纳米材料论文1

　　摘要：目前世界上上转换纳米荧光材料正处在发展阶段，材料的选择和合成有待于深入细致的研究。本文对上转换发光纳米晶的选择和合成做了系统的讨论。

　　关键词： 纳米材料 发光材料 上转换发光 荧光材料 双光子吸收 纳米晶

　　1.引言

　　**来，人们开始对荧光标记材料产生了浓厚的兴趣，特别是随着纳米技术的发展，能够进行生物标记的无机纳米晶成为人们追逐的热点，但是由于生物背底同样会产生荧光从而对荧光检测形成干扰，于是不会产生背底干扰的稀土上转换纳米发光标记材料引起了人们的注意。

　　1.1纳米材料简介

　　纳术概念是1959年木，***奖获得着理查德.费曼在一次讲演中提出的。他在“There is plenty of room at thebottom”的讲演中提到，人类能够用宏观的机器制造比其体积小的机器，而这较小的机器可以制作更小的机器，这样一步步达到分子尺度，即逐级缩小生产装置，以至最后直接按意愿排列原子，制造产品。他预言，化学将变成根据人仃〕的意愿逐个地准确放置原子的技术问题，这是最早具有现代纳米概念的思想。20世纪80年代末、90年代初，出现了表征纳米尺度的重要工具一扫描隧道显微镜(STM)，原子力显微镜(AFM)一认识纳米尺度和纳米世界物质的直接的工具，极大地促进了在纳米尺度上认识物质的结构以及结构与性质的关系，出现了纳米技术术语，形成了纳米技术。 其实说起来纳米只是一个长度单位，1纳米(nm)=10又负3次方微米=10又负6次方毫米(mm)=10又负9次方米(m)=l0A。纳米科学与技术(Nano-ST)是研究由尺寸在1-100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。关于纳米技术，从迄今为止的研究状况来看，可以分为4种概念。在这里就不一一介绍了。

　　1.2上转换纳米材料介绍

　　稀土上转换发光材料通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换。所谓的上转换材料就是指受到光激发时，可以发射比激发波长短的荧光的材料。由此可见上转换发光的本质是一种反Stokes发光，因此，也称上转换发光为反Stokes发光。早在1959年，就出现了上转换发光的报道。用960nm的红外光激发多晶ZnS，观察到了525nm绿色发光。上转换发光的机理可以归结为4种情况：

　　(1)单离子的步进多光子吸收，这实际上是激发态吸收(ESA)的过程。

　　(2)直接双光子吸收。这也是一个单离子过程，能量为E1和E2 (E1与E2可以相等也可以不相等)的两个光子从一个虚拟的中间量子态被同时吸收终态E3=E1+E2。

　　（3）多个激发态离子的共协上转换。

　　(4)光子雪崩吸收上转换。

　　2. 上转换纳米材料的合成

　　2.1 共沉淀法

　　共沉淀法因其方便、节时等优点也是一种发光材料制备中常用的方法，它之所以被使用，主要表现在制备金属氧化物、纳米材料等方面具有独特的优点，用沉淀法制备的样品的优点是：反应温度低，样品纯度高，粒径小，分散性也很好。这种方法虽然是无机粉末发光材料合成的重要方法，但它对于复杂的多

　　组分体系的制备就可能存在一些问题。冈为它对于原料的选择会造成一定的困难，同时还要求各种组分具有相同或相近的水解或沉淀条件，这样必将对所合成的多组分体系有一定的要求，从而限制了它的使用。．Iohannes Hampl等人用高温流化床合成出了具有较好分散性的Er，Yb共掺的氧硫化物。合成时，将Er，Yb和Y的硝酸盐用尿素共沉淀，得到的沉淀在840℃下通过H2S和水蒸气，最后在1500℃的流化床中用Ar气保护活化，这样得到了尺寸大约400nm的粒子。硫化物的粒子形态较好，一般为圆形，但是要求较高的活化温度(1500~)，在此温度下粒子容易粘连，所以在硫化床中活化，这样加大了合成的难度。

　　2.2水热法

　　水热法也是近几年来研究无机发光材料中发明的又一新兴 的合成方法。此法主要是在特制的反应釜(高压釜)中，采用水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中产生高压环境从而在一定温度和压力下，使物质在溶液中进行化学反应的一种无机制备方法。在水热法的基础上，以有机溶剂代替水，采用溶剂热反应来制备发光材料是水热法的一种重大改进，可以适用于一些非水反应体系的制备，从而打一大了水热技术的适用范围。

　　3.上转换纳米材料的光学性能

　　上转换纳米微粒的个最重要标志是尺寸与物理的特征量相差不多，例如。当上转换纳米粒子的粒径与超导相干波长、玻尔半径以及电子的德布罗意波长相当时，小颗粒的量子尺寸效应十分显著。

　　与此同时，大的比表面使处于表面态的原子、电子与处于小颗粒内部的原子、电子的行为有很大的差别，这种表面效应和量子尺寸效应对纳术微粒的光学特性有很大的影响。甚至使纳米微粒具有同样材质的宏观犬块物体不具备的新的光学特性。

　　例如：

　　1.宽频带强吸收。纳米氮化硅、碳化硅及氧化铝粉对红外有个宽频带强吸收谱。这是因为纳米粒子大的比表面导致r*均配位数下降，不饱和键和悬键增多，与常规大小材料不同，没有一个单一的，择优的键振动模．而存在个较宽的键振动模的分布．在红外光场作用下它们对红外吸收的频率也就存在个较宽的分布，这就导致了纳米粒于红外吸收带的宽化。

　　2.吸收带蓝移现象。这可能由于两方面原因，一是量子尺寸效应，由于颗粒尺下降能隙变宽，这就导致光吸收带移向短波方向，Ball等对这种蓝移现象给出了解释：已被电子占据分子轨道能级与未被电子占据分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径碱小而增大．这是产生蓝移的根本原因。这种解释对半导体和绝缘体都适用。另一种是表面效应。由于纳米微粒颗粒小，大的表面张力使晶格畸变，品格常数改变。对纳米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近邻和第二近邻的距离发生变化。键长的改变导致纳米微粒的键本征振动频率改变，结果使光吸收带发生移动。 3．量子限域效应。半导体纳术微粒的半径r

　　4.上转换纳米微粒的发光。

　　当上转换纳米微粒的尺寸小到一定值时可在定波长的光激发下发光。1990年，**佳能研究中心的H .Tabagi发现，粒径小于6nm的硅在室温下可以发射可见光。随半径减小，发射带强度增强并移向短波方向。当粒径大干6nm时，这种光发射现象消失。Tabagi目认为硅纳米微粒的发光是载流子的量子限域效应引起的。Brus认为，大块硅不发光是因为它的结构存在*移周期性，由*移对称性产生的选择定则使得大尺寸硅不可能发光，当硅粒径小到某程度时(6nm)．*移对称性消失，因此出现发光现象。

　　参考文献：

　　1 电沉积纳米晶材料技术 屠振密[等]编著 2008

　　2 发光材料与显示技术 徐叙瑢主编 2003

　　3 有机发光材料、器件及其*板显示 李文连著 2002

　　4 有机电致发光材料及应用 滕枫，侯延冰，印寿根等编著 2006 5 实用发光材料 余宪恩编著 2008

　　6 刘珍 梁伟 许并社 市野濑英喜 《材料科学与工艺》 2000 第3期 7张中太 林元华 《材料工程》 2000 第3期

　　8 杨剑 滕凤恩 《材料导报》 1997 第2期

　　9 纳米材料及其技术的应用前景 张中太 2000 材料工程

　　10 李彦 施祖进 纳米团簇的超分子自组装 [期刊论文] -化学进展 11 张立德 纳米材料的发展 1994(03)

纳米材料论文2

　　摘要：《纳米材料》是一门新兴的、多学科穿插性课程，触及凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴。针对该课程学问点冗杂、概念笼统等特性，分离本身教学经历和课程特性，从该门课程的教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面停止了系统的探究和变革，以到达进步教学质量的目的。

　　关键词：纳米材料，教学办法，教学质量

　　中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

　　纳米科技是20世纪80年代末逐渐开展起来的新兴学科范畴，它触及到凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴[1]。目前，纳米科技与生物技术、信息技术成为推进人类将来开展的三大主流科技，在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有普遍的应用前景。纳米科技的迅猛开展将促使简直一切的工业范畴产生一场*性的变化。

　　纳米材料是纳米科技的根底，对纳米材料的学习，是顺应将来社会对材料专业人才的需求。在教材的方面，不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止讨论。

　　1 教学目的制定

　　课程的目的是经过课堂教学，使硕士研讨生可以理解、**纳米科学与技术的概念、分类及其特性，理解和**纳米材料的根本物理和化学性能；**纳米材料的主要制备办法和原理；**纳米材料的构造剖析测试办法；理解纳米材料的生物毒性和**性；理解纳米材料在不同范畴的应用现状和应用前景以及最新研讨停顿，以便使学生理解和把握当今纳米科学的最新研讨前沿

　　2、教学内容的选择

　　目前，纳米材料正蓬勃开展，其触及的面也越来越普遍，涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反响动力学和外表、界面等多中学科，内容普遍[2]。随着纳米科技的兴起，也呈现了很多引见纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和材料，对推进纳米科技的安康开展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。依据笔者从事纳米材料课程教学的理论，以为要到达前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面： 纳米材料的根本概念、开展史；纳米材料的分类及其特性；纳米材料的根本物理和化学性能；纳米材料的主要制备办法和原理；纳米材料的构造剖析测试办法；纳米材料的生物毒性和**性；纳米材料最新研讨停顿。依据教学内容特性，能够思索将教学内容分会以下6个局部。

　　2.1 绪论

　　从纳米材料的新奇特性开端，讲述纳米材料的内涵和根本概念以及开展史。依据材料的分类办法讲述纳米材料的分类办法及特性。讲述纳米材料的根本构造单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应、宏观量子隧道效应等根本性能。并分离我国纳米材料研讨现状和学生研讨方向停止相关讨论，激起学生对纳米材料的猎奇心和求知欲。

　　2.2 纳米材料物理化学性能

　　主要内容触及纳米材料的构造和形貌特征；纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性；纳米材料的吸附、分散、聚会等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与构造关联，依照根本构造-根本特性-特殊构造-特殊效应-特殊功用-特殊应用这一思绪，引领学生深化考虑，能够起到触类旁通效果。

　　2.3 纳米材料的制备办法和原理

　　依照纳米材料维数分类办法，讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备办法和根本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相办法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相办法。并分离学生研讨方向对相关材料和办法停止细致讨论，使学生**相关制备办法，为随后的研讨奠定坚实的根底。

　　2.4纳米材料的构造剖析测试办法

　　主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。经过学习，使学生**纳米材料测试的主要办法和仪器，并**各种仪器的优缺陷和适用范围。同时，也使同窗们认识到纳米材料研讨的高技术特性。

　　2.5纳米材料的生物毒性和**性

　　主要包括纳米材料的生物毒性和**性。依据已有的相关研讨报道，引见一些纳米材料的生物毒性，让学生们理解纳米材料的缺乏之处，**相关的**操作规则，以便在随后的纳米材料相关研讨中防止呈现**事故。

　　2.6最新研讨停顿

　　依据纳米材料的最新研讨热点，如石墨烯、锂离子电池灯，讲述纳米科技范畴国际最新研讨动态，让学生理解国际最新研讨热点。

　　3、 教学办法与手腕

　　3.1 多**教学

　　针对纳米材料课程内容普遍，学问点多的特性，采用多**教学方式。应用多**教学图、文、声、像融为一体的优点，能够使教与学的活动变得愈加丰厚多彩，又能够将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同窗们。从而激起学生的学习兴味，促进学生思想开展，丰厚学生的想象力。例如，讲述纳米材料宏观量子隧道效应时，能够动画的方式展示，便当学生们了解。讲述纳米材料的制备办法时，能够经过表示图的方式展示，更容易让学生了解和**。

　　3.2交互式讨论

　　应用交互式讨论教学方式。依据学生的兴味，分离课程内容，将学生划分多个课题小组，停止课堂讨论。例如，讲述微乳液法制备纳米材料时，首先让学生经过文献查阅等方式理解该办法；其次，在课堂上就该办法、原理和理论应用停止充沛讨论和剖析；最后教师指出该内容的重点和难点。经过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主**置，尊重学生的主体认识；创设**、对等的课堂气氛，让学生充沛发表本人对问题的见地，发挥学生的主管能动性，变被动承受为主动探究；使学生的创新认识、发明性思想才能得到不时的开展[3]。

　　3.3理论操作相分离

　　纳米材料是一门理论性很强的课程。在课程教学中要充沛与理论相分离，依据学生的研讨方向，分离课程内容，布置学生停止相关实验。经过详细的实验使学生对纳米材料有更多的理性认识。触及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时，分离详细状况，可布置一定时间上机察看和操作。

　　4、结语

　　纳米材料是纳米科技的根底，对纳米材料的学习，是顺应将来社会对材料专业人才的需求。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止系统的讨论，理论证明，这些举措的施行获得了良好的教学效果，为培育学生的创新思想和科研肉体起到了一定的作用

　　参考文献

　　[1]*.纳米科技及其开展前景，新材料产业[J].2001，4：8-11.

　　[2]张立德，牟季美.纳米材料和纳米构造[M].**：科学出版社，2001，2：11.

　　[3]罗华.开启学生的创新认识―谈交互式讨论教学法[J].天津师范大学学报（根底教育版），2002，3（4）：17-19+31

纳米材料论文3

　　将纳米材料和聚合物复合，然后精细**纳米材料粒子均匀分散在聚合物基体中，从而制造性能良好的涂料，这是技术的发展才能实现的成果。在当前的涂料当中对纳米材料进行科学化的应用，就能保障涂料的性能提高，在实际应用的作用方面也能有效发挥。

　　1、纳米材料和纳米材料在涂料中的应用特性分析

　　1.1 纳米材料概述

　　纳米材料的成果是在纳米技术的**下实现的，关于对纳米材料的应用，也是在近些年得以迅速发展的。纳米材料从狭义的定义上来理解，主要是粒径在1- 100 纳米，并且有着比较特殊性的物理化学性能的材料。从广义的定义上来理解，就涵盖着三维结构中一维长度在1- 100 纳米以及有着纳米结构的应用材料。根据物理学的相关理论对纳米材料进行理解，就有着几个层面的问题，纳米材料中的电子强关联以及相关性，激发态以及激子过程等。纳米材料在当前的多个领域中都得到了应用，发挥了重要作用。例如将纳米材料和涂料进行结合，就能优化涂料的质量。

　　1.2 纳米材料在涂料中的应用特性分析

　　纳米材料在涂料当中的应用有着比较突出的特征体现，在涂料当中添加纳米材料，对涂膜的机械强度能有效提高以及在附着力和防腐性能等方面能有效提高，这和宏观的材料相比来说就有着不同。在光学特性层面，纳米材料就有着大颗粒不具有的光学性能，纳米级的微粒在掺和了母体材料的时候，达到了纳米级分散就说明母体材料是透明的，能有效散射紫外光。纳米粒子用在涂料达到纳米级分散的时候，在其特有的光学特性就能化作油量罩光漆，在保光的功能发挥上就比较突出。

　　纳米材料在涂料当中的应用特性还体现在填充特性以及表面活性上，纳米材料的表面原子数的占比比较大，表面原子周围没有相邻原子，所以有着不饱和的性质。在将纳米材料和涂料进行结合的时候，就能增强材料的韧性，在附着力上也能得到有效提高。从纳米材料涂料的表面活性的特性上来看，纳米材料的粒径相对比较小，这样在表面的原子数就会增加，表面积会发生迅速的变化，从而使得表面的活性比较突出。

　　2、纳米材料在涂料中的实际应用探究

　　2.1 纳米材料在涂料当中的实际应用

　　纳米材料的类型比较多，将不同的纳米材料在涂料中进行应用也有着不同的效果。例如将纳米二氧化硅应用在涂料当中，这是没有定型的白色粉末，材料的表面有着不饱和残键和不同键和状态羟基，在分子状态方面就会呈现出三维链状结构。在将纳米二氧化硅在涂料当中进行应用后，就能有效改善涂料的开键效果，涂料是没有分层的，在触变性的特性上也比较突出，并且在自清洁的能力上也比较突出。在对这一纳米材料的应用后，就能有助于涂料的质量水*提高。

　　在随着新技术的不断升级下，对纳米材料的应用水*也有着提高，一些新型的纳米材料在涂料当中得到了广泛应用。例如在对超双亲界面物性材料的应用中，就能起到良好的应用作用。光照可引起二氧化钛表面在纳米区域形成亲水性以及亲油性两相共存的二元协同纳米界面结构。通过对二元协同原理的应用，就能知道设计超双亲性修饰剂，从这些方面得到了加强，对涂料的应用质量以及品质就能有效提高。

