納米科技論文精選(九篇)

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第1篇：納米科技論文范文

在S系統(tǒng)的SIPOABS數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，得到1449件申請(qǐng)人國(guó)別為中國(guó)（CN）的納米技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)，轉(zhuǎn)庫(kù)到DWPI中后，得到673個(gè)專利族。以下分別對(duì)這些申請(qǐng)的年代分布、細(xì)分領(lǐng)域（技術(shù)主題）分布、主要申請(qǐng)人分布和主要申請(qǐng)國(guó)別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

專利申請(qǐng)量的年度分布

筆者對(duì)上述673個(gè)專利族的最早公開年和最早優(yōu)先權(quán)年分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到1991～2012年納米技術(shù)領(lǐng)域中，我國(guó)申請(qǐng)人的國(guó)外專利申請(qǐng)量的年度分布狀況，見圖1所示。從圖1可以看出，在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的專利申請(qǐng)最早可以追溯到1991年（優(yōu)先權(quán)日在1991年），但是中國(guó)申請(qǐng)人的相關(guān)專利申請(qǐng)較少，直至2000年才達(dá)到10件。2000年以后，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的相關(guān)專利申請(qǐng)量有所增加，并在2007年前后達(dá)到一個(gè)峰值，接近100件，這一階段為快速發(fā)展階段。2007年至今，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的相關(guān)專利申請(qǐng)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)，筆者分析，其原因可能有兩點(diǎn)：首先，2010年以后的申請(qǐng)還沒有全部公開，因此無法統(tǒng)計(jì)在內(nèi)；其次，一般而言，前沿科技領(lǐng)域較傳統(tǒng)領(lǐng)域受國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響大，2008年爆發(fā)國(guó)際金融危機(jī)、近期的歐債危機(jī)以及目前國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境低迷等是導(dǎo)致2008年至今中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的相關(guān)專利申請(qǐng)量減少的因素。

技術(shù)主題的分布情況

筆者分析了在納米技術(shù)領(lǐng)域，中日韓三國(guó)申請(qǐng)人向國(guó)外申請(qǐng)專利的情況，統(tǒng)計(jì)了在八個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中中日韓三國(guó)申請(qǐng)人的國(guó)外專利申請(qǐng)量，見圖2所示。從圖2可知，在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的專利申請(qǐng)主要集中在“用于信息加工、存儲(chǔ)或傳輸?shù)募{米技術(shù)”和“用于材料和表面科學(xué)的納米技術(shù)”兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中，這與韓國(guó)和日本申請(qǐng)人在國(guó)外的專利申請(qǐng)趨勢(shì)相同，可見這兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域是現(xiàn)在的熱點(diǎn)。而在“納米光學(xué)”領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的專利申請(qǐng)量明顯偏低，這與韓國(guó)和日本的情況不同。結(jié)合圖1、圖2可知，我國(guó)納米技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了初始階段（2000年之前）、快速發(fā)展階段（2000～2007年），現(xiàn)在已經(jīng)逐步穩(wěn)定。在納米技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)向國(guó)外申請(qǐng)專利的絕對(duì)量還很少，與一些先進(jìn)國(guó)家相比還存在較大差距。

主要申請(qǐng)人分布情況

筆者對(duì)在納米技術(shù)領(lǐng)域在國(guó)外申請(qǐng)專利的主要中國(guó)申請(qǐng)人及其申請(qǐng)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，在統(tǒng)計(jì)過程中不考慮公司之間的隸屬關(guān)系，共同申請(qǐng)人也分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見圖3所示。的申請(qǐng)量占據(jù)了該領(lǐng)域中國(guó)申請(qǐng)人國(guó)外專利申請(qǐng)量的半壁江山，且排在前三位的申請(qǐng)人經(jīng)常是一件專利申請(qǐng)的共同申請(qǐng)人。進(jìn)一步檢索可發(fā)現(xiàn)，清華大學(xué)的發(fā)明人主要來自一個(gè)研究機(jī)構(gòu)——清華富士康納米技術(shù)研究中心。在納米技術(shù)領(lǐng)域，向國(guó)外申請(qǐng)專利的中國(guó)申請(qǐng)人很多是臺(tái)灣和香港申請(qǐng)人，或者由臺(tái)灣公司資助的研究機(jī)構(gòu)，大陸地區(qū)的申請(qǐng)人主要是大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，包括北京化工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院物理研究所、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所等。名列前四位的申請(qǐng)人分別是鴻海精密工業(yè)股份有限公司、清華大學(xué)、鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司和新科實(shí)業(yè)（香港）有限公司，它們的專利申請(qǐng)均集中在“用于信息加工、存儲(chǔ)或傳輸?shù)募{米技術(shù)”領(lǐng)域，而北京化工大學(xué)則以“用于材料和表面科學(xué)的納米技術(shù)”領(lǐng)域?yàn)橹饕暾?qǐng)領(lǐng)域。可見在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外申請(qǐng)的專利主要集中在信息加工、存儲(chǔ)或傳輸，以及材料和表面科學(xué)領(lǐng)域。

第2篇：納米科技論文范文

1、各國(guó)競(jìng)相出臺(tái)納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃

由于納米技術(shù)對(duì)國(guó)家未來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防安全具有重要意義，世界各國(guó)（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃，以發(fā)表和推進(jìn)本國(guó)納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個(gè)國(guó)家制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國(guó)家雖然沒有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃，但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。

（1）發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機(jī)，美國(guó)早在2000年就率先制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)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(guó)國(guó)會(huì)又通過了《21世紀(jì)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(jì)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(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)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(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項(xiàng)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(shí)。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā)，同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對(duì)納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)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(shí)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(huì)還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢(shì)頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會(huì)因素，趨利避險(xiǎn)。另外，包括德國(guó)、法國(guó)、愛爾蘭和英國(guó)在內(nèi)的多數(shù)歐盟國(guó)家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。

（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)

意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類社會(huì)帶來巨大的影響，韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)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(shí)施規(guī)則》。韓國(guó)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(gè)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(jì)劃結(jié)束時(shí)，韓國(guó)納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國(guó)和日本等領(lǐng)先國(guó)家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。

中國(guó)臺(tái)灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》，這些計(jì)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(tái)灣知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（3）發(fā)展中大國(guó)奮力趕超

綜合國(guó)力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國(guó)家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家納米科技發(fā)展的勢(shì)頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)政府在2001年7月就了《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國(guó)家納米科技發(fā)表協(xié)調(diào)委員會(huì)、國(guó)家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會(huì)。目前正在制定中的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要將明確中國(guó)納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國(guó)在目前和中長(zhǎng)期的研發(fā)任務(wù)，以便在國(guó)家層面上進(jìn)行發(fā)表與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，爭(zhēng)取在幾個(gè)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(xiàng)國(guó)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(duì)從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度，加強(qiáng)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(guó)際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家，都在對(duì)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(bào)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(jì)為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。

美國(guó)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(fèi)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(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》，在2005～2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對(duì)納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元，而且這還不包括國(guó)防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。

日本目前是僅次于美國(guó)的第二大納米技術(shù)投資國(guó)。日本早在20世紀(jì)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(zhǎng)，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(zhǎng)20%。

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

中國(guó)期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)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(guó)臺(tái)灣計(jì)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(dá)1億美元。韓國(guó)每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國(guó)為2.4歐元，美國(guó)為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計(jì)劃，美國(guó)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(shì)。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國(guó)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(guó)魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱，很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)納米技術(shù)的投資也快速增加。美國(guó)的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營(yíng)機(jī)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(yíng)機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長(zhǎng)，納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來。

3、世界各國(guó)納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強(qiáng)國(guó)比較而言，美國(guó)雖具有一定的優(yōu)勢(shì)，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(guó)不相上下

根據(jù)中國(guó)科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)，且增長(zhǎng)幅度較大，2001年和2002年的增長(zhǎng)率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國(guó)以較大的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他國(guó)家，3年累計(jì)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(guó)（11.28%）、中國(guó)（10.64%）和法國(guó)（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(guó)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(guó)家，也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家。中國(guó)的增長(zhǎng)幅度最為突出，2000年中國(guó)納米論文比例還落后德國(guó)2個(gè)多百分點(diǎn)，到2002年已經(jīng)超過德國(guó)，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國(guó)之后，英國(guó)、俄羅斯、意大利、韓國(guó)、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國(guó)3年累計(jì)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(jìn)入前10名。這5個(gè)國(guó)家可以列為納米研究較活躍的國(guó)家。

另外，如果歐盟各國(guó)作為一個(gè)整體，其論文量則超過36%，高于美國(guó)的29.46%。（2）在申請(qǐng)納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國(guó)專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國(guó)家是美國(guó)（1454項(xiàng)），其次是日本（368項(xiàng)）和德國(guó)（118項(xiàng)）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國(guó)專利商標(biāo)局，所以美國(guó)的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國(guó)分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國(guó)、韓國(guó)、加拿大、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)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(shí)用化的能力。多數(shù)國(guó)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(gè)國(guó)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(guó)家和地區(qū)只有美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣。這說明，很多國(guó)家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實(shí)用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國(guó)各有所長(zhǎng)

美國(guó)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(guó)納米研究熱點(diǎn)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(guó)國(guó)家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺(tái)了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)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(shí)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(dòng)也是一個(gè)研究熱門，這對(duì)于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用，還可以用來檢測(cè)藥物對(duì)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(diǎn)，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(guó)科研人員正在加緊納米級(jí)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(yùn)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(zhǎng)度達(dá)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(shí)力強(qiáng)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(shí)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(jìn)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(shí)積極開發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)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(shí)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(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開發(fā)檢測(cè)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(chǎng)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(jí)照相機(jī)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(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)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(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī)，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(shí)力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)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(qiáng)。

中國(guó)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(jī)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(gè)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(dá)國(guó)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(jì)：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國(guó)為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

