成果简报

中科院化学所两纳米科研项目通过结题验收2008年6月19日、20日,中国科学院基础科学局组织专家组先后对中科院化学所主持的中科院创新工程重要方向项目分子的化学组装与分子纳米结构的研究和仿生微/纳米结构材料的制备进     

蘸水笔刻蚀技术(DPN)影响因素分析

蘸水笔技术(Dip-Pen)是近年来发展起来的一种新的扫描探针刻蚀加工技术,有着广泛的应用前景.该技术是直接把弯曲形水层作为媒介来转移"墨汁"分子,在样品表面形成纳米结构.尖端曲率半径、针尖在基底表面滞留时间、针尖扫描速度、空气湿度、表面粗糙度等均会影响纳米结构的线宽.针尖在基底表面滞留时间与圆半径的平方成一次函数关系,线宽随着尖端半径的增大而变宽,扫描速度与线宽成反比关系.通过控制湿度可以控制"墨水"分子的转移速度,从而影响纳米结构的线宽.线宽随着样品表面粗糙度增加而变宽.     

植入体微纳结构表面制备及生物相容性研究综述

生物医用钛合金植入体与骨细胞结合能力差一直是医学界面临的难题之一,表面形貌作为影响植入体生物相容性的重要因素,受到国内外学者的广泛研究。针对植入体表面微纳结构的国内外研究现状进行了叙述,重点介绍了植入体表面的微米结构、纳米结构、微纳米多级结构的制备及其对生物相容性的影响。综述表明：植入体表面合适的微米结构或纳米结构对细胞的行为表现出积极作用,能够增加植入体的生物活性和生物相容性;兼具微米与纳米多级结构表面的种植体表现出微米结构和纳米结构的协同效应,相对于单一的微米或纳米结构,能更好地促进骨整合。最后,针对医用钛合金植入体表面结构研究中存在的一些问题,指出了植入体表面结构的研究趋势。     

纳米结构涂层与纳米改性材料

简要介绍作者近年来研发的几项纳米结构涂层和纳米改性材料技术的研究与应用进展,包括热喷涂纳米结构陶瓷涂层、热喷涂纳米结构硫化物自润滑涂层、电镀和电泳沉积纳米结构涂层、纳米改性硬质合金材料、纳米改性合金铸铁材料。从而证明纳米科技的工业应用不是梦。     

纳米加工新方法

据美国南卡罗莱纳大学机械工程系纳米结构与可靠性实验室负责人李晓东（音译）教授介绍，人们通常认为，制备纳米尺度的零件需要采用一种“自底向上（bottom—up）”的工艺方法，即通过添加材料——有可能是一个原子一个原子地添加——来形成零件。李博士说，“人们试图抛弃传统的‘自顶向下（top—down）’工艺方法，这种方法是通过去除材料来制备纳米尺度装置和零件。”     

纳米复合结构热电材料研究进展

阐述了纳米复合结构热电材料的概念,介绍了制备纳米复合结构热电材料的方法,以及制备过程中存在的困难,并初步分析了纳米复合结构提高材料热电优值的原因。介绍了纳米复合结构在热电材料制备领域中的应用现状及其应用前景。     

铜锌铝合金自催化生长硅纳米结构的研究

在常温常压下，以Cu-Zn—Al合金为基体经过简单的化学处理，在基体上成功地合成了直径为几十纳米，长度在微米量级的Si-维纳米结构。利用TEM，HREM，EDS等测试手段对Si-维纳米结构的形貌和微观结构进行了表征。观察到Cu-Zn-Al合金中存在着运动的“非线性振荡胞区”，并且发现Si-维纳米结构的生长和形貌与这些胞区的运动有着密切的关系。另外，对于Si-维纳米结构生长机制进行了初步探讨。     

热喷涂纳米结构涂层的研究

纳米材料具有许多优异的特性,利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效办法.文中介绍了纳米结构涂层喷涂材料的制备,包括液体喂料制备纳米材料、纳米粉末材料和纳米药芯丝材的制备,以及热喷涂制备纳米结构涂层的种类,纳米结构涂层的种类包括纳米结构陶瓷涂层、金属-陶瓷纳米复合涂层和金属纳米结构涂层.简要介绍了制备这些涂层所采用的工艺方法,以及涂层的结构和性能.指出了目前热喷涂制备纳米结构涂层存在的问题,并对其应用和发展前景作了展望.     

纳米热喷涂技术的研究现状与展望

介绍了纳米热喷涂结构涂层的组装、涂层结构与性能等方面的研究现状，并展望了纳米热喷涂技术的发展前景。     

纳米复合结构热电材料研究进展

阐述了纳米复合结构热电材料的概念,介绍了制备纳米复合结构热电材料的方法,以及制备过程中存在的困难,并初步分析了纳米复合结构提高材料热电优值的原因.介绍了纳米复合结构在热电材料制备领域中的应用现状及其应用前景.     