　　将纳米氧化锌材料应用在涂料中，对材料也能起到优化作用。纳米氧化锌是新时期的高功能精细无机产品，有着比较优异的涂层保护作用。如将其在电机机等防菌涂层中进行应用，就能起到良好的抗菌性能。在新的纳米材料应用下，对提高涂料的应用水*也有着促进作用，对纳米氧化锌材料的应用要加强重视。还有耐老型的纳米材料涂料的应用方面，也要加强重视，将其与之相结合，也能发挥积极作用。

　　除此之外，涂料当中应用抗菌纳米材料也是比较重要的，纳米二氧化钛以及纳米氧化锌材料对人体的健康不会造成影响，并且抗菌的范围也比较广泛，有着热稳定性等。在当前人们的生活需求不断增加下，对抗菌性纳米材料和涂料的结合，就能满足不同要求需求的人群。

　　2.2 纳米材料的应用发展

　　纳米材料的在和涂料相结合的应用过程中，会受到一些因素的影响，在应用中存在诸多问题。纳米材料是联系宏观物体和微观粒子的重要桥梁，应用在涂料当中的时候，就会有着比较突出的特征，而当前在对纳米材料的应用还处在初级阶段，有诸多方面需要进行优化。纳米材料应用在涂料当中的时候，就要注重强化横向的合作，这样对其作用的发挥才能起到积极促进作用。在对纳米涂料的施工工艺优化方面要能加强，对纳米薄膜涂层方面的应用上，在工艺制造的过程要进行优化。无机纳米粒子与无机非纳米粒子混合.以期降低成本，改善涂料的性能。探索纳米粒子与树脂的界面相互作用机理和相混合机理，以期为更有效开发利用纳米材料提供理论依据。通过在这些方面了加强，才能有助于纳米材料涂料的应用广泛化。

　　3、结论

　　总而言之，处在当前多元化发展社会，在新技术的应用方面要加强重视，通过多种方法措施的应用，对纳米材料的应用就要结合实际的需求。通过从理论层面对纳米材料以及在涂料当中的应用研究分析，就能从很大程度上提高应用的质量水*。希望能通过此次研究对实际纳米材料涂料的广泛应用起到促进作用。

纳米材料论文3篇扩展阅读

纳米材料论文3篇（扩展1）

——纳米阻燃材料的研究进展论文 (菁选3篇)

纳米阻燃材料的研究进展论文1

　　摘要：文章分析了具有低烟低毒、高效阻燃、良好物理性能等优势的纳米阻燃材料的种类及其制备工艺特点，并对其未来研究进展做了较为系统的分析和展望。

　　关键词：纳米材料；纳米尺度；阻燃材料

　　当前，塑料、橡胶和纤维等聚合物应用十分广泛，但其易燃性给其使用和推广造成了一定的影响。阻燃材料尽管在一定程度上起到了阻滞燃烧、延缓火灾蔓延、争取逃生和救援时间等积极的作用，但也在力学性能、性价比、环境污染等方面存在不足。随着纳米材料在力学、电磁学、热学、光学等多个领域的应用，纳米技术和纳米材料显现出广阔的发展前景。纳米阻燃材料的研制和发展有利于克服和改进传统材料的缺点，蕴含着巨大的社会效应和经济效益。

　　1、纳米材料简介

　　纳米材料是指在结构上具有纳米尺度及其相应功能特征的材料，1纳米为十亿分之一米，纳米尺度一般是指1～100 nm。材料的结构和粒径进入纳米尺度范围时，就表现出表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等多种特殊效应，从而使材料表现出多种奇特的功能。纳米材料按照材质分类，可以分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米材料。纳米技术和多种材料的结合，**改变了材料的综合特性，为进一步优化材料的功能提供了有力的技术**。

　　2、阻燃材料的分类和要求

　　阻燃材料可分为无机和有机、含卤和无卤等多种类型。无机主要指氢氧化铝、氢氧化镁、硅系、三氧化二锑等阻燃材料体系，有机主要以卤系、氮系和磷系为主，它们通过复配或者反应得到形成添加型或者反应型复合材料，进而起到阻燃作用。相比较而言，无机阻燃材料具有低成本，热学性能好，燃烧时有毒气体少等优点，但是它们也具有机械性能差、填充量大且与基材相容性差等缺陷。有机型阻燃材料具有阻燃性能好，与基材相容性好，填充量小等优点，但是具有燃烧时发烟量大且产生有毒气体等缺陷。因此发展低烟、低毒、无卤、物理机械性能优越等环保型阻燃材料成为一直以来重要的研究课题，纳米技术的出现和发展为解决上述阻燃材料的现有缺陷提供了可能。研究表明，纳米阻燃材料应满足下列要求：第一，材料应符合环保要求，燃烧时产生的毒性气体少。第二，材料应具有功能性强、阻燃效率高等特点，同时应克服传统阻燃材料机械物理性能方面的现有缺陷，拓展材料应用范围。第三，降低综合成本，增强材料的性价比。

　　3、纳米阻燃材料的类型

　　将传统的阻燃剂颗粒细化到纳米级应用到相关材料中即可获得纳米阻燃材料。纳米技术的应用、纳米级颗粒的获得以及纳米尺度所表现出来的特有的多种效应**增强了阻燃剂和材料间的相容性，一定程度上减少了阻燃剂的应用量，同时也提高了阻燃性能，提升了阻燃材料的性价比。目前，已研制的常用纳米阻燃复合材料大致有以下几种。

　　3.1 聚合物粘土纳米材料

　　粘土纳米阻燃材料涉及阳离子粘土矿物蒙脱石、阴离子粘土矿物层状双金属氢氧化物、非离子型粘土矿物高岭石等原料，借助插层方法修饰，获得对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯(PP)等有效的复合阻燃材料。粘土类阻燃剂的层状硅酸盐中含有炭化层，在高温下能够俘获一些**基，在改变了材料力学性能的同时，也提高了材料的阻燃性能，还避免了添加卤系阻燃剂后燃烧时发烟量大、产生腐蚀性和毒性气体等缺陷。火灾时，硅酸盐碳化层减缓了材料燃烧时挥发物逸出的速度从而使得粘土类纳米材料在凝聚相分解过程中挥发物的溢出率低。

　　3.2 纳米氢氧化镁阻燃材料

　　纳米级氢氧化镁阻燃材料的阻燃性、发烟量与基材的相容性等性能要优于微米级的氢氧化镁阻燃材料的相应性能。在一定剂量下，纳米级氢氧化镁阻燃体可以达到UL94标准的V-0级。金属氢氧化物本身优势明显，关键是添加量要比较大，通常在60%以上，而高填充量对阻燃材料的物理机械性能影响较大，而纳米技术正好能很好地解决阻燃剂和基体间的分散性和相容性的问题，两种技术的结合**提升了氢氧化镁阻燃剂的应用和阻燃后材料的阻燃性能。纳米氢氧化镁阻燃材料具有无卤、低烟、无毒、无滴落、耐酸、稳定性好、分解温度高、不腐蚀设备等多种优异性能，具有广阔的应用前景。

　　3.3 纳米碳酸钙类复合材料

　　用锡酸锌包覆纳米碳酸钙粉体并应用到聚氯乙烯(PVC)中，得到40～60 nm的产品粒径，减少了增塑剂在PVC中的用量，提高了产品的加工性能，再加上硬质PVC本身的高含氯量和高阻燃性，极限氧指数(LOI)可以达到45%，获得了优良的阻燃复合材料。经过甲基丙烯酸处理的纳米碳酸钙/聚苯乙烯(PS)原位复合材料粒径也在

　　100 nm以内，也具有较好的阻燃性能。此外也可以应用脂肪酸、钛酸酯偶联剂以及纳米碳酸钙经过表面处理得到聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料，经过实验和应用，都在保持较好阻燃性能的基础上，材料的力学性能方面得到了很大的改善，材料的抗冲击强度也有所提高。

　　3.4 纳米级氧化锑阻燃材料

　　纳米级氧化锑阻燃PVC材料的阻燃性能高，发烟量低，其性能优于传统的PVC材料的相应性能，而且适合用于纺织品中。纳米级氧化锑颗用量少， 而且不会阻塞机器的喷丝孔， 使得纺织品能够阻燃。另外，纳米级的氧化锑材料的比表面积很大，对一些纺织品的渗透性能好，具有很强的粘附力，由此形成的纺织材料还具有很好的耐洗牢度，不易褪色。纳米氧化锑具有成本低，*均粒度小，在聚酯材料中分散均匀，相容性好等优点。

　　3.5 EVA/二氧化硅纳米复合材料

　　纳米二氧化硅改性的聚合物已经获得了广泛的应用，原因是经过纳米化和改性，所获得的纳米复合材料具有质轻、高强度、高韧性等多种优点。EVA类纳米复合材料中纳米填充层在内层聚合物外面形成一层隔离层，从而强化了炭化过程，材料降解过程延长，用锥形量热计测量出的热**速率峰值极低，阻燃性能较传统阻燃材料有大幅提高。在力学性能方面，研究表明，EVA/二氧化硅复合材料中的体积填充分数为4%时，复合材料的拉伸强度最高，约为基体的两倍，这也充分显现出了纳米技术在提升复合材料的物理机械性能方面的重要作用。

　　4、纳米阻燃材料制备工艺进展

　　纳米材料的制备方法主要有以下几种。

　　①溶胶―凝胶法。溶胶―凝胶法是制备纳米材料比较普遍的制备方法。其流程是：将金属氧化物或金属盐溶于水中，通过水解反应后，形成溶胶状纳米级微粒，再将溶剂蒸发，之后形成凝胶物体。这样就形成了有机聚合物与无机分子相互渗透，具有多层有序结构的阻燃材料。该方法化学反应温和，无机成分和有机成分相互掺混，结构紧密，但也存在凝胶干燥时易出现材料收缩脆裂等缺点。

　　②共沉淀法。共沉淀法是指先期形成的无机纳米粒子与有机聚合物混合沉淀形成阻燃材料的方法。这种方法中，纳米粒子与材料合成分开制作，纳米粒子的尺寸与结构可以很好的**，同时纳米粒子在聚合物中均匀分布，综合性能好。但该方法中纳米粒子易团聚，均匀分散纳米微粒是最大难题。共沉淀法可分为溶液共沉淀法、乳液共沉淀法与熔融共沉淀法等多种方式。

　　③插层法。插层法的流程是将纳米微粒制成层状，再将其插入有机聚合物层之间，导致二者达到纳米级复合。这类方法有聚合插层法、熔融插层法及溶液插层法等类型。

　　④原位共聚法。原位共聚法是指将纳米粒子均匀分散在溶液中，再借助加热、辐射等**，使聚合物与纳米粒子之间发生聚合等一系列反应，最后得到纳米级分散的阻燃材料。该方法得到的阻燃材料具有粒子纳米特性好，层间焓熵势垒低等优点。

　　⑤原位自组装法。原位自组装法是指利用聚合物分子与纳米粒子间的分子间力、层间静电力等作用，在原位进行自组装，生成无机主晶核，最后聚合物再将生成的晶体包围在内。这种方法合成双羟基纳米复合物比较有利，纳米相能有序分布。

　　5、纳米阻燃材料的展望

　　在阻燃剂领域中，无机添加型阻燃剂应用最早，用量最大。如锑系、铝系、磷系、硼系阻燃剂等等。但目前主要存在阻燃剂和基材相容性差和对物理机械性能影响较大等问题。研究表明纳米技术的利用可以提高塑料制品的阻燃性以及机械性能，加强纤维制品的阻燃性以及抗静电能力，加强橡胶制品的阻燃性以及减少其燃烧时的有毒气体的**和发烟量。纳米阻燃材料可以在发挥无机类阻燃材料低卤或无卤、低烟、低腐蚀等优势的基础上，借助纳米技术**提高无机类阻燃材料的综合性能。

　　此外纳米阻燃材料也将在提高材料的热稳定性、减少材料在使用中的团聚、增强阻燃剂和材料间的用量、粒径、层状结构的优化和复配、优化材料的储运和添加过程、提升材料的阻燃效果、促进材料的多功能化等方面得到进一步发展。在纳米阻燃复合材料的微结构及形成机理、材料的阻燃机理细节等基础理论方面加强研究，不断加速发展朝阳的纳米阻燃材料事业，有利于相关产品产业化的顺利实现和拓展。

　　综上所述，纳米阻燃材料具有阻燃性能好，环保效果好，并且燃烧时放出的有毒气体少，填充用量少，产品趋于多功能化发展的特点，可广泛应用于汽车、航空、电子家电等多个行业，具有很大的发展空间。但是纳米阻燃材料的发展，仍有很多亟待解决的实际问题，如纳米粒子形态的**、纳米粒子分布工艺以及多功能化的**等。相信随着高分子材料科学与工程技术的不断进步，随着纳米技术的出现、应用和快速发展，纳米阻燃材料研究必将会取得长足的进步，为更好地保护人民生命财产安全提供坚实的物质技术保障。

　　参考文献:

　　[1]欧育湘,陈宇,王筱梅.阻燃高分子材料[M].**:国防工业出版社,2001.

　　[2]王*,陈伟红.纳米无机阻燃剂在聚合物基材料中的应用与发展[J].材料科学与工程学报,2003,(1).

　　[3]高振华.阻燃聚合物纳米材料的制备及其应用研究[J].广州化工,2012,(19).

纳米阻燃材料的研究进展论文2

　　从战略意义而言，纳米电子技术对提升我国的核心竞争力有着重要意义。在纳米技术的基础**纳米科学与技术两者融合的新技术，根据目前纳米电子技术的应用领域，其制作而成的各种材料已经突破了各种技术的瓶颈，对提高人们生产生活质量有着重要帮助。

　　1 纳米电子技术的发展历程

　　1.1 纳米电子器件

　　目前的电子器件的市场对电子器件提出了更高的要求。在技术含量不断提升的前提下，其实用性也是考察其性能的一个重要指标。纳米电子器件作为构成纳米集成电路的重要元件，其在发展的过程中主要经历了三个阶段。第一阶段是分立元件阶段，第二阶段是集成元件阶段，第三阶段是超大规模集成电路阶段，随着电子器件的尺寸逐渐微型化，电子元件进入到纳米级别已经成为了现实。比较典型就是单电子晶体管，其就是利用纳米级微细加工技术制作而成，这也**了现有的电子技术已经突破了原有的技术瓶颈。

　　1.2 纳米电子系统

　　纳米电子系统是目前纳米电子技术发展的重要方向，其技术的实现主要是利用了纳米电子运算等，对纳米运算原型系统和纳米存储原型系统进行探索，目的在于研究发明出两者的单芯片集成。主要的纳米电子计算机等。

　　1.3 纳米加工技术

　　在纳米加工技术当中，其中一种加工技术是以微观角度从分子、原子的角度出发，通过一定环境的设置得出所需要的纳米材料，然后再进一步的制作成纳米功能器件，最后得到电路系统。另外一种就是以现有的无机半导体材料为主，通过薄膜生长等技术制备而成各种纳米级固态电子器件以及集成电路，例如纳米压印等。

　　1.4 纳米电子材料

　　与普通的材料不同，纳米电子材料不管是从性能上还是经济上都有着显著的优势。通俗一点讲，纳米电子材料实际上就是将纳米技术应用于材料学上的一种延伸，主要研究的是零维量子点、一维量子线以及二维量子阱材料。目前主要的纳米电子材料有纳米半导体材料、纳米硅材料等。其中的纳米硅材料与其他材料相比，更具优势，不管是从生产成本、能耗还是稳定性方面都有着不错的性能。

　　1.5 纳米电子在医学中的发展

　　在现代医学领域中，科技的进步奖各种先进的高科技电子产品被应用到医学领域当中，并对现代医学的发展有着重要帮助。特别是纳米电子技术迅速发展起来之后，各种结合了纳米电子技术的电子产品应运而生。例如能够直接获取到细胞膜和细胞器表面结构信息的扫描隧道显微镜(ScanningTunneling Microscope)，还有发发丰富了传感器理论、推动传感器制作水*以及拓宽了传感器应用领域的纳米传感器等等。在现代医学方面，将生物医学与纳米电子技术结合，目的在于实现医学电子设备的微型化与集成化。根据当下的发展水*，其电子设备的尺寸大小将逐渐延伸至原子、分子的水*。

