纳米磁流体耦合金属泡沫对流换热特性研究

综述了纳米流体在多孔介质微通道内强化传热的最新研究进展,简述了金属泡沫和纳米磁流体的基本概念,分别从金属泡沫微通道、纳米磁流体微通道、纳米磁流体耦合金属泡沫微通道及其熵产优化分析4个方面进行了系统的讨论和总结。最后指出,这种集成的新型强化传热技术本质上是一个磁场-流场-温度场多场耦合作用下的强化传热过程,具有广阔的应用前景,但机理的基础性研究工作还刚刚起步。     

纳米氧化锌复合涂膜中锌的迁移及其对采后红橘的影响

纳米粒子添加到复合涂膜中可提高涂膜对新鲜果蔬的保鲜效果,但也可能导致迁移。为探究纳米粒子的迁移行为及其对果蔬采后品质的影响,将纳米ZnO(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)与羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC)复合后对采后红橘进行涂膜,考查了ZnO NPs质量分数、粒径和贮藏温度对涂膜中Zn元素向果皮和果肉中迁移行为的影响,并测定了各组红橘在贮藏期间的品质、抗氧化酶活性和总抗氧化能力。结果表明,复合涂膜处理的红橘果皮中Zn含量在涂膜8 h内迅速增加,并在1～13 d缓慢升高至稳定。增加ZnO NPs质量分数或提高红橘贮藏温度,均会使果皮中的Zn含量增加,但ZnO NPs粒径的影响不显著,且果肉中的Zn含量无显著变化。同时,涂膜处理可在贮藏后期抑制果实的呼吸作用,进而降低果实的腐烂率。涂膜可在一定程度上提高果皮的抗氧化酶活性和总抗氧化能力,但并未发现Zn的迁移对其有显著影响。研究从纳米粒子迁移的角度探究了纳米复合涂膜与采后果蔬的相互作用,为进一步明确其保鲜机理以及减少安全风险奠定了基础。     

纳米SiO2/阿拉伯胶复合膜的制备与性质研究

为开发新型可食性包装材料,以纳米SiO2和阿拉伯胶为原料制备复合膜,研究了纳米SiO2添加量对复合膜的物理性能的影响,采用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射光谱(X-ray diffraction,XRD)、差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)分析了膜的微结构。结果表明,10. 00 g阿拉伯胶中添加0. 25 g纳米SiO2时,复合膜透水透气性最低,拉伸强度最大,断裂伸长率最低;随着添加量增多,透光率下降;SEM分析表明,纳米SiO2添加量低于0. 25 g时,表面平整;FTIR、XRD分析表明,纳米SiO2可使复合膜中的氢键增强,可改善膜的机械性能;DSC分析表明,纳米SiO2添加可以提高复合膜的熔融温度,添加0. 25 g时,熔融温度为118℃。     

研发动态

超小型晶体管研究获重大进展,利用蛋白质制造高性能存储器,美将研制“纳米卫星”,世界上第一个每根手指可分开活动的仿生手诞生。     

纳米半导体场电子发射:真空纳电子学的基石与愿景

综述了作者近20年在纳米半导体场电子发射及其作为冷阴极应用的理论模型、优化结构与相应实验研究方面取得的系列进展与突破.理论上提出了宽带半导体能带弯曲场发射模型和量子结构增强场发射的思想,并在其纳米半导体场发射特性实验研究中得到证实.实验上研制出了具有优异场发射性能的几种纳米半导体场发射冷阴极,为该真空纳米电子器件的实际应用奠定了基础.最后,对该领域研究的瓶颈问题及未来发展趋势进行了述评.     

稀土离子掺杂钒酸铋纳米晶的制备、晶体结构特征及光谱性质

采用化学溶液法合成了不同稀土离子(Nd³⁺、Y³⁺、Eu³⁺)掺杂的BiVO₄纳米晶。利用X射线衍射分析、扫描电子显微分析、能量色散X射线光谱、Fourier红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光漫反射光谱以及荧光光谱研究了样品的物相、晶体结构、成分、形貌、局部结构、表面化学和光谱性质。结果表明:不同离子掺杂的BiVO₄样品尺寸处于纳米尺度,不同离子掺杂的BiVO₄纳米晶具有四方相晶体结构,这些纳米晶呈现出清晰的轮廓及规则的形貌,表明得到的纳米晶具有较好的结晶性能,且表现出一定程度的晶格畸变。在247、367、763、855 cm^-1附近出现的掺杂BiVO₄纳米晶的拉曼峰,与四方相BiVO₄结构的振动频率相吻合。紫外-可见光漫反射光谱表明,随着掺杂离子的引入,BiVO₄纳米晶样品内部电子结构发生了变化,BiVO₄、Eu:BiVO₄     