美國(guó)國(guó)家科研項(xiàng)目管理部門的管理者們認(rèn)為，美國(guó)大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國(guó)在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力，因此，嘗試建立一個(gè)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(guó)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(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時(shí)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(xiàng)：一是進(jìn)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)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(guó)國(guó)防工業(yè)。

美國(guó)的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)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(gè)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(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。

日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對(duì)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(guó)立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會(huì)議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。

歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)，推動(dòng)納米技術(shù)在歐盟成員國(guó)的應(yīng)用。歐盟委員會(huì)指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運(yùn)輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時(shí)減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國(guó)。

第3篇：納米科技論文范文

與傳統(tǒng)光學(xué)不同的是，由光學(xué)與微電子、微機(jī)械、納米技術(shù)互相融合、滲透、交叉而形成的前沿學(xué)科――微納光學(xué)，變革了傳統(tǒng)光學(xué)與技術(shù)的發(fā)展路線。這門新興的交叉學(xué)科在信息、能源、生命、環(huán)保、宇航、國(guó)防等領(lǐng)域均已產(chǎn)生新的重要應(yīng)用。在我國(guó)，微納光子學(xué)的發(fā)展也日益受到重視，未來發(fā)展前程似錦。

1996年，付永啟博士畢業(yè)。近20年過去，付永啟一直沒有離開過微納光學(xué)研究領(lǐng)域，在他看來，盡管微光學(xué)似乎看不見，摸不著，但從人們的生活乃至國(guó)家的高尖端科學(xué)都離不開它。這正是它的魅力所在。

“微納光子雖小，照亮我們未來的路”

1994年，付永啟在中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所攻讀博士學(xué)位，“當(dāng)時(shí)是跟導(dǎo)師一起做國(guó)家航天項(xiàng)目中的一個(gè)子項(xiàng)目――‘動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生器’的研究，我主要負(fù)責(zé)曲面光刻的研究?！蹦鞘撬佑|到微光學(xué)并逐漸對(duì)微光學(xué)元器件的設(shè)計(jì)制作產(chǎn)生興趣的開始。

在博士后研究階段，付永啟又接著在衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)制作方面開展了深入研究。隨后為了開闊視野、提升研究能力，付永啟于1998年赴新加坡南洋理工大學(xué)精密工程與納米技術(shù)中心作研究員，借助當(dāng)?shù)貎?yōu)越的軟硬件條件繼續(xù)深入開展微光學(xué)以及后期納米光學(xué)領(lǐng)域的研究工作。

從此，一個(gè)嶄新的世界――納米光學(xué)這個(gè)交叉領(lǐng)域逐步在他面前展開。

正如他所說的“學(xué)得越多就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己不懂的東西越多”，在學(xué)習(xí)和研究過程中，他覺得不應(yīng)該囿于領(lǐng)域，萌生了走出國(guó)門看看的念頭。1998年，他選擇赴新加坡南洋理工大學(xué)精密工程與納米技術(shù)中心做研究員。后來，又通過那里獲得了在麻省理工學(xué)院作訪問學(xué)者的機(jī)會(huì)。

通過與科研院所及工業(yè)界的合作，付永啟開展了多個(gè)橫向和縱向項(xiàng)目研究，接觸到了微電子、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、微納加工、納米計(jì)量及生化分析等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，先后完成了多項(xiàng)重大研究課題，并取得了許多創(chuàng)新性成果。

借助于國(guó)外較好的軟硬件條件，付永啟快速提高了獨(dú)立開展科研工作的能力。東西方文化在他身上相遇，已經(jīng)不再是形式的混體，而是精神層面的和平融合，使得付永啟的治學(xué)態(tài)度里，囊括了中國(guó)智慧的通達(dá)以及西方思想嚴(yán)密的邏輯性，在這種態(tài)度的指引下，他對(duì)科研工作有了更深層次的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)科學(xué)研究也更加熱愛。

2001年，付永啟將目光專注到了一種新的微納光學(xué)元件一步加工制作方法―聚焦離子束制作技術(shù)上，經(jīng)過兩年的反復(fù)研究、實(shí)驗(yàn)，終于獲得成功并使該技術(shù)逐漸走向成熟。

付永啟利用納米加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了微光學(xué)元件與光電子元/器件的集成一體化，即利用聚焦離子束技術(shù)直接一步將微光學(xué)元器件甚至納米光子元器件與光電子器件（如半導(dǎo)體激光器、光導(dǎo)纖維等）集成于一體，從而達(dá)到直接控制光束的目的。這一技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)的采用離散光學(xué)元件對(duì)激光束進(jìn)行準(zhǔn)直或聚焦的方法，不但減少了光學(xué)系統(tǒng)的元件數(shù)，而且節(jié)省了空間，更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輕量化和小型化，對(duì)微系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義。

同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)了兩種材料，它們?cè)诰劢闺x子束轟擊下具有材料自組織成型特性，該特性可直接用于微光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)成型。以該技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠制作出幾種特定的微光學(xué)元件，包括微正弦光柵、微閃耀光柵等。

此外，付永啟還利用聚焦離子束直接寫入法和輔助沉積法成功實(shí)現(xiàn)了微光學(xué)元件與光電子元/器件的集成一體化；也就是說，該集成一體化既可以采用基于聚焦離子束去除材料的方法實(shí)現(xiàn)，也可以利用材料生長(zhǎng)的方法來得到。從而為光學(xué)系統(tǒng)的小型化、微型化、平面化提供了制作技術(shù)保障。該集成一體化元/器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、生化、通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域，至今仍在應(yīng)用，還沒有其他方法能夠替代。

值得一提的是，聚焦離子束技術(shù)在微電子行業(yè)的廣泛應(yīng)用，大大提高了微電子工業(yè)上材料、工藝、器件分析及修補(bǔ)的精度和速度，目前已經(jīng)成為微電子技術(shù)領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。同時(shí)，由于它集材料刻蝕、沉積、注入、改性于一身，有望成為高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)器件制造全過程的主要加工手段。

“研究要服務(wù)社會(huì)，我們要瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求”

“在國(guó)外更能體會(huì)到‘國(guó)家’兩字的真實(shí)內(nèi)涵，真心希望自己的祖國(guó)能夠早日強(qiáng)大。當(dāng)2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕式上播放出《我的祖國(guó)》這首歌時(shí)，激動(dòng)的心情難于言表，內(nèi)心百感交集。” 付永啟感慨道。2007年，付永啟放棄國(guó)外優(yōu)越的待遇和生活，帶著累累碩果和先進(jìn)理念回國(guó)，先后受聘于中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所微細(xì)加工光學(xué)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和電子科技大學(xué)物理電子學(xué)院。

“剛回國(guó)時(shí)想有一個(gè)屬于自己獨(dú)立的科研小組和相對(duì)寬松的科研環(huán)境，在這種環(huán)境中能靜下心來實(shí)際做點(diǎn)科研，希望能從科研工作和培養(yǎng)學(xué)生方面體現(xiàn)出自身的價(jià)值所在?？茖W(xué)研究最終是要服務(wù)社會(huì)的，而具體的應(yīng)用領(lǐng)域要瞄準(zhǔn)國(guó)家的重大需求?！备队绬⑹沁@樣說的，也是這樣做的。

在學(xué)校和所在團(tuán)隊(duì)的支持下，付永啟在納光子結(jié)構(gòu)、元器件及其應(yīng)用方面取得多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。提出了兩種基于納金屬結(jié)構(gòu)的超分辨透鏡，該透鏡可方便地通過聚焦離子束技術(shù)一步制作出來，其光學(xué)表征可利用近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡實(shí)現(xiàn)；基于表面等離子體極化用于生化免疫分析：設(shè)計(jì)和制作了菱形納金屬顆粒，并成功地用于老年癡呆癥（ADDL）以及SEB病毒素的測(cè)試；有源及無源光電子器件與衍射光學(xué)元件的集成；基于聚焦離子束技術(shù)的微光學(xué)元器件的一步制作技術(shù)的開發(fā)和拓展；基于納光子器件微探頭的納米計(jì)量系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)：提出利用納光子超透鏡微探頭并結(jié)合激光多普勒外差干涉技術(shù)實(shí)現(xiàn)納米缺陷的動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)，該內(nèi)容已獲得美國(guó)專利授權(quán)。

研究工作的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在微光學(xué)元件的加工制作技術(shù)上，國(guó)際上首創(chuàng)采用聚焦離子束技術(shù)直接一步加工和制作微小光學(xué)元件，具體包括微型衍射、折射、折衍混合、柱面、及橢球面透鏡等。這一創(chuàng)新技術(shù)解決了一些常規(guī)微光學(xué)元件制作方法難以實(shí)現(xiàn)的微光學(xué)元器件集成一體化問題，為光學(xué)系統(tǒng)緊湊化和小型化，以及微光學(xué)系統(tǒng)的研究開發(fā)提供了一條新的有效途徑。

如果把才華比作劍，那么勤奮就是磨刀石。付永啟和課題組成員付出了超乎尋常的努力，經(jīng)過多年的努力拼搏，在納米光學(xué)、微細(xì)加工、納米加工、衍射光學(xué)及微光學(xué)領(lǐng)域取得多項(xiàng)研究成果，在國(guó)際相關(guān)著名學(xué)術(shù)期刊和國(guó)內(nèi)核心學(xué)術(shù)期刊上150余篇，其中被SCI檢索收錄論文120余篇，以第一作者撰寫和58篇，以通訊作者100余篇，JCR分區(qū)一區(qū)刊物論文23篇，影響因子IF>3.0的論文46篇（占SCI論文總數(shù)的34%），論文累計(jì)被引次數(shù)1100余次，單篇他引最高次數(shù)83次，JCR統(tǒng)計(jì)h指數(shù)18。其中，代表論文之一：“Optics Express 18（4）， 3438-3443 （2010）”被國(guó)際文獻(xiàn)追綜機(jī)構(gòu)BioMedLib于2011年2月28日評(píng)為納光子結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的“Top10”論文之一；此外，在該領(lǐng)域國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物Plasmonics（該刊物屬于JCR分區(qū)一區(qū)刊物）上陸續(xù)發(fā)表系列研究論文22篇。

