纳米纤维素超微结构的表征与分析
唐丽荣,黄彪＊,李玉华,欧文,陈学榕
【摘要】摘要:采用场发射环境扫描电镜(FEGE-SEM)、场发射透射电镜(FETEM)和原子力显微镜(AFM)等仪器对硫酸水解法制备的纳米纤维素(NCC)进行超微结构的表征与分析。结果表明:NCC在水分散体系中可形成非常稳定的胶状溶液。由FEGE-SEM观察到微晶纤维素(MCC)呈不规则形状,直径约为15μm。通过硫酸水解制得形状较规整的短棒状NCC,直径范围在 2～50 nm之间。FETEM观察结果与AFM成像基本一致,FETEM观察大多数NCC直径约2～24 nm,长度为50～450 nm。AFM观察样品尺寸与FETEM观察相比所测得的样品尺寸偏大,这与其质地较软有关。X射线衍射(XRD)图谱表明 NCC属于纤维素Ⅰ型,与MCC相比,结晶度由 72.25%增大到 77.29%。
【期刊名称】生物质化学工程
【年(卷),期】2010(044)002
【总页数】4
【关键词】关键词:纳米纤维素;超微结构;分析
【文献来源】https://https://www.doczj.com/doc/317567038.html,/academic-journal-cn_biomass-chemical-engineering_thesis/0201248154894.html
纤维素是自然界中最丰富的天然高分子材料,开发可再生的纤维素资源在当前的形势下具有重要的战略意义。作为一种天然高分子化合物,纤维素在性能上存在强度有限等不足,限制了其应用范围,如果将其制备成纳米材料,就可以在一定程度上优化它的性能。天然纤维素里分布着纳米级的晶体纤维素和无定形的纤维素,它们依靠分子内和分子间的氢键以及范德华力维持着纤维素大分子的聚集态
纳米材料导论复习题(2016) 一、填空： 1.纳米尺度是指 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质的科学 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行的技术 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称为 5.一维纳米材料中电子在个方向受到约束，仅能在个方向自由运动，即电子在 个方向的能量已量子化一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的，又称为 6.1997年以前关于Au、Cu、Pd纳米晶样品的弹性模量值明显偏低，其主要原因是 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在和两个方面 8.纳米材料具有高比例的内界面，包括、等 9.根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为： 10.隧穿过程发生的条件为. 11.磁性液体由三部分组成：、和 12.随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向方向移动，即 13.光致发光指在照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程仅在激发过程中发射的光为在激发停止后还继续发射一定时间的光为 14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：、和 15.STM成像的两种模式是和. 二、简答题：（每题5分，总共45分） 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些？ 2、纳米材料的分类？ 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？ 4、简述PVD制粉原理 5、纳米材料的电导（电阻）有什么不同于粗晶材料电导的特点？ 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象
7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？ 8、解释纳米材料熔点降低现象 9、AFM针尖状况对图像有何影响？画简图说明 1. 纳米科学技术 (Nano-ST):20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术 2、什么是纳米材料、纳米结构？ 答：纳米材料：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料，即三维空间中至少有一维尺寸小于100nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料，大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类；纳米材料有两层含义： 其一，至少在某一维方向，尺度小于100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm，如纳米晶合金中的晶粒;其二，尺度效应：即当尺度减小到纳米范围，材料某种性质发生神奇的突变，具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。 纳米结构：以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系 3、什么是纳米科技？ 答：纳米科技是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工 4、什么是纳米技术的科学意义？ 