　　2 纳米电子技术的未来发展趋势

　　2.1 石墨烯

　　在纳米电子领域中，对石墨烯的研究一直在继续。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，属于二维材料。由于石墨烯是目前最薄、最坚硬的纳米材料。其导热系数高于碳纳米管和金刚石，电阻率远低于铜和银，是目前电阻率最小的材料。由于具备十分良好的性能，整个的石墨烯产业化也在不断的加快，在航空航天、移动设备等方面的领域范围也在不断的拓宽。在移动电子设备中，由于其柔性能够较好的应用于移动电子屏幕中，其整个的市场为石墨烯的发展提供了动力。由于其高导电性、超轻薄性等优越性能，石墨烯在航空航天领域的应用也备受瞩目。

　　2.2 碳纳米管

　　碳纳米管由于其独有的拓扑结构等性能在光学、机械等方面展现出了广泛的应用前景。其作为一种纳米材料，属于一维纳米材料的一种，在制备碳纳米管时，目前常用的有电弧放电法、固相热解法、辉光放电法等。由于碳纳米管能够支撑透明导电的薄膜，因此可以替换氧化铟锡成为移动电子设备触摸屏的材料。

　　2.3 纳米生物电子学

　　将纳米电子技术与生物技术相结合，就产生了纳米生物电子学。其主要的应用方向在与纳米机器以及各种纳米生物医用材料等，主要是在医学领域，能够制造出更多的医学材料。

　　3 结语

　　总而言之，纳米电子技术的发展不仅是一场技术上的革新，可以说是全社会的一种进步，其发展不仅为整个科技进步带来了动力，对整个社会、国家的发展都有着重要推动作用。我国需要进一步加强对纳米电子技术的理论研究和应用研究，更好的推动我国纳米电子技术在各个领域的应用。

纳米阻燃材料的研究进展论文3

　　摘要：纳米材料是**来材料学中的一种新型材料，纳米材料以其优良的性能越来越受到各个行业的关注，应用领域广泛，例如在催化、涂料、医药、污水处理、空气净化等行业，当今世界各国对于纳米材料的研究投入都相当大，本文针对纳米材料的性质、应用等方面展开进一步的研究。

　　关键词：纳米材料；高分子材料；污水处理；化工；应用

　　纳米材料是指的大小处于纳米级（1-100mm）的材料，这种材料由纳米粒子组成，纳米粒子的大小介于原子和分子之间，因此它具有一般材料不具有的特殊性质，在许多领域中，尤其是化工、催化剂、涂料、医药等化工行业中，这些特殊的性质展现出了良好的性能，被广泛的利用，在其他精细化工方面的应用也较多，本文对纳米材料在化工领域的应用进行阐述。

　　1纳米材料的特殊性质

　　1.1力学性质

　　由于纳米材料由纳米粒子组成，而粒子处于纳米级时，材料的强度、硬度等力学性质会随着粒子的粒径减小而增大。正是由于纳米材料的这种性质，它可以被用于某些需要强度和硬度的包装上，解决大多包装容易破坏的问题，例如在塑料中加入纳米二氧化钛、纳米碳酸钙等材料，可以改进塑料在许多方面的缺陷，提高塑料力学方面的性能。塑料本身耐热性差、脆性大、强度低、透明度低等缺点通过在塑料中加入无机纳米材料后都取得了很好的效果，纳米材料对于塑料行业无疑是一次重要的技术性突破。

　　1.2磁学性质

　　纳米材料中纳米粒子由于粒径处于纳米级别，各个纳米晶粒之间的'此理作用反映到纳米材料中，影响材料磁学性质。纳米晶粒的磁各向异性和晶粒间的磁相互作用对纳米颗粒的磁化作用起到了决定性作用，而纳米晶粒的磁各向异性与晶粒的形状、结构等物理性质有很大的关系，这就体现了纳米颗粒的小尺寸对于纳米材料磁学性质的作用。

　　1.3电学性质

　　纳米结构的电阻较其他晶结材料高是由于纳米结构的晶结面上的原子体积分数增大，在电器元件中能够发挥较好的作用，其良好的电学性能，例如高速、高容量、体积微小，都比现如今的半导体材料更好，因此在不久的将来，由纳米材料制造的电器元件有可能将代替现有的半导体材料，在电气行业中发挥重要的作用。

　　2纳米材料在化工领域中的应用

　　2.1在催化方面的应用

　　纳米材料能够用作催化剂，催化剂是用来加速某些化学反应的，纳米材料以其较高的比表面积而展现良好的表面活性，这种特性是纳米材料能够成为催化剂非常重要的一个必要条件，在催化剂行业，纳米颗粒催化剂必将成为重要角色。光催化剂是纳米材料在催化剂中的一个例子，光催化剂是利用纳米TiO2所具有的量子尺寸效应，这种效应使这种催化剂具有更强的氧化还原能力，在作为催化剂时表现出很好的作用。

　　2.2在涂料方面的应用

　　纳米材料表面的结构特殊性决定了其能够作为添加进涂料中，这种添加了纳米材料的纳米涂料具有一般涂料不具备的优良性能，这就使传统的涂料性能得到很好的改善，将一般涂层变为纳米复合体涂层，常用于涂料中的纳米材料有纳米SiO2、纳米TiO2、纳米钛粉、纳米Fe2O3、纳米ZnO等。本文主要对SiO2和纳米钛粉进行介绍。

　　2.2.1纳米SiO2

　　纳米SiO2能够吸收紫外线、红外线，这对于提高涂料的抗老化性有非常重要的帮助，同时可以对SiO2表面进行处理已达到各种预期的效果。在建筑工程中对建筑物墙体进行粉刷时，在涂料中加入SiO2能够明显改善涂料性能，防止分层、触变，同时耐脏，耐擦洗。在船舶、车辆等对涂料要求较高的地方，添加SiO2还能增加涂料的强度、光洁度、耐老化性等等。

　　2.2.2纳米钛粉

　　纳米钛粉加入涂料主要是为了提高涂料的耐磨、耐腐蚀等性能，实践证明，纳米钛粉的加入**提升了涂料的这些性能，效果显著。纳米钛粉和树脂化合能够制作出多种类型的涂料，这些合成的新型涂料较普通涂料有明显的优势，最大的优势是它的耐腐蚀性，在许多**的环境中能够抵抗环境的腐蚀性作用多年而不被损坏，这在船舶等行业中能够发挥出很大的价值。

　　2.3在医药方面的应用

　　随着人们对健康的重视程度越来越高，人们对日常生活中的医药方面的关注也越来越多，进入纳米时代后，纳米材料在许多方面发挥着重要的作用，在医药方面也不例外，如何**药物更好的发挥作用是医学界一直在研究的问题，纳米材料的出现很好的解决了这个问题已，用纳米材料将药物包裹制成智能药物，这种药物能够主动寻找需要药物治疗的**或细胞。

　　2.4在其它精细化工方面的应用

　　纳米材料在其他精细化工方面也发挥着重要的作用，例如化妆品中添加纳米材料就能够起到很好的作用，化妆品中添加纳米TiO2、纳米ZnO等具有较强吸收紫外线能力的纳米材料就能够为防止紫外线提供很好的帮助。

　　3结语

　　纳米科学是一门新兴学科，纳米材料作为一种新型的材料，在21世纪科學技术高速发展的背景下，被应用于各个领域，纳米技术的诞生对于人类而言受益匪浅，未来经过人类的不懈努力，可以将纳米材料发挥出更大的作用，从而解决当今一些仍然束手无策的问题，纳米材料在精细化工中的应用对促进社会的发展有重要的作用。

　　参考文献:

　　[1]张晓蕾.纳米材料在化学化工领域中的应用研究[J].山东工业技术,2016(16):21.

　　[2]席玉生.浅谈纳米材料在化工领域中的应用[J].科技创新导报,2008(02):91-92.

纳米材料论文3篇（扩展2）

——纳米材料在生物医学中的应用论文 (菁选3篇)

纳米材料在生物医学中的应用论文1

　　微纳米生物技术是纳米科学与生命科学的前沿交叉领域，有着广泛的发展前景。主要是利用纳米科技领域的最新研究成果开展应用基础研究，深入探索多种纳米材料的性质，研究制备既有良好的生物相容性，又具有独特光、电性能的应用型功能纳米材料，并拓展其在生物学领域的应用前景。研究工作也将着重于加强重大疾病、传染病及遗传病的早期诊断与检测，研制新型纳米生物探针和纳米药物载体，发展分子细胞生物学研究的新方法和新技术，探索纳米生物学发展的新途径。

　　**外现阶段主要研究方向及对微纳米生物技术的应用主要有：

　　（1）生物分子微分析技术 (Micro****ysis of Biomolecules)：许多的生物分子相当微小，其大小通常就在纳米范围，因此若能利用纳米尺度的检测设备或系统，将有助于进一步观察及探讨生物分子、细胞表面与细胞内分子层级的活动及变化。例如新型生物荧光探针的研究与开发基于功能纳米材料(如量子点、硅纳米微球等)的新型荧光标记物，用于目标生物分子(如蛋白、核酸等) 的靶向标记与细胞成像，为分子细胞生物学的研究提供新方法。新型纳米生物传感器：研究与开发基于功能纳米材料(如硅纳米线、硅纳米微球等) 的生物传感器和功能纳米器件，实现对目标生物分子的高灵敏度和高特异性检测，为重大疾病、传染病及遗传病的早期诊断提供新技术；

　　（2）分子模板技术 (Molecular Templates) ：在生物分子的辨识上，可善用分子形状互补的特性，由于不同的生物分子往往具有不同的特殊形状，此时它就像一把形状特殊的钥匙，如果想要把这个分子从众多不同分子中分离出来，只要有

　　个正确的锁就可以，也就是说只要先在某种材料上弄出一个可以和分子特殊形状相对应的模板，即可用来检测或分离特定分子。此外，经由设计特殊的分子模板，可达成如**生化反应、纳米结构效应等功能。例如：新型纳米药物载体：研究与开发基于低生物毒性、低免疫原性、高生物相容性的功能纳米材料，并将其与生物分子(如短肽、蛋白等)结合，发展高效、安全、高靶向性、可控的纳米药物载体及基因治疗载体。

　　（3）生物选择性表面技术 (Bioselective Surfaces)：指在微纳米尺度下改变材料表面几何与化学性质，以**细胞在材料表面的贴附、生长、运动等，进而调控细胞与**的生理状况。例如以微影图案基质**神经细胞的生长、透过生物选择性表面技术重建血脑屏障、以生物互动表面分析真菌生长等。

　　（4）分子过滤技术 (Molecular Filtration) ：通常指的是利用孔径在纳米级大小的透膜、微管、多孔材料等来有效过滤大小不等的分子，以达到分离与浓缩等目的。例如以胶原蛋白（Collagen）覆于硅芯片表面的过滤装置、以纳米结构进行酵素传输等。

　　（5）特殊细胞分离技术 (Sparse Cell Isolation) ：有些细胞特别表现出和其它细胞不同的特性与特殊的生理功能，而这类细胞的数目比例往往很小，因此能否有效将它们从其它细胞中分离出来就显得格外重要。通常本技术会通过开发或使用纳米尺度的仪器或设备达到分离特殊细胞的目的。例如从混合**中分离被病毒感染的细胞、恶性肿瘤细胞、免疫细胞、胚胎细胞、干细胞及微生物等；或构建亚细胞（Subcellular）等级细胞分类及分析系统。

　　（6）生物传感器及生物芯片 (Biosensor/Biochip) 生物传感器的原理是利用待测分析物与生物物质产生的特异反应，将反应所产生的特性，配合光学、电学、

　　热学、声学、压力、质量变化等相对应的换能器（Transducer），将反应转换成可处理的讯号输出。生物传感器的基本结构包括：生物物质层、换能器、讯号处理系统、讯号输出系统。根据感测物质的种类可将生物传感器的种类区分为：酵素传感器、免疫传感器、受体传感器、微生物传感器、细胞传感器、**传感器及核酸传感器等。

纳米材料在生物医学中的应用论文2

　　纳米材料是指尺度在1nm—100nm范围内的材料，常见的有零维纳米颗粒和一维纳米材料，后者包括纳米棒、纳米线和纳米管等等。纳米技术是指在纳米尺度范围内，操纵原子、分子或原子团、分子团，使它们重新排列组合,创造具有特定功能的新物质的科学技术。纳米材料的研究和纳米技术在最近几年得到了广泛的重视和发展，并被应用到很多领域。

　　纳米材料自从在微电子和半导体工业中得到了成功应用之后，现在正逐渐被应用于生物医学方面，并取得了良好的效果。纳米微粒在性能上与通常所用的宏观材料完全不同，具有很多特殊性。这些特殊的性能主要是与其特殊的体积所引起，主要表现为表面与界面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。纳米微粒的这些特殊性能使得其在实际应用中具有很多特殊的效果，如比表面积大、表面活性中心多、表面反应活性高、强烈的吸附能力、较高催化能力、低毒性以及不易受体内和细胞内各种酶降解等。这些特殊的表现，使得其在生物医学方面得到广泛的应用。纳米微粒在生物医学应用上占据了很大的地位，但一维纳米材料如纳米管在一些特殊的生物应用中具有独特的优势，也开始受到重视。纳米管具有较大的内部空腔体积，从小分子到蛋白质分子等许多化学或生物物质都可被填充其中；此外，纳米管具有明显的内、外表面和开放的端口，便于进行不同的化学或生物化学修饰改性。下面分别介绍两者在生物医学方面的应用。

　　1、纳米微粒在生物医学上的应用

　　应用于生物体内应用的纳米材料，它本身既可以是具有生物活性，也可以不具有生物活性，但它在满足使用需要时还必须易于被生物体接受，而不引起不良反应。目前纳米微粒在这方面的应用十分的广泛，如生物芯片、纳米生物探针、

　　核磁共振成像技术、细胞分离和染色技术、作为药物或基因载体、生物替代纳米材料、生物传感器等很多领域。下面对一些比较成熟的技术作一些介绍。

　　1.1 生物芯片

　　生物芯片是在很小几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性，仅用微量生理或生物采样即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性以及它们之间的相互作用，从而获得生命微观活动的规律。其主要分为蛋白质芯片和基因芯片(即DNA芯片)两类，具有集成、并行和快速检测的优点，其发展的最终目标是将样品制备、生化反应到分析检测的全过程集成化以获得所谓的微型全分析系统。纳米基因芯片技术正是利用了大多数生物分子自身所带的正或负电荷，将电流加到测试板上使分子迅速运动并集中，通过电子学技术，分子在纳米基因芯片上的结合速度比传统方法提高一千倍。与常规技术相比，纳米基因芯片具有很多优点，如微电子技术使带电荷的分子运动速度加快，分子杂交的时间仅以分钟计而非传统技术的以小时计；灵活性强，测试基板可安排为各种点阵结构，可同时对一个样本进行多种测试，分析多种测试结果；用户容易按自己的要求建立测试点阵；可现场进行置换扩增，使测试**，更有力度等等。生物芯片最典型的应用就是进行分子诊断，用于基因研究和传染病研究等等。

　　1.2 纳米生物探针

　　纳米探针一种探测单个活细胞的纳米传感器，探头尺寸仅为纳米量级，当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期DNA 损伤。一些高选择性和高灵敏度的纳米传感器可以用于探测很多细胞化学物质，可以**活细胞的蛋白质和感兴趣的其他生物化学物质。还可以探测基因表达和靶细胞的蛋白生成，用于筛选微量药物，以确定那种药物能够最有效地阻止细胞内致病蛋白的活动。随着纳米技术的进步，最终实现评定单个细胞的健康状况。使用能够接受激光产生荧光的半导体量子点（一种半导体纳米微晶粒），可以改善由于传统有机荧光物质激发光谱范围窄、发射峰宽而且容易脱尾等现象。使用纳米生物荧光探针可以快速准确的选择性标记目标生物分子，灵敏测试细胞内的失踪剂，标记细胞，也可以用于细胞表面的标记研究。此外进行其它改造可以用以检测很多其他东西，如Cognet等人用10 nm的金颗粒标记膜蛋白用于蛋白质的成像检测，克服了荧光标记的褪色及闪动的缺点，检测灵敏度高，信号稳定。另有人选用葡萄糖包覆超顺磁性的Fe3O4纳米粒子，通过葡萄糖表面的酞基化实现与抗体的偶联，制得Fe3O4/葡萄糖/抗体磁性纳米生物探针，将此探针进行层析实验，结果表明，该探针完全适用于快速免疫检测的需要。