此外，付永啟在微納加工及納米光學(xué)領(lǐng)域分別撰寫五部英文專著中的各一章：即Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology（2nd Edition，出版號(hào)：ISBN： 1-58883-159-0）、Lithography： Principles， Processes and Materials（出版號(hào)：I S B N： 978-1-61761-837-6） 、Plasmonics： Principles and Applications（出版號(hào)：ISBN： 979-953-307-855-6）Ion beams in Nanoscience and Technology（出版號(hào)：ISBN 978-3-642-00622-7）、和《Nanofabrication》 （出版號(hào)ISBN： 978-953-307-912-7）；并獨(dú)立撰寫中、英文專著各一部，分別為《納光子學(xué)及其應(yīng)用》（出版號(hào)ISBN： 978-7-80248-537-2）（該書是目前國(guó)內(nèi)唯一一部具有自己獨(dú)立編著版權(quán)的全面系統(tǒng)地介紹納米光學(xué)發(fā)展前沿的中文專著，出版后得到同行的一致好評(píng)。）、英文專著書名為《Subwavelength Optics：Theory and Technology》；并以此為基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)首次開設(shè)了《亞波長(zhǎng)光學(xué)》課程，于2009年秋在電子科技大學(xué)作為研究生專業(yè)課程講授。自2010年電子科技大學(xué)研究生院和中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究生部均采用《納光子學(xué)及其應(yīng)用》一書作為研究生專業(yè)課程：《亞波長(zhǎng)光學(xué)》及《納米光學(xué)》的指定教材。該書作為2011年電子科技大學(xué)“十二五”規(guī)劃研究生教材建設(shè)立項(xiàng)支持（項(xiàng)目編號(hào)：11211CX20401），于2012年12月末成功出版了修訂版。

有關(guān)利用聚焦離子束一步制作微光學(xué)元件的內(nèi)容被法國(guó)DELAWARE大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程系Robert G.. Hunsperger教授寫入其編著的教科書《Integrated Optics： Theory and Technology》（第五版）的一個(gè)章節(jié)中。部分研究結(jié)果還被美國(guó)網(wǎng)絡(luò)多媒體組織NANOPOLISTM于2007年出版的《納米技術(shù)百科全書》多媒體教程引用并收錄， 并被邀請(qǐng)作“聚焦離子束”章節(jié)的內(nèi)容評(píng)審人。

學(xué)術(shù)刊物論文中有關(guān)基于聚焦離子束直接沉積實(shí)現(xiàn)微型柱面透鏡與邊緣發(fā)射型半導(dǎo)體激光器集成化實(shí)現(xiàn)激光束的一維和二維整形的技術(shù)、以及類金剛石薄膜上一步寫入微透鏡技術(shù)，被國(guó)際上面向工業(yè)界的雜志Laser Focus World分別摘錄并以新聞簡(jiǎn)報(bào)的形式在“光電子世界新聞”欄目中公布；并已分別獲得美國(guó)發(fā)明專利和中國(guó)發(fā)明專利的授權(quán)。

鑒于他出色的科研成就，近年來相繼在美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、新加坡、中國(guó)等國(guó)舉辦的衍射光學(xué)與微光學(xué)、微加工及納米加工、離子束及應(yīng)用、精密工程、納米技術(shù)NanoTech 2004、亞洲光電子Photonics Asia 2004、ICAMT2005、NanoMan2008、Nanophotonics2009等專題會(huì)議及年會(huì)上作大會(huì)報(bào)告及特邀報(bào)告。

2010年，付永啟被國(guó)家科技部聘請(qǐng)為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973）項(xiàng)目“光學(xué)自由曲面制造的基礎(chǔ)研究”的項(xiàng)目專家組成員；并受邀分別擔(dān)任國(guó)際學(xué)術(shù)刊物Physics Express、Quantum Matter、Journal of Electromagnetic Field Analyses and Applications的高級(jí)主編、副主編、及編委。

第4篇：納米科技論文范文

關(guān)鍵詞：無機(jī)化學(xué)；若干問題；重大進(jìn)展

1新時(shí)期無機(jī)化學(xué)中的若干重大進(jìn)展

1.1有機(jī)體系建設(shè)中水熱合成技術(shù)的突破

根據(jù)有關(guān)無機(jī)化學(xué)研究小組的設(shè)計(jì)與研發(fā)來看，無機(jī)化學(xué)在研發(fā)中出現(xiàn)了最新的無機(jī)化學(xué)反應(yīng)，特別是在低溫狀態(tài)下，該反應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)一系列的非氧化物納米材料，并結(jié)合水熱合成技術(shù)，以及溶劑熱合成原理與水熱合成技術(shù)，并在一定的密封空間進(jìn)行反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑的化學(xué)反應(yīng)，該有機(jī)化學(xué)方面的技術(shù)性突破，很多學(xué)者將其給予報(bào)道，就在不久前的美國(guó)《化學(xué)與工程新聞》雜志上，針對(duì)該研究的報(bào)道就被評(píng)為“稻草變黃金”，被認(rèn)為是一種“新穎的和非常有趣的合成方法，……將促進(jìn)該領(lǐng)域更深入的工作”，又例如無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中的多元金屬硫族化合物形成的納米材料溶劑熱合成技術(shù)，就是該領(lǐng)域的全新研發(fā)進(jìn)展，充分地運(yùn)用好該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一定的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)針對(duì)無機(jī)水熱合成技術(shù)的研究，以及國(guó)際上鑒于對(duì)該領(lǐng)域的突破性研究都取得了不小的成就，特別是國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的教授應(yīng)邀在2001年的美國(guó)化學(xué)研討會(huì)上就《化學(xué)研究評(píng)述》撰寫綜述論文，并針對(duì)該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了積極的研究，希望給無機(jī)化學(xué)帶來全新的突破。

1.2納米技術(shù)和無機(jī)聚合物方面的突破

目前，學(xué)術(shù)期刊上有大量關(guān)于納米技術(shù)和無機(jī)聚合物方面的學(xué)術(shù)論文，很多論文具有國(guó)際化高水平，很多具有創(chuàng)新型的技術(shù)并得到了廣大學(xué)者的廣泛重視，例如合成性的納米金屬分子籠（nanometer-sizedmetallomolecularcage）成功地構(gòu)建了具有Oh對(duì)稱的立方體金屬-有機(jī)籠子[Ni6(tpst)8Cl12]，該構(gòu)架模式能夠容納較多的離子和溶劑分子，是對(duì)納米技術(shù)的全新突破。另外，針對(duì)金屬納米線和金屬-有機(jī)納米板的合成領(lǐng)域也有著全新的突破，特別是在自組裝規(guī)律、空間結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)方面具有探索性的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了物理化學(xué)性能方面的延伸。另外還在空間結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和性能方面找尋關(guān)系規(guī)律，例如學(xué)者李亞棟課題組發(fā)現(xiàn)了一些具有準(zhǔn)層狀結(jié)構(gòu)特性的金屬鉍，該金屬鉍能夠形成一種新型的單晶多壁金屬納米管，這是首例國(guó)際上比較認(rèn)可的由金屬形成的單晶納米管，特別是鉍納米管的發(fā)現(xiàn)，為無機(jī)化學(xué)研究找尋了新的突破點(diǎn)，針對(duì)無機(jī)納米管的形成機(jī)理及應(yīng)用研究，使得無機(jī)化學(xué)形成新的對(duì)象和研究課題。例如很多研究者還利用人工合成的有機(jī)無機(jī)層狀結(jié)構(gòu)，積極的合成了金屬鎢單晶納米線和高質(zhì)量的WS2納米管，該技術(shù)積極地分析了層狀前驅(qū)體到納米管的層狀卷曲機(jī)制，為一維納米線和納米管的合成展示出全新的領(lǐng)域。

2新時(shí)期針對(duì)無機(jī)化學(xué)研究發(fā)展的展望

縱覽過去的幾年，我們看出無機(jī)化學(xué)有著矚目的成就，許多激動(dòng)人心的研究，恰如其分的實(shí)現(xiàn)了該學(xué)科的復(fù)興，使得無機(jī)化學(xué)改變傳統(tǒng)的理念，逐漸走向卓越的發(fā)展階段，回顧已經(jīng)取得的成就，及通過近幾年的學(xué)術(shù)研究成果來看，無機(jī)化學(xué)和物理學(xué)科能夠有效地推動(dòng)科技的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域的全面發(fā)展。由于各學(xué)科的相互滲透、生產(chǎn)技術(shù)的要求、實(shí)驗(yàn)手段的增加，以及現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論的建立與發(fā)展，使無機(jī)化學(xué)在傳統(tǒng)領(lǐng)域以及在化學(xué)與生物、物理、數(shù)學(xué)等邊緣學(xué)科方面都獲得了重大進(jìn)展。就近幾年的發(fā)展來看，無機(jī)化學(xué)在某種程度上取得了突破性的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際化的接軌，從傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)的角度，使得其在新時(shí)代背景下有著全新的突破，保持了與國(guó)際的接軌。針對(duì)最近幾年生物無機(jī)化學(xué)的發(fā)展，使得該領(lǐng)域形成了學(xué)術(shù)化的交流，發(fā)展中促進(jìn)了該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)提高，研究水平逐年提高。未來在新時(shí)期新技術(shù)科技的帶動(dòng)下，無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域更是會(huì)突飛猛進(jìn)的向前發(fā)展，就目前的總體發(fā)展水平來看，生物無機(jī)化學(xué)還與國(guó)際化的發(fā)展水平有著一定的差距，需要國(guó)家給予大力的技術(shù)支持和必要的經(jīng)費(fèi)投入，需要國(guó)家培養(yǎng)出具有一定專業(yè)知識(shí)的杰出青年，為無機(jī)化學(xué)發(fā)展做出積極地貢獻(xiàn)。

3結(jié)語(yǔ)

