分形结构纳米复合材料热导率的分子动力学模拟研究

提出了一基于Sierpinski分形结构的Si/Ge纳米复合材料结构,以调控纳米复合材料的热导率.采用非平衡分子动力学方法模拟研究了分形结构Si/Ge纳米复合材料的导热性能,给出了硅原子百分比、轴向长度以及截面尺寸对分形结构纳米复合材料热导率的影响规律,并与传统矩形结构进行了对比.研究结果表明,分形结构纳米复合材料增强了Si/Ge界面散射作用,使得热导率低于传统矩形结构,这为提高材料的热电效率提供了有效途径.Si原子百分比、截面尺寸、轴向长度皆对分形结构纳米复合材料热导率存在着重要影响.纳米复合材料热导率随着Si原子百分比的增加呈先减小后增加的趋势,随轴向长度的增加则呈单调增大趋势.     

纳米粘土增强环氧树脂复合材料抗原子氧性能的研究

本文采用激光爆破法高能原子氧束源研究了纳米粘土增强环氧树脂复合材料的抗原子氧性能. 研究了四种样品：纯环氧树脂,纳米粘土含量为1 wt%,2 wt%和4 wt%的纳米粘土增强环氧树脂复合材料,结果表明腐蚀深度随着纳米粘土含量的增加而降低,当掺杂纳米粘土含量为4 wt%时,腐蚀深度为纯环氧树脂腐蚀深度的28%∽37%;X射线光电子能谱(XPS)分析表明原子氧轰击后,材料表面C-C/C-H键比例减少,C-O键、酮类比例增加,表面氧化程度增加,掺杂纳米粘土的材料表面生成了新的碳酸盐,掺杂4 wt%纳米粘土的复合材料表面氧化程度增加最小;扫描电子显微镜(SEM)结果显示含有纳米粘土的复合材料表面被原子氧轰击后在纳米粘土团簇处形成了“块状”物质,掺杂4 wt%纳米粘土的复合材料,“块状”物质尺寸和分布密度最大;综合腐蚀深度,XPS,以及SEM结果表明,虽然所有表面都一定程度地被原子氧腐蚀和氧化,但掺杂纳米粘土的复合材料表面由于生成了“块状”物质,阻挡了原子氧进一步腐蚀其下的材料,提高了抗原子氧性能.     

(纳米MCM-41)-CdS主-客体复合材料的制备及光学性质

以水热法制备了纳米微粒MCM-41分子筛，通过离子交换法将Cd(II)交换到分子筛中，然后采用硫代乙酰胺作硫化氢前驱体对(MCM-41)-Cd进行硫化，制备出主-客体复合材料(MCM-41)-CdS．化学分析表明，客体成功地组装到分子筛中．粉末X射线衍射结果表明，组装过程并未破坏所制备的主-客体材料中分子筛的骨架，分子筛骨架完整且结晶度仍然很高．红外光谱表明所制备材料骨架保持完好．低温N2吸附-解吸附研究表明，相对于MCM-41分子筛主体所制备的复合材料孔体积、孔尺寸及比表面积降低，表明客体在分子筛孔道内组装成功．制备的主-客体复合材料固体扩散漫反射吸收光谱相对于CdS体相呈现某些蓝移，说明客体处于分子筛孔道内，也表明分子筛主体对纳米硫化镉客体表现出明显的立体限域效应．(纳米MCM-41)-CdS及(微米MCM-41)-CdS样品呈现明显发光．     

化整为零:聚合物/粘土纳米复合材料的微观结构和阻隔性能

在聚合物基体中掺入少量的层状硅酸盐所制备的聚合物／粘土纳米复合材料，其阻隔性能明显地优于纯聚合物及其传统的复合材料。实验及分析结果表明，聚合物／粘土纳米复合材料的微观结构和阻隔性能主要受控于粘土剥离后的径厚比．一简单的重整化群模型被用来评估粘土几何因素（诸如径厚比、取向、剥离程度等）对聚合物／粘土纳米复合材料阻隔性能的影响，所得到的逾渗阈值及最佳粘土含量与实验结果吻合。     

