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纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文（精选9篇）
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纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇1
摘要：
纳米材料具有独特的表面效应、体积效应和量子尺寸效应，使得材料的性能发生突变，纳米材料及采用纳米材料的纳米技术也因此成为材料科学与工程研究及应用最重要的发展方向之一。文中总结了纳米材料、纳米合成技术、纳米表征技术以及纳米仿生智能构筑技术计算机网络系统中的应用分析，展望了纳米材料与纳米技术在研究领域的发展趋势，对国内外纳米材料及纳米技术的研究现状及其广阔的应用前景进行了综述.
关键词：
纳米材料；纳米技术；计算机网络应用
1、纳米材料的概念
纳米材料的概念是一位德国学者在1980年首次提出的，他是只晶体晶粒尺寸在1～100数量级的超细材料。晶体晶粒的尺寸在标准级内，被称为超细材料，納米级高于1nm的被成为超细材料。严格意义的纳米材料尺寸在5nm数量级。纳米材料制作新时代产品的工艺技术是纳米技术。
超细晶粒的优异特殊性能是由纳米材料的特殊性能引起的，由此特性导致的众多实验结果，引起了科学界的广泛重视，这也使得纳米科技迈入了科学界的桥处低位。纳米晶体材料、复合材料被统称为纳米材料。
纳米材料的空间维数由纳米结构的区分可以分为：
（1）零维的纳米颗粒材料；
（2）一维纤维纳米材料；
（3）二维层状纳米材料。
所有固态晶体材料均是晶体结构的晶粒以及具有无序排列结构的晶界组成，而晶界的厚度占的体积分数很小可忽略不计，而纳米材料中界面部分所占的体积分数相当大，使得纳米材料成为一种新的结构状态。此外，由于纳米晶粒中的原子排列十分无序，使得通常大晶体材料产生分裂而成为分子轨道的能级。高浓度界面及原子能级的特殊结构导致纳米材料的性能的显著改变。纳米材料及纳米技术被公认为是21世纪最有前途的研究和发展领域。
2、纳米材料的特性
2.1纳米材料独特的表面效应
纳米材料的表面原子数是有变化效应的，引起变化效应的是由原子数和总原子数的比例与晶粒的尺寸配比的，这样的变化成为纳米材料的表面效应。相似形状的粒子的表面积与其线尺寸的平方成正比，由此可得其比表面积（表面积/体积）与线尺寸成反比。
粒子线尺寸的变化对表面积会造成显著影响，粒子线增大，表面积见效，表面积的原子数也会响应的增加，由此导致表面原子配属的重大失衡使纳米材料的化学性显像明显。
2.2纳米材料的体积效应
纳米材料的体积效应是由于单个纳米粒子所包含的原子数很少导致。金属纳米粒子靠近费米面进一步假设他们的能级为准原子态，由此得到费米能级。纳米粒子的直径减小导致能级间距将增大，进而电阻率将增大，甚至会导致绝缘体。对具有同素异构转变的金属纳米粒子还会出现非导电的高温结构相，此情况仅在粒子中观测到。
2.3纳米材料的量子尺寸效应
纳米粒子的尺寸下降会导致半导体中分子轨道能级被占据，从而使得处于分离的量子化能级中的电子的波动性效应。纳米粒子的尺寸相当或更小时，呈现量子尺寸效应。例如，光吸收材料的特征波长而显示出极高的矫顽力。
2.4纳米材力学性能的效应
纳米材料的性能效应是由纳米粒子细化和材料的强度造塑性共同显现的。为了提高材料结构的强度，晶粒细化可以大大增强这种效应，并且第二次强化的过程随着尺寸的增加会显著增大，效果更强。结构纳米材料中，晶粒的相位结构更加细化，使其力学性能远超其他结构材料之上。纳米陶瓷和金属的任性已达到了普通金属材料的韧性水平，超过了超级钢。
3、纳米技术
范围在10～7cm范围内的物体，经常显示出物理化学甚至生物性上的异样特征和现象。纳米技术的通俗定义是纳米尺度利用的结果。纳米在发展过程中，中字和电子交互作用形成波动，丰富了纳米尺度利用的方式。
结构的特征尺寸介于10-9～10-7m（1～100nm）的范围，物体经常显示出物理、化学和生物上新颖而明显改善的特性和现象.纳米技术是在一个纳米尺度利用功能结构的通俗定义。在纳米尺度上的重大改变主要是由于物质中的电子和原子交互作用的波动。通过创造纳米尺度的结构能控制材料的基本特性，由此将出现以前被认为生物系统的一个重要特性是物质在纳米尺度上有系统的组织。（-9和-7上标吗）
纳米技术的一大特点便是允许将所需信息储存在纳米表面，无需机器人和其他原件共同的配合储存.材料和生物科学技术结合，会得到全新的加工方法和工业动能.纳米尺度和微米尺度共同材料性质相比，纳米结构的韧性十足，不受影响.纳米体积的催化剂会大大减少废物产生和简介污染。纳米结构比微米小很多，所以纳米构成系统的原件密度大大高于微米尺度构成的原件。电子元器件在纳米结构的控制下相互作用，会得到新的电子元件，减低能耗的同时可以大大提高动能，提高效率。典型的纳米技术。
（1）自然界的纳米技术。叶绿体是进行光合作用的核心，其内部包括纳米级的分子结构，具有转化光能和二氧化碳为生物化学能的高活性.人类和动物牙齿表面的纳米级微晶，光滑并具有很高的硬度.
（2）早期的纳米技术。摄影和催化是早期的纳米技术。这两项技术通过纳米技术的发展而大幅提高。大部分现有的纳米技术是意外地发现的，例如，现在我们知道在橡胶中加入某种无机粘土可提高轮胎的寿命和耐磨性。
（3）铁磁流体。磁铁流体是一种由高精度纳米颗粒组成的胶体，纳米颗粒是永态磁体，只有当铁磁流体的磁场为零，附加磁场生成变化，才会发生共生反应。铁磁流体区别于其他流体，在得到外加磁场的同时，由于力矩产生于铁磁流体内部，特殊的流体力学现象会显现。
（4）硬质材料。纳米结构的硬材料正在进入商业领域.如WC/Co和TiC/Fe.WC和Co组成的纳米材料形成双连续纳米结构，获得优异的材料性能的同时硬度、断裂韧性和耐磨性都有显著提高.