答：纳米尺度下的物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土在宏观和微观的理论充分完善之后，再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头；纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的，在这一尺度下，充满了原始创新的机会因此，对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题，科学家有着极大的好奇心和探索欲望 5、纳米材料有哪4种维度？举例说明 答：零维：团簇、量子点、纳米粒子 一维：纳米线、量子线、纳米管、纳米棒 二维：纳米带、二维电子器件、超薄膜、多层膜、晶体格 三维：纳米块体 6、请叙述什么是小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应 答：小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应 表面效应：球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应 量子尺寸效应：当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料
关于纳米材料和纳米结构的研究 发表时间：2019-07-18T12:27:02.667Z 来源：《科技尚品》2018年第11期作者：于涵 [导读] 纳米材料问世后，各国科学家都开始对这种物质进行研究，国家关于纳米材料和纳米结构的研究也始终没有停止，现如今，中国在纳米材料和纳米结构方面的研究水平已经进入了国际先进行列。本文基于纳米材料和纳米结构，针对纳米材料在催化科学、分析分离科学、光电材料科学的应用展开了全面的分析。 宣化一中 引言：近年来，国际上关于纳米材料和纳米结构的研究不断发展，出现了很多新的研究热点，包括：半导体芯片、癌症诊断、光学材料等。随着研究的深入，未来将会有更多的纳米产品问世。将纳米材料和纳米结构和其他技术相结合，开拓新的思路，可以让纳米材料和纳米结构的适用性得到进一步提高。 一、纳米材料和纳米结构 纳米中主要包括两个部分，分别为：纳米晶粒和晶粒界面，晶界原子的比例极大是纳米最为突出的结构特征，此外，纳米晶界原子结构较为复杂，所以纳米中的晶界结构一直都是研究的重点，很多学者都提出了不同的模型学说，但纳米材料中的境界微观结构一直都没有形成一个统一的模型。不仅是因为晶界结构较为复杂，也是因为晶界结构会受到多种因素的影响，导致同一块材料中也会有不同的差异性。由于纳米结构上的特殊性和不稳定性，让纳米材料形成了很多的特殊性能。不仅如此，纳米材料的物理化学性能和绝大部分物体的物理化学特性都不同，其中最为典型的就是催化性能和光学性能这两个性能。比如，纳米材料在作为光催化剂使用时，因为纳米本身的粒径较小，所以可以到达表面的纳米粒子数量较多，光催化效率也就相对提高。随着时间的发展，科学技术的不断提升，对纳米的研究也就进一步深入，现如今，纳米材料中的线性光学性质以及晶体材料的光伏特性、发光效应也是纳米光学性质的研究热点问题。 二、纳米材料在不同科学行业中的应用 （一）纳米材料在催化科学中的应用 由上文可知，纳米材料的催化性能较优，因此在催化科学中得到了广泛的应用。近年来，含银催化剂在电催化水裂解、海水电解产氯气等方面都有着良好的应用，而采用海水电解产氯气的方式可以更好的减低能耗，这其中最为关键的环节就是制作合成出高效的含银催化剂[1]。采用自上而下的纳米颗粒制备方法，可以制作出一种稳定的银纳米颗粒，经过研究发现，这种纳米材料具有着较高的银卤素比例，应用在海水电解产氯气的过程中，可以有效催化氯气产生，而且这种纳米材料的催化活性较高。在调控催化纳米管时，也可以采用这种纳米材料，这种材料因其本身的性能较优，现如今已经在材料科学、传感器科学的研究中得到了广泛应用。（二）纳米材料在分析分离科学中应用 金纳米粒子作为纳米材料在分析分离科学中的应用效果一直较好，经常被用于检测物质，通过金纳米粒子的聚集和分散，观察体系溶液颜色的变化，就可以进行分析检测，这其中就利用了金纳米粒子的比色传感理论。此外，在传感领域也具有着一定的应用前景，将金纳米粒子和其他常见的应用物质进行结合，可以在分析分离科学中得到进一步的应用，从根本上提高检测结果的准确性。小分子凝胶是一种新型的功能材料，这种软材料可以利用分子间的相互作用，形成一个微纳米网络结构，根据分子在空间构型上的微小差别，会形成不同尺寸的微纳米网络结构。比如：检测二价汞离子的过程中，可以利用这种小分子凝胶体系进行灵敏检测，不仅如此，这种凝胶体系还可以检测水中汞离子。 （三）纳米材料在光电材料科学中应用 除了上述两个方面以外，纳米V型刚棒-线团分子以及双稳态功能轮烷分子梭在光电材料科学中都有着一定的应用。近几年，纳米材料在光电器材方面的应用得到了科研工作者的广泛关注，纳米材料在水中的自组装行为，在光电材料中科学、纳米材料科学、超分子化学以及主客体化学中都有着广泛的应用，利用这一性能形成的纳米V型刚棒-线团分子在水中就可以完成自组装行为。而稳态功能轮烷分子梭的设计和制备，在发展有机光电功能超分子体系中发挥着重要的作用。因此，在催化材料、光子晶体、药物控制输送等领域中都可以看见单分散核/壳纳米复合材料的身影，通过对具有单分散核/壳纳米复合材料性能的卟啉纳米金纳米粒子形成过程的研究，可以发现这种复合性的纳米粒子在构筑光电器件山发挥着重要的作用，且比其他复合材料具有着更大的光电流，光电性能也较为稳定。此外，这种复合材料的制备方法较为简单，生产便捷，因此大范围应用[2]。 总结：综上所述，纳米结构和纳米材料在科学行业中植根深远，在很多方面中都会发挥着重要的作用，作为一种市场前景广阔的新材料，国家应该进一步投入人力和资金展开研究，并且作为重点研究开发项目。二十一世纪，纳米技术会成为一种决定性技术，加强其在不同领域中的发展，可以推动国家科学领域的进步。 参考文献： [1]赵然. 博士论文-铀钍氧化物纳米材料和铀酰-异金属配位聚合物的合成、结构和性质研究[J]. 2016. [2]马佳文. 碳纳米材料与金属复合结构中空位缺陷产生和作用机制的理论研究[D]. 2016.