　　1.3 核磁共振成像技术

　　该技术是现在医学中使用较多的一种技术，其使用的纳米微粒主要是纳米级的超顺磁性氧化铁粒子。根据产品的颗粒大小可以分为两种类型，一类是普通的超顺磁性氧化铁纳米粒子，一般直径在40—400 nm；另一类是超微型超顺磁性氧化铁纳米粒子，其最大直径不超过30 nm。该技术是因为人体的网状内皮系统具有一分丰富的巨噬细胞，这些吞噬细胞是人体细胞免疫系统的组成部分，当超顺磁性氧化铁纳米粒子通过静脉注射进入人体后，与血浆蛋白结合，并在调理素作用下被网状内皮系统识别，吞噬细胞就会把超顺磁性氧化铁纳米粒子作为异物而摄取，从而使超顺磁性氧化铁集中在网状内皮细胞的**和器官中。吞噬细胞吞噬超顺磁性氧化铁使相应区域的信号降低，而肿瘤**因不含正常的吞噬细胞而保持信号不变，从而可以鉴别肿瘤**。使用纳米颗粒可以使得检测出的病灶直径从使用普通颗粒的1.5cm下降到0.3cm。

　　1.4 细胞分离和染色技术

　　血液中红细胞的大小为6000—9000 nm，一般细菌的长度为2000—3000 nm，引起人体发病的病毒尺寸一般为几十纳米，因此纳米微粒的尺寸比生物体内的细胞和红细胞小的多，这就为生物学研究提供了一条新的途径，即利用纳米颗粒进行细胞分离和细胞染色等。如研究表明，用SiO2纳米颗粒可进行细胞分离。在SiO2纳米颗粒表面，包覆一层与待分离细胞有较好亲和作用的物质，这种纳米颗粒可以分散在含多种细胞的胶体溶液，通过离心技术使细胞分离。这种方法有明显的优点和实用价值。使用不同的纳米颗粒与抗体的复合体与细胞、某些**器器官和骨骼系统相结合，就相当于给**贴**标签，利用显微技术可以分辨各种**，即用纳米颗粒进行细胞染色技术。

　　1.5 作为药物或基因载体

　　传统的给药方式主要是口服和注射。但是，新型药物的开发，特别是蛋白质、核酸等生物药物，要求有新的载体和药物输送技术，以尽可能降低药物的副作用，并获得更好的药效。粒子的尺寸直接影响药物输送系统的有效性。纳米结构的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术，具有提高药物的生物可利用度、改进药物的时间****性能、以及使药物分子精确定位的潜能。纳米结构的药物输送系统的优势体现在能够直接将药物分子运送到细胞中，而且可以通过健康**把药物送到肿瘤等靶**。如通过制备大于正常健康**的细胞间隙、小于肿瘤**内孔隙的载药纳米粒子，就可以把治疗药物选择性地输送到肿瘤**中去。当前研究的用于药物输送的纳米粒子主要包括生物型粒子、合成高分子粒子、硅基粒子、碳基粒子以及金属粒子等。用纳米控释系统输送核苷酸有许多优越性，如能保护核苷酸，防止降解，有助干核苷酸转染细胞，并可起到定位作用，能够靶向输送核苷酸等。还可以对于一些药材，如中药加工成由纳米级颗粒组成的药，有助于人体的吸收。

　　纳米微粒在生物医学上的应用远不止上面提到的这些，利用纳米微粒技术制备生物替代纳米材料、生物传感器等也已有很大发展。如纳米人工骨的研究成功，并已进行临床试验。功能性纳米粒子与生物大分子如多肽、蛋白质、核酸共价结合，在靶向药物输运和****、基因治疗、癌症的早期诊断与治疗、生物芯片和生物传感器等许多方面显示出诱人的应用前景和理论研究价值。

　　2、纳米管在生物医学上的应用

　　如前面所述，纳米管以其特殊的性能，在生物医学方面得到较多的研究和应用。目前研究较多的纳米管有碳纳米管、硅纳米管、脂纳米管和肽纳米管等。这些纳米管主要是用于生物分离、生物催化、生物传感和检测等生物技术领域。

　　2.1 纳米管用于生物分离技术

　　对纳米管的内、外表面进行不同修饰后,可用作纳米相萃取器，如用其进行手性异构分子的分离。由于异构体分子之间的理化性质差别非常小，因此传统分离方法的选择性往往都很低。将抗体通过一定的化学试剂固定在硅纳米管的内外表面，利用抗体对异构体的特异结合作用，赋予纳米管手性识别能力，可以实现对特定手性异构体的拆分，该思路使得纳米管在手性生物物质分离方面的应用前景大为拓展。将用模板法制备的纳米管可以留在膜孔内可以用于分离。其分离机理之一即是上面提到的对纳米管的修饰，另一机理是调节纳米管的直径尺寸使之与混合物中相对较小的物质分子的尺寸相匹配，实现小分子与大分子物质的分离，即所谓的筛分法。纳米管的应用使得对生命体中各种氨基酸、核酸分子的手性研究有了很大的进展。

　　2.2 纳米管用于生物催化技术

　　纳米管用于生物催化技术的最主要的一个原因就是其大的比表面积，如含酶纳米管可以在生物催化反应器中使用。通过醛基硅烷将葡萄糖氧化酶( GOD)结合到硅纳米管(管径60 nm) 的内外表面，形成的GOD纳米管催化剂可催化葡萄糖的氧化反应,且无泄漏。虽然与目前常用的其他共价法固定化酶介质(如聚合物、硅胶)相比，纳米管固定化酶的活性降低幅度还较大，但纳米管的微小尺寸、大比表面(120～700 m2·g - 1 )和优良的机械性使其更适合作为催化剂或载体用于生物微反应器。这些纳米管可以携带酶参加反应，其自身还能起到催化作用，如对于神经**还是骨**而言，使用碳纳米管含量较高的复合材料，均能促进**再生，同时显著地抑制对植入设备产生不利影响的胶质痕迹和纤维**的形成。

　　2.3 纳米管用于生物传感和检测

　　纳米管生物传感器是目前纳米管生物技术中研究最为活跃的领域。使用酶修饰电极是生物传感器的基本构件和关键，但实际上在酶的电化学反应中通常需要外加促进剂和电子媒介。研制适宜的电极材料和固定化方法对实现酶的直接电子转移反应和生物活性的维持非常重要。一般用聚合物膜来达到此要求，但由于其稳定性较差，制约其应用。相比之下，碳纳米管的机械强度高，比表面大，化学稳定性高，导电能力强且对环境和被吸附分子的变化**，是生物传感器中理想的固定化酶介质。除此之外，碳纳米管还有其它特点，如它可以改善参加反应的生物分子的氧化还原可逆性；降低氧化还原反应中的过电位；还可以直接进行电子传递，用于电流型酶传感器。由于碳纳米管具有一定的吸附特性，吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用，改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变，可以通过检测其电阻变化来检测气体成分，因此碳纳米管还可用于制造气敏传感器。将碳纳米管用作原子力显微镜（AFM）的探针是比较理想的，它具有直径小、长径比大、化学和机械性能好、刚性极大等优点，制的AFM分辨率比普通的高，可用于分子生物学的研究。

　　纳米管还被用作养料或药物定向**工具，还可以对单细胞进行操作，有望在人工器官与**工程、药物(基因) 运载、重大疾病的早期诊断、生物医学仪

纳米材料在生物医学中的应用论文3

　　在上期关注了全球顶尖高分子材料研究所之后，本期理财周报将聚焦纳米材料和生物材料的全球顶尖实验室。

　　众所周知，纳米材料和生物材料属前沿新材料，**着未来材料科学的发展方向。由于这两种材料具有重要的战略意义，各个国家在这两个领域的研发竞争可谓白热化。

　　**将信息材料、生物医用、纳米材料、环境材料和材料技术科学等列为重点发展方向，**重点加强信息通信、环境、生命科学和纳米材料方面的优势，欧盟则重点发展光电、有机电子、超导复合、催化剂、光学、磁性、纳米和智能材料。

　　由此可见，纳米、生物材料已成兵家必争之地。根据我国的新材料产业“十二五”规划，纳米材料和生物材料也是材料科学的.重点发展方向。2012年6月，四年一度的世界生物材料大会首次落户*，尼古拉·佩帕斯、钱煦、威廉·邦菲尔德、师昌绪等一大批国际顶尖生物材料专家汇聚成都，显示出了*在生物材料方面日益增加的影响力。

　　显然，争夺纳米和生物材料话语权关键还是研究所和研究人才的竞争。

　　19XX年7月在**召开了第一届国际纳米科技技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学一个新分支，**也成为了全球纳米技术研究的中心。

　　大学研究所方面，走在纳米材料研究前沿的**大学包括纽约州立大学阿尔巴尼分校、**大学、北达科他州立大学、史丹佛大学、**加利福尼亚大学洛杉矶分校、加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学等。

　　其中，纽约州立大学阿尔巴尼分校的纳米技术与工程学院拥有55亿的公众和私人投资，是全球纳米技术研究中心之一，也是世界上第一个专门研究纳米科学与纳米工程的高等院校。 在国家/**研究所方面，橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、**阿贡国家实验室和**加州纳米技术研究院等均享有国际盛誉。

　　此外，**跨国也走在纳米研究的前列：IBM和NEC都是最早进入纳米技术研究领域的，最先取得碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利，Nantero则是第一家开发微电子级碳纳米管材料、并使用碳纳米管开发下一代半导体设备的。

　　**生物材料方面的研究同样全球领先，著名的斯坦福大学、**大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、加州理工学院、约翰霍普金斯大学、普林斯顿大学、加州大学旧金山分校、耶鲁大学、康乃尔大学、圣路易斯华盛顿大学、杜克大学、芝加哥大学**顶尖院校生物工程研究排名靠前。

　　刚刚结束的2013年***奖获得者中，迈克尔·莱维特和托马斯·C·苏德霍夫等两位生物化学领域的科学家出自同一所大学：斯坦福大学。

　　大名鼎鼎的MIT生物材料研究也走在世界顶尖水*，该校拥有44个与生物材料研究相关的研究中心/研究室。

　　**同样还有一批生物材料研究领先的跨国企业，如安捷伦科技，英斯特朗、Ceramtec、泰科纳（Ticona）、冶联科技、CRS）、美敦力(Medtronic)等等。

　　这些的产品垄断了全球大部分的高端生物材料市场份额，其研发实力也可见一斑。 欧日朝迎头赶上在如此众多顶尖大学实验室、国家研究所和跨国实验室的支撑下，**在纳米材料、生物材料方面建立的优势已基本上无人可以撼动。

　　不过即便如此，以欧洲和日韩为**的研究力量同样不可小觑，部分领域甚至已经可以和**匹敌，并呈现出德国、英国、**和韩国四足鼎立之势。

　　德国在纳米材料领域的研究起步较早，在全国范围内建立了六大纳米研究中心，分别是纳米结构、纳米应用开发、纳米技术、纳米化学、纳米加工和纳米分析中心，形成一张遍布全国的纳米科技研究协作网，而马普学会、弗朗霍夫协会、海姆霍茨大研究中心联合会和莱布尼茨研究联合会则是德国纳米研究的核心力量。

　　纳米材料方面的大学研究室，则主要是卡尔斯鲁厄理工学院，德国不伦瑞克理工大学半导体技术研究所。

　　生物材料方面，德国柏林柏林——勃兰登堡地区是德国生物技术研究机构分布密集最高的地区，同时也是欧洲最大的“全方位服务型生物科技区”，共拥有6个生物科技园和2个特别实验室。

　　与德国相比，英国的纳米材料相对逊色，不过生物工程技术却有过之而无不及。在英国，诞生了世界上第一只克隆羊“多莉”。英国在生物材料领域次于**，居世界第二。据理财周报材料科学实验室的不完全统计，迄今为止，英国在生物和医学领域已获得了20多个***奖。

　　大学研究室方面，剑桥大学材料科学与冶金系拥有生物材料的全球顶尖研究院，Zeneca、GlaxoWelle和SmithKliheBeacham等跨国生物材料研究能力也是全球领先。

　　在**，研究中心是其主要研究阵地。日立的“纳米技术管理推进中心”、**电器“基础研究实验室”；**电报电话的“厚木实验室”、富士通的纳米技术研究中心等企业研究中心是其纳米材料研究的核心力量。

　　韩国则凭借着三星等巨头在纳米材料技术的研究领域迎头赶上。

　　*研究阶段性突破

　　在**，中科院的纳米材料和生物材料研究仍旧首屈一指。理财周报**获悉，中科院国家纳米科学中心主要从事纳米技术理论研究，该中心在20年在铋系化合物超结构制备，基于新型Te化物纳米材料的宽带光谱光学探测器，新型微纳加工方法等诸多方面的研究均取得获得突破性新进展。

　　国家纳米中心现有6个研究室、2个实验室和1个发展研究中心、人员方面，纳米中心目前科技人员159人、科技支撑人员23人，包括研究员31人、副研究员及高级工程技术人员39人。20年，纳米中心科研人员共发表SCI251篇。

　　此外，**航空航天大学，南京理工大学，**科技大学，大连理工大学等院校纳米材料研究起步较早。

　　生物材料方面，中科院上海硅酸盐研究所和清华大学、四川大学、南开大学、上海交通大学、华南理工大学、华东理工大学等大学研究室在**处于领先地位。20年的世界生物材料大会承办方便是四川大学。

纳米材料论文3篇（扩展3）

——纳米技术的未来展望论文 (菁选3篇)

纳米技术的未来展望论文1

　　一：纳米科技的起源：

　　纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故**著名物理学家、***物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在**加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。

　　与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。

　　纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。

　　与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。**IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。

　　1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微

　　学大会在**巴尔的摩同时召开，正式宣告了纳米科技作为一门学科的诞生。其后，《纳米技术》、《纳米生物学》、《纳米粒子研究》等国际性专业期刊也相继问世。至此，纳米科技正式步入科学殿堂，并迅速成为一颗耀眼的新星。

　　二：纳米科技的发展前景

　　鉴于纳米科技对高新技术产业的重要影响，世界上掀起了纳米技术研究的热潮，很多国家纷纷制订纳米技术研究开发专门计划，争取抢占21世纪科技战略制高点。综合分析**外纳米科技发展现状，目前，纳米科技的发展大致有几个方面的发展趋势。

　　材料与制造：纳米技术将对材料制备产生根本变革：将合成并建造尺寸和性能可控、重量更轻、强度更高、加工性更好的材料；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的或自然界不存在的材料，以及其他生物材料和仿生材料。

　　纳米电子与器件：将研制更节能、更价廉、使计算机的效率提高百万倍的纳米结构微处理器、更高工作频率的宽带网、海量的存储器、集传感、数据处理和通讯为一体的智能器件等。

　　环境和能源：发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被损坏的环境；提高监测环境的传感器灵敏度；更有效地处理核废料；利用纳米过滤器分离核燃料中的同位素；成倍提高太阳能电池的能量转换率。

　　医学和卫生：纳米技术将给医学带来变革：利用纳米器件进行基因诊断，以及早发现癌细胞，并主动搜索和攻击癌细胞或修补损伤**；为药物在体内输运提供新的方式和路线；预防移植后的排斥反应。

　　生物技术和农业：生物合成为制造新的化学品和新药提供了新方式。通过在纳米尺度上按照预定的对称性和排列制备具有生物活性的蛋白质、核糖核酸等，对动植物的基因进行改善和治疗，将药物和基因植入动物体内，利用纳

　　米阵列测试DNA，了解生物的基因和基因表达。

　　航空与航天：纳米器件在航空航天领域的应用，不仅可增加有效载荷，更重要的是可使耗能指标指数成倍地降低。这方面的研究内容还包括：设计和制造重量更轻、强度更高、热稳定性更好的纳米结构材料；为微型航天器研制用纳米集成的测试、**和电子设备；研制低能耗、抗辐射、高性能的计算机。

　　科学与教育：纳米科学将极大地改变人们对客观世界的认知水*，推动物理、化学、生物学、材料科学、数学和工程学等学科的发展。

　　****：由于纳米技术对经济社会的广泛渗透，拥有纳米技术知识产权和广泛应用这些技术的国家将在国家经济和国防安全方面处于有利地位。通过先进的纳米电子器件在信息**方面的应用，可极大地提高**在预警、导弹拦截等方面的反应速度；通过纳米机械学、微小机器人的应用，可提高部队的灵活性并增加战斗的有效性；通过纳米材料技术的应用，可**提高舰船、潜艇和战斗机等武器装备的耐腐蚀性、吸波性和隐蔽性。

　　由于人们在原子、分子水*上对物质**能力的提高，纳米科技发展的进程正在逐步加快。2000年10月，****明确提出了将新材料和纳米科学的进展作为“十五”规划中科技进步和创新的重要任务，这为**21世纪纳米科技的快速发展奠定了重要基础。**来，**的纳米材料研究取得了重要进展，引起了国际上的关注，使**的基础研究在国际上占有了一席之地，应用开发研究也出现了新局面。相信在各方的共同努力下，**定会为纳米科技的发展做出更大的贡献。

纳米技术的未来展望论文2

　　一：纳米科技的起源：

　　纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故**著名物理学家、***物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在**加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。

