序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇納米化學(xué)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

研究論文

(1)多壁納米碳管對磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta

oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka ?kantárová

動態(tài)

(7)第十一屆全國新型炭材料學(xué)術(shù)研討會征文通知 無

研究論文

(8)氧化硅包覆單壁碳納米管納米電纜的制備 張艷麗 侯鵬翔 劉暢

動態(tài)

(13)thc系列耐高溫阻燃熱固性酚醛樹脂 無

研究論文

(14)多壁碳納米管的對氨基苯磺酸鈉修飾及對cu^2＋的吸附性能 鄭凈植 胡建 杜飛鵬

動態(tài)

(19)《新型炭材料》2011年sci影響因子0．914 無

研究論文

(20)磁場處理對ldpe及其碳納米管復(fù)合材料電導(dǎo)特性的影響 韓寶忠 馬鳳蓮 郭文敏 王艷潔 蔣慧

動態(tài)

(25)西安誠瑞科技發(fā)展有限公司 高低溫炭化爐、液相（氣相）沉積爐、石墨化爐 無

研究論文

(26)碳納米管/鐵氰化鎳/聚苯胺雜化膜對抗壞血酸的電催化氧化 馬旭莉 孫守斌 王忠德 楊宇嬌 郝曉剛 臧楊 張忠林 劉世斌

(33)水輔助化學(xué)氣相沉積制備定向碳納米管 劉庭芝 劉勇 多樹旺 孫曉剛 黎靜

(39)通過高溫裂解酚醛樹脂制備氣體分離用炭膜——裂解溫度及臭氧后處理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj

mohammadi ali mohajeri

動態(tài)

(46)納米植物炭黑 無

研究論文

(47)中孔炭負載二氧化鈦光催化劑的制備及降解甲基橙 因博 王際童 徐偉 龍東輝 喬文明 凌立成

(55)co2捕集用具有多級孔結(jié)構(gòu)納米孔炭的制備 唐志紅 韓卓 楊光智 趙斌 沈淑玲 楊俊和

研究簡報

(61)高分散性氧化石墨烯基雜化體的制備及其熱穩(wěn)定性增強 張樹鵬 宋海歐

(66)相互連接的碳微米球的制備與磁性 文劍鋒 莊葉 湯怒江 呂麗婭 鐘偉 都有為

(71)碳化物衍生碳涂層的表面劃痕織構(gòu)能降低摩擦 眭劍 呂晉軍

動態(tài)

篇（2）

這個突破性的研究揭示了篩器蜘蛛（Uloborus Walckenaerius）的捕捉絲的方向集水效應(yīng)，提出了“多協(xié)同效應(yīng)”機制，為新型仿生集水材料研究提供思想理論基礎(chǔ)。

篇（3）

由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導(dǎo)和推進本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。

（1）發(fā)達國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機構(gòu)的力量，加強其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。

日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進從基礎(chǔ)性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進能有效促進經(jīng)濟發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計劃將納米技術(shù)作為一個最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計劃。

（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟體瞄準(zhǔn)先機

意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術(shù)10年計劃》，2002年頒布了新的《促進納米技術(shù)開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計劃結(jié)束時，韓國納米技術(shù)研發(fā)要達到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平，進入世界前5位的行列。

中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。

（3）發(fā)展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù)，以便在國家層面上進行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項國家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機構(gòu)和項目的支持力度，加強材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。

2、納米科技研發(fā)投入一路攀升

納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達50億歐元。

美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀納米技術(shù)研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學(xué)研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。

在歐洲，根據(jù)第六個框架計劃，歐盟對納米技術(shù)的資助每年約達7.5億美元，有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。

中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術(shù)投入預(yù)計約為1.45億美元，而新加坡則達3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。

另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營機構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術(shù)的創(chuàng)新時代必將到來。

3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。

（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下

根據(jù)中國科技信息研究所進行的納米論文統(tǒng)計結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領(lǐng)先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。

另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。

（2）在申請納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標(biāo)局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國各有所長

美國納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國納米研究熱點已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術(shù)計劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內(nèi)的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。

雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國科研人員正在加緊納米級半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導(dǎo)線。

日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實力強大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。

在制造方法上，日本不斷改進電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學(xué)和研究機構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。

歐盟在納米科學(xué)方面頗具實力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強。

中國在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達國家有明顯差距。

4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快

目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達到500億美元，2010年將達到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強國為了盡快實現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進產(chǎn)業(yè)化進程。

美國國家科研項目管理部門的管理者們認為，美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國國防工業(yè)。

美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術(shù)改進其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴大，其目的是共享信息，促進聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。

日本企業(yè)界也加強了對納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國立科研機構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進會議”，以大力促進本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進各自從事的產(chǎn)業(yè)中。

篇（4）

【中圖分類號】TB383.1-4；G642【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】2095-3089（2018）11-0241-01

前言

納米材料與納米技術(shù)是21世紀最令人矚目的前沿科技研究熱點之一，納米科技的蓬勃發(fā)展對眾多研究領(lǐng)域，乃至人類社會的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了廣泛而深遠的影響，納米材料的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成為世界許多國家相繼研究和開發(fā)的重點?！都{米材料》是高等院校一門重要的新設(shè)課程，具有前瞻性、創(chuàng)新性、專業(yè)性和實踐性強的特點。《納米材料》及其相關(guān)的課程也是許多高等學(xué)校材料學(xué)化學(xué)專業(yè)的本科生或研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本課程的開展有助于讓學(xué)生了解納米材料與納米科技的發(fā)展方向，提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力，引導(dǎo)學(xué)生開展納米科學(xué)前沿課題研究，培養(yǎng)潛在的科研人才，同時，對《納米材料》的教學(xué)也提出了較高的要求，因此需要認真思考和研究。

1.教學(xué)內(nèi)容改革與優(yōu)化

目前的教材多是圍繞著納米材料的基本概念和基本特性、表征方法、制備技術(shù)、納米材料在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用情況以及功能納米材料等內(nèi)容編寫，而其中的內(nèi)容很多都已過時，比如在碳納米材料這一部分內(nèi)容時，十前年的主要內(nèi)容是針對富勒烯和碳納米管的講解，而今天，該部分的內(nèi)容可更多的偏向于目前研究較為熱門的層狀石墨烯材料。此外，材料表征方面的內(nèi)容在本課程中占有相當(dāng)大的篇幅，直接講解納米材料的表征特性使學(xué)生不能深入的理解，教學(xué)內(nèi)容上有必要加入適當(dāng)課時講解較常用的表征手段的原理和分析方法，如X-射線衍射，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紅外，拉曼等的分析手段。

2.教學(xué)手段改革

納米材料涉及的課程范圍較寬，有些章節(jié)較為抽象，學(xué)生首次接觸常會遇到知識過于抽象不便于理解的問題，因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不再適應(yīng)當(dāng)前培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需要，針對這樣的問題，應(yīng)利用多媒體數(shù)字化資源如動畫來輔助教學(xué)，利用當(dāng)前各種模擬軟件如3DSMAX或PHOTOSHOP將抽象的納米材料的制備及生長過程進行直觀展示模擬，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，先進的儀器設(shè)備是科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)，本學(xué)院擁有高分辨透射電子顯微鏡、熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線單晶衍射儀、電化學(xué)工作站等設(shè)備，需借助這些良好的教學(xué)科研基礎(chǔ)條件，引導(dǎo)學(xué)生參與科研活動，培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)，為今后繼續(xù)深造和走向工作崗位打下基礎(chǔ)。

3.教學(xué)模式改革

在教學(xué)實踐中，采取“分組教學(xué)”模式，即學(xué)生以10-15人為一小組，在既定大課題方向內(nèi)，由學(xué)生自主查閱文獻資料，選定具體研究題目，設(shè)計實驗方案，并與導(dǎo)師探討方案的可行性。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立完成一種納米材料的合成制備，對性能測試的結(jié)果進行分析，并完整獨立撰寫實驗報告。這種方式將加強學(xué)生從理論上學(xué)習(xí)和理解并能拓展到實際的應(yīng)用中。這種綜合性、多樣化的教學(xué)模式不僅能加強學(xué)生對理論課程的理解的重視，并能極大的調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，鍛煉學(xué)生的獨立思考能力、動手能力、創(chuàng)新能力、分析解決問題的能力及團隊精神。

4.考核方式的改革

納米材料課程的專業(yè)性和前瞻性都很強，常規(guī)的考核方式達不到反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和掌握程度的效果，相反地，概念性的知識點較多，一味的要求學(xué)生通過記憶背誦的方式來達到考試要求，一方面增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)，另一方面學(xué)生也難以深刻理解所學(xué)知識點。卷面考試雖有必要，此外應(yīng)加入撰寫論文的考核方式。該種方式能夠督促大三學(xué)生對上學(xué)期所學(xué)的文獻檢索課程的掌握利用，還能在查閱文獻完成論文的同時，豐富與納米材料課程相關(guān)的前沿知識，增強了學(xué)生論文寫作的思路和方法，對大四的畢業(yè)論文的規(guī)范寫作提前得到了鍛煉，為今后的科研工作打下基礎(chǔ)。

結(jié)語

納米材料涉及范圍廣，發(fā)展日新月異，通過開展教學(xué)與實踐及科研相結(jié)合的教學(xué)模式，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力及團隊精神。在以后的教學(xué)實踐中將進一步加強改革創(chuàng)新，為學(xué)生的全面發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高不懈努力。

參考文獻： 

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[2]李群.納米材料的制備與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010. 