第5篇：納米科技論文范文

何進(jìn)，北京大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。1988年獲天津大學(xué)學(xué)士學(xué)位，1993，1999年先后獲電子科技大學(xué)碩士、博士學(xué)位。2001～2005年在美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校電子和計(jì)算機(jī)科學(xué)系器件研究室作訪問學(xué)者和研究科學(xué)家。2005年8月歸國(guó)，現(xiàn)任北京大學(xué)微電子學(xué)研究院教授，主持北京大學(xué)納太器件和電路研究室工作。

近年來，在國(guó)內(nèi)外重要期刊上發(fā)表SCI論文70余篇，El論文1 50多篇。2005年8月回國(guó)后，成為國(guó)際研究項(xiàng)目Nano-Device Modeling Initiative的研究成員，被國(guó)際期刊Recent Patents on Engineering，Open Nano Sci-ence Journal，Recent Patents on Electrical Engineering等聘為編委會(huì)成員。

2008年5月，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授何進(jìn)博士接到了一份期盼已久的邀請(qǐng)函，它來自美國(guó)電子和信息技術(shù)聯(lián)合會(huì)麾下的國(guó)際集成電路模型標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，該委員會(huì)主席邀請(qǐng)何進(jìn)參加于6月5-6日在美國(guó)波士頓舉行的關(guān)于新一代ULTRA-SOI集成電路國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)模型選擇的CMC會(huì)議，并攜帶北京大學(xué)自主研發(fā)的新SOI電路模型，競(jìng)爭(zhēng)高科技IT技術(shù)一納米SOI集成電路模型的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

ULTRA-SOI是北京大學(xué)研究的，針對(duì)SOI器件和電路的創(chuàng)新性納米尺寸絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型。它使用了新的物理核心和工程模型結(jié)構(gòu)來模擬納米尺寸的SOI MOSFET行為。與國(guó)際上的同類研究相比，ULTRA-SOI具有明顯的科學(xué)創(chuàng)新性和高技術(shù)特色，有望在國(guó)際主流的集成電路設(shè)計(jì)EDA工具中得到實(shí)際使用，此次獲邀參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)，顯示了北京大學(xué)微電子研究在該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究方面的前沿地位，以及在集成電路工程技術(shù)開發(fā)方面所發(fā)揮的先鋒作用。

何進(jìn)說：“這一成果得到認(rèn)可，遠(yuǎn)比在知名刊物上發(fā)表幾篇文章更有說服力，也更有價(jià)值?！?/p>

科學(xué)研究的意外機(jī)遇和收獲

回望自己的科研之路，何進(jìn)說：“不管是做研究，還是我的個(gè)人發(fā)展，都是一步一步地走出來的。人生沒有坦途，奮斗終有收獲?！?/p>

其實(shí)，今天在微電子學(xué)領(lǐng)域嶄露頭角的何進(jìn)起初并沒有對(duì)科學(xué)研究抱有太大的期許。當(dāng)年，能邁進(jìn)大學(xué)的門檻，何進(jìn)很滿足。然而，一進(jìn)大學(xué)，中學(xué)時(shí)那種極度封閉、狹小的天地一下敞開了，何進(jìn)才發(fā)現(xiàn)原來天地是如此廣闊，世界是如此豐富。時(shí)間總是不夠，他有太多的事情可以做：去圖書館看書，跑學(xué)術(shù)廳聽演講，忙于各種課外活動(dòng)……他的腦子里開始不斷地冒出思想的火花，他甚至憧憬著去當(dāng)一個(gè)哲學(xué)家。

現(xiàn)實(shí)常常讓所謂的哲學(xué)家必須低下高昂的頭顱去面對(duì)腳下的小路。大學(xué)本科畢業(yè)以后，何進(jìn)被分配到一個(gè)無線電廠工作。當(dāng)工作像流水線作業(yè)一樣越來越熟悉的時(shí)候，他發(fā)現(xiàn)自己無法適應(yīng)這種單調(diào)、重復(fù)的生活，于是又考上了研究生。碩士上完了，何進(jìn)還是忘不了自己哲學(xué)家的夢(mèng)，于是他準(zhǔn)備報(bào)考宗教學(xué)的博士。沒想到，家里人的堅(jiān)決反對(duì)讓一心想成為哲學(xué)家的何進(jìn)終于“還了俗”：“他們怕我以后畢業(yè)了連個(gè)飯碗都找不到，我就只好向現(xiàn)實(shí)妥協(xié)?！?/p>

何進(jìn)開始很不情愿地讀起了微電子學(xué)的博士?；蛟S是因?yàn)樗究啤⒋T士都不是學(xué)微電子專業(yè)的，所以到了博士生的科研階段，反而使他可以從不同的角度看待自己的專業(yè)，從別人司空見慣的舊材料中不斷發(fā)現(xiàn)新的問題。讀書，在何進(jìn)看來并不難，他認(rèn)為難的是找到自己的人生目標(biāo)。正因?yàn)檫@次轉(zhuǎn)折，何進(jìn)正式開始了自己的科研之路，他在這里找到了自己的人生歸屬。2001年，何進(jìn)赴美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校電子和計(jì)算機(jī)科學(xué)系器件研究室訪問研究。

幸運(yùn)的是，何進(jìn)在求學(xué)和工作的過程中遇到了幾位讓他終身受益的老師。中國(guó)科學(xué)院院士、電子科技大學(xué)的陳星弼教授，中科院院士，北京大學(xué)的王陽(yáng)元教授，中科院外籍院士、美國(guó)工程院院士、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的胡正明教授，IEEE終身院士古默爾(H.K Gummel)博士等，都曾先后做過何進(jìn)的導(dǎo)師和合作者。在何進(jìn)看來，導(dǎo)師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，他們的博學(xué)、睿智都是他終身學(xué)習(xí)的榜樣。

2005年9月，何進(jìn)結(jié)束了在美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的多年研究后回國(guó)。他有幸獲得了北京大學(xué)及教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助，何進(jìn)不僅迅速建立了納太器件和電路研究室，使自己的研究工作聚焦在納米CMOS新結(jié)構(gòu)，納米MOSFET的量子傳輸和準(zhǔn)彈道輸運(yùn)，深亞微米芯片仿真物理模型，電子材料和相關(guān)器件等，也先后參加了國(guó)家“973”、“863”、自然科學(xué)基金等研究項(xiàng)目。他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已成為國(guó)際納米CMOS器件物理和模型研究舞臺(tái)的一支重要力量，在納米CMOS芯片仿真模型研究方面取得了一系列國(guó)際矚目的重要進(jìn)展。

2007年9月，何進(jìn)小組的CMOS集成電路用納電子器件模型成果發(fā)表在國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)電子器件領(lǐng)域最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊IEEE Transaction on Electron Devices 9月的《納電子器件模型和模擬專輯》上。該專輯的相關(guān)背景是：為了應(yīng)對(duì)納米集成電路發(fā)展中的挑戰(zhàn)，反映最近一兩年來納電子器件模擬和仿真技術(shù)的快速發(fā)展，IEEE電子器件協(xié)會(huì)(EDS)在2007年初面向全球，征集該領(lǐng)域的頂尖研究成果，向全世界展示該方向的最新研究成果。經(jīng)過激烈競(jìng)爭(zhēng)和嚴(yán)格的多輪專家評(píng)審，《納電子器件模型和模擬專輯》在全世界范圍內(nèi)最后僅僅錄用了20篇投稿論文。何進(jìn)研究小組在該專輯的上發(fā)表了關(guān)于納米環(huán)柵CMOS器件模型基本解的研究論文。這是中國(guó)大陸、臺(tái)灣和香港地區(qū)入選該專集的惟一論文。

這也是何進(jìn)研究小組繼2006年在該權(quán)威期刊《先進(jìn)模型和45納米模型挑戰(zhàn)專輯》上，發(fā)表納米CMOS器件物理基本解和MOS器件量子效應(yīng)模擬兩篇重要論文以來，在微納電子和集成電路器件模型領(lǐng)域取得的又一新進(jìn)展。

做現(xiàn)實(shí)的理想主義者

雖然出國(guó)前已經(jīng)是北京大學(xué)的副教授，但是從伯克利回國(guó)以后，何進(jìn)還是很明顯地感到國(guó)內(nèi)、國(guó)外的差距：“和國(guó)外比起來，我們?nèi)钡牟皇怯布?，缺的不是勤奮，而是眼光?！?/p>

回國(guó)之后的何進(jìn)把自己的研究定位在國(guó)際前沿上，他已經(jīng)取得的系列成果使他成為國(guó)際微電子學(xué)術(shù)界和工程領(lǐng)域享有聲譽(yù)的中國(guó)科學(xué)家，他是國(guó)際集成電路界工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS模型BSIM4.3.0的主要研發(fā)者，模型手冊(cè)的主要作者(BSIM4.3.0經(jīng)被國(guó)際半導(dǎo)體工業(yè)界廣泛采用，促進(jìn)了國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展)；BSIM5首席研究者，模型手冊(cè)第一作者。他提出的BSIMDG模型成果被最近發(fā)表在IEEE T-ED上的綜述文章稱為“何氏模型”，是全世界4個(gè)典型代表。提出的納米CMOS參數(shù)提取新技術(shù)，被發(fā)表在Micro-electronics Reliability上有關(guān)閾值電壓的綜述文章稱為“何氏方法”，為近年來11種典型方法之一。

距離何進(jìn)在北京大學(xué)的研究室不遠(yuǎn)處，就是微電子所的器件測(cè)試實(shí)驗(yàn)中心，何進(jìn)和他的團(tuán)隊(duì)整天在實(shí)驗(yàn)中心和研究室之間忙碌著。采訪時(shí)，測(cè)試中心的寧?？±蠋熜χf：“何進(jìn)可是我們這兒的寶貝，學(xué)生都樂意跟著何老師做研究生!”