　　与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。

　　纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。

　　与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。**IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。

　　1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微

　　学大会在**巴尔的摩同时召开，正式宣告了纳米科技作为一门学科的诞生。其后，《纳米技术》、《纳米生物学》、《纳米粒子研究》等国际性专业期刊也相继问世。至此，纳米科技正式步入科学殿堂，并迅速成为一颗耀眼的新星。

　　二：纳米科技的发展前景

　　鉴于纳米科技对高新技术产业的重要影响，世界上掀起了纳米技术研究的热潮，很多国家纷纷制订纳米技术研究开发专门计划，争取抢占21世纪科技战略制高点。综合分析**外纳米科技发展现状，目前，纳米科技的发展大致有几个方面的发展趋势。

　　材料与制造：纳米技术将对材料制备产生根本变革：将合成并建造尺寸和性能可控、重量更轻、强度更高、加工性更好的材料；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的或自然界不存在的材料，以及其他生物材料和仿生材料。

　　纳米电子与器件：将研制更节能、更价廉、使计算机的效率提高百万倍的纳米结构微处理器、更高工作频率的宽带网、海量的存储器、集传感、数据处理和通讯为一体的智能器件等。

　　环境和能源：发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被损坏的环境；提高监测环境的传感器灵敏度；更有效地处理核废料；利用纳米过滤器分离核燃料中的同位素；成倍提高太阳能电池的能量转换率。

　　医学和卫生：纳米技术将给医学带来变革：利用纳米器件进行基因诊断，以及早发现癌细胞，并主动搜索和攻击癌细胞或修补损伤**；为药物在体内输运提供新的方式和路线；预防移植后的排斥反应。

　　生物技术和农业：生物合成为制造新的化学品和新药提供了新方式。通过在纳米尺度上按照预定的对称性和排列制备具有生物活性的蛋白质、核糖核酸等，对动植物的基因进行改善和治疗，将药物和基因植入动物体内，利用纳

　　米阵列测试DNA，了解生物的基因和基因表达。

　　航空与航天：纳米器件在航空航天领域的应用，不仅可增加有效载荷，更重要的是可使耗能指标指数成倍地降低。这方面的研究内容还包括：设计和制造重量更轻、强度更高、热稳定性更好的纳米结构材料；为微型航天器研制用纳米集成的测试、**和电子设备；研制低能耗、抗辐射、高性能的计算机。

　　科学与教育：纳米科学将极大地改变人们对客观世界的认知水*，推动物理、化学、生物学、材料科学、数学和工程学等学科的发展。

　　*：由于纳米技术对经济社会的广泛渗透，拥有纳米技术知识产权和广泛应用这些技术的国家将在国家经济和国防安全方面处于有利地位。通过先进的纳米电子器件在信息**方面的应用，可极大地提高**在预警、导弹拦截等方面的反应速度；通过纳米机械学、微小机器人的应用，可提高部队的灵活性并增加战斗的有效性；通过纳米材料技术的应用，可**提高舰船、潜艇和战斗机等武器装备的耐腐蚀性、吸波性和隐蔽性。

　　由于人们在原子、分子水*上对物质**能力的提高，纳米科技发展的进程正在逐步加快。2000年10月，**明确提出了将新材料和纳米科学的进展作为“十五”规划中科技进步和创新的重要任务，这为*21世纪纳米科技的快速发展奠定了重要基础。**来，*的纳米材料研究取得了重要进展，引起了国际上的关注，使*的基础研究在国际上占有了一席之地，应用开发研究也出现了新局面。相信在各方的共同努力下，*定会为纳米科技的发展做出更大的贡献。

纳米技术的未来展望论文3

　　一、 纳米材料的基本性能

　　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（大小范围：1~100纳米），由于量子力学效应，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。也正是由于这些特性使纳米材料具有研究的意义。

　　1、 力学特性

　　与传统材料相比，纳米结构材料的力学性能有显著的变化。其中一些材料的强度和硬度成倍提高（如晶粒尺寸为14nm的pd试样）。而一些纳米材料受热状态下的力学性能也提高明显。高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。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，这种特性在纳米陶瓷等领域已经得到广泛应用。

　　2、 热学特性

　　普通的材料当其处于纳米状态或具有纳米结构是会有很高的热容量。一些纳米材料的热导率很低，认购非常有效地阻隔热能的固体传导和气体传导。可以做绝热材料。与此同时，还有些纳米材料具有完全相反的热学特性。他们的热交换性能非常好，是非常好的散热材料。

　　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，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

　　4、磁学性质

　　当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过#url#，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到#url#。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的`应用。

　　二、纳米材料的主要应用

　　纳米材料的物理特性优越与传统材料，使得纳米材料的开发应用成为21世纪的一个重要课题。目前，纳米技术主要有几个应用领域。

　　1、 高性能纳米陶瓷

　　随着纳米技术的研究和应用，一些由纳米材料制成的产品陆续出现，其中，纳米碳纤管，纳米陶瓷等，纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作用。

　　2、 纳米电子器件

　　纳米电子器件与威电子器件的主要差别是，在微电子器件中垫子更多地表现出粒子性，在纳米电子器件中电子更多地表现出波动性。当今被重点研究的纳米电子器件主要有：电子共振隧穿器件、二维电子气（2DEG）器件、量子点接触器件、量子点场效应晶体管、量子线的非线性、纵向库伦阻塞结构等。

　　3、 纳米薄膜材料

　　纳米薄膜是指由尺寸在纳米量级的晶粒（或颗粒）构成的薄膜，或将纳米晶粒镶嵌在某种薄膜中构成复合膜，以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜。与普通薄膜相比，纳米薄膜具有许多独特的性能，如：巨电导、巨磁电阻效应、巨霍尔效应、可见光发射等。此外纳米薄膜还可以作为气体催化材料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、*面显示材料及超导材料等。

　　4、生物医学中的纳米技术应用

　　从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米结构的源泉，研究人员正效法生物特性来实现技术上的纳米级**和操纵。纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。目前已得到较好应用的实例有：利用纳米SiO2微粒实现细胞分离的技术，纳米微粒，特别是纳米金(Au)粒子的细胞内部染色，表面包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等。

　　5、其他领域

　　除此之外，纳米材料还在诸如海水净化、航空航天、环境能源、微电子学等其他领域也有着逐渐广泛的应用，纳米材料在这些领域都在逐渐发挥着光和热。

　　三、纳米材料的发展前景

　　近几年来，国际上关于纳米材料和纳米结构的研究出现了新的趋势：准一维纳米材料形成了新的研究热点；纳米组装材料和纳米结构微阵列的制备科学和技术；对于纳米材料奇特物性起因的研究不断深入；纳米材料和纳米结构的制备技术和其它技术相结合；纳米膜与复合膜；半导体纳米量子点。

　　种种迹象看来，纳米技术的发展会趋向更多样化和结构复杂化。而随之带来的必定会是人类对于纳米量级物体的精确空间**技术的发展，到那时。由纳米零件组装出复杂的纳米机器人将不再只出现在科幻小说上。科学家们预言，实用的生物分子计算机将于今后几年问世，它将对未来世界产生重大影响。制造这类计算机离不开纳米技术。生物纳米计算机和纳米机器人的结合体则是另一类更高层次上的可以进行人机对话的装置，它一旦研制成功，有可能在1秒钟完成数十亿次操作，届时人类的劳动方式将产生彻底的变革。

　　目前纳米科学技术正处在重大突破的前夜，它已取得一系列成果，使全世界为之震动，并引起关心未来发展的全世界科学家的思索。人们正注视着纳米科学技术领域不断涌现出的奇异现象和新进展，这一领域前景十分诱人。它与其它学科相互渗透和交叉，可以形成许多新的学科或学科群，其有关发展将对经济建设、国防实力、科技发展乃至整个社会文明进步产生巨大影响。

　　参考文献：

　　卢柯、卢磊等《金属纳米材料力学性能和研究进展》.金属学报2000年8月 姚兰芳、沈军、周斌等《纳米材料制备技术》化学工业出版社2011年4月 陈光华、邓金祥《纳米薄膜技术与应用》化学工业出版社2004年1月 张中太 林元华《纳米材料及其应用前景》材料工程 2000 第3期

纳米材料论文3篇（扩展4）

——《纳米技术就在我们身边》教案3篇

《纳米技术就在我们身边》教案1

　　教学要求

　　1、会认“乒、乓”等11个字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个字，理解字义，识记字形。正确读写“纳米、**为力”等词语。

　　2、朗读课文，能把科技术语读正确。

　　3、能结合查找的资料，加深对课文内容的理解。

　　4、领会纳米技术的神奇所在，培养学生爱科学、学科学的精神。

　　重点

　　难点

1、抓住关键语句，有目的地筛选信息，了解有关纳米技术的知识。

　　2、自主、合作探究“新奇”的具体体现。

　　3、有科学依据的大胆想象，培养学生的科学精神和创造能力。

　　教学

　　课时2课时

　　1、会认“乒、乓”等11个字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个字，理解字义，识记字形。正确读写“纳米、**为力”等词语。

　　2、朗读课文，把科技术语读正确，弄清文章结构。

　　多**。

　　一图片导入，激发兴趣

　　1、大家还记得在科幻世界里那些随意变化的人吗？还记得在《西游记》里，孙悟空的七十二变吗？现在这一切不是发生在疯狂的科幻世界里，也不是发生在神奇的神话故事里，而是发生在离我们也许只有几年之遥的纳米时代！那么，什么是纳米？纳米技术又是什么呢？大家想不想了解关于这方面的知识呢？（出示有关纳米技术的图片）

　　2、我们今天要学习的这篇科学小品文就向我们简单而准确地介绍了纳米和纳米技术等科学知识，展示了纳米技术广阔的前景。（板书：纳米技术就在我们身边）

　　二初读课文，解决字词

　　1、学生自读课文，出示自学要求。

　　（1）正确、流利地朗读课文，读准字音，读通句子。

　　（2）遇到自己喜欢的语句，多读几遍。

　　2、学生自学课文生字词，可以用笔在文中画出来，然后用合适的方法来解决生字词。

　　3、教师检查学习情况，相机指导。

　　（1）检查并纠正读音。（出示多**）

　　乒乓球拥有杀菌除臭蔬菜碳元素癌症**率疾病

　　病灶纳米冰箱钢铁隐形健康细胞预防需

　　①**读，指名读，齐读。

　　②注意读准*舌音“灶”，翘舌音“臭、疏”。

　　（2）指导书写。（重点指导“臭、蔬、健、康”的书写）

　　“臭”：上下结构。上部是“自”，下部是“犬”，“犬”撇、捺要舒展，托住上部。

　　“蔬”：上下结构。下部是“疏”，注意不要少写了撇折后的一点。

　　“健”：左窄右宽，注意中间是“廴”。

　　“康”：半包围结构。“隶”最后四笔分别是点、提、撇、捺。

　　（3）理解词语。（出示多**）

　　直径：通过圆心并且两端都在圆周上的线段叫作圆的直径；通过球心并且两端都在球面上的线段叫作球的直径。

　　**为力：用不上力量；没有能力或能力达不到。

　　雷达：利用发射和接收无线电波进行目标探测和定位的装置。

　　病灶：机体上发生病变的部分。

　　三再读感知，弄清脉络

　　1、课文从哪几方面介绍了纳米技术？（含义、运用以及对未来的影响）列举了哪些具体的例子？（改善生活，医疗制药）学生默读课文，思考，并在旁边作批注。

　　2、根据学生的回答，教师点拨。

　　3、再读课文，归纳课文的主要内容。

　　课文主要从生活和医疗两个方面介绍了纳米技术在我们生活中的应用前景。

　　4、介绍纳米技术在生活中的应用。（出示多**）

　　衣：在纺织和化纤制品中添纳米微粒，可以除味杀菌。化纤布虽然结实，但会产生静电现象，加入少量金属纳米微粒就可以消除静电。

　　食：纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末，废水可以彻底变清水，完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全，有益健康。

　　1、教师应在教学过程中凸显**阅读课文的教学特点，让学生掌握**学习课文的方法。

　　2、培养学生的质疑能力，让学生带着问题自读自悟，随后进行全班交流。教师根据学生已有的理解和认知水*去引导，充分发挥学生在阅读中的主体作用。

　　1、抓住关键语句，有目的地筛选信息，了解有关纳米技术的知识。

　　2、结合查找的资料，加深对课文内容的理解。

　　3、领会纳米技术的神奇所在，培养学生爱科学、学科学的精神。

　　多**。

　　一、复习检查，导入新课

　　1、检查字词。

　　2、谈话导入：上节课我们领略了纳米技术的新奇，这节课，我们继续来探究纳米技术的奥秘。

　　二细读课文，深入理解

　　1、齐读第1、2自然段，思考：什么是纳米？什么是纳米技术？

　　（1）理解什么是纳米，请同学们默读第2自然段，画出相关语句。

　　①指名回答，区分下面的两句话。（出示多**）

　　1纳米长度十分小。

　　1纳米等于十亿分之一米。

　　学生：第二句话用具体的数字写出了纳米的长度。

　　教师：十亿分之一米等于百万分之一毫米，拿出尺子，看看一毫米有多长，想一想它的百万分之一又有多长。（板书：长度单位十亿分之一米）

　　教师：“如果把直径为1纳米的小球放到乒乓球上，相当于把乒乓球放在地球上，可见纳米有多么小。”这句话运用了什么说明方法？

　　学生：这句话运用了作比较的说明方法，说明了1纳米非常小。

　　（2）什么是纳米技术？

　　学生1：纳米技术的研究对象一般在1纳米到100纳米之间。

　　学生2：纳米技术就是研究并利用纳米的特性造福人类的一门学问。

　　（3）齐读第1、2自然段，感受纳米的新奇。

　　2、了解纳米技术的广泛应用。

　　现在我们都是纳米技术的研究人员，一起去研究纳米技术在生活中的应用。学生**分为两组：第一组——纳米生活研究小组，第二组——纳米医学研究小组。

　　（1）教师提出问题。

　　①在生活中，课文第3自然段列举了哪些例子来说明纳米技术和我们的生活息息相关？

　　②在健康问题上，课文第4自然段列举了哪些例子来说明纳米技术可以让我们更健康？

　　（2）小组讨论，汇报研究结果。

　　①第一组汇报。

　　a、冰箱使用一种纳米涂层就可以抗菌：纳米涂层具有杀菌和除臭功能，能够使蔬菜保鲜期更长。

　　b、将来我们有可能坐上“碳纳米管天梯”到太空旅行。

　　c、隐形战机利用纳米吸波材料能够把探测雷达波吸收掉，使雷达根本看不见它。

　　（板书：冰箱使用纳米涂层可以杀菌、除臭坐上“碳纳米管天梯”到太空旅行吸收雷达波）

　　②第二组汇报。

　　a、利用纳米检测技术可以实现疾病的早期检测与预防。

　　b、纳米机器人可以通过血管直达病灶，杀死癌细胞。

　　c、未来的纳米缓释技术可以使药物的效用时间更长。

　　（板书：纳米检测技术纳米机器人纳米缓释技术）

　　（3）过渡：作者通过举例子告诉我们纳米技术将给我们的生活带来巨大的变化。其实，在其他领域也有纳米技术的踪影。让我们一起来了解这神奇的纳米技术在各个领域的应用吧。

　　（4）学生交流课前搜集到的资料。（出示多**）

　　①用纳米材料制成的自行车重量只有几公斤；将防水、防油的纳米材料涂在大楼表面或门窗的玻璃上，大楼不会沾上污渍，玻璃也会永远透亮；用防污的纳米材料可以织成免洗涤衣物。纳米技术用于制药，可以制成导弹型药物，循着导引的方向直达病灶，**提高疗效。

　　②由碳纳米管制作的纳米齿轮模型，齿轮上的原子清晰可见。最异想天开的用途莫过于将碳纳米管做成太空升降机的缆绳。由于碳纳米管的强度高、重量轻，如果把它做成缆绳，即使缆绳的长度是从太空下垂到地面的距离，它也完全可以经得住自身的重量。到那个时候，人类到外太空旅行将是一件轻而易举的事情。

　　3、总结。

　　（1）齐声朗读第5自然段。

　　（2）从文中找出一个词语来形容纳米技术给人类生活带来的变化。（深刻）

　　（3）用自己的语言来形容这种变化。（巨大、翻天覆地、历史性）

　　三、拓展延伸，读写迁移

　　同学们，你们最想应用纳米技术来解决生活中的什么问题呢？说说你们的想法，并仿照课文第4自然段的写法，按先总述再举例说明的方法有条理地写下来。

　　1、这节课的设计体现了以学生为主体，以教师为主导，以训练为主线的教育思想，激发了学生爱科学、学科学的兴趣，注重了课内与课外的联系，学生学到了知识，也提高了探索能力。

　　2、不足之处是学生的创造能力没有得到最大限度地提高。在今后的教学中，教师应适当放手，给学生更大的自学空间，让学生发挥丰富的.想象，提高创造力。

《纳米技术就在我们身边》教案2

　　教学目标

　　1.认识“乒、乓”等12个生字,读准多音字“率”,会写“纳、拥”等15个字,会写“纳米、**为力”等17个词语。

　　2.正确、流利地朗读课文,和同学交流不懂的问题。

　　3.结合课文内容和相关资料,联系实际,体会纳米技术在生活中的运用,培养学科学、爱科学的精神。

　　教学过程

　　第一课时

　　一、激发兴趣,导入新课。

　　1.播放动画片《西游记》中,孙悟空变成一只虫子落入铁扇公主的茶杯里,随茶水进入铁扇公主肚子里的镜头。

　　2.同学们,这样的情景以前就只能存在于神话世界里,而现在,这样的情景也可以存在于现实生活中。这就是纳米时代!今天让我们走进《纳米技术就在我们身边》这篇课文,去感受纳米技术的神奇。

　　二、初读课文,检查预习。

　　1.读了课题之后,你最想知道些什么?