篇（5）

不幸很快就降臨在這些工人的身上:七名女工相繼發(fā)病,其中兩名女工去世。

在2009年9月號的《歐洲呼吸雜志》(European Respiratory Journal)上,首都醫(yī)科大學(xué)附屬朝陽醫(yī)院(下稱朝陽醫(yī)院)醫(yī)生宋玉果及其同事發(fā)表研究論文稱,上述女工“所患的可能是‘一種與納米材料有關(guān)的疾病’”。

這大概是全球首宗關(guān)于納米顆?？赡苤旅呐R床毒理病例報告。論文的發(fā)表,在國際學(xué)術(shù)界引發(fā)了一場小型“地震”。無論那些與納米技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)會議,還是科學(xué)新聞網(wǎng)站和科學(xué)家博客,中國女工之死和納米安全都是激烈爭論的話題。

噴涂車間悲劇

從研究論文披露的情況看,七位女工的年齡在18歲至47歲之間,平均不到30歲,在車間工作的時間從5個月至13個月不等?；疾≈?她們的身體健康狀況良好。

2007年1月至2008年4月期間,這幾位女工被送到朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒科救治。這個科室專業(yè)水準(zhǔn)較高,其醫(yī)生經(jīng)常被派往中國各個地方,協(xié)助處理血鉛超標(biāo)、重金屬污染等職業(yè)安全事件。

女工們的癥狀比較類似。所有病人的肺部都受到嚴重損害,并且有胸腔積液,臉上、手上和胳膊也都出現(xiàn)了嚴重的瘙癢皮疹。其中,有四位女工體內(nèi)的器官組織還面臨缺血缺氧的危險。

無論對于患者,還是對于醫(yī)生,治療過程都令人煎熬。胸腔積液反復(fù)出現(xiàn),常用的治療方法均告失效。

最終,一名19歲的病人在接受外科手術(shù)16天之后去世;另外一名29歲的病人在癥狀出現(xiàn)后的第21個月,死于呼吸衰竭。

負責(zé)診斷和治療這些女工的,是朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒科副主任醫(yī)師宋玉果。根據(jù)醫(yī)院網(wǎng)站的介紹,他多年來從事塵肺、有毒化學(xué)物中毒的診治和臨床研究。

宋玉果及其同事開始追究女工們患病的原因,并將嫌疑對象鎖定為那個印刷廠車間的工作環(huán)境。

該車間所使用的原料是一種象牙白色的聚合物材料――聚丙烯酸酯混合物。聚丙烯酸酯作為一種黏合劑,廣泛運用于建筑、印刷和裝修材料中,被認為毒性很低。不過,為了讓材料更加結(jié)實和耐磨,制造商有時會加入硅、鋅氧化物、二氧化鈦等金屬納米顆粒。

1納米等于1米的十億分之一,大致相當(dāng)于人頭發(fā)絲直徑的數(shù)萬分之一。通常,粒徑在100納米以下的材料,均被稱為納米材料。

七名女工和一名男工被分為兩組,每天工作8個至12個小時。工人們每天要將大約6000克聚丙烯酸酯混合物,用勺子涂到機器的底盤上;這些混合物隨即被高壓噴射裝置噴涂在聚苯乙烯材質(zhì)的有機玻璃板上;然后,有機玻璃板在75攝氏度至100攝氏度的溫度下被加熱烘干。

車間只有一扇門,沒有窗戶。噴射裝置附帶有一個燃氣排氣口,對噴涂過程中產(chǎn)生的煙霧起到一定的排除作用。

女工們發(fā)病以后,來自中國疾病預(yù)防控制中心、北京疾病預(yù)防控制中心、當(dāng)?shù)丶膊☆A(yù)防控制中心的流行病學(xué)專家,以及朝陽醫(yī)院的醫(yī)生,對這家印刷廠的工作環(huán)境進行了調(diào)查。

在噴射裝置燃氣排氣口的吸氣口中,專家們找到了累積的塵埃粒子。女工們發(fā)病前五個月,燃氣排氣口發(fā)生了故障。由于室外溫度很低,車間的門也經(jīng)常被關(guān)閉。專家們推斷,在這期間,車間內(nèi)的空氣流動非常緩慢甚至處于靜止。

這些工人都是工廠附近的農(nóng)民,沒有任何職業(yè)安全衛(wèi)生知識。她們所得到的惟一用來保護自己的工具,就是棉紗口罩。而且,她們工作時只是偶爾戴戴。

據(jù)工人們反映,在噴涂過程中,經(jīng)常會有一些原料噴濺到他們的臉上和胳膊上。惟一的一名男性工人在工作三個多月后離開,并沒有顯示出任何癥狀。在其他車間工作的工人,其中包括女工們的親屬,也沒有出現(xiàn)類似癥狀。

研究論文沒有透露這家印刷廠的名稱及其所在地區(qū)。在朝陽醫(yī)院的辦公室,宋玉果也謝絕了《財經(jīng)》記者的采訪。

女工之死謎團

在女工們的肺部和胸液中,均發(fā)現(xiàn)了直徑約30納米的顆粒。而這般尺寸和形態(tài)的顆粒,同樣存在于她們接觸的噴涂材料之中。

此外,女工們出現(xiàn)了罕見的非特異性間質(zhì)性肺炎,以及奇特的肺部增生組織――異物肉芽腫等癥狀。這些癥狀與納米材料毒理的動物實驗結(jié)果相似。

宋玉果及其同事因此認為,很可能是納米顆粒導(dǎo)致這些女工發(fā)病甚至死亡。

但不少專家對這一結(jié)論持有保留態(tài)度。

9月1日至3日,在北京舉行的中國國際納米科技會議上,多位專家提及宋玉果及其同事的論文。

美國納米健康聯(lián)盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心教授毛羅法?拉利(Mauro Ferrari)告訴《財經(jīng)》記者,這篇論文非常重要,但他不認同作者關(guān)于納米顆粒導(dǎo)致工人患病和死亡的分析。

法拉利說,要確定納米顆粒與疾病之間的關(guān)系,首先應(yīng)該分析納米顆粒的組分,確認這些顆粒來自工作環(huán)境;即便病人肺部的納米顆粒來自工作環(huán)境,在沒有對照試驗的情況下,也很難證明這些納米顆粒一定是女工患病的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

他還強調(diào),這家印刷廠的工作環(huán)境惡劣而封閉,有毒化學(xué)品和氣體充斥其中,工人們又沒有好的保護措施。這些因素對于工人患病和死亡究竟有怎樣的作用,都值得推敲。

對于論文中的一個推論――納米顆粒進入工人身體的途徑是吸入和皮膚接觸,中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點實驗室主任趙宇亮表示,這并不總是正確的。他強調(diào),通過吸入方式進人體內(nèi)是可能的,但是納米顆粒穿過皮膚直接進入生物體內(nèi)的證據(jù)還很少。

美國麻省大學(xué)洛厄爾分校健康與環(huán)境學(xué)院助理教授迪米特爾?貝羅(Dhimiter Bello)因故取消了行程,未能到北京參加此次學(xué)術(shù)會議。但他通過電郵對《財經(jīng)》記者說,在工人肺部和工作環(huán)境中都發(fā)現(xiàn)納米顆粒,只能說明納米顆粒有可能是一個致病因素。實際上,從論文提供的信息來看,并不能排除其他的可能致病因素。例如,噴涂過程中用到的聚合物材料在高溫下的降解產(chǎn)物,也可能是主要或者惟一造成女工患病的原因。

在貝羅看來,這場悲劇或許不應(yīng)歸咎于納米顆粒,而應(yīng)怪罪車間內(nèi)原始的、不人道的工作條件,“這是一次警醒,無論(悲劇)是否與納米顆粒相關(guān),工作場所的暴露條件都應(yīng)當(dāng)被控制在安全范圍內(nèi)。在這方面,中國還有很長的路要走?！?/p>

美國加州大學(xué)洛杉磯分校納米毒理研究中心主任安德烈?內(nèi)奧教授(Andre Nel)也說,在這起事件中,工人們沒有得到應(yīng)有的生產(chǎn)安全保障,政府部門應(yīng)該負起監(jiān)督的責(zé)任,以保證生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生對人體和環(huán)境有害的物質(zhì)。

實際上,論文本身也承認了研究存在局限:由于缺乏環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),無法弄清印刷廠車間納米顆粒的濃度;納米顆粒的組成也不清楚。

此外,令宋玉果及其同事疑惑的是,究竟是特定的納米顆粒,還是所有納米顆粒都有可能致病?如果的確是納米顆粒導(dǎo)致那些女工患病,對其他在工作中也會接觸納米顆粒的工人來說,又意味著什么?

