳纳米管。具体操作为：将上面收集到的粗产品溶解到适量的浓硝酸溶液中，加热到80，用搅
15、拌器搅拌1小时，然后过滤，用蒸馏水清洗至pH=为止。最后将得到的碳纳米管在110真空干燥48小时，待用。三、碳纳米管的表征超声分散10min后滴在铜网上，用HITACHIH-700H透射电子显微镜进行表征。通过分析图片可知，所得(来自:写论文网:纳米材料实验室)到的碳纳米管是多壁碳纳米管，管中有明显的中空结构，管壁表面较光滑，相互缠绕。碳纳米管的外径约为3050nm，内径约为2530nm，管长约为110m。四、X衍射分析经XRD测试软件分析可知，所制备材料的基本都是由一种元素所组成即碳元素。而且从图谱可知，该材料的结晶性较为良好，说明所制备材料的碳元素基本以结晶的形式存在。因此通过上面的分析，我们可以知道我们所制备的材料不仅具有纳米中空管状结构，而且其成分也都为碳元素。因此我们获得的材料为碳纳米管材料。五、总结通过这次实验，我了解了碳纳米管的制备过程，粗略掌握了怎样制备碳纳米管，以及碳纳米管的制备原理，这次试验加深了我对碳纳米管的理解，也让我对材料学的未来充满了前景，希望以后还能有这样的机会去实验室操作仪器，感受实验。参考文献：1朱宏伟，吴德海，许才录，碳纳米管M北京，机械工业出版