何進(jìn)說：“目前，國(guó)家的政策、北京大學(xué)的政策都是越來越好。但是一個(gè)學(xué)科的發(fā)展，不是一個(gè)人所能決定的，它需要一個(gè)強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)，需要努力勤奮的學(xué)生，更需要更多的資源。即使在北大，要想干事情，也要從社會(huì)上去爭(zhēng)取更多的資源，也會(huì)有很多不熟悉的地方……”

當(dāng)何進(jìn)在為如何發(fā)展團(tuán)隊(duì)，如何學(xué)會(huì)爭(zhēng)取各種資源而思考的時(shí)候，他還要面對(duì)另外一個(gè)困難的現(xiàn)實(shí)――自己的研究生大多在忙著準(zhǔn)備出國(guó)?！拔?guī)У?2個(gè)研究生5個(gè)在忙著準(zhǔn)備托福、GRE考試，快成出國(guó)預(yù)備班了……以前學(xué)生要出國(guó)，我可以理解，因?yàn)槲覀內(nèi)鄙俸蛧?guó)際前沿對(duì)接的途徑，但現(xiàn)在不同了。看到他們把學(xué)習(xí)重心放在了學(xué)外語(yǔ)、出國(guó)上，我還是覺得有些痛心?！彼f，“國(guó)內(nèi)的學(xué)生在勤奮程度、主動(dòng)學(xué)習(xí)和掌握正確的方法這三個(gè)方面都還做得不夠。美國(guó)的學(xué)生到了研究生階段非常勤奮，半夜兩三點(diǎn)鐘在實(shí)驗(yàn)室干活并不稀奇，很拼命。而且他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性很強(qiáng)。而我們的學(xué)生常常是老師給什么，學(xué)生做什么。方法也很重要，沒有正確的方法，就沒有效率?！?/p>

第6篇：納米科技論文范文

[論文摘要]科技的發(fā)展，使我們對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究的越來越透徹。納米技術(shù)便由此產(chǎn)生了，主要對(duì)納米材料和納米涂料的應(yīng)用加以闡述。

一、納米的發(fā)展歷史

納米（nm）是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對(duì)宏觀物質(zhì)來說，納米是一個(gè)很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級(jí)；對(duì)于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。

1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德。費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)根據(jù)人類意愿逐個(gè)排列原子、制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米科技最早的夢(mèng)想。1991年，美國(guó)科學(xué)家成功地合成了碳納米管，并發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量?jī)H為同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級(jí)纖維.這一納米材料的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志人類對(duì)材料性能的發(fā)掘達(dá)到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。

二、納米技術(shù)在防腐中的應(yīng)用

納米涂料必須滿足兩個(gè)條件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因?yàn)榧{米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對(duì)流變性的影響，如納米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流掛；第二、耐候性的改善。利用納米粒子對(duì)紫外線的吸收性，如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車面漆等；第三、力學(xué)性能的改善。利用納米粒子與樹脂之間強(qiáng)大的界面結(jié)合力，可提高涂層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。

納米技術(shù)的應(yīng)用為涂料工業(yè)的發(fā)展開辟了一條新途徑，目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之間極易團(tuán)聚，納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過簡(jiǎn)單的混配得到。同時(shí)納米粒子種類很多，性能各異，不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達(dá)到所期望的性能和功能，需要經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，才有可能得到真正的納米涂料。

納米涂料雖然無毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)用。國(guó)外公司如美國(guó)的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德國(guó)的Hrubach、法國(guó)的SNCZ、英國(guó)的BritishPetroleum、日本的帝國(guó)化工公司均推出了一系列無毒納米防銹顏料，性能不錯(cuò)，甚至已可與鉻酸鹽相以前我國(guó)防銹顏料的開發(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)重，對(duì)人體的傷害很大，目前已被許多國(guó)家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖比。我國(guó)防銹涂料業(yè)也蓬勃發(fā)展，也可以生產(chǎn)納米漆。

我國(guó)自主生產(chǎn)的產(chǎn)品目前已通過國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測(cè)，同時(shí)還經(jīng)過加拿大國(guó)家涂料信息中心等國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具有目前國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品無可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，是防銹涂料領(lǐng)域劃時(shí)代產(chǎn)品，復(fù)合鐵鈦粉及其防銹漆通過國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

三、納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測(cè)

據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國(guó)將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，在納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元，準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心，把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開發(fā)重點(diǎn)，將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國(guó)也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國(guó)有19家機(jī)構(gòu)專門建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類進(jìn)入21世紀(jì)之際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說，21世紀(jì)將是一個(gè)納米世紀(jì)。

由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級(jí)，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景極好。

在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對(duì)傳統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。各類納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。

納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對(duì)空氣中有毒氣體有強(qiáng)烈的分解，消除作用。對(duì)甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測(cè)試，對(duì)各種霉菌的殺抑率達(dá)99％以上，有長(zhǎng)期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級(jí)的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力，具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的自潔功能，強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外線能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在10℃到25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

由于目前應(yīng)用納米材料對(duì)涂料進(jìn)行改性尚處在初級(jí)階段，技術(shù)、工藝還不太成熟，需要探索和改進(jìn)。但涂料的各種性能得到某些改進(jìn)的試驗(yàn)結(jié)果足以證明，納米改性涂料的市場(chǎng)前景是非常好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]橋本和仁等［J］.現(xiàn)代化工.1996(8):25～28.

第7篇：納米科技論文范文

    “我們?cè)诎l(fā)展過程中致力于緊密結(jié)合知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新與區(qū)域創(chuàng)新,與國(guó)家創(chuàng)新體系各單元聯(lián)合合作,推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)創(chuàng)新價(jià)值鏈?！奔{米所黨委書記劉佩華說。

    蘇州納米所的實(shí)踐是一個(gè)縮影。近年來,我國(guó)科技發(fā)展面向世界高技術(shù)前沿,面向國(guó)家戰(zhàn)略需求,自主創(chuàng)新步履鏗鏘,科技創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展“新引擎”、“發(fā)動(dòng)機(jī)”的作用進(jìn)一步凸顯。

    過去,我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)“兩張皮”問題嚴(yán)重,科技對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)率較低。黨的十明確提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,指出科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐,必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。

    積極推動(dòng)科技與經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合,建立企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系,大力培養(yǎng)引進(jìn)高層次創(chuàng)新人才,優(yōu)化有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的大環(huán)境……在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展號(hào)角的引領(lǐng)下,我國(guó)科技創(chuàng)新不斷向前邁進(jìn)。當(dāng)前,我國(guó)科技發(fā)展進(jìn)入重要躍升期。全社會(huì)研發(fā)資金投入2012年首次超過1萬億元,其中74%來自于企業(yè);截至2012年,我國(guó)研發(fā)人員總量達(dá)到320萬人年,穩(wěn)居世界第一;SCI收錄的我國(guó)科技論文數(shù)快速增長(zhǎng),連續(xù)四年居世界第二;發(fā)明專利授權(quán)量達(dá)21.7萬件,穩(wěn)居世界第三;全國(guó)技術(shù)合同交易額年均增長(zhǎng)超過20%,達(dá)到6400億元。

    大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩;發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng);“神威藍(lán)光”千萬億次計(jì)算機(jī)成功應(yīng)用;量子通信與量子計(jì)算研究取得突破;北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建成并提供服務(wù)……我國(guó)取得了一批國(guó)際領(lǐng)先、振奮人心的重大成果。

    “經(jīng)過多年積累,我國(guó)逐步從跟隨者變?yōu)椴⑿姓?一些領(lǐng)域已有領(lǐng)跑能力,成為具有重要影響的科技大國(guó)和創(chuàng)新大國(guó)?！笨萍疾坎块L(zhǎng)萬鋼說。

    科技支撐發(fā)展,創(chuàng)新引領(lǐng)未來。隨著科技創(chuàng)新能力的不斷增強(qiáng),科技進(jìn)步的貢獻(xiàn)率越來越高,從2001年的39%提高到目前的51.7%,對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐作用不斷凸顯——

    高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)、大型飛機(jī)……為了搶占未來國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn),我國(guó)實(shí)施了16個(gè)重大科技專項(xiàng),加速推進(jìn)了一些重大創(chuàng)新成果的成功應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化,其中民口重大專項(xiàng)累計(jì)申請(qǐng)專利4萬多項(xiàng),制定標(biāo)準(zhǔn)幾千項(xiàng)。

第8篇：納米科技論文范文

關(guān)鍵詞：智能混凝土，自診斷混凝土，自調(diào)節(jié)混凝土，自修復(fù)混凝土

 

引言

現(xiàn)代材料科學(xué)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，促進(jìn)材料的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，混凝土作為最主要的建筑材料已逐漸向高強(qiáng)、高性能、多功能和智能化發(fā)展。然而混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中由于受環(huán)境荷載作用、疲憊效應(yīng)、腐蝕效應(yīng)和材料老化等各種不利因素的影響，結(jié)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生損傷積累、抗力衰減，甚至導(dǎo)致突發(fā)失穩(wěn)破壞。為了有效地避免突發(fā)事故的發(fā)生，提高結(jié)構(gòu)的性能，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命，就必須對(duì)此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的“健康”監(jiān)測(cè)，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)和修復(fù)。因此，研究和開發(fā)具有主動(dòng)、自動(dòng)地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)的智能混凝土已成為混凝土發(fā)展的趨勢(shì)。

1.智能混凝土的定義

智能材料就是指具有感知環(huán)境（包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境）刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。它能模擬生命系統(tǒng)，同時(shí)具有感知和激勵(lì)雙重功能，能對(duì)外界環(huán)境變化因素產(chǎn)生感知，自動(dòng)作出適時(shí)的靈敏和恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并具有自我診斷、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)和預(yù)壽命等功能。論文參考。

2.智能混凝土的分類

2.1 自診斷混凝土

自診斷混凝土具有壓敏性和溫敏性等自感應(yīng)功能。由于普通的混凝土材料本身不具有自感應(yīng)功能,所以需要在混凝土基材中復(fù)合部分其它材料使得混凝土具有自感應(yīng)功能。目前常用的復(fù)合材料是碳類、金屬類和光纖等。