如今,關(guān)于女工之死的研究論文已經(jīng)成為了納米技術(shù)研究者們的一個熱點話題。據(jù)《財經(jīng)》記者了解,歐洲和美國還有科學(xué)家打算組成一個專家小組,到中國開展調(diào)研,并希望取到樣品回去研究。

誘人前景與安全隱患

不管納米顆粒是否被確認為幾位女工悲慘命運的元兇,納米技術(shù)的安全性問題都因此再度引發(fā)各界關(guān)注。

納米技術(shù)正在走進人們的生活。從一桶涂料、一瓶防曬霜到一件衣服,都有可能用到納米技術(shù)。

納米材料顆粒小、表面積巨大,會顯示出很多獨特的物理化學(xué)性質(zhì),從而在電子、光學(xué)、磁學(xué)、能源化工、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。例如,很多納米材料都可用作涂料,替代那些強毒性的化學(xué)物質(zhì);用碳納米管等納米材料改良電池,可以推動電動汽車的發(fā)展,使電力更持久等。

紐約一家名為“盧克斯研究”的市場分析公司稱,2007年銷售的納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品,價值約1470億美元。到2015年,這一數(shù)字可能突破3萬億美元。

納米技術(shù)在展現(xiàn)出誘人前景的同時,其安全性問題也進入了人們的視野。

隨著納米材料的大規(guī)模應(yīng)用,研究人員和工人容易暴露在納米顆粒濃度較大的實驗室或生產(chǎn)車間之中。此外,普通公眾也可能暴露在納米顆粒之下:涂料、化妝品等產(chǎn)品中用到的納米材料,可能在產(chǎn)品損壞或分解時釋放。

這些納米顆粒物可能經(jīng)過呼吸道吸入、胃腸道攝入、藥物注射等方式進入人體,并經(jīng)過淋巴和血液循環(huán),轉(zhuǎn)運到全身各個器官。

根據(jù)多項流行病學(xué)研究,空氣中的細顆粒物,尤其是納米級別的顆粒物,濃度的大量增加會導(dǎo)致死亡率的增加。倫敦大霧曾經(jīng)導(dǎo)致居民大量死亡,就是一個被經(jīng)常引用的案例。

那么,人造的納米材料進入人體后,是否會導(dǎo)致特殊的生物效應(yīng),并對人體健康構(gòu)成危害呢?從理論上說,納米物質(zhì)由于尺寸小,與常規(guī)物質(zhì)相比更容易透過人體的各道屏障;由于表面積大,也可能有更多毒害人體的方式。

朝陽醫(yī)院的宋玉果在8月31日《健康報》發(fā)表文章說,相關(guān)的動物實驗研究發(fā)現(xiàn),許多納米物質(zhì)具有明顯的毒性,其中研究較多的為碳納米管、納米二氧化鈦等。一些納米物質(zhì)還被認為可致動物肺臟、肝臟、腎臟和血液系統(tǒng)等損傷。

對于與納米物質(zhì)相關(guān)的疾病,宋玉果稱之為“納米相關(guān)物質(zhì)疾病”。當(dāng)然,他也表示,公眾不必為納米物質(zhì)相關(guān)疾病感到恐慌,不是所有納米顆粒物都有毒性。

動物毒理性實驗的結(jié)果,也不能簡單地推到人的身上。但由于科學(xué)界對納米安全性的研究剛剛開始,幾乎沒有任何相關(guān)人體毒理性資料――這也是宋玉果及其同事的論文引起國際科學(xué)界高度關(guān)注的一個原因。

中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點實驗室主任趙宇亮告訴《財經(jīng)》記者,目前開展過安全性研究的納米材料只有十幾種,還非常有限。但他相信,隨著研究隊伍的壯大和研究投入的加大,將來必定可以從大量的數(shù)據(jù)積累中尋找到一些規(guī)律。

在國際上,納米安全性研究的熱潮大約始于2003年?！犊茖W(xué)》和《自然》等著名學(xué)術(shù)雜志紛紛發(fā)表文章,探討納米材料與納米技術(shù)的安全問題:納米顆粒對人體健康、自然環(huán)境和社會安全等是否有潛在的負面影響。

這之后,各國明顯增加了納米安全性方面的研究。美國的國家納米技術(shù)計劃(NNI)將總預(yù)算的11%投入納米健康與環(huán)境研究。歐盟每年支持三個左右與此相關(guān)的項目,每個項目的經(jīng)費規(guī)模在300萬至500萬歐元之間,而歐盟各個國家還有自己國內(nèi)支持的納米安全性項目。

中國在極力推進納米技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的同時,也開展了納米安全性的研究。其中,中國科學(xué)院在2001年就開始籌建納米生物效應(yīng)與安全性實驗室?？萍疾吭?006年啟動了為期五年的國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(即“973”計劃)項目“人造納米材料的生物安全性研究及解決方案探索”,經(jīng)費2500萬元,首席科學(xué)家由趙宇亮擔(dān)任。

不過,趙宇亮告訴《財經(jīng)》記者,與美國和歐盟相比,中國在納米安全性研究上的投入只是“一個零頭”。

政治決策與公共參與

中國科學(xué)家在納米安全性方面的研究工作,得到了國際同行的認可。其中,在每年召開的與納米毒理學(xué)相關(guān)的國際會議上,幾乎都會邀請中國科學(xué)家作大會報告。趙宇亮還與其他科學(xué)家共同主編了第一本納米毒理學(xué)英文專著。美國納米健康聯(lián)盟主席法拉利稱,中國科學(xué)家是納米毒理學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一。

不過,令趙宇亮感到尷尬的是,美國國家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室的官員曾經(jīng)問他,包括美國、歐盟、英國、日本等很多國家的相關(guān)管理部門,都發(fā)表了對于納米技術(shù)安全性的調(diào)研報告、方針和策略,為什么中國沒有?對此,趙宇亮不知如何回答是好。

在美國和歐盟,納米技術(shù)及其安全性已經(jīng)成為政治家們關(guān)心的話題之一。它們的環(huán)保部門、國家科學(xué)與技術(shù)委員會,以及其他政府研究機構(gòu),會通過白皮書等文件形式,發(fā)表政府層面對于納米安全性問題的見解。

其中,2001年,美國在國家科學(xué)技術(shù)委員會之下建立了國家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室,負責(zé)協(xié)調(diào)政府層面之間的納米研究計劃。而納米研究項目的成果,會通過這個辦公室反饋給其他政府機構(gòu),幫助科學(xué)研究去影響政府決策。

2009年3月,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)還了一份有關(guān)納米技術(shù)的合作倡議。該局將與納米健康聯(lián)盟旗下的八個研究機構(gòu)合作,以加快建立保障納米醫(yī)療產(chǎn)品安全可靠的有效體系。法拉利告訴《財經(jīng)》記者,在實驗室研究結(jié)果與安全性評估的關(guān)聯(lián),以及納米技術(shù)相關(guān)藥物的審批等方面,美國食品藥品監(jiān)督管理局都做了很多工作。

相比之下,納米安全性在中國似乎局限于科學(xué)研究的階段,政府部門仍然保持沉默。

對于納米技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化,各國都在積極支持。其原因正如美國《環(huán)境健康展望》雜志所稱,科學(xué)界普遍認為,納米材料和納米技術(shù)對于社會是十分有益的,能夠提供更好的藥物、更強更輕的產(chǎn)品、對環(huán)境更友好的能源和環(huán)境技術(shù)。