　　预设：什么是纳米?什么是纳米技术?纳米技术存在于哪些地方?

　　谁能来帮助同学解决这几个问题?

　　2.认读生字新词。

　　课件出示词语,先让学生自己读,再指名读。

　　你有什么需要提醒大家注意的吗?

　　3.找出文中的科技术语,把它们读准确。

　　课件出示,学生读。

　　4.指导书写课后田字格中的字。

　　着重分析指导“臭、蔬”,在田字格中示范。(“臭”字不要少点。“蔬”是上下结构,左下方的写法要注意,是五笔。)

　　三、再读课文,整体感知。

　　1.朗读课文,说说这篇课文主要告诉我们有关纳米的哪些知识。(这篇文章向我们介绍了纳米和纳米技术的定义,纳米技术的应用以及纳米技术的美好前景。)

　　2.根据文章内容,理清文章层次。

　　课文分为四部分：

　　第一部分(1)：21世纪是纳米的世纪。

　　第二部分(2)：具体介绍什么是纳米以及纳米技术。

　　第三部分(3~4)：写纳米技术与人们的生活、健康密切相关。

　　第四部分(5)：写纳米技术的发展前景广阔。

　　3.这篇文章,作者采用了什么结构方式来写?(总—分—总)

　　4.找出第2~4自然段的中心句,读一读。

　　什么是纳米技术呢?

　　纳米技术就在我们身边。

　　纳米技术可以让人们更加健康。

　　四、布置作业。

　　1.把课文读熟练。

　　2.搜集关于纳米技术的资料。

　　第二课时

　　一、复习故知,导入新课。

　　1.指名朗读课文。

　　2.小组交流搜集到的关于纳米技术的材料。

　　二、学习课文,了解纳米技术。

　　(一)学习第2自然段。

　　1.什么是纳米技术?请默读第2自然段,边读边画出句子。

　　2.读了这一段之后,你有什么感受?(纳米是很小的长度单位。)

　　3.纳米究竟有多小?作者是怎样说明的?

　　课件出示：

　　①纳米是非常非常小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米。

　　比较句子,体会说明方法的好处。

　　纳米是非常非常小的长度单位,非常非常小。

　　纳米是非常非常小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米。

　　你觉得哪句话写得好?为什么?(第二句,运用列数字的说明方法,准确地写出纳米的大小。)

　　②如果把直径为1纳米的小球放到乒乓球上,相当于把乒乓球放在地球上。

　　这句话运用了什么说明方法?(作比较)

　　这样写的好处是什么?(更直观形象)

　　4.人的一根头发直径约0.6毫米,它有多少纳米呢?(约60万纳米)

　　5.这种小小的物质拥有许多新奇的特性,纳米技术就是研究并利用这些特性造福于人类的一门学问。这真的是太神奇了!带着这种感受再读这段话。

　　(二)学习第3、4自然段。

　　1.**朗读课文,边读边画出在我们身边哪些地方使用了纳米技术。

　　课件出示：

　　①冰箱里面用到一种纳米涂层,具有杀菌和除臭功能,能够使食物保质期和蔬菜保鲜期更长。

　　②有一种叫作“碳纳米管”的神奇材料,比钢铁结实百倍,而且非常轻,将来我们有可能坐上“碳纳米管天梯”到太空旅行。

　　③在最先进的隐形战机上,用到一种纳米吸波材料,能够把探测雷达波吸收掉,所以雷达根本看不见它。

　　④利用极其灵敏的纳米检测技术,可以实现疾病的早期检测与预防。未来的纳米机器人,甚至可以通过血管直达病灶,杀死癌细胞。

　　⑤现在吃一次药最多管一两天,未来的纳米缓释技术,能够让药物效力缓慢地**出来,服一次药可以管一周,甚至一个月。

　　2.在介绍这些纳米技术时,作者运用了什么说明方法?(举例子、作比较)

　　3.读了这些句子,你有何感受?(纳米技术的使用会让我们的生活更加幸福、健康、方便……)

　　4.出示纳米技术在生活中的应用的图片,学生欣赏。

　　(三)学习第5自然段。

　　1.近几年来,随着科学技术的高速发展,纳米技术在人类生活中的使用越来越广泛。纳米技术正在逐步提升我们的生活质量。

　　2.纳米技术的发展前景如何? 齐读最后一段。

　　课件出示：

　　纳米技术将给人类的生活带来深刻的变化。在不远的将来,我们的衣食住行都会有纳米技术的影子。

　　“在不远的将来”说明了什么?(纳米技术发展很快)

　　“衣食住行”说明了什么?(生活的方方面面都将受到纳米技术的影响。)

　　3.这段话与第1自然段有什么关系?(首尾呼应)

　　三、拓展延伸。

　　1.把你收集到的运用纳米技术的新产品介绍给大家。

　　2.请同学们根据课文中提到的纳米技术的应用和你课后搜集到的关于纳米技术的材料,大胆想象,小组合作,运用纳米技术来尝试进行发明创造,并把你们的发明思路介绍给大家。

　　3.全班交流,教师适时表扬、鼓励。

　　四、谈收获。

　　1.同学们,学习了这篇课文之后,你有什么收获?

　　2.总结：作者向我们介绍了纳米、纳米技术及其应用等科学知识;采用了列数字、举例子等说明方法,让我们对纳米技术有了更深刻的认识。

　　五、布置作业。

　　1.对纳米技术进行进一步了解。

　　2.请仿照第3自然段的写法,写一写你利用纳米技术构想的创造发明。

　　板书设计

　　纳米技术就在我们身边

　　总讲：21世纪是纳米的世纪

　　分述：纳米技术及其应用

　　总结：纳米技术发展前景广阔

　　教学反思

　　1.重点突出。学习这篇课文的重点是了解有关纳米技术的科学知识,在理清了文章的层次之后,抓住文章的第二、三部分进行学习。学生在读、画、说的学习中,对纳米技术有了清晰的认识,感受到了纳米技术的好处。

　　2.学习说明方法。作者在文中介绍纳米技术及其应用时运用了列数字、作比较、举例子等说明方法,通过品读、比较等方法了解这些说明方法的好处。

《纳米技术就在我们身边》教案3

　　【课前解析】

　　关注专业术语：

　　纳米：nanometer的译名，即为毫微米，是长度度量单位。国际单位制符号为nm。1纳米=0.000001毫米。

　　碳纳米管：纳米材料，重量轻，由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，具有许多异常的力学、电学和化学性能。

　　光学显微镜：利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。普通光学显微镜看不到1纳米。

　　雷达：人类通过蝙蝠发明的利用电磁波探测目标的电子设备。

　　关注写作方法：

　　开门见山：汉语词汇，本义指打开门就能见到山，现比喻说话或写文章直截了当，不拐弯抹角。本篇文章在第1段就点明了主要阐述的主题。

　　围绕中心：本篇文章的3、4两段都是总分结构段落，即第一句为该段的中心句，后面所举的例子都是围绕中心进行阐述。

　　【教学目标】

　　1.认识“乒、乓”等11个生字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个生字，会写“纳米、**为力”等16个词语。

　　2.朗读课文，能把科学术语读正确。

　　3.能提出不懂的问题，与同学交流。

　　4.理结合查找的资料，加深对课文内容的理解。

　　【教学重点】

　　1.提出问题，并与同学交流。

　　2.结合查找的资料，加深对课文的理解。

　　【教学难点】

　　领会纳米技术的神奇，培养学科学、爱科学的思维品质。

　　【课前准备】

　　多**课件

　　【课时安排】

　　2课时

　　第一课时

　　【教学目标】

　　1.认识“乒、乓”等11个生字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个生字，会写“纳米、**为力”等16个词语。

　　2.正确、流利地朗读课文，了解相关科技术语的意思。

　　3.能提出不懂的问题，与同学交流并总结方法。

　　【教学过程】

　　一、联系旧知，迁移激趣。

　　1.谈话导入：同学们，在生活中你经常用到的长度单位有哪些呢？可以说单位名称，也可以用它们说一句话。

　　预设1：我们学过的长度单位有“米、分米、厘米、毫米……”

　　预设2：我家的床有2米长，150厘米宽……

　　2.读题质疑：

　　今天我们将要学习的这篇文章叫《纳米技术就在我们身边》，读了课题，你有哪些疑问呢？

　　出示课件1：

　　预设：纳米是什么？它和米、厘米这些长度单位有什么关系？纳米技术又是什么技术？纳米技术在生活中有哪些用处……

　　过渡：接下来就请大家带着问题走进课文，看看你能获得哪些收获？

　　（设计意图：通过对课题质疑**，引发学生主动学习和探究的兴趣，从而激发强大的学习内驱力。这正好直指本单元的语文要素：阅读时能提出不懂得问题。）

　　二、初读感知，识记字词。

　　1、学生朗读课文，注意生字新词。

　　（1）自读要求：借助经验自主识字，读准生字新词，尤其注意相关的科学术语。

　　（2）学生自主学习，适时圈点勾画。

　　2、检查学习效果，交流经验方法。

　　（1）检查词语认读

　　出示课件2：

　　（2）强调重点字词

　　出示课件3、4：

　　（3）交流识记方法

　　出示课件5：

　　预设：“病字旁”表示和疾病有关，比如本课的生字：癌症疾病

　　顺口溜“自大加一点就念臭”

　　换偏旁“纳——呐”

　　形声字“拥、胞、防……”

　　3、指导书写。

　　（1）学生观察课本上的例字，说注意事项。

　　出示课件6、7：

　　预设：蔬——左下方第一笔“横勾”，和下面的“止”要分开写

　　健——笔顺是“左→右→中”

　　康——最后四笔分别为：点、提、撇、捺

　　（2）学生练写，描一写二。

　　（3）展示书写情况，师生互动点评。

　　（设计意图：对于中年级学生，字词学习应该重点突出，凸显经验方法；写字教学要把握要害之处，通过对“难字”或“易错字”的指导，达到事半功倍的教学效果。）

　　三、再读课文，提出问题，尝试交流。

　　1.学生默读课文，提出自己不懂的问题，简单记录在本上。

　　出示课件8：

　　2.全班交流，汇总梳理。

　　预设1：“纳米吸波材料”这个科学术语我没听说过，想知道是什么意思。

　　预设2：“隐形战机”从字面上理解，是看不到的战机，不知道我想的对不对。

　　预设3：纳米级物质有哪些特点？……

　　3.梳理问题类别，聚焦核心内容。

　　过渡：这些问题，有的是关于题目的，有的是指向写法的，更多的则是关于文章内容的。

　　4.小组成员合作，交流解决方法。

　　（1）回顾以往学习到的解决问题的方法，如：联系上下文、查阅资料、询问他人、结合插图等等。

　　（2）组内交流，解决问题。

　　出示课件9：

　　（3）教师巡视，相机指导。

　　（4）各组选派**，全班汇报交流。

　　预设1：像“纳米涂层”“纳米缓解技术”这样的科学术语，我们是通过查阅资料的方法解决的。

　　预设2：碳纳米管，我们小组结合资料和书中的插图了解到他的特殊结构和性能。

　　预设3：我们小组采用的方式是联系上下文进行学习，比如第四自然段第1句话说“纳米技术可以让人们更健康”，后面接着就举了几个例子来说明，我们一下子就弄懂了。

　　5.教师引导学生总结解决问题的方法。

　　板书（查阅资料、联系上下文、向别人请教、联系生活经验、图文结合）

　　四、课后作业

　　1.认真抄写《词语表》中的16个词语；

　　2.拓展阅读科普文章《纳***背后的故事》、绘本故事《纳米机器人》等，下节课我们继续交流。

　　出示课件10：

　　五、板书设计

　　7纳米技术就在我们身边

　　查阅资料

　　联系上下文

　　解决问题的方法 向别人请教

　　联系生活经验

　　图文结合

　　第二课时

　　【教学目标】

　　1.运用抓“关键句”的方法，了解课文主要内容，体会纳米技术在人们生活中的应用。

　　2.体会“开门见山”和“总—分”的表达方式，继续学习列数字、举例子、作比较的说明方法。

　　3.激发学生“爱科学、学科学、用科学”的情感。

　　【教学过程】

　　一、前后衔接，复习导入。

　　1.通过上节课的学习和交流，你了解到了关于“纳米”的哪些知识？

　　预设1：我知道了光学显微镜观察不到1纳米。

　　预设2：我通过查阅资料和看课本插图了解到，碳纳米管是由六边形排列的碳原子构成，它具有很多优异的性能。

　　预设3：我读课文第三段知道了其实纳米技术就在我们身边。

　　3.过渡：这节课就让我们聚焦大家最关心的几个问题，来进行深入的研究。

　　出示课件11：

　　二、聚焦开篇，体会“开门见山”的写法。

　　1.过渡：上节课有同学提出“作者是如何介绍‘纳米’和‘纳米技术’的`呢？”

　　这是从写法角度进行的**，请大家说说你的看法吧。

　　出示课件12：

　　预设：文章在一开头就点明了“纳米技术”是一种高新技术，并通过和“微米”比较，告诉我们21世纪，那敏技术会得到广泛的应用。

　　出示课件13：

　　2.教师介绍写法。

　　板书（开门见山）

　　开门见山：本义指打开门就能见到山，现在常用来比喻说话或写文章直截了当，不拐弯抹角。一落笔就入题，有利于读者明确文章表达的中心。

　　4.对于这个令人陌生的概念，作者还采用了恰当的说明方法进行了讲解，你发现了吗？

　　预设：作比较、列数字（学生需要举出具体实例）

　　板书（列数字、作比较）

　　三、聚焦三四段，了解“总—分”的表达方式。

　　1.文章的3、4两个自然段，都各自有一个关键句，请同学们读一读、找一找。

　　出示课件14：

　　预设：关键句都放在了段落开头，都是第一句话。

　　2.教师讲解：也就是说，这两段的第一句话概括了整段的内容，后面所举

　　的例子全是围绕这句话展开的。我们把这样的句子叫做“中心句”。如果后面的内容，是从不同方面、不同角度阐述的，我们就把这样的方式叫做“总分式”结构段落。当然，这种方式也适用于全篇文章。板书（举例子 总分结构）

　　3.请你再找一找关键句里的关键词，看看这两段分别是从哪两个方面介绍的纳米技术？

　　预设：老师，我找的关键词是“身边”和“健康”。

　　没错，非常准确！这两段分别是从我们身边的“生活”和“医学”两个角度进行的讲解说明。

　　4.借助表格，梳理内容。

　　请同学们先**思考，再在小组里讨论交流，完成下表：

　　出示课件15：

　　中心句纳米技术功能

　　纳米技术

　　就在我们身边

　　（生活）

　　中心句纳米技术功能

　　纳米技术

　　可以让人们

　　更加健康

　　（医学）

　　5.追问：在讲述纳米技术在我们身边生活的这一段，三个例子可以调换顺序吗？在生活中的应用和在医学领域的应用，可以交换顺序吗？说说你是怎么想的，为什么？

　　出示课件16：

　　预设1：不可以。因为纳米涂层在冰箱内的使用和人们的生活贴得更近，而借助“碳纳米管天梯”到太空旅行以及在隐形战机上的应用，都离人们的日常生活越开越远。所以我认为不可以调换。