（5）纳米涂料。纳米涂料的热喷技术将纳米结构材料应用于商业的途径.晶粒尺寸达到纳米尺度并且原子数目是可控范围内时，境界颗粒的纯度达到最大，和其他晶粒材料共同具备抗腐蚀能力。热稳定性和抵抗位错是纳米晶粒的特性，由此特性可以衍生出超高的硬度和韧性。纳米级涂料在日常使用过程中，可以减小涂料的应力状态，提高涂层厚度，抗腐蚀性能极强，耐老化。该技术现已应用在涡轮叶片，螺旋桨机翼等部件，每年有几十亿美元的潜在应用市场。
（6）纳米技术与相关技术路径分析。任何技术领域都无法独立的存在于科研领域，都是相对独立但又不同程度的和其他技术形成交互过程的情况，技术领域性质的差异导致独立发展和互溶发展间的异样表现形式。专利技术领域的共同关系，可以阐明技术领域间多项技术的互动关系。表1按共现特征统计了三个阶段纳米技术发展趋势。
（7）纳米技术与其它技术交融模式分析。不同领域的关联交互过程是通过不相连接的第三方技术领域联通而成，促进不同领域技术胡同的同时，也对中间领域技术在两端技术间的延伸发展有着重要作用
4、网络骇客攻击
骇客攻击指的是通过破解系统的某个程序来获取数据甚至是获利，骇客攻击的主要手段分为破坏性和非破坏性。非破坏性仅影响系统的正常运行而破坏性则会盗取用户的重要数据，形成重大影响。
骇客攻击的常见模式是通过干扰程序运行、获取文件和传输方式等不被许可的操作。骇客攻击的对象和数据一般都是非常重要或者机密的，当攻击形成以后，会对客户造成重大损害。在使用电子邮件、木马等手段来攻击时，给整个计算机网络造成了极大的损害。由于骇客对于计算机网络正常运行有着重要的影响甚至是重大损害和经济威胁，各国对于该领域均非常重视，但就目前，防御骇客攻击的相关技术人才非常紧缺，相关培训也凤毛麟角，美国的国安局已成为对骇客人才需求最为迫切的美国联邦机构。骇客领域中威胁计算机网络安全的因素，如表2所示。
5、计算机病毒
计算机病毒非常常见，是通过编制一些计算机指令，并且插入一定数目的损害性数据，使其能够达到自我复制的计算机指令。计算机病毒有各自的特点，大部分分为伴随性、蠕虫性、变型形等形态的病毒。这些病毒有些是随时呈现激活状态的，有些是自身释放在内存中，一旦计算机重启或者关机，只要接通电源，便可实施传染；但有些病毒在电脑中仅有一小部分的占用空间，即便激活状态也不会对计算机形成过大的伤害。
5.1系统漏洞
系统漏洞是指由于操作软件设计的疏忽和技术上的不完善，为不法分子窃取该软件的程序流提供了机会，使得系统被各种木马和病毒等侵入计算机，从而实现大面积控制，进而得到重要的`信息和文件，甚至于破坏了电脑操作系统。系统漏洞也作为病毒的入侵入口存在。
长期以来，正版系统都以其高昂的购买成本让大多数人望而却步，大多数人还在使用着盗版系统，但盗版系统通常会留下非常多的系统漏洞。主要漏洞类型分为UP漏洞、账号类漏洞和热键类漏洞。这些漏洞的存在也进一步提供了病毒的扩散温床，导致计算机病毒的进一步扩散，影响了计算机的网络安全。
6、计算机网络安全防范技术的应用分析
6.1防火墙技术防火墙
防火墙通过执行站点的安全策略，从而限制人们从定制的控制点离开；同时所有的的信息想要进入计算机，都必须通过防火墙，这样就能够有效的记录网上的所有活动，防止病毒侵入；防火墙能够通过隔开网络中的一个网段与另一个网段，从而能够很好对用户暴露点进行保护与限制。
7、纳米材料与技术于计算机网络技术的结合
7.1数据加密技术
数据加密技术作为一种新兴技术，也是计算机网络安全的保障性技术，是指传送方通过各种加密函数转换形成密文，接收方对于数据加密技术的控制，需要数据加密技术的指定性。要求只有在解除密码后，才能而获得原来的数据，这些特殊的信息就是密钥。密钥共分为三类：专用密钥、对称密钥和公开密钥。
计算机网络由繁多的路径所构成，非常复杂，信息的传播也异常广泛，如何保证信息在传播过程中的安全性和时效性，需要通过计算机信息的加密技术来实现。
7.2网络访问控制技术
网络访问控制技术指的是以路由器作为网关，对外界的网络服务信息控制和筛选。这种技术可以防止计算机在实施远程登录和文件使用过程中，防止不法分子通过漏洞，对电脑进行空盒子。对访问者的身份进行深入检测后，可以有效的防止入侵，确保计算机在网络中的安全。
7.3安全漏洞检测技术
安全漏洞检测是一项重要技术。通过安全漏洞扫描能够帮帮助用户在骇客攻击之前找到系统的漏洞，并及时的恢复。在对安全漏洞进行检测的可以从各个方面进行了预防，保证网络的安全。
7.4数据库的备份与恢复技术
为了防止防止系统发生意外，数据库的备份与恢复技术需要保证数据的安全性和完整性。这种备份技术主要有数据库、备份数据库和事物日志来更好的确定网络的安全。数据库系统的构成模块，如图1所示。
7.5系统功能结构图的测试环境
测试环境。本系统的测试主要硬件环境：IntelPentiumD2.8G；软件环境：Windows2003R2；测试工具：NetBeansProfile3.2。从测试结果来看，在整个架构中，索引是由Guice维护的单例进行单线程索引，整个系统在最慢的环节遇到了瓶颈，因此线程数从3个提升到4个引起的性能并没有很大的提高，猜测线程数如果继续提升到某个数值，系统效率反而会下降。
8、结语
在系统功能上，由纳米材料和纳米技术逐渐延伸的网络技术发展遍历行业内。每个节点根据HTTP协议中的Type字段自动找到相应解析器（Parser）解析资源，解析器将解析后的Resource对象传递给索引模块进行索引，实现纳米技术在计算机网络技术中的抓取過程。在抓取过程中能尽可能过滤重复模块，功能过滤不符合规则的网络节点，能够在抓取过程中统计信息，分析网络应用和系统运行状态。由于使用者对搜索引擎的需求是既有共性又有个性特征，因此只有结合用户需求的实际，开发出相应的检索系统以发挥其相应的作用，产生社会效益。
参考文献
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纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇2
将纳米材料和聚合物复合，然后精细控制纳米材料粒子均匀分散在聚合物基体中，从而制造性能良好的涂料，这是技术的发展才能实现的成果。在当前的涂料当中对纳米材料进行科学化的应用，就能保障涂料的性能提高，在实际应用的作用方面也能有效发挥。
1 、纳米材料和纳米材料在涂料中的应用特性分析
1.1 纳米材料概述
纳米材料的成果是在纳米技术的支持下实现的，关于对纳米材料的应用，也是在近些年得以迅速发展的。纳米材料从狭义的定义上来理解，主要是粒径在1- 100 纳米，并且有着比较特殊性的物理化学性能的材料。从广义的定义上来理解，就涵盖着三维结构中一维长度在1- 100 纳米以及有着纳米结构的应用材料。根据物理学的相关理论对纳米材料进行理解，就有着几个层面的问题，纳米材料中的电子强关联以及相关性，激发态以及激子过程等。纳米材料在当前的多个领域中都得到了应用，发挥了重要作用。例如将纳米材料和涂料进行结合，就能优化涂料的质量。
1.2 纳米材料在涂料中的应用特性分析
纳米材料在涂料当中的应用有着比较突出的特征体现，在涂料当中添加纳米材料，对涂膜的机械强度能有效提高以及在附着力和防腐性能等方面能有效提高，这和宏观的材料相比来说就有着不同。在光学特性层面，纳米材料就有着大颗粒不具有的光学性能，纳米级的微粒在掺和了母体材料的时候，达到了纳米级分散就说明母体材料是透明的，能有效散射紫外光。纳米粒子用在涂料达到纳米级分散的时候，在其特有的光学特性就能化作油量罩光漆，在保光的功能发挥上就比较突出。
纳米材料在涂料当中的应用特性还体现在填充特性以及表面活性上，纳米材料的表面原子数的占比比较大，表面原子周围没有相邻原子，所以有着不饱和的'性质。在将纳米材料和涂料进行结合的时候，就能增强材料的韧性，在附着力上也能得到有效提高。从纳米材料涂料的表面活性的特性上来看，纳米材料的粒径相对比较小，这样在表面的原子数就会增加，表面积会发生迅速的变化，从而使得表面的活性比较突出。
2 、纳米材料在涂料中的实际应用探究