與此同時,為了獲得公眾對于納米技術(shù)發(fā)展的支持,各國也需要在納米安全性方面進行更多的研究,同時鼓勵公眾參與。在中國納米國際科技會議的閉幕式上,法拉利也特地呼吁加大公眾在納米安全性研究上的參與程度。

實際上,關(guān)于納米技術(shù)發(fā)展的“風(fēng)險預(yù)防”原則,在歐洲和美國等地正深入人心――人們希望在納米技術(shù)等新技術(shù)的風(fēng)險出現(xiàn)之前,盡可能地提前進行防范和干預(yù)。而公眾及早參與到納米技術(shù)研究和政策的討論,是“風(fēng)險預(yù)防”實踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

篇（6）

納米貴不貴？好不好吃？

1983年，劉忠范大學(xué)本科畢業(yè)后便赴日留學(xué)。他先后在日本橫濱國立大學(xué)、東京大學(xué)取得了碩士和博士學(xué)位，并在東京大學(xué)和分子科學(xué)研究所做博士后。

攻讀博士期間，劉忠范師從國際著名光電化學(xué)家藤島昭先生做研究，他很為老師的工作精神所感動，年過半百仍撲在事業(yè)上。

自幼養(yǎng)成的勤奮習(xí)慣和藤島昭先生的表率，使劉忠范在日學(xué)習(xí)期間取得很大成功，獲得了日本政府獎學(xué)金并在《Nature》雜志上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。與中國不同的社會環(huán)境，也讓埋頭讀書不問世事的劉忠范更加開朗起來。這時，北京大學(xué)化學(xué)系的教授蔡生民找到了他，不止一次地邀請劉忠范回國，并且用真誠的話語

打動了他。

他選擇了北大。十幾年后回憶起來，劉忠范仍覺得，“北大是最適合我的”。

在研究領(lǐng)域，劉忠范選擇了納米。

人們接受納米有一個過程。1997年9月27日，北京大學(xué)成立了納米科技中心，這是中國高校的第一個跨院系、跨學(xué)科從事納米交叉學(xué)科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話，有人問：“聽說你們搞出一種納米，貴不貴？好不好吃？”劉忠范只好幽默地回答他，“納米太小了，既不好吃，恐怕也吃不飽?！?/p>

近年來，納米技術(shù)掀起了陣陣熱潮，也漸漸出現(xiàn)在人們生活中。納米技術(shù)將為目前許多技術(shù)難題提供新的解決方案和思路，也會進一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變?nèi)藗兊纳罘绞健?986年諾貝爾物理獎得主羅雷爾說，曾重視微米科技的國家，今天都已成為發(fā)達國家，而納米科技則為人們提供了新的發(fā)展機遇，今天重視納米科技的國家必將在未來的高科技競爭中獨領(lǐng)。

科技部最年輕首席科學(xué)家

1994年，劉忠范申請了科技部攀登計劃項目，經(jīng)費500萬元。劉忠范成為這個項目的首席科學(xué)家，也是當(dāng)時科技部最年輕的首席科學(xué)家。他從此開始了納米攀登之旅。

“當(dāng)時，我們是做納米級的信息存儲技術(shù)，相當(dāng)于超級光盤?！眲⒅曳墩f，這個項目共有三個承擔(dān)單位，還包括當(dāng)時的北大電子學(xué)系——現(xiàn)在的信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院的吳全德院士、薛增泉教授以及吉林大學(xué)化學(xué)系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高，但對‘納米’非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術(shù)的，尤其有感于我國微電子技術(shù)發(fā)展的曲折和落后現(xiàn)狀，而納米技術(shù)應(yīng)該是一個難得的機會。因此，“我們之間產(chǎn)生了強烈共鳴，覺得應(yīng)該醞釀一個計劃，大張旗鼓地在納米領(lǐng)域開拓——這就是北京大學(xué)納米科技中心成立的初衷”。

1993年，劉忠范回國后，他親手建立起光電智能材料研究室。起初什么都沒有，完全從零開始做。有幾間空房子，每一個插頭在什么地方，都要劉忠范自己設(shè)計后找人安裝，桌椅板凳都是他自己一件件買來的。搞前沿研究需要先進設(shè)備，為了購買這些設(shè)備，他省吃儉用，甚至到了摳門的程度。劉忠范花50多萬元買了一臺用于看原子和分子的STM儀器，這差不多是國內(nèi)最早進口的洋玩意。儀器需要配置防震臺，由于資金緊張，劉忠范只能帶著學(xué)生親自動手。

創(chuàng)業(yè)是艱辛的。當(dāng)年的劉忠范人稱“拼命三郎”，每天最早進樓的是他，最晚一個走出實驗室的還是他。由于總是工作到深夜，樓門早已關(guān)閉，因此他經(jīng)常翻越化學(xué)樓的鐵門，“因此練就了一副好身手”，他自嘲道。

科研工作很辛苦，但也充滿了快樂。在劉忠范眼里，研究的一大樂趣就是和學(xué)生一道創(chuàng)造故事。學(xué)生一個錯誤的實驗設(shè)計帶來了熱化學(xué)燒孔存儲技術(shù)；一位女同學(xué)的頑固不化和他的堅持加包容收獲了石墨烯的偏析生長方法，進而開啟了石墨烯生長過程工程學(xué)研究之門?；貞浧疬@些往事，劉忠范的臉上洋溢著成就感。

“要向兩頭進軍”

十幾年來，中國納米科技發(fā)展得飛快。從數(shù)量上看，已經(jīng)與美國并駕齊驅(qū)，論文的檔次也越來越高，盡管原創(chuàng)性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國納米的發(fā)展簡單勾勒了三部曲：科學(xué)、技術(shù)和工程。

談起與自己一同成長的北大納米科技中心，劉忠范說，北大的納米研究，總體上還處于納米科學(xué)的層面。經(jīng)過十幾年的努力，已經(jīng)取得了長足進步，在國內(nèi)外擁有了一定的學(xué)術(shù)影響和地位，化學(xué)學(xué)院、信息學(xué)院和物理學(xué)院的納米團隊功不可沒。當(dāng)然，我們還缺少重大突破，需要從高原到高峰的飛躍。

劉忠范特別推崇團隊精神和團隊文化建設(shè)。說起他的研究團隊，他總是強調(diào)，他所取得的些許成績，都是團隊成員共同拼搏、共同奮斗的結(jié)果。他的研究團隊，從最初的幾個人、十幾個人，發(fā)展到今天的幾十個人，不斷地壯大著，也形成了獨具一格的團隊文化。正是這樣的團隊文化，帶來了一個又一個的學(xué)術(shù)研究成果，也使北大成為國際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是：人才決定潛力，機制決定效率，文化決定高度。

劉忠范最自豪的不是他發(fā)表的300多篇學(xué)術(shù)論文，而是培養(yǎng)了一批熱愛科學(xué)、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數(shù)都在國內(nèi)外知名學(xué)術(shù)機構(gòu)從事科研工作。他更希望將來有一天他被稱為教育家，而不僅僅是一名科學(xué)家。

“ 責(zé)任是通向偉大的代價”，這是丘吉爾的一句名言。劉忠范深深地感受到越來越多的社會責(zé)任。兒時刻骨銘心的貧窮經(jīng)歷使他對農(nóng)村教育和失學(xué)兒童問題極為關(guān)注，并力所能及地為此做些事情。他設(shè)立的獎學(xué)金拯救了不少瀕臨失學(xué)的兒童。人生是永不停息的馬拉松。前人在指引著我們，后人在追趕著我們，我們始終處在激烈的競爭中。劉忠范正不斷翻山越嶺，向科學(xué)高峰攀登。（來源：科技日報，本刊有刪節(jié)）