综述骨膜的组织学特征和超微结构 宋守礼 朱盛修 骨膜通常指骨外膜Κ是覆盖在骨外表面的致密结缔组织膜Λ除骨的关节面、股骨颈、距骨的关节囊下区和某些籽骨表面外Κ骨的外表面都有骨膜Λ目前认为Κ骨膜不仅是一层:限制膜ΦΚ而且具有成骨作用Κ对骨的营养、生长或修复及感受痛觉都很重要Λ临床上Κ利用骨膜移植后能保留骨膜固有的成骨和成软骨的特性Κ已成功地治疗骨折延迟愈合或不愈合、骨和软骨缺损、气管软骨缺损、先天性腭裂和股骨头缺血性坏死等疾病Κ且骨膜移植有血运重建快、成骨量大和对供区创伤小等优点Κ引起了人们对骨膜的兴趣Κ加速了对骨膜组织的结构和成骨机制的研究Λ 一、骨膜的组织学特征 虽然骨膜的组织结构因解剖部位和年龄不同而有差别Κ传统上常将骨膜分为浅表的纤维层;fibrous layerΓ和深面的生发层;cam bium layerΓΚ二层并无截然分界Λ纤维层较厚Κ细胞成分少Κ主要为粗大的胶原纤维束Κ彼此交织成网Κ有些纤维穿入骨质Κ称sharpey 纤维或穿通纤维;perfo rating fiberΓΚ起固定骨膜和韧带的作用Λ生发层紧邻骨外表面Κ其纤维成分少Κ排列疏松Κ血管和细胞丰富Κ有成骨能力Κ故又称成骨层;o s2 teogenic layerΓΚ其细胞成分有骨祖细胞、成骨细胞、破骨细胞和血管内皮细胞Λ生发层的组织成分随年龄和机能活动而变化Λ在胚胎期和出生后的成长期内Κ生发层由数层细胞组成Κ其外层为成纤维细胞样骨祖细胞Κ内层为成骨细胞Κ二者皆有增殖能力Κ与骨膜成骨有关Λ成年后Κ骨处于改建缓慢的相对静止阶段Κ生发层变薄Κ骨祖细胞相对较少Κ不再排列成层Κ而是分散附着于骨的表面Κ继续参与终身缓慢进行的骨改建活动及骨折时的修复活动[1Κ2]Λ骨膜的纤维层剥离后Κ成骨细胞和破骨细胞仍能牢固地附着在骨面上[3]Λ 近年来Κ有作者根据骨膜的功能和解剖学基础提出骨膜分三层的观点Κ即浅表的纤维层、中间的血管性未分化区和深面的生发层[4Κ5]Λ中层组织疏松Κ主要的细胞成分是未分化细胞Κ它能为生发层和纤维层提供祖细胞Λ该层内还有少量单核细胞Κ在骨重建的局部调节中发挥作用Λ细胞外基质中胶原排列有序Κ适于发挥 作者单位Π100853 北京Κ解放军总医院骨科支持作用Κ并且和基质中非胶原成分共同发挥粘弹性作用Κ缓冲生发层内生理范围内的应力变化Λ中层疏松的特性亦有利于生发层在活跃的生长期中有效地转运营养物质和代谢产物Λ因此Κ中层除具有营养作用和供给祖细胞外Κ还是调节骨和周围软组织间相互作用的缓冲带[4]Λ骨膜受到应力作用后Κ通过中层的调节Κ其纤维弹性组织成分;fibroelastic componentΓ离开或靠近生发层Κ结果张力刺激骨膜成骨Κ压力诱导骨吸收Λ成长期的骨膜中层较厚Κ具有理想的结构Κ能迅速而敏感地对应力变化做出反应Κ启动骨表面的适应性重建活动[5]Λ 骨膜的三层结构随年龄发生明显变化Λ出生后Κ生发层的成骨细胞外形细长Μ中层较厚Κ分化差Κ血管极少Λ在快速成长期Κ生发层的成骨细胞呈立方形Μ中层的血管、未分化细胞和单核吞噬细胞发育达高峰Κ血管清晰可见Λ成年后Κ生发层细胞呈扁平的静息状态Μ中层结构开始退化Κ逐渐消失Κ骨膜对应力反应的敏感性随之下降[4]Κ骨膜附着于骨较牢固Κ一般不易剥离ΛSquier等[6]根据骨膜内细胞、纤维和基质的比例Κ提出另一种:三层分法ΦΛ第一层由紧邻骨表面的成骨细胞和其浅面的成纤维细胞样细胞组成的成骨细胞上层;sup ra-o steoblast layerΓ构成Κ后者可能是骨祖细胞Λ第二层为相对透明区Κ毛细血管丰富Κ可能代表传统的生发层Κ骨膜的大多数血管成分位于该层内Λ第三层由胶原纤维和大量成纤维细胞构成Κ相当于传统的纤维层Λ 骨膜除含有丰富的胶原纤维外是否含有弹性纤维Κ目前仍有争论ΛM urakam i和Em ery[7]认为骨膜中有弹性纤维Κ这些纤维由深层的骨祖细胞合成Λ弹性纤维沿骨纵轴平行排列Κ形成5～6层Κ其内侧部分包括在生发层内Κ外侧部分融入纤维层中Λ位于弹性纤维最内侧部分的细胞可能系未分化细胞Κ能分化为成骨细胞或成弹性纤维细胞ΛTonna[8]的电镜观察亦证明骨膜的两层均有弹性纤维Λ但Chong等[9]认为骨膜没有弹性纤维Κ其他作者发现的弹性纤维可能是网状纤维Λ 二、骨膜的超微结构 在光学显微镜下Κ骨膜的纤维层和生发层无明确的分界Μ在超微结构水平Κ两层间有清晰的界线[8]Λ在未 593 中华骨科杂志1996年6月第16卷第6期
纳米材料的表面、界面问题 目录 摘要 (2) 1 纳米粒子和纳米固体的表面、界面问题 (3) 纳米微粒的表面效应 (3) 纳米固体的界面效应 (3) 纳米材料尺度效应导致的热学性能问题 (4) 纳米材料尺度效应导致的力学性能问题 (4) 纳米材料尺度效应导致的相变问题 (4) 2. 金属纳米材料的表面、界面问题 (5) 高性能铜(银)合金中的高强高导机理问题 (5) 金属复合材料的强化模型和物理机制问题 (5) 原子尺度上的Cu/X界面研究 (6) 3 纳米材料表面、界面效应的研究成果综述 (9) 参考文献 (11)
摘要 纳米材料包含纳米微粒和纳米固体两部分，纳米微粒的粒子直径与电子的德布罗意波长相当，并且具有巨大的比表面；由纳米微粒构成的纳米固体又存在庞大的界面成分。强大的表面和界面效应使纳米材料体现出许多异常的特性和新的规律，这些特性和规律使其展现出广阔的应用前景。其中，在宏观尺度上制造出具有纳米结构和纳米效应的高性能金属材料，并揭示这些材料的组织演化特征以实现功能调控，是金属材料学科面临的重大科学问题和需要解决的核心关键技术。本文将对纳米材料的表面、界面效应进行介绍并重点阐述金属纳米材料界面、尺度与材料塑变、强化关系的研究进展。 关键词：纳米材料；表面效应；复合材料 、
