光催化納米材料在水處理中的應(yīng)用,,光催化微納米材料以將廢水中的有機(jī)污染物迅速轉(zhuǎn)化、分解為水和二氧化碳等無害物質(zhì),,有效地提高了處理效率與處理質(zhì)量,。人們常用的處理廢水中有機(jī)物的光催化微納米材料是N型半導(dǎo)體材料,較具表示性的是納米Ti02,,Ti02的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用為污水中有害物質(zhì)與水的完全催化分解開辟了新的道路,且不會產(chǎn)生二次污染,,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性與較廣的作用范圍。此外,在無機(jī)廢水的處理中,,由于納米顆粒表面的無機(jī)物具有光化學(xué)活性,,可以通過高氧化態(tài)吸附汞、銀等貴微納米材料在水處理中的應(yīng)用研究,,不只消除了工業(yè)廢水的毒性,,還可以從污水廢水中回收貴金屬。納米力學(xué)測試在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,,助力研究細(xì)胞力學(xué)行為,,揭示疾病發(fā)生機(jī)制。廣西新能源納米力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)室
納米纖維已經(jīng)展現(xiàn)出各種有趣的特性,,除了高比表面積-體積比,,納米纖維相比于塊狀材料,沿主軸方向有更突出的力學(xué)特性,。因此納米纖維在復(fù)合材料,、纖維、支架(組織工程學(xué)),、藥物輸送,、創(chuàng)傷敷料或紡織業(yè)等領(lǐng)域是一種非常有應(yīng)用前景的材料。納米纖維機(jī)械性能(剛度,、彈性變形范圍,、極限強(qiáng)度、韌性)的定量表征對理解其在目標(biāo)應(yīng)用中的性能非常重要,,而測量這些參數(shù)需要高度專業(yè)畫的儀器,,必須具備以下功能:以亞納米的分辨率測量非常小的變形;在測量的時間量程(例如100 s)內(nèi)在納米級的位移下保持高度穩(wěn)定的測量系統(tǒng),;以亞納米分辨率測量微小力,;處理(撿取-放置)納米纖維并將其放置在機(jī)械測試儀器上。材料科學(xué)納米力學(xué)測試應(yīng)用納米力學(xué)測試的結(jié)果對于預(yù)測納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)具有重要參考價值,。
目前納米壓痕在科研界和工業(yè)界都得到了普遍的應(yīng)用,,但是它仍然存在一些難以克服的缺點(diǎn),比如納米壓痕實(shí)際上是對材料有損的測試,,尤其是對于薄膜來說,;其壓針的曲率半徑一般在50 nm 以上,由于分辨率的限制,,不能對更小尺度的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試,;納米壓痕的掃描功能不強(qiáng),掃描速度相對較慢,,無法捕捉材料在外場作用下動態(tài)性能的變化,。基于AFM 的納米力學(xué)測試方法是另一類被普遍應(yīng)用的測試方法,。1986 年,,Binnig 等發(fā)明了頭一臺原子力顯微鏡(AFM)。AFM 克服了之前掃描隧道顯微鏡(STM) 只能對導(dǎo)電樣品或半導(dǎo)體樣品進(jìn)行成像的限制,,可以實(shí)現(xiàn)對絕緣體材料表面原子尺度的成像,,具有更普遍的應(yīng)用范圍。AFM 利用探針作為傳感器對樣品表面進(jìn)行測試,,不只可以獲得樣品表面的形貌信息,,還可以實(shí)現(xiàn)對材料微區(qū)物理,、化學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)的定量化測試,。目前,,AFM 普遍應(yīng)用于物理學(xué)、化學(xué),、材料學(xué),、生物醫(yī)學(xué)、微電子等眾多領(lǐng)域,。
原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)(nanoindentation,,instrumented-indentation testing,depth-sensing indentation,,continuous-recording indentation,,ultra low load indentation)是一類先進(jìn)的材料表面力學(xué)性能測試儀器。該類儀器裝有高分辨率的致動器和傳感器,,可以控制和監(jiān)測壓頭在材料中的壓入和退出,,能提供高分辨率連續(xù)載荷和位移的測量。包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式,,主要應(yīng)用于測試各種薄膜(包括厚度小于100納米的超薄膜,、多層復(fù)合膜、抗磨損膜,、潤滑膜,、高分子聚合物膜、生物膜等),、多相復(fù)合材料的基體本構(gòu)和界面,、金屬陣列復(fù)合材料、類金剛石碳涂層(DLC),、半導(dǎo)體材料,、MEMS、生物醫(yī)學(xué)樣品(包括骨,、牙齒,、血管等)和生物材料、等在nano水平上的力學(xué)特性,,還可以進(jìn)行納米機(jī)械加工,。通過探針壓痕或劃痕來獲得材料微區(qū)的硬度、彈性模量,、摩擦系數(shù),、磨損率,、斷裂剛度,、失效,、蠕變、應(yīng)力釋放,、分層,、粘附力(結(jié)合力)、存儲模量,、損失模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)響應(yīng)機(jī)制,,從而推動納米科學(xué)的發(fā)展,。
用透射電鏡可評估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用,。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM,。AFM具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢。AFM對于樣品的要求較低,,AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣,。在進(jìn)行納米材料研究中,AFM能夠分析納米材料的表面形貌,,AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進(jìn)行微納米粒子的研究,。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行觀察、測量,、記錄,、分析等多項(xiàng)步驟,電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個實(shí)驗(yàn)過程,,所以電子顯微鏡的重要性不言而喻,。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,納米力學(xué)測試有助于了解細(xì)胞與納米材料的相互作用機(jī)制,。材料科學(xué)納米力學(xué)測試應(yīng)用
納米力學(xué)測試在航空航天領(lǐng)域,,為超輕、強(qiáng)度高材料研發(fā)提供支持,。廣西新能源納米力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)室
量子效應(yīng)也決定納米結(jié)構(gòu)新的電,光和化學(xué)性質(zhì),。因此量子效應(yīng)在鄰近的納米科學(xué),,納米技術(shù),如納米電子學(xué),,先進(jìn)能源系統(tǒng)和納米生物技術(shù)學(xué)科范圍得到更多注意,。納米測量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測量,這個技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量,。安全一直是必須認(rèn)真考慮的問題,。電測量工具會輸出有危險的,、甚至是致命的電壓和電流。清楚儀器使用中何時會發(fā)生這些情形顯得極為重要,,只有這樣人們才能采取恰當(dāng)?shù)陌踩婪妒侄巍U堈J(rèn)真閱讀并遵從各種工具附帶的安全指示,。廣西新能源納米力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)室