工业应用上最有前途纳米综述研讨.ppt

前景较好的工业应用纳米材料综述 工业应用前景良好纳料材料分类： 碳纳米材料 纳米复合物 金属和合金 生物纳米材料 纳米高分子聚合物 纳米玻璃 纳米陶瓷 一、碳纳米材料 定义：由主要纳米成分为纯碳的纳米材料 分类： 1.1 碳纳米管(CNT) 定义：由石墨层卷起来形成的一类纳米材料 分类： CNT的物理化学性质 高抗拉伸强度 可变电性质 比表面积大 可发射电子 独特光性质 CNT潜在应用 可充当绝缘体、半导体和导体 用于制造储电和储氢材料 电子显微技术发射源和扫描探针 填充剂 医学治疗上的“引针” 尽管有关CNT的研究很多，然而它的应用则是到中期研究时才开始预料到 1.2 其他碳纳米材料 Carbon Black 碳黑 当前广泛应用的纳米材料之一。它可用于轮胎、抗静电纺织材料和色效剂 fullerenes富勒烯 Carbon Nanofibres 碳纳米纤维 Nanoporous Carbon 碳纳米多孔材料 Carbon Based Nanofilm 碳纳米薄膜 DLC（Diamond Like Carbon,类金刚石纳米膜） 小结 碳纳米材料主要应用于能源方面，如储氢和储电材料。最常见的应用在于电池和电容的制造，将来的潜在应用包括制造太阳能电池和燃料电池。 此外，在生物传感器和医疗卫生方面此类材料也有广大的应用前景。 二、纳米复合材料 定义：1由非纳米母体与纳米粒子或纳米纤维组成；2 由不同纳米粒子混合而得 2.1 高分子为母体的纳米复合体 纳米粘土填充的聚合物 POSS+聚合物 橡胶+粘土 聚烯烃+层状粘土 疏水型气相二氧化硅 一般纤维填充的纳米聚合物复合体 母体为聚合物/树脂/纺织品的碳纳米管(涂层,块)填充物 母体为聚合物的金属和陶瓷纳米粒子填充物 2.2 陶瓷为母体的纳米复合体 碳纳米填充陶瓷母体 陶瓷为母体，纳米复合体为骨架 Zr和Al陶瓷为母体的纳米复合体 纳米聚合物填充陶瓷母体 2.3 金属为母体的纳米聚合物为填充物的复合体 最要为常见纳米粒子的混合物 量子点: 把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构 纳米复合材料应用 医学：药物传递，成像，组织工程，仿齿 材料，皮下传感器 汽车与航空：轻质硬材料，透明挡风玻璃，漆等 能源：能源生产与传递，储能，节能，电池 三、纳米金属与合金 分类：铁与非铁金属或合金，而非铁类又分为以下几类: 纳米金属与合金用途 保护涂层，抗蚀，抗菌剂，催化剂，机械 最近的研究趋势： 金属和合金的表面处理 提高机械性能与多功能性质。 研究其储氢、催化，碳纳米管生产，传感器，通用电气，光电元件，抗菌，生物显像 前景较好纳米金属和合金 四、生物纳米材料 定义：用于纳米技术应用的生物源材料 分类： 生物纳米材料的应用趋势 用于制作纳米元件的纳米结构制备 太阳能电池，或燃料电池 “分子机器” 五、纳米多聚体 定义：纳米结构的多聚物 分类：1、自组装体系。 2、非自组装体系 六、纳米玻璃和纳米陶瓷 * 1) Carbon based nanomaterials 2) Nanocomposites 3) Metals alloys 4) Biological nanomaterials 5) Nano-polymers 6) Nano-glasses 7) Nano-ceramics SWCNT MWCNT 可大量生产，价格低，通常用于催化剂负截材料，可 作为碳纳米管的替代品 比表面积大，可充当储电材料，也用于制作Li离子电池 阳极 非常有前途的材料，可充当保护膜，减少摩擦力，C和 Si, N, B, Ti可形成碳化物纳米膜和碳纳米结晶膜。 质硬，摩擦力小，是关节的潜在替代物 人们对生物纳米材料的研究热点： (5) Dendrimers (6) Hyperbranched polymers (7) Polymer brushes (8) Nanofibers (9) Polymeric nanotubes (10) Nanocapsules (6) Hyperbranched (5) Dendrimers (7) Polymer