1 纳米粒子和纳米固体的表面、界面问题 纳米粒子是指颗粒尺度在范围的超细粒子，它的尺度小于通常的微粉，接近于原子簇。是肉眼和一般显微镜看不见的微小粒子[1]。只能用高倍的电子显微镜进行观察。最早日本名古屋大学上田良二教授给纳米微粒下了一个定义：用电子显微镜能看到的微粒被称为纳米微粒[2]。 纳米固体是由纳米微粒压制活特殊加工而成的新型固体材料，它可以是单一材料，也可以是复合材料。纳米固体最早是由联邦德国萨尔兰大学格莱特等人在80年代初首先制成的。他们用气相冷凝发制得具有清洁表面的纳米级超级微粒子，在超高真空下加压形成固体材料。 纳米微粒的表面效应 随着微粒粒径的减小，其比表面积大大增加，位于表面的原子数目将占相当大的比例。例如粒径为5nm时，表面原子的比例达到50%；粒径为2nm时，表面原子的比例数猛增到80%；粒径为1nm时，表面原子比例数达到99%，几乎所有原子都处于表面状态。庞大的表面使纳米微粒的表面自由能，剩余价和剩余键力大大增加。键态严重失配、出现了许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，导致了纳米微粒的化学性质与化学平衡体系有很大差别，我们把这些差别及其作用叫做纳米微粒的表面效应[3]。 从电镜研究中也可以看出，由于强烈的表面效应使得纳米微粒的微观结构处于不断地变化之中。 纳米固体的界面效应 由纳米微粒制成的纳米固体，不同于长程有序的晶态固体，也不同于长程无序短程有序的非晶态固体，而是处于一种无序状态更高的状态。格莱特认为，这类固体的晶界有“类气体”的结构，具有很高的活性和可移动性。从结构组成上看它是由两种组元构成，一是具有不同取向的晶粒构成的颗粒组元，二是完全无序结构各不相同的晶界构成的界面组元。由于颗粒尺寸小，界面组元占据了可以与颗粒组元相比拟的体积百分数。例如当颗粒粒径为5-50nm时构成的纳米固体，
内质网病变的超微结构观察 徐娇等 摘要：电镜技术的应用使人们对细胞的超微结构有了更深入的了解。各种细胞器的结构以及其病理状况时发生的改变为人们判断疾病的发生提供了直观科学的依据。本文主要概述了投射电镜观察下内质网的各种超微病理变化。 关键词：电镜；内质网；病理变化 20世纪30年代，德国的RUSKA第一次发现了电子显微镜，随后利用刚刚形成的电子显微镜技术第一次看到了烟草花叶病毒[1]。随着电子显微镜技术的不断完善和发展，电镜的应用使人们对细胞的研究逐步深入到亚细胞结构，各种细胞器的结构也不断被人们认知。同时，在医学科研和诊断疾病中做出了重要贡献。例如，Gyorkey[2]等在2000例肿瘤诊断中8%要靠电镜帮助诊断。Kuzela[3]等对49例肿瘤的诊断结果分析，11例电镜可进一步提供明确的诊断，占22%，纠正6%的错误诊断，确诊率28%。国内周晓军[4]报道223例肿瘤电镜诊断，电镜确诊135例，占60%，纠正原病例诊断11例，占5%。有诊断价值者占65%。有由此可见，电镜技术在诊断疾病中的应用价值。 电镜分为扫描电镜和投射电镜。由于其分辨率高，放大倍数大，而且使用较为方便，电镜已经成为研究细胞微观结构最有效的方法之一[5]。本文所的总结的内质网超微结构变化主要通过投射电镜来观察。 1 内质网的超微结构及生理功能 内质网（endoplasmic reticulum），ERKR. Porter、A. Claude 和EF. Fullam等人于1945年发现，是细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管状的腔，彼此相通形成一个隔离于细胞基质的管道系统，为细胞中的重要细胞器。它实际上是一个连续的膜囊和膜管网，可分为粗面内质网（RER，Rough Endoplasmic Reticulum）和滑面内质网（SER，Smooth Endoplasmic Reticulum）两大部分。粗面内质网上附着有大量核糖体，合成膜蛋白和分泌蛋白；滑面内质网上无核糖体。 内质网是哺乳细胞中一种重要的亚细胞器。膜分泌性蛋白、氨基多糖、磷脂、胆固醇及钙信号等的代谢均与内质网功能直接相关，例如分泌性蛋白的合成与空间折叠、蛋白质糖基化修饰、蛋白质分泌等均在内质网内发生。目前研究认为，胰腺细胞、心肌细胞、神经元细胞等内质网功能障碍可能分别是糖尿病、心脑组织缺血梗塞、退行性神经疾病等发生的重要原因[6-8]。 真核细胞的内质网具有四个主要的生理功能：合成膜蛋白和分泌蛋白；折叠形成蛋白质正确的三维空间构象；储存Ca2+；参与脂质和胆固醇的生物合成[9]。 2 内质网的病理性变化形态观察 2.1内质网增多内质网的多少可以反应细胞病变状况。例如在蛋白质合成及分泌活性高的细胞（如浆细胞、胰腺腺泡细胞、肝细胞等）以及细胞再生和病毒感染时，粗面内质网有增多现象。 李颖智[10]等研究了脊髓损伤后继发骨质疏松的骨组织超微结构，发现进行手术后第11w，胫骨成骨骨细胞核空化，粗面内质网增多。熊娟[11]等观察了锯缘青蟹病毒感染的超微病理变化，发现其胃细胞中粗面内质网肿胀增多。 2.2内质网减少和水祥[12]等用秋水仙素灌大鼠慢性肝损伤大鼠，用电镜观察细胞，发现胞浆内内质网减少。谢学军[13]等研究了糖尿病大鼠视觉系统三级神经元的病理变化，发现糖尿病大鼠视皮质，神经细胞胞浆中，粗面内质网减少且变形。山羊冰川棘豆中毒[14]，缺血[15，16]等也可导致细胞内粗面内质网减少。
纳米材料综述 一、基本定义 1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着 纳米科学技术的正式诞生。 1、纳米 纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符 号为 nm。 2、纳米技术 纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行 精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和 相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技 术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出 具有特定功能的产品。 纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段： 第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。 第二阶段 (1990年～1994年人们关注的热点是设计纳米复合材料： ?纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合， ?纳米微粒与常规块体复合(0-3复合， ?纳米复合薄膜(0-2复合。 第三阶段(从1994年至今纳米组装体系研究。它的基本内涵是以纳米颗粒 以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。 3、纳米材料 材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米 材料。纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。
