环境纳米科学与技术

纳米科学与技术 第五讲

微纳米加工技术杨延莲 国家纳米科学中心 2011年03月08日 年 月 日

材料

表征

组装

?

器件

Top-down + bottom-up

主要内容 光刻 (Photolithography) ) 聚焦电子束 (EBL) ) 聚焦离子束(FIB) )Electron Beam lithography

Focused Ion Beam

软刻蚀(Soft lithography) ) 纳米压印(Nanoimprint) )

Nanofabrication Equipments洁净间 Clean room,百级，千级，万级 ，百级，千级， 磁控溅射 电子束蒸发 紫外光刻

反应离子刻蚀

电子束直写

纳米压印

光刻工艺概况 首先是在晶园表面建立尽可能接近设计规则中所要求尺 首先是在晶园表面建立尽可能接近设计规则中所要求尺 寸的图形 其次是在晶园表面正确定位图形。 其次是在晶园表面正确定位图形。 其次是在晶园表面正确定位图形晶圆

光刻是一种多步骤的图形转 光刻是一种多步骤的图形转 移过程， 移过程，首先是在掩膜版上 形成所需要的图形， 形成所需要的图形，之后通 过光刻工艺把所需要的图形 转移到晶园表面的每一层。 转移到晶园表面的每一层

纳米技术在环境保护中的应用

纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。纳米技术研究在0．1．100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围。或以其为基本单位所构成的材料。纳米材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生深远的影响。

一． 纳米技术在水处理中的应用

1）纳米催化剂

目 前 用 于水处理的纳米催化剂，主要指光催化剂，如Ti02,Cd5,ZnO等，其中TiO:因其活性高、稳定性好、对人体无害而最受重视。Matthews等P1曾对水中34种有机污染物的光催化降解进行研究，结果表明该方法可将水中的烃类、卤代物、轻酸盐表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等污染物转化成CO;和H2O等无害物质。利 用纳 米光催化剂光催化降解有机废水是其最重要的用途之一纳米TiO:玻璃薄膜光催化剂，可将玫瑰红 B催化降解为 C02,H 20及一些其它的简单无机物。用溶胶一箭胶法制备的8层粒径为21.2nm的锐钦矿T102(存在于玻璃薄膜中)，在(28-0.5)℃和振摇条件下，可使初始浓度为9.87 x 10“一1

纳米材料与技术试题(2011)【温馨提醒：看到此文档的朋友，这份试题的答案都在我所提供的另一份课件中，请各位一并下载以便参考，由于答案太多，不暇整理，请见谅!】 姓名： 学号： 1.填空题

1) 纳米是一个（ ）单位，1纳米等于（ ）米。纳米材料按照其维度来分，可以分为（）、

（）、（）、（）等四类。纳米材料通常表现出不同于常规材料的一些特性，这主要表现为（）和（）效应等。

2) 水热法和化学沉淀法制备的纳米粉末，再结晶和分散性和反应速度上通常存在明显差

异，在一般情况下（）法合成的粉末结晶度高，（）法合成的粉末分散性好，（）法合成的粉末速度快。

3) 纳米颗粒材料的制备方法可分为（）和（）两大类，其中前者包括（）法（）法（）法

（）法等，后者包括（）法（）法（）法（）法等

4) 当我们开发一种新的一维纳米材料的制备方法时，需要考虑控制（）、（）、和（）。 5) 一维纳米材料的合成策略通常分为（）（）（）（）（）（）六类。 6) 可以作为一维纳米材料合成模板的种类很多，比如（）（）（）（）（）都可以作为模板，

模板法提供了一种简单、（）、（）的一维纳米合成方法，但它也存在（）（）等问题。 7) 多孔材料的孔道通常用作一

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纳米技术与绿色建材

作者：常晓莉

来源：《城市建设理论研究》2013年第20期

摘要：纳米技术是现代科技的前沿，已经渗透到各行各业，而对于建筑材料领域，不仅提高了传统建材的原有性能，还利用纳米技术的特点制成了许多新型绿色建材。本文简要介绍了国内外纳米技术的发展历程和绿色建材的来源，综述了纳米技术应用于水泥、混凝土、涂料、玻璃、卫生陶瓷、瓷砖和木材等建材领域的研究现状。 关键词：纳米技术；绿色建材；环保；性能 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、概述

纳米技术即在纳米尺度（10-10～10-7 m）上的工程学，在纳米尺度的物质呈现与众不同的特点，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，将纳米尺寸的材料直接制成一维、二维和三维的新材料、新器件，或者将其作为添加剂对其它材料进行复合改性，可使材料获得更加优异的或者独特的性能，在各个科学与工程领域均有应用。 1999年3月举办的第一届全国绿色建材发展与应用研讨会上提出了绿色建材的概念：绿色建材是指采用清

纳米压痕技术及其应用

傅杰

摘要： 纳米压痕技术也称深度敏感压痕技术，是最简单的测试材料力学性质的方法之一，在

材料科学的各个领域都得到了广泛的应用，本文主要针对纳米压痕技术及其应用做一个简单概述。

关键字：纳米压痕技术，应用 一、引言

传统的压痕测量是将一特定形状和尺寸的压头在一垂直压力下将其压入试样，当压力撤除后。通过测量压痕的断截面面积，人们可以得到被测材料的硬度这种测量方法的缺点之一是仅仅能够得到材料的塑性性质。另外一个缺点就是这种测量方法只能适用于较大尺寸的试样。