原位聚合纳米Ni/聚苯乙烯复合材料及其热力学性能

 磁性聚苯乙烯(PS)材料有利于实现惯性约束聚变靶丸在辐射场中的无接触支撑。采用液相还原法制备了粒度为75~200 nm的Ni球形粒子,用原位聚合的方法制备了纳米Ni/PS复合材料。利用X射线衍射仪、傅氏转换红外线光谱分析仪、扫描电子显微镜及热重差示扫描量热仪分别研究了所得纳米Ni的特性、复合材料的结构及掺杂量对纳米Ni/PS复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明：纳米Ni的掺杂能提高玻璃转变温度;纳米Ni的掺杂可以增大PS热分解焓变,在掺杂质量分数为1%~2%之间焓变达到最大;纳米Ni的掺杂降低了纳米Ni/PS复合材料热分解的比热容。     

超晶格高分子—无机纳米复合物

近年来，具有规整结构的纳米复合材料很受人们关注；利用有机－无机相间具有的强相互作用进行有序组装，可实现纳米复合材料结构与形态的微观调控．文章主要讨论了最近纳米复合物领域中的超晶格高分子－无机纳米复合物     

Ag-ZnO纳米复合热电材料的制备及其性能研究

ZnO是一类具有潜力的热电材料, 但其较大声子热导率影响了热电性能的进一步提高. 纳米复合是降低热导率的有效途径. 本文以醋酸盐为前驱体, 溶胶-凝胶法制备了Ag-ZnO纳米复合热电材料. 扫描电镜照片显示ZnO颗粒呈现多孔结构, Ag纳米颗粒分布于ZnO的晶粒之间. Ag-ZnO纳米复合材料的电导率比未复合ZnO材料高出100倍以上, 而热导率是未复合ZnO材料的1/2. 同时, 随着Ag添加量的增加, 赛贝克系数的绝对值逐渐减小. 综合以上原因, 添加7.5%mol Ag的Ag-ZnO纳米复合材料在700 K时的热电优值达到0.062, 是未复合ZnO材料的约25倍. 在ZnO基体中添加导电金属颗粒有利于产生导电逾渗通道, 提高材料体系的电导率, 但同时导致赛贝克系数的绝对值减小. 总热导率的差异来源于声子热导率的差异. 位于ZnO晶界的纳米Ag颗粒, 有利于降低声子热导率. 关键词： 热电材料 ZnO 纳米复合 热导率     

纳米金属-聚苯乙烯复合材料制备

在2002年度的基础上，通过对纳米金属的表面改性，完成了纳米金属与聚苯乙烯的掺杂纳米金属在PS中的分散规律中研究，从实验过程中找出最佳掺杂配方和工艺，最后采用乳液法制备出纳米复合材料的空心微球。确定了最佳的纳米金属-聚苯乙烯复合材料的合成制备工艺。     

铁电体-半导体量子点复合材料

文章介绍了这一领域的最新研究进展,并重点报道了一类新型铁电体基纳米复合材料－铁电体半 量子点复合材料的制备与光学性质,该材料在新型电致光元件及量子点激器中有着很好的应用前景。     

微纳米加工技术在纳米物理与器件研究中的应用

物质在纳米尺度下可能呈现出与体材料不同的物理特件，这正是纳米科技发展的基础之一。要想探索在纳米尺度下材料物埋性质的变化规律及可能的应用领域，离不开相应的技术手段，微纳米加工技术作为当今高技术发展的重要技术领域之一，是实现功能人工纳米结构与器件微纳米化的基础。本文根据几个不同的应用领域，介绍了微纳米加工技术在纳米物理与器件研究领域的应用。     