篇（7）

物理化學(xué)是一門借助物理的基本原理，揭示化學(xué)基本規(guī)律的學(xué)科，也是一門理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強的學(xué)科，具有理論公式多，推導(dǎo)復(fù)雜的學(xué)科特點。初學(xué)者往往感到抽象難懂，對數(shù)學(xué)知識要求高，容易產(chǎn)生畏難情緒，也往往認為理論知識學(xué)了沒有用途，導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)的興趣。為了解決物理化學(xué)中抽象難懂的問題，通常采用的方法是在教師授課時列舉一些與生活實踐相關(guān)的現(xiàn)象，借助物理化學(xué)知識加以解決，但是這只是一些簡單的應(yīng)用，并且借助于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)都能得到容易理解的結(jié)果，但是對于有一定知識水平的大學(xué)生似乎顯得過于簡單，并不能激發(fā)他們對物理化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，解決他們對物理化學(xué)理論學(xué)習(xí)的困惑，展示理論知識與科學(xué)實踐和生產(chǎn)實踐的緊密聯(lián)系，從而體現(xiàn)物理化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科的價值。另外，物理化學(xué)中化學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)公式都是從科學(xué)實踐總結(jié)出來的，能指導(dǎo)科學(xué)實踐活動。因而，在物理化學(xué)實際教學(xué)中，除了要結(jié)合生活實踐之外，教師應(yīng)該適當(dāng)闡述理論公式的實際科研來源以及這些理論知識在科學(xué)前沿研究和生產(chǎn)實踐的應(yīng)用價值，才能引導(dǎo)學(xué)生逐漸認識到物理化學(xué)知識理論學(xué)習(xí)的重要性，同時也可以通過科研實例刺激學(xué)生的好奇心和求知欲，從而激發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。因此，教師科研能促進物理化學(xué)理論教學(xué)，也能促進學(xué)生對當(dāng)前科研前沿的了解，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1科研實踐對物理化學(xué)教學(xué)的促進作用

1．1物理化學(xué)理論在科研實踐中的應(yīng)用

盡管物理化學(xué)科研實踐的實驗方法和手段比較復(fù)雜，但是常常使用了大學(xué)物理化學(xué)書本上的基本原理和基礎(chǔ)知識，因而，我們可以選擇一些合適的科研實踐活動將其應(yīng)用到物理化學(xué)教學(xué)中，以提高學(xué)生對物理化學(xué)基礎(chǔ)理論重要性的認識，幫助他們更好地理解這些基礎(chǔ)知識，激發(fā)他們對物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。這里我們以原電池的基本原理在科研中的應(yīng)用來闡述物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)的重要性。已有文獻報道具有缺陷的碳納米管浸入到一定濃度的氯鉑酸或者氯金酸溶液中，通過原子力顯微鏡能夠觀察到在碳納米管的邊壁缺陷上快速形成金屬鉑納米粒子或者金納米粒子［1］。這金屬離子自發(fā)還原沉積碳納米管上的現(xiàn)象歸因于金屬離子與碳納米管之間的原電池效應(yīng)，電極反應(yīng)分別是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根據(jù)電極電勢的數(shù)學(xué)公式計算出PtCl42－和AuCl4－的還原電勢以及碳納米管的氧化電勢，并比較它們的大小，從而能判斷出金屬鉑或者金粒子是否能沉積在碳納米管的邊壁上。更進一步地研究表明利用原電池效應(yīng)可以在碳納米管的表面邊壁上沉積四氧化三鐵、氧化亞銅、二氧化釩等中間價態(tài)的金屬氧化物，計算這些金屬離子與碳納米管之間的電極電勢ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通過控制溶液的pH值和碳納米管的結(jié)構(gòu)等反應(yīng)條件實現(xiàn)中間價態(tài)的金屬氧化物沉積在碳納米管的表面，關(guān)鍵是通過原電池效應(yīng)合成的碳納米管－金屬氧化物復(fù)合材料在催化加氫反應(yīng)、苯酚羥基化反應(yīng)等催化反應(yīng)中展示了比其他方法合成的該種復(fù)合材料更加優(yōu)異的性能，體現(xiàn)了合理的使用電化學(xué)方法合成材料具有重要的應(yīng)用價值［2－4］。盡管這些科研工作涉及的內(nèi)容比較廣泛，考慮的因素復(fù)雜，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化學(xué)中原電池電極電勢的相關(guān)基礎(chǔ)知識。實際上，物理化學(xué)中熱力學(xué)、溶液中的化學(xué)勢、物質(zhì)的相圖、吸附脫附、動力學(xué)研究等基本知識在當(dāng)前的科研都有廣泛的應(yīng)用，利用這些基本知識來驗證過程的可行性或者借助它們推斷出物理化學(xué)及其相關(guān)學(xué)科中更深層次的機理或者原理［5－7］。因此，物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識在當(dāng)前的科學(xué)研究工作中仍然具有重要的價值，是學(xué)生為今后工作和學(xué)習(xí)所必須要掌握的。

1．2科研實踐對學(xué)生物理化學(xué)學(xué)習(xí)的促進作用

物理化學(xué)中的基礎(chǔ)知識都是比較抽象，數(shù)學(xué)公式比較多，這增大了學(xué)生學(xué)習(xí)的困難，但是這些基礎(chǔ)知識都是來自科學(xué)實踐，相應(yīng)地能用來指導(dǎo)科學(xué)實踐活動，因而，學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的時候借助于科研實踐來展示這些知識，能幫助學(xué)生更好了解和掌握這些知識。首先，科研實踐的學(xué)術(shù)論文為了更好地解釋相關(guān)原理往往都使用大量的圖表或者視頻，直觀地展示和支撐他們的實驗結(jié)果，幫助讀者理解論文的結(jié)論。教師可以根據(jù)物理化學(xué)相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容提煉這些學(xué)術(shù)論文，在教學(xué)中利用論文中直觀的圖片或者視頻給學(xué)生展示對應(yīng)的知識點，使得抽象的知識圖像化、具體化，同時將枯燥無味的理論知識形象生動地呈現(xiàn)到學(xué)生的面前，加深學(xué)生對該知識點的印象，促進學(xué)生對該知識點的理解和掌握。其次，物理化學(xué)的教學(xué)過程中可以借助科研實踐論文生動地展示給學(xué)生，不僅能幫助學(xué)生理解這些知識點，更能讓學(xué)生意識到物理化學(xué)課程中基礎(chǔ)知識與生產(chǎn)實際有緊密的聯(lián)系，而不是為了學(xué)習(xí)抽象的知識而學(xué)習(xí)這些知識。它們能夠直接應(yīng)用到實際科研和生產(chǎn)實踐中，并指導(dǎo)科學(xué)實踐和生產(chǎn)實踐活動，使得學(xué)生不再認為理論知識難學(xué)而沒有用途，更不會消極地學(xué)習(xí)和理解這些物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識。學(xué)生會更加積極主動理解和掌握所學(xué)知識點，甚至通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等相關(guān)工具，更進一步地詳細了解與物理化學(xué)書本上相關(guān)知識內(nèi)容，從而間接地提高他們的自學(xué)能力，培養(yǎng)他們積極主動學(xué)習(xí)的能力。最后，借助物理化學(xué)教學(xué)引入科研生產(chǎn)實踐的概念，讓學(xué)生接觸基礎(chǔ)知識應(yīng)用到令人好奇的未知世界，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的興趣。既使學(xué)生學(xué)習(xí)到必須掌握的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識，同時又接觸到物理化學(xué)方向科研和生產(chǎn)實踐的前沿，掌握當(dāng)前物理化學(xué)科研和生產(chǎn)實踐的動態(tài)。讓學(xué)生從一開始學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識灌輸科研實踐的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本學(xué)科發(fā)展前沿和科研動態(tài)，使學(xué)生浸潤在科研的氛圍下，產(chǎn)生濃烈的科研傾向［8］。從而使學(xué)生尋找自身喜歡的學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)興趣，建立嚴謹?shù)目蒲泻蛯W(xué)習(xí)態(tài)度，刺激學(xué)生對未知世界的求知欲望，并潛移默化地培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的工作學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。因此，物理化學(xué)教學(xué)中引進科研實踐，不僅將枯燥無味的理論知識形象生動化，而且能讓學(xué)生認識到物理化學(xué)理論知識學(xué)習(xí)的重要性，培養(yǎng)他們的基本科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)他們對未知世界的求知欲望。