图1 纳米颗粒材料SEM图 二、纳米材料的基本性质 由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成
纳米材料和纳米结构 1.纳米微粒尺寸的评估 在进行纳米微粒尺寸的评估之前，首先说明如下几个基本概念： （1）关于颗粒及颗粒度的概念 （i）晶粒：是指单晶颗粒，即颗粒内为单相，无晶界。 （ii）一次颗粒：是指含有低气孔率的一种独立的粒子，颗粒内部可以有界面，例如相界、晶界等。 （iii）团聚体：是由一次颗粒通过表面力或固体桥键作用形成的更大的颗粒。团聚体内含有相互连接的气孔网络。团聚体可分为硬团聚体 和软团聚体两种。团聚体的形成过程使体系能量下降。 （iv）二次颗粒：是指人为制造的粉料团聚粒子。例如制备陶瓷的工艺过程中所指的“造粒”就是制造二次颗粒。 纳米粒子一般指一次颗粒，它的结构可以是晶态、非晶态和准晶，可以是单相、多相结构。只有一次颗粒为单晶时，微粒的粒径才与晶粒尺寸（晶粒度）相同。 （2）颗粒尺寸的定义对球形颗粒来说，颗粒尺寸（粒径）是指其直径。对不规则颗粒，尺寸的定义常为等当直径，如体积等当直径、投影面积直径等。 粒径评估的方法很多，这里仅介绍几种常用的方法。 A 透射电镜观察法 用透射电镜可观察纳米粒子平均直径或粒径的分布。 该方法是一种颗粒度观察测定的绝对方法，因而具有可靠性和直观性。首先将那米粉制成的悬浮液滴在带有碳膜的电镜用Cu网上，待悬浮液中的载液（例如乙醇）挥发后，放入电镜样品台，尽量多拍摄有代表性的电镜像，然后由这些照片来测量粒径。测量方法有以下几种：（i）交叉法：用尺或金相显微镜中的标尺任意的测量约600颗粒的交叉长度，然后将交叉长度的算术平均值乘上一统一因子（1.56）来获得平均粒径；（ii）测量约100个颗粒中每个颗粒的最大交叉长度，颗粒粒径为这些交叉长度的算术平均值。（iii）求出颗粒的粒径或等当半径，画出粒径与不同粒径下的微粒数的分布图，将分布曲线中峰值对应的颗粒尺寸作为平均粒径。用这种方法往往测得的颗粒粒径是团聚体的粒径，这是因为在制备超微粒子的电镜观察样品时，首先需用超声波分散法，使超微粉分散在载液中，有时候很难使它们全部分散成一次颗粒，特别是纳米粒子很难分散，结果在样品Cu网上往往存在一些团聚体，在观察时容易把团聚体误认为是一次颗粒。电镜观察法还存在一个缺点就是测量结果缺乏统计性，这是因为电镜观察用的粉体是极少的，导致观察到的粉体的粒子分布范围并不代表整个粉体的粒径范围。 B X射线衍射线线宽法（谢乐公式） 电镜观察法测量得到的是颗粒度而不是晶粒度。X射线衍射线宽法是测定颗粒晶粒度的最好方法。当颗粒为单晶时，该法测得的是颗粒度。颗粒为多晶时，测得的是组成单个颗粒的单个晶粒的平均晶粒度。这种测量方法只适用晶态的纳
1.什么是纳米材料？其内涵是什么？（从零、一、二、三维考虑） 2.纳米材料的四大效应是什么？对每一效应举例说明。 3.纳米材料的常用的表征方法有哪些？ 4.用来直接观察材料形态的SEM、TEM、AFM对所测定的样品有哪些特定要求？从它们的图像中能够得到哪些基本信息？ 5.纳米颗粒的高表面活性有何优缺点？如何利用？ 6.在纳米颗粒的气相合成中涉及到哪些基本环节？气相合成大致可分为哪四种？气相成核理论的机制有哪两种？ 7.溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本过程是怎样的？ 8.用溶胶-凝胶技术结合碳纳米管的生长机理，可获得密度不同的碳纳米管阵列（也叫纳米森林），简要阐述其主要步骤及如何控制碳纳米管的分布密度？ 9.改变条件可制备不同晶粒大小的二氧化钛，下图分别为两种晶粒尺寸不同的二氧化钛的XRD图与比表面积数据。请用Scherrer 方程、BET比表面积分别估算这两种二氧化钛的晶粒尺寸（XRD测试时所用的 = 1.5406?，锐钛矿相二氧化钛的密度是3.84 g/cm3）（默写出公式并根据图中的数据来计算）。 10.氧化物或者氮化物纳米材料具有许多特殊的功能，请以一种氧化物或者氮化物为例，举出其三种主要的制备方法（用到的原料、反应介质、主要的表征手段）、主要用途（与纳米效应有关的用途）、并介绍这种物质的至少两种晶相。 11.举出五种碳的纳米材料，阐述其一维材料与二维材料的结构特点、用途。 12.简述纳米材料的力学性能、热学性能与光学性能有怎样的变化？ 13.什么叫化学气相沉积法，它与外场结合又可衍生出哪些方法？简述VLS机制。 14.纳米半导体颗粒具有光催化性能的主要原因是什么？光催化有哪些具体应用 15.利用机械球磨法制备纳米颗粒的主要机制是什么？有何优、缺点？ 16 何为“自催化VLS生长”？怎样利用自催化VLS生长实现纳米线的掺杂？ 17.液相合成金属纳米线，加入包络剂(capping reagent)的作用是什么？ 18.何为纳米材料的模板法合成？它由哪些优点？合成一维纳米材料的模板有哪些？ 19.试结合工艺流程图分别说明氧化铝模板的制备过程以及氧化铝模板合成纳米线阵列的过程 20.从力学特性、电学特性和化学特性来阐述碳纳米管的性质，它有哪些主要的应用前景？ 21.如何提高传统光刻技术中曝光系统的分辩率？ 22.试比较电子束刻蚀和离子束刻蚀技术的异同点和优缺点。 23.比较极紫外光刻技术和X射线光刻技术的异同。 24.何为纳米材料的自组装？用于制备纳米结构的微乳液体系一般有几个组成部分？ 25 何谓“取向搭接Oriented attachment”“奥斯德瓦尔德熟化Ostwald ripening”?