1） 碳纖維混凝土

碳纖維是有機(jī)纖維在惰性氣氛中經(jīng)高溫碳化而成的纖維狀的碳化合物，具有重量輕、高強(qiáng)度，抗疲勞和阻尼特性好，耐高溫，耐腐蝕以及良好的導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)。在水泥基材中添加少量的碳纖維，可以顯著增強(qiáng)其力學(xué)性能，改善其電學(xué)性能。碳纖維混凝土材料的電阻變化與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化是相對(duì)應(yīng)的，利用這一原理生產(chǎn)的混凝土，通過阻抗和載重之間的關(guān)系可確定公路上車輛的方位、重量和速度等參數(shù)，為交通管理的智能化提供了材料基礎(chǔ)。另外碳纖維混凝土除具有壓敏性外 ,還具有溫敏性，即溫度變化引起電阻變化（ 溫阻性） 及碳纖維混凝土內(nèi)部的溫度差會(huì)產(chǎn)生電位差的熱電性效應(yīng)。利用纖維混凝土的這種溫阻現(xiàn)象可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土的溫度自監(jiān)控，將來有望應(yīng)用于有溫控和火災(zāi)預(yù)警要求的混凝土結(jié)構(gòu)中。論文參考。

2）光纖維混凝土

光纖維混凝土，即在混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位埋入纖維傳感器或其陣列，探測(cè)混凝土在碳化以及受載過程中內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變變化，并對(duì)由于損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)光纖維混凝土結(jié)構(gòu)因受力或溫度變化產(chǎn)生變形和裂縫時(shí) ,埋在混凝土中的光纖就會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生變形 ,從而導(dǎo)致通過光纖的光的光波量發(fā)生變化，通過對(duì)光纖中反射光的信息進(jìn)行分析 ,可以對(duì)裂縫進(jìn)行定位。光纖維混凝土已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際中，如重慶渝長(zhǎng)高速公路上的紅槽房大橋監(jiān)測(cè)和蕪湖長(zhǎng)江大橋長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估系統(tǒng)等。

3）納米混凝土

納米混凝土是將某各納米材料添加到普通混凝土中，從而使混凝土一種具有優(yōu)異綜合性能和特殊功能的智能復(fù)合材料。納米材料比表面積大，因而容易極易團(tuán)聚，有利于發(fā)揮其特殊的改性作用，但與此同時(shí)納米混凝土中易產(chǎn)生薄弱區(qū)，不利于混凝土的性能。因此，納米材料的粒徑大小應(yīng)適中，制備時(shí)應(yīng)做好控制使得其在基體中的均勻分布。納米混凝土具有應(yīng)變感知性能，其機(jī)理可以基于隧道效應(yīng)理論（由微觀粒子波動(dòng)性所確定的量子效應(yīng)）來解釋，混凝土內(nèi)微小的應(yīng)變就可導(dǎo)致較大的電阻變化。實(shí)驗(yàn)表明對(duì)于摻納米微粒的從接觸導(dǎo)電理論和碳纖維的特性對(duì)其進(jìn)行智能砂漿的水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)均勻、質(zhì)地密實(shí)、結(jié)合緊密、沒有明顯的結(jié)晶體、水泥石的微觀結(jié)構(gòu)得到改善，故提高了混凝土的力學(xué)性能。

2.2 自調(diào)節(jié)混凝土

混凝土結(jié)構(gòu)除了正常負(fù)荷外,人們還希望它在受臺(tái)風(fēng)、地震等自然災(zāi)害期間 ,能夠調(diào)整承載能力、減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)。由于混凝土本身屬于惰性材料，必須復(fù)合具有驅(qū)動(dòng)功能的組件材料,才達(dá)到自調(diào)節(jié)的目的。這種材料通常具有電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)等性能。如形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。

1)形狀記憶合金

形狀記憶合金（SME）具有形狀記憶效應(yīng)。論文參考。形成記憶合金通常由兩種以后金屬合成，當(dāng)合金在高溫時(shí)發(fā)生定形，冷卻后存有殘余形變。再次加熱時(shí)，殘余形變消失，合金恢復(fù)到高溫時(shí)所具有的形狀。這就像合金記憶了高溫狀態(tài)的形狀一樣。將記憶合金埋入混凝土中, 利用形狀記憶合金對(duì)溫度的敏感性以及在不同溫度下恢復(fù)相應(yīng)形狀的功能, 使得混凝土結(jié)構(gòu)在受到異常荷載干擾時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生重分布, 從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。

2）電流變體

電流變體（ERF） 也叫電場(chǎng)致流變體 。它是一種可通過外界電場(chǎng)作用來控制其粘性、彈性等流變性能雙向變化的懸膠液。在外界電場(chǎng)的作用下, 電流變體可于迅速組合成鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固凝膠, 當(dāng)外界電場(chǎng)撤去時(shí),其可恢復(fù)其流變狀態(tài)。在混凝土中加入電流變體, 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到臺(tái)風(fēng)、地震襲擊時(shí)，混凝土土通過自動(dòng)調(diào)整其內(nèi)部的流變特性, 改變結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼特性，從而達(dá)到減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)，提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

3.3 自修復(fù)混凝土

自修復(fù)混凝土是一種具有感知和修復(fù)性能的混凝土。自修復(fù)混凝土模仿生物機(jī)體受創(chuàng)傷后的再生、恢復(fù)機(jī)理，采有修膠粘劑和混凝土材料相復(fù)合的方法，對(duì)材料的損傷具自修復(fù)和再生功能。據(jù)此國(guó)內(nèi)外學(xué)者們提出具有自修復(fù)行為的智能材料模型，即在材料的基體中布有許多細(xì)小纖維管道，管道中裝有可流動(dòng)的物質(zhì)（類似血管）——修復(fù)物質(zhì)（類似血液）。當(dāng)材料在外界各種因素的作用下,基體發(fā)生開裂，纖維管道發(fā)生破裂，其內(nèi)修復(fù)物質(zhì)流至裂縫處，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)粘聚愈合，提高開裂部分的強(qiáng)度，起到抑制開裂和修復(fù)材料的作用。1997年南京航空航天大學(xué)研究出就利用形狀記憶合金和液芯光纖對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的損傷進(jìn)行自診斷、自修復(fù)。

3.研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

目前所研究的自診斷、自調(diào)節(jié)和自修復(fù)混凝土還只是智能混凝土研究的初級(jí)階段 ,它們只具備了智能混凝土的某一基本特征，有人也它們稱之為機(jī)敏混凝土。目前人們正致力于將兩種以上功能進(jìn)行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。在實(shí)際工程中仍存在著許多的問題需要解決。如對(duì)于自診斷混凝土，目前所制作的傳感器初始電阻率和應(yīng)變感知性能存在一定的離散性，將影響對(duì)于小應(yīng)變測(cè)量的準(zhǔn)確性。對(duì)于自修復(fù)混凝土，其結(jié)構(gòu)耐久性與混凝土的斷裂匹配的相容性、多次可愈合性、分布特性以及愈合的可靠性和可行性等一系列問題研究尚不完全。此外對(duì)于混凝土智能化所會(huì)帶來負(fù)作用，如復(fù)合的材料對(duì)混凝土強(qiáng)度、耐久性等的影響。因此實(shí)際工作中，對(duì)自能混凝土的利用應(yīng)綜合考慮各種因素

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第9篇：納米科技論文范文

[KH*3/4D][HTH]關(guān)鍵詞 [HTSS]納米功能化金電極; 微生物; 快速檢測(cè); 脂質(zhì)過氧化; 計(jì)時(shí)電流法

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[FQ（32,X,DY－W][CD15] 20110826收稿；20111219接受

本文系蘇州市科技局項(xiàng)目（No. YJC0910） 及常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 團(tuán)隊(duì)課題項(xiàng)目資助

* Email: tuyf@suda.省略；wxy62@cslg.省略[HT]

1 引 言

牛奶為人類生活中價(jià)值最高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，但易酸敗變質(zhì)\[1\]。我國(guó)90％以上的奶牛由農(nóng)民飼養(yǎng)，規(guī)模小、生產(chǎn)水平低、衛(wèi)生設(shè)備不足，因而很多牛奶原料達(dá)不到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在牛奶的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售過程中，還可能受到多種細(xì)菌的污染，其中含有很多潛在的有害微生物，這些微生物不僅破壞牛奶質(zhì)量，而且可能危害飲用者身體健康\[2～4\]。傳統(tǒng)的微生物檢測(cè)技術(shù)非常繁瑣，需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且檢測(cè)周期長(zhǎng)。按國(guó)標(biāo)GB/T 4789.2進(jìn)行菌落總數(shù)檢測(cè)需要48 h才能得出結(jié)果，難以滿足食品安全檢測(cè)的要求。聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）\[5\]、酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）\[6,7\]等幾種快速檢測(cè)技術(shù)通過富集、分離、形態(tài)學(xué)檢測(cè)、生物化學(xué)測(cè)試來鑒別食品中致病菌，縮短了檢測(cè)時(shí)間，但檢測(cè)費(fèi)用高、儀器昂貴。電化學(xué)阻抗技術(shù)亦可應(yīng)用于細(xì)菌的檢測(cè)，但在分析含菌量較少樣品時(shí)，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，且只有當(dāng)微生物數(shù)目達(dá)到106～107個(gè)/mL時(shí)，這種電阻的變化才能被記錄到\[8,9\]。因此，開發(fā)快速、簡(jiǎn)易的適合于牛奶樣品中細(xì)菌檢測(cè)的方法具有十分重要的意義。電化學(xué)分析方法在這方面具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)\[10～12\]，所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便易行、測(cè)定速度快、檢測(cè)成本低，可望開發(fā)出實(shí)用的檢測(cè)技術(shù)。