2.1 纳米材料在涂料当中的实际应用
纳米材料的类型比较多，将不同的纳米材料在涂料中进行应用也有着不同的效果。例如将纳米二氧化硅应用在涂料当中，这是没有定型的白色粉末，材料的表面有着不饱和残键和不同键和状态羟基，在分子状态方面就会呈现出三维链状结构。在将纳米二氧化硅在涂料当中进行应用后，就能有效改善涂料的开键效果，涂料是没有分层的，在触变性的特性上也比较突出，并且在自清洁的能力上也比较突出。在对这一纳米材料的应用后，就能有助于涂料的质量水平提高。
在随着新技术的不断升级下，对纳米材料的应用水平也有着提高，一些新型的纳米材料在涂料当中得到了广泛应用。例如在对超双亲界面物性材料的应用中，就能起到良好的应用作用。光照可引起二氧化钛表面在纳米区域形成亲水性以及亲油性两相共存的二元协同纳米界面结构。通过对二元协同原理的应用，就能知道设计超双亲性修饰剂，从这些方面得到了加强，对涂料的应用质量以及品质就能有效提高。
将纳米氧化锌材料应用在涂料中，对材料也能起到优化作用。纳米氧化锌是新时期的高功能精细无机产品，有着比较优异的涂层保护作用。如将其在电机机等防菌涂层中进行应用，就能起到良好的抗菌性能。在新的纳米材料应用下，对提高涂料的应用水平也有着促进作用，对纳米氧化锌材料的应用要加强重视。还有耐老型的纳米材料涂料的应用方面，也要加强重视，将其与之相结合，也能发挥积极作用。
除此之外，涂料当中应用抗菌纳米材料也是比较重要的，纳米二氧化钛以及纳米氧化锌材料对人体的健康不会造成影响，并且抗菌的范围也比较广泛，有着热稳定性等。在当前人们的生活需求不断增加下，对抗菌性纳米材料和涂料的结合，就能满足不同要求需求的人群。
2.2 纳米材料的应用发展
纳米材料的在和涂料相结合的应用过程中，会受到一些因素的影响，在应用中存在诸多问题。纳米材料是联系宏观物体和微观粒子的重要桥梁，应用在涂料当中的时候，就会有着比较突出的特征，而当前在对纳米材料的应用还处在初级阶段，有诸多方面需要进行优化。纳米材料应用在涂料当中的时候，就要注重强化横向的合作，这样对其作用的发挥才能起到积极促进作用。在对纳米涂料的施工工艺优化方面要能加强，对纳米薄膜涂层方面的应用上，在工艺制造的过程要进行优化。无机纳米粒子与无机非纳米粒子混合.以期降低成本，改善涂料的性能。探索纳米粒子与树脂的界面相互作用机理和相混合机理，以期为更有效开发利用纳米材料提供理论依据。通过在这些方面了加强，才能有助于纳米材料涂料的应用广泛化。
3 、结论
总而言之，处在当前多元化发展社会，在新技术的应用方面要加强重视，通过多种方法措施的应用，对纳米材料的应用就要结合实际的需求。通过从理论层面对纳米材料以及在涂料当中的应用研究分析，就能从很大程度上提高应用的质量水平。希望能通过此次研究对实际纳米材料涂料的广泛应用起到促进作用。
纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇3
摘要：
纳米材料是近年来材料学中的一种新型材料，纳米材料以其优良的性能越来越受到各个行业的关注，应用领域广泛，例如在催化、涂料、医药、污水处理、空气净化等行业，当今世界各国对于纳米材料的研究投入都相当大，本文针对纳米材料的性质、应用等方面展开进一步的研究。
关键词：
纳米材料；高分子材料；污水处理；化工；应用
纳米材料是指的大小处于纳米级（1-100mm）的材料，这种材料由纳米粒子组成，纳米粒子的大小介于原子和分子之间，因此它具有一般材料不具有的特殊性质，在许多领域中，尤其是化工、催化剂、涂料、医药等化工行业中，这些特殊的性质展现出了良好的性能，被广泛的利用，在其他精细化工方面的应用也较多，本文对纳米材料在化工领域的应用进行阐述。
1、纳米材料的特殊性质
1.1力学性质
由于纳米材料由纳米粒子组成，而粒子处于纳米级时，材料的强度、硬度等力学性质会随着粒子的粒径减小而增大。正是由于纳米材料的这种性质，它可以被用于某些需要强度和硬度的包装上，解决大多包装容易破坏的问题，例如在塑料中加入纳米二氧化钛、纳米碳酸钙等材料，可以改进塑料在许多方面的缺陷，提高塑料力学方面的性能。塑料本身耐热性差、脆性大、强度低、透明度低等缺点通过在塑料中加入无机纳米材料后都取得了很好的效果，纳米材料对于塑料行业无疑是一次重要的技术性突破。
1.2磁学性质
纳米材料中纳米粒子由于粒径处于纳米级别，各个纳米晶粒之间的此理作用反映到纳米材料中，影响材料磁学性质。纳米晶粒的磁各向异性和晶粒间的磁相互作用对纳米颗粒的磁化作用起到了决定性作用，而纳米晶粒的磁各向异性与晶粒的形状、结构等物理性质有很大的关系，这就体现了纳米颗粒的小尺寸对于纳米材料磁学性质的作用。
1.3电学性质
纳米结构的电阻较其他晶结材料高是由于纳米结构的晶结面上的原子体积分数增大，在电器元件中能够发挥较好的作用，其良好的电学性能，例如高速、高容量、体积微小，都比现如今的半导体材料更好，因此在不久的将来，由纳米材料制造的电器元件有可能将代替现有的半导体材料，在电气行业中发挥重要的作用。
2、纳米材料在化工领域中的应用
2.1在催化方面的应用
纳米材料能够用作催化剂，催化剂是用来加速某些化学反应的，纳米材料以其较高的比表面积而展现良好的表面活性，这种特性是纳米材料能够成为催化剂非常重要的一个必要条件，在催化剂行业，纳米颗粒催化剂必将成为重要角色。光催化剂是纳米材料在催化剂中的一个例子，光催化剂是利用纳米TiO2所具有的量子尺寸效应，这种效应使这种催化剂具有更强的'氧化还原能力，在作为催化剂时表现出很好的作用。
2.2在涂料方面的应用
纳米材料表面的结构特殊性决定了其能够作为添加进涂料中，这种添加了纳米材料的纳米涂料具有一般涂料不具备的优良性能，这就使传统的涂料性能得到很好的改善，将一般涂层变为纳米复合体涂层，常用于涂料中的纳米材料有纳米SiO2、纳米TiO2、纳米钛粉、纳米Fe2O3、纳米ZnO等。本文主要对SiO2和纳米钛粉进行介绍。
2.2.1纳米SiO2
纳米SiO2能够吸收紫外线、红外线，这对于提高涂料的抗老化性有非常重要的帮助，同时可以对SiO2表面进行处理已达到各种预期的效果。在建筑工程中对建筑物墙体进行粉刷时，在涂料中加入SiO2能够明显改善涂料性能，防止分层、触变，同时耐脏，耐擦洗。在船舶、车辆等对涂料要求较高的地方，添加SiO2还能增加涂料的强度、光洁度、耐老化性等等。
2.2.2纳米钛粉
纳米钛粉加入涂料主要是为了提高涂料的耐磨、耐腐蚀等性能，实践证明，纳米钛粉的加入大大提升了涂料的这些性能，效果显著。纳米钛粉和树脂化合能够制作出多种类型的涂料，这些合成的新型涂料较普通涂料有明显的优势，最大的优势是它的耐腐蚀性，在许多恶劣的环境中能够抵抗环境的腐蚀性作用多年而不被损坏，这在船舶等行业中能够发挥出很大的价值。
2.3在医药方面的应用
随着人们对健康的重视程度越来越高，人们对日常生活中的医药方面的关注也越来越多，进入纳米时代后，纳米材料在许多方面发挥着重要的作用，在医药方面也不例外，如何控制药物更好的发挥作用是医学界一直在研究的问题，纳米材料的出现很好的解决了这个问题已，用纳米材料将药物包裹制成智能药物，这种药物能够主动寻找需要药物治疗的组织或细胞。
2.4在其它精细化工方面的应用
纳米材料在其他精细化工方面也发挥着重要的作用，例如化妆品中添加纳米材料就能够起到很好的作用，化妆品中添加纳米TiO2、纳米ZnO等具有较强吸收紫外线能力的纳米材料就能够为防止紫外线提供很好的帮助。
3、结语
纳米科学是一门新兴学科，纳米材料作为一种新型的材料，在21世纪科學技术高速发展的背景下，被应用于各个领域，纳米技术的诞生对于人类而言受益匪浅，未来经过人类的不懈努力，可以将纳米材料发挥出更大的作用，从而解决当今一些仍然束手无策的问题，纳米材料在精细化工中的应用对促进社会的发展有重要的作用。
参考文献：
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[2]席玉生.浅谈纳米材料在化工领域中的应用[J].科技创新导报，2008（02）：91-92.
纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇4
[摘要]
本文主要讨论了壳聚糖纳米纤维的制备及在生物医学领域的应用。壳聚糖纳米纤维主要采用静电纺丝的方法制备，为改善壳聚糖的可纺性将其与其他高分子进行混合纺丝；壳聚糖纳米纤维的应用主要集中在医用敷料、组织支架、仿生细胞质基质等方面。通过对壳聚糖纳米材料的制备及应用的文献综述，对壳聚糖纳米材料进行了展望。
[关键词]
壳聚糖；纳米纤维；医用敷料；组织支架
壳聚糖是天然高分子材料甲壳素脱N-乙酰基的产物，其全称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D葡萄糖，外观是一种白色或灰白色半透明的片状或粉状固体。壳聚糖因其独特的分子结构，是天然多糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖，因而具有一系列特殊功能性质[1]。
壳聚糖制成的人工皮肤与创面的贴合性、透气性、透水性好，既具有抑制疼痛和止血的功能又可以抑制创面常见的金黄色葡萄糖球菌等细菌的生长。据报道，日本应用人工皮肤已经治疗了几百例烧伤患者。在制作人工皮肤的过程中发现，膜的透气性和透水性都不如纳米纤维，由此壳聚糖纳米纤维的研究日益受到关注[2]。
1、壳聚糖纳米纤维的制备
静电纺丝工艺是制备壳聚糖纳米纤维最常用的一种方式，这种方式使将壳聚糖纺丝液在强电场作用下，使壳聚糖分子突破液体表面张力的束缚，以纺丝细流的方式喷射出去，在接收器上形成纳米纤维。纯壳聚糖溶液比较难于静电纺丝，这是由于壳聚糖分子上存在大量的氨基，氨基在酸性溶液中质子化，从而使壳聚糖溶液变成了聚电解质，在静电纺丝过程中高电场的作用下，聚合物骨架内离子基团的排斥力增加，限制了连续纤维的形成，经常产生珠状颗粒物[3]。
真正实现壳聚糖溶液电纺是以三氟乙酸作为溶剂，它与壳聚糖分子上的氨基作用形成铵盐，有效的降低了壳聚糖分子间的相互作用，而三氟乙酸的高挥发性也使纺丝细流容易脱除溶剂，使其能迅速固化下来。这种纺丝方式中，壳聚糖浓度对纺丝的形态有重要影响，当浓度超过8%时能形成直径为390~610nm的纤维，而浓度低于7%时会明显出现珠状物，在纺丝液中加入二氯甲烷能明显减少珠状物的出现，提高纤维的均匀性，纤维的'平均直径为330nm[4]。
由于壳聚糖水溶液的粘度高、分子间作用力大，难于纺丝，常与其他水溶性高分子，如聚氧乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)等混合纺丝的方式制备纳米壳聚糖纤维[5]。
PVA混合纺丝做的比较多，PVA的特点是无毒、生物相容性好，成丝性能好且能与壳聚糖分子形成分子间氢键。通过这种混合纺丝制得的纤维直径都比较细，一般在20~100nm之间。制得的CS/PVA纳米纤维用NaOH溶液处理，去除PVA成分，可以得到多孔壳聚糖纳米纤维，这种多孔纤维用戊二醛交联，既能提高其在水中稳定性，又能把生物酶固定在多孔壳聚糖纳米纤维上，酶固定后的活性能保持49%以上[6]。
PVA毕竟不是生物质材料，与人体的相容性不如天然高分子。壳聚糖和蛋白质的混合物的静电纺丝，能与壳聚糖混合纺丝的蛋白质具有很好的成丝性能，同时，能与壳聚糖分子相互作用，有效提高壳聚糖的成丝性能。胶原蛋白用六氟异丙醇(HFIP)为溶剂可以进行静电纺丝，胶原蛋白的质量分数为8%时，纤维的平均直径为460nm(直径分布范围为100~1200nm)，可以用作组织工程的功能性仿生细胞外基质[7]。
为了改进这种细胞外基质，Chen[8]等以HFIP/TFA为纺丝溶剂制备了壳聚糖/胶原蛋白静电纺纳米纤维。壳聚糖/胶原蛋白纳米纤维膜中存在分子间的相互作用，分子间的相互作用使得壳聚糖和胶原蛋白可以很好地混合。
2、壳聚糖纳米纤维的应用
2.1医用敷料
近几年，静电纺丝制成壳聚糖纳米纤维在作为敷料用于伤口愈合已展示出巨大的潜力。壳聚糖纳米纤维材料本身具有的微小毛孔和高的比表面积使它可以抑制外来的微生物入侵并且能辅助控制伤口液体的流出。理想的医用敷料应当具有透气性、透湿性和保湿能力，抵御外界细菌的侵入，防止创口感染。此外，敷料要柔软以便与皮肤粘合，并且生物相容性好能促进新组织地再生。壳聚糖纳米纤维作为性质比较符合的一种材料，正在研究中[9]。此外，抗菌剂和药物也可以容易在纺丝过程中被纳入到材料中，使其能成为多功能纳米纤维，这种材料以其良好的生物相容性、无毒亲水而被广泛应用[10]。但是单组分的壳聚糖可纺性差，如已经使用聚氧乙烯的醋酸水溶液对高脱乙酰度的壳聚糖进行静电纺丝，制得直径在60~80nm的纤维。有研究表明，壳聚糖纳米纤维敷料能够通过刺激皮肤细胞的增殖来缩短皮肤伤口的愈合时间。
2.2支架
静电纺壳聚糖纳米纤维复合材料还可以被用作骨支架血管支架等，生物降解塑料聚乳酸和壳聚糖复合纳米纤维材料就是其中应用最为广泛的一个。用同轴电纺技术将聚乳酸/壳聚糖制成纳米纤维制作血管垫片支架，与纯聚乳酸纤维网格血管支架相比聚乳酸-壳聚糖纤维机械强度较高[11]。
对骨缺损模型兔分别采用空白植入、髂后上棘自体松质骨移植、聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维多孔支架移植和复合了骨髓间充质干细胞的聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维多孔支架移植修复缺损部位。由于壳聚糖具有好的生物降解性、生物相容性并且无毒，这种材料在支架上得以应用可以使其代谢在人体，也可用于外科缝合手术线等。另外，壳聚糖纳米纤维还可以做骨组织工程支架材料，用于提供形成细胞附着骨的临时衬底，从而增殖，形成新的组织。保持适当的细胞表型功能性骨形成，支架应能引导成骨前体细胞的成骨分化通过适当的细胞材料的相互作用[12]。
最近的研究结果表明纳米纤维支架有利于骨成骨这表明，壳聚糖纳米纤维支架与地形骨细胞外基质(ECM)部分拥有的天然ECM的生物学功能特点。利用纳米纤维是归因于组合的影响的空间排列的纳米纤维及其形态相似的天然细胞外基质纤维。
2.3仿生细胞外基质
组织工程是一种将细胞生物学和材料学相结合形成的新兴生物医学技术，目的是通过活细胞再生天然组织去代替缺损的组织或器官[13]。
方法是在外源性细胞外基质(ECMs)中种植细胞组成复合物，在生物反应器中培养扩增，在体外形成新组织后植入患者体内，与组织整合构建新的组织。组织工程学通过将种子细胞种植于支架材料上，并在体外培养增殖，在形成新的组织后植入受损部位，从而达到修复和重建原人体组织结构和功能的目的。理想的组织工程支架应仿生天然细胞外基质的结构和生物学功能，并有良好的生物相容性和适当的力学性能，作为一种再生治疗,它不存在器官移植中存在的供体短缺和免疫处理等问题,也不存在人造生物材料的生物相容性差的问题。将壳聚糖明胶复合静电纺纳米纤维材料用来制作组织工程支架，这种复合纤维既生物相容性好，又机械强度高。在壳聚糖与不同种类材料进行静电纺丝制成纳米纤维过程中，由于壳聚糖有较好的生物相容性，壳聚糖与材料有一定的相互作用，并且利用静电纺丝技术形成纳米纤维材料，组分使细胞的粘附和增殖速度加快，这种可能性对临床医学进展有巨大作用。在未来的生物医学发展方面有着更多的研究价值[14]。
3、展望
综上所述，纳米科技作为当代的一种经济的可持续发展的技术，这种技术的成本、可推广性、对人体有无伤害都将是人们关注的重点，因此壳聚糖作为一种来源丰富，生物相容性好又无毒的材料将会被越来越多的国内外研究者所关注，而目前这种研究也正在深入中。壳聚糖独特的性质，当它与其他纳米材料复合形成壳聚糖纳米复合材料或者器件时，是材料具有了抗菌性能，或是当做药物的载体亦或是人体内血管或是骨骼的支架，这些材料能够结合纳米材料和壳聚糖各自的特性，而探索结合的复合材料的性能将是未来研究的方向之一。
纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇5
摘要:
纳米技术作为一门新兴的技术，在多个领域具有非常重要的应用，尤其是极大地推动了新型建材的发展，介绍了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护材料等方面的应用，通过论述可知，纳米材料在新型建材领域具有很好的发展应用前景。
关键词:
纳米技术;新型建材;应用;前景
1 、纳米涂料的应用
通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差，耐老化、耐洗刷性差，光洁度不够等缺陷。而纳米涂料则能较好的解决这一问题，纳米涂料具有下述优越的性能:
(1)具有很好的伸缩性，能够弥盖墙体细小裂缝，具有对微裂缝的自修复作用。
(2)具有很好的防水性，抗异物粘附、沾污性能，抗碱、耐冲刷性。
(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。
(4)纳米涂料的色泽鲜艳柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外观等。
虽然国内外对纳米涂料的研究还处在初步阶段，但是已在工程上得到了较广泛的应用，如北京纳美公司生产的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷，效果良好。在首体改造工程中，使用纳米涂料1700吨，涂刷6万平方米。复旦大学教育部先进涂料工程研究中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。