　　预设2：第四自然段，先讲现在，再说未来，也不能换顺序。

　　预设3：我认为三四两段不能对调顺序，理由是第三段讲的是我们日常的生活，每天或者每时每刻都在发生。而第四段说的是医疗方面，是特殊的情况。

　　（设计意图：找出文中的关键句，并用表格的方式进行梳理，有利于学生清晰地了解段落内容。）

　　四、拓展思维，大胆想象。

　　1、这节课，我们通过阅读了解到纳米技术在人类生活中的应用，也感受了它的神奇。其实，纳米技术因它的独特性，已应用到多种领域。通过课前**，你还了解到哪些？

　　出示课件17-20：

　　除此之外，教师还可以播放一些关于纳米技术的**报道视频，如《纳米微针注射，打针不再疼》《纳米细菌机器人，治疗癌症无副作用》等，更形象、直观地让学生感受纳米技术的***、优越性。

　　2、请发挥想象说一说：你会把纳米技术应用在生活中的哪些方面呢？

　　学生思考，畅所欲言。板书（学科学爱科学）

　　出示课件21：

　　五、布置作业。

　　1.以“神奇的纳米技术”为主题，办一份手抄报或电脑小报。

　　2.推荐阅读：科幻小说《装在口袋里的爸爸：纳米变形人》

　　六、板书设计

　　7 纳米技术就在我们身边

　　说明方法：列数字作比较举例子

　　写作方法：开门见山总分结构

　　学科学爱科学

　　【资源链接】

　　1.名人观点：

　　纳米科学是21世纪科学发展的重点，会是一次技术**，还会是一次产业**。 ——钱学森

　　纳米技术的进步将对未来社会产生深远而积极的影响。 ——*

　　要加强基础研究和应用基础研究，力争在纳米科学等方面取得新的进展。

　　——*

　　2.《纳米技术：塑料的新前沿》（节选）

　　自从发现硅芯片后，物理学和材料科学领域就没有如此这么激动人心了。无数的大学已经建立了纳米中心，无数的大学已经建立了纳米中心，其中许多大学获得工业基金与赞助。大量的与纳米技术相关的创业企业被分离出来，成为学术研究的成果。

　　新的纳米材料和纳米复合材料，如原子开关、存储介质能力的大幅提升、人体修复的纳米机器人、人造机械鼻子和耳朵等，只是科学家目前在世界各地研究中心所做的一些研究。许多其他的基于纳米复合材料的想法正在展开。正如***奖得主盖德宾宁所指出的，“纳米时代才刚刚开始。”

　　（文章选自公众号：塑料工程师学会**分会?2018-10-08）

　　【课后反思】

　　《纳米技术就在我们身边》是统编教材四年级下册第二单元的一篇科普文章。从题目上看，这篇文章与学生的生活有一定距离，他们对于纳米和纳米技术确实知之不多。但是这也恰巧成为教师引导**的切入点——“学贵有疑”，因疑而问。所以，从学生熟悉的“米、分米、厘米”这些长度单位的家族成员开始，让学生有种“熟悉的陌生感”，激起了他们探究新知的浓厚兴趣。

　　在学习的过程中，教师紧扣文本特点，拎起问题串，引导学生有针对性地提出问题、思考问题、解决问题，有效渗透了本单元的语文要素，即“在阅读时能够提出问题，并试着解决”。除此之外，教师还把“发现和体会‘写作手法’”作为了第二课时一个重要的教学目标，引导学生熟悉“开门见山”和“总分结构”，以及明晰列数字、作比较、举例子等说明方法，都为将来的“语用”打下基础。

　　与此同时，多种多样课外资料的拓展，极大丰富了学生的认知空间，有效激发了他们学科学、爱科学、用科学的思维品质与精神态度。

　　总是，学科学是知识积累的途径，用科学才是通往生活的正途。同样，学习提出问题和解决问题，也仅仅是语文学习的方法、策略，若想真正培养具有质疑和钻研精神的美好品质，还有很长的路要走。

　　生活的外延有多广，语文的学习空间就有多大——这，绝对是真理！

纳米材料论文3篇（扩展5）

——《纳米技术就在我们身边》优秀教学设计3篇

《纳米技术就在我们身边》优秀教学设计1

　　【课前解析】

　　关注专业术语：

　　纳米：nanometer的译名，即为毫微米，是长度度量单位。国际单位制符号为nm。1纳米=0.000001毫米。

　　碳纳米管：纳米材料，重量轻，由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，具有许多异常的力学、电学和化学性能。

　　光学显微镜：利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。普通光学显微镜看不到1纳米。

　　雷达：人类通过蝙蝠发明的利用电磁波探测目标的电子设备。

　　关注写作方法：

　　开门见山：汉语词汇，本义指打开门就能见到山，现比喻说话或写文章直截了当，不拐弯抹角。本篇文章在第1段就点明了主要阐述的主题。

　　围绕中心：本篇文章的3、4两段都是总分结构段落，即第一句为该段的中心句，后面所举的例子都是围绕中心进行阐述。

　　【教学目标】

　　1.认识“乒、乓”等11个生字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个生字，会写“纳米、**为力”等16个词语。

　　2.朗读课文，能把科学术语读正确。

　　3.能提出不懂的问题，与同学交流。

　　4.理结合查找的资料，加深对课文内容的理解。

　　【教学重点】

　　1.提出问题，并与同学交流。

　　2.结合查找的资料，加深对课文的理解。

　　【教学难点】

　　领会纳米技术的神奇，培养学科学、爱科学的思维品质。

　　【课前准备】

　　多**课件

　　【课时安排】

　　2课时

　　第一课时

　　【教学目标】

　　1.认识“乒、乓”等11个生字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个生字，会写“纳米、**为力”等16个词语。

　　2.正确、流利地朗读课文，了解相关科技术语的意思。

　　3.能提出不懂的问题，与同学交流并总结方法。

　　【教学过程】

　　一、联系旧知，迁移激趣。

　　1.谈话导入：同学们，在生活中你经常用到的长度单位有哪些呢？可以说单位名称，也可以用它们说一句话。

　　预设1：我们学过的长度单位有“米、分米、厘米、毫米……”

　　预设2：我家的床有2米长，150厘米宽……

　　2.读题质疑：

　　今天我们将要学习的这篇文章叫《纳米技术就在我们身边》，读了课题，你有哪些疑问呢？

　　出示课件1：

　　预设：纳米是什么？它和米、厘米这些长度单位有什么关系？纳米技术又是什么技术？纳米技术在生活中有哪些用处……

　　过渡：接下来就请大家带着问题走进课文，看看你能获得哪些收获？

　　（设计意图：通过对课题质疑**，引发学生主动学习和探究的兴趣，从而激发强大的学习内驱力。这正好直指本单元的语文要素：阅读时能提出不懂得问题。）

　　二、初读感知，识记字词。

　　1、学生朗读课文，注意生字新词。

　　（1）自读要求：借助经验自主识字，读准生字新词，尤其注意相关的科学术语。

　　（2）学生自主学习，适时圈点勾画。

　　2、检查学习效果，交流经验方法。

　　（1）检查词语认读

　　出示课件2：

　　（2）强调重点字词

　　出示课件3、4：

　　（3）交流识记方法

　　出示课件5：

　　预设：“病字旁”表示和疾病有关，比如本课的生字：癌症疾病

　　顺口溜“自大加一点就念臭”

　　换偏旁“纳——呐”

　　形声字“拥、胞、防……”

　　3、指导书写。

　　（1）学生观察课本上的例字，说注意事项。

　　出示课件6、7：

　　预设：蔬——左下方第一笔“横勾”，和下面的“止”要分开写

　　健——笔顺是“左→右→中”

　　康——最后四笔分别为：点、提、撇、捺

　　（2）学生练写，描一写二。

　　（3）展示书写情况，师生互动点评。

　　（设计意图：对于中年级学生，字词学习应该重点突出，凸显经验方法；写字教学要把握要害之处，通过对“难字”或“易错字”的指导，达到事半功倍的教学效果。）

　　三、再读课文，提出问题，尝试交流。

　　1.学生默读课文，提出自己不懂的问题，简单记录在本上。

　　出示课件8：

　　2.全班交流，汇总梳理。

　　预设1：“纳米吸波材料”这个科学术语我没听说过，想知道是什么意思。

　　预设2：“隐形战机”从字面上理解，是看不到的战机，不知道我想的对不对。

　　预设3：纳米级物质有哪些特点？……

　　3.梳理问题类别，聚焦核心内容。

　　过渡：这些问题，有的是关于题目的，有的是指向写法的，更多的则是关于文章内容的。

　　4.小组成员合作，交流解决方法。

　　（1）回顾以往学习到的解决问题的方法，如：联系上下文、查阅资料、询问他人、结合插图等等。

　　（2）组内交流，解决问题。

　　出示课件9：

　　（3）教师巡视，相机指导。

　　（4）各组选派**，全班汇报交流。

　　预设1：像“纳米涂层”“纳米缓解技术”这样的科学术语，我们是通过查阅资料的方法解决的。

　　预设2：碳纳米管，我们小组结合资料和书中的插图了解到他的特殊结构和性能。

　　预设3：我们小组采用的方式是联系上下文进行学习，比如第四自然段第1句话说“纳米技术可以让人们更健康”，后面接着就举了几个例子来说明，我们一下子就弄懂了。

　　5.教师引导学生总结解决问题的方法。

　　板书（查阅资料、联系上下文、向别人请教、联系生活经验、图文结合）

　　四、课后作业

　　1.认真抄写《词语表》中的16个词语；

　　2.拓展阅读科普文章《纳***背后的故事》、绘本故事《纳米机器人》等，下节课我们继续交流。

　　出示课件10：

　　五、板书设计

　　7纳米技术就在我们身边

　　查阅资料

　　联系上下文

　　解决问题的方法 向别人请教

　　联系生活经验

　　图文结合

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　　第二课时

　　【教学目标】

　　1.运用抓“关键句”的方法，了解课文主要内容，体会纳米技术在人们生活中的应用。

　　2.体会“开门见山”和“总—分”的表达方式，继续学习列数字、举例子、作比较的说明方法。

　　3.激发学生“爱科学、学科学、用科学”的情感。

　　【教学过程】

　　一、前后衔接，复习导入。

　　1.通过上节课的学习和交流，你了解到了关于“纳米”的哪些知识？

　　预设1：我知道了光学显微镜观察不到1纳米。

　　预设2：我通过查阅资料和看课本插图了解到，碳纳米管是由六边形排列的碳原子构成，它具有很多优异的性能。

　　预设3：我读课文第三段知道了其实纳米技术就在我们身边。

　　3.过渡：这节课就让我们聚焦大家最关心的几个问题，来进行深入的研究。

　　出示课件11：

　　二、聚焦开篇，体会“开门见山”的写法。

　　1.过渡：上节课有同学提出“作者是如何介绍‘纳米’和‘纳米技术’的呢？”

　　这是从写法角度进行的**，请大家说说你的看法吧。

　　出示课件12：

　　预设：文章在一开头就点明了“纳米技术”是一种高新技术，并通过和“微米”比较，告诉我们21世纪，那敏技术会得到广泛的应用。

　　出示课件13：

　　2.教师介绍写法。

　　板书（开门见山）

　　开门见山：本义指打开门就能见到山，现在常用来比喻说话或写文章直截了当，不拐弯抹角。一落笔就入题，有利于读者明确文章表达的中心。

　　4.对于这个令人陌生的概念，作者还采用了恰当的说明方法进行了讲解，你发现了吗？

　　预设:作比较、列数字（学生需要举出具体实例）

　　板书（列数字、作比较）

　　三、聚焦三四段，了解“总—分”的表达方式。

　　1.文章的3、4两个自然段，都各自有一个关键句，请同学们读一读、找一找。

　　出示课件14：

　　预设：关键句都放在了段落开头，都是第一句话。

　　2.教师讲解：也就是说，这两段的第一句话概括了整段的内容，后面所举

　　的例子全是围绕这句话展开的。我们把这样的句子叫做“中心句”。如果后面的内容，是从不同方面、不同角度阐述的，我们就把这样的方式叫做“总分式”结构段落。当然，这种方式也适用于全篇文章。板书（举例子 总分结构）

　　3.请你再找一找关键句里的关键词，看看这两段分别是从哪两个方面介绍的纳米技术？

　　预设：老师，我找的.关键词是“身边”和“健康”。

　　没错，非常准确！这两段分别是从我们身边的“生活”和“医学”两个角度进行的讲解说明。

　　4.借助表格，梳理内容。

　　请同学们先**思考，再在小组里讨论交流，完成下表：

　　出示课件15：

　　中心句纳米技术功能

　　纳米技术

　　就在我们身边

　　（生活）

　　中心句纳米技术功能

　　纳米技术

　　可以让人们

　　更加健康

　　（医学）

　　5.追问：在讲述纳米技术在我们身边生活的这一段，三个例子可以调换顺序吗？在生活中的应用和在医学领域的应用，可以交换顺序吗？说说你是怎么想的，为什么？

　　出示课件16：

　　预设1：不可以。因为纳米涂层在冰箱内的使用和人们的生活贴得更近，而借助“碳纳米管天梯”到太空旅行以及在隐形战机上的应用，都离人们的日常生活越开越远。所以我认为不可以调换。

　　预设2：第四自然段，先讲现在，再说未来，也不能换顺序。

　　预设3：我认为三四两段不能对调顺序，理由是第三段讲的是我们日常的生活，每天或者每时每刻都在发生。而第四段说的是医疗方面，是特殊的情况。

　　（设计意图：找出文中的关键句，并用表格的方式进行梳理，有利于学生清晰地了解段落内容。）

　　五、拓展思维，大胆想象。

　　1、这节课，我们通过阅读了解到纳米技术在人类生活中的应用，也感受了它的神奇。其实，纳米技术因它的独特性，已应用到多种领域。通过课前**，你还了解到哪些？

　　出示课件17-20：

　　除此之外，教师还可以播放一些关于纳米技术的**报道视频，如《纳米微针注射，打针不再疼》《纳米细菌机器人，治疗癌症无副作用》等，更形象、直观地让学生感受纳米技术的***、优越性。

　　2、请发挥想象说一说：你会把纳米技术应用在生活中的哪些方面呢？

　　学生思考，畅所欲言。板书（学科学爱科学）

　　出示课件21：

　　六、布置作业。

　　1.以“神奇的纳米技术”为主题，办一份手抄报或电脑小报。

　　2.推荐阅读：科幻小说《装在口袋里的爸爸：纳米变形人》

　　六、板书设计

　　7 纳米技术就在我们身边

　　说明方法：列数字作比较举例子

　　写作方法：开门见山总分结构

　　学科学爱科学

　　【资源链接】

　　1.名人观点：

　　纳米科学是21世纪科学发展的重点，会是一次技术**，还会是一次产业**。 ——钱学森

　　纳米技术的进步将对未来社会产生深远而积极的影响。 ——*

　　要加强基础研究和应用基础研究，力争在纳米科学等方面取得新的进展。

　　——*

　　2.《纳米技术：塑料的新前沿》（节选）

　　自从发现硅芯片后，物理学和材料科学领域就没有如此这么激动人心了。无数的大学已经建立了纳米中心，无数的大学已经建立了纳米中心，其中许多大学获得工业基金与赞助。大量的与纳米技术相关的创业企业被分离出来，成为学术研究的成果。

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　　新的纳米材料和纳米复合材料，如原子开关、存储介质能力的大幅提升、人体修复的纳米机器人、人造机械鼻子和耳朵等，只是科学家目前在世界各地研究中心所做的一些研究。许多其他的基于纳米复合材料的想法正在展开。正如***奖得主盖德宾宁所指出的，“纳米时代才刚刚开始。”

　　（文章选自公众号：塑料工程师学会**分会?2018-10-08）

　　【课后反思】

　　《纳米技术就在我们身边》是统编教材四年级下册第二单元的一篇科普文章。从题目上看，这篇文章与学生的生活有一定距离，他们对于纳米和纳米技术确实知之不多。但是这也恰巧成为教师引导**的切入点——“学贵有疑”，因疑而问。所以，从学生熟悉的“米、分米、厘米”这些长度单位的家族成员开始，让学生有种“熟悉的陌生感”，激起了他们探究新知的浓厚兴趣。

　　在学习的过程中，教师紧扣文本特点，拎起问题串，引导学生有针对性地提出问题、思考问题、解决问题，有效渗透了本单元的语文要素，即“在阅读时能够提出问题，并试着解决”。除此之外，教师还把“发现和体会‘写作手法’”作为了第二课时一个重要的教学目标，引导学生熟悉“开门见山”和“总分结构”，以及明晰列数字、作比较、举例子等说明方法，都为将来的“语用”打下基础。

　　与此同时，多种多样课外资料的拓展，极大丰富了学生的认知空间，有效激发了他们学科学、爱科学、用科学的思维品质与精神态度。

　　总是，学科学是知识积累的途径，用科学才是通往生活的正途。同样，学习提出问题和解决问题，也仅仅是语文学习的方法、策略，若想真正培养具有质疑和钻研精神的美好品质，还有很长的路要走。