纳米纤维素超微结构的表征与分析 唐丽荣,黄彪＊,李玉华,欧文,陈学榕 【摘要】摘要:采用场发射环境扫描电镜(FEGE-SEM)、场发射透射电镜(FETEM)和原子力显微镜(AFM)等仪器对硫酸水解法制备的纳米纤维素(NCC)进行超微结构的表征与分析。结果表明:NCC在水分散体系中可形成非常稳定的胶状溶液。由FEGE-SEM观察到微晶纤维素(MCC)呈不规则形状,直径约为15μm。通过硫酸水解制得形状较规整的短棒状NCC,直径范围在 2～50 nm之间。FETEM观察结果与AFM成像基本一致,FETEM观察大多数NCC直径约2～24 nm,长度为50～450 nm。AFM观察样品尺寸与FETEM观察相比所测得的样品尺寸偏大,这与其质地较软有关。X射线衍射(XRD)图谱表明 NCC属于纤维素Ⅰ型,与MCC相比,结晶度由 72.25%增大到 77.29%。 【期刊名称】生物质化学工程 【年(卷),期】2010(044)002 【总页数】4 【关键词】关键词:纳米纤维素;超微结构;分析 【文献来源】https://https://www.doczj.com/doc/317567038.html,/academic-journal-cn_biomass-chemical-engineering_thesis/0201248154894.html 纤维素是自然界中最丰富的天然高分子材料,开发可再生的纤维素资源在当前的形势下具有重要的战略意义。作为一种天然高分子化合物,纤维素在性能上存在强度有限等不足,限制了其应用范围,如果将其制备成纳米材料,就可以在一定程度上优化它的性能。天然纤维素里分布着纳米级的晶体纤维素和无定形的纤维素,它们依靠分子内和分子间的氢键以及范德华力维持着纤维素大分子的聚集态
细胞结构又分为显微结构和亚显微结构。 超微结构又称为亚显微结构。指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚的细胞内各种微细结构，在电子显微镜下显示组织和细胞的微细结构，以及不同功能状态与分化发育中的变化称超微结构。 显微结构，是指在光学显微镜下看到的细胞结构。观察、分析则是细胞研究的基本方法，在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构。 《不同海拔火绒草叶绿体超微结构的比较》总结： 用青藏高原东北部3个不同海拔地区的火绒草为材料，通过实验观察并比较了其叶肉细胞中叶绿体的超微结构变化,电镜观察表明,生长于不同海拔地区的火绒草,叶绿体结构差异明显。生长于海拔2 300m处的火绒草,叶绿体基粒片层排列整齐、致密,结构清晰,片层可达32层。生长于海拔2 700m处的火绒草,基粒片层排列不规则,片层下降到十几层,类囊体出现轻微膨大。生长于海拔3 800m处的火绒草,基粒片层则严重扭曲,片层只有几层,类囊体膨大严重,类囊体膨大最宽处可达0.14μm,出现脂质小球。此外,随着海拔的升高,叶绿体的形状有向圆形转变的趋势。火绒草叶绿体基粒叠垛程度随海拔的升高而下降。 《汞胁迫对植物细胞结构与功能的影响》总结: 汞离子会破坏植物细胞的结构，,轻则使植物体内代谢过程发生紊乱,生长发育受阻,重则可造成植物枯萎,甚至衰老死亡。汞离子能毒害叶绿体的类囊体系统，能引起类囊体的解体,使叶绿体发生破坏,因此汞能抑制植物的光合作用,造成光合产物短缺,导致植物生长受阻,甚至衰老或死亡。汞对线粒体和细胞核的毒害也十分明显。汞离子能抑制细胞分裂,汞离子还能使细胞膜出现渗漏，抑制细胞对水分和微量元素的吸收。
《水分胁迫对六种禾草叶绿体和线绿体及光合作用的影响》总结 水分胁迫后,6种牧草的叶绿体均膨大变圆并向细胞中央移动;叶绿体内分布有一定数量的嗜锇颗粒和少量淀粉粒,受伤害严重的叶绿体中的基粒和被膜破损;叶绿体片层系统排列方向发生改变,产生扭曲,类囊体膨胀,质间片层空间变小。线粒体数目均增加,且对水分胁迫的耐受性强于叶绿体，嵴变大且排列紊乱,部分线粒体内的嵴出现一定程度的断裂,变得模糊.线粒体上还出现了少量的嗜锇颗粒。 水分胁迫会导致叶绿体光合机构的破坏,影响叶绿素的生物合成,引起光合CO2同化效率的降低,使叶片光合速率降低。 《盐胁迫对芦苇细胞超微结构的影响》总结 当盐度介于0%~4.0%时，芦苇细胞受损的膜结构发生局部内陷或萎缩变形。细胞器表面变得凹凸不平。当盐度为4.0%时，芦苇细胞叶绿体，线粒体，细胞核等具有膜结构细胞器及细胞壁遭到破坏，造成芦苇细胞膜系统的不可逆损伤，使细胞正常的物质代谢与能量转换和信息传递无法完成，导致芦苇细胞新陈代谢过程的中断。芦苇细胞生命活动趋于停止。在8.0%浓度盐胁迫下，芦苇细胞膜系统结构完全消失解体，导致芦苇细胞直接死亡。 《植物细胞超微结构的研究进展》总结 植物细胞超微结构的研究,着重于结构与功能的关系,重视细胞的整体机能,着重以细胞壁、细胞核及质膜来阐述植物细胞超微结构的研究进展。 细胞壁，早期的研究认为它与物质排出原生质体之外或与壁的代谢有关。细胞核凹入形成假包被的机制和功能目前尚不清楚,对核液泡发生和功能的认识也十分初步。植物细胞普遍存在与质膜相关联的膜囊结构,对这类膜结构的形成和动向大致有两种不同解释。