2、纳米水泥的应用
普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小，同时其自身也存在一些固有的缺陷，使其在使用过程中不可避免地产生开裂并破坏。为了解决这一问题就必须加速对具有特殊性能混凝土的研发，而纳米混凝土就能有效的解决这样问题，纳米混凝土，与普通混凝土相比，纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显著提高，同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能，因而可用于一些特殊的建筑设施中(如国防设施)。通常在普通混凝土中加入纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已达到纳米混凝土的性能，而且通过改变纳米材料的掺量还能配置出防水砂浆等。目前开发研制的纳米水泥材料包括纳米防水复合水泥，纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。
纳米防水水泥是通过在水泥中添加XPM水泥外加剂的纳米材料而制成的，该纳米外加剂掺入水泥后，可以加快水泥诱导期和加速期的水化反应，改善水泥凝固的`三维结构，同时提高水泥石的密实度，增强了防水性能。
纳米敏感水泥是在水泥中加入对周围环境变化十分敏感的纳米材料，从而达到改善水泥制品温敏、湿敏、气敏、力敏等性能。根据添加的敏感材料的不同可将纳米敏感水泥用于化工厂的建设、高速路面的铺设等。
纳米环保复合水泥是利用纳米材料的光催化功能，从而使水泥制品具有杀菌、除臭以及表面自清洁等功能。通常是选用TiO2作为纳米添加剂。
纳米隐身复合材料是通过使用具有吸收电磁波功能的纳米材料(纳米金属粉居多)，在电磁波照射时，纳米材料的表面效应使得原子与电子运动加剧，促使电子能转化为热能，加强对电磁波的吸收，从何使材料能够在很宽的频带范围内避开雷达、红外光的侦查，这一材料常用于军事国防建筑等。
3 、纳米玻璃的应用
普通玻璃在使用过程中会吸附空气中的有机物，形成难以清洗的有机污垢，同时，水在玻璃上易形成水雾，影响可见度和反光度。而通过在平板玻璃的两面镀制一层TiO2纳米薄膜形成的纳米玻璃，则能有效的解决上述缺陷，同时TiO2光催化剂在阳光作用下，可以分解甲醛、氨气等有害气体。此外纳米玻璃具有非常好的透光性以及机构强度。将这种玻璃用作屏幕玻璃、大厦玻璃、住宅玻璃等可免去麻烦的人工清洗过程。
4 、纳米技术在陶瓷材料中的应用
陶瓷因其具有较好的耐高温以及抗腐蚀性以及良好的外观性能而在工程界得到了广泛的应用(如铺贴墙面的瓷砖)，但是陶瓷易发生脆性破坏，因而在使用过程中也受到了一定的限制。使用纳米材料开发研制的纳米陶瓷则具有良好的塑性性能，能够吸收一定量的外来能量。在陶瓷基中加入纳米级的金属碳化物纤维可以大大提高陶瓷的强度，同时具有良好的抗烧蚀性，火箭喷气口的耐高温材料就选用纳米金属陶瓷作为耐高温材料。用纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韧性、高强度、耐磨性、低温超塑性、抗冷热疲劳等性能优点。纳米陶瓷将作为防腐、耐热、耐磨的新材料在更大的范围内改变材料的力学性质，具有非常广阔的应用前景。
5 、纳米技术在防护材料中的应用
通常是在胶料中加入炭黑等以提高材料的防水性能，但这种材料的耐腐蚀性以及耐侯性较差，易老化，研制具有高强、耐腐蚀、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在积极研究的问题，纳米防水材料能够很好满足上述要求，北京建筑科学研究院就成功的研制了具有较好耐老化性能的纳米防水卷材，该类防水卷材具有很好的强度、韧性、抗老化性以及光稳定性、热稳定性等。纳米防水卷材具有叫广泛的应用前景，如建筑顶面、地下室、卫生间、水利堤坝以及防潜工程等。
6 、纳米保温材料
随着我国推行节能减排的方针，工程界也越来越注重建筑的保温节能性能，我国目前使用的比较多的仍是聚氨酯、石棉等传统隔热保温材料，这些材料在使用过程中容易产生一些对人体有害的物质，如石棉与纤维制品含有致癌物质，聚氨酯泡沫燃烧后释放有毒气体，而通过使用纳米材料开发研制的保温材料则能避免这些弊端，如以无机硅酸盐为基料，经高温高压纳米功能材料改性而成的保温材料不仅具有很好的保温效果，同时对人体也无损害，是一种绿色环保保温材料。
7 、纳米技术在其粘合剂以及密封材料和润滑剂方面的应用
对于一些在深海中作业的结构以及其他特殊环境下工作的构件，它们对结构的密封性的要求非常高，已超过了普通粘合剂和密封剂所能满足的范围。国外通过在普通粘合剂和密封胶中添加纳米SiO2等添加剂，使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性能都大大提高。其工作机理是在纳米SiO2的表面包覆一层有机材料，使之具有永久性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米SiO2形成网络结构的胶体流动，提高粘接效果，由于颗粒尺寸小，更增加了胶的密封性。大型建材机械等主机工作时的噪声达到上百分贝，用纳米材料制成的润滑剂，既能在物体表面形成半永久性的固态膜，产生根好的润滑作用，大大降低噪声，又能延长装备使用寿命，具有非常好的应用前景。
8 、结语
纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为二十一世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术在建筑材料方面的应用前景非常广阔，纳米技术不仅会推动建材新产品的开发，还将为改善人们的生活环境，提高生活质量做出不可估量的贡献。纳米功能材料已成为国内外研究的热点，目前研究开发工作正处于刚刚起步阶段，还有很多问题还未很好的解决，需要将进一步加速对纳米材料的研究以及推广应用。纳米材料将成为21世纪新型建筑材料的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的材料时代—纳米材料时代。
参考文献
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纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇6
摘要：
纳米材料和纳米技术是八十年代以来兴起的一个崭新的领域,随着研究的深入和技术的发展,纳米材料开始与许多学科相互交叉、渗透,显示出巨大的潜在应用价值,并且已经在一些领域获得了初步的应用。本文论述了纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、微乳液以及纳米复合材料等在生物医学领域中的研究进展和应用。
关键字：
纳米材料；生物医学；进展；应用
1.前言
纳米材料是结构单元尺寸小于100nm的晶体或非晶体。所有的纳米材料都具有三个共同的结构特点:(1)纳米尺度的结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级(1~100nm),(2)有大量的界面或自由表面,(3)各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用。由于这种结构上的特殊性,使纳米材料具有一些独特的效应,包括小尺寸效应和表面或界面效应等,因而在性能上与具有相同组成的传统概念上的微米材料有非常显著的差异,表现出许多优异的性能和全新的功能,已在许多领域展示出广阔的应用前景,引起了世界各国科技界和产业界的广泛关注。
“纳米材料”的概念是80年代初形成的。1984年Gleiter首次用惰性气体蒸发原位加热法制备成功具有清洁表面的纳米块材料并对其各种物性进行了系统研究。1987年美国和西德同时报道,成功制备了具有清洁界面的陶瓷二氧化钛。从那时以来,用各种方法所制备的人工纳米材料已多达数百种。人们正广泛地探索新型纳米材料,系统研究纳米材料的性能、微观结构、谱学特征及应用前景,取得了大量具有理论意义和重要应用价值的结果。纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中的热点,是当前国际上的前沿研究课题之一[1]。
2.纳米陶瓷材料
纳米陶瓷是八十年代中期发展起来的先进材料,是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料,它的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100nm量级的水平[2]。纳米微粒所具有的小尺寸效应、表面与界面效应使纳米陶瓷呈现出与传统陶瓷显著不同的独特性能。纳米陶瓷已成为当前材料科学、凝聚态物理研究的前沿热点领域,是纳米科学技术的重要组成部分[3]。陶瓷是一种多晶材料,它是由晶粒和晶界所组成的烧结体。由于工艺上的原因,很难避免材料中存在气孔和微小裂纹。决定陶瓷性能的主要因素是组成和显微结构,即晶粒、晶界、气孔或裂纹的组合性状,其中最主要的是晶粒尺寸问题,晶粒尺寸的减小将对材料的力学性能产生很大影响,使材料的强度、韧性和超塑性大大提高。