　　生活的外延有多广，语文的学习空间就有多大——这，绝对是真理！

《纳米技术就在我们身边》优秀教学设计2

　　教学目标

　　1．正确、流利地朗读课文。了解什么是“纳米”，以及纳米技术的广泛应用。

　　2．收集相关资料，并根据文章内容提出自己的疑问。

　　3．激发学生爱科学、学科学的热情，培养学生勇于大胆想象的科学精神。

　　教学过程

　　一、直接导入

　　1．20世纪90年代兴起一种高新技术---纳米技术，在21世纪的今天必将是纳米的世纪。今天，我们来学习《纳米技术就在我们身边》。

　　2．板书课题：纳米技术就在我们身边，齐读课题。

　　3．读了课题，你想要了解什么内容呢？学生提出问题（预设：什么是纳米技术？什么是纳米？纳米技术在我们身边的哪些地方？）。

　　二、通读课文，回顾课文内容

　　1．解决学生提出的第一个问题：什么是纳米技术？

　　2．课文介绍了哪些纳米技术？

　　3．科技术语我会读。

　　三、细读课文，深入理解

　　（一）理解什么是纳米。

　　1．什么是纳米？

　　2．**读课文第2自然段，画出有关纳米的语句。

　　3．指名回答，区别下面的两句话：

　　（1）纳米是非常非常小的长度单位。

　　（2）纳米是非常非常小的长度单位，1纳米等于10亿分之一米。

　　师：你都知道哪些长度单位？（米、分米、厘米、毫米）十亿分之一米等于百万分之一毫米，拿出尺子，看一看一毫米有多长，想一想它的百万分之一又是一个什么样的长度。

　　作者列出具体的数字说明了纳米的具体长度，让我们形象地感受到纳米这一神奇的长度单位。这种说明方法叫做列数字。

　　纳米和米进行比较，纳米和毫米进行比较，这种说明方法叫做作比较。

　　(3)如果把直径为1纳米的小球放到乒乓球上，相当于把乒乓球放在地球，可见纳米有多么小。

　　一个乒乓球的直径为4厘米，地球的直径为1．3万千米。

　　作者运用我们熟悉的乒乓球和地球相比较，说明纳米很小很小，这种说明方法叫做作比较。

　　（二）理解纳米科技在生活中的广泛应用。

　　1．默读课文第3自然段，思考：本段是围绕哪句话介绍纳米技术的？分别举出了哪些具体的例子？

　　纳米技术就在我们身边。

　　①箱里的纳米涂层

　　②“碳纳米管”（作比较）

　　③纳米纳米吸波材料

　　2．根据你搜集的资料，我们身边还有哪些纳米技术？

　　3．小组合作

　　默读课文第4自然段，思考：本段是围绕哪句话介绍纳米技术的？分别举出了哪些具体的例子？在小组内交流。

　　纳米技术可以让人们更加健康。

　　①纳米检测技术

　　②纳米机器人

　　③纳米缓释技术

　　4．你还有什么不懂的问题？

　　（三）补充资料

　　《 “不流血的外科手术”》

　　四、拓展延伸

　　1．纳米技术给人类的生活带来深刻的变化，你会把它运用到生活中衣、食、住、行哪些地方？让你的想象插上翅膀，想一想纳米技术会给我们生活中衣、食、住、行及更多领域带来哪些新的变化？（任选其一写一写）

　　2．孩子们，今天课堂上我们学习了有关纳米技术的知识，你还想了解哪些方面的知识？

　　五、推荐阅读

　　《十万个为什么》

纳米材料论文3篇（扩展6）

——复合材料的发展和应用论文3篇

复合材料的发展和应用论文1

　　全球复合材料发展概况

　　复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。

　　随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的**则因经济不景气，发展较为缓慢，但*尤其是*内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，**复合材料在20世纪90年代年均增长率约为**GDP增长率的2倍，达到4%~6%。2000年，**复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得**汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与**经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。

　　从应用上看，复合材料在**和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年**汽车零件的复合材料用量达14.8万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在**，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达7.5万吨，汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着**来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料，在北美已被大量用作托盘和包装箱，用以替代木制产品；而可降解复合材料也成为**外开发研究的重点。

　　另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，**提高了材料的综合性能。

　　树脂基复合材料的增强材料

　　树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。

　　1、玻璃纤维

　　目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，**来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止，我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中，只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水*，且拥有自主知识产权，形成了小规模的产业，现阶段年产可达500吨。

　　2、碳纤维

　　碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能，首先在航空航天领域得到广泛应用，**来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测，土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。1997~2000年间，宇航用碳纤维的年增长率估计为31%，而工业用碳纤维的年增长率估计会达到130%。我国的碳纤维总体水*还比较低，相当于**七十年代中、末期水*，与**差距达20年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。

　　3、芳纶纤维

　　20世纪80年代以来，荷兰、**、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。**及***的芳纶纤维已投入市场，年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、*瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。

　　4、超高分子量聚乙烯纤维

　　超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，**提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。

　　5、热固性树脂基复合材料

　　热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体，以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度，广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨，1996年递增到143万吨，1997年为148万吨，1999年150万吨，2003年达到180万吨左右。我国从1975年开始研究环氧树脂，据不完全统计，目前我国环氧树脂生产企业约有170多家，总生产能力为50多万吨，设备利用率为80%左右。酚醛树脂具有耐热性、耐磨擦性、机械强度高、电绝缘性优异、低发烟性和耐酸性优异等特点，因而在复合材料产业的各个领域得到广泛的应用。1997年全球酚醛树脂的产量为300万吨，其中**为164万吨。我国的产量为18万吨，进口4万吨。乙烯基酯树脂是20世纪60年代发展起来的一类新型热固性树脂，其特点是耐腐蚀性好，耐溶剂性好，机械强度高，延伸率大，与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好，耐疲劳性能好，电性能佳，耐热老化，固化收缩率低，可常温固化也可加热固化。南京金陵帝斯曼树脂有限公司引进荷兰Atlac系列强耐腐蚀性乙烯基酯树脂，已广泛用于贮罐、容器、管道等，有的品种还能用于防水和热压成型。南京聚隆复合材料有限公司、上海新华树脂厂、南通明佳聚合物有限公司等厂家也生产乙烯基酯树脂。

复合材料的发展和应用论文2

　　引言：

　　在目前被应用在土木工程建设中的复合材料的种类上来看，一种新型的符合材料成为了工程施工建设的宠儿，被广泛地应用在了建筑建造过程中去，这种材料被称之为FRP，它具有相当轻的重量并且成型方式十分的简便，硬度强度方面也完全符合要求，还具有较强的耐酸耐腐蚀性的特点，其经久耐用的同时还兼备了方便施工的优势，和传统在建筑建造过程中使用的钢材和混凝土材料是截然不同的，由此可见其具备有十分长远且良好的经济发展前景。

　　一、FRP的概念与FRP在施工过程中的作用

　　我们所说的复合材料，其实利用各类材料的物理和化学性质来进行运用和融合从而达到将两种乃至两种以上的不同性质的材料合并到一起的材料，为建筑工业带来了不少的可能性，因为通过该项研究的发展，我们不仅是将材料进行复合处理达到了性能互补的效果，还时常在原有基础上开发出了新的性能。其优势就在于能够比单一地运用某些材料要来的更加全能并且更能满足不同的建筑建造应用需求。

　　而刚才所说的FRP复合材料严格意义上来说就是一种纤维增强复合材料，并且从历史发展角度来说，FRP复合材料的发展起源是在很久以前就已经出现了雏形了，大约是在二十世纪五六十年代的时候，就有学者开始尝试将纤维增强复合材料在民用建筑的施工过程中进行应用了，例如二十世纪六十年代时的英国教堂建筑尖顶就采用了玻璃纤维增强复合材料，并且该类型的材料还被利物浦用作搭建人行天桥，我国则是在二十世纪七八十年代才对这种类型的材料进行了一定规模的使用。

　　FRP复合材料可以在各类建筑建造过程中所采用的某些结构部件的表面实施附着从而达到一定的受力效果，主要目的是在土木工程建设中辅助加固材料并加大其受力的范围。在很早以前我们的土木工程建设中通常是利用复合材料来在内部进行加固和防潮的作用，避免建筑物因为天气的原因经过长时间的裸露影响而导致外部的钢筋生锈和腐蚀。所以提前将具有纤维性质的复合材料来**部进行附着从而起到一定的防护作用。

　　那么碳纤维性复合性材料的出现则极大地帮助了对桥梁进行重新稳固的建设过程。在后期碳纤维性复合材料的研究范围不断的被拓展的过程中，其针对各类不同的建筑物实时建设过程中的影响也不断地在增强。与此同时，FRP复合建筑材料的技术结构形式在建筑行业中的实际作用也在发生着翻天覆地的变化，FRP复合建筑材料不仅仅能够在各类不同的建筑物内部进行粘贴和缠绕，还用于支撑现代交通建设的桥梁和地下隧道的铺设等等，其技术结构形式正以丰富的变化展现在人们的日常生活中，存在不同形式的各种建筑物的各种结构中保持加强建筑稳定性的作用，尤其在以钢结构为主体的建筑加工方面的用途是在所有的建筑施工材料中都遥遥领先的。

　　二、FRP复合材料优缺点分析

　　首先，我们要说一下FRP的纤维比重和重量方面的特点，从重量上来说是比较轻盈的，而纤维比重则相对于其他单一的建筑施工材料要更大，强度也会比较高，从它的物理特性来说是可以有效的替代钢筋的一种复合材料并且可以避免钢筋所会出现的容易受水汽氧化腐蚀的情况，有效地对建筑的框架结构实施保护，防止其受到不可抗应力例如温度湿度的破坏。

　　其次，FRP复合材料可有效的**建筑建造的成本，节省相关费用的同时将时间花费的成本尽可能地进行降低，针对部分特殊工程提出的无磁性要求也可以很好地满足，而钢筋材料是做不到这点的。

　　所以综上所述，我们常见的被应用在实际的建筑建造过程中的FRP复合材料结构可以分为下面几种结构类型，首先是FRP桥面体系其具有能够提高道路桥梁对于外部环境的抵抗作用，并且延长道路桥梁的使用寿命的优点，被广泛地应用在了道路桥梁交通建设当中，其还能够降低桥面的整体重量，增加道路桥梁的稳固性。

　　其次则是FRP轻质桥梁，FRP轻型桥梁是被大部分应用在人行天桥的使用过程中的，该类型桥梁采用的全部都是FRP复合材料，有效地降低了桥梁工程整体上部构造重量并且缩短了施工工期。

　　FRP复合材料所建设的桥梁与传统的桥梁承受力情况有很大的不同，其缺点是虽然承载能力相对比较强，但是其刚度的情况并不理想，而且由于FRP的受力特点是以线性设计为中心的，在完全破坏出现之后，整个材料的架构会出现明显的变形状况，这些都是FRP复合材料比较明显的缺点。

　　三、结束语

　　跟随着**来的发展趋势，土木工程建设中的用量和制造过程逐渐的精化和细致，我们的建筑结构形式趋于多样化的当下，对于复合材料的研究还有很大的发展空间，另外针对以往所存在的弊端也要进行认真的总结和核查，并提出相关的在复合材料方面的改良措施，相信会有很大的进步。

　　参考文献：

　　[1]邵非凡.复合材料在土木工程中的发展与应用探究[J].资源节约与环保，2016，（12）：69.

　　[2]常生学.复合材料在土木工程中的应用研究[J].四川水泥，2016，（4）：268.

　　[3]董皓.复合材料在土木工程中的发展与应用初探[J].江西建材，2017，（6）：118.

　　[4]董江涛.探究复合材料在土木工程中发展与应用[J].智能城市，2016，（9）：334.

纳米材料论文3篇（扩展7）

——高二材料作文议论文 (菁选2篇)

高二材料作文议论文1

　　“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，唯有经过了磨炼，自己的意志才会更加坚定，才会更加有光彩，梅花的香味才会泌鼻而出。

　　“采菊东篱下，悠然见南山”的陶渊明，不与世俗同流合污不贪婪于金钱，淡泊**，自己经历了磨炼，有这思想在田园之间是多么的洒脱和**所以磨砺是我们成长中的一个重要因素。

　　王羲之的手法，字字饱满，写出的兰亭集序古今中外，流长深远，那是因为王羲之每天都练习书法，把家中的水池都给染黑了，正式有了这种磨砺自己的的精神，王羲之的手法才会有如此辉煌的成就。

　　爱迪生被称为发明大王，发明了好多造福于人类的发明，爱迪生在发明电灯泡的时候经过了上千种材料的试验，才发明到了一种金属丝不被高温所融化，经历了几千小时的磨砺发明了电灯泡造福人类。

　　小飞侠科比的篮球技术大家都众所周知，一个个后仰跳投，华丽的操作，大家都为之尖叫，为之欢呼，科比带领他的队伍走**巅峰赛后，为之欢呼，采访科比时，**问科比为什么你投篮时可以这么准确无误的进篮。小飞侠科比笑着说：“你见过洛杉矶**五点半的太阳吗?”**后来问教练是回答说科比每天早上都提前训练周而复始，在其他队员来的时候，科比早就投进了300多个球了，就是因为有这样的意志力，科比在NBA全明星的舞台上才不会落下科比成为我们每一个热爱篮球人心里的一种闪闪发光不灭的红星。

　　屠呦呦发明的*，治疗了非洲上万人的生病状况，屠呦呦除了有两年的科技培训，剩下的时间一直在潜心研究发明*，实验了好几千种的植物草本，不断潜心研究，日日夜夜的不断奋战，才研究出了*，才取得了如此大的成就。正是因为坚持不懈的精神，屠呦呦才取得了如此大的成就。

　　在人生道路上有很多的绊脚石，接二连三的**在你的面前，你在挪走他的时候你才会发现，他教会了你很多的地方该如何处理，去克服困难，就像人生的路要靠自己，再苦再累心里也是甜的，原本我们的脚下没有路，走多了脚下遍全是路，在成长的路上没有尽头只有路口，只有磨砺才是人生的大学。

高二材料作文议论文2

　　在所有的猝不及防中，只有你当之无愧。

　　——题记

　　从儿时咿呀学语被灌输的“勤俭节约是**民族的传统美德，”到后来匆匆忙忙过去的回忆，到许多人开始炫富，再到最近出现的炫苦。发展的历程让我感慨万千，但那些回忆，却使一些品德流淌在我的血液中。

　　苍山如海，残阳如血。小时候父母工作忙，于是我便住进了乡村的爷爷家里。那里有葱郁的树林，流淌着的河水清澈的可以看见游过的鱼儿。夏天的蝉嗡嗡鸣个不停，乡间吹来的些许小风让人倍觉凉爽。

　　那个时候农村还没有现在这么富裕，我们还住在低矮的*房里看着炊烟袅袅，看着太阳东升西落。虽然我每天可以上蹿下跳，爷爷也总将最好的东西留给我，但毕竟还是不如城市。有时我不开心了会偷偷把饭菜倒掉，会糟蹋很多人的心血。有一天我将饭菜倒掉的时候，突然被爷爷看到了。爷爷非常生气，那是我见他发过得最大的火。“这一碗饭，你看着简单，倒起来也是容易唷!可你是没看见，它的来之不易!”爷爷说着，就将我带到农民们耕地的地方。耕地里的他们的汗水浸透了衣服，顺着身子流淌到了每一处地方。那时我虽然小，却明白他们很累很辛苦。突然之间明白了一首诗：“锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”

　　爷爷看我陷入了愧疚之中，继续说道：“以前我当兵的时候，每天风里来雨里去的，没有一天能好好睡一觉或者好好吃一顿饭的。所以啊，珍惜粮食，也珍惜当下吧!”

　　那一天我明白了很多，比如要勤俭节约，要珍惜每一天的美好生活，也要艰苦奋斗。

　　后来我长大了，离开了乡村那些田野与山峦，爷爷也离开了我。但是有一些品德却刻在了我的血液里，挥之不去。我视这为一种荣耀。

　　而前几年来，炫富事件却频繁发生，每个人把自己拥有的财富拿出来炫耀，我看到了，觉得这有些悲哀。可最近，却有一股炫苦的潮流冲击而来。主人公左扬民将炫苦看作一种荣耀，他将自己所经历的苦展现出来，成为他成功路上的.阶梯，一步一个脚印，脚踏实地，仰望星空。我想以后成为如他一样的人，不拼爹，不炫富，人生路靠自己，再苦再累心也甜!

　　在以后的人生路上，我会将流淌在我血液中的品德发扬光大，先苦后甜!