納米材料因具有高比表面積、高催化活性等獨(dú)特性質(zhì)而備受關(guān)注，對(duì)許多物質(zhì)有很高的電催化效應(yīng)。納米修飾技術(shù)在電化學(xué)分析方面亦得到了廣泛的應(yīng)用\[13～15\]。通過表面修飾或功能化獲得的化學(xué)修飾電極在分析性能上較傳統(tǒng)電極取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，從而為開發(fā)適合于特定目標(biāo)的檢測(cè)技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

納米功能化電極表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用前景，特定的納米修飾電極可催化H2O轉(zhuǎn)化成羥基自由基（?OH），?OH具有極高的反應(yīng)活性，可以使微生物細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化\[16\]，在電極上產(chǎn)生氧化電流，且電流的大小與微生物的量成線性關(guān)系，通過電流檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的定量檢驗(yàn)。文獻(xiàn)\[11\]應(yīng)用此原理成功地進(jìn)行了水體中大腸桿菌（E. coli）的檢測(cè)。本研究采用控制電位電解法，以中性的磷酸鹽緩沖溶液（PBS）為電解質(zhì)，一步操作實(shí)現(xiàn)對(duì)金電極表面的納米功能化修飾，使其表面形成一層蓬松的納米級(jí)粗糙層，并應(yīng)用于牛奶中微生物的檢測(cè)。制備方法簡(jiǎn)便，線性范圍為1.1×103～2.5×107 cfu/mL，檢測(cè)時(shí)間縮短至1 h以內(nèi)。本方法重復(fù)性好、靈敏度高、不需要預(yù)處理，有望在牛奶及其它食品的微生物檢測(cè)中得到應(yīng)用。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器、材料與試劑

CHI660C 電化學(xué)工作站（上海辰華儀器公司）；金電極（Φ2 mm）為工作電極，鉑電極（Φ2 mm）為對(duì)電極，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極；Dimension Icon原子力顯微鏡 （美國(guó)Bruker 公司）；UV3600紫外可見分光光度計(jì)（日本島津公司）；YX400Z型電熱蒸汽壓力消毒器（上海三申醫(yī)療器械有限公司）；S?SWCJ?2F型超凈工作臺(tái)（上海博泰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；303A3S型電熱恒溫干燥培養(yǎng)箱（上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司）。

0.1 mol/L PBS溶液，pH分別為7.0和7.4。LB 培養(yǎng)基：牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，瓊脂20 g，蒸餾水1000 mL。大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、金黃色葡萄球菌由常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院發(fā)酵工程技術(shù)研究中心提供。牛奶樣品由常熟市圣力乳業(yè)有限公司提供。實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

2.2 納米功能化金電極的制備及表征

金電極用0.3 和0.05

SymbolmA@ m的A12O3粉拋光，依次在HNO3（1∶1, V/V）、無水乙醇及二次蒸餾水中超聲清洗5 min，紅外燈下烘干。上述電極置于0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.0）中,于2.0 V恒電位電解600 s; 在0～1.5 V范圍內(nèi)循環(huán)伏安掃描至電流穩(wěn)定; 用水反復(fù)沖洗，并儲(chǔ)存在水中備用。采用原子力顯微鏡表征納米功能化修飾膜的表面形貌。采用亞甲基藍(lán)檢驗(yàn)法驗(yàn)證納米功能化金電極的性能：用PBS溶液將8 mL 0.15 mmol/L亞甲基藍(lán)溶液釋至100 mL，分別以裸金電極和納米功能化金電極為工作電極，在1.0 V恒電位電解30 min，分別測(cè)定原溶液和電解后溶液的吸收光譜曲線。

分 析 化 學(xué)第40卷

第5期汪學(xué)英等： 原位制備納米功能化金電極快速檢測(cè)牛奶中的微生物

2.3 細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定方法

大腸桿菌（E. coli）是生物腸道內(nèi)和環(huán)境中最普遍存在，且最大量的細(xì)菌，通常作為細(xì)菌研究的模式生物。牛奶中的細(xì)菌總數(shù)在很大程度上決定于環(huán)境衛(wèi)生、擠奶機(jī)、牛奶貯存和運(yùn)輸設(shè)備的清潔程度和牛奶的冷藏溫度等因素，因此大腸桿菌是最可能存在的細(xì)菌。健康奶牛的內(nèi)也總存在一些細(xì)菌，但僅限于少數(shù)幾種細(xì)菌，如小球菌、鏈球菌等，細(xì)菌數(shù)量約為102個(gè)/mL；如奶牛發(fā)生炎，則在奶中會(huì)檢出大量的金黃色葡萄球菌、鏈球菌和化膿桿菌等致病菌。因此，本研究主要以大腸桿菌作為研究對(duì)象，并分別考察大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、金黃色葡萄球菌的響應(yīng)，以進(jìn)行比較，評(píng)估本方法對(duì)檢測(cè)不同種類細(xì)菌的適用性。

2.3.1 平板計(jì)數(shù)法 參照GB 4789.22010 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行。

2.3.2 計(jì)時(shí)電流法 于37 ℃恒溫水浴中，用無菌移液管準(zhǔn)確移取10 mL經(jīng)高壓滅菌的0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）于電解池內(nèi)，以納米功能化金電極為工作電極、鉑電極為對(duì)電極、飽和甘汞電極為參比電極，恒電位1.0 V進(jìn)行計(jì)時(shí)電流測(cè)定，記錄加入一定量樣品后產(chǎn)生的電流響應(yīng)值。

2.3.3 校正曲線與定量測(cè)定 對(duì)同一樣品用標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)法和計(jì)時(shí)電流法同時(shí)進(jìn)行測(cè)定，得到電流響應(yīng)和牛奶中細(xì)菌數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立校正曲線。根據(jù)儀器測(cè)定的相應(yīng)樣品的電流響應(yīng)，計(jì)算每毫升樣品細(xì)菌數(shù)量。

2.4 電極的活化再生

由于電極表面是納米尺度粗糙結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的吸附性，測(cè)定中細(xì)菌氧化產(chǎn)物會(huì)吸附在電極上，所以測(cè)定中電流響應(yīng)會(huì)逐步減小。因此，每次測(cè)定后需對(duì)電極進(jìn)行活化再生處理。處理方法是用PBS液沖洗后，再在其中于2.0 V電解產(chǎn)生氧氣，利用氧氣帶走細(xì)菌被氧化的中間產(chǎn)物，從而使電極重新活化。3 結(jié)果與討論3.1 納米功能化金電極的性能和作用機(jī)理

采用AFM技術(shù)對(duì)納米功能化金電極表面形貌進(jìn)行表征。從圖1可見，經(jīng)陽(yáng)極氧化活化處理后，電極表面形成了蓬松的結(jié)構(gòu)。這是由于金電極表面吸附的?OH或O與Au原子發(fā)生交換，進(jìn)入電極表層所致，電極表面的吸附的?OH或O和Au原子具有較強(qiáng)的活性\[17\]。

[TS（][HT5”SS] 圖1 金電極納米功能化表面的原子力顯微鏡圖（A）三維形貌，（B）2

SymbolmA@ m尺度，（C）500 nm尺度

Fig．1 Surface morphology of nanofunctionalized gold electrode （A） 3D AFM image, （B） at scale of 2

SymbolmA@ m and （C） at scale of 500 nm[HT][TS）]

圖2A為所制備納米功能化金電極在0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中的循環(huán)伏安圖。在修飾電極上，除了在電位約為1.5 V處因產(chǎn)生氧氣而使電流增大外，還出現(xiàn)一對(duì)很強(qiáng)的氧化還原峰（a），而普通金電極幾乎不出峰（b）。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，電流的增加主要是因?yàn)樵诩{米功能層的催化下生成了?OH，且?OH被吸附于電極表面，占據(jù)著電極表面的活性位點(diǎn)\[17,18\]，其反應(yīng)如下：

Au*＋H2OAu*OH（1

Symbolm@@ n）

Symbolm@@ ads＋H＋＋e

Au*＋OH－Au*OH（1

Symbolm@@ m）

Symbolm@@ ads＋e

[TS（][HT5”SS]圖2 （A） 納米功能化金電極（a）及裸金電極（b）在0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中的循環(huán)伏安曲線（掃速：100 mV/s），（B） 1.2×10

Symbolm@@ 5 mol/L亞甲基藍(lán)溶液（a）及經(jīng)裸金電極（b）或納米功能化金電極（c）電解30 min后的吸收光譜

Fig．2 （A） Cyclic voltammograms of （a） nanofunctionalized gold electrode and （b） bare Au electrode in phosphate buffer （pH 7.0, scan rate:100 mV/s）; （B） Absorption spectra of 1.2×10

Symbolm@@ 5 mol/L methylene blue （MB ） （a） and electrolyzed for 30 min with bare Au electrode （b） or nanofunctionalized gold electrode （c） as working electrode[HT][TS）]

圖2B采用亞甲基藍(lán)檢驗(yàn)法進(jìn)行了驗(yàn)證。呈藍(lán)色的亞甲藍(lán)溶液遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)失電子形成無色的3,7雙二甲氨基吩噻嗪離子，通過亞甲藍(lán)溶液吸光度的變化可確定?OH的含量\[19\]。以裸金電極電解30 min后亞甲基藍(lán)溶液,吸光度（b）較原溶液（a）下降并不明顯; 以納米功能化金電極電解后,亞甲基藍(lán)溶液吸光度值較電解前明顯減小（c），說明在此條件下，修飾電極上產(chǎn)生了?OH，使亞甲基藍(lán)失電子形成無色的3,7雙二甲氨基吩噻嗪離子。

細(xì)菌細(xì)胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成的雙層膜結(jié)構(gòu)，其脂質(zhì)分子相當(dāng)穩(wěn)定，但當(dāng)有活潑自由基存在時(shí)，就可以導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化\[16\]，從而在電極上產(chǎn)生電流。當(dāng)將修飾電極置于含菌的PBS溶液中，電極表面活性位點(diǎn)的羥基自由基將會(huì)引起細(xì)菌細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化，細(xì)菌數(shù)量越多，產(chǎn)生的氧化電流越大。因此，可以根據(jù)氧化電流的變化與細(xì)菌數(shù)量變化的關(guān)系對(duì)牛奶中細(xì)菌總數(shù)進(jìn)行快速檢測(cè)。