1．3教師科研實踐對物理化學(xué)教學(xué)的重要影響

對于普通本科院校來講，無論什么樣的教學(xué)改革都是圍繞教學(xué)方式和手段在課堂教學(xué)過程中的運用，無法代替教師的角色，無法改變教師授課主體的本質(zhì)，因而，教師在教學(xué)過程中起著重要的作用。只有通過教師的教導(dǎo)和示范作用才能使課堂教學(xué)變得更加生動鮮活，也對學(xué)生的學(xué)習(xí)和行為有直接地引導(dǎo)作用。因而，教師自身的專業(yè)水平?jīng)Q定了他的教學(xué)水平和教學(xué)能力，而科研實踐活動對教師有很大的鍛煉和啟發(fā)作用，增加了教師的業(yè)務(wù)知識水平，對課堂教學(xué)有非常大的促進作用，因而，要提高教師的專業(yè)水平應(yīng)該鼓勵教師積極參與科研實踐工作［9］。首先，本學(xué)科專業(yè)教師開展科研實踐工作之前必須不斷查閱大量新的文獻資料，了解當(dāng)前科技發(fā)展的動態(tài)，及時跟蹤本學(xué)科領(lǐng)域的最新進展，更新和豐富本學(xué)科的理論和知識。這個過程有利于提高教師發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，并不斷更新和完善自己的知識體系，能更好地將當(dāng)前本學(xué)科科技發(fā)展動態(tài)傳授給學(xué)生，同時隨著知識水平的提高教師將以新的高度去思考學(xué)科發(fā)展趨勢，自然而然地應(yīng)用到教育教學(xué)和人才培養(yǎng)的模式，進而思考未來人才的發(fā)展趨勢和人才培養(yǎng)的最佳方法。其次，教師從事科研工作對該學(xué)科未知領(lǐng)域的探索研究是一個長期而艱苦的過程，能提高教師的邏輯思維能力和表達能力，能培養(yǎng)教師一絲不茍和勇于創(chuàng)新的嚴謹治學(xué)態(tài)度、頑強拼搏的精神以及良好的科研素質(zhì)，激發(fā)教師的創(chuàng)新思想，迎合當(dāng)前國家鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的潮流。教師在科研中的鍛煉往往對學(xué)生起到表率作用，促進培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、頑強拼搏精神以及嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，對學(xué)生成才起到推動作用。此外，教師的科研成果能讓學(xué)生直接感受到科研并非遙不可及，對學(xué)生有很大的引導(dǎo)和促進作用，同時可以激發(fā)學(xué)生對科研的興趣和求知欲望，主動參與到教師的科研實踐，激起他們對物理化學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的熱情［9］。因此，教師要實現(xiàn)物理化學(xué)教學(xué)的改革創(chuàng)新，適應(yīng)當(dāng)前形式下物理化學(xué)教學(xué)的發(fā)展，僅憑教學(xué)經(jīng)驗是遠遠不夠的，必須從事科學(xué)研究去實踐、去探索、去創(chuàng)新，進一步提高本學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)，從而加快教育觀念的更替，逐步形成具有自身特色的教學(xué)方式，將新理論、新方法滲透到物理化學(xué)教學(xué)實踐中，才能改變多年從教的疲憊與困惑，同時也激發(fā)了自身潛在的創(chuàng)造力。

篇（8）

1前言

納米材料（又稱超細微粒、超細粉未）由表面（界面）結(jié)構(gòu)組元構(gòu)成，是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，粒徑介于原子團簇與常規(guī)粉體之間，一般不超過100nm，而且界面組元中含有相當(dāng)量的不飽和配位鍵、端鍵及懸鍵。其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價值。近年來，納米材料在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨特魅力。

2納米材料特性

2.1具有很強的表面活性

納米超微顆粒很高的“比表面積”決定了其表面具有很高的活性。免費論文參考網(wǎng)。在空氣中，納米金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。利用表面活性，金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎?、貯氣材料和低熔點材料。將納米微粒用做催化劑，將使納米材料大顯身手。如超細硼粉、高鉻酸銨粉可以作為炸藥的有效催化劑；超細銀粉可以成為乙烯氧化的催化劑；超細的鎳粉、銀粉的輕燒結(jié)效率，超細微顆粒的輕燒結(jié)體可以生成微孔過濾器，作為吸咐氫氣等氣體的儲藏材料，還可作為陶瓷的著色劑，用于工藝品的美術(shù)圖案中。免費論文參考網(wǎng)。

2.2具有特殊的光學(xué)性質(zhì)

所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)時都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小，顏色越黑，銀白色的鉑（白金）變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。由此可見，金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀趌％，大約幾微米厚度的膜就能起到完全消光的作用。利用這個特性可以制造高效率的光熱、光電轉(zhuǎn)換材料，以很高的效率將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋㈦娔?。另外還有可能應(yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身材料等。

2.3具有特殊的熱學(xué)性質(zhì)

大尺寸的固態(tài)物質(zhì)其熔點往往是固定的，超細微化的固態(tài)物質(zhì)其熔點卻顯著降低，當(dāng)顆粒小于10納米量級時尤為突出。例如，金的常規(guī)熔點為1064℃，當(dāng)其顆粒的尺寸減小到10納米時，熔點會降低27℃，而減小到2納米尺寸時的熔點僅為327℃左右；銀的常規(guī)熔點為670℃，而超微銀顆粒的熔點可低于100℃。因此，超細銀粉制成的導(dǎo)電漿料可以進行低溫?zé)Y(jié)，此時元件的基片不必采用耐高溫的陶瓷材料，完全可采用塑料。采用超細銀粉漿料，可使片基上的膜厚均勻，覆蓋面積大，既省材料又提高質(zhì)量。

2.4具有特殊的磁學(xué)性質(zhì)

小尺寸磁性超微顆粒與大塊磁性材料有顯著不同，大塊純鐵的磁矯頑力約為80安／米，而當(dāng)顆粒尺寸減小到2×10-2微米以下時，其矯頑力可增加1000倍。若進一步減小其尺寸，大約小于6×10-3微米時，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已制成高儲存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等;利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成了用途廣泛的磁流體。

2.5具有特殊的力學(xué)性質(zhì)

因為納米材料具有較大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此表現(xiàn)出甚佳的韌性和一定的延展性，這樣就使納米陶瓷材料具有了新奇的力學(xué)性質(zhì)。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強度，就是因為它是由磷酸鈣等納米材料構(gòu)成的，這也足以說明大自然是納米材料的成功制造者。納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3～5倍。金屬——陶瓷復(fù)合納米材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用前景十分寬廣。

2.6宏觀量子隧道效應(yīng)

由于電子既具有粒子性又具有波動性，因此它存在隧道效應(yīng)。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀物理量，如微顆粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應(yīng)，稱之為宏觀的量子隧道效應(yīng)。宏觀量子隧道效應(yīng)將會是未來微電子、光電子器件的基礎(chǔ)，或者說它確立了現(xiàn)存微電子器件進一步微型化的極限，當(dāng)微電子器件進一步微型化時必須要考慮上述的量子效應(yīng)。目前研制的量子共振隧道晶體管就是利用量子效應(yīng)制成的新一代電子器件。

3納米材料在化工生中應(yīng)用

由于納米材料的特殊結(jié)構(gòu)和特殊性能，使納米材料在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用在以下幾方面。

3.1橡膠改性

炭黑納米粒子加入到橡膠中后可顯著提高橡膠的強度、耐磨性、抗老化性，這一技術(shù)早已在橡膠工業(yè)中運用。

納米技術(shù)在制造彩色橡膠中也發(fā)揮了獨特的作用，過去的橡膠制品一般為黑色（納米級的炭黑較易得到）。若要制造彩色橡膠可選用白色納米級的粒子（如白炭黑）作補強劑，使用納米粒子級著色劑，此時橡膠制品的性能優(yōu)異。

3.2塑料改性

3.2.1對塑料增韌作用

納米粒子添加到塑料中，對增加塑料韌性有較大的作用。用納米級SiC/Si3N4粒子經(jīng)鈦酸酯處理后填充LDPE，當(dāng)添加量為5％時沖擊強度最大，缺口沖擊強度為55.7kj/m2，是純LDPE的2倍多；斷裂伸長率到625 ％時仍未斷裂，為純LDPE的5倍。用納米級CaCO3，改性HDPE，當(dāng)納米級CaCO3含量為25％時，沖擊強度達到最大值，最大沖擊強度為純HDPE的1.7倍，斷裂伸長率在CaCO3含量為16％時最大，約為660％超過純HDPE的值。

3.2.2塑料功能化

塑料在家用電器及日用品中的應(yīng)用非常廣泛，在塑料中添加具有抗菌性的納米粒子，可使塑料具有抗菌性，且其抗菌性保持持久?，F(xiàn)已應(yīng)用此技術(shù)生產(chǎn)了抗菌冰箱，實際上就是在制造冰箱塑件時，使用的塑料原料中添加了某種納米粒子，利用該納米粒子的抗菌特性，使塑料具有抗菌殺菌的功能，國內(nèi)某公司采用該項技術(shù)率先開發(fā)出無菌塑料餐具、無菌塑料撲克等產(chǎn)品，受到市場的歡迎。

3.2.3通用塑料的工程化

通用塑料具有產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、價格低等特點，但其性能不如工程塑料，而工程塑料雖性能優(yōu)越，但價格較高。在通用塑料中加入納米粒子能使其達到工程塑料的性能，用納米技術(shù)對通用聚丙烯進行改性，其性能達到了尼龍6的性能指標(biāo)，而成本卻降低1／3。