生物电镜技术在生物医学领域中的应用 摘要: 随着现代医学细胞超微结构及分子生物学等学科的迅速发展，电子显微镜技术并未像某些人预测的那样随着免疫组化技术的发展而进入了末日。相反,电子显微镜技术也正向超,高分辨率、生物分子及原子水平发展。口述（近年来越来越多的事实证明电镜在人体各种疾病的诊断中仍然发挥着重要的作用。）生物电镜技术在生物和临床医学疾病诊断中作出了巨大的贡献, 并不断开辟着生物医学研究的新领域, 主要从细胞、亚细胞的形态结构上阐明疾病的发生、发展及转归规律, 丰富了传统病理学的知识。口述比如：1.通过对亚细胞结构和病原体的观察, 在生物医学领域利用高性能的电子显微镜观察细胞中各种细胞器正常的和病理的超微结构, 诸如内质网、线粒体、高尔基体、溶酶体、细胞骨架系统等, 对探明病因和治疗疾病有很大帮助。2.通过研究细胞结构和功能的关系, 也可以研究细胞的通讯与运输、分裂与分化、增殖与调控等生命活动的规律, 电子显微镜也可结合各种制样技术观察病毒、细菌、支原体、生物大分子等的超微结构, 是现代生物医学研究不可替代的工具。口述（随着电镜技术的不断改进以及与多种研究手段相结合, 电子显微镜将在生物医学领域应用会更加广泛。） 口述：引言：首先，我们需要知道的是生物电镜技术是医学生物学工作者深入研究机体的超微结构及其功能的有利手段之一。所谓超微结构，一般指光学显微镜所不能分辨的组织、细胞的细微形态结构（亚显微结构）以及生物大分子的结构。在形态学科，如解剖学、组织学、胚胎学、细胞学、病理学、微生物学、寄生虫学等等之中，电子显微镜技术已成为研究结构的常规方法。在某些机能学科，如生理、生物化学、病理生理、药理等。此外，在临床医学、环境保护科学以及中草药的研究等，电镜技术也做出了重要的贡献，并不断开辟着生物医学研究的新领域，主要从细胞，亚细胞的形态结构上阐明疾病的发生，发展及其病理转归规律。而随着电镜技术的不断改进以及与多种研究手段相结合，电镜技术在生物医学的应用将更加广泛。下面，我们小组将对生物电镜技术在生物医学领域中的应用稍作讲解。分为两个部分。 正文： 一．生物电镜技术在生物和医学中的研究历史 电子显微镜诞生于二十世纪30年代，德国的 Bruche和 Johannson根据电子光学原理，以电子束为介质用电子柬和电子透镜代替传统的光束和光学透镜，
代鹏程无机化学2009级硕博连读学号：200911461 题目：举例说明纳米材料的结构与其性质的关系 答： 目录 1、纳米材料定义 2、纳米材料的结构 3、纳米材料的性能 4、以量子点为例说明纳米材料结构与其性质的关系 5、以纳米线为例说明纳米材料结构与其性质的关系 1、纳米材料定义 纳米材料是纳米级结构材料的简称。狭指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米，在通常情况下不超过10纳米；从广义上说，纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1～100nm）限制的各种固体超细材料，它包括零维的原子团簇（几十个原子的聚集体）和纳米微粒；一维纳米纤维；二维纳米微粒膜（涂层）及三维纳米材料。 2、纳米材料的结构 材料学研究认为：材料的结构决定材料的性能，同时材料的性能反映材料的结构。纳米材料也同样如此。对于纳米材料，其特性既不同于原子，又不同于结晶体，可以说它是一种不同于本体材料的新材料，其物理化学性质与块体材料有明显的差异。 纳米材料的结构特点是：纳米尺度结构单元，大量的界面或自由表面，以及结构单元与大量界面单元之间存在的交互作用。在结构上，大多数纳米粒子呈现为理想单晶，也有呈现非晶态或亚稳态的纳米粒子。纳米材料的结构上存在两种结构单元；即晶体单元和界面单元。晶体单元由所有晶粒中的原子组成，这些原子严格地位于晶格位置；界面单元由处于各晶粒之间的界面原子组成，这些原子由超微晶粒的表面原子转化而来。 纳米材料由于非常小，使纳米材料的几何特点之一是比表面积（单位质量材料的表面积）很大，一般在102～104m2/g。它的另一个特点是组成纳米材料的单元表面上的原子个数与单元中所有原子个数相差不大。例如：一个由5个原子组成的正方体纳米颗粒，总共有原子个数53=125个，而表面上就有约89个原子，占了纳米颗粒材料整体原子个数的71%以上。这些特点完全不同于普通的材料。例如，普通材料的比表面积在10m2/g以下，其表面原子的个数与组成单元的整体原子个数相比较完全可以忽略不计。 由于以上纳米材料的两上显著不同于普通材料的几何特点，从物理学的观点来看，就使得纳米材料有两个不同于普通材料的物理效应表现出来，这是一个由量变到质变的过程。一个效应我们称之为量子尺寸效应，另一个被称之为表面效应。量子尺寸效应是由于材料的维度不断缩小时，描述它的物理规律完全不同