3.2 測(cè)定條件的優(yōu)化

考察了計(jì)時(shí)電流檢測(cè)工作電位及pH值對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果（圖3）表明，隨著電壓的增大，響應(yīng)電流隨之變大。但當(dāng)電位超過1.0 V時(shí)，電流不穩(wěn)定，故選擇測(cè)定電位為1.0 V。在所研[TS（][HT5”SS]圖3 （A）檢測(cè)電位及（B）pH值對(duì)測(cè)定響應(yīng)的影響

Fig．3 Effect of （A） applied potential and （B） pH value of buffer solution on detection response

25

SymbolpB@ C，在0.1 mol/L PBS溶液，含菌量約1.1×106 cfu/mL。

Temperature: 25

SymbolpB@ C, substrate solution: 0.1 mol/L phosphate buffer containing 1.1×106 cfu/mL of bacteria.[HT][TS）]究范圍內(nèi)，隨pH值增大，氧化電流變化值增加，至pH=8時(shí)達(dá)到一個(gè)平臺(tái)。但此時(shí)穩(wěn)定性變差，故最佳pH值選取為7.4。

3.3 電極對(duì)細(xì)菌的響應(yīng)特性

在選定的最佳工作條件下，向10 mL 0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中依次加入10

SymbolmA@ L含1.1×106 cfu/mL細(xì)菌懸濁液，修飾電極上的計(jì)時(shí)電流曲線見圖4，表明修飾電極催化細(xì)菌脂質(zhì)過氧化速度很快，可用于細(xì)菌的快速檢測(cè)。

培養(yǎng)基中的共存組分的干擾情況如圖5所示： NaCl、瓊脂對(duì)測(cè)定無影響；10 mL PBS溶液中加入100

SymbolmA@ L的蛋白胨、牛肉膏、牛奶時(shí)，電流響應(yīng)略有波動(dòng)，但并不產(chǎn)生明顯的電流響應(yīng)，故亦不影響測(cè)定。分別考察了加入含550和1100 cfu/mL混合菌的牛奶，及分別加入同濃度的大腸桿菌、嗜熱鏈球菌和金黃色葡萄球菌的牛奶懸液后的電流響應(yīng)， 從圖5可見，等量不同種類的細(xì)菌產(chǎn)生的響應(yīng)值基本相同，表明本方法對(duì)各種不同的細(xì)菌產(chǎn)生基本相同的響應(yīng)，而牛奶等基質(zhì)不產(chǎn)生響應(yīng)，因而可作為牛奶中細(xì)菌總濃度的測(cè)定方法。

[TS（][HT5”SS] 圖4 修飾電極對(duì)細(xì)菌響應(yīng)的計(jì)時(shí)電流曲線，插圖A為電極響應(yīng)對(duì)細(xì)菌總數(shù)的校正曲線

Fig．4 Chronoamperometric curve of response upon the adition of bacteria. Inset is calibration curve of current response versus concentration of bacteria[HT][TS）]

[TS（][HT5”SS] 圖5 培養(yǎng)基成分及等濃度不同細(xì)菌的電流響應(yīng)

Fig．5 Current response of culture medium constitution and different bacteria

a, b為550、1100 cfu/mL的混合菌；c, d, e 分別為1100 cfu/mL的大腸桿菌，嗜熱鏈球菌，金黃色葡萄球菌。

a, b mixed bacteria at concentrations of 550, 1100 cfu/mL respectively; c, d, e Escherichia coli, Streptococcus thermophilus and Staphylococcus aureus respectively, at concentration of 1100 cfu/mL[HT][TS）]

3.4 電極分析性能及對(duì)實(shí)際樣品中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定

以計(jì)時(shí)電流法進(jìn)行牛奶樣品中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定，同時(shí)用平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行對(duì)照，建立校正曲線 （圖4A），其回歸方程為：Δi （nA）＝1.43 logC

Symbolm@@ 4.58 （C為樣品中細(xì)菌的濃度，單位：cfu/mL），電流響應(yīng)與細(xì)菌濃度在1.1×103～2.5×107 cfu/mL范圍內(nèi)呈良好的線性

[FQ（9*2。19*2，Y－WZ][HT5”SS][*4]表1 本方法與平板計(jì)數(shù)法檢測(cè)大腸桿菌樣品結(jié)果比較

Table 1 Comparison of analytical results obtainedfrom present method and GB （national standard） method

[HT6SS][BG（][BHDFG3,WK5，WK7。2，WK6W]樣品

Sample本方法Present method國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB Method相對(duì)誤差RE（%）152060482008.0

25576859500

Symbolm@@ 6.3361180570007.341536001470004.551367501300005.2[BG）F][HT][]

關(guān)系，r＝0.9959。制備5份牛奶樣品，用本方法進(jìn)行測(cè)定，對(duì)每個(gè)樣品平行測(cè)定5次，并與GB4789平板菌落計(jì)數(shù)法相對(duì)照，結(jié)果見表1。從表1可見，用2種方法測(cè)定5個(gè)樣品， 其最大相對(duì)誤差為8.0%；同時(shí)采用t檢驗(yàn)法判斷 2種方法所得結(jié)果之間并無顯著性差異（t＝1.375＜t0.05＝2.776）；電極經(jīng)活化再生處理后重復(fù)使用所得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.9%。

結(jié)果表明，本研究制備的納米功能化修飾金電極的方法簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定，電極可更新，使用壽命長(zhǎng)。本修飾電極用于牛奶中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定是可行的。將此電極用于牛奶中細(xì)菌的測(cè)定相比于傳統(tǒng)生物學(xué)方法更簡(jiǎn)單、快速和準(zhǔn)確，大大縮短了分析時(shí)間，且檢出限低，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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Rapid Detection of Microorganisms in Milk Using an Insitu

Prepared Nanofunctionalized Gold Electrode

WANG XueYing*1, GU Feng1, YIN Fan1, TU YiFeng*2

1（Department of Chemistry, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China）

2（Institute of Analytical Chemistry, Soochow University, Suzhou 215123, China）

Abstract An insitu, facile and rapid method was developed to prepare a nanofunctionalized gold electrode. By the electrolysis under applied potential of ＋2 V in PBS of pH 7.0 for 10 min, a rough nanoporous film formed on the surface of a polished gold plate electrode. This novel nanofunctionalized gold electrode could be applied for rapid detection of bacteria quantity in milk. The detection was based on the catalysis of lipid peroxidation on cell membrane of bacteria by the nanoporous Au film. The response of the current in chronoamperometry would linearly respond the bacterial content in milk which was calibrated by the national standard method （Standard plate count method）. Therefore the accurate quantity of bacteria was attained from the current response on prepared electrode. The results showed that the target bacteria could be detected at a content range from 1.1×103 cfu/mL to 2.5×107 cfu/mL. The whole process of the detection could be completed within 1 h.

Keywords Nanofunctionalized gold electrode; Bacteria; Rapid detection; Lipid peroxidation; Chronoamperometry

（Received 26 August 2011; accepted 19 December 2011）

中國(guó)化學(xué)會(huì)第十一屆全國(guó)分析化學(xué)年會(huì)

（第二輪通知）

由中國(guó)化學(xué)會(huì)、青島科技大學(xué)承辦的第十一屆全國(guó)分析化學(xué)年會(huì)，定于2012年10月26～29日在青島召開，10月26日?qǐng)?bào)到。會(huì)議將就我國(guó)自上屆學(xué)術(shù)會(huì)議以來分析化學(xué)學(xué)科的新成就、新進(jìn)展進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和討論，會(huì)議邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外從事分析化學(xué)研究的著名科學(xué)家、中青年學(xué)者、技術(shù)人員和儀器生產(chǎn)廠商參加，熱忱歡迎踴躍投稿并到會(huì)交流。

一、征文要求

征文范圍詳見第一輪通知（可訪問會(huì)議網(wǎng)站ac.qust.省略/）。投稿論文要求主題明確、數(shù)據(jù)可靠、邏輯嚴(yán)密、文字精煉。文稿必須包括題名、作者姓名和單位、中文摘要和關(guān)鍵詞 （3～6個(gè)）、中圖分類號(hào)、正文、參考文獻(xiàn)、英文題名和作者姓名及單位。請(qǐng)嚴(yán)格按照論文模板投稿。模板見會(huì)議網(wǎng)站（ac.qust.省略/）。

在首頁(yè)頁(yè)腳處寫明第一作者簡(jiǎn)介（出生年、性別、職稱、學(xué)位）以及基金資助情況（標(biāo)出項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)）。請(qǐng)同時(shí)提供稿件聯(lián)系人的電話、傳真、詳細(xì)通訊地址和 Email。論文用Word文件，通過會(huì)議網(wǎng)站網(wǎng)上投稿系統(tǒng)提交會(huì)議論文。

本次會(huì)議將增設(shè)青年論壇及儀器專場(chǎng)報(bào)告會(huì)。

二、會(huì)議注冊(cè)和回執(zhí)

1、注冊(cè)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、要求和匯款方式可登錄本會(huì)議網(wǎng)站ac.qust.省略/查詢。中國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)員和學(xué)生注冊(cè)后需提交有效證件以享受注冊(cè)費(fèi)優(yōu)惠。

2、2012年6月在會(huì)議網(wǎng)站上公布賓館住宿標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)訂事項(xiàng)。請(qǐng)擬參加會(huì)議的代表請(qǐng)?jiān)诰€填寫會(huì)議回執(zhí)。

三、其它事項(xiàng)

會(huì)議相關(guān)事宜請(qǐng)與青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院張書圣教授、丁彩鳳教授聯(lián)系?；I備組聯(lián)系電話：0532－84022750 （張書圣），053284022946 （丁彩鳳），傳真：0532－84022750。

論文相關(guān)事宜請(qǐng)與接桂芬老師聯(lián)系，電話： 15166038289