常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。例如普通陶瓷只有在1000℃以上,应变速率小于10-4/s时,才会发生塑性变形。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。例如:纳米TiO2(8nm)陶瓷和CaF2陶瓷在180℃下,在外力作用下呈正弦形塑性弯曲。即使是带裂纹的TiO2纳米陶瓷也能经受一定程度的弯曲而裂纹不扩散。但在同样条件下,粗晶材料则呈现脆性断裂。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。
传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。此外还用作负重的骨杆、锥体人工骨、修补移植海绵骨的充填材料、不受负重影响的人工海绵骨及兼有移植骨作用的髓内固定材料等。纳米陶瓷的问世,将使陶瓷材料在强度、硬度、韧性和超塑性上都得到提高,因此,在人工器官制造、临床应用等方面纳米陶瓷材料将比传统陶瓷有更广泛的应用并具有极大的发展前景[1]。
目前,对于具有良好力学性能和生物相容性、生物活性的种植体的需求越来越大,由于生物陶瓷材料存在强韧性的局限性,大规模临床应用还面临挑战。随着纳米技术和纳米材料研究的深入,纳米生物陶瓷材料的优势将逐步显现,其强度、韧性、硬度以及生物相容性都有显著提高,随着生物医用材料研究的不断完善,纳米生物陶瓷材料终将为人类再塑健康人体[4]。
经过近几年的发展，纳米生物陶瓷材料研究已取得了可喜的成绩，但从整体来分析，此领域尚处于起步阶段，许多基础理论和实践应用还有待于进一步研究。如纳米生物陶瓷材料制备技术的研究——如何降低成本使其成为一种平民化的医用材料；新型纳米生物陶瓷材料的开发和利用；如何尽快使功能性纳米生物陶瓷材料从展望变为现实，从实验室走向临床；大力推进分子纳米技术的发展，早日实现在分子水平上构建器械和装置，用于维护人体健康等，这些工作还有待于材料工作者和医学工作者的竭诚合作和共同努力才能够实现[5]。
3.纳米碳材料
纳米碳材料由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料群中主要包括纳米碳管、气相生长碳纤维、类金刚石碳等;纳米碳管、纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃化合物为碳源，以氢气为载气，在873～1473K的温度下生成的，其中的超微型气相生长碳纤
维又称为碳晶须,具有超常的物化特性，被认为是超强纤维。由它作为增强剂所制成的碳纤维增强复合材料，可以显著改善材料的力学、热学及光、电等性能,在催化剂载体、储能材料、电极材料、高效吸附剂、分离剂、结构增强材料等许多领域有着广阔的应用前景[6]。
纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。
纳米碳材料是目前碳领域中崭新的高功能、高性能材料,也是一个新的研究生长点。对它的应用开发正处于起步阶段，在生物医学领域中，纳米碳材料有重要的应用潜能。
4.纳米高分子材料
纳米高分子材料也可以称为高分子纳米微粒或高分子超微粒，主要通过微乳液聚合的方法得到。这种超微粒子具有巨大的比表面积，出现了一些普通微米级材料所不具有的`新性质和新功能,已引起了广泛的注意。
聚合物微粒尺寸减小到纳米量级后,高分子的特性发生了很大的变化,主要表现在表面效应和体积效应两方面。表面效应是指超细微粒的表面原子数与总原子数之比随着粒径变小而急剧增大,表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同,因缺少相邻原子而呈现不饱和状态,具有很大的活性,它的表面能大大增加,易与其它原子相结合而稳定下来。体积效应是由于超微粒包含的原子数减少而使带电能级间歇加大,物质的一些物理性质因为能级间歇的不连续而发生异常。这两种效应具体反映在纳米高分子材料上,表现为比表面积激增,粒子上的官能团密度和选择性吸附能力变大,达到吸附平衡的时间大大缩短,粒子的胶体稳定性显著提高。这些特性为它们在生物医学领域中的应用创造了有利条件。目前，纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面[7]。
纳米级骨修复材料具有传统材料无可比拟的生物学性能，已在组织工程和生物材料研究中显示出广阔的应用前景，将不同生物材料复合加工，研制出类似人骨的材料，将是今后骨修复材料的研究重点。当前用于骨科临床的纳米产品不多，其性能、微观结构和生物学效应尚有待系统研究。我们相信随着纳米技术、组织工程技术和生物技术的发展与综合，必将研制出新一代性能优异的纳米骨材料，为治愈骨缺损和骨折提供最佳的选择[8]。
5.纳米复合材料
纳米复合材料包括三种形式，即由两种以上纳米尺寸的粒子进行复合或两种
以上厚薄的薄膜交替叠迭或纳米粒子和薄膜复合的复合材料。前者由于纳米尺寸的粒子具有很大的表面能，同时粒子之间的界面区已经大到超常的程度，所以使一些通常不易固溶、混溶的组份有可能在纳米尺度上复合，从而形成新型的复合材料，研究和开发无机/无机、有机/无机、有机/有机以及生物活性/非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的崭新途径。
目前应用较广的医用材料多由一些有机高分子制成,受高分子的固有性质所限,材料的机械性能不够理想。碳纳米管具有比重低、长径比高、并且可以重复弯曲、扭折而不破坏结构,因此是制备强度高、重量轻、性能好的复合材料的最佳承荷增强材料。很多研究表明,向高分子材料中加入碳纳米管可以显著改善原有聚合物的传导性、强度、弹性、韧性和耐久性等性质。已经涉及的高分子材料包括聚氨酯、环氧树脂、聚苯乙烯等。对聚氨酯/多壁碳纳米管复合膜[9]和聚苯乙烯/多壁碳纳米管复合膜[10]的机械拉伸实验均显示,当碳纳米管与基体间存在良好的界面结合时,聚合物中的碳纳米管可以增强聚合物抗张强度。研究还发现,对碳纳米管进行石墨化温度处理和进行功能化有助于增强碳纳米管与聚合物基体间的相互作用[10],对于碳纳米管相关的复合膜和复合纤维的机械性能都有改善作用。Webster等[9]发现,MWNT和聚氨酯形成的复合材料较之传统的医用聚氨酯具有更好的电导性和机械强度,适合制造应用于临床的在体设备,如可能作为检查神经组织功能恢复情况的探针和骨科应用的假体等。
6.微乳液
微乳液是由油、水、表面活性剂和表面活性剂助剂构成的透明液体，是一类各向同性、粒径为纳米级的、热力学、动力学稳定的胶体分散体系。微乳液是热力学稳定体系，可以自发形成。微乳液小球的粒径小于100nm，微乳液呈透明或微蓝色。微乳液结构的特殊性使它具有重要的应用前景。近年来，随着乳液聚合理论和技术研究的不断深入，新型材料制备及分离技术的不断发展，人们对微乳液的应用研究十分关注，不断开发它在各领域中的应用，其中一些研究成果已转入实用化。
7.总结
纳米材料是80年代中期发展起来的新型材料,它所具有的独特结构使它显示出独特而优异的性能。尽管已对纳米材料的制备、结构与性能进行了大量的研究,但在基础理论及应用开发等方面还有大量的工作尚待进行[11]。
8.展望
纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域,尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用,临床医疗将变得节奏更快、效率更高,诊断、检查更准确,治疗更有效[12]。
参考文献
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纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇7
摘要：
目前世界上上转换纳米荧光材料正处在发展阶段，材料的选择和合成有待于深入细致的研究。本文对上转换发光纳米晶的选择和合成做了系统的讨论。
关键词：
纳米材料 发光材料 上转换发光 荧光材料 双光子吸收 纳米晶
1.引言
近年来，人们开始对荧光标记材料产生了浓厚的兴趣，特别是随着纳米技术的发展，能够进行生物标记的无机纳米晶成为人们追逐的热点，但是由于生物背底同样会产生荧光从而对荧光检测形成干扰，于是不会产生背底干扰的稀土上转换纳米发光标记材料引起了人们的注意。
1.1纳米材料简介
纳术概念是1959年木，诺贝尔奖获得着理查德.费曼在一次讲演中提出的。他在“There is plenty of room at thebottom”的讲演中提到，人类能够用宏观的机器制造比其体积小的机器，而这较小的机器可以制作更小的机器，这样一步步达到分子尺度，即逐级缩小生产装置，以至最后直接按意愿排列原子，制造产品。他预言，化学将变成根据人仃〕的意愿逐个地准确放置原子的技术问题，这是最早具有现代纳米概念的思想。20世纪80年代末、90年代初，出现了表征纳米尺度的重要工具一扫描隧道显微镜(STM)，原子力显微镜(AFM)一认识纳米尺度和纳米世界物质的直接的工具，极大地促进了在纳米尺度上认识物质的结构以及结构与性质的关系，出现了纳米技术术语，形成了纳米技术。 其实说起来纳米只是一个长度单位，1纳米(nm)=10又负3次方微米=10又负6次方毫米(mm)=10又负9次方米(m)=l0A。纳米科学与技术(Nano-ST)是研究由尺寸在1-100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。关于纳米技术，从迄今为止的研究状况来看，可以分为4种概念。在这里就不一一介绍了。