一般问题/焊接科学和技术的发展及前景

纳米材料具有许多优异的特性，利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效办法。介绍了纳米结构涂层喷涂材料的制备，包括液体喂料制备纳米材料、纳米粉末材料和纳米药芯丝材的制备，以及热喷涂制备纳米结构涂层的种类，其中包括纳米结构陶瓷涂层、金属一陶瓷纳米复合涂层和金属纳米结构涂层。[第一段]     

高温高压下的纳米多晶金刚石的烧结及其特性的研究

本文就吸附气体对由纳米结构金刚石烧结的多晶体的结构和性能的影响和高压条件下纳米结构金刚石烧结时密实结构的演变,以及在真空中经热处理的纳米结构金刚石烧结的特点等问题进行阐述。指出：在原始粉末中引入钨的碳化物,并进行真空处理以除去颗粒表面的吸附气体,可改善烧结的结果;纳米结构状态的改变过程伴随着金刚石→石墨的相变,所得到的烧结体的最大密度不超过2．99g/cm^3;通过真空处理的纳米金刚石颗粒表面在烧结时有利于提高所制得的多晶体的强度和硬度。     

刀具和磨具用的纳米结构涂层

纳米结构涂层定义为晶粒尺寸或膜层厚度小于 10 0nm的功能材料。纳米结构涂层包括金属 -金属、金属 -陶瓷、陶瓷 -陶瓷以及附着有固体润滑剂的材料。纳米结构涂层分为纳米晶薄膜结构、膜厚为纳米多层膜结构以及纳米混合相薄膜结构。纳米晶涂层　纳米晶金属或涂层显示出较低的磨损率 ,这种耐磨性能的提高归因于纳米尺寸效应引起的高硬度、高韧性及特殊的裂纹变化和移动机理。例如 ,电沉积制备涂层的晶粒尺寸降到 10nm ,维氏硬度增大3倍。制备纳米晶涂层的关键是保证粒子的纳米尺寸 ,在高温时控制晶粒生长 ,方法包括把纳米粒子首先制成微米粒…     

纳米晶体的结构模型及性质研究

结合分子静力学的原子弛豫技术提出了一对纳米晶体的原子结构模型及性质进行研究的计算机模拟方法。并以纳米铁晶为模型材料，对纳米晶体的各种结构特性进行了研究，分析讨论了各种因素对结构特性的影响，模拟结果表明，纳米晶体晶界区域的结构既不同干非晶态，也不同于气态，它是一种具有一定短程有序度的特殊结构。此外，晶内原子结构与理想晶体结构也并不完全相同。     

MEVVA磁过滤等离子技术制备的Fe纳米颗粒薄膜结构

利用MEVVA磁过滤等离子沉积技术制备了纳米厚度的Fe颗粒薄膜,并利用原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜对其结构进行了系统分析.分析结果表明,由于磁过滤的作用,所制备的Fe纳米薄膜结构均匀,不存在由于电弧蒸发引起的大颗粒沉积现象.等离子体不同沉积角度直接影响纳米薄膜的微观结构,随着沉积角度从90°下降到30°,纳米薄膜的结构由起伏变化的纳米聚晶结构逐渐转变为尺度和表面分布均匀的纳米晶结构.经过高温热处理,相比于垂直沉积的纳米薄膜,30°倾斜沉积制备的薄膜微观结构中大晶粒的数量显著下降,形成颗粒分布较好的纳米颗粒薄膜.     

纳米晶体材料变形机制研究的最新进展

概述了纳米晶体材料结构研究的最新进展,着重讨论了纳米晶体材料的变形机制和分子模拟研究.最后给出了简要总结.     

表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的研究进展

多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短.受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观尺度的梯度纳米结构,强化和保护了材料表面,有效地解决了上述问题.结合国内外表面纳米化的研究结果,综述了金属材料梯度纳米材料的研究进展.首先,介绍了梯度塑性变形、物理化学沉积等表面纳米化加工技术的最新进展.其次,对梯度等轴纳米晶、梯度纳米层片和梯度纳米孪晶等多种表面纳米化材料的微观结构进行了归纳,并对最新发展的梯度纳米结构材料表层晶粒的晶体学取向等微观信息表征方法进行了系统地阐述.随后,总结了梯度纳米结构对工程材料的表面强度、塑性、强-塑匹配、加工硬化、疲劳、耐磨、腐蚀和热稳定性等性能的影响.最后展望了表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的发展趋势及工程应用所面临的挑战.     

纳米晶金属的结构及其中扩散行为的研究现状

介绍了纳米金属晶体的微观结构,主要包括晶界结构、晶粒结构及结构稳定性;并对原子在纳米晶金属中的扩散行为的研究现状进行了综述。     

Ag粒子与Ni包覆Ag粒子熔化特性的价键分析

采用非相对论第一原理分子轨道DV—Xα模型簇方法，计算了Ag纳米粒子自由表面与Ag-Ni半共格界面的电子结构，并从键重叠聚居数QAB，层内与层间原子的部分键合强度(PBO)以及界面原子的总键合强度(TBO)几个方面，对Ag的(111)，(100)与(110)自由表面和Ag—Ni半共格界面的价键结构进行了比较，进而对其熔化特性进行了分析．初步揭示了自由表面“预熔化”与共格界面“过热”的电子机制，并从电子层次上考察了(111)，(100)和(110)表面与界面的预熔化与过热程度及其熔化方式．     

福建物构所纳米重大专项取得阶段性创新成果

由福建物构所承担的省科技重大专项“功能纳米材料”之“纳米分子功能材料研发”专题，已取得了系列创新性研究成果，用硼硫化法和无溶剂法成功地合成出具有荧光性能的稀土硫氧化物纳米线，具有吸附性能的CuS与Cu2S核-壳结构和光电转化性能的高温稳定性CuInS2半导体材料；