3.3化學(xué)纖維改性

近年來出現(xiàn)了各種新型的功能性化學(xué)纖維，其中不少是應(yīng)用了納米技術(shù)，如日本帝人公司將納米ZnO和納米SiO2混入化學(xué)纖維， 得到具有除臭及靜化空氣功能的化學(xué)纖維，這種化學(xué)纖維被廣泛用于制造長期臥床病人和醫(yī)院的消臭敷料、繃帶、睡衣等；日本倉螺公司將納米ZnO加入到聚酯纖維中，制得了防紫外線纖維， 該纖維除了具有防紫外線功能外，還具有抗菌、消毒、除臭的功能。

3.4涂料改性

在各類涂料中添加納米材料，如納米TiO2，可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)院和家庭內(nèi)墻涂飾?？芍圃斐龇雷贤饩€涂料，應(yīng)用于需要紫外線屏蔽的場所，例如涂在陽傘的布料上，制成防紫外線陽傘。還可以制造出吸波隱身涂料，用于隱形飛機、隱形軍艦等國防工業(yè)領(lǐng)域及其他需要電磁波屏蔽場所的涂敷。在涂料中添加納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍提高，涂料的質(zhì)量和檔次大大升級，據(jù)稱，納米改性外墻涂料的耐洗刷性可由原來的1000多次提高到1萬多次，老化時間延長2倍多。納米ZnO 添加到汽車金屬閃光面漆中，可制造出汽車專用變色漆。

3.5在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗進行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費，使經(jīng)濟效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒子作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進行的反應(yīng)也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

3.6在其它精細化工方面的應(yīng)用

納米材料的優(yōu)越性無疑也會給精細化工帶來福音，并顯示它的獨特畦力。如在橡膠中加入納米SiO 2 ，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。免費論文參考網(wǎng)。國外已將納米SiO 2 ，作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中，使其密封性和粘合性都大為提高。在有機玻璃中加入Al 2 O 3 ，不僅不影響玻璃的透明度，而且還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO 2 具有優(yōu)良的紫外線屏蔽性能，而且質(zhì)地細膩，無毒無臭，添加在化妝品中，可使化妝品的性能得到提高。納米SiO 2 能夠強烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強的光化學(xué)活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有機污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點，在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域還將出現(xiàn)功能獨特的納米膜。這種膜能探測到由化學(xué)和生物制劑造成的污染，并能對這些制劑進行過濾，從而消除污染。

篇（9）

“盡自己力量努力做事。”沈小平教授這樣簡單地概括自己的科研工作生涯，給人的印象卻是真正的踏踏實實做學(xué)問、一心一意搞研究的學(xué)者風(fēng)范。

立足前沿 沉下心來搞創(chuàng)新

長期以來，盡管教學(xué)工作繁忙，科研條件有限，但沈小平教授始終要求自己沉下心來，堅持科研工作不動搖。近年來，瞄準(zhǔn)本領(lǐng)域國際國內(nèi)的最新研究進展，他的研究工作一直處于國際前沿領(lǐng)域，先后主持和參與了國家自然科學(xué)基金項目六項、省部級科研項目3項、以及國家和省級重點實驗室開放課題多項，在化學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域取得了多項研究進展。

一方面，沈小平教授課題組成功制備了石墨烯與各種金屬、合金、氧化物、硫化物、鐵酸鹽等的復(fù)合材料，研究了這類材料在吸附、催化、氣體傳感、鋰離子電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。其中，他們采用簡單的低溫回流方法制備出了結(jié)構(gòu)和形貌可控的石墨烯（RGO）/Ni納米復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料對于對硝基苯酚（4-NP）的還原反應(yīng)具有優(yōu)異的催化性能。他們首次合成了石墨烯負載的FeNi合金和NiCo合金納米粒子。在合成RGO-FeNi復(fù)合物中，他們首次得到了FeNi合金納米花，并發(fā)現(xiàn)石墨烯作為基底材料對于FeNi合金納米花的形成起到了關(guān)鍵作用。通過定向流動自組裝法，他們將該材料制備成磁性紙片，所得的復(fù)合材料顯示軟鐵磁性，使其在磁性存儲、生物分離、水處理和電磁波吸收等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價值。他們合成的RGO-Nico復(fù)合物不僅具有鐵磁性質(zhì)，而且對4-NP的還原具有很好的催化活性，是一種可磁性分離的高效催化劑。他們同時發(fā)現(xiàn)了石墨烯對于催化活性和穩(wěn)定性的促進作用，這使得RGO-NixCo100-x復(fù)合材料在催化方面具有潛在的應(yīng)用價值。

其次，沈小平教授等人首次用一種通用的方法合成了基于石墨烯的各種鐵酸鹽（MnFe2O4，ZnFe2O4，CoFe2O4和NiFe2O4）復(fù)合材料，首次將石墨烯復(fù)合材料的磁性，吸附性和光催化性三者結(jié)合于一體，將該復(fù)合材料設(shè)計成高吸附、高催化活性的可磁分離材料。他們發(fā)現(xiàn)吸附主要是石墨烯的作用，而光催化性和磁性主要是鐵酸鹽的貢獻。石墨烯的高吸附活性以及MFe2O4納米粒子的磁學(xué)和光催化性能使得該復(fù)合材料在環(huán)境領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用。另外，通過微波法他們簡便快速地合成了系列化的石墨烯一金屬硫化物（ZnS，CdS，Ag2S和Cu2S）的納米復(fù)合材料。該法基于同時生長金屬硫化物納米粒子和還原氧化石墨烯，從而在石墨烯上原位形成無積聚的金屬硫化物納米粒子：并研究了合成參數(shù)對硫化物納米粒子在石墨烯上的尺寸、形貌和分布的影響，這在石墨烯負載的復(fù)合材料中尚未被研究。

另外，沈小平教授首次提出了一種通過長鏈伯胺的非共價鍵改性將GO從水相轉(zhuǎn)移到各種有機溶劑中的簡單而有效的方法，并實現(xiàn)了GO在水相和有機相之間的可逆轉(zhuǎn)移。他們首次通過溶劑熱法合成了基于皺褶石墨烯的復(fù)合材料――由Fe2O3納米紡綞體和皺褶的石墨烯納米片結(jié)合而成的新型RGO-Fe2O3納米復(fù)合物。作為鋰離子電池負極材料，該納米復(fù)合物與單獨的Fe2O3納米紡綞體和單獨RGO納米片相比，電化學(xué)性能得到顯著提高。與平整的RGO支撐的納米復(fù)合物相比，皺褶的石墨烯可以對Fe2O3納米紡綞體起到更多維數(shù)的限制，這對于Fe2O3在鋰離子嵌入時的體積膨脹起到了更好的限制作用。該研究為基于皺褶的石墨烯材料的合成和應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。在此過程中，沈小平教授首次從實驗上系統(tǒng)研究了不同皺褶程度的石墨烯材料，發(fā)現(xiàn)通過簡單的改變?nèi)軇┲兴?、乙二醇的比例可以方便地調(diào)控石墨烯的皺褶程度，同時發(fā)現(xiàn)不同皺褶程度對于石墨烯的比表面積、吸附和催化性能具有重要的影響。

天道酬勤 踏踏實實做學(xué)問

上述中我們看到，沈小平教授在功能納米材料的可控合成和性質(zhì)應(yīng)用方面的許多新發(fā)現(xiàn)，他成功開發(fā)出利用單源前驅(qū)體的模板基CVD法合成各種氧化物、硫化物和有機物的納米管有序陣列的普適方法，同時在國內(nèi)外首次對石墨烯無機納米復(fù)合材料作了全面的述評。沈小平教授的研究成果受到了國際同行的關(guān)注，產(chǎn)生了良好的社會影響，目前已在Journal of Materials Chemistry，Journal of Physical Chemistry C.Carbon，ACS Applied Materials&Interfaces CrystEngComm，Nanotechnology等國際SCI源期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文110余篇，論文被SCI源期刊引用1600余次，7篇論文入選ESI高被引論文。目前研究成果獲授權(quán)國家發(fā)明專利9項。