反胶束软模板法合成PANI/TiO2纳米棒复合材料及其性能研究

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)形成的反胶束为模板,制备了一系列不同纳米TiO2含量的PANI/TiI2纳米复合材料.利用FTIR,UV-Vis,TG,TEM和荧光光谱等方法对产物进行了结构表征和性能研究.探讨了反胶束体系中PANI/TiO2复合纳米棒形成的自组装机理.结果表明:复合材料主要为直径30～40 nm,长约400 nm的PANI/TiO2复合纳米棒,二氧化钛纳米粒子与聚苯胺大分子之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起到提高作用,PANI/TiO2纳米复合材料在紫外和可见光区域均有吸收,并在416 nm处激发产生荧光,荧光强度随着掺杂TiO2含量的提高得到了较大的增强.通过PANI/TiO2纳米棒复合材料中的激子离化和电荷传输过程探讨了PANI/TiO2的荧光量子效率和荧光强度增加的机理.     

模板技术制备-维纳米纤维及其阵列

以阳极多孔氧化铝膜为模板，制备了一系列一维结构材料及其阵列体系，材料的结构和阵列方式可调．主要包括两方面内容：通过功能单体的自由基聚合，制备了核壳结构的双重凝胶纳米纤维PDMA／PNH4AA及其阵列，控制氧化铝膜表面的润湿性，双重凝胶纳米纤维的核壳结构可以发生相反转，通过银离子与PNH4AA相的选择性复合，制备了柔性银纳米纤维或管；结合嵌段共聚物的自组装和无机物的溶胶／凝胶过程，制备了一维有序介孔二氧化硅及其阵列体系，改变嵌段共聚物的浓度，可以控制二氧化硅的介观结构．此材料易于进行异质复合，因而便于制备功能性一维复合材料及其阵列体系．     

纳米α-Fe/PS复合材料的制备及其热力学性能研究

 采用油包水(W/O)的微乳液体系制备了粒度为20~100 nm的α Fe。对纳米Fe进行表面有机改性后分散到苯乙烯（St）单体中，得到分散均匀的Fe/St分散体系，用本体聚合的方法制备了纳米Fe/PS复合材料。利用XRD，TEM，FTIR，SEM及TG DSC分别研究了所得纳米Fe的性能、复合材料的结构、纳米Fe在PS中的分散情况以及掺杂量对纳米Fe/PS复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明：增加纳米α-Fe的掺杂量能提高PS的降解率，降低降解温度，增大热分解的焓变。     

SiC纳米纤维/C/SiC复合材料拉伸行为的分子动力学研究

本文采用分子动力学计算方法和Tersoff作用势研究了无定型碳(amorphous carbon, a-C) 涂层厚度对SiC纳米纤维/SiC纳米复合材料断裂方式及力学性能的影响. 分析结果发现, 随着涂层厚度的增加, 纳米纤维的平均应力集中系数下降, 即足够厚度涂层可以同时起到增强和补韧的作用. 当a-C涂层厚度t ≤ 0.3 nm时, 裂纹直接穿透纤维, 纳米复合材料表现出典型的脆性断裂方式; t = 4.0 nm时, 裂纹发生偏转, SiC纳米纤维发生拔出现象, 此时纳米复合材料的拉伸强度约为无涂层纳米复合材料的4倍, 断裂能则提高一个数量级. 计算结果表明, a-C涂层的厚度是SiC纳米纤维/SiC纳米复合材料中产生韧性机理的重要因素, 即传统微米级陶瓷基复合材料的增韧理论在纳米复合材料中仍适用. 研究结果可望为设计同时具有高强度、高韧性的陶瓷基纳米复合材料提供理论基础.     