1.2上转换纳米材料介绍
稀土上转换发光材料通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换。所谓的上转换材料就是指受到光激发时，可以发射比激发波长短的荧光的材料。由此可见上转换发光的本质是一种反Stokes发光，因此，也称上转换发光为反Stokes发光。早在1959年，就出现了上转换发光的报道。用960nm的红外光激发多晶ZnS，观察到了525nm绿色发光。上转换发光的机理可以归结为4种情况:(1)单离子的步进多光子吸收，这实际上是激发态吸收(ESA)的过程。(2)直接双光子吸收。这也是一个单离子过程，能量为E1和E2 (E1与E2可以相等也可以不相等)的两个光子从一个虚拟的中间量子态被同时吸收终态E3=E1+E2。（3）多个激发态离子的共协上转换。(4)光子雪崩吸收上转换。
2. 上转换纳米材料的合成
2.1 共沉淀法
共沉淀法因其方便、节时等优点也是一种发光材料制备中常用的方法，它之所以被使用，主要表现在制备金属氧化物、纳米材料等方面具有独特的优点，用沉淀法制备的样品的优点是：反应温度低，样品纯度高，粒径小，分散性也很好。这种方法虽然是无机粉末发光材料合成的重要方法，但它对于复杂的多
组分体系的制备就可能存在一些问题。冈为它对于原料的选择会造成一定的困难，同时还要求各种组分具有相同或相近的水解或沉淀条件，这样必将对所合成的多组分体系有一定的要求，从而限制了它的使用。．Iohannes Hampl等人用高温流化床合成出了具有较好分散性的Er，Yb共掺的氧硫化物。合成时，将Er，Yb和Y的硝酸盐用尿素共沉淀，得到的沉淀在840℃下通过H2S和水蒸气，最后在1500℃的流化床中用Ar气保护活化，这样得到了尺寸大约400nm的粒子。硫化物的粒子形态较好，一般为圆形，但是要求较高的活化温度(1500~)，在此温度下粒子容易粘连，所以在硫化床中活化，这样加大了合成的难度。
2.2水热法
水热法也是近几年来研究无机发光材料中发明的又一新兴 的合成方法。此法主要是在特制的反应釜(高压釜)中，采用水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中产生高压环境从而在一定温度和压力下，使物质在溶液中进行化学反应的一种无机制备方法。在水热法的基础上，以有机溶剂代替水，采用溶剂热反应来制备发光材料是水热法的一种重大改进，可以适用于一些非水反应体系的制备，从而打一大了水热技术的适用范围。
3.上转换纳米材料的光学性能
上转换纳米微粒的个最重要标志是尺寸与物理的特征量相差不多,例如。当上转换纳米粒子的粒径与超导相干波长、玻尔半径以及电子的德布罗意波长相当时，小颗粒的量子尺寸效应十分显著。
与此同时，大的比表面使处于表面态的原子、电子与处于小颗粒内部的原子、电子的行为有很大的差别，这种表面效应和量子尺寸效应对纳术微粒的光学特性有很大的影响。甚至使纳米微粒具有同样材质的宏观犬块物体不具备的新的光学特性。
例如：
①宽频带强吸收。纳米氮化硅、碳化硅及氧化铝粉对红外有个宽频带强吸收谱。这是因为纳米粒子大的比表面导致r平均配位数下降，不饱和键和悬键增多，与常规大小材料不同，没有一个单一的，择优的键振动模．而存在个较宽的键振动模的分布．在红外光场作用下它们对红外吸收的.频率也就存在个较宽的分布，这就导致了纳米粒于红外吸收带的宽化。
②吸收带蓝移现象。这可能由于两方面原因，一是量子尺寸效应，由于颗粒尺下降能隙变宽，这就导致光吸收带移向短波方向，Ball等对这种蓝移现象给出了解释：已被电子占据分子轨道能级与未被电子占据分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径碱小而增大．这是产生蓝移的根本原因。这种解释对半导体和绝缘体都适用。另一种是表面效应。由于纳米微粒颗粒小，大的表面张力使晶格畸变，品格常数改变。对纳米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近邻和第二近邻的距离发生变化。键长的改变导致纳米微粒的键本征振动频率改变，结果使光吸收带发生移动。
③量子限域效应。半导体纳术微粒的半径r<aB(激子玻尔半径)时，电子的平均自由程受小粒径的限制，局限在很小的范围，空穴很容易与它形成激子，引起电子和空穴波函数的重叠，这就报容易产生激子吸收带。
④上转换纳米微粒的发光。当上转换纳米微粒的尺寸小到一定值时可在定波长的光激发下发光。1990年，日本佳能研究中心的H .Tabagi发现，粒径小于6nm的硅在室温下可以发射可见光。随半径减小，发射带强度增强并移向短波方向。当粒径大干6nm时，这种光发射现象消失。Tabagi目认为硅纳米微粒的发光是载流子的量子限域效应引起的。Brus认为，大块硅不发光是因为它的结构存在平移周期性，由平移对称性产生的选择定则使得大尺寸硅不可能发光，当硅粒径小到某程度时(6nm)．平移对称性消失，因此出现发光现象。
参考文献：
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纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇8
摘要：
作为提高国家科技科学核心竞争力的战略选择，纳米电子技术的发展研究至关重要。其应用广泛，涉及到各个领域，是人类生活中必不可少的部分。本文从纳米电子技术的现状进行研究，展望其未来的发展，以期为纳米电子技术的研究提供新的理论点。
关键词：
纳米电子技术；现状研究；未来发展
纳米电子技术包括了纳米电子元件、纳米电子材料等，这些纳米技术运用到了各行各业，向人们展示了其强大的功能。科技信息时代的来临，纳米电子技术的发展应用将会带来革命性的突破，目前人类对纳米电子技术的研究还在不断深入，未来纳米电子技术的运用将会更加广泛。
1、纳米电子技术现状研究
1.1纳米电子元件现状研究电子元件从集成元件、超大规模集成元件最终发展成为纳米电子元件，纳米电子元件是其他两个元件的深入研究发展。由于集成电路的规模越来越大，这就要求电子元件的规格越来越小，最终形成纳米电子元件，纳米电子元件的尺寸需要控制在0.1nm-100nm之间。比如已经问世的单电子晶体管，晶体管的一位信息数据就是一个电子信号，所以这个单电子晶体管的尺寸一定要够小。
1.2纳米电子材料现状研究目前，市面上常见的纳米材料有：纳米半导体、纳米硅薄膜等。最具优势的是纳米硅电子材料，其电子技术对人类的发展具有跨时代意义，纳米硅电子材料的优势主要体现在：
（1）不耗时、低能耗、可靠性强、外界环境很难影响到其运用。
（2）研发、利用成本低。
（3）纳米硅材料中分子间距较短，所以硅电子材料的运行速度极快，进而材料的消耗低、耗时短。纳米电子材料的问世是纳米电子技术的一个新突破，相信随着纳米电子技术的不断发展，人类生活的各个方面都会涉及到纳米电子材料，纳米电子材料也会给人类带来更便捷的生活方式。
2、纳米电子技术未来发展
2.1碳纳米管的研究发展碳纳米管作为纳米电子技术重要的一部分，未来的研究发展必不可少。1990年，碳纳米管在日本研发问世，其特殊的拓扑结构和极优的性能，具有很好的导电效果。碳纳米管能够很好地将金属性能与半导体性能结合，使金属性能和半导体性能达到最佳状态。其次，由于碳纳米管的质地较轻，可以在超大规模集成电路中实现纳米化性能，有效帮助计算机纳米电子技术化。芬兰和日本的研究者在2010年研发了新型碳纳米管，该碳纳米管是介于半导体与金属性两者之间的材料，其平衡性良好，将这种新型的碳纳米管作为研究基础，可以制作超大规模的集成电路，帮助集成电路排列逻辑顺序，为纳米计算机的研发提供有效帮助。目前，许多研究机构已经对碳纳米管的形成过程进行研究分析，形状小、质量轻的碳纳米管能够很好地提高运行速度，相比其他电子材料能够提速25%；在降低能耗的同时，可以实现电路的集成化。而且碳纳米管受到外界的干扰小，可以保证高速率的运行计算，存储空间和容量大，在未来会有更多领域涉及到这种纳米电子材料。所以，我国应该根据自身的发展要求，加大对碳纳米管的研发，更好地将纳米电子技术应用于人们的`生活中。
2.2纳米硅薄膜的研究发展作为目前世界上应用最广泛、涉及领域最多的半导体材料，纳米硅薄膜的研究发展关系到纳米电子技术的全面发展，纳米硅的研究发展可以更好地发展高性能的半导体材料。纳米硅薄膜的整个制作工艺流程与集成电路、硅器件的制作流程相似，所以，纳米硅薄膜的研发可以帮助量子功能进一步发展研制，将会提升纳米电子技术的整体发展，在纳米电子技术中起着重要的作用。