棉纤维细胞壁超微结构的原子力显微镜分析1 王禄山1,2，高培基1，时东霞2, 张玉忠1 1山东大学微生物技术国家重点实验室，济南，(250100) 2中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室，北京，(100080) E-mail: Lswang@https://www.doczj.com/doc/317567038.html,, Zhangyz@https://www.doczj.com/doc/317567038.html, 摘 要：纤维素类生物质的超分子结构具有异质性的特点，其复杂性的结构是生物质转化利用研究的主要障碍。利用原子力显微镜观察棉纤维细胞壁的切面与表面超微结构，发现其基本结构单元——微纤丝排列存在两种方式：一种是交织排列，符合“缨状”微纤结构模型；另一种呈笔直平行有序排列。不同排列方式的微纤丝对纤维素酶的敏感程度不同，交织排列的微纤丝易于完全降解，而平行排列的微纤丝为分段降解。微纤丝结构的不均一性和不同集聚方式是棉纤维三维结构产生异质性的主要原因，而其特征及变化可以利用表面粗糙度参数进行表征；纤维素结构在纳米层次上的定性定量表征将对其酶解转化过程的相关研究产生重要影响。 关键词：微纤丝，超微结构，异质性，原子力显微镜 1.引言 纤维素是自然界中最丰富的有机质，自然界每年光合作用产物的量约为1011吨，是重要的可再生能源物质[1]。纤维素是由葡萄糖分子通过β-1，4糖苷键连接而成的线性高分子，化学组成相对简单，但由于葡萄糖分子链间及链内存在大量氢键，使其聚集形成微纤丝、纤丝及纤维等多层次、聚集态结构，即纤维素超分子结构。纤维素的物理、化学性质不仅取决于其化学组成，更取决于其超分子结构，多层次复杂的超分子结构导致了化学反应可及性的不均一和酶解反应的复杂性，这是导致酶解效率低、难于制备精细化工产品的重要原因[2]。 纤维素结构的研究：一是整体水平，一是超微结构水平[1]。整体水平的分析主要是进行晶体学和光谱学的测定及分析。在天然纤维素中存在的晶体为纤维素I，它含有两种晶态，占优势的三斜晶胞Iα和少量的单斜晶胞Iβ [3, 4]。进一步研究表明Iα是亚稳态的，在退火时向着Iβ转变 [5]；不同的纤维素样品中，两晶态的含量不同，并且同一微纤丝中两种晶态含量也是变化的[4]。在很长的一段时间内，纤维素晶体二态性的存在对其结构的解析造成了很大困难。纯Iα与Iβ的发现为结晶纤维素原子级分辨率的解析奠定了基础[6,7]，13C固态NMR谱测定表明Iα与Iβ都存在两种构象不同的吡喃葡萄糖残基[8]。应用同步加速器及中子衍射技术测定单一晶态的纤维素微晶结构表明，纤维素Iα与Iβ两晶胞结构都由两条平行链组成，链之间都有轻微不同的构象，链间的分子间氢键也不完全相同[9.10]。超微结构水平的测定主要应用显微技术，应用透射电镜（TEM）发现纤维素的结构单元是微 1本课题得到国家自然科学基金（批准号：30270022）、教育部博士点基金（批准号：20020422054）及山东省自然科学基金（批准号：Z2002D03）资助项目的课题资助。 - 1 -
1.简单论述纳米材料的定义与分类。 2.什么是原子团簇? 谈谈它的分类. 3.通过Raman 光谱中任何鉴别单壁和多臂碳纳米管? 如何计算单壁碳纳米管直径? 4.论述碳纳米管的生长机理。 5.论述气相和溶液法生长纳米线的生长机理。 6.解释纳米颗粒红外吸收宽化和蓝移的原因。 7.论述光催化的基本原理以及提高光催化活性的途径。 8.什么是库仑堵塞效应以及观察到的条件？ 9.写出公式讨论半导体纳米颗粒的量子限域效应和介电限域效应对其吸收边，发光峰的影响。 10.纳米材料中的声子限域和压应力如何影响其Raman 光谱。 11.论述制备纳米材料的气相法和湿化学法。 12.什么是纳米结构，并举例说明它们是如何分类的，其中自组装纳米结构形成的条件是什么。 13.简单讨论纳米颗粒的组装方法 14.论述一维纳米结构的组装，并介绍2种纳米器件的结构。 15.论述一维纳米结构的组装，并介绍2种纳米器件的结构。 16.简单讨论纳米材料的磁学性能。 17.简述“尺寸选择沉淀法”制备单分散银纳米颗粒的基本原理 18.简述光子晶体的概念及其结构 19.目前人们已经制备了哪些纳米结构单元、复杂的纳米结构和纳米器件。并说明那些纳米结构应该具有增强物理和化学性 能。 20.简单论述单电子晶体管的原理。 21.简述纳米结构组装的工作原理。 1.简单论述纳米材料的定义与分类。 答：最初纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。 现在广义: 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围，或由他们作为基本单元构成的材料。 如果按维数，纳米材料可分为三大类： 零维：指在空间三维尺度均在纳米尺度，如：纳米颗粒，原子团簇等。 一维：指在空间有两处处于纳米尺度，如：纳米丝，纳米棒，纳米管等。 二维：指在三维空间中有一维处在纳米尺度，如：超薄膜，多层膜等。 因为这些单元最具有量子的性质，所以对零维，一维，二维的基本单元，分别又具有量子点，量子线和量子阱之称。