氧化镓晶体不同晶面的纳米力学性能

为了分析易解理的脆性氧化镓晶体的精密加工过程中材料去除机理,采用金刚石压头、G200型纳米压痕仪,分别对氧化镓晶体的(100)和(010) 2个主要晶面的纳米力学性能进行了试验研究。纳米压痕试验发现:2个晶面都有"pop-in"现象,首次出现pop-in的载荷分别为:4.31 m N和5.42 m N。通过变载荷纳米划痕试验和VK-X110激光显微系统观测,发现2个晶面都有"pile-up"现象,刻划过程中期均出现了塑性域加工特征,(100)和(010)晶面的塑性域加工切削深度范围分别是96.5～576.8 nm和84.6～421.6 nm。     

热分解金属–有机框架-5制备染料敏化太阳能电池ZnO光阳极薄膜

在不同温度下热分解金属–有机框架-5(MOF-5),制备不同平均粒径、不同结晶度的六方纤锌结构纳米ZnO,通过刮刀法将制备所得ZnO浆料制备成ZnO光阳极薄膜,并组装成染料敏化太阳能电池(DSSC)。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对合成的MOF-5、ZnO纳米粒和ZnO光阳极薄膜的物相和形貌进行表征,研究了ZnO纳米粒形貌和光阳极厚度对电池性能的影响。结果表明:MOF-5的煅烧温度越高,获得的ZnO纳米粒粒径越大,结晶度越高。ZnO纳米粒粒径越小,比表面积越大,制备的光阳极膜染料吸附量越大,DSSC的光电转换效率越高。然而,如果ZnO纳米粒粒径过小,结晶度太低,则会降低电池的光电转换效率。当ZnO纳米粒平均粒径为65.5 nm,制备所得的电池效率最高;通过优化光阳极膜厚度,可进一步提高电池效率,当厚度为48μm时电池效率最高,为3.86%。     

Ag纳米阵列嵌埋单斜相二氧化钒复合薄膜的制备及光/电性能

基于六角密排聚苯乙烯(PS)模板,采用电子束蒸镀法在石英基片上制备了Ag纳米阵列嵌埋的单斜相二氧化钒复合薄膜(Ag NPAs/VO₂(M)),研究复合薄膜的微观结构、相变特性及光透过率。结果表明:复合薄膜中同时存在VO₂(M)和Ag两相。复合薄膜相变温度(TC)低至55℃,通过能带模型分析揭示了Ag纳米颗粒的嵌入使得复合薄膜中自由电子浓度升高,诱发相变在较低温度处发生。相对于纯的VO₂薄膜,在590～750 nm波段的透射率明显减弱,归因于复合薄膜中Ag NPAs对590～750 nm波段的可见光共振吸收,使得VO₂薄膜固有的棕黄色被削弱。     

TiO2纳米片阵列的表面改性及其在杂化太阳能电池中的应用

通过水热法在氟掺杂氧化锡导电玻璃(FTO glass)上成功制备出TiO₂纳米片(TNS)阵列。使用三苯胺配合物D2对FTO/TNS进行表面改性处理,并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见吸收光谱、瞬态光电流、荧光光谱、接触角、电流密度–电压(J–V)测试仪、电化学阻抗谱对电极的结构形貌、表面特性以及电池的光电特性进行了表征,发现表面改性可提高有机聚合物与无机材料之间的化学相容性。接触角测试表明:TiO₂表面改性后由亲水性向疏水性转变。电化学阻抗分析表明:TiO₂表面改性后界面的复合电阻和电子寿命分别由原来的866.8?·cm²和48.1μs增大至932.2?·cm²和127.1μs。J–V曲线表明:与未改性的电池相比,改性后电池的光电转换效率由未改性的0.20%提高到1.52%。