采訪中，沈小平教授談到了他對科研工作的熱愛和執(zhí)著。正是充分認識到科研工作對人才培養(yǎng)和建立創(chuàng)新型國家的重要作用，多年來他克服資金、設(shè)備、人員等方面的種種困難，堅持不懈地搞科研。沈小平教授在科研工作中始終要求自己做到“恒心、定心、耐心”?！昂阈摹奔闯种院?，幾十年如一日，不斷學(xué)習(xí)，提高自己的學(xué)術(shù)水平：“定心”即甘于坐冷板凳，不為外界各種誘惑所動，甘于寂寞，埋頭苦干：“耐心”即科研工作不急于求成，不急功近利，踏踏實實做學(xué)問。多年來，沈小平教授為了科研和工作，基本沒有節(jié)假日和寒暑假，放棄了大量的休息時間：也因為科研工作，經(jīng)常不能盡到對家庭和孩子的責(zé)任?！白鳛楦赣H的我時常有一種愧疚感?！睆纳蛐∑降难哉Z間，記者體會到的是七分韌勁兒、三分無奈。

一份耕耘一份收獲，經(jīng)過多年的拼搏，近年來沈小平的科研工作進展迅速，逐步走上了快速發(fā)展的軌道。針對當(dāng)前出現(xiàn)的各種學(xué)術(shù)腐敗問題，沈小平教授也有一番自己的觀點。他常常告誡自己和學(xué)生：做學(xué)問要先做人，要樹立求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度，自覺抵制各種學(xué)術(shù)的不端行為。

篇（10）

化學(xué)科學(xué)是研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各種不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)的合成反應(yīng)、分離和分析、結(jié)構(gòu)形態(tài)、物理性能和生物活性及其規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)。隨著新世紀腳步的不斷加快，作為物質(zhì)科學(xué)組成之一的化學(xué)科學(xué)將愈來愈引起世界各國的關(guān)注?；瘜W(xué)中的前沿科學(xué)也將成為化學(xué)工作者關(guān)注的焦點。

從一定意義上講，科學(xué)論文的發(fā)表是科學(xué)成果被人們承認的唯一形式。一定頻次的引用反映了某篇論文重要性的程度，超高頻次的引用，常可認為其研究成果引發(fā)了科學(xué)研究的熱點或在科學(xué)研究中取得突破。因此，近期化學(xué)科研論文的引用情況也體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科前沿的科學(xué)研究成果，以及當(dāng)前國際化學(xué)前沿的特點和變化趨勢和研究方向。據(jù)中科院文獻情報中心的報道，90年代的化學(xué)研究前沿領(lǐng)域有：

（1）富勒烯C60的研究導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了自然界一類新的物質(zhì)――碳的另一種存在形式，并對宇宙內(nèi)碳循環(huán)和經(jīng)典芳香性的關(guān)系這一理論化學(xué)的關(guān)鍵問題有了全新的認識，開辟了新的化學(xué)研究領(lǐng)域。

（2）模擬程序和密度泛函理論的發(fā)展引起整個化學(xué)領(lǐng)域的革命，使量子化學(xué)成為成千上萬化學(xué)家手中的工具，可用以預(yù)測和闡明物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。

（3）對不同管徑和纏繞角的單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性質(zhì)的研究展示了單壁碳納米管在納米分子電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

（4）人工合成新藥的發(fā)展：天然抗癌藥物的人工合成以及用以開發(fā)新藥的組合化學(xué)方法。

（5）組合化學(xué)新研究領(lǐng)域的發(fā)展打破了傳統(tǒng)藥物開發(fā)的模式，可同時合成和篩選大批生物活性物質(zhì)，大大縮短了新藥開發(fā)的時間。組合化學(xué)技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于催化劑的篩選、手性化合物合成等材料科學(xué)領(lǐng)域。

（6）仿生聚合物是一種先進材料，它的人工合成向模仿機體功能的“目標(biāo)”邁進了一步。

（7）分析化學(xué)在這一階段已不再僅僅是化學(xué)家手中的工具，它已發(fā)展為一門分析科學(xué)。它一方面為人們提供關(guān)于物質(zhì)，特別是構(gòu)成生命的基本物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)甚至生命過程的信息；另一方面，在精密分析儀器本身的研制上不斷獲得進展。

（8）計算機技術(shù)的飛速發(fā)展使化學(xué)家的研究手段產(chǎn)生巨大變革。有關(guān)生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸）多維結(jié)構(gòu)圖像實現(xiàn)和精細結(jié)構(gòu)表達的程序及軟件包的研究受到化學(xué)界的極大關(guān)注。

（9）有機反應(yīng)、不對稱合成及催化是90年代以來的持續(xù)熱點。這是一個有工業(yè)應(yīng)用前景和巨大市場潛力的、一直很活躍的研究領(lǐng)域。

在經(jīng)歷了20世紀的空前繁榮發(fā)展后，進入21世紀，化學(xué)學(xué)科面臨著四大難題。第一，合成化學(xué)難題――化學(xué)反應(yīng)理論；第二，功能結(jié)構(gòu)化學(xué)難題――結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系；第三，生命現(xiàn)象的化學(xué)機制――生命化學(xué)難題；第四，納米尺度難題。徐光憲院士等科學(xué)家認為21世紀是信息科學(xué)、合成化學(xué)和生命科學(xué)共同繁榮的世紀，化學(xué)的微觀方法和宏觀方法相互結(jié)合，相互滲透這一潮流將進一步向前發(fā)展，并提出了新世紀的化學(xué)科學(xué)包含了對下列八個層次的物質(zhì)對象的研究：

（1）原子層次的化學(xué)：其中包括核化學(xué)、放射化學(xué)、同位素化學(xué)、sp區(qū)元素化學(xué)、d區(qū)元素化學(xué)、4p區(qū)元素化學(xué)、5f區(qū)元素化學(xué)、超5f區(qū)元素化學(xué)、單原子操縱和檢測化學(xué)等。

（2）分子層次的化學(xué)：現(xiàn)已合成的2000余萬種分子和化合物，通常分為無機、有機和高分子化合物。但近30余年來合成的眾多化合物，如金屬有機化合物、元素有機化合物、原子簇化合物、金屬酶、金屬硫蛋白、富勒烯、團簇、配位高分子等很難適應(yīng)老的分類法。21世紀將研究分子的多元分類法，如按照分子片結(jié)合方式和生成的分子結(jié)構(gòu)類型分類，可分為0維、1維、2維、3維分子等。

（3）分子片層次的化學(xué)：原子只有110余種，但分子數(shù)目已超過2000萬種，因此有必要在原子和分子之間引入一個“分子片”的新層次，在21世紀應(yīng)該開展分子片化學(xué)的研究。

（4）超分子層次的化學(xué)：其中包括受體和給體的化學(xué)、鎖和鑰匙的化學(xué)、分子間的非共價作用力、范德華引力、各種不同類型的氫鍵、疏水-疏水基團相互作用、疏水-親水基團相互作用、親水-親水基團相互作用、分子的堆積組裝、位阻和各種空間效應(yīng)等。

（5）宏觀聚集態(tài)化學(xué)：其中包括固體化學(xué)、晶體化學(xué)、非晶態(tài)化學(xué)、流體和溶液化學(xué)、等離子體化學(xué)、膠體化學(xué)和界面化學(xué)等。

（6）介觀聚集態(tài)化學(xué)：包括納米化學(xué)、微乳化學(xué)、溶膠-凝膠化學(xué)、軟物質(zhì)化學(xué)、膠團-膠束化學(xué)和氣溶膠化學(xué)等。

（7）生物分子層次的化學(xué)：包括生物化學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、酶化學(xué)、腦化學(xué)、神經(jīng)化學(xué)、基團化學(xué)、生命調(diào)控化學(xué)、藥物化學(xué)、手性化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生命起源、認知化學(xué)和從生物分子到分子生物的飛躍等。

（8）復(fù)雜分子體系的化學(xué)。從以上分類可以看出，新世紀化學(xué)別值得關(guān)注的有化學(xué)信息學(xué)、分子片化學(xué)、超分子化學(xué)、生命化學(xué)、納米化學(xué)、理論化學(xué)和復(fù)雜分子體系的化學(xué)等。

隨著化學(xué)分支學(xué)科的重組及其它學(xué)科的交叉、融合和不斷滲透，21世紀初化學(xué)學(xué)科的前沿方向與優(yōu)先領(lǐng)域有：綠色化學(xué)與環(huán)境化學(xué)中的基本化學(xué)問題、材料科學(xué)中的基本化學(xué)問題、合成化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動態(tài)學(xué)、分子聚集體化學(xué)、理論化學(xué)、分析化學(xué)測試原理和檢測技術(shù)新方法建立、生命體系中的化學(xué)過程、能源中的基本化學(xué)問題、化學(xué)工程的發(fā)展與化學(xué)基礎(chǔ)等。

參考文獻：

[1]劉春萬.研討我國理論化學(xué)跨入新千年發(fā)展的一次盛會[J].化學(xué)進展，2000， 36（2）： 230-232.