新兴纳米压痕方法是通过计算机控制载荷连续变化, 在线监测压深量, 由于施加的是超低载荷, 加上监测传感器具有优于1 nm 的位移分辨率, 所以, 可以获得小到纳米级的压深, 它特别适用于测量薄膜、镀层、微机电系统中的材料等微小体积材料力学性能可以在纳米尺度上测量材料的各种力学性质，如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等???。

二、纳米压痕技术概述

纳米硬度计主要由轴向移动线圈、加载单元、金刚石压头和控制单元等四部分组成。压头材料一般为金刚石，常用的有伯克维奇压头(Berkovich)和维氏(Vicker)压头。压入载荷的测量和控制是通

科学与技术作业1

一、填空题

１、科学发展经历了不同的时代。１６世纪是以科学家(伽利略)为代表的(个体活动)时代；１７世纪是以科学家(牛顿)为代表的(松散群众组织皇家学会）时代；１８世纪到第二次世界大战前是科学家(爱迪生)的”实验工厂”为代表的(集体研究)时代。今天科学已经进入了(国际合作的跨国建制)时代。 2、１８世纪末法国启蒙思想家狄德罗指出：“技术是为了(某一目的)，共同协作组成的(各种工具和规则体系)。” 3、１９世纪自然科学的三大发现是(细胞学说)(生物进化论)和(能量守恒与转化定律)。

4、工业革命的标志是(蒸汽机的使用)。

5、原子的范围是(10-10 )ｍ、原子核的范围是(10-14 -10-15)ｍ、夸克的范围是(10-20)ｍ 。

6、原子能释放的方式是(衰变)( 裂变)(聚变)其中利用最多的是(裂变)。

7、核电站是利用(原子核裂变)反映所放出的核能，驱动器轮发电机组进行发电的(发电厂)。

二、名词解释

1、科学

是反映客观事物本质和运动律的知识体系，是人们分析、研究事物的一个探索过程，是一项全社会的事业。

2、技术

是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系，是人们改造世界的各种工具、方法和技能。

3、高新技术

纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是动态科学（动态力学）和现代科学（混沌物理、智能量子、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。

纳米技术包含下列四个主要方面：

1.纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。

如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺

深圳安普菲科技有限公司 Shenzhen Amprofilm Technology Corp.

S L R纳米薄膜

近几年来，苹果产品在手机和平板上一直占领极高的市场份额，居于市场的领头羊。其出色的显示技术和触控效果受到消费者及竞争廠商的不断追捧。分析苹果iPAD/iPAD mini产品结构，发现这种既有轻薄机身又有出色显示效果的产品，采用的竟然不是目前最流行的全贴合技术，但却达到了媲美全贴合的视觉效果。且成本更为低廉，良率也高。这样出色的技术，不禁让人好奇，苹果是如何办到的？经过不断的分析发现，苹果神奇的地方，就是触控屏的内侧贴附了一层超低反射率的薄膜。

SLR纳米薄膜，就是具有这样特色的薄膜，下面详细的介绍下此种超低反射率的SLR纳米薄膜技术。

-------什么是SLR纳米薄膜

SLR（Surface Low Reflection）纳米薄膜技术，从字面意思上来看，是表面低反射处理的意思。通过在产品表面贴附一种经特殊光学处理后的纳米膜材实现，以达到降低反射率，增强对比度，从而达到更好的显示效果。

------为什么会选择SLR方案

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深圳安普菲科技有限公司

纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是动态科学（动态力学）和现代科学（混沌物理、智能量子、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。

纳米技术包含下列四个主要方面：

1.纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。

如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺

2012年《纳米材料与技术》期末复习

第一章：

一、纳米科学技术的发展历史——

1、1959年12月，美国物理学家费曼在加州理工学院召开的美物理学会会议上作了一次富有想象力的演说“最底层大有发展空间”，费曼的幻想点燃纳米科技之火。

2、1981年比尼格与罗勒尔发明了看得见原子的扫描隧道显微镜（STM）。 3、1989年在美国加州的IBM实验内，依格勒博士采用低温、超高真空条件下的STM操纵着一个个氙原子，实现了人类另一个幻想——直接操纵单个原子。

4、1991年，日本的饭岛澄男教授在电弧法制备C60时，发现氩气直流电弧放电后的阴极碳棒上发现了管状结构的碳原子簇，直径约几纳米，长约几微米碳纳米管。

5、1990年在美国东海岸的巴尔的摩召开第二届国际STM会议的期间，召开了第一届国际纳米科学技术会议，该会议标志纳米科学技术的诞生。

二、纳米科学技术基本概念——

纳米、纳米技术及其分支、纳米科学技术及其分支

第二章：

1、纳米材料的分类：

按功能分为半导体纳米材料、光敏型纳米材料、增强型纳米材料和磁性纳米材料；

按属性分为金属纳米材料、氧化物纳米材料、硫化物纳米材料、碳（硅）化合物纳米材料、氮（磷）等化合物纳米材料、含氧酸盐纳米材料、复合纳米材