2.3新型电子元件的研究发展随着纳米电子技术的不断发展，许多新兴的电子元件相继出现，纳米技术的研究已经遍布世界各地。例如，美国耶鲁大学同英国等世界各高校联合研究分子半导体晶体管、纳米电子技术处理系统，并在2010年研制出了计算机自动编程技术，这一壮举预示着今后纳米电子技术会与计算机的发展相结合，广泛应用于科学技术。2010年5月，美国同澳大利亚研究者通过隧穿显微镜研究单个原子的状态，最终创造出目前世界上体积最小的原子晶体管，实现了人类对单个原子的操控。世界上第一个人工制造原子的电子设备就此问世，标志着人类向信息处理的超强大和超高速性能有了新的突破。2012年，美国科学研究者劳伦斯通过不断的实验研究，研制出了纳米电子系统，劳伦斯将纳米电子系统与生物技术相结合，实现了对三磷酸腺的操控，同时还将生物技术与纳米电子晶体管相结合，有效连接人体的大脑神经系统，达到无缝的电子界面。在未来的几十年里，纳米电子元件的发展将会更加迅速，在此期间，研究者们会对新型电子元件进行更深入的研究，更多的纳米电子元件产品将会层出不穷，帮助人类探索更高领域的科学境界，提供更科学的研究方法。
2.4石墨烯的研究发展英国在2000年将石墨烯研制出来，其碳基功能良好，相对于硅来讲更为优质。目前，对石墨烯的技术研究还是比较多的，碳原子是石墨烯的主要组成部分，单个的碳原子通过相互结合形成一种新型的碳化材料。石墨烯的问世，有效促进了其他碳制材料的发展，其硬度较大，并且只有一层碳基，相对于其他材料来说轻薄许多，可以实现高速率的载流，并能很好地控制宽带运行的速度。石墨烯的运用，将半导体的电学特征展现出来，并且与硅基相兼容，在器械上实现了碳基与硅基的共同使用。
2.5纳米生物电子的研究发展近几年来，对纳米生物电子技术的研究更为深入。研究者将纳米电子技术运用于生物芯片，从而制造出纳米机器人。不同于一般的机器人，纳米机器人能够进入人类血管，帮助人们排除体内的有害物质，促进人体新陈代谢。纳米机器人作为一个清洁器，能够保证人类的身体健康。
3、结束语
纳米电子技术的研究发展，推动着我国新兴科学技术的快速发展。在未来对纳米电子技术的研究中需要紧跟纳米电子新兴前沿技术，将纳米电子技术与物理、化学、计算机科学等学科领域相结合，促进科学等学科领域的全面发展。
纳米材料与纳米技术在计算机网络系统中的应用分析论文 篇9
摘要：
《纳米材料》是一门新兴的、多学科穿插性课程，触及凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴。针对该课程学问点冗杂、概念笼统等特性，分离本身教学经历和课程特性，从该门课程的教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面停止了系统的探究和变革，以到达进步教学质量的目的。
关键词：
纳米材料，教学办法，教学质量
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
纳米科技是20世纪80年代末逐渐开展起来的新兴学科范畴，它触及到凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴[1]。目前，纳米科技与生物技术、信息技术成为推进人类将来开展的三大主流科技，在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有普遍的应用前景。纳米科技的迅猛开展将促使简直一切的工业范畴产生一场反动性的变化。
纳米材料是纳米科技的根底，对纳米材料的学习，是顺应将来社会对材料专业人才的需求。在教材的方面，不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止讨论。
1 、教学目的制定
课程的目的是经过课堂教学，使硕士研讨生可以理解、控制纳米科学与技术的概念、分类及其特性，理解和控制纳米材料的根本物理和化学性能；控制纳米材料的主要制备办法和原理；控制纳米材料的构造剖析测试办法；理解纳米材料的生物毒性和平安性；理解纳米材料在不同范畴的应用现状和应用前景以及最新研讨停顿，以便使学生理解和把握当今纳米科学的最新研讨前沿
2 、教学内容的选择
目前，纳米材料正蓬勃开展，其触及的面也越来越普遍，涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反响动力学和外表、界面等多中学科，内容普遍[2]。随着纳米科技的兴起，也呈现了很多引见纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和材料，对推进纳米科技的安康开展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。依据笔者从事纳米材料课程教学的理论，以为要到达前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面： 纳米材料的根本概念、开展史；纳米材料的分类及其特性；纳米材料的根本物理和化学性能；纳米材料的主要制备办法和原理；纳米材料的构造剖析测试办法；纳米材料的生物毒性和平安性；纳米材料最新研讨停顿。依据教学内容特性，能够思索将教学内容分会以下6个局部。
2.1 绪论
从纳米材料的新奇特性开端，讲述纳米材料的内涵和根本概念以及开展史。依据材料的分类办法讲述纳米材料的分类办法及特性。讲述纳米材料的根本构造单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应、宏观量子隧道效应等根本性能。并分离我国纳米材料研讨现状和学生研讨方向停止相关讨论，激起学生对纳米材料的猎奇心和求知欲。
2.2 纳米材料物理化学性能
主要内容触及纳米材料的构造和形貌特征；纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性；纳米材料的吸附、分散、聚会等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与构造关联，依照根本构造-根本特性-特殊构造-特殊效应-特殊功用-特殊应用这一思绪，引领学生深化考虑，能够起到触类旁通效果。
2.3 纳米材料的制备办法和原理
依照纳米材料维数分类办法，讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备办法和根本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相办法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相办法。并分离学生研讨方向对相关材料和办法停止细致讨论，使学生控制相关制备办法，为随后的研讨奠定坚实的'根底。
2.4纳米材料的构造剖析测试办法
主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。经过学习，使学生控制纳米材料测试的主要办法和仪器，并控制各种仪器的优缺陷和适用范围。同时，也使同窗们认识到纳米材料研讨的高技术特性。
2.5纳米材料的生物毒性和平安性
主要包括纳米材料的生物毒性和平安性。依据已有的相关研讨报道，引见一些纳米材料的生物毒性，让学生们理解纳米材料的缺乏之处，控制相关的平安操作规则，以便在随后的纳米材料相关研讨中防止呈现平安事故。
2.6最新研讨停顿
依据纳米材料的最新研讨热点，如石墨烯、锂离子电池灯，讲述纳米科技范畴国际最新研讨动态，让学生理解国际最新研讨热点。
3、教学办法与手腕
3.1 多媒体教学
针对纳米材料课程内容普遍，学问点多的特性，采用多媒体教学方式。应用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点，能够使教与学的活动变得愈加丰富多彩，又能够将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同窗们。从而激起学生的学习兴味，促进学生思想开展，丰厚学生的想象力。例如，讲述纳米材料宏观量子隧道效应时，能够动画的方式展示，便当学生们了解。讲述纳米材料的制备办法时，能够经过表示图的方式展示，更容易让学生了解和控制。
3.2交互式讨论
应用交互式讨论教学方式。依据学生的兴味，分离课程内容，将学生划分多个课题小组，停止课堂讨论。例如，讲述微乳液法制备纳米材料时，首先让学生经过文献查阅等方式理解该办法；其次，在课堂上就该办法、原理和理论应用停止充沛讨论和剖析；最后教师指出该内容的重点和难点。经过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主体位置，尊重学生的主体认识；创设民主、对等的课堂气氛，让学生充沛发表本人对问题的见地，发挥学生的主管能动性，变被动承受为主动探究；使学生的创新认识、发明性思想才能得到不时的开展[3]。
3.3理论操作相分离
纳米材料是一门理论性很强的课程。在课程教学中要充沛与理论相分离，依据学生的研讨方向，分离课程内容，布置学生停止相关实验。经过详细的实验使学生对纳米材料有更多的理性认识。触及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时，分离详细状况，可布置一定时间上机察看和操作。
4 、结语
纳米材料是纳米科技的根底，对纳米材料的学习，是顺应将来社会对材料专业人才的需求。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止系统的讨论，理论证明，这些举措的施行获得了良好的教学效果，为培育学生的创新思想和科研肉体起到了一定的作用
参考文献
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