海参与聚合物研究

很多生物（比如海参）能以非同寻常的方式改变自身的硬度。最近有工程师提出一类能够改变硬度的聚合物纳米复合材料。美国俄亥俄州西储大学（Case Western Reserve University）的魏德尔（Christoph Weder）与同事研究了各种材料,其中一种是在橡胶样的聚合物中添加坚硬的纤维素纳米纤维。     

Fe_3O_4纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷复合材料磁电容效应的研究

提出了一种以Fe3O4纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的复合材料为介质的平行板磁电容结构,并对其产生的磁电容效应的特点以及影响磁电容效应的因素进行了研究.对不同粒径的Fe3O4纳米颗粒按不同比例与PDMS混合形成的复合材料进行了测试.研究表明,与无磁场情况相比,在外磁场作用下,Fe3O4纳米颗粒/PDMS复合材料的电容值和介电损耗均发生了改变,产生了磁电容效应.由该复合材料磁电容效应所产生的电容变化量随着纳米颗粒混合浓度的增大而增大,并且当纳米颗粒粒径尺寸大于常温超顺磁临界尺寸时,材料的电容变化量随着颗粒尺寸的减小而增大.     

超硬立方BC2N材料与金刚石的比较

摘要最近有实验称成功合成超硬立方BC2N材料，其硬度仅次于金刚石．文章采用第一性原理计算方法，研究立方BC2N晶体材料的理想强度．计算结果显示，虽然立方BC2N晶体具有很大的弹性系数，但材料中化学成分的各向异性和原子键特性随外加应力变化的非线性性质限制了立方BC2N晶体的强度．最硬的立方BC2N晶体结构的硬度应低于立方BN，后者为目前已知的第二硬材料．实验中观测到的立方BC2N材料的超硬特性应源自材料中的纳米颗粒效应．制备立方BC2N纳米复合材料将是合成新型超硬材料的新方法．     

改性光刻胶制备纳米压印模版

制备纳米压印中的模版是压印技术的基本条件.目前很多压印模版是利用高硬度材料制作的，但是这些材料比较难以加工，从而限制了纳米压印技术的发展.提出一种利用光刻胶制备纳米压印模版的方法.利用聚焦离子束对光刻胶的改性作用，控制加工的条件，将柔性的光刻胶改性为硬度很高的材料，从而形成纳米压印模版.这种方法具有速度快、制备简单等特点，是一种新颖的加工方式，扩展了聚焦离子束的加工范围，可用于其他的纳米加工领域. 关键词： 纳米压印 光刻胶 聚焦离子束 纳米孔阵列     

大尺寸多孔硅／硝酸盐复合材料的制备

多孔硅是一种具有特殊物理形态的硅单质材料，呈海绵状结构，内部存在大量的纳米孔洞，孔洞表面有一层具有原子直径厚度的氢原子层，这个氢原子层在硅原子和充填在孔洞内的硝酸盐分子之间起着缓冲和隔离作用。在一定的触发条件下，可以发生快速的氧化还原反应，纳米孔洞结构使得多孔硅与硝酸盐之问的界面面积非常大，反应速度非常快，反应释放能量是TNT的7倍，这使得多孔硅／硝酸盐复合材料成为一种潜在的含能材料。     

纳米壳聚糖复合材料的制备与性能研究

为了提高壳聚糖的水溶性及其止血方面的性能,将壳聚糖(CS)纳米化,并引入具有抗菌作用的Ag~+离子和凝血辅助作用的Ca~(2+)离子,制备出纳米壳聚糖金属离子复合止血材料。首先,采用离子交换法制备纳米壳聚糖(nmCS),再分别加入AgNO_3和饱和CaCl2溶液,制得nmCS-Ag、nmCS-Ca、nmCS-Ag-Ca复合材料。然后,采用FTIR、XRD、SEM等手段对复合材料的结构进行表征。最后,对复合物的凝血、止血性能进行了测试。实验结果表明:改性后的壳聚糖IR图谱在1647cm-1和1560cm-1处出现了纳米壳聚糖钠盐的特征吸收峰;复合了金属离子的纳米壳聚糖在XRD图谱中表现出了Ag~+、Ca~(2+)的晶型特征;扫描电镜显示nmCS-Ag中Ag~+有部分析出而nmCS-Ca的复合效果较好;nmCS-Ag-Ca的凝血、止血效果要优于nmCS-Ag和nmCS-Ca,同时nmCS-Ag和nmCS-Ca的凝血、止血效果要优于nmCS。测试结果表明,成功制备了纳米壳聚糖金